CN1278025A - 用于卫生用品的弹性丝线 - Google Patents

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Abstract

在发明为一种用于卫生用品的弹性丝线,它可在维持弹性丝线解舒性的同时,提高与底层材料的粘接性。本发明将弹性聚合物通过干式纺纱法获得弹性多纤维丝线,这种弹性丝线具有丝条截面外接的长方形长边L1和短边Ls的长度比L1/Ls为2以上的扁平截面。并且在弹性丝线表面上由单丝外形构成凹凸,弹性丝线丝条截面外接的长方形周长L1和弹性丝线丝条截面周长L2长度比L1/L2为0.9以下的凹凸度。

Description

用于卫生用品的弹性丝线
本发明涉及的一种弹性丝线用于生产纸尿裤、生理卫生巾等卫生用品。特别涉及的是能与使用粘结剂的底层材料保持良好粘着性的弹性丝线。
近年来，许多如纸尿裤、生理卫生巾等卫生用品被开发出来，人们对这种商品的质量要求更加严格。为了提高这类卫生用品与使用它的部位的吻合性，人们将弹性聚合物纺成弹性多纤维丝线，并使其具有伸缩性。以布锦、无纺布或毡布等为底层材料的卫生用品为使其某些部位具有伸缩性，通常使用粘结剂与弹性丝线相粘着。
卫生用品中在使用的弹性丝线，通常是使呈奶酪状态的弹性丝线卷丝体一边伸张一边解舒，同时将其引导至涂有粘结剂的布锦、无纺布或毡布等处，通过向粘着面施加压力使其相互粘着。
用于卫生用品的弹性丝线，通过伸张使卫生用品具有直线性，并以粘结剂同布锦、无纺布或毡布等底层材料相粘接。经过伸张粘接后的弹性丝线同底层材料的粘着力如不够充分，弹性丝线会从底层材料上剥落、收缩，从而使已生产出的卫生用品的弹性丝产生回缩，使其产品质量恶化。
卷成奶酪状的弹性丝线，由于在其内层紧卷，因此在生产卫生用品的工序中会发生断丝或供给张力变化等问题。所以为防止解舒性恶化、张力变动，通常要进行表面油剂处理。
这种弹性丝线同布锦、无纺布等底层材料粘着时，如粘着性不够充分，随之就会产生上述问题。
为避免弹性丝线的粘着性降低而将油剂的涂量降低，这样会使弹性丝线的解舒性恶化，从而在卫生用品的生产过程中会产生断丝和供给张力变动的问题。
反之，为提高弹性丝线的粘着性而增加粘结剂的涂量会增加产品的成本，同时会损坏卫生用品的通气性且同空气接触不良的问题。
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于卫生用品的弹性丝线，使其在维持弹性丝线解舒性的同时提高对底层材料的粘着性能。
为解决以上课题，发明人经过研究，结果发现卫生用品中弹性丝线同底层材料接触不良的问题其实是底层材料同弹性丝线接触面积的问题，通过对弹性丝线形状的改变可以在维持解舒性的同时又能提高粘着性，并以此发现为基础而完成了本发明。
发明的详细情况如下：
(1)将弹性聚合物通过干式纺纱法获得弹性多纤维丝线。这种用于卫生用品的弹性多纤维丝线具有扁平的截面，即弹性丝条截面外接的长方形长边L1长度是短边Ls长度L1/Ls的2倍以上。
(2)上述(1)中描述的弹性多纤维丝线，其表面由构成丝条的单丝截面形成凹凸状态，弹性丝条截面外接长方形的周长L1和弹性丝条截面周长L2的比例L1/L2为0.9以下。
(3)上述(1)或(2)中所描述的弹性丝线表面涂有油剂，该油剂的涂量同丝条重量的比例为0.01～5％。
(4)细度在155～2490分特范围之内的上述(1)～(3)所描述的弹性丝线。
(5)上述(1)～(4)项中所描述的生产弹性丝线的弹性聚合物是指多氨基甲酸酯。
本发明中所提到的弹性丝条截面外接的长方形长边L1和短边Ls，是用双面胶带将弹性丝线固定在作业台上，用剃胡刀刀刃以490cN的重量沿弹性丝线长度方向垂直切割，再用放大镜将其截面放大拍照，对照片中弹性丝线截面外接长方形长边和短边测量的结果。
弹性丝线丝条截面外接的长方形周长L1和弹性丝线的周长是指上述照片中弹性丝线截面外接的长方形周长和照片中弹性丝线截面的周长。
另外，照片上弹性丝线存在多个外接长方形时，采用L1/Ls比值最大的长方形。
通过以上说明可以明确，本发明的卫生产品用弹性丝线，其涂有粘接剂的底层材料的粘接力比现有提高了许多，而且奶酪状丝体的解舒性也非常良好。因此，可以可靠地生产出不回缩的高品质卫生用品。
下面结合附图对本发明进行详细说明。
图1为生产本发明弹性丝线所用装置的一个模式图例。
图2为图1装置的纺丝卡口详细图。
图3为生产本发明弹性丝线所用装置的其它模式图例。
图4为图3装置的U字型导材详细图。
图5为现有生产弹性丝线的制造装置模式图。
本发明的卫生用品用弹性丝线是弹性丝条截面外接长方形长边L1长度与短边Ls长度比L1/Ls为2以上的具有扁平截面的弹性多纤维丝线。
现有的以干式纺纱法生产用于卫生用品的弹性丝线，通常是将弹性聚合物的溶液通过纺纱卡口的细孔注入纺纱筒内，用简易捻丝机将多个单丝交络并沿纤维长度方向溶接，从而制造出合乎目标旦尼尔的丝条。这种方法生产出的弹性丝线即便是扁平的，它的丝条截面外接长方形长边和短边的比例也达不到2。本发明的弹性丝线丝条截面外接长方形长边和短边的比例(长边/短边)为2以上，具有很高的扁平度，由于这一特点使卫生用品底层材料的接触面积(同一细度条件下的比较)比现有的弹性丝线增大了许多，从而提高了粘着能力。将本发明的弹性丝线用于生产尿裤时，由于具有很高的扁平度，故增大了卫生用品与人身体的结合面积，从而提高了防止排泄物泄露的能力，同时通过分散夹力而减轻了压迫感。
本发明的弹性丝线，其丝条截面外接的长方形长边L1同短边Ls的长度比L1/Ls越大，与底层材料的粘着强度就越高。但是比例过分的大就会呈现出奶酪状丝体解舒性能降低的倾向。因此其比例为2～8之间最合适。
生产本发明弹性丝线的方法并没有特殊的限制。例如可以采用以下的方法。
现有的干式纺纱法是将纺纱卡口挤出来的所有的单丝全部用简易捻丝机进行交络作业。现在不按上述方法做，我们将卡口挤出来的单丝在纺纱筒和卷取机之间同导材摩擦并在导材上集合溶接。这样一来就可获得高扁平度的丝条。这里可将单丝进行集合的收捆用导材的形状和材质都没有特殊限制。例如可以用具有U字形导沟或圆形导孔的材料。尤其是在圆形导孔的内面可使单丝摩擦并沿丝条长度方向产生安定的扁平截面，此种情况最为理想。另外，在减小导材的材质同丝条的接触摩擦方面陶瓷材质颇受欢迎。在上述圆孔内面疏导丝条的导材圆孔的直径在1～15mm之间为合适，2～5mm之间为最佳。虽然也随弹性丝线的细度及根数的不同而变化，但是在圆孔的直径不满1mm时，圆孔内面的摩擦力增大，长时间纺纱就会很容易造成断丝；圆孔的直径大于15mm时，单丝之间的接触不够充分，有可能无法沿丝条长度方向进行稳定地溶接。
作为生产本发明弹性丝的其它方法，例如可以将从卡口挤出的多个单丝分成2个以上的群体，各群体的单丝在捻丝机上交络形成2个以上的丝条，之后在将2个以上的丝条同导材摩擦并在导材上溶接形成目标细度的丝条。
采用上述几种方法时，纺出的全部单丝并不统一交络，而是通过在导材上集合丝条，从而实现全部单丝的溶接和一体化，因此很容易生产出丝条截面外接长方形长边L1同短边Ls的长度比L1/Ls为2以上的扁平度很高的扁平截面，而且丝条表面形成由单丝表面构成的凹凸。尤其是以前的方法生产出的丝条，由于单丝之间完全不产生交络，故丝条表面由单丝表面形成的凹凸非常明显。即通过截面扁平化和表面凹凸形成的丝条表面积扩大，使得同现有弹性丝线相比，和粘结剂的接触面积(同一细度条件下的比较)有了飞跃性的扩大。并且丝条表面的凹凸度越高丝条的表面积就越大，就越能提高粘着能力。因此，用丝条截面外接长方形周长L1同丝条截面周长L2的比例L1/L2来表示的凹凸程度在0.9以下时为宜，0.85以下时更佳，0.80以下时最佳。但是丝条表面的凹凸度愈高单丝之间的溶接就越弱，单丝就越容易分岔，故上述长度比例L1/L2最好为0.4以上。
在上述例示的方法中，生产本发明的弹性丝线时，距离纺纱卡口最远的细孔间的尺寸A和从纺纱卡口至收捆用导材之间的距离B的比例B/A大于10时为宜。B/A小于10时，进入导材的单丝角度变大，从而容易因与导材摩擦而产生断丝。
本发明的弹性丝线细度并不做特殊限定，通常为155～2490分特(140～2240旦尼尔)，理想为470～940分特(420～840旦尼尔)。单丝的细度一般为9～22分特(8～20旦尼尔)，理想为11～17分特(10～15旦尼尔)。另外单丝的截面可以是圆形，也可是其它形状。
本发明的弹性丝线用卷取机卷取最终形成奶酪状，为使丝线获得良好的解舒性，在卷取机卷取之前要涂油剂。油剂的涂量同丝条重量的比例应为0.01～5％之间。保持上述的范围会使丝条具有良好的粘着性及解舒性。
上述油剂的涂量通过以下方法测定。在不涂油剂的情况下将弹性丝条用卷取轮正确卷取20000M时丝体的重量为X，在涂油剂的情况下将弹性丝条用卷取轮正确卷取20000M时丝体的重量为Y。
油剂涂量(％)＝{(丝体Y的重量)-(丝体X的重量)}/丝体X的重量×100
作为本发明多纤维弹性丝线原料的弹性聚合物，可以使用聚合多氨基甲酸酯、聚合烯弹性体、聚合酯弹性体、合成橡胶等，从具有强伸度、恢复性等物性、以及耐久的物理化学性能这一角度看聚合多氨基甲酸酯尤其受欢迎。当然也可将2种以上的弹性聚合物混合使用。
在使用聚合多氨基甲酸酯时，我们用的是有机聚合物同二异氰酸盐的异分子聚合体，或者是经过胺化合物进行链延长的该聚合体。
有机聚合物可列举许多种，比如以聚合丁二醇为代表的聚乙醚有机聚合物；以聚乙稀为代表的聚合酯有机聚合物；以乙内脂羊油内酯或像乙内脂羊油内酯一样的聚合酯醇与烯基碳酸盐的反应物为例的聚合酯碳酸盐有机聚合物；将乙稀碳酸盐同乙稀醇、丙烯醇、丁烯醇、氯苄醇等多元醇进行反应所产生的混合物再同己二酸、壬二酸、葵二酸等有机翔酸反应所得的有机聚合物。在这些聚合物之中，从具有强伸度、恢复性等物性、以及耐久的物理化学性能，尤其是具有优异的耐水性能的角度看使用聚乙醚有机聚合物效果颇好。这些聚合物可以使用一种，当然也可将2种以上混合使用。
从维持弹性丝线伸缩的连续性角度来看，有机聚合物的分子量应在1000～4000之间，分子量在1500～2300范围时效果最好。
作为二异氰酸盐可列举如下，比如4，4’-二苯甲烷二异氰酸盐、1，5-萘二异氰酸盐、1，4-苯二异氰酸盐、2，4-三烯二异氰酸盐、2，6-三烯二异氰酸盐等芳香族二异氰酸盐、六次甲二异氰酸盐、1，4-环己烷二异氰酸盐、4，4’-双环己甲烷二异氰酸盐、异二甲基丙酮二异氰酸盐等脂肪族二异氰酸盐。在这些种类之中，从提高弹性丝线强度的角度来看，使用4，4’-二苯甲烷二异氰酸盐效果为好。这些二异氰酸盐可以使用其中的一种，也可将2中以上混合使用。
作为胺化合物通常使用脂肪族、脂环族或芳香族胺。具体可列举如下，如乙烯胺、1，2丙烯胺、1，3丙烯胺、1，4丁烯胺、2，3丁烯胺、1，3丁烯胺、六次甲胺、环己烷胺、苯胺、三烯胺、二甲苯胺、3，3’-二氯-4，4-二苯胺、2，6-二氨氮苯、4，4’二氨苯甲烷等。这些胺化合物可以使用一种，也可将2种以上混合使用。
用于封住末端的末端封止剂例如有，二甲基胺、一乙醇胺、n-丙胺、n-丁胺、二己胺、乙醇、丙醇(1-丙醇、2-丙醇)、丁醇(1-丁醇、2-丁醇)等。末端封止剂可以在链延长后添加，也可在丙烯聚合物反应时(例如聚合物和二异氰酸盐反应时)添加，亦可在进行链延长时添加。
涂在弹性丝线上的油剂，是将二甲硅、二甲硅的部分甲基用其它烷基、苯基、胺基等置换所得的硅油、矿物油等。
本发明的多纤维弹性丝线同卫生产品底层材料粘接用的粘接剂，可以在这个领域已经公开的卫生产品底层材料同弹性丝线的粘接剂中使用，虽然没有特殊的限定，但是使用树脂聚合体系、饱和聚合酯系、或者聚酰胺系的热溶胶粘接剂最好。
以下通过实施例和比较例对本发明进行进一步说明。
在实施例和比较例中通过以下方法对弹性丝线的粘接性进行评价。
(1)准备一块东洋纺织(株)产的用于卫生用品的薄无纺布，将其裁减为长12cm×宽3cm的尺寸。无纺布的羽毛面和伸缩性会造成粘接性能的不均，故将粘接面统一起来进行评价。
(2)在不紧张状态下，将5根弹性丝线用胶带粘在厚纸上，使其亦不松弛。
(3)将由乙烯、丙烯、丁二烯、苯乙烯形成的热溶胶粘接剂以170℃进行溶解，将从吐出机的吐出量设定为5g/分，将粘有弹性丝线的厚纸沿着与排列的弹性丝线相垂直的方向以30m/分的速度进行移动，将热溶胶粘接剂进行线状涂布。之后马上将(1)所示的无纺布以2kg/cm2的压力压位10秒，从而制作出粘接性能测定用样品。以上样品的制作是使用JTト-シ(株)产的ASM-15粘接力评定机进行的。
(4)将通过上述(3)步获得的样品在20℃恒温的房间中保管24小时，无纺布和弹性丝线进行切实固定，在株式会社オリエンテツク产的测定机U-1573上沿上下方向拉伸，在图纸上将无纺布和弹性丝线一边记录一边剥离。此时，从图纸上读取无纺布和弹性丝线剥离时所需的强度，读取的值设定为粘接力(cN)。
(5)为确定粘接性能的时效变化，将两者粘接后在20℃恒温的房间中保管100小时后，用上述(4)同样的方法进行剥离。
※纸尿裤的弹性丝线的问题是回缩，粘接力在150cN时，回缩就基本上不在发生，将粘接力150cN以上定为合格水平。
实施例1
在分子量为1950的聚丁二醚醇975部里加入4，4’-二苯甲烷二异氰酸盐250部进行搅拌并使之反应，生成丙烯聚合物，将该生成物在二甲基乙酰胺中溶解后，加入1，2丙烯二氨进行链延长，用乙胺进行末端封止，从而生成多氨基甲酸酯。
如图2所示，在长边长25cm、短边长10cm的喷嘴固定件1a处安装有纺丝卡口1，卡口上配置上下两列各4个的7孔圆形喷嘴1b，该卡口1是按照其长轴同导丝轮5a、5b的长轴相平行的方向安装的(图1)。将多氨基甲酸酯通过纺丝卡口1挤入有240℃热风流动的纺丝筒2内生产出56根单丝，此单丝同安装在纺丝筒2下方的陶瓷材质收捆导材3的圆形导孔3a内面摩擦，一边集合成扁平状，一边相互溶接，并通过设置在收捆导材3和导丝轮5a之间的涂油供给设备4实施涂油，同时以导线轮5a、5b按300m/分的速度卷丝，最后生成附着有0.05重量％油剂的多氨基甲酸酯弹性丝体6A。
弹性丝收捆导材3的圆形导孔直径为3mm，孔长3mm。距离纺丝卡口最远的细孔间尺寸A，同从纺丝卡口1至收捆导材3之间距离B的关系是B/A＝31.6。油剂使用的是二甲硅。
获得的多氨基甲酸酯弹性丝线的细度为940分特，丝条截面外接的长方形长边L1和短边Ls长度比L1/Ls为6.4，丝条截面外接的长方形周长L1和丝条截面周长L2的长度比L1/L2为0.75。
通过使用以上方法获得的多氨基甲酸酯弹性丝线来进行前述粘接性能评定实验。其结果如表1所表示。
实施例2
除油剂粘付量为3重量以外，其它同实施例1操作相同，这样就获得了丝线细度为940分特，丝条截面外接的长方形长边L1和短边Ls长度比L1/Ls为6.2，丝条截面外接的长方形周长L1和丝条截面周长L2的长度比L1/L2为0.76的多氨基甲酸酯弹性丝线。通过使用以上方法获得的多氨基甲酸酯弹性丝线来进行前述粘接性能评定实验。其结果如表1所示。
实施例3
使用图3的装置，用与上述实施例1同样的方法采用多氨基甲酸酯溶液制造出弹性丝线。纺丝卡口、纺丝筒2和图1相同。收捆用导材3’是陶瓷材质的U字型导沟，U字型导沟的宽x为5mm，长y为3mm。
从纺丝卡口1(参照图2)的圆形喷嘴1b右侧4个喷嘴和左侧4个喷嘴挤出来的单丝通过分别设置在纺丝筒2下方的2个简易捻丝机7a、7b，使2根截面形状基本形成圆形丝条，接下来在简易捻丝机7a、7b的15cm下方，通过U字型收捆用导材3’将2根丝条集合为1根丝条。该丝条通过设置在收捆导材3’和导丝轮5a之间的涂油供给设备4实施涂油，同时以导丝轮5a、5b按300m/分的速度卷丝，最后生成附着有0.05重量％油剂、细度为940分特的多氨基甲酸酯弹性丝体6B。B/A的值和实施例1相同都为31.6。
这样获得的多氨基甲酸酯弹性丝线丝条截面外接的长方形长边L1和短边Ls长度比L1/Ls为2.2，丝条截面外接的长方形周长L1和丝条截面周长L2的长度比L1/L2为0.70。使用多氨基甲酸酯弹性丝线来进行前述粘接性能评定实验。其结果如表1所示。
比较例1
利用图5的装置，使用和上述实施例1相同的多氨基甲酸酯溶液制造弹性丝。在图5中，纺丝卡口1、纺丝筒2和图1相同。在纺丝筒2下方设置的简易捻丝机7处，通过从纺丝卡口1挤出的56根单丝交络融合成丝条，通过设置在简易捻丝机7下方的涂油供给设备实施涂油，同时以导丝轮5a、5b按300m/分的速度卷丝，生成附着有0.05重量％油剂、细度为940分特的奶酷状多氨基甲酸酯弹性丝体6C。
这样获得的多氨基甲酸酯弹性丝线丝条截面外接的长方形长边L1和短边Ls长度比L1/Ls为1.1，丝条截面外接的长方形周长L1和丝条截面周长L2的长度比L1/L2为0.61。使用多氨基甲酸酯弹性丝线来进行前述粘接性能评定实验。其结果如表1所示。
表1
实施例1 实施例2 实施例3 比较例1
 L1/Ls     6.4     6.2     2.2     1.1
 L1/L2     0.75     0.76     0.70     0.61
油剂粘付量(重量％)     0.05     3.00     0.05     0.05
粘接24小时后的剥离强度(cN)     428     242     236     153
粘接100小时后的剥离强度(cN)     417     220     221     138
从表可以看出，实施例中的弹性丝用很高的粘接力同涂有粘接剂的无纺布粘接，100小时后依然保持很高的粘接力。而在比较例中经过24小时后的粘接力虽然达到合格水平150cN，但是经过100小时后粘接力降到了150cN以下。

Claims (5)

1.一种用于卫生用品的弹性丝线，其特征在于将弹性聚合物通过干式纺纱法获得弹性多纤维丝线，这种用于卫生用品的弹性多纤维丝线具有扁平的截面，即弹性丝条截面外接长方形长边(L1)长度与短边(Ls)长度(L1/Ls)的比为2以上。
2.根据权利要求1所述的用于卫生用品的弹性丝线，其特征在于，其表面由构成丝条的单丝截面形成凹凸状态，弹性丝条截面外接长方形的周长(L1)和丝条截面周长(L2)的比例(L1/L2)为0.9以下。
3.根据权利要求1或2所述的用于卫生用品的弹性丝线，其特征在于弹性丝线表面涂有油剂，油剂的涂量同丝条重量的比例为0.01～5％。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的用于卫生用品的弹性丝线，其特征在于细度为155～2490分特范围之内。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的用于卫生用品的弹性丝线，其特征在于生产弹性丝线的弹性聚合物是指多氨基甲酸酯。
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