CN113046911B - 弹性无纺织物和其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无纺织物，所述无纺织物具有的特殊结构赋予其弹性特性，本发明还涉及所述无纺织物的生产方法及其用于隔热和/或隔音以及用于生产纺织制品，尤其是用于使服装隔热的用途。
Description
发明领域
本发明涉及一种无纺织物，所述无纺织物具有的特殊结构赋予其弹性特性，本发明还涉及所述无纺织物的生产方法及其用于隔热和/或隔音以及用于生产纺织制品，尤其是用于使服装隔热的用途。
背景技术
纺织行业对隔热用无纺布有高的需求，例如用于运动和户外服装。所需特性概况是复杂的，并且除纯隔热品质之外，还包括对高穿戴舒适度、护理和其它材料特性的要求。这些要求包括高隔热性、良好湿气管理(moisture management)(即从皮肤吸收汗液且将其释放到环境中的能力)、良好干燥特性和良好隔热特性(甚至当浸湿时)、良好可洗性和纤维迁移抗性、高穿戴舒适度、良好触觉特性(柔软度)等。对无纺布的需求尤其高。特别是，需要用作填充物的无纺布，其具有两个实际上对立的特性：高隔热性，尤其当穿戴者不活动时；以及良好的空气透过性、高透气性和当穿戴者活动时去除多余热的能力。
目前，仍对用于隔热和隔音的无纺布有很大需求，这些无纺布还要满足使用可持续材料的生态要求。这些要求包括不使用化石矿物油作为所用纤维的基本材料，或至少包括高度的回收利用程度、生态上可接受的制造方法和/或纤维的可生物降解性/可堆肥性。
EP 0390579 A1描述了一种轻便、隔热、经缝线编结的无纺织物和其制造方法。据此，使用弹性丝线在拉力下用多个针缝合无纺纤维层，在缝合之后释放拉力，并且使如此缝线编结的无纺织物在50℃到100℃范围内的温度下经历收缩处理。以此方式，将经编结纤维层拉拢在一起或使其卷曲，且使纺织布的比体积有所增加。在此方法中，收缩主要在无纺织物的纵向方向上，即在加工方向(md)上产生。
EP 0695382 A1描述一种用于生产经缩褶无纺织物的方法，其中通过用非弹性纱线过度缝合经缩褶纤维层来使纤维层在尺寸上稳定且耐洗。产物为具有波纹行或凸起行并且在纵向和横向方向上的延展性为至多20％的无纺织物。
EP 0303497 A2描述大体上未经编结的层，其用弹性丝线进行多针缝合以形成无纺织物。这使得无纺织物表面收缩和拉拢在一起，其中无纺织物面积在拉力释放之后不大于纤维层初始面积的40％。
本发明的目标是提供一种用于隔热和隔音的无纺织物和基于其的填充物，其具有良好的应用特性，尤其是良好的服装生理特性，尤其适用于运动和户外服装。
出人意料地，现已发现当为生产无纺织物而使无纺纤维材料经历特殊缝线编结和后续收缩处理时，此目标得以解决。所得无纺织物具有赋予其有利特性组合的三维结构。
发明内容
本发明的第一目标是提供一种用于生产无纺织物的方法，所述方法包括以下步骤：
i)提供无纺材料，
ii)通过用多个针进行针织而并入纱线，以形成大体上在纵向方向(md)上布置的平行Z形缝线行来使所述无纺材料经历编结(binding)，其中将能够热收缩的至少一种纱线用于针织，
iii)使步骤ii)中获得的经编结无纺材料在至少100℃的温度下经历热收缩处理。
在优选实施例中，使用拉舍尔(Raschel)工艺用于步骤ii)中的针织。
本发明的另一目标为可通过如先前和下文中所限定的方法获得的无纺织物。
本发明的另一目标为一种无纺织物，其包含通过用多个针进行针织而并入能够热收缩的纱线而编结的无纺纤维材料，且具有大体上在所述纵向方向(md)上布置的平行Z形缝线行和波纹行，所述波纹的波峰和波谷大体上平行于所述无纺织物的纵向方向(md)布置。
本发明的另一目标为一种隔热填充物，其包含如先前和下文中所限定的或可通过如先前和下文中所限定的方法获得的无纺织物或由其组成。
本发明的另一目标为一种纺织制品，其包含如先前和下文中所限定或可通过如先前和下文中所限定的方法获得的无纺织物，或包含如先前和下文中所限定的隔热填充物。
本发明的另一目标为如先前和下文中限定的或可通过如先前和下文中限定的方法获得的无纺织物，或如先前和下文中限定的隔热填充物用于生产纺织制品的用途。
本发明的另一目标为如先前和下文中限定的或可通过如先前和下文中限定的方法获得的无纺织物，或如先前和下文中限定的隔热填充物用于隔热和/或隔音的用途。
附图说明
图1描绘根据本发明的具有规则波纹结构的无纺织物，其中波纹波峰和波谷大体上在无纺织物的交叉加工方向(cmd)上布置。示出了在静止阶段，即穿戴者在不活动时的阶段中的结构。无纺织物收缩，变得蓬松，并且结构中截留的空气充当气垫，从而增加隔热效果。
图2描绘当穿戴者活动时无纺织物的结构的变化。无纺织物扩张并且过量热可以借助于由移动引发的“泵效应”去除。
图3为示出无纺织物的波纹波峰和波谷的侧视图。
具体实施方式
根据本发明的无纺织物尤其适用于纺织制品(如运动和户外服装)的填充物。根据本发明的无纺织物总体上还适用于例如建筑物、车辆、技术设备和家用装置的隔热和/或隔音。
根据本发明的无纺织物为具有基本上二维、平面延伸(也被称作x、y平面)和较小厚度(沿与x、y平面正交的z轴方向＝材料厚度)的片状纺织布。x轴指示最大扩展方向或纵向方向，且与x轴正交的y轴指示横向方向。由于制造方法，在纵向方向作为材料流穿过用于生产的机器的方向(即，在x轴的方向上，还被描述为压延方向、加工方向或md)上的无纺织物通常具有与交叉方向上(即，在y轴的方向上，还被描述为反向压延方向、交叉加工方向或cmd)不同的材料特性。
根据本发明的无纺织物具有有利的三维结构，其可通过根据本发明的生产方法，尤其是使用能够热收缩的纱线的Z形缝线编结和后续收缩处理的组合实现。这使得在所有空间方向上，尤其在横向方向(cmd)上具有弹性延展性。在本发明的情形下，延展性说明指明了在施加力时无纺织物改变其形状的能力。延展性指示无纺织物在不撕裂的情况下可以在某一方向上延展的程度。本发明的无纺织物通常具有弹性，即具有可逆可变形性。当去除所施加的力时，无纺织物即可恢复到其原始形状。优选地，根据本发明的无纺织物显示在伸长后长度的永久变化，其为在伸长期间长度最大变化的至多15％，优选地至多10％，特别是至多5％，尤其至多2％。
根据本发明的无纺织物具有规则波纹结构，其中波纹波峰和波谷大体上平行于无纺织物的纵向方向(md)布置。
相对于x轴，平行于x轴的直线上的所有点具有相同厚度。平行于y轴的直线上的所有点具有对应于波峰和波谷的可变厚度。
根据本发明的无纺织物具有以下优势：
-根据本发明的无纺织物具有赋予其有利机械特性和应用特性的三维无纺结构(波纹结构)。特别是，所述无纺织物具有弹性，即，可逆拉伸的能力。尤其在横向于加工方向的方向上，根据本发明的无纺织物具有比已知的经缝线编结无纺织物显著更高的延展性。
-根据本发明的无纺织物适用于特征在于适应性温度调节绝缘(adaptivethermoregulative insulation)的填充物。换句话说，填充物具有作为良好隔热结果的加温特性与运走过量热的能力的有利组合。特殊结构使其尤其适用于运动和户外服装，例如用于骑自行车、跑步和滑雪的用途。当穿戴者活动时，无纺织物扩张并且过量热可以借助于由移动引发的“泵效应”去除。当穿戴者活动时，无纺织物较薄、空气高度可渗透且具有高透气性。在静止阶段，当移动停止时，无纺织物收缩、变得更蓬松，并且结构中截留的空气充当气垫，从而再次增加隔热效果。
-基于根据本发明的无纺织物的填充物的特征在于干燥状态下的良好热阻值Rct。
-无纺织物可部分或完全由回收纤维和/或可生物降解纤维制成。可遵守OEKO-TEX标准使用根据本发明的填充物。
-根据本发明的无纺织物具有极低的基重。
-根据本发明的无纺织物耐洗涤和磨损并且抗纤维迁移。其适用于运动、户外和时装市场，尤其作为外套、背心、裤子、毛衣、连帽衫等的内衬。
步骤i)
在根据本发明的方法的步骤i)中，提供无纺材料。为此目的，可使纤维组合物经历用于生产纤维网的常规方法(无纺成型方法)，并且必要时经历用于无纺织物生产的一个或多个后续步骤。用于生产无纺布和无纺织物的合适方法是为本领域普通技术人员已知的并且描述于例如H.Fuchs,W.Albrecht,Vliesstoffe,第2版,2012,第121页及以后页,威立-德国化学学会出版社(Wiley-VCH)中。这些方法包括例如干式方法、湿式方法、挤出法和溶剂法。例如，为了生产步骤i)中的无纺纤维材料，可以提供纤维组合物并且使其经历干式铺设法(dry-laying process)以产生纤维网。干式铺设无纺布的生产原则上可通过梳理方法或通过空气动力方法进行。在梳理方法进行之后，使纤维网借助于卡板形成，由此可以不同方式铺设无纺布。在平行铺设的无纺布中，使经梳理纤维在加工方向上平行地铺设，这通常使得在纤维无纺材料的加工方向(md)和交叉方向(cmd)上产生不同特性。在交叉铺设的无纺布的情况下，初始地在加工方向上定向的纤维网借助于交叉铺网机以交叉方式合股若干次，其结果是无纺材料在加工方向(md)上和在交叉方向(cmd)上的特性基本上一致。在空气动力方法中，无纺布借助于空气形成。为此目的，使纤维借助于空气流传送到快速旋转的辊，经分离且通过离心力与额外空气流随机地铺设以形成无纺织物。
为了生产步骤i)中的无纺材料，可将纤维网以若干层堆叠以形成无纺布。
此外，可例如通过拉伸无纺布来改变特性。为了制备无纺材料，无纺布可经历厚度校准和/或预粘合。常见压延方法(例如)适用于此目的。此外，步骤i)中提供的无纺材料可以是用于生产无纺布的无纺材料，所述无纺布已经历机械、热和/或化学无纺接合。在特定实施例中，在根据本发明的方法的步骤i)中，提供无纺材料，所述无纺材料包含用粘合剂粘合的无纺材料或所述无纺材料由用粘合剂粘合的无纺材料组成。无纺材料优选地具有10g/m2到200g/m2、特别优选地20g/m2到150g/m2范围内的质量/单位面积。
无纺材料优选地具有50mm到2500mm、特别优选地900mm到2000mm的宽度(在y方向上的延伸部分)。
在优选实施例中，将步骤i)中提供的无纺材料卷绕到辊上。其可因此在步骤ii)中通过针织或缝合提供编结。
如在生产无纺布和无纺织物中所使用，步骤i)中提供的无纺材料一般可包含纤维和纤维掺合物。通常，无纺材料包含选自天然纤维、天然聚合物人造纤维、合成聚合物人造纤维和其混合物的纤维。
合适的天然纤维选自基于植物的纤维、动物纤维和其掺合物。基于植物的纤维包括例如棉、亚麻(亚麻纤维(flax))、黄麻、剑麻、椰壳纤维、大麻、竹子等。动物纤维包括例如羊毛、蚕丝和动物毛发，例如羊驼毛、美洲驼毛、骆驼毛、安哥拉毛、马海毛、开司米山羊绒等。
合适的天然纤维也是纸浆中通常采用的那些天然纤维。
步骤i)中提供的无纺材料可包含其它纤维，所述其它纤维包含至少一种天然聚合物或由其组成。优选地，天然聚合物选自甲壳素、壳聚糖、植物蛋白、角蛋白和其混合物。
步骤i)中提供的无纺材料可进一步包含人造纤维素纤维(工业上生产的纤维素纤维)。在非衍生纤维素纤维与衍生纤维素纤维之间进行区别。当呈纤维素浆料形式的固体纤维素首先溶解且接着使其在再固化的情况下经历纤维成型时，获得也被称作纤维素再生纤维的非衍生纤维素纤维。在一个特定实施例中，通过使用叔胺氧化物作为溶剂的直接溶剂法产生纤维素再生纤维。优选地，将N-甲基-吗啉-N-氧化物(NMMO)用作溶剂。以此方式生产的纤维素再生纤维由BISFA(国际人造纤维标准化局(The International Bureau for theStandardisation of Man Made Fibres))命名为通用名称莱赛尔(Lyocell)。莱赛尔纤维以广泛范围纤度由公司兰精集团(Lenzing AG)以品牌名提供。
步骤i)中提供的无纺材料可进一步包含选自以下的纤维：聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚氨基甲酸酯纤维、聚烯烃纤维、聚丙烯酸酯纤维、聚丙烯腈纤维、预氧化聚丙烯腈纤维(PAN)、碳纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯硫化物纤维(PPS)、芳族聚酰胺纤维、聚酰胺酰亚胺纤维、热塑性淀粉纤维、人造纤维素纤维(例如，人造丝(viscose)、莱赛尔)、纤维素天然纤维、与其不同的天然聚合物纤维、聚酯酰胺纤维、玻璃纤维和其混合物。
优选地，步骤i)中使用的纤维包含合成聚合物纤维，特别是聚酯纤维，尤其聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯，天然纤维，特别是羊毛、棉或蚕丝纤维，其混合物和/或与其它纤维的混合物。
优选地，步骤i)中使用的纤维包含至少一种聚酯或由至少一种聚酯组成。优选地，聚酯选自脂肪族聚酯、脂肪族-芳香族共聚酯和其混合物。
优选地，脂肪族聚酯选自聚乳酸(PLA)、聚(丁二酸乙二醇酯)(PES)、聚(丁二酸丁二醇酯)(PBS)、聚(己二酸乙二醇酯)(PEA)、聚(丁二酸丁二醇酯-共-己二酸丁二醇酯)(PBSA)、聚羟基乙酸(PGA)、聚(丁二酸丁二醇酯-共-癸二酸丁二醇酯)(PBsu-共-BSe)、聚(丁二酸丁二醇酯-共-己二酸丁二醇酯)(PBSu-共-bad)、聚(丁二酸四亚甲基酯)(PTMS)、聚己内酯(PCL)、聚丙内酯(PPL)、聚(3-羟基丁酸酯)(PHB)、聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基戊酸酯)(PHBV)和其混合物。
优选聚酯也是脂肪族-芳香族共聚酯(AAC)，即含有至少一种芳香族二羧酸、至少一种脂肪族二醇和至少一种所并入的其它脂肪族组分的聚酯。所述其它脂肪族组分优选地选自脂肪族二羧酸、羟基羧酸、内酯和其混合物。与至少一种芳香族二羧酸和至少一种脂肪族二醇(如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT))的聚酯相比，脂肪族-芳香族共聚酯(AAC)一般为可生物降解的和/或可堆肥的。优选地，脂肪族-芳香族共聚酯(AAC)选自1,4-丁二醇、对苯二甲酸和己二酸的共聚酯(BTA)，1,4-丁二醇、对苯二甲酸和丁二酸的共聚酯，1,4-丁二醇、对苯二甲酸、间苯二甲酸、丁二酸和乳酸的共聚酯(PBSTIL)。脂肪族-芳香族聚酯(如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚间苯二甲酸乙二醇酯(PEIP)、乙二醇改性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETG))与先前提及的脂肪族聚酯中的至少一者的混合物(掺合物)也是适用的。通过对苯二甲酸与乙二醇和1,4-环己烷二甲醇(CHDM)的酯化获得PETG。
优选地，步骤i)中使用的纤维包含聚酯纤维或由聚酯纤维组成，特别是，其包含回收聚酯纤维或由回收聚酯纤维组成。
此外，步骤i)中使用的纤维优选地包含至少一种聚酰胺或由至少一种聚酰胺组成。
优选地，聚酰胺纤维选自脂肪族多胺。特别是，脂肪族聚酰胺选自PA 6、PA 6.6、PA11、PA12、PA46、PA66、PA666、PA 69、PA610、PA 612、PA 96、PA 99、PA910、PA912、PA 1212、其共聚物和混合物，尤其PA 6、PA 6.6和其混合物。
此外，步骤i)中使用的纤维优选地包含至少一种聚丙烯或由至少一种聚丙烯组成。
在特定实施例中，在步骤i)中使用获自聚合物掺合物的纤维。
进一步优选地，步骤i)中使用的纤维包含至少一种聚酯酰胺或由至少一种聚酯酰胺组成。
在特定实施例中，步骤i)中使用的纤维包含至少一种多组分纤维。合适的多组分纤维包含至少两种聚合物组分。合适的聚合物选自前述人造纤维素纤维的聚合物组分、与前述纤维不同的纤维的聚合物组分和其组合。优选的为由两种聚合物组分组成的多组分纤维(双组分纤维)。合适类型的双组分纤维为皮/芯纤维、并列纤维、海岛型纤维(islands-in-the-sea fiber)和饼状纤维(pie piece fiber)。
优选的双组分纤维含有两种选自两种不同聚酯的聚合物组分。尤其优选的是选自以下的两种不同聚酯：聚乳酸(PLA)、聚(丁二酸乙二醇酯)(PES)、聚(丁二酸丁二醇酯)(PBS)、聚(己二酸乙二醇酯)(PEA)、聚(丁二酸丁二醇酯-共-己二酸丁二醇酯)(PBSA)、聚羟基乙酸(PGA)、聚(丁二酸丁二醇酯-共-癸二酸丁二醇酯)(PBsu-共-BSe)、聚(丁二酸丁二醇酯-共-己二酸丁二醇酯)(PBSu-共-bad)、聚(丁二酸四亚甲基酯)(PTMS)、聚己内酯(PCL)、聚丙内酯(PPL)、聚(3-羟基丁酸酯)(PHB)、聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基戊酸酯)(PHBV)和其混合物。特殊双组分纤维为PLA/PBS双组分纤维，更具体地为PLA/PBS皮/芯双组分纤维，甚至更具体地为具有PBS皮和PLA芯的PLA/PBS皮/芯双组分纤维。另一特殊双组分纤维为PTT(聚对苯二甲酸丙二醇酯)/PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)纤维。
还优选的双组分纤维含有至少一种选自如上文所限定的聚酯的聚合物组分和至少一种选自聚酰胺的聚合物组分。合适的聚酰胺为脂肪族多胺。特别地，脂肪族聚酰胺选自PA 6、PA 6.6、PA 11、PA 12、PA 46、PA 66、PA 666、PA 69、PA 610、PA 612、PA 96、PA 99、PA910、PA 912、PA 1212、其共聚物和混合物。
所使用的纤维可由其纤度表征，即，关于某一长度的重量。所谓的纤维纤度以分特(1分特＝0.1特克斯或1克/10000米)指定。
优选地，步骤i)中提供的无纺纤维材料包含纤度在0.5到10分特范围内的纤维或由纤度在0.5到10分特范围内的纤维组成。优选地，步骤i)中提供的无纺纤维材料包含纤度在0.5到6.6分特范围内的纤维或由纤度在0.5到6.6分特范围内的纤维组成。
优选地，步骤i)中提供的无纺材料包含纤度在0.5到6.6分特范围内的合成纤维或由纤度在0.5到6.6分特范围内的合成纤维组成。
优选地，步骤i)中提供的无纺材料包含选自纤维长度在10mm到70mm、更优选地30mm到65mm范围内的短纤维的合成纤维。
步骤ii)
在根据本发明的方法的步骤ii)中，通过借助于用多个针进行针织而并入纱线，从而形成平行Z形缝线行来使步骤i)中提供的无纺材料经历编结。
优选地，将经编工艺用于步骤ii)中的针织，优选地针编工艺或拉舍尔工艺。可使用以名称Maliwatt、Kunit、Malinit等已知的设备。拉舍尔工艺是尤其优选的。这些经编技术通常具有的是其可将纱线以Z形图案嵌入到无纺布中。所述编结是借助于针棒的针偏移来限定，例如经向斜纹型、缎子型、丝绒型。优选的是经向斜纹开放型、经向斜纹封闭型、缎子开放型、缎子封闭型或丝绒封闭型的编结。尤其优选的是丝绒封闭型的编结。
优选地，在步骤ii)中，平行缝线行的行间距在1到7行/厘米的范围内，更优选地在2到4行/厘米的范围内。
优选地，每一行中的线距在1到4线步/厘米(stitch/cm)的范围内，更优选地在2到3线步/厘米的范围内。
步骤ii)中使用的合适可热收缩纱线例如基于聚酯、聚酰胺、人造丝、莱赛尔、羊毛等。
优选地，步骤ii)中使用的可热收缩纱线包含至少一种聚酯或由至少一种聚酯组成，特别是选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚乳酸以及其共聚酯和混合物。
特别地，步骤ii)中使用的至少一种纱线选自含有聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维或由聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维组成的纱线。
优选地，步骤ii)中使用的至少一种纱线选自复丝纱线，优选地包含20到150根丝的复丝纱线，特别是包含25到120根丝的复丝纱线。
优选地，根据DIN EN 14621:2006-03测定，至少一种纱线在200℃下的热收缩率为5.0％到15.0％，优选地7.0％到10.0％。
优选地，根据DIN EN ISO 2062:2010-04测定，至少一种纱线的最大拉伸伸长率为10.0％到50.0％，优选地17.0％到27.0％。
优选地，根据DIN 53830-4:1981-05测定，至少一种纱线的卷曲率为35.0％到55.0％，特别优选地41.0％到51.0％。
可例如通过纹理化，特别是通过卷曲使纱线经历机械预处理。
步骤ⅲ)
在根据本发明的方法的步骤ⅲ)中，使步骤ii)中获得的经编结无纺材料在至少100℃的温度下经历热收缩处理。
优选地，使经编结无纺材料在120℃到250℃、特别优选地140℃到220℃范围内的温度下经历热收缩处理。
热处理的持续时间优选地为10秒到120分钟，更优选地30秒到60分钟，特别是1分钟到60分钟。
热处理可以与经编结无纺纤维材料的生产串联进行或与其分开地进行。经编结无纺纤维材料的加热可优选地借助于热空气(通过使其与经加热表面接触)、借助于蒸汽或其组合来进行。通常，技术人员熟悉这些方法。
在第一实施例中，使经编结无纺材料穿过烘箱以进行热收缩处理。例如，在1到30m/min、优选地2到25m/min的成网速度(web speed)下，温度在120℃到220℃的范围内。烘箱中的停留时间优选地在30秒到30分钟的范围内。
在另一实施例中，用蒸汽处理经编结无纺材料以进行热收缩处理。处理时间优选地为30秒到30分钟。
在另一实施例中，使经编结无纺纤维材料与至少一个加热辊接触以进行热收缩处理。此方法优选地适用于在步骤ii)中编结无纺材料之后的串联热收缩处理。
无纺织物
本发明的另一目标为可通过根据本发明的方法获得的无纺织物。
在规则波纹结构的意义上，热收缩产生三维无纺结构。根据DIN EN ISO 9073-2的无纺布的厚度(在z轴上的延伸部分，即波纹的幅度)优选地在1.2到10mm，特别优选地1.5mm到8mm，尤其2mm到5mm的范围内。
优选地，根据本发明的无纺织物具有20到200g/m2范围内的基重。
优选地，根据本发明的无纺织物在横向方向(cmd)上的延展性在90％到120％的范围内。
优选地，根据DIN EN 29073-3:1992-08测定，根据本发明的无纺织物在加工方向(md)上的延展性在20％到60％的范围内。
优选地，根据本发明的无纺织物具有基本上在横向方向(cmd)上布置的波纹行。波纹波峰区域内的材料厚度(在z轴的方向上)优选地在2到7mm的范围内。波纹波谷区域内的材料厚度优选地在0.2到2.0mm的范围内。
填充物
根据本发明的无纺织物有利地适用于产生可以在各种纺织制品中用作隔热材料的填充物(内衬)。
因此，本发明的另一目标为一种隔热填充物，其包含如先前所限定的无纺织物或由其组成。
在优选实施例中，根据本发明的填充物包含至少一种粘合剂。在合适的实施例中，用粘合剂处理可以在步骤i)中提供无纺纤维材料期间和/或之后进行。为此目的，在已使网从卡板沉积之后，可以用至少一种粘合剂喷涂或浸渍网。用粘合剂处理也可以在步骤ii)之后，即在针织编结之后进行。通常，用粘合剂处理在步骤ⅲ)中的热处理之前进行。
根据本发明的隔热填充物优选地包含至少一种粘合剂；按所述填充物的总重量计，所述粘合剂的数量为1到30重量％，优选地2到25重量％。
用于产生根据本发明的填充物的粘合剂优选地选自丙烯酸酯、苯乙烯丙烯酸酯、乙烯乙酸乙烯酯、丁二烯丙烯酸酯、SBR、NBR和/或聚氨基甲酸酯型粘合剂。
如先前所描述，根据本发明的填充物的特征在于极良好的隔热性和湿气管理。
为了改变其特性，例如以减少或避免纤维损失，可通过化学方法和/或物理(机械和/或热)方法使根据本发明的填充物经历至少一种进一步处理。优选地，此处理选自喷涂施用粘合剂材料、将热塑性粘合剂添加到纤维掺合物中、使填充物夹层结构化、用纺织添加剂处理以改变亲水性/疏水性特性和其组合。
无纺布借助于粘合剂的粘合是特殊类型的热处理工艺。粘合纤维的熔融或软化主要产生点状接合(dot-like binding)。出于本发明的目的，术语粘合纤维是指热塑性合成纤维，与存在于纤维掺合物中的其它纤维相比，所述热塑性合成纤维可全部熔融或具有比存在于纤维掺合物中的其它热塑性纤维低至少1℃的熔点。优选地，粘合纤维具有比纤维掺合物中所含有的其它纤维低至少5℃的熔点、并且更优选地低至少10℃的熔点。这确保良好选择性热粘合。均质粘合纤维、双组分粘合纤维或其混合物可用于粘合无纺布。双组分粘合纤维由两种不同聚合物组成，一种聚合物的熔点优选地比也存在于纤维中的第二聚合物的熔点高至少5℃、并且更优选地高至少10℃。这些聚合物优选地作为芯/皮结构存在，其中芯的材料具有较高熔点，并且皮的材料具有较低熔点。还适用的是“并列”纤维或“海岛型”纤维。具有芯/皮结构的双组分粘合纤维为优选的。这些包括例如双组分纤维，其中皮由聚乙烯制成且芯由聚丙烯制成。
夹层结构化(sandwich-structured)意指填充物包含至少两个无纺层。优选地，夹层结构化无纺材料可由2、3、4、5或6层组成。由各层构成的无纺材料也可以被视为无纺复合材料。个别层可具有相同结构，或在每一情况下，两个层可在至少一个物理和/或化学特性方面不同。这包括例如纤维的类型(在纤维掺合物的情况下)、其组成、纤维的纤度等。各层可以通过常规方法进行粘合，例如针刺、缝纫、编结、层压等。
为了改变其特性，可使根据本发明的填充物经历用纺织添加剂的处理以改变亲水性/疏水性特性。
纺织制品
优选地在服装制品中选择纺织制品。这些具体地包括外套、功能性运动服、户外服装、轻便运动外套、徒步外套、滑雪外套、滑雪裤、儿童服装、工作服、制服、鞋类和手套。此外，纺织制品可以是睡袋。
本发明的另一目标为如先前所限定或可通过如先前所限定的方法获得的无纺织物，或如先前所限定的隔热填充物用于隔热和/或隔音的用途。
根据本发明的无纺布和填充物有利地适合于隔热，例如用于建筑行业中使用的隔热系统，例如用于使天花板、屋顶、地板、墙面和其它建筑表面隔热。其还适用于使各种建筑物材料(如管道、卷帘盒(roller shutter box)和窗户型材(window profile))、技术设备(如加热系统)或家用装置隔热。
根据本发明的无纺布和填充物还有利地适合于使例如建筑物、汽车、技术设备、家用装置等隔音。隔音可基于隔声(sound proofing)或声学处理。
隔音阻碍声音的传播，其方法是将障碍物放置在传播声波前沿的路径中，所述障碍物的表面使得声波特别良好地反射。隔音用以将房间与来自相邻房间或外部的非所要噪声进行声学隔离。
声音衰减或声音吸收通过将声音能量部分转换成另一形式的能量(例如热量)或通过将其吸收来减少声音能量。这导致房间中的声音的特定改变、较少混响和更好的房间声学效果。在建筑技术中，声音减幅的原理通常用于减少噪声，借此使声波与结构化和/或多孔表面接触。
EP 3375602 A1描述声音吸收纺织复合材料，其包含a)开孔载体层，其包含线密度为3到17分特的粗短纤维和线密度为0.3到2.9分特的细短纤维；和b)流动层，其布置在载体层上并且包含微孔泡沫层。这些复合材料具体用于汽车应用中的声音吸收。此处参考在本文件中描述的隔音选项。
实例
实例1
为了制造根据本发明的无纺布，采用基于经梳理回收的聚酯纤维掺合物的填充物，按总重量计，所述填充物含有纤度为1.7分特和切割长度为38毫米的40％纤维以及纤度为3.3分特和切割长度为64毫米的60％纤维。借助于施加在两侧上的喷涂粘合剂进行粘合。使用热空气在烘箱中实现粘合剂的固化和固结。粘合剂占填充物总重量的35％。
无纺工艺结束时的重量/单位面积为45g/m2，卷绕器处的辊宽度为190cm。
将无纺布作为宽度为190cm的辊材料馈送到拉舍尔经编机(Raschel machine)(经编机(Kettenwirkmaschine)RS 2-V，Karl Mayer Textilmaschinenfabrik，DE-Obertshausen)中。
使由35根丝组成的Trevira PET丝纱线通过针棒的横向偏移并入到无纺布中，并且用丝绒封闭式编结加固无纺布。
获得的缝线长度为0.33cm(3线步/cm)，其中针距为4.5针/25mm。这对应于4％丝纱线/平方米的量。在拉力下加工丝纱线。
机器的速度为4m/min，对应于1200次行程/分钟。将总宽度为185cm的无纺布拉开并卷起，且其后使其以15m/min引导通过蒸汽机，且每小时用500kg蒸汽处理。所得纤维加强无纺布的总宽度为155cm。
实例2
为了制造根据本发明的无纺布，采用基于经梳理回收的聚酯纤维掺合物的填充物，按总重量计，所述填充物含有95％聚酯纤维和5％聚酰胺纤维。借助于施加在两侧上的喷涂粘合剂进行粘合。使用热空气在烘箱中实现粘合剂的固化和固结。粘合剂占填充物总重量的35％。
在卷绕之后的重量/单位面积为50g/m2，卷绕器处的辊宽度为150cm。
将无纺布作为宽度为150cm的辊材料馈送到拉舍尔经编机(经编机拉舍尔规格：E18(Kettenwirkmaschine Raschel Gauge:E18)，Karl Mayer Textilmaschinenfabrik，DE-Obertshausen)中。
使由35根丝组成的Trevira PET丝纱线通过针棒的横向偏移并入到无纺布中，并且用丝绒封闭式编结加固无纺布。
获得的缝线长度为0.33cm(3线步/cm)，其中针距为4.5针/25mm。这对应于4％丝纱线/平方米的量。在拉力下加工丝纱线。
机器的速度为4m/min，对应于1200次行程/分钟。将总宽度为145cm的无纺布拉开并卷起，且其后使其以15m/min引导通过蒸汽机，且每小时用500kg蒸汽处理。所得纤维加强无纺布的总宽度为130cm。
实例3
为了制造根据本发明的无纺布，采用基于经梳理回收的聚酯纤维掺合物的填充物，按总重量计，所述填充物含有100％聚酯纤维。借助于施加在两侧上的喷涂粘合剂进行粘合。使用热空气在烘箱中实现粘合剂的固化和固结。粘合剂占填充物总重量的23％。
在卷绕之后的重量/单位面积为70g/m2，卷绕器处的辊宽度为150cm。
将无纺布作为宽度为150cm的辊材料馈送到拉舍尔经编机(经编机拉舍尔规格：E18，Karl Mayer Textilmaschinenfabrik，DE-Obertshausen)中。
使由35根丝组成的Trevira PET丝纱线通过针棒的横向偏移并入到无纺布中，并且用丝绒封闭式编结加固无纺布。
获得的缝线长度为0.5cm(2线步/cm)，其中针距为4.5针/25mm。这对应于1.5％丝纱线/平方米的量。在拉力下加工丝纱线。
机器的速度为4m/min，对应于1200次行程/分钟。将总宽度为145cm的无纺布拉开并卷起，且其后使其以15m/min引导通过蒸汽机，且每小时用500kg蒸汽处理。所得纤维加强无纺布的总宽度为130cm。
测试方法
I)根据DIN EN ISO 11092:2014-12A(纺织品-生理效应-稳态条件下热阻和耐水蒸汽的测量(出汗防护-加热板测试)(Textiles-Physiological effects-Measurement ofthermal and water vapour resistance under steady-state conditions(sweatingguarded-hotplate test)))测量潮湿填充材料的热阻Rct[m2K/W](隔热)
对于隔热填充材料的隔热效果来说，即使其已变得潮湿，例如由于穿戴者大量出汗，所述材料在多大程度上仍能保持其隔热效果是决定性的。在此情况下，隔热性急剧下降的纺织品会被视为是令人不快的冷。
测试装置：人体皮肤的温度调节模型
测试气候：Ta＝20℃，相对湿度/>
II)根据DIN EN ISO 11092:2014-12A测量填充材料的抗水蒸气渗透率Ret[m2Pa/W]；测量短期水蒸气吸收能力Fi[g/m2]、水蒸气缓冲能力(“湿度补偿数”Fd)和纺织品的汗液干燥时间。
Ret值(RET＝蒸发传热阻力)定义织布对水蒸气通过提供的阻力大小。服装的RET值越低，其就越可透气。
测试装置：人体皮肤的温度调节模型
测试气候：Ta＝35℃，相对湿度
III)根据DIN EN 29073-1:1992-08进行质量/单位面积的测定。
IV)根据DIN EN ISO 9073-2:1997-02进行厚度(总波纹波峰、波纹波谷)的测定。
V)根据DIN EN 29073-3:1992-08进行拉伸强度和伸长率的测定。
结果：
MD＝加工方向，CMD＝交叉加工方向
TS＝拉伸强度，EN＝伸长率
Claims (50)
1.一种用于生产无纺织物的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
i）提供无纺材料，
ii）通过用多个针进行针织而并入纱线，以形成大体上在纵向方向上布置的平行Z形缝线行来使所述无纺材料经历编结，其中将能够热收缩的至少一种纱线用于针织，其中根据DIN 14621测定，所述至少一种纱线在200℃下的热收缩率为5.0%到15.0%，
iii）使步骤ii）中获得的经编结无纺材料在至少100℃的温度下经历热收缩处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中步骤i）中提供的所述无纺材料具有10g/m2到200 g/m2范围内的克重。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中步骤i）中提供的所述无纺材料具有20g/m2到150 g/m2范围内的克重。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，其中步骤i）中提供的所述无纺材料包含的纤维选自天然纤维、天然聚合物人造纤维、合成聚合物人造纤维和前述纤维的混合物。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤i）中提供的所述无纺材料包含合成聚合物纤维、天然纤维、前述纤维的混合物和/或前述纤维与其它纤维的混合物。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述合成聚合物纤维为聚酯纤维。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述合成聚合物纤维为聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯纤维和聚对苯二甲酸丁二醇酯纤维。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述天然纤维为羊毛、棉或蚕丝纤维。
9.根据权利要求5到8中任一项所述的方法，其特征在于，步骤i）中提供的所述无纺材料包含聚酯纤维或由聚酯纤维组成。
10.根据权利要求5到8中任一项所述的方法，其特征在于，步骤i）中提供的所述无纺材料包含回收聚酯纤维或由回收聚酯纤维组成。
11.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，其中步骤i）中提供的所述无纺材料包含纤度在0.5到10分特范围内的纤维或由纤度在0.5到10分特范围内的纤维组成。
12.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，其中在步骤ii）中，所述平行Z形缝线行的行间距在1到7行/厘米的范围内。
13.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，其中在步骤ii）中，所述平行Z形缝线行的行间距在2到4行/厘米的范围内。
14.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，其中在步骤ii）中，所述平行Z形缝线行中的每一行的线距在1到4线步/厘米的范围内。
15.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，其中在步骤ii）中，所述平行Z形缝线行中的每一行的线距在2到3线步/厘米的范围内。
16.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，将经编工艺用于步骤ii）中的针织。
17.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，将针编工艺用于步骤ii）中的针织。
18.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，将拉舍尔工艺用于步骤ii）中的针织。
19.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，其中步骤ii）中提供的所述无纺材料具有经向斜纹开放型、经向斜纹封闭型、缎子开放型、缎子封闭型或丝绒封闭型的Z形编结。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，步骤ii）中提供的所述无纺材料具有所述丝绒封闭型的Z形编结。
21.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，其中步骤ii）中使用的所述至少一种纱线选自包含聚酯纤维或由其组成的纱线。
22.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，其中步骤ii）中使用的所述至少一种纱线选自包含聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维或由其组成的纱线。
23.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，其中步骤ii）中使用的所述至少一种纱线选自复丝纱线。
24.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，其中步骤ii）中使用的所述至少一种纱线选自包含20到150根丝的复丝纱线。
25.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，其中步骤ii）中使用的所述至少一种纱线选自包含25到120根丝的复丝纱线。
26.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，其中根据DIN 14621测定，所述至少一种纱线在200℃下的热收缩率为7.0%到10.0%。
27.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，其中根据DIN EN ISO 2062:2010-04测定，所述至少一种纱线的最大拉伸伸长率为10.0%到50.0%。
28.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，其中根据DIN EN ISO 2062:2010-04测定，所述至少一种纱线的最大拉伸伸长率为17.0%到27.0%。
29.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，其中根据DIN 53830-4:1981-05测定，所述至少一种纱线的卷曲率为41.0%到51.0%。
30.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，其中在步骤ⅲ）中，使步骤ii）中获得的所述经编结无纺材料在120℃到250℃的温度下经历热收缩处理。
31.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，其中在步骤ⅲ）中，使步骤ii）中获得的所述经编结无纺材料在140℃到220℃的温度下经历热收缩处理。
32.一种无纺织物，其可通过根据权利要求1到31中任一项所述的方法获得。
33.一种无纺织物，其特征在于，所述无纺织物包含通过用多个针进行针织而并入能够热收缩的纱线而编结的无纺纤维材料，且具有大体上在纵向方向上布置的平行Z形缝线行和波纹行，所述波纹的波峰和波谷大体上平行于所述无纺织物的纵向方向布置，其中根据DIN 14621测定，所述纱线在200℃下的热收缩率为5.0%到15.0%。
34.根据权利要求32或33所述的无纺织物，其特征在于，所述无纺织物具有20到200 g/m2范围内的克重。
35.根据权利要求32或33所述的无纺织物，其特征在于，所述无纺织物在横向方向上的延展性在90%到120%的范围内。
36.根据权利要求32或33所述的无纺织物，其特征在于，所述无纺织物在加工方向上的延展性在20%到60%的范围内。
37.根据权利要求32或33所述的无纺织物，其特征在于，所述无纺织物形成大体上在横向方向上布置的波纹行，其中波纹波峰区域内的无纺纤维材料厚度在2到7 mm的范围内，并且波纹波谷区域内的无纺纤维材料厚度在0.2到2 mm的范围内。
38.一种隔热填充物，其包含根据权利要求32到37中任一项所述的无纺织物或可通过根据权利要求1到21中任一项所述的方法获得的无纺织物或由其组成。
39.根据权利要求38所述的隔热填充物，其特征在于，其包含至少一种粘合剂，按所述隔热填充物的总重量计，所述粘合剂的数量为1到30重量百分含量。
40.根据权利要求38所述的隔热填充物，其特征在于，其包含至少一种粘合剂，按所述隔热填充物的总重量计，所述粘合剂的数量为2到25重量百分含量。
41.根据权利要求38到40中任一项所述的隔热填充物，其特征在于，所述隔热填充物包含粘合纤维。
42.根据权利要求38到40中任一项所述的隔热填充物，其特征在于，所述隔热填充物包含粘合纤维，按所述隔热填充物的总重量计，所述粘合纤维的数量为15重量百分含量到40重量百分含量。
43.根据权利要求39或40所述的隔热填充物，其特征在于，其中所述粘合剂选自丙烯酸酯、苯乙烯丙烯酸酯、乙烯乙酸乙烯酯、丁二烯丙烯酸酯、SBR、NBR和/或聚氨基甲酸酯型粘合剂。
44.一种纺织制品，其包含根据权利要求32到37中任一项所述的无纺织物或可通过根据权利要求1到31中任一项所述的方法获得的无纺织物，或包含根据权利要求38到43中任一项所述的隔热填充物。
45.一种根据权利要求32到37中任一项所述的无纺织物的用途或可通过根据权利要求1到31中任一项所述的方法获得的无纺织物的用途，或根据权利要求38到43中任一项所述的隔热填充物用于生产纺织制品的用途。
46.根据权利要求45所述的用途，其特征在于，其中所述纺织制品选自服装制品。
47.根据权利要求45所述的用途，其特征在于，其中所述纺织制品选自外套、滑雪裤、手套和睡袋。
48.根据权利要求45所述的用途，其特征在于，其中所述纺织制品选自功能性运动服、户外服装、轻便运动外套、徒步外套和滑雪外套。
49.根据权利要求45所述的用途，其特征在于，其中所述纺织制品选自儿童服装、工作服和制服。
50.一种根据权利要求32到37中任一项所述的无纺织物的用途或可通过根据权利要求1到31中任一项所述的方法获得的无纺织物的用途，或根据权利要求38到43中任一项所述的隔热填充物用于隔热和/或隔音的用途。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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