流体可渗透的结构化纤维网的制作方法

文档序号:761760阅读:546来源:国知局
流体可渗透的结构化纤维网的制作方法
【专利摘要】本公开涉及一种包括流体可渗透的结构化纤维网的一次性吸收制品,该纤维网包括热稳定的纤维,所述纤维使用热来热粘结在一起,从而产生热稳定的基础基底。该基础基底通过机械处理而被质构化,从而产生结构化纤维网,所述纤维网具有小于1.5mm的老化厚度、至少5mm的垂直芯吸高度、至少10,000cm2/(Pa·s)的渗透性和至少5cm3/g的比体积。该结构化纤维网提供最佳流体芯吸能力和流体采集能力,并且其旨在用于流体管理应用。
【专利说明】流体可渗透的结构化纤维网
[0001] 本申请是中国发明专利申请(申请日:2010年6月3日;申请号:201080024556. 4; 发明名称;流体可渗透的结构化纤维网)的分案申请。 发明领域
[0002] 本发明涉及流体可渗透的纤维网,尤其是具有最佳流体采集和分配能力的流体可 渗透的纤维网。
[0003] 发明背景
[0004] 商业织造织物和非织造织物通常包括被成形为纤维的合成聚合物。该些织物通常 用实也纤维来制备,所述实也纤维具有通常为0. 9g/cm3至1. 4g/cm3的高固有总体密度。所 述织物的总体重量或基重常常取决于用来促进可接受的厚度、强度和保护性感知的所期望 的织物的不透明度、机械特性、柔软性/松软性、或具体的流体交互作用。通常,需要该些特 性的组合来获得所期望的性能水平。
[0005] 使用合成纤维非织造材料的一个关键方面是它们的功能性。就许多织物和非织造 材料而言,其功能是为产品提供所期望的感觉;使其更柔软或使其感觉更自然。就其它织物 或非织造材料而言,所述功能性对于改善产品的直接性能是很重要的。例如,一次性吸收制 品通常包括非织造顶片、底片和位于所述顶片和底片之间的吸收芯。非织造顶片为可渗透 的W允许流体穿过并到达吸收芯。为了控制因涌流引起的渗漏和回渗,在顶片和吸收芯之 间设置流体采集层,所述流体采集层通常包括至少一个非织造层。所述非织造采集层能够 吸收流体并将其传送给吸收芯。采集层在执行该功能时的有效性在很大程度上取决于所述 层的厚度和用来形成所述层的纤维的特性。然而,厚度会导致对于消费者来讲不可取的膨 松度。因此,采集层的最佳厚度常常是针对流体处理的厚度和针对舒适性的薄度之间的折 衷结果。因此,期望流体采集层具有针对流体采集的厚度和针对舒适性的薄度。此外,由于 在材料处理、胆藏和正常使用期间所诱导的压缩力的缘故,厚度难W保持。因此,也期望提 供一种非织造材料,所述材料具有在正常处理、包装和使用期间可维持的牢靠厚度。此外, 还期望提供一种用于增强接近其最终用途的非织造材料的厚度的方法,W便使在材料处理 和转换加工期间所诱导的此类压缩力的影响最小化。
[0006] 发明概沐
[0007] 本发明涉及一种包括热塑性纤维的流体可渗透的结构化纤维网。结构化纤维网具 有小于1. 5mm的老化厚度、至少5mm的垂直芯吸高度、至少10, OOOcmV(化? S)的渗透性和 至少5cmVg的比体积。热塑性纤维优选地为热稳定的且不可延伸的W便它们在如下所述 的机械处理期间在纤维网平面中发生断裂,并且为坚硬的W耐受使用期间的压缩力。纤维 优选地具有至少0. 5GPa的模量并且使用热来热粘结在一起,从而产生热稳定的纤维网基 础基底。虽然纤维形状包括实也圆形和中空圆形,但其它形状包括H叶形、A形或任何其 它增加纤维表面积W增加垂直芯吸能力的多叶形纤维形状。
[0008] 纤维网基础基底包括第一表面和第二表面,所述表面均被机械地处理W向基础基 底赋予局部平面外厚度从而形成结构化纤维网。结构化纤维网包括第一区域和设置在第一 区域中的多个离散的第二区域。第二区域形成纤维网的第二表面上的间断和第一表面上的 移位纤维。移位纤维沿第二区域的第一侧面固定并且邻近第一表面沿第二区域的与第一侧 面相对的第二侧面分离,从而形成远离纤维织物的第一表面延伸的松散端部。优选地,至少 50%且小于100%的移位纤维具有松散端部,从而提供用于收集流体的自由体积。
[0009] 在一个实施方案中,流体可渗透的结构化纤维网包括多个过度粘结区域,所述过 度粘结区域设置在各第二区域之间的第一区域中。过度粘结区域可在各第二区域之间连续 地延伸从而形成凹陷,所述凹陷提供用于流体采集的附加的空隙体积W及用于提供流体分 配W增强渗透性的导槽。
[0010] 流体可渗透的结构化纤维网旨在用于期望具有最佳流体采集和分配能力的流体 管理应用。
[0011] 包括本发明的结构化纤维网的一次性吸收制品还可包括底座和吸收芯。底座可包 含顶片和底片。吸收芯可位于顶片和底片之间并且可包括第一吸收层和第二吸收层。第一 吸收层可包括第一基底,并且第二吸收层可包括第二基底。第一吸收层和第二吸收层还可 包括沉积在第一基底和第二基底上的吸收性粒状聚合物材料和覆盖相应的第一基底和第 二基底上的吸收性粒状聚合物材料的热塑性粘合剂材料。
[0012] 可将第一吸收层和第二吸收层组合在一起,使得所述第一吸收层的热塑性粘合剂 材料的至少一部分接触所述第二吸收层的热塑性粘合剂材料的至少一部分,吸收性粒状聚 合物材料在第一基底和第二基底之间设置在吸收性粒状聚合物区域中,并且吸收性粒状聚 合物材料基本上连续地被分配在吸收性粒状聚合物材料区域上。
[001引 附图概沐
[0014] 通过参照W下说明、所附权利要求和附图,将会更好地理解本发明的该些和其它 特征、方面和优点,其中:
[0015] 图1为用于制造根据本发明的纤维网的设备的示意图。
[0016] 图IA为用于制造根据本发明的层压体纤维网的备选设备的示意图。
[0017] 图2为图1所不设备的一部分的放大视图。
[0018] 图3为结构化基底的局部透视图。
[0019] 图4为图3所示结构化基底的放大部分。
[0020] 图5为图4所示结构化基底的一部分的剖面图。
[0021] 图6为图5所示结构化基底的一部分的平面图。
[0022] 图7为图2所示设备的一部分的横截面图。
[0023] 图8是用于形成本发明纤维网的一个实施方案的设备的一部分的透视图。
[0024] 图9是用于形成本发明纤维网的设备的一部分的放大透视图。
[00巧]图10为结构化基底的局部透视图,所述结构化基底具有移位纤维的烙融粘结部 分。
[0026] 图11为图10所示结构化基底的放大部分。
[0027] 图12a-12f为本发明的结构化基底的一部分的平面图,其示出了粘结区域和/或 过度粘结区域的各种图案。
[0028] 图13为结构化基底的一部分的剖面图,其示出了粘结区域和/或过度粘结区域。
[0029] 图14为结构化基底的一部分的剖面图,其示出了结构化基底的相对表面上的粘 结区域和/或过度粘结区域。
[0030] 图15为本发明的纤维网的一部分的显微照片,其示出了 W低纤维位移变形形成 的帐篷状结构。
[0031] 图16为本发明的纤维网的一部分的显微照片,其示出了由增加的纤维位移变形 引起的基本的纤维断裂。
[0032] 图17a和1化为本发明纤维网的一些部分的显微照片,其示出了结构化基底的多 个部分,所述部分被切割W便确定移位纤维的数目。
[0033] 图18为本发明的纤维网的一部分的显微照片,其确认了沿结构化基底的尖端粘 结的移位纤维的位置,所述位置被切割W便确定移位纤维的数目。
[0034] 图19a至19c为异形纤维(shaped fiber)构型的横截面。
[00巧]图20为平面内径向渗透性设备配置的示意图。
[0036] 图21a至21c为图20所示的平面内径向渗透性设备配置的一部分的备选视图。
[0037] 图22为用于图20所示平面内径向渗透性设备配置的流体递送胆存器的示意图。
[0038] 图23为如本发明的一个实施方案所述的尿布的平面图。
[0039] 图24为沿图23的截线2-2截取的图23所示尿布的剖面图。
[0040] 图25为根据本发明的一个实施方案的吸收芯层的局部剖面图。
[0041] 图26为如本发明的另一个实施方案所述的吸收芯层的局部剖面图。
[0042] 图27为图25所示吸收芯层的平面图。
[0043] 图28为如本发明的一个实施方案所述的第二吸收芯层的平面图。
[0044] 图29a为吸收芯的局部截面图,其包括图27和28所示第一吸收芯层和第二吸收 芯层的组合。
[0045] 图29b为吸收芯的局部截面图,其包括图27和28所示第一吸收芯层和第二吸收 芯层的组合。
[0046] 图30为图29a和29b所示吸收芯的平面图。
[0047] 发明详沐 [004引定义:
[0049] 本文所用术语"活化"是指由相互晒合的齿和凹槽所产生的拉伸应变促使中间纤 维网部分拉伸或延伸的任何方法。此类方法已被发现可用于生产许多制品,包括可透气薄 膜、拉伸复合材料、开孔材料和质构化材料。就非织造纤维网而言,拉伸可导致纤维的重新 取向、纤维的纤度和/或横截面的改变、基重的减小和/或中间纤维网部分中的受控纤维破 坏。例如,常见活化方法为本领域称为环社制的方法。
[0050] 本文所用术语"晒合深度"是指相对活化构件的相互晒合的齿和凹槽伸入到彼此 中的程度。
[0051] 本文所用术语"非织造纤维网"是指W下纤维网:所述纤维网具有被夹在中间的 单根纤维或纺线的结构但不呈如织造或针织织物中的重复图案,所述织造或针织织物通常 不具有无规取向的纤维。非织造纤维网或织物已通过许多种方法来形成,例如烙喷法、纺粘 法、水缠绕法、气流成网法和粘合粗梳纤维网法,包括粗梳热粘结法。非织造织物的基重通 常用每平方米的克数(g/m2)表示。层压体纤维网的基重是各组分层和任何其它添加组件 的总基重。纤维直径通常用微米表示;纤维尺寸也可用旦尼尔表示,旦尼尔是每纤维长度 的重量的单位。适用于本发明的非织造织物或层压体纤维网的基重可在W下范围内;6g/m2 至300g/m2,优选地lOg/m2至200g/m2,更优选地15g/m 2至120g/m2,并且最优选地20g/m2至 lOOg/m]。
[0052] 本文所用"纺粘纤维"是指通过将烙融热塑性材料从喷丝头的多个细的、通常圆 形的毛细管挤出为长丝,随后通过外加力迅速减小挤出长丝的直径而形成的较小直径的纤 维。纺粘纤维在被沉积在收集面上时一般不发粘。纺粘纤维大体上为连续的并具有大于7 微米、更具体地讲介于约10和40微米之间的平均直径(得自至少10个样本)。
[0053] 本文所用术语"烙喷法"是指W下形成纤维的方法;将烙融热塑性材料挤压通过多 个细小的、通常圆形的冲模毛细管而作为烙融线或长丝进入会聚的高速且通常受热的气体 (例如,空气)流中,从而拉细烙融热塑性材料的长丝W减小其直径,该直径可达微纤维直 径。其后,烙喷纤维由高速气流运载并沉积于收集表面上(常常在其仍然发粘时)W形成 随机分布的烙喷纤维的纤维网。烙喷纤维为可连续的或不连续的且平均直径一般小于10 微米的微纤维。
[0054] 本文所用术语"聚合物"一般包括但不限于均聚物、共聚物,例如嵌段、接枝、无规 和间规共聚物、H元共聚物等,W及它们的共混物和改性物。此外,除非另有具体限定,术语 "聚合物"包括所述材料的所有可能的几何构型。所述构型包括但不限于全同立构、无规立 构、间同立构和随机对称。
[0055] 本文所用术语"单组分"纤维是指仅仅利用一种聚合物由一个或多个挤出机形成 的纤维。该并非旨在排除由其中已加入少量添加剂W用于着色、抗静电特性、润滑、亲水性 等的一种聚合物形成的纤维。该些添加剂例如用于着色的二氧化铁一般W小于约5重量% 且更典型地约2重量%的量存在。
[0056] 本文所用术语"双组分纤维"是指已由至少两种不同的聚合物形成的纤维,所述聚 合物由单独的挤出机挤出但纺粘在一起W形成一根纤维。双组分纤维有时也称作共辆纤维 或多组分纤维。聚合物横跨双组分纤维的横截面排列在基本上恒定定位的明显不同的区域 中,并沿着双组分纤维的长度连续延伸。例如,该种双组分纤维的构型可W是一种聚合物被 另一种聚合物围绕的皮/芯型排列,或者可W是并列型排列、饼式排列,或"海岛型"排列。
[0057] 本文所用术语"双成分纤维"是指作为共混物由同一个挤出机挤出的由至少两种 聚合物形成的纤维。双成分纤维不含有横跨纤维的横截面在相对恒定定位的明显不同的区 域中排列的多种聚合物组分,并且所述多种聚合物通常沿着纤维的整个长度不是连续的, 而是通常形成随机开始和结束的纤维。双成分纤维有时也称作多成分纤维。
[0058] 本文所用术语"非圆形纤维"描述具有非圆形横截面的纤维且包括"异形纤维"和 "毛细管道纤维"。此类纤维可为实也的或中空的,并且它们可为H叶形、A形,并且优选 为在其外表面上具有毛细管道的纤维。毛细管道可W具有多种横截面形状,如"U形"、"H 形"、"C形"和"V形"。一种优选的毛细管道纤维为T-401,命名为4DG纤维,可得自Fiber Innovation TechnologiesQohnson City, TN)。T-401 纤维为聚对苯二甲酸己二醇醋(PET 聚醋)。
[0059] "设置"是指制品的一个元件相对于制品的另一个元件的放置。例如,可将元件在 特定的地方或位置与尿布的其它元件成形(接合和定位)为单一结构或成形为接合到尿布 的另一个元件的独立元件。
[0060] "可延展的非织造材料"为可伸长至少50%而无破裂或断裂的纤维质非织造纤维 网。例如,当在23 + 2C和50 + 2%的相对湿度下测试时,具有IOOmm初始长度的可延展材 料在W 100% /分钟的应变速率发生应变时可至少伸长至150mm。某种材料可在一个方向 (例如CD)上为可延展的,但在另一个方向(例如MD)上为不可延展的。可延展的非织造材 料一般由可延展的纤维构成。
[0061] "可高度延展的非织造材料"为可伸长至少100%而无破裂或断裂的纤维质非织造 纤维网。例如,当在23 + 2C和50 + 2%的相对湿度下测试时,具有IOOmm初始长度的可高 度延展的材料在W 100% /分钟的应变速率发生应变时可至少伸长至200mm。某种材料在 一个方向(例如CD)上为可高度延展的,但在另一个方向(例如MD)上为不可延展的或在 其它方向上为可延展的。可高度延展的非织造材料一般由可高度延展的纤维构成。
[0062] "不可延展的非织造材料"为在伸长达到50%的伸长率之前就发生破裂或断裂的 纤维质非织造纤维网。例如,当在23 + 2C和50 + 2%的相对湿度下测试时,具有IOOmm初 始长度的不可延展材料在W 100% /分钟的应变速率发生应变时不能够伸长50mm W上。不 可延展的非织造材料在纵向(MD)和横向(CD)上均是不可延展的。
[0063] "可延展的纤维"为W下纤维:当在23±2°C和50 + 2%的相对湿度下测试时,所述 纤维在W 100% /分钟的应变速率发生应变时伸长至少400 %而不发生破裂或断裂。
[0064] "可高度延展的纤维"为W下纤维:当在23 + 2C和50 + 2%的相对湿度下测试时, 所述纤维在W 100% /分钟的应变速率发生应变时伸长至少500%而不发生破裂或断裂。
[0065] "不可延展的纤维"为W下纤维:当在23 + 2C和50 + 2%的相对湿度下测试时,所 述纤维在W 100% /分钟的应变速率发生应变时伸长小于400%而不发生破裂或断裂。
[0066] "亲水的或亲水性"是指水或盐水快速浸湿纤维或纤维材料的表面的纤维或非织 造材料。芯吸水或盐水的材料可被归类为亲水的。一种用于测量亲水性的方法是通过测量 其垂直芯吸能力。就本发明而言,如果非织造材料表现出至少5mm的垂直芯吸能力,则其为 弟水的。
[0067] "接合"是指该样一些构型:其中将一个元件直接连接到另一个元件从而使该元件 直接固定到另一个元件;也指该样一些构型:其中将一个元件连接到中间构件,继而再把 中间构件连接到另一个元件,从而使该元件间接固定到另一个元件。
[006引"层压体"是指通过本领域已知的方法例如粘合剂粘结、热结合、超声波结合而彼 此结合的两种或更多种材料。
[0069] "纵向"或"MD"为在纤维网移动穿过制造过程时平行于该纤维网的行进方向的方 向。在纵向的±45度W内的方向被认为是"纵向"。"横向"或"CD"为基本上垂直于纵向 并在大致由纤维网限定的平面内的方向。在横向的小于45度内的方向被认为是横向。
[0070] "外侧"和"内侧"分别指相对于第二元件而相对远离或靠近吸收制品的纵向中也 线设置的元件的位置。例如,如果元件A处于元件B的外侧,则元件A比元件B更远离纵向 中也线。
[0071] "芯吸"是指通过毛细管力将流体的活性流体传送通过非织造材料。芯吸速率是指 每单位时间的流体运动,或即流体在指定时段内行进了多远。
[0072] "采集速率"是指材料吸取限定量的流体的速度或流体穿过材料所用的时间量。 [007引"渗透性"是指流体在X-Y平面中流过材料的相对能力。使得具有高渗透性的材料 能够比具有较低渗透性的材料具有更高的流体流动速率。
[0074] "纤维网"是指能够被卷绕成親的材料。纤维网可为薄膜、非织造材料、层压体、开 孔层压体等。纤维网的面是指其二维表面中的一个,而不是指其边缘。
[0075] "X-Y平面"是指由移动纤维网的纵向和横向或长度限定的平面。
[0076] "吸收制品"是指吸收和容纳身体流出物的装置,更具体地讲,是指紧贴或邻近穿 着者的身体放置W吸收和容纳由身体排泄的各种流出物的装置。吸收制品可包括尿布、裤、 训练裤、成人失禁内衣、妇女卫生制品等。如本文所用的术语"体液"或"身体流出物"包括 但不限于尿液、血液、阴道排出物、乳汁、汗液和粪便。本发明的优选的吸收制品为尿布、裤 和训练裤。
[0077] "吸收芯"是指W下结构;所述结构通常设置在吸收制品的顶片和底片之间来用于 吸收和容纳由吸收制品所接收的液体,并且可包括一个或多个基底、设置在所述一个或多 个基底上的吸收性粒状聚合物材料、W及位于吸收性粒状聚合物材料和所述一个或多个基 底的至少一部分上的热塑性组合物,所述组合物用于将吸收性粒状聚合物材料固定在所述 一个或多个基底上。在多层的吸收芯中,吸收芯还可包括覆盖层。所述一个或多个基底和 覆盖层可包括非织造材料。此外,吸收芯基本上不含纤维素。吸收芯不包括吸收制品的采 集系统、顶片或底片。在某一实施方案中,吸收芯将基本上由所述一个或多个基底、吸收性 粒状聚合物材料、热塑性组合物、W及任选的覆盖层组成。
[007引"吸收性聚合物材料"、"吸收胶凝材料"、"AGM"、"超吸收剂"和"超吸收材料巧本文 中可互换使用并且是指W下交联聚合材料:当使用离也保留容量测试巧dana 441.2-01) 来测定时,所述聚合材料可吸收至少5倍于它们自身重量的含水的0. 9%盐水溶液。
[0079] 本文所用术语"吸收性粒状聚合物材料"是指呈颗粒形式W致在干燥状态时可流 动的吸收性粒状聚合物材料。
[0080] 如本文所用,"吸收性粒状聚合物材料区域"是指芯的W下区域,其中第一基底264 和第二基底272被大量的超吸收颗粒隔开。在图30中,吸收性粒状聚合物材料区域的边界 由重叠的圆的周边来限定。在此周边之外的第一基底264和第二基底272之间可存在一些 额外的超吸收颗粒。
[0081] 本文所用"透气租"是指粉碎的木浆,其为纤维素纤维的一种形式。
[0082] "包括"及"包含"是开放式术语,每个均指定其后所述的例如一个组件的存在,但 不排除本领域已知的或本文所公开的其它特征例如元件、步骤或组件的存在。
[0083] "基本上由…组成"在本文中用来将主题(例如权利要求中所述的主题)的范围限 制于指定的材料或步骤、W及不会实质性地影响主题的基本和新的特性的材料或步骤。
[0084] "-次性的"是W其普通的含义使用,是指在不同时长内的有限数目的使用事件 (例如小于约20次事件,小于约10次事件,小于约5次事件,或小于约2次事件)之后被处 理或被丢弃的制品。
[0085] "尿布"是指一般被婴儿和失禁患者围绕下体穿着W便环绕穿着者的腰部和腿部 并且特别适于接收和容纳尿液和粪便的吸收制品。如本文所用,术语"尿布"也包括下文所 定义的"裤"。
[008引如本文所用的"裤"或"训练裤"是指为婴儿或成人穿着者设计的具有腰部开口和 腿部开口的一次性衣服。通过将穿着者的两腿伸入腿部开口并将裤提拉到围绕穿着者下体 的适当位置,可将裤穿到使用者身上的适当位置。裤可使用任何合适的技术来预成形,所述 技术包括但不限于利用可重复扣紧和/或不可重复扣紧的粘结(例如,缝合、焊接、粘合剂、 胶粘剂粘结、扣件等)将制品的各部分接合在一起。裤可在沿该制品圆周的任何地方预成 形(例如,侧扣紧、前腰区扣紧)。尽管本文采用了术语"裤",但所述裤通常也称作"闭合尿 布"、"预紧固尿布"、"套穿尿布"、"训练裤"和"尿布裤"。合适的裤公开于1993年9月21 日授予化sse等人的美国专利5, 246, 433 ; 1996年10月29日授予Buell等人的美国专利 5, 569, 234 ;2000年9月19日授予Ashton的美国专利6, 120, 487 ;2000年9月19日授予 Johnson等人的美国专利6, 120, 489 ;1990年7月10日授予Van Gompel等人的美国专利 4, 940, 464 ; 1992年3月3日授予Nomura等人的美国专利5, 092, 861 ;提交于2002年6月 13 日的题目为"Hi曲Iy Flexible And Low Deformation listening Device"的美国专利 公布2003/0233082 Al ;1999年4月27日授予Kline等人的美国专利5, 897, 545和1999 年9月28日授予Kline等人的美国专利5, 957, 908。
[0087]"基本上不含纤维素"在本文中用来描述制品例如吸收芯包含按重量计小于10% 的纤维素纤维,小于5%的纤维素纤维,小于1 %的纤维素纤维,不含纤维素纤维,或不超过 非显著量的纤维素纤维。非显著量的纤维素材料将不会实质性地影响吸收芯的薄度、柔初 性或吸收性。
[008引如本文所用,"基本上连续地分配"是指在吸收性粒状聚合物材料区域内,第一基 底264和第二基底272被大量的超吸收颗粒隔开。应当认识到,在第一基底264和第二基 底272之间的吸收性粒状聚合物材料区域内可存在少数偶然的接触区域。第一基底264和 第二基底272之间的偶然的接触区域可为有意的或无意的(例如人为的制造偏差),但不形 成几何形状例如枕块、口袋、管、纸缝图案等等。
[0089] 如本文所用,"热塑性粘合剂材料"应被理解为包括形成纤维的聚合物组合物,并 且所述纤维被施加到超吸收材料上W期在干燥状态和润湿状态时均可固定超吸收材料。本 发明的热塑性粘合剂材料在超吸收材料上形成纤维性网络。
[0090] 关于本文所公开的所有数值范围,应该理解,在整个说明书中给出的每一最大数 值限度包括每一较低数值限度,就像该样的较低数值限度在本文中是明确地写出的一样。 此外,在整个说明书中给出的每一最小数值限度包括每一较高数值限度,就像该样的较高 数值限度在本文中是明确地写出的一样。此外,在整个说明书中给出的每一数值范围包括 落在该较宽数值范围内的每一较窄数值范围,并且还包括该数值范围内的每个单独的数, 就像该样的较窄数值范围和单独的数在本文中是明确地写出的一样。
[0091] 本发明具体涉及W下方面:
[009引项1. 一种一次性吸收制品,所述一次性吸收制品包括:
[0093] 底座,所述底座包括顶片和底片;
[0094] 基本上不含纤维素的吸收芯,所述吸收芯位于所述顶片和所述底片之间并且包括 第一吸收层和第二吸收层,所述第一吸收层包括第一基底并且所述第二吸收层包括第二基 底,所述第一吸收层和第二吸收层还包括沉积在所述第一基底和第二基底上的超吸收性粒 状聚合物材料和覆盖相应的第一基底和第二基底上的吸收性粒状聚合物材料的热塑性粘 合剂材料,所述第一吸收层和第二吸收层组合在一起,使得所述第一吸收层的所述热塑性 粘合剂材料的至少一部分接触所述第二吸收层的热塑性粘合剂材料的至少一部分,所述吸 收性粒状聚合物材料在所述第一基底和第二基底之间设置在吸收性粒状聚合物材料区域 中,并且所述吸收性粒状聚合物材料基本上连续地被分配在所述吸收性粒状聚合物材料区 域上;和
[0095] 位于所述顶片和所述吸收芯之间的采集系统,其中所述采集系统包括具有热塑性 纤维的流体可渗透的结构化纤维网,其中所述纤维网具有小于1. 5mm的老化厚度、至少5mm 的垂直芯吸高度、至少10, OOOcmV(化? S)的渗透性、W及至少5cmVg的结构化基底比体 积。
[0096] 项2.如项1所述的一次性吸收制品,其中所述结构化纤维网的纤维为热稳定的。
[0097] 项3.如前述任一项所述的一次性吸收制品,其中所述结构化纤维网的纤维为连 续的、未卷曲的纺粘纤维。
[0098] 项4.如前述任一项所述的一次性吸收制品,其中所述结构化纤维网的纤维为热 点粘结的。
[0099] 项5.如前述任一项所述的一次性吸收制品,其中所述结构化纤维网的垂直芯吸 高度为至少20mm,优选地至少50mm。
[0100] 项6.如前述任一项所述的一次性吸收制品,其中所述结构化纤维网的结构化基 底比体积为至少lOcmVg。
[0101] 项7.如前述任一项所述的一次性吸收制品,其中所述结构化纤维网具有至少 IOcm的MD水平传送(水平芯吸距离)。
[0102] 项8.如前述任一项所述的一次性吸收制品,其中所述结构化纤维网具有至少 20, OOOcmV (化? S)的渗透性。
[0103] 项9.如前述任一项所述的一次性吸收制品,其中所述结构化纤维网的纤维包括 阳T,优选地包括阳T和CO阳T。
[0104] 项10.如前述任一项所述的一次性吸收制品,其中所述结构化纤维网的纤维包括 异形纤维,优选地其中所述异形纤维为多叶形的。
[0105] 项11.如前述任一项所述的一次性吸收制品,其中所述结构化纤维网具有小于2 砂的老化第二透湿。
[0106] 项12.如前述任一项所述的一次性吸收制品,其中所述结构化纤维网具有小于 3. Og的回渗。
[0107] 项13.如前述任一项所述的一次性吸收制品,其中所述结构化纤维网具有介于 30g/m 2和80g/m2之间的基重。
[010引项14.如前述任一项所述的一次性吸收制品,其中所述结构化纤维网的老化厚度 大于0. 5mm。
[0109] 项15.如前述任一项所述的一次性吸收制品,其中所述结构化纤维网具有包括至 少50%的热塑性纤维的纤维含量。
[0110] 项16.如前述任一项所述的一次性吸收制品,其中:
[0111] 将所述吸收性粒状聚合物材料W着陆区域和所述着陆区域之间的接合区域的相 应图案沉积在所述第一基底和第二基底上,使得所述吸收性粒状聚合物材料非连续地被分 配在第一基底和第二基底上;W及
[0112] 将所述第一吸收层和第二吸收层组合在一起,使得所述吸收性粒状聚合物材料的 相应图案彼此偏移。
[0113] 项17.如前述任一项所述的一次性吸收制品,其中所述吸收性粒状聚合物材料区 域基本上在整个所述吸收芯上延伸。
[0114] 项18.如前述任一项所述的一次性吸收制品,其中所述吸收性粒状聚合物材料区 域基本上完全从所述吸收芯的前部延伸至后部。
[0115] 项19.如前述任一项所述的一次性吸收制品,其中所述吸收芯基本由所述第一基 底和第二基底、所述吸收性粒状聚合物材料、W及所述热塑性粘合剂材料组成。
[0116] 项20.如前述任一项所述的一次性吸收制品,其中所述吸收芯具有前端和后端W 及从所述后端延伸至所述前端的纵向轴线、W及多个吸收区,所述多个吸收区的每一个均 具有W不同的量存在的吸收性粒状聚合物材料,优选地其中存在从所述多个吸收区中的一 个到另一个的吸收性粒状聚合物材料的量的逐渐过渡。
[0117] 本发明提供一种通过活化合适的基础基底而形成的结构化基底。所述活化诱导纤 维位移并形成H维质地,所述质地增加基础基底的流体采集特性。也可改进基础基底的表 面能W增加其流体芯吸特性。将参照用于由基础基底制造结构化基底的优选方法和设备来 描述本发明的结构化基底。一种优选的设备150示意地示出于图1和图2中并且在下文中 更详细地讨论。 阳11引 某础某底
[0119] 本发明的基础基底20为一种由松散集合的热稳定纤维形成的流体可渗透的纤维 质非织造纤维网。本发明的纤维为不可延展的,其在前文中被定义为伸长小于300%而不发 生破裂或断裂;然而,形成本发明的基础基底的不可延展的纤维优选地伸长小于200%而 不发生破裂或断裂。所述纤维可包括短纤维,所述短纤维是使用行业标准粗梳技术、气流成 网技术或湿法成网技术而被成形为纤维网;然而,优选的是连续纺粘纤维,所述连续纺粘纤 维使用行业标准纺粘类技术而形成纺丝非织造纤维网。下文更详细地讨论用于生产纺丝纤 维网的纤维和纺丝方法。
[0120] 本发明的纤维可具有各种横截面形状,所述形状包括但不限于;圆形、楠圆形、星 形、H叶形、具有3-8片叶的多叶形、矩形、H形、C形、I形、U形和其它各种偏也形。也可使 用中空纤维。优选的形状为圆形、H叶形和H形。圆形纤维是最廉价的,因此从经济角度来 讲是优选的;但H叶形异形纤维提供增加的表面积,因此从功能角度来讲是优选的。圆形和 H叶形纤维形状也可为中空的;然而,实也纤维是优选的。中空纤维是有用的,因为它们与 具有相同形状和旦尼尔的实也纤维相比在等同的旦尼尔下具有更高的抗压性能。
[0121] 本发明中的纤维趋于大于典型的纺粘非织造材料中所存在的那些。由于异形纤维 的直径可能难W确定,因此常常参考纤维的旦尼尔。旦尼尔被定义为W克计的9000延米长 度的纤维的质量,用化f(旦尼尔/长丝)来表示。就本发明而言,优选的旦尼尔范围为大 于1化f且小于IOCMpf。更优选的旦尼尔范围为1. 5化f至50化片并且还更优选的范围为 2. (Mpf至20化片并且最优选的范围为4化f至ICMpf。
[0122] 形成本发明基础基底的松散集合的纤维在活化和对应的纤维位移之前被粘结。纤 维网可为弱粘结的W便纤维具有高水平的活动性并且趋于在张力下从粘结部位拉出;或可 为完全粘结的,其具有高得多的粘结部位完整性,使得纤维表现出极小的纤维活动性并且 在张力下趋于断裂。形成本发明的基础基底的不可延展的纤维优选地为完全粘结的W形成 不可延展的纤维网材料。如下文所更详述,不可延展的基础基底优选地用于通过纤维位移 来形成结构化基底。
[0123] 基础基底的完全粘结可在一个粘结步骤中进行,例如在制造基础基底期间进行。 作为另外一种选择,可存在用W制造预粘结的基础基底的一个W上的粘结步骤,例如基础 基底在制造时可仅略微粘结或不足粘结W提供足够的完整性从而将其收卷起来。随后,基 础基底可经受其它粘结步骤W获得完全粘结的纤维网,例如在即将使基础基底经受本发明 的纤维位移过程之前。此外,在基础基底的制造和纤维位移之间的任何时间还可存在粘结 步骤。所述不同的粘结步骤也可赋予不同的粘结图案。
[0124] 用于粘结纤维的方法详述于A化in "Turbak 的"Nonwovens = Hieoiy, Process, Perfo rmance and Testing"(Tappi 1997)中。典型的粘结方法包括机械缠结、水压缠结、针刺和 化学粘结和/或树脂粘结;然而,热粘结例如利用热的通气粘结和利用压力和热的热点粘 结为优选的,其中热点粘结为最优选的。
[0125] 通气粘结如下执行;使加热的气体穿过集合的纤维W产生整体的非织造纤维网。 热点粘结涉及向离散的位置施加热和压力W在非织造纤维网上形成粘结部位。实际粘结部 位包括多种形状和尺寸;包括但不限于卵形、圆形和四边的几何形状。总的总体热点粘结 面积介于2 %和60 %之间,优选地介于4 %和35 %之间,更优选地介于5 %和30 %之间,并 且最优选地介于8%和20%之间。本发明的完全粘结的基础基底具有8%至70%,优选地 12%至50%,并且最优选地介于15%和35%之间的总的总体粘结面积。热点粘结针密度介 于5针/cm 2和100针/cm2之间,优选地介于10针/cm2和60针/cm2之间,并且最优选地介 于20针/cm 2和40针/cm2之间。本发明的完全粘结的基础基底具有10针/cm2至60针/ cm 2,优选地20针/cm2至40针/cm2的粘结针密度。
[0126] 热粘结要求纤维由可热粘结的聚合物例如热塑性聚合物和由其制成的纤维制成。 就本发明而言,纤维组合物包括可热粘结的聚合物。优选的可热粘结的聚合物包括聚醋树 月旨,优选地PET树脂,更优选地PET树脂和coPET树脂,它们提供如下文所更详述的可热粘 结的、热稳定的纤维。就本发明而言,热塑性聚合物含量W按纤维的重量计大于约30%,优 选地大于约50 %,更优选地大于约70 %,并且最优选地大于约90 %的含量存在。
[0127] 由于粘结的缘故,基础基底在纵向(MD)和横向(CD)上均具有机械特性。MD拉伸 强度介于IN/cm和200N/cm之间,优选地介于5N/cm和lOON/cm之间,更优选地介于ION/ cm和50N/cm之间,并且最优选地介于20N/cm和40N/cm之间。CD拉伸强度介于0. 5N/cm 和50N/cm之间,优选地介于2N/cm和35N/cm之间,并且最优选地介于5N/cm和25N/cm之 间。基础基底也应当具有介于1. 1和10之间,优选地介于1. 5和6之间,并且最优选地介 于1. 8和5之间的MD对CD拉伸强度比率的特征比率。
[012引粘结方法也影响基础基底的厚度。基础基底厚度也取决于给定测量位置中所存在 的纤维的数目、尺寸和形状。基础基底厚度介于0. IOmm和1. 3mm之间,更优选地介于0. 15mm 和1. Omm之间,并且最优选地介于0. 20mm和0. 7mm之间。
[0129] 基础基底还具有特征不透明度。不透明度为穿过基础基底的光的相对量的量度。 不受理论的束缚,据信特征不透明度取决于给定测量位置中所存在的纤维的数目、尺寸、类 型、形态和形状。不透明度可使用 TAPPI Test Method T 425 om-01"0pacity Of P耶er(15/ d geometry, Illuminant A/2 degrees, 89% Reflectance Backing and Paper Backing)" 来测量。所述不透明度W百分比测量。就本发明而言,基础基底的不透明度大于5%,优选 地大于10 %,更优选地大于20 %,还更优选地大于30 %,并且最优选地大于40 %。
[0130] 相对高的不透明度是所期望的,因为一次性吸收制品的采集系统所包括的结构化 纤维网可帮助掩盖下面的吸收芯所可能受到的脏污。吸收芯的脏污可归因于吸收了体液例 如尿液或低粘度的粪便。为了节省成本,吸收制品行业当前趋于减小所述不同吸收制品组 件的基重。因此,如果使用低基重顶片,则与高基重顶片相比,顶片将很可能具有较低的不 透明度。此外,如果应用开孔顶片,则所述孔也允许看见吸收制品的下面的层,例如采集系 统和吸收芯。因此,结构化纤维网的高不透明度在吸收制品使用低基重顶片和/或开孔顶 片的实施方案中是尤其期望的。在本发明的一个实施方案中,一次性吸收制品包括W下顶 片,所述顶片具有5g/m 2至25g/m2,更优选地8g/m2至16gm2的基重。
[0131] 基础基底具有特征基重和特征密度。基重被定义为每单位面积的纤维/非织造材 料的质量。就本发明而言,基础基底的基重介于lOg/m 2和200g/m2之间。基础基底密度通 过将基础基底基重除W基础基底厚度来确定。就本发明而言,基础基底的密度介于14kg/m 3 和20化g/m3之间。基础基底还具有基础基底比体积,所述比体积为基础基底密度的倒数, Wcm3/g 测量。 阳13引 某础某底的改巧
[0133] 在本发明中,可改性基础基底W优化其流体分散和采集特性W便用于流体管理较 为重要的产品中。流体分散特性可通过W下方式来增强:改变基础基底的表面能W增加亲 水性和对应的芯吸特性。改性基础基底的表面能是任选的并且通常是在制造基础基底时进 行。可通过W下方式来影响流体采集特性:通过纤维位移来改性基础基底的结构W引导3D 质地,所述3D质地增加基底的厚度或膨松度和对应的比体积。 阳134] 衷面能
[0135] 基础基底的亲水性与表面能相关。基础基底的表面能可通过W下方式来改性:局 部表面处理、对纤维表面化学接枝或通过等离子或电晕处理对纤维表面进行反应氧化,然 后通过气体反应加成进行进一步的化学粘结。
[0136] 基础基底的表面能也可受到用于生产基础基底的纤维的聚合材料的影响。聚合 材料可具有固有亲水性或可通过W下方式变成亲水的:通过烙融添加剂W化学方式使聚合 物、纤维表面和基础基底表面改性,或将聚合材料与其它诱导亲水行为的材料组合。用于聚 丙帰的材料的实例为源自Ciba的化GASURJF*化日60和源自Eastman Chemical的阳T 共聚物、用于PET的EASTONE9"'类聚合材料。
[0137] 也可通过局部地处理纤维来影响表面能。纤维表面的局部处理一般涉及表面活 性剂,所述表面活性剂通过泡沫、喷雾器、湿润親或其它合适的技术W稀释状态加入到乳液 中,然后干燥。可能需要局部处理的聚合物为基于聚丙帰或聚对苯二甲酸醋的聚合物系。其 它聚合物包括脂族聚醜胺醋;脂族聚醋;芳族聚醋,包括聚对苯二甲酸己二醋及共聚物、聚 对苯二甲酸下二醋及共聚物;聚对苯二甲酸丙二醋及共聚物;聚乳酸及共聚物。被称作去 垢性聚合物(SRP)的一类材料也适用于局部处理。去垢性聚合物为一类材料,它们包括低 分子量聚醋聚離、聚醋聚離嵌段共聚物和非离子聚醋配混物。该些材料中的一些可作为烙 融添加剂加入,但它们的优选用途是作为局部处理剂。该类材料的商业实例W Texcare?系 列产品得自Clarianto 阳13引 结构化某底
[0139] 对基础基底20的第二改性涉及机械地处理基础基底W产生结构化纤维网基底 (术语"结构化纤维网"和"结构化基底"在本文中互换使用)。结构化基底被定义为:(1) 基础基底,其通过纤维重新排列和纤维分离和断裂被永久地变形,从而产生永久的纤维错 位(下文称作"纤维位移")使得结构化基底所具有的厚度值高于基础基底的的厚度值;和 任选地(2)基础基底,其通过过度粘结被改性(下文称作"过度粘结")W形成低于基础基 底的厚度的压缩区域。纤维位移方法涉及通过棒、针、钮、结构化筛网或带或其它合适的技 术来永久地机械移位纤维。所述永久的纤维错位提供与基础基底相比的附加厚度。所述附 加厚度增加基底的比体积并且还增加基底的流体渗透性。过度粘结改善基础基底的机械特 性并且可增强移位纤维区域之间的用于流体管理的导槽的深度。 阳140] 纤维份務
[0141] 前述基础基底可使用图1所示的设备150来加工W形成结构化基底21,所述结构 化基底的一部分示出于图3-6中。如图3所示,结构化基底具有X-Y平面中的第一区域2 和设置在整个第一区域2中的多个第二区域4。第二区域4包括在结构化基底21的第二表 面14上形成间断16的移位纤维6和具有从第一表面12伸出的松散端部18的移位纤维6。 如图4所示,移位纤维6从第二区域4的第一侧面11延伸,并且是分离的和断裂的,从而沿 与第一侧面11相对的第二侧面13、邻近第一表面12形成松散端部18。就本发明而言,邻 近第一表面12是指纤维断裂发生在第一表面12和移位纤维的峰或远端部分3之间,优选 地比移位纤维6的远端部分3更靠近第一表面12。
[0142] 纤维分离或断裂的位置主要归因于形成基础基底的不可延伸的纤维;然而,移位 纤维的形成和对应的纤维断裂也受到用于形成基础基底的粘结程度的影响。包括完全粘结 的不可延展的纤维的基础基底提供W下结构,所述结构由于其纤维强度、纤维硬度和粘结 强度的缘故而W低纤维位移变形形成帐篷状结构,如图15中的显微照片所示。一旦纤维位 移变形被延伸,则观察到基本的纤维断裂通常集中在一个侧面上,如图16中的显微照片所 /Jn O
[0143] 产生图4中的具有松散端部18的移位纤维6的目的是,通过产生空隙体积来增 加结构化基底的比体积W超过基础基底的比体积。就本发明而言,已发现在第二区域中产 生具有至少50%且小于100%的松散端部的移位纤维6形成W下结构化基底:所述结构化 基底具有增加的厚度和在使用期间可维持的对应比体积。(见下文提供的表6中的实施例 1N5 - 1N9)在本文其它所述的某些实施方案中,可将移位纤维6的松散端部18进行热粘结 W便改善抗压性能和对应的可维持性。下文更详细地讨论了具有热粘结的松散端部的移位 纤维6和用于生产所述移位纤维的方法。
[0144] 如图5所示,第二区域4中的移位纤维6表现出了 W下厚度,所述厚度大于第一区 域2的厚度32 (其通常与基础基底厚度相同)。具有移位纤维6的第二区域4的尺寸和形 状可根据所用的技术而有所变化。图5示出了结构化基底21的横截面,所述横截面示出了 第二区域4中的移位纤维6。移位纤维6的厚度34描述了由移位纤维6引起的结构化基底 21的第二区域4的厚度。如图所示,移位纤维厚度34大于第一区域厚度32。优选的是,移 位纤维厚度34至少110%地大于第一区域厚度32,更优选地至少125%地大于第一区域厚 度32,并且最优选地至少150%地大于第一区域厚度32。移位纤维厚度34的老化厚度介 于0. Imm和5mm之间,优选地介于0. 2mm和2mm之间,并且最优选地介于0. 5mm和I. 5mm之 间。
[0145] 结构化基底21的每单位面积上的具有移位纤维6的第二区域4的数目可如图3 所示的那样有变化。一般来讲,面密度无需在结构化基底21的整个区域上为均匀的,但第 二区域4可被限于结构化基底21的某些区域,例如具有预定形状例如线、条、带、圆形等的 区域。
[0146] 如图3所示,由第二区域4占据的总面积为总面积的不足75%,优选地小于50%, 并且更优选地小于25%,但为至少10%。第二区域的尺寸和第二区域4之间的间距能够改 变。图3和图4示出了长度36、宽度38、W及第二区域4之间的间距37和39。图3所示 的第二区域4之间的纵向上的间距39为优选地介于0. Imm和IOOOmm之间,更优选地介于 0. 5mm和IOOmm之间,并且最优选地介于Imm和IOmm之间。第二区域4之间的横向上的侧 面至侧面间距37介于0. 2mm和16mm之间,优选地介于0. 4mm和IOmm之间,更优选地介于 0. 8mm和7mm之间,并且最优选地介于Imm和5. 2mm之间。
[0147] 如图1所示,结构化基底21可由从进给親152供应的大致平面的二维非织造基础 基底20来形成。设备150使基础基底20在纵向MD上移动至由互晒親104和102A所形成 的親隙116,所述親形成具有松散端部18的移位纤维6。具有移位纤维6的结构化基底21 任选地行进至在親104和粘结親156之间形成的親隙117,所述粘结親粘结移位纤维6的松 散端部18。结构化基底22从親隙117任选地行进至互晒親102B和104 W将结构化基底 22从親104上移除,并且任选地将其传送至在親102B和粘结親158之间形成的親隙119, 其中在结构化基底23中形成过度粘结区域,所述结构化基底23最终被收取在进给親160 上。虽然图1示出的是如所述的那样用于尚未完全粘结的基础基底的工序序列,但希望使 该过程反向W便在形成移位纤维6之前在基础基底中形成粘结区域。就该实施方案而言, 将从类似于图1所示的收取进给親160的进给親来供应基础基底20并且使其移动至在親 102B和粘结親158之间形成的親隙119,其中基底在进入到在互晒親102B和104之间形成 的親隙118之前被粘结,在所述親隙118处具有松散端部18的移位纤维6在第二区域4中 形成。
[014引虽然图1示出的是由进给親152供应的基础基底20,但基础基底20也可由如本领 域已知的任何其它进给装置例如花彩纤维网来供应。在一个实施方案中,基础基底20可直 接由纤维网制造设备例如制造非织造纤维网的生产线来提供。
[0149] 如图1所示,第一表面12对应基础基底20的第一侧面、W及结构化基底21的第 一侧面。第二表面14对应基础基底20的第二侧面、W及结构化基底21的第二侧面。一般 来讲,使用本文所用术语"侧面"的普通用法W描述大致二维的纤维网例如非织造材料的两 个主表面。基础基底20为非织造纤维网,所述非织造纤维网包括基本上无规定向的纤维, 目P,至少相对于纵向和横向来讲是无规定向的。所谓"基本上无规定向"是指W下无规定向: 由于加工条件的缘故,所述无规定向可显示出定向在纵向上的纤维的量高于定向在横向上 的纤维的量,反之亦然。例如,在纺粘法和烙喷法中,将连续的纤维股线沉积于沿纵向移动 的支撑件上。尽管试图使纺粘或烙喷非织造纤维网的纤维被定向成为真正"无规"的,但通 常与横向上的情况相反,较高百分比的纤维被定向在纵向上。
[0150] 在本发明的一些实施方案中,可期望在纤维网的平面中相对于纵向故意将显著百 分比的纤维定向在预定取向上。例如,可能的情况是,由于親104上的齿距和放置(如下文 所述)的缘故,可期望生产具有呈某个角度例如60度或平行于纤维网的纵向轴线的优势纤 维定向的非织造纤维网。此类纤维网可通过W需要的角度将搭接的纤维网组合的方法来生 产,并且如果需要可将纤维网粗梳成成品纤维网。具有高百分比的具有预定角度的纤维的 纤维网可在统计上偏置更多的纤维W在结构化基底21中形成移位纤维,如下文所详述。
[0151] 基础基底20可直接从纤维网制造过程提供或间接地由进给親152提供,如图1所 示。基础基底20可通过本领域已知的方法来预加热例如通过在油加热或电加热的親上加 热。例如,可加热親154 W在纤维位移过程之前预加热基础基底20。
[0152] 如图1所示,当基础基底20在親154上沿纵向移动并且移动至第一组反转互晒親 102A和104的親隙116时,进给親152在箭头指示的方向上旋转。親102A和104为设备 150的第一组互晒親。第一组互晒親102A和104运行W形成移位纤维并且有利于基础基 底20中的纤维断裂W制造下文称作结构化基底21的结构化基底。互晒親102A和104更 清楚地显示于图2中。
[0153] 参见图2,其更详细地示出了用于在本发明的结构化基底21上制造移位纤维的设 备150的一部分。设备150的该部分在图2中被不出为社親100,并且包括一对互晒親102 和104(分别对应于图1中的親102A和104),它们各自围绕轴线A旋转,轴线A平行地处 在同一平面内。虽然设备150被设计成使得基础基底20经过一定角度的旋转后保持在親 104上,但图2基本上示出了当基础基底20穿过设备150上的親隙116并且作为具有移位 纤维6的区域的结构化基底21而退出时的情况。所述互晒親可由金属或塑料制成。金属 親的非限制性实例将为铅或钢。塑料親的非限制性实例将为聚碳酸醋、丙帰膳下二帰苯己 帰(AB巧和聚苯離(PPO)。可将该些塑料填充上金属或无机添加剂材料。
[0154] 如图2所示,親102包括多个脊106和对应的凹槽108,它们可围绕親102的整个 圆周完整地延伸。在一些实施方案中,取决于在结构化基底21中需要的图案,親102 ( W及 同样地親102A)可包括脊106,其中一些部分已被移除,例如通过蚀刻、就削或其它机加工 过程移除,使得脊106中的一些或全部不沿圆周连续,而是具有断裂或间隙。可排列断裂或 间隙W形成图案,包括简单的几何形状图案例如圆形图案或菱形图案,但也可包括复合图 案例如徽标和商标。在一个实施方案中,親102可具有类似于親104上的齿的齿,如下文更 充分地描述。W此方式,有可能在结构化基底21的两个侧面12, 14上均具有移位纤维6。
[0155] 親104类似親102,但不具有可围绕整个圆周完整地延伸的脊,親104所包括的多 行沿圆周延伸的脊已被改进为数行沿圆周间隔开的齿110,所述齿围绕親104的至少一部 分W间隔开的关系延伸。親104的各行齿110被对应的凹槽112分开。在操作中,親102 与104晒合使得親102的脊106延伸到親104的凹槽112内,并且親104的齿110延伸到 親102的凹槽108内。相互晒合更详细地示于图7的横截面示意图中,下文会加W讨论。 親102和104该两者或其中之一可通过本领域已知的方法加热,例如使用热油填充親或电 加热親。
[0156] 如图3所示,结构化基底21具有第一区域2和多个离散的第二区域4,所述第一区 域由基础基底20的大致平面的二维构型来限定在结构化基底21的两个侧面上,并且所述 多个离散的第二区域由间隔开的移位纤维6和间断16来限定,所述移位纤维和间断可起因 于基础基底20的纤维的整体延伸部。第二区域4的结构取决于所考虑的结构化基底21的 侧面而有区别。就图3所示的结构化基底21的实施方案而言,在与结构化基底21的第一 表面12相关联的结构化基底21的侧面上,每个离散的第二区域4均可包括多个移位纤维 6,所述移位纤维从第一表面12向外延伸并且具有松散端部18。移位纤维6包括在Z方向 上具有显著取向的纤维,并且每个移位纤维6均具有沿第二区域4的第一侧面11邻近第一 表面12设置的基座5、靠近第一表面12在第二区域4的与第一侧面11相对的第二侧面13 处分离或断裂的松散端部18和在Z方向上与第一表面12相距最大距离的远端部分3。在 与第二表面14相关联的结构化基底21的侧面上,第二区域4包括间断16,所述间断由结构 化基底21的第二表面14上的纤维取向间断16来限定。间断16对应親104的齿110刺入 基础基底20的位置。
[0157] 如本文所用,第二区域4的"整体"(如当使用"整体延伸部"时其中的"整体")是 指第二区域4的起源于基础基底20的纤维的纤维。因此,例如移位纤维6的断裂纤维8可 为塑性变形的和/或从基础基底20延伸的纤维,并且可因此与结构化基底21的第一区域 2成一整体。换句话讲,纤维中的一些但非全部已断裂,并且此类纤维起初就已存在于基础 基底20中。如本文所用的"整体"旨在区别于为了制造移位纤维而引入到或加入到单独前 体纤维网中的纤维。尽管本发明的结构化基底21,22和23的一些实施方案可利用此类加 入的纤维,但在一个优选的实施方案中,移位纤维6的断裂纤维8是与结构化基底21成一 整体的。
[015引可理解的是,适用于在移位纤维6中具有断裂纤维8的本发明的结构化基底21的 基础基底20应当包括W下纤维;所述纤维具有足够的纤维固定性和/或塑性变形W断裂并 形成松散端部18。图4和图5将此类纤维显示为松散纤维端部18。就本发明而言,移位纤 维6的松散纤维端部18是所期望的,W便产生用于收集流体的空隙空间或自由体积。在一 个优选的实施方案中,至少50%,更优选地至少70%且小于100%的在Z方向上被挤出的纤 维为具有松散端部18的断裂纤维8。
[0159] 第二区域4可被成型为在X-Y平面和Z平面中均形成图案W产生可在形状、尺寸 和分配上变化的比体积分布。
[0160] 具有用于图2所示结构化基底21的实施方案的移位纤维6的代表性第二区域示 出于图3-6中的其它放大的视图中。所述代表性移位纤维6为在親104上的细长齿110上 形成的类型,使得移位纤维6包括多个断裂纤维8,所述断裂纤维为基本上对齐的,使得移 位纤维6具有明显的纵向取向和纵向轴线L。移位纤维6还具有在MD-CD平面内大致正交 于纵向轴线L的横向轴线T。在图2-6所示的实施方案中,纵向轴线L平行于纵向。在一个 实施方案中,所有间隔开的第二区域4均具有大致平行的纵向轴线L。在优选的实施方案 中,第二区域4将具有纵向取向,即第二区域将具有细长形状并且将不为圆形的。如图4所 示,并且如图5和6更清楚地所示,当在親104上使用细长齿110时,在结构化基底21的一 个实施方案中,移位纤维6的断裂纤维8的一个特征为断裂纤维8的优势方向性对齐。如 图5和6所示,当在平面图例如图6中观察时,有许多断裂纤维8可具有相对于横向轴线T 的基本上均匀的对齐。所谓"断裂"纤维8是指移位纤维6开始于第二区域4的第一侧面 11上并且在结构化基底21中沿第二区域4的与第一侧面11相对的第二侧面13分离。
[0161] 因此,如可参照设备150来理解,结构化基底21的移位纤维6通过机械地变形基 础基底20来制造,所述基础基底可被描述为大致平面的和二维的。所谓"平面的"和"二维 的"只是简单地指纤维网相对于成品结构化基底I为平坦的,所述成品结构化基底具有由于 第二区域4的形成而赋予的明显的、平面外的、Z方向上的H维性。"平面的"和"二维的"不 旨在隐含任何特定平坦度、光滑度或维数。随着基础基底20穿过親隙116,親104的齿110 进入親102A的凹槽108,并且同时将纤维挤出基础基底20的平面外W形成第二区域4,包 括移位纤维6和间断16。实际上,齿110"挤过"或"穿透"基础基底20。随着齿110的尖 端挤过基础基底20,纤维的主要取向在横向上并横跨齿110的部分被齿110挤出基础基底 20的平面外,并且在Z方向上拉伸、拉拽和/或塑性变形,导致形成第二区域4,包括移位纤 维6的断裂纤维8。主要大致平行于纵向轴线L定向的,即在基础基底20的纵向上定向的 纤维可被齿110简单地展开,并且基本上保持在基础基底20的第一区域2中。
[0162] 在图2中,设备100被示出处于一种构型,所述构型具有一个图案親例如親104,和 一个非图案凹槽親102。然而,在某些实施方案中,可优选使用两个图案親来形成親隙116, 所述两个图案親在各自親的相同或不同的对应区域中具有或者相同或者不同的图案。该种 设备可生产出W下纤维网;所述纤维网具有从结构化纤维网21的两个侧面突出的移位纤 维6, W及压花到纤维网21中的宏图案。
[0163] 可通过改变齿110的数目、间距和尺寸并且如果必要对親104和/或親102进行相 应的尺寸变化来改变移位纤维6的数目、间距和尺寸。该种变化,加上基础基底20中可能 的变化和加工中的变化例如线速度,允许制造用于很多目的很多不同的结构化纤维网21。
[0164] 从对结构化纤维网21的描述可看出,移位纤维6的断裂纤维8可起源于结构化基 底21的第一表面12或第二表面14并从所述第一表面或第二表面延伸。当然,移位纤维6 的断裂纤维8也可从结构化基底21的内部19延伸。如图5所示,移位纤维6的断裂纤维 8由于已被挤出基础基底20的大致二维平面而延伸(即,在如图3所示的"Z方向"上被挤 出)。一般来讲,第二区域4的断裂纤维8或松散端部18包括与纤维网第一区域2的纤维 成一整体并从所述第一区域的纤维延伸的纤维。
[0165] 由于纤维的塑性变形和泊松比的影响,断裂纤维8的延伸可伴随造成纤维横截面 尺寸(例如圆形纤维的直径)的总体减小。因此,移位纤维6的断裂纤维8的一些部分的平 均纤维直径可小于基础基底20的纤维W及第一区域2的纤维的平均纤维直径。已发现,纤 维横截面尺寸上的减小在移位纤维6的基座5和松散端部3的中间最大。据信该是由于位 于移位纤维6的基座5和远端部分3处的纤维的一些部分邻近親104的齿110的尖端(下 文更详细说明),使得它们在加工期间W摩擦方式被锁定和固定。在本发明中,由于高纤维 强度和低纤维伸长率的缘故,纤维横截面的减小是极小的。
[0166] 图7 W横截面示出了包括脊106和齿110的互晒親102 ( W及下文所述的102A和 102B)和104的一部分。如图所示,齿110具有齿高TH(注意TH也可适用于脊106的高度; 在一个优选的实施方案中,齿高和脊高相等),并且齿与齿的间距(或脊与脊的间距)称为 节距P。如图所示,晒合深度值OE化为親102和104的互晒程度的量度,并且是从脊106的 尖端测量至齿110的尖端。取决于基础基底20的特性和本发明的结构化基底1的所期望 的特征,晒合深度E、齿高TH和节距P可按需要改变。例如,一般来讲,为了在移位纤维6中 获得断裂纤维8,需要足够的晒合水平E W将移位纤维伸长并塑性地变形至纤维发生断裂 的点。此外,第二区域4的所期望的密度(结构化基底1的每单位面积上的第二区域4)越 大,则节距应当越小,并且齿长化和齿距TD应当越小,如下所述。
[0167] 图8示出了具有多个齿110的親104的一个实施方案的一部分,所述齿适用于从 纺粘非织造基础基底20制造纺粘非织造材料的结构化基底21或结构化基底1。图8所示 的齿110的放大视图示于图9中。在親104的该视图中,齿110具有约1. 25mm的均匀的 圆周长度尺寸化,所述圆周长度尺寸一般从前缘LE至齿尖111处的后缘TE测量,并且所 述齿在圆周上彼此均匀地间隔开约1. 5mm的距离TD。为了从基础基底20制造纤维质结构 化基底1,親104的齿110可具有的长度化的范围为约0. 5mm至约3mm,并且间距TD为约 0. 5mm至约3mm,齿商TH的范围为约0. 5mm至约IOmm,并且节距P介于约Imm(0. 040英寸) 和2. 54mm(0. 100英寸)之间。晒合深度E可为约0.5mm至约5mm(直到接近齿高TH的最大 值)。当然,E、P、TH、TD和化可各自彼此独立地变化W获得所期望的移位纤维6的尺寸、 间距和面密度(结构化基底1的每单位面积上的移位纤维6的数目)。
[0168] 如图9所示,每个齿110具有尖端111、前缘LE和后缘TE。齿尖111可倒圆W最 小化纤维断裂,并且优选地为细长的并且具有对应于第二区域4的纵向轴线L的大致纵向 的取向。据信为了获得结构化基底1的移位纤维6, LE和TE应当几乎完全正交于親104的 局部周向表面120。同样,从顶端111和LE或TE的过渡应当为相对尖锐的角度,例如直角, 所述角度具有足够小的曲率半径使得在应用时齿110可在LE和TE处推穿过基础基底20。 一种备选齿尖111可为平坦表面W优化粘结。
[0169] 再参见图1,在移位纤维6形成之后,结构化基底21可在旋转親104上行进至親 104和第一粘结親156之间的親隙117。粘结親156可有利于多种粘合技术。例如,粘结親 156可为用于在親隙117中赋予热能的加热的钢親,从而在移位纤维6的远端(尖端)处烙 融粘结结构化纤维网21的邻近纤维。
[0170] 在一个优选的实施方案中,如下文关于优选的结构化基底所述,粘结親156为被 设计成向结构化纤维网21赋予足够热能的加热的親,W便热粘结移位纤维6的远端的邻近 纤维。热粘合能够W如下方式实现:通过直接烙融粘合邻近纤维,或通过烙融中间热塑性介 质例如聚己帰粉末,所述中间热塑性介质继而粘附邻近纤维。为此目的,可将聚己帰粉末加 入到基础基底20中。
[0171] 可将第一粘结親156充分地加热W烙融或部分地烙融移位纤维6的远端3处的纤 维。第一粘结親156中所需的热量或热容量取决于移位纤维6的纤维的烙融特性和親104 的旋转速度。第一粘结親156中所需的热量还取决于第一粘结親156和親104上的齿110 的尖端之间的诱导压力,W及在移位纤维6的远端3处所期望的烙融程度。
[0172] 在一个实施方案中,第一粘结親156为加热的钢质圆筒形社親,其被加热W具有 足W烙融粘结移位纤维6的邻近纤维的表面温度。第一粘结親156可由内电阻加热器、由 热油、或由用于制作热親的本领域已知的任何其它装置加热。第一粘结親156可由本领域 已知的合适的马达和联动装置来驱动。同样,第一粘结親可安装在可调节的支撑件上,使得 親隙117可被精确地调节和设定。
[0173] 图10示出了在通过親隙117被加工成结构化基底22之后的结构化基底21的一 部分,所述部分无需其它加工即可成为本发明的结构化基底21。结构化基底22类似前文所 述的结构化基底21,不同的是移位纤维6的远端3是粘结的,并且优选地为热烙融粘结的, 使得邻近纤维被至少部分地粘结W形成远侧设置的烙融粘结部分9。在通过上述方法形成 了移位纤维6之后,可加热移位纤维6的远端部分3 W热接合纤维的一些部分使得邻近纤 维部分彼此接合W形成移位纤维6,所述移位纤维具有也称作"尖端粘结"的烙融粘结部分 9。
[0174] 远侧设置的烙融粘结部分9可通过向移位纤维6的远端部分施加热能和压力来制 造。远侧设置的烙融粘结部分9的尺寸和质量可通过改进W下因素来改进;赋予移位纤维 6的远端部分的热能的量、设备150的线速度、W及施加热的方法。
[0175] 在另一个实施方案中,远侧设置的烙融粘合部分9可通过应用福射热来制作。目P, 在一个实施方案中,粘结親156可由福射热源来置换或补充,使得福射热能够W足够的距 离和对应的足够时间指向结构化基底21,W使移位纤维6的远侧设置的部分中的纤维部分 被软化或烙融。福射热可由任一已知的福射加热器施加。在一个实施方案中,福射热可由 电阻加热丝提供,所述加热丝相对于结构化基底21被设置成使得其W足够接近的、间隔一 致的距离在CD方向上延伸,W致当纤维网相对于加热丝移动时,福射热能至少部分地烙融 移位纤维6的远侧设置的部分。在另一个实施方案中,可将加热的直发电烫筒例如用于奧 烫衣物的手持烫筒保持在移位纤维6的远端3的近旁,使得由烫筒来产生烙融。
[0176] 如上所述地加工结构化基底22的有益效果是,移位纤维6的远端3可在親隙117 中的一定量的压力下烙融而无需压缩或整平移位纤维6。同样地,可通过在成形之后提供热 粘结来产生和定形H维网或可W说"固定"其形状。此外,当结构化基底22经受压缩力或 剪切力时,远侧设置的粘结或烙融粘结部分9还可有助于保持移位纤维6的膨松结构和结 构化基底的老化厚度。例如,在由于向进给親上卷绕和后续退绕而导致压缩之后,如上文所 公开的那样加工成的具有包括与第一区域2成一整体但从该区域延伸的纤维的移位纤维6 并且具有远侧设置的烙融粘结部分9的结构化基底22可具有改善的形状保持。据信通过 将移位纤维6的远端部分处的邻近纤维粘结在一起,可使纤维在受到压缩时经历较少的无 规巧缩;即,移位纤维6的整个结构趋于一起移动,从而在遇到无序化事件例如压缩和/或 与摩擦纤维网的表面相关联的剪切力时,可具有更好的形状保持。
[0177] 在一个参照图1所述的备选实施方案中,基底20在親154上沿纵向移动并移动 到第一组反转互晒親102A和104的親隙116,其中晒合深度介于0. Ol英寸和0. 15英寸之 间,使得发生局部纤维位移但只存在极少(如果有的话)的纤维断裂。然后纤维网行进至 在親104和粘结親156之间形成的親隙117,其中部分移位纤维的尖端被粘结。在穿过了親 隙117之后,结构化基底22行进至在親104和102B之间形成的親隙118,其中晒合深度大 于親隙116处的晒合深度,使得移位纤维被进一步移位从而形成断裂纤维。该过程可导致 更大数目的移位纤维6被烙融粘结部分9接合。
[017引过度粘结是指在先前已经受过纤维位移的基底上进行的烙融粘结。过度粘结为任 选的工序。过度粘结可在线进行,或者作为另外一种选择,可在独立的转换加工过程中进 行。
[0179] 过度粘结依赖热和压力W将长丝按一致的图案烙合在一起。一致的图案被定义为 可沿结构化基底的长度再现的图案W便可观察到重复图案。过度粘结通过增压的親隙来进 行,其中所述親的至少一个为加热的,优选地两个親均为加热的。如果过度粘结是在基础基 底已经被加热的情况下进行,则增压的親隙将无需为加热的。过度粘结区域11的图案的实 例示出于图12a至12f中;然而,其它过度粘结图案也是可能的。图12a示出了过度粘结区 域11,其在纵向上形成连续图案。图1化示出了在纵向和横向上均具有的连续过度粘结区 域11W便形成过度粘结11的连续网络。该类型的系统可用单步骤过度粘结親或多親粘结 系统来产生。图12c示出了在纵向上不连续的过度粘结区域11。图12c所示的MD过度粘 结图案也可包括CD上的W连续或非连续设计连接MD过度粘结线的过度粘结区域11。图 12d示出了在MD上形成波浪图案的过度粘结区域11。图12e示出了形成交叉缝式图案的 过度粘结区域11,并且图12f示出了波形交叉缝式图案。
[0180] 过度粘结图案无需为均匀分布的,并且可为轮廓状的W适应具体的应用。受过度 粘结影响的总面积小于纤维网的总面积的75%,优选地小于50%,更优选地小于30%,并 且最优选地小于25%,但应当为至少3%。
[0181] 图13示出了过度粘结的特征。过度粘结区域11具有相对于基础基底20的第一 区域厚度32的厚度特性,所述第一区域厚度是在过度粘结区域之间测量。过度粘结区域11 具有压缩厚度42。过度粘结区域具有结构化基底21上的特征宽度44和过度粘结区域之间 的间距46。
[018引 第一区域厚度32为优选地介于0. Imm和1. 5mm之间,更优选地介于0. 15mm和 1. 3mm之间,更优选地介于0. 2mm和1. Omm之间,并且最优选地介于0. 25mm和0. 7mm之间。 过度粘结区域厚度42为优选地介于0. Olmm和0. 5mm之间,更优选地介于0. 02mm和0. 25mm 之间,还更优选地介于0. 03mm和0. Imm之间,并且最优选地介于0. 05mm和0. 08mm之间。过 度粘结区域11的宽度44介于0. 05mm和15mm之间,更优选地介于0. 075mm和IOmm之间, 还更优选地介于0. Imm和7. 5mm之间,并且最优选地介于0. 2mm和5mm之间。不要求过度 粘结区域11之间的间距46在结构化基底21中是均匀的,但极限值将在0. 2mm和16mm范 围内,优选地介于0. 4mm和IOmm之间,更优选地介于0. 8mm和7mm之间,并且最优选地介于 Imm和5. 2mm之间。过度粘结区域11的间距46、宽度44和厚度42是基于结构化基底21 的所期望特性例如拉伸强度和流体处理特性。
[0183] 图13示出了可在结构化基底21的一个侧面上产生具有过度粘结厚度42的过度 粘结11。图14示出了过度粘结11可根据用来制造结构化基底21的方法而位于结构化基 底21的任一侧面上。位于结构化基底21的两个侧面12, 14上的过度粘结11可为所期望 的W在结构化基底与其它非织造材料组合时产生通道从而进一步有助于对流体的管理。例 女口,双侧面的结构化基底可用于多层的高体积流体采集系统。 。184] 巧麼粘结方法
[0185] 参见图1中的设备,结构化基底23可具有粘结部分,所述粘结部分不位于或不仅 仅位于移位纤维6的远侧设置的部分处。例如,通过替代平坦的圆筒形社親而使用配合脊 状親来作为粘结親156,可粘结结构化基底23的其它部分,例如在第二区域4之间的第一区 域2中的第一表面12上的某些位置处进行粘结。例如,可在第一表面12上在各行移位纤 维6之间作出烙融粘结的材料的连续线。烙融粘结的材料的连续线形成如前所述的过度粘 结区域11。
[0186] 一般来讲,尽管示出了一个第一粘结親156,但在该过程的此阶段可能存在一个W 上的粘结親,使得粘结发生在一系列親隙117中和/或涉及不同类型的粘结親156。此外, 代替仅使用一个粘结親,可提供数个类似的親W向基础基底20或结构化纤维网21转移各 种物质,例如各种表面处理剂W赋予功能性的有益效果。可利用用于处理剂的该种应用的 本领域已知的任何方法。
[0187] 在穿过親隙117之后,结构化基底22行进至在親104和102B之间形成的親隙118, 其中親102B优选地相同于親102A。围绕親102B行进的目的是从親104上移除结构化基底 22而不干扰在其上形成的移位纤维6。由于親102B如同親102A -样与親104互晒,因此 当结构化基底22卷绕在親102B周围时,移位纤维6可贴合到親102B的凹槽108中。在穿 过親隙118之后,结构化基底22可被收取在进给親上W便被进一步加工为本发明的结构化 基底23。然而,在图1所示的实施方案中,结构化基底22通过親102B和第二粘结親158之 间的親隙119来加工。第二粘结親158在设计上可与第一粘结親156完全相同。第二粘结 親158可提供足够的热W至少部分地烙融结构化基底22的第二表面14的一部分,从而形 成多个非相交的、基本连续的过度粘结区域11,所述过度粘结区域对应于親102B的脊106 的尖端和親158的基本平坦的光滑表面之间的親隙压力。
[018引第二粘结親158可用作所述方法中的所述唯一一个粘结步骤(即,无需首先通过 粘结移位纤维6的远端来形成结构化基底22)。在该种情况下,结构化纤维网22将为在其 第二侧面14上具有粘结部分的结构化纤维网23。然而,一般来讲,结构化纤维网23优选地 为一种双面过度粘结的结构化纤维网22,其在其第一侧面12或第二侧面14上具有移位纤 维6的粘结远端(尖端粘结)和多个非相交的、基本连续的烙融粘结区域。
[0189] 最后,在结构化基底23形成之后,可将其收取在进给親160上,W便胆藏并进一步 加工为其它产品中的组件。
[0190] 在一个备选实施方案中,可使用图IA所示的方法将第二基底21A添加到结构化基 底21上。第二基底21A可为薄膜、非织造材料或第二如前所述的基础基底。就该实施方案 而言,基础基底20在親154上沿纵向移动并且移动到第一组反转互晒親102A和104的親 隙116,其中所述纤维被完全移位从而形成断裂纤维。然后纤维网行进至在親104和粘结親 156之间形成的親隙117,其中第二基底21A被导入并粘结到移位纤维6的远端部分3。在 穿过親隙117之后,结构化基底22行进至在親104和102B之间形成的親隙118,其中晒合 深度为零使得親104和102B不晒合,或晒合深度小于在親102A和104之间的親隙116处 形成的晒合深度,使得在结构化基底中不发生附加的纤维位移。作为另外一种选择,就该实 施方案而言,可设定親隙118处的晒合深度使得在第二基底21A中发生变形,但在结构化基 底22中不发生附加的纤维位移。换句话讲,親隙118处的晒合深度仍然小于親隙116处的 晒合深度。
[0191] 材料
[0192] 用来形成用于本发明基础基底的纤维的组合物可包括热塑性聚合材料和非热塑 性聚合材料。热塑性聚合材料必须具有适用于烙体纺丝的流变学特征。聚合物的分子量 必须足够高W使得能够在聚合物分子之间产生缠结,但又足够低W成为可烙体纺丝的。就 烙体纺丝而言,热塑性聚合物所具有的分子量低于约1,000, OOOg/mol,优选地约5, OOOg/ mol至约750, OOOg/mol,更优选地约10, OOOg/mol至约500, OOOg/mol,甚至更优选地约 50, OOOg/mol至约400, OOOg/mol。除非另外指定,所指的分子量为数均分子量。
[0193] 热塑性聚合材料能够相对快速地固化(优选地在拉伸流动下),并且形成热稳定 的纤维结构,如通常在已知工艺例如对短纤维的纺丝拉伸工艺或纺粘连续纤维工艺中所遇 到的那样。优选的聚合材料包括但不限于聚丙帰和聚丙帰共聚物、聚己帰和聚己帰共聚物、 聚醋和聚醋共聚物、聚醜胺、聚醜亚胺、聚乳酸、聚轻基链焼酸醋、聚己帰基醇、己帰-己帰 醇、聚丙帰酸醋、W及它们的共聚物和它们的混合物。其它合适的聚合材料包括如美国公布 2003/0109605A1和2003/0091803中所详述的热塑性淀粉组合物。其它合适的聚合材料包 括己帰丙帰酸、聚帰姪駿酸共聚物、W及它们的组合。所述聚合物描述于美国公布6746766、 US 6818295、US 6946506和美国专利申请03/0092343中。常见的热塑性聚合物纤维级的 材料是优选的,最值得注意的是聚醋基树脂、聚丙帰基树脂、聚乳酸基树脂、聚轻基链焼酸 醋基树脂和聚己帰基树脂W及它们的组合。最优选的为聚醋和聚丙帰基树脂。
[0194] 适用于本发明的热塑性聚合物的非限制性实例包括脂族聚醜胺醋;脂族聚醋;芳 族聚醋,包括聚对苯二甲酸己二醋(PET)及共聚物(coPET)、聚对苯二酸下二醇醋及共聚 物;聚对苯二甲酸丙二醋及共聚物;聚对苯二甲酸下二醋及共聚物;聚丙帰和丙帰共聚物; 聚己帰和聚己帰共聚物;脂族/芳族共聚醋;聚已酸内醋;聚(轻基链焼酸醋),包括聚(轻 基下酸醋-共-轻基戊酸醋)、聚(轻基下酸醋-共-己酸醋)或其它高级的聚(轻基下酸 醋-共-链焼酸醋),如授予Noda的美国专利5, 498, 692中所提及的,该专利W引用方式并 入本文;衍生自脂族多轻基化合物的聚醋和聚氨醋(即,二焼醜基聚合物);聚醜胺;聚己 帰/己帰醇共聚物;乳酸聚合物,包括乳酸均聚物和乳酸共聚物;丙交醋聚合物,包括丙交 醋均聚物和丙交醋共聚物;己交醋聚合物,包括己交醋均聚物和己交醋共聚物;W及它们 的混合物。优选的为脂族聚醜胺醋、脂族聚醋、脂族/芳族共聚醋、乳酸聚合物和丙交醋聚 合物。
[0195] 合适的乳酸和丙交醋聚合物包括W下乳酸和/或丙交醋的均聚物及共聚物,它们 所具有的重均分子量的范围一般为约10, OOOg/mol至约600, OOOg/mol,优选地约30, OOOg/ mol至约400, OOOg/mol,更优选地约50, OOOg/mol至约200, OOOg/mol。可商购获得的聚乳酸 聚合物的一个实例包括得自Qironopol Inco;rporation(Golden, Colorado)的多种聚乳酸 和W商品名EeoPLA?出售的聚交醋。合适的可商购获得的聚乳酸的实例为源自Cargill Dow的NATUREW0服S和源自Mitsui Chemical的LACEA。优选的为具有约160°至约175°C 的烙融温度的聚乳酸的均聚物或共聚物。也可使用改性的聚乳酸和不同的立体构型,例如 具有至多75%的D-异构体焊料的聚k乳酸和聚化k乳酸。用W生产高烙融温度PLA聚 合物的任选的D和L异构体的外消旋组合也是优选的。该些高烙融温度化聚合物为具有 18(TC W上的烙融温度的特别的PLA共聚物(应当理解,D异构体和L异构体被处理为不同 的立体单体)。该些高烙融温度通过特别地控制结晶尺寸W增加平均烙融温度来获得。
[0196] 取决于所用的具体的聚合物、方法和纤维的最终用途,一种W上的聚合物可为所 期望的。本发明的聚合物W-定量存在W改善纤维的机械特性、纤维的不透明度,优化流体 与纤维的交互作用,改善烙体的可加工性,并且改善对纤维的拉细。聚合物的选择和用量也 将决定纤维是否为可热粘结的并且是否影响最终产品的柔软性和质地。本发明的纤维可包 括单一聚合物、聚合物的共混物,或可为包含一种W上的聚合物的多组分纤维。本发明中的 纤维为可热粘结的。
[0197] 多成分共混物可为所期望的。例如,可使用该技术来混合和纺制聚己帰和聚丙帰 的共混物(下文称作聚合物混合体)。另一个实例为具有不同粘度或单体含量的聚醋的共 混物。也可生产多组分纤维,所述多组分纤维在每种组分中包含可区分的化学物质。非限 制性实例可包括25烙体流动速率(MFR)聚丙帰与50MFR聚丙帰的混合物,W及25MFR均聚 物聚丙帰与25MFR聚丙帰和作为共聚单体的己帰的共聚物的混合物。
[0198] 更优选的聚合材料具有11(TC W上,更优选地13(TC W上,甚至更优选地145C W 上,还更优选地16(TC W上,并且最优选地20(TC W上的烙融温度。用于本发明的另一种优 选的材料为具有高玻璃化转变温度的聚合物。优选的是最终用途纤维形式的-IOC W上的 玻璃化转变温度,更优选地(TC W上,还更优选地2(TC W上,并且最优选地5(TC W上。该特 性组合产生在高温下稳定的纤维。该类型材料的示例性实例为聚丙帰、聚乳酸基聚合物和 聚对苯二甲酸醋(PET)基聚合物系。 阳19引 化洗材料
[0200] 任选地,可将其它成分惨入到用来形成用于基础基底的纤维的可纺丝组合物中。 所述任选的材料可用来改进可加工性和/或用来改进最终产品的物理特性例如不透明度、 弹性、拉伸强度、湿强度和模量。其它有益效果包括但不限于稳定性(包括氧化稳定性)、亮 度、颜色、柔初性、回弹力、可使用性、加工助剂、粘度调节剂和气味控制。任选材料的实例包 括但不限于二氧化铁、碳酸巧、着色颜料、W及它们的组合。可加入其它添加剂W作为廉价 的填充剂或加工助剂,所述其它添加剂包括但不限于无机填充剂例如镇、铅、娃和铁的氧化 物。其它合适的无机材料包括但不限于含水娃酸镇、二氧化铁、碳酸巧、粘±、白聖、氮化测、 石灰石、娃藻±、云母、玻璃、石英和陶瓷。此外,还可使用无机盐,包括但不限于碱金属盐、 碱±金属盐和磯酸盐。
[0201] 任选地,可将其它成分惨入到所述组合物中。该些任选成分可存在的量按所述组 合物的重量计小于约50%,优选为约0. 1 %至约20%,更优选为约0. 1 %至约12%。可使用 所述任选材料来改变可加工性和/或改变最终产品的物理特性,例如弹性、拉伸强度和模 量。其它有益效果包括但不限于稳定性(包括氧化稳定性)、亮度、柔初性、颜色、回弹力、可 使用性、加工助剂、粘度调节剂、生物降解能力和气味控制。非限制性实例包括盐、增滑剂、 结晶加速剂或减速剂、气味掩蔽剂、交联剂、乳化剂、表面活性剂、环糊精、润滑剂、其它加工 助剂、英光增白剂、抗氧化剂、阻燃剂、染料、颜料、填充剂、蛋白质及其碱金属盐、蜡、粘性树 月旨、填料、W及它们的混合物。增滑剂可用来帮助减小纤维中的粘着性或摩擦系数。此外, 增滑剂还可用来改善纤维稳定性,尤其是在高湿度或高温度中。一种合适的增滑剂为聚己 帰。也可将热塑性淀粉(TP巧加入到聚合物组合物中。特别重要的是聚合物添加剂,它们 用来减少在生产和使用聚醋热塑性材料尤其是PET过程中所产生的静电积聚。此类优选材 料为己酵酸清除剂、己氧基化山梨醇醋、甘油醋、焼基賴酸盐、W及它们的组合和混合物、W 及配混的衍生物。
[0202] 可加入其它添加剂W作为廉价的填充剂或加工助剂,所述其它添加剂包括无机填 充剂例如镇、铅、娃和铁的氧化物。其它无机材料包括水合娃酸镇、二氧化铁、碳酸巧、粘±、 白聖、氮化测、石灰石、娃藻±、云母玻璃石英和陶瓷。此外,可使用无机盐作为加工助剂,所 述无机盐包括碱金属盐、碱±金属盐、磯酸盐。能改进热塑性淀粉共混物纤维的水反应性的 其它任选材料为硬脂酸醋基盐例如硬脂酸轴、硬脂酸镇、硬脂酸巧和其它硬脂酸盐,W及松 香组分例如脂松香。
[0203] 可将亲水剂加入到所述聚合物组合物中。亲水剂可用本领域的技术人员已知的标 准方法来加入。亲水剂可为低分子量聚合材料或化合物。亲水剂也可为具有较高分子量的 聚合材料。亲水剂可按0. Ol重量%至90重量%的量存在,其中优选的范围为0. 1重量% 至50重量%,并且还更优选的范围为0. 5重量%至10重量%。亲水剂可在树脂制造商生产 初始树脂时加入,或可在制造纤维时作为挤出机中的母料加入。优选的试剂为聚醋聚離、聚 醋聚離共聚物和用于聚醋基体聚合物的非离子聚醋化合物。也可加入己氧基化的低分子量 和高分子量多帰属化合物。可将增容剂加入到该些材料中W有助于更好地加工该些材料, 并且制造出更均匀且更均一化的聚合物化合物。本领域的技术人员将会理解,可在配混步 骤中附加地使用增容剂W产生具有烙融添加剂的聚合物混合体,所述添加剂并非固有地对 基体聚合物起作用。例如,可通过使用马来酸聚丙帰作为增容剂来将基座聚丙帰树脂与亲 水的聚醋聚離共聚物组合。
[0204] 纤维
[0205] 形成本发明中的基础基底的纤维可为单组分或多组分。术语"纤维"被定义为固 化的聚合物形状,所述形状具有大于1,000的长度对厚度比率。本发明的单组分纤维也可 为多成分的。如本文所用的成分被定义为物质或材料的化学物种。如本文所用的多成分纤 维被定义为包含一种W上的化学物种或材料的纤维。多成分和混合体聚合物在本发明中具 有相同的含义并且可互换使用。一般来讲,纤维可为单组分类型或多组分类型。如本文所 用的组分被定义为纤维中的与纤维的另一部分具有空间关系的单独部分。如本文所用的术 语多组分被定义为具有一个W上的彼此具有空间关系的单独部分的纤维。术语多组分包 括双组分,其被定义为具有两种彼此具有空间关系的单独部分的纤维。多组分纤维的不同 组分排列在横跨纤维横截面的基本不同的区域内,并沿纤维的长度连续地延伸。用于制造 多组分纤维的方法是本领域熟知的。多组分纤维的挤出在20世纪60年代已是人们所熟知 的。D证ont为多组分技术的领先的技术开发者,其W US 3, 244, 785和US 3, 704, 971提供 了对用来制造该些纤维的技术的技术说明。R. Jeffries的"Bicomponent Fibers"(Merrow 化Wishing,1971)为双组分技术打下了坚实的基础。最近的出版物包括"Taylor-Made Polypropylene and Bicomponent Fibers for the Nonwoven Industry',,Tappi Journal, 1991 年 12 月(第 103 页);和来自 Woo 化 ead 化Wishing 由 P'Jakajima 编订的"Advanced Fiber Spinning Technology',。
[0206] 在本发明中形成的非织造织物可包含多种类型的单组分纤维,它们是从不同的挤 出系统中通过同一喷丝头递送出来的。在该实例中,挤出系统为一种多组分挤出系统,该系 统将不同的聚合物递送至独立毛细管。例如,一个挤出系统将递送聚对苯二甲酸醋,并且另 一个递送聚对苯二甲酸醋共聚物,使得共聚物组合物在不同的温度下烙融。在第二实例中, 一个挤出系统可递送聚对苯二甲酸醋树脂,并且另一个可递送聚丙帰。在第H实例中,一个 挤出系统可递送聚对苯二甲酸醋树脂,并且另一个可递送分子量与第一聚对苯二甲酸醋树 脂不同的附加的聚对苯二甲酸醋树脂。该系统中的聚合物比率可在95:5至5:95,优选地 90:10 至 10:90 和 80:20 至 20:80 范围内。
[0207] 双组分纤维和多组分纤维可为并列型、皮-芯型、橘瓣型、带型、海岛型构型、或它 们的任何组合。外皮在芯周围可为连续的或非连续的。示例性多组分纤维的非包含性实例 公开于美国专利6, 746, 766中。皮与芯的重量比为约5:95至约95:5。本发明的纤维可具 有不同的几何形状,所述几何形状包括但不限于;圆形、楠圆形、星形、H叶形、具有3-8片 叶的多叶形、矩形、H形、C形、I形、U形和其它各种偏也形。也可使用中空纤维。优选的形 状为圆形、H叶形和H形。所述圆形纤维形状和H叶形纤维形状也可为中空的。
[020引"高度拉细的纤维"被定义为具有高拉伸比率的纤维。总纤维拉伸比率被定义为纤 维在其最大直径(该通常是刚刚退出毛细管之后的结果)处对其最终用途时的最终纤维直 径的比率。总纤维拉伸比率将大于1. 5,优选地大于5,更优选地大于10,并且最优选地大于 12。该对于获得触觉特性和有用的机械特性是必要的。
[0209] 本发明的异形纤维的纤维"直径"被定义为外接所述纤维的外周边的圆的直径。就 中空纤维而言,所述直径不是中空区域的直径而是实也区域的外边缘的直径。就非圆形纤 维而言,纤维直径是使用围绕所述叶片的最外点或所述非圆形纤维的边缘而外接的圆来测 量。该外接圆的直径可称作该纤维的有效直径。优选地,高度拉细的多组分纤维将具有小 于500微米的有效纤维直径。更优选地,所述有效纤维直径将为250微米或更小,甚至更优 选地100微米或更小,并且最优选地小于50微米。通常用来制造非织造材料的纤维将具有 约5微米至约30微米的有效纤维直径。本发明中的纤维趋于大于典型的纺粘非织造材料中 所存在的那些。因此,具有小于10微米的有效直径的纤维是不适用的。适用于本发明的纤 维具有大于约10微米,更优选地大于15微米,并且最优选地大于20微米的有效直径。纤 维直径通过纺丝速度、质量产出和共混组合物来控制。当将本发明中的纤维制造成离散层 时,该层可与附加层相组合,所述附加层可包含细纤维,甚至纳米尺寸的纤维。
[0210] 术语纺丝直径是指纤维具有大于约12. 5微米,至多50微米的有效直径。该直径 范围由大多数标准纺丝设备来产生。微米和微米(Um)的含义相同,并且可互换使用。烙 喷直径小于纺丝直径。通常,烙喷直径为约0. 5至约12. 5微米。优选的烙喷直径范围为约 1至约10微米。
[0211] 由于异形纤维的直径可能难W确定,因此常常参考纤维的旦尼尔。旦尼尔被定义 为W克计的9000延米长度的纤维的质量,用化f (旦尼尔/长丝)来表示。因此,当从直径 转换为旦尼尔时也考虑纤维的固有密度,并且反之亦然。就本发明而言,优选的旦尼尔范围 为大于1化f且小于IOCMpf。更优选的旦尼尔范围为1. 5化f至50化片并且还更优选的范 围为2. (Mpf至20化片并且最优选的范围为4dpf至ICMpf。就聚丙帰而言,旦尼尔与直径 的关系的一个实例为,密度为约0. 900g/cm3的1化f实也圆形聚丙帰纤维具有约12. 55微 米的直径。
[0212] 就本发明而言,希望纤维具有有限的延展性并且表现出耐受压缩力的硬度。本发 明的纤维将具有大于5克/长丝的个体纤维断裂载荷。纤维的拉伸特性是遵循由ASTM标 准D 3822-91大体描述的规程或等同测试来测量,但所用的实际测试详述于下文中。拉伸 模量(除非另外指明,为ASTM标准D3822-91中所指定的初始模量)应当大于0.5GPa(吉 帕斯卡),更优选地大于1. 5GPa,还更优选地大于2. OGPa,并且最优选地大于3. OGPa。更高 的拉伸模量将产生提供可维持的比体积的更坚硬的纤维。实例将在下文中提供。
[0213] 在本发明中,可调整纤维的亲水性和疏水性。所述基体树脂特性可具有通过共聚 作用产生的亲水特性(例如某些聚醋(源自Eastman化emical的EASTO肥,一般为賴基聚 醋类聚合物)或聚帰姪例如聚丙帰或聚己帰的情况),或具有被加入到所述基体树脂中W 使其成为亲水的材料。添加剂的示例性实例包括CIBA Trgasurf类添加剂。本发明中的纤 维也可在其制造之后被处理或涂覆W使它们成为亲水的。在本发明中,耐用亲水性是优选 的。耐用亲水性被定义为在一次W上的流体交互作用之后保持亲水特征。例如,如果测试 所评测样本的耐用亲水性,则可将水德注在样本上并且观察润湿情况。如果样本浸湿,则其 为初始地亲水的。然后用水将样本完全地漂洗并且将其干燥。所述漂洗最好通过将样本放 到大容器中来进行,并且揽动十砂钟,然后进行干燥。干燥之后的样本在再次接触水时应当 也会浸湿。
[0214] 本发明的纤维为热稳定的。纤维热稳定性被定义为在沸水中具有小于30%的收缩 率,更优选地小于20%的收缩率,并且最优选地小于10%的收缩率。本发明中的一些纤维 将具有小于5%的收缩率。收缩率通过测量被放置在沸水中并持续一分钟之前和之后的纤 维长度来确定。高度拉细的纤维将使得能够生产出热稳定的纤维。
[0215] 本发明中的基础基底中所用的纤维形状可由实也圆形、中空圆形和各种多叶形等 形状的异形纤维组成。具有彼此明显不同的横截面形状的异形纤维的混合物被定义为如下 的至少两个纤维;当用扫描电镜检查剖面图时,它们具有足W相区别的不同的横截面形状。 例如,两个纤维可为H叶形形状,但一个H叶形具有长腿,而另一个H叶形具有短腿。虽然 不是优选的,但如果一个纤维为中空的并且另一个为实也的,即使总体横截面形状是相同 的,所述异形纤维也可为明显不同的。
[0216] 多叶形异形纤维可为实也的或中空的。多叶形纤维被定义为沿纤维的外表面具有 一个W上的拐点。拐点被定义为当垂直于纤维轴线来切割纤维时垂直于纤维表面所作垂线 的斜率绝对值的变化。异形纤维也包括月牙形、卵形、正方形、菱形、或其它合适的形状。
[0217] 实也圆形纤维在合成纤维行业中已为人们所知许多年了。该些纤维在纤维横截面 的整个宽度上具有基本上在光学上连续的物质分布。该些纤维可包含微空隙或内部原纤 化,但被认为是基本上连续的。在实也圆形纤维的外表面不存在拐点。
[021引本发明的圆形或多叶形的中空纤维将具有中空区域。中空纤维的实也区域围绕中 空区域。中空区域的周边也是实也区域的内周边。中空区域可为与中空纤维相同的形状, 或中空区域的形状可为非圆形的或非同也形的。在纤维中可存在一个W上的中空区域。
[0219] 中空区域被定义为纤维的不包含任何材料的部分。其也可被描述为空隙区域或空 白空间。中空区域将构成纤维的约2%至约60%。优选地,中空区域将构成纤维的约5% 至约40%。更优选地,中空区域构成纤维的约5%至约30%,并且最优选地构成纤维的约 10%至约30%。所述百分比是针对中空纤维的横截面区域(即二维的)给定的。
[0220] 就本发明而言,必须控制中空区域的百分比。所述中空区域百分比优选地大于 2%,否则中空区域的有益效果是不明显的。然而,中空区域优选地小于60%,否则纤维可能 会塌缩。所期望的中空百分比取决于所用的材料、纤维的最终用途、W及其它纤维特征和用 途。
[0221] 具有彼此明显不同的横截面形状的两个或更多个异形纤维的平均纤维直径按W 下方式来计算:测量每个纤维类型的平均旦尼尔,将每个异形纤维的旦尼尔转换为等同的 实也圆形纤维直径,将按百分比总纤维含量加权的每个异形纤维的平均直径累加在一起, 并且除W纤维类型(不同的异形纤维)的总数目。平均纤维纤度也按W下方式来计算:通 过纤维密度的关系来转换平均纤维直径(或等同的实也圆形纤维直径)。如果平均直径为 高于或低于至少约10%,则认为纤维具有不同的直径。具有彼此明显不同的横截面形状的 所述两个或更多个异形纤维可具有相同的直径或不同的直径。此外,异形纤维还可具有相 同的旦尼尔或不同的旦尼尔。在一些实施方案中,异形纤维将具有不同的直径和相同的旦 尼尔。
[0222] 多叶形纤维包括但不限于最常见的类型例如H叶形和A形。多叶形纤维的其它 合适的形状包括H角形、正方形、星形或楠圆形。该些纤维被最精确地描述为具有至少一个 斜率拐点。斜率拐点被定义为沿纤维表面的周边的纤维的斜率发生变化的点。例如,A形 H叶形纤维将具有H个斜率拐点,并且明显的H叶形纤维将具有六个斜率拐点。本发明中 的多叶形纤维一般将具有小于约50个斜率拐点,并且最优选地小于约20个斜率拐点。多 叶形纤维一般可被描述为非圆形的,并且可为实也的或中空的。
[0223] 本发明的单成分和多成分纤维可呈许多不同的构型。如本文所用的成分被定义为 是指物质或材料的化学物种。纤维在构型上可为单组分的。如本文所用的组分被定义为纤 维中的与纤维的另一部分具有空间关系的单独部分。
[0224] 在纤维形成之后,可进一步处理纤维或可处理粘结织物。可加入亲水性或疏水性 整理剂W改性织物的表面能和化学性质。例如,疏水性纤维可用润湿剂来处理W有利于吸 收含水液体。粘结织物也可用包含表面活性剂、颜料、增滑剂、盐或其它材料的局部溶液来 处理W进一步改性纤维的表面特性。
[0225] 本发明中的纤维可为卷曲的,虽然优选的是纤维不是卷曲的。卷曲纤维一般W两 种方法产生。第一方法是在已经纺丝了纤维之后机械地变形所述纤维。将纤维烙融纺丝, 拉伸至最终长丝直径并且一般通过齿轮或填塞箱来机械地处理,所述齿轮或填塞箱赋予二 维或H维權皱。该方法用于产生最粗梳短纤维;然而,粗梳短纤维织物不是优选的,因为所 述纤维不是连续的,并且由卷曲纤维制成的织物在使用纤维变形技术之前一般非常膨松。 用于卷曲纤维的第二方法为挤出多组分纤维,所述多组分纤维能够在纺丝工艺中卷曲。本 领域的普通技术人员将会认识到,存在许多制造双组分卷曲纺粘纤维的方法;然而,就本发 明而言,考虑将H种主要技术用于制造卷曲的纺丝非织造材料。第一技术为卷曲,其由于纺 丝线中的差异聚合物结晶而发生在纺丝线中,所述差异聚合物结晶起因于聚合物类型的差 另IJ、聚合物分子量特征(例如,分子量分布)或添加剂含量。第二方法为在将纤维纺丝成纺 丝基底之后对其进行有差别的收缩。例如,加热纺丝纤维网可因初纺纤维中的结晶度差异 而导致纤维收缩,例如在热粘结过程期间。导致卷曲的第H方法是机械地拉伸纤维或纺丝 纤维网(一般用于机械地拉伸已粘结在一起的纤维网)。所述机械拉伸可暴露出所述两种 聚合物组分之间应力-应变曲线中的差异,该可导致卷曲。
[0226] 后两种方法通常被称为潜在卷曲法,因为它们必须在纤维被纺丝之后活化。在本 发明中,对于卷曲纤维的使用存在优先顺序。可使用粗梳短纤维织物,只要它们具有小于 1. 3mm的基础基底厚度即可。纺丝或纺粘织物为优选的,因为它们包含可被卷曲的连续长 丝,只要基础基底的厚度小于1.3mm即可。就本发明而目,基础基底包含小于100重量%的 卷曲纤维,优选地小于50重量%的卷曲纤维,更优选地小于20重量%的卷曲纤维,更优选 地小于10重量%的卷曲纤维,并且最优选地0重量%的卷曲纤维。未卷曲的纤维是优选的, 因为卷曲过程可减少被传送到纤维表面上的流体的量,并且卷曲也可因减小了基础基底的 比密度而减少基础基底的固有毛细管作用。
[0227] 短长度纤维被定义为具有小于50mm的长度的纤维。在本发明中,连续纤维相对于 短切纤维是优选的,因为它们提供两种附加的有益效果。第一有益效果是,流体可被传送更 大距离而没有纤维端部,因此提供增强的毛细管作用。第二有益效果是,连续纤维产生具有 更高拉伸强度和硬度的基础基底,因为粘结网络具有连续的纤维基质,所述纤维基质集体 地比由短长度纤维构成的纤维基质具有更高的互连程度。优选的是,本发明的基础基底包 含极少的短长度纤维,优选地小于50重量%的短长度纤维,更优选地小于20重量%的短长 度纤维,更优选地小于10重量%,并且最优选地0重量%的短长度纤维。
[022引所生产出的用于本发明的基础基底的纤维优选地为可热粘结的。本发明中的可热 粘结被定义为W下纤维:当将所述纤维的温度升高成接近或超过它们的峰值烙融温度时它 们会软化,并且它们在至少低的外加压力的影响下会粘着或烙合在一起。就热粘结而言,总 纤维热塑性含量应当超过30重量%,优选地超过50重量%,还更优选地超过70重量%,并 且最优选地超过90重量%。
[022引 纺终工巧
[0230] 形成本发明中的基础基底的纤维优选地为形成纺丝织物的连续长丝。纺丝织物被 定义为由基本连续的长丝形成的、基本上不具有内聚拉伸特性的未粘结织物。连续长丝被 定义为具有高的长度对直径比率的纤维,其具有超过10, 000:1的比率。本发明中的构成纺 丝织物的连续长丝不是短纤维、短切纤维或其它有意制造的短长度纤维。本发明中的连续 长丝平均为超过IOOmm长,优选地超过200mm长。本发明中的连续长丝也不是有意或无意 卷曲的。
[0231] 本发明的纺丝工艺使用如美国专利3, 802, 817 ;5, 545, 371 ;6, 548, 431和 5, 885, 909中所公开的高速纺丝工艺来进行。在该些烙融纺丝工艺中,挤出机提供烙融聚合 物给烙体粟,所述烙体粟递送比体积的烙融聚合物,所述烙融聚合物通过由大量毛细管构 成的纺丝组合件传送而成形为纤维,其中纤维通过空气骤冷区被冷却并被气动拉伸W减小 它们的尺寸而成为高度拉细的纤维,从而通过分子水平的纤维取向增加纤维强度。然后将 拉伸的纤维沉积到常常称作成形带或成形台的多孔带上。
[0232] 本发明的用来制造连续长丝的纺丝工艺将包含100至10, 000毛细管/米,优选 地200至7, 000毛细管/米,更优选地500至5, 000毛细管/米,并且还更优选地1,000至 3, 000毛细管/米。本发明中的聚合物质量流量/毛细管将大于0. 3GHM(克/孔/分钟)。 优选的范围为0. 4GHM至15GHM,优选地介于0. 6GHM和IOGHM之间,还更优选的介于0. 8GHM 和5GHM之间,并且最优选的范围为IGHM至4GHM。
[0233] 本发明中的纺丝工艺包含用于制造高度拉细的、未卷曲的连续长丝的单一工序。 所挤出的长丝是通过骤冷空气区被拉伸,其中它们在被拉细的同时也被冷却和固化。此 类纺丝工艺公开于 US 3338992、US 3802817、US 4233014US 5688468、US 6548431B1、US 6908292B2 和美国专利申请 2007/0057414A1 中。EP 1:M0843B1 和 EP 1323852B1 中所述的 技术也可用来生产所述纺丝非织造材料。所述高度拉细的连续长丝是自聚合物从喷丝头退 出开始被直接拉伸至拉细装置,其中当纺丝织物在成形台上形成时,连续长丝直径或旦尼 尔基本上不改变。本发明中的一种优选的纺丝工艺包括拉伸装置,所述拉伸装置在喷丝头 出口至气动式拉伸装置之间气动地拉伸纤维,从而使得纤维能够沉积到成形带上。所述工 艺不同于从喷丝头机械地拉伸纤维的其它纺丝工艺。
[0234] 用于本发明的纺丝工艺在单一步骤中生产出热稳定的、连续的、未卷曲的纤维,所 述纤维具有如前文所掲露的限定的固有拉伸强度、纤维直径或旦尼尔。优选的聚合材料 包括但不限于聚丙帰和聚丙帰共聚物、聚己帰和聚己帰共聚物、聚醋和聚醋共聚物、聚醜 胺、聚醜亚胺、聚乳酸、聚轻基链焼酸醋、聚己帰基醇、己帰-己帰醇、聚丙帰酸醋、W及它 们的共聚物和它们的混合物。其它合适的聚合材料包括如美国公布2003/0109605A1和 2003/0091803中所详述的热塑性淀粉组合物。其它合适的聚合材料包括己帰丙帰酸、聚 帰姪駿酸共聚物、W及它们的组合。所述聚合物描述于美国专利6746766、US 6818295、US 6946506和美国公布的专利申请03/0092343中。常见的热塑性聚合物纤维级的材料是优 选的,最值得注意的是聚醋基树脂、聚丙帰基树脂、聚乳酸基树脂、聚轻基链焼酸醋基树脂 和聚己帰基树脂W及它们的组合。最优选的为聚醋和聚丙帰基树脂。示例性聚对苯二甲酸 醋(除非另行指出,在下文中称作聚醋)树脂为Eastman Feme(IV = 0. 61dl/g) ,Eastman 9663(IV = 〇. 80dl/g)、D证ont Crystar 4415(IV = 〇. 61gl/g)。一种合适的共聚醋为 Eastman 9921 (IV-0. 81)。适用于本发明的聚醋的固有粘度(IV)范围为0.3dl/g至0.9dl/ g,优选地0. 45dl/g至0. 85dl/g,并且更优选地0. 55dl/g至0. 82dl/g。固有粘度为聚合物 分子量的量度,并且是聚合物领域的技术人员所熟知的。本发明中的聚醋纤维可为混合体、 单组分和异形的。一个优选的实施方案为多叶形、优选地H叶形聚醋纤维,它们是由旦尼尔 在3化f和8化f之间的0. 61dl/g的树脂制成。虽然在本发明中最常提到的是PET,但也可 使用其它聚对苯二甲酸醋聚合物,例如PBT、PTT、PCT。
[0235] 已意外地发现,可在纺粘工艺中使用树脂特性的特定组合来生产出高旦尼尔的热 粘结的阳T非织造材料。已发现,Eastman F61肥阳T聚合物和Eastman 9921 coPET提供 一种用于生产可热粘结的但热稳定的纤维的理想组合。所述意外的发现是,F61HC和9921 可通过独立毛细管W在70:30至90:10范围内的比率(Feme: 9921比率)被挤出,并且所 得纤维网可被热粘结在一起W产生热稳定的非织造材料。该实例中的热稳定的被定义为在 沸水中经过5分钟之后在MD上具有小于10%的收缩率。热稳定性通过采用大于4000米/ 分的纺丝速度W及在圆形纤维和异形纤维中均产生在1化f至l(Mpf范围内的长丝旦尼尔 来获得。已形成了在5g/m 2至lOOg/m2范围内的基重。已生产出的该些织物具有热点粘结。 该些类型的织物可用于各种应用中,例如一次性吸收制品、烘干机衬片和屋顶租料。如果需 要,多束系统可单独地使用或可具有细旦纤维直径层,将所述细旦纤维直径层放置在两个 纺丝层之间然后粘结在一起。
[0236] 一个附加的优选的实施方案是使用聚丙帰纤维和纺丝非织造材料。聚丙帰的优 选树脂特性为在W下范围内的烙体流动速率;介于5MFR( W克/10分钟计的烙体流动速 率)和400MFR之间,其中优选的范围介于IOMFR和IOOMFR之间,并且还更优选的范围介于 15MFR和65MFR之间,其中最优选的范围介于23MFR和40MFR之间。用来测量MFR的方法概 述于ASTMD1238中,在230°C温度下用2. 16kg的质量来测量。
[0237] 由单组分和多组分纤维制成的非织造产品也将表现出某些特性,具体地讲,强度、 柔初性、柔软性和吸收性。强度的测量包括干拉伸强度和/或湿拉伸强度。柔初性与硬度 有关,并且可归因于柔软性。柔软性一般被描述为生理感知的属性,其同时与柔初性和质地 有关。吸收性涉及产品吸收流体的能力W及保留流体的容量。本发明中的吸收性不涉及纤 维自身的摄取水的内部区域,例如在纸浆纤维、再生纤维素纤维(例如人造丝)中所发现的 那样。由于一些热塑性聚合物固有地摄取少量的水(例如聚醜胺),因此将水摄取量限制于 小于10重量%,优选地小于5重量%,并且最优选地小于1重量%。本发明中的吸收性起 源于纤维和非织造结构的亲水性,并且主要取决于纤维表面积、孔径和粘结交会部位。毛细 管作用用来描述流体与纤维质基底交互作用的一般现象。毛细管作用的性质是本领域的技 术人员非常了解的,并且详述于A化in "Turbak 的"Nonwovens: HieoiT, Process, Performanc e and Testing"中,见第 4 章。
[023引形成本发明中的基础基底的纺丝纤维网将具有介于Ig/g(克/克)至lOg/g之 间,更优选地介于2g/g和8g/g之间,并且最优选地介于3g/g和7g/g之间的吸收性摄取值 或保持容量(Cft旨)。该摄取值的测量按W下方式进行;称重在MD上15cm长和在CD上5cm 宽的干样本(W克计),干重为Hif,然后将样本浸没在蒸觸水中并持续30砂,然后从水中取 出样本,将其竖直地息挂(在MD上)10砂,然后再次称重样本,湿重为最终湿样本重 量(m.s)减去干样本重量(Hif)再除W干样本重量(Hif)就得到样本的吸收性或保持容量 (C保持),即;
[0239] ._说洁-獅占 心潔护―^瓦-^
[0240] 结构化基底具有类似的保持容量。
[0241] 本发明中的纺丝工艺将生产出具有所期望的基重的纺丝非织造材料。基重被定义 为每单位面积的纤维/非织造材料的质量。就本发明而言,基础基底的基重介于10g/m2和 200g/m 2之间,其中优选的范围介于15g/m2和lOOg/m2之间,其中更优选的范围介于18g/m 2 和80g/m2之间,并且甚至更优选的范围介于25g/m2和72g/m2之间。最优选的范围介于30g/ m 2和62g/m2之间。
[0242] 生产多成分纤维过程中的第一步骤为配混步骤或混合步骤。在配混步骤中,将原 材料加热,通常在剪切下加热。在存在热时进行剪切将使得适当选择的组合物发生均匀的 烙融。然后将烙体放置在形成纤维的挤出机中。使用热、压力、化学粘合剂、机械缠结、W及 它们的组合来将集合的纤维组合在一起,从而导致非织造纤维网的形成。然后将所述非织 造材料改性并装配成基础基底。
[0243] 配混步骤的目标是产生均匀的烙融组合物。就多成分共混物而言,该步骤的目的 是将热塑性聚合物材料烙融共混在一起,其中混合温度高于热塑性组分的最高烙融温度。 也可加入所述任选成分并将它们混合在一起。优选地,烙融组合物为均匀的,该是指发现在 大范围内存在均匀的分配并且未观察到明显不同的区域。可加入增容剂W将材料与较差的 可混溶性组合,例如当将聚乳酸加入到聚丙帰中或将热塑性淀粉加入到聚丙帰中时。
[0244] 双螺杆配混是本领域熟知的,并且用来制备聚合物混合体或将聚合物与任选材料 适当地混合在一起。双螺杆挤出机一般为在聚合物制造和纤维纺丝步骤之间使用的独立工 艺。为了降低成本,纤维挤出可从双螺杆挤出机开始,使得配混过程直接与纤维制造相连。 在某些类型的单螺杆挤出机中,可在线产生良好的混合和增容作用。
[0245] 最优选的混合装置为具有多个注入点的多混合区域双螺杆挤出机。也可使用双螺 杆间歇式揽拌器或单螺杆挤出系统。只要进行了充分的混合和加热,所使用的具体设备并 不是关键的。
[0246] 本发明利用了烙融纺丝的方法。在烙融纺丝中,挤出物中不存在质量损失。烙融 纺丝不同于其它纺丝例如从溶液进行的湿纺丝或干纺丝,其中溶剂通过从挤出物中挥发或 扩散来去除,从而导致质量损失。
[0247] 纺丝将发生在12(TC至约35(TC,优选地160°至约320°,最优选地19(TC至约 30(TC温度下。要求纤维纺丝速度大于100米/分钟。优选地,纤维纺丝速度为约1,000至 约10, OOO米/分钟,更优选地约2, OOO至约7, 000,并且最优选地约2, 500至约5, OOO米/ 分钟。聚合物组合物必须被快速纺丝W制造出牢固且热稳定的纤维,如由单纤维测试和基 础基底或结构化基底的热稳定性所决定。
[024引所述均匀的烙融组合物可在可商购获得的烙融纺丝设备上被烙融纺丝成单组分 或多组分纤维。将基于所期望的多组分纤维的构型来选择所述设备。可商购获得的烙融纺 丝设备得自化Ils, Inc. (Me化ourne, Florida)。纤维纺丝(单组分和多组分)的著名资 源为 P'Jakajima 的"Advanced Fiber Spinning Technology", Woo化ead Publishing。纺丝 温度范围为约12(TC至约35(TC。加工温度取决于每种组分的化学性质、分子量和浓度。空 气拉细技术的实例是由Hiir S Inc. ,Neumag和REIC0FIL商业化出售。适用于本发明的 技术的一个实例为ReilbiiliiiLiser REIC0FIL 4纺丝工艺。该些技术是非织造材料行业中所 熟知的。 阳24引 流体化巧
[0250] 本发明的结构化基底可用来管理流体。流体管理被定义为通过控制结构化基底的 特性而有意地使流体运动。在本发明中,流体管理通过两个步骤来实现。第一步骤为通过 纤维形状、纤维纤度、基重、粘结方法和表面能来构建基础基底特性。第二步骤涉及构建通 过纤维位移生成的空隙体积。 。巧1] 吸收制品
[0巧2] 图23为本发明的某一实施方案的尿布210的平面图。尿布210被显示处于其平 展未收缩状态(即,没有弹性诱导收缩),并且尿布210的一些部分被切除W更清楚地显示 尿布210的下面的结构。在图23中,尿布210的接触穿着者的部分是面向观察者的。尿布 210 -般可包括底座212和设置在底座中的吸收芯214。
[0253] 图23中的尿布210的底座212可包括尿布210的主体。底座212可包括外覆盖件 216,所述外覆盖件包括可为液体可渗透的顶片218和/或可为液体不可渗透的底片220。 吸收芯214可封装在顶片218和底片220之间。底座212也可包括侧片222、弹性化腿缠 224和弹性腰部组件226。
[0巧4] 腿缠224和弹性腰部组件226通常可各包括弹性构件228。尿布210的一个端部 可被构型为尿布210的第一腰区230。尿布210的相对的端部可被构造为尿布210的第二 腰区232。尿布210的中间部分可被构造为挡区234,所述挡区在第一腰区230和第二腰区 232之间纵向延伸。腰区230和232可包括弹性元件,使得它们围绕着穿着者的腰部聚塊W 提供改进的贴合性和密封性(弹性腰部组件226)。挡区34是当尿布210被穿用时通常位 于穿着者腿部之间的尿布210的部分。
[0255] 尿布210在图23中被描绘成具有纵向轴线236和横向轴线238。尿布210的周边 240是由尿布210的外边缘限定,其中纵向边缘242大致平行于尿布210的纵向轴线236延 伸,并且端边244大致平行于尿布210的横向轴线238延伸在纵向边缘242之间。底座212 也可包括扣紧系统,所述系统可包括至少一个扣紧构件246和至少一个存储着陆区248。
[0巧6] 尿布220还可包括该些本领域已知的其它组件,包括前耳片和后耳片、腰帽组件、 弹性部件等,W提供更好的贴合性、密封性和美观特性。此类附加的部件已为本领域所熟知 并被例如描述于美国专利3, 860, 003和美国专利5, 151,092中。
[0巧7] 为了将尿布210围绕围绕穿着者保持固定,第一腰区230的至少一部分可由扣紧 构件246连接到第二腰区232的至少一部分,W形成腿部开口和制品腰部。当扣紧时,扣紧 系统承受制品腰部周围的拉伸载荷。扣紧系统可允许制品使用者抓持扣紧系统的一个元件 例如扣紧构件246,并且在至少两个位置将第一腰区230连接到第二腰区232。该可通过操 纵扣紧装置元件之间的粘结强度来实现。
[0巧引根据某些实施方案,尿布210可具有可重新闭合的扣紧系统,或作为另外一种选 择可按裤型尿布的形式提供。当吸收制品为尿布时,其可包括接合到底座的用于将尿布固 定到穿着者身上的可重新闭合的扣紧系统。当吸收制品为裤型尿布时,制品可包括至少两 个侧片,所述侧片接合到底座并且彼此接合W形成裤。扣紧系统及其任何组件可包括适用 于该种用途的任何材料,包括但不限于塑料、薄膜、泡沫、非织造材料、织造材料、纸、层压 体、纤维增强的塑料等、或它们的组合。在某些实施方案中,构成扣紧装置的材料可为柔初 的。该柔初性可允许扣紧系统适形于身体的形状,并因此减小扣紧系统刺激或伤害穿着者 皮肤的可能性。
[0巧9] 对于单一吸收制品,底座212和吸收芯212可形成尿布212的主结构,所述主结构 在添加其它部件后形成复合尿布结构。尽管顶片218、底片220和吸收芯214可按多种熟 知的构型来装配,但优选的尿布构型一般描述于W下专利中:1996年9月10日授予Roe等 人的题目为"Absorbent Article With Multiple Zone Structural Elastic-Like Film Web Extensible Waist !^ature"的美国专利 5, 554, 145; 1996 年 10 月 29 日授予 Buell 等 人的题目为"Dispos油Ie PuU-On Pant"的美国专利5, 569, 234 ;和1999年12月21日授 予Robles 等人的题目为"Absorbent Article With Multi-Directional Extensible Side Panels"的美国专利 6, 004, 306。
[0260] 图23中的顶片218可被完全地或部分地弹性化或可被缩短W在顶片218和吸收 芯214之间提供空隙空间。包括弹性化的或缩短的顶片的示例性结构更详细地描述于W下 专利中:1991年8月6日授予Alien等人的题目为"Disposable Absorbent A;rticle化ving Elastically Extensible Topsheet"的美国专利 5, 037, 416 ;和 1993 年 12 月 14 日授予 Freeland 等人的题目为"Trisection Topsheets for Disposable Absorbent Articles and Disposable Absorbent Articles Having Such Trisection Topsheets"的美国专利 5, 269, 775。
[0261] 底片226可与顶片218接合。底片220可防止被吸收芯214所吸收并容纳在尿布 210内的流出物弄脏可能接触尿布210的其它外部制品,例如床单和内衣。在某些实施方案 中,底片226可为基本上液体(例如,尿液)不可透过的,并且包括非织造材料和薄塑料薄 膜的层压体,所述薄膜例如具有约0. 012mm(0. 5mil)至约0. 051mm(2. Omil)厚度的热塑性 薄膜。合适的底片薄膜包括由Tredegar Industries Inc. (Terre Haute, Ind.)制造并W商 品名X15306、X10962和X10964出售的那些。其它合适的底片材料可包括允许蒸汽从尿布 210逸出同时仍然防止液体流出物透过底片210的透气材料。示例性透气材料可包括例如 织造纤维网、非织造纤维网之类的材料、例如膜包衣的非织造纤维网之类的复合材料W及 例如由日本的Mitsui Toatsu Co.制造的命名为ESPOIR NO和由EXXON Chemical Co.炬ay City,Tex)制造的命名为EXXAIRE的微孔薄膜。包括共混聚合物的适用可透气复合材料是 W 名称 HYTREL 共混物 P18-3097 得自 Clopay Co 巧 oration (Cincinnati, Ohio)。此类可透 气的复合材料更详细地描述于1995年6月22日W E I. D证ont名义公布的PCT专利申请 WO 95/16746中。包括非织造纤维网和开孔成形薄膜在内的其它透气底片描述于1996年 11月5日授予Dobrin等人的美国专利5, 571,096中。
[0262] 图24显示沿图23的截线2-2截取的图23的横截面。从面向穿着者侧开始,尿布 210可包括顶片218、吸收芯214的组件和底片220。尿布210还包括采集系统250,所述系 统设置在液体可透过的顶片218和吸收芯214的面向穿着者侧之间。采集系统250可直接 接触吸收芯。
[0263] 采集系统250包括本发明的纤维网。就本发明而言,希望吸收制品总体上是相对 薄的。此使得所需的存储容量和货架空间减小。此外,还发现较薄的吸收制品对许多消费 者具有更大的吸引力。为了有利于形成薄的吸收制品,采集系统也应当尽可能地薄。然而, 较薄的材料常常具有较低的暂时流体保持容量。除了薄的性质W外,采集系统还应当能够 快速地采集流体,W避免吸收制品由于顶片上的自由流体而发生渗漏。并且,本发明的采集 系统应当具有良好的芯吸能力W允许将流体朝制品的前腰区和后腰区传送。因此,有可能 更高效地利用吸收芯中所包括的吸收材料。此外,朝前腰区和后腰区增加的液体存储使得 吸收制品能够在挡区中具有减小的堆积体积,当润湿时也是如此。
[0264] 本发明的纤维网可用于具有面朝顶片的第二表面的采集系统。在该些实施方案 中,第一区域的面向顶片的表面产生空隙体积,所述空隙体积用来暂时地保持排泄到吸收 制品中的液体。目P,不仅纤维网自身而且纤维网的表面的直接上方的区域也用来保持流体。 由第二区域形成的且面朝顶片的间断用作凸起区域W保持顶片和纤维网的第一区域之间 的距离。由第二区域形成的间断的松散端部在纤维网中产生相对开放的结构,其中液体可 容易且快速地进入到纤维网中并且进入到纤维网下面的吸收芯中或进入到采集系统的附 加下层中(在具有附加采集系统层的实施方案中)。
[0265] 作为另外一种选择,本发明的纤维网可用于具有面朝顶片的第一表面的采集系 统。在该些实施方案中,间断内的空隙体积用来快速地采集并暂时地保持流体。所述液体 可蔓延到纤维网的其它区域,并且尤其穿过由移位纤维形成的松散端部而蔓延到纤维网下 面的吸收芯。
[0266] 在吸收芯具有高含量的吸收性粒状聚合物材料的吸收制品中,初始流体吸收常常 慢于具有一定量的透气租的吸收芯。在该些吸收制品中,尤其重要的是,采集系统能够采集 并暂时地保持流体。此外,具有高含量的吸收性粒状聚合物材料的吸收芯通常使得能够制 造出薄的吸收制品,所述吸收制品进一步被使用本发明薄的结构化纤维网的采集系统所支 持。
[0267] 采集系统250可仅由本发明的纤维网组成。然而,所述纤维网可为层压体,其中在 所述纤维网经受本文所述的纤维位移之前,所述层压体的不同的层已被层压到彼此上。
[026引作为另外一种选择,采集系统可包括本发明的纤维网作为面朝穿着者皮肤的上部 采集层252和面向穿着者衣服的不同的下部采集254层。根据某一实施方案,采集系统250 可用来接收液体涌流,例如尿液涌流。换句话讲,采集系统250可用作液体的暂时胆存器直 到吸收芯214可吸收液体为止。
[0269] 在某一实施方案中,采集系统250可包括化学交联的纤维素纤维。此类交联的 纤维素纤维可具有所期望的吸收特性。示例性化学交联的纤维素纤维公开于美国专利 5, 137, 537中。在某些实施方案中,化学交联的纤维素纤维与基于葡萄糖单体的介于约0. 5 摩尔%和约10. O摩尔%之间的Cs-Cg聚駿交联剂交联,或与介于约I. 5摩尔%和约6. O摩 尔%之间的C2-Cg聚駿交联剂交联。巧樣酸为一种示例性交联剂。在其它实施方案中,可 使用聚丙帰酸。此外,根据某些实施方案,交联的纤维素纤维具有约25至约60,或约28至 约50,或约30至约45的保水率值。用于确定保水率值的方法公开于美国专利5, 137, 537 中。根据某些实施方案,交联的纤维素纤维可为起權皱的、加抢的、或卷曲的、或它们的组合 (包括起權皱的、加抢的和卷曲的)。
[0270] 在某一实施方案中,下部采集层254可由非织造材料组成或可包括非织造材料, 所述非织造材料可为亲水的。此外,根据某一实施方案,下部采集层254可包括化学交联的 纤维素纤维,所述纤维可或可不形成非织造材料的一部分。此外,根据一个实施方案,下部 采集层254可包括与其它纤维例如天然或合成聚合物纤维相混合的化学交联的纤维素纤 维。根据示例性实施方案,此类其它天然或合成聚合物纤维可包括高表面积纤维、热塑性粘 合纤维、聚己帰纤维、聚丙帰纤维、阳T纤维、人造纤维、Iyocell纤维、W及它们的混合物。 根据一个特定实施方案,下部采集层254具有总干重。交联的纤维素纤维基于干重W按下 部采集层254的重量计约30%至约95%的量存在于上部采集层中;并且其它天然或合成 聚合物纤维基于干重W按下部采集层254的重量计约70 %至约5%的量存在于下部采集层 254中。根据另一个实施方案,交联的纤维素纤维基于干重W按下部采集层254的重量计 约80 %至约90 %的量存在于第一采集层中;并且其它天然或合成聚合物纤维基于干重W 按下部采集层254的重量计约20%至约10%的量存在于下部采集层254中。
[0271] 根据某一实施方案,下部采集层254理想地具有高的流体摄取能力。流体摄取值 W为每克吸收材料所吸收的流体的克数测量,并且用"最大摄取"值来表示。因此,高流体 摄取值对应于材料的高容量并且是有益的,因为其可确保完全采集旨在被采集材料吸收的 流体。根据示例性实施方案,下部采集层254具有约lOg/g的最大摄取值。
[0272] 要注意的是,本发明的纤维网也可适用于吸收制品的其它部件。例如,已发现,包 括如上所述的永久亲水的非织造材料的顶片和吸收芯层使用效果良好。
[0273] 图23至30中的吸收芯214 -般设置在顶片218和底片220之间并且包括两个层, 即第一吸收层260和第二吸收层262。如图25最佳所示,吸收芯214的第一吸收层260包 括基底264、基底264的吸收性粒状聚合物材料266、W及吸收性粒状聚合物材料266和第 一基底264的至少部分上的热塑性组合物268,所述组合物用作粘合剂来用于覆盖并固定 第一基底264上的吸收性粒状聚合物材料266。根据图26所示的另一个实施方案,吸收芯 214的第一吸收层260也可包括热塑性组合物268上的覆盖层270。
[0274] 同样,如图24最佳所示,吸收芯214的第二吸收层262也可包括基底272、第二基 底272的吸收性粒状聚合物材料274、W及吸收性粒状聚合物材料274和第二基底272的至 少一部分上的热塑性组合物266,所述组合物用于固定第二基底272上的吸收性粒状聚合 物材料274。虽然未示出,但第二吸收层262也可包括覆盖层例如图26所示的覆盖层270。
[0275] 第一吸收层260的基底264可称为除尘层,并且具有面向尿布210的底片220的 第一表面278和面向吸收性粒状聚合材料266的第二表面280。同样,第二吸收层262的基 底272可称为芯覆盖件,并且具有面向尿布210的顶片218的第一表面282和面向吸收性 粒状聚合材料274的第二表面284。第一基底和第二基底264和272可用粘合剂围绕周边 彼此粘附W围绕吸收性粒状聚合材料266和274来形成包层,从而将吸收性粒状聚合材料 266和274保持在吸收芯214内。
[0276] 根据某一实施方案,第一吸收层和第二吸收层260和262的基底264和272可为 非织造材料,例如上述的非织造材料。在某些实施方案中,该些非织造材料为多孔的,并且 在一个实施方案中具有约32微米的孔径。
[0277] 如图24至30所示,吸收性粒状聚合物材料266和274 W颗粒簇290的形式沉积 在第一吸收层和第二吸收层260和262的各自的基底264和272上W形成网格图案292, 所述图案包括着陆区域294和着陆区域294之间的接合区域296。如本文所定义,着陆区 域294为热塑性粘合剂材料不直接接触非织造基底或辅助粘合剂的区域;接合区域296为 热塑性粘合剂材料确实直接接触非织造基底或辅助粘合剂的区域。网格图案292中的接合 区域296包含很少的或不包含吸收性粒状聚合物材料266和274。着陆区域94和接合区域 296可具有多种形状,所述形状包括但不限于圆形、楠圆形、正方形、矩形、H角形等等。
[027引图30所示的网格图案为正方形网格,其具有规则的着陆区域的间距和尺寸。也 可使用其它网格图案,包括六边形、菱形、斜方形、平行四边形、H角形、矩形、W及它们的组 合。网格线之间的间距可为规则或不规则的。
[0279] 网格图案292中的着陆区域294的尺寸可变化。根据某些实施方案,网格图案292 中的着陆区域294的宽度319在约8mm至约12mm的范围内。在某一实施方案中,着陆区域 294的宽度为约10mm。另一方面,在某些实施方案中,接合区域296具有小于约5mm,小于约 3mm,小于约2mm,小于约1. 5mm,小于约Imm,或小于约0. 5mm的宽度或更大跨度。
[0280] 如图30所示,吸收芯214具有从后端302延伸至前端304的纵向轴线300和垂直 于纵向轴线300从第一边缘308延伸至第二边缘310的横向轴线306。吸收性粒状聚合物 材料簇290的网格图案292排列在相应的吸收层260和262的基底264和272上,使得由 着陆区域294和接合区域296的排列所形成的网格图案292形成图案角度312。图案角度 312可大于0. 5度或15度至30度,或从约5度至约85度,或从约10度至约60度,或从约 15度至约30度。
[0281] 如图29a、29b和30最佳所示,第一层和第二层260和262可组合形成吸收芯214。 吸收芯214具有由图案长度116和图案宽度318限定的吸收性粒状聚合物材料区域314。 取决于吸收芯214的所需应用和可在其中引入吸收芯的特定吸收制品,吸收性粒状聚合物 材料区域314的范围和形状能够改变。然而,在某一实施方案中,吸收性粒状聚合物材料区 域314基本上在整个吸收芯214上延伸,如图30所示。
[0282] 第一吸收层和第二吸收层260和262可组合在一起形成吸收芯214,使得各自的第 一吸收层和第二吸收层262和264的网格图案292沿吸收芯214的长度和/或宽度彼此偏 移。相应的网格图案292可偏移而使得吸收性粒状聚合物材料266和274基本上连续地分 配在吸收性粒状聚合物区域314上。在某一实施方案中,吸收性粒状聚合物材料266和274 基本上连续地分配在吸收性粒状聚合物材料区域314,尽管个别的包含吸收性粒状聚合物 材料266和274的网格图案292能够W成簇290的形式非连续地分配在第一基底和第二基 底264和272上。在某一实施方案中,网格图案可偏移而使得第一吸收层260的着陆区域 294面对第二吸收层262的接合区域296,并且第二吸收层262的着陆区域面对第一吸收层 260的接合区域296。当着陆区域294和接合区域296具有适当的尺寸和排列时,所得吸收 性粒状聚合物材料266和274的组合为吸收芯214的吸收性粒状聚合物材料区域314上的 基本上连续的吸收性特定聚合物材料层(即,第一基底和第二基底264和272不形成多个 口袋,它们相应地在其间包含吸收性粒状聚合物材料266的簇290)。在某一实施方案中,第 一吸收层和第二吸收层260和262的相应的网格图案292可基本上相同。
[0283] 在如图30所示的某一实施方案中,吸收性粒状聚合物材料266和274的量可沿网 格图案292的长度316变化。在某一实施方案中,网格图案可被划分成吸收区320、322、324 和326,其中吸收性粒状聚合物材料266和274的量因区而异。如本文所用,"吸收区域"是 指吸收性粒状聚合物材料区域中的具有垂直于图30所示的纵向轴线的边界的区域。在某 一实施方案中,吸收性粒状聚合物材料266和274的量可从多个吸收区320、322、324和326 中的一个逐渐过渡到另一个。该吸收性粒状聚合材料266和274的量的逐渐过渡可减小在 吸收芯214中形成断裂的可能性。
[0284] 存在于吸收芯214中的吸收性粒状聚合材料266和274的量能够改变,但在某些 实施方案中,吸收性粒状聚合材料W按吸收芯的重量计大于约80%,或按吸收芯的重量计 大于约85 %,或按吸收芯的重量计大于约90 %,或按芯的重量计大于约95 %的量存在于吸 收芯中。在一个特定实施方案中,吸收芯214基本上由第一基底和第二基底264和272、吸 收性粒状聚合材料266和274和热塑性粘合剂组合物268和276组成。在一个实施方案中, 吸收芯214可基本上不含纤维素。
[0285] 根据某些实施方案,至少一个自由选择的尺寸为IcmXlcm的第一正方形中的吸 收性粒状聚合物材料266和274的重量可比至少一个自由选择的尺寸为IcmX Icm的第二 正方形中的吸收性粒状聚合物材料266和274的重量高至少约10 %,或20 %,或30 %,40 % 或50%。在某一实施方案中,第一正方形和第二正方形居中在纵向轴线的周围。
[0286] 根据某一示例性实施方案,吸收性粒状聚合物材料区域在吸收制品的挡区中可 具有相对窄的宽度W便增大穿着舒适性。因此,根据一个实施方案,当沿着位于与吸收制 品的前边缘和后边缘等距离处的横向线测量时,吸收性粒状聚合物材料区域可具有小于约 IOOmm, 90mm,80mm,70mm,60mm 或甚至小于约 50mm 的宽度。
[0287] 已发现,对于大多数吸收制品例如尿布,液体排泄主要发生在尿布的前半部中。因 此吸收芯214的前半部应包括芯的大部分吸收容量。因此,根据某些实施方案,所述吸收芯 214的前半部可包括超过约60 %,或超过约65 %,70 %,75 %,80 %,85 %,或90 %的超吸收 材料。
[028引在某些实施方案中,吸收芯214还可包括任何吸收材料,所述材料一般为可压缩 的、适形的、对穿着者的皮肤无刺激的,并且能够吸收和保留液体例如尿液和其它某些身体 流出物。在此类实施方案中,吸收芯214可包括一次性尿布和其它吸收制品中常用的各种 各样的液体吸收材料,例如粉碎的木浆(一般称为透气租)、資纱纤维素填料、烙喷聚合物 (包括共成形)、化学硬化、改性或交联的纤维素纤维、薄纸(包括薄纸包装材料和薄纸层压 材料)、吸收泡沫、吸收海绵、或任何其它已知的吸收材料或材料的组合。吸收芯214还可包 括少量(通常小于约10% )的例如粘合剂、蜡、油等材料。
[0289] 可用作吸收组件的示例性吸收结构描述于下列专利中:美国专利 4, 610, 678 (Weisman 等人);美国专利 4, 834, 735 (Alemany 等人);美国专利 4, 888, 231 (Angsta化);美国专利 5, 260, 345 (DesMarais 等人);美国专利 5, 387, 207 (Dyer 等人);美国专利5,397,316江3¥〇11等人);^及美国专利5,625,222值6313脚18等人)。
[0290] 热塑性粘合剂材料268和276可用来覆盖和至少部分地固定吸收性粒状聚合物材 料266和274。在本发明的一个实施方案中,热塑性粘合剂材料268和276可基本上均匀 地设置在吸收性粒状聚合物材料266和274内,位于各聚合物之间。然而,在某一实施方案 中,可将热塑性粘合剂材料268和276提供为纤维层,所述层至少部分地接触吸收性粒状聚 合物材料266和274并且部分地接触第一吸收层和第二吸收层260和262的基底层264和 272。图25、26和29显示了此类结构,并且在该结构中将吸收性粒状聚合物材料266和274 提供为不连续层,并且将纤维热塑性粘合剂材料268和276的层铺设到吸收性粒状聚合物 材料266和274的层上,使得热塑性粘合剂材料268和276直接接触吸收性粒状聚合物材 料266和274,但也直接接触基底264和272的第二表面280和284,其中基底不被吸收性 粒状聚合物材料266和274覆盖。该赋予热塑性粘合剂材料268和276的纤维层基本H维 的结构,所述结构本身与长度方向和宽度方向上的尺度相比为具有相对小厚度的基本二维 的结构。换句话讲,热塑性粘合剂材料268和276在吸收性粒状聚合物材料268和276 W 及基底264和272的第二表面之间起伏。
[0291] 因此,热塑性粘合剂材料268和276可提供腔体W覆盖吸收性粒状聚合物材料266 和274,从而固定此材料。在另一个方面,热塑性粘合剂材料268和276粘结到基底264和 272,并且因此将吸收性粒状聚合物材料266和274固定到基底264和272。因此,根据某些 实施方案,热塑性粘合剂材料268和276可固定吸收性粒状聚合物材料266和274 (当润湿 时),使得吸收芯214可获得根据描述于提交于2008年6月13日的W02008/155699 Al题 目为"Wet Immobilization Test"测定的不超过约70%,60%,50%,40%,30%,20%,10% 的吸收性粒状聚合物材料损失。一些热塑性粘合剂材料也将渗透到吸收性粒状聚合物材料 266和274 W及基底264和272中,因此提供进一步的固定作用和附着作用。当然,尽管本 文所公开的热塑性粘合剂材料可提供大大改善的润湿固定作用(即,当制品润湿或至少部 分地载有液体时对吸收材料的固定作用),但当吸收芯214干燥时该些热塑性粘合剂材料 也可提供极好的对吸收材料的固定作用。热塑性粘合剂材料268和276也可称为热烙性粘 合剂。
[0292] 不受理论的束缚,已发现最适用于固定吸收性粒状聚合物材料266和274的那些 热塑性粘合剂材料兼有良好的内聚力和良好的粘附性能。良好的粘附性可促进热塑性粘合 齐时才料268和276 W及吸收性粒状聚合物材料266和274与基底264和272之间的良好的 接触。良好的内聚力可减小粘合剂中断的可能性,尤其是响应于外力,即响应于应变而中断 的可能性。当吸收芯214吸收液体时,吸收性粒状聚合物材料266和274会溶胀,因而会 使热塑性粘合剂材料268和276受到外力的作用。在某些实施方案中,热塑性粘合剂材料 268和276可允许此类溶胀,而不会中断且不会赋予过多的压缩力,所述压缩力将抑制吸收 性粒状聚合物材料266和274的溶胀。
[0293] 根据某些实施方案,热塑性粘合剂材料268和276可包括(在其整体中)单一热塑 性聚合物或热塑性聚合物的共混物,当通过ASTM方法D-36-95"化ng and Ball"测定时,所 述聚合物具有在介于5(TC和30(TC之间的范围内的软化点,或作为另外一种选择,热塑性 粘合剂材料可为热烙性粘合剂,其包括至少一种与其它热塑性稀释剂例如增粘树脂、增塑 齐师添加剂例如抗氧化剂相组合的热塑性聚合物。在某些实施方案中,热塑性聚合物通常 具有超过10, 000的分子量(Mw)和通常低于室温的玻璃化转变温度(Tg)或-6C〉Tg<16°C。 在某些实施方案中,热烙体中的聚合物的典型浓度按重量计在约20%至约40%的范围内。 在某些实施方案中,热塑性聚合物可为对水不敏感的。示例性聚合物为包括A-B-A H嵌段 结构、A-B两嵌段结构和(A-B)。径向嵌段共聚物g构的(苯己帰)嵌段共聚物,其中A嵌段 为通常包含聚苯己帰的非弹性体聚合物嵌段,B嵌段为不饱和共辆双帰或(部分)氨化的 此类变体。B嵌段通常为异戊二帰、下二帰、己帰/下帰(氨化下二帰)、己帰/丙帰(氨化 异戊二帰)、W及它们的混合物。
[0294] 可采用的其它合适的热塑性聚合物为茂金属聚帰姪,它们为利用单一位点或茂金 属催化剂制备的己帰聚合物。其中至少一种共聚单体可与己帰聚合W制备共聚物、H元共 聚物或更高级的聚合物。同样适用的是无定形聚帰姪或无定形聚a-帰姪(APA0),它们为 C2至C8 a帰姪的均聚物、共聚物或H元共聚物。
[029引在示例性实施方案中,增粘树脂通常具有低于5, 000的Mw和通常高于室温的Tg ; 热烙融状态的树脂的典型浓度在约30%至约60%的范围内;并且增塑剂具有通常小于 1,000的低Mw和低于室温的Tg,其典型浓度为约0%至约15%。
[0296] 在某些实施方案中,热塑性粘合剂材料268和276 W纤维形式存在。在一些实施方 案中,该些纤维将具有约1微米至约50微米,或约1微米至约35微米的平均粗度和约5mm 至约50mm,或约5mm至约30mm的平均长度。为了改善热塑性粘合剂材料268和276对基 底264和272或任何其它层尤其是任何其它非织造材料层的粘附性,可将此类层用辅助粘 合剂进行预处理。
[0297] 在某些实施方案中,热塑性粘合剂材料268和276将符合W下参数中的至少一个, 或数个,或全部:
[0298] 示例性热塑性粘合剂材料268和276可具有在2(TC温度下测定的至少30, 000化, 并且小于300, OOOPa,或小于200, OOOPa,或介于140, 000化和200, 000化之间,或小 于100, OOOPa的储能模量G'。在另一个方面,在35C温度下测定的储能模量G'可大于 80, OOOPa。在另一个方面,在6(TC温度下测定的储能模量G'可小于300, 000化且超过 18, OOOPa,或超过24, 000化,或超过30, 000化,或超过90, 000化。在另一个方面,在90°C 温度下测定的储能模量G'可小于200, 000化且超过10, 000化,或超过20, 000化,或超过 30, OOOPa。在6(TC和9(TC温度下测定的储能模量可为热塑性粘合剂材料在高环境温度下 的形态稳定性的量度。如果吸收产品是在炎热的气候中使用,则该值是特别重要的,如果 6(TC和9(TC温度下的储能模量G'不是足够高,则在所述气候中热塑性粘合剂材料会失去 其完整性。
[0299] G'使用如美国专利申请2008/0312617A1所述的流变仪y来测量。所述流变仪能 够向粘合剂施加剪切应力,并且测量在恒定温度下所引起的应变(剪切变形)响应。将粘 合剂放置在用作下固定板的化Itier元件和半径R为例如IOmm的上板之间,所述上板连接 到马达的传动轴上W产生剪切应力。两板之间的间隔高度为H,例如1500微米。Peltier 元件能控制材料的温度(+0. 5C )。应当选择应变速率和频率,使得所有测量均在线性粘弹 区域中进行。
[0300] 吸收芯214也可包括未在各图中示出的辅助粘合剂。辅助粘合剂可在涂覆吸收性 粒状聚合物材料266和274之前沉积在相应的第一吸收层和第二吸收层260和262的第一 基底和第二基底264和272上,W便增强吸收性粒状聚合物材料266和274 W及热塑性粘 合剂材料268和276对相应的基底264和272的粘附性。辅助胶也可帮助固定吸收性粒状 聚合物材料266和274,并且可包括与如上文所述相同的热塑性粘合剂材料;或也可包括其 它粘合剂,包括但不限于可喷涂的热烙性粘合剂例如H.B.化Iler Co. (St. Paul, MN)的产 品号化-1620-B。辅助胶能够W任何合适的方法施用到基底264和272,但根据某些实施方 案,可在间隔开约0. 5mm至约2mm的约0. 5mm至约Imm宽的狭槽中施用。
[0301] 图26所示的覆盖层270可包括与基底264和272相同的材料或可包括不同的材 料。在某些实施方案中,用于覆盖层270的合适的材料为非织造材料,通常为如上所述的适 用于基底264和272的材料。
[0302] W下基础基底是在化Ils Inc.在0.5m宽的纺粘线上生产的。在每个实施例中均 提到具体细节。在实施例1,2, 4和7中制备的材料的实测特性示出于下文所提供的表中。 [030引 实施例1 ;所制备的纺粘织物由90重量% Eastman F61肥阳T树脂和10重量% Eastman 9921 coPET构成。所述纺粘织物是使用明显H叶形喷丝头制备的,所述喷丝头具 有1. 125mm的长度和0. 15mm的宽度,并且具有圆端点。液压长度对直径的比率为2. 2:1。 纺丝组合件具有250个毛细管,其中25个毛细管挤出COPET树脂,并且225个毛细管挤出 阳T树脂。所用的丝束温度为285C。纺丝距离为33英寸,并且成形距离为34英寸。在该 实施例和随后的实施例中可使用不同的距离,但所指示的距离提供最佳结果。相关工艺数 据中的其余数据包括在表1-3中。
[0304] 比较实施例1 ;所制备的纺粘织物由90重量% Eastman F61肥阳T树脂和10重 量% Eastman 20110构成。所述纺粘织物是使用明显H叶形喷丝头制备的,所述喷丝头具 有1. 125mm的长度和0. 15mm的宽度,并且具有圆端点。液压长度对直径的比率为2. 2:1。 纺丝组合件具有250个毛细管,其中25个毛细管挤出coPET树脂,并且225个毛细管挤出 阳T树脂。所用的丝束温度为285C。纺丝距离为33英寸,并且成形距离为34英寸。用该 聚合物组合难W制备热稳定的纺粘非织造材料。所述coPET纤维不是热稳定的并且导致整 个纤维结构在被加热至IOOC W上时发生收缩。MD织物收缩率为20%。
[0305] 实施例2 ;所制备的纺粘织物由100重量% Eastman F61肥阳T构成。所述纺粘 织物是使用明显H叶形喷丝头制备的,所述喷丝头具有1. 125mm的长度和0. 15mm的宽度, 并且具有圆端点。液压长度对直径的比率为2. 2:1。纺丝组合件具有250个毛细管。所用 的丝束温度为285C。纺丝距离为33英寸,并且成形距离为34英寸。相关工艺数据中的其 余数据包括在表1-3中。
[030引实施例3 ;所制备的纺粘织物由90重量% Eastman F61肥阳T树脂和10重量% Eastman 9921 coPET构成。所述纺粘织物是使用标准H叶形喷丝头制备的,所述喷丝头具 有0. 55mm的长度和0. 127mm的宽度,并且具有半径为0. 18mm的圆端点。液压长度对直径 的比率为2. 2:1。纺丝组合件具有250个毛细管,其中25个毛细管挤出coPET树脂,并且 225个毛细管挤出阳T树脂。所用的丝束温度为285C。纺丝距离为33英寸,并且成形距 离为34英寸。相关工艺数据中的其余数据包括在表4-6中。
[0307] 比较实施例2 ;所制备的纺粘织物由90重量% Eastman F61肥阳T树脂和10重 量% Eastman 20110构成。所述纺粘织物是使用标准H叶形喷丝头制备的,所述喷丝头具 有0. 55mm的长度和0. 127mm的宽度,并且具有半径为0. 18mm的圆端点。液压长度对直径的 比率为2. 2:1。纺丝组合件具有250个毛细管,其中25个毛细管挤出coPET树脂,并且225 个毛细管挤出阳T树脂。所用的丝束温度为285C。纺丝距离为33英寸,并且成形距离为 34英寸。用该聚合物组合难W制备热稳定的纺粘非织造材料。所述COPET纤维不是热稳定 的并且导致整个纤维结构在被加热至l〇〇°C W上时发生收缩。MD织物收缩率为20%。
[030引实施例4 ;所制备的纺粘织物由90重量% Eastman F61肥阳T树脂和10重量% Eastman 9921 coPET构成。所述纺粘织物是使用实也圆形喷丝头制备的,所述喷丝头的毛 细管出口直径为0. 35mm并且长度对直径的比率为4:1。纺丝组合件具有250个毛细管,其中 25个毛细管挤出coPET树脂,并且225个毛细管挤出PET树脂。所用的丝束温度为285C。 纺丝距离为33英寸,并且成形距离为34英寸。相关工艺数据中的其余数据包括在表7-9 中。
[0309] 比较实施例3 ;所制备的纺粘织物由90重量% Eastman F61肥阳T树脂和10重 量% Eastman 20110构成。所述纺粘织物是使用实也圆形喷丝头制备的,所述喷丝头的毛 细管出口直径为0. 35mm并且长度对直径的比率为4:1。纺丝组合件具有250个毛细管,其中 25个毛细管挤出coPET树脂,并且225个毛细管挤出PET树脂。所用的丝束温度为285C。 纺丝距离为33英寸,并且成形距离为34英寸。用该聚合物组合难W制备热稳定的纺粘非 织造材料。所述coPET纤维不是热稳定的并且导致整个纤维结构在被加热至IOOC W上时 发生收缩。MD织物收缩率为20%。
[0310] 样本描述;W下信息提供用来标识下文所提供的数据表中的实施例的样本描述命 名。
[0311] ?第一数字指称其中所制备的实施例的实施例号。
[0312] ?所述数字后的字母旨在命名在所概述的实施例描述中的不同条件下制备的样 本。该字母和数字组合指定基础基底的制备。
[0313] ?所述字母后的数字命名本专利中所述的结构化基底的制备。不同的数字指示用 来制备结构化基底的不同的条件。
[0314] 本发明中包括两个基准样本W比较基础基底和结构化基底样本对粗梳树脂粘结 样本。
[0315] ? 43g/m2-由30 %苯己帰-下二帰胶乳粘合剂和70 %的纤维混合物组成。所述纤 维混合物包含(分别)6旦实也圆形PET纤维和9旦实也圆形PET纤维的40:60混合物。
[0316] .SOg/!!!2-由30% (駿基)苯己帰-下二帰胶乳粘合剂和70%的纤维混合物组成。 所述纤维混合物包含(分别)6旦实也圆形PET纤维和9旦中空螺旋PET纤维(25-40%中 空)的50:50混合物。
[0317] 如果所公开的任何方法中的样本先前被老化或已从产品上取下,则在进行任何测 试规程之前,应当将它们在23 + 2C和50 + 2%的相对湿度下无压缩地存储24小时。在该 老化过程之后的样本将称作"现制备的"。
[031引本发明中的特性的定义和测试方法;在下文中列出对特性表中的特性的测试方 法。除非另外指明,所有测试均在约23 + 2C和50 + 2%的相对湿度下进行。除非明确指定, 所用的特定合成尿液是由用去离子水制成的0.9% (按重量计)盐水(化CL)溶液制成。 [031引 ?质量产出;测量聚合物流量/毛细管,按克/孔/分钟(GHM)测量,并且基于聚 合物烙融密度、聚合物烙体粟位移/转和由烙体粟喂料的毛细管数目来计算。
[0320] ?形状;基于实施例命名中所列出的毛细管几何形状来命名纤维形状。
[0321] ?实际基重;优选的基重是按W下方式来测量:随机地从样本上切出至少十个 7500mm 2 (50mm宽乘150mm长的样本尺寸)的样本区域,并且将其称重,精确至± Img,然后 由加权的样本总数目平均所述质量。基重的单位为克/平方米(g/m2)。如果7500皿2的正 方形区域不能够用于基重测量,则可将样本尺寸减小至2000皿2,(例如100皿乘20mm的样 本尺寸或50mm乘40mm的样本尺寸),但样本的数目应当增加到至少20次测量。实际基重 通过将平均质量除W样本面积并且确保单位是克/平方米来确定。
[0322] ?织物厚度;厚度也称作厚度,并且该两个词是互换使用的。织物厚度和新鲜厚度 是指没有任何老化状况的厚度。现制备厚度的测试条件是在0. 5Wa下测量并且取至少五 次测量值的平均值。典型的测试装置为Thwing A化ert ProGage系统。脚的直径介于50mm 至60mm之间。每次测量的保压时间为2砂。样本必须在23 + 2C和50 + 2%的相对湿度 下无压缩地存储24小时,然后经受织物厚度测量。优先在改性之前在基础基底上进行测 量;然而,如果该材料不可得,则可使用备选方法。就结构化基底而言,第二区域(移位纤维 区域)之间的第一区域的厚度可通过使用电子厚度仪(例如W M;Uutoyo号547-500得自 McMaster-Carr目录)来确定。该些电子厚度仪可具有被更换W测量极小面积的尖端。该 些装置具有用于进行测量的预载弹黃并且按品牌而有所不同。例如,可使用6. 6mm长且Imm 宽的刀片形尖端。也可插入平坦的圆形尖端,它们测量直径为1. 5mm W下的区域。为了在结 构化基底上进行测量,需要将该些尖端插入结构化区域之间W测量现制备的织物厚度。无 法使用该技术来小也地控制在测量技术中所用的压力,其中外加压力一般高于0. 5kPa。
[0323] ?老化厚度;该是指如下处理之后的样本厚度;4(TC时在35kPa的压力下老化15 小时,然后在23 + 2C和50 + 2%的相对湿度下无压缩地松弛24小时。该也可称为厚度恢 复。老化厚度是在2. IkPA的压力下测量。典型的测试装置为Thwing A化ert ProGage系 统。脚的直径介于50mm至60mm之间。每次测量的保压时间为2砂。所有样本均在23 + 2C 和50 + 2%的相对湿度下无压缩地存储24小时,然后经受老化厚度测试。
[0324] ?修改比率;"修改比率"或修改比率是用来补偿非圆形纤维的附加表面区域几何 形状。修改比率按W下方式确定;测量纤维的垂直于其最长轴的横截面中的最长连续直线 距离,并且除W所述纤维在该距离的50%处的宽度。就一些复杂的纤维形状而言,可能难W 容易地确定修改比率。图19a-19c提供了异形纤维构型的实例。"A"命名为长轴尺寸,并且 "B"命名为宽度尺寸。所述比率通过用短尺寸除长尺寸来确定。该些单位直接通过显微镜 法来测量。
[0325] ?实际旦尼尔:实际旦尼尔为用于给定实施例的纤维的实测旦尼尔。旦尼尔被定 义为W克计的9000延米长度的纤维的质量。因此,当比较源自不同聚合物的纤维时,对于 计算W化f(旦尼尔/长丝)表示的旦尼尔,还考虑纤维的固有密度,因此2化f PP纤维和 2化f PET纤维将具有不同的纤维直径。就聚丙帰而言,旦尼尔与直径的关系的一个实例为, 密度为约0. 900g/cm3的1化f实也圆形聚丙帰纤维具有约12. 55微米的直径。本发明中的 阳T纤维的密度被取值为1.4g/cm3(克/立方厘米)W用于旦尼尔计算。对于本领域的技 术人员来讲,将实也圆形纤维直径转换为PP纤维和阳T纤维的旦尼尔是常规做法。
[0326] ?等同实也圆形纤维直径;等同实也圆形纤维直径是在非圆形纤维或中空异形纤 维的纤维特性测量中用于计算纤维的模量。等同实也圆形纤维直径根据纤维的实际旦尼尔 而确定。按W下方式将非圆形纤维的实际旦尼尔转换为等同实也圆形纤维直径:获取实际 纤维纤度并且在假定长丝为实也圆形的情况下计算长丝的直径。就非圆形纤维横截面而 言,该转换对于确定单纤维的模量来讲是很重要的。
[0327] ?非织造织物的拉伸特性;基础基底和结构化基底的拉伸特性均是W相同方式测 量的。标宽为50mm,标距为IOOmm,并且延伸速率为lOOmm/min。除非另行指出,所报告的 值均为峰值强度和峰值伸长率。对MD特性和CD特性进行单独测量。典型的单位为牛顿 (脚/厘米(N/cm)。所提供的值为至少五次测量的平均值。强制载荷为0.2N。样本应当在 23 ± 2C和50 ± 2 %的相对湿度下无压缩地存储24小时,然后在23 ± 2C和50 ± 2 %下测试。 在此处所报告的拉伸强度为应力-应变曲线中的峰值拉伸强度。拉伸峰值处的伸长率为记 录拉伸峰值时的百分比伸长率。
[032引-MD/CD比率;被定义为MD拉伸强度除W CD拉伸强度。MD/CD比率为一种用于比 较非织造纤维质基底中的相对纤维取向的方法。
[0329] ?纤维周长;通过显微镜法直接测量,并且为W微米计的非织造材料中的典型纤维 的周长。所提供的值为至少五次测量的平均值。
[0330] ?不透明度;不透明度为穿过基础基底的光的相对量的测量值。除了其它因素 W外,特征不透明度取决于被测量的给定位置中所存在的纤维的数目、尺寸、类型和形 状。就本发明而言,基础基底不透明度为优选地大于5%,更优选地大于10%,更优选地 大于20%,还更优选地大于30%,并且最优选地大于40 %。不透明度是使用TAPPI Test Method T 425 om-01"0pacity of Paper(15/d geometiT, Illuminant A/2 degrees, 89% Reflectance Backing and Paper Backing)"来测量。所述不透明度被测量为百分比。
[0331] ?基础基底密度;基础基底密度是通过将样本的实际基重除W样本的老化厚度、将 其转换为相同的单位并且W克/立方米报告来确定。
[0332] ?基础基底比体积;基础基底比体积为基础基底密度的倒数,单位为立方厘米/ 克。
[033引?线速度;线速度为制备样本时的线性纵向速度。
[0334] ?粘结温度;粘结温度为纺粘样本被粘结在一起时的温度。粘结温度包括两种温 度。第一温度为刻花親或图案親的温度,并且第二温度为光面親的温度。除非另外指明,粘 结面积为18%,并且压光线性压力为400磅/线性英寸。
[0335] ?加入到本发明的样本中的表面活性剂;是指用于处理基础基底和结构化基底W 使它们具有亲水性的材料。在本发明中,相同的表面活性剂用于所有样本。所述表面活性剂 为代码为DP-988A的Procter&Gamble改进级材料。所述材料为一种聚醋聚離共聚物。也 使用源自Clariant的商业级去垢性聚合物(SRP) (TexCare SRN-240和TexCare SRN-170), 并且发现使用效果良好。基本规程如下:
[0336] O在80°C温度下在五加仑的桶中将200血的表面活性剂与15L的自来水混合。
[0337] O将要涂覆的样本放置到含稀释的表面活性剂的桶中并持续五分钟。每个样本为 标称IOOrnm宽和300mm长。一次最多将九个样本放置在所述桶中,揽动样本并持续第一十 砂。同一个桶可用于最多50个样本。
[033引 O然后取出每个样本,抓住一个拐角将其竖直地息空在桶上并将残余的水排入到 桶中,该样持续五至十砂。
[0339] O漂洗样本并将它们浸没在装有自来水的清洁桶中持续至少两分钟。一次最多将 九个样本放置在桶中,揽动样本并持续第一十砂。在一组九个样本之后,更换漂洗桶。
[0340] O将样本在8(TC温度下在强制通风烘箱中进行干燥,直到样本变得干燥为止。典 型的时间为两分钟至H分钟。
[0341] ?保持容量;保持容量的测量采用表面活性剂涂覆的样本,并且测量材料的流体摄 取值。将200mmX IOOmm的样本浸没在2(TC的自来水中并持续一分钟,然后取出。在取出 时抓住样本的一个拐角并持续10砂,然后称重。将最终重量除W初始重量W计算出保持容 量。除非另外指明,保持容量是在现制备织物样本上测量的,所述样本对应于在现制备织物 厚度测试中测量时的状况。在测试之前,该些样本不是压缩老化的。在该测试中可使用不 同的样本尺寸。可使用的备选样本尺寸为IOOmmXSOmm或150mmX75mm。计算方法是相同 的,无论所选择的样本尺寸如何。
[034引 ?芯吸蔓延面积;芯吸蔓延被细分成MD蔓延和CD蔓延。将用表面活性剂处理过 的样本切割成至少30cm长和20cm宽。未经处理的样本不芯吸任何流体。将样本放置在一 系列培养皿(IOcm的直径和Icm深)的顶部上,其中的一个居中在样本中部并且两个各处 在一侧上。然后W 5mL/砂的速率将20mL的蒸觸水德注到样本上。使非织造材料的刻花親 侧向上,面向流体德注方向。在一分钟之后,测量流体在MD上和CD上被芯吸的距离。如果 需要,可将蒸觸水着色(默克說蓝C. i. 73015)。所述颜料不应改变所述蒸觸水的表面张力。 对于每种材料应当进行至少H次测量。除非另外指明,芯吸蔓延是在现制备织物样本上测 量的,所述样本对应于在现制备织物厚度测试中测量时的状况。在测试之前,该些样本不是 压缩老化的。如果使用小于30cm长和20cm宽的样本尺寸,则首先必须测试样本W确定芯吸 是否在一分钟之前就蔓延至材料的边缘。如果MD或CD上的芯吸蔓延在经过一分钟之前就 大于样本宽度,则应当使用MD水平芯吸测试高度方法。每次测量时均清空并清洁培养皿。
[0343] ? MD水平传送:
[0344] 设签
[0345] 移液管或滴能够排放5. OmL
[0346] 定管:
[0347] 巧盘;尺寸;宽度;22cm± Icm,长度;30cm±5cm,高度;6cm± Icm [034引漏斗;连结有阀口的250血玻璃漏斗,孔口直径;7mm
[034引金属夹具决具的宽度;5cm [0巧0] 剪刀;适用于将样本切割成所期望的尺寸
[0巧1] 天平;具有0. Olg的精度 [0巧2] 试剂
[0巧3] ?模拟尿液;制备0.9%的盐水溶液(溶于去离子水中形成的9. Og^的分析级 氯化轴,在23 + 2C温度下具有70±2mN/m的表面张力,用蓝色颜料着色(例如默克說蓝 C. i. 730巧)
[0巧4] 巧施
[0巧引 调理室……..温度……..23C (±2°C )
[0巧6] 相对湿度..50 % (± 2 % )
[0巧7] 逊涯
[0巧引 1.)切出(70±l)mm宽*(300±l)mm纵向长度的样本。
[0巧9] 2.)测量并报告样本的重量(Wl),精确至0. Olg。
[0360] 3.)在巧盘的上边缘上的宽度上方夹持样本,使婴儿侧朝上(如果测量结构化基 底的话,其为质构化侧面,;如果测量基础基底的话,其为刻花親侧)。现在材料自由地息挂 在巧盘底部的上方。
[036。 4.)调整连结有25. 4±3mm阀口的250血玻璃漏斗的出口,所述出口位于样本上 方,在样本上方居中在纵向和横向上。
[036引 5.)巧Ij备模拟尿液。
[036引 6.)用移液管或滴定管将5. OmL的模拟尿液(4.)分配到漏斗中,该期间保持漏斗 的阀口闭合。
[0364] 7.)打开漏斗的阀口 W排放所述5. OmL的模拟尿液。
[0365] 8.)等待30砂(使用砂表)。
[036引 9.)测量最大MD分配。报告结果,精确至厘米。
[0367] ?垂直芯吸高度:垂直芯吸测试按W下方式进行;放置优选样本尺寸为至少20cm 长和5cm宽的样本,竖直地保持在大体积蒸觸水的上方。将样本的下端浸没在所述水中至 流体表面W下至少一 cm。记录流体在五分钟内所上升到的最高点。除非另外指明,垂直芯 吸是在现制备织物样本上测量的,所述样本对应在现制备织物厚度测试中测量时的状况。 可使用其它样本尺寸。然而,当在结构化基底上进行测量时,样本宽度可影响测量。最小样 本宽度应当为2cm宽,最小长度为10cm。
[036引 ?热稳定性;基础基底或结构化基底非织造材料的热稳定性是基于MD上IOcmXCD 上至少2cm的样本在沸水中经过五分钟之后的收缩程度来评测的。基础基底应当收缩小 于10%,或在MD上具有超过9cm的最终尺寸,该才被认为是热稳定的。如果样本收缩超过 10%,则其不是热稳定的。所述测量按W下方式进行;切出IOcm乘2cm样本尺寸,测量MD 上的精确长度,并且将样本放置在沸水中并持续五分钟。取出样本并且在MD上再次测量样 本长度。对于在本发明中测试的所有样本,甚至是比较实施例中的具有高收缩率的样本,样 本在从沸水中取出之后均保持平坦。不受理论的约束,非织造材料的热稳定性取决于组分 纤维的热稳定性。如果构成非织造材料的纤维收缩,则非织造材料将会收缩。因此,此处的 热稳定性测量也获得了纤维的热稳定性。非织造材料的热稳定性对于本发明来讲是很重 要的。就表现出了大大超过本发明中所优选的10%的显著收缩率的样本而言,它们在沸水 中可能会聚束或卷起。对于该些样本,可将20克的重物连结在样本底部并且竖直地测量长 度。所述20克的重物可为金属基料夹片或任何其它可连结在底部并且仍然使得能够测量 长度的合适重物。
[0369] ?抑T ;抑T代表纤维位移技术,并且是指机械地处理基础基底W形成具有移位纤 维的结构化基底。如果基础基底通过任何类型的纤维变形或重新定位被改性,则其经历了 抑T。将非织造材料在平親上进行的简单处理或弯曲不是抑T。抑T隐含通过集中的机械力 或水压力而有意移动纤维,W便有意使纤维在Z方向平面中运动。
[0370] ?应变深度;在抑T过程中所用的机械应变距离。
[0371] ?过度热粘结;指示样本是否通过使用热和/或压力用第二离散的粘结步骤被过 度粘结过。
[0372] ? FS-尖端;指示移位纤维的尖端或顶部是否已被粘结。
[0373] ?结构化基底密度;结构化基底密度按W下方式来确定;将实际基重除W结构化 基底的老化厚度,将其转换成相同单位并且按克/立方厘米报告。
[0374] ?结构化基底比体积;结构化基底体积为结构化基底密度的倒数,单位为立方厘米 /克。
[0375] ?空隙体积生成;空隙体积生成是指在纤维位移步骤期间产生的空隙体积。空隙 体积生成是结构化基底比体积和基础基底比体积之间的差值。
[0376] 老化透湿(Str化e t虹OU曲)和回渗测试;对于透湿测试,使用具有W下修改形式 的 Edana 方法 150. 3-96 : 377] B.测试条件
[0378].样本的调理和测量是在23C ±2°C和50% ±5%的湿度下进行的。 峽7引 E =巧各
[0380] ?作为基准吸收垫的10层Ahlst地m Grade 989或等同物(平均透湿时间;1. 7砂 ±0. 3 砂,尺寸=IOXlOcm) 阳381] F :规招
[0382] 2.如E中所述的基准吸收垫
[038引 3.将测试件切割成70 X 125mm的矩形
[0384] 4.如B中所述,进行调理
[0385] 5.将测试件放置在一组10层滤纸上。对于结构化基底,使结构化侧面朝上。
[0386] 10.分别在吸收了第1涌流和第2涌流之后重复所述规程60砂W记录第2和第3 次透湿的时间。
[0387] 11.建议对源自每个样品的测试件最少进行3次测试。
[0388] 对于回渗的测量,使用具有W下修改形式的Edana方法151. 1-96 : 。38引 B.测试条件
[0390] .样本的调理和测量是在23C ±2°C和50% ±5%的湿度下进行的。
[0391] D.总则
[0392] ?将源自透湿测量的其顶部上具有测试件的所述一组滤纸用来测量回渗。
[039引 E. i毎各
[0394] ?拾取纸:Ahistrdm Grade 632或等同物,被切割成62mmX 125mm的尺寸,居中在 测试件之上W便其不接触基准吸收垫。
[0395] ?模拟婴儿重量;总重量362^±20g 阳39引 F.规招
[0397] 12.在完成了透湿方法的第3次涌流之后,直接从步骤12起开始该规程。附加量 (L)按W下方式来确定;从回湿测试所需的总液体量(Q)中减去透湿测试的所述3次涌流 的 ISmL。
[039引 21.在本发明中,回湿值等于回渗。
[0399] ?纤维特性;本发明中的纤维特性是使用MTS Synergie 400系列测试系统来测 量。将单纤维安装在模板纸上,所述模板纸已被预切割W产生精确的25mm长和Icm宽的 孔。将所述纤维安装成使其横跨所述纸中的孔为纵向笔直的而不松弛。实也圆形纤维的平 均纤维直径或非圆形纤维的等同实也圆形纤维直径通过进行至少十次测量来确定。在通过 软件输入确定纤维模量的过程中,将该些十次测量的平均值用作纤维直径。将所述纤维安 装到MTS系统中,并且在测试之前切除模板纸的侧部。W 50mm/min的速度使纤维样本发生 应变,其中用0. Ig力W上的负荷力来启动强度特征图。峰值纤维负荷和断裂应变是用MTS 软件来测量。纤维模量也由MTS在1%应变下测量。表10中所提供的纤维模量W该方式 报告。表10也报告了纤维断裂时的伸长率和峰值纤维负荷。所述结果是十次测量的平均 值。在计算纤维模量的过程中,纤维直径用于实也圆形纤维,或等同实也圆形纤维直径用于 非圆形或中空纤维。
[0400] ?断裂长丝的百分比:可测量纤维位移位置处的断裂长丝的百分比。用于确定断 裂长丝数目的方法通过计数来确定。所制备的具有移位纤维的样本可具有或不具有尖端粘 结。在进行实际纤维计数测量时,需要精密綴子和剪刀。品牌Tweezerman制造用于该些测 量的此类工具,例如可使用物品代码为1240T的綴子和物品代码为3042-R的剪刀。也可使 用Medical Supplier Exped物品代码MDS0859411作为剪刀。其它供应商也制造可供使 用的工具。
[0401] O就不具有尖端粘结的样本而言;一般来讲,移位纤维位置的一个侧面将具有更 多的断裂长丝,如图16所示。应当在具有较少断裂长丝的第二区域中的移位纤维的一侧处 在第一表面上切割结构化纤维网。如图16所示,该将是被标识为第1切割82的左侧。该 应当沿第一表面在移位纤维的基座处进行切割。所述切割示出于图17a和17b中。图17b 所示的侧视图如图所示是定向在MD上。一旦作出了该切割,任何松散纤维均应当被抖落或 刷掉,直到不再有纤维散落为止。应当收集并计数所述纤维。然后应当切割第二区域的另一 个侧面(在图16中被标识为第2切割84),并且计数纤维的数目。第一切割详细给出断裂 纤维的数目。在第一切割和第二切割中计数的纤维数目总合起来等于纤维的总数目。第一 切割中的纤维数目除W纤维的总数目再乘W 100就得到断裂纤维的百分比。在大多数情况 下,凭视觉检查即可看出是否大多数纤维已断裂。当需要定量数字时,应当使用W上规程。 所述规程应当在至少十个样本上进行,并且将总数放在一起进行平均。如果样本已被压缩 了一段时间,则为了进行该测试,可能需要在进行切割W暴露出错位区域之前将其略微刷 一下。如果该些百分比很接近并且没有生成统计上显著的样本尺寸,则应当按增量十来增 加样本的数目W提供95%置信区间内的足够的统计确定性。
[0402] O就具有尖端粘结的样本而言:一般来讲,移位纤维位置的一个侧面将具有更多 的断裂长丝,如图18所示。应当首先切割具有较少断裂长丝的侧面。如图18所示,该将是 被标记为第1切割的左侧上部区域,其位于尖端粘结所在位置的顶部,但不包括任何尖端 粘结材料(即,应当在朝断裂纤维的侧面的尖端粘结的侧面上对其进行切割)。应当进行 该切割并且将松散纤维抖落、计数并命名为纤维计数1。第二切割应当位于移位纤维的基 座处,在图18中被标记为第二切割。应当将纤维抖散并计数,将该计数命名为纤维计数2。 在尖端粘结区域的另一个侧面上作出第H切割,抖散、计数并命名为纤维计数3。在移位纤 维的基座处作出第四切割,抖散并计数并且命名为纤维计数4。所述切割情况示出于图17a 和17b中。在纤维计数1和纤维计数2中计数的纤维数目等于该侧面1-2上的纤维的总数 目。在纤维计数3和纤维计数4中计数的纤维数目等于该侧面3-4上的纤维的总数目。确 定纤维计数1和纤维计数2之间的差值,然后除W纤维计数1和纤维计数2的总和,然后乘 W 100,所得结果称为断裂长丝百分比1-2。确定纤维计数3和纤维计数4之间的差值,然 后除W纤维计数3和纤维计数4的总和,然后乘W 100,所得结果称为断裂长丝百分比3-4。 就本发明而言,断裂长丝百分比1-2或断裂长丝百分比3-4应当大于50%。在大多数情况 下,凭视觉检查即可看出是否大多数纤维已断裂。当需要定量数字时,应当使用W上规程。 所述规程应当在至少十个样本上进行,并且将总数放在一起进行平均。如果样本已被压缩 了一段时间,则为了进行该测试,可能需要在进行切割W暴露出错位区域之前将其略微刷 一下。如果该些百分比很接近并且没有生成统计学上显著的样本尺寸,则应当按增量十来 增加样本的数目W提供95%置信区间内的足够的统计确定性。
[040引?平面内径向渗透性(IPRP);平面内径向渗透性或IPRP或本发明中简称的渗透 性为非织造织物的渗透性的量度,并且涉及将液体传送透过所述材料所需的压力。W下 测试适用于测量多孔材料的平面内径向渗透性(IPRP)。在恒定压力下径向流过材料的环 形样本的盐水溶液(0.9%化Cl)的量被测量为时间函数(参考文献J.D. Lindsay,"化e anisotropic 化rme油ility of Paper",TAPPI Journal, (1990 年 5 月,第 223 页)使用达 西定律和稳态流动方法确定平面内盐水流动传导率)。
[0404] 所述IPRP样本夹持器400示出于图20中,并且包括详细地示出于图21中的圆柱 形底板405、顶板420和圆柱形不镑钢重物415。
[0405] 顶板420的厚度为10mm,并具有70. Omm的外径,并且连接到固定在其中也的具有 190mm长度的管425。管425具有15. 8mm的外径和12. Omm的内径。管W粘合方式固定到顶 板420的中也内的圆形的12mm孔中,使得管的下边缘与顶板的下表面齐平,如图21所示。 底板405和顶板420由I^exan?或等同物制成。不镑钢重物415具有70mm的外径和15. 9mm 的内径,W便使所述重物W特小的间隙滑动配合到管425上。不镑钢重物415的厚度为大 约25mm并且被调整成使得顶板420、管425和不镑钢重物415的总重量为788g W在测量期 间提供2. IkPa的围压。
[0406] 如图21所示,底板405为大约50mm厚并且具有两个配准凹槽430,所述凹槽被切 入到所述板的下表面中,使得每个凹槽均跨越底板的直径,并且该些凹槽彼此垂直。每个凹 槽均为1. 5mm宽和2mm深。底板405具有水平孔435,所述孔跨越所述板的直径。水平孔 435具有Ilmm的直径,并且其中也轴线在底板405的上表面W下12mm。底板405还具有中 也竖直孔440,所述孔具有IOmm的直径并且为8mm深。中也孔440连接到水平孔435 W在 底板405中形成T形腔体。水平孔435的外部具有螺纹W适于连结弯管445,所述弯管W水 密方式连结到底板405。一个弯管连接到竖直透明管460,所述管具有190mm的高度和IOmm 的内径。管460用划线标上了合适的标志470,所述标志位于底板420的上表面W上50mm 的高度处。该是在测量期间要保持的流体液面的基准。另一个弯管445通过柔性管连接到 流体递送胆存器700 (下文描述)。
[0407] -种合适的流体递送胆存器700示出于图22中。胆存器700定位在合适的实验 室支撑架705上并且具有气密闭塞的开口 710 W有利于将所述胆存器填充上流体。具有 IOmm的内径的开端玻璃管715延伸穿过胆存器顶部中的端口 720,使得在管的外部和胆存 器之间存在气密密封。胆存器700具有L形传输管725, L形传输管725具有位于胆存器中 的流体表面W下的入口 730、活塞735和出口 740。出口 740通过柔性塑料管材450 (例如 Tygon? )连接到弯管445。传输管725的内径、活塞735和柔性塑料管材450使得能够W 足够高的流量将流体递送至IPRP样本夹持器400 W在测量期间将管460中的流体液面始 终保持在划线标志470处。胆存器700具有大约6升的容量,虽然根据样本厚度和渗透性 而可能需要更大的胆存器。可利用其它流体递送系统,前提条件是它们能够将流体递送至 样本夹持器400并且在测量期间将管460中的流体液面保持在划线标志470处。
[0408] IPRP集液漏斗500示出于图20中并且包括外壳505,所述外壳在漏斗的上边缘处 具有大约125mm的内径。漏斗500被构造成使得落入漏斗中的液体能快速且自由地从喷管 515排出。漏斗500周围的水平凸缘520有利于将漏斗安装在水平位置中。两个整体的竖 直内部肋510跨越漏斗的内径并且彼此垂直。每个肋510为1. 5mm宽,并且肋的顶部表面 位于水平面中。漏斗外壳500和肋510是由适宜的刚性材料例如Lexan 或等同物制成W 便支撑样本夹持器400。为了有利于加载样本,有利的是使肋的高度足够大W允许当底板 405定位在肋510上时底板405的上表面位于漏斗凸缘520的上方。桥件530连结到凸缘 520, W便安装度盘式指示仪535 W测量不镑钢重物415的相对高度。度盘式指示仪535具 有在25mm范围内的±0. Olmm的分辩率。一种合适的数字度盘式指示仪为Mi化toyo型号 575-123(得自McMaster Carr Co.,目录号19975-A73)或等同物。桥件530具有两个直径 为17mm的圆形孔W容纳管425和460而不使所述管触碰到所述桥件。
[0409] 漏斗500安装在电子天平600的上方,如图20所示。所述天平具有±0. Olg的分 辩率和至少2000g的容量。天平600还通过接口与计算机连接W允许周期性地记录天平读 数并W电子方式将其存储在计算机中。一种合适的天平为Mettler-Toledo型号PG5002-S 或等同物。收集容器610被定为天平盘上W便从漏斗喷管515排出的液体直接落入到容器 610 中。
[0410] 漏斗500被安装成使得肋510的上表面位于水平面中。天平600和容器610被定 位在漏斗500的下方W便从漏斗喷管515排出的液体直接落入到容器610中。IPRP样本夹 持器400被居中地定位在漏斗700中,其中肋510定位在凹槽430中。底板405的上表面 必须绝对平坦且水平。顶板420与底板405对齐并放置在底板405上。不镑钢重物415围 绕管425并且放置在顶板420上。管425竖直地延伸穿过桥件530中的中也孔。度盘式指 示仪535牢固地安装到桥件530上,其中探针放置在不镑钢重物415的上表面上的某个点 上。在该状态中,将度盘式指示仪设定为零。将胆存器700填充上0.9%的盐水溶液并且重 新密封。出口 740通过柔性塑料管材450连接到弯管445。
[0411] 用合适的方法切出要测试的材料的环形样本475。所述样本具有70mm的外径和 12mm的内孔直径。一种合适的切割样本的方法是使用具有锋利同也刀片的冲切机。
[0412] 将顶板420充分地上提W将样本475插入到顶板和底板405之间,使样本居中在 底板上并且将所述两板对齐。打开活塞735并且按W下方式将管460中的流体液面设定至 划线标志470处;使用支撑架705调整胆存器700的高度,并且调整胆存器中管715的位 置。当管460中的流体液面稳定在划线标志470处并且度盘式指示仪535上的读数恒定时, 记录度盘式指示仪上的读数(初始样本厚度),并且通过计算机开始记录源自天平的数据。 每隔10砂记录一次天平读数和所经过的时间,该样持续五分钟。在H分钟之后,记录度盘 式指示仪上的读数(最终样本厚度),并且关闭活塞。平均样本厚度Lp为W cm表示的初始 样本厚度和最终样本厚度的平均值。
[0413] W克/砂计的流量是通过线性最小二乘回归拟合至介于30砂和300砂之间的数 据来计算。材料的渗透性是使用W下公式来计算:
[酬 k 二 2k Lp AP
[041引其中:
[0416] k为材料的渗透性(cm2)
[0417] Q 为流量(g/s)
[041引 P为液体在22C温度下的密度(g/cm3)
[041引 U为液体在22 C温度下的粘度(Pa ? S)
[0420] R。为样本外半径(mm)
[042。 Ri为样本内半径(mm)
[0422] Lp为平均样本厚度(cm)
[0423] A P为流体静压力(Pa) f I \
[0424] 盆P= AA色巧戶 10 V J
[042引 其中:
[0426] Ah为管460中的液体高出底板的上表面的高度(cm),并且
[0427] G为重力加速度常数(m/V) 秦
[0428] Kf =-~ P
[042引 其中:
[0430] Kr为W单位cm2/ (化? S)表示的IPRP值
[0431] 对各表中数据的讨论;下文的信息将提供包括本发明各表中所见信息的基础。
[0432] ?表1和表2 ;基础基底材料特性,描述了明显H叶形异形纤维、实也圆形和标准H 叶形基础基底现制备时的特性。表1描述了基础基底现制备时的特性。所述表列出了每个 实施例的具体细节。表1中所指出的重要特性为明显H叶形长丝的修改比率和该些点粘结 阳T基底的相对低的MD伸长率。
[0433] ?表3 ;示出了基础基底的流体处理特性。该些基础基底的保持容量指示它们不是 吸收材料,其中W克/克计的保持容量低于10。
[0434] ?表4 ;列出了结构化基底对基础基底特性的工艺设定值和特性变化。用于ID集 合样本的实施例突显出了本发明的一个主要目的。ID为基础基底化0g/m 26. 9化f PET),并 且IDl至1D6示出了随着纤维位移的增加而产生的厚度变化,如应变深度所指示。增加应 变会增加厚度。过度粘结是由过度热粘结来指示。尖端粘结是由FS-尖端来指示并且如图 所示,也可影响老化厚度和所产生的空隙体积的量。本发明的目的是产生用于液体采集的 空隙体积。过度热粘结也可用来增加机械特性,如所示出的MD上的拉伸强度的增加对基础 基底。实施例IN数据组比较了基础基底与经受过不同应变深度过程的INl至1N9。该数据 组表明,在厚度生成中存在最优化,其是由任何过度热粘结、FS-尖端和总体应变决定。所 述数据表明,太大的应变可产生具有更差老化厚度的样本。在本发明的一种实施形式中,该 将对应于活化区域中的完全断裂长丝,而具有最高空隙体积生成的区域具有优选的断裂长 丝范围。所述结果也表明,本发明可产生类似的结构化基底体积W作为典型的树脂粘结结 构,同时其也具有流体传送特性。
[0435] ?表5 ;数据和实施例表明,本发明中的厚度增加和空隙体积生成可用于标准H叶 形和实也圆形的纤维形状。本发明的有益效果不限于明显H叶形纤维。
[0436] ?表6列出了结构化基底的流体处理特性对基础基底特性。表6中的实施例与表4 中的相同。表6中的数据表明,使用FDT确实会增加结构化基底对基础基底的MD水平传送 特性。已发现过度粘结会增加MD上的流体传送。垂直芯吸高度分量示出了在中等抑T应变 下结构化基底对基础基底的类似的特性,但在较高应变下,垂直芯吸高度分量确实略微减 小。相对于粗梳树脂粘结非织造材料;竖直传送分量仍然是极好的。老化透湿数据示出了 结构化基底对基础基底的流体采集速率的显著改善。具有FDT时的情况相对于基础基底来 讲,透湿时间显著减小。具有抑T时的情况相对于基础基底来讲,回渗特性大体减小。表6 中的数据展示了结构化基底的提供流体传送的能力W及控制流体采集速率的能力。该表还 包括了通过样本上的IPRP表明的材料的流体渗透性,其示出了在FDT之后的显著改善,并 且也示出了结构化基底是如何在类似于粗梳树脂粘结结构的厚度下具有更高的渗透性的。
[0437] ?表7列出了一些明显纤维形状的结构化基底对基础基底的一些附加流体处理特 性。样本描述中所用的活化条件列出于表5中。表5表明,FDT的变化可改善流体采集速 率。
[043引 ?表8示出了附加结构化基底对基础基底样本的情况,其中实也圆形纤维(SR)和 标准H叶形纤维(TRI)的流体采集速率得到改善。用于结构化基底样本的活化条件提供于 表9中。
[0439] ?表9列出了用于表8中所制备的样本的工艺条件。
[0440] ?表10列出了本发明中所用的基底的单纤维特性值。由于本发明使用高速纤维纺 丝来产生热稳定的阳T,因此强度为〉IOg/长丝的纤维的模量值极高。
[0441]
【权利要求】
1. 一种一次性吸收制品,所述一次性吸收制品包括: 底座,所述底座包括顶片和底片; 吸收芯,所述吸收芯位于所述顶片和所述底片之间;和 位于所述顶片和所述吸收芯之间的采集系统,其中所述采集系统包括具有热塑性纤维 的流体可渗透的结构化纤维网, 其中所述纤维网具有小于1. 5mm的老化厚度、至少5mm的垂直芯吸高度、至少 10, 000cm2/(Pa · s)的渗透性、以及至少5cm3/g的结构化基底比体积; 其中所述结构化纤维网具有小于3. 0g的回渗。
2. 如权利要求1所述的一次性吸收制品,其中所述纤维为连续的,未卷曲的纺粘纤维, 所述纺粘纤维包括至少30%的PET树脂且具有圆形、三叶形或Η形的横截面形状;其中所 述纤维是通过棒、针、钮、结构化筛网、带或它们的结合来永久地机械移位而结构化的。
3. 如权利要求1所述的一次性吸收制品,其中所述结构化纤维网的纤维为热稳定的。
4. 如权利要求1所述的一次性吸收制品,其中所述结构化纤维网的纤维为热点粘结 的。
5. 如权利要求1所述的一次性吸收制品,其中所述结构化纤维网的垂直芯吸高度为至 少 20mm。
6. 如权利要求1所述的一次性吸收制品,其中所述结构化纤维网的垂直芯吸高度为至 少 50mm。
7. 如权利要求1所述的一次性吸收制品,其中所述结构化纤维网的结构化基底比体积 为至少l〇cm3/g。
8. 如权利要求1所述的一次性吸收制品,其中所述结构化纤维网具有至少10cm的MD 水平传送。
9. 如权利要求1所述的一次性吸收制品,其中所述结构化纤维网具有至少20, 000cm2/ (Pa · s)的渗透性。
10. 如权利要求1所述的一次性吸收制品,其中所述结构化纤维网的纤维包括PET和 coPET〇
11. 如权利要求1所述的一次性吸收制品,其中所述结构化纤维网具有小于2秒的老化 第二透湿。
12. 如权利要求1所述的一次性吸收制品,其中所述结构化纤维网具有介于30g/m2和 80g/m2之间的基重。
13. 如权利要求1所述的一次性吸收制品,其中所述结构化纤维网的老化厚度大于 0. 5mm〇
14. 如权利要求1所述的一次性吸收制品,其中所述结构化纤维网具有包括至少50% 的热塑性纤维的纤维含量。
15. 如权利要求1所述的一次性吸收制品,其中: 将所述吸收性粒状聚合物材料以着陆区域和所述着陆区域之间的接合区域的相应图 案沉积在所述第一基底和第二基底上,使得所述吸收性粒状聚合物材料非连续地被分配在 第一基底和第二基底上;以及 将所述第一吸收层和第二吸收层组合在一起,使得所述吸收性粒状聚合物材料的相应 图案彼此偏移。
16. 如权利要求1所述的一次性吸收制品,其中所述吸收性粒状聚合物材料区域基本 上在整个所述吸收芯上延伸。
17. 如权利要求1所述的一次性吸收制品,其中所述吸收性粒状聚合物材料区域基本 上完全从所述吸收芯的前部延伸至后部。
18. 如权利要求1所述的一次性吸收制品,其中所述吸收芯基本由所述第一基底和第 二基底、所述吸收性粒状聚合物材料、以及所述热塑性粘合剂材料组成。
19. 如权利要求1所述的一次性吸收制品,其中所述吸收芯具有前端和后端以及从所 述后端延伸至所述前端的纵向轴线、以及多个吸收区,所述多个吸收区的每一个均具有以 不同的量存在的吸收性粒状聚合物材料。
20. 如权利要求19所述的一次性吸收制品,其中存在从所述多个吸收区中的一个到另 一个的吸收性粒状聚合物材料的量的逐渐过渡。
【文档编号】A61F13/537GK104224451SQ201410495215
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2010年6月3日 优先权日:2009年6月3日
【发明者】E.B.邦德, C.克里普纳, U.弗罗利赫 申请人:宝洁公司
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