专利名称：橡筋线卷筒的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包含橡筋线卷装的橡筋线卷筒(Elastanspule)，其中，橡筋线的纤度为160dtex以上，特别是160dtex～1400dtex，橡筋线筒重至少1.5kg，其特征在于橡筋线为带形纤维截面，其中橡筋线截面的宽与橡筋线截面的厚之比为至少3∶1。
该橡筋线卷筒用来生产纺织片材产品和生产一次性卫生制品。
在本发明意义上，橡筋线是单丝纤维或复丝纤维，其至少85wt％由嵌段聚氨酯或聚氨酯-脲组成。该成纤聚合物具有嵌段结构，即，其由“结晶”嵌段和“无定形”嵌段(“硬嵌段”和“软嵌段”)组成。基于它们的结晶度，硬链段起网络结构固定点的作用，因此硬链段决定自这些聚合物制造的模制品或纤维的强度。相反，玻璃化转变温度必须低于使用温度的软链段决定这些弹性体的弹性。
这种类型的弹性体通常是通过长链二羟基化合物(大分子二醇)与二异氰酸酯和低分子量二羟基或二氨基化合物作为链延伸剂进行加成聚合制造的。采用二胺经链延伸得到的聚氨酯-脲用于高级弹性长丝(也称作斯潘德克斯(Spandex))，其原因在于首先，与二醇延伸的聚氨酯相比较，其具有熔点高的硬链段，因为在聚合物链之间存在许多氢键；其次，其具有优良机械性能和弹性。橡筋线通常通过干法纺丝或湿法纺丝，由这些嵌段的聚氨酯-脲在高极性溶剂如二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺中的溶液纺丝制造的，或者，省去纺丝溶剂，从熔体经纺丝制造。在纺丝之后，以及任选在调节温湿度之后，通常卷绕橡筋线形成筒管。
一般说，橡筋线的筒重为0.5～1.5kg，取决于纤度和应用领域。但是，有的应用领域要求橡筋线的筒管长度更长。如果使用橡筋线的进一步的加工步骤必须不要经常中断(太经常中断会导致更经常停机，因此导致附加的不希望付出的费用)就总有这种需求。
上述应用领域之一例如是制造诸如一次性尿布的卫生制品，其中将弹性纤维结合在含有吸收材料的尿布衬垫中。借此得到良好的尿布与相应体形的适应性。一般在尿布衬垫每个纵向边都结合上2～3根弹性纤维。一般说，橡筋线通过使用称作“热熔体”的热熔粘合剂进行粘合来结合在尿布衬垫中。适用于诸如PE和PP衬垫和其它无纺织物衬垫的结构粘合的这类热熔粘合剂，通常，由采用矿物油和添加剂处理以改善流动性的基于异戊二烯/苯乙烯的合成橡胶组成。
为了得到橡筋线与尿布衬垫的良好粘合性，所制造的橡筋线通常应当尽可能不含调节剂(prparation)或者仅具有低含量调节剂。
现有技术领域已知迄今存在的生产橡筋线卷筒的两种方法。日本专利JP 2,000,038叙述了筒重至少1.5kg的橡筋线卷筒，其中在筒管上的橡筋线的调节剂含量为2wt％以下。该文所述橡筋线纤度为308～1232dtex，相当于约280～1120den。
日本专利JP 10,305,060要求了橡筋线卷筒重为0.8kg，其经在其它筒管上贮备的纤维来生产。为此，将相同纤度的、范围为308～1232dtex的、调节剂含量为0.01～1wt％的橡筋线卷绕在筒管轴上。
实际上，这类橡筋线卷筒非常难以进行进一步加工，特别是如果筒重高时，因为橡筋线具有彼此强力粘合在一起的趋势。由于筒重高，外层纤维当然较强卷绕而压在内层纤维上，因此在生产及贮藏之后，纤维只能以低劣的品质自筒管退绕出来。在此出现了所谓的“鞋底效应”。这意味着，整层纤维粘合到筒管上，和不再能够退绕，除非橡筋线在制造期间已经调节到足够的程度。
另一方面，如上所述，在较大筒管上的橡筋线的调节剂含量不可以太高，以便得到该纤维对尿布衬垫的良好粘合性。
令人惊异的是，现已发现通过下述方法能够解决这个问题，即，从具有较严格限定的截面形状的纤维制成橡筋线；如此即使筒管上弹性纤维的调节剂含量可能较高，例如1wt％以上，特别是甚至达2wt％以上，也能够实现对尿布衬垫的良好粘合。
本发明涉及一种包含橡筋线卷装的橡筋线卷筒，其中，橡筋线的纤度为160dtex以上，特别是160dtex～1400dtex，橡筋线筒重至少1.5kg，其特征在于橡筋线为带形纤维截面，其中橡筋线截面的宽与橡筋线截面的厚之比为至少3∶1，特别是至少5∶1，更优选至少7∶1，最优选至少10∶1。
橡筋线卷筒的筒重优选为1.5～10kg，特别优选为1.8～9kg，最优选为3～8kg。
如上所述，从限定的截面形状的橡筋线做起，尽管调节剂含量相当高，也能够生产筒重为1.5～5kg或更高的在筒上的橡筋线，并随后能够在将橡筋线结合在尿布衬垫上期间在通常生产条件下，仍然具有完美的粘合性。本发明的另外的优点在于更细的例如150dtex的橡筋线能够仍然完美地通过喷洒粘合剂进行粘合，尽管其横截面积有所降低，这是因为其不以通常的紧密圆形截面形状存在，而以具有较大带宽的带的形状存在。
自弹性体得到的回收材料，其仍然含有相当比例的初始的调节剂，也特别适用于制造橡筋线卷筒的弹性体。
所优选的橡筋线卷筒为，在其中弹性纤维的调节剂含量为1wt％以上，特别是2wt％以上，最优选2.2wt％以上，所述调节剂含在分布在纤维体中和/或在纤维表面上。
更具体地说，橡筋线为复丝，特别是包含80根以上，优选160根上以，更优选400根以上初级丝。
特别优选的橡筋线卷筒为，包含其中橡筋线的初级丝的单独纺丝纤度(Einzelspinntiter)(EST)为15dten以下的，优选为10dtex以下的橡筋线的卷装。
橡筋线优选由以聚酯和/或聚醚为基础的聚氨酯或聚脲-氨基甲酸酯组成。
筒管的橡筋线特别是由熔融纺丝法、由干法纺丝或湿法纺丝方法生产，其最优选由湿法纺丝方法生产。
橡筋线的截面形状基材取决于所使用的生产方法。虽然自包含许多喷丝孔的喷丝板、在约160dtex以上的中纤度和粗纤度的橡筋线的干法纺丝，生产出一般具有圆的至椭圆外形横截面形状的粘合在一块的复丝(所述形状接整个横截面定)；但产生中纤度以上纤度的湿法纺丝方法的应用，生成许多丝排成的带形截面，正如在一排珠子上那样。鉴于其横截面形状宽，所以能够将粘合剂特别好地施加到这些纤维上，后者能够特别好地粘合到尿布衬垫上，尽管油含量较高达2wt％以上。
在本发明意义上应当理解调节剂包括能够加到橡筋线中改善其可加工性和改善筒管形成的所有类型添加剂，特别是润滑剂、润湿剂、抗静电剂和纤维热合剂等。适宜的一般类型调节剂及其作用列举于B.v.Falkai，Verlag Chemie编的“Synthesefasern”(1981)，第111页之后。特别适用的调节剂包括矿物油或石蜡、聚硅氧烷，特别是聚二甲基硅氧烷或乙氧基化聚二甲基硅氧烷、高级脂肪酸如棕榈酸、硬脂酸或油酸等的金属盐，特别是其锂、镁、锌、铝或钙盐。其它适宜的调节剂包括抗静电剂如磺基琥珀酸酯，特别是磺基琥珀酸二烷基酯。调节剂能够以任何组合和混合物的形式应用。
调节剂能够在纺丝前加入到弹性体中或者弹性体溶液中，也能够在纺丝之后例如借助于调节剂辊或者喷洒设备沉积于纤维上。
橡筋线能够为各种目的含有多种其它添加剂，例如抗氧剂、热稳定剂、光稳定剂和紫外辐照稳定剂，颜料和消光剂、染料、润滑剂(Schmiermittel)和内润滑剂(Gleitmittel)。抗氧剂和热稳定剂、光稳定剂和紫外辐照稳定剂的例子包括选自下述的稳定剂，即，空间位阻酚、HALS稳定剂(位阻胺光稳定剂)、三嗪、二苯甲酮、苯并三唑。颜料和消光剂的例子包括二氧化钛、氧化锌和硫酸钡。染料的例子包括酸性分散染料、有机颜料和荧光增白剂。
如专利申请号19829164.7、尚未公开的德国专利申请所述，如果单纤维的单独纺丝纤度为15dtex以下，特别是在至多10dtex时，在橡筋线湿法纺丝工艺中，通过增加纤维根数但最终纤度恒定，带状能够增宽至最多约40％。橡筋线横截面的宽度至少为带厚的3～5倍的橡筋线，特别适于用作生产诸如一次性卫生制品的筒管材料。
本发明还涉及按照本发明的橡筋线卷筒在制造纺织片材制品，特别是针织物、机织物或毛圈织物(Gewirke)和制造一次性卫生制品、特别是尿布制品如一次性制品带中的应用。
实例中带宽以微米(μm)计。1cm相当于10,000微米。
单独纺丝纤度(EST)按照下式计算EST=F•K•0.94•100(dtex)A•Z]]>其中F是纺丝溶液进料速度(cm3/min)，K是纺丝溶液浓度(wt％)，A是纤维在纺丝浴(Fllbad)中的速度(m/min)和Z是喷丝板孔数。
单独纺丝纤度是在纺丝溶液刚进入纺丝浴之后瞬时的纤维重量的一种度量。
调节油含量测定水分测定，R(％)称量大约3g弹性纤维，重量＝W1。将该纤维在干燥烘箱中105℃下干燥1hr，使其冷却至室温，然后再称重，重量＝W2。 调节剂含量D(％)测定将纤维样品加入到玻璃杯中，用100ml纯石油醚给湿。然后在室温下用搅拌器(电磁搅拌器)剧烈搅拌10min。然后从烧杯中取出样品，样品再与100ml新鲜石油醚一起剧烈搅拌10min。倾出石油醚，纤维在空气中干燥。随后纤维在100ml沸水中处理5min，和在干燥烘箱中105℃下干燥1hr，使其冷却至室温，和称重，重量＝W4。
然后按下式计算调节剂含量DD(%)=[1-W4W21+R100]•100]]>下述实例用来提供对本发明的更详细的解释。份数和百分数均按重量计。除非另有所指。
实例实例1将30wt％弹性体纺丝溶液，其按DE-054222772的实例2制备，经采用0.5％二乙胺在130℃下预处理约12min，在50℃下测量的纺丝粘度为23Pa·s，自孔直径0.1mm的四个172孔喷丝头纺丝，进入装有15％DMAC水溶液的纺丝浴中。所得纤维以60m/min牵引，经恰恰配置于纺丝浴液体之上的偏转辊，再经凝集、洗涤并以125m/min速度经热辊固定、以及调节，所得加捻纤维在络丝机卷绕。所得纤维在宽115mm的有边筒管上卷取。生产筒重5kg的8个筒管。从纺丝泵以106.5cm3/min输出纺丝溶液，供给4个喷丝头。单独纺丝纤度(EST)为7.3dtex。弹性纤维最终纤度为603dtex，以紧密带形存在。带宽约1180μm，带厚约190μm。因此，带宽与带厚之比为6.2∶1。橡筋线的湿含量R为0.17％，调节剂量为2.23％。将8个筒重5kg的橡筋线卷筒置于一次性尿布生产线的退绕架上，采用喷洒热熔粘合剂(热熔体Lunatack D3937，由H.B.Fuller公司制造)的方法，以160m/min和在生产条件下以粘合到预置的尿布衬垫上。成品尿布在结合的橡筋线和尿布衬垫之间具有非常好的结合(以蓝光进行粘合检验)。
实例2将自实例1的部分纺丝溶液自4个孔直径为0.1mm的96孔喷丝头纺入装有15％DMAC水溶液的纺丝浴中。所得纤维以90m/min牵引，经凝集、洗涤、以150m/min速度经热辊固定，调节，所得加捻纤维在络筒机卷绕。所得纤维卷取在筒管宽为115mm的有边筒管上。生产8个筒重1.5kg的筒管。自纺丝泵以31.6cm3/min输送纺丝溶液，供应4个喷丝头。单独纺丝纤度(EST)为2.6dtex。弹性纤维最终纤度为149dtex，也以紧密带形存在。带宽约450μm，带厚65μm。带宽与带厚之比为7∶1。橡筋线湿含量R为0.14％，调节剂含量为2.11％。将8个筒重1.5kg的橡筋线卷筒置于一次性尿布生产线退绕架上，如实例1所述与尿布衬垫一起加工，制成成品尿布。成品尿布在结合的橡筋线和尿布衬垫之间也具有良好结合。
实例3将如实例1制备的30wt％弹性体纺丝溶液，按照申请FAS 13的实例1自回收材料制的30wt％弹性体纺丝溶液，以1∶1共混，如本文所述转变成纺丝粘度18Pa·s的纺丝溶液，粘度在50℃下测定。所得纺丝溶液自四个孔直径0.15mm的172孔喷丝头纺入装有20％DMAC水溶液的纺丝浴中。随后以70m/min牵引所得纤维，再经凝集、洗涤、以130m/min速度经热辊固定，调节，所得加捻纤维也在络筒机卷绕。所得纤维卷取在宽115mm的有边筒管上。生产8个筒重量3kg的筒管。自纺丝泵以110.8cm3/min输送纺丝溶液，供应4个喷丝头。单独纺丝纤度(EST)为6.5dtex。弹性纤维最终纤度598dtex，也以紧密带形存在。带宽约1100μm，带厚为200μm。因此带宽与带厚之比为5.5∶1。橡筋线湿含量R为0.17％，调节剂含量D为4.29％，分布在整个纤维截面。将8个筒重3kg的橡筋线卷筒置于实例1所述一次性尿布生产线上，并被结合在尿布衬垫中。成品尿布在结合的橡筋线与尿布衬垫之间具有很好的粘合。
实例4将自实例3的部分纺丝溶液，如实例3所述，自4个孔直径0.2mm的96孔喷丝头，纺丝进入装有10％DMAC水溶液的纺丝浴中。随后以80m/min牵引所得纤维，再经凝集、洗涤、以125m/min速度经热辊固定，调节，和在络筒机卷绕。也生产8个筒重3kg的筒管。自纺丝泵以142.7cm3/min输送纺丝溶液，供应4个喷丝头。单独纺丝纤度(EST)为13.1dtex。弹性纤维最终纤度为805dtex，也以紧密带状存在。带宽约760μm，带厚约250μm。因此，带宽与带厚之比为约3∶1。橡筋线湿含量R为0.2％；调节剂含量D为3.88％，分布在整个纤维截面。也将8个筒重3kg的橡筋线卷筒置于实例1所述一次性尿布生产线上，并被结合在尿布衬垫中。正如采用蓝光辐照对尿布进行粘合检验所示，在橡筋线和尿布衬垫之间也具有非常好的粘合。
实例5将按照申请FAS 13实例2自纯回收物料生产的30wt％纺丝溶液，其在50℃下测定的纺丝粘度为22Pa·s，自两个孔直径为0.12mm的441孔喷丝头，纺丝进入装有18％DMAC水溶液的纺丝浴中。所得纤维以60m/min牵引，再经凝集、洗涤、以130m/min的速度经热辊固定，调节和在络筒机卷绕。生产8个筒重2.4kg的筒管。自纺丝泵以129cm3/min输送纺丝溶液，供应两个喷丝头。单独纺丝纤度(EST)为6.9dtex。弹性纤维最终纤度1402dtex，也以紧密带状存在。带宽3330μm，带厚约320μm。因此，带宽与带厚之比为10.4∶1。橡筋线湿含量R为0.2％；调节剂含量D为2.67％，分布在整个纤维截面上。也将8个筒重2.4kg的橡筋线卷筒置于一次性尿布生产线上，并结合在尿布衬垫中。如采用蓝光辐照对尿布进行粘合检验所示，在橡筋线和尿布衬垫之间也具有非常好的粘合。
权利要求
1.一种包含橡筋线卷装的橡筋线卷筒，其中，橡筋线的纤度为160dtex以上，特别是160dtex～1400dtex，橡筋线筒重至少1.5kg，其特征在于橡筋线为带形纤维截面，其中橡筋线截面的宽与橡筋线截面的厚之比为至少3∶1，特别是至少5∶1，更优选至少7∶1，最优选至少10∶1。
2.按照权利要求1的橡筋线卷筒，其特征在于筒重为1.5～10kg，特别是1.8～9kg，最优选3～8kg。
3.按照权利要求1或2的橡筋线卷筒，其特征在于弹性纤维的调节剂含量为1wt％以上，特别是2wt％以上，最优选2.2wt％以上，调节剂分布在纤维体中和/或在纤维表面上。
4.按照权利要求1～3中任何一项的橡筋线卷筒，其特征在于橡筋线为复丝，特别是包含80根以上，优选160根以上，最优选400根以上初级丝。
5.按照权利要求1的橡筋线卷筒，其特征在于橡筋线的初级丝的单独纺丝纤度(EST)为15dtex以下，优选10dtex以下。
6.按照权利要求1～5中任何一项的橡筋线卷筒，其特征在于橡筋线由基于聚酯和/或聚醚的聚氨酯或聚脲-氨基甲酸酯组成。
7.按照权利要求1～6中任何一项的橡筋线卷筒，其特征在于橡筋线由熔融纺丝方法、由干法纺丝方法或由湿纺丝方法制造，特别是由湿法纺丝方法制造。
8.按照权利要求1～7中任何一项的橡筋线卷筒的应用，用来制造纺织片材产品，特别是针织品、机织品或毛圈织物，和用来制造一次性卫生制品，特别是尿布制品。
全文摘要
叙述了一种橡筋线卷筒,其包含纤度大于160dtex、特别是160dtex～1400dtex的橡筋线卷装,橡筋线筒重至少1.5kg,其中橡筋线具有带状纤维截面,其中橡筋线截面宽与橡筋线截面厚之比为至少3∶1。橡筋线卷筒用于制造纺织片材产品和制造一次性卫生制品。
文档编号D02G3/32GK1347467SQ00806390
公开日2002年5月1日 申请日期2000年4月6日 优先权日1999年4月19日
发明者U·雷尼尔, T·赛姆, W·安德赫根, T·赫贝茨 申请人:拜尔法斯尔股份有限公司