CN101040077A - 制造特别柔软的三维无纺织物的方法及由此获得的无纺织物 - Google Patents

制造特别柔软的三维无纺织物的方法及由此获得的无纺织物 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于制造无纺织物的方法以及可通过所述方法获得的无纺织物。更具体地，本发明涉及一种具有改善了触觉和吸收特性的无纺织物，这使其适用于表面清洁、个人卫生、或制衣领域。

Description

制造特别柔软的三维无纺织物的方法及由此获得的无纺织物
技术领域
本发明涉及一种用于制造“纺粘”和/或联机和脱机梳理的无纺织物的方法以及通过所述方法可获得的无纺织物。更具体而言，本发明涉及一种改善了触摸感(手感)、厚度和吸收(吸附)特性的无纺织物，这些特性使其适用于表面清洁、个人卫生、以及制衣领域。
背景技术
在许多领域，例如在表面清洁和保护的领域、或在服装生产中，无纺织物被广泛地用作传统纺织品的替代品。与传统织物相比，无纺织物具有生产成本低、机械性能突出以及与皮肤的生物相容性好的优点。
在无纺织物中，纺粘型是由合成(聚合物)纤维或天然材料纤维制成的，其中该纤维在仍处于熔融状态时被铺放到垫子上，然后留置使其以层的形式被固化。
由此获得的结构可通过动力(态)处理如通过缝合(滚压)或通过纬纱(轧光)、或通过水刺(水力缠结)的粘合而加固。本领域已知的其它粘合方法是机械缝制、热粘合、化学粘合。
一般而言，纺粘法提供通过喷丝头的热塑性聚合物的挤出，用以形成多个连续细丝。这些细丝(首先被固化然后被拉长，通常借助于高速流体)被随机铺放到收集面如输送带上，并形成非加固的层。随后，这些细丝被粘合而提供最后的具有内聚力和强度特性的层。
粘合步骤可通过借助于加热的砑光机直接将热和压力施加至非加固层来完成。
更具体而言，在非加固层被铺放后，其在所述输送带上被传送到砑光机，其在此离开输送带并到达两个砑光辊之间被加热和挤压。因此，聚合物层仅被传送至到达砑光机，并且该砑光机的两个辊还充当用于所述层的支持物/输送机以及捣固机。
由所述方法获得的产品通常为非常薄的层的形式，在0.18-0.3mm、克重为15-17g/m2的范围，密实，具有丝状外观，并提供了轻微的由压延机设计的粘合点(cohesion point)之间的间隙所确定的压花图案。
这样的产品，尽管表现出了良好的内聚性能，但不是非常适合用于卫生领域、以及在柔软度和厚度方面需要特殊性能的那些领域。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种无纺织物，与已知产品相比，其虽具有改善的柔软度和厚度性能，却仍然保留了最佳的内聚性。
该目的通过一种制造无纺织物的方法和由此获得的无纺织物而实现，正如在所附的独立权利要求中所要求保护的。
本发明的第一个目的是提供一种用于制造纺粘型和/或梳理型无纺织物的方法。
本发明的第二个目的是提供一种通过所述方法获得的无纺织物，其中该最终产品在柔软度、厚度、以及内聚性方面是特别有利的。
附图说明
本发明的其它特性和优点通过以下一些具体实施方式的详细描述将会被更好地理解，所述具体实施方式是通过非限制性实施例的方式提供的，其中：
-图1是根据本发明的生产方法的示意图；
-图2是根据本发明的第一变形具体实施方式的生产方法的示意图；
-图3a是根据本发明的第二变形具体实施方式的生产方法的示意图；
-图3b是根据第三变形具体实施方式的生产方法的示意图；
-图4a是根据本发明的第四变形具体实施方式的生产方法的示意图；
-图4b是根据第五变形具体实施方式的生产方法的示意图；
-图5A是本发明的用于无纺纤维或微纤维的支持物的透视图；
-图5B是本发明的用于无纺纤维或微纤维的支持物的变形体的透视图；
-图6A是通过已知技术获得的无纺织物的照片；
-图6B是根据本发明获得的无纺织物的照片；
-图7是根据本发明的第六变形具体实施方式的生产方法的示意图；
-图8是根据本发明的第七变形具体实施方式的生产方法的示意图；
-图9是根据本发明的第八变形具体实施方式的生产方法的示意图；
-图10是根据本发明的第九变形具体实施方式的生产方法的示意图；
-图11是根据本发明的第十变形具体实施方式的生产方法的示意图；
-图12是根据本发明的第十一变形具体实施方式的生产方法的示意图；
-图13是根据本发明的第十二变形具体实施方式的生产方法的示意图；
-图14是根据本发明的特定砑光机辊的放大透视图；
-图15是沿图14的线XIV-XIV的放大剖视图。
具体实施方式
参照图1，根据本发明的用于生产纺粘和/或梳理的无纺织物的方法包括以下连续步骤：
a)将连续的丝状纤维或微纤维的至少一个层T1铺放在合适的支持物S上；
b)通过使该层T1经过增厚装置来处理所述层T1，以获得其厚度的增加，该增厚装置包括两个辊2、3，并且至少一个表面设置有多个高度大于1mm的凸块(rib)，凸块的自由端(free head)具有延伸部分小于0.80mm2的用于该纤维或微纤维的接触表面，分布所述凸块以便覆盖所述至少一个表面的14％以下。
优选地，步骤b)借助于所述增厚装置进行，该增厚装置包括两个辊2、3，例如为传统的压实机(compactor)或轧花机(embosser)的辊，以及具有所述特别的表面、接触所述纤维，并且上面设置有上述凸块的支持物S。
此外，凸块的高度可优选为约2mm，该凸块的自由端的接触表面可优选为约0.50mm2，并且凸块的分布可优选为覆盖所述表面的7-9％。
本文中，术语“连续丝状纤维或微纤维”是指由一种或多种聚合物成分构成的连续纤维，或者是合成的或者是天然的，可选地可分成连续丝状单个微纤维，或细丝。可分成微纤维的示例性聚合物纤维是可分的多组分聚合物纤维和膨化聚合物纤维(explodedpolymer fiber)，它们比根据以下将描述的技术而衍生它们的那些纤维相比，能产生更细的纤维。
为获得无纺纤维层厚度增加的处理步骤b)也可称为“增厚”(或“加厚”)，因此是指这样一个操作步骤：使以细的、丝状、和非加固层形式铺放在支持物上的纺粘或梳理的无纺纤维的纤维或微纤维转变为棉绒状、厚的、和柔软外观的非加固或弱加固(预加固)的层。
令人惊讶地发现，如果无纺的连续丝状纤维或微纤维的增厚步骤是在一个带凸纹(凸块)，即被压纹的、无论如何不光滑的表面上进行，则所得层获得出乎意料的柔软度和厚度性能，与任何其它纺粘或梳理型的无纺织物层相比，这些性能被显著提高。
基于这种结果，提供了纺粘型无纺织物(单层和多层)的不同变形具体实施方式。
对于单层的生产(图1)，生产步骤通常包括提供纤维或微纤维形式的无纺织物层T1：这是借助连接至传统吸入风扇(抽风机)A的喷丝头1(挤出机)、水力缠结装置5、干燥装置6以及将经水力缠结的层重绕到辊上的重绕装置4。
更具体地，如图1中示意性表示的，铺放单层的步骤a)包括：利用喷丝头1(挤出机)挤出连续丝状纤维形式的无纺织物层T1；以及利用传统吸入风扇A，将所述纤维铺放在合适的支持物S上。
增厚的步骤b)优选这样实施：使由支持物S所支持的该T1层经过传统压实机或轧花机C的两辊2和3之间。
应当注意，本文中，术语压实机或轧花机表示本身已知的装置，如下所述，其仅具有改变无纺织物层的表面的功能，由此获得轻微的加固(预加固)，并且在轧花机的情况下，则是为了形成明显的图案、文字、或图形。换句话说，压实机具有预加固功能，实际上较弱，而轧花机具有预加固和装饰功能，从而增加所述层的厚度。相反，尽管砑光机设置有类似的结构，但只具有加固和粘合构成无纺织物的纤维的基本功能，同时最小化或至多保持已铺放层的厚度。
优选地，压实机的辊2通常具有热塑性的光滑橡胶表面，以便借助辊3将支持物S所支持的T1层压在该表面上。辊3一般由光滑的金属材料制成。此外，辊3被加热至聚合物纤维的熔融温度。因此，由于两辊的机械作用、聚合物纤维的受热和三维支持物S(介于两个柱面之间的垫子)的缘故，令人惊异地获得了无纺织物T1层的增厚，或者换句话说“体积增大效果(volumizing effect)”、“轻而薄的效果(flimsy effect)”。在还需要装饰用外观的情况下，可以使用轧花机，其中支持物S具有更深、更突出的凸纹(rib)和各自的凹槽(凹纹，groove)，即装饰印模(ornamental matrix)，以便获得希望的装饰效果。
另一方面，传统砑光机的辊3是被雕刻的，即其具有与凹纹(凹槽)均匀交替的点或短划线形式的凸纹。尤其是，该凸纹(或凸块)具有在0.4和1mm之间的高度，其自由端具有用于该纤维或微纤维的0.88mm2的接触表面，并且其分布覆盖该辊19-23％的表面。应当指出的是，这种结构仅用于无纺织物层的坚实加固。
如上已解释说明的，砑光机中的这些凸块通过形成熔融点(melting point)起作用。此外，在砑光机中，无纺织物层不被任何支持物支撑。相反，在压实装置或轧花机中，没有在辊上设置凸块。另一方面，提供了具有三维表面的支持物S，该三维表面给出了显著的厚度、柔软度、以及上述的棉绒状外观。
支持物S可以是在所有无纺织物加工装置下面伸展的单个连续支持物，并且有利地提供有接触纤维或微纤维的表面，其通过交替的凸块和凹纹而提供。所述支持物S的非限制性实例可以是图5a和图5b中所表示的那些，其中与所述纤维或微纤维的接触表面具有带皱褶或台阶的部分，这在以本申请人名义的国际专利申请PCT/IT2004/000220中有所描述。可替换地，该凸块可以是点或者短划线。此外，所述凸块可以是任何其它已知的传统类型，如具有基本方形基部的截棱锥或具有椭圆形或圆形基部的截锥，优选为后者。
因此，如上所述，当无纺纤维在由如上所述的支持物S的支撑下通过两辊2和3之间时，所得到的层获得类似于棉绒的柔软度、光滑度和厚度。
看起来这种特别的效果是由于利用了支持物的粗糙表面，其在一定程度上将导致该层的棉绒效果，而该效果不是由通常的如上所述的砑光机的加固导致的。
无论如何，该意外结果的获得很可能是由压实机C提供的对纤维的机械(压和拽拉)和物理(加热)作用与由支持物S提供的机械作用的结合而引起的。
因此，上述效果可以通过使用支撑面而产生，该支撑面带有基本上为任意形状的凸纹、并且可与无纺纤维一起通过传统工艺的压实机或轧花机的辊之间。在任何情况下，支持物S应足够坚固以承受辊2和3的操作压力和承受纤维的熔融温度。
因此，上述的支持物S可以是输送带或由任何类型的塑料材料(其通常用于本领域)制成的带子。优选地，支持物S是金属板或硬的耐热塑料板。优选地，支持物S可以进一步由穿孔板构成，通过其可吸入空气以便在对所述纤维加工时保持其附着于所述板。
可替换地，该支持物S可以是受限于压实机或轧花机C的辊2和3的水平面(高度，level)的闭合输送带(未示出)。由此，纤维可以被铺放到传统支持物上，支持物将所述纤维传送至所述输送带，以致将该纤维放在上面，并使得可以用上述有利的条件进行增厚处理。
在由支持物S所支撑的纺粘和/或梳理的无纺织物层T1经过压实机C之后，该T1层通过水力缠结机5下方，以根据广泛建立的方法加以加固(步骤c)。接着，将该T1层在干燥器6中以传统方式干燥(图1)。
另外，如图1所示，织物层T1可以卷绕在也是传统类型的辊4上。
形成本发明无纺织物的纤维也可以是通过传统梳理机制造的非连续纤维(短纤维)，如1.5至7mm的PES(聚醚砜)纤维、PP(聚丙烯)纤维、PLA(聚乳酸)纤维、VISCOSE(粘胶纤维)、LYOCELL纤维、TENCELL(粘胶天丝纤维)、或棉纤维。
用于生产根据本发明的有利纤维的其它技术，包括：
a.双组分合成聚合物纤维(多段(multi-segment)，其可用水力缠结机加以裂分)的生产；
b.具有膨化效果(膨胀效果，explosion effect)的合成聚合物纤维，例如聚酯、聚丙烯、聚乙烯的生产(称作“Nanoval”技术)；
c.通过上述“Nanoval”技术的具有膨化效果的天然纤维(如Lyocell、PLA等)的生产。
更具体地，该单层或多层无纺织物可以是基于膨化的连续丝状或可分的多组分连续丝状纤维的水力缠结型。该无纺纤维通常仅包含一种成分；然而，对于特定的应用，它们也可以通过不同聚合物的联合挤压(joint extrusion)而以多组分形式制造。
例如，多层复合的无纺织物是那些含有一层或多层无纺织物层的无纺织物，结合有一层纤维素纤维：在这样的情况下，最终的复合物有利地组合了无纺织物的机械性能和纤维素纤维的吸收(吸附)性能。
以上技术描述于以相同申请人名义的专利申请PCT/IT2004/000220中，并将其全部内容结合于此作为参考。更具体地，应用于根据本发明的增厚方法的那些技术在本文也有描述。应当注意，这些技术涉及合成或天然聚合物纤维，或者是可分微纤维或者是膨化微纤维。然而，这些纤维可用普通的纺粘型纤维(如通过传统技术获得的)或用短纤维型的梳理型纤维所替代，并且它们可依照根据本发明的相同步骤(如下文所详细描述的)进行加工。
1.可分合成聚合物纤维的生产
为了生产单层，可参考图1所图解描述的，其中不同于上述方法之处在于采用的喷丝头1在这里是本身已知的装置，其能够制造可分成微纤维的聚合物纤维。
为了详细描述每个步骤，应参考下文的参照图2、图3和图4的描述，其中具有相同名称的步骤与上述的那些相同。
根据本发明的这个第一变形具体实施方式，用于制造无纺织物的方法包括如上所述的生产步骤a)至b)，其中在步骤a)中铺放的纤维包括可分的多组分聚合物纤维，其在通过水力缠结的加固步骤过程中，通过彼此缠结而被分成单组分纤维。
根据本发明的一个变形具体实施方式，如图2所示，所述方法在增厚步骤b)之后，另提供了一个步骤，将至少一层吸收性材料纤维T3铺放在所述至少一层T1上，由此发生水力缠结步骤以获得无纺织物，其中多组分聚合物纤维裂分成的单组分微纤维相互缠结并与吸收性材料的纤维相缠结。
通常，所述方法提供了：通过合适的喷丝头7来供给无纺织物第一层T1、用一个或多个装置8铺放纤维素浆80、水力缠结10、干燥11以及重绕在辊上12。
另一方面，根据本发明的三层复合物的制造(图3a，其中与图2中相同的标号表示类似的操作设备或装置)通常提供了通过合适的喷丝头7来供给第一无纺织物层T1、用一个或多个装置8铺放纤维素浆80、通过合适的喷丝头9来铺放第二层T2、水力缠结10、干燥11和重绕在辊上12。
至于多层产品，众所周知，可分多组分纤维可根据上述的技术a通过聚合物材料的喷丝头的挤出以便形成连续的纤维而生产。一旦从喷丝头出来，这些纤维碰到压缩空气流，这使其拉长和带静电，从而造成相互排斥，而使它们随机(无序)落到输送带上。
参照图3a，现在将描述用于生产多层无纺织物的方法，其中该无纺织物包括用可分纤维根据上述技术制成的外层。在任何情况下，该主题方法包括以下步骤：
a)将连续丝状的可分多组分聚合物纤维的至少一个层T1铺放到合适的支持物S上；
b)如上所述，处理所述T1层以便获得其厚度的增加；
c)在所述至少一个第一层T1上铺放至少一个吸收性材料纤维80的层T3；
d)在所述吸收性材料纤维的至少一个层T3上铺放可分多组分聚合物纤维的至少一个第二层T2；
e)如上所述，处理所述T2层以便获得其厚度的增加；
f)通过水力缠结，加固所述层T1、T2、和T3。
优选地，步骤b)和步骤e)通过将所述层T1和所述层T1、T2和T3分别通过两辊之间到支持物上而发生，其中该支持物具有用于接触所述纤维的、设置有与凹槽交替的凸块(如上所述)的接触表面。
如上所述，所铺放的纤维层发生水力缠结以获得多层无纺织物，其中该多组分聚合物纤维被分成单个的单组分微纤维，其相互之间以及与所述吸收性材料的纤维发生缠结。
更具体地，可分多组分合成纤维可以按如下方法形成：通过单独将处于熔融状态的每种聚合物以丝70、90的形式挤出，丝70、90从喷丝头7、9的孔(为毛细尺寸)出来，并在所述喷丝头下方连结。处于熔融状态的聚合物以单一纤维进行连结(结合，link)，该单纤维是通过单个聚合物丝以这样的方向挤出，以引起其接触和粘附而组合，如在专利US 6,627,025中所描述的。设置在喷丝头下方的吸入风扇(抽风机)A具有吸入和传送所挤出的聚合物的单个细丝的功能，以有助于将其粘合成单根纤维。
合成纤维可以由单一聚合物的至少两个细丝直至不同聚合物(双组分)的16个细丝组成，它们可以是均聚物、共聚物或其混合物。该聚合物可以选自聚酯、聚酰胺、聚烯烃、聚氨酯、用添加剂改性的聚酯、聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯。
优选地，这样的聚合物可以加以选择，以使纤维中相邻的聚合物不能混合或在任何情况下具有较差的亲和力，以有利于其随后的分离。可替换地，该聚合物中可以加入阻止其粘附的润滑剂。另外，由于纤维的纵向轴心部分通常比周围部分具有更大的内聚力，所以有利的做法是在纺多组分纤维时要留下轴心孔或在任何情况下削弱轴心部分。
如图3a所示，一旦可分多组分聚合物纤维的层已通过专用喷丝头7铺放到输送带S上以形成纺粘的无纺织物第一层T1，就在该层无纺织物上铺放一个如纤维素浆的吸收性材料层T3。
接着，如图3所示，在用标号9指明的装置处，将与前面制备的基本相同的无纺织物的第二层T2铺放到纤维素浆层T3上。
这时，该纤维在水力缠结装置10处进行水力缠结。这种处理(本身是广为人知的)有利地能将构成无纺织物的外层的聚合物纤维分成微纤维，并且能够使它们相互之间以及与纤维素浆纤维发生缠结。
优选地，所述水力缠结不仅在支持物S的表面S1(纤维被铺放其上)上发生，而且在与表面S1相反的表面S2上也发生，这是通过专用通孔(图中未示出)和设置在所述表面S2上的合适装置(未示出)而进行的。
图1至图3还示意性地示出了传统过滤装置20，用于过滤来自水力缠结机(设置在所述纤维素浆铺放步骤之后)的水。所述装置具有以下功能：回收水力缠结机的水，过滤任何纤维素浆纤维的水，还过滤含在该纤维中并且在水力缠结过程中可能释放的化学成分。
根据本发明的另一个变形具体实施方式，图3b示出了支持物S’，与上述的支持物相同，在支持物S’上铺放无纺织物纤维的第二层T2。如图所示，所述S’与其上铺放第一层T1的支持物S处于不同的水平面。因此，第二层T2可单独地进行增厚(压花)。仅增厚层T2的有利之处在于可获得两个基本均匀的层。
在增厚处理之后，层T2被支持物S’或传统输送带(如上述的)传送并铺放在吸收性材料纤维层T3上，并且该三个层一起进行水力缠结。
在干燥器中的干燥步骤11和在辊上的最后卷绕12如上所述实施。
2.膨化合成聚合物纤维的生产
用于生产基于膨化聚合物纤维的无纺织物的方法包括与有关生产基于可分聚合物纤维的无纺织物所描述的相同的步骤，也应参照这些步骤。在该情况下，不同之处在于：被用来生产纤维层T1和层T2的技术类型可以获得膨化的微纤维，在纤维层T1和层T2经过增厚之后，该微纤维相互缠结并可选地与吸收性材料纤维缠结。
根据Nanoval技术，(刚以熔融状态挤出的)纤维的膨化在其接触室温空气时获得。
通常，如专利申请WO 02/052070所述，Nanoval技术在于生产熔融聚合物的细丝，该细丝从设置在室上的排成一排或多排的纺丝孔伸出，其中所述室与外部环境隔开并装有气体(通常为空气)而具有一定压力。所述细丝在从暗箱出来(出口以拉伐尔喷嘴形式形成)时到达该气体快速加速的区域。
可进行纺织的原材料既可以是天然物如纤维素Lyocell、PLA，又可以是合成材料，如聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚酯。
对于铺放膨化纤维以形成第一层的步骤以及其它生产步骤，同样可以参考图1、2和3，其中去除了吸入风扇A并且各个喷丝头5、6、7和9配置了上述的拉伐尔喷嘴(未示出)以便获得膨化效果。
利用Nanoval技术的优点在于有可能生产很细的微纤维，该微纤维具有小于10μm，例如在2至5μm之间的直径。
涉及采用可分聚合物纤维的技术的进一步优点还在于这样的事实：每个纤维获得了更大的单个微纤维密度。换句话说，所述纤维分成多个相同初始直径的部分(成分，component)，即所获得的微纤维(细丝)至少细10倍，优选达到100倍细。
不管所使用的是传统的纺粘纤维、可分纤维还是膨化纤维，或梳理纤维，如果希望在将其粘合成多层复合物形式之前预缠结该无纺织物(图4a和4b)，所述步骤如下：借助于喷丝头13或梳理机铺放第一层T1，通过设备14预水力缠结，通过设备15干燥，通过设备16铺放纤维素浆T3，通过喷丝头17或梳理机铺放第二层T2，利用水力缠结机18水力缠结，通过设备19干燥以及在辊21上重绕。
生产方法和车间也可以结合干燥步骤或装置而提供脱水步骤或装置22。预水力缠结步骤的优点在于，其允许形成纺粘聚合物纤维(分开或膨化的)的第一层，由于所述纤维的微纤维缠结的更大密度，所以有助于铺放吸收性材料的纤维并阻止其通过太宽的空间(其由现有技术所遗留)产生的部分损失。
如在前所提及的，铺放吸收性材料的纤维的步骤优选利用纤维素浆纤维来完成，其中所述纤维素浆纤维具有的长度可以在0(即，纤维素粉末)至2.5mm，优选在1至2mm之间变化。
另外，根据本发明的方法可以在水力缠结步骤之后，并且优选地也在预水力缠结步骤后提供干燥步骤。
进一步的步骤可以是通过脱水步骤除去含在所述纤维中的水。更具体地，所述步骤包括在支持物S下，例如在干燥器15处设置冷凝器(condenser)22，其通常连接有完全传统的吸入风扇(未示出)。通过形成在所述支持物上的孔吸入的空气被送入所述冷凝器，在冷凝器里释放包含在空气中的水。这种类型的设备例如描述在相同申请人的专利申请PCT/IT2004/000127中。
所述方法还可以包括压花步骤，以使产品具有多层无纺织物的图案。更具体地，所述压花可以是根据传统技术，通过使无纺织物受热并在压力下通过一对压花辊之间，或经过在水力缠结机中的其它步骤而形成的砑光处理。应当注意，术语“压花步骤”不是指如根据在前提及的现有技术中发生的无纺织物的加固，而是简单地能够形成文字和/或三维图形，以便通过“热压花”或“水压花”砑光机(在该情形下是用水力缠结方法)来加工或装饰所述无纺织物。
优选地，所述方法包括经过上述形成在纤维支持物S中的通孔(图中未示出)吸入室温空气。这样，以熔融状态铺放的可分或膨化聚合物纤维被冷却和固化。在其中使用膨化纤维的情况下，可设置加湿器HUM(示意性地示于图3a和图3b中)，这是为了刚好在膨化纤维铺放在支持物S上之前被加湿，这有助于或改善最终产品的柔软度。
还更优选地，为了提高最终产品的特性或增加附加特性，所述方法可以包括本身已知的以下一个或多个最后步骤：着色或化学性质的整理(精加工，finishing)，如抗起球处理和亲水处理、抗静电处理、提高抗燃性能处理，基本的机械处理如拉绒、防缩处理、起绉。
另外，可以利用在以相同申请人名义的专利申请PCT/IT2004/000127中所描述的设备，对无纺织物进行多色印刷的进一步处理。在这种情况下，在上述处理结束时，无纺织物片(无纺坯布，nonwoven sheet)可以按照以下步骤直接被联机印刷：
-提供用于无纺织物印刷的设备，其包括用于输送所述无纺织物的活动支持件和至少一个活动印刷机构。
-将所述无纺织物片供给所述设备；
-在命令和控制单元的指令和控制下，在所述无纺织物上实施印刷，其中所述命令和控制单元操作性地连接于所述支撑件以及至少一个印刷机构，以便检测产生自该支撑件和至少一个印刷机构的电信号，将所述信号转化为代表它们的角速度和扭矩状态的数值，将所述数值与所述角速度和扭矩的预设数值的比值进行比较，并将信号送至所述支撑件和至少一个印刷机构，以便校正落在所述比值之外的所述值的任何偏差。
最后，根据本发明的方法可以包括将无纺织物卷绕到辊21上的步骤。
本发明的方法能够获得各种类型的产品：
A.具有基重在8至50g/m2之间的单层织物。该生产方法是如图1所示出的。所用的纤维可以是具有如上所述的膨化效果和根据Nanoval技术获得的合成纤维，也可以是同样利用“Nanoval”技术生产，用水力缠结机可分的双组分(component)(多部分(multi-segment))合成纤维，或者具有膨化效果的天然纤维(例如，Lyocell、PLA等)，或者其简单地是普通纺粘纤维。
B.具有单层水力缠结或三层水力缠结的多层织物(经过或未经过预水力缠结处理)。例如，该产品可以是三层的多层织物，其中有一个在中间的纤维素浆层和上述技术不同组合的外层(20至200g/m2)。
在任何情况下，不管无纺织物的类型是单层还是多层，单个层(纺粘或梳理的，形成它并将它与其它层区别开)的触摸感和视觉特性包括：重量相等、3-5倍更大的厚度、类似于棉花的柔软性和光滑性、以及棉绒状的外观，即类似于柔和、精致的弗洛克(flock)，如图6B所示。
相反，如图6A所示，根据现有技术生产的例如纺粘的无纺织物具有丝状外观，密实、薄并且没有柔软性。
更具体地，并通过非限制性实例的方式，将可根据本发明方法获得的示例性纤维描述如下。
I.可分多组分纺粘的聚合物合成纤维
优选地，可分多组分聚合物纤维由微纤维或聚合物细丝组成，如在上述有关生产方法中所描述的那些。该微纤维可以具有在0.1分特(dtex)至0.9分特(dtex)之间的直径，相应的纤维可以根据构成它的微纤维的数量而变化，但通常为在1.7分特(dtex)至2.2分特(dtex)之间的尺寸。在所述纤维中的微纤维的数量通常在2至16(双组分产品)之间的范围。
对于具有纤维素浆纤维内层和两个聚合物纤维(由两个不同可分聚合物成分如聚丙烯/聚乙烯构成)外层的三层无纺织物，分析试验已显示以下物理特性：
-每平方米克重(weight in gram)的范围在50至100之间，优选在55至65之间；
-在纤维方向的抗拉强度(以牛顿/5cm(N/5cm)表示)在50至150之间，优选在60至120之间，而横向的抗拉强度在20至75之间，优选在30至65之间；
-以松弛状态的长度百分数计算的延长率，在纤维方向(MD)的范围在35％至85％之间，优选在45％至75％之间，而在横向(CD)的范围在70％至100％之间，优选在80％至90％之间；
-纤维素浆纤维的最终含量范围在无纺织物总重的50％至75％之间；
-以相对于干无纺织物重量的总重百分数计算的吸收能力在600％至700％之间(按照最终产品中的浆的百分数)。
II.纺粘膨化聚合物合成纤维
至于膨化纤维，已观察到，微纤维(细丝)具有范围在1微米至5微米之间的直径，优选在2至4微米之间。明显地，所述值可以根据用于最终产品的预设特性的类型而变化，并且将依赖于所选的如前所述的并且在任何情况下对于本领域的技术人员是已知的生产参数。
不管所用的聚合物纤维的类型如何，多层无纺织物的最终厚度有利地达到高达0.65mm的值，抗张强度(在生产线的横截面方向)达到27N/5cm。
根据本发明获得的产品提高了抗性、柔软度、厚度，并且具有更好的外观。此外，厚度是通过膨化效果(Nanoval技术)、或通过裂分作用(可分纤维)而增加的。更具体地，上述特性是由于在通过压实机或轧花机的两个辊之间的过程中，利用用来支撑纤维或微纤维的层的诸如上述的支持物S的组合而形成的。
图5a示出了根据合适工艺获得的纺粘型的2.2dtx聚合物层的数字照片。可以看出，所述层具有像棉纸片的紧密和薄的外观。
图5b示出了根据本发明方法获得的纺粘型的2.2dtx聚合物纤维层的数字照片。可以看出，该层具有柔软和厚的棉绒状外观。
下面描述了根据本发明方法的一个具体实施方式的非限制性实例。
实施例
采用等规聚丙烯聚合物材料来实施这个实施例，其具有的熔体流动速率为40g/10min(如通过ASTM D-1238确定的)，为“小片(碎片，chip)”形式。将该聚合物装入连接至喷丝头的挤出机中，具有的操作压力为约9646kPa。喷丝头由直径为0.038cm、槽长度为0.152cm的毛细管(capillary)构成。熔融的等规聚丙烯以0.6g/min/孔的速度通过喷丝头并在227℃的温度下被挤出。该聚合物被随机(无规)铺放到被穿孔的支持物上，其中该支持物具有收集纤维表面(设置有1mm边长的立方形凸块并与镜面槽(specular groove)交替)。随后，支持物向前移动直至到达轧花机的两个辊，这里，其与负载在上面的非加固聚合物纤维层一起夹紧在所述辊之间。由轧花机施加的压力(其通常的范围在10至100N/mm之间)为约45N/mm，而操作温度(其通常的范围在80至200℃之间)为140℃，层的旋转和拖动速度(其通常在20至600m/min之间变化)为300m/min。在砑光机出口，该加固层具有棉绒状的外观，而且是柔软的，具有范围在17至18g/m2之间的克重，并且比相同克重的纺粘无纺织物的厚度(其通常仅仅为0.18mm厚)厚达五倍。现在，该连续层被卷绕在一个辊上以被接着传送至随后的生产线，或在联机操作的情况下，被送至水力缠结装置以经受常规的处理条件。然而，应当注意，该最终产品不表现出触摸感、厚度和诸如上述的功能特性的实质性改进。
通过上述应当理解，本专利申请提供了一种用于生产特别柔软、光滑和厚的无纺织物的方法，以及通过所述方法可获得的无纺织物。
此外，本领域的技术人员可以对所述方法和所述无纺织物进行许多调整，所有这些都在本文所附权利要求的保护范围内。
例如，所述方法可以仅提供前面的两个步骤a)和b)，以及分别如图7和8所示的将所述纺粘或梳理的无纺织物层卷绕在合适的卷筒上。
更具体地，图8中示意性示出了一种用于生产梳理无纺织物的方法，其中与前面的具体实施方式的标号相同的标号表示相同的操作装置。
梳理机23完全以传统方式将无纺织物层T1铺放到如上述的支持物S上。接着，带有层T1的支持物S通过压实机或轧花机C的辊2和3，以被预加固并主要用于增加其体积，如以上详尽描述的。最后，所述层T1被卷绕在辊4上。
参照图9，其中与图3a中的标号相同的标号表示相同的操作装置，示意性示出了用于生产三层梳理/纤维素浆/纺粘混合的无纺织物的生产线或方法。
与图3a所描述的方法相比，该方法的不同之处在于，用于铺放第一无纺织物层T1的第一喷丝头7用传统梳理机23代替。
同样地，图10示出了用于三层梳理/纤维素浆/梳理无纺织物的生产方法的示意图，其中，根据图4a的喷丝头13和17分别用两个梳理机23代替。
应当注意，同样在这种情况下，上述的所有变形都有效，即无纺织物层可以预先水力缠结，第二无纺织物层T2可在与任何前面的纤维层不同的水平面上被铺放并通过压实机或轧花机，并且可以提供上述的辅助加工操作如模制和装饰(热轧花)。
此外，在混合的多层无纺织物中，或者如图9所示的第一铺放层，或者该第二层可以是梳理层。
因此，根据本发明的核心构思，用于生产纺粘纤维的喷丝头(挤出机)可用梳理机代替，该梳理机已知用于处理弗洛克纤维(1.5-7cm长的短纤维如PES、PP、PLA、LYOCELL、TENCELL、棉)。在这种情况下，处理的步骤b)用于提供具有上述膨胀外观的无纺织物层，并且通过使用上述压实机总能获得棉绒状的厚度和柔软性。
有利地，本发明的方法可以进一步提供纺粘型纤维或微纤维(如上所述的)和通常为梳理操作的弗洛克纤维(短纤维)的应用。因此，通过上述增加层厚度装置的经过将完全类似。
另外，在图11中示出了一种生产方法，其中仅通过如上所述的压实机或轧花机处理的纺粘或梳理人造纤维的辊24，根据上面所述的方法在不同的流水线进行加工。具体地说，无纺织物层T从辊24上展开，并类似于前述方法经过例如设备5的水力缠结，然后被干燥并最终再绕到辊4’上。
类似于图2和图3a中所示的，图12和13示出了相同的方法，其中，同样地，纺粘或梳理短纤维的辊24分别代替用于铺放所述纤维的喷丝头和梳理机；其它加工操作保持不变。在后面的两种情况下，也可采用上述的变形具体实施方式，如采用两个辊传送由压实机或轧花机处理的纺粘/纺粘、梳理纺粘/短纤维或梳理短纤维/短纤维类型的相同织物。
参照图14，本发明的进一步具体实施方式在于实施说明书第15段披露的方法，其中，尤其是，所述至少一个表面为压实机或轧花机的辊之一的表面。提供在所述辊之一上的带有凸块的表面使得可以省去上面披露的支持物S，而不改变要获得的效果，即增加无纺织物层的厚度和柔软度以使其看起来为棉绒状。
详细地，该压实机C包括两个与传统压实机或轧花机的辊类似的辊(图14中仅示出一个)，其中一个辊201的表面200设有高度大于1mm的凸块202，其自由端具有延伸部分小于0.80mm2的用于纤维或微纤维的接触表面，所述凸块被分布以便覆盖所述至少一个表面的14％以下。该凸块可以是与前面有关支持物S所描述的凸块相同的类型。
更具体地，所述凸块202可优选具有平截头圆锥体的形状，其较大的圆形基部附着在表面201上，从图15可以更好地看出。
本发明的进一步目的是用于处理无纺织物纤维和/或微纤维的包括增厚装置的传统类型的压实机或轧花机，该增厚装置包括两个辊2，3以及设置有高度大于1mm的凸块的至少一个表面，其中凸块的自由端具有延伸部分小于0.80mm2的用于纤维或微纤维的接触表面，所述凸块被分布以便覆盖所述至少一个表面的14％以下。更具体地，所述增厚装置包括两个辊2，3和具有带凸块的所述至少一个表面以接触所述纤维或微纤维的支持物S。可替换地，传统压实机或轧花机的两个辊(图14中仅示出一个)中的一个辊201的表面200设置有高度大于1mm的凸块202，其自由端具有延伸部分小于0.80mm2的用于纤维或微纤维的接触表面，所述凸块被分布以便覆盖所述表面200的14％以下。所述凸块可以与前面有关支持物S的凸块是相同的类型。

Claims (52)

1.一种用于制造纺粘和/或梳理无纺织物的方法，包括以下连续步骤：
a)将至少一个纺粘和/或梳理无纺织物的纤维或微纤维层(T1)铺放在合适的支持物S上；
b)通过使所述层T1经过增厚装置来处理所述层T1以获得其厚度的增加，所述增厚装置包括两个辊(2，3)和至少一个设置有凸块的表面，所述凸块的高度大于1mm，其自由端具有延伸部分小于0.80mm2的用于所述纤维或微纤维的接触表面，分布所述凸块以使覆盖所述至少一个表面的14％以下。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述凸块的高度为约2mm，它们的自由端的接触表面为约0.50mm2，并且分布在所述表面上以使覆盖它的7-9％。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述步骤b)借助于所述增厚装置来进行，所述增厚装置包括两个辊(2，3)和具有带凸块的、与所述纤维或微纤维接触的所述至少一个表面的支持物(S)。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述辊(2)设置有热塑性光滑橡胶外表面，而所述辊(3)设置有金属外表面，并且能经受在所述纤维或微纤维的熔融温度下的加热。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述至少一个表面为压实机或轧花机(C)的一个辊(201)的表面(200)。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述步骤b)通过用压实机或轧花机的处理来进行。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的方法，其中，所述支持物(S)和辊(201)具有局部皱褶、台阶、点或短划线或类似的适于对所述纤维或微纤维提供三个维度的部分。
8.根据权利要求2至7中所述的方法，其中，所述支持物(S)和辊(201)包括凸块(202)，所述凸块具有基本方形基部的截棱锥形状或具有椭圆形或圆形基部的截锥体形状。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的方法，其中，所述支持物(S)为输送带或由硬的耐热塑料或金属板制成的带。
10.根据权利要求2至9中任一项所述的方法，其中，所述支持物(S)被打孔以便允许空气通过其厚度被吸入。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，步骤a)包括借助于梳理铺放至少一个短纤维层，诸如PES、PP、PLA、粘胶纤维、lyocell、tencell或棉。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，步骤a)包括通过喷丝头(1，7，9，13，17)挤出连续的丝状纤维或微纤维并将它们铺放在所述支持物(S)上。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述铺放借助于吸入风扇(A)来进行。
14.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，所述步骤a)包括制备至少一个多组分聚合物纤维层(T1)，以及将所述层铺放在所述支持物(S)上，其中所述多组分聚合物纤维可被分成微纤维并通过水力缠结而相互缠结。
15.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，所述步骤a)包括制备至少一个可通过水力缠结而相互缠结的聚合物或天然膨化微纤维层(T1)，以及将所述层铺放在所述支持物(S)上。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，进一步包括在所述步骤b)之后，将至少一个吸收性材料纤维层(T3)铺放在所述无纺织物层(T1)上的步骤。
17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括将至少一个另外的纺粘纤维或微纤维和/或梳理短纤维层(T2)铺放在所述至少一个吸收材料纤维层(T3)上的步骤，以及处理所述层(T2)以便获得其厚度增加的步骤。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，处理所述至少一个另外的层(T2)以便获得其厚度增加的所述步骤借助所述增厚装置来进行，其中所述增厚装置包括两个辊(2，3)和具有带凸块的、与所述纤维或微纤维接触的所述至少一个表面的支持物(S)。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述至少一个表面为压实机或轧花机(C)的一个辊(201)的所述表面(200)。
20.根据权利要求14至19中任一项所述的方法，其中，所述步骤a)为：从合适的喷丝头(1，7，9，13，17)分别挤出至少两种聚合物成分，所述至少两种聚合物组分在所述喷丝头下方连结以形成一根可分的多组分纤维。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述可分多组分纤维通过纺丝和随后连结成达16根不同聚合物的连续细丝而获得。
22.根据权利要求20或21中任一项所述的方法，其中，所述聚合物纤维由只有一种聚合物的至少两根丝直至不同聚合物的16根丝得到，所述聚合物可以是均聚物、共聚物或其混合物。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述聚合物选自聚酯、聚酰胺、聚烯烃、聚氨酯、用添加剂改性的聚酯、聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯。
24.根据权利要求16至19中任一项所述的方法，其中，所述膨化聚合物纤维通过使聚合物纤维通过拉伐尔喷嘴而获得。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述膨化纤维的聚合物选自天然聚合物或合成聚合物。
26.根据权利要求25所述的方法，其中，所述天然聚合物选自纤维素、Lyocell和PLA，而所述合成聚合物选自聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺和聚酯。
27.根据权利要求16至26中任一项所述的方法，其中，所述吸收性材料的铺放利用纤维素浆纤维来完成。
28.根据权利要求1至27中任一项所述的方法，进一步包括在为获得其厚度增加的处理步骤b)之后，加固所述层(T1)和/或所述层(T2)的步骤。
29.根据权利要求28所述的方法，其中，所述加固步骤通过水力缠结来进行。
30.根据权利要求29所述的方法，进一步包括在所述水力缠结步骤之后的干燥步骤。
31.根据权利要求30所述的方法，进一步包括在所述干燥步骤之后，将所述无纺织物卷绕在辊上的步骤。
32.根据权利要求18至29中任一项所述的方法，进一步包括在所述制备至少一个纤维层(T1)的步骤之后，预水力缠结的步骤。
33.根据权利要求32所述的方法，进一步包括在所述预水力缠结步骤之后的干燥步骤。
34.根据权利要求30至33中任一项所述的方法，进一步包括在所述干燥步骤同时或之后的脱水步骤。
35.根据权利要求30至34中任一项所述的方法，进一步包括在所述干燥步骤之后将所述无纺织物卷绕在辊(12，21)上的步骤。
36.根据权利要求35所述的方法，进一步包括在所述卷绕步骤之前的轧花步骤。
37.根据权利要求35所述的方法，其中，所述轧花通过砑光或水力缠结来完成。
38.根据权利要求1至37中任一项所述的方法，其中，温度等于或低于室温的空气被吸入通过所述聚合物纤维以便冷却和固化它们。
39.根据权利要求16至38中任一项所述的方法，其中，所述膨化纤维在被水力缠结之前进行增湿。
40.根据权利要求1至39中任一项所述的方法，进一步包括整理所述无纺织物的步骤。
41.根据权利要求1至40中任一项所述的方法，进一步包括所述无纺织物的多色印刷步骤。
42.根据权利要求1至41中任一项所述的方法，其中，所述支持物(S)具有一表面，所述表面包括其断面基本垂直于所述纤维的竖直铺放流的部分，所述部分与具有相对于所述竖直流偏斜10°-50°的断面的部分相交替。
43.根据权利要求17至42中任一项所述的方法，其中，所述至少一个第二无纺织物层(T2)被铺放在支持物(S’)上，所述支持物(S’)与所述支持物(S)相同但被置于不同水平面上。
44.一种根据权利要求1至43中任一项所述的方法获得的单层或多层无纺织物。
45.根据权利要求44所述的无纺织物，包括至少一个层(T1，T2)，所述层具有范围为0.54mm至0.9mm的厚度、棉绒状外观以及柔软和光滑的手感。
46.根据权利要求45所述的无纺织物，其中，所述至少一个层(T1，T2)是纺粘层或梳理短纤维层。
47.一种用于生产单层或多层梳理纺粘和/或短纤维梳理的无纺织物的方法，包括以下步骤：
i)提供至少一个纺粘或短纤维梳理的无纺织物层(T1，T2)，所述无纺织物层已通过使所述层T1经过增厚装置进行膨化处理，所述增厚装置包括两个辊(2，3)和至少一个设置有凸块的表面，所述凸块的高度大于1mm，其自由端具有延伸部分小于0.80mm2的用于所述纤维或微纤维的接触表面，分布所述凸块以便覆盖所述至少一个表面的14％以下；
ii)通过水力缠结来加固所述层。
48.根据权利要求47所述的方法，其中，所述步骤i)包括提供至少一个吸收性材料纤维层(T3)。
49.根据权利要求48所述的方法，其中，所述步骤i)进一步包括提供至少一个第二纺粘或短纤维梳理的无纺织物层(T2)，所述无纺织物层已进行膨化处理。
50.一种用于处理无纺纤维和/或微纤维的压实机或轧花机(C)，包括增厚装置，所述增厚装置包括两个辊(2，3)和至少一个设置有凸块的表面，所述凸块的高度大于1mm，其自由端具有延伸部分小于0.80mm2的用于所述纤维或微纤维的接触表面，所述凸块被分布以便覆盖所述至少一个表面的14％以下。
51.根据权利要求50所述的压实机或轧花机(C)，其中，所述增厚装置包括两个辊(2，3)以及支持物(S)，所述支持物(S)具有带凸块的、与所述纤维或微纤维接触的所述至少一个表面。
52.根据权利要求50所述的压实机或轧花机(C)，其中，所述两个辊中的一个辊(201)的表面(200)被设置有高度大于1mm的凸块(202)，所述凸块的自由端具有延伸部分小于0.8mm2的用于所述纤维或微纤维的接触表面，所述凸块被分布以便覆盖所述表面(200)的14％以下。
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