生產(chǎn)水刺氣流法纖維網(wǎng)的方法和由其獲得的產(chǎn)品的制作方法
【專利說明】生產(chǎn)水刺氣流法纖維網(wǎng)的方法和由其獲得的產(chǎn)品
[0001]相關申請的交叉參考
[0002]本申請要求2012年12月13日提交的美國臨時申請N0.61/736837的優(yōu)先權，其公開內容在本文中通過參考全文引入。
發(fā)明領域
[0003]本發(fā)明涉及制備一次性的非織造纖維網(wǎng)的連續(xù)方法，該方法使用最小數(shù)量的操作，并提供可用作能沖洗掉的或一次性制品，例如一次性的擦拭布或刷子的經(jīng)濟產(chǎn)品。
[0004]發(fā)明背景
[0005]一次性的非織造基底用于生產(chǎn)通常使用一次并丟棄的寬泛的各種消費產(chǎn)品。這種產(chǎn)品包括一次性的清潔擦拭布，一次性的尿布，一次性的成人失禁產(chǎn)品，典型地在醫(yī)院中使用以供吸收體液的一次性的墊子，和從角質基底上除去化妝品和其他材料的化妝工具或化妝墊。
[0006]這種商業(yè)產(chǎn)品構成了具有日益增加的增長潛力和功效擴大的工業(yè)。然而，由于實質上所有這種產(chǎn)品通過垃圾填埋或污水系統(tǒng)潛在地進入環(huán)境，因此需要一次性的非織造材料，它生產(chǎn)簡單，含有最小或者不含生物降解性差的化學組分，例如粘接劑，粘合劑或熱塑性聚合物，且仍然具有性能所要求的良好的濕拉伸強度。另外，尋求一種產(chǎn)品，該產(chǎn)品被構造為具有最小的棉絨含量且滿足分類為市政和私人污水系統(tǒng)可接受的能沖洗掉的制品的條形碼，同時生產(chǎn)經(jīng)濟。
[0007]常規(guī)地，可借助工業(yè)上稱為“氣流法”和“液壓紡絲(hydraspun) ”方法的兩種基本技術之一，生產(chǎn)非織造的一次性擦拭布產(chǎn)品?；诖蛩愕淖罱K用途和可獲得的生產(chǎn)設備，不同的生產(chǎn)商可變化地進行這些技術，但保持基本的操作原理。
[0008]氣流法在非織造的載體層或前體基非織造纖維網(wǎng)之上結合沉積人造短纖維和木楽纖維的氣流法纖維網(wǎng)的操作，并且水刺(hydroentangling)氣流法層與非織造的載體。這一技術描述于Ouellette的U.S.8，250, 719和在其內描述的參考文獻中。除了使用載體纖維網(wǎng)以外，Ouellette還描述了用熾熱的空氣或噴灑的粘合劑粘結氣流法纖維。
[0009]根據(jù)Manning等人在U.S.4，755，421中描述的〃液壓紡絲〃方法，水刺紙漿和人造纖維的濕法成網(wǎng)的纖維網(wǎng)并干燥。然而，Viazmensky等人的U.S.5，292，581指明這種產(chǎn)品遭受差的濕強度的缺點，且描述了添加粘合劑顯著改進強度。最近，Annis等人的U.S.7，732，357描述了對于當加熱時，通過至少部分熔融變得活化的非織造片材，使用粘合劑纖維，并形成纖維與纖維的粘結。粘合劑纖維含有聚乙烯，聚丙烯，聚對苯二甲酸乙二酯及其混合物。
[0010]因此，仍然需要制備非織造纖維網(wǎng)的方法，所述非織造纖維網(wǎng)不含粘接劑，粘合劑，或粘合劑纖維，方便且經(jīng)濟地進行，并提供具有良好的性能強度的可分散的非織造纖維網(wǎng)，同時作為能沖洗掉的產(chǎn)品用于市政污水和私人感染系統(tǒng)是可接受的。
[0011]發(fā)明概述
[0012]因此，本發(fā)明的目的是提供生產(chǎn)非織造纖維網(wǎng)的方法，所述非織造纖維網(wǎng)包括最小的加工操作，不使用粘合劑，粘接劑或粘結纖維，并提供具有充足的濕拉伸強度以供用作擦拭布的非織造纖維網(wǎng)。本發(fā)明的另一目的是提供用作擦拭布的具有充足的濕強度的非織造纖維網(wǎng)，這對于一次性的污水和感染系統(tǒng)來說是可接受的。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，實現(xiàn)了這些和其他目的，本發(fā)明的第一實施方案包括生產(chǎn)非織造纖維網(wǎng)的方法，該方法包括:制備天然纖維素纖維和人造短纖維的混合物；氣流成形該混合物，獲得至少一個均勻的氣流法纖維網(wǎng)；水刺該氣流法纖維網(wǎng)，在至少一面上固結纖維網(wǎng)；和干燥水刺纖維網(wǎng)，獲得非織造纖維網(wǎng)；其中氣流成形和水刺在連續(xù)操作中進行，在纖維的混合物內天然纖維素纖維的含量不小于50wt%，和人造短纖維的含量不大于50wt%，沒有使用粘接劑，粘合劑或熱粘結纖維，天然纖維素纖維中纖維的長度不大于3.5_，人造短纖維中纖維的長度不小于8.0mm，非織造纖維網(wǎng)的基重為20g/m2-100g/m2，和非織造纖維網(wǎng)的厚度為 0.25mm-2mm。
[0014]在第一實施方案的優(yōu)選實施方案中，氣流法纖維網(wǎng)直接在氣流成形器的載體上成形，且沒有預成形前體纖維網(wǎng)或者摻入連續(xù)的長絲纖維網(wǎng)。
[0015]在進一步高度優(yōu)選的實施方案中，沒有施加粘合劑，粘接劑或粘接劑纖維到非織造纖維網(wǎng)上，且在縱向上的拉伸強度與同縱向垂直的方向上的拉伸強度之比(MD/⑶)小于3。
[0016]進一步在一個實施方案中，本發(fā)明提供通過任何一個上述方法的實施方案中的方法獲得的非織造纖維網(wǎng)；其中非織造纖維網(wǎng)包括75wt%木漿；和25wt% Lyocell纖維。根據(jù)這一實施方案的非織造纖維網(wǎng)的基重為40g/m2-60g/m2，MD/⑶之比小于3，⑶濕拉伸強度為至少 5N/5cm，和根據(jù) EDANA 2009 年 7 月版的 Guidance Document for Assessing theFlushability of Nonwoven Consumer Products (評估非織造消費產(chǎn)品的能沖洗掉的性的指導文件)，非織造纖維網(wǎng)是能沖洗掉的的產(chǎn)品。
[0017]在另一實施方案中，本發(fā)明提供通過任何一種上述方法的實施方案中的方法獲得的非織造纖維網(wǎng)；其中非織造纖維網(wǎng)包括:約50wt%木漿；和約50被％粘膠纖維；其中非織造纖維網(wǎng)的基重為40g/m2-60g/m2，MD/⑶之比小于3，⑶濕拉伸強度為至少12N/5cm。
[0018]附圖簡述
[0019]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的水刺單元中水的射流布局的示意圖。
[0020]圖2示出了與可商購的擦拭布相比，根據(jù)本發(fā)明的可分散和不可分散的非織造纖維網(wǎng)的對比數(shù)據(jù)。
[0021]本發(fā)明的詳細說明
[0022]根據(jù)下述說明，所描述的所有數(shù)值范圍包括所有子范圍和在其間的所有數(shù)值，除非另有說明。所有重量含量值基于總重量。下述說明提供本發(fā)明的一般說明和具體的優(yōu)選實施方案。然而，本領域普通技術人員會意識到，在沒有脫離本發(fā)明的主旨下，本發(fā)明的許多變化可以是可能的。本說明書和下述權利要求意欲包括所有這種變化。
[0023]在第一實施方案中，本發(fā)明提供生產(chǎn)非織造纖維網(wǎng)的方法，該方法包括:制備天然纖維素纖維和人造短纖維的混合物；氣流成形該混合物，獲得至少一個均勻的氣流法纖維網(wǎng)；水刺該氣流法纖維網(wǎng)，在至少一面上固結纖維網(wǎng)；和干燥水刺纖維網(wǎng)，獲得非織造纖維網(wǎng)；其中在連續(xù)操作下進行氣流成形和水刺，在纖維的混合物中天然纖維素纖維的含量不小于50wt%，優(yōu)選不小于60%，和最優(yōu)選至少75wt%。人造短纖維的含量不大于50wt%，優(yōu)選不大于40%，和最優(yōu)選不大于25%。在本發(fā)明的氣流成形和水刺操作中，沒有使用粘接劑，粘合劑或熱粘結纖維。
[0024]天然纖維素纖維的長度不大于3.5mm,優(yōu)選1.5mm_3.5mm，最優(yōu)選2.5-3.5mm。可使用任何天然纖維素纖維作為混合物中的短纖維。在一個實施方案中，所描述的長度的木漿可以是短纖維，和在優(yōu)選的實施方案中，南方松木牛皮紙可以是天然纖維素纖維。由亞硫酸鹽制漿工藝獲得的木漿可另外作為天然纖維素纖維的來源。可使用天然纖維素纖維的混合物。天然纖維素纖維可以在錘磨機中脫纖維(defibrate)，形成單獨的松散纖維的混合物。
[0025]短纖維可以是長度不小于8.0mm,優(yōu)選8.0-1OOmm,最優(yōu)選8mm-25mm的任何非熱塑性的人造纖維。優(yōu)選地，人造短纖維是粘膠纖維或Lyocell纖維?？墒褂梅菬崴苄岳w維的混合物。
[0026]形成氣流法纖維網(wǎng)的方法一般地描述于Laursen等人的U.S.4，640, 810中。共混短切和脫纖維的天然纖維素纖維成均勻的混合物，和同時在輸送到分配器單元中的空氣物流內承載。分配器單元含有穿孔有小孔、狹縫或設計為允許纖維在有小孔的載體上通過的其他合適地成型的孔隙的旋轉圓柱或轉鼓。轉鼓的構造和孔隙的結構與尺寸可以隨待使用且獲得的獨特纖維網(wǎng)構造的纖維混合物的特征而變化。在空氣流，在轉鼓內的機械攪拌和來自載體下方的抽吸的任何組合的影響下，將纖維導引經(jīng)過穿孔的轉鼓的開口，并在載體表面上形成均勻的纖維網(wǎng)?？山柚に囎兞康目刂疲渲邪ɡw維的含量和尺寸，轉鼓的孔隙尺寸與形狀，空氣流的流速，從載體底部施加的抽吸程度，和載體速度，改變使干燥纖維網(wǎng)消光(matting)的高度和程度。也可改變其他設備控制，提供獨特的消光構造。
[0027]纖維網(wǎng)的寬度取決于所使用的空氣成型器設備的類型，且可從Im變化到6m。常規(guī)的商業(yè)單元，例如由Dan-Web, Oerlikon和Anpap Oy供應的寬度范圍為2到5m。
[0028]根據(jù)本發(fā)明，所形成的氣流法纖維網(wǎng)被直接且連續(xù)地輸送到水刺單元或者水刺單元中，其中用一系列的高壓水射流沖擊氣流法墊子，機械纏結