CN1130879A - 叠层的非织造纤维素纤维织物的后处理 - Google Patents

叠层的非织造纤维素纤维织物的后处理 Download PDF

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Abstract

含多层热塑性人造纤维及至少一层以纤维素纤维为主要成分的短天然纤维的叠层前身非织造织物的后处理方法，包括纵向固结该织物，从而降低织物的最大孔径量度。本文公开了根据产品织物在医疗方面用途的应用的前身织物及制造的固结织物。

Description

叠层的非织造纤维素纤维织物的后处理
本发明涉及由至少一层纤维素材料内层及两层非织造层制成的夹层结构叠层织物。为了降低该织物的孔径和/或赋予该织物其它所需性能，该织物已经过后处理。本发明的一个方面，是涉及为了改善织物适应各种用途的性能而对叠层的前身织物进行后处理；本发明的另一方面，是人造热塑性纤维的非织造织物首先用至少一层纤维素纤维叠置，接着在受热条件下拉伸；第三为了有效地改变制造织物的纤维的几何排列而进行机械压实，从而降低织物孔径的大小和/或使其具有其它所需的性能。
如上所指出的，本发明涉及在两层非织造非弹性体中间夹有一层为了至少改变非织造非弹性体织物的结构和长丝间隔的纤维素纤维的叠层织物的后处理。本文所用的术语“织物”及“层”，有时可互换，从上下文所使用的术语来看，其区别是明显的。对于“织物”和“层”两术语中任一术语都是指由纤维或长丝(视情况而定)形成的自撑式平面构件。本文中术语“长丝”或“纤维”也是互换使用的。虽然，在非织造织物中“纤维”通常是指不连续的单纱，而“长丝”是连续的单纱。本发明考虑的是在人造纤维非弹性体非织造织物层中加有连续的合成热塑性长丝和/或不连续纤维的织物。在本发明中，由作为外层的两层人造纤维层(即合成热塑性、非弹性体纤维)及夹在其间作为内层的短长度纤维素纤维层制的前身织物，通过加热并在机械方向(MD)拉伸的方法加以固结，以得到具有低孔径、高的透气性、强度、好的手感、吸收容量、芯吸作用及抗渗性能的固结织物。这些人造纤维层优选采用以熔体喷射或纺粘法技术成形。这些人造纤维中的熔体喷射纤维，优选的直径在约0.5与约10.0微米之间，而纺粘织物中的纤维直径的下限，与熔体喷射织物的纤维直径相交叉约为8.0微米，其上限可达50微米或50微米以上。纺粘织物通常是比较粗糙的，但其强度高于熔体喷射织物，因为纺粘纤维在骤冷后会产生明显的取向。在任何一种情况中，两种纤维都形成自撑织物。在本发明中采用的熔体喷射织物，优选轻质的，其重量范围在约0.05与10oz/yd2之间，最优选的范围在约0.25与约2oz/yd2之间。用在本发明中的纺粘织物也是优选轻质的，其重量范围约0.1与10oz/yd2之间，最优选在约0.3与约2oz/yd2之间。重量较0.05oz/yd2轻的织物不能满足容纳纤维素纤维及提供复合织物强度和其它所需性能的纤维密度；较重的织物，即约10oz/yd2以上，在与纤维素纤维层复合时会形成不希望的粗糙的复合织物。纺粘法及熔体喷射法的详细说明及用这些方法制造的织物已在题为“Proceedings，Fiber Producer Conference 1983”，April 12，13&14，1983，pp.6—1至6—11″的出版物中给出，该出版物在此引入本文供参考。
自从1951年由Naval Research Laboratory开发熔体喷射法(在1954年由U.S.Department of Commerce出版，文章的题目为“MANUFACTURE OF SUPERFINE ORGANIC FIBERS”)以来，(该出版物在此引入本文供参考)，有几家公司在工业化生产方面进行了相当多的工作，以期找到含微孔纤维的非织造织物产品的新用途。由于纤维的无规几何排列或构造、较小的尺寸，所以该纤维已广泛用作过滤器。希望这类熔体喷射织物有其它的和/或不同的用途。
在多数随机配置的或无序的纤维织物成形方法中，所形成的孔径大小与纤维直径平方有直接关系。纺粘法在自粘合和构成织物的长丝的不均匀拉细(塑性变形)方面不同于熔体喷射法。因此，熔体喷射织物具有较宽的纤维直径分布。通常，由熔体喷射法制造的非织造织物的纤维直径为0.5—20微米，优选0.5—8微米，这可使它们适用于以80％效率或更高效地滤除5微米颗粒。众所周知，通过制造纤维直径越来越细的织物形成方法，同时控制其它的成形参数如孔隙度和厚度可改进过滤性能。如上面所指出的，由此产生较小的孔径，从而改进过滤时微粒的除去效率。在极端条件下，熔体喷射法所能制造的纤维直径约0.1—5微米。但该方法有如下缺点：生产效率低、能耗高。为了改进非织造织物的性能，用各种方法对织物进行后处理方面已作了努力，其中包括为改进织物的拉伸强度而进行的后压延及公开在U.S.Patent 4592815中的为改进织物的过滤特性的后充电处理，在此仅列举两项。值得注意的是还没有一种这类先有技术已具体地提出在平面固结状态下降低织物中孔径的方法。还不知道对这类叠层固结织物，具体说用完全不同的纤维层，如各种纤维素纤维层叠合的固结织物作过尝试。
在织物平面的垂直方向压延非织造织物，使纤维平坦并使织物固结，从而降低厚度。然而，这会降低对于众多用途如透气性及过滤性来说是重要性能的渗透性。U.S.Patent 4048364公开了一种供在机械方向(MD)拉伸熔体喷射织物的方法，使拉伸后织物的抗拉强度提高10倍。但是，值得注意的是，本发明中所需的前身织物含较粗纤维(纤维平均直径为10至约40微米)和低结晶度聚合物。低结晶度一般指22％或22％以下。在机械方向以拉伸比范围为2∶1—10∶1，(优选5∶1—7∶1)拉伸织物以降低纤维直径至平均直径为1—8微米。该工艺的主要目的是增加分子的取向以提高极大拉伸的纤维的强度。为了防止织物在拉伸处理时纤维的断裂，需要具有很高的后处理拉伸比容量的前身织物。试验表明，拉伸具有热拉伸(如低于前身织物熔点10°F)容量约5∶1—10∶1的前身织物不会改变织物的孔径大小。这也许是由于纤维的高度拉伸和易拉伸性阻止了产生使织物中粗纤维弯曲及实际上降低孔径与孔径分布范围的足够压缩力。
非织造织物定义为“通过机械的、热、化学或溶剂处理方法粘合和/或互连纤维、纱或长丝而成的片状或纤维网状结构”。这类织物不需将纤维纺成纱。非织造织物也叫做粘合织物或工程织物，是由不同于纺丝、织造或针织的方法制造的，因此称为“非织造织物”。非织造织物中的纤维实际上是无规地配置而形成的织物。其中某些纤维是通过纤维对纤维熔化或纤维缠结而粘合或通过点粘结的热粘合而粘合的。所有非织造织物的基本结构是纤维织物或长丝织物。单一类型纤维或长丝可以作为非织造织物的基本单元。以几厘米或几寸或其几分之一计的纤维称为切段纤维。那些极长的纤维称为长丝纤维，通常长丝纤维是以公里或英哩计的。实际上，长丝纤维是不易测量的，因为它们的长度可能是许多公里。纤维的长度必须远大于直径，如长—宽(直径)比至少为100，而通常是相当高的。棉纤维长度可以小于1/2英寸至大于2英寸计，而其典型长度—直径比约为1400。其它天然纤维的典型长度—直径比如下：亚麻—1200；苎麻—3000以及羊毛—3000。在本申请中，术语“纤维”或“种种纤维”都是指包括短的和长的两种纤维，即切段纤维和长丝纤维，除非另有具体说明把纤维分成切段纤维或长丝而加以区别。如，纺粘织物是由长丝纤维形成的，而熔体喷射织物包括一批各种长度的纤维，所以这类织物通常包括切段纤维和长丝长纤维。在非织造织物中，单根纤维可以按条理排列或无序排列。根据织物的粘合类型以及纤维与纤维的内聚力，赋予织物拉伸性能、伸长性能和手感并通过其各组分来补强。制造非织造物的技术是基于下列基本要素：各种长度与直径的纤维；根据成形和加工方法排列成织物；织物内纤维的粘合以及通过其各组分来补强。考虑到可采用不同类型的非织造纤维，上述一个要素或几个要素可同时改变。调整纤维的类型与长度及粘合方法，并结合制造方法的选择可带来高技术的、然而极其灵活的最佳的组合。
至今，已发现人造的非织造织物，即合成聚合物纤维(不同于如棉花、苎麻、羊毛等天然纤维)在医药工业中可作为先有技术的可再使用的棉制实验长外衣、外科长外衣、外科披盖、面罩、鞋面、灭菌包及其它产品的合格一次性替代品。估计非织造产品市场每年可超过十亿美元。此外，已发现非织造织物在卫生产品方面，如卫生巾、一次性尿布、失禁垫及其它类似产品方面的用途。非织造织物的诸多优点之一是较织造织物费用低。非织造织物与织造织物之间费用上的差别之大可使最终用户能在一次使用后废弃非织造织物，而还认识到货币的增值超过多次使用的织造织物。
适用于医疗和卫生用品中的非织造织物应具有的性能有手感(柔软和悬垂性)、芯吸作用、液体保留性、吸收容量及织物强度。作为最终用户能接受的非织造织物，接近织造织物(特别是织造棉织物)所具有的合乎要求的性能的程度也是重要的。人造纤维非织造织物通常以缺少天然纤维织造织物的许多性能，而具体说是手感、芯吸作用及液体吸收及保留性。如熔体喷射非织造织物的空隙体积约85％；纺粘非织造织物的空隙体积约在90％与95％之间。这两类织物还常具有不理想的化学性能，如疏水性，这就使得这种织物在医疗中的应用比希望的少。而且，这些非织造织物的表面性质往往是光滑的，因此有平滑的或油质的手感及外观。先有技术的非织造织物中的人造纤维材料通常大多呈低表面张力，因此它们不吸留含水液体，所以这些先有技术织物具有不良的芯吸作用和液体保留性。这类织物也难用拒液剂处理。此外，许多先有技术织物中的人造纤维的纤维状特性及它们的制造方法，使纤维在织物中以纤维长度方向基本上按与织物平面平行的方向排布的，因此这类织物具有不良的液体吸收率。至今，为改善非织造织物的这些性能已经尽了相当大的努力，包括修改织物的制造方法和/或工艺规程。但是，这些措施增加了非织造织物的费用并可能反过来改变原高于天然纤维织造织物的经济效益。此外，非织造织物中的人造纤维多数常以石油为基本原料，因此它易受原材料市场价格实际波动的影响，并以产品使用后的最终处理为重要依据。
已经意外地发现，通过选择具有一定性能的前身叠层非织造织物并在一定条件下对该织物作后拉伸，至少使前身织物中的合成人造纤维重新排布以使叠层织物具有独特的孔径范围、定向吸收、弹性回复性能、强度、芯吸作用、液体吸收能力、透气性及抗渗性能，以及良好的悬垂性及手感，从而使它们能合乎需要地用于最终用户的各种用途中，如保护性外衣、面罩、尿布或卫生巾组件、伤口敷料、口罩、擦布、化学品容器、油绳及外科盖布。
根据本发明的一个方面，是提供一种新型的多层前身织物；该织物的所有各层优选是非织造的、并具有天然纤维织造织物那种合乎要求的性能以及在经济上具有优势的人造纤维非织造的织物。本发明的前体织物是多层的，并包括非弹性体的、选自热塑性熔体喷射人造纤维、热塑性纺粘人造纤维、热塑性人造切段纤维以及它们组合物的非弹性体的人造纤维材料的第一层。该第一层是轻质的，其重量在约0.05与约10oz/yd2之间。以及以纤维素为主要成分的天然短纤维(不包括木纤维)的第二层，该层的重量在约0.1与约10oz/yd2之间。第二层纤维的纤维长度在约0.5与0.3寸之间且其细度相当于Micronaire(纤维细度气流测定器)单位约3与5之间。在优选的具体实施方案中，前身织物包括至少选自热塑性熔体喷射人造纤维、热塑性纺粘人造纤维、热塑性人造切段纤维以及它们组合物的非弹性体的人造纤维材料的第三层。该第三层也优选轻质的，其重量在约0.05与约10oz/yd2之间，并配置在第二层对应于第一层的另一侧，以热粘合到至少第二层上以使第二层被夹在第一层与第三层之间。在该叠层织物中也可包括其它的和附加的类似材料层。以优选的热粘合方法将这些织物层粘合在一起以形成粘合织物，层间粘合面积在叠层织物平表面之一面积的约5％与75％之间。预期在前身织物中的粘合剂是一类不会对织物的手感和其它物理特性(如液体的芯吸作用和吸收容量)产生不利影响的粘合剂。因此，优选的粘合剂只能作用于叠层的一侧。本发明的前身叠层织物，与其组成中所采用的层数无关，优选的最终组合物重量在约0.5与约24oz/yd2之间，为的是使其在手感、悬垂性及其它性能方面接近天然纤维织造的织物。根据本织物的局限性，要求仔细地选择提供其它合乎要求的或需要的性能如强度、芯吸作用、液体吸收和保留以及抗渗性能(隔绝液体而允许或促使蒸汽及气体通过织物厚度方向传递的能力)的每层前身织物的重量。该前身叠层织物按本文所述方法固结。
本发明的方法涉及使前身织物的粘合层，特别是在后处理时拉伸延伸率较低(由低断裂拉伸比反映出来)的人造热塑性纤维层或长丝层，在高温下经受主要拉伸或横向应变。沿MD对前身织物进行单向拉伸，使前身织物在横向基本固结。当沿CD对前身织物施以横向应变时，使前身织物在纵向基本固结。每一情况都能降低织物的平均孔径并使孔径分布变窄，以及赋予织物另外一些意外的但合乎需要的强度性能、芯吸作用、液体吸收容量、透气性及抗渗性能。所得固结织物具有更好的分布均匀的孔径并具有大约120％断裂伸长的“拉伸纤维”的高横向弹性特征。所得的织物，虽然透气性提高了但仍有良好的抗渗性能，如天然短纤维层赋予固结织物抗液体透过性能。因此，本发明的复合织物，特别是由于其优良的抗渗性、手感、透气性、强度、芯吸作用、液体吸收及保留性以及其它性能而用于制造一次性使用的医疗用品。
在另一具体实施方案中，正在拉伸的织物可通过辅助的机械压紧设备，促使和/或改进原织物的固结。
虽然已对本发明有关熔体喷射法及纺粘法织物作了叙述和举例说明，当然，本法可应用于其它人造纤维非织造织物如hydro—entangled，针刺织物及这些织物与其它形式织物(如气流铺置纤维网)的叠层复合物等。
附图的简要说明
图1是制造熔体喷射织物的设备透视图。
图2是实施本发明织物固结的设备透视图。
图3是实施本发明织物固结的另一种设备实施方案的透视图，该图说明经拉伸织物通过一个对固结织物施以可变化的压紧力的圆环表面。
图4是溶体喷射织物微小平面区域的放大平面图，该图说明了在本发明采用的前身织物中人造纤维层的无规性。
图5表示包含在本发明的前身织物中人造纤维层纤维的、便于机理分析的理想化平面图。
图6是织物经拉伸后与图5类似的平面图。
图7中两条曲线说明人造纤维织物层在拉伸前和拉伸后的孔径分布。
图8表示平均直径小于8微米(数据取自表I和表II)的前身熔体喷射织物(圆形符号)由于后拉伸(方形符号)而愈加密实的曲线。
图9表示纤维直径大于8微米的前身熔体喷射织物(圆形符号)在后拉伸后(方形符号)粒子过滤效率无明显增加的曲线。
图10表示构成本发明各种形态的前身叠层织物的一个具体实施方案的示意图。
图11表示构成本发明各种特征的前身叠层织物的成形方法的示意图。
图12表示构成本发明各种特征的前身叠层织物的另一个制造方法的示意图。
图13表示前身叠层织物制造的又一个方法及描绘成一列的织物成形设备的示意图。
图14表示按照本发明供纵向固结织物用设备平面示意图。
图15是图14所绘设备的侧视示意图。
图16表示织物正在图14所绘设备中固结的详细示意图。
优选实施方案说明
如上面所表示的，本发明涉及前身叠层非织造织物的后处理、涉及重新构成或重新组织织物中纤维、涉及降低孔径尺寸并赋予织物一些其它可利用的性能。术语“孔径”是对定向于织物平面法线方向的孔道的实际尺寸的量度。本文中所引述的孔径数值是根据ASTMF316—86标准试验方法测定的。
本发明所述的特别有关的优选的织物是熔体喷射织物；但是要强调的是，该方法及由此制造的产物也包括其它人造纤维非织造织物，特别是纺粘织物、hydro—entangled、针刺织物及这些织物的叠层复合物。根据本发明制造的固结织物可与其它织物或基材如由弹性聚合物、微孔膜或伸长有限的材料制的织物相复合，后叠层以限制CD延伸率低于100％并使其具有供附加实用性的其它性能。
熔体喷射是众所周知的，通常利用图1中所绘设备的一种方法。该方法是将热塑性树脂导入挤出机10，聚合物在挤出机中受热、熔融并通过模头11挤出成形为多根并排的长丝12，同时集中的热空气层(从位于排列长丝每一侧的缝隙13排出)与长丝接触并由拉曳力拉伸、将长丝12拉细至微米级细度。纤维12被收集在集丝器(如旋转网筒15)形成可以卷绕在卷取辊上的非织造织物17供以后加工。集丝器15可包括真空网筒，其真空是通过管线18用真空泵19抽吸的。
热空气(主要喷射空气)通过管道14导入模头的相对两侧，虽然没有指明通风，但被吸入至主气流/纤维流的次级气流用作冷却从模头11排出的长丝纤维。
上述方法与设备虽不属本发明的部分；但采用该方法时的可变因素(包括所用树脂的种类、主空气的温度和流量、聚合物熔融温度及集丝器15与模头出料口的间距)会对前身织物的性能有显著的影响。
简要地说，本发明方法的一个具体实施方案包括下列步骤：(a)选择多层织物制的叠层非织造织物，该多层织物包括至少两层织物及中间夹有至少一层短的纤维素天然纤维，外层中至少一层是由合成热塑性非弹性体纤维或长丝制成的，将这些纤维层粘合成适合于按本文所述方法固结的粘结织物，该叠层前身织物实际是纤维粘合的并具有较低的加工延伸率，(b)使非织造叠层前身织物通过一加热区域以提高织物温度至其中一种或多种热塑性成分的软化温度，当机械方向(MD)拉伸织物时，从而导致该织物中的合成热塑性纤维极大地向横向(CD)塑性弯曲，引起织物在CD上固结，并使前体织物最大孔径下降至少20％，更重要的是降低孔径分布至少20％并赋予织物高的强度、透气性、芯吸作用、液体吸收容量及抗渗性能。如下面详述的，为了增强固结，前身织物必须具有某些性能。
优选的实施固结工艺的设备，图示于图2中，其中前身织物17从辊筒20退卷并喂入通过反向旋转喂料辊22的辊隙、通过加热炉23，最后通过反向旋转辊24的辊隙。加热前体织物17的加热炉23的温度保持在织物中聚合物的软化点与熔点之间。优选将织物加热到该织物中至少一种热塑性组分熔点的10—15°F范围之内。转辊24的驱动速度超过喂入辊22，以使织物输出速度(V2)按拉伸比(是速度比V2/V1的函数)超过喂入速度(V1)。在加热条件下，织物17的最初拉伸会引起织物在加热炉23中从喂入宽度17a收缩(如图2中说明的织物17b区域)。该收缩主要是由于织物的横向(CD)热塑性纤维的平面压缩引起的塑性弯曲变形，从而降低了织物的孔径。值得注意的是，在拉伸时，低的MD应变产生高的MD张力，与织物中纤维与纤维粘结的网状结构一起增强了压缩应力的产生以便多数CD热塑性纤维段27易于弯曲并使织物沿CD压紧，如图6所示。因为热塑性纤维的纤维抗弯刚性与纤维直径的四次方有关。所以只有纤维平均直径小的织物才能利用与降低孔径相联系的现实应力而固结。熔体喷射织物的纤维平均直径优选小于约9微米，而纺粘织物的纤维平均直径优选小于约50微米。
导致孔径减小的横向收缩不会伴随有MD纤维的平均纤维直径明显的降低。织物的连续拉伸超过织物孔径减小所需的程度时可引起纤维直径的降低。当织物17通过加热炉23出口或织物17通过转辊24的缝隙时，织物被收缩至最小宽度17C。优选的但不是主要的是，使织物在加热炉23的出口与转辊24的辊隙之间冷却，从而，在应力作用下控制重构纤维的热定形或退火。
当织物17冷却到130与90℃之间(对PP)时，可使织物带有静电荷而赋予该织物产品耐久的高过滤效率。(优选转辊24的辊隙与转辊22的辊隙相互平行，所以由转辊24施加的张力与转辊22施加的阻力是单向的，〔如同轴的〕)。
为了进一步调整或使孔径分布变窄，辅助的或可选择的织物宽度压紧装置可以加在图3示意图17a与17c之间。图3展示了一种可选择的织物处理具体实施方案，在该实施方案中织物进入一辅助的或可选用的由环25的一(倾斜的)部分组成的压紧装置。织物17的固结区域及环25是在炉中加热的或加热到适当温度以使织物拉伸及固结。织物以宽度17d进入环的外侧表面(直径D)而出口接近具有较小宽度17e的环的内侧表面。环绕环路的收缩表面对进入宽度为17d的织物平面施加横压缩力。该所加的压缩力可克服大CD纤维段无效变形的弯曲阻力或主要固结(如果采用)而留在织物17中的缺陷。这就提高了孔径的均一性。图2(初拉伸)和图3(二次拉伸)中的加热和拉伸设备可以连续运行。初加热拉伸步骤给以大体上的固结，而二次环形固结器作精加工处理。通过横向约180°环绕环路表面赋予织物最大的压缩应变可由(D—d)/D求得，其中D是环25的外侧或与入口宽度17d有关的入口周边长，d是环25的内侧或织物出口的周边长。辅助固结的大小可通过调整图3中所示的压紧件环25或“C—辊”的两直径来调节。如果C—辊是直的(即直径＝∞)，则不产生横向压紧且该辊只增加退火时间并保持织物的厚度。环表面可以是固定的或是可旋转的弯曲柔韧杆。环表面与织物之间以空气支承的固定环25，产生高横向压缩应变与供附加MD拉伸的低摩擦。应注意的是，旋转的“弓形辊”只用于纺织品除皱，当织物绕扩张形宽度的表面行进时，织物变横向拉伸从而除去纺织物的折皱。
前身织物的物理性能基本上是由合成热塑性非弹性体人造纤维决定的。短长度纤维素天然纤维层相对于热塑性纤维夹层的强度性能，是低强度的，所以纤维素层对织物的物理性能，(如人造纤维的高MD拉伸强度与被指望确定固结的前身织物的可接受性的CD人造纤维的抗弯刚性)基本上没有影响。前身织物中非弹性体非织造人造纤维层是根据其尺寸及热处理拉伸性能(即断裂伸长)而选择的。通常，在前体织物热处理时的断裂拉伸比应低于约4.0并高于约1.4，而热拉伸在应变速率大于2500％/min且温度高于软化点但至少低于聚合物熔融温度10°F下进行。断裂拉伸比是通过本发明方法使CD热塑性纤维卷曲和弯曲而引起织物孔径分布降低而提供所需的足够应力的前身织物分子定向状态的一种重要指示。室温下，采用Instron拉伸试验机按ASTM D1117—77的试验方法测定的断裂伸长(应变)应在2％与40％之间，优选5％与20％之间。值得注意的是，在U.S.Patent 4,048,364中公开的前身织物完全不能满足本发明。因为这种前身织物的特征是断裂前标准伸长至少为50％，优选至少70％，优选的最大加工拉伸比大于5。由低模量、低结晶度(低于22％)纤维制的织物，在加热和拉伸阶段、在低张力下呈现太大的伸长以致不能产生所需的应力。在U.S.Patent4,048,364方法中所用的织物在上述热拉伸条件下的最大拉伸比远大于4。据估计，这些织物的拉伸比大于5。
本发明中在CD方向卷曲和弯曲热塑性纤维的压缩应力可表示为纤维拉伸应力与角的正弦函数(见图4和5)，该角度随MD处理的拉伸比的增加而缩小，所以压缩应力随拉伸比而减小。此外，在上述前身织物中，单丝直径的分布大于本发明一个数量级。因此，在处理时CD热塑性纤维的抗弯刚性是很高的，而压缩应力较小。弹性体聚合物织物(如具有弹性体或橡胶那样性质的弹性体，即具有拉伸至少是起始长度两倍并在室温下回缩的能力)不能用于本发明中。
前身非织造织物中的合成热塑性纤维层可由多种能以熔喷的人造热塑性聚合物制造，为了在织物上能产生高横向压缩力，供选择的聚合物应能产生足够高拉伸模量的长丝。可用于制造非织造织物人造纤维的热塑性树脂，包括非弹性体聚烯烃，如聚乙烯、聚丙烯(包括高密度聚乙烯)、乙烯共聚物(包括具有高拉伸模量的EVA及EMA共聚物)、尼龙、聚酰胺、聚酯、聚苯乙烯、聚-4-甲基戊烯—1，聚甲基丙烯酸甲酯、聚三氟氯乙烯、聚氨基甲酸酯、聚碳酸酯、聚硅氧烷及聚苯硫醚。
前身织物中热塑性纤维的结晶度优选应足够高，以使前身织物在室温下的断裂伸长低于40％。按ASTM试验方法D5035—90用于本发明的熔喷织物应在应变低于40％时断裂，结晶度范围以30—70％为优选。通常，用该织物在后处理时最大的或断裂拉伸比小于约4.0是前身织物纤维固有的高模量及分子取向状态最好的反映。
在后处理方法中，前身织物的厚度应优选至少2密耳并可高达约200密耳。织物的宽度，当然可在宽的范围内变化，优选5—150时。织物前身中熔喷纤维层的平均纤维直径的优选范围为0.5—8微米，为使PP织物有一定范围的加工拉伸硬挺度，2—6微米是优选的。前身织物的孔隙度通常在50—95％范围，压延的前身织物接近50％。
织物的其它性能(虽不是关键性的)是重要的，包括少出现大的渣质或过度的粘性。
前身织物的另一个重要特征是每一人造纤维层包括至少在熔喷和纺粘织物中的某种典型的纤维—纤维的粘合。该粘合可通过特有的纤维—纤维熔化、或通过点粘合、压延、或通过纤维缠结来实现。所选聚合物的性能可通过熔体喷射或纺粘工艺的操作加以调节。一些可调节的变量在下面实验中公开。
但是，对于先有技术中的热塑性人造纤维的熔喷及纺粘织物，为了使其能用于一次性使用的医疗及卫生用品中，在它们成形后需作专门的和附加的处理。本发明者已经发现，通过从这些织物中所选的织物与所选的纤维素为主要成分的天然纤维层复合成粘合的固结织物，这就使不需对所选的人造纤维织物作单独专门处理，而直接将其复合成前身织物成为可能，从而形成本发明的固结织物。这种可能性使本发明具有显著的经济效益。
如上指出的，根据本发明的优选前身织物，包括被夹在两外层人造热塑性纤维之间的以纤维素为主要成分的天然纤维内层。因此，该前身织物可包括各种不同的纤维层的复合，例如，除必需的以纤维素为主要成分的纤维层外，前身织物还包括面对纤维素纤维层一个表面的作为第一层的熔喷人造纤维层和面对纤维素纤维层另一面的作为第三层的纺粘人造纤维层。同样地，第一层和第三层两者都可为熔喷人造纤维或纺粘人造纤维。此外，本发明还提供多层的可用或不用另外的人造纤维内层(或是熔喷纤维或是纺粘纤维)分隔的纤维素纤维层。无论如何，纤维素纤维层是需用人造纤维外层保护的。应当考虑到增加前身织物的层数会提高织物的成本并可能有损于固结织物的手感及其它所需的性能。在图10中描绘的织物40，包括热塑性纤维层42和44，及夹在两纤维层之间的纤维素纤维层50。如图中所绘的，层与层间的粘合面为菱形图案46，每个菱形图案的大小及彼此的间距大体是相同的。
图11是织物制造方法的流程示意图，将预先成形的纤维层45、47和49叠合成织物后送入前向移动的传送带51，然后使织物通过一组加热辊56与58的辊隙54，使纤维层粘结成粘合织物40。在该具体实施方案中，在上辊58表面有空出的图案60，该图案用来促进合乎要求的隔开的粘合面46的形成。如图所示，复合织物40被卷绕在辊62上供贮存或随后使用。如上所述，织物45和49是由人造纤维通过如纺粘法、熔喷法或其它能提供粘合的自支承织物的方法成形的。
图12是本发明的织物制造方法流程示意图，在该法中作为第一层的人造热塑性纤维层70是采用通常的熔喷或纺粘法74成形的，然后置放于前向移动的传送带72上。将或以脱机或以图13中所示的联机制造的纤维素纤维层78重叠在第一层70之上并置放于移动的传送带72上。作为第三层的热塑性人造纤维层80是用通常的熔喷法或纺粘法81成形的，并置放于纤维素纤维层78上可得到三层叠层织物。该织物中以纤维素为主要成分的纤维层78是置于人造热塑性纤维材料外层70及80之间的。在所示流程中，几个重叠的纤维层通过一组热压辊84和86的辊隙，其中一个辊的外表面有突出的图案88，以使几个纤维层热粘合成粘合织物89。复合的织物被卷绕在辊92上供下一步使用。如本文所述，第一层和第三层中的一层或两层(70和80)可用通常的熔喷法、纺粘法或包括人造切段纤维织物的热粘合法的类似技术成形。
图13图示了制造根据本发明织物的方法的另一具体实施方案。在所示方法中，第一层人造纤维织物94是借助于联机的常规熔喷法或纺粘法设备96成形的。经支承辊95送入并铺置于运行的第一传送带97的上部。如图所示，该方法还包括一个在线的梳理区98，在该区中纤维素纤维材料包99被导入在线的梳理装置100，由此将已梳理的织物101直接从梳理装置喂给第二传送带102。由传送带102，将纤维素织物前向送至传送带97上织物94的上部。此外，第三层人造纤维织物104是借助于另一个联机的常规熔喷法或纺粘法设备105成形的，并经支承辊106通过并重叠在纤维素织物101的上表面上，其中纤维素层101是夹在人造纤维织物94和104之间的。这些织物层前向通过一组加热辊108和109的辊隙107，上辊108的外园表面上有突出物111，用来实现至少使面层织物104与纤维素织物101之间间隔的热粘合，从而将这些纤维层形成复合织物。粘合的组合织物113卷绕在辊115上供随后的贮存和使用。必要时可采用通常在气流铺置织物成形装置119将人造切段纤维层成形为织物117，并插入复合织物113中，置于纤维素织物101与一层人造纤维织物之间或与两层人造纤维织物94及104之间。
具有本发明特征的前身织物样品是采用图11所示方法制造的。制造该样品时，将以纤维素为主要成分的纤维供入开松混合机中。纤维包中的纤维在开松混合机中开松并均匀混合。纤维由开松混合机供给至梳理机，在梳理机中纤维经梳理并直接从梳理机落丝成为织物而不经卷绕，并供给在传送带上行进的人造热塑性纤维层上。在本样品制造中采用的梳理机在其出口端带有一无规化装置，所以织物中的纤维是无规取向的，在机械方向很少有或没有优选的取向。此后，由热塑性人造纤维构成的第三层重叠在纤维素纤维层的上部，所以纤维素纤维层被夹在两热塑性人造纤维外层之间。然后，这种叠层喂入一组加热辊之间的辊隙。其中一个辊的表面是光滑的，而另一个辊具有间隔的突出图案，每一突出图案为菱形截面。表I和表H更详细地提供了关于制造这些样品及各种样品组合物时所采用的操作参数。
表I参数及其等级
        参数           等级号           数值熔喷织物1.树脂             2    Himont Valtec 442，ExxonPD 3495G2.    织物重       2    0.7oz/yd2，0.5 oz/yd2切段纤维织物1.重量            1          1.0 oz/yd22.纤维组成               2棉    (C)，聚丙烯3.纤维的纤度(旦)-棉             1    1.75(Veratec＇Easy Street＇)-PP             2    2.2(Hercules T-185)3.0(BASF bico＇Merge 1080＇)4.纤维长度-棉             1        1.0 inch-PP             1        1.5 inch执粘结方法1.刻花辊图案       1        菱形2.凸出图案的面积   1        16.6％*百分比3.辊隙压刀         1    250 PLI(pounds/linear inch)4.温度-上辊          4    128℃，133℃，134℃，135℃-下辊            4    127℃，129℃，131℃，132℃5.-压延辊表面速度   1    29 ft/min
*用于制造表II试样的kusters压延机的粘合面积
           表II熔喷织物/棉/熔喷织物叠层样的处理条件
 样品号          层重2(oz/yd2))     各层的组成    粘结辊温度(℃)       复合织物的组成
       面/中/底     面    中      底     面  底     棉(％)     PP(％)
   123       0.7/1.0/0.70.7/1.0/0.70.7/1.0/0.5 UT-1-243100％棉 UT-1-24 128 129UT-1-24  100％棉 UT-1-24 134 129UT-1-24  100％棉 UT-1-174134 129     41.841.845.4    58.258.254.6
   45       0.7/1.0/0.70.7/1.0/0 5 UT-1-24 100％PP5 UT-1-24 135 132UT-1-24 100％PP5 UT-1-17 135 132      00    100100
   67       0.7/1.0/0.50.7/1.0/07 UT-1-24 100％PP6 UT-1-17 135 132UT-1-24 100％PP6 UT-1-24 135 132      00    100100
1.40—inch织物2.外层由不同重量的熔喷(MB)聚丙烯(PP)构成，中层由切段纤维构成3.Himont树脂MB聚丙烯(0.7oz/yd2)4.Himont树脂MB聚丙烯(0.5oz/yd2)5.hercules级T—185聚丙烯6.BASF二组分纤维
根据下面所指方法对按表I和表II所列参数制造的前身织物样品的各种性能进行试验：
抗渗性，抗渗性指的是织物抗流体和微生物透过的能力。抗渗性能保护操作室工作人员和病人免受感染。试验              采用的试验方法静压力             AATCC试验方法127—1985拒油等级           AATCC试验方法118—1983水冲击渗透性       AATCC试验方法42—1985喷水等级           AATCC试验方法22—1985强度，医疗用非织造织物也需有足够强度以防止从制造到成品应用的过程中发生撕裂和剌破。
试验             该验方法断裂载荷             IST1110.0—70(82)Elmendorf抗撕强度    IST 100.0—70(R82)Mullen顶破强度       IST30.0—70(R82)拉伸伸长             IST110.0—70(82)悬垂性和舒适性
非织造织物的悬垂性是指它能适应所复盖对象形状的能力。复盖对象包括病人、操作室桌子及仪器。
舒适性是指透气性、材料的选择和产品的设计。
试验                  试验方法Frazier空气渗透性         IST＞70.1—70(R82)悬臂式弯曲长度            ASTMD1388—64
表III未处理叠层织物的试验结果
 样品号      弯曲长度(cms)       顶破强度(psi)     (kPa)      撕裂强度(gms)               空气渗透率      断裂强度(Kg/cm)          伸长率(％)   静水压(cm)
   cu.ft/min/ft2    cu.m/sec/m2
   MD    CD    MD    CD    MD    CD     MD     CD
    1234567891011   7.227.917.027.46.987.377.533.683.934.623.90   5.635.975.275.145.205.145.494.042.704.882.94   119.47.719.117.319.419.139.539.340.342.5   75.7964.7753.05131.60119.20133.67131.60272.16270.78277.67292.83    9884681581261661128536131179641  17412611469448824829212096601755746      32.0030.5132.8430.9036.7036.4230.1726.3716.7713.6611.9      0.160.160.170.160.190.190.150.1320.0830.0680.059   0.830.900.800.970.881.461.391.421.491.321.59   0.540.490.430.500.400.450.541.591.351.661.33     1411.610.42022.424.82635.62231.224.8    21.22022.824.821.624.42434.428.435 227.6     3432243957424850627758
注解：样品号8＝1.8oz/sqyd未成SMS织物(纺粘/熔喷/纺粘)织物
样品号9＝1.8oz/sq.Yd成品SMS织物
样品号10＝2.3oz/sq.yd未成SMS织物
样品号11＝2.3oz/sq.yd成品SMS织物
水喷雾额定值 水冲击渗透(gm) 拒油等级
      9080707080807090709070     0.430.370.90.834.331.730.330000      000000008.07.5
这些试验结果列于表III。
INDA(Association of the Nonwovens Fabrics Industry)Standard Test。
如上所示，本发明方法的主要目的是在横向固结前身织物以降低织物的平均孔径及织物中孔径的分布，并使织物提高透气性、强度、手感、悬垂性、吸收容量及抗渗性能。织物在横向固结不同于经压延而产生的固结，因为在压延整平纤维并闭合了流体通道而降低了厚度，因此较拉伸固结降低织物渗透性的程度更大。
附带有热粘合和/或长丝缠结的低拉伸熔喷织物的无规性质，能产生MD应力而使纤维再取向，并产生足以使横向固结的或能将它们挤压在一起的压缩应力，因此在单轴拉伸时降低了纤维间的空隙。这导致了织物宽度变窄而不破坏织物平面的完整性并制造出具有独特性能的产品。在后拉伸操作期间，正在拉伸中的长丝段的有效模量决定于处理的时间—温度效应。在一种尝试法模量下在CD向达到最大固结，在该尝试法模量下压缩应力在很大程度上克服了作用于织物中所有CD向纤维段的临界弯曲应力。本文具体说明了优选在聚合物呈橡胶态温度下进行的后拉伸处理。图4、5和6是最好的说明，它们依次说明了非织造纤维的无规配置，一种未固结的非织造纤维的理想化代表以及一种固结的非织造纤维的理想化代表。图4表示的是形成熔喷织物薄平面层的长丝无规配置，其中纵向纤维26一般沿MD延伸，横向纤维27沿CD延伸，两方向间的纤维段28沿与MD和CD成一角度的方向延伸。
为分析起见，这种平面配置可用图5所说明的代表性网格来表示。在图5中理想化代表或模型中，纤维26、27及28在纤维的连接处29互相连接或粘合为松散的网状结构。值得强调的是，在熔体喷射方法中粘合体是熔化粘结的，或是通过纤维缠结、或是通过热点压延技术粘结的。当图5所示的织物结构在MD向受张力时，居中纤维28易于沿MD向排列，因此降低了孔径大小，而CD向纤维27倾向于抵抗网格的压缩，与此相关联的是，在网格内可产生扭曲和弯曲，如图6所示。这一结果是根据本发明前身织物的横向固结在整个织物层中留下的决定于沿CD向纤维扭曲程度的孔隙。具有高细长度(长度直径比)的纤维容易扭曲。理想的是，作用在图6中纤维段27上的压缩力是2Tsinθ.其中T是作用在纤维段28上的张力，θ是纤维段28与MD之间的夹角。如果接点29上没有粘合，织物会容易破裂而不产生横向(CD)压缩力。虽然，实际织物不会只涉及图5及图6所示的理想化结构，但存在足够的粘合并在经图2和图3热拉伸操作后产生在选择的前身织物中的应力，会使织物的孔隙度降低。应注意的是，扭曲的CD纤维27作为间隔物来限定由于MD拉伸力而引起的压缩力所产生的残余孔隙度及孔径大小。为了增大CD向纤维弯曲和扭曲，使其超过单一热拉伸所产生的弯曲，要补充对大直径纤维和渣质的压缩，可配置外部机械装置以进一步压缩靠近17C处的热拉伸过的织物。图3说明了该类装置的一个实施方案。图3中因为织物是沿圆环内表面轨迹移动的，所以大部分经拉伸的织物受到横向压缩力的作用。
从加热炉和优选地热定形后移出的后拉伸织物具有几种令人惊奇而很有用的性能：(1)孔间隔及所有孔径分布量度已经降低，(2)织物在CD向具有显著的弹性，(3)提高了织物强度、芯吸作用、吸收容量、透气性及抗渗性能。这些性能将在下面详细讨论。
后拉伸处理条件以及为使织物具有上述良好性能所需的前身织物性能如下：
拉伸比    ，V2/V1温度    ，°F(PP)供料速度V1，F/M最大孔径    ，μM结晶度    ，％厚度    ，mils平均纤维直径.μM应变速率，permin热处理断裂拉伸比V2/V1孔径的降低(MAX，MFP，and range)，％弹性回复(5％应变)％液体吸收的纵横比      主要范围     优选范围   最佳方式
    1.05-3.00165-42510-4005-25030-952-2000.5-5010-5001.3-420-8550-991.2-6     1.10-2.00250-35025-20010-15030-802-1000.5-820-2001.7-3.525-7570-991.76-5     1.2-1.80275-30035-6020-5035-606-201.7-630-602-335-7080-952-4
应该注意到，使图5中理想化的织物完全横向固结而所需的几何最小MD应变是42％或DR＝1.42。但是，在最优选的实施方案中，本发明预期的拉伸比超过约1.42，因为较高的拉伸比会使孔隙度进一步降低，但它受部分扭曲的CD纤维的间隔影响的限制。
通过对树脂及熔喷操作条件的选择，可依据上述说明得到具有所需性能的前身织物。
虽然可采用由任何热塑性聚合物以熔喷法(只要它们具有所需的性能)制造的人造纤维前身织物层，但是下列聚丙烯熔喷的前身织物层在University of Tennessee进行的实验中已产生了优良的结果。
PP级               (Exxon级)PD—3495G
MFR                    800
厚度                   13密耳
宽度                   14英寸
基本重量               1.5oz/yd2
孔隙度                 87％
结晶度                 50％
织物断裂伸长率         10％
如图2所示，按照本发明使平展的织物17通过温度在聚合物的软化温度与熔融温度(如对PP，约310°F)之间的加热炉23的方法，对通常以平展配置的前身织物17进行处理。线速度和拉伸比的选择是使织物具有理想的横向固结，并以进入加热炉时织物宽度17a与从加热炉出口时宽度17c之比率(在图2中a/c)表示。a/c值应当是1.3至4，优选为1.5—3，而最优选为2—2.5。进入加热炉的织物厚度范围为2mils至100mils，而出口厚度范围为2mils至150mils之间，说明厚度可在一定条件下增加。采用拉伸比为1.05—3.00，优选为1.10—2.00，而最优选为1.2—1.8时可达到满意的固结。线速度(V2)范围为10—400fpm。如上所述，能热加工的、断裂拉伸比大于4的织物是不适用的。
固结的退火的织物在离开炉子时可在室温或用辅助空气冷却以使纤维在形变状态下定形。或将固结的热定形织物卷绕，供随后转变为可使用的产品。
织物的固结使更多的纤维沿MD排列而使织物中热塑性纤维重组。按上述方法，纤维的粘结将拉伸应力转换为CD固结，因此降低了整个织物的孔径分布。织物的孔径分布的量度是用Coulter孔率计测定的最大孔径(MAX)、平均流通孔径(MFP)及最小孔径(MIN)。
定义：为了更好地了解本文中所用的术语，尤其是在下面所述的实验中，下面提出了与工业上采用的技术规定相一致的定义。
织物孔隙(孔隙度)—材料界面内所含的空气或空穴的体积与总体积之比，以百分比表示。堆积密度等于1减去孔隙度。
Coulter孔率计—一种根据ASTMF316—86用液体置换技术来测量试样孔径大小与分布的半自动仪器。
织物的孔径分布—按ASTM F316—86用CoulterII孔率计测定的最大孔径与最小孔径之间的孔径分布。(最大孔径〔或泡点〕量度明显地与我们研究的整个一类熔喷织物的渗透性、压力降及过滤效率密切有关)。
ASTM316—86孔径分布的测量—MAX是允许流体通过织物的孔径分布中最大孔道直径的标准化量度。MFP是允许全部流体通过的所有孔的平均孔道直径的量度。MIN是织物最小孔径的量度。
聚合物结晶度—高度有序的分子结构区域与低有序无定形区的相对分数。结晶度是用X—射线或DSC分析测定的。
聚合物双折射—是当材料为各向异性时，在光学显微镜下常可观察到的一种性质，它的折射指数是方向性的。分子链高轴向方向性的纤维具有较高的双折射和较低的断裂拉伸伸长。
软化温度—是一种以温度为特征的聚合物的热性质，在该温度下，材料在熔化前变为粘性的、粘滞的或有伸缩性(软的)状态，室温模量消失(并能受塑性伸长)，导致最大的分子取向及断裂。
平均纤维直径—织物中纤维的平均纤维直径的量度，得自对聚焦在扫描电子显微镜焦点上的约100根被测织物纤维的纤维直径进行个别测定的平均值。通常在熔喷法中由于较大的预拉伸而产生较细的纤维，并且有较高的双折射。
织物的断裂伸长—对结晶聚合物来说它与应变速率和温度有关，断裂伸长主要是测量以初始状态为起点，并最后以聚合物分子定向(MO)的良好有序状态结束时的塑性变形的程度。具有高结晶度和序态纤维的前身织物的断裂伸长较低(R.J.Samuels，Structured Polymer Propertise，John Wiley & Sons，1973)。对熔喷织物来说，以断裂伸长来评定前身织物的MO状态，最好是在高温下而不是以ASTMD—5035—90标准化的方法在室温下试验，因为熔喷织物中的纤维直径，MO状态及粘合的范围宽。熔喷前身织物是以在应变速率至少为25min-1(或2500％/min)及温度至少低于前体热塑性聚合物的熔融温度10°F下，进行热拉伸所得的断裂拉伸比(热断裂拉伸比)的大小来表征的。
织物的拉伸模量—是产生一微小伸长(或压缩)所需力的量度。高度不可延伸的材料常具有大的模量。
织物的弹性—是物体由于弹性在变形后趋向于回复其初始大小及形状的性质。用(拉伸长度——回复长度)/(拉伸长度——初始长度)分式可由伸长率求得弹性回复。回复需指明初始伸长率，如从100％CD应变回复47％。
为制造合乎要求的熔喷织物样供评价，将其处理条件控制如下：
(a)热可拉伸性程度，在加工时与双折射和拉伸模量有关，是纤维直径的函数，并在70—95％范围内改变管道中主气流量来加以控制，
(b)通过调整气流与聚合物的比率、模头与集丝器的距离、气流温度、熔融温度及集丝器真空度来控制织物的粘合程度。韧度和断裂伸长率用于评定样品的粘结强度。
经受压缩的纤维长径比及由拉伸所产生的弯曲力的大小最终都与上述有关。
对前身织物进行后拉伸是在以类似于图2和图3所示的实验装置上实施的。各个辊都装有速度控制器。
在所有试验中所用的聚合物都是聚丙烯(PP)。试验用的PP前身织物样品如表IV中所列。
表IV
 样品 ％空气    堆积密度   平均纤维直径μm 断裂伸长率              孔径量度           μm 断裂拉伸比
     Max      MFP    Min
  ABCDEFGH     9090858070707060      0.0950.1100.0850.1290.1450.1630.1720.168     3.23.94.05.58.59.98.818.5     7.46.317.46.63.04.15.72.7     19.317.928.338.820.840.533.0117.0      15.414.316.620.114.424.220.668.0   11.110.510.713.810.916.513.725.0     2.22.52.53.03.53.73.86.0
织物的测量：纤维直径是通过样品的SEM照片测定的。
最大的，平均流通孔径、最小孔径及依据最大与最小孔径分布范围是按ASTM F316—86用Coulter孔隙度计测定孔隙：是依据干样品重量与用已知密度液体浸湿的样品重量测定的。通过增加以干织物重量对无空隙织物重量之比表示的织物堆积密度(PD)使平面密实化是明显的。织物的孔隙度或孔隙是由1减去堆积密度。
测量固结织物弹性的试验方法如下：经给定的CD％伸长后立即测量回复样品的起始(CD)长度的回复百分比，例如，样品A在100％CD伸长后回复初始长度的92％。关于固结织物的另一个试验涉及定向吸收液体。在水吸收试验前，采用表面活性剂来提高PP织物纤维对水溶液的润湿性。表面活性剂是非离子型的和其它类型的如非离子型聚氧亚乙基化叔辛基酚、阴离子型月桂基硫酸铵及阳离子型磺基甜菜碱。定向吸收是以1毫升液体点在置在水平面的样品上时，产生的吸收斑点的长径比来表征的。对于各种熔喷法和纺粘法制的样品来说，吸收长径比范围为1.7至约5。对DR为2条件下固结的织物进行试验所得到的试验结果列于表V。拉伸比分别为1.0(未拉伸的前身织物)及2(拉伸100％的前身织物)的各种固结的熔喷织物的过滤效率值绘于图9。表V数据及在DR＝2固结的织物的性能显示，样品A至D的孔径降低了38至65％。而同样样品的堆积密度由163增至302％。
在热处理时，最大热拉伸比就是断裂拉伸比数值，并单独规定前身熔体喷射织物的单丝中存在分子取向。最大DR大于约3.5的PP织物按照本发明是不固结的。比较表IV中孔径大小及表V
表V
样品    炉温℃ 不同应变下的弹性回复           DR＝2.0前身织物性能％孔径量度，μm
50％ 100％   堆积密度 Max. MFP Min.
   ABCDEFGH     150155150150150150150150       9593959587断裂85断裂     92断裂9090断裂断裂断裂断裂     2142503021631241019599    5044493815573113128    4639604812476103115   4239655111878108—
中在DR为2.0时产生的变化。图9数据表明，纤维直径小于8微米(优选的)，特别是小于6微米(最优选的纤维直径)能显著地提高过滤效率。应注意的是，这些小直径纤维还显示超过U.S.Patent4,048,364的特性。
可供选择的具体实施方案
纺粘织物：如上所述，概括在本发明中的原则应用于不同于熔喷织物的人造纤维非织造织物。例如，以平均单丝直径为7—50微米，断裂伸长率小于约200％(按ASTM TEST D5035—90)为特征的纺粘织物。按下列步骤制造纺粘织物：熔融纺制多根长丝，通过塑性变形预拉伸进行分子取向，并将长丝辅展在移动的集丝器上形成与图4中所示的排列相似的均匀长丝无规集合体。其后用机械缠结、针刺结合、热压延或其它多点热粘合方法将铺展的长丝粘合，以赋予纺粘材料整体性和强度。应当注意的是，因为长丝一般是不熔化的或铺展在集丝器上不会充分缠结，所以常需要热粘合或机械粘合等粘合。对于纺粘前身织物，因为经拉伸的长丝有较高的强度和模量，为了使长丝段受到局部伸长、扭曲和弯曲时不致损坏织物的整体性(见图5和图6)，所以粘合必须牢固(如高温点粘合)。在点粘结中粘结点和粘结图案通常如下：加热的粘结点的面积为辊面积的5—25％，凸起的点的形状可为菱形或为若干其它形状及点分布方式。
按照本发明，以下述方法使纺粘(SB)织物固结：热拉伸SB织物使其孔径降低并产生CD弹性。因为拉伸力产生的压缩力足以使长丝的CD段发生塑性扭曲及弯曲而降低孔的大小。CD向的弹性来自以类似于图6理想化排列的强力单丝的良好粘结网格的弯曲而产生的弹性回复。
以下是一个纺粘工艺的实施例：纺粘织物是在Universityof Tennessee，由35MFR PP用Reicofil装置在90与140℃之间粘结制成的，织物宽1米，重loz/sq·yd。加热炉温度为315°F，拉伸比1.20，输出速度(V2)为50FPM
带静电织物：本发明另一个预期的改型是将静电荷加到固结的织物上来改善其过滤性能。可采用专利文献中叙述的各种技术对电介体充电荷。如见U.S.patent4,592,815，该专利公开的内容已列入本文供参考。可以预料，热固结织物中较高的纤维堆积密度对电子及离子注入织物会产生异乎寻常高的效率。作为充电荷的固结样品对织物过滤效率(FE)的影响的一个实例为：1.0oz/Sq·yd前身熔喷织物样品的FE为30％，在DR为1.5固结后织物的FE为79％，对固结织物充电荷后最终FE为99.8％。
由Accurate Products Company of Hillside，New Jersey制造了重为0.25、0.5及0.75oz/Sq·yd几种40inch宽熔喷聚丙烯(PP)前身织物及由University of Tennessee，Knoxville，Tennessee制造了0.6oz/sq·yd纺粘PP织物。由John D.Hollingsworth Company，Gereenville，S.C制造了宽为40inch(调整至36inch)10种以棉花为主要成分的非织造织物。利用Hollingsworth 40 inch带平顶梳理机及Web Master Take—off制造重为1.0oz/sq·yd棉(Veratec Easy Street洗净和漂白的棉花)芯织物。采用2.5米Hollingsworth Master Card将梳理后棉织物喂入Hergeth6.430型交叉铺网机制造1.5、2.0及3.0oz/sq·yd棉芯织物。将这些织物用Foster针刺针(15×18×3式)在Dilo Model ODR针刺毛毯机上进行轻度针刺(采用一板125针/sqinch)。织物被输送到40inch梳理与热粘结生产线，MB(或SB，在需要时)织物被装载在供经梳理织物的传送系统的后部。将特定重量的棉芯织物退卷在梳理状态下运行的传送带上正传送的MB(或SB)织物上。如上所述，1.0oz/sq·yd织物是在带有Web MasterTake—off的梳理机上梳理的。将上层MB(或SB)织物退卷在已梳理的棉织物上，其后将三层叠层织物以45°角输送入Kusters二辊1.5米热压延机的辊隙中，该压延机的上加热钢辊有凸起的菱形图案，可产生16.6％粘结面积。下加热辊有光滑的钢表面。
表VI提供了三层叠层织物，具体说它们的复合物的识别。表VII是三层叠层织物在固结前几种性能与用前文所述方法固结后相同性能值的比较。表VIII给出了三层叠层织物在固结前与固结后的吸收容量与保留容量，表IX给出了固结的三层叠层织物的弹性回复、断裂强度及断裂伸长的试验结果。
表VI三层叠层样品识别
样品号 样品分类             层重总重量(oz/yd2)
                面/中/底     g/m2
1C6C7C9C10C11C1C-R410C-R    MCM叠层MCM-42-2.41MCM-67-4.5MCM-73-2.75SCM叠层SCM-60-3.352SCM-69-4.35SCS叠层SCS-45-2.23经拒油处理的成品叠层MCM-40-2.5SCM-69-4.35 0.7/1.0/0.72.40.75/3.0/0.750.25/2.0/0.50.60/2.0/0.750.60/3.0/0.750.60/1.0/0.600.75/1.0/0.750.60/3.0/0.75 4.52.753.354.352.22.54.35
1MCM—42—2.4表示在100％棉芯织物两外侧为熔喷(MB)织物构成的热粘结三层叠层织物，总含棉量42％，标称重量2.4oz/yd2。
2SCM—60—3.35表示由面层为纺粘(SB)PP、底层为MB PP构成的三层叠层织物，总含棉量60％，标称重量3.35oz/yd2。
3SCS—45—2.2表示由面层和底层都是纺粘(SB)PP构成的三层叠层织物，总含量45.4％，标称重量2.2oz/yd2。
4经拒油处理的成品叠层。
表VII固结前及固结后三层叠层织物性能
    样品号          基重(oz.yd2)         空气渗透率(ft3/min.ft2)          静水压(inches)     拒油等级(0·8) 芯吸率(MD∶CD比率)
前 后 前 后 前 后 前 后 前 后
    1C6C7C9C10C11C1C·R*10C·R*      2.44.52.753.354.352.22.54.35   2.633.392.583.073.392.232.753.45      15.711.0.20.720.6212.2..     18.913.5329.7629.2329.06235.5018.0735.50      20.313.2.10.511.04.3..     ......11.55.5     55555558    00000068     1∶75∶1.251.5∶1.251.25∶1.01.5∶1.251.0∶1.01.25∶1.00∶00∶0     1∶0.3751∶10.75∶11∶1.50.75∶11∶0.750∶00∶0
· t未进行试验· m经拒水处理
                  固结后叠织物厚度              层的孔径(mm)                     μm前       后             Min.     Max.      Mea0.5606  0.8783         9.043     28.20     10.7908  1.4928         6.757     18.14     10.6218  1.0078         8.164     20.48     10.7477  1.2990         6.757     25.20     10.7913  1.4675         7.109     33.51     10.5929  0.8233         42.85     69.19     50.6750  0.7450         7.812     22.78     11.3340  1.3995         7.988     46.71     1
表VIII固结前、后三层叠层织物的吸收容量(ml)与保留容量(ml)
   样品号     吸收容量(100 Pa) 1     保留容量(3 kPA)2     保留容量(5 kPa)3
    前       后     前     后     前     后
    1C6C7C9C10C11C1C-R10C-R     1013-976--     18181816198--     9.011.0-7.06.55.0--     17.512.09.012.011.56.5--     8.510.0-7.06.05.0--     17.511.59.011.010.56.0--
1   从起始100ml中减去在10分钟末排入量简中液体量2   从吸收容量中减去在3KPa压力下未吸收液体量3   从吸收容量中减去在5KPa压力下未吸收的液体量-＝ 未进行试验
             表IX固结的三  叠层织物的弹性回复及强度试验结果
  样品号     不同CD应变下的弹性回复％                断裂伸长(mN/tex)
    25％        50％
    MD     CD
1C6C7C9C10C11C1C-R10C-R 8683708288878883 79-67-78777865   前8.12.66.05.45.69.56.06.4      后11.18.34.77.610.914.213.812.0     前4.01.30.82.32.34.63.62.1     后2.30.90.81.51.65.71.30.9
-＝50％伸长前断裂
             伸长率
             (％)
      MD                  CD
前          后       前        后9.5          9.8     16.9       67.39.8          6.6     20.3       43.59.9          6.9     24.0       37.132.0         14.2    31.2       55.225.5         17.2    30.4       86.451.2         30.9    76.7       105.613.7         5.7     18.5       45.232.5         5.7     33.5       49.6
从表IX可以看出，三层叠层织物的固结通常会提高固结织物的MD向断裂强度，在多数情况下，织物的CD断裂强度没有实质性变化。织物的固结通常会降低织物MD向的伸长百分率，但会大大增加织物CD向的伸长百分率。
如表VII所列，固结织物的空气渗透性的提高及静水压值的降低高于非固结织物，由此可见本发明固结织物提高了使蒸汽或气体通过织物厚度方向的能力。因此表明提高了透气性。从织物固结前及固结后的芯吸率及拒油率可以看出这些织物的拒液体(如血液)和细菌透过固结织物厚度方向的能力得到了提高。如表VIII所示，固结织物的吸收容量高于非固结织物，吸收容量与保留容量分别是固结织物内吸收和保留液体能力的量度，因此也是阻止液体从织物的一个表面透过到另一表面的能力的量度(即，液体容易被织物中纤维素芯层所吸收)
也可从表IX看到，固结织物具有良好的CD应变的弹性回复，因此使该织物具有制造多种产品的价值，其中与织物弹性有关的产品如可废弃的医疗人员的外衣、枕套等。
三层叠层织物的弯曲长度一般在1—2cm范围内，含一或二层SB的三层叠层织物一般具有较低的弯曲长度。同样，含一层SB层的三层叠层织物看来也具有较高的空气渗透值。含两SB层(SCS)的样品IIC.的空气渗透性比MCM及SCM三层叠层织物约大10倍
含纤维素纤维内层的固结织物的目视及物理试验表明具有优良的手感。根据这种试验，该织物具有柔软的触摸感而没有MB或SB织物或MB和/或SB相复合织物所常有的粗糙性。但还不确实地知道，认为具有内层棉芯织物的三层叠层织物的固结会使棉纤维在织物平面及与平面成角度的方向更随机取向，因此棉纤维能赋予整个织物外观的膨松和柔软性。但无论如何，固结的三层叠层织物与非固结的三层叠层织物相比，其手感的确提高了。此外，固结织物具有优良的顺应性。
本发明固结织物中有纤维素层的存在也使本发明织物更符合环境要求。因为织物中纤维素纤维降解较快。在这种情况下，这种降解能促使织物中聚合物组分的分解，因此使该织物对环境的危害较小。
如本文实验数据所证明的，本发明方法制造了具有独特以及能使织物适用于各种不同领域的实用性能的非织造织物。低孔径及低孔径分布的性能使该织物理想地适用于过滤和吸收。CD向弹性性质提高了织物在过滤方面的实用性(如外科面罩，适合于脸部轮廓是重要的)及其它用途如外衣或尿布及卫生用品。强度性能提高了固结织物在许多应用中的实用性。
根据本文公开原理的另一实施方案，本发明者业已发现，与织物横向固结(即机械横向CD)相对应，本文所述的那些类型的织物也可进行织物的纵向(即机械方向MD)固结。根据该实施方案，将织物从卷绕辊送入能咬合织物对应的两侧边缘并在织物受热、前向移动通过时，使织物产生横向应变的机构。重要的是，在所述实施方案中，当织物被横向应变机构咬合前或咬合时，织物的前向移动速率增至超过被横向应变机构咬合的织物所允许的速率，所以织物的两侧边缘被横向应变机构咬合时，过长的织物产生“起楞”现象。在横向应变机构运行的条件内，织物没有过长的情况下，织物纵向被束缚同时横向发生应变，所以织物在其平面内经受均匀的应变。织物横向束缚及纵向应变往往会在织物的宽度方向上发生不均匀的应变花纹。但这种不均匀性已为本发明所防止。
在MD向固结织物(即织物的纵向压缩)的方法的一个代表性实施方案中，供入横向应变机构中的织物过量长度是在固结过程中作用在织物上的横向应变的函数。例如，如果希望使织物宽度延伸一个单位长(100％)的横向应力施加于织物，则应将该织物引入横向应变机构中直至织物达到两个单位宽度。同样，希望一个单位长度织物在它的横向延伸25％，则将织物引入横向应变机构中直到织物达1.25单位宽度。用这种方法，留在横向应变机构上的固结织物，虽然横向尺寸较大，但保持了所要求的均匀平面应变，即横向伸张、纵向被紧缩。此外，与上文所述的在横过机械方向织物固结相对应，过长的织物会使纵向织物纤维结构致密。
优选连续地将横向应变施加于织物上，以避免固结的织物在它的长度方向产生不均匀性，并提高制造固结织物的经济性。为此，图14—16描绘了适用于本发明具体实施方案的纵向织物制造的一种设备的实施方案。
关于图14—16，所示设备包括以数字150指示的上层结构及多根立柱152、154、156及158，它们用来支撑水平结构件160、162、164、166、168及170。这些水平结构件依此安装和支撑设备的各种部件。具体地说，所述设备包括一组匹配的链轮172和174，它们可旋转地装在横向结构件164上。这两链轮是安装在同一平面上的并为两链轮各自面对部分的链齿176与178之间距所隔开，该间距稍小于未拉伸的、将对其施加横向应变的织物180的宽度。链条182部分绕过第一链轮172，并从链轮延伸至张紧链轮184，部分绕过该轮后传送到另一个张紧链轮186，再从该轮使链条转回并部分绕过链轮172的外侧部分188，并由此链条被传送绕过驱动链轮190，绕过张紧链轮192，使链条部分绕过一组匹配的链轮172及174中的第二个链轮174，从此部分绕过张紧链轮194，由此传送到另一个张紧链轮196，并由此链条返回部分绕过第二链轮174的外侧部分198，然后至绕过张紧链轮200，并绕过张紧链轮200至第一链轮172。重要的是，两个张紧链轮184与194配置在设备的纵向中心线202两侧，它们与纵向中心线的距离较第一链轮172的部分内侧面对纵向中心线的链齿176更偏离纵向中心线。链轮184和194是这样安装的以使每个链轮的横向位置可沿横结构件162随每一链轮选择的横向位置而调整。采用这一方法，链轮184及194的每一横向位置可随选择的链条182分别环绕链轮172和174最内向链齿176和178的程度而调整。下文将可更全面地看到，链条包绕链轮172和174的最内向链齿176和178的程度确立了织物在通过设备向前行进(见箭头“A”)时，对其施加横向应变的程度。张紧链轮192和200安装在横结构件168上，所以这两链轮可作为调整链条182张紧状态的张力链轮。
关于图14—16，所绘设备包括想要在机械方向(见箭头“A”)固结织物180的卷绕辊204，该辊安装在已牢固地固定在横结构件170上的支柱206上。织物180从母辊上的退卷可通过与卷绕辊204的安装轴212以传动连接的变速电机210来实现，它使织物从母辊以可选择和可调节的前向运动速度发送。织物180在张紧辊214(图15)下，并由此从一对摩擦辊216和218之间的空隙与链条182之间通过。如图所示，每一摩擦辊定位在靠近织物180相对的边缘220和222处。每一摩擦辊通过与其各自有传动关系的摩擦辊连接的变速电机224和226以所选的及可控制的速度旋转。电机224和226的控制导线228和230使电机与计算机化控制器232相连接，通过控制器可选择和保持摩擦辊的转速。
电机234是用来驱动链轮190，由此提供动力输入供链条182绕几个链轮移动。因为链条是连续回路，所以沿着它的长度方向的任何一点的前进速度是恒定的。
包含有鼓风机(未画出)的加热器236与管道238连接，管道的出口端240置于靠近一组链轮172和174处并在两链轮间横向扩大。从加热器输出的热空气直接送至所传送的织物下面并通过出口240加热织物。正如所希望的，来自出口240的加热空气可排放入带罩的小室中或诸如确保加热空气与织物在按照实现织物固结所需限定时间内保持接触。
链轮172和174的顺流端设置一个与冷却空气源246出口相连的管道244的出口242。
当织物通过两摩擦辊与链条之间空隙时，摩擦辊转速选择在使摩擦辊的切线速度大于链条前向移动的速度。由于这种速度的差别，在织物导入链轮172和174时，织物在摩擦辊处的前向移动被加速，因而产生一系列脊状隆起248和凹槽250(见图16)，由此扩展织物的横向宽度，这种脊状隆起与凹槽是织物过长的表示。
按照本发明织物纵向固结方法，并根据图15及图16，织物180从母辊204退卷的速率调到使织物前向移动速率基本相等于链条182前向移动速率加上没有MD收缩时所需织物的过量长度。当织物逼近摩擦辊216和218时，织物上相对的每一边缘220和222至少部分地缠绕链条。织物边缘绕链条的缠绕用来使织物定在链条与摩擦辊之间的位置并使部分织物边缘保持在链条的外侧(离开设备的中心线)，以致织物的每一边缘会被咬合在链条与链轮172及174的链齿之间。当织物每一咬合的边缘随链轮172和174转动而向前移动，链条随链轮作弓形移动时织物的宽度增加了，即织物横向变形了。这种横向应变伴随有织物的纵向固结。由于织物有过量的长度，在织物横向应变时织物的纤维结构优先致密，即在纵向固结，导致所要求的织物的纵向固结。正如横向的织物固结情况，对于纵向固结情况，在施加应变过程中织物的前向速度发生变化(降低)。更具体地说，在横向固结情况下，当织物被固结时织物长度增加。在纵向织物固结情况下，当织物被纵向固结时织物长度降低。织物长度降低的程度基本上与横向固结时织物长度增加的程度相同。因此，当织物首先经受横向应变时，织物线速度与随施加的横向应变中止时的线速度的比率处于1.1∶1至2∶1范围内，这表明了在织物纵向固结过程中织物的前向速度降低，与此相反，与横向固结相联系的是前向速度增加。链条包绕每个链轮172与174的程度可通过张紧链轮184与194相对于链轮172与174的位置来选择及保持。在链条离开链轮172与174并带动张紧链轮184与194时，织物边缘就从链条与链轮172及174之间松开。松开的织物可卷绕在辊252上或前向供给其它的设备或处理台。
重要的是，当织物进入链条与链轮172及174之间的即织物将被咬合的区域时，借助流动的热空气从织物的下面对着织物来加热织物。该织物的加热优选连续进行直到织物被横向应变到合乎要求的程度。于是，优选对织物或用自然空气流或用流动的冷却空气直接对着织物的上表面和/或对着织物的下表面冷却该织物。
在另一个实现所要求的织物纵向固结的具体实施方案(没有绘出)中，织物的相对两侧边缘是用一列相隔开的夹钳(如Changes，pins等)夹住。在织物两边的夹钳安装在能使夹钳前向移动的导轨上带着织物通过加热区。在加热区前端，夹钳间以间距X相隔(在设备的MD向)。当夹钳带动织物移入加热区时，每列夹钳的相邻夹钳间距离变小。选择夹钳间间距减小的程度和减小的速率，以降低织物的速度使其与织物在横向应变时织物长度的纵向紧缩量相适应。横向应变是通过选择配置在织物两对边的两组夹钳中夹钳的扩张型前向移动的路径而强加在织物上的。在该实施方案中，夹钳及其移动装置是能产生与绘在图14—16的横向应变机构同等效果的横向应变机构。
在上述具体实施方案中所采用的织物可与上文所述横向固结的织物相同。此外，所得结果，如织物中纤维结构的重新排列及随之产生的织物性能的提高与织物纵向固结所述的是相同的，只是作用在织物纤维结构上的应变方向不同，因此，纤维结构的致密方向及随之产生的织物纵向固结与横向固结情况产生的密实方向成90度。横向应变织物的过滤性及其它性能与纵向应变织物的性能是等同的。

Claims (33)

1.非织造织物的后处理方法，包括下列步骤：
(a)选择无规集合的结晶度至少为30％的非弹性体热塑性纤维的第一层与第二层；及第三层制成的前身非织造织物，所述的第一与第二层织物，在低于热塑性纤维熔点10°F并在应变速率至少为2500％/min下的最大断裂拉伸比小于4，其最大孔径量度为4—250微米(按ASTMF316—86)；
(b)在热塑性纤维的软化温度与熔融温度之间的温度下加热前身织物；
(c)在基本上横向张力下拉伸已加热的前身织物，以使织物纵向固结，从而使织物的最大孔径至少降低20％，其中，使前身织物在加热期间以第一线速度进入横向应变机构，并使前身织物以第二线速度退出横向应变机构来连续地完成加热和拉伸步骤；以及
(d)冷却织物或使织物变凉。
2.按照权利要求1的方法，其中拉伸步骤是足以使织物的平均流通孔径至少较前身织物的平均流通孔径低20％。
3.按照权利要求1的方法，其中拉伸步骤足以使织物的堆积密度至少比前身织物的堆积密度大20％。
4.按照权利要求1的方法，其中拉伸步骤后解除拉伸张力，其中冷却步骤在拉伸张力解除前进行，并将织物冷却至低于热塑性纤维软化温度。
5.按照权利要求1的方法，其中所述非织造前身织物的第一及第二层中至少一层是具有平均纤维直径为0.5—8微米、断裂伸长率低于40％(按照ASTMD5035—90)的熔体喷射织物。
6.按照权利要求1的方法，其中热塑性纤维是选自聚丙烯、聚乙烯及它们共聚物的聚烯烃，并在190°F与350°F之间温度下完成加热步骤。
7.按照权利要求1的方法，其中热塑性纤维是选自聚酯、聚酰胺、三醋酸纤维素、二醋酸纤维素、聚—4—甲基戊烯—1、聚苯硫醚、液晶聚合物及氟聚合物。
8.按照权利要求6的方法，其中熔喷前身织物中整个纤维—纤维粘结是无规分布的。
9.按照权利要求1的方法，其中所述前身非织造织物的第一层和第二层中至少一层是纤维平均直径为7—50微米的、并且在整个织物中的粘结点是彼此相隔分布的纺粘织物。
10.按照权利要求5的方法，其中熔喷织物层的断裂伸长率小于30％(按ASTMD5035—90)。
11.按照权利要求1的方法，其中前身织物是包含熔喷织物层/棉网层/及熔喷织物层的复合物，其中，在彼此相隔的区域用热粘结将这些织物层粘合在一起。
12.按照权利要求1的方法，其中前身织物的宽度为6—160英寸、厚度为2—100mils，其中，拉伸后织物的宽度大于前身织物宽度的125％且厚度为2—150mils，其中拉伸后织物与前身织物的厚度比为1∶1—1.5∶1。
13.由包括无规配置的非弹性体热塑性人造纤维的第一层与第二层以及夹在所述第一层与第二层之间的以纤维素为主要成分的短纤维的第三层的叠层前身非织造织物制成的非织造织物，所述织物经单轴拉伸和热定形，其中加热和单轴拉伸是通过使前身织物以第一线速度进入横向应变机构，并使前身织物以第二线速度退出横向拉伸机构来连续地进行的，从而大多数热塑性纤维被固结并通常在拉伸方向排列成行，而只有少数热塑性纤维段与拉伸方向交叉或横切拉伸方向。因此，表征该织物的最大孔径为前身织物最大孔径的80％以下，且横向50％伸长的横向弹性至少为70％回复率。
14.按照权利要求13的非织造织物，其中所述前身织物的第一与第二层由平均直径为0.5—8微米的、无规粘结的非弹性体热塑性熔喷纤维所组成。
15.按照权利要求13的非织造织物，其中纤维至少部分涂有表面活性剂以提高织物对水的润湿性。
16.按照权利要求14的非织造织物，其中非织造织物的平均流动孔径为3与40微米之间。
17.由前身非织造织物制的非织造织物，所述前身织物包括含非弹性体的热塑性人造纤维的第一层及第二层非织造织物及夹在第一层与第二层之间的由以纤维素为主要成分的天然短纤维的第三层叠层，并经单轴拉伸和热定形，其中单轴加热和拉伸是在加热期间使前身织物以第一线速度进入横向应变机构，并使前身织物以第二线速度退出横向应变机构而连续地完成的，从而大多数纤维被固结并一般在拉伸方向排列成行，而只有少数纤维段与拉伸方向交叉或横切拉伸方向，因此，表征该织物的最大孔径为前身织物最大孔径的80％以下，且横向50％伸长的横向弹性回复率至少70％。
18.由具有非弹性的热塑性纤维及以纤维素为主要成分的天然短纤维的叠层前身非织造织物制造的纵向延伸非织造织物，其特征在于大多数纤维在织物的纵向已经固结并一般沿横切织物的纵方向配置，其中固结是通过在加热期间使前身织物以第一线速度进入横向应变机构，并使前身织物以第二线速度退出横向应变机构来连续完成的，因此，该织物的最大孔径在前身织物最大孔径的70％以下，织物中多数纤维向横切织物的纵向伸展，且部分粘结在纵向纤维上，所述织物还以在织物的纵向伸长50％的弹性至少为70％回复为特征。
19.包括权利要求18的非织造织物的过滤器。
20.包括权利要求19的过滤器的面罩。
21.根据权利要求18的非织造织物，其中纤维含静电荷。
22.根据权利要求18的非织造织物，其中织物具有加于其上的静电荷。
23.供包括非弹性热塑性纤维的非织造织物后处理的设备，包括：
牵引织物通过设备的传送装置；
加热所传送的织物使其达到热塑性纤维的软化温度与熔融温度之间的温度的装置；
在用传送装置牵引织物通过设备期间，夹持加热织物相对的两边缘并对加热织物施横向应变的装置，其中织物是以纵向被牵引通过设备的，以在纵向固结该织物。
24.权利要求23的设备，其中织物被导入夹持装置，由于织物导入速率超过被夹持装置夹住的织物所允许的速率，所以当加热织物的两侧边缘为夹持装置咬合时，织物产生“起愣”现象。
25.权利要求23或24的设备，其中还包括限定夹持织物的装置；所以织物在其确定的平面内实际上经受均匀的应变。
26.权利要求23至25任何一项的设备，其中传送装置以第一线速度引导织物至夹持装置并以第二线速度从夹持装置移出织物，其中第二线速度对第一线速度的比率处于1∶1.1至1∶2范围内。
27.权利要求23至26中任何一项的设备，其中夹持装置和传送装置带动织物连续地运行。
28.权利要求23至27中任何一项的设备，其中夹持装置是周边带有供咬合织物两侧边缘的链齿的链轮。
29.权利要求23至28任何一项的设备，其中加热装置包括使空气通过管道的鼓风机，管道的出口装在靠近夹持装置并处于两夹持装置之间。
30.权利要求23至29任一项的设备，它还包括沿夹持装置顿流方向冷却织物的装置。
31.权利要求23至30任何一项的设备，其中夹持装置是有咬合织物两侧边缘的两列夹钳，其中每一列夹钳是互相间隔的，间隔随夹钳通过加热装置而缩短，因此，按照织物纵向收缩而降低织物的速度。
32.包括纵向延伸非弹性热塑性纤维织物的后处理非织造织物的方法，该方法包括：
在纵向拉伸织物期间加热织物到热塑性纤维软化温度与熔融温度之间的温度；及
夹住加热织物的相对两侧边缘，并在纵向连续拉伸织物时对加热织物施以横向应变，从而该织物在纵向被固结。
33.纵向固结的、非织造的、纵向地延伸的包括非弹性热塑性纤维的织物可用包括下述方法制造：
在纵向拉伸织物期间加热织物到热塑性纤维软化温度与熔融温度之间的温度；及
夹住加热织物的两侧边缘，并在纵向连续拉伸织物时加热织物、施加横向应变。
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