專利名稱：：水力纏結(jié)彈性非織造片材的制作方法水力纏結(jié)彈性非織造片材發(fā)明背景發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及由非彈性水力纏結(jié)片材制備彈性非織造片材的方法。相關(guān)技術(shù)描述彈性織物一般由摻入到或附著到前體織物的橡膠或某些其它彈性體材料制成。前體織物可以是傳統(tǒng)紡織品或非織造織物。其它生產(chǎn)彈性非織造物的方法包括嵌入或安裝彈性體線、條和膜。它們可借助粘合劑、熱粘合、層壓、縫合、縫紉粘合等安裝上去。然而，在所有情況下，加工都是昂貴的。另一方面，Hassenboehler等人的US5,244,482和Tsai等人的EP1538250Al已證明，熱塑性粘合的非織造織物，例如紡粘和梳理纖網(wǎng)，可以利用熱和應(yīng)變加工以形成具有彈性性能的纖網(wǎng)。這些熱機(jī)械方法描述將熱粘合前體纖網(wǎng)送過處于軟化溫度與熔點(diǎn)之間的高溫的烘箱并沿著縱向拉伸從而沿橫向加固纖網(wǎng)，借此大多數(shù)纖維被拉長(zhǎng)并主要沿拉伸方向排齊。纖網(wǎng)冷卻后，纖維被固定在縱向伸長(zhǎng)率構(gòu)造中產(chǎn)生在熱粘合點(diǎn)的位置記憶；因此，該纖網(wǎng)當(dāng)沿橫向拉伸時(shí)表現(xiàn)出回復(fù)性。然而，這些方法要求前體纖網(wǎng)預(yù)先接受熱機(jī)械粘合或壓延，而且處理溫度必須低于纖維的熔點(diǎn)。否則，纖網(wǎng)將塑化、僵硬、脆化，實(shí)際上不具有彈性，或者更糟，將導(dǎo)致纖網(wǎng)在加工中破裂。再者，鑒于此種纖網(wǎng)的拉伸強(qiáng)度完全依靠熱粘合，并且熱和應(yīng)變處理使大多數(shù)纖維主要沿拉伸方向排齊，故它導(dǎo)致制成的彈性織物沿拉伸方向的撕裂強(qiáng)度嚴(yán)重受損。對(duì)許多用途而言，要求具有較高撕裂強(qiáng)度的軟織物，并且可以通過使用纏結(jié)織物獲得。然而，傳統(tǒng)射流噴網(wǎng)和針刺織物不能通過現(xiàn)有技術(shù)中描述的熱和應(yīng)變方法獲得彈性，因?yàn)?粘合點(diǎn)"是由纏結(jié)形成的，其僅提供并非永久由這種方法改變的摩擦和互鎖接觸點(diǎn)。發(fā)明概述本發(fā)明涉及通過提供一種水力纏結(jié)前體織物制造彈性織物的方法，該前體織物具有至少1wt。/。熱塑性粘合劑纖維，其具有低于其余基礎(chǔ)纖維的熔融溫度；以及在將前體織物加熱至高于粘合劑纖維熔點(diǎn)的溫度的同時(shí)，沿縱向以足以減少前體幅寬至少20%的比率和至少10~800%每分鐘的應(yīng)變速率拉伸前體織物，隨后將所得纖網(wǎng)冷卻至環(huán)境溫度以便使所得纖網(wǎng)定型。本發(fā)明涉及一種通過所描述的方法制造并具有100%500%沿橫向延長(zhǎng)率，和30~95%在50%伸長(zhǎng)率下的沿一黃向回復(fù)率。附圖簡(jiǎn)述附圖是實(shí)施本發(fā)明方法的一種實(shí)施方案的設(shè)備的示意圖。發(fā)明詳述本發(fā)明方法的一個(gè)目的是提供一種成本效益好的制造彈性射流噴網(wǎng)織物而不使用真彈性體纖維作為基礎(chǔ)纖維的熱機(jī)械方法。通過在非彈性體前體纖網(wǎng)中摻入低百分率的低熔點(diǎn)粘合劑纖維，經(jīng)過或不經(jīng)熱粘合，并在高于粘合劑纖維熔點(diǎn)的溫度進(jìn)行拉伸加工，該塑化粘合劑纖維可在接觸點(diǎn)起到粘合的作用并產(chǎn)生將纖維圍繞接觸點(diǎn)固定的位置記憶。鑒于粘合劑纖維的百分率很低，故本發(fā)明的高溫加工不造成任何顯著僵硬。使用射流噴網(wǎng)非織造物前體提供了具有更理想撕裂強(qiáng)度的較厚、較軟的彈性織物。該前體織物主要由非彈性體基礎(chǔ)纖維如聚對(duì)苯二曱酸乙二醇酯(即聚酯)，或聚酰胺短纖維或者以上合成纖維與一定百分率的非熱塑性纖維如木槳、棉、人造絲、天絲(Lyocell)等的混合物，隨后與至少約1%粘合劑纖維，優(yōu)選約5%~30%粘合劑纖維摻混而制成。粘合劑纖維優(yōu)選由熱塑性纖維如聚丙烯、聚乙烯、共聚酯、丙烯酸類、聚酰胺、聚氨酯和聚苯乙烯制成。粘合劑可以是雙組分纖維，例如皮/芯、并列等。例如，粘合劑纖維可以是雙組分短纖維，具有共聚酯皮和聚酯芯或者聚乙烯皮和聚酯或復(fù)合彈性體芯。共聚酯的組成可隨纖維的制造商和要求的屬性而變化，但是一般由聚對(duì)苯二曱酸乙二醇酯與間苯二曱酸乙二醇酯的共聚物組成。粘合劑纖維的百分率是針對(duì)織物重量而言的。通過摻入粘合劑纖維到纖網(wǎng)中并進(jìn)一步加工成射流噴網(wǎng)纖網(wǎng)，隨后在在線干燥機(jī)中激活這些粘合劑纖維，我們已制成能隨后轉(zhuǎn)化為彈性纖網(wǎng)的織物。粘合劑纖維本身之間和/或與基礎(chǔ)纖維之間的交叉點(diǎn)起到類似于紡粘織物的點(diǎn)粘合的作用。本發(fā)明提供一種制備彈性射流噴網(wǎng)(水力纏結(jié))、非織造纖網(wǎng)的方法。合成和/或木槳纖維與熱塑性粘合劑纖維摻混的前體纖網(wǎng)通過開松、梳理或其它合適的纖網(wǎng)成形方法，隨后進(jìn)行水力纏結(jié)(亦稱作射流噴網(wǎng))而被加工成纖網(wǎng)。射流噴網(wǎng)纖網(wǎng)經(jīng)受足以至少部分地熔化粘合劑纖維但尚不足以熔化構(gòu)成織物的基礎(chǔ)纖維的高溫處理。這可通過熱空氣處理或任何其它適合達(dá)到所要求的高溫的措施完成。在經(jīng)受高于粘合劑纖維熔點(diǎn)的溫度作用的同時(shí)，射流噴網(wǎng)織物接受沿縱向的拉伸處理，其拉伸比足以使纖網(wǎng)幅寬減少20%以上(優(yōu)選55~75%),其中應(yīng)變速率介于10~800%/min。該拉伸比可以是5~50%,優(yōu)選10~20%。該高溫拉伸步驟或者可與前體纖網(wǎng)成形過程在線地完成或者可作為單獨(dú)離線加工步驟進(jìn)行。加熱前體纖網(wǎng)的方法不受特別限制，只要傳熱能在避免損傷纖網(wǎng)所必需的短時(shí)間內(nèi)完成。加熱可借助輻射或?qū)α魍瓿?。輻射加熱可采用紅外方法實(shí)施。對(duì)流加熱可通過適當(dāng)?shù)募訜崃黧w，優(yōu)選氣體如空氣來實(shí)施。本發(fā)明方法可參考附圖進(jìn)一步描述。相應(yīng)地，彈性射流噴網(wǎng)織物2按如下所述制備提供包含熱塑性粘合劑纖維的射流噴網(wǎng)前體纖網(wǎng)1,由此前體纖網(wǎng)由退繞輥IO承載。退繞輥10圍繞其縱軸旋轉(zhuǎn)，由此前體纖網(wǎng)1以速度A沿箭頭所指縱向(MD)離開退繞輥10。前體纖網(wǎng)經(jīng)S形盤繞(wrap)15進(jìn)入到加熱裝置20中，穿過加熱裝置，從加熱裝置出來經(jīng)S形盤繞25到達(dá)巻繞輥30。S形盤繞25和巻繞輥30以比退繞輥10和S形盤繞15的退繞速度A高(l+X。/。)倍的速度被驅(qū)動(dòng)。S形盤繞15包含輥151和152。S形盤繞25包含輥251和252。倍數(shù)(l+X。/o)決定前體纖網(wǎng)在本發(fā)明方法中的拉伸比。按照本發(fā)明，前體纖網(wǎng)經(jīng)受沿縱向以足以使幅寬減少至少20%的拉伸比和50~800%/min范圍內(nèi)的應(yīng)變速率的拉伸處理，其間溫度高于粘合劑纖維的熔點(diǎn)，以便生產(chǎn)出一種沿橫向斷裂伸長(zhǎng)率大于約100%到最高500%的成品織物。采用所得彈性織物可以得到15~80%的商業(yè)上有用的回復(fù)率以及50~200%的延長(zhǎng)率。優(yōu)選的是，實(shí)施本發(fā)明方法的設(shè)備被構(gòu)造為具有工業(yè)生產(chǎn)能力，其退繞輥和巻繞輥安裝成相隔3~40m,優(yōu)選約20~30m的距離，并且二者之間設(shè)有加熱裝置。退繞輥有利地以大于30m/min和最高300m/min,優(yōu)選至少100m/min,最高250m/min的工業(yè)速度運(yùn)轉(zhuǎn)，并且1%~30%,優(yōu)選10~20%的拉伸比通過提高巻繞輥速度而達(dá)到。應(yīng)變速率被調(diào)節(jié)在10~800Q/()/min之間。拉伸比與前體纖網(wǎng)幅寬減少的程度有關(guān)，而應(yīng)變速率則與固定拉伸比條件下的處理速度有關(guān)。據(jù)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)速度低于要求范圍時(shí)，纖網(wǎng)趨于過熱并變得僵硬。另一方面，如果速度高于要求的范圍，則前體纖網(wǎng)加熱不足，于是或者纖網(wǎng)可能在拉伸處理期間斷裂，或者幅寬減少在纖網(wǎng)的拉伸張力解除之后將不能保持。S形盤繞15和25也控制非織造纖網(wǎng)的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)作為牽伸手段。該彈性射流噴網(wǎng)纖網(wǎng)的特征在于，與前體纖網(wǎng)相比，20~75%的幅寬減少和約100%~500%的橫向延長(zhǎng)率。為達(dá)到特定幅寬減少所要求的拉伸比在很大程度上依賴于前體纖網(wǎng)結(jié)構(gòu)。獲得大于20%的幅寬減少對(duì)于達(dá)到制成織物的橫向伸長(zhǎng)率大于100%并進(jìn)而使織物具備彈性的可能都很重要。另外，彈性射流噴網(wǎng)纖網(wǎng)的橫向彈性的特征在于在50%伸長(zhǎng)率下的回復(fù)率介于30~95%,或在100%伸長(zhǎng)率下的回復(fù)率介于25~75%,或在150%伸長(zhǎng)率下的回復(fù)率介于15~75%。制成的彈性射流噴網(wǎng)織物具有0.2mm~3.5mm的厚度，20~300g/m2的基重。本發(fā)明還提供包含本發(fā)明彈性非織造纖網(wǎng)的產(chǎn)品，其大大擴(kuò)展了可用于以非常好的成本效益的方式生產(chǎn)彈性非織造織物的非織造基材的范圍。本發(fā)明可應(yīng)用于諸如消費(fèi)商品；潔凈室；醫(yī)用面罩、帽子和手套；復(fù)合材料和層壓材料及涂料用基材，例如用于合成革的基材的領(lǐng)域。術(shù)i吾和試-瞼方法應(yīng)變速率(。/。/t)一般被描述為在一段時(shí)間內(nèi)一片織物被拉伸并延長(zhǎng)某一(X)百分率。該延長(zhǎng)百分率可通過巻繞輥或S形盤繞(25)與退繞輥或S形盤繞(25)的速度之比求得，而織物通過的時(shí)間可通過D除以退繞速度(A)和巻繞速度[(l+Xo/。)A]的平均值算出。速度A—般以m/min為單位表示如下X%/{D/[A+(1+X%)A]/2}=X%/{2D/[A+(1+X%)A]}={X%x[A+(1+X%)A]}/2D纖網(wǎng)彈性通過測(cè)定沿縱軸的5cm寬xlOcm長(zhǎng)的條樣，按下式定義(拉長(zhǎng)后的長(zhǎng)度-回復(fù)后的長(zhǎng)度)/(拉長(zhǎng)后的長(zhǎng)度-原長(zhǎng))。熔點(diǎn)是熱塑性纖維開始變成液體時(shí)的溫度。條樣拉伸試驗(yàn)是當(dāng)織物經(jīng)受單向應(yīng)力作用時(shí)的斷裂強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率或應(yīng)變的量度。該試驗(yàn)是在應(yīng)變?cè)囼?yàn)機(jī)，Instronll22型的恒速模式下進(jìn)行的。在當(dāng)前的實(shí)施例中，沿織物的縱向和橫向裁剪2英寸(50mm)寬和至少5英寸(150mm)長(zhǎng)的織物條樣。每種樣品測(cè)定10個(gè)試樣，以計(jì)算平均值。該試驗(yàn)是本領(lǐng)域公知的并且大致符合ASTM方法5035-95的規(guī)定。結(jié)果以直至斷裂的磅數(shù)和斷裂前的伸長(zhǎng)率百分率表示。術(shù)語"伸長(zhǎng)率"是指拉伸試驗(yàn)期間樣品長(zhǎng)度的增加，以原長(zhǎng)的百分率表示。所用術(shù)語"延長(zhǎng)率"與拉伸試驗(yàn)中測(cè)定的斷裂伸長(zhǎng)率相同。撕裂強(qiáng)度是通過由ASTM5735修改的舌(單裂口)程序，采用2x2.5英寸(50mmx63.5mm)的矩形試樣測(cè)定的。每種處理測(cè)試10個(gè)樣品，結(jié)果用磅數(shù)表示。每種試樣的基重是分別由IO個(gè)條樣或12個(gè)抓樣樣品取平均重量算出的。厚度分別是10個(gè)條樣或12個(gè)抓樣樣品的平均值。條樣是采用TMI自動(dòng)厚度測(cè)定儀測(cè)定的，其中接觸面積直徑是2英寸，壓力是14.7g/cm2。抓樣樣品是采用Ames厚度規(guī)測(cè)定的，其中接觸面積直徑是1英寸，壓力是7.46g/cm2。實(shí)施例在下面的實(shí)施例中，基礎(chǔ)纖維是聚酯短纖維，由DAKAmericas以商品名Dacron(R)612W型供應(yīng)。粘合劑纖維是皮/芯共聚酯/聚酯短纖維，由FIT公司以201型號(hào)供應(yīng)。粘合劑纖維的熔點(diǎn)是110°C(230。F),并且前體射流噴網(wǎng)織物包含15%粘合劑纖維。實(shí)施例1~10前體A和E分別具有1.2和1.85盎司每平方碼的基重。在室溫下縱向拉伸的結(jié)果示于下表1中。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>在室溫下的縱向拉伸是變化的，并且據(jù)發(fā)現(xiàn)能將幅寬減少到一定程度并提高所得纖網(wǎng)的延長(zhǎng)率。在幅寬減少約20%時(shí)，所得纖網(wǎng)可達(dá)到大于100%的沿一黃向延長(zhǎng)率，然而，在50~100%伸長(zhǎng)率時(shí)未觀察到任何明顯彈性回復(fù)。實(shí)施例11~23前體C和D具有0.8盎司每平方碼(27g/m"的基重。在室溫下縱向拉伸的結(jié)果示于下表2中。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>與上面表1和2中的結(jié)果相反，不含粘合劑纖維的射流噴網(wǎng)前體在上面條件下雖能達(dá)到類似幅寬減少和沿橫向延長(zhǎng)率的提高；然而，從50~100%伸長(zhǎng)率未發(fā)現(xiàn)任何明顯的彈性回復(fù)。另外，在高溫但低于230。F(粘合劑纖維的熔點(diǎn))下加工A、B、C、D的前體時(shí)，所得織物僅表現(xiàn)出很小程度的彈性。實(shí)施例24~28如上所述前體射流噴網(wǎng)織物在各種拉伸溫度下經(jīng)歷14%的拉伸比，隨后進(jìn)行伸長(zhǎng)率和拉伸回復(fù)性的測(cè)試。結(jié)果示于下表3中。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>在高溫下的縱向拉伸能減少幅寬最高約75%并且約10%的拉伸比已證明足以達(dá)到50%的幅寬減少。所得實(shí)施例纖網(wǎng)上幅寬的減少據(jù)發(fā)現(xiàn)是拉伸和溫度的函數(shù)，還發(fā)現(xiàn)橫向延長(zhǎng)率的提高源于拉伸和溫度。另外，要指出的是，彈性(伸長(zhǎng)后的回復(fù)率)隨溫度的提高而提高。實(shí)施例19~38使如上所述，但基重為0.8或1.2oz/yd2(27或40.7g/m勺的前體射流噴網(wǎng)織物在各種拉伸溫度經(jīng)受各種拉伸比以達(dá)到要求的至少50%的幅寬減少。這些實(shí)施例隨后進(jìn)一步接受各種伸長(zhǎng)率和拉伸回復(fù)性能的測(cè)試。隨著在330。F的高溫經(jīng)受縱向拉伸處理，所得纖網(wǎng)的物理性能明顯改變，并且在300%下的伸長(zhǎng)率顯示出有商業(yè)價(jià)值的彈性。結(jié)果示于下表4中。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>權(quán)利要求1.一種制造彈性織物的方法，包括下列步驟(a)提供一種水力纏結(jié)的非織造前體織物，它主要含有非彈性體基礎(chǔ)纖維和至少1wt％的熔點(diǎn)低于基礎(chǔ)纖維的熱塑性粘合劑纖維，(b)將前體織物加熱至高于粘合劑纖維熔點(diǎn)的溫度，(c)沿縱向以足以在所得彈性織物中減少前體幅寬至少20％并達(dá)到高于100％的橫向伸長(zhǎng)率的拉伸比拉伸該前體織物，(d)冷卻拉伸后的纖網(wǎng)，然后解除張力以在粘合劑纖維上產(chǎn)生固定粘合點(diǎn)。2.權(quán)利要求1的方法，其中加工速度至少是30m/min,優(yōu)選100-300m/min。3.權(quán)利要求2的方法，其中加工應(yīng)變速率為10~800%/min。4.權(quán)利要求1的方法，其中拉伸步驟包括使用兩組S形盤繞輥。5.權(quán)利要求1的方法，其中加熱步驟包括將前體織物加熱至高于某些基礎(chǔ)纖維的熔點(diǎn)的溫度。6.—種由非彈性體纖維構(gòu)成的彈性織物，其通過如下過程獲得在高溫下沿縱向?qū)η绑w施加拉伸以減少前體幅寬和延長(zhǎng)前體長(zhǎng)度20%以上，并且在彈性織物中獲得沿橫向延長(zhǎng)率的增加是前體的50%以上。7.—種由纏結(jié)前體纖網(wǎng)制成的彈性非織造織物，所述纖網(wǎng)含有非彈性體基礎(chǔ)纖維和少于30%的熔點(diǎn)低于基礎(chǔ)纖維的非彈性熱塑性粘合劑纖維，其中前體纖網(wǎng)在高于粘合劑纖維熔點(diǎn)的高溫沿縱向進(jìn)行拉伸，以減少前體幅寬20%以上并在彈性非織造織物中獲得100%~500%的橫向延長(zhǎng)率，從50%伸長(zhǎng)率的回復(fù)率為30~95%。8.權(quán)利要求7的彈性織物，在100%伸長(zhǎng)率下的回復(fù)率是40~85%。9.權(quán)利要求7的彈性織物，在150%伸長(zhǎng)率下的回復(fù)率是15~75%。10.權(quán)利要求7的彈性織物，包含至少1wt。/。的粘合劑纖維。11.權(quán)利要求7的彈性織物，采取選自穿孔織物、網(wǎng)眼織物和網(wǎng)狀織物的形式。12.權(quán)利要求7的彈性織物，包含熱塑性基礎(chǔ)纖維，選自聚丙烯、聚乙烯、聚酯、丙烯酸類、聚苯乙烯、聚酰胺和熱塑性纖維與選自木槳、棉、人造絲和天絲的非熱塑性纖維的混合物。13.權(quán)利要求7的彈性織物，包含粘合劑纖維，選自聚丙烯、聚乙13.、聚苯乙烯、聚酰胺、共聚酯、皮/芯共聚酯/聚酯、皮/芯聚乙烯/聚酯以及皮/芯非彈性聚烯烴/彈性體。14.權(quán)利要求7的彈性織物，包含熱塑性纖維與選自棉、木和合成纖維的非熱塑性纖維的基礎(chǔ)纖維共混物。15.權(quán)利要求13的彈性織物，其中合成纖維是芳族聚酰胺纖維。16.權(quán)利要求7的彈性織物，包含聚酯熱塑性基礎(chǔ)纖維和皮/芯粘合劑纖維，其中芯是聚酯。17.權(quán)利要求16的彈性織物，其中皮是共聚酯。18.權(quán)利要求16的彈性織物，其中皮是聚乙烯。全文摘要一種制造彈性織物的方法，包括以下步驟提供具有至少1wt％粘合劑纖維的水力纏結(jié)前體織物，加熱該前體織物至高于粘合劑纖維熔點(diǎn)的溫度，隨后沿縱向以足以減少幅寬20％以上的比率和10～80％/min的應(yīng)變速率拉伸該前體織物，從而生產(chǎn)出橫向延長(zhǎng)率為約100％至最高500％、在50％伸長(zhǎng)率下回復(fù)率為30～95％的彈性織物。文檔編號(hào)D04H3/10GK101331258SQ200680047053公開日2008年12月24日申請(qǐng)日期2006年12月14日優(yōu)先權(quán)日2005年12月15日發(fā)明者D·-S·蔡,T·E·貝尼姆申請(qǐng)人:納幕爾杜邦公司