专利名称：伸缩性蓬松无纺布以及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种伸缩性蓬松无纺布以及其制造方法。
背景技术：
已知通过熔喷工艺对弹性体树脂进行纺丝、将通过纺丝所获得的纤维堆于输送机上，并且随后借助于加热辊使纤维之间粘合而获得薄片，作为获得伸缩性无纺布的技术(例如，参看专利文献第I号)。也已知三维薄片材料等等，其中包含30质量％或大于30质量％三维卷曲纤维的第一纤维层与包含与第一纤维层中的纤维相同或不同类的三维卷曲纤维的第二纤维层层压，两个纤维层以许多要在厚度方向上一体化的粘合部分形式部分地粘合，并且第一纤维层在相应粘合部分之间突出而在第一纤维层侧上形成许多凸出物(例如，参看专利文献第2号)。引用列表专利文献专利文献第I 号 JP2009-256856A。专利文献第2 号 JP2004-202890A。
发明内容
技术问题然而，专利文献第I号中所述的薄片具有极低蓬松度。因此，薄片具有不良透气性和受损触觉。薄片还有因其中所用弹性体树脂特有的摩擦所致的不良表面平滑度(surfacesmoothness)问题。此外，专利文献第2号中所述的薄片材料通过部分地粘合两个都预先热压印的层，以及随后通过热收缩第二纤维层使粘合部分之间的截面突出而制备。因此，具有充分高蓬松度的无纺布相当难获得。因此，本发明的目标是提供具有较高蓬松度和良好触觉的伸缩性蓬松无纺布。更具体来说，本发明涉及伸缩性蓬松无纺布，其中包含纤维(I)的第一纤维层与包含热可熔纤维(2)以及具有比第一纤维层的MD收缩率(shrinkage ratio)低5%以上的MD收缩率的第二纤维层层压，第一纤维层与第二纤维层通过包含于第一纤维层中的纤维(I)与包含于第二纤维层中的纤维(2)之间的缠结而一体化，第一纤维层收缩以具有其中第二纤维层在厚度方向上隆起的结构，以及从第二纤维层侧部分地施用音波粘合加工(sonic bond processing)。本发明还涉及制造伸缩性蓬松无纺布的方法，包括将包含纤维(I)的第一纤维层与包含热可熔纤维(2)以及具有比第一纤维层的MD收缩率低5%以上的MD收缩率的第二纤维层层压；通过包含于第一纤维层中的纤维(I)与包含于第二纤维层中的纤维(2)之间的缠结而一体化第一纤维层与第二纤维层；使第一纤维层收缩以形成第二纤维层在厚度方向上隆起的结构；以及从第二纤维层侧部分地施用音波粘合加工。问题的解决方法本发明者勤勉地继续对解决所述问题进行研究，因此发现，具有较高蓬松度和良好触觉的伸缩性蓬松无纺布可以通过将包含纤维(I)的第一纤维层与包含热可熔纤维(2)以及具有低于第一纤维层的MD收缩率的MD收缩率的第二纤维层层压以及施用加工处理而获得，因此基于所述发现完成了本发明。本发明具有如下文所述的构造。[I] 一种伸缩性蓬松无纺布，其中包含纤维(I)的第一纤维层与包含热可熔纤维
(2)以及具有比第一纤维层的MD收缩率低5%以上的MD收缩率的第二纤维层层压，第一纤维层与第二纤维层通过包含于第一纤维层中的纤维(I)与包含于第二纤维层中的纤维(2)之间的缠结而一体化，第一纤维层收缩以形成第二纤维层在厚度方向上隆起的结构，以及从第二纤维层侧部分地施用音波粘合加工。[2]根据[I]的伸缩性蓬松无纺布，其中包含于第一纤维层中的纤维⑴与包含于第二纤维层中的纤维(2)在无纺布的厚度方向上在第一纤维层与第二纤维层之间的界面处部分地缠结。[3]根据[I]或[2]的伸缩性蓬松无纺布，包含通过音波粘合加工所形成的凹部以及由未经受音波粘合加工的部位所形成的凸部。[4]根据[3]的伸缩性蓬松无纺布，其中凸部的厚度在1. O毫米到5. O毫米范围内。[5]根据[3]或[4]的伸缩性蓬松无纺布，具有通过去除形成凹部的厚度的部位所获得的孔。[6] 一种制造伸缩性蓬松无纺布的方法，包括将包含纤维(I)的第一纤维层与包含热可熔纤维(2)以及具有比第一纤维层的MD收缩率低5%以上的MD收缩率的第二纤维层层压；通过包含于第一纤维层中的纤维(I)与包含于第二纤维层中的纤维(2)之间的缠结而一体化第一纤维层与第二纤维层；使第一纤维层收缩以形成第二纤维层在厚度方向上隆起的结构；以及从第二纤维层侧部分地施用音波粘合加工。发明的有利作用根据本发明的无纺布具有极佳伸缩性，和同时较高蓬松度，在无纺布上形成的凹凸形，以及还有极佳触觉。
具体实施例方式在本发明中，“MD”是机器方向(Machine Direction)的缩写并且意味着无纺布生产线的方向。此外，“⑶”是横向(Cross Direction)的缩写并且意味着垂直于机器方向的方向。在本发明中，“MD收缩率”意味着如由在从纤维制备具有100克/平方米(g/m2)的单位重量的织物(web)并且织物在烘箱中在120°C下经受热处理5分钟时因展现卷曲所导致的在MD上收缩的比率。本发明提供伸缩性蓬松无纺布，其中包含纤维(I)的第一纤维层与包含热可熔纤维(2)以及具有比第一纤维层的MD收缩率低5%以上的MD收缩率的第二纤维层层压，第一纤维层与第二纤维层通过包含于第一纤维层中的纤维(I)与包含于第二纤维层中的纤维
(2)之间的缠结而一体化，第一纤维层收缩以形成第二纤维层在厚度方向上隆起的结构，以及从第二纤维层侧部分地施用音波粘合加工。第一纤维层包含于第一纤维层中的纤维(I)优选地展示因展现卷曲而导致的较高收缩率，并且导致在使用加热加工机等等的收缩加工过程中没有纤维因纤维的热熔合而彼此粘合。纤维⑴的MD收缩率优选是40%或大于40%，更优选是50%或大于50%，更优选是65%或大于65%。如果MD收缩率是40%或大于40%，那么可向最终获得的粗糙伸缩性无纺布提供充分伸缩性，并且容易产生充分凸部。此外，纤维(I)在纤维(I)的收缩加工温度下彼此不粘合。即使纤维(I)是潜在可卷曲组合纤维(conjugate fiber),并且最初展示较高收缩率，当同时使纤维彼此粘合时，纤维也通过粘合而固定。因此，收缩移动，即潜在卷曲的展现受到不利影响，并且不能获得充分收缩。因此，第一纤维层的伸缩性变得较小。此外，纤维彼此固定。因此，在伸缩等等动作后需要较强张力，因此，不能获得较高伸缩性能并且触觉减退。纤维(I)的特定实例包含并列型组合纤维(side-by-side type conjugatefiber)或偏心鞘芯型组合纤维(eccentric shea th-core type conjugate fiber)。对于并列型组合纤维，优选使用聚丙烯或聚酯作为高熔点组分。此外，作为低熔点组分，优选使用包含如以下这种共聚物的树脂乙烯-丙烯二元共聚物、丙烯-丁烯-1 二元共聚物、乙烯-丙烯-丁烯-1三元共聚物、丙烯-己烯-1 二元共聚物或丙烯-辛烯-1 二元共聚物或所述共聚物的混合物。对于偏心鞘芯型组合纤维，优选在鞘侧上使用低熔点组分，并且优选在芯侧上使用高熔点组分。考虑到在低温下的热收缩和成本，乙烯-丙烯二元共聚物优选具有4质量％到10质量％范围内的乙烯含量和90质量％到96质量％范围内的丙烯含量。此外，乙烯-丙烯-丁烯-1三元共聚物优选具有I质量％到7质量％范围内的乙烯含量、88质量％到98质量％范围内的丙烯含量和I质量％到5质量％范围内的1- 丁烯含量。纤维⑴的低熔点组分的熔点优选在128°C到160°C范围内，更优选在130°C到150°C范围内。如果熔点是128°C或高于128°C，那么低熔点组分侧上的树脂在低于纤维(I)的收缩加工温度下不熔融，因此不会出现因纤维彼此粘合所致的伸缩性能的减小。考虑到可纺性和可加工性，低熔点组分的熔体质量流动速率{在JISK7210(1999)中的试验条件M下测量的值}优选在O.1克/10分钟到80克/10分钟范围内，更优选在3克/10分钟至IJ 40克/10分钟范围内。作为高熔点组分，可以利用结晶聚丙烯，如丙烯均聚物或丙烯与少量、通常2质量％或小于2质量％的乙烯或α-烯烃的共聚物。这种结晶聚丙烯的特定实例包含使用一般用途齐格勒-纳塔催化剂(Ziegler-Natta catalyst)或茂金属催化剂所获得的结晶聚丙烯。高熔点组分的熔点优选在150°C到165°C范围内，更优选在155°C到160°C范围内。如果熔点是150°C或高于150°C，那么可以充分确保与低熔点组分的熔点的熔点差，因此，变得可能从广泛温度选择收缩加工期间的加工温度。考虑到可纺性和可加工性，高熔点组分的熔体质量流动速率{在JISK7210 (1999)中的试验条件M下测量的值}优选在O.1克/10分钟到80克/10分钟范围内，更优选在3克/10分钟至IJ 40克/10分钟范围内。可以使用聚酯作为高熔点组分以进一步扩大与低熔点组分的熔点的熔点差。聚酯的特定实例包含聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯或对苯二甲酸乙二酯与对苯二甲酸丁二酯的共聚物。纤维(I)的细度(fineness)优选在1. O分特(dtex)到20分特范围内，更优选在1. 5分特到10分特范围内，更优选是2. 2分特到7. O分特。如果细度是1. O分特或大于1. O分特，那么例如当纤维(I)经历凝结过程时，既不会产生棉结也不会扰乱纹理，也不会降低加工速度。如果细度是20分特或小于20分特，那么令人满意地维持纤维(I)的卷曲展现性质，并且容易获得40%或大于40%的收缩率。纤维的细度可例如通过借助于电子显微镜或光学显微镜测量纤维直径并且使用用于测量密度的密度梯度管或天平测量纤维密度并且随后根据以下方程式计算细度而测定{直径(微米)}2 + 4Χ π X {密度(克/立方厘米)}+100 = {细度(分特)}。细度还可以使用JIS L0104(2000)通过根据以下方程式计算细度而测定10，000 X {在L (米)下的纤维重量}+L(米)={细度(分特)}。纤维的细度可以根据如上述的迄今公开已知的方法进行测量。此外，纤维(I)的实际纤维长度优选在10毫米到150毫米范围内，更优选在25毫米到65毫米范围内。当纤维(I)的实际纤维长度超过150毫米时，在凝结机内产生棉结并且纹理减少。当纤维(I)的实际纤维长度少于10毫米时，纤维在梳理过程中从纤维层脱落，因此生产力降低。
“纤维的实际纤维长度(Actual fiber length of the fibers) ”意味着卷曲纤维的实际长度，并且相当于当在不向纤维施加应力的情况下伸缩卷曲时的长度。纤维的实际纤维长度可以通过借助于可市面上购得的设备(具有图像分析功能的显微镜，如由基恩士公司(KEYENCE Corporation)制造的数字显微镜)沿着纤维从一端到另一端测量一根纤维而测定。然而，如果比率在可维持收缩率的范围内，那么可以混合并且使用细度超出如上文所述细度范围的其它可收缩纤维。此外，可以将除纤维(I)以外的纤维在不显著不利地影响本发明的有利作用的范围内混合到第一纤维层中。纤维(I)可以是如根据纺粘法(spunbond method)或熔喷法(meItbIownmethod)获得的短纤维或长纤维。在短纤维的情况下，纤维长度不受特别限制，但是优选在20毫米到100毫米范围内。展示第一纤维层最大收缩率的温度优选在135°C到160°C范围内。虽然优选的范围取决于构成纤维的直径，但第一纤维层的单位重量优选在5克/平方米到50克/平方米范围内，更优选在10克/平方米到30克/平方米范围内。第二纤维层第二纤维层包含热可熔纤维(2)。热可熔纤维(2)优选展示低于包含于第一纤维层中的纤维(I)的MD收缩率值的MD收缩率值。然而，如果比率在不降低第二纤维层的强度的范围内，那么可以混合并且使用不可热粘合纤维(如浆)。当不可热粘合纤维混合到第二纤维层中时，不可热粘合纤维基于总第二纤维层的比率优选在10质量％到80质量％范围内，更优选在30质量％到70质量％范围内。热可熔纤维(2)的MD收缩率优选是35%或小于35%，更优选是25%或小于25 %。如果MD收缩率是35%或小于35%，那么可以显著确保第一纤维层与第二纤维层之间的收缩差。因此，容易在收缩处理过程中形成凸形凸出物。在本发明中，具体来说，具有5%或小于5%的MD收缩率的热可熔纤维(2)称为不可收缩纤维(2B)，并且具有大于5%的MD收缩率的热可熔纤维(2)称为纤维(2A)。作为热可熔纤维(2)，可以利用包含第一组分和第二组分的组合纤维，其中第二组分例如具有低于第一组分的熔点的熔点，或具有低于第一组分软化点的软化点。作为组合纤维的组合形式，可以利用并列型、偏心鞘芯型或同心鞘芯型组合纤维(concentricsheath-core type conjugate fiber)。在并列型组合纤维中，第一组分和第二组分两者都在长度方向上构成至少一部分纤维表面。在偏心鞘芯型组合纤维中，第二组分构成鞘组分，并且第一组分构成芯组分，并且鞘组分与芯组分偏心地排列。在同心鞘芯型组合纤维中，第二组分构成鞘组分，并且第一组分构成芯组分，并且鞘组分与芯组分同心地排列。作为第一组分，可以使用聚丙烯或聚酯。作为第二组分，可以使用选自低密度聚乙烯(LDPE)、线形低密度聚乙烯(LLDPE)和热塑性弹性体中的至少一种。热可熔纤维(2)的细度优选在1. O分特到20分特范围内，更优选在1. 5分特到10分特范围内，更优选是2. 2分特到7. O分特。如果不可收缩纤维(2B)具有热可熔性质和在从不可收缩纤维(2B)制备具有100克/平方米的单位重量的织物并且织物在120°C烘箱中经受热处理5分钟时具有实质上0(零)的MD收缩率，那么不可收缩纤维(2B)可以是包含聚烯烃或聚酯的单组分纤维。热塑性弹性体的特定实例包含氢化的基于苯乙烯的弹性体(styrene-basedelastomer, SEBS)或热塑性聚氨基甲酸酯(thermoplasticpolyurethane, TPU)。考虑到相容性，优选使用基于烯烃的弹性体。基于烯烃的弹性体的特定实例包含乙烯-丙烯橡胶(ethylene-propylenerubber, EPR)、乙烯-丙烯-非组合二烯共聚型橡胶(ethylene-propylene-non-conjugated diene copolymer rubber, EPDM)或乙烯-辛烯-1 共聚物(由陶氏化学公司(The Dow Chemical Company)制造的 Engage8402)。可以使用一种热塑性弹性体或两种或大于两种热塑性弹性体的混合物，并且弹性体还可以与LDPE或LLDPE混合并使用。此外，可以在不会不利地影响本发明的有利作用的范围内包含任何其它树脂或添加剂(如增滑剂)或包含颜料、碳酸钙或氧化钛的无机物质。当热可熔纤维(2)是组合纤维时，热可熔纤维(2)具有由组合组分形式的第二组分的热熔合或软化所导致的热可熔性能。具体来说，如果将热塑性弹性体用于第二纤维层中的纤维，那么纤维之间的粘合通过热塑性弹性体的粘性作用而进一步增强，并且同时粘合后的粘合点本身展现橡胶弹性行为。因此，优选地改良无纺布的伸缩性。
第二组分的熔点或软化点优选在70°C到130°C范围内，更优选在95°C到125°C范围内。如果熔点或软化点是70°C或高于70°C，那么在制备织物的梳理过程中既不会产生因金属丝的梳理摩擦所致的棉结(纤维熔合)等等，也不会扰乱纹理。此外，如果熔点或软化点是130°C或低于130°C，那么用于第一纤维层的纤维(I)在低熔点组分侧不熔融，并且纤维彼此不粘合。因此,触觉柔软并且可以保持伸缩性。在本发明中，考虑到收缩和触觉，热可熔纤维(2)的熔点优选低于纤维(I)的熔点。具体来说，构成热可熔纤维(2)并且具有纤维(2)中的最低熔点的组分的熔点优选比构成纤维⑴并且具有纤维⑴中的最低熔点的组分的熔点低5°C到50°C，更优选低15°C到 35。。。考虑到可纺性和可加工性，热可熔纤维(2)的熔体质量流动速率{在JISK7210(1999)中的试验条件M下测量的值}优选在O.1克/10分钟到80克/10分钟范围内，更优选在3克/10分钟到40克/10分钟范围内。作为热可熔纤维(2)的第一组分，可以利用结晶聚丙烯，如丙烯均聚物或丙烯与少量、通常2质量％或小于2质量％的乙烯或α-烯烃的共聚物。这种结晶聚丙烯的特定实例包含使用一般用途齐格勒-纳塔催化剂(Ziegler-Natta catalyst)或茂金属催化剂所获得的结晶聚丙烯。第一组分的熔点优选在150°C到165°C范围内，更优选是155°C到160°C。如果熔点是150°C或高于150°C，那么可以充分确保与第二组分的熔点的熔点差，并且收缩加工期间的加工温度范围增大。考虑到可纺性和可加工性，第一组分的熔体质量流动速率{在JISK7210 (1999)中的试验条件M下测量的值}优选在O.1克/10分钟到80克/10分钟范围内，更优选在3克/10分钟至IJ 40克/10分钟 范围内。
为了进一步扩大与第二组分熔点的熔点差，可以使用聚酯作为第一组分。聚酯的特定实例包含聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯或对苯二甲酸乙二酯与对苯二甲酸丁二酯的共聚物。热可熔纤维(2)可以是如根据纺粘法或熔喷法获得的短纤维或长纤维。在短纤维的情况下，实际纤维长度不受特别限制，但是优选在20毫米到100毫米范围内。虽然优选的范围取决于构成纤维的直径，但第二纤维层的单位重量优选在7克/平方米到50克/平方米范围内，更优选在10克/平方米到30克/平方米范围内。制造方法本发明的伸缩性蓬松无纺布可以通过将包含纤维(I)的第一纤维层与包含热可熔纤维(2)以及具有比第一纤维层的MD收缩率低5%以上的MD收缩率的第二纤维层层压，通过包含于第一纤维层中的纤维(I)与包含于第二纤维层中的纤维(2)之间的缠结而一体化两个层，使第一纤维层收缩以形成第二纤维层在厚度方向上隆起的结构，以及从第二纤维层侧部分地施用音波粘合加工来制造。具体来说，本发明的伸缩性蓬松无纺布通过例如一体化包含纤维(I)的第一纤维层与包含热可熔纤维(2)的第二纤维层(无纺布形成)、使第一纤维层收缩(收缩加工)以及随后从第二纤维层侧部分地施用音波粘合加工而获得。(无纺布形成和收缩加工)
本发明的伸缩性蓬松无纺布通过向无纺布施用音波粘合加工，其中第一纤维层与第二纤维层通过两个层中的纤维之间的缠结而一体化，以及使第一纤维层收缩以形成第二纤维层在厚度方向上隆起的结构而获得。在一体化第一纤维层与第二纤维层(无纺布形成)以及使第一纤维层收缩(收缩加工)后，两个层可以通过两个层中的纤维之间的缠结而一体化，并且随后可以使第一纤维层收缩以在厚度方向上隆起第二纤维层，或无纺布形成和收缩加工可以同时进行。具体来说，例如，纤维被加工成具有100克/平方米的单位重量的织物。当织物在烘箱中在120°C下经受热处理5分钟时，展现螺旋卷曲。因此，使用具有40%或大于40%、更优选50 %或大于50 %、更优选65 %或大于65 %的MD收缩率的纤维作为第一纤维层中的纤维(I)。如果通过升高温度到在纤维(I)中展现螺旋卷曲的等级或更高等级来进行收缩加工，那么第一纤维层与第二纤维层之间的界面周围的纤维(I)展现螺旋卷曲并且收缩以使第二纤维层中的纤维在同一界面周围缠结。因此，包含于第一纤维层中的纤维(I)与包含于第二纤维层中的纤维(2)在两个层的厚度方向上在部分区域处有效地缠结，其中所述部分区域在两个层之间的界面周围。更具体来说，无纺布形成(第一纤维层与第二纤维层的一体化过程)和收缩加工是根据如上文所述的方法同时实现的。因此，工作过程可以显著得到简化而不需要单独进行各过程。因此，第一纤维层与第二纤维层被层压并且通过两个层中的纤维之间的缠结而一体化。然而，从尤其防止两个层分层的观点来看，两个层中的纤维的接触点优选通过热熔合包含于第二纤维层中的热可熔纤维以缠结部分形式粘合。为了实现这种粘合，收缩加工可以在第一纤维层中的纤维(I)展现螺旋卷曲并且第二纤维层的纤维(2)导致热熔合的温度下进行。具体来说，包含纤维(I)的第一纤维层形成为下层并且包含热可熔纤维(2)的第二纤维层形成为上层，并且第一纤维层与第二纤维层被层压并且加热。因此，下层的收缩和上层与下层的无纺布的形成可以同时执行。优选这种方法。此处，因为包含纤维(2)的第二纤维层形成为上层，因此包含纤维(2)的第二纤维层可以形成为与热加工机(如干燥机)无接触的层，因此收缩加工可以令人满意地进行。在上层与下层之间的界面处，在通过加热收缩加工期间上层与下层随机粘合的同时下层显著收缩，界面中的纤维缠结，因此形成无纺布。对于收缩加工，这种干燥机可以针板拉幅干燥机(pin tenter dryer)、用于干燥毛巾、布等等的收缩干燥机(shrink dryer)、漂浮式干燥机(fIoatingdryer)、卧式滚筒干燥机(horizontal drum dryer)、对流干燥机(convectiondryer)(烤箱)形式使用。在干燥机类型中，宜使用广泛用于根据梳理过程的无纺布的输送式干燥机(conveyer dryer)。通常使用热空气作为加热系统，但可以允许通过蒸气、红外光、微波或加热辊接触而加热。当使用热空气作为加热系统时，加热时段通常优选在3秒到10秒范围内，并且风速通常可以在0. 8米/秒到1. 4米/秒范围内调节，但条件不限制于此。通过一体化第一纤维层与第二纤维层(无纺布形成)并且使第一纤维层收缩(收缩加工)所获得的伸缩性蓬松无纺布具有其中第二纤维层通过第一纤维层的收缩在缠结之间在厚度方向上隆起的结构。隆起由于纤维(I)展现螺旋卷曲而以密集并且不规则方式展现。所述隆起不同于专利文献第2号中所述、如通过借助于压印辊(具有规则压印图案)将不可收缩纤维织物与可收缩单组分纤维织物部分热压粘合而允许使相关压印部分之间的截面热收缩所获得的隆起。如不同于根据梳理过程的无纺布，本发明中的第二纤维层在隆起部分中在无纺布的厚度方向上具有增强排列的纤维并且具有较高蓬松度和极佳性质。(音波粘合加工)本发明的伸缩性蓬松无纺布通过从第二纤维层侧向具有其中第二纤维层隆起的结构的无纺布部分地施用音波粘合加工而获得。音波粘合加工也称为超音波焊接加工。音波粘合加工是向部件施加具有约15千赫到约50千赫的频率的超音波振动以及压力并且使用所得摩擦热粘合所述部件的加工方法。在制造本发明的伸缩性蓬松无纺布中，通常出于粘合纤维层目的使用的公开已知设备和其条件可以适当地加以施用，并且不受特别限制。对于音波粘合加工，可以使用便携型超音波焊机，并且工业上可以使用包含一对图案棍和超音波喇机形福射体(ultrasonic horn)的设备。在包含一对图案棍和超音波喇叭形辐射体的设备中，无纺布通过从超音波喇叭形辐射体产生的超音波振动而熔融并且粘合。来自超音波喇叭形辐射体的超音波仅与成对图案辊的凸出部分共振而向无纺布强有力地提供超音波振动。因此，图案辊的凹处中的无纺布相反地不熔融并且可以保持蓬松度。因此，音波粘合部分在纤维层上部分地形成。在音波粘合加工中，与热压印相比，更明显地形成热粘合部分与非热粘合部分之间的边界。在制造本发明的伸缩性蓬松无纺布的过程中，两个层仅通过纤维之间的缠结在第一纤维层与第二纤维层之间的接触界面处一体化，并且第二纤维层在缠结之间在第二纤维层侧上隆起，因此隆起的第二纤维层中的纤维具有朝无纺布的厚度方向的较高排列性质。因此，如果从第二纤维层上方向具有其中第二纤维层在缠结之间在厚度方向上隆起的结构的无纺布部分地施用音波粘合加工，那么与纤维在无纺布的“长度”方向上排列的情况相比，在非超音波照射部位与其中无纺布熔融并且无纺布厚度减小的超音波照射部位之间更明显地展现边界。更具体来说，可以获得其中使用粘合部分和非粘合部分的图案所形成的设计图案明显地可见的伸缩性蓬松无纺布。另一方面，如果非压印部位在预先施用热压印后收缩并且隆起，那么非压印部位从与压印部分的边界逐渐隆起形成圆顶状隆起。在由粘合部分和非粘合部分展现的设计图案中，初始设计图案的形状不能如本发明的无纺布的设计图案般准确地再现，并且不能产生具有显著清晰度的轮廓。音波粘合加工中的图案辊的图案(凸出物)不受特别限制。特定实例包含圆形、菱形或矩形图案或图像。在图案类型中，优选如圆形和菱形点图案的点图案以便获得伸缩性和蓬松度。此外，图案辊的图案(凸出物)的排列优选是交错排列。图案辊的图案(凸出物)产生伸缩性蓬松无纺布的凹部，即其粘合部分。因此，粘合部分的增加倾向于降低伸缩性。因此，整个伸缩性蓬松无纺布中的凹部(粘合部分)的面积比优选在3%到60%范围内，更优选在10%到30%范围内。如果凹部的面积比在3%到60 %范围内，那么伸缩性变得有利并且优选这种面积比。
此外，表述“部分地施用音波粘合加工(partially applying the sonicbondprocessing) ”意味着以小于100%、优选3%到60%范围内、更优选10%到30%范围内的面积比形成凹部。在音波粘合加工中，向伸缩性蓬松无纺布提供的一定量的超音波振动可以由从超音波喇叭形辐射体产生的超音波功率来控制。因此，以高功率提供的超音波振动过度地熔融伸缩性蓬松无纺布的凹部并且完全融掉凹部，并且对应于凹部的部位还可能打开而形成孔。因此，可以有效地制造具有极佳伸缩性、良好触觉、较高蓬松度并且具有孔的伸缩性蓬松无纺布。伸缩性蓬松无纺布在本发明的伸缩性蓬松无纺布中，第一纤维层与第二纤维层通过包含于第一纤维层中的纤维与包含于第二纤维层中的纤维之间的缠结而一体化。此处，表述“通过缠结而一体化(integrated by the entanglement) ”指的是其中包含于第一纤维层中的纤维与包含于第二纤维层中的纤维彼此缠结并且两个层一体化的情形。表述不包含其中纤维层通过热压粘合加工(如热压印)而一体化的实施例。优选地，在本发明的伸缩性蓬松无纺布中，包含于第一纤维层中的纤维(I)与包含于第二纤维层中的纤维(2)在厚度方向上在部分区域处缠结。那意味着两种纤维在无纺布的厚度方向上在两个层之间的界面处缠结。更具体来说，与其中包含于第一纤维层中的纤维与包含于第二纤维层中的纤维在无纺布的整个厚度上缠结的情形相比，优选的是包含于两个层中的纤维部分地缠结，即在两个层之间的界面处缠结。因此，在各层中因其它层中的纤维所致的影响被限制在部分水平上，并且容易展现由最初构成各层的纤维所产生的效能。此外，如上文所述的“界面(interface) ”意味着其中第一纤维层与第二纤维层彼此接触的边界。此处，使用术语“界面”以表达其中第一纤维层与第二纤维层通过分别构成各层的纤维之间的缠结而一体化、但纤维彼此不完全混合的情形。在本发明的伸缩性蓬松无纺布中，第二纤维层具有比第一纤维层的MD收缩率低5%以上的MD收缩率，并且第一纤维层收缩以形成第二纤维层在厚度方向上隆起的结构。原因在于，如果第一纤维层与第二纤维层之间的MD收缩率差小于5%，那么不能获得其中第二纤维层在相应缠结部分之间在第二纤维层侧上隆起并且在无纺布的运行方向上折叠的不规则折叠结构。在本发明的伸缩性蓬松无纺布中，两个层仅通过纤维之间的缠结而在第一纤维层与第二纤维层之间的接触界面处一体化，第一纤维层收缩并且第二纤维层在缠结之间在第二纤维层侧上隆起。因此，隆起的第二纤维层中的纤维具有朝无纺布的厚度方向的较高排列性质。因此，从第二纤维层侧部分地施用音波粘合加工。因此，与热压印相比，更明显地形成热粘合部分与非热粘合部分之间的边界，并且形成使用粘合部分和非粘合部分的图案所形成的设计图案明显地可见的伸缩性蓬松无纺布。本发明的伸缩性蓬松无纺布部分地经受音波粘合加工，并且优选包含通过音波粘合加工所形成的凹部和未经受音波粘合加工的部位。此外，凹部的面积比小于100%，优选在3%到60%范围内，更优选在10%到30%范围内。
通过音波粘合加工所形成的凸部的厚度优选在1. O毫米到5. O毫米范围内，更优选在1. 5毫米到3. 5毫米范围内。当凸部的厚度是1. O毫米或大于1. O毫米时，本发明的伸缩性蓬松无纺布具有较高蓬松度和极佳触觉。此外，当凸部的厚度是5. O毫米或小于5. O毫米时，本发明的伸缩性蓬松无纺布具有极佳柔韧性(flexibility)。通过音波粘合加工所形成的凹部优选被过度熔融并且去除形成凹部的厚度的部位并且通到无纺布中。因此，可以制造具有较高蓬松度、极佳伸缩性和极佳触觉并且具有孔的伸缩性蓬松无纺布。本领域普通技术人员显而易知，可以在不背离本发明的精神或范围的情况下，在本发明和此处所提供的特定实例中进行多种修改和变化。因此，希望本发明覆盖在任何权利要求和其相等物的范围内的本发明的修改和变化。以下实例仅出于说明性目的并且不企图也不应该理解为限制本发明的范围。实例在下文中，将通过实例更详细地说明本发明，但本发明决不限于所述实例。树脂(I)聚丙烯均聚物熔点是160 °C，熔体质量流动速率{试验条件M，JISK7210 (1999)}是 15 克 /10 分钟。(2)乙烯-丙烯共聚物乙烯含量是4质量熔点是130°C,并且熔体质量流动速率{试验条件M，JIS K7210 (1999)}是16克/10分钟。(3) LDPE :由东曹公司(Tosoh Corporation)制造的 Petrothene 350(商标名)，熔点是105°C，并且熔体质量流动速率{试验条件0，113 K7210(1999)}是23克/10分钟。(4)基于烯烃的弹性体由陶氏化学公司制造的ENGAGE 8402 (商标名)，熔点是100°C，熔体质量流动速率{试验条件D，JIS K7210(1999)}是20克/10分钟。(5)高密度聚乙烯(HDPE):由京叶聚乙烯有限公司(KeiyoPolyethylene Co.,Ltd.)制造的S6900(商标名)，熔点是130°C，并且熔体质量流动速率{试验条件D，JISK7210 (1999)}是 16 克 /10 分钟。纤维纤维(I)是潜在可卷曲热可熔组合纤维，包含树脂(2)乙烯-丙烯共聚物和树脂
(I)聚丙烯均聚物，并且具有并列横截面(质量比50/50)、2. 2分特的细度和51毫米的纤维长度。纤维(I)的MD收缩率是73. 5%。纤维(2A)是潜在可卷曲热可熔组合纤维，包含树脂(3)LDPE和树脂(I)聚丙烯均聚物，并且具有并列横截面(质量比50/50)、2. 2分特的细度和51毫米的纤维长度。纤维(2A)的MD收缩率是20. 5%0不可收缩纤维(2B-1)是热可熔组合纤维，具有同心鞘芯横截面(质量比50/50)，其中树脂(4)基于烯烃的弹性体树脂排列于鞘中，并且树脂(I)聚丙烯均聚物排列于芯中，并且具有2. 2分特的细度和51毫米的纤维长度。纤维(2B-1)的MD收缩率是1. 3%。不可收缩纤维(2B-2)是热可熔组合纤维，具有同心鞘芯横截面(质量比50/50)，其中树脂(5) HDPE排列于鞘中，并且树脂(I)聚丙烯均聚物排列于芯中，并且具有2. 2分特的细度和51毫米的纤维长度。纤维(2B-2)的MD收缩率是0. 3%。制备层压纤维层
通过使用由大和机工有限公司(Daiwa-kiko corporation Ltd.)制造的微型梳理机从纤维栏中所述的纤维制备具有10克/平方米单位重量的纤维层。随后，通过将纤维(2A)或不可收缩纤维(2B)层压于包含纤维(I)的第一纤维层上制备具有20克/平方米单位重量的层压纤维层。收缩加工和无纺布形成通过使制备层压纤维层中所获得的层压纤维层在125°C热空气温度、O. 5米/秒风速、12. 5米/分钟输送机速度和3秒的加工条件下通过热空气循环热处理机，获得无纺布。音波粘合加工通过使用由精电舍电子工业有限公司(Seidensha Electronics Co. , Ltd.)制造的超音波焊机(Sonopet-150K)以15%的超音波喇叭形辐射体功率(最大功率150瓦，振荡频率48. 5千赫)向无纺布施加超音波0. 4秒，进行音波粘合加工。热压印在115°C加工温度、6米/分钟加工速度、20千克/厘米管线压力和0. 01毫米空隙的加工条件下进行热压印。测量厚度借助于具有35毫米直径(负载)的压力施加器向切为15厘米X 15厘米尺寸条状物的无纺布施加343. 2帕(3. 5克/平方厘米)的压力。使用由东洋精器有限公司(ToyoSeiki Co. , Ltd.)制造的数字厚度测试器(Digithickness Tester)测量施加压力处的厚度。测量纤维层(单层织物)的收缩率使用由大和机工有限公司制造的微型梳理机，并且将100克待使用的打开的初始纤维引入梳理机的引入输送机的中心部分中的30厘米宽度中，并且使用具有145厘米周长的卷筒(winding drum)在 7. 0+/-0. 2 米 / 分钟的道夫速度(doffer speed)和 7. 3+/-0. 2米/分钟的速度下卷绕总量纤维，通过使用剪刀等等切断卷绕纤维，因此获得具有约25厘米X约25厘米尺寸的纤维层。将具有约25厘米X约25厘米尺寸的纤维层夹在牛皮纸片之间，并且通过使用由三洋电气有限公司(SANYO Electric Co. ,Ltd.)制造并且设定在120°C的对流干燥机处理5分钟，并且随后移出纤维层，并且测量MD长度并且根据如下文所述的方程式计算纤维层的MD收缩率。纤维层的MD收缩率={热处理前的长度(cm) -热处理后的长度(cm)}/{热处理前的长度(cm)} X100 (% )。测量层压纤维层的收缩率将如上文所述的制备层压纤维层中所获得的层压纤维层切成在MD上1，000毫米并且在CD上300毫米，在收缩加工和无纺布形成中所述的条件下进行热处理，测量MD长度(a)和CD长度(b)，并且根据如下文所述的方程式测定收缩率。MD 收缩率(％) = {I，000_(a)}/1，000X 100。CD 收缩率(% ) = {300-(b)}/300X 100。测量抗拉强度使用由岛津制作所(Shimadzu Corporation)制造的“自动绘图仪AG500D (Autograph AG500D) ”。在以100米/分钟的试验速度将样品从100毫米的样品长度伸长50%之后，使样品回到样品长度的长度，并且随后测量再次伸长样品50%期间的负载。在初始伸长(第一次)和重新开始伸长(第二次)两个时间点测量伸长为10%、20%、30%、40%和50%的强度，并且通过将强度作为纵轴并且张力作为横轴来作图(S-S曲线)。当初始伸长时的负载与重新开始伸长时的负载之间的差异更大时，判断伸缩性更低。此外，当伸长负载图中的倾斜度更高时，判断柔韧性更低并且触觉差。无纺布的结构的观测结果实质上纵向切割无纺布，并且借助于由基恩士公司制造的数字显微镜(VHX-900)观测横截面并且观测各构成的纤维层的状态、纤维之间的缠结和热粘合的状态等等。实例I制备都如上文纤维中所述的包含纤维(I)的纤维层和包含纤维(2A)的纤维层，并且将其层压以制备层压纤维层，并且在收缩加工和无纺布形成中所述的条件下制备无纺布。纤维(I)展现显著收缩的螺旋卷曲，并且纤维(2A)展现少量收缩的螺旋卷曲。构成无纺布的纤维在无纺布的厚度方向上在两个层之间的层压界面处部分地缠结，并且包含纤维(2A)的第二纤维层在缠结之间在第二纤维层侧上隆起。所用纤维(I)彼此不会热粘合，并且所用纤维(2A)之间的接触点与纤维(2A)与纤维(I)之间的接触点通过使纤维(2A)热熔合而粘合。无纺布的厚度是3. 2毫米。在上文音波粘合加工中所述的条件下，通过使用具有3毫米直径的圆点图案的设计并且以具有5毫米间距的交错排列形式施用超音波焊接，获得伸缩性蓬松无纺布。实例2分别制备都如上文纤维中所述的包含纤维(I)的纤维层和包含不可收缩纤维(2B-1)的纤维层，并且将其层压以制备层压纤维层，并且在收缩加工和无纺布形成中所述的条件下制备无纺布。纤维(I)展现显著收缩的螺旋卷曲，并且不可收缩纤维(2B-1)几乎不收缩。构成无纺布的纤维在无纺布的厚度方向上在两个层之间的层压界面处部分地缠结，并且包含纤维(2B-1)的第二纤维层在缠结之间在第二纤维层侧上隆起。所用纤维(I)彼此不会热粘合，并且所用不可收缩纤维(2B-1)之间的接触点与不可收缩纤维(2B-1)与纤维(I)之间的接触点通过热熔合不可收缩纤维(2B-1)而粘合。无纺布的厚度是2. 6毫米。在上文音波粘合加工中所述的条件下，通过使用具有3毫米直径的圆点图案的设计并且以具有5毫米间距的交错排列形式施用超音波焊接，获得伸缩性蓬松无纺布。实例3制备都如上文纤维中所述的包含纤维(I)的纤维层和包含纤维(2A)的纤维层，并且将其层压以制备层压纤维层，并且在收缩加工和无纺布形成中所述的条件下制备无纺布。纤维(I)展现显著收缩的螺旋卷曲，并且不可收缩纤维(2A)展现微弱收缩的螺旋卷曲。构成无纺布的纤维在无纺布的厚度方向上在两个层之间的层压界面处部分地缠结，并且包含纤维(2A)的第二纤维层在缠结之间在第二纤维层侧上隆起。所用纤维(I)彼此不会热粘合，并且所用纤维(2A)之间的接触点与纤维(2A)与纤维(I)之间的接触点通过使纤维(2A)热熔合而粘合。无纺布的厚度是3. 2毫米。
在上文音波粘合加工中所述的条件下，通过将超音波功率时段变为I秒、使用具有3毫米直径的圆点图案的设计并且以具有5毫米间距的交错排列形式施用超音波焊接以过度地熔融图案设计的部位、完全熔融部位并且通到无纺布中，从而获得伸缩性蓬松无纺布。比较实例I制备都如上文纤维中所述的包含纤维(I)的纤维层和包含纤维(2A)的纤维层，并且将其层压以制备层压纤维层，并且在收缩加工和无纺布形成中所述的条件下制备无纺布。无纺布的厚度是3. 2毫米。随后，在上文音波粘合加工中所述的条件下，通过使用具有O. 8毫米直径的圆点图案和具有O. 5毫米一般高度的凸出物的设计，并且以具有5毫米间距的交错排列形式施用热压印，从而获得无纺布。比较实例2制备都如上文纤维中所述的包含纤维(I)的纤维层和包含不可收缩纤维(2B-2)的纤维层，并且将其层压 以制备层压纤维层。随后，在上文音波粘合加工中所述的条件下，通过将加工温度变为124°C、使用具有O. 8毫米直径的圆点 图案和具有O. 5毫米一般高度的凸出物的设计，并且以具有5毫米间距的交错排列形式施用热压印，从而获得无纺布。随后，在收缩加工和无纺布形成中所述的条件下进行收缩加工。所获得的无纺布的厚度是1. 3毫米。表I展示实例和比较实例中的层压纤维层的收缩率以及无纺布的抗拉强度和厚度的结果。表I
权利要求
1.一种伸缩性蓬松无纺布，其特征在于，包含第一纤维的第一纤维层与包含热可熔的第二纤维以及具有比所述第一纤维层的机器方向收缩率低5%以上的机器方向收缩率的第二纤维层层压，所述第一纤维层与所述第二纤维层通过包含于所述第一纤维层中的所述第一纤维与包含于所述第二纤维层中的所述第二纤维之间的缠结而一体化，所述第一纤维层收缩以形成所述第二纤维层在厚度方向上隆起的结构，以及从所述第二纤维层侧部分地施用音波粘合加工。
2.根据权利要求1所述的伸缩性蓬松无纺布，其特征在于，包含于所述第一纤维层中的所述第一纤维与包含于所述第二纤维层中的所述第二纤维在所述无纺布的厚度方向上在所述第一纤维层与所述第二纤维层之间的界面处部分地缠结。
3.根据权利要求1或2所述的伸缩性蓬松无纺布，其特征在于，包含通过音波粘合加工所形成的凹部以及由未经受所述音波粘合加工的部位所形成的凸部。
4.根据权利要求3所述的伸缩性蓬松无纺布，其特征在于，所述凸部的厚度在1.O毫米到5.0毫米范围内。
5.根据权利要求3所述的伸缩性蓬松无纺布，其特征在于，具有通过去除形成所述凹部的厚度的部位所获得的孔。
6.一种伸缩性蓬松无纺布的制造方法，其特征在于，包括 将包含第一纤维的第一纤维层与包含热可熔的第二纤维以及具有比所述第一纤维层的机器方向收缩率低5%以上的机器方向收缩率的第二纤维层层压； 通过包含于所述第一纤维层中的所述第一纤维与包含于所述第二纤维层中的所述第二纤维之间的缠结而一体化所述第一纤维层与所述第二纤维层； 使所述第一纤维层收缩以形成所述第二纤维层在厚度方向上隆起的结构；以及 从所述第二纤维层侧部分地施用音波粘合加工。
全文摘要
本发明提供一种伸缩性蓬松无纺布以及其制造方法。该伸缩性蓬松无纺布，包含纤维(1)的第一纤维层与包含热可熔纤维(2)以及具有比所述第一纤维层的MD收缩率低5％以上的MD收缩率的第二纤维层层压，所述第一纤维层与所述第二纤维层通过包含于所述第一纤维层中的所述纤维(1)与包含于所述第二纤维层中的所述纤维(2)之间的缠结而一体化，所述第一纤维层收缩以形成所述第二层在厚度方向上隆起的结构，以及从所述第二纤维层侧施用音波粘合加工。
文档编号D04H1/541GK103046232SQ20121038785
公开日2013年4月17日 申请日期2012年10月12日 优先权日2011年10月12日
发明者寺田博和 申请人:捷恩智株式会社, 捷恩智纤维株式会社