CN1863957A - 用于生产非织造织物的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种用于制造一种具有希望的纤维定向的非织造织物的方法，该方法包括：提供纤维源；给纤维充静电；用非接触式偏斜装置使纤维偏斜；在移动的成形面上聚集纤维以形成非织造织物。本发明还提出了一种用于形成纤维非织造织物的装置，该装置包括：纤维源；给纤维充静电的装置；非接触式纤维偏斜装置，用于当纤维受施加的静电影响时影响纤维；用于将纤维聚集成纤维非织造织物的成形面。

Description

用于生产非织造织物的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于形成非织造织物的方法，以及一种用于形成这种织物的装置。
背景技术
如今所使用的许多医疗护理衣服以及用品、防护衣服、停尸房和兽医用品、以及个人护理用品部分或者完全由非织造织物构成。这种用品的例子包括消费者和职业者医疗和卫生保健用品如外科铺巾、大褂和绷带、防护工作服如衣裤相连的工作服和实验服以及婴儿、儿童和成人的个人护理吸湿性用品如尿布、裆部特别厚的内裤、游泳衣、失禁用衣服和短裤、卫生巾、擦布以及类似用品，但并不限于此。对于非织造纤维织物的这种应用提供了触觉的、舒适的以及美学的特性，这些特性能够逼近传统的织造或编织衣服材料的特性。非织造织物也可以广泛地用作液体以及气体的过滤媒质或者空气过滤应用，因为它们可以形成精细纤维的过滤网格，具有较小的平均孔隙尺寸，适用于拦截颗粒物质，而穿过网格后的压力降却比较低。
非织造织物具有单根纤维或者纤丝的物理结构，它们一般以任意的方式交织在一起，而不是如编织或者织造织物那样以矩形的、可以识别的方式交织在一起。纤维可以是连续的或者是不连续的，并且通常由普通种类的聚烯烃、聚酯和聚酰胺这类的热塑性聚合物或者共聚物树脂以及许多其它的聚合物构成。也可以将聚合物混和或者将多组分纤维相配。非织造纤维织物由熔融挤压工艺例如纺粘以及熔喷形成，那些通过干法成网工艺如梳理或者气流成网将人造短纤维形成的非织造织物在本领域中也是众所周知的。另外非织造织物可以用于与其它非织造层相配的合成材料，例如在纺粘/熔喷(SM)以及纺粘/熔喷/纺粘(SMS)的层压织物中，并且也可以与热塑性薄膜组合使用。非织造织物也可以粘合、压花、加工以及/或者上色以给予所希望的不同的属性，这取决于最终的应用。
这种用于纺织连续的长丝纱线和连续的纤丝或者纤维例如纺粘纤维以及纺织微纤维如熔喷纤维的熔融挤压工艺以及相关的形成非织造织物或者织物的工艺在本领域中已经公知。通常纤维非织造织物例如纺粘非织造织物是用纤维挤压装置例如喷丝头、以及指向横向或者“CD”的纤维变细装置如拉丝单元(FDU)形成的。也就是说，该装置的定位与织物用品的方向成90°的角度。非织造织物的方向众所周知为“纵向”或者“MD”。尽管纤维一般以无定向的方式在成形面上成网，但是因为纤维通常由指向横向的喷丝头以及基本上平行于纵向的拉丝单元出来，所获得的非织造织物具有总体上均匀的定向性，其中指向纵向的纤维比指向横向的纤维多。例如材料抗张强度、延展性以及材料障碍的属性是材料均匀性和纤维或纤丝在织物中的定向性的函数已经得到了广泛的认可。作了很多尝试使得纤维或者纤丝在织物内以规则的方式分布，这些尝试包括使用静电来给纤维或者纤丝充电、使用扩张机使纤维或者纤丝指向希望的定向、使用机械偏斜装置用于同样的目的、以及重定向纤维成形装置。但是还要继续努力获得更多的能力来控制对许多这种非织造织物的一次性使用引起的成本上的协调性。
发明内容
本发明提供了一种制造具有希望的纤维定向的非织造织物的方法，该方法包括的步骤有：提供纤维源、使纤维充静电、用非接触式偏斜装置使纤维偏斜、在移动的成形面上聚集纤维以形成非织造织物。在一些实施方式中，纤维可以是基本上连续的纤维，由熔融纺丝供给，并且纤维在充静电前要承受气动拉力。在有些实施方式中，非接触式偏斜装置可以是气刀，其发出空气幕。在其它种实施方式中，非接触式偏斜装置可以是空气喷射偏转器，其提供离散的空气射流，并且空气射流可以扰动，并且另外空气射流可以相对于纵向成一个角度，这个角度大约为15度至60度，并且/或者相对于水平面的角度最大为60度。充静电可以用一列充电引脚。在有些实施方式中，空气喷射偏转器是充电引脚列的目标电极。本发明另外还提供了按照方法的实施方式生产的非织造织物。
本发明还提出了一种用于形成纤维非织造织物的装置，该装置包括纤维源、给纤维充静电的装置、用于影响由于充静电而受影响的纤维的非接触式纤维偏斜装置、以及用于将纤维聚集成纤维非织造织物的成形面。在某些实施方式中，纤维源可以是用于生产连续纤维的熔融纺丝装置；充静电的装置可以是一列充电引脚，并且该装置还包括一个在连续的纤维上施加气动拉力的拉丝单元。在实施方式中，用于给纤维充静电的装置可以这样布置，使得在纤维进入拉丝单元前充静电，或者可以这样布置，使得当纤维在拉丝单元中时充静电，或者也可以这样布置，使得在纤维从拉丝单元出来后且在纤维在成形面上聚集前进行充静电。在实施方式中，非接触式纤维偏斜装置可以是空气喷射偏转器，其提供离散的空气射流，空气射流可以是基本稳定的或者也可以是扰动的。空气喷射偏转器可以是充静电装置的目标电极。空气射流可以相对于纵向或者相对于水平面或者相对于两者成角度，该角度由纤维在非织造织物中希望的定向决定。该装置还包括一个第二空气喷射偏转器，其位于纤维的与第一空气喷射偏转器相对的一侧。在充静电的装置是充电引脚列时，充电引脚列可以位于非接触式偏斜装置的上方。
附图说明
附图示出：
图1示出了生产非织造织物的示例性的过程的示意图；
图2示出了用于给纤维充静电的装置的实施例；
图3示出了非接触式偏斜装置的实施例；
图4A示出了一对对置的示例性的非接触式偏斜装置的空气流路径的示意顶视图；
图4B示出了一对对置的非接触式偏斜装置的实施例的空气流路径的示意侧视图；
图5示出了在非织造织物中基重变化的条形图；
图6示出了非织造织物的抗张强度的条形图。
具体实施方式
在这里以及权利要求中所用的术语“包括”指包含或者是开放式的，不排除还有其它未列出的元件、组成成分或者方法步骤。
这里所用的术语“聚合物”一般包括均聚物、共聚物例如成块共聚物、接枝共聚物、无规共聚物和交替共聚物以及三元共聚物等，以及其混合和改性，但是并不限于此。另外除非特别规定，术语“聚合物”应当包括所有可能的材料几何构型。这些构型包括等规的、间规的以及无规对称的。
这里所用的术语“纤维”指纤维长度纤维以及连续纤维，除非另有规定。
这里所用的术语“单一组分”纤维指由一个或者多个挤压机只用一种聚合物形成的纤维。但是这里不排除由一种聚合物形成的、添加了少量添加物用于上色、抗静电属性、润滑、亲水性等。这些添加物例如用于上色的二氧化钛通常少于5个重量百分比，更典型的是大约2个重量百分比。
这里所用的术语“多组分纤维”指的是由至少两种成分的聚合物形成的纤维，或者具有不同的属性或者添加物的同一种聚合物，由独立的挤压机挤压但纺在一起成为一根纤维。多组分纤维有时也称为组合纤维或者双组分纤维。聚合物布置在基本上稳定定位的特殊的区域中横向垂直于多组分纤维的横截面并连续沿着多组分纤维的长度延伸。这种多组分纤维的构型例如可以是外鞘/芯部的构型，其中一种聚合物由另一种聚合物包围，或者可以是一种并排的构型、一种“海中之岛”的构型、或者布置成馅饼状夹层的形式或者是在一个圆形的、椭圆形的或者矩形的横截面的纤维上的条带的形式。多组分纤维例如在Kaneko等人的美国专利No.5 108 820、Strack等人的美国专利No.5 336 552以及Pike等人的美国专利No.5 382 400中有讲解。对于两组分纤维，聚合物的比例可以是75/25、50/50、25/75或者其它希望的比例。
这里所用的术语“双组元纤维”或者“多组元纤维”指的是由至少两种聚合物或者用具有不同的属性或者添加物的同种纤维形成的纤维，由相同的挤压机挤压混和，其中聚合物并不布置在基本上稳定定位的特殊的区域中横向垂直于多组分纤维的横截面。这种通常类型的纤维例如在Gessner的美国专利No.5 108 827中讨论。
这里所用的术语“非织造织物”或者“非织造材料”是指具有单根纤维或者纤丝结构的织物，其交织在一起，但并不是以可以识别的方式例如编织或者纺织织物。非织造织物由多道工序例如熔喷工序、纺粘工序、气流成网工序以及织物梳理工序形成。非织造织物的基重通常用克每平方米(gsm)或者每平方码材料盎司数(osy)来表示，并且纤维直径通常用微米来表示(注意将osy换算成gsm时将osy乘以33.91)。
术语“纺粘”或者“纺粘法非织造织物”指的是小直径纤维的非织造纤维或者纤丝材料，其由喷丝头的多个毛细孔通过挤压熔融热塑性聚合物形成纤维。挤压纤维在用喷射机构或者其它熟知的拉伸机构进行拉伸时进行冷却。拉出的纤维在成形面上以任意的方式沉积或者成网形成蓬松地缠绕的纤维织物，然后将成网的纤维织物进行结合工序使其具有物理上的完整性以及尺寸稳定性。纺粘织物用品例如在Appel等人的美国专利No.4 340 563、Dorschner等人的No.3 692 618以及Matsuki等人的No.3 802 817中公开了。通常，纺粘纤维或者纤丝的每单位长度重量超过约1但尼尔并且最大可达大约6但尼尔或者更高，尽管可以制造更精细或者更重的纺粘纤维。对于纤维直径，纺粘纤维的平均直径一般大于7微米，更确切地说大约在10和25微米之间，最大可达大约30微米或者更大。
这里所用的术语“熔喷纤维”意思是指通过多个精密的、通常是圆形的毛细孔挤压熔融的热塑性材料形成的纤维或者微纤维，并作为熔融的细丝或者纤维进入收敛的高速气流(例如空气流)，使得熔融热塑性材料的纤维变细以减小其直径。然后，熔喷纤维由高速气流带走并沉积在聚集面上形成任意分散的熔喷纤维。这种处理例如在Buntin的美国专利No.3 849 241中公开了。熔喷纤维可以是连续的或者是不连续的，其平均直径一般小于10微米，通常小于7微米，甚至小于5微米，在沉积到聚集面上时一般是粘结的。
这里所用的“点状热粘合”包括使织物或者纤维织物或者其它薄层材料经过加热的砑光辊和支承辊之间粘合。砑光辊通常在其表面上有(尽管不全有)某种形式的图案，这样整个织物不是在其整个表面上粘合。结果是，砑光辊许多图案的开发不仅用于功能上的原因，还用于美学上的原因。一种图案的例子具有点，并且是Hansen Pennings或者“H&P”的图案，在大约200平方英寸的粘合面积下具有30％的粘合面积，这在Hansen和Pennings的美国专利No.3 855 046中有讲解。H&P图案具有正方形的点或者针脚粘合面积，其中每个针脚的边长为0.038英寸(0.965mm)，两个针脚之间的空间间隔0.070英寸(1.778mm)，粘合的深度为0.023英寸(0.584mm)。获得的图案具有29.5％的粘合面积。另一种典型的点粘合图案是展开的Hansen和Pennings或者“EHP”粘合图案，其用边长0.037英寸(0.94mm)、针脚空间距离0.097英寸(2.464mm)以及深度0.039英寸(0.991mm)的正方形针脚产生15％的粘合面积。
其它通常的图案包括菱形图案，具有重复的稍微偏置的菱形，并且一种线形编织的图案看上去像名称建议，例如像窗格子。典型的是，粘合面积占据织物层压织物面积的百分比在大约10％和30％之间变化。点状热粘合通过将纤维在层中的粘合给予单独的层整体性，以及/或者对于多层的层压制品来说，点粘合将层保持在一起形成粘接层压制品。
本发明提出了一种用于形成连续的具有高度均匀性的纤维非织造织物的方法，该方法包括：提供一个纤维源、给纤维充静电、用非接触式偏斜装置使纤维偏斜以及将纤维聚集在移动的成形面上以形成非织造织物。本发明还提供了一种用于形成这种非织造织物的装置。
本发明参照附图进行更详细的描述。参看图1，这里以示意侧视图的形式示出了用于生产非织造织物的示例性的过程。参考图1，生产流水线10是参考生产单一组分连续纤维描述的，但是应该理解本发明也包括用多组分纤维(也就是说纤维具有两种或者更多的组分)制造的非织造织物。
生产流水线10包括一个用于将从聚合物储料器20喂入挤压机30的聚合物熔融和挤压的挤压机30。聚合物从挤压机30通过聚合物管道40喂入喷丝头50。喷丝头50形成纤维60，其可以是单一组分或者多组分的纤维。在需要多组分纤维时，使用一个第二挤压机，其由一个第二聚合物储料器喂给。用于挤压多组分连续纤维的喷丝头对于该技术领域的普通技术人员来说是熟知的，因此这里不再详细描述；但是在Cook的美国专利No.5 989 004中描述了一种用于生产多组分纤维的喷丝组合的实施例，其整个内容在此作为参考。
适用于本发明的聚合物包括已知的适合于生产非织造织物和材料的聚合物，例如聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚碳酸脂和共聚物以及其混合物。合适的聚烯烃包括聚乙烯，例如高密度聚乙烯、中等密度聚乙烯、低密度聚乙烯以及线性低密度聚乙烯；聚丙烯，例如等规聚丙烯、间规聚丙烯、等规聚丙烯和无规聚丙烯的混合物；聚丁烯，例如聚1-丁烯和聚2-丁烯；聚戊烯，例如聚1-戊烯和聚2-戊烯；聚3-甲基-1-戊烯；聚4-甲基-1-戊烯；和共聚物以及其混合物。合适的共聚物包括无规共聚物和块状共聚物，由两种或者多种不同的不饱和烯烃单体制成，例如乙烯/丙稀和乙烯/丁烯共聚物。合适的聚酰胺包括尼龙6、尼龙6/6、尼龙4/6、尼龙11、尼龙12、尼龙6/10、尼龙6/12、尼龙12/12、己内酰胺和亚烃基氧化二胺的共聚物等，也可以是其的混和或者共聚物。合适的聚酯包括聚交脂和聚乳酸聚合物以及聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸四亚甲酯、聚对苯二亚环己酸-1，4-二亚甲脂，以及其间规共聚物，也可以是其混合物。
喷丝头50具有布置成一列或者多列的开口。当聚合物通过喷丝头挤出时喷丝头开口形成了向下延伸的纤维60幕。图1中示例性的生产流水线10也包括一个冷却风机64，其位于从喷丝头50延伸的纤维60幕的附近。来自冷却风机64的空气将从喷丝头50延伸的纤维60进行冷却。冷却风可以从纤维幕的一侧导引，如图1所示，或者也可以在纤维幕的两侧导引。这里所用的术语“冷却”简单地表示使用一种媒质降低纤维的温度，该媒质比纤维冷，例如使用冷空气流，环境温度的空气流或者稍微加热至中等加热的空气流。这种处理可能还希望包括一种用于将由熔融的聚合物产生的难闻的烟带出的装置(未示出)，例如真空除尘器，安置在喷丝头50上方或者附近。
用于接收冷却的纤维的拉丝单元或者吸气器70位于喷丝头50以及冷却风机64的下面。用于熔融纺丝聚合物的拉丝单元或者吸气器在本领域中是熟知的。在本发明的方法中使用的合适的拉丝单元例如包括在Matsuki等人的美国专利No.3 802 817以及Appel等人的美国专利No.4340 563以及No.4 405 297中所示类型的线性纤维吸气器，这些在此作为参考。
一般来说，拉丝单元70包括一个细长的垂直的通道，由来自通道侧面的吸气空气将纤维拉过该通道并向下流过该通道。吸气空气由风机(未示出)提供。吸气空气可以是加热的，也可以不加热。吸气空气在纤维上施加气动拉力，并将纤维拉过拉丝单元70的通道，并在施加拉力时使纤维变细，也就是说减小纤维的直径。在可卷曲的构型中使用多组分纤维，并且希望在纤维沉积前激活纤维中潜在的螺旋卷曲，那么风机向拉丝单元70提供加热的吸气空气。在这方面，加热的吸气空气同时使纤维变细以及激活潜在的螺旋卷曲，这在Pike等人的美国专利No.5 382 400中所述。如果希望纤维沉积后在某些点激活纤维中潜在的螺旋卷曲，则风机向拉丝单元70提供不加热的吸气空气。在这个例子中，在纤维沉积后需要向织物的某些点提供热量以激活潜在的卷曲。
在拉丝单元70的出口处示出了非接触式偏转器90和充静电装置74。充静电装置74是一种用一列带电的针脚给从拉丝单元的细长的垂直的通道出来的纤维在其在成形面如图1中所示的网带成形面110上聚集前充静电的装置。充静电的装置在本领域中是公知的。一般地说，充静电装置包括一列或者多列产生电晕放电的放电针脚，由此给纤维充静电，并且纤维一旦充电，就有相互排斥的趋势，并且由此帮助避免单根纤维的组聚集或者“粘接”在一起。给纤维充电来生产具有改进的纤维分布的非织造织物的示例性过程在2002年7月4日公开的Haynes等人共同转让的PCT公开文献WO 02/52071中公开了，其公开的技术在这里作为参考。图2中示出了一种示例性的充静电装置。需要注意的是在图1中示出的充静电装置74位于拉丝单元70的下面，在某些实施例中，充电装置74可以根据希望布置在拉丝单元70上方，使得在纤维进入拉丝单元70之前给纤维进行充电，而在其它实施例中，充电装置74可以设置在拉丝单元70里面，以便在纤维通过拉丝单元70时给纤维充电。
参看图2，这里示出了电晕放电设备的侧视图，该电晕放电设备整个用附图标记201来表示，其按照本发明是有用的。电晕放电设备201包括一个充静电装置如电极列210以及目标电极230。拉丝单元70(图1)的出口在203表示的位置。电极列210与电源209连接，并通过绝缘体205与拉丝单元隔离。目标电极230可以是接地的或者与电源239连接，并用绝缘体235与拉丝单元隔离。电极列210包括多个基本上沿着拉丝单元横向宽度延伸的杆，例如四个杆213、215、217和219，每个杆包括多个放电针脚221，其同样基本上沿着拉丝单元的横向宽度延伸。放电针脚根据希望可以凹进去以避免钩到纤维或者与纤维缠结。目标电极230还包括目标板231。
参看图1，在拉丝单元70的出口处是非接触式偏转器90。非接触式偏转器90可以安装在拉丝单元70上，或者悬挂在拉丝单元70的下面或者可以安装在生产设备的其它部分，而不必与拉丝单元物理连接，并且非接触式偏转器90通常跨越拉丝单元70的基本上整个横向长度。在图1中所示的生产过程的情况下，非接触式偏转器90也起充静电装置74的目标电极的作用。对于“非接触式”表示纤维沉积前从其移动路径上稍微偏斜几个角度，而不必使用侵入纤维流路径或者浸入纤维的物体。例如纤维可以用恒定的或者扰动的流体射流来偏斜，例如空气射流或者使用例如由气刀产生的空气薄层或者空气幕来偏斜。非接触式偏转器90可以根据希望是图3中所示的空气喷射偏转器。
在图3中示出的整体用附图标记300标出的空气喷射偏转器包括容纳压缩空气以及具有喷孔320的稳压室310，喷孔是通过钻孔或者其它方式在空间上横向分开的设置，并且穿过稳压室310的表面330。当空气通过端口340送入稳压室310时，喷孔320就形成离散的空气射流。对于“离散”的空气射流表示空气最初从稳压室310以多个基本上柱形的空气流的形式从喷孔320流出稳压室310，而不是以空气薄层或者空气幕的形式。需要注意的是，尽管如上所述空气最初是以离散的空气射流的形式流出稳压室310的，但也不排除这种可能性，即在离开稳压室某个距离处空气射流开始膨胀并在离稳压室310更远的某个距离聚集在一起。空气射流沿着由喷头320的定向角决定的方向定向。要产生希望的纤维分离角度以及希望的纤维沉积定向，可以改变钻出的喷孔320的形状、尺寸、间隔以及定向角。
在某些实施例中，希望的纤维定向可以通过使喷孔320(图3)指向产生的空气射流来获得，该空气射流基本上与从拉丝单元70(图1)中出来的纤维流的流动路径正交。一般来说，纤维流向着网带成形面沿垂直路径运动，因此在空气射流基本上与纤维流的流动路径正交时，空气射流基本上沿纵向并基本上平行于水平面导引。但是根据希望的纤维定向，也可能希望使空气射流相对于纵向成一个角度。例如，空气射流相对于纵向的角度可以达到大约60度，或者更大。另外也可能希望使空气射流相对于水平面成一个角度，也就是说，空气射流可以向上或向下倾斜达到大约60度的角度。
在某些实施例中，也希望对角度进行组合，例如空气射流相对于纵向成一个角度，相对于水平面也成一个角度。另外，尽管在图1的过程中没有示出，可以使用多于一个的非接触式偏转器，也就是使用两个非接触式偏转器作为对置的一对，如图4A和4B所示。在图4A中，示出了一对非接触式偏转器的顶视图，这里是成对的气流喷射偏转器410和420。空气喷射偏转器410和420类似于图3中示出的空气喷射偏转器，并且被一系列的喷孔打穿(图3)，这些喷孔是钻孔或者以其它方式在稳压室中形成的。虚线A和B表示空气喷射偏转器工作期间的空气射流路径。如图4A所示，空气射流路径相对于表示纵向(材料生产方向)的箭头MD成一个大约45度的角度。在图4B中示出了一对空气喷射偏转器的侧视图。对于图4B中所示的实施例，在空气喷射偏转器工作期间空气射流路径向下相对于水平面(箭头E)成一个大约45度的角度。空气喷射偏转器460和470的空气射流路径分别用虚线C和D表示。
例如当将使用气刀送出的空气幕用来产生非接触式偏斜作用(代替使用离散空气射流)，需要注意的是空气幕可以与纤维流的流动路径成一个基本上垂直的角度送出，或者可以相对于水平面成一个角度送出，这些角度如同上面对空气射流的定向的描述。如上已经提到，流体或空气射流或者空气幕在空气速度和空气流量方面可以是基本上恒定的，或者作为替代方案可以作为扰动的空气流送出。在Lau等人的美国专利No.5807 795中描述了一种用于提供扰动的流体流的示例性的方法和装置。流体流的扰动可以根据希望提高角度以及空气流在拉丝单元出口附近的紊流等级，由此增加了纤维沉积前的混和以及无规性。
参看图1，还示出了一个循环的网带成形面110，其位于拉丝单元70的下面来接收来自拉丝单元70的输出口的变细的纤维100。在网带成形面110的下面有一个真空源(未示出)，该真空源有利于将变细的纤维拉到网带成形面110上。接收到网带成形面110上的纤维包括蓬松连续纤维的非织造织物，其可以根据希望用加固装置130进行初步加固，以帮助将织物传送到粘合装置。加固装置130可以是一种在本领域中已知的机械压实辊，或者可以是将加热的空气喷到织物上或者吹过织物的气刀，如在Arnold等人的美国专利No.5 707 468中所述，其在这里作为参考。
生产流水线10还包括一个粘合装置，例如砑光辊150和160，如图1所示，其用于将非织造织物如上所述进行点状热粘合。作为替代方案，如果纤维是具有各种熔点不同的聚合物组分的多组分纤维，本领域的普通技术人员熟知的空气通流粘合器的应用是有利的。一般来说空气通流粘合器将加热的空气流吹过连续多组分纤维的织物，由此通过使用加热的具有等于或者高于熔融温度较低的聚合物组分的熔融温度且低于熔融温度较高的聚合物组分的熔融温度的温度的空气形成纤维间粘合。作为另一种替代方案，纤维可以通过使用其它在本领域中已知的装置来粘合，例如胶接装置、超声波结合装置或者缠结装置如水刺或者针刺。
最后，生产流水线10还包括一个卷绕辊180用于缠绕粘合的织物170。还有许多在本领域中已知的其它可能的处理以及/或者加工步骤在这里没有示出，例如织物纵向切割、拉伸、处理或者将非织造织物与其它材料碾压成合成物，例如薄膜或者其它非织造层，这些都可以进行而不会偏离本发明的主题和范围。织物处理的例子包括电介体处理将持久的静电导入织物，或者在替代方案中进行抗静电处理。另一种织物处理的例子包括使得含有疏水热塑性材料的织物具有湿水性或者亲水性的处理。湿水性处理添加剂可以合并在聚合物熔融物中作为内部处理，或者局部地添加在纤维或者织物形成后的某些点上。另一种处理织物的例子包括使其对低表面能的液体如酒精、乙醛以及酮具有抵抗性的处理。这种抗液性处理的例子包括将碳氟化合物或者局部地加入织物或织物纤维，或者将碳氟化合物在内部加入由其挤压出纤维的热塑性熔融物。另外作为一种将非织造织物缠绕在卷绕辊180上的替代方案，非织造织物可以进行不同的转化操作或者用品成形操作而不进行卷绕。
作为本发明的另一种实施例，非织造织物可以用于包括至少一层非织造织物和至少一层例如织造织物层、附加的非织造织物层、泡沫层或者薄膜层的附加层的层压制品中。附加层或者层压制品的层可以选择给予附加的和/或者补充属性，例如液障和/或抗菌属性。因此层压制品的结构非常适用于不同的用途包括各种接触皮肤的用品，例如防护衣服、尿布罩、成人护理用品、裆部特别厚的内裤和卫生巾、各种铺巾、手术大褂等。层压制品的层可以通过本领域中已知的适用于层压制品结构的过程粘合以形成整体的结构，例如热粘合、超声波结合或者胶接过程或者机械法缠结处理或者水刺处理。
作为一种实施例，透气薄膜可以层压到非织造织物来提供透气屏障层压制品以获得有用的属性例如组织松软、强度以及障碍属性的希望的组合。作为另一种实施例，非织造织物可以层压到不透气薄膜中以提供一种高强度的、高防护性能的层压制品，其具有类似衣料的质地。这些层压制品结构提供了所希望的类似衣料的属性，提高了强度属性以及高的防护性能。另一种非常适用于本发明的层压制品结构是纺粘-熔喷-纺粘层压材料，例如在Brock等人的美国专利No.4 041 203中所公开，这里其全部内容作为参考。
按本发明制造的非织造织物非常适合用于各种用途，例如包括一次性用品，例如防护衣服、杀菌外套、手术衣服、手帕布料和衬垫以及用于吸湿性用品的覆盖层。
下面的例子用于示例，但本发明并不限于此。
商业上可获得的熔体流动指数大约为35的等规聚丙烯，其可以从ExxonMobil Chemical Co.(Houston，Texas)获得并被称为Exxon 3155，在一种纺粘型的狭槽拉伸非织造纺纱系统中进行处理来生产样品纺粘材料以及对比纺粘材料。对于所有的材料，狭槽拉伸处理条件设置为拉丝速度大约为2700米每分钟，获得的纤丝平均直径大约为18微米。对于样品材料，充静电系统位于拉伸区域出口附近，用于给纤丝幕进行充电，其在Haynes等人的PCT公开文献WO 02/52071中作了全面的描述。一个带有两个稳压室的空气喷射偏斜系统紧接着位于充电系统的下面，其中每个稳压室包括多个孔，而在狭槽拉伸单元的狭槽的每一侧都有一个稳压室。空气喷孔(从水平)向下成30度角度指向，而从纵向向旁边成45度角度指向。供给每个空气喷射偏转器稳压室的空气的压力大约为17kPa，以产生空气射流，其改变聚合物纤丝的沉积。纤丝在网带成形面上沉积为纤维织物，其基重大约为15克每平方米。织物然后用一个热粘合砑光机印花粘合，并缠绕在卷绕机上。
上面制造的样品纺粘材料与单独用空气偏斜或者使用静电偏斜连同斜齿机械偏斜制造的对比纺粘材料(如在Haynes等人的PCT公开文献WO02/52071中所描述)进行比较，样品材料的材料强度和材料均匀性的质量用下面描述的基重均匀性试验以及纵向(MD)和横向(CD)张力试验测量。
为了评估基重的均匀性，从1平方米的样品纺粘织物中任意切出一百个直径2.54厘米的圈。测量每个圈的重量，然后规一化为每单位面积的基准。试验的结果可以参见图5，其为条形图表，圈数“N”测量的是两种材料的每一个规一化重量。两种材料的基重均匀性比较按照计算出来的变化系数或者“COV”比较。COV百分比按照试验结果的标准偏差除以试验结果的平均值计算，然后乘以100得到百分数。样品纺粘材料的COV比只用空气偏斜制造的对比纺粘材料的COV好5％(样品材料为29.8％，对比材料为35.0％)。还需要注意对于材料的视觉检查，样品纺粘材料的形状的视觉外观优于只用空气偏转器制造的纺粘材料，这种只用空气偏转器制造的纺粘材料表现出更多的杂色或者污点，表现为材料中深浅不一的斑点。
抗张强度试验用由SinTech公司(Carey，North Carolina)的Sintech2/S检测器按照ASTM-D-5035-90来进行，只不过使用3英寸(76.2mm)的切条样本代替程序D-5035-90中规定的1英寸(25.4mm)或者2英寸(50.8mm)的样本。在横向和纵向方向上各对十个样本进行抗张强度试验，将每种材料的试验结果求平均值，并规一化为0.5osy(17gsm)单位重量。由这些试验获得的结果在图6中用图形示出。可以从图6中看到，样品材料的横向抗张强度与用静电和斜齿机械偏斜制造的对比纺粘材料相比明显改进了。对于样品材料，平均横向抗张强度为20.23N/76.2mm，其比用静电和斜齿机械偏斜制造的对比纺粘材料的横向抗张强度的结果18.05N/76.2mm高了12％。
在本说明书中引用了许多其它专利，有可能在引用的材料和本说明书之间存在冲突或者差异，应以本说明书为准。另外，由于本发明已经详细描述了特殊的实施例，很明显本领域的普通技术人员可以作出多种替代方案、改进方案和/或其它改变，而不脱离本发明的主题和范围。因此所有这些改进方案、替代方案以及其它改变都涵盖在权利要求的保护范围中。

Claims (17)

1.一种用于制造非织造织物的方法，包括：
a)提供纤维源；
b)给纤维充静电；
c)用非接触式偏斜装置使纤维偏斜；以及
d)在移动的成形面上聚集纤维以形成非织造织物。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于：所述纤维主要是连续的纤维，通过熔融纺丝提供。
3.按权利要求1或者2所述的方法，其特征在于：所述纤维在充静电前承受气动拉力。
4.按权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于：所述非接触式偏斜装置是气刀，其发出空气幕。
5.一种按照前述权利要求任一项所述的方法制造的非织造织物。
6.一种用于形成纤维非织造织物的装置，包括：
a)纤维源；
b)给纤维充静电的装置；
c)非接触式纤维偏斜装置，用于当纤维受施加的静电影响时影响纤维；
d)用于将纤维聚集成纤维非织造织物的成形面。
7.按权利要求6所述的装置，其特征在于：所述纤维源是熔融纺丝装置，用于生产连续的纤维，并且该装置还包括拉丝单元用于在连续的纤维上施加气动拉力。
8.按权利要求7所述的装置，其特征在于：所述用于给纤维充静电的装置布置用于在纤维进入拉丝单元前给纤维充静电。
9.按权利要求7所述的装置，其特征在于：所述用于给纤维充静电的装置布置用于在纤维处于拉丝单元中时给纤维充静电。
10.按权利要求7所述的装置，其特征在于：所述用于给纤维充静电的装置布置用于在纤维从拉丝单元出来后而在成形面上聚集前给纤维充静电。
11.按前述权利要求任一项所述方法或者装置，其特征在于：所述非接触式偏斜装置是空气喷射偏转器，用于提供离散的空气射流，这些空气射流基本上是稳定的或者扰动的。
12.按权利要求11所述的方法或者装置，其特征在于：所述空气射流相对于选自包括纵向和水平面的组中的至少一个方向成一个角度，该角度由所希望的纤维在非织造织物中的定向决定。
13.按权利要求12所述的方法或者装置，其特征在于：所述空气射流相对于纵向成一个大约15度到60度的角度。
14.按权利要求12所述的方法或者装置，其特征在于：所述空气射流向下相对于水平面成一个最大约60度的角度。
15.按权利要求11至14任一项所述的方法或者装置，其特征在于：所述充静电用一列充电引脚进行，另外空气喷射偏转器是充电引脚列的目标电极。
16.按权利要求11至15任一项所述的方法或者装置，其特征在于：还包括一个第二空气喷射偏转器，其布置在纤维的与第一空气喷射偏转器相对的一侧。
17.按权利要求16所述的方法或者装置，其特征在于：所述充电引脚列布置在一个非接触式偏斜装置的上方。
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