单独化的韧皮纤维的非织造织物的制作方法
【专利说明】单独化的韧皮纤维的非织造织物
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2012年9月5日提交的美国临时专利申请序列号61/697, 073和于 2013年3月11日提交的美国临时专利申请序列号61/776, 247的权益，两者均整体并入本 文。 发明领域
[0003] 本发明一般性地涉及非织造纺织物。更具体地，本发明涉及主要包含单独化的韧 皮纤维的非织造纺织物。
[0004] 发明背景
[0005] 用于生产织造纺织品和非织造纺织品的纤维分为两大类：人造的和天然的。通常 的人造纤维包括例如聚酯、尼龙和聚丙烯。将这样的热塑性聚合物熔纺成长丝，所述长丝可 如美国专利No. 2, 689, 199 (其通过引用整体并入本文）所述直接空气成形为非织造纺织 品；或者切割成长度有限的纤维（通常称为"短纤维"），进而可形成用于编造纺织品或针织 纺织品的线和纱。此外，短纤维可直接形成无规取向纤维网并随后通过多种方式结合在一 起以形成非织造纺织物。这样的短纤维在用于非织造网时一般是扭结的。
[0006] 最广为人知的天然纤维是棉、毛和丝。毛和丝专用于织造纺织品。棉是织造纺织品 的主要纤维，但是其在非织造纺织品中也有较少应用。对于现代非织造纺织物生产而言，棉 的使用受限，因为当用非织造生产线的典型的高速梳理进行加工时其倾向于形成纤维束。
[0007] 木浆是最通常的天然纤维之一并且主要用于造纸业。然而，当与人造长丝或短 纤维和水刺网结合工艺组合时，木浆在非织造纺织品工业中是重要的存在。参见，例如， 美国专利No. 4, 442, 161和5, 284, 703,二者通过引用整体并入本文。木浆在织造纺织品 工业中不直接出现。而是，纤维素--构成木浆纤维和其他植物物质的天然聚合物--形 成人造类长丝，称为例如人造丝（rayon,有时称为粘胶viscose)、TEXCEL k、莱赛尔 (lyocell)及其衍生物。这样的人造纤维素纤维被用于织造纺织品和非织造纺织品两者。 这样的聚合物纤维通过化学溶解纤维素物质并由纤维素溶液纺成长丝来形成。为了用于干 法成形网，通常将人造纤维素纤维卷曲并切成短纤维。湿法成形网不需要纤维卷曲。
[0008] 天然纤维的另一个主要类别是韧皮纤维。韧皮纤维存在于亚麻、大麻、黄麻、苎麻、 荨麻、西班牙金雀花和洋麻植物等的茎中。通常，天然态韧皮纤维的长度为1米至4米。这些 长的天然态纤维包含单独的纤维的束，所述单独的纤维是直的并且长度为20mm至100mm。 成束的单独的纤维通过一类称为果胶（pectin)的植物树脂胶合在一起。
[0009] 对于织造纺织品和绳索，韧皮纤维已使用了至少8, 000年。然而，这样的纺织品和 绳索仅由天然态韧皮纤维束形成。用亚麻韧皮纤维束生产的织造纺织品的实例是亚麻布。 最近，如美国专利No. 7, 481，843中所提供的，生产了经部分分离的韧皮纤维以形成用于织 造纺织品的纱和线。然而，纱和线不适于非织造织物。
[0010] 天然短纤维和人造短纤维的非织造网成形方法包括湿法成形。湿法成形类似于 造纸方法，不同之处在于形成水重量与纤维重量的比率比用木浆进行常规造纸的比率高得 多。湿法成形方法提供了通常为6mm至IOmm长的短纤维和通常为2mm至4mm长的木楽纤 维。然而，市场上目前并不能获得包含单独化的韧皮纤维的干法成形非织造网。
[0011] 因此，需要采用长度大于4_长的天然纤维并且不限于湿法成形的非织造织物。 本发明旨在解决这一问题。
【发明内容】
[0012] 根据本发明，本文描述了包含基于植物的纤维作为大部分的非织造织物。非织造 织物可包含人造纤维，例如基于石油的纤维和重构纤维素纤维，但是其程度比基于植物的 纤维小。在一个方面中，非织造织物包含单独化的纤维作为大部分，所述单独化的纤维是基 本直的，基于植物的，且基本不含果胶的并且平均长度大于6毫米（mm)。在另一个方面中， 非织造织物包含纤维作为大部分，所述纤维是非棉的，基于植物的，且基本不含果胶的并且 平均长度大于l〇mm。还有，在另一个方面中，非织造织物包含单独化的纤维作为大部分，所 述单独化的纤维是基本直的，基于植物的并且平均长度大于1〇_。
[0013] 可用于本发明的一类纤维是单独化的韧皮纤维。韧皮纤维提取自亚麻、大麻、黄 麻、苎麻、荨麻、西班牙金雀花、亚麻植物，但不限于此。上述单独化的韧皮纤维可以以任意 组合使用。
[0014] 本发明中采用的单独化的韧皮纤维通常是直的并且基本不含果胶。然而，常规的 "单独化的"韧皮纤维可仅经历机械单独化，而不经历大幅度移除果胶内容物所需的化学单 独化。酶单独化是化学单独化的非限制性实例。例如，单独化的韧皮纤维的果胶含量为天 然纤维的果胶含量的按重量计小于10%，所述天然纤维是基本不含果胶的所述纤维的来 源。在另一个方面中，单独化的韧皮纤维的果胶含量为天然纤维的果胶含量的按重量计小 于15%，所述天然纤维是基本不含果胶的所述纤维的来源。还有，在另一个方面中，单独化 的韧皮纤维的果胶含量为天然纤维的果胶含量的按重量计小于20%，所述天然纤维是基本 不含果胶的所述纤维的来源。甚至在另一个方面中，单独化的韧皮纤维的果胶含量为天然 纤维的果胶含量的按重量计小于〇. 1%，按重量计小于〇. 15%或按重量计小于0. 20%，所 述天然纤维是基本不含果胶的所述纤维的来源。
[0015] 通常，根据特定韧皮纤维的特征和植物茎在化学加工之前的切割长度，单独化的 韧皮纤维的平均长度在约6mm至40mm的范围中。在一个方面中，单独化的韧皮纤维的平均 长度为至少7mm、至少8mm、至少9mm和至少10mm。在另一个方面中，单独化的韧皮纤维的平 均长度大于12mm。
[0016] 非织造织物还可包含来源于一种或更多种来源的短纤维。短纤维包括但不限于纤 维素纤维和热塑性纤维。纤维素短纤维的实例包括人造丝。热塑性纤维包括非织造工业中 使用的常规聚合物纤维。这样的纤维由包括但不限于以下的聚合物形成：聚酯，如聚对苯二 甲酸乙二醇酯；尼龙；聚酰胺；聚丙烯；聚烯烃如聚丙烯或聚乙烯；聚酯、尼龙、聚酰胺或聚 烯烃中两种或更多种的共混物；聚酯、尼龙、聚酰胺或聚烯烃中任意两种的双组分复合物； 等等。当使用热塑性纤维时，可使非织造织物热结合以向非织造织物的至少一个表面施用 图案。双组分复合纤维的实例包括但不限于具有一种聚合物的芯和包含不同于芯聚合物的 聚合物的鞘的纤维，所述鞘完全地、基本地或部分地包围所述芯。
[0017] 非织造织物可大部分由纤维形成，所述纤维包括单独的韧皮纤维，所述单独的韧 皮纤维的果胶含量为作为所述单独的韧皮纤维来源的天然成束韧皮纤维的果胶含量的按 重量计小于10%。在另一个方面中，单独的韧皮纤维包含的果胶含量为天然成束韧皮纤维 的果胶含量的按重量计小于20%。单独的韧皮纤维在干燥状态下形成非结合网。而且，这 样的韧皮纤维的平均长度大于12_。在一个方面中，所述网通过使用机械梳理机的方法形 成。在另一个方面中，所述网通过使用机械梳理机与强制空气流组合的方法形成。干燥网 可通过水刺来结合。此外，水刺网可用水性粘合剂处理并且暴露于热以结合并干燥网。此 外，干燥网可通过机械针刺和/或使加热空气流经过网来结合。或者，干燥网可通过将向非 结合网施用水性粘合剂并将网暴露于热来结合。
[0018] 在一个方面中，非织造织物包含基于总纤维重量约85重量百分比（重量％)的韧 皮纤维和约15重量％的再生纤维素纤维。在另一个方面中，非织造织物包含基于总纤维重 量约75重量％至约90重量％的韧皮纤维和约25重量％至约10重量％的再生纤维素纤维。 还有，在另一个方面中，非织造织物包含基于总纤维素重量约70重量％的韧皮纤维和约30 重量％的再生纤维素纤维。
[0019] 制造包含单独化的纤维（其是基本直的，基于植物的，且基本不含果胶的并且平 均长度大于6mm)作为大部分的非织造织物的方法包括：化学处理由果胶成束的天然纤维 以基本移除果胶并形成基本单独化的纤维。梳理基本单独化的纤维以形成无规排列的纤维 网，然后结合以形成非织造织物。
[0020] 本文公开了包含本发明制造的非织造织物的层合制品。具体地，层合制品包含非 织造织物、膜和粘合剂。非织造织物包含单独化的纤维作为大部分，所述单独化的纤维是基 本直的，基于植物的，且基本不含果胶的并且平均长度大于6毫米（mm)。在另一个方面中， 非织造织物包含纤维作为大部分，所述纤维是非棉的，基于植物的，且基本不含果胶的并且 平均长度大于l〇mm。还有，在另一个方面中，非织造织物包含单独化的纤维作为大部分，所 述单独化的纤维是基本直的，基于植物的并且平均长度大于l〇mm。可用于本发明的一类纤 维是单独化的韧皮纤维。此外，在织物与膜之间设置粘合剂。所述膜包括聚乙烯聚合物、聚 乙烯共聚物、聚丙烯聚合物、聚丙烯共聚物、聚氨酯聚合物、聚氨酯共聚物、苯乙烯-丁二烯 共聚物或线性低密度聚乙烯。
[0021] 在另一个方面中，层合制品包含第一非织造织物和与所述第一非织造植物结合的 另一织物。第一非织造织物是本发明的织物，并且另一织物是第二非织造织物或织造织物 中的至少一种。任选地，第二非织造织物是另外的本发明的非织造织物。
[0022] 制造上述层合制品的方法包括：化学处理由果胶成束的天然纤维以基本移除果胶 并形成基本单独化的纤维，梳理所述基本单独化的纤维以形成无规排列的纤维网，以及将 所述无规排列的纤维网结合以形成非织造织物。非织造织物包含单独化的纤维作为大部 分，所述单独化的纤维是基本直的，基于植物的，且基本不含果胶的并且平均长度大于6mm。 此外，非织造织物具有支撑表面。将粘合剂设置到非织造织物的支撑表面上或膜的表面上。 将膜设置到非织造织物的支撑表面上以使得粘合剂被放置在非织造织物与膜之间，从而使 膜与非织造织物结合以形成层合制品。任选地，压缩非织造织物、粘合剂和膜以形成层合制 品。在压缩期间可施加热以帮助膜与非织造织物的结合，从而形成层合制品。
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