TWI811210B - 非織纖維素纖維織物、製造彼之方法和裝置、使用彼之方法、及包含彼之產品 - Google Patents

非織纖維素纖維織物、製造彼之方法和裝置、使用彼之方法、及包含彼之產品 Download PDF

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TWI811210B
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湯姆 卡萊爾
馬可 茵茲曼
吉瑟拉 高荷姆
馬爾康 海赫斯
卡薩蓮娜 麥爾
亞柏罕 塞吉爾弗里克
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奧地利商蘭仁股份有限公司
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Abstract

本發明說明從萊賽爾(lyocell)紡絲液(104)直接製造之非織纖維素纖維織物(102)。該織物(102)包含實質上無末端之纖維(108)的網絡(network)。該織物(102)之特徵為以下特徵之至少一者：(i)液體擴散速率係在5分鐘內為至少3000mm2；(ii)吸水能力之特徵為芯吸速度為至少0.25克水/1克織物/1秒。本發明進一步說明用於製造此種織物(102)之方法及裝置、包含此種織物之產品或複合物、以及此種織物(102)之各種用途應用。

Description

非織纖維素纖維織物、製造彼之方法和裝置、使用彼之方法、及包含彼之產品
本發明係關於非織纖維素纖維織物、製造非織纖維素纖維織物之方法、製造非織纖維素纖維織物之裝置、產品或複合物，以及使用此種織物之方法。
萊賽爾技術係關於將纖維素木漿或其他以纖維素為底質之原料直接溶解於極性溶劑(例如N-氧化N-甲基嗎啉(N-methyl-morpholine N-oxide)，其亦表示為「氧化胺」或「AO」)以產生可轉變成一系列可用的以纖維素為底質之材料的黏性高剪切稀化溶液。商業上，該技術係用以製造廣泛用於紡織品工業的纖維素短纖族(可購自奧地利Lenzing之Lenzing AG，商品名為TENCEL®)。亦已使用來自萊賽爾技術之其他纖維素產品。
纖維素短纖長期以來係用作用以轉化成非織網之組分。然而，調整萊賽爾技術直接製造非織網會達到當前纖維素網產品無法企及的性質及性能。此可視為合成纖維工業中廣泛使用之熔吹及紡黏技術的纖維素版本，惟因重大技術差異之故，其無法將合成聚合物技術直接調整用於萊賽爾。
已進行很多研究以發展從萊賽爾溶液直接形成纖維素網的技術(尤其是，WO 98/26122、WO 99/47733、WO 98/07911、US 6,197,230、WO 99/64649、WO 05/106085、EP 1 358 369、EP 2 013 390)。其他技術係揭示於WO 07/124521 A1及WO 07/124522 A1。
如同其他纖維素材料，非織纖維素纖維織物具有有限的吸收液體(特別是水或水溶液或分散液)之速度。然而，就許多非織纖維素纖維織物之應用而言，諸如就網而言，希望有高液體吸收速度(liquid absorbing speed)或液體吸收速度(liquid absorption speed)。
需要改善藉由非織纖維素纖維織物吸收液體的速度。
該需要可藉由根據申請專利範圍獨立項的主題而獲得滿足。本發明之有利實施態樣係由申請專利範圍依附項說明。
根據本發明第一方面，提供可從萊賽爾紡絲 液直接製造之非織纖維素纖維織物。所提供之織物包含實質上無末端之纖維的網絡。所提供之織物展現具有在5分鐘內為至少3000mm2之液體擴散速率的吸水能力。替代地或是組合地，該織物可展現具有在24小時內為至少3500mm2之液體擴散速率的吸水能力。
在下文中經常簡稱為「織物」之所提供的織物係基於以下概念：藉由使用用於製造織物(特別是從萊賽爾紡絲液直接製造)之適當製程參數，可提供展現至少比已知之纖維素產品提高的吸水能力之非織纖維素纖維織物或纖維網，該提高的吸水能力係由對於測試液體水有非常高的液體擴散速率反映出來。對許多應用而言，此提高對應之非織纖維素纖維織物產品的效率或開啟非織纖維素纖維織物產品的新應用。
本文件中所述之液體擴散速率的值係關於「液體擴散測試之速率」，其中利用吸量管將0.5ml之測試流體小心地分別緩慢地供應至樣本(即，個別織物)(的表面)上。受測樣本具有「單位面積質量」，其經常亦稱為基重。測試流體為包括濃度為每公升2克之綠色染料的蒸餾水。所使用之染料德語稱之為「Sulfacidebrilliantgrün」。該染料使得能用市售相機(例如，Canon之ixus型相機)量化評估「擴散之速率」測量。可用相機偵測液體擴散之典型時間點為供應測試流體5分鐘之後及將測試流體供應至受測樣本(的表面)上24小時之後。
就「液體擴散速率測試」而言，織物必須於 開始該測試之前在完全乾燥狀態下調理。因而，「完全乾燥」意指在製造織物(其包括乾燥製程)之後，該織物已於以溫度為23℃ +- 2℃，相對濕度為50% +- 5%定義的標準氣候調理24小時。除非另外指示，否則所有測量均在該標準氣候之下進行。與此相反的，術語「完全濕潤」可意指織物完全滿載水，即無法再吸收更多水。
不受特定理論限制，目前認為非織纖維素纖維織物之毛細管現象對於吸水能力，特別是對於與上述指定之液體擴散速率相關的吸水速度有強烈影響。具體而言，毛細管現象係與相鄰纖維之間所形成的(微)孔洞或通道之數目及尺寸相關，該等孔洞提供或多或少用於水顆粒之適當容納空間。
此外，用於製造非織纖維素纖維織物之製程的實驗研究揭露，藉由使用適當製程參數，可製造展現至少比已知纖維素產品及從聚合物纖維製成的產品提高的正被吸收的水之液體擴散速率之非織纖維素纖維織物或纖維網。對許多應用而言，此提高對應之非織纖維素纖維織物產品的效率或開啟非織纖維素纖維織物產品的新應用。
要指出的是，當需要大液體擴散值時，使用無末端之纖維的事實可能是非常重要的。與由相對短纖製成的已知織物相反的，本文件中所述之織物係從長得多之(實質上無末端)纖維製成。因此，在所述之織物內，纖維末端的密度明顯較小，導致液體沿著纖維行進的障壁減少。在本文中，與纖維末端相關的每一間隙均促成液體傳 播通過織物的障壁。
此外，相較於合成聚合物無末端之纖維，用於所述之織物的纖維素無末端之纖維於液體吸收時展現膨脹。此種膨脹對於促進關於液體擴散之織物的能力之次微米通道具有影響。此外，不同纖維之間的合併點亦由在液體吸收時膨脹的材料所組成。因此，該等合併點亦促進液體擴散。因此，調適合併因子亦可用作朝所希望值訂製液體擴散速率之措施。關於合併點之另外的細節係於下文進一步說明。
特別是對於具有小單位面積質量之織物而言，改善正吸收之水的液體擴散可具有所述之織物可用於多種應用的優點，該等應用需要例如薄擦拭巾。在本文中，要提及的是，具有高吸水速度的織物亦具有對於其他液體之高吸收能力。此尤其適用於以水為底質之液體，即，水係作為溶劑的液體。
在本申請案內容中，術語「非織纖維素纖維織物」(其亦可表示為非織纖維素長纖織物)可特別表示由複數條實質上無末端之纖維所構成的織物或網。術語「實質上無末端之纖維」特別具有比慣用短纖明顯較長的長度之長纖的意思。在替代的調配物中，術語「實質上無末端之纖維」可特別具有比慣用短纖每體積明顯較少量的纖維末端之長纖所形成的網之意思。特別是，根據本發明示例性實施態樣之織物的無末端纖維的纖維末端量可為低於10,000個末端/cm3，特別是低於5,000個末端/cm3。例如， 當使用短纖作為棉花的替代物時，其長度可為38mm(相當於棉花纖維的典型天然長度)。反之，非織纖維素纖維織物的實質上無末端之纖維的長度可為至少200mm，特別是至少1000mm。然而，熟習本領域之人士將意識到甚至無末端之纖維素纖維可能具有中斷之事實，其可由纖維形成期間及/或之後的製程所形成。因此，相較於從相同丹尼(denier)之短纖所製成的非織織物，由實質上無末端之纖維素纖維所製成的非織纖維素纖維織物具有明顯較少的每質量纖維數。非織纖維素纖維織物可藉由紡製複數條纖維以及藉由朝較佳為移動的纖維支撐單元抽長及拉伸該等纖維而製造。因而，形成纖維素纖維之三維網絡或網，構成非織纖維素纖維織物。該織物可由纖維素作為主要或唯一成分而製成。
在本申請案內容中，術語「萊賽爾紡絲液」可特別表示其中有溶解纖維素(例如木漿或其他以纖維素為底質之原料)的溶劑(例如，諸如N-甲基-嗎啉(NMMO)、「氧化胺」或「AO」之材料的極性溶液)。萊賽爾紡絲液為溶液而非熔體。纖維素長絲可藉由降低該溶劑的濃度，例如藉由使該長絲與水接觸，而從萊賽爾紡絲液產生。最初從萊賽爾紡絲液產生之纖維素纖維的製程可稱為凝聚。
在本申請案內容中，術語「氣流」可特別表示於萊賽爾紡絲液離開紡嘴時及/或已離開紡嘴之後與纖維素纖維或其預形物(即，萊賽爾紡絲液)的移動方向實質上平行的氣體(諸如空氣)流。
在本申請案內容中，術語「凝聚流體」可特別表示具有能稀釋萊賽爾紡絲液並與溶劑交換至使纖維素纖維係從萊賽爾長絲形成的程度之非溶劑流體(即，氣體及/或液體，隨意地包括固體顆粒)。例如，此種凝聚流體可為水霧。
在本申請案內容中，術語「製程參數」可特別表示對於纖維及/或織物之性質(特別是對於纖維直徑及/或纖維直徑分布)有影響的用於製造非織纖維素纖維織物的物質及/或裝置組件的所有物理參數及/或化學參數及/或裝置參數。此等製程參數可藉由控制單元自動調整及/或由使用者手動調整，從而調諧或調整非織纖維素纖維織物之纖維的性質。對於纖維之性質(特別是其直徑或直徑分布)具有影響的物理參數可為製程中所涉及之各種介質(諸如萊賽爾紡絲液、凝聚流體、氣流等)的溫度、壓力及/或密度。化學參數可為所涉及之介質(諸如萊賽爾紡絲液、凝聚流體等)的濃度、數量、pH值。裝置參數可為噴絲孔之尺寸及/或噴絲孔之間的距離、噴絲孔與纖維支撐單元之間的距離、纖維支撐單元之輸送速度、提供一或多個隨意的原位後處理單元、氣流等。
術語「纖維」可特別表示包含纖維素之材料的拉長件，例如在橫斷面中形成的大致圓形或不規則形，隨意地與其他纖維撚合。纖維可具有大於10，特別是大於100，更特別是大於1000之縱橫比。縱橫比為纖維的長度與纖維的直徑之間的比率。纖維可藉由合併(以形成整體 多纖維結構)或藉由摩擦(以使纖維保持分開但藉由在該等彼此實體接觸的纖維相互移動時所發揮的摩擦力弱機械性耦合)互連而形成網絡。纖維可具有實質上圓柱形，然而其可為筆直、彎曲(bent)、扭結、或弧形(curved)。纖維可由單一均勻材料(即，纖維素)組成。然而，纖維亦可包含一或多種添加劑。液態材料(諸如水或油)可累積在纖維之間。
根據本發明之實施態樣，5分鐘內之液體擴散速率為至少4000mm2，特別是5000mm2，及進一步特別是5500mm2。替代地或是組合地，24小時內之液體擴散速率可為至少4500mm2，特別是5500mm2，及進一步特別是6000mm2。
根據本發明另外的實施態樣，沿著織物內之第一方向的液體擴散速率具有第一值，以及沿著該織物內之第二方向的液體擴散速率具有第二值，該第二方向係與該第一方向垂直。該第一值及該第二值彼此之差異小於20%，特別是小於10%。此表示該實施態樣所述之織物關於液體擴散速率展現至少近似各向同性行為。要提及的是，此亦可適用於芯吸速度之各向同性行為。
根據本發明另外的實施態樣，沿著織物內之第一方向的液體擴散速率具有第一值，以及沿著該織物內之第二方向的液體擴散速率具有第二值，該第二方向係與該第一方向垂直。該第一值及該第二值彼此之差異大於20%，特別是大於30%，及更特別是大於40%。此表示該 實施態樣所述之織物關於液體擴散速率展現顯著的各向異性行為。要提及的是，此亦可適用於芯吸速度之各向異性行為。
本文件中，術語「彼此差異X%」可特別表示該第一值與該第二值之間的比乘以100%，其中從所得的結果減去100%，得到X%。
本發明之該實施態樣依賴以下概念：將所紡的纖維鋪在纖維支撐單元上，特別是在輸送帶上，關於纖維支撐單元之運送方向，對於實質上無末端之纖維的(平均)取向，至少在一定程度上有較佳方向。然而，該較佳方向的程度(即，纖維相對於運送方向的擴散角度)可藉由適當地設定萊賽爾紡絲液製程的至少一些製程參數來調整。
在這方面，可輕易理解對纖維之角度擴散的影響之一個製程參數係在凝聚區內之氣體紊流的可能應用，該凝聚區係在(a)用於擠出萊賽爾紡絲液的噴絲孔與(b)纖維支撐單元之上表面之間延伸。
利用纖維素織物之液體擴散係特別基於位在相鄰纖維之間的微孔洞內所產生之毛細管力。因此，藉由調整較佳(平均)纖維方向的(擴散)程度，可分別調整關於織物內之芯吸速度方向的空間各向同性及空間各向異性。
根據本發明另一方面，提供特別是從萊賽爾紡絲液直接製造之非織纖維素纖維織物。該織物包含實質上無末端之纖維的網絡。所提供之織物展現芯吸速度為至 少0.25克水/1克織物/1秒之吸水能力。
又根據本發明該另一方面所述的織物係基於以下概念：藉由使用用於製造織物(特別是從萊賽爾紡絲液直接製造)之適當製程參數，可提供展現至少比已知之纖維素產品提高的吸水能力之非織纖維素纖維織物或纖維網，該提高的吸水能力係由對於測試液態水有非常高的水芯吸速度反映出來。對許多應用而言，此提高對應之非織纖維素纖維織物產品的效率或開啟非織纖維素纖維織物產品的新應用。
本文件中所述的芯吸速度之值係關於「芯吸速度測試」，其中受測樣本(即，個別織物)係在完全乾燥狀態下調理。該完全乾燥狀態已於上文關於液體擴散測試之說明中定義。
在「芯吸速度測試」中，將受測樣本置於測試台上。在測試台之中央，該測試台係經由開口及通道與液體貯存器連接。該液體貯存器係填充蒸餾水。測試台之高度正好對應於該液體貯存器內之水的填充位準。從而，確保不存在靜水壓，以及該受測樣本之吸取及芯吸分別只由該受測樣本的吸力產生。
於實際「芯吸速度測試」期間，用注射器將由受測樣本所吸收的水量連續補充至該液體貯存器。此意指液體的位準始終維持固定。將補充之水量轉換成補充之水的質量(經由蒸餾水的質量之已知密度)。很明顯的，採用該製程，因受測樣本之吸力隨著所吸收的水造成之受測 樣本的「吸收負荷」增加而降低，芯吸速度隨時間降低。補充製程係持續至達到水補充之閾值0.005g/20秒為止。記錄並評估描繪作為時間函數之所添加之水的質量的測量曲線。在本文件中，芯吸速度為該測量曲線的斜率，第一時隙(time slot)為從實際測試開始起10秒。所測量之值係根據1克個別織物正規化。
芯吸速度亦可根據DIN53924所述之方法測量，特別是在本專利申請的優先權日生效的最新版。根據本發明之實施態樣的織物可包含根據DIN53924，在至少一個方向係於300秒內>130mm之芯吸速度。
要指出的是，當需要用於芯吸速度之大參數值時，使用無末端之纖維的事實亦可是非常重要的。相較於從較短短纖所製成的織物，在本文件中所述之織物係從長得多(實質上無末端)之纖維製成。因此，在所述之織物內，纖維末端之密度明顯較小，因此液體沿著纖維行進的障壁亦明顯較小。
此外，用於所述之織物的纖維素無末端之纖維於液體吸收時展現膨脹。此種膨脹對於促進芯吸能力之次微米通道的形成及/或尺寸有影響。此外，不同纖維之間的合併點亦由在液體吸收時膨脹的材料所組成。因此，該等合併點亦促進液體擴散及芯吸。因此，合併因子亦可為用於朝所希望值訂製液體擴散速率之參數。
根據本發明之實施態樣，所述之織物的芯吸速度為至少0.35克水/1克織物/1秒，特別是至少0.35克水/1 克織物/1秒，及更特別是至少0.40克水/1克織物/1秒。
根據本發明另外的實施態樣，至少一部分纖維108係於合併位置整體合併。特別地或較佳地，纖維之合併因子係在0.2%與100%之間的範圍，特別是在0.5%與15%之間的範圍。
在本文件中，術語「合併」特別可表示不同纖維於個別合併位置之整體互連，其導致由先前分開之纖維預形物所構成的一個整體連接纖維結構的形成。合併可表示為於一、一些或全部之經合併的纖維的凝聚期間所建立的纖維-纖維連接。互連之纖維可在沒有不同的額外材料(諸如單獨的黏著劑)下於個別合併位置彼此強力黏附以形成共同結構。分開經合併的纖維可能需要破壞纖維網絡或其一部分。
為了測定織物之合併因子(其亦可表示為區域合併因子)，可進行以下測定製程：可光學分析織物之正方形樣本。在與正方形樣本之至少一個對角線交叉的纖維之各合併位置(特別是合併點或合併線)周圍畫出圓圈，其具有必須保持完全在該正方形樣本內部之直徑。決定該圓圈的尺寸以使該圓圈包括經合併的纖維之間的合併區域。計算經測定之圓圈的直徑值之算數平均值。合併因子係計算為該平均直徑值與該正方形樣本的對角線長度之間的比，以及可以百分比表示。
合併可藉由製造非織纖維素纖維織物之方法的製程參數之對應控制而觸發。特別是，萊賽爾紡絲液之 長絲凝聚可於尚未呈沉澱的固態纖維狀態之長絲之間的首次接觸而觸發(或至少完成)。從而，仍呈溶液相然後或之後藉由凝聚轉化成固態相的長絲之間的相互作用使得能適當調整合併特性。合併程度為可用以調整所製造之織物的性質之有力參數。特別是，合併位置之密度愈高，則網絡之機械安定性愈大。藉由織物體積上之合併位置的不均勻分布，亦可調整高機械安定性之區及其他低機械安定性之區。例如，織物分成獨立部分可經精確界定以局部發生於具有低合併位置數目之機械性脆弱區。在較佳實施態樣中，纖維間之合併係藉由使呈萊賽爾紡絲液形式之不同纖維預形物於凝聚之前彼此直接接觸而觸發。藉由此種凝聚製程，執行纖維之單一材料共同沉澱，從而形成合併位置。
所述之合併因子為織物之纖維網絡的不同纖維之間的網絡的高度特徵參數。0%之合併因子對應於無合併點的織物，即，彼此僅藉由摩擦相互作用之完全分開的纖維。合併因子為100%對應於由合併點組成之織物，即，形成連續結構如膜的完全整體之纖維。藉由調整合併因子，亦可精確地調整對應之織物的物理性質(特別是機械安定性)。
視該特定結構而定以及特別是視合併因子而定，合併位置可包含(a)合併點，纖維係在該合併點以點狀接觸合併；(b)合併線，纖維沿著該合併線至少在其長度的一部分並排相互對齊，以形成上層纖維結構。合併點可 為由與互連的纖維相同材料製成之點狀結構。合併線可視為具有長橢圓形之線的合併位置，其明顯大於沿著該合併線連接之纖維的直徑。合併線因而可為沿著一分段(section)連接纖維的延伸結構，纖維沿著該分段平行或並排延伸。
根據本發明另外的實施態樣，纖維中的不同纖維係至少部分位於不同的可區分層，且該織物特別包含以下特徵之至少一者：(a)不同層之纖維係於該等層之間的至少一個位置整體連接；(b)該纖維中至少部分位於不同層之不同纖維的纖維直徑係不同，特別是平均纖維直徑係不同；(c)不同層之纖維具有相同纖維直徑，特別是具有實質上相同的平均纖維直徑；(d)不同層之纖維網絡提供不同功能性，其中該不同功能性特別包含由下列所組成之群組的至少一者：不同芯吸性、不同各向異性行為、不同液體吸收能力、不同清潔性、不同光學性質、不同粗糙度、不同平滑度、以及不同機械性質。
在本文件內容中，「至少部分位於不同的可區分層之不同纖維」可意指至少在例如藉由電子顯微鏡所拍攝的影像內，個別層在層之間顯示可見的分離或界面區。如上述特徵(a)所詳細說明，不同層可於至少一個合併位置整體連接。從而，例如，織物之二(或更多)個不同層可藉由將二(或更多)個之具有噴絲孔之噴嘴依序對齊而形成，萊賽爾紡絲液係透過該具有噴絲孔之噴嘴擠出以供凝聚及形成纖維。當此種排列與移動的(輸送帶型)纖維支撐 單元組合時，纖維之第一層係藉由第一噴嘴形成於纖維支撐單元上，以及當該移動的纖維支撐單元到達第二噴嘴之位置時，第二噴嘴於該第一層上形成纖維之第二層。該方法的製程參數可經調整以使合併點形成於第一層與第二層之間。如前文已提及，「合併」可表示不同纖維在個別合併點之互連，其導致由先前係與不同層相關之先前兩個分開的纖維所構成之一個整體連接纖維結構的形成。特別是，尚未因凝聚而完全固化或凝固的正在形成之第二層的纖維可例如仍具有仍然呈液態萊賽爾溶液相且尚未呈完全固化固態的外層或表面區。於此種預形成纖維(pre-fiber)結構彼此接觸及然後完全固化成固態纖維狀態時，此可導致在位於不同個別相鄰層之間的界面區之兩個合併的纖維的形成。
如上述特徵(b)所詳細說明，纖維中至少部分位於不同層之不同纖維的纖維直徑係不同，特別是平均纖維直徑係不同。當所述之織物的不同層係由具有不同(平均)纖維直徑的纖維形成時，不同層之機械性質可個別地調整。例如，該等層中之一層可藉由使用具有相對大纖維直徑的纖維而具備勁度特徵，然而另一層可具備平滑或彈性特徵(例如，藉由使用具有相對小纖維直徑的纖維)。例如，擦拭巾可製成具有相對粗糙表面以供藉由機械性移除污垢來清潔，以及具有相對平滑表面以供擦拭，即，經配置以從待清潔表面吸收水等。
然而，如上述特徵(c)所詳細說明，或者亦可 能的是，不同層之纖維具有相同直徑，特別是具有相同平均直徑。在此種實施態樣中，相鄰層可具有相似或相同的物理性質。彼等可於其間的合併點強或弱互連。每界面面積之此等合併點的數目可定義相鄰層之間的耦合強度。在小耦合強度下，該等層可由使用者輕易地分開。在高耦合強度下，該等層可保持永久彼此附接。
要提及的是，就使在所述之多層結構內的相鄰層相互附接而言，不需要任何額外的黏著材料，諸如黏合劑。因此，液體可無任何阻礙地擴散透過個別層界面。
根據本發明另外的實施態樣，纖維網絡包含以下特徵之至少一者：(a)在同一纖維內，不同纖維段之纖維直徑相對於該纖維的最小直徑差異大於50%；(b)不同纖維之纖維直徑相對於該等纖維中之一者的最小直徑差異大於50%。
本文件中，術語「纖維直徑相對於最小直徑差異大於50%」可特別表示最大纖維直徑與最小纖維直徑之間的比乘以100%，其中從所得的結果減去100%，得到高於50%的值。「纖維直徑相對於最小直徑差異大於50%」可意指最大纖維直徑與最小纖維直徑之間的比係大於1.5。
若如上述特徵(a)所詳細說明之同一纖維內有此種大纖維直徑變化，關於直徑之不均勻性可視為表示纖維內之直徑變化(intra fiber diameter variation)。不希望受 到特定理論限制，目前認為當此等纖維形成織物中之網絡時，個別纖維之直徑的不均勻性增加當該織物內不同個別纖維相對彼此移動時必須克服的摩擦力。該效果的結果係提高織物的機械安定性。
若如上述特徵(b)所詳細說明之不同纖維之間有此種大纖維直徑變化，關於直徑之不均勻性可稱為纖維間之直徑變化。在此種實施態樣中，個別纖維本身可顯示直徑均勻性或不均勻性，但藉由纖維比較，不同纖維在纖維中之直徑係不同。在這種情況下，不同直徑或不同直徑分布之纖維的相互作用可造成較細纖維的較強彎曲以及較粗纖維的僅稍微彎曲。當此等不同直徑的纖維形成織物中之網絡時，提高的無序性抑制不同纖維相對彼此相互運動。該現象的結果係提高之織物的安定性。
根據本發明另外的實施態樣，纖維網絡包含以下特徵之至少一者：(a)至少3%，特別是至少5%之纖維具有非圓形橫斷面形狀，其圓度不超過90%；(b)至少1%，特別是至少3%之纖維具有非圓形橫斷面形狀，其圓度不超過80%，特別是不超過70%。
在本文中，術語「圓度」可特別表示在纖維之橫斷面的內切圓與外接圓之間(即，正好足以配合該纖維橫斷面內部以分別圍起或環繞該纖維橫斷面的圓之最大尺寸及最小尺寸)之間的比。為了測定圓度，與纖維之延伸方向垂直的橫斷面可與該纖維相交。因而，圓度可表示 為個別纖維之橫斷面形狀接近具有100%圓度的圓之橫斷面形狀的接近程度的度量。
例如，纖維之橫斷面可具有橢圓(oval)(特別是橢圓形(elloptic))形狀或可具有多邊形。更一般地，界定纖維之橫斷面的外部界限之軌跡可為顯示與圓偏差的任何閉合平面線。纖維之橫斷面可完全為圓形或可具有一或多個尖銳邊或圓邊。
描述性地說，該實施態樣所述之織物的纖維展現與完全圓柱形之明顯偏差。從機械觀點來看，此造成在機械負荷存在下，纖維的較佳彎曲方向係由該纖維的橫斷面設計界定。例如，當纖維為具兩個具有不同長度之主軸(即，長軸及短軸)的橢圓形橫斷面形狀時，於所施加之力存在下的彎曲主要以短軸作為彎曲線發生。因而，此種纖維織物之彎曲特徵不再是統計以及不可預測的，而是增加非織纖維素纖維織物的經界定次序。除了對於織物(在至少一個方向)之機械安定性有強烈影響之外，(平均)彎曲半徑亦為影響可於不同纖維之間形成的孔洞之尺寸及形狀以及在一纖維之內部結構內形成的微孔洞之尺寸及形狀的參數。
因此，當考慮關於孔洞之數目、尺寸及/或形狀對於吸水能力的影響之上述考量時，應明白(與圓度相依之)平均彎曲亦對於水擴散及芯吸能力具有強烈影響。
根據本發明另外的實施態樣，纖維的銅含量 低於5ppm及/或鎳含量低於2ppm。
本文件中提及之ppm值全部與質量(而非體積)相關。除此之外，纖維或織物之重金屬污染可為每一種個別重金屬元素不超過10ppm。因使用萊賽爾紡絲液作為用於形成以無末端纖維為底質之織物的基礎(特別是涉及諸如N-甲基-嗎啉(NMMO)之溶劑時)，該織物受到諸如銅或鎳之重金屬的污染(其可能會造成使用者之過敏反應)可保持在極小程度。
視纖維直徑及/或纖維內及/或纖維間之直徑不均勻性及/或織物密度之值或程度而定，活性纖維表面以及介於相鄰纖維之間的間隙之間的體積及間隔可經調整。此對於例如在毛細管效果影響之下液體體積在間隙中積聚的能力有影響。
更詳細地說，所述之液體吸收能力可基於非織纖維織物或纖維網可被視為包含在個別相鄰纖維之間的孔洞或空隙之結構的事實。在織物之原始非浸泡狀態下，空隙係充滿空氣。當該織物吸收液體時，該等空隙係充滿液體(水、乳液、油)。
根據本發明另一方面，提供直接從萊賽爾紡絲液製造非織纖維素纖維織物(特別是如上述織物)之方法。所提供之方法包含(a)萊賽爾紡絲液係透過具有噴絲孔之噴嘴在藉助於氣流下擠出至凝聚流體氣氛中，從而形成實質上無末端之纖維；(b)將該纖維收集於纖維支撐單元上，從而形成織物；以及(c)調整該製造製程之製程參數以 使該織物的特徵為以下特徵之至少一者：(i)液體擴散速率係在5分鐘內為至少3000mm2；(ii)吸水能力之特徵為芯吸速度為至少0.25克水/1克織物/1秒。替代地或是組合地，液體擴散速率可為在24小時內為至少3500mm2。
所述之方法亦基於以下概念：以適當選擇製程參數，可以有效且可靠的方式製造如上述在許多方面改良之非織纖維素纖維織物。
關於參數「液體擴散速率」及「芯吸速度」之給定值，參考上述說明。
在本文件內容中，「具有噴絲孔之噴嘴」(其可例如表示為「噴絲孔之排列」)可為包含線性排列的噴絲孔之排列的任何結構。
要提及的是，不同纖維之直徑變化係藉由控制纖維的凝聚而產生。換句話說，以至少近乎平行定向排列之原始的至少兩個不同纖維可(沿著共同合併線)彼此合併，以產生直徑顯著增加的纖維。藉由控制製程參數(之值)，可選擇此種長纖維合併的機率。因此，合併的(較粗)纖維及原始(較細)纖維之間的比可例如藉由調整擠出黏性萊賽爾紡絲液之噴嘴的相鄰噴絲孔之間的距離來調整。在這方面，應明白該距離愈小，則兩個纖維之間愈可能合併。
使用凝聚流體之紊流，可干擾不同之尚未(完全)凝聚的纖維之間的空間距離。因此，這兩個纖維在 彼等從噴嘴至纖維支撐單元的途徑中彼此接觸的機率可被提高。
要提及的是，亦可實現合併三或更多個原始個別的纖維。因此，甚至可生產更粗的纖維，以使纖維直徑變化提高。
關於「合併」對於在本文件中所述之織物的主要性質(即，「液體擴散速率」及/或「芯吸速度」內容中之吸水能力)的關聯性，參考前文說明該等主要性質與合併之相依性的示例性物理理論之章節。
根據本發明另一方面，提供用於直接從萊賽爾紡絲液製造非織纖維素纖維織物之裝置，及特別是用於製造如上述織物之裝置。所提供之裝置包含(a)具有噴絲孔之噴嘴，其經配置以在藉助於氣流下擠出該萊賽爾紡絲液；(b)凝聚單元，其經配置以提供用於該擠出之萊賽爾紡絲液的凝聚流體氣氛，從而形成實質上無末端之纖維的；(c)纖維支撐單元，其經配置以收集該纖維，從而形成該織物；以及(d)控制單元，其經配置以調整製程參數，以使該織物的特徵為以下特徵之至少一者：(i)液體擴散速率係在5分鐘內為至少3000mm2；(ii)吸水能力之特徵為芯吸速度為至少0.25克水/1克織物/1秒。替代地或是組合地，液體擴散速率可為在24小時內為至少3500mm2。
所述裝置係基於以下概念：該控制單元使能以可靠方式進行上述用於製造更前述之非織纖維素纖維織 物的方法。
根據本發明示例性實施態樣之非織纖維素纖維織物亦可(例如於原位或於後續製程)與一或多種其他材料結合，從而形成根據本發明示例性實施態樣之複合物。可與織物結合以形成此種複合物之示例性材料可選自包含但不局限於下列材料或其組合之材料的群組：短纖漿、纖維懸浮液、濕式成網(wetlaid)非織布、氣流成網(airlaid)非織布、紡黏網、熔吹網、梳理水刺(carded spunlaced)或針扎網或由各種材料製成之其他似片狀結構。在實施態樣中，不同材料間之連接可藉由(但不局限於)下列製程之一或其組合完成：合併、水力纏絡、針扎、氫鍵結、熱結合、藉由黏合劑膠合、積層及/或軋光。
根據本發明另一方面，提供將如上述之非織纖維素纖維織物用於由下列所組成之群組中的至少一者之方法：擦拭巾(wipe)、家用機片(household sheet)、過濾器、衛生產品、醫療應用產品、地工織物(geotextile)、農業織物(agrotextile)、衣物、建築技術產品、汽車產品、家飾用品(furnishing)、工業產品、休閒、美容、運動或旅行相關產品、以及學校或辦公室相關產品。
根據本發明另一方面，提供包含如上述之非織纖維素纖維織物的產品或複合物。
網，不論是100%纖維素纖維網或例如包含二或更多種纖維、或經化學改質之纖維或併入諸如抗菌材料、離子交換材料、活性碳、奈米顆粒、洗劑、醫療用劑 或阻燃劑等材料之纖維、或雙組分纖維的網或由彼等組成的網之特別用途可如下：根據本發明示例性實施態樣之非織纖維素纖維織物可用於製造擦拭巾，諸如嬰兒用、廚房、濕巾、化妝用、衛生用、醫療用、清潔用、拋光(汽車、家具)、除塵用、工業用、除塵器及拖把用擦拭巾。
根據本發明示例性實施態樣之非織纖維素纖維織物亦可能用於製造過濾器。例如，此種過濾器可為空氣過濾器、HVAC、空調過濾器、煙道氣過濾器、液體過濾器、咖啡過濾器、茶袋、咖啡袋、食品過濾器、水純化過濾器、血液過濾器、香煙過濾器；車廂過濾器(cabin filter)、濾油器、濾筒、真空過濾器、真空吸塵器袋、濾塵器、液壓過濾器、廚房過濾器、風扇過濾器、濕交換過濾器(moisture exchange filter)、花粉過濾器、HEVAC/HEPA/ULPA過濾器、啤酒過濾器、濾乳器、液態冷卻劑過濾器及果汁過濾器。
在又另外的實施態樣中，非織纖維素纖維織物可用於製造吸收性衛生產品。其實例為收集層(acquisition layer)、保健衛生用透氣織物(coverstock)、分布層、吸收性覆蓋物、衛生棉、覆面材(topsheet)、背襯(backsheet)、腿套(leg cuff)、可沖式產品、護墊(pad)、哺乳墊(nursing pad)、拋棄式內褲(disposal underwear)、嬰幼兒訓練尿褲(training pant)、口罩(face mask)、美容面膜、卸妝棉、洗臉巾(washcloth)、尿布、及釋放活性組分 (諸如紡織品柔軟劑)之乾衣機片。
在又另外的實施態樣中，非織纖維素纖維織物可用於製造醫療應用產品。例如，此等醫療應用產品可為拋棄式帽、診療服、口罩及鞋套、傷口護理產品、滅菌包裝產品、保健衛生用透氣織物產品、敷料、單向衣服(one way clothing)、透析產品、通鼻止鼾貼片(nasal strip)、假牙(dental plate)黏著劑、拋棄式內褲、覆蓋巾(drape)、圍纏帶及包紮物(packs)、海綿、敷料及擦拭巾、床單、經皮藥物遞輸、包布(shrouds)、看護墊(underpad)、手術包(procedure pack)、熱敷墊、造口袋襯(ostomy bag liner)、固定膠及保溫箱床墊(incubator mattresses)。
在又另外的實施態樣中，非織纖維素纖維織物可用於製造地工織物。此可涉及作物保護覆蓋物之製造、灌溉墊(capillary matting)、純水、灌溉控制、瀝青加鋪鋪面、土壤穩定、排水、澱積及侵蝕控制、水池防水布(pond liner)、浸漬基底(impregnation based)、排水道襯布(drainage channel liner)、土地穩定(ground stabilisation)、凹坑襯布(pit lining)、種子覆蓋毯(seed blanket)、抑草蓆(weed control fabric)、溫室遮蔭布、植袋(root bag)以及可生物降解之花盆。亦可將；非織纖維素纖維織物用於植物箔片(plant foil)(例如為植物提供光保護及/或機械保護，及/或對植物或土壤提供藥物或種子)。
在又另外的實施態樣中，非織纖維素纖維織 物可用於製造衣物。例如，可以此等織物為基礎製造裏襯、保暖及防護衣物、手提袋組件、鞋組件、皮帶襯裡、工業用帽/鞋、拋棄式工作服、衣物及鞋袋以及熱絕緣。
在又另外的實施態樣中，非織纖維素纖維織物可用於製造建築技術產品。例如，可使用此種織物製造屋頂及瓷磚鋪底層、屋頂底板(underslating)、隔熱及隔音、建築防水透氣膜(house wrap)、石膏板飾面、管包覆物(pipe wrap)、混凝土模製層(concrete moulding layer)、地基及土地穩定、垂直排水系統、木瓦板、屋頂油氈(roofing felt)、噪音減除、活化、密封材料、及減震材料(機械式)。
在又另外的實施態樣中，非織纖維素纖維織物可用於製造汽車產品。實例為車廂過濾器、汽車行李廂襯裡、置物板(parcel shelf)、遮熱板、行李廂蓋的襯條(shelf trim)、模製引擎罩襯裡、汽車行李廂底板覆蓋物、濾油器、車頂襯裡(headliner)、後置物板、裝飾織物、安全氣囊、隔音墊、絕緣材料、車罩、止滑墊(underpadding)、汽車腳踏墊、膠帶、背膠及簇絨地毯、椅套、車門飾條、針刺地毯、以及汽車地毯底布。
根據本發明示例性實施態樣所製造之織物的又另外的應用領域為家飾用品，諸如家具、營造、靠背扶手椅之鋪墊料(insulator to arms and backs)、坐墊套布(cushion ticking)、防療罩、裡布、車縫強化、裝飾邊條材料、寢具、被褥背襯(quilt backing)、彈簧床包(spring wrap)、床墊薄墊組件(mattress pad component)、床罩(mattress cover)、窗簾、壁紙、地毯底布、燈罩、床墊組件、彈簧床鋪墊料(spring insulator)、密封件、枕頭套布及墊褥布。
在又另外的實施態樣中，非織纖維素纖維織物可用於製造工業產品。此可涉及電子產品、軟碟襯墊(floppy disc liner)、電纜絕緣、研磨劑、絕緣膠帶、輸送帶、噪音吸收層、空調、電池隔板、酸系統(acid system)、防滑墊去污劑(anti-slip matting stain remover)、保鮮膜、膠帶、香腸腸衣、乳酪包膜(cheese casing)、人造皮革、石油回收索及袋(oil recovery booms and socks)、以及造紙毯(papermaking felt)。
根據本發明示例性實施態樣之非織纖維素纖維織物亦適於製造休閒及旅行相關之產品。此種應用為睡袋、帳篷、行李箱、手提袋、購物袋、飛行用頭枕、CD保護套、枕頭套、以及三明治包裝(sandwich packaging)。
本發明示例性實施態樣之又另外的應用領域係關於學校及辦公室產品。其實例可提及書套、郵寄封套、地圖、記號及三角旗、毛巾、以及旗幟。
必須注意的是，本發明之實施態樣係參考不同主題說明。特別是，一些實施態樣係參考設備型申請專利範圍說明，而另外的實施態樣係參考方法型申請專利範圍說明。然而，熟習本領域之人士將從上文及下文說明推測，除非另外告知，否則除了屬於一種主題類型的特徵之 任何組合以外，關於不同主題的特徵之間的任何組合，特別是設備型申請專利範圍的特徵以及方法型申請專利範圍的特徵之間的任何組合被視為與本文件一起揭示。
從下文待說明之實施態樣的實例本發明前文所界定之方面以及另外的方面是顯而易見的，且係參考實施態樣之實例予以解釋。下文將參考實施態樣之實例更詳細描述本發明，但本發明不局限於此。
100:用於製造非織纖維素纖維織物之裝置
102:非織纖維素纖維織物/網狀織物
104:萊賽爾紡絲液
106:凝聚流體
108:纖維
108a:原纖維
108b:纖維殼
110:木漿
112:水容器
113:計量單元
114:貯存槽
116:溶劑容器
118:濃縮單元
119:混合單元
120:溶解單元
122:噴嘴
124:纖維形成單元
126:噴絲孔
128:凝聚單元
132:(輸送帶型)纖維支撐單元
134:進一步處理單元
136:輥
140:控制單元
146:氣流
180:清洗單元
200:合併的層/第一網絡層
202:合併的層/第二網絡層
202’:合併的層/另一網絡層
204:層內合併位置/層內合併點/層內合併線
206:上層纖維結構
220:非合併交叉位置
280:內切圓
282:外接圓
r、R:分別為內切圓及外接圓的半徑
t1、t2、t3:層厚度
圖1圖示說明根據本發明示例性實施態樣之用於製造非織纖維素纖維織物之裝置，該非織纖維素纖維織物係藉由凝聚流體從正在凝聚之萊賽爾紡絲液直接形成。
圖2至圖4顯示根據本發明示例性實施態樣，其中個別纖維之合併係已藉由特定製程控制而予以完成之非織纖維素纖維織物的實驗拍攝影像。
圖5及圖6顯示根據本發明示例性實施態樣，其中纖維的膨脹已完成之非織纖維素纖維織物的實驗拍攝影像，其中圖5顯示呈乾燥非膨脹狀態的纖維織物，以及圖6顯示呈潮濕膨脹狀態之纖維織物。
圖7顯示根據本發明示例性實施態樣之非織纖維素纖維織物的實驗拍攝影像，其中纖維的兩個疊加層的形成已藉由實施兩個依序之噴嘴條的特定方法完成。
圖8顯示由水之毛細管高度提供的毛細管力作為毛細 管直徑之函數的一般相依性。
圖9顯示圖示說明由具有液體擴散速率之各向異性值的織物所吸收的液體之非各向同性擴散的示意影像。
圖10顯示以其內部結構的特徵為複數個原纖維結構，且因此通道為次微米等級之單一纖維的實驗拍攝影像。
圖11顯示具有撚合、纖維內之直徑變化、纖維間之直徑變化、以實質上平行方式凝聚之纖維、及孔洞尺寸及形狀不同的非織纖維素纖維織物之實驗拍攝影像。
圖12顯示非織纖維素纖維織物的示意影像，其中顯示纖維之間的不同類型的合併位置以及纖維之間的交叉位置。
圖13顯示包含兩個堆疊且合併的纖維網絡層之非織纖維素纖維織物的示意影像。
圖14顯示根據本發明示例性實施例，如何可將具有偏離圓形橫斷面之橫斷面的纖維之圓度計算為纖維的橫斷面之內切圓與外接圓之間的比。
圖15圖示包含三層網絡層之非織纖維素纖維織物。
圖16圖示說明根據本發明示例性實施態樣之用於製造由無末端之纖維素纖維網的兩個堆疊層所構成之非織纖維素纖維織物的裝置之一部分。
圖式中之圖示說明為示意性質。應注意，在不同圖中，對相似或相同元件或特徵提供相同參考符號。 為了避免不必要的重複，關於先前所述實施態樣已說明的元件或特徵在本說明書稍後部分不再說明。
此外，空間相關術語，諸如「前」及「後」、「上方」及「下方」、「左」及「右」等係用以描述圖式中所圖示之元件與另外的元素之關係。因此，空間相關術語可應用於與圖式中所繪示的定向不同之使用定向。由於根據本發明之實施態樣的設備於使用時可採取與圖中所示者不同的定向，所有此等空間相關術語明顯地係指圖中所示的定向，其僅為了簡化描述且不必然具有限制性。
圖1圖示說明根據本發明示例性實施態樣之用於製造從萊賽爾紡絲液104直接形成之非織纖維素纖維織物102的裝置100。萊賽爾紡絲液104係藉由凝聚流體106至少部分凝聚而轉化成部分形成之纖維素纖維108。藉由裝置100，可進行根據本發明示例性實施態樣之萊賽爾溶液吹紡製程。在本申請案內容中，術語「萊賽爾溶液吹紡製程」可特別包括可形成具有個別長度(discrete length)的基本上無末端之長絲或纖維108或所獲得之具有個別長度的無末端之長絲及纖維的混合物之製程。如下文進一步說明，提供各具有噴絲孔126之噴嘴，纖維素溶液或萊賽爾紡絲液104與氣流(gas stream/gas flow)146一起透過該噴嘴噴射以製造根據本發明示例性實施態樣之非織纖維素纖維織物102。
從圖1可看出，可經由計量單元113將木漿 110、另外的以纖維素為底質之原料等供應至貯存槽114。來自水容器112之水亦經由計量單元113供應至貯存槽114。如此，在下文進一步詳細說明之控制單元140控制下的計量單元113可界定待供應至貯存槽114的水及木漿110的相對量。容納於溶劑容器116之溶劑(諸如N-甲基-嗎啉(NMMO))可在濃縮單元118中濃縮，及然後可於混合單元119中以可界定之相對量與水及木漿110或另外的以纖維素為底質之原料的混合物混合。混合單元119亦可由控制單元140控制。從而於溶解單元120中以可調整之相對量將水-木漿110介質溶解於濃縮溶劑中，因而獲得萊賽爾紡絲液104。該水性萊賽爾紡絲液104可為由包含木漿110的(例如5質量%至15質量%)纖維素及(例如85質量%至95質量%)溶劑構成的蜂蜜狀黏稠介質(honey-viscous medium)。
將萊賽爾紡絲液104發送至纖維形成單元124(其可具體化為或其可包含一些紡絲軸(spinning beam)或噴嘴122)。例如，噴嘴122之噴絲孔126的數目可大於50，特別是大於100。在一實施態樣中，纖維形成單元124(其可包含一些噴嘴122之紡嘴)之全部噴絲孔126可具有相同尺寸及/或形狀。或者，一個噴嘴122之不同噴絲孔126及/或不同噴嘴122(其可依序排列以形成多層織物)之噴絲孔126的尺寸及/或形狀可不同。噴絲孔126係排列為噴絲孔126的一維排列。
於萊賽爾紡絲液104通過噴嘴122之噴絲孔126時，其係分成複數個平行的萊賽爾紡絲液104股線。垂 直定向之氣流(即，與紡絲方向實質上平行定向)迫使萊賽爾紡絲液104轉變成可在控制單元140的控制之下藉由改變製程條件而調整的愈來愈長而細之股線。氣流可沿著其自噴絲孔126至纖維支撐單元132之路徑的至少一部分加速萊賽爾紡絲液104。
於萊賽爾紡絲液104移動通過噴嘴122及進一步向下時，萊賽爾紡絲液104的長而細之股線係與無溶劑凝聚流體106相互作用。凝聚流體106有利地具體化呈蒸氣霧(例如水霧)。凝聚流體106之製程相關性質係藉由一或多個凝聚單元128控制，提供具有可調整性質之凝聚流體106。然後，凝聚單元128係藉由控制單元140控制。較佳地，個別凝聚單元128係提供於個別噴嘴或噴絲孔126之間以供各自調整所製造之織物102的個別層之性質。較佳地，各噴嘴122可具有兩個指派之凝聚單元128，一邊一個。個別噴嘴122因而可具備個別萊賽爾紡絲液104部分，其亦可經調整以使所製造之織物102的不同層具有不同的可控制性質。
於與凝聚流體106(諸如水)相互作用時，萊賽爾紡絲液104之溶劑濃度降低，以使萊賽爾紡絲液104的纖維素(例如木漿110(或其他原料)至少部分凝聚成長而細之纖維素纖維108(其可仍然含有殘留溶劑及水)。
於從擠出之萊賽爾紡絲液104初始形成個別纖維素纖維108期間或之後，該纖維素纖維108係沉積於纖維支撐單元132上，該纖維支撐單元132於此處係具體化為 具有平坦纖維容納表面的輸送帶。纖維素纖維108形成非織纖維素纖維織物102(圖1中僅示意圖示)。非織纖維素纖維織物102係由連續且實質上無末端之長絲或纖維108構成。
雖然圖1未顯示，於藉由凝聚單元128凝聚以及於清洗單元180中清洗所去除的萊賽爾紡絲液104之溶劑可至少部分再循環。
於沿著纖維支撐單元132運送時，非織纖維素纖維織物102可藉由供應清洗液之清洗單元180清洗，以去除殘留溶劑，然後可予以乾燥。可進一步經隨意但有利的進一步處理單元134處理。例如，此種進一步處理會涉及水力纏絡、針扎、浸漬、經加壓蒸汽蒸汽處理、軋光等。
纖維支撐單元132亦可將非織纖維素纖維織物102運送至捲取機136，非織纖維素纖維織物102可呈實質上無末端之薄片收集捲於取機136上。然後非織纖維素纖維織物102可呈實體製造產品(諸如以非織纖維素纖維織物102為底質之擦拭巾或紡織品)的卷狀貨品形式輸送。
如圖1表示，所述之製程可由控制單元140(諸如處理器、處理器之一部分、或複數個處理器)控制。控制單元140係經配置以控制圖1所示之各種不同單元的操作，特別是計量單元113、混合單元119、纖維形成單元124、凝聚單元128、進一步處理單元134、溶解單元120、清洗單元180等之一或多者。因而，控制單元140(例 如藉由執行電腦可執行程式碼，及/或藉由執行使用者所定義之控制指令)可精確且靈活地界定據以製造非織纖維素纖維織物102的製程參數。本文內容中之設計參數為沿著噴絲孔126之空氣流、凝聚流體106之性質、纖維支撐單元132之驅動速度、萊賽爾紡絲液104之組成、溫度及/或壓力等。可經調整以調整非織纖維素纖維織物102的性質之另外的設計參數為噴絲孔126數目及/或相互距離及/或幾何排列、萊賽爾紡絲液104之化學組成及濃度等。因而，如下述，非織纖維素纖維織物102之性質可做適當調整。此等可調整性質(見下文詳細說明)可涉及一或多項下列性質：纖維108之直徑及/或直徑分布、纖維108之間的合併量及/或區、纖維108之純度水準、多層織物102之性質、織物102之光學性質、織物102之流體保留及/或流體釋放性質、織物102之機械安定性、織物102之表面平滑度、纖維108之橫斷面形狀等。
雖然未顯示，但各紡絲噴嘴122可包含聚合物溶液入口，萊賽爾紡絲液104係經由該聚合物溶液入口供應至噴嘴122。經由空氣入口，可將氣流146施加至萊賽爾紡絲液104。從噴嘴122內部中之相互作用腔室開始以及由噴嘴套管界定，萊賽爾紡絲液104向下移動或加速(藉由將萊賽爾紡絲液104向下拉之氣流146)通過個別噴絲孔126，且係在氣流146影響之下橫向變窄，以於萊賽爾紡絲液104在凝聚流體106環境中與氣流146一起向下移動時形成連續漸縮之纖維素長絲或纖維素纖維108。
因而參考圖1所述之製造方法中所涉及的製程可包括使萊賽爾紡絲液104(其亦可表示為纖維素溶液)成形以形成液態股或潛在的長絲，其係由氣流146拉伸且直徑顯著縮小以及長度增加。亦可涉及於纖維支撐單元132上形成網之前或期間藉由凝聚流體106進行潛在的長絲或纖維108(或其預形物)之部分凝聚。將長絲或纖維108形成網狀織物102、清洗、乾燥以及視需要可進一步處理(見進一步處理單元134)。長絲或纖維108可收集於例如轉桶或帶上，由此形成網。
由於上述製造製程及特別是所使用之溶劑的選擇緣故，纖維108之銅含量低於5ppm以及鎳含量低於2ppm。此有利地改善織物102的純度。
根據本發明示例性實施態樣之萊賽爾溶液吹紡的網(即，非織纖維素纖維織物102)展現一或多項下列性質：
(i)網之乾重為5至300g/m2，較佳為10至80g/m2
(ii)網之厚度根據標準WSP120.6分別為DIN29073(特別是在本專利申請的優先權日生效的最新版)為0.05至10.0mm，較佳為0.1至2.5mm
(iii)網於MD之比韌度根據EN29073-3，分別為ISO9073-3(特別是在本專利申請的優先權日生效的最新版)，範圍為0.1至3.0Nm2/g，較佳為0.4至2.3Nm2/g
(iv)網之平均伸長率根據EN29073-3，分別為ISO9073- 3(特別是在本專利申請的優先權日生效的最新版)，範圍為0.5至100%，較佳為4至50%。
(v)網之MD/CD韌度比為1至12
(vi)網之保水性根據DIN 53814(特別是在本專利申請的優先權日生效的最新版)為1至250%，較佳為30至150%
(vii)網之保水力根據DIN 53923(特別是在本專利申請的優先權日生效的最新版)範圍為90至2000%，較佳為400至1100%。
(viii)低於5ppm之銅含量及低於2ppm之鎳含量的金屬殘留水準。
最佳的，萊賽爾溶液噴紡之網展現前文提及之全部性質(i)至(viii)。
如上述，用以製造非織纖維素纖維織物102之方法較佳包含：
(a)經由至少一個噴嘴122之噴絲孔126將包含溶解於NMMO之纖維素的溶液(見參考符號104)擠出，從而形成萊賽爾紡絲液104之長絲
(b)藉由氣態流(見參考符號146)拉伸萊賽爾紡絲液104之長絲
(c)使長絲與較佳係含水的蒸氣霧(見參考符號106)接觸，從而使至少部分纖維108沉澱。因此，長絲或纖維108係於形成網或非織纖維素纖維織物102之前至少部分沉澱。
(d)收集及沉澱該長絲或纖維108以形成網或非織纖維 素纖維織物102
(e)於清洗管路(見清洗單元180)中去除溶劑
(f)隨意地經由水力纏絡、針扎等(見進一步處理單元134)結合
(g)乾燥及捲起
非織纖維素纖維織物102之成分可藉由合併、交纏、氫鍵結、物理結合(諸如水力纏絡或針扎)及/或化學結合而結合。
為了進一步處理，非織纖維素纖維織物102可與相同及/或另外的材料之一或多層組合，諸如(未圖示)合成聚合物、纖維素短纖漿之層；纖維素或合成聚合物纖維、雙組分纖維之非織網；纖維素漿(諸如氣流成網或濕式成網漿)之網；高韌度纖維、疏水性材料、高性能纖維(諸如耐溫材料或阻燃材料)之網或織物；使最終產品(諸如聚丙烯或聚酯層)之性質改變的層；可生物降解之材料(例如從聚乳酸形成之膜、纖維或網)及/或高蓬鬆材料。
亦可組合數個可分辨之非織纖維素纖維織物102層，詳見例如圖7。
非織纖維素纖維織物102基本上可只由纖維素組成。或者，非織纖維素纖維織物102可包含纖維素及一或多種另外的纖維材料之混合物。非織纖維素纖維織物102進一步可包含雙組分纖維材料。非織纖維素纖維織物102中之纖維材料可至少部分包含改質物質。改質物質可選自例如由下列所組成之群組：聚合樹脂、無機樹脂、無 機顏料、抗菌產品、奈米顆粒、洗劑、阻燃產品、吸收性改良添加劑，諸如超吸收性樹脂、離子交換樹脂、碳化合物，諸如活性碳、石墨、導電性之碳、X射線對比物質、發光顏料、以及染料。
結論是，從萊賽爾紡絲液104直接製造之纖維素非織網或非織纖維素纖維織物102能達到經由短纖途徑無法達成的附加價值網性能。此包括可能形成均勻輕量網、製造微纖維產品、以及製造形成網之連續長絲或纖維108。此外，相較於來自短纖之網，不再需要數個製造製程。此外，根據本發明示例性實施態樣之非織纖維素纖維織物102為可生物降解以及從永續來源之原材料(即，木漿110等)製造。此外，其具有純度及吸收性方面的優點。除此之外，其具有可調整之機械強度、勁度及柔軟度。此外，根據本發明示例性實施態樣之非織纖維素纖維織物102可製成具有低單位面積重量(例如，10至30g/m2)。小至直徑不超過5μm(特別是不超過3μm)的極細長絲可用此技術製造。另外，根據本發明示例性實施態樣之非織纖維素纖維織物102可形成具有廣範圍之網美感，例如似扁平脆膜方式、似紙方式、或似柔軟可撓性紡織品方式。藉由調適所述製程之製程參數，可進一步精確地調整非織纖維素纖維織物102的勁度及機械剛性或可撓性及柔軟度。此可例如藉由調整合併位置數、層數，或藉由後處理(諸如針扎、水力纏絡及/或軋光)來調整。特別可製造具有降至10g/m2或更低之相對低基重的非織纖維素纖維織物102， 以獲得具有小直徑(例如，降至3至5μm或更低)等之長絲或纖維108。
圖2、圖3及圖4顯示根據本發明示例性實施態樣，其中個別纖維108之合併係藉由對應製程控制而已完成之非織纖維素纖維織物102的實驗拍攝影像。圖2至圖4中之橢圓形標記顯示多個纖維108彼此整體連接之合併區。在此等合併點，二或更多個纖維108可互連以形成整體結構。
圖5及圖6顯示根據本發明示例性實施態樣，其中纖維108的膨脹已完成之非織纖維素纖維織物102的實驗拍攝影像，其中圖5顯示呈乾燥非膨脹狀態的纖維織物102，以及圖6顯示呈潮濕膨脹狀態之纖維織物102。可於圖5及圖6二者狀態下測量孔徑並彼此比較。於計算30個測量之平均值時，可測得因纖維108於水性介質中膨脹所致的孔徑縮小至高達其初始直徑的47%。
圖7顯示根據本發明示例性實施態樣之非織纖維素纖維織物102的實驗拍攝影像，其中纖維108之兩個疊加層200、202的形成係藉由對應製程設計(即，多個紡嘴之依序排列)完成。這兩個獨立但連接之層200、202於圖7中係由水平線表示。例如，n層織物102(n
Figure 107110766-A0305-02-0041-4
2)可藉由沿著縱向依序排列n個紡嘴或噴嘴122來製造。
本發明之具體示例性實施態樣將於下文中更詳細說明：圖8圖示說明根據已知之Washburn方程式， 由水之毛細管高度提供的毛細管力作為毛細管直徑之函數的一般相依性，其中Washburn方程式描述在一束平行圓筒形管中的毛細管流。Washburn方程式為：
Figure 107110766-A0305-02-0042-2
由此，t為具有動態黏度η(eta)及表面張力γ(gamma)之液體穿透距離L進入具有直徑D的管之時間。雖然已科學地探討Washburn方程式(1)亦至少大致適用於多孔材料中的毛細管效果，但本發明人發現Washburn方程式(1)亦至少大致適用於非織纖維素纖維織物。因此，直徑D係由在纖維之間所形成的空隙之平均空間延伸所給予。
圖8中描繪的圖說明用複數個以垂直方向(即，與重力方向水平)延伸之管，測試液體係回應於毛細管力而被吸收至於該等管內的毛細管實驗結果。毛細管力係與特定時間t內所達到的毛細管高度成正比。
若非織纖維素纖維織物良好近似地吸收測試液體水，可將與水的表面張力相關之動態黏度η視為定值。因分別存在之故，於織物內「提供」複數個不同尺寸的空隙或孔洞，一些空隙產生大芯吸速度，而另外的空隙產生較小芯吸速度。然而，在該非織纖維素纖維織物整體材料各處，該等不同芯吸速度係採平均值。在本文中，應暸解非織纖維素纖維織物內之空隙的平均尺寸為芯吸速度的重要參數。因此，藉由選擇萊賽爾紡絲之製程的適當製程參數，可調整個別非織纖維素纖維織物的空隙之平均尺 寸及芯吸速度。
已指出關於芯吸速度，輸送帶型纖維支撐單元(見圖1之參考符號132)的運送速度為重要參數。藉由控制該參數，可獲得適當芯吸速度。不受到特定理論限制，目前認為在提高運送速度下，凝聚之纖維鋪放在輸送帶型纖維支撐單元將有該支撐單元上的纖維之定向朝該支撐單元移動方向「變窄」的分布。考慮到芯吸之較佳方向係沿著纖維素纖維的長度方向，不只一般芯吸速度可藉由調整該支撐單元之速度來控制，亦可獲致在織物內沿著不同方向的不同芯吸速度。關於不同芯吸速度，可獲致1：2、1：5或甚至1：10之各向異性。
芯吸速度之各向異性表現可以有益方式用於例如尿布或衛生棉。在本文中，尿布可視為至少為矩形而非正方形的織物。然後可調整各向異性表現，特別是藉由對應於該織物之側邊長的比之方式來調整輸送帶型纖維支撐單元之速度。在本文中，應明白較大芯吸速度係與較長邊長相關。此可提供將利用織物之全部面積來(快速)吸水的優點。
提及在前文呈現的實體圖像中，相同考量亦適用於液體擴散速率。
圖9顯示圖示說明由具有液體擴散速率之各向異性值的織物所吸收的液體之非各向同性擴散的示意影像。該插圖對應於將待吸收之有色液體沉積於織物102上表示為「X」的位置之實驗。觀察到該織物之沉積液體的 傳播與時間相關。在液體沉積開始之後的預定時間，利用相機拍攝液體擴散之影像。關於此種測量程序的進一步細節已於前文說明。
虛線圓圈代表在關於液體擴散及/或芯吸速度方面具有各向同性表現之織物102內發生的液體擴散之邊緣(如織物102的表面上所看到)。因而，在該織物之平面內全部方向的液體之傳播速度v係相同。此係由圖9利用具有相同長度v的兩個虛線箭頭圖示。
用實線描繪之橢圓為關於液體擴散及/或芯吸速度方面具有各向異性表現的實例。因而，在該織物102之平面內的不同方向之液體的傳播速度係不同。此係於圖9中利用兩個以實線描繪的箭頭圖示。具體而言，橢圓之較長延伸部分對應於較快傳播速度v2，然而橢圓之較短延伸部分對應於較慢傳播速度v1。
圖10顯示單一纖維108及其內部結構之實驗拍攝影像。曲線108b為纖維108之殼。該纖維之內部結構包含複數個原織維108a。因原織維108a存在之故，纖維108之內部結構亦可視為表示具有次微米級通道之原織維結構，其可對液體吸收能力提供顯著貢獻。
實驗研究已揭露，令人意外的，所述之(次微米)原纖維結構為在利用萊賽爾紡絲程序製造的無末端之纖維中特別顯著的特徵。具體而言，可獲致在纖維108內之原纖維結構的高度均勻性。進一步證實，於纖維凝聚剛開始發生的位置之用於纖維凝聚製程的層狀氣流促進原 纖維結構形成，該等原纖維結構特別適於容納液體。
此時，提及在纖維之內部結構內的液體吸收隨著該等纖維之膨脹製程發生。相較於熱塑性材料，小心製造之萊賽爾纖維在其內部展現原織維的相對均勻毛細管系統，該系統沿著該纖維延伸。該毛細管系統於液體吸收時膨脹。下文將更詳細說明，該膨脹造成液體擴散速率及/或芯吸速度之參數值的顯著增加。
圖11顯示根據本發明實施態樣之非織纖維素纖維織物102的實驗拍攝影像。其顯示纖維網絡包括特徵為直徑/纖度及/或形狀之不同變化的纖維108。此涉及撚合、纖維內之直徑變化、纖維間之直徑變化、以實質上平行方式凝聚之纖維108、以及不同尺寸及形狀的孔洞。藉由平均纖維直徑之變化、纖維之合併及撚合，所得之織物的毛細管性質以及因而芯吸速度及液體擴散速率可受到控制。
要提及的是，較細及較粗纖維的混合物可提供織物102的數種受歡迎性質。例如，細纖維可產生相鄰纖維之間的高度毛細管現象，其改善特別是關於芯吸速度及液體擴散速率方面的液體吸收能力。較粗纖維有助於三維纖維織物結構的高度機械安定性。若已於纖維網絡內發展的所謂微孔不會特別因不同纖維之間的黏著力而崩潰，此種提高的安定性會是必要的。在本文中，應明白此等微孔的崩潰會降低液體吸收能力。當然，任何孔洞、腔室、空隙、間隙或孔均因其毛細管力而或多或少有助於織物 102之液體吸收能力。
撚合可由以螺旋方式彼此撚合之至少兩個個別纖維所提供。此外，具有非圓形橫斷面以及經撚合(自撚合)的單一纖維108可視為代表此種撚合。
在萊賽爾紡絲程序中，平均纖維直徑及纖維纖度分別可例如藉由改變個別萊賽爾纖維擠出透過之噴絲孔的尺寸來調整。將尚未凝聚之纖維朝(輸送帶型)纖維支撐單元132(見圖1之參考符號132)拉伸的氣流(見圖1之參考符號146)之變化亦可用於形成纖維108的纖維內之直徑及/或纖維間之直徑變化。
沿著纖維長度之變化可例如藉由加速所擠出之萊賽爾紡絲液朝向輸送帶型纖維支撐單元(見圖1之參考符號132)加速的氣流之壓力及/或速度變化而產生。
採用此等措施，特別是為求機械安定化，可將具有小於5μm(=5×10-6m)之直徑的纖維素纖維併入具有較大直徑之纖維的織物內。該機械安定化功能可防止在織物自身重量下及/或存在外部負荷(例如，當在(輸送帶型)纖維支撐單元(見圖1之參考符號132)的表面利用負壓抽吸時)下，織物之毛細管結構至少部分崩潰。
在本文件中，有數個所述之可控制製程參數用於以可預測方式調整所述之織物的纖維網絡之毛細管現象維度。在本文中，提及特別是關於芯吸速度及/或液體擴散速率之吸水機制係與毛細管系統的幾何形狀及空間維度強烈相關。在吸水製程開始時，毛細管芯吸速度及/或 毛細管液體擴散速率係與或多或少之細微毛細管結構的直徑及/或毛細管半徑強烈相關。
關於液體擴散速率及/或芯吸速度之可達到參數值，更重要的會是在本文件中所述之織物包含實質上無末端之纖維。至少相較於從短纖製成的已知織物，在本文件中所述之織物係從連續的纖維製成。因此，在所述之織物內，纖維末端之數目明顯較少。此意指在所述之織物內，於不同纖維之間延伸的間隙或纖維末端的數目亦明顯較少。在本文中，每一間隙均造成液體於織物內「行進」的特定障壁。因此，無末端之纖維有助於顯著提高液體表面擴散及/或芯吸速度。
此外，與聚合物無末端之纖維相反的，纖維素無末端之纖維於液體吸收時展現膨脹。此種膨脹對於促進關於液體擴散及芯吸之織物的能力之次微米通道(見圖10)具有影響。此外，合併點亦由在液體吸收時膨脹的材料所組成。因此，該等合併點亦促進液體擴散及芯吸。因此，調適合併因子亦可用作朝所希望值訂製液體擴散速率及/或芯吸速度之措施。
圖12顯示根據本發明示例性實施態樣之非織纖維素纖維織物102的示意影像，其中一方面顯示纖維108間之不同類型合併位置204以及另一方面顯示纖維108之間的非合併交叉位置220。
該複數個合併位置204包括合併點，其中至少兩個不同纖維彼此相交，以及合併線，不同纖維108沿 著該合併線在其長度的一部分並排相互對齊，以形成上層纖維結構206，且直徑沿著整體合併線的增加。雖然纖維108係於合併位置204整體連接且於此處僅能藉由破壞纖維網絡而分開，但另外的纖維108於交叉位置220僅彼此摩擦接觸且於此處可相對彼此自由移動。雖然個別兩個纖維108之間的合併及交叉圖示於圖12，但亦可於至少三個纖維108之間分別發生合併及/或交叉。
不受到特定理論限制，目前認為於非合併或於僅不良合併之交叉位置的無合併或僅不良合併展現關於從液體一個纖維行進至另一纖維的障壁。在至少兩個纖維之間有強力合併(見例如圖12之參考數號204)的情況下，所涉及的纖維之間的液體轉移容易得多，特別是快得多。甚至在織物內之纖維的不利空間路線之情況下，全部纖維可容納液體顆粒，以使其膨脹並促進液體吸收能力。
圖13顯示根據本發明示例性實施態樣之非織纖維素纖維織物102之示意橫斷面，該非織纖維素纖維織物102包含互連纖維108之兩個堆疊且合併的網絡層。包含第一纖維108之第一網絡層係以參考符號200表示。包含第二纖維108之第二網絡層係以參考符號202表示。因不同製程參數(值)之故，該第一纖維108的至少一種物理及/或化學性質係與該第二纖維108不同。
根據本文所述之示例性實施態樣，該第一纖維108之(平均)直徑大於該第二纖維108之(平均)直徑。此係由圖13之下方兩個細部圖表示。層200、202之間的界面 之重要性質係顯示於圖13的上方細部圖，其中層內合併點204係可見的，其在界面將層200、202之纖維108整體耦合以提高織物102的界面之安定性。另外，纖維108中位於不同層200、202之不同纖維係在至少一個個別層間合併位置204整體連接(再次見圖13之下方兩個細部圖)。
位於不同纖維網絡層200、202中且形成有不同平均直徑的纖維108可具備不同功能性。此等不同功能性可由不同平均直徑支持，但亦可由個別塗層等進一步促進。此等不同功能性可為例如在芯吸、各向異性表現、不同吸油能力、不同吸水能力、不同清潔性及/或不同粗糙度方面的不同表現。
圖14顯示具有偏離圓形橫斷面之橫斷面的纖維108之圓度的計算方式，其可計算為根據本發明示例性實施態樣之纖維108的橫斷面之內切圓280與外接圓282之間的比。
在該定義下，最小外接圓282係定義為包圍圖14中所圖示之纖維108的橫斷面之圓度輪廓整體的最小圓圈。最大內切圓280係定義為可在圖14中所圖示之纖維108的橫斷面之圓度輪廓內部內切的最大圓圈。在本文件內容中，圓度可定義為內切圓280之半徑r除以外切表面282之半徑R的比。圓度可以所得之百分比值表示。在本實例中，R
Figure 107110766-A0305-02-0049-3
2r，因此纖維108之圓度大約為50%。為了比較，圓柱形纖維108滿足R=r條件，且具有1之圓度。
在繪圖平面(即，與纖維的縱向延伸至少實 質上垂直)內之纖維素纖維的外殼之彎曲亦促進(小孔洞)形成，其會對整體毛細管力有影響以及容納以水為底質及/或以油為底質之液體的液體顆粒。因此，與圓形橫斷面偏差可有助於織物展現大液體吸收能力。
在給定纖維之特定橫斷面情況下，纖維外表面分別隨著圓度降低以及與圓形橫斷面偏差增加而增加。因此，應明白圓度亦為對於毛細管(表面)強度有影響，因此亦對織物102之特別是關於芯吸速度及/或液體擴散速率的液體吸收能力有影響的重要參數。
纖維108之橫斷面形狀可例如藉由個別部分之萊賽爾紡絲液擠出透過的噴絲孔(圖1中以參考符號126表示)之對應橫斷面形狀來調整。然而，個別噴絲孔之另外結構尺寸亦對所得之纖維108的橫斷面形狀有影響。具體而言，具有最小彎曲半徑之橫斷面形狀的部分(即，在圖14左半部分中，纖維108之表面與內切圓280重合處)可視為藉由橫斷面形狀調理所形成的毛細管通道之至少一部分。
圖15圖示說明根據根據本發明實施態樣之包含三層網絡層的非織纖維素纖維織物102。第一(下方)纖維網絡層係以參考符號200表示。形成於該第一纖維網絡層200上之第二(中間)纖維網絡層係以參考符號202表示。形成於該第二纖維網絡層202上之另一(上方)纖維網絡層係以參考符號202’表示。如前文已提及，織物102可包含多於三個堆疊的纖維網絡層。
從圖15可進一步看出，根據本文所述之示例性實施態樣，這三層纖維網絡層200、202、202’具有不同厚度。該第一纖維網絡層200具有第一厚度t1。該第二纖維網絡層202具有第二厚度t2。該另一纖維網絡層202’具有第三厚度t3。
如前文已描述，分別可相關之各層可包含個別的功能性。不同功能性可藉由各式各樣不同纖維網絡特徵(例如，特別是(平均)纖維直徑及/或個別層的合併因子)造成。此外，在適當的層間合併下，不需要任何額外的黏著材料以使相鄰層相互附接。因此，所述之織物可以環境相容方式實現。具體而言，所述之多層織物可用於完全可生物降解產品。
如圖15中示意描繪之多層織物特別可用於需要特定觸覺特徵的應用。可針對特定應用訂製從所述之織物製成的纖維網之適用的特定基本性質。此種特定基本性質可為例如結合織物之覆蓋層的柔軟觸覺特徵之特定液體吸收及/或釋放管理。特別是，纖維直徑變化之適當設計參數使得能產生柔軟度、機械安定性、液體吸收能力、芯吸(速度)等之所希望組合。
具體而言，根據本發明示例性實施態樣之多層織物可包含至少一個具有大液體吸收及/或液體保留能力的內層或中層。該內層或中層可經液體浸泡，預期其於該個別纖維織物產品(例如面膜、清潔巾等)的應用期間釋放。覆蓋層中之至少一者係經配置以提供均勻(在時間及/ 或空間上)液體分配。此種多層織物之設計可例如利用整體織物內的適當纖維直徑變化而獲致。
圖16圖示說明根據本發明示例性實施態樣之用於製造由無末端之纖維素纖維108的兩層堆疊層200、202所構成之非織纖維素纖維織物102的裝置100之一部分。圖16中所顯示之裝置100與圖1所顯示之裝置100之間的差異為根據圖16之裝置100包含如上述兩個依序對齊之噴嘴122以及個別分配之凝聚單元128。在本文所述之實施態樣中，兩個凝聚單元128各分配給噴嘴122中之一者。在圖12中，一個凝聚單元128係位於在噴嘴122與纖維支撐單元132之間延伸的萊賽爾紡絲液104之路徑的左側，以及另一凝聚單元128係分別位於該路徑的右側。由於輸送帶型纖維支撐單元132之可移動纖維容納表面，圖16左側之上游噴嘴122產生層200。層202係藉由下游噴嘴122產生(見圖16之右側)且係附接至先前所形成之層200上主要表面，以獲得織物102之雙層200、202。
根據圖16，控制單元140(控制噴嘴122及全部凝聚單元128)係經配置以調整製程參數，以使不同層200、202之纖維108的纖維直徑對於最小直徑差異大於50%。藉由控制單元140調整層200、202之纖維108的纖維直徑可包含調整與萊賽爾紡絲液104相互作用的凝聚流體106之量。另外，圖16之實施態樣藉由沿著可移動纖維支撐單元132依序排列多個噴絲孔126之噴嘴122(隨意地具有不同性質)來調整用於調整纖維直徑的製程參數。例如， 不同性質可為不同噴絲孔126直徑、不同氣流146之速度、氣流146之量及/或不同氣流146壓力。雖然圖16中未圖示，但可在收集於纖維支撐單元132上之後，例如藉由水力纏絡、針扎、浸漬、經加壓蒸汽蒸汽處理及/或軋光進一步處理纖維108。
另外參考圖16中圖示之實施態樣，可提供一或多個另外的噴嘴條或噴嘴122，以及可沿著纖維支撐單元132之運送方向依序排列。多個噴嘴122可經排列以使纖維108之另一層202可沉積在先前形成之層200上面，較佳係於層200及/或層202的纖維108凝聚或固化製程完全完成之前進行，其可觸發合併。當適當地調整製程參數時，此可具有多層織物102之性質方面的有利影響：不希望受到特定理論限制，目前認為第二層202可視為第一層200之強化，其提高所得織物102的均勻性。機械安定性之提高可由纖維直徑變化(特別是個別纖維108的纖維間之直徑變化及/或纖維內之縱向直徑變化)而進一步改善。當施加較深(特別是穿刺)壓力(例如由空氣或水提供)時，纖維108之橫斷面形狀可進一步刻意扭曲，其有利地造成進一步提高的機械安定性。
另一方面，可觸發根據圖16之織物102的纖維108之間的預期合併，以進一步提高織物之機械安定性。
應注意術語「包含」不排除其他元素或步驟，以及冠詞「一(a)」或「一(an)」不排除複數。亦可結 合與不同實施態樣相關描述的元件。亦應注意申請專利範圍中之參考符號不應解讀為限制申請專利範圍的範疇。
下文中，說明產生合併因子之變化的實例且於下表中視覺化。纖維素纖維織物之不同合併因子可藉由改變凝聚噴霧流同時使用恆定紡絲液(即，具有恆定稠度之紡絲液)，特別是萊賽爾紡絲液，以及恆定氣流(例如空氣通量)而獲致。藉此，可觀察凝聚噴霧流與合併因子之間的關係，即，合併行為趨勢(凝聚噴霧流愈高，則合併因子愈低)。MD因而表示縱向，CD表示橫向。
Figure 107110766-A0305-02-0054-1
柔軟度(由已知之比手感(Specific Hand)測量技術說明，其係根據非織布標準WSP90.3，特別是在本專利申請的優先權日生效的最新版，用所謂「Handle-O-Meter」測量)可依循上述合併趨勢。韌度(以Fmax說明)，例如根據EN29073-3，分別為ISO9073-3，特別是在本專利 申請的優先權日生效的最新版，亦可依循所述之合併趨勢。因而，所得之非織纖維素纖維織物的柔軟度及韌度可根據合併程度(如合併因子指定)調整。
102:非織纖維素纖維織物/網狀織物
108:纖維

Claims (13)

  1. 一種直接從萊賽爾紡絲液(104)製造之非織纖維素纖維織物(102)，該織物(102)包含實質上無末端之纖維(108)的網絡，其中該織物(102)展現在5分鐘內為至少3000mm2之液體擴散速率，及/或至少0.25克水/1克織物/1秒之芯吸速度；其中在同一纖維(108)內，不同纖維段之纖維直徑相對於該纖維(108)的最小直徑差異大於50%；及其中至少一部分的該纖維(108)係於合併位置(204)整體合併。
  2. 如申請專利範圍第1項之織物(102)，其中至少一些纖維(108)是經撚合的(twisted)，藉此單一纖維係自身撚合。
  3. 如申請專利範圍第1至2項中任一項之織物(102)，其中沿著該織物(102)內之第一方向的液體擴散速率具有第一值，以及沿著該織物(102)內之第二方向的液體擴散速率具有第二值，該第二方向係與該第一方向垂直，其中該第一值及該第二值彼此之差異小於20%，或 該第一值及該第二值彼此之差異大於20%。
  4. 如申請專利範圍第1至2項中任一項之織物(102)，其中該芯吸速度為至少0.30克水/1克織物/1秒。
  5. 如申請專利範圍第1至2項中任一項之織物(102)，其中該纖維(108)之合併因子係在0.5%與15%之間的範圍。
  6. 如申請專利範圍第1至2項中任一項之織物(102)，其中該纖維(108)中的不同纖維係至少部分位於不同的可區分層(200，202)，其中該織物包含以下特徵之至少一者：不同層(200，202)之纖維(108)係於該等層(200，202)之間的至少一個層間合併位置(204)處整體連接；該纖維(108)中至少部分位於不同層(200，202)之不同纖維的纖維直徑係不同；或不同層(200，202)之纖維(108)具有相同纖維直徑；不同層(200，202)之纖維(108)網絡提供不同功能性，其中該不同功能性包含由下列所組成之群組的至少一者：不同芯吸性、不同各向異性行為、不同液體吸收能力、不同清潔性、不同光學性質、不同粗糙度、不同平滑度、以及不同機械性質。
  7. 如申請專利範圍第1至2項中任一項之織物(102)，其中不同纖維(108)之纖維直徑相對於該纖維(108)中之一者的最小直徑之差異係大於50%。
  8. 如申請專利範圍第1至2項中任一項之織物(102)，其中該纖維網絡包含以下特徵之至少一者：至少3%之該纖維(108)具有非圓形橫斷面形狀，其圓度不超過90%；至少1%之該纖維(108)具有非圓形橫斷面形狀，其圓度不超過80%。
  9. 如申請專利範圍第1至2項中任一項之織物(102)，其中該纖維(108)的銅含量低於5ppm及/或鎳含量低於2ppm。
  10. 一種直接從萊賽爾紡絲液(104)製造非織纖維素纖維織物(102)之方法，該方法包含該萊賽爾紡絲液(104)係透過具有噴絲孔(126)之噴嘴(122)在藉助於氣流(146)下擠出至凝聚流體(106)氣氛中，從而形成實質上無末端之纖維(108)；將該纖維(108)收集於纖維支撐單元(132)上，從而形成織物(102)；以及調整該製造方法之製程參數，以使 該織物(102)展現在5分鐘內為至少3000mm2之液體擴散速率，及/或至少0.25克水/1克織物/1秒之芯吸速度，在同一纖維(108)內，不同纖維段之纖維直徑相對於該纖維(108)的最小直徑差異大於50%；及至少一部分的該纖維(108)係於合併位置(204)整體合併。
  11. 一種用於直接從萊賽爾紡絲液(104)製造非織纖維素纖維織物(102)之裝置(100)，該裝置(100)包含具有噴絲孔(126)之噴嘴(122)，其係經配置以在藉助於氣流(146)下擠出該萊賽爾紡絲液(104)；凝聚單元(128)，其係經配置以提供用於該擠出之萊賽爾紡絲液(104)的凝聚流體(106)氣氛，從而形成實質上無末端之纖維(108)；纖維支撐單元(132)，其係經配置以收集該纖維(108)，從而形成該織物(102)；以及控制單元(140)，其係經配置以調整製程參數以使該織物(102)展現在5分鐘內為至少3000mm2之液體擴散速率，及/或至少0.25克水/1克織物/1秒之芯吸速度，在同一纖維(108)內，不同纖維段之纖維直徑相對於該纖維(108)的最小直徑差異大於50%；及至少一部分的該纖維(108)係於合併位置(204)整體合併。
  12. 一種使用如申請專利範圍第1至9項中任一項之非織纖維素纖維織物(102)的方法，其係用於由下列所組成之群組的至少一者：擦拭巾(wipe)、家居用品(household sheet)、過濾器、衛生產品、醫療應用產品、地工織物(geotextile)、農業織物(agrotextile)、衣物、建築技術產品、汽車產品、家飾用品(furnishing)、工業產品、休閒、美容、運動或旅行相關產品、以及學校或辦公室相關產品。
  13. 一種包含如申請專利範圍第1至9項中任一項之非織纖維素纖維織物之產品。
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