專利名稱：：水力纏結彈性非織造片材的制作方法水力纏結彈性非織造片材發(fā)明背景發(fā)明領域本發(fā)明涉及由非彈性水力纏結片材制備彈性非織造片材的方法。相關技術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紡織品或非織造織物。其它生產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，可以利用熱和應變加工以形成具有彈性性能的纖網。這些熱機械方法描述將熱粘合前體纖網送過處于軟化溫度與熔點之間的高溫的烘箱并沿著縱向拉伸從而沿橫向加固纖網，借此大多數纖維被拉長并主要沿拉伸方向排齊。纖網冷卻后，纖維被固定在縱向伸長率構造中產生在熱粘合點的位置記憶；因此，該纖網當沿橫向拉伸時表現出回復性。然而，這些方法要求前體纖網預先接受熱機械粘合或壓延，而且處理溫度必須低于纖維的熔點。否則，纖網將塑化、僵硬、脆化，實際上不具有彈性，或者更糟，將導致纖網在加工中破裂。再者，鑒于此種纖網的拉伸強度完全依靠熱粘合，并且熱和應變處理使大多數纖維主要沿拉伸方向排齊，故它導致制成的彈性織物沿拉伸方向的撕裂強度嚴重受損。對許多用途而言，要求具有較高撕裂強度的軟織物，并且可以通過使用纏結織物獲得。然而，傳統射流噴網和針刺織物不能通過現有技術中描述的熱和應變方法獲得彈性，因為"粘合點"是由纏結形成的，其僅提供并非永久由這種方法改變的摩擦和互鎖接觸點。發(fā)明概述本發(fā)明涉及通過提供一種水力纏結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的溫度的同時，沿縱向以足以減少前體幅寬至少20%的比率和至少10~800%每分鐘的應變速率拉伸前體織物，隨后將所得纖網冷卻至環(huán)境溫度以便使所得纖網定型。本發(fā)明涉及一種通過所描述的方法制造并具有100%500%沿橫向延長率，和30~95%在50%伸長率下的沿一黃向回復率。附圖簡述附圖是實施本發(fā)明方法的一種實施方案的設備的示意圖。發(fā)明詳述本發(fā)明方法的一個目的是提供一種成本效益好的制造彈性射流噴網織物而不使用真彈性體纖維作為基礎纖維的熱機械方法。通過在非彈性體前體纖網中摻入低百分率的低熔點粘合劑纖維，經過或不經熱粘合，并在高于粘合劑纖維熔點的溫度進行拉伸加工，該塑化粘合劑纖維可在接觸點起到粘合的作用并產生將纖維圍繞接觸點固定的位置記憶。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。使用射流噴網非織造物前體提供了具有更理想撕裂強度的較厚、較軟的彈性織物。該前體織物主要由非彈性體基礎纖維如聚對苯二曱酸乙二醇酯(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織物重量而言的。通過摻入粘合劑纖維到纖網中并進一步加工成射流噴網纖網，隨后在在線干燥機中激活這些粘合劑纖維，我們已制成能隨后轉化為彈性纖網的織物。粘合劑纖維本身之間和/或與基礎纖維之間的交叉點起到類似于紡粘織物的點粘合的作用。本發(fā)明提供一種制備彈性射流噴網(水力纏結)、非織造纖網的方法。合成和/或木槳纖維與熱塑性粘合劑纖維摻混的前體纖網通過開松、梳理或其它合適的纖網成形方法，隨后進行水力纏結(亦稱作射流噴網)而被加工成纖網。射流噴網纖網經受足以至少部分地熔化粘合劑纖維但尚不足以熔化構成織物的基礎纖維的高溫處理。這可通過熱空氣處理或任何其它適合達到所要求的高溫的措施完成。在經受高于粘合劑纖維熔點的溫度作用的同時，射流噴網織物接受沿縱向的拉伸處理，其拉伸比足以使纖網幅寬減少20%以上(優(yōu)選55~75%),其中應變速率介于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成形過程在線地完成或者可作為單獨離線加工步驟進行。加熱前體纖網的方法不受特別限制，只要傳熱能在避免損傷纖網所必需的短時間內完成。加熱可借助輻射或對流完成。輻射加熱可采用紅外方法實施。對流加熱可通過適當的加熱流體，優(yōu)選氣體如空氣來實施。本發(fā)明方法可參考附圖進一步描述。相應地，彈性射流噴網織物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前體纖網1,由此前體纖網由退繞輥IO承載。退繞輥10圍繞其縱軸旋轉，由此前體纖網1以速度A沿箭頭所指縱向(MD)離開退繞輥10。前體纖網經S形盤繞(wrap)15進入到加熱裝置20中，穿過加熱裝置，從加熱裝置出來經S形盤繞25到達巻繞輥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。/。)倍的速度被驅動。S形盤繞15包含輥151和152。S形盤繞25包含輥251和252。倍數(l+X。/o)決定前體纖網在本發(fā)明方法中的拉伸比。按照本發(fā)明，前體纖網經受沿縱向以足以使幅寬減少至少20%的拉伸比和50~800%/min范圍內的應變速率的拉伸處理，其間溫度高于粘合劑纖維的熔點，以便生產出一種沿橫向斷裂伸長率大于約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)上有用的回復率以及50~200%的延長率。優(yōu)選的是，實施本發(fā)明方法的設備被構造為具有工業(yè)生產能力，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)速度運轉，并且1%~30%,優(yōu)選10~20%的拉伸比通過提高巻繞輥速度而達到。應變速率被調節(jié)在10~800Q/()/min之間。拉伸比與前體纖網幅寬減少的程度有關，而應變速率則與固定拉伸比條件下的處理速度有關。據發(fā)現，當速度低于要求范圍時，纖網趨于過熱并變得僵硬。另一方面，如果速度高于要求的范圍，則前體纖網加熱不足，于是或者纖網可能在拉伸處理期間斷裂，或者幅寬減少在纖網的拉伸張力解除之后將不能保持。S形盤繞15和25也控制非織造纖網的運動，同時作為牽伸手段。該彈性射流噴網纖網的特征在于，與前體纖網相比，20~75%的幅寬減少和約100%~500%的橫向延長率。為達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結構。獲得大于20%的幅寬減少對于達到制成織物的橫向伸長率大于100%并進而使織物具備彈性的可能都很重要。另外，彈性射流噴網纖網的橫向彈性的特征在于在50%伸長率下的回復率介于30~95%,或在100%伸長率下的回復率介于25~75%,或在150%伸長率下的回復率介于15~75%。制成的彈性射流噴網織物具有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)明彈性非織造纖網的產品，其大大擴展了可用于以非常好的成本效益的方式生產彈性非織造織物的非織造基材的范圍。本發(fā)明可應用于諸如消費商品；潔凈室；醫(yī)用面罩、帽子和手套；復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域。術i吾和試-瞼方法應變速率(。/。/t)一般被描述為在一段時間內一片織物被拉伸并延長某一(X)百分率。該延長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纖網彈性通過測定沿縱軸的5cm寬xlOcm長的條樣，按下式定義(拉長后的長度-回復后的長度)/(拉長后的長度-原長)。熔點是熱塑性纖維開始變成液體時的溫度。條樣拉伸試驗是當織物經受單向應力作用時的斷裂強度和伸長率或應變的量度。該試驗是在應變試驗機，Instronll22型的恒速模式下進行的。在當前的實施例中，沿織物的縱向和橫向裁剪2英寸(50mm)寬和至少5英寸(150mm)長的織物條樣。每種樣品測定10個試樣，以計算平均值。該試驗是本領域公知的并且大致符合ASTM方法5035-95的規(guī)定。結果以直至斷裂的磅數和斷裂前的伸長率百分率表示。術語"伸長率"是指拉伸試驗期間樣品長度的增加，以原長的百分率表示。所用術語"延長率"與拉伸試驗中測定的斷裂伸長率相同。撕裂強度是通過由ASTM5735修改的舌(單裂口)程序，采用2x2.5英寸(50mmx63.5mm)的矩形試樣測定的。每種處理測試10個樣品，結果用磅數表示。每種試樣的基重是分別由IO個條樣或12個抓樣樣品取平均重量算出的。厚度分別是10個條樣或12個抓樣樣品的平均值。條樣是采用TMI自動厚度測定儀測定的，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)測定的，其中接觸面積直徑是1英寸，壓力是7.46g/cm2。實施例在下面的實施例中，基礎纖維是聚酯短纖維，由DAKAmericas以商品名Dacron(R)612W型供應。粘合劑纖維是皮/芯共聚酯/聚酯短纖維，由FIT公司以201型號供應。粘合劑纖維的熔點是110°C(230。F),并且前體射流噴網織物包含15%粘合劑纖維。實施例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，并且據發(fā)現能將幅寬減少到一定程度并提高所得纖網的延長率。在幅寬減少約20%時，所得纖網可達到大于100%的沿一黃向延長率，然而，在50~100%伸長率時未觀察到任何明顯彈性回復。實施例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果示于下表2中。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>與上面表1和2中的結果相反，不含粘合劑纖維的射流噴網前體在上面條件下雖能達到類似幅寬減少和沿橫向延長率的提高；然而，從50~100%伸長率未發(fā)現任何明顯的彈性回復。另外，在高溫但低于230。F(粘合劑纖維的熔點)下加工A、B、C、D的前體時，所得織物僅表現出很小程度的彈性。實施例24~28如上所述前體射流噴網織物在各種拉伸溫度下經歷14%的拉伸比，隨后進行伸長率和拉伸回復性的測試。結果示于下表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到50%的幅寬減少。所得實施例纖網上幅寬的減少據發(fā)現是拉伸和溫度的函數，還發(fā)現橫向延長率的提高源于拉伸和溫度。另外，要指出的是，彈性(伸長后的回復率)隨溫度的提高而提高。實施例19~38使如上所述，但基重為0.8或1.2oz/yd2(27或40.7g/m勺的前體射流噴網織物在各種拉伸溫度經受各種拉伸比以達到要求的至少50%的幅寬減少。這些實施例隨后進一步接受各種伸長率和拉伸回復性能的測試。隨著在330。F的高溫經受縱向拉伸處理，所得纖網的物理性能明顯改變，并且在300%下的伸長率顯示出有商業(yè)價值的彈性。結果示于下表4中。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>權利要求1.一種制造彈性織物的方法，包括下列步驟(a)提供一種水力纏結的非織造前體織物，它主要含有非彈性體基礎纖維和至少1wt％的熔點低于基礎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％并達到高于100％的橫向伸長率的拉伸比拉伸該前體織物，(d)冷卻拉伸后的纖網，然后解除張力以在粘合劑纖維上產生固定粘合點。2.權利要求1的方法，其中加工速度至少是30m/min,優(yōu)選100-300m/min。3.權利要求2的方法，其中加工應變速率為10~800%/min。4.權利要求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纖維的熔點的溫度。6.—種由非彈性體纖維構成的彈性織物，其通過如下過程獲得在高溫下沿縱向對前體施加拉伸以減少前體幅寬和延長前體長度20%以上，并且在彈性織物中獲得沿橫向延長率的增加是前體的50%以上。7.—種由纏結前體纖網制成的彈性非織造織物，所述纖網含有非彈性體基礎纖維和少于30%的熔點低于基礎纖維的非彈性熱塑性粘合劑纖維，其中前體纖網在高于粘合劑纖維熔點的高溫沿縱向進行拉伸，以減少前體幅寬20%以上并在彈性非織造織物中獲得100%~500%的橫向延長率，從50%伸長率的回復率為30~95%。8.權利要求7的彈性織物，在100%伸長率下的回復率是40~85%。9.權利要求7的彈性織物，在150%伸長率下的回復率是15~75%。10.權利要求7的彈性織物，包含至少1wt。/。的粘合劑纖維。11.權利要求7的彈性織物，采取選自穿孔織物、網眼織物和網狀織物的形式。12.權利要求7的彈性織物，包含熱塑性基礎纖維，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纖維共混物。15.權利要求13的彈性織物，其中合成纖維是芳族聚酰胺纖維。16.權利要求7的彈性織物，包含聚酯熱塑性基礎纖維和皮/芯粘合劑纖維，其中芯是聚酯。17.權利要求16的彈性織物，其中皮是共聚酯。18.權利要求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前體織物，加熱該前體織物至高于粘合劑纖維熔點的溫度，隨后沿縱向以足以減少幅寬20％以上的比率和10～80％/min的應變速率拉伸該前體織物，從而生產出橫向延長率為約100％至最高500％、在50％伸長率下回復率為30～95％的彈性織物。文檔編號D04H3/10GK101331258SQ200680047053公開日2008年12月24日申請日期2006年12月14日優(yōu)先權日2005年12月15日發(fā)明者D·-S·蔡,T·E·貝尼姆申請人:納幕爾杜邦公司