具有增强的阻隔性能的非织造网的制作方法

文档序号:13985006
具有增强的阻隔性能的非织造网的制作方法

本发明涉及较大的熔纺型(spunmelt-type)非织造织物,其含有数个相互支撑的具有多种纤维直径的层。这种类型的非织造织物主要意图用于卫生行业,但是可以用于需要阻隔性能的任何地方,例如,用作医药、工业中的防护服材料,或者用于医疗保健。



背景技术:

非织造织物可用于广泛的应用中。各种非织造织物可以含有纺粘层、熔喷层、纺粘层(“SMS”)层,其中所含有的外织物层通过热塑性纺粘织物(例如由聚烯烃)形成,以及内层通过热塑性熔喷材料形成。这种类型的SMS非织造织物可以含有稳定的纺粘层和内熔喷层,尽管是多孔的,但是其具有阻止例如流体快速渗流的能力,所述流体例如体液或诸如超吸收粉末的固体化合物。

如本领域已知的,在SMS型复合物(或多层型组合,即SSMMS、SMMMS、SNS)中,较强的纺粘纤维的层和较细的熔喷层或纳米纤维的层的组合能够利用这两种层类型的优点,并抑制其缺点。虽然连续纺粘型纤维提供了机械性能(强度、延展性),但是细纤维(例如熔喷的)提供了缺少的阻隔性能,同时在复合物内受到保护而不易受到机械损伤。通过在复合物中组合细纤维的层和强纤维的层,可以假定对阻隔性能起决定作用的层是具有最细纤维(因此最小的孔)的层。

本领域已知的是,用较细纤维形成的层在相同的纤维填充密度下具有比用粗纤维形成的层更好的阻隔性能。在熔纺型非织造织物应用于卫生行业中,即用于吸收性产品的情况下,利用熔喷型层的阻隔性能。具有显著份额的亚微米纤维(所谓的纳米纤维)的层的应用也是已知的。存在许多描述用于制备具有显著含量的亚微米纤维的纤维的层的方法,例如通过利用特定的熔喷喷丝板(例如在归属于Hills的专利EP2019875中所述的)、静电纺丝(基于Jirsák教授的工作,例如US专利7,585,437以及其它许多专利)、箔分裂(例如Procter和Gamble的EP1639173文献)或例如通过利用旋转设备(例如由FiberRio制备的或在例如归属于德克萨斯大学的文献US2009232920中所述的)。

不希望受到理论的约束,可以假定在恒定的纤维填充密度下的纤维细度还与层中的孔的尺寸显著相关。因此可以假定在恒定的纤维填充密度下,以下可以应用:纤维越细,穿过纤维的层的孔的横截面越小,并且在垂直方向上单个通道孔的曲率水平越小。因此,通过这种推理:孔越小和越弯曲,则诸如流体的渗流就越复杂,并且这将增大该层对渗流的阻隔能力。例如,可以以较高的水柱参数值(测量流体通过基底的渗流的方法)的形式,或者例如,以增大的流体(其表面张力接近于纤维材料的表面张力)停留的形式,自身显示出这种增大的阻隔性。例如在吸收性卫生产品中,即尿布的情况下,除了通过由非织造织物制成的阻隔层提供吸收性芯之外,产品的基本功能之一是其将尿液保留在产品内的高能力。例如,由聚丙烯制备的SMS型非织造织物的表面张力为约30mN/m,以及对于成人个体而言,在尿布内,其与表面张力为约40mN/m至50mN/m的尿液接触,而对于婴儿而言,其与表面张力为32mN/m至35mN/m的尿液接触。由于能量的差异很小,可以假定通过屏障的不期望的渗流可能更容易发生。

诸如尿布、训练裤、失禁辅助物和女性卫生产品的吸收性产品可以含有执行各种功能的非织造织物,一个重要需求具体地是提供阻隔功能。本领域还已知的是,将细纤维的层用于增大此类吸收性卫生产品的阻隔性能(例如Procter和Gamble的专利申请WO2011100407)。为了实现阻隔性能的显著增大,重要的是维持纤维的窄分布,并确保亚微米纤维的份额尽可能多。

市场上对降低所使用的非织造织物的基重并同时保持其阻隔性能存在重大需求,这导致在增加特别是薄的轻质层的阻隔性方面付诸努力。

发明概述

通过具有阻隔性能的非织造织物来解决本发明的相应的上述任务,所述非织造织物包括:

a.第一阻隔层A,其具有理论覆盖系数TCC A并由所述层中的中值纤维直径为dAm的纤维组成;以及

b.第二阻隔层B,其具有理论覆盖系数TCC B并由所述层中的中值纤维直径为dBm的纤维组成;

同时

i.所述第一阻隔层A和所述第二阻隔层B彼此直接接触;

ii.所述第一层和所述第二层中的纤维的中值直径具有理论纤维直径系数x=(dBm-dAm)/dAm,其中所述理论纤维直径系数x小于或等于1并且其中所述理论纤维直径系数x大于或等于0.25;以及

iii.理论覆盖系数TCC A和TCC B的总和大于或等于50%。

在从属的专利权利要求中描述了本发明的有益实施方案。

定义:本文中的术语“纤维层(batt)”是指以相互粘合之前的状态可见的纤维形式的材料。“纤维层”由单独的纤维组成,在它们之间通常还没有形成相互粘合,即使它们可以以某种方式进行预粘合,其中这种预粘合可以在熔纺过程中在纤维沉积期间或之后不久发生。然而,这种预粘合仍允许相当数量的纤维自由移动,使得它们可以被重新定位。上述“纤维层”可以包括通过在熔纺过程中由来自数个纺丝箱体(beam)的纤维沉积而产生的数个层,同时其适用于由各个纺丝箱体沉积的“亚层”中的纤维直径和孔隙率的分布没有表现出显著差异。相邻的多个纤维的层不一定必须通过明显的转变而彼此分离;邻接区域中的各个层可以部分地混合在一起。

本文中的术语“阻隔层”或”阻隔性非织造织物”是指能够阻止材料流动的纤维的层或非织造织物层。例如,为了阻止液体流动并将其保留在指定区域。例如,参数“水柱的高度”表示阻止和保留极性液体的能力。例如,参数“醇排斥性”表示阻止和保留非极性液体的能力。

术语“纤维”和“丝(filament)”在本案中可以相互交换。

对于“纤维直径”的表达,使用SI长度单位,微米(μm)或纳米(nm)。为了本文件的目的,术语“纤维直径”和“纤维厚度”可互换。在纤维不具有圆形纤维横截面的情况下,假定纤维直径对应于具有圆形纤维横截面的等效纤维。使用术语“每9000m纤维的克数”(也可以是滴定旦数或Tden或den)或“每10000m纤维的克数”(dTex)以表达纤维的细度或粗度。

为了本文件的目的,术语“中值纤维直径”或”中值纤维厚度”可与术语“层中的中值纤维直径”互换,简称为“中值”。因此,其适用于至少50%的纤维具有小于或等于中值的值的直径,并且至少50%的纤维具有大于或等于中值的直径。

术语“亚微米纤维”是指直径低于1微米的普通纤维。通常,然而不一定,这些纤维基本上比“纳米纤维”(其直径应小于100纳米)要厚。亚微米纤维的直径通常大于约200nm,通常大于约500nm。

为了本文件的目的,术语“微米(micron)”和“微米(micrometre)”可互换,并且表示1/1,000,000m(测量单位为μm)。

术语“单组分纤维”是指由单一聚合物组分或单一掺混聚合物组分形成的纤维,区别于双组分或多组分纤维。

本文中,术语“化合物”或”聚合物化合物”通常是指包含在纤维组成中的聚合物材料。例如当多种化合物以单一组成混合在一起时。这不排除通常添加较少量的其它化合物(例如染料、工艺添加剂、表面改性添加剂等)。

术语“两组分纤维”和“双组分纤维”是指横截面包括两种不连续的聚合物组分、两种不连续的掺混聚合物组分或一种不连续的聚合物组分和一种不连续的掺混聚合物组分的纤维。术语“双组分纤维”涵盖在术语“多组分纤维”内。双组分纤维的整个横截面可以被分为由任何形状或布置的不同组分组成的两种或更多种组分,所述布置包括例如,同轴布置、芯壳式布置、并排布置、“分段馅饼”式布置等。术语“主要组分”是指纤维中具有较大质量份额的组分。例如,术语“C/S70/30”是指在芯壳式布置中,其中芯对应于纤维质量的70%,并且壳对应于纤维质量的30%的双组分纤维。

术语“多组分”是指具有包括多于一种不连续的聚合物组分、多于一种掺混聚合物组分或至少一种不连续的聚合物组分和至少一种独立的掺混聚合物组分的横截面的纤维。因此术语“多组分纤维”包括,但不限于“双组分纤维”。多组分纤维的整个横截面可以被分成由任何形状或布置的不同组分组成的部分,所述布置包括例如同轴布置、芯壳式布置、并排布置、径向布置、海岛布置等。

术语“非织造织物”意指以由定向或无规取向的纤维,最初由其形成纤维层,并且随后相互连接(固结)而形成的绒头织物层或纤维的层形式的结构。纤维通过以下相互粘合:通过摩擦、粘结力的作用、与粘合剂或其它粘接剂粘合或热塑性地产生单一或多种粘结-粘合模式,所述模式由通过粘合压缩形成的粘合压印和/或压力、热、超声或热能的作用或必要时这些作用的组合组成。该术语不是指通过织造或编织形成的纤维织物或使用纱线或纤维以形成结合缝线的纤维织物。纤维可以是天然或合成来源,可以是短纤维、连续纤维或在加工位置直接产生的纤维。标准可用纤维的直径为约0.0001mm多至约0.25mm,并以几种不同的形式提供:短的纤维(也被称为短纤维)。连续单纤维(所谓的丝或单丝)或连续纤维束(所谓的多丝或连丝)以及具有共同捻度的连续纤维束(纱线)。可以使用许多方法产生非织造织物,包括例如熔喷、纺粘、熔纺、从溶剂纺丝、静电纺丝(电纺丝)、梳理、膜原纤化、熔膜原纤化、用短纤维的气流成网、干法成网、湿法成网以及这些和如本领域已知的其它方法的各种组合的技术。非织造织物的基重通常以每平方米的克数表示(gsm)。

“纤维填充密度”μ是在给定压力下给定空间中的纤维体积V与给定空间的总体积Vc之比。值μ为0(空白空间)至1(完全填充空间,不包含任何孔)。本领域技术人员理解的是,对于熔纺型非织造织物(纺丝成网),与其它非织造织物制备技术相比,棉絮的厚度在更小的范围内散布。为了简化,可以使给定的聚合物及其纤维填充密度与给定层的基重相关联-所述基重为广泛用于这种类型的非织造织物特性的测量单位。因此,同样地,可以假定对于也以恒定基重给定的聚合物,其适用于:纤维越细,通过棉絮的孔的直径越小,并且在垂直方向上各个通道孔的曲率水平也将增大,并且此外基于上述原理,层的阻隔能力将增大。

术语“理论纤维填充密度系数”或”TCC”(理论覆盖系数)表示纤维对特定测量单位的覆盖,并取决于形成纤维的材料的基重、密度和包含在非织造织物中的纤维的横截面。通过设想从包含在假定的非织造织物中的整个质量来看,产生具有对应于该层中的中值纤维直径的圆形横截面的单纤维,并然后将纤维以使该纤维不会交叉或以其它方式重叠的方式铺设在表面上,从而使TCC具体化。然后被覆盖的区域的比例形成TCC。在所有其它值保持恒定的情况下,纤维越细,TCC越大,并且同样地,TCC随着形成纤维的材料密度增加而下降(在所有其它值保持恒定的情况下)。

根据下式计算TCC:

“理论覆盖系数”(TCC)%=d*L*100%;

L=4V/πd2

V=m/ρ

因此:TCC%=(4*m*100%)/(π*ρ*d)

其中:d…给定层的中值纤维直径=理论纤维的平均值(m)

L…1m2织物中的纤维长度(m/m2)

V…1m2织物中的纤维体积(m3/m2)

m…1m2织物中的纤维质量(g/m2,对应于基重)

ρ…纤维密度(质量g/体积m3;对应于制备纤维的材料的密度)

为了本文件的目的,术语“理论纤维直径系数”x表示相邻的层中的中值纤维直径之间的比例。对于相邻的层A、B,通过以下关系表示:

理论纤维直径系数x=(dBm-dAm)/dAm

其中:dBm…层B中的中值纤维直径(nm)

dAm…层A中的中值纤维直径(nm)

本文中的术语“吸收性卫生产品”是指吸收或保留身体排泄物的产品或辅助物,更具体地是指为了吸收和保留各种身体排泄物的目的,而被放置在使用者的身体上或放置在使用者的身体附近的产品或辅助物。吸收性卫生产品可以包括一次性尿布、尿布裤、旨在用于患有失禁的成人的内衣和衬垫、女性卫生产品、护理垫、一次性更换垫、围兜、绷带和类似的产品。在本文所用的意义中,术语“排泄物”是指即尿液、血液、阴道分泌物、母乳、汗液和粪便。

附图简述

参考附图进一步更详细地描述了本发明的示例性实施方案,其中在图1中示意性地示出了本发明的一对层A和层B;在图2至图3b中结合其它层示出了该对层;并且在图4a至图4h中存在实施例1至实施例13中所述的各种类型的非织造织物。图5至图7示出了一次性卫生产品即尿布的构造实例。

示例性实施方案的描述

本发明的主题是即使当使用相对少量的材料时也具有增强的阻隔性能的非织造网。惊奇地发现,所选纤维的适当组合积极影响非织造织物的整体阻隔性能–如果其含有两个阻隔层A和B,其特征在于给定的特性,即层中的中值纤维直径dAm和dBm以及各个层的理论覆盖系数TCC的TCC A和TCC B。此外,当相对于彼此时,两个层都满足第一标准–理论纤维直径系数x在给定范围内,并且以相同的方式它们满足第二标准–结合的TCC AB(TCC A和TCC B的总和)在给定的范围内。

应与其中对于阻隔性能的改善需要最大含量的最细纤维的常规方法对比观察上述内容。不需要受理论约束,我们认为具有稍厚纤维的阻隔层提供了比由稍细纤维制成的第二阻隔层更好的支撑,并且由此与含有相同厚度的纤维的层相比,能够更好地利用较细纤维的阻隔性潜能。

基于本发明,非织造织物包括几个彼此不同的纤维的层,所述不同的纤维的层即包含于其中的纤维的直径中值不同。对于本发明,重要的是各个层中的中值差异足够但不过度。惊奇地发现,在包含于其中的纤维的中值具有适当差异的层的适当组合的情况下,发生协同作用,并且与假设相反,阻隔效果实际增大。不需要受理论约束,我们假定在具有过小差异的层的组合情况下,所述层合并成实际上单一均匀的层。具有过高差异的层很可能不能完全利用支撑层的潜能–当与阻隔层中的纤维尺寸相比时,该层中的孔尺寸太大并且可能在利用该给定层的潜在阻隔性能之前导致阻隔层的机械损伤。

为了消除纤维直径彼此过度不同的纤维的层的目的,引入了“理论纤维直径系数x”。我们认为,当这个值太大时,较细纤维将不会在第二阻隔层的纤维中得到足够的支撑。类似地,当差异太小时,例如,当两个层具有相同直径的纤维时,这些层将混合成单一的、实际上均匀的层。

本发明的非织造织物含有阻隔层A和另一相邻的层B(图1)。不需要受到理论的约束,我们假定层A形成基础屏障。层A包含中值直径小于层B的纤维。假定层B除了其它功能之外还在非织造织物中具有另外的支撑功能,其中其支撑层A中的纤维并且能够更好地利用阻隔性潜能。层A和层B中的纤维直径的中值的适当比例表示理论纤维直径系数x,如以下关系表示:

x=(层B中的中值纤维直径dBm[nm]-层A中的中值纤维直径dAm[nm])/(层A中的中值纤维直径dAm[nm])。

对于本发明,重要的是系数x的值为至少0.25,优选为0.3并且同时小于或等于1.0。

如果形成层的纤维量太小,则纤维彼此远离地沉积,并且层的孔隙率比对应于纤维直径更大。不需要受到理论的约束,我们假定在单层的情况下,根据“理论覆盖系数(TCC)”,达到所需阻隔性能的临界阈值是至少70%的覆盖率,优选130%的覆盖率,并且在层A和层B的所述组合的情况下,对于每个层至少20%覆盖率,对于每个层更好是25%覆盖率,对于每个层优选为至少30%覆盖率,其中相互协同作用可能发生-层可以部分地混合在一起并且层A的较薄纤维可以减小由层B的较粗纤维产生的孔。然而,仍然适用于层A、层B的TCC值的总和为至少50%,更好是至少60%,更好是至少70%,优选为至少100%。

例如,对于在亚微米和微米范围(0.5微米至2微米)的聚丙烯纤维(聚合物密度为0.93g/cm3),可以将层A的纤维基重的下限被认为(对1微米纤维直径进行计算)至少约0.15g/m2,更好是0.18g/m2,优选为0.22g/m2,并且对于较强纤维的层B(对系数x=0.3进行计算,即层B中的中值纤维直径为1.3微米)为至少0.19g/m2,更好是0.24g/m2,优选为0.28g/m2。同时对于层的组合,必须总是适用于层A、层B的TCC A值和TCC B值的总和为至少50%。例如,如果基重为0.2g/m2的层A由密度为0.93g/cm3的上述聚丙烯纤维组成,并且层中的中值纤维直径为1微米(对应于27.4%的覆盖系数),并且如果考虑系数x=0.3,层B中的中值纤维厚度为1.3微米并且满足TCC的整体总和为至少50%的条件,则层B的覆盖系数必须为至少22.6%,对于上述密度的聚丙烯而言,等同于0.21g/m2的基重。因此,层AB的总基重为0.41g/m2

例如,在纺粘纤维的厚度在一旦至二旦范围的情况下(由密度为0.93g/cm3的聚丙烯制成),可以认为层A的纤维基重的下限(对于14.5微米(对应于约1.4旦)的纤维直径进行计算)为至少约2.4g/m2,更好是3.7g/m2,优选为4.3g/m2,并且对于较强纤维的层B(对于系数x=0.5进行计算,即层B中的中值纤维直径为21.8微米),纤维基重的下限为至少3.6g/m2,更好是4.4g/m2,优选为5.2g/m2。如在先实例中一样,TCC总和条件必须适用。

在计算覆盖率时,在所述发明的意义上,有必要考虑的是可以使用单个或多个纺丝箱体产生一个层。

在下表中提供了具体材料组成的纤维的TCC值的其他实例。本领域技术人员将容易理解的是,由于各种聚合物密度的影响,所提供的表不能普遍适用,而必须对具体的材料类型重新计算。满足有利配置的TCC(20%至800%)为粗体。

从本发明的功能性角度来看,不限制基重的上限,并且本领域技术人员将容易地理解,随着根据TCC的覆盖率的增长%,各个层的阻隔性增大,并且由于本发明的层的组合,可能发生所述阻隔性能增大的相对减少。

不需要受理论约束,在所述层A和层B组合的情况下,假定特别适合于实施本发明的区域的上限是可察觉的,每一层多至不超过800%的TCC,每一层更好是不超过600%,每一层更好是不超过400%并且每一层优选不超过200%,其中可能发生相互协同作用。

例如,对于亚微米和微米(0.5微米至2微米)范围的聚丙烯纤维(聚合物密度为0.93g/cm3),可以认为本发明的特别有利的配置的上限(对于2微米的纤维直径进行计算)为层A中的纤维的基重不超过12g/m2,更好是9g/m2,更好是6g/m2,优选为3g/m2,并且对于较强纤维的层B(对于系数x=1进行计算,即层B中的中值纤维直径为4微米),纤维的基重不超过23g/m2,更好是18g/m2,更好是12g/m2,优选为6g/m2

例如,在纺粘纤维的直径在一旦范围(由密度为0.93g/cm3的聚丙烯制成)中的情况下,可以认为用于本发明的有利配置的上限(对于13微米(对应于约1den)的纤维直径进行计算)为不超过约76g/m2,更好是57g/m2,更好是38g/m2,优选为19g/m2,并且对于较强纤维的层B(对于系数x=0.5进行计算,即层B中的中值纤维直径为19.5微米),上限不超过114g/m2,更好是85g/m2,更好是57g/m2,优选为28g/m2

例如,层A和层B可以包含熔喷纤维。在这种情况下,层A、或层A和层B两者可以含有一定量的直径小于1微米的纤维。例如,层A可以含有多至100%的直径小于1微米的纤维,或可以含有多至50%的直径小于1微米的纤维,或可以含有多至25%的直径小于1微米的纤维,或可以含有多至20%的直径小于1微米的纤维,或可以含有多至10%的直径小于1微米的纤维,或可以仅包含直径超过1微米的纤维。本领域技术人员理解的是,如果在层A和层B中均存在直径小于1微米的纤维,则层A通常含有比层B更多的纤维。

例如,层A和层B还可以仅包含纺粘纤维。

本发明的非织造织物可以含有另外的层C,其与层B相邻并以与层B至层A的相同方式与层B相互作用(图2)。

本发明的非织造织物可以含有多个其它的层,其彼此相互相邻,彼此之间具有与层A和层B相同的关系。

本发明的非织造织物还可以含有几个层的组合,所述层具有与层A和层B相同的相互关系,同时各个对可以彼此相邻和可以彼此不相邻。

本发明的非织造织物可以含有一个或多个其它层D,其可以含有任何类型的纤维并且与单独的层A或层B相邻,同时层D中的纤维与层A、层B中的纤维不具有所述关系。对于本发明的非织造织物,重要的是其含有层A和层B的至少一种组合(图3)。

例如,组成DABD(图3a)可以以这样的方式产生,即层A和层B包含熔喷纤维并且两个D层包含纺粘纤维(例如,图4-c中示出的组成SSMMS)。在这种情况下,通常适用于层D主要提供机械性能,以及层AB主要提供阻隔性能。本领域技术人员理解的是,这是所谓的SMS复合物的有利配置(由层AB给出)。

例如,组成BAB可以完全由纺粘纤维形成。所述组成带来了改进的阻隔性能以及对称性材料两个优点。

例如,组成BAD1D2(图3b)可以由层A、层B和包含纺粘纤维的层D2以及包含熔喷纤维的层D1产生(图4-e)。同样在这种情况下,仍然适用于纺粘纤维主要提供机械性能。然而,尽管由包含熔喷纤维的层D1承担阻隔性的主要组分,但是本发明的层A和层B的组合的有利性提供了阻隔性能的改进。本领域技术人员将理解的是,可以将本发明本身独立地用于纺粘纤维的层以及熔喷纤维的层,以实现两者的阻隔性能的改进–通过产生例如组成B1A1B2A2D。本领域技术人员可以容易地设想到层A、层B和层D的许多其它合适的组合。

如图1所示,本发明的非织造织物含有至少一对彼此不同的相互相邻的纤维的层,通过用于两者中的纤维长度而彼此不同。整个结构以这样的方式得到增强,即非织造织物达到所需的机械性能,同时材料的阻隔功能由此没有受到显著损害。

本发明的非织造织物具有增加的阻隔性能,即其可以长期更好地阻挡材料的流动。例如,在防流体渗流的屏障的情况下,疏水性配置中的非织造织物能够更好地阻止和保留极性的流体、溶液及其掺混物。例如,当用作尿布的一部分时,它能够阻止尿液的流动,并将尿液保留在吸收性芯的区域,使吸收性芯能够将尿液吸收进入自身。例如,在防流体渗流的屏障的情况下,醇排斥性配置中的非织造织物能够更好地阻止和保留极性和非极性的流体、溶液及其掺混物。例如,当用作防护服的一部分时,它能够防止液体溶剂渗透到皮肤上–例如,当在医疗保健中用作防护服时,它必须不能允许例如血液、身体排泄物或例如用于消毒的试剂的渗流。

本发明的非织造织物的阻隔性能不意味着该织物形成绝对的阻隔性。例如,在穿戴在身体上的产品(例如,卫生吸收性产品或防护服)中,在某些应用中,其可以适于形成针对液体的阻隔性,同时保持一定的气体通过能力,这意味着产品是透气性的,并且因此穿戴舒适。本领域技术人员将会理解,所述阻隔性能不同于过滤应用中所需的性能,在所述过滤应用中,空气或流体的流通过过滤器并且过滤器仅捕获不期望的杂质(例如,空气流中的灰尘)。

本发明的非织造织物具有增加的阻隔性能。因此,例如在疏水性配置中,其可以形成防水渗流的屏障,或对于卫生产品应用,例如,其可以形成针对身体排泄物例如尿液、血液等的渗流的屏障。在其它情况下,例如在亲水性配置中,其可以形成针对固体颗粒通过的屏障,在卫生产品应用中,其可以形成针对超吸收颗粒从尿布的芯中漏出的屏障。在某些应用中,非织造织物还可以形成“光学”屏障,其中层的所述组合增大了不透明度,并由此有助于产生均匀填充的良好品质织物的印象。

可以主要由聚合物纤维产生非织造织物。作为适于产生非织造织物的材料,即来自可以被提及的聚合物材料的纤维的实例为聚烯烃、聚酯或聚酰胺。然后更具体地,例如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)和/或这些材料的共聚物。例如,用于制备非织造织物的纤维可以包含所谓的生物聚合物,例如脂肪族聚酯、热塑性多糖或生物来源的其它聚合物或可再生聚合物。

以上提及的化合物可以独立存在、以各种共聚物或掺混物的形式存在,可能该组成可以含有其它物质,例如辅料(例如,染料、功能性添加剂等)或改性剂。列表的目的不是限制本发明的非织造织物的材料组成,而是提供可能的聚合物的实例。纤维可以是单组分纤维或多组分纤维。在多组分纤维中,特别是双组分纤维,例如,纤维具有芯壳式布置或并排布置。

纤维的各个层可以来自相同材料,但还可以由不同的材料或它们的掺混物制成。同样地,各个层可以由相同类型的纤维组成或可以在整体复合物中含有各种类型的纤维的各个层。例如可以将双组分纤维的层与单组分纤维的层组合或将基本上由单一材料制成的层与由聚合物和其它辅料的掺混物制成的层组合。

在卫生行业中,阻隔性能通常被理解为意指对极性液体(例如水或合成尿液)的渗流的抵抗。然而,对于其它应用,可以期望屏障可被极性液体润湿。对于这样的情况,可以使用各种试剂来处理某些天然疏水性材料以获得亲水性。表面处理可以意指由表面活性化合物或润湿剂形成的涂层的应用。适于纤维处理的一种这样的表面活性化合物由德国的Schill&Silacher GmbH,以商品名Silastol PHP 90供应。本领域技术人员理解的是,存在多种本领域可用的处理选择,并且根据需要,可以为给定的应用选择正确的一种。

还可以用其它类型的表面处理来处理非织造织物。一个实例是这样的表面处理,其包括应用含有修饰纤维表面性能的辅料的层,尤其是减小表面摩擦力并增大触感和感觉的光滑性。例如在美国6,632,385和美国6,803,103专利文件和在美国提交的第2006/0057921号公开专利申请中描述了优选的表面性能改性剂。

非织造织物可以含有改进整体复合物的柔软度的层-例如,它们可以含有在公开专利申请WO2014044235中描述的组成。

“棉絮”含有单独的纤维,它们之间通常还没有形成固定的相互粘合,即使它们可以以某种方式粘合,然而在铺设由松散纤维组成的层期间或铺设之后不久可以发生预粘合。然而,这种预粘合仍允许相当数量的纤维自由移动,使得它们可以被重新定位。尽管如此,但是“棉絮”可以在纺丝成网过程中由来自几个纺丝箱体的纤维沉积而产生的几个层组成。优选的制备方法假定利用熔纺(纺丝成网)程序,在所述过程中将一种或几种输入材料熔化,并随后在压力作用下挤出通过喷丝板。将聚合物纤维从喷丝板挤出。然后将纤维引导通过冷却和延伸通道到移动带上,并且当纤维落在带上时其可以以稍微的无规取向进行沉积,然而,非织造织物的移动方向上的取向占主导地位。

然后,可以使用例如压延辊固结棉絮,所述压延辊在一定程度上通过粘合点将纤维连接,因此形成其中所得织物具有所需的机械物理性能的结构,这受到粘合形式和程度的显著影响。

明显的是,除了热粘合(例如压延或超声粘合)、化学粘合等,还存在许多棉絮固结选择。对于本发明的非织造织物,重要的是,所使用的粘合技术充分地连接各个层,但同时又不会在粘合点的位置产生“烧穿”或其它显著的损坏、弱化或甚至刺穿棉絮,并且由此导致其阻隔作用的降低。

本发明的非织造织物可以用于制备单个或几个单独的具有吸收性能的产品元件。具有吸收性能的产品,例如吸收性卫生产品,含有液体可透过的层、吸收性芯和阻隔层。吸收性芯可以包括例如吸收性层或含有超吸收物质的吸收性层。本领域技术人员将理解的是,具有吸收性能的产品根据其目的可以包含许多其他元件。通常适用于以这样的方法使用具有吸收性能的产品,即将可透过的侧定向于朝向接近液体。可透过的层允许液体通过至吸收性芯,在所述吸收性芯中保留液体。阻隔层阻止液体以免在不期望的方向上渗出。

在制备具有吸收性能的产品例如吸收性卫生产品的期间,可以将本发明的非织造织物有利地用于产生外覆盖层(底片)、阻隔性腿箍带(BLC)或这些产品的可能的任何其他部件,其中阻隔性能是有利的。

对于一次性吸收性卫生产品,当阻隔性非织造织物主要由聚丙烯制备时,例如含有至少50%,更好是至少60%,更好是至少70%,更好是至少80%,优选为至少90%的聚丙烯,则其可以是有利的。对于这种类型的阻隔性非织造织物在吸收性卫生产品中的使用,可以特别有利的是阻隔性非织造织物的总基重不超过25g/m2,更好是不超过23g/m2,更好是不超过20g/m2,优选不超过18g/m2。使用较低基重的非织造织物提供生态以及经济优势。使用较少量的输入原料,所得的产品具有较轻的重量,这带来运输和加工优势,并且最后,在产品的最终处理期间,需要处理较少量的产品。特别有利的是,当以较低量的材料维持产品性质时,不需要加入添加剂,因为所述添加剂可能例如在处理所用产品期间引发问题。

图5示出了一次性尿布10的透视图,其显示处于松散的展开位置,当放置在水平表面上时可以发现这种状态。图6含有对相同尿布10从上方的视图,显示为当未被拉紧时(即当其内部拉紧元件的作用未施加力时)),其处于展开和平整的状态,同时该尿布10的一部分被切掉以使内部结构可见。在图6中,示出了尿布10,并且示意性添加了纵轴36和横轴38。尿布10的与使用者的身体接触的部分被定向于图5中在上部的图像和图6中朝向观察者的图像。图7示出了图6的尿布的横截面,同时将切割的水平面指定为在图6中的2-2。

通常,尿布10可以含有表层12和布置在表层内部的吸收性芯14。芯12还可以同时含有尿布10的主体。

此外,表层12还可以含有内表面层18和外覆盖层20,所述内表面层18可以对于液体是可透过的,并且所述外覆盖层20在另一方面可以是不可透过的。可以将吸收性芯14附接在内表面层18和外覆盖层20之间。此外,然后表层12可以含有侧翼22、由弹性材料制成的缚在使用者腿上的箍带24和用于拉紧围绕在腰部的弹性元件26。表层12还可以含有紧固系统,其可以包括至少一个紧固元件46和至少一个接触区域48。内表面层18和/或外覆盖层20还可以总是包括至少一个由非织造织物产生的分隔层,其如下所述。

一般而言,缚在使用者腿上的箍带24以及用于收紧围绕在腰部的弹性元件26均包括弹性元件28。可以将尿布10的一个端部布置成尿布10的第一腰部区域30。可以将尿布10的相对部分布置成尿布10的第二腰部区域32。可以将尿布10的中间部分布置成胯部区域34,其在第一腰部区域30与第二腰部区域32之间纵向展开。

为了能够将尿布10缠绕在使用者的身体周围,使其在需要的位置上固定并扎紧,因此第二腰部部分32装配有至少一个紧固元件46,利用该紧固元件46可以将第二腰部部分32连接于第一腰部部分30,以产生用于腿部的闭合式开口和用于腰部的铰接式开口。当尿布被固定时,紧固系统转移由定向围绕腰部的铰接式开口的张力引起的负荷。

尿布10可以装配有可被多次固定的紧固系统,或可选地,可以以尿布裤的形式产生。对于以分别渐变的尺寸制备的具有吸收性能的产品,表层12和吸收性芯14可以形成尿布10的复合结构的主要部分,在其上添加其他元件。然而,还可以以众多已知的布置方式来布置内表面层18、外覆盖层20和吸收性芯14

外覆盖层20可以与内表面层18连接。同时,外覆盖层20可以用于防止可与尿布10接触的其它外部物品被排泄物弄脏,所述外部物品例如床用织品和衣服部分,所述排泄物经吸收性芯14吸收并包含在尿布10的内部。由图2B中所示的布置,显而易见的是,外覆盖层20可以基本上是流体(例如尿液)不可透过的并且可以形成为含有非织造织物21和薄聚合物膜23的多层结构,薄聚合物膜23表现为例如厚度为约0.012mm(0.5/1000英寸)多至约0.051mm(2.0/1000英寸)的热塑性膜。此外,非织造织物21可以为本文所述的具有阻隔性能的非织造织物。

在其它的有利配置中,本发明的非织造织物还可以用于制备工业和医疗保健中的防护服和其他辅助物。在工业和医疗保健中,将防护服和其他辅助物根据所提供的防护等级分成几类。本发明的非织造织物,例如来自聚丙烯的非织造织物,自身可以例如用于较低等级的防护服和辅助物,即其提供针对水或较高极性(即基于水的)溶液的抗渗流性。对于其中需要针对非极性流体及其溶液的抗渗流性的较高的防护等级,由于这类溶液造成高润湿性,因此不适合使用来自非极性聚合物(例如聚丙烯)的非织造织物。如果由于其他原因而需要使用这种非织造织物,则需要通过例如使用合适的添加剂或表面处理来改变其纤维的表面性能。对于需要防静电荷的某些应用,定义了所用材料的最大允许表面电阻。同样地,关键也是聚合物的合适选择,如果由于其它原因需要使用例如聚丙烯,则有必要通过例如使用合适的添加剂或表面处理来改变其纤维的表面性能。对于某些应用,需要上述性能的组合–通常最小水水柱高度与针对非极性液体的渗流的最小阻力(醇排斥性)以及与材料的最小比表面阻力一起。在本领域中已知如何通过纯表面处理或者添加剂和表面处理的适当组合来实现所需的效果。

实施例

例如本发明的非织造织物I.(参见图3a),例如,含有由具有较小直径的纤维组成的阻隔层A。例如,可以使用先进的熔喷技术Nanospun MB由装配在公司的试验性生产线上的REICOFIL-Dietip No.117来制备形成层的纤维。所描述的技术使得可以生产例如中值直径为0.5微米至2微米的聚丙烯纤维(密度为0.93g/cm3)。该层还可以含有小份额的直径显著大于纤维的中值直径的纤维。层A的最小基重由纤维的特定中值直径给出。

例如,对于中值直径为1.3微米的纤维,最小基重为0.19g/m2(对应于20%TCC),更好是0.24g/m2(对应于25%TCC),优选为0.28g/m2(对应于30%TCC)。

此外,本发明的非织造织物含有由通常高于层A的中值纤维直径的纤维组成的辅助阻隔层B,而使用系数x表示的层A与层B的中值纤维直径的比例为至少0.25,优选为0.3并且同时小于或等于1.0。此外,层A的TCC和层B的TCC的总和为至少50%,更好是至少60%,更好是至少70%,优选为至少100%。因此,可以在1625nm(当x=0.25)至2600nm(当x=1)的范围内发现形成层B的纤维。

例如,可以使用已知的熔喷型技术(例如使用Reicofil技术)由聚丙烯制备形成层B的纤维。所描述的技术使其可以制备中值直径为1.5微米至5微米的纤维。

下表中提供了层B可能的基重;那些需要不同于上述实施例中描述的技术的基重将用斜体表示:

此外,非织造织物含有两个由例如使用纺粘技术制备的纤维直径为1.5den至2.5den的聚丙烯纤维组成的D层,其与层A和层B相邻并且一起形成DABD结构。层D对所述发明的原理没有影响。层D的基重可以是至少1g/m2,更好是2g/m2,优选是3g/m2至30g/m2,更好是多至15g/m2,优选是多至10g/m2

例如,使用热压延机固结非织造织物。

非织造织物I.的上述实施例的优点示于实施例1至实施例4中:

以连续生产方法使用三个Reicofil 4a型纺粘纺丝箱体和两个熔喷纺丝箱体制备由14g/m2的纺粘型纤维和3g/m2的熔喷型纤维组成的总基重为17g/m2的SMS型非织造织物,在实施例中精确定义了所述三个Reicofil 4a型纺粘纺丝箱体和两个熔喷纺丝箱体,并且其以S1、S2、M1、M2、S3的顺序连续布置。保持恒定的带速。

将聚丙烯的均聚物(来自Slovnaft Petrochemicals的Tatren HT2511)加入到所有的纺粘纺丝箱体S1、S2、S3中。本领域技术人员将理解的是,生产线的特定设置取决于特定的设备。首先聚合物在挤出机中熔化随后被带到纺粘喷丝板。将在喷丝板下方产生的纤维拉断并通过20℃至35℃温度的空气流进行拉伸。在传送带上收集经拉伸的纤维。在实施例1至实施例4中,层D由纺粘层组成,因此稍后将不再详细说明。

将聚丙烯的均聚物(来自Borealis的Borflow HL 512)加入到各个熔喷纺丝箱体中。本领域技术人员将理解的是,生产线的特定设置取决于特定的设备。在各个实施例中提供了熔喷箱体的区别。首先聚合物在挤出机中熔化并且随后被带到熔喷喷丝板。通过喷丝板下方的空气流(250℃至280℃)将纤维吹断并且在传送带上收集。然后使用具有一对加热辊的热压延机使织物固结,而其中一个辊具有突出的印纹图案。压延辊(光辊/印花辊)的温度为150℃/145℃并且施加约90n/mm的压力。

实施例1-DBD(对比例):

两个所用的熔喷箱体为Reicofil型并且它们一起产生均匀的纤维的层,其基本上对应于本发明的实施例3+实施例4中的纤维形成层B。参见图4-a。

实施例2-DAD(对比例):

使用先进的熔喷技术Nanospun MB由装配在REICOFIL的试产线上的REICOFIL–Dietip No.117通过熔喷箱体形成纤维的层A并形成纤维的层,其基本上对应于本发明的实施例3+实施例4中的纤维形成层A。参见图4-b。

实施例3:DABD(根据本发明的实施例)

所用箱体之一为Reicofil型熔喷箱体并产生层B。

第二箱体为安装在REICOFIL试产线上的REICOFIL–Dietip No.117的先进的熔喷技术Nanospun MB,并形成层A。参见图4-c。

层A与层B的基重比例为1:1。

实施例4:DABD(根据本发明的实施例)

所用箱体之一为Reicofil 4型熔喷箱体并产生层B。

第二箱体为安装在REICOFIL试产线上的REICOFIL–Dietip No.117的先进的熔喷技术Nanospun MB,并形成层A。参见图4-c。

层A与层B的基重比例为2:1。

在电子显微镜上光学测量纤维直径,其中首先在合适的分辨率下从所观察层的一侧取非织造织物的画面,并且随后标记至少100根单独的纤维并测量它们的直径。对于实施例1和实施例2,在下表中提供了纤维直径的分布:

那些需要不同于上述实施例中描述的技术的纤维直径的分布将用斜体表示:

此外,非织造织物含有两个由例如使用纺粘技术制备的纤维直径为1.5den至2.5den的聚丙烯纤维组成的D层,其与层A和层B相邻并且一起形成DABD结构。层D对所述发明的原理没有影响。层D的基重可以是至少1g/m2,更好是2g/m2,优选是3g/m2至30g/m2,更好是多至15g/m2,优选是多至10g/m2

例如,使用热压延机固结非织造织物。

非织造织物IV.的上述实施例的优点示于实施例12至实施例13中。

以连续生产方法使用三个Reicofil 4a型纺粘箱体和熔喷箱体制备由14g/m2的纺粘型纤维和3g/m2的熔喷型纤维组成的总基重为17g/m2的SMS型非织造织物,其中在实施例中精确定义了所述三个Reicofil 4a型纺粘箱体和熔喷箱体,并且其以S1、M1、M2、S3的顺序连续布置。保持恒定的带速。

将聚丙烯的均聚物(来自Slovnaft Petrochemicals的Tatren HT2511)加入到所有的纺粘箱体S1、S3中。本领域技术人员将理解的是,生产线的特定设置取决于特定的设备。首先聚合物在挤出机中熔化并且随后被带到纺粘喷丝板。将在喷丝板下方产生的纤维拉断并通过20℃至35℃温度的空气流进行拉伸。在传送带上收集经拉伸的纤维。在实施例12至实施例13中,层D由纺粘层组成,因此稍后将不再详细说明。

以同样的方式,测量了其他实施例的样品。下文中仅提供了给定层中的纤维的中值直径。

使用水柱高度和透气性评估产生的阻隔性-参见下表:

从所提供的结果,显而易见的是,基于本发明的非织造织物(DABD)的阻隔能力(水柱以及透气性)明显较高,其中发生组合层的协同作用。与理论假设相反,在最细纤维的最厚层(DAD)上实现最好的结果。用模仿成人尿液和儿童尿液的较低表面张力流体的测量值示出相同的趋势,其中基于本发明的非织造织物(DABD)清楚地显示出最好的结果。

根据本发明的不同的非织造织物II.(参见图3-2),含有由具有较小直径的例如来自茂金属聚丙烯的纤维组成的阻隔层A。使用纺粘技术用生产线设置制备形成该层的纤维,其中形成层A的纤维实现了0.8den至1.5den的中值纤维直径。由具体的纤维中值直径给出层A的最小基重。例如,对于中值直径为1den的纤维(=对于密度为0.93g/cm3的PP,相应的纤维直径为13微米),最小基重是1.90g/m2(对应于20%TCC),更好是2.37g/m2(对应于25%TCC),优选是2.85g/m2(对应于30%TCC)。

此外,本发明的非织造织物含有由通常具有高于层A的纤维的中值直径的纤维组成的辅助阻隔层B,同时使用系数x表示的层A与层B的中值纤维直径的比例为至少0.25,优选为0.3并且同时小于或等于1.0。此外,层A的TCC和层B的TCC的总和是至少50%,更好是至少60%,更好是至少70%,优选是至少100%。因此,可以在16.25微米(当x=0.25)至26微米(当x=1)范围内发现形成层B的纤维。

例如,可以使用已知的纺粘型技术(例如使用Reicofil 4技术)由聚丙烯制备形成层B的纤维。所描述的技术使其可以制备中值直径为1.6den至3den的纤维(对于指定的PP,对应于15.7微米至21.5微米)。

下表中提供了层B可能的基重;那些需要不同于上述实施例中描述的技术的基重将用斜体表示:

此外,非织造织物含有由例如使用熔喷技术制备的纤维直径为2微米至5微米的聚丙烯纤维组成的层D1,其与层A相邻并且一起形成DABD结构。层D1对所述发明的原理没有影响。层D1的基重可以是至少1g/m2,更好是2g/m2,优选是3g/m2至30g/m2,更好是多至15g/m2,优选多至10g/m2

此外,非织造织物含有由例如使用纺粘技术(例如使用Reicofil 4技术)制备的聚丙烯纤维组成的另一层D2,其与层D1相邻。它们一起形成结构BAD1D2。所描述的技术使其可以制备中值直径为1.6den至3den(对于指定的PP,对应于15.7微米至21.5微米)的纤维。层D2对所述发明的原理没有影响。层D2的基重可以是至少1g/m2,更好是2g/m2,优选是3g/m2至30g/m2,更好是多至15g/m2,优选多至10g/m2

例如,使用热压延机固结非织造织物。

非织造织物II.的上述实施例的优点示于实施例5至实施例6中:

以连续生产方法使用三个Reicofil 4a型纺粘箱体和两个熔喷箱体制备由12g/m2的纺粘型纤维和3g/m2的熔喷型纤维组成的总基重为15g/m2的SMS型非织造织物,其中在实施例中精确定义了所述三个Reicofil 4a型纺粘箱体和两个熔喷箱体,并且其以S1、S2、M1、M2、S3的顺序连续布置。保持恒定的带速750m/min。

将聚丙烯的均聚物(在各个例子中详细定义)加入到所有的纺粘箱体S1、S2、S3中。本领域技术人员将理解的是,生产线的特定设置取决于特定的设备。首先聚合物在挤出机中熔化并且随后被带到纺粘喷丝板。将在喷丝板下方产生的纤维拉断并通过20℃至35℃温度的空气流进行拉伸。在传送带上收集经拉伸的纤维。箱体S3形成层D2。

将聚丙烯的均聚物(来自Borealis的Borflow HL 512)加入到每一个熔喷箱体中。本领域技术人员将理解的是,生产线的特定设置取决于特定的设备。首先聚合物在挤出机中熔化并且随后被带到熔喷喷丝板。通过喷丝板下方的空气流(250℃至280℃)将纤维吹断并且在传送带上收集。以这种方式制备的纤维实现了约2微米至5微米的中值纤维直径。在实施例5至实施例6中,层D1由熔喷层组成,因此稍后将不再详细说明。

然后,使用具有一对加热辊的热压延机固结织物,而其中一个辊具有突出的印纹图案。压延辊的温度(光辊/印花辊)为150℃/145℃并且施加约90n/mm的压力。

实施例5-BD1D2(对比例):

所有三个REICOFIL 4纺粘箱体在相同设置和输出参数下加入相同的聚合物(来自Slovnaft Petrochemicals的Tatren HT2511)。箱体S1和箱体S2一起产生均匀的纤维的层,其基本上对应于实施例6中的纤维形成层B。箱体S3形成层D2。参见图4-d。

实施例6-BAD1D2(根据本发明的实施例):

所有三个纺粘箱体为REICOFIL 4型。

第一纺粘箱体(S1)和第三纺粘箱体(S3)在相同设置和输出参数下加入相同的聚丙烯均聚物(来自Slovnaft Petrochemicals的Tatren HT2511)。第一箱体制备层B,第三箱体制备层D2。

第二纺粘箱体(S2)以比第一箱体和第三箱体低的输出加入茂金属型聚丙烯均聚物(来自Total MR 2001),使得所得纤维厚度为约1旦,该箱体产生层A。参见图4-e。

使用水柱高度和透气性评估产生的阻隔性-参见下表:

例如,本发明的不同非织造织物III.(参见图3-1)含有由具有较小直径的纤维组成的阻隔层A。可以例如使用先进的熔喷技术Nanospun MB由装配在公司试验性生产线上的REICOFIL-Dietip No.117制备形成层的纤维。所述技术使其可以制备例如中值直径为0.5微米至2微米的聚丙烯纤维(密度为0.93g/cm3)。该层还可以含有较小份额的直径显著大于纤维的中值直径的纤维。层A的最小基重由纤维特定中值直径给出。例如,对于中值直径为1.4微米的纤维,最小基重为0.20g/m2(对应于20%TCC),更好是0.26g/m2(对应于25%TCC),优选为0.31g/m2(对应于30%TCC)。

此外,本发明的非织造织物含有由通常具有高于层A的纤维的中值直径的纤维组成的辅助阻隔层B,同时使用系数x表示的层A的中值纤维直径与层B的中值纤维直径的比例至少为0.25,优选为0.3并且同时小于或等于1.0。此外,层A的TCC和层B的TCC的总和为至少50%,更好是至少60%,更好是至少70%,优选为至少100%。因此,可以在1750nm(当x=0.25)至2800nm(当x=1)的范围内发现形成层B的纤维。

可以例如使用已知的熔喷型技术(例如使用Reicofil技术)由聚丙烯制备形成层B的纤维。所描述的技术使其可以制备中值直径为1.5微米至5微米的纤维。

下表中提供了层B可能的基重;那些需要不同于上述实施例中描述的技术的基重将用斜体表示:

此外,非织造织物含有两个由例如使用纺粘技术制备的纤维直径为1.5den至2.5den的聚丙烯纤维组成的D层,其与层A和层B相邻并且一起形成DABD结构。层D对所述发明的原理没有影响。层D的基重可以为至少1g/m2,更好是2g/m2,优选为3g/m2至30g/m2,更好是多至15g/m2,优选多至10g/m2

例如,使用热压延机固结非织造织物。

非织造织物III.的上述实施例的优点示于实施例7至实施例11中:

以连续生产方法使用三个Reicofil 4a型纺粘箱体和两个熔喷箱体来制备由14g/m2的纺粘型纤维和3g/m2的熔喷型纤维组成的总基重为17g/m2的SMS型非织造织物,其中在实施例中精确定义了所述三个Reicofil 4a型纺粘箱体和两个熔喷箱体,其以S1、M1、M2、S3的顺序连续布置。保持恒定的带速。

将聚丙烯的均聚物(来自Slovnaft Petrochemicals的Tatren HT2511)加入到所有的纺粘箱体S1和纺粘箱体S3。本领域技术人员将理解的是,生产线的特定设置取决于特定的设备。首先聚合物在挤出机中熔化并且随后被带到纺粘喷丝板。将在喷丝板下方产生的纤维拉断并通过20℃至35℃温度的空气流进行拉伸。在传送带上收集经拉伸的纤维。在实施例7至实施例11中,层D由纺粘层组成,因此稍后将不再详细说明。

将聚丙烯的均聚物(来自Borealis的Borflow HL 512)加入到各个熔喷箱体中。本领域技术人员将理解的是,生产线的特定的设置取决于特定的设备。在各个实施例中提供了熔喷箱体的区别。首先聚合物在挤出机中熔化并且随后被带到熔喷喷丝板。通过喷丝板下方的空气流(250℃至280℃)将纤维吹断并且在传送带上收集。然后使用具有一对加热辊的热压延机使织物固结,而其中一个辊具有突出的印纹图案。压延辊的温度(光辊/印花辊)为150℃/145℃并且施加约90n/mm的压力。

实施例7-DBD(对比例):

两个所用的熔喷箱体为Reicofil型并且一起产生均匀的纤维的层,其基本上对应于在本发明的实施例9至实施例11中的纤维形成层B。参见图4-f。

实施例8-DAD(对比例):

使用先进的熔喷技术Nanospun MB由装配在来自REICOFIL的试产线上的REICOFIL–Dietip No.117通过熔喷箱体形成纤维的层A并形成纤维的层,其基本上对应于基于本发明的实施例9至实施例11中的纤维形成层A。参见图4-g。

实施例9:DABD(根据本发明的实施例)

所用箱体之一为Reicofil 4型熔喷箱体并产生层B。

第二箱体为先由安装在REICOFIL试产线上的REICOFIL–Dietip No.117的进的熔喷技术Nanospun MB,并形成层A。

层A与层B的基重比例为2:1。

实施例10:DABD(根据本发明的实施例)

所用箱体之一为Reicofil 4型熔喷箱体并产生层B。

第二箱体为安装在REICOFIL试产线上的REICOFIL–Dietip No.117的先进的熔喷技术Nanospun MB,并形成层A。

层A与层B的基重比例为1:1。

实施例11:DABD(根据本发明的实施例)

所用箱体之一为Reicofil 4型熔喷箱体并产生层B。

第二箱体为安装在REICOFIL试产线上的REICOFIL–Dietip No.117的先进的熔喷技术Nanospun MB,并形成层A。

层A与层B的基重比例为2.1:0.9。

从所提供的结果,显而易见的是,基于本发明的非织造织物(DABD)的阻隔能力(水柱)明显较高,其中发生组合层的协同作用。与理论假设相反,在最细纤维的最厚层(DAD)上实现最好的结果。

根据本发明的非织造织物IV.(参见图3-1),例如,含有由具有较小直径的纤维组成的阻隔层A。可以例如使用先进的熔喷技术Nanospun MB由装配在公司试验性生产线上的REICOFIL-Dietip No.118制备形成层的纤维。所描述的技术使其可以制备例如中值直径为0.4微米至1.5微米的聚丙烯纤维(密度为0.93g/cm3)。该层还可以含有较小份额的直径显著大于纤维的中值直径的纤维。层A的最小基重由纤维的特定中值直径给出。例如,对于中值直径为1.0微米的纤维,最小基重为0.15g/m2(对应于20%TCC),更好是0.18g/m2(对应于25%TCC),优选为0.22g/m2(对应于30%TCC)。

此外,本发明的非织造织物含有由通常具有高于层A的纤维的中值直径的纤维组成的辅助阻隔层B,同时使用系数x表示的层A的中值纤维直径与层B的中值纤维直径的比例为至少0.25,优选为0.3并且同时小于或等于1.0。此外,层A的TCC与层B的TCC的总和为至少50%,更好是至少60%,更好是至少70%,优选为至少100%。因此,可以在1250nm(当x=0.25)至2000nm(当x=1)的范围内发现形成层B的纤维。

可以例如使用先进的熔喷技术Nanospun MB由装配在公司的试验性生产线上的REICOFIL-Dietip No.117由聚丙烯制备形成层B的纤维。所描述的技术使其可以制备例如中值直径为0.5微米至2.0微米的聚丙烯纤维(密度为0.93g/cm3)。下表中提供了层B可能的基重:

将聚丙烯的均聚物(来自Borealis的Borflow HL 512)加入到各个熔喷箱体中。本领域技术人员将理解的是,生产线的特定设置取决于特定的设备。在各个实施例中提供了熔喷箱体的区别。首先聚合物在挤出机中熔化并且随后被带到熔喷喷丝板。通过喷丝板下方的空气流(250℃至280℃)将纤维吹断并且在传送带上收集。然后使用具有一对加热辊的热压延机使织物固结,而其中一个辊具有突出的印纹图案。压延辊(光辊/印花辊的)温度为150℃/145℃并且施加约90n/mm的压力。

实施例12:DABD(根据本发明的实施例)

所用箱体之一为安装在REICOFIL试产线上的REICOFIL–Dietip No.117的先进的熔喷技术Nanospun MB,并形成层B。所用的第二箱体为安装在REICOFIL试产线上的REICOFIL–Dietip No.118的先进的熔喷技术Nanospun MB,并形成层A。参见图4-h。

层A与层B的基重比例为1:2。

实施例13:DABD(根据本发明的实施例)

所用箱体之一为安装在REICOFIL试产线上的REICOFIL–Dietip No.117的先进的熔喷技术Nanospun MB,并形成层B。所用的第二箱体为安装在REICOFIL试产线上的REICOFIL–Dietip No.118的先进的熔喷技术Nanospun MB,并形成层A。参见图4-h。

层A与层B的基重比例为1:1。

在电子显微镜上光学测量纤维直径,其中首先在合适的分辨率下取非织造织物的画面,并且随后标记至少100根单独的纤维并测量它们的直径。

使用水柱的高度评估产生的阻隔性-参见下表:

吸收性卫生产品-尿布10,其含有表层12和布置在表层内部的吸收性芯14。此外,表层12含有流体可透过的内表面层18和流体不可透过的外覆盖层20。吸收性芯14附接于内表面层18与外覆盖层20之间。此外,表层12含有侧翼22、缚在使用者腿上的箍带24和用于拉紧围绕在腰部的弹性元件26。表层12还包括紧固系统。

实施例14-根据本发明的NT应用–底片层压物

由含有蒸气可透过的聚丙烯膜和实施例10中所述的阻隔性非织造织物的层压物形成“吸收性卫生产品–尿布”的外覆盖层12。外覆盖层12的总基重为30g/m2

实施例15-根据本发明的NT应用–非层压底片

由实施例11中所述的阻隔性非织造织物形成“吸收性卫生产品–尿布”的外覆盖层12。

实施例16-根据本发明的NT应用–未经层压的BLC

由实施例11中所述的阻隔性非织造织物与确保箍带缚在使用者腿上的弹性元件的组合产生“吸收性卫生产品–尿布”的箍带24。

以与非织造织物I.相同的方式制备本发明的非织造织物V.,区别如下:

-使用3个熔喷箱体,其中2个彼此直接相邻设置以产生层B并且一个箱体产生层A。

-总基重为34g/m2,其中26g/m2由纺粘纤维组成并且8g/m2由熔喷型纤维组成。

-维持恒定带速为340m/min。

-压延辊(光辊/印花辊)的温度为133℃/136℃并且施加约80N/mm的压力。

优点示于实施例17至实施例18中。

实施例17:DABD(根据本发明的实施例)

一种类型的所用箱体为Reicofil 4型熔喷箱体并产生层B。第二箱体为安装在REICOFIL试产线上的REICOFIL–Dietip No.117的先进的熔喷技术Nanospun MB,并形成层A。

层A与层B的基重比例为3:5。

实施例18-DABD(根据本发明的实施例)+Lurol

一种类型的所用箱体为Reicofil 4型熔喷箱体并产生层B。

第二箱体为安装在REICOFIL试产线上的REICOFIL–Dietip No.117的先进的熔喷技术Nanospun MB,并形成层A。

层A与层B的基重比例为3:5。

使用插入式浸渍辊(接触辊)通过基于水的溶液Lurol ASY(Goulston Technologies,浓度为5%)浸渍所得的非织造织物,并在鼓式干燥器上干燥。随后,将材料在装有空调的仓库中储存5天,其中温度保持在10℃至30℃并且空气湿度不低于60%。

实施例18–根据本发明的NT应用-未经处理和未经层压的防护服

一次性防护服–工装裤,其由实施例17中所述的非织造织物制成。

实施例19–根据本发明的NT应用-未经层压的防护服AS

一次性防护服–裤子,其由实施例18中所述的非织造织物制成。

实施例20–根据本发明的NT应用-未经层压的防护服AS

一次性防护服–外套,其由含有蒸气可透过的聚丙烯膜和实施例18中所述的具有抗静电性能的阻隔性非织造织物的层压物制成。所述层压物的总基重为50g/m2

实施例21–根据本发明的NT应用–外科手术盖板

一次性保护性元件–外科手术盖板–保护性材料,其由实施例17中所述的非织造织物制成的。

实施例22–根据本发明的NT应用–层压的外科手术盖板

一次性保护性元件-外科手术盖板–患者盖板,其由含有蒸气可透过的聚丙烯膜和实施例17中所述的阻隔性非织造织物的层压物制成。所述层压物的总基重为55g/m2

以与非织造织物I.相同的方式制备本发明的非织造织物VI.,区别如下:

-使用3个熔喷箱体,其中2个彼此直接相邻设置以产生层B并且一个箱体产生层A。

-总基重为35g/m2,其中包括27g/m2由纺粘纤维组成并且8g/m2由熔喷型纤维组成。

-维持恒定带速为340m/min。

-将各个纺粘箱体S1、S2、S3加入均聚物聚丙烯(Mosten NB 425)和功能性添加剂(Hydrepel A 204,Goulston Technologies;在熔体流动指数为35MFI的PP色母粒中)的掺混物。

-将各个熔喷箱体加入均聚物聚丙烯(来自Borealis的Borflow HL712)和功能性添加剂(Hydrepel A 204,Goulston Technologies;在熔体流动指数为500MFI的PP色母粒中)的掺混物。

-压延辊(光辊/印花辊)的温度为133℃/136℃并且施加约80N/mm的压力。

优点示于实施例23至实施例24中。

实施例23:DABD(根据本发明的实施例)-AR

所用箱体之一为Reicofil 4型熔喷箱体并产生层B。

第二箱体为安装在REICOFIL试产线上的REICOFIL–Dietip No.117的先进的熔喷技术Nanospun MB,并形成层A。

层A与层B的基重比例为3:5。

实施例24:DABD(根据本发明的实施例)+ASAR

所用箱体之一为Reicofil 4型熔喷箱体并产生层B。

第二箱体为安装在REICOFIL试产线上的REICOFIL–Dietip No.117的先进的熔喷技术Nanospun MB,并形成层A。

层A与层B的基重比例为3:5。

使用插入式浸渍辊(接触辊),通过基于水的溶液Lurol ASY(Goulston Technologies,浓度为5%)浸渍所得的非织造织物并在鼓式干燥器上干燥。随后,将材料在装有空调的仓库中储存5天,其中温度保持在10℃至30℃并且空气湿度不低于60%。纤维的形成与表面活性剂的应用之间的延迟不小于1分钟。

实施例25–根据本发明的NT应用-防护服AR

一次性防护服–外套,其由实施例17中所述的非织造织物制成。

实施例26–根据本发明的NT应用-防护服ASAR

一次性防护服–围裙,其由实施例18中所述的非织造织物制成。

测试方法

使用标准化测试方法EN ISO 9073-1:1989(对应于标准WSP 130.1)对非织造织物测量基重。为了测量,使用10层的非织造织物,样品尺寸为10×10cm2

在其中生产线配置已知的情况下,各个层的基重为已知的单位。在未知样品的情况下,可以使用各种方法大约确定层的基重。本领域技术人员能够针对具体的情况选择合适的方法。

例如,可以将非织造织物层彼此机械分离,然后如上所述测量基重。

例如,可以使用光学方法来来确定各个层的近似边界的横截面和它们的纤维填充密度。结合已知的所用聚合物的密度,然后可以计算出层的指示性基重。

使用由欧洲耗材及非织造布协会(European Disposables and Nonwovens Association(EDANA))发布的标准化测试方法WSP080.6.R4(12)对非织造织物测量“水柱(mm)”。使用100cm2头部,流体压力增加速率为10mm水柱/分钟。除非另有说明,否则使用干净的水用于测量。为了实现对比结果,需要使材料始终从层A的一侧经受水柱-即AB、DAB、DABDD、DDAB等。如果在测量之前不能确定恰当的侧面,有必要从两侧测量样品并使用更好的结果进行评估。

使用由欧洲耗材及非织造布协会(EDANA)发布的标准化测试方法WSP 70.1.对非织造织物测量非织造织物的渗透性(l/m2/s)。使用200Pa压力下的20cm2头部。

使用标准化测试方法EN 1149对非织造织物测量具体的表面电阻(Ω/m2)。

使用标准化测试方法WSP 80.8-2005对非织造织物测量耐醇性(按1至10的等级)。

层中的中值纤维直径以SI单位(微米(μm)或纳米(nm))表示。

在各个样品中,有必要确定单独的纤维的层A和层B。

在制备过程配置已知的情况下,可以通过估算确定可能的层,并通过测量来验证(例如在具有S1S2M1M2S3箱体配置的生产线上制备SMS非织造织物期间,层A、层B可以在SB层(通过测量由箱体S1和S2产生的层)中和/或在MB层(通过测量由箱体M1和M2产生的层)中。

当检查未知样品时,例如利用合适的技术和程序,表现出非织造织物的横截面是合适的并且在首次指示性测量中确定是否纤维的组成对应于分层的织物结构并鉴定结构中关键层的位置是合适的。(例如在未知样品的横截面中,可以比较2个纺粘纤维的层和熔喷纤维的层,其中所述纺粘纤维的直径沿着该部分的整个表面在统计学上分布,并且所述熔喷纤维的直径以邻近SB纤维的方式进行分布,所述SB纤维是较厚的纤维并且在层的中间是较薄的纤维。这导致MB层实际上由三层M1/M2/M3形成的假设,其中可以具有BAB结构。这个假设需要通过进一步的测量来验证)。

为了确定中值,有必要从至少三个彼此相距至少5cm的位置取出非织造织物的样品。在各个样品中,有必要对每个观察层测量至少50根单独的纤维的直径。例如,可以使用光学显微镜或电子显微镜(取决于所测纤维的直径)。在一个样品中纤维的直径显著不同于其它两个样品中的纤维直径的情况下,必须放弃整个样品并准备新的样品。将包含所有三个样品的每个层的测量值合并成一组值,随后从该组值中确定中值。其适用于至少50%的纤维具有小于或等于中值的直径,并且至少50%的纤维具有大于或等于中值的直径。为了确定给定样品组的值的中值,根据尺寸排列值并取出列在中间的值就足够了。在样品组具有偶数个项目的情况下,通常将中值确定为在N/2和N/2+1位置的值的算数平均数。

本发明的工业适用性

本发明适用于需要非织造织物阻隔性能的任何地方–例如在卫生行业中作为吸收性卫生产品(例如婴儿尿布、失禁产品、女性卫生产品、更换垫等)的各个部件,或在医疗保健中,例如作为防护服、外科手术盖板、衬垫和其它阻隔性材料产品的一部分。另外的应用还可以是在工业应用中,例如作为防护服的一部分以及需要阻隔性材料性能的任何地方。本发明特别有利地可用于需要增加的阻隔性能连同需要材料的较低基重的应用场合中。

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