TW419543B - Methods of manufacture of nonwoven fabric and nonwoven fabrics manufactured thereby - Google Patents

Description

4 195 4 3___b7_____ 五、發明说明（Μ 本發明係有關一種從纖維素（尤其是從一纖維素的溶 液）製成一不織布的製造方法。 纖維素纖維和單織可以藉著將一纖錐素的溶液在一氧 化胺溶劑中伸拉，其再經淋瀝到清水中或一水性氧化胺的 稀釋溶液中，以製成纖維素單織，其可再鯉切斷成短纖。 這個擠壓和凝結的過程被稱作是〃溶劑伸拉〃，而逭樣所 製成的溶劑伸拉的缘維素一般泛稱aYOCELL" ^ 吾人知道，藉著將短纖打散是有可能生產一些低於 1 ·0 dtex的低纖度纖維的。但是，逭麼做是很費錢的， 而且f要耗掉大量的能源。 本案申請人所申請的全球專利FCT/GB97/〇3391揭示 了一種從纖維製造一不織纖維素纖維的方法，該纖維乃是 藉著將一纖維素溶液擠壓通經至少一擠壓頭，並且將擠壓 物纖維通經一高速的氣液而形成的，該等纖維在一平面上 經收集’而纖維在該平面上再經凝結。該等纖維在凝結之 前會.粘結在一起而形成一相當稠密的不織纖維。 在有些用途上，過度粘結一起，高密度的纖維網是不 經濟部中央標準局员工消費合作社印製 合宜的’皋個例説，用作過濾材料或用作具有高度持水能 力的材料時。 本發明提供了一種製造一具有高膨鬆度以及相當低密 度的不織纖維素布料的方法。 根據本發明提供了一種製造一不織纖維素布料的方法 ’在該方法中，來自一吐絲頭所i產的擠壓的纖維通經一 高速氣流’該纖維再通經一_汽落，該蒸汽霧在該纖維以 本紙張尺錢财(2l0x297^) 419543 A7 __ ___B7 五、發明説明（> ) 織維網形式收集之前，先行至少部份地凝結該歎維。 該經擠壓出的蠍維經由該氣流且可經斷裂成不定的長 度。 該蒸汽霧可由任何適合的凝結劑構成。該蒸汽霧最好 是一水性霧*而（比方説）低濃度的烷基酵頬也可使用β 最好，霧化的水可從設在該吐絲頭下方的一噴嘴噴灑出來 Ο 該織維素溶液最好為纖維素在一氧化胺溶劑中的溶液 ，該氧化胺溶劑常用的是一叔胺Ν-氧化物，而尤為合用的 是Ν-甲基氧氮雜環己烷Ν-氧化物（ΝΜΜΟ)。該纖維素溶液 可含有重量比4%〜22¾ (最好是10〜15%)的纖維素，其聚 合化程度為200〜5»000，更常見的是400〜1,000。 在本發明一較佳的實施例中，該纖維素溶液含有重量 比14%的纖維棄，重量比12%的水以及重量比74%的ΝΜΜ0 ，該纖維素的聚合化程度為大約6〇〇。 經濟部中央橾準局負工消费合作社印装 該經拉細的生成纖維的微纖維或細纖維經收取，並且 再用水或氧化胺稀釋的水溶液（含有達2〇2的氧化胺在水 中）加以凝.結（或者稱'、再生"）。該等細纖維或可直接 地經收取到一凝結池裡，或者，可經收取到一表面上，然 後再進行凝結β 該氣流最奸是空氣或是乾蒸汽，經以每秒2〇〇公尺（ 200 m . s—1)到每秒5〇〇公尺（500 m · s_1)的速度，以 及l〇〇°C，ISyC之間的溫度（就14¾〜1S*的織維素濃度來 説）吹送到該經濟歷的纖維上。伸拉原液中纖維素含量愈 本紙張纽逋用中國2丨ox297公釐Ϊ 一 5 一 4 195 43 A7 B7 五、發明説明（$ ) ’可使用觀的空缝度。魏醜速應該是從吐絲頭擠 壓出纖維的縣速朗至知倍，最好是前述擠麗速度 的I’ooo肖到2〇鳥倍之間。該氣流係與該擠壓纖維的縱 向軸成15。到45。之間的斜角（更好的是成大約3〇。的斜 角）經導到該擠壓纖維上。該等噴射氣流亦可相對於該吐 絲頭呈角偏斜，賴嘴職流祕與魏維軸線 不交叉，該等嘴射氣流係相對於該擠壓纖維的表面呈切線 該纖維收集表雨可為柔軟的，或有彈性的β最好，該 纖維收取時是收取到-泡綿床上，該泡綿最好經浸泡到清 水或水性ΝΜΜΟ溶液裡。 另外，本發明亦提供了 一不織LY〇CELL .布料，在該 布料中，纖維在不經使用粘著劑情況下即接著在一起或糾 纏在一起’該布料的密度不超過175 g . dm -3 延伸到破裂點的拉張強度至少7¾ 〇

I 背 項 及/或其 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印製 圖式簡述： 茲以實施例方式，參照後附圖説，對本發明作—詳 説明，在圖説中： 圖1為用以生產依照本發明的一不織布料的裝 實施例示意圖； ’ ^ 圖2為使用在圖1的裝備中一吐絲頭噴嘴的一平視圖 圖3為圖2中所示的噴嘴的一侧视圖；其内部通道在 圖上以魔線表示；以及 3 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) M说格（210 X 297公釐） 二 A7 B7 4 ^5 43 五、發明説明（4 ) 圖4通過圖2和圖3中所示的噴嘴的一轴向橫斯面 圖式中主要元件説明 10:擠壓機 U :噴嘴 12:噴嘴的背面 13:螺栓 丄4:中央通道 15:嘖孔（吐絲頭) 16:出口通道 環形溝槽 21:流量控制閥 22:流量錶 23:加熱器 24:溫度感测器 25:空氣流 2S:撐持表面 27:凝結池 滾筒 30:水蒸汽霧 32:空氣霧化嘖嘴 本案詳細説明： 面 之 注 再 頁 經濟部中央搮準局負工消费合作社印«. 參照圖1，示出了一擠壓機10，有一噴1：1接搭其上。 將一含有重量比I4%的纖維素、重量比12$的水以及重量比 74%的N-甲基氧氮雜環己烷N_氧化物的溶液饋送 到擠壓機。該纖維素的平均聚合化程度為大的6〇〇。 該纖維素溶液或可如全球專利㈣价咖中所述的 方法製成’雜職㈣錢轉桃t：到110 t 之間（最好是105。〇的溫度，並且以纖維素伸拉職的 一速續的單織形式被迫通經該噴嘴。 噴嘴U在圖2和圖3中有示，其可以直接地經固定到拼 歷機u>上H寵定娶卜轉_ (g未示），而該轉接 頭再經固定._壓_。㈣_其背面12 中 攻螺紋的馳13,而-中央通道14，其收尾在―嗔似工 〇該吐絲糊隸机2 mm脈3咖之間，最好是大約 本紙張尺度遙用中國國家棣率（CNS ) A4规格（210x297公着） 一 7- 4 195 4¾ ° Α7 Β7 五、發明説明（念） 0*27 mm 。 該織維素原液經加壓迫入到通道14裡，並經濟壓通經 吐絲頭1S。噴嘴11另有數個氣體出口通道^ (最好是三個 )，在該中夹通道U.周圍間隔開來。通道π的每一個均相 對於該吐絲頭軸呈傾斜，且該等通道在吐絲頭^周圍在圓 周上以等距離間隔，致使從其各個通道1S逸出的每一道氣 流對於該經擠壓的單織均有著相同的效應。 氣流通遒1S與噴嘴的縱向軸成一〗5。到45。之間（最 好是3〇。）的斜角或收朿角。通道ie也經歪斜使得通道ls 的軸的本身並不收朿。該等氣流通道的直徑大約。 噴嘴的背面裡有一環形溝槽1?，其與三個通道1S的末端 呈交聯關係。 當噴嘴經固定到擠壓機時，中央通道14經聯接到纖維 素紡絲原液供料管，而該環形通道17經聯接到一供氣管（ 最奸是供應壓縮空氣）。 經濟部中央搮準局貝工消費合作社印製 (*·仏Η讀背面之Λίί.意事項 參照圖〗.，壓縮空氣經從一供氣源（圖未示）通經一 流量控制閥21、一流量錶22、一加熱器23以及一溢度感測 器24，送到該噴嘴裡的空氣通道1? ^溫度感測器24可經連 接到空氣加熱器23以供控制空氣溫度。 從噴嘴u擠壓出的單纖經從出口通道16噴出的高流過 空氣流25拉細拉長，該單纖經收取並且可經斷裂以及直接 地經吹到一凝結池27裡，或（最奸是〉經吹到一設在離噴 嘴11約3〇公分處的撐持表面部上。該織維素紡絲原液流率 最好大約0‘2 g .mirfl ^在圖示的實施例中，該撐持表面 本紙張从適用中國國家梯準（CMS ) A4規格（210><297公簾） —— l95<$

4 a = 月説明(77 、^是由一可轉動的滾筒28的外周表面所構成的，該滚筒 以大約每分鐘1〇圈（1〇 rpm)的轉速轉動，以在滾筒上堆 積''層不織布。 該等擠壓出的單纖通經一細微的水蒸汽霧3〇,該水蒸 汽藜乃是藉由設在噴嘴底下大約10公分處的一空氣霧化 嘴嘴㈣㈣水職㈣。 滾筒的表面可經覆蓋柔軟的材料，比方説，一層泡綿 ，最好是一層2 mm厚度的聚氨酯泡綿，其平均孔洞尺寸在 以m (微米）^該泡綿可經浸泡在水中或服!^〇水溶液中 Ο 繼被不織布料層在滚筒沈上生成之後，滚筒沈經浸入 到一盛有一合適的凝結劑（比方説，水或氧化胺在水中的 溶液）的凝結池27中，以便將不織纖維素布料凝結在該滚 筒上。該布料層再在洗滌除去溶劑之後，經乾燥到滾筒上

Q 下表1總結地示出了用在擠壓的單纖生成步驟中不同 的絛件。 之 注

I 頁 經济部中央揉準局貝工消费合作社印製 表1 樣永我號 收取的方法 空氣溫度 (°C) 1 以乾纖維形式收集 U5— 2 ί溼的表面工收集 148~ 3 (同上）+水汽 147 4 i同上）+柔順的表面 145 6紙張尺度適用中國國家搮率（CNS ) A4規格（210X297公釐） 一 Ί-

A7 B7 五、發明説明（7 ) 空氣流率若每秒2*4公升（2·41· S"1)來説，相當於 大約每秒250公尺（250 m · s_1)的空氣流速〇 實施例3和4係依照本發明的方法製成。 下表2總結地示出了以厚度量測所得（使用一 Mitutoyo 轉盤式厚度量規進行量測，配上薄膜/纖維網量測板）方 式的纖維網的膨鬆度◊由於基準重量不同，厚度經以 2*5 g . αΓ2的基準重量進行標準化。 表2 樣本代號 基準重量 (s * m'2) 纖維網厚度 (㈣） 鐘標準化的厚 (Mm/2Sg . 密度 (g * dm-3) 1 25.3 113 1Ϊ2™~ 223 2 ...... 28.3 145 128 195 3 28.0 168 --— 150 166 4 22.5 163 ^Tgr~~ 138 ________ 我們可以看出來，依照本發明的實施例生產出較不密 實的纖維，逭些纖維的密度不超過170 s . drT3。 參照實施例4 ’吾人相信，該泡沫有兩個作用，即（ a)初生的纖維打到一硬的收集裝置的表面容易因衡擊而 融合〜而一柔順的表面會除去一部份的衡擊能量並且降低 粘結；以及（b)泡沫受到衡擊而壓縮時，含在它的孔洞 本紙張尺度適用f國困家揉準（CNS ) Μ規格（210X297公釐） /〇 {讀背面之·注意事項再 頁) 經濟部中央橾準局負工消費合作社印裝 A7 4195 43 — B 7______ 五、發明説明（8) 裡的凝結劑經擠壓到表面，並且幫助快速再生β (請先Μ讀背面之注f項再本頁) 在進行評估機械特性時，從該纖錐網切下纖維條，宽 度5 mm，並且在一Test〇metric pcx材料拉張強度測試儀 上，以一20 mm的量規長度，並且以每分鐘2〇甽的十字頭 速度造行測試。和絕對拉張強度一起，各個拉張強度也經 標準化後根據25 的纖維網的基準重量示出，這樣 更能夠反映出比較性的機械特性，因為基準重量的差異是 消除了。 表3總結地示出了在滚筒26上生成的纖維網的特性。 表3 樣本代號 拉張強度 (N)經標準化 至. m 2 展延至轔裂 點的伸展度 (mm) 評語〜—— 1 3.7 0.7 ^淨的斷裂處 —— 2 0.2 0.85 尚稱乾淨的斷裂處^- 3 0.41 1.54 在Λ斷裂"之後，樣本访^ 4 0.09 2.5 在、、斷裂〃之後，樣本 經濟部中央揉隼局員工消费合作社印装 就實施例2、3和4來説，由於滾筒的表面是部份地 浸在凝結池中，因此，滾筒表面是溼的，在接觸到該溼的 滾筒或原先放置的纖維就會進一步凝結。 就實施例1來説，滚简的表面是乾的，而該織維在收 集到滾筒上之後乃經再生。 ^紙張又度逋用中國國家棣準（CNS ) A4*t格（210X297公釐）

II 4 195 4 3 A7 — _ - - II ' ^―———P^· 五、發明説明（q) 就實施例3和4來説，纖維在通經該蒸汽揉之後，經 收集到滚筒上，很明顯地具有較低的拉張強度，但延展到 斷裂點的延展性較強，而同時又能在到達斷裂點之後仍維 持一些強庹。這些高伸縮性的材料適合用作過滅器和高吸 水性的材料。 鮮本發_敘述成觀進行含有U%賴維素的纖 維素緒絲原液的伸拉，本發明的方法可經應用到如 PCTAw/o339!專鄕情频其他麟原液，該專利案 的内容經_考力摘Ail本轉雜。 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 準 橾 家 ¥ |國 中 I釐 公 97 2 -12 -

Claims (1)

1. 經濟部中央標车局貞工消費合作社印製 3種製造不織布的方法，其係使用織維素而製造 所製成之不織布係纖維素的不織布，該等纖維乃是 藉著將素雜賴龍至少—贿頭並 該辦壓物纖維通經-高速氣流，該織維通經—蒸 霧，該蒸汽霧在該纖維成為纖維網狀經收集之前， 至少部份地將該纖維凝結。 根據申諸專利範圍第！項的方法，在該方法中 維素溶液係一在一氧化胺溶劑中的溶液，而該蒸 係一水性霧。 ，務 根據申請專利範圍第1項的方法，在該方法中 流的流速至少每秒200公尺。 風 根據申請專利範圍第3項的方法，在該方法中 流的流速比起經擠壓物的流速快至少五十倍。 根據申請專利範圍第1項的方法，在該方法中 流的氣體溫度至少在1〇〇°C。 根據申請專利範園第1的方法，在該方法中，软⑽ 露是經由-嘴霧嘴生成的，該喷霧錄在該吐絲頭的 下方且與吐絲頭有間隔。 ’ 根據申請專利範圍第1項的方法，在該方法中，該纖 維素溶液含有重量比4〜22%的纖維素，最好是含有重 量比大約10%到15¾的纖維素。 根據申請專利範圍第1項的方法，在該方法中，該纖 維素的平均聚合化程度大約S00。 根據申請專利範圍第1項的方法，在該方法中，前述 2 3 5 6 7 8 9 本紙張尺度適用中國®家橾芈（CNS > A4規格（210X297公簸） 該氣 該氣 該蒸汽 申請專利範固 了壓縮的空氣，其經以相 的軸線呈-大約30。的偏角導到 壓物織離 1〇.根據申請專利範圍第】項的方 二 :維網係經收集到一乾表面上，=著^ 經以凝結触[ 卿著再 U ·根據申請專利_第】項的方法，在該方 纖維網經收集到-經以凝結劑沾溼的表面上' 12.根據申請專利範圍第】項的方法，在該方法中，鼓 纖維網經收集到-柔順的表面上。 根據暢專利範圍第_的方法，在該方法中 ^順的表面係藉由—厚度大約2咖的泡珠層所提供 】4 一_㈣請專職圍们彻第13項中任 方法所製成的不織布。 、 1 5 ·-種不織的纖維素布料網，在該布料網裡的纖維毋 需使用-袖劑而可胳結在一起，該布料網的密度低 於175 g · dm~3。 1 6 .根據申請專利範圍第w項的不織布，該布料展延至 斷裂的伸展度至少7¾。^ 7 種不織的纖維素布料網，在該布料網裡的纖維毋 需使用劑而可#結在—起，該布料展延 至斷裂的伸展度至少7% 〇 ^ 本紙法尺度逋用中困國家榡半（CNS ) A4规格< 210X297公羡）