CN1154425A - 热处理和机械处理的无纺布加工方法 - Google Patents

Abstract

一种热处理及机械处理的无纺布加工方法，其为加工热粘合的热可塑性及一部分混合非热可塑性的无纺布，以低拉伸率拉伸而达到增进布质柔软度、舒适触感及达到高度商业价值的弹性度，所制成的布极适用于有必要使用柔软度及伸缩性的无纺布场合。其处理后产生单方向的弹性，有两种设计可以达到机械纵向或布宽横向的弹性，而且几乎是所有各种类的无纺布，只要含有70％以上的热可塑性丝维，均可应用此方法处理而能得到具有柔软度及伸缩弹性的效果。

Description

热处理和机械处理的无纺布加工方法

本发明涉及一种纺织领域无纺织物的加工方法，特别是涉及一种热处理和机械处理的无纺布加工方法。

无纺布产业因其适应于低廉消费品的需求，而很快发展成为一项庞大的工业，用以取代纺织布而成为用来制造使用一次即可抛弃性的用品。此类用品包括：卫生用品，例如成人及小孩尿布、卫生棉；医疗用品，例如口罩、手术衣、头套、手术遮布、防护衣；以及个人用品，例如内衣裤等。

无纺布虽然价格低廉，但其却存在有多项负面因素的缺陷，第一点是无纺布的强度不如纺织布，第二点是无纺布本身较为硬挺粗糙，第三点是无纺布不具有伸缩性，穿戴不舒适，以及不具有软垂的柔软性。

无纺布大部分是以热可塑性纤维制成，此类布品可以机械性的平铺短纤维或直接在热塑性分子于熔化的物态下挤压出纤维平铺成布，而在经过另一步骤的热黏合前，此块布体不具有强度。热黏合的步骤是以热压辊轮或其他的加热方法，使纤维交叉处热黏在一起。

无纺布的主要缺点在于缺乏弹性或伸缩性、强度、柔软度及一致性。其中，强度非常重要，其重要性涉及到可抛弃性产品的耐用性及适用性，虽然可抛弃性物品为仅供短暂时间的使用，但对其实用的功能而言却是相当重要的问题。柔软度亦很重要，尤其是在应用于可抛弃性尿布、可抛弃性医疗用衣、遮覆布、枕头套、工业防护衣的场合，以及所有应用于与皮肤相接触的无纺布，其柔软度更显得非常重要。

在纺织布或无纺布材质上，能够伸缩是一项人们极为需求的特性，因为该伸缩特性可以改进产品的强度、舒适性及贴适形体的优良性质。此种伸缩特性一般称为弹性，而对于可抛弃性物品其实际需求的弹性，均仅在30～50％内的范围，例如24英寸腰围的免洗裤，其仅伸展50％即可适用于36英寸的腰围。

以往的若干作法是加入弹性胶，使无纺布具有伸缩性，以增加其强度及舒适性。而加入弹性胶的方法，又是以加入天然弹性胶或合成弹性胶的胶膜、胶带或细胶线黏合无织布为主，对于以无纺布制造的可抛弃性消费品而言，如果应用上述加入弹性胶来达到具有伸张性或弹性，则在成本上很不经济，因此限制了无纺布在工业上更广泛的使用。

其中有一项作法是将无纺布从两侧挤入，以造成机械进行方向的皱折，此种作法虽然可使无纺布的布质较为舒适及带有少许的伸张性与贴适性，但其纵横双向的张力与强度却并未改变，而且此种皱缩布的回复力甚差，且柔软度亦降低。

美国专利5244482号由海森保等人于(1993年)揭露了一项处理方法，应用甚高的拉伸率，使布体内的纤维间孔隙减小，并使孔隙大小的差异变得较接近，采用甚高的拉伸率作为主要处理其目的在于改变无纺布布质的形态及造成孔隙缩小，而此种处理方法亦附带造成一若干的伸缩弹性，但成品布却较原布更粗硬，而且弹性系数也很低。此外，该项专利在物性上对原布的选用有较严格的要求，例如对原布在分子的结晶度、热可塑性纤维的含量、纤维的粗细、纤维的分布情形、化学物理的伸张性及低张力伸张破坏性等方面均有较严格的要求。

上述美国专利5244482号所揭示的高拉伸率的处理方法，造成纤维的推挤，布体外观亦因此而改变，该等改变更明显的表现在纤维孔隙的缩小及提高其细密度，对于提高无纺布的过滤效果有较为显著的贡献。

而上述美国专利5244482号并未提及使用“低拉伸率”的处理方法，反而对拉伸率的下限，限制拉伸率在5至10倍之上。

美国专利5244482号及美国专利5053066号的相似之处是均对无纺布作后加工处理，改变布质结构以达到过滤应用性的要求，其处理方法均是对特定的原布作“高拉伸率”的处理。

美国专利4048364号，是由哈定(Harding et al)在1977年揭示的应用高拉伸率处理的方法，以增加熔吹法聚丙烯纤维的拉力强度，但在此处理方法之前的纤维必须不具有纤维结晶度及方向性。在此专利中并未提及在处理后是否会产生弹性。

美国专利5441550号及5443606号，是海森堡等人在1995年的发明，其相同于美国专利5244482号的处理方法，但揭示出使用不同的原布。

应用高拉伸率的处理方法是众所皆知的方法，已经常被应用于生产薄膜产品，经过给予薄膜分子具有方向性，以增强薄膜的强度及硬挺性。典型的薄膜拉卷的方式，可参见由卡莫里在1983年所提出的美国专利4408974号。

另一个众所皆知的例子，是应用高拉伸率以拉伸热可塑纺织纤维，经由熔化后经过一系列的卷轮，而在接续的卷轮中逐段提高卷取速度。

本发明的主要目的在于，克服现有技术的缺陷，而提供一种热处理和机械处理的无纺布加工方法，使其对于所有应用热黏合的无纺布，使布质中含有热可塑性的纤维或热可塑性纤维及热不可塑性纤维的混合，经过特殊的处理方法而可达到物理性质的改变，能够制造出更柔软，较不僵硬的新布材料，其触感更舒适，及甚具有商业价值的伸缩弹性；且适用于各种无纺布及黏合其他材料的无纺布积层布。

本发明的另一目的在于，提供一种热处理和机械处理的无纺布加工方法，使其设有机械拉伸装置，将上述的处理方法与特殊设备相结合，达到机械力与热处理的联合利用，可热黏合加工热塑或热塑与非热塑纤维混合的无纺布。

本发明的目的是由以下技术方案实现的。一种热处理及机械处理的无纺布加工方法，其特征在于其加工步骤包括：

(a)、以非等向拉力强度的无纺布，附有70％以上的热可塑性纤维，30％以下的非热可塑性或天然纤维，经过热处理，温度控制在原布可塑点之上70°F以内的温度范围。

(b)、热处理的无纺布藉由拉伸装置经过纵向拉伸，并控制总拉伸率在每分钟每英寸3.5英寸之上，但在每分钟每英寸9.5英寸之下；而总拉伸率的计算是以拉伸装置杆之间的距离为基准；加工后的弹性布幅宽减少，长度延伸而产生垂直于延伸方向的弹性，该弹性度在拉张50％后均至少有85％的回缩；而加工后的弹性布亦增加柔软度及增进舒适触感，基重亦增加5％以上，而纤维孔隙缩小不大于20％；

(c)、将冷却后的制成布卷上心轴而成。

本发明的目的还可由以下技术方案来实现。一种热处理和机械处理的无纺布加工方法，其特征在于其制造布体机械方向具有弹性的方法其步骤包括：

(a)、不卷取一种由热可塑性及非热可塑性纤维的热黏合的非异向性掺合物，前述掺合物包括至少70％热可塑性纤维，进入一温度不大于前述原布的可塑点之上70°F范围内的原布加热装置内；

(b)、被加热的布连续的纵向移动，进入设在加热装置内的拉伸装置，将布两边往横向拉开，并保持拉伸率在每分钟每英寸3.5英寸之上及9.5英寸以下的范围；

(c)、同时将拉伸后的纵向速度，依布宽的增加而予以降低，使其造成布宽增加而布长缩减；而制成布的布面在垂直于拉伸方向具有弹性，该弹性在延伸50％后释放，均有高于85％的回缩度；同时制成布亦增加柔软度，增加5％以上的基重而减小纤维孔隙在20％以下；

(d)、冷却后的制成布卷于轴上，而卷轴的速度以安置在加热装置及卷轴间的拉力测定器予以控制。

本发明的目的还可由以下技术措施来进一步实现。热处理及机械处理的无纺布加工方法，其中所述的拉伸装置为多支卷取轮，其外各包覆有增加表面磨擦力的物质，并以每卷取轮渐进的卷速及渐大的卷取轮间距离加工，可达到总拉伸率在每分钟每英寸3.5英寸以上与每分钟每英寸9.5英寸以下。热处理和机械处理的无纺布加工方法，其中所述的拉伸装置其卷取轮为至少设有4个，但不多于20个。热处理和机械处理的无纺布加工方法，其中所述的拉伸装置其位置设置于加热装置内。热处理和机械处理的无纺布加工方法，其中所述的拉伸装置其位置设置于加热装置外。热处理及机械处理的无纺布加工方法，所制得的无纺布其原布法为，其中所应用的非等向拉力无纺布是由混合均匀的70％以上的热可塑性纤维及30％以下的非热可塑性纤维经过热黏合的无纺布，布体在热箱装置内被持续的由拉伸装置拉伸，但维持拉伸率在每分钟每英寸3.5英寸至9.5英寸之间，拉伸率的计算是以拉伸装置内卷取轮间距为基准，制成布的特点为拉力方向的侧向宽度缩小并制成具有伸缩弹性，而拉力方向长度增加，而且造成布体弹性在拉伸50％后释放有85％以上的回缩率，同时布质变得更柔软并增进舒适触感。热处理和机械处理的无纺布加工方法，其中所述的无纺布原布其是由选自聚烯烃族、聚酯族、聚醯胺族及其个别的共聚体而构成的群体中至少一种热可塑性纤维而组成。热处理和机械处理的无纺布加工方法，其中所述的无纺布原布其是由选自木质纤维、再生木质纤维、自然纤维、棉花、玻璃纤维、无机纤维或金属纤维而构成的群体中的至少一种非热可塑性纤维而组成。热处理和机械处理的无纺布加工方法，其中所述的原布其为予以积层至热可塑性弹性薄膜上。热处理和机械处理的无纺布加工方法，其中所述的原布其为选自由纺粘法无纺布、熔喷法无纺布、热黏法无纺布、热可塑性发泡塑胶及热可塑性膜而构成的群体中的至少二种热可塑性原布予以热黏合而成的积层品。热处理和机械处理的无纺布加工方法，所述的造成机械纵向弹性的拉伸装置其包括以下装置：

(a)、一套可变拉伸装置，设置于加热装置内，以两条平行且附设有相对方向设置的连续布边夹的轨道固定原布，布边夹装置在一条连续移动的链带上；

(b)、连续移动的链带是沿着轨道，相对方向的布夹夹着布边以半弧形曲线依布面前进方向，向外分开，达到拉开最大点，转回平行于布面前进的走向；而轨道所拉开的距离，界定制成布的新幅宽至少比原布幅宽在进入拉力装置前增加40％以上。

热处理和机械处理的无纺布加工方法，其中所述的造成机械纵向弹性的拉伸装置其中的弧形曲线为予以特殊设计，其设计参数为：

(a)、横向拉伸率为每分钟每英寸3.5英寸至9.5英寸的范围，计算是以热处理布进入拉伸装置时，拉张的距离除以纵向移动的速度；

(b)、机械制成方向的速度依横向拉伸速度比例降低，使纵向拉伸率为每分钟每英寸1英寸以下。

热处理和机械处理的无纺布加工方法，其制得的无纺布原布，其中非等向拉力值原布是由以热黏均匀混合的70～100％热可塑性纤维及30％以下的非热可塑性纤维而组成；原布在热处理箱中被连续性的拉伸，但操作拉伸率在每分钟每英寸3.5英寸之上9.5英寸之下；拉伸率依拉伸装置内设置的间距计算，制成的布有拉力方向延长、侧向收缩的现象；而侧向因而具有弹性，在拉伸50％释放后均有85％以上的回缩度，且制成布可增加柔软度及舒适触感。

热处理和机械处理的无纺布加工方法，所述的无纺布原布，其中热可塑性纤维为选自由聚烯烃族、聚酯族、聚醯胺族及其个别的共聚体而构成的群体中的至少一种纤维。

热处理和机械处理的无纺布加工方法，所述的无纺布原布，其中非热可塑性纤维为选自由自然木质纤维、再生的木质纤维、棉花、玻璃纤维或金属纤维而构成的群体中的至少一种纤维。

热处理和机械处理的无纺布加工方法，所述的无纺布原布，其中所用的原布为选自由纺粘法无纺布、熔喷法无纺布、热黏法无纺布及热可塑性发泡塑胶及热可塑性膜而构成的群体中的至少二种热可塑性原布予以热黏合而成的积层品。

本发明与现有技术相比，具有明显的优点及积极效果，以下结合本发明的特征说明如下。由于其是采用将无纺布以“低拉伸率”及精密控制的热处理条件制造而成的，此处理出乎预料之外的造成了无纺布高度伸缩的弹性，且同时增进了布材的柔软度及舒适触感。然而此布质的改进，却未改变布纤维的孔隙或孔隙大小的均匀性，且亦未连带造成降低布材的柔软度及舒适感。

更令人惊奇的是，本发明的处理及所造成的结果，并不需对原布的性质设加限制，不必象现有的处理方法那样需对原布的性质设加限制后才能进行处理。其唯一的要求是原布无纺布需经热黏合，并附有70％以上的热可塑性纤维，以及30％以下的非热可塑性纤维。本发明适用于处理熔喷法、纺粘法及梳棉热黏法等制成的无纺布，以及应用如以上所述的无纺布的多层黏合布及黏有热可塑性膜的无纺布积层布。

本发明对于以热黏合的无纺布，附有70％以上的热可塑性纤维，在精密控制的拉力下，以低拉伸率，应用温度于塑胶熔点之上的70°F的范围内进行处理加工。而本发明的低拉伸率处理，其拉伸方向可以是机械运转的纵向或布宽的横向。处理后的布质呈现为高度具有商业价值的伸缩弹性，比原布更加柔软，较不硬挺，及具有更高的强度，而伸缩弹性则发生于拉伸处理的垂直方向。

纵向及横向具有高度的伸缩弹性，使非等向拉力的原布，能制成拉伸率低于9.5英寸/每英寸/分钟。由以上所述可知，本发明的特点明显地不同于美国5244482号专利发明，更具技术进步性，从而更加适于实用。

本发明除了加工过程及利用无纺布作为原布的目的及优点外，本发明更提供了下述的优点及功效：

(a)、本发明的制作方法可提供使无纺布具有更柔软、更舒适的触感及具有伸缩弹性的功效，适用于制作可抛弃型消费性衣物及其它与皮肤接触的产品。

(b)、提供了一种高速生产无纺布，使其更柔软、更具有舒适触感及具有弹性的布材制作方法，从而使制得的消费品更经济，更具有商业价值。

(c)、提供了一种对原布的选择具有更广泛多样化的制作方法。

综上所述，本发明可对原布进行后加工处理，可以增加无纺布的柔软度、舒适触感及造成一个有意义以及有商业价值的高度伸缩弹性，且使无纺布的伸缩弹性可经由设备装置的安排设置而形成为具有纵向弹性或横向弹性。

本发明的具体方法及其有关装置的具体结构由以下实施例及其附图详细给出。

图1表示本发明中卷取轮的安排及热处理的区域，使布体沿机械纵向拉伸，以造成布宽的横向具有弹性。

图2表示本发明中辅助器的安排设置以拉伸布宽横向，使布体在机械纵向上产生弹性。

为了清楚描述本发明，兹将本发明有关的用词解释说明如下。以下用词的定义，为一般工业可接受及技术性的专业用语定义，以便更明确的描述本发明的装置设备及后述的处理方法与实验结果。

布体弹性：将材料的结构及外观，能拉伸至200％，然后释放时能在数秒时间内，缩回原尺寸的85％以上。

可塑点：在本发明中定义为使无纺布以正常拉断强度的10％力量，在5秒钟内能拉伸布体延长40％以上的一个特定温度。

拉伸率：拉伸是物体在被施力时所造成的形体改变。典型的拉伸率是形体在一方向上的单面延伸。测定值的表示为以每一分钟原先一英寸的物体，被拉伸多少英寸的长度；亦可表示为每分钟拉伸若干的百分比。

在ASTM D-368 A2，13项中，叙述拉伸率为“夹头移动长度”除以原先两夹头间的距离。在本发明方法中的加工方法中“夹头”等于用力拉布的夹布点。而测试中只需横切面无明显的改变，例如破断，则测试值均可视为是正确的，机械式拉伸率的计算公式可表示为：

式中：

L1是原物体长度；

L2为拉伸后的长度；

t是拉伸时间。

以下首先说明本发明的拉伸处理方法。请参阅图1所示，为制造成布宽横向弹性的安排的一个较佳的具体实施例，原布(2)，其由发送轮(1)放出，经过一系列的卷取轮(3)、卷取轮4、卷取轮5、卷取轮6、卷取轮7、卷取轮8、卷取轮9、卷取轮10、卷取轮11、卷取轮12、卷取轮13、卷取轮14至卷取轮(15)，其中每只卷取轮上均包覆有橡胶或其他的表面物质(16)，以提高磨擦力，该等卷取轮均安置于加热烘箱(17)内，布体经过加热烘箱(17)内及经由各卷取轮的拉伸，而由卷取轮(15)收卷。

卷取轮5至卷取轮13，每支卷取轮均较前一支卷取轮有较高的卷取速率，而每一支卷取轮的绝对速度是依卷取轮的数目及卷取轮的间距而定，以达到累积拉伸率低于9.5英寸/英寸/分钟以下。总速度及分段速度是由适当的齿轮或个别的变速马达予以控制。不论使用多少(若干)支卷取轮，卷取轮间距的决定均为维持拉伸率小于9.5英寸/英寸/分钟而定。拉伸率的计算公式为：拉伸率＝(长度变化/原长度)×1/时间，式中：长度变化是布在卷轮中的增长长度，原长度可以卷取轮间距表示，时间是指布上的一点由一卷取轮移至下一卷取轮所用的时间。加热烘箱(17)的温度维持在原布熔点之上70°F范围内，在此种特殊加工的情况下，布体延长亦造成布宽的缩减，布质的基重亦较原布增加，所得的成品具备布宽横向的伸缩弹性。

请参阅图2所示，是本发明替代性实施例，为另一种设备装置安排方式的实施例，其为加工布体造成机械纵向的弹性，即，如前述是描述将布材纵向拉伸形成横向弹性，而以下将具体描述将布材横向拉伸以造成纵向弹性。

本发明为达到纵向弹性处理的装置包括有热箱或其他的加温设备，并附设有一套两条相对的连续轨道(33a)、(33b)。轨道的前段为依机械纵向平行铺设，而在热箱内在布体被加热至可延伸的熔化温度时的设计点处，轨道开始向外侧分开，依特殊设计的曲线，至拉开的距离相等于所欲达到的拉伸度，其大致为拉伸40％左右。而达到拉伸度后，轨道转回至机械纵向，再以平行的方向设置，直至热箱尾端轨道处再转成圆弧而出，并以机械卷布的反方向设置轨道(39a)、(39b)，回接至轨道的起点。此两条轨道(33a)、(33b)均附设有链条(40a)、(40b)，而链条上装设有一般工业用布夹(41)，链条则由一个变速电动机，并配加减速传动器所控制。

轨道的曲线(35)是非常重要的，且经精心设计，以使布宽横向的速度分向量以适当速度率增加，而达到所需的横向拉伸率。同时在机械纵向的分向量必须随之降低以配合必要的布面放松。若无正确的轨道曲线及分向量控制，则机械纵向无法放松，拉伸作用则同时为双向，而并非为单向，如此则布体不能形成弹性。

拉伸率的计算公式如下：

拉伸率＝(ΔL/L)×1/t.

式中：L是指布宽的增加；

      ΔL是布宽在进入热箱前两布夹之间的长度；

      t为造成ΔL所需的时间。

应用上述的装置，原布(27)由发送轮(25)放出，进入加温处理区(37)。布面校定于纵向轨道(33a)、(33b)上，而轨道上已经予先设定为布宽的边缘。在进入加温处理区(37)之前，原布(27)由布边夹轮(34a)、(34b)对正，而由布夹(41)、(41)夹住。当链条(40a)、(40b)向前移动，下一对布夹(41)由对正的夹轮所驱动而上移以作夹布。此程序自动重复，使链条(40a)、(40b)带着原布2的布体连续进入热处理区(37)。前一段轨道(33a)、(33b)沿机械方向移动，使布面能有前置时间受温而达到可塑点。而在温度保持在可塑点之上的70°F之内，轨道开始向外，依特殊设计的曲线达到拉开距离等于拉伸度的要求，然后布面继续被布夹41a、41b固定，达到最阔边时的拉伸率必须小于9英寸/每英寸/每分钟，以使布体具有弹性、柔软及舒适的触感。

在完成拉伸步骤后，布面离开热箱而由室内空气或吹风将其冷却，当温度在可塑点50°F以下，则布夹(41a)、(41b)由释放凸轮(36a)、(36b)解开释放，然后由卷取轮28卷取布，布的卷取轮28由拉力测定器(45)控制，以避免在卷取前又将布拉伸。

以下将本发明热处理和机械处理的无纺布加工方法有关的实验数据说明如下。通过一系列的实验，以不同的无纺布经过本发明的机械处理及热处理之后，判定其弹性度、柔软性及舒适触感。无织布原布并未如同美国专利5244482号那样必须要予以限制：经过预先的限定拉力强度，使其能在室温物件上进行可拉伸40％以上或具有其他的物理特性及化学特性等。

实验用原布包括纺粘法、熔喷法、热黏法的无纺布及积层布等不同的无纺布。纤维种类则有聚丙烯(PP)、聚酯(PET)及尼龙(Nylon)等热可塑性材料以及纺粘布及PU发泡薄布的黏合积层布。此等原布均以机械方向的拉伸达到横向的弹性效果。

原布以机械热处理方式，在可塑点温度之上40～50°F的范围，以每分钟400英尺的速度加工，可达到柔软性、舒适触感以及高度伸缩弹性的新特性。

所有样品的弹性度测验，均是以测定一片10公分长的布条，拉成15公分或称50％拉伸。布体的回复在释放拉力后10秒及5分钟两次测量。所得结果显示出布体在10秒内均有85％的收缩，而在5分钟时均有90％以上的收缩，其测试结果分别如表1所示。

表1

经过50％延伸后的恢复弹力

样品  无纺布种类   纤维种类      基重g/m2 回复10秒  回复5分钟(％)(％)

1      MB       100％PP           60        90         962      TB   70％PP/30％Rayon      30        86         913      SB       100％PP           30        92         944      SB      100％Nylon         45        90         975      SB       100％PP           100       88         906      SB      100％PET           24        93         957      MB      100％PET           75        92         948      TB   65％PET/35％Rayon     24        88         939      SB       100％PP           18        91         9310   SB/PU  100％PP/100％PU Film  32        97         99

SB：纺粘布(Spunbond)                         MB：熔吹布(Meltblown)

TB：梳棉热粘布(Carded and Thermally Bonded)  PET：聚酯(Polyester)

PU：PU膜(Polyurethane film)                  PP：聚丙烯(Polypropylene)

柔软度是非常难以测定的性质，纺织布工业上一般是由测验人脸颊的个人评定值予以测定。在本发明的测定中，是将以上的各种原布，由五位评定者进行遮目取样测定。原布制成的布的样品每片各别受测，而以1至10分为测定值，10分表示最柔软。各片样品以代号代表，并未标明是否经过处理。其结果如表2所示，各种布经过处理后均明显地增进了柔软度。

表2

处理前后的柔软度比较

遮目感官试验(以1至10分评分)

样品 无纺布种类  纤维种类     基重g/m2 柔软度处理前柔软度处理后

1    MB        100％PP         60           4           62    TB   70％PP/30％Rayon     30           7           83    SB        100％PP         30           6           84    SB       100％Nylon       45           2           55    SB        100％PP         100          1           46    SB        100％PET        24           5           87    MB        100％PET        75           2           58    TB   65％PET/35％Rayon    24           7           99    SB        100％PP         18           6           810 SB/PU  100％PP/100％PU Film 32           5           6

SB：纺粘布(Spunbond)                         MB：熔吹布(Meltblown)

TB：梳棉热粘布(Carded and Thermally Bonded)  PET：聚酯(Polyester)

PU：PU膜(Polyurethane film)                  PP：聚丙烯(Polypropylene)

在试验横向弹性中，人们发现布宽的缩小是一项观察造成弹性的指数。发明人发现布宽的缩小应在以下表3所示的百分比内较适当。

表3

在横向弹性过程中布宽缩小百分比

样品 无纺   纤维种类         基重g/m2布宽CM 布宽CM 缩小率％布种类                            处理前  处理后

1    MB      100％PP           60     70     45.5    352    TB  70％PP/30％Rayon      30     70     46.9    333    SB      100％PP           30     50      32     364    SB    100％Nylon          45     50      35     305    SB      100％PP           100    50     30.5    356    SB      100％PET          24     50     30.5    397    MB      100％PET          75     50      35     308    TB  65％PET/35％Rayon     24     70      42     409    SB      100％PP           18     50      31     3810 SB/PU 100％PP/100％PU Film  32     50      32     36

美国专利5244482号的处理方法，造成显著的提高过滤效率，因为处理中可造成纤维孔隙的缩小及提高孔隙大小的均匀度。此种特殊现象及结果显然与专利5244482号所采用的特殊高拉伸率有关。发明人亦对本发明经处理后的布进行过滤测试，其结果发现并未有增加过滤度的效果。由此可见本发明为不同于美国专利5244482号的处理方法。

表4

经过热处理及机械处理的过滤效果

样品 无纺布种类 纤维种类    基重g/m2过滤效果前％ 过滤效果后％

1    MB      100％PP         60         85         852    TB   70％PP/30％Rayon   30         35         353    SB      100％PP         30         33         334    SB     100％Nylon       45         41         415    SB      100％PP         100        37         376    SB      100％PET        24         33         337    MB      100％PET        75         81         818    TB   65％PET/35％Rayon  24         35         379    SB      100％PP         18         18         1810  SB/PU 100％PP/100％PU    32         N/A        N/AFilm

SB：纺粘布(Spunbond)                         MB：熔吹布(Meltblown)

TB：梳棉热粘布(Carded and Thermally Bonded)  PET：聚酯(Polyester)

PU：PU膜(Polyurethane film)                  PP：聚丙烯(Polypropylene)

以下说明本发明另一方向处理方法。

此种试车的处理可以产生机械方向伸缩弹性，发明人同样采用纺粘法、熔喷法、热黏法及多片粘合的积层布。纤维种类包括有聚丙烯、聚酯及尼龙。积层布是纺粘布及PU发泡片的粘合布。此等材料在布宽上被拉伸而产生机械纵向的伸缩弹性。

此等材料以机械处理及热处理的方式，以每分钟250英尺的速度进行加工处理，而可达到柔软及高度的弹性。

测试所有样品布条时的弹性，是以10公分长的布条，拉伸至15公分而后放开，测量10秒及5分钟后的回缩度，所有样品在拉伸释放后10秒钟回缩85％以上，而在5分钟后回缩90％以上。其结果如以下表5所示。

表5

经过50％延伸后横向弹性的回复

样品 无纺布种类 纤维种类    基重g/m2回复10秒(％)回复5分钟(％)
	1    MB       100％PP        60         91         932    TB    70％PP/30％Rayon  30         87         903    SB       100％PP        30         89         916    SB       100％PET       24         91         949    SB       100％PP        18         89         92

SB：纺粘布(Spunbond)                        MB：熔吹布(Meltblown)

TB：梳棉热粘布(Carded and Thermally Bonded) PP：聚丙烯(Polypropylene)

PET：聚酯(Polyester)

以下说明本发明的结论。根据实验数据显示，本发明无纺布加工方法可使无纺布制造出新颖独特的无纺布材质，具有独特的优点，可提高无纺布的功能性，而可广泛应用于制造需要有伸缩弹性、柔软度及舒适触感的产品。更进一步地，此项机械力处理及热处理的方式，亦可以低拉伸率的加工方法达到以下额外的多项优点：

1.使本来粗糙的布变软，可应用于与皮肤接触的用布。

2.使用新型的布取代高价位的柔软无纺布。

3.因为加工出的布具有伸缩性，而可增进舒适度并可减少使用布的面积。

4.因为应用低拉伸率的加工方法，而可适用于含有非可塑性或自然纤维的无纺布，此种无纺布能够透气透湿，而能够更广泛地应用。

需要指出的是，以上实施例所述包括特定的应用设备装置及处理方法，仅是为了通过描述说明本发明的某些具体方法及装置，而使本发明的技术方案更为清楚，但并非用来限制本发明，凡是依据本发明的技术实质，对以上实施例所作的任何简单修改、等同变换，均仍应属于本发明技术方案的范畴内。

Claims (17)

1.一种热处理及机械处理的无纺布加工方法，其特征在于其加工步骤包括：

(a)、以非等向拉力强度的无纺布，附有70％以上的热可塑性纤维，30％以下的非热可塑性或天然纤维，经过热处理，温度控制在原布可塑点之上70°F以内的温度范围。

(b)、热处理的无纺布藉由拉伸装置经过纵向拉伸，并控制总拉伸率在每分钟每英寸3.5英寸之上，但在每分钟每英寸9.5英寸之下；而总拉伸率的计算是以拉伸装置杆之间的距离为基准；加工后的弹性布幅宽减少，长度延伸而产生垂直于延伸方向的弹性，该弹性度在拉张50％后均至少有85％的回缩；而加工后的弹性布亦增加柔软度及增进舒适触感，基重亦增加5％以上，而纤维孔隙缩小不大于20％；

(c)、将冷却后的制成布卷上心轴而成。

2.根据权利要求1所述的热处理及机械处理的无纺布加工方法，其特征在于其中所述的拉伸装置为多支卷取轮，其外各包覆有增加表面磨擦力的物质，并以每卷取轮渐进的卷速及渐大的卷取轮间距离加工，可达到总拉伸率在每分钟每英寸3.5英寸以上与每分钟每英寸9.5英寸以下。

3.根据权利要求1所述的热处理和机械处理的无纺布加工方法，其特征在于其中所述的拉伸装置其卷取轮为至少设有4个，但不多于20个。

4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的热处理和机械处理的无纺布加工方法，其特征在于其中所述的拉伸装置其位置设置于加热装置内。

5.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的热处理和机械处理的无纺布加工方法，其特征在于其中所述的拉伸装置其位置设置于加热装置外。

6.根据权利要求1所述的热处理及机械处理的无纺布加工方法，其特征在于所制得的无纺布其原布法为，其中所应用的非等向拉力无纺布是由混合均匀的70％以上的热可塑性纤维及30％以下的非热可塑性纤维经过热黏合的无纺布，布体在热箱装置内被持续的由拉伸装置拉伸，但维持拉伸率在每分钟每英寸3.5英寸至9.5英寸之间，拉伸率的计算是以拉伸装置内卷取轮间距为基准，制成布的特点为拉力方向的侧向宽度缩小并制成具有伸缩弹性，而拉力方向长度增加，而且造成布体弹性在拉伸50％后释放有85％以上的回缩率，同时布质变得更柔软并增进舒适触感。

7.根据权利要求6所述的热处理和机械处理的无纺布加工方法，其特征在于其中所述的无纺布原布其是由选自聚烯烃族、聚酯族、聚醯胺族及其个别的共聚体而构成的群体中至少一种热可塑性纤维而组成。

8.根据权利要求6所述的热处理和机械处理的无纺布加工方法，其特征在于其中所述的无纺布原布其是由选自木质纤维、再生木质纤维、自然纤维、棉花、玻璃纤维、无机纤维或金属纤维而构成的群体中的至少一种非热可塑性纤维而组成。

9.根据权利要求6所述的热处理和机械处理的无纺布加工方法，其特征在于其中所述的原布其为予以积层至热可塑性弹性薄膜上。

10.根据权利要求6所述的热处理和机械处理的无纺布加工方法，其特征在于其中所述的原布其为选自由纺粘法无纺布、熔喷法无纺布、热黏法无纺布、热可塑性发泡塑胶及热可塑性膜而构成的群体中的至少二种热可塑性原布予以热黏合而成的积层品。

11.根据权利要求1所述的热处理和机械处理的无纺布加工方法，其特征在于所述的造成机械纵向弹性的拉伸装置其包括以下装置：

(a)、一套可变拉伸装置，设置于加热装置内，以两条平行且附设有相对方向设置的连续布边夹的轨道固定原布，布边夹装置在一条连续移动的链带上；

(b)、连续移动的链带是沿着轨道，相对方向的布夹夹着布边以半弧形曲线依布面前进方向，向外分开，达到拉开最大点，转回平行于布面前进的走向；而轨道所拉开的距离，界定制成布的新幅宽至少比原布幅宽在进入拉力装置前增加40％以上。

12.根据权利要求11所述的热处理和机械处理的无纺布加工方法，其特征在于其中所述的造成机械纵向弹性的拉伸装置其中的弧形曲线为予以特殊设计，其设计参数为：

(a)、横向拉伸率为每分钟每英寸3.5英寸至9.5英寸的范围，计算是以热处理布进入拉伸装置时，拉张的距离除以纵向移动的速度；

(b)、机械制成方向的速度依横向拉伸速度比例降低，使纵向拉伸率为每分钟每英寸1英寸以下。

13.根据权利要求11所述的热处理和机械处理的无纺布加工方法，其特征在于其制得的无纺布原布，其中非等向拉力值原布是由以热黏均匀混合的70～100％热可塑性纤维及30％以下的非热可塑性纤维而组成；原布在热处理箱中被连续性的拉伸，但操作拉伸率在每分钟每英寸3.5英寸之上9.5英寸之下；拉伸率依拉伸装置内设置的间距计算，制成的布有拉力方向延长、侧向收缩的现象；而侧向因而具有弹性，在拉伸50％释放后均有85％以上的回缩度，且制成布可增加柔软度及舒适触感。

14.根据权利要求13所述的热处理和机械处理的无纺布加工方法，其特征在于所述的无纺布原布，其中热可塑性纤维为选自由聚烯烃族、聚酯族、聚醯胺族及其个别的共聚体而构成的群体中的至少一种纤维。

15.根据权利要求13所述的热处理和机械处理的无纺布加工方法，其特征在于所述的无纺布原布，其中非热可塑性纤维为选自由自然木质纤维、再生的木质纤维、棉花、玻璃纤维或金属纤维而构成的群体中的至少一种纤维。

16.根据权利要求11所述的热处理和机械处理的无纺布加工方法，其特征在于所述的无纺布原布，其中所用的原布为选自由纺粘法无纺布、熔喷法无纺布、热黏法无纺布及热可塑性发泡塑胶及热可塑性膜而构成的群体中的至少二种热可塑性原布予以热黏合而成的积层品。

17.一种热处理和机械处理的无纺布加工方法，其特征在于其制造布体机械方向具有弹性的方法其步骤包括：

(a)、不卷取一种由热可塑性及非热可塑性纤维的热黏合的非异向性掺合物，前述掺合物包括至少70％热可塑性纤维，进入一温度不大于前述原布的可塑点之上70°F范围内的原布加热装置内；

(b)、被加热的布连续的纵向移动，进入设在加热装置内的拉伸装置，将布两边往横向拉开，并保持拉伸率在每分钟每英寸3.5英寸之上及9.5英寸以下的范围；

(c)、同时将拉伸后的纵向速度，依布宽的增加而予以降低，使其造成布宽增加而布长缩减；而制成布的布面在垂直于拉伸方向具有弹性，该弹性在延伸50％后释放，均有高于85％的回缩度；同时制成布亦增加柔软度，增加5％以上的基重而减小纤维孔隙在20％以下；

(d)、冷却后的制成布卷于轴上，而卷轴的速度以安置在加热装置及卷轴间的拉力测定器予以控制。

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