CN110536981B - 具有均匀融合的纤维的纤维素纤维非织造织物 - Google Patents
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Abstract
纤维素纤维非织造织物(102),尤其是直接从莱赛尔纺丝溶液(104)制造的纤维素纤维非织造织物,其中织物(102)包括基本上连续的纤维(108)的网络,并且其中所述纤维(108)基本上在整个织物(102)上均匀地融合。
Description
技术领域
本发明涉及纤维素纤维非织造织物、制造纤维素纤维非织造织物的方法、制造纤维素纤维非织造织物的装置、产品或复合材料以及使用方法。
背景技术
莱赛尔(Lyocell)技术涉及将纤维素木浆或其他纤维素基原料直接溶解在极性溶剂(例如,N-甲基吗啉N-氧化物,其也可以表示为“氧化胺”或“AO”)中以产生粘性的、高剪切稀化溶液,所述溶液可转化为一系列有用的纤维素基材料。在商业上,该技术用于生产广泛用于纺织工业的一系列纤维素短纤维(可商购自Lenzing AG,Lenzing,Austria,商标)。还使用了来自莱赛尔技术的其他纤维素产品。
纤维素短纤维长期以来被用作用以转化成非织造网的组分。然而,改进莱赛尔技术以直接生产非织造网将获得当前纤维素网产品所不可能具有的特性和性能。这可以被认为是合成纤维工业中广泛使用的熔喷(meltblow)和纺粘技术的纤维素版,然而,由于存在重大的技术差异,不可能使合成聚合物技术直接适用于莱赛尔。
已经进行了许多研究以开发从莱赛尔溶液直接形成纤维素网的技术(尤其是WO98/26122、WO 99/47733、WO 98/07911、US 6,197,230、WO 99/64649、WO 05/106085、EP 1358 369、EP 2 013 390)。在WO 07/124521 A1和WO 07/124522 A1中公开了其他技术。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种具有高机械稳定性的纤维素基织物。
为了实现上述目的,提供了根据独立权利要求的纤维素纤维非织造织物、制造纤维素纤维非织造织物的方法、制造纤维素纤维非织造织物的装置、产品或复合材料、以及使用方法。
根据本发明的示例性实施方案,提供(特别是溶液喷射制造的)纤维素纤维非织造织物(特别是其直接(特别是在原位方法中或在连续操作的生产线中可执行的连续方法中)由莱赛尔纺丝溶液制造),其中所述织物包括基本上连续的纤维的网络,并且其中所述纤维(特别是至少10%的纤维)基本上在整个织物上均匀地融合。
根据另一个示例性实施方案,提供了一种直接由莱赛尔纺丝溶液制造(特别是溶液喷射制造的)纤维素纤维非织造织物的方法,其中该方法包括通过在气流的辅助下将莱赛尔纺丝溶液通过具有的孔口的喷射器挤出到凝固流体气氛(特别是分散的凝固流体的气氛)中,从而形成基本上连续的纤维,将纤维收集在纤维支撑单元上从而形成织物,并调节工艺参数以使纤维(特别是至少10%的纤维)基本上在整个织物上均匀地融合。
根据另一个示例性实施方案,提供了一种用于直接从莱赛尔纺丝溶液制造(特别是溶液喷射制造的)纤维素纤维非织造织物的装置,其中该装置包括具有孔口的喷射器,其被配置成用于在气流的辅助下挤出莱赛尔纺丝溶液;凝固单元,其被配置成用于为挤出的莱赛尔纺丝溶液提供凝固流体气氛,从而形成基本上连续的纤维;纤维支撑单元,其被配置成用于收集纤维从而形成织物;和控制单元(例如被配置成用于执行用于直接从莱赛尔纺丝溶液制造纤维素纤维非织造织物的程序代码的处理器),其被配置成用于调节工艺参数,使得纤维(特别是至少10%的纤维)基本上在整个织物上均匀地融合。
根据又一个示例性实施方案,提供了一种产品或复合材料,其包含具有上述特性的织物。
根据又一个实施方案,具有上述特性的纤维素纤维非织造织物用于擦拭巾(wipe),干燥器片材,过滤器,卫生产品,医疗应用产品,土工织物,农用织物(agrotextile),服装,建筑技术用产品,汽车产品,家具,工业用产品,与美容、休闲、运动或旅行相关的产品,以及与学校或办公室相关的产品。
在本申请的上下文中,术语“纤维素纤维非织造织物”(也可以表示为纤维素长丝非织造织物)可以特别地表示由多个基本上连续的纤维组成的织物或网。术语“基本上连续的纤维”尤其具有长丝纤维的含义,长丝纤维具有比常规短纤维明显更长的长度。在另一种表达方式中,术语“基本上连续的纤维”尤其可以具有由长丝纤维形成的网的含义,该长丝纤维比常规短纤维具有每体积明显更少量的纤维末端。特别地,根据本发明示例性实施方案的织物的连续的纤维的每体积纤维末端量小于10,000个末端/cm3,尤其是小于5,000个末端/cm3。例如,当短纤维用作棉的替代品时,它们可具有38mm的长度(对应于棉纤维的典型自然长度)。与此相反,纤维素纤维非织造织物的基本上连续的纤维可具有至少200mm的长度,特别是至少1000mm。然而,本领域技术人员将意识到即使连续的纤维素纤维也可能中断的事实,该中断可能通过纤维形成期间和/或之后的工艺形成。因此,与由相同旦尼尔的短纤维制成的非织造织物相比,由基本上连续的纤维素纤维制成的纤维素纤维非织造织物具有显著更低的每质量纤维数。纤维素纤维非织造织物可以通过纺制多根纤维并通过将后者细化(attenuating)和朝着优选移动的纤维支撑单元拉伸来制造。由此,形成纤维素纤维的三维网或网,构成纤维素纤维非织造织物。所述织物可以由纤维素作为主要或唯一成分。
在本申请的上下文中,术语“莱赛尔纺丝溶液”可以特别表示溶剂(例如,诸如N-甲基-吗啉、NMMO、“氧化胺”或“AO”的材料的极性溶液),其中纤维素(例如木浆或其他纤维素基原料)溶解在其中。莱赛尔纺丝溶液是溶液而不是熔体。通过降低溶剂的浓度,例如通过使长丝与水接触,可以由莱赛尔纺丝溶液产生纤维素长丝。由莱赛尔纺丝溶液初始生成纤维素纤维的过程可以描述为凝固。
在本申请的上下文中,术语“气流”可以特别地表示在莱赛尔纺丝溶液离开喷丝头期间和/或之后或已经离开喷丝头后,基本平行于纤维素纤维或其预成型体(即莱赛尔纺丝溶液)的移动方向的气流(例如空气)。
在本申请的上下文中,术语“凝固流体”可以特别表示非溶剂流体(即气体和/或液体,任选地包括固体颗粒),其能够稀释莱赛尔纺丝溶液并与溶剂交换至由莱赛尔长丝形成纤维素纤维的程度。例如,这种凝固流体可以是水雾。
在本申请的上下文中,术语“工艺参数”可以特别地表示用于制造纤维素纤维非织造织物的物质和/或装置组件的所有物理参数和/或化学参数和/或装置参数,该参数可能对纤维和/或织物的性能,特别是纤维直径和/或纤维直径分布产生影响。这些工艺参数可以由控制单元自动调节和/或由使用者手动调节,从而调整或调节纤维素纤维非织造织物的纤维的性能。可能影响纤维性能的物理参数(特别是其直径或直径分布)可以是该过程中涉及的各种介质(例如莱赛尔纺丝溶液、凝固流体、气流等)的温度、压力和/或密度。化学参数可以是所涉及的介质(例如莱赛尔纺丝溶液、凝固流体等)的浓度、量、pH值。装置参数可以是孔口的尺寸和/或孔口之间的距离、孔口和纤维支撑单元之间的距离、纤维支撑单元的运输速度、一个或多个可选的原位后处理单元的提供、气流等。
术语“纤维”可以特别地表示包含纤维素的材料的细长段,例如横截面为大致圆形或非规则形状,任选地与其他纤维缠绕。纤维的纵横比可以大于10,特别是大于100,更特别是大于1000。纵横比是纤维长度与纤维直径之间的比率。纤维可以通过融合(使得形成整体多纤维结构)或通过摩擦(使得纤维保持分离,但通过移动相互之间物理接触的纤维时产生的摩擦力弱机械耦合)相互连接,从而形成网络。纤维可具有基本上圆柱形的形状,然而其可以是直的、弯的(bent)、扭结的(kinked)或弯曲的(curved)。纤维可以由单一的均质材料(即纤维素)组成。然而,纤维还可包含一种或多种添加剂。诸如水或油的液体材料可以积聚在纤维之间。
在本文件的上下文中,“具有孔口的喷射器”(其可以例如表示为“孔口的布置”)可以是包括线性设置的孔口的布置的任何结构。
在本申请的上下文中,术语“融合”可以特别地表示在相应的融合位置处不同纤维的整体互连,这导致形成由先前分离的纤维预成型体组成的一个整体连接的纤维结构。融合可以表示为在一个、一些或所有融合纤维的凝固期间建立的纤维-纤维连接。相互连接的纤维可以在相应的融合位置处牢固地彼此粘附,从而形成共同的结构,无需不同的另外的材料(例如单独的粘合剂)。融合纤维的分离可能需要破坏纤维网络或其部分。
在本申请的上下文中,术语“基本上在整个织物上均匀地融合”可以特别地表示在纤维的不同空间区域中,每体积区域的纤维之间的融合位置的量非常类似。然而,技术人员将理解,在织物的边缘处(例如,后者可以被切除),织物在融合方面的物理性质可能无法与织物内部的性质相比。因此,所提到的均匀性应基本上存在于织物的整个延伸部分上(尤其是在其中心部分),而可以忽略沿织物外周长的边缘效应,该边缘效应可能会人为地导致所述均匀性的局部偏差。
根据一个示例性实施方案,提供了一种纤维素纤维非织造织物,其中一些或所有纤维通过融合彼此整体连接。可以通过对制造纤维素纤维非织造织物的方法的工艺参数的相应控制来触发融合。特别地,在尚未处于沉析固体纤维状态的莱赛尔纺丝溶液长丝之间的第一次接触之后,可以触发(或至少完成)这些长丝的凝固。因此,在仍处于溶液相时这些长丝的相互作用以及然后或之后通过凝固将它们转化为固态相使得能够适当地调节融合特性。融合的空间均匀性的程度是一个强有力的参数,可用于调整制造的织物的性能。当每体积织物的纤维之间的融合位置的数量在整个织物上非常相似时,织物显示出基本上在空间上独立的机械强度值,同时基本上在整个织物内提供均匀的弹性。因此,织物可以基本上没有机械弱点,并且由于均匀的弹性,允许在每个位置处施加的力峰分布在整个织物上。通过这种均匀的融合分布,已经证明可以通过合理的努力获得在机械性能方面定制的非织造织物。在一个优选的实施方案中,通过在凝固之前使莱赛尔纺丝溶液形式的不同纤维预成型体彼此直接接触来触发纤维之间的融合。通过这样的凝固过程,进行纤维的单一材料共同沉析,从而形成融合位置。
具体实施方式
在下文中,描述了纤维素纤维非织造织物的其他示例性实施方案、制造纤维素纤维非织造织物的方法、制造纤维素纤维非织造织物的装置、产品或复合材料、以及使用方法。
在一个实施方案中,纤维的融合系数在整个织物上的差值基本上不超过20%,特别是不超过10%的绝对值。织物的多个样品(其中例如每个样品可具有1×1cm2的面积)可用于确定各样品各自的局部融合系数。如此确定的最大融合系数(以百分比表示)与如此确定的最小融合系数(以百分比表示)之间的差值可以不超过20%,特别是不超过10%。例如,如果样品中最大的融合系数是70%并且样品中的最小融合系数是65%,则所述差值是5%(70%-65%),因此甚至不超过10%。描述性地说,以下定义的融合系数表示织物每尺寸单位的融合点数量。整个织物上在所述限制内的、均匀的融合系数值确保织物在机械载荷的情况下不具有固化趋势,因为所述的均匀性既不产生局部低稳定性的区域也不产生过度僵硬的区域。因此,可以在织物上平衡力而不损坏织物。
为了确定织物的融合系数(也可以表示为面积融合系数(area merging factor),可以进行以下确定方法:可以光学分析织物的正方形样品。围绕与正方形样品的至少一个对角线交叉的纤维的每个融合位置(特别是融合点和/或融合线)绘制一个圆,其直径必须完全保留在正方形样品内部。确定圆的尺寸,使得圆包含融合纤维之间的融合区域。计算所确定的圆的直径值的算术平均值。融合系数计算为所述平均直径值与正方形样品的对角线长度之间的比率,并且可以以百分比给出。
0%的融合系数对应于没有融合点的织物,即仅通过摩擦使彼此相互作用的完全分离的纤维。100%的融合系数对应于由融合点组成的织物,即形成诸如膜的连续结构的完全一体化纤维。通过调节融合系数,也可以精确地调节相应织物的物理性质(特别是机械稳定性)。
在一个实施方案中,至少部分纤维的融合系数在0.1%-100%的范围内,特别是在0.2%-50%的范围内,更特别地在0.5%-15%的范围内。
在一个实施方案中,织物被构造成使得拉伸强度和基重之间的比率(比拉伸强度,specific tensile strength)为至少0.5mNm2/g,特别是至少1.0mNm2/g。根据本发明的示例性实施方案,对于具有显著的融合均匀性的纤维素纤维非织造织物,对于给定的克重(即,片状织物单位面积的重量)可以获得更高的机械稳定性,或者在相同的机械稳定性下,可以获得更低的克重。
在一个实施方案中,杨氏模量的值基本上在整个织物上的差异不超过20%,特别是不超过10%。织物的多个样品(其中例如每个样品可具有1×1cm2的面积)可用于确定各样品各自的局部杨氏模量。如此确定的最大杨氏模量和如此确定的最小杨氏模量之间的差值在除以如此确定的最大杨氏模量时,可以不超过20%,特别是不超过10%。杨氏模量,也称为弹性模量,是固体材料刚度的量度,并且是线性弹性固体材料的一种机械性质。杨氏模量定义了材料中应力(每单位面积的力)和应变(比例变形)之间的关系。当杨氏模量在织物的整个延伸范围内基本均匀并且变化小于20%或甚至小于10%时,可以确保没有过度弹性或过度刚性的局部区域,使得织物的弹性性质不会促进不希望的织物的撕裂。
在一个实施方案中,拉伸强度的值基本上在整个织物上的差异不超过20%,特别是不超过10%。织物的多个样品(其中例如每个样品可具有1×1cm2的面积)可用于确定各样品各自的局部拉伸强度。如此确定的最大拉伸强度和如此确定的最小拉伸强度之间的差值,当除以如此确定的最大拉伸强度时,可以不超过20%,特别是不超过10%。拉伸强度是材料或结构承受趋于伸长的载荷的能力。换句话说,拉伸强度抵抗织物被拉开时的张力。拉伸强度通过标准DIN EN 29 073 part 3(对应于ISO 9073-3(F31_5))测得。
在一个实施方案中,基于非织造物标准WSP90.3用“Handle-O-Meter”测得的织物的平滑度(对应于specific hand)在2mNm2/g-70mNm2/g的范围内。通过改变所述制造方法的工艺参数,因此可以在宽范围内改变平滑度。当实施纤维之间的融合时,这可能已经确保了织物的足够的稳定性。然后可以自由地调节表面层的平滑度-甚至非常高的平滑度-而没有任何织物稳定性可能受此影响的危险。
所述织物的平滑度可以基于非织造物标准WSP90.3用“Handle-O-Meter”(从Thwing-Albert Instrument Co.,Philadelphia,PA商购获得)测得。为了确定织物的平滑度,降低“Handle-O-Meter”的枢转臂(pivoting arm)并将织物的样品(例如具有10cm×10cm的正方形尺寸)压入可调节的平行狭缝中。测得将样品压入狭缝所需的力。在此过程中,弯曲力和摩擦力施加在样品上。CD方向和MD方向上的测量值的平均值对应于将样品压过狭缝所需的平均力。平均力(例如以mN给出)与织物的基重(例如以g/m2给出)之间的比率给出了平滑度值,其以mNm2/g表示,以specific hand测量,specific hand指示织物材料的平滑度。
在一个实施方案中,纤维具有小于5ppm的铜含量和/或具有小于2ppm的镍含量。本申请中提到的ppm值都与质量(而不是体积)有关。除此之外,对于每种单独的重金属元素,纤维或织物的重金属污染可以不超过10ppm。由于使用莱赛尔纺丝溶液作为形成连续的纤维基织物的主要成分(特别是当涉及诸如N-甲基-吗啉、NMMO的溶剂时),诸如铜或镍的重金属对织物的污染(可能引起使用者的过敏反应)可以保持极小。由于在通过工艺控制可调节的某些条件下直接融合的构思,在用于使纤维相互连接的过程中不需要引入额外的材料(例如粘合剂等)。这使织物的污染非常低并且还有助于纤维素织物的均匀性。
在一个实施方案中,融合位置(即,在织物内纤维-纤维融合的位置)包括融合点,在该融合点处纤维通过点接触融合。融合点可以是由与互连纤维相同的材料制成的点状结构。
在一个实施方案中,融合位置包括融合线,沿着该融合线,纤维至少在其长度的一部分上并行地相互排列,以形成高级纤维结构。这种融合线可以被认为是具有椭圆形状的线的融合位置,该线的直径明显大于沿着融合线连接的纤维的直径。因此,融合线可以是沿一段纤维将纤维连接的延伸结构,纤维沿着该段纤维平行或并排延伸。
在一个实施方案中,融合位置由与融合纤维相同的材料组成。因此,融合位置可以由直接由莱赛尔纺丝溶液的凝固产生的纤维素材料形成。这不仅使得没有必要单独提供纤维连接材料(例如粘合剂或粘合剂),而且还可以保持织物清洁并且织物由单一材料制成,从而高度均匀。
在一个实施方案中,不同的纤维至少部分地位于不同的可区分的(即,在层之间显示可见的分离或界面区域)层。更具体地,不同层的纤维在层之间的至少一个融合位置处整体地融合。因此,至少部分地位于不同可区分层中的不同纤维(对于一个或多个参数(例如融合系数、纤维直径等),它们可能相同或可能不同)可以在至少一个融合位置处整体连接。例如,织物的两个(或多个)不同层可以通过将两个(或多个)具有孔口的喷射器串联排列而形成,通过所述孔口挤出莱赛尔纺丝溶液用于凝固和纤维形成。当这种布置与移动的纤维支撑单元(例如具有纤维容纳表面的传送带)组合时,第一层纤维通过第一喷射器形成在纤维支撑单元上,并且当移动的纤维支撑单元到达第二喷射器的位置时,第二喷射器在第一层上形成第二层纤维。可以调整该方法的工艺参数,以便在第一层和第二层之间形成融合点。特别地,例如,在形成过程中尚未通过凝固完全固化或固体化的第二层的纤维,可以仍然具有处于液体莱赛尔溶液相且尚未处于完全固化的固态的外表皮或外表面区域。当这种预制纤维结构彼此接触并且之后完全固化成固体纤维状态时,这可导致在不同层之间的界面处形成两根融合纤维。在空间上均匀融合的织物中的融合位置的数量越多,织物层之间的互连的稳定性越高。因此,控制融合使得可以控制织物层之间的连接的刚性。例如,在相应层的预制纤维结构到达纤维支撑板上的在下的纤维或预制纤维结构层之前通过调节固化或凝固程度,可以控制融合。通过在层间的界面处融合不同层的纤维,可以防止层的不期望的分离。
在一个实施方案中,调整用于调整融合的工艺参数,包括在莱赛尔纺丝溶液离开孔之后并在莱赛尔纺丝溶液到达纤维支撑单元之前形成至少部分融合位置。这可以通过例如在向下加速的同时触发通过不同的孔口挤出的莱赛尔纺丝溶液的股线(strand)之间的相互作用来实现。例如,可以在强度和方向方面调节气流,使得(尚未完全凝固的)纺丝溶液的不同股线或长丝在到达纤维支撑单元之前被迫在横向方向上彼此相互作用。可以操作气流使其靠近或或可以在湍流状态下操作气流,以促进纤维的各预成型体之间的相互作用。因此,在凝固之前,纤维的各预成型体可以彼此接触,从而形成融合位置。
在一个实施方案中,调整用于调整融合的工艺参数,包括在莱赛尔纺丝溶液到达纤维支撑单元之后通过在纤维铺设在支撑单元上时触发至少部分纤维的凝固来形成至少部分融合位置。在这样的实施方案中,可以有意地延迟凝固过程(其可以通过凝固单元的相应操作来调节,特别是通过相应地调节凝固流体的性质和供应位置)。更具体地,可以延迟凝固过程直到纺丝溶液到达纤维支撑板。在这样的实施方案中,纤维的预成型体仍然在凝固之前向下加速到纤维支撑板,从而仍在凝固之前与纤维的其它预成型体接触。由此可以迫使不同股线或预成型体的纺丝溶液流动而彼此接触,并且仅在此后可以触发或完成凝固。因此,在仍然处于非凝固状态的不同纤维预成型体之间的初始接触之后进行凝固是形成融合位置的有效措施。
在一个实施方案中,调整用于调整融合的工艺参数,包括沿着可移动的纤维支撑单元串联排列具有孔口的多个喷射器,在纤维支撑单元上沉积纤维的第一层,以及在层之间的界面处的至少部分纤维的凝固完成之前,在第一层上沉积纤维的第二层。对于要形成的每个层,可以调节操作具有孔口的喷射器的工艺参数,以便获得层专有的凝固行为。可以调节不同层的层专有凝固行为,使得融合位置在相应层内形成,并且优选在相邻层之间形成。更具体地,可以调节工艺控制,使得仅在与不同层相关的纺丝溶液之间的初始接触之后促进两层的凝固,从而在两个相邻层之间形成融合位置。
在一个实施方案中,调整用于调整融合的工艺参数,包括触发形成可获得基本上连续的膜状织物的融合位置的量。该实施方案涉及100%的融合系数。当进行过度融合时,获得作为织物的连续的平的纤维素层而不是纤维网络(参见例如图10)。
在一个实施方案中,该方法还包括在纤维支撑单元上收集后进一步加工纤维和/或织物,但优选仍原位形成具有连续的纤维的纤维素纤维非织造织物。这种原位加工可以是在制造的(特别是基本上连续不断的的)织物被储存(例如由卷绕机缠绕)以运输到产品制造目的地之前进行的那些加工。例如,这种进一步处理或后处理可能涉及水力缠结。水力缠结可以表示为湿或干纤维网的粘合过程,所得粘合织物为非织造织物。水力缠结可以使用细的高压水射流,该射流穿透纤维网,撞击纤维支撑单元(特别是传送带)并反弹,导致纤维缠结。对织物的相应压缩可使织物更紧凑并且机械上更稳定。除水力缠结之外或作为另外一种选择,可以用加压蒸汽对纤维进行蒸汽处理。附加地或替代地,这种进一步的处理或后处理可以包括对所制造的织物进行针刺处理。针刺***可用于粘合织物或纤维网的纤维。当刺针穿过纤维网迫使一些纤维穿过纤维网,并且当针被抽出时它们保留在那里时,可以生产针刺织物。纤维网或织物的又一种进一步加工或后处理是浸渍处理。浸渍连续的纤维网络可涉及在织物上施加一种或多种化学品(例如软化剂、疏水剂和抗静电剂等)。织物的另一种进一步加工处理是轧光。轧光可以表示为处理织物的后整工序,并且可以使用轧光机来平滑、涂覆和/或压缩织物。
根据本发明示例性实施方案的纤维素纤维非织造织物还可以与一种或多种其他材料组合(例如原位或在后续工艺中),从而形成根据本发明示例性实施方案的复合材料。可与织物组合以形成这种复合材料的示例性材料可选自包括但不限于以下材料或其组合的材料:绒毛浆、纤维悬浮液、湿法成网非织造织物、气流成网非织造织物、纺粘网、熔喷网、粗疏水刺或针刺网或其他由各种材料制成的片状结构。在一个实施方案中,不同材料之间的连接可以通过(但不限于)以下方法中的一种或组合来完成:融合、水力缠结、针刺、氢键合、热粘合、通过粘合剂胶合、层压和/或轧光。
在下文中,总结了包含根据本发明示例性实施方案的纤维素纤维非织造织物的示例性有益产品或根据本发明示例性实施方案的纤维素纤维非织造织物的用途:
网(100%纤维素纤维网或例如包含以下或由以下组成的网:两种或多种纤维、或化学改性的纤维或具有掺入的材料(例如抗菌材料、离子交换材料、活性炭、纳米颗粒、乳液、药剂或阻燃剂)的纤维、或双组分纤维)的具体用途可以如下:
根据本发明示例性实施方案的纤维素纤维非织造织物可用于制造擦拭巾,例如婴儿擦拭巾、厨房擦拭巾、湿擦拭巾、化妆擦拭巾、卫生擦拭巾、医疗擦拭巾、清洁擦拭巾、抛光(汽车、家具)擦拭巾、灰尘擦拭巾、工业用擦拭巾、除尘器和拖把擦拭巾。
根据本发明示例性实施方案的纤维素纤维非织造织物也可用于制造过滤器。例如,这种过滤器可以为空气过滤器、HVAC、空调过滤器、烟气过滤器、液体过滤器、咖啡过滤器、茶袋、咖啡袋、食品过滤器、水净化过滤器、血液过滤器、香烟过滤器;机舱过滤器、油滤清器、滤芯过滤器、真空过滤器、真空吸尘器袋、防尘过滤器、液压过滤器、厨房过滤器、风扇过滤器、水分交换过滤器、花粉过滤器、HEVAC/HEPA/ULPA过滤器、啤酒过滤器、牛奶过滤器、液体冷却剂过滤器和果汁过滤器。
在另一个实施方案中、纤维素纤维非织造织物可用于制造吸收性卫生产品。其实例是采集层、覆盖物、分布层、吸收性覆盖物、卫生护垫、包衬复面纸、背板、腿箍、可冲洗产品、垫、护理垫、处理内衣、训练裤、面膜、美容面膜、化妆品去除垫、毛巾、尿布和烘干机用的释放活性成分(例如织物柔软剂)的片材。
在另一个实施方案中,纤维素纤维非织造织物可用于制造医疗应用产品。例如,这种医疗应用产品可以是一次性帽、手术服、口罩和鞋套、伤口护理产品、无菌包装产品、保健卫生用透气织物产品(coverstock products)、敷料材料、单向服装(one way clothing)、透析产品、鼻带、牙板粘合剂、处理内衣、窗帘、包裹和包装、海绵、敷料和擦拭巾、床上用品、透皮给药物、寿衣、垫、手术包、热敷袋、造口袋衬垫、固定带和孵化器床垫。
在另一个实施方案中,纤维素纤维非织造织物可用于制造土工织物。这可能涉及作物保护罩、毛细管垫、水净化材料、灌溉控制材料、沥青覆盖、土壤稳定、排水材料、沉淀和侵蚀控制材料、池塘里衬、浸渍基础、排水渠道里衬、地面稳定材料、坑衬里、种子毯、杂草控制织物、温室遮阳材料、根袋和可生物降解的植物盆的生产。还可以将纤维素纤维非织造织物用于植物箔(例如为植物提供光保护和/或机械保护,和/或为植物或土壤提供粪或种子)。
在另一个实施方案中,纤维素纤维非织造织物可用于制造服装。例如,衬里、服装保暖和保护、手提包部件、鞋部件、皮带衬里、工业鞋帽、一次性工作服、服装和鞋的袋子以及保暖物可以在这种织物的基础上制造。
在另一个实施方案中,纤维素纤维非织造织物可用于制造用于建筑技术的产品。例如屋顶和瓷砖衬垫、石板瓦垫(underslating)、隔热和隔音材料、房屋包裹物、石膏板饰面、管道包裹物、混凝土模塑层、地基和地面稳定材料、垂直排水、屋面板瓦、屋面油毡、降噪材料、加固材料、密封材料以及阻尼材料(机械)可以使用这种织物制造。
在另一个实施方案中,纤维素纤维非织造织物可用于制造汽车产品。实例为客舱过滤器、行李箱衬里、包裹架、隔热罩、货架装饰、模制发动机罩衬里、行李箱地板覆盖物、机油滤清器、车顶蓬内衬、后包裹架、装饰织物、安全气囊、消音垫、绝缘材料、汽车罩、底垫、汽车垫、胶带、背衬和簇绒地毯、座套、门饰、针刺地毯和汽车地毯背衬。
根据本发明示例性实施方案制造的织物的另一个应用领域是室内陈设,例如家具、建筑物、臂和背部的绝缘体、加厚垫子、防尘罩、衬里、缝合增强物、边缘装饰材料、床上用品构造、被子背衬、弹簧套、床垫组件、床垫套、窗帘、墙壁覆盖物、地毯背衬、灯罩、床垫组件、弹簧绝缘体、密封件、枕套和床垫套。
在另一个实施方案中,纤维素纤维非织造织物可用于制造工业产品。这可能涉及电子产品、软盘衬里、电缆绝缘、磨料、绝缘胶带、传送带、吸音层、空调、电池隔膜、酸***、防滑消光去污剂、食品包装、胶带、香肠肠衣、奶酪套管、人造革、油回收栏和袜子、以及造纸毛毡。
根据本发明示例性实施方案的纤维素纤维非织造织物也适用于制造与休闲和旅行相关的产品。这种应用的实例是睡袋、帐篷、行李箱、手提包、购物袋、航空公司头枕、CD保护装置、枕套和夹层包装。
本发明的示例性实施方案的又一个应用领域涉及学校和办公室产品。可以提及的实例为书籍封面、邮寄包膜、地图、标志和三角旗、毛巾和旗臶。
附图说明
下面将参考实施方案的实例更详细地描述本发明,但本发明不限于此:
图1示出了根据本发明示例性实施方案的用于制造纤维素纤维非织造织物的装置,该纤维素纤维非织造织物由通过凝固流体凝固的莱赛尔纺丝溶液直接形成。
图2至图4显示了根据本发明示例性实施方案的纤维素纤维非织造织物的实验捕获图像,其中通过特定的工艺控制实现了单根纤维间的融合。
图5和图6显示了根据本发明示例性实施方案的纤维素纤维非织造织物的实验捕获图像,其中已完成纤维的溶胀,其中图5显示处于干燥非溶胀状态的纤维织物,图6显示处于湿润溶胀状态的纤维织物。
图7显示了根据本发明示例性实施方案的纤维素纤维非织造织物的实验捕获图像,其中通过执行两个串联喷嘴杆的特定工艺来完成两个叠置的纤维层的形成。
图8显示了根据本发明示例性实施方案的纤维素纤维非织造织物的实验捕获图像,其中通过相应的工艺控制实现了纤维之间的垫状区域融合位置的形成。
图9显示了根据本发明示例性实施方案的纤维素纤维非织造织物的实验捕获图像,其示出了融合系数的确定。
图10显示了根据本发明示例性实施方案的纤维素纤维非织造织物的实验捕获图像,其中通过工艺控制将融合系数调节为几乎百分之百。
图11显示了纤维素纤维非织造织物的实验捕获图像,其中通过工艺控制将融合系数调节为几乎为零。
图12显示了说明织物融合系数的定义和确定的示意图。
图13显示了根据本发明另一示例性实施方案的用于制造纤维素纤维非织造织物的装置,其中控制工艺以便引发纤维之间的融合位置的均匀形成。
图14显示了根据本发明又一示例性实施方案的用于制造纤维素纤维非织造织物的装置的一部分,其中控制工艺以通过在凝固期间向纤维施加横向力来触发纤维之间的融合位置的形成。
图15显示了根据本发明示例性实施方案的纤维素纤维非织造织物的示意图,其中显示了纤维之间的不同类型的融合位置以及纤维之间的交叉位置。
附图详述
附图中的图示是示意性的。在不同的附图中,相似或相同的元件具有相同的附图标记。
图1示出了根据本发明示例性实施方案的用于制造纤维素纤维非织造织物102的装置100,该纤维素纤维非织造织物102直接由莱赛尔纺丝溶液104形成。后者至少部分地被凝固流体106凝固以转化成部分形成的纤维素纤维108。通过装置100,可以进行根据本发明示例性实施方案的莱赛尔溶液喷射工艺。在本申请的上下文中,术语“莱赛尔溶液喷射工艺”可以特别包括可以得到基本上连续不断的长丝或离散长度的纤维108或基本上连续不断的长丝和离散长度纤维的混合物的工艺。如下面进一步描述的,提供各自具有孔口126的喷嘴,纤维素溶液或莱赛尔纺丝溶液104与气体流或气流146一起喷射通过该喷嘴,以制造根据本发明示例性实施方案的纤维素纤维非织造织物102。
从图1中可以看出,木浆110、其他纤维素基原料等可以通过计量单元113供应到储罐114。来自水容器112的水也通过计量单元113供应到储罐114。因此,在下面进一步详细描述的控制单元140的控制下,计量单元113可以限定供应到储罐114的水和木浆110的相对量。容纳在溶剂容器116中的溶剂(例如N-甲基-吗啉,NMMO)可以在浓缩单元118中浓缩,然后可以在混合单元119中与水和木浆110或其他纤维素基原料的混合物以可限定的相对量混合。混合单元119也可由控制单元140控制。由此,水-木浆110介质以可调节的相对量在溶解单元120中溶解在浓缩溶剂中,从而获得莱赛尔纺丝溶液104。含水莱赛尔纺丝溶液104可以是由(例如5质量%至15质量%)包含纤维素的木浆110的和(例如85质量%至95质量%)溶剂组成的如蜂蜜般黏稠的(honey-viscous)介质。
莱赛尔纺丝溶液104被送到纤维形成单元124(其可以体现为或可以包括多个纺丝箱体(spinning beams)或喷射器122)。例如,喷射器122的孔口126的数量可以大于50,特别是大于100。在一个实施方案中,纤维形成单元124(其可以包括大量喷射器122的喷丝头)的所有孔口126和喷射器122的孔口126可具有相同的尺寸和/或形状。或者,一个喷射器122的不同孔口126和/或不同喷射器122的孔口126(其可以串联布置以形成多层织物)的尺寸和/或形状可以是不同的。
当莱赛尔纺丝溶液104通过喷射器122的孔口126时,它被分成多个平行的莱赛尔纺丝溶液104股线。竖直取向的气流,即气流的取向基本上平行于纺丝方向,迫使莱赛尔纺丝溶液104转变成越来越长和越来越细的股线,这可以通过在控制单元140的控制下改变工艺条件来调节。气流可以沿着其从孔口126到纤维支撑单元132的路径的至少一部分加速莱赛尔纺丝溶液104。
当莱赛尔纺丝溶液104移动通过喷射器122并进一步向下移动时,莱赛尔纺丝溶液104的长而细的股线与非溶剂凝固流体106相互作用。凝固流体106有利地具体化为蒸汽雾,例如含水雾。凝固流体106的工艺相关特性由一个或多个凝固单元128控制,从而为凝固流体106提供可调节的特性。凝固单元128又由控制单元140控制。优选地,各个凝固单元128设置在各个喷嘴或孔口126之间,用于单独调节正在生产的织物102的各个层的性能。优选地,每个喷射器122可以具有两个指定的凝固单元128,每侧一个。因此,可以向单独的喷射器122提供单独部分的莱赛尔纺丝溶液104,该莱赛尔纺丝溶液104也可以被调节以使所制造的织物102的不同层具有不同的可控特性。
当与凝固流体106(例如水)相互作用时,莱赛尔纺丝溶液104的溶剂浓度降低,使得前者(例如木浆110(或其它原料))的纤维素至少部分地凝固成长而细的纤维素纤维108(其仍可含有残余溶剂和水)。
在由挤出的莱赛尔纺丝溶液104初始形成单独的纤维素纤维108期间或之后,纤维素纤维108沉积在纤维支撑单元132上,纤维支撑单元132在此具体化为具有平面的纤维容纳表面的传送带。纤维素纤维108形成纤维素纤维非织造织物102(仅在图1中示意性地示出)。纤维素纤维非织造织物102由连续的和基本上连续不断的长丝或纤维108组成。
尽管未在图1中示出,但是通过凝固单元128在凝固过程中去除的莱赛尔纺丝溶液104的溶剂以及在洗涤单元180中在洗涤过程中去除的莱赛尔纺丝溶液104的溶剂可以至少部分地再循环。
在沿着纤维支撑单元132运输时,纤维素纤维非织造织物102可以通过洗涤单元180洗涤,然后可以干燥,洗涤单元180供应洗涤液以除去残留的溶剂。它可以通过任选但有利的进一步处理单元134进一步处理。例如,这种进一步处理可以涉及水力缠结、针刺、浸渍、用加压蒸汽进行蒸汽处理、轧光等。
纤维支撑单元132还可以将纤维素纤维非织造织物102运输到卷绕器136,在该卷绕器136上可以收集纤维素纤维非织造织物102作为基本上连续不断的片材。然后,纤维素纤维非织造织物102可以作为卷状物运输到制造产品的实体,所述产品例如基于纤维素纤维非织造织物102的擦拭巾或纺织品。
如图1所示,所描述的过程可以由控制单元140(例如处理器、处理器的一部分或多个处理器)控制。控制单元140被配置成用于控制图1中所示的各种单元的操作,特别是计量单元113、混合单元119、纤维形成单元124、凝固单元128、进一步处理单元134、溶解单元120、洗涤单元118等中的一个或多个。因此,控制单元140(例如通过执行计算机可执行程序代码,和/或通过执行由用户定义的控制命令)可以精确且灵活地定义制造纤维素纤维非织造织物102的工艺参数。在该上下文中的设计参数是沿着孔口126的空气流,凝固流体106的性能,纤维支撑单元132的驱动速度,莱赛尔纺丝溶液104的组成、温度和/或压力等。可以调节的、用于调节纤维素纤维非织造织物102的性能的其他设计参数是孔口126的数量和/或相互距离和/或几何排列、莱赛尔纺丝溶液104的化学组成和浓度等。因此,如下所述,可以适当地调节纤维素纤维非织造织物102的性能。这种可调节的性能(参见下面的详细描述)可以涉及一个或多个以下性能:纤维108的直径和/或直径分布、纤维108之间的融合的量和/或区域、纤维108的纯度水平、多层织物102的性能、织物102的光学性能、织物102的流体保留和/或流体释放性能、织物102的机械稳定性、织物102表面的平滑度、纤维108的横截面形状等。
尽管未示出,但每个纺丝喷射器122可包括聚合物溶液入口,莱赛尔纺丝溶液104通过该入口供应到喷射器122。通过空气入口,可将气流146施加到莱赛尔纺丝溶液104上。从在喷射器122的内部的且由喷射器壳体界定的相互作用室开始,莱赛尔纺丝溶液104通过相应的孔口126向下移动或向下加速(通过气流146将莱赛尔纺丝溶液104向下拉),并在气流146的影响下横向变窄,使得当莱赛尔纺丝溶液104与气流146一起在凝固流体106的环境中向下移动时,形成连续逐渐变细的纤维素长丝或纤维素纤维108。
因此,参考图1描述的制造方法中涉及的方法可以包括使莱赛尔纺丝溶液104(其也可以表示为纤维素溶液)成形以形成液体股线或潜在长丝,其被气流146拉拽并且直径显著减小,长度增加。在纤维支撑单元132上形成网之前或期间,还可以包括通过凝固流体106部分凝固潜在长丝或纤维108(或其预成型体)。长丝或纤维108形成网状织物102,洗涤,干燥,并可根据需要进一步加工(参见进一步处理单元134)。可以将长丝或纤维108例如收集在例如旋转鼓轮或带上,由此形成网。
作为所述制造方法的结果,特别是所用溶剂的选择的结果,纤维108具有小于5ppm的铜含量并且具有小于2ppm的镍含量。这有利地提高了织物102的纯度。
根据本发明示例性实施方案的莱赛尔溶液喷射网(即纤维素纤维非织造织物102)优选具有以下性能中的一种或多种:
(i)网的干重为5-300g/m2,优选为10-80g/m2,
(ii)根据标准WSP120.6(对应于DIN29073)(特别是在本专利申请的优先权日时有效的最新版本)的网的厚度为0.05-10.0mm,优选0.1-2.5mm,
(iii)根据EN29073-3(对应于ISO9073-3)(特别是在本专利申请的优先权日时有效的最新版本)的MD的网的比韧度范围为0.1-3.0Nm2/g,优选为0.4-2.3Nm2/g,
(iv)根据EN29073-3(对应于ISO9073-3)(特别是在本专利申请的优先权日时有效的最新版本)的网的平均伸长率为0.5-100%,优选为4-50%。
(v)纤维网的MD/CD韧性比为1-12,
(vi)根据DIN 53814的网的保水性(特别是在本专利申请的优先权日期时有效的最新版本)为1-250%,优选为30-150%,
(vii)根据DIN 53923的网的持水能力(特别是在本专利申请的优先权日时有效的最新版本)为90-2000%,优选为400-1100%,
(viii)根据基材分解的标准EN 15587-2和ICP-MS分析的标准EN 17294-2,金属残留水平为铜含量小于5ppm,镍含量小于2ppm(特别是在本专利申请的优先权日时有效的最新版本)。
最优选地,莱赛尔溶液喷射网具有所有上述性能(i)-(viii)。
如上所述,生产纤维素纤维非织造织物102的方法优选包括:
(a)通过至少一个喷射器122的孔口126挤出包含溶解在NMMO中的纤维素的溶液(参见附图标记104),从而形成莱赛尔纺丝溶液104的长丝,
(b)通过气流(参见附图标记146)拉伸所述莱赛尔纺丝溶液104的长丝,
(c)使所述长丝与优选含有水的蒸汽雾(参见附图标记106)接触,从而至少部分地沉析所述纤维108。因此,在形成网或纤维素纤维非织造织物102之前,至少部分地沉析长丝或纤维108,
(d)收集和沉析所述长丝或纤维108,以形成网或纤维素纤维非织造织物102,
(e)在洗涤生产线(参见洗涤单元180)中去除溶剂,
(f)通过水力缠结、针刺等任选地结合(参见进一步处理单元134),
(g)干燥和卷绕收集。
纤维素纤维非织造织物102的组成部分可以通过融合、混合、氢键合、物理结合(例如水力缠结或针刺)和/或化学结合来结合。
为了进行进一步加工,纤维素纤维非织造织物102可以与一层或多层相同和/或其他材料组合,例如以下材料的层(未示出):合成聚合物、纤维素绒毛浆、纤维素或合成聚合物纤维的非织造网、双组分纤维、纤维素纸浆的网(例如气流成网或湿法成网纸浆)、高韧性纤维的网或织物、疏水材料、高性能纤维(例如耐温材料或阻燃材料)、赋予最终产品以改变的机械性能的层(例如聚丙烯或聚酯层)、可生物降解的材料(例如来自聚乳酸的薄膜、纤维或纤维网)和/或高松散材料。
还可以组合纤维素纤维非织造织物102的几个可区分的层,参见例如图7。
纤维素纤维非织造织物102可基本上仅由纤维素组成。或者,纤维素纤维非织造织物102可包含纤维素和一种或多种其他纤维材料的混合物。此外,纤维素纤维非织造织物102可包含双组分纤维材料。纤维素纤维非织造织物102中的纤维材料可以至少部分地包含改性物质。改性物质可选自,例如聚合物树脂、无机树脂、无机颜料、抗菌产品、纳米颗粒、洗剂、阻燃产品、改善吸收性的添加剂(例如超吸收性树脂)、离子-交换树脂、碳化合物(例如活性炭、石墨、导电碳)、X射线对比物质、发光颜料和染料。
总之,直接由莱赛尔纺丝溶液104制造的纤维素非织造网或纤维素纤维非织造织物102使得能够获得通过短纤维路线不可能获得的增值的网性能。这包括可形成均匀轻质网,以制造微原纤产品以及可制造形成纤维网的连续长丝或纤维108。而且,与由短纤维制造的网相比,不再需要几种制造工序。此外,根据本发明示例性实施方案的纤维素纤维非织造织物102是可生物降解的并且由可持续获得的原料(即木浆110等)制成。此外,它在纯度和吸收性方面具有优势。除此之外,它还具有可调节的机械强度、刚性和柔软度。此外,根据本发明示例性实施方案的纤维素纤维非织造织物102可以以低的单位面积重量(例如10-30g/m2)制造。使用该技术可以制造直径不大于5μm、特别是不大于3μm的非常细的长丝。此外,根据本发明示例性实施方案的纤维素纤维非织造织物102可以以广泛的网美学并例如以平坦的薄膜状方式、纸状方式或柔软的柔性织物状方式形成。通过调整所述方法的工艺参数,还可以精确地调节纤维素纤维非织造织物102的刚性和机械硬度或柔韧性和柔软性。这可以通过例如调节融合位置的数量、层的数量、或通过后处理(例如针刺、水力缠结和/或轧光)来调节。特别地,可以制造具有低至10g/m2以下的相对低的基重的纤维素纤维非织造织物102,可以获得具有非常小的直径(例如低至3-5μm以下)的长丝或纤维108等。
图2、图3和图4显示了根据本发明示例性实施方案的纤维素纤维非织造织物102的实验捕获图像,其中通过相应的工艺控制实现了单根纤维108间的融合。图2至图4中的椭圆形标记示出了这样的融合区域,其中多根纤维108彼此整体连接。在这样的融合点处,两根或多根纤维108可以互连以形成整体结构。
图5和图6显示了根据本发明示例性实施方案的纤维素纤维非织造织物102的实验捕获图像,其中已完成纤维108的溶胀,其中图5显示处于干燥非溶胀状态的纤维织物102,图6显示处于湿润溶胀状态的纤维织物102。可以测量在图5和图6的两种状态下的孔径,并且可以彼此比较。当计算30次测量结果的平均值时,可以确定通过水性介质中纤维108的溶胀,孔径减小高达其初始直径的47%。
图7显示了根据本发明示例性实施方案的纤维素纤维非织造织物102的实验捕获图像,其中通过相应的工艺设计,即多个喷丝头的串联排列,完成了纤维108的两个叠置层200、202的形成。两个单独的但连接的层200、202由图7中的水平线表示。例如,n层织物102(n≥2)可以通过沿机器方向串联排列n个喷丝头或喷射器122来制造。
下面将更详细地描述本发明的具体示例性实施方案:
图8显示了根据本发明示例性实施方案的纤维素纤维非织造织物102的实验捕获图像,其中通过相应的工艺控制实现了纤维108之间的垫状区域融合位置204的形成。
根据图8的图像显示了根据本发明示例性实施方案的直接由莱赛尔纺丝溶液104制造的纤维素纤维非织造织物102的一部分。织物102包括基本上连续的纤维108的网络。一些纤维108在融合位置204处以空间均匀的方式彼此融合成一体,即,单位面积织物具有基本相同的融合位置204密度。连接各种纤维108的融合位置204基本上由与每根融合纤维108本身相同的材料(即纤维素)组成。
因此,根据本发明示例性实施方案的织物100的融合位置204可具有非常不同的形状和特征。根据图3、图4和图8,融合位置204包括融合点,在该融合点处,纤维108基本上以点接触融合。根据图5,融合位置204包括椭圆形融合线,沿着该椭圆形融合线,纤维108在其长度的一部分上彼此并排或彼此并行地排列,以形成高级纤维结构。
图9显示了根据本发明示例性实施方案的纤维素纤维非织造织物102的实验捕获图像,其示出了融合系数的确定。融合系数是织物102的纤维108之间的纤维间融合程度的定量量度。图9中的各个小圆圈表示融合位置204,其中织物100的相应纤维108融合。
计算和量化图9中所示的图像中的融合位置204的数量使得能够确定融合系数。更具体地,可以如参考图12所描述的确定融合系数。
通常,根据本发明示例性实施方案的织物102的纤维108的融合系数可以在0.1%(即纤维108的足够强和高弹性的结合)和100%(即纤维108之间的极强结合以及一些残余的弹性,使得所得织物102是连续的片材或膜)之间的范围内。
由于仅通过调整工艺参数在制造织物102期间以自足的方式形成融合位置204(即无需添加添加剂),因此纤维108具有小于5ppm的铜含量和小于2ppm的镍含量。因此,所描述的制造方法还可以确保没有一种重金属元素对织物102的金属杂质污染贡献超过10ppm。这可以通过在凝固成固体纤维108之前使莱赛尔纺丝溶液104的不同股线或长丝接触并且不添加其他诸如粘合胶的粘合剂而形成融合位置204来实现。
图10显示了根据本发明示例性实施方案的纤维素纤维非织造织物102的实验捕获图像。在所示实施方案中,通过工艺控制将融合系数调节为几乎为1(更精确地:约98%)。由于极高的融合系数,图10中所示的织物102是具有与纸张类似的一致性的基本上连续的片材。这种织物102具有类似于平面脆性膜的行为。从图10中可以看出,可以调整工艺参数以调节融合,从而触发可获得基本上连续的膜状织物102的量的融合位置204的形成。
图11显示了纤维素纤维非织造织物102的实验捕获图像,通过工艺控制将融合系数调节了几乎为零(更精确地:略低于2%)。这种织物102具有类似于柔软的柔性织物的行为。由于融合系数非常小,图11中所示的织物102是纤维108的网络,其仅通过很少的融合位置204弱连接。然而,在织物100的大部分上,纤维108仅彼此摩擦结合,而不是通过融合来结合。结果是相对柔性的织物102仍然通过融合位置204适当地保持在一起。随着融合位置204在图11所示的结构上的可调节的增加,可以制造根据本发明的另一示例性实施方案的织物102。
图12示出了说明面积融合系数MF的定义和确定的示意图(比较上文参考图9的描述)。
对于正在分析的织物102,取三个样本(例如具有1×1cm2的面积),通过应用将在以下描述的测量和计算过程,通过光学显微镜分析以确定融合系数MF。
对于每个样品,在光学显微镜下使用的测量窗口是1mm2的具有对角线270的正方形272(参见图12的图A,其示出了正方形272定义了测量窗口)。通过围绕与对角线270交叉的融合纤维108的融合区域276(即,对应于融合点、融合垫或融合线的区域)放置相应的圆274来测量与正方形272的一个或两个对角线270交叉的所有融合的长丝或纤维108(参见图12的图B和图9中的圆)。例如,可以利用圆274和融合区域276之间的最小二乘拟合来确定相应圆274的直径M。用于测量长丝或纤维108的MF的圆274(但不是整个圆形区域)的直径M总是必须留在正方形272的测量窗口内(参见用附图标记278表示的直径L的最大圆)。将与对角线270交叉的所有融合的长丝或纤维108的圆直径M(超过三次测定)取平均值。然后将平均值AM重新计算为正方形272的一个对角线长度L的百分比。
因此,融合系数MF根据以下公式以百分比计算:
MF[%]=AM/L*100%,
AM是融合纤维108的圆274的融合直径的平均值(特别是超过三次测定)。L是穿过方形272的一个对角线270的长度。
例如,如果三个以上的所有测量窗口都填充有连续的膜,则融合的长丝或纤维108的平均圆直径AM等于相应的方形272的对角线270的长度L,这给出了100%的融合系数MF(见图12的图C)。换句话说,膜意味着AM=L,因此MF=100%。融合系数MF的每个值低于100%意味着织物102不以连续膜存在。
因此,为了确定织物102的面积融合系数MF,可以进行以下确定方法:可以光学分析织物102的方形样本(参见附图标记270)。围绕与方形样品的至少一个对角线270交叉的纤维108的每个融合位置204(特别是融合点和/或融合线)绘制各自的圆274,其必须完全保留在正方形样品内部。计算确定的圆274的直径M的值的算术平均AM。融合系数MF被计算为平均直径值AM与方形样本的对角线长度L之间的比率,并且可以以百分比给出。
根据本发明的示例性实施方案,有利的是,根据本发明的示例性实施方案并且如上述图中所示的纤维素纤维非织造织物102具有纤维108,所述纤维108基本上在整个织物102上均匀地融合。均匀程度使得纤维108的融合系数(如参照图12所定义的)基本上在整个织物102上的差异(特别是同一织物102的各种不同的1×1cm2样品应存在差异)不超过10%的绝对值。这防止了织物102的机械薄弱点以及明显刚性的区域。每个样品的纤维108的融合系数的绝对值(特别是同一织物102的各种不同的1×1cm2样品中的每一个的融合系数的绝对值)可以例如在0.1%-100%之间的范围内。这确保了织物102的均匀机械性能。在这种织物102中,调节其物理性质是有利的(通过制造过程的工艺参数的调整,比较以上描述的图1以及以下描述的图13和图14),从而对于给定的织物102克重获得更高的机械稳定性,或者在与常规织物相同的机械稳定性下获得降低的克重。
在下文中,参考图13和图14,将更详细地描述如何调整根据本发明示例性实施方案的制造织物102的方法的工艺参数,以获得具有上述融合均匀性和相关属性的织物102:
图13示出了根据本发明示例性实施方案的用于制造纤维素纤维非织造织物102的装置100的一部分,该纤维素纤维非织造织物102由连续的纤维素纤维108的两个堆叠层200、202组成。如上所述,图13中所示的装置100与图1中所示的装置100之间的区别在于,根据图13的装置100包括两个串联排列的喷射器122和分别配置的凝固单元128。考虑到传送带型纤维支撑单元132的可移动纤维容纳表面,图13左侧的上游喷射器122产生纤维108的层202。另外的纤维108的层200由下游喷射器122产生(参见图13的右侧),并使层200连接到先前形成的层202的上主表面上,从而获得织物102的两个层200、202。
根据图13,控制单元140(控制喷射器122和凝固单元128)被配置成用于调节工艺参数,使得至少部分纤维108在层200、202之间的融合位置204处融合成一体。
尽管未在图13中示出,但是可以在纤维支撑单元132上收集纤维108之后进一步处理纤维108,例如通过水力缠结、针刺和/或浸渍进一步处理纤维108。
仍然参考图13中所示的实施方案,可以提供一个或多个额外的喷嘴杆(bar)或喷射器122,并且可以沿着纤维支撑单元132的传送方向连续布置。多个喷射器122可以布置成使得另外的纤维108的层200可以沉积在先前形成的层202的顶部上,优选地在层202和/或层200的纤维108的凝固或固化过程完全完成之前,这可以触发融合。当适当地调整工艺参数时,这可以在多层织物102的性能方面具有有利效果。
可以触发根据图13的织物102的纤维108之间的预期融合,以便进一步提高织物102的机械稳定性,同时获得一些弹性。同时,单位面积片状织物102的融合位置204可以均匀地分布在织物102的延伸部分上,以便在坚固性和柔韧性方面获得空间上均匀的特性。在这种情况下,融合可以表示为纤维108的接触长丝的支撑接触点粘附,特别是在完成一根或两根正正在融合的纤维108的凝固过程之前融合。
根据图13的装置100,其被配置成用于制造多层织物102,执行了大量的工艺参数,这些参数可用于调整融合系数、设计纤维108以及纤维层200、202的形状和/或直径或直径分布。这是多个喷射器122串联排列的结果,每个喷射器122可以用可单独调节的工艺参数操作。
利用根据图13的装置100,尤其可以制造由至少两个层200、202(优选多于两层)组成的织物102。根据本发明的示例性实施方案,一层200、202的纤维108的层内粘合以及相邻层200、202之间的纤维108的层间粘合(例如通过融合和/或通过摩擦产生接触)可以适当地和单独地调节,优选地是相同的。特别地,当调节工艺参数使得当纤维108的另一层200放置在层202的顶部时一个层202的纤维108的凝固或固化已经完成时,可以获得对于每个层200、202相应的单独控制。
例如,根据图13调整用于调整融合的工艺参数,包括沿着可移动纤维支撑单元132串联排列多个具有孔口126的喷射器122,在纤维支撑单元132上沉积纤维108的第一层202,以及在层200、202之间的界面处的一些或所有纤维108的凝固完成之前,在第一层202上沉积纤维108的第二层200。因此,织物102的不同纤维108可以位于不同的可区分层200、202中,然而可区分层200、202可通过形成融合位置204来融合。换句话说,不同层200、202的纤维108可以在层200、202之间的一个或多个融合位置204处融合成一体。
图14显示了根据本发明又一示例性实施方案的用于制造纤维素纤维非织造织物102的装置100的一部分,其中控制工艺以通过在凝固期间并因此在完成凝固之前向纤维108施加横向力来触发在纤维108之间的融合位置204的形成。
根据图14,可以通过在莱赛尔纺丝溶液104离开喷射器122的孔口126之后并且在莱赛尔纺丝溶液104到达纤维支撑单元132上侧的纤维容纳表面之前形成融合位置204来调整用于调整融合的工艺参数。在所示的实施方案中,可以通过在沉析完成之前触发通过由不同的孔口126挤出的莱赛尔纺丝溶液104的不同相邻股线之间的相互作用或物理接触来引发融合过程。从图14中的示意图可以看出,可以调节莱赛尔纺丝溶液104的股线或长丝周围的气流146,以便在凝固之前在这些股线或长丝上施加侧向力。这意味着根据图14,气流146不是完全垂直取向的,而是在水平方向上具有力矢量。这样的气流146也可以通过沿图14的水平方向吹送空气或另一种气体来产生。此外或可选地,这种水平分力可以通过以一定速度吹动气流146中的空气或其他气体而产生,该速度使得气流至少部分地在湍流状态下运行。然后,在凝固之前,即在从溶液相转化到沉析的固体纤维相之前,所产生的涡旋也可以引发莱赛尔纺丝溶液104的长丝之间的物理接触。因此,可以通过在凝固完成之前使莱赛尔纺丝溶液104的长丝彼此直接物理接触并保持该直接的物理接触直到凝固完成来形成融合位置204。
图15显示了根据本发明示例性实施方案的纤维素纤维非织造织物102的示意图,其中一方面显示了纤维108之间的不同类型的融合位置204和另一方面显示了纤维108之间的非融合交叉位置220。
融合位置204包括融合点(参见附图标记222),在该融合点处,纤维108以点接触融合而在融合点处的直径没有显著增加。融合位置204还包括融合线228,纤维108沿着融合线228在其长度的一部分上并排地相互排列,以形成沿整个融合线直径增加的高级纤维结构206。虽然纤维108在融合位置204处连接成一体并且在此可仅通过破坏纤维网络而分离,但是纤维108仅在交叉位置220处彼此摩擦接触并且可以在此处相对于彼此自由移动。尽管在图15中示出了分别在两根纤维108之间的融合和交叉,但是融合和/或交叉也可以分别在至少三根纤维108之间发生。
通常,纤维素纤维非织造织物102的机械稳定性可通过均匀化织物的融合性质来调节。这允许通过调整融合特性来对产品进行特定的功能化。更具体地,在完成各纤维108的凝固过程之前,可以控制溶液吹制的纤维素纤维108的均匀的融合,特别是各向异性的融合。根据示例性实施方案,可以在不增加重金属对织物102的污染的情况下实现融合,并且特别是不添加用于实现融合的额外的单独界面材料。根据本发明示例性实施方案的融合控制可以允许获得高度坚固的织物102。融合均匀化可以通过在凝固之前控制莱赛尔纺丝溶液104的不同长丝之间的相互作用以形成互连的网来实现。描述性地说,可以在宏观尺度上累积微观水平上的任意或随机过程,从而增强机械稳定性。可以获得在相同克重下更高的稳定性或在相同稳定性下降低的克重。尽管整个织物102具有均匀的融合性能,但也可以进行织物102或织物102的各个部分(例如其各个层200、202)的功能化。
一方面,在莱赛尔纺丝溶液104的股线204的纵向拉伸过程期间,即在完成凝固之前,通过在莱赛尔纺丝溶液104的股线周围的湍流气流246促进使纤维与纤维连接的融合位置204的均匀形成。另一方面,如果在完成凝固之前发生莱赛尔纺丝溶液104的股线铺设在纤维支撑单元132的纤维容纳表面上,则当莱赛尔纺丝溶液104的股线铺设在纤维支撑单元132的纤维容纳表面上时,也可以产生这种纤维与纤维的融合位置。纤维108之间产生的自足粘合可以表示为融合。
这种融合可以在纤维108固化期间的不同时间发生,并且可以在不同的物理条件(例如水、空气等)下使用不同的介质调节强度。通过这种控制操作,可以控制长丝的凝固和形状变化,另一方面,也可以调节在所述接触位置或融合位置204处的粘合力。因此,可以以空间上均匀的方式调节非常不同的融合效果,这转化为易于制造的织物102的非常不同的可调节的均匀性质。
在以下提及的情况下,统计过程在织物102的形成期间发生。这导致连续的纤维108的任意或随机结构。由于这种过程,形成具有均匀纤维分布和各向异性纤维分布的区域(其中可以表示为“孔”,用于以下说明)。有实验证据表明稳定性(在给定的纤维量下)显著取决于基重、层数、融合系数和融合的均匀性。可以针对给定的基重分析稳定性,或者可以根据变化的基重来分析给定的稳定性。结果是,融合系数和融合均匀性仍然是可自由调节的控制参数。均匀性可以通过过程流体(例如空气或水,参见例如气流146)、纤维108或其预成型体放置在其上的纤维容纳结构的构造(即,纤维支撑单元132的设计,其可以为例如网格,可以通过该网格引导流体以使正在成型的织物成型)等来控制。在一个实施方案中,通过组合多个任意对齐的纤维108的结构可以增加融合均匀性。例如,这可以是通过制造装置100中的多个喷嘴杆(bar)或喷射器122的串联排列实现(比较图13)。描述性地说,如果给定尺寸(表示各向异性放置的区域)的“孔”的概率为10%,则双层“洞”的概率已经明显降低(因为这将需要在两层200、202中的相应位置存在“孔”)。由于当沿着织物102的传送方向连续布置不同的喷射器122时,两个层200、202可以彼此独立地凝固,因此两个层200、202中剩余的“孔”的概率进一步降低(根据平方函数,不仅根据线性函数)。因此,与具有与多层织物102相同厚度的单层织物102相比,使用多层织物102可以大大降低“孔”的概率(即,融合方面的不均匀性)。因此,通过将多个独立形成的层200、202叠置在彼此之上,可以进一步显著改善单层织物102的本来已经有利的纤维108的均匀融合。
对于根据本发明示例性实施方案的织物102的机械稳定性,该稳定性还取决于融合系数。然而,还令人惊讶地发现,特别是融合的均匀性对于整个织物102的稳定性而言是重要的:与该片状织物102内的其他区域相比,具有过高的融合系数的片状织物102的多个区域趋于局部失去弹性。进而,这样的结果是,织物102的第一纤维108的断裂可能以类似雪崩的方式触发整个织物102的撕裂。其原因在于织物102的延伸平面内具有较小融合系数的其他区域(与前述区域相比)可能导致局部弱的纤维结合。因此,后面提到的区域不能将冲击载荷力传递到织物102的其它区域。后面的力平衡被首先提到的织物102的弹性过低的区域进一步抑制。因此,特别是不均匀的融合会降低机械稳定性,对于适当的机械稳定性(在一定的融合范围内)而言,均匀的融合比足够高的融合系数更重要。总之,融合均匀性是织物102整体稳定性的决定性因素。然而,据信通过在织物102的整个延伸部分上具有均匀的融合系数与至少0.2%的足够高的融合系数相结合,可以获得最佳结果。
融合控制可以通过如图13所示的布置以有效的方式完成,其中多个具有孔口126的喷射器122串联排列。具有串联排列的多个喷射器122的装置100涉及大量可调节参数,用于功能性地调节织物102,以特别满足特定应用的需要。特别地,这种构造允许在完成凝固并由此使纤维108沉析之前使不同层200、202的纤维108进行相互作用。通过采取这种措施,可以制造具有以下性质的多层织物102:
a)第一沉积层202可以铺设在纤维支撑单元132(例如传送带)上。后者可以体现为具有保留机制和空气抽吸开口的规则结构。在长丝或纤维108的统计分布中,这具有在没有空气流动的区域中可以发现更高的材料浓度的效果。这种(特别是微观的)材料密度波动可以解释为具有图案形成趋势的小孔。在通过传送带喷射空气或水的位置处,可以在织物102中形成非常小的孔。描述性地说,第二层200可以被解释为第一层202的增强,以补偿第一层202的潜在均匀性变化。
通过触发相应层200、202内和/或层200、202之间的纤维直径变化,可以进一步增加拉伸强度的这种增加。这种直径变化可以是不同纤维108之间的直径变化,或者是一根纤维108在其各个纵向截面上的直径变化。
b)可以调节多层织物102的融合性能,使得相邻层200、202之间的融合相关粘合与在织物102的各层200、202内融合相关粘合相同。当下一个层202的纤维208沉积在下层200上时,下层200的纤维形成尚未完成时,就可以实现这一点。这种融合控制可以防止不期望的层分离。
c)通过向彼此接触的、尚未完全凝固的莱赛尔纺丝溶液104的长丝提供可调节的粘合促进力,可以帮助所定义的融合过程。例如,可以提供接触压力以在凝固期间保持这种长丝相互接触。这种接触压力可以例如通过空气或水施加。这允许在多层织物102的形成期间调节单个层200、202的长丝之间和/或层200、202之间的内聚力。
作为使用所述特定配置的莱赛尔制造方法生产长丝的结果,可以确保与工艺相关的重金属贡献保持非常小。例如,根据本发明示例性实施方案的织物102的铜污染可以保持在低于3ppm的非常低的水平。镍水平也可以保持很低。通过制造的织物102中的这种低含量的重金属,织物102被认为非常适合于涉及与人类或天然生物体接触的应用。
示例性实施方案的显著优点是能够形成具有多个融合位置204的织物102,但是无需在具有不同物理特性但具有相同的融合系数并因此具有相同机械强度的不同纤维108或纤维区域(例如不同层200、202)之间的过渡或界面处额外使用粘合剂或粘合材料。
在织物102的垂直或厚度方向上的均匀融合调节对于由连续的纤维素制成的织物102是特别有利的,因为这种织物类型允许在生产的类似工艺参数窗口中制造不同的材料特性(通过特定的功能化)(例如溶胀能力、亲水特性、亲油特性、芯吸、流体保留能力等)。
在另在一个实施方案中,恒定融合系数的调节(例如在垂直于织物102的厚度方向的平面中)可以允许形成腔状结构,其例如非常适合于清洁应用(例如用于擦拭巾)。这种结构或凹口可以在织物102的表面上以有序或不规则的排列形成。这也允许调节在织物102的抓握方面的效果。
在又在一个实施方案中,可以在织物102中形成类似框架的微结构,其中可以储存油。在常规纤维素织物中,不存在纤维素的这种亲油表面。它特别适用于其中油或蜡质制剂应整合在织物102中的应用(例如在擦拭巾或干燥纸的情况下)。在正常使用期间,油或蜡质制剂然后可以从织物102释放到周围环境中,其中油或蜡质制剂然后可以用作柔软剂等。
还发现,片状织物102的单位面积(或体积)的相对高的融合系数或融合位置204的数量对织物102的清洁行为具有积极影响。目前认为大量的融合位置204导致所需的刚度与粗糙度相结合,这提供了与砂纸相当的清洁功能。因此,相应的织物102特别有利于用于家庭、工业和化妆品应用的擦拭巾。
在又一个示例性实施方案中,可以调节优选总体恒定的融合系数(特别是在织物102的厚度方向上)以获得特别高的储油能力。通过控制该过程以获得高均匀性,可以获得相同的空腔形成。另一方面,层转变中的自组织可以导致高度收的内部毛细管***。此外,低密度还可以有助于固有的高油保留能力(例如,因为增强的载体***可以防止储油腔坍塌)。
在另一个优选实施例中,可以用具有不同直径的纤维108形成织物102(特别地,不同纤维可以在直径上不同和/或相同纤维的不同部分可以在直径上不同)。例如,这可以通过使用多个具有不同直径的孔口126的喷射器122来调节,和/或通过调整莱赛尔纺丝溶液104在阵列104和纤维支撑板132之间的空间拉伸区的处理来调节
在本发明的另一个示例性实施方案中,纤维素纤维非织造织物102用于可生物降解的产品。在生物降解后,没有粘合剂材料或胶粘剂材料残留。特别是,没有大量的重金属形成这种可生物降解的产品的一部分。通过相应的工艺设计可以防止不期望的来自织物102的微粒磨损。
在一个实施方案中,融合系数的规则或不规则的微变化可以允许在织物102内形成腔状结构。这样的实施方案特别适合于擦拭巾等。通过采取这样的措施,还可以实现触觉效果以简化纤维素纤维非织造织物102的抓握。由于可以设计这种微变化以便与上述融合系数的均匀性相容,因此所述微变化不会降低根据本发明的示例性实施方案的织物102的机械强度。
在又一个示例性实施方案中,可以通过融合控制以发生微纤化的方式影响织物102的表面平滑度。在这样的实施方案中,纤维108因此可以包含微原纤纤维素或由微原纤纤维素组成。这种微原纤可以表示为由纤维素组成的非常细的原纤维或纤维状股线。纤维素纤维可以由纤维束构成,纤维束可以由称为微原纤的较小的部分组成。通过原纤化过程,纤维素纤维108可以至少部分地转变成具有高表面积的微原纤的三维网络。由于纤维材料的高纯度和低重金属含量,也促进了微原纤结构的精确形成。这允许获得具有光滑表面的高度稳定的纤维素纤维非织造织物102。
总之,尤其可以根据本发明的示例性实施方案进行以下调整中的一个或多个:
-低的均匀的纤维直径可以允许获得织物102的高光滑度
-具有低的平均纤维直径的多层织物102可以允许以低织物密度获得高的织物厚度
-功能化层的相同吸收曲线可以允许获得均匀的湿度和流体容纳行为,以及在流体释放方面的同质行为
-所描述的织物102的层200、202的连接允许设计在层分离时起毛少的产品
-还可以使单层200、202不同地功能化,从而尽管具有均匀的融合特性,也可获得具有各向异性特性的产品(例如用于芯吸、吸油、吸水、清洁性、粗糙度)。
最后,应该注意的是,上述实施方案说明而不是限制本发明,并且在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围内,本领域技术人员将能够设计许多替代实施方案。在权利要求中,括号中的任何附图标记不应被解释为限制权利要求。词语“包括”和“包含”等不排除除了在任何权利要求或说明书中作为整体列出的元件或步骤之外的元件或步骤的存在。要素的单数引用不排除这些要素的复数引用,反之亦然。在列举了若干设备的装置权利要求中,这些设备中的若干个可以由同一个软件或硬件项来体现。在相互不同的从属权利要求中陈述某些措施的仅有事实并不表示这些措施的组合不能用于获益。
在下文中,描述了用于产生融合系数的变化的实例并且如下表中所示。纤维素纤维织物中的不同融合系数可以通过改变凝固喷雾流量,同时使用恒定的纺丝溶液(即具有恒定稠度的纺丝溶液,特别是莱赛尔纺丝溶液)以及恒定的气体流量(例如空气流量)来实现。由此,可以观察到凝固喷雾流量和融合系数之间的关系,即融合行为的趋势(凝固喷雾流量越高,融合系数越低)。MD在此表示机器方向,CD表示横向。
柔软性(由已知的Specific Hand测量技术描述,在非织造标准WSP90.3的基础上用所谓的“Handle-O-Meter”测量,特别是在本专利申请优先权时有效的最新版本)可以遵循上述融合趋势。韧性(用Fmax描述)(例如根据EN29073-3(对应于ISO9073-3),特别是在本专利申请的优先权日有效的最新版本)也可以遵循所述的融合趋势。因此,可以根据融合程度(由融合系数指示)调节所得纤维素纤维非织造织物的柔软度和韧性。
Claims (12)
1.一种纤维素纤维非织造织物(102),其直接从莱赛尔纺丝溶液(104)制造,其中所述织物(102)包括基本上连续的纤维(108)的网络,其中所述纤维(108)基本上在整个织物(102)上均匀地融合,从而形成由先前分离的纤维组成的一个整体连接的纤维结构,并且其中至少部分纤维(108)融合的融合位置(204)由与融合纤维(108)相同的材料组成,
其中所述纤维(108)的融合系数基本上在整个织物(102)上的差异不超过20%的绝对值,
其中至少部分纤维(108)的融合系数在0.5%和15%之间的范围内,
其中不同的纤维(108)至少部分地位于不同的可区分层(200、202)中,且所述纤维素纤维非织造织物(102)包括以下特征中的至少一个:
其中不同层(200、202)的纤维(108)在层(200、202)之间的至少一个融合位置(204)融合成一体;
其中至少部分纤维(108)和/或至少一组纤维(108)是缠绕的。
2.根据权利要求1所述的织物(102),其中杨氏模量的值基本上在整个织物(102)上的差异不超过20%。
3.根据权利要求1或2所述的织物(102),其包括以下特征中的至少一个:
其中所述织物(102)的以Specific Hand测得的平滑度在2mNm2/g-70mNm2/g的范围内;
其中所述纤维(108)具有小于5ppm的铜含量和/或小于2ppm的镍含量;
其中至少部分纤维(108)在融合位置(204)融合成一体;
其中至少部分纤维(108)融合的融合位置(204)包括融合点,在所述融合点处纤维(108)以点接触融合;
其中至少部分纤维(108)融合的融合位置(204)包括融合线,其中沿所述融合线,纤维(108)至少在其长度的一部分上并行地相互排列以形成高级纤维结构(206)。
4.一种直接从莱赛尔纺丝溶液(104)制造纤维素纤维非织造织物(102)的方法,其中所述方法包括:
在气流(146)的辅助下使所述莱赛尔纺丝溶液(104)通过至少一个具有孔口(126)的喷射器(122)挤出到凝固流体(106)气氛中,从而形成基本上连续的纤维(108);
将所述纤维(108)收集在纤维支撑单元(132)上,从而形成所述织物(102);
调整工艺参数,使纤维(108)基本上在整个织物(102)上均匀地融合,从而形成由先前分离的纤维组成的一个整体连接的纤维结构,
其中所述纤维(108)的融合系数基本上在整个织物(102)上的差异不超过20%的绝对值,
其中至少部分纤维(108)的融合系数在0.5%和15%之间的范围内,
其中不同的纤维(108)至少部分地位于不同的可区分层(200、202)中,且所述纤维素纤维非织造织物(102)包括以下特征中的至少一个:
其中不同层(200、202)的纤维(108)在层(200、202)之间的至少一个融合位置(204)融合成一体;
其中至少部分纤维(108)和/或至少一组纤维(108)是缠绕的。
5.根据权利要求4所述的方法,其包括以下特征中的至少一个:
其中调整用于调整融合的工艺参数,包括在所述莱赛尔纺丝溶液(104)离开孔口(126)之后且所述莱赛尔纺丝溶液(104)到达所述纤维支撑单元(132)之前通过触发通过不同的孔口(126)挤出的莱赛尔纺丝溶液(104)之间的相互作用形成至少部分融合位置(204);
其中调整用于调整融合的工艺参数,包括在所述莱赛尔纺丝溶液(104)到达纤维支撑单元(132)之后通过在纤维(108)铺设在纤维支撑单元(132)上时触发至少部分纤维(108)的凝固形成至少部分融合位置(204);
其中调整用于调整融合的工艺参数,包括沿着可移动的纤维支撑单元(132)串联排列多个具有孔口(126)的喷射器(122),在纤维支撑单元(132)上沉积纤维(108)的第一层(202),以及在层(200、202)之间的界面处的至少部分纤维(108)的凝固完成之前,在第一层(202)上沉积纤维(108)的第二层(200);
其中,调整用于调整融合的工艺参数,包括触发可获得基本上连续的膜状织物(102)的量的融合。
6.根据权利要求5所述的方法,其中所述方法进一步包括在纤维支撑单元(132)上收集之后原位处理所述纤维(108)和/或所述织物(102)。
7.根据权利要求6所述的方法,其中通过水力缠结、针刺、浸渍、用加压蒸汽进行的蒸汽处理、和轧光中的至少一种对所述纤维(108)和/或所述织物(102)进行原位处理。
8.一种用于直接从莱赛尔纺丝溶液(104)制造纤维素纤维非织造织物(102)的装置(100),其中所述装置(100)包括:
至少一个具有孔口(126)的喷射器(122),其被配置成用于在气流(146)的辅助下挤出莱赛尔纺丝溶液(104);
凝固单元(128),其被配置用于为挤出的莱赛尔纺丝溶液(104)提供凝固流体(106)气氛,从而形成基本上连续的纤维(108);
纤维支撑单元(132),其被配置成用于收集纤维(108),从而形成所述织物(102);
控制单元(140),其被配置用于调节工艺参数,使得纤维(108)基本上在整个织物(102)上均匀地融合,从而形成由先前分离的纤维组成的一个整体连接的纤维结构,
其中所述纤维(108)的融合系数基本上在整个织物(102)上的差异不超过20%的绝对值,
其中至少部分纤维(108)的融合系数在0.5%和15%之间的范围内,
其中不同的纤维(108)至少部分地位于不同的可区分层(200、202)中,且所述纤维素纤维非织造织物(102)包括以下特征中的至少一个:
其中不同层(200、202)的纤维(108)在层(200、202)之间的至少一个融合位置(204)融合成一体;
其中至少部分纤维(108)和/或至少一组纤维(108)是缠绕的。
9.如权利要求1-3中任一项所述的纤维素纤维非织造织物(102)的应用,将所述纤维素纤维非织造织物(102)用于以下中的至少一种:工业用产品,与美容、休闲、运动或旅行相关的产品,以及与学校或办公室相关的产品。
10.如权利要求1-3中任一项所述的纤维素纤维非织造织物(102)的应用,将所述纤维素纤维非织造织物(102)用于以下中的至少一种:干燥器片材、过滤器、卫生产品、医疗应用产品、农用织物、服装、建筑技术用产品、汽车产品、家具。
11.如权利要求1-3中任一项所述的纤维素纤维非织造织物(102)的应用,将所述纤维素纤维非织造织物(102)用于擦拭巾和土工织物中的至少一种。
12.一种产品或复合材料,其包括根据权利要求1-3中任一项所述的织物(102)。
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