TWI297051B - Method for making a microporous nonwoven and the nonwoven made of - Google Patents

Description

1297051 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種吸附機能材質及其製造方法，且 特別是有關於一種微多孔複合超細纖維不織布及其製造方 法0 【先前技術】 習知不織布通常以熔喷系統的方式製造，短纖維與機 能性顆粒是不織布主要組成。上述之熔噴系統係將熱塑性 材質，以熱熔的方式融化後，擠過一或多個喷絲板，以高 速氣流吹過擠壓喷絲板而產生氣載的熔噴維幕，再將纖維 沉殿收集在網上形成不規則的不織布。而上述之機能性顆 粒（如活性碳）是主要運用於液態或氣態流體的處理、化學污 染物的回收以及醫藥用途，用以移除化學污染物、吸附揮 發性有機臭味。根據以上所述的用途範圍，機能性顆粒在 不織布中的使用方式，是將機能性顆粒固定於纖維基材之 内’並引導欲處理的液體或氣體通過此機能性基材，以達 處理的目的。 而習知的機能性不織布的製造技術皆須施以熱固定接 著劑’以增加機能性顆粒與纖維間的固著性。例如，美國 專利第5,281，437號，利用氣流將機能性顆粒喷射進入纖維 基材内部’但受限於纖維基材的結構，機能性顆粒與與短 纖維間的固著度差，因此需施以熱固定接著劑，以提高其 接著度。但是，在機能性顆粒喷入纖維基材的同時，會造 成大量顆粒耗損。美國專利號碼5,569,489號，以氣流將顆 1297051 粒與纖維混合並沉積成網，但是短纖維與顆粒間固著度依 舊不足，仍需施以接著劑，且在混合過程中造成顆粒大量 耗損。美國專利號碼6,703,072號，利用複合式喷嘴之引導 氣流，將顆粒與短纖維混合並沉積成網，但短纖維與顆粒 間固著度依舊不足，仍需添加熱固定接著劑。 然而’使用熱固定接著劑的缺點是，熱固定接著劑會 將機能性顆粒（如活性碳）的表面覆蓋住，使得機能性顆粒的 吸附效果降低，同時透氣度也會減弱。 因此有必要提供一種微多孔複合超細纖維不織布之製 造方法，以增加不織布成品的透氣度，且強化纖維與顆粒 間的固著性，並減少顆粒的耗損。 【發明内容】 因此本發明的目的是在提供一種具有高透氣度、低壓 損、高吸附力且一步成型的三層立體結構之不織布。 本發明的另一目的在於提供一種增加纖維與機能性顆 粒間固著性之製造方法。即使在缺乏熱固定接著劑下，利 用炼喷纖、維喷出時的半熔融狀態，㉟將機能性顆粒與纖維 接著牢固。並藉由後續熱處理過程，使得機能性顆粒與纖 維接著的更牢固。 根據本發明之上述與其他目的，提供一種增加纖維與 機能性顆粒間固著性之製造方法。其係於習知的機能性不 織布的技術中，另彙人—種低溶點纖維。首先，於熔喷系 統中’將短纖維材質以熱炼方式炼化後喷出，產生一溶喷 纖維的氣流。自溶喷系統噴出的熔喷纖維氣流為半溶狀 1297051 態。以氣流攜帶足量的低溶點纖維，以一角度與炼喷纖維 氣流匯合成第一複合氣流。並灑落一機能性顆粒，使其與 第一複合氣流匯合，形成第二複合氣流。如此，可讓低炼 點纖維與機能性顆粒接著於熔喷纖維中，並沉積第二複合 氣流於捲取裝置上，形成一種具有吸附機能的不織布。 本發明較佳實施例中所使用之低熔點纖維的熔點約介 於80°C左右。低熔點纖維不但可以將熔喷纖維孔隙撐大， 使不織布成品的透氣度增加，又可藉由後續熱處理過程， 將機能性顆粒更牢固的接著於纖維之上，提高機能性顆粒 的固著性。 根據本發明之上述與其他目的提供一種三層立體結構 之不織布。第一層熔喷纖維基材為熔噴纖維氣流沉積於捲 取裝置上而成。第二層機能性顆粒層，為機能性顆粒與低 熔點纖維接著於熔喷纖維氣流上之後，而沉積熔喷纖維基 材上。第三層為熔喷纖維覆層，位於機能性顆粒層之上。 此二層立體結構為一步成型，無須再添加熱固定接著劑， 即能增加機能性顆粒與纖維間的固著性。 經由上述之試驗結果證實，本發明所提供之微多孔複 口超細纖維不織布，係利用低熔點纖維來提高不織布成品 的透氣度，並利用半熔融狀態的熔喷纖維，將機能性顆粒 接著牛固。因此無須於後端再施以熱固定接著劑，即能增 加機能性顆粒與纖維間的固著性。而且其製造方法為一步 成型，同時，可調整機能性顆粒灑落於熔喷纖維的角度， 以減少機此性顆粒的損耗。另一方面，本發明更可藉由後 續熱處理來強化機能性顆粒與纖維間的固著性。 1297051 【實施方式】 為了讓本發明所提供之微多孔超細複合纖維不織布及 其製造方法更加清楚起見’以下將以本發明之較佳實施例 對所揭露之技術來加以詳細說明。 根據本發明較佳實施例所提供之微多孔超細複合纖維 不織布是一種於傳統熔喷纖維技術中，另外彙入一種低溶 點纖維。第1圖乃繪示根據本發明之一較佳實施例之一種 微多孔複合超細纖維不織布的製造方法示意圖。在第1圖 中，將短纖維材質101如聚丙烯、聚酯、聚乙烯、乙烯共 聚合物、PU彈性體、尼龍（Nylon)，以熱熔方式在熔喷系統 100中熔化後，再以高速氣流擠壓熔喷系統1〇〇之喷絲板而 產生熔喷纖維氣流102。自熔喷系統1〇〇表面喷出的熔喷纖 維氣流102為半融熔狀態。其中熔噴纖維氣流呈扇狀噴出， 於扇狀中央處之熔喷纖維102密極度較大，而兩侧之溶喷 纖維102密集度較為稀少。 同時以氣流導引足量的低炼點纖維1 〇6，形成一低溶點 纖維氣流104，以一角度與密集度較大的熔喷纖維氣流1 〇2 匯合成第一複合氣流120。並將機能性顆粒1〇8通過撒粉裝 置112，形成一機能性顆教氣流11 〇，以一角度與第一複人 氣流120匯合成第一複合氣流122。其中，因機能性顆粒 108之比重比低溶點纖維106或溶噴纖維丨〇2比重大，因此 大部分的機能性顆粒108會與密集度較大的第一複合氣流 120接著’形成第二複合氣流122。如此，可讓低熔點纖維 106與機能性顆粒108同時彙入熔噴纖維氣流1〇2中央密度 1297051 較大處之中，並讓上述兩者瞬間固著於熔喷纖維氣流1〇2 中之炼噴纖維101上，再讓其沉積於捲取裝置114上，以 形成一種三層立體結構的不織布116。 在上述較佳實施例中，機能性顆粒1〇8較佳為活性碳、 含浸過錳酸鉀之氧化鋁或超吸收高分子。在本發明較佳實 施例中’撒粉裝置112以垂直方式將機能性顆粒1〇8撒入 熔喷纖維氣流1〇2中，但不限於垂直撒粉。可調整撒粉時， 機旎性顆粒氣流110彙入熔喷纖維氣流1〇2的角度，以防 止機能性顆粒掉落的問題。 而低熔點纖維106的熔點約介於8(TC左右。且此低熔 點纖維106係一種低熔點勒芯型複合纖維，其 中，鞘型纖維為熔點較低之纖維，芯型纖維為高熔點纖維。 中，上述之低熔點勒芯型（sheath/core)複合纖維之較佳材 質為聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯以及聚對苯二酸乙二酯所組 成之材質。而此鞘芯型複合纖維之材質較佳組合為聚乙烯 與聚丙烯或聚乙烯與聚對苯二酸乙二酯，且其較佳熔點分 別為 128°C 與 163°C 或 128°C 與 254°C。 因為低熔點纖維106的直徑約為10 μιη，比熔噴纖維 1 〇 1的直徑為1 μπι大，因此低熔點纖維可以將熔喷纖維間 的孔隙增大，使得不織布成品的透氣度增加。此外，於後 續熱處理過程中，讓熔喷纖維1〇1產生形變，使低熔點纖 維1〇6可以讓機能性顆粒108更能固著於熔噴纖維1〇1之 上’使得機能性顆粒108接著的更牢固 在本發明較佳實施例中，熔噴系統1〇〇與捲取裝置1〇8 為水平配置，但不限於水平配置，其中捲取裝i 114係由 1297051 下往上運轉。雖然本發明較佳實施例中，彙入的低熔點纖 維106位於機能性顆粒ι〇8之前，但是低熔點纖維氣流ι〇4 彙入炼喷纖維氣流1〇2位置與機能性顆粒108撒粉位置之 前後順序可互相對調。

由上述之較佳實施例中，第丨圖為微多孔超細複合纖 維不織布的製造方法，其中完成後之不織布116是一種三 層立體結構，如第2圖所示。微多孔超細複合纖維不織布 116可視為三個部分的塗層，是一種一步成型的三層立體結 構。第一塗層為熔噴纖維基材2〇〇，是熔噴纖維氣流1〇2 ’儿積於捲取裝置112上而成。機能性顆粒⑽與低溶點纖 維106接著於半熔融狀態的熔喷纖維氣流1〇2上之後，沉 積於熔喷纖維基材200上，為第二層機能性顆粒層202。第 2圖之機能性顆粒& 2〇2 +，顆粒較大者為機能性顆粒 108’顆粒較彳、麵熔㈣維1()1與低熔點纖維⑽混合之 複合纖維206。第三塗層是熔喷纖維覆層，主要的材質為溶 喷纖維氣流102,也包含極少量的低熔點纖維⑽與機能性 顆粒⑽。由於料纖維氣流⑻之密度分布特性，亦即中 央之溶錢維密度較大，_之时_密隸小，因此 =層立體結構可—步成型，不須於後端再添加熱固定接 者劑，即能使纖維與顆粒間的固著性提高。 1附力與壓指 應用本發製造方法所製備之 吸附力與透氣度之試驗 刀別知 m^ 本發明之較佳實施例中，係孩 席作為熔噴纖維之材質’聚乙稀與聚丙稀之複合相 1Λ 1297051 :作為低熔點纖維之材質，活性碳作為機能性顆粒之材 質。同時，於固定熔噴纖維與低熔點纖維的操作條件下， 僅改變不織布中的機能性顆粒之重量與顆粒大小，並應用 本發明之方法而製備六較佳實施例。所得之結果將依序說 明如下。 測試 樣品 活性碳粒 徑（mesh) 不織布基 重(g/m2) 活性碳重 量百分比 (%) 四氣化碳吸 附重量百分 比（％) 壓 損 (mmH2〇) 原布 無活性炭 24.40 0 0 2.4 1 12 1518.76 98.39 22.85 1.7 2 20x40 770.28 96.83 28.39 1.0 3 30x60 364.24 93.30 56.85 1.8 4 30x60 387.84 93.71 55.31 1.4 5 30x60 544.20 95.52 59.43 1.7 6 30x60 352.96 93.09 54.13 1.7 上述結果係依據美國測試與材料協會（American

Society f〇r Testing and Materials ; ASTM)之四氯化碳吸附 檢測來進行試驗。由上述之四氣化碳吸附重量百分比可 知，由本發明較佳實施例的方法所製備而成之不織布，其 吸附效果遠高於原布，具有高吸附力。 而上述之壓損試驗結果，係以每分鐘32公升之固定氣 體通過固定面積的不織布後，而得到氣體流出量。接著， 即可計算出不織布之壓損。由上述之壓損值可知，由本發 11 1297051 明較佳實施例的方法所製備而成之不織布，其壓損遠低於 原布，具有良好的透氣度。 因此，由上述之分析結果可知，由本發明較佳實施例 ▲的方法所製備而成的不織布，具有較佳之透氣度與高吸附 能力。且本發明之方法，係利用低熔點纖維來提高不織布 成品的透氣度。同時’利用半熔融狀態的料纖維，將機 能性顆粒接著牢固，因而無須於後端再加入熱固定接著

劑，即能增加機能性顆粒與纖維間的固著性。而且其製造 方法為-步成型，同時，可調整機能性顆粒灑落於熔喷纖 維的角度，以減少機能性顆粒的損耗。另一方面，本發明 更可藉由後續熱處ί里來強化機能性顆粒與纖維間的固著 性。 雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用 以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精 神和範圍内，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保 護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

【圖式簡單說明】 為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例 能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下： 第1圖是繪示依照本發明一較佳實施例之一種微多孔 複合超細纖維不織布的製造方法流程圖。 第2圖是繪示依照本發明一較佳實施例之微多孔複合 超細纖維不織布結構的示意圖。 12 1297051

【主要元件符號說明】 100 :熔喷系統 102 :熔喷纖維氣流 106 :低熔點纖維 110 :機能性顆粒氣流 114 :捲取裝置 120 :第一複合氣流 200 :熔喷纖維基材層 204 :熔喷纖維覆層 101 ： 熔喷纖維 104 ： 低熔點纖維氣流 108 ： 機能性顆粒 112 ： 撒粉裝置 116 ： 不織布 122 ： 第二複合氣流 202 ： 機能性顆粒層 206 ： 複合纖維

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Claims (1)

1297051 十、申請專利範圍： 1 · 一種微多孔超細複合纖維不織布，包含： 一熔喷纖維基材，由一熔喷纖維所組成； 一機能性顆粒層，位於該熔喷纖維基材上，該機能性 顆粒層至少由一機能性顆粒與一低熔點纖維所組成·，以及 一熔喷纖維覆層，至少由該熔喷纖維所組成並位於該 機能性顆粒層之上。 2·如申請專利範圍第i項所述之微多孔超細複合纖維 不織布，其中該熔喷纖維包括聚丙烯、聚酯、聚乙烯、乙 烯共聚合物、PU彈性體、尼龍。 3·如申請專利範圍第1項所述之微多孔超細複合纖維 不織布，其中該低熔點纖維的熔點約為80°C。 Φ 4·如申请專利範圍第3項所述之微多孔超細複合纖維 不織布’其中該低熔點纖維係一低熔點鞘芯型複合纖維。 5·如申請專利範圍第4項所述之微多孔超細複合纖維 不織布，其中該低熔點鞘芯型複合纖維之較佳材質係聚乙 烯、聚丙烯、聚乙烯以及聚對苯二酸乙二酯所組成之一群 6 ·如申明專利範圍第1項所述之微多孔超細複合纖維 1297051 不織布’其中該機能性顆粒包括活性碳、含浸過鏟酸鉀之 氧化鋁或超吸收高分子。 7·如申請專利範圍第1項所述之微多孔超細複合纖維 不織布，其中該機能性顆粒層包括該機能性顆粒與一複合 纖維’該複合纖維由該低熔點纖維與該熔噴纖維所組成。 8·如申請專利範圍第1項所述之微多孔超細複合纖維 不織布，其中該熔喷纖維覆層更包含微量的該低熔點纖維 與该機能性顆粒。 9·一種將機能性顆粒固著於不織布上的方法，包括： 熔化一熔喷纖維； 噴出該熔喷纖維以形成一熔喷纖維氣流； 形成一低熔點纖維的氣流，以一角度與該熔喷纖維氣 流匯合成一第一複合氣流； _、灑落一機能性顆粒，以與該熔喷纖維氣流匯合成一第 二複合氣流； 沉積該第二複合氣流於一基材上； 、冷部該第二複合氣流中之該纖維與該低熔點纖維以形 、不織布於4基材上’並同時將該機能性顆粒固 織布上。 =· Μ請專利範圍第9項所述之一種將機能性顆粒 ;不織布上的方法，其中該㈣纖維氣流之中央的熔 15 1297051 喷纖維密度較該熔噴纖維氣流之㈣的熔噴纖維密度大。 #11.如申請專利範圍第9項所述之一種將機能性顆粒 固匕者於不織布上的方法，其中該熔噴纖維包括聚丙烯、聚 酯、聚乙烯、乙烯共聚合物、PU彈性體、尼龍。 12.如申請專利範圍第9項所述之一種將機能性顆粒 固者於不織布上的方法，其中該麟點纖維的熔點約為80 13·如申請專利範圍第 粒固著於不織布上的方法， 鞘芯型複合纖維。 12項所述之一種將機能性顆 其中該低熔點纖維係一低熔點 ^如申明專利範圍第13項所述之一種將機能性顆 粒=著於不織布上的方法，其巾該低熔點鞘芯型複合纖維 之車乂佳材質係選自於聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯以及聚對苯 二酸乙二酯所組成之一群組。 # 15· *巾4專利範圍第9項所述之一種將機能性顆粒 固著於不織布上的方法，該機能性顆粒包括活性碳、含浸 過錳酸鉀之氧化鋁或超吸收高分子。 # 16· %巾睛專利範圍第9項所述之一種將機能性顆粒 固著於不織布上的方法，該機能性顆粒為以垂直方向撒入 該熔喷纖維氣流中。 16