抗压非织造材料的制作方法

专利名称：抗压非织造材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及适于用作一次性吸收制品中的顶片的纤维非织造纤维网。具体地讲，本发明涉及用机械成形处理以增强抗压性能的纤维网。
背景技术：
诸如婴儿尿布、成人失禁用品、卫生巾、短裤护垫、痔疮治疗垫、绷带等之类的一次性吸收制品已为本领域所熟知。此类制品通常具有流体可渗透的顶片和流体不可渗透的底片，以及夹在所述顶片和所述底片之间用于吸收和容纳体液渗出物的吸收芯。
在一次性吸收制品的一些应用场合例如卫生巾和短裤护垫中，最理想的是不仅吸收体液而且还使穿着者身体上的流体最少。可通过确保流体进入吸收制品而不再回流出来例如被压或被挤出来的方式来最大程度地减少身体上的液体。尽管已进行了大量的努力来最大程度地减少对身体的回渗，但仍需要一种能够帮助保持使用者身体清洁和干爽的一次性吸收制品。
因此，有一种能够帮助在卫生巾和短裤护垫领域提供清洁身体有益效果的一次性吸收制品。
此外，仍需要一种能够相对廉价地制造在卫生巾和短裤护垫领域帮助提供清洁身体有益效果的一次性吸收制品的方法。

发明内容
一种卫生巾，所述卫生巾包括顶片，所述顶片包括多个纤维材料的离散毛簇，其中顶片具有在0.028kPa(0.004psi)的负荷下小于0.027g/cc的密度和在1.59kPa(0.23psi)的负荷时小于0.068的密度。


图1为本发明纤维网的透视图。
图2为图1所示纤维网的一部分的放大视图。
图3为图2的3-3截面的剖面图。
图4为图3中4-4所示纤维网的一部分的平面图。
图5为用于形成本发明纤维网的装置的透视图。
图6为图5所示装置的一部分的横截面图。
图7为用于形成本发明纤维网的一个实施方案的装置的一部分的透视图。
图8为用于形成本发明纤维网的装置的一部分的放大透视图。
图9为本发明纤维网的另一实施方案的一部分的放大视图。
图10为本发明的卫生巾部分切除的平面图。
具体实施例方式
本发明可用于任何已知的一次性吸收产品。在优选的实施方案中，本发明包括打算被用作月经垫的卫生巾。本发明的卫生巾包括至少三个部件顶片、施用到所述顶片上的洗剂和与所述顶片流体连通的吸收芯。已出乎意料地发现，通过使用本发明的纤维网，本发明的卫生巾可提供理想的清洁身体的有益效果。具体地讲，本发明的卫生巾提供可与已知的成型膜纤维网制成的卫生巾相比更好的抗压性能，所述已知的成型膜纤维网有例如由Procter & Gamble Co.在市场上销售的用于ALWAYS卫生巾的DRI-WEAVE顶片。改进的抗压性能增强卫生巾的回渗能力，使得更少已被吸收的液体被回挤出所述产品而流到穿着者的身体上。
本文所用单位的转换因数1英寸＝25.4mm；1psi＝6.89kPa；1英尺＝304.8mm。
图1显示本发明的一种层压纤维网1，其适于用作本发明的一次性吸收制品中的抗压顶片。纤维网1可包括一层，但在一个优选的实施方案中包括至少两层。本文将各层称作大致平面的、二维的前体纤维网，例如第一前体纤维网20和第二前体纤维网21。在优选的实施方案中，两个前体纤维网都是非织造纤维网。前体纤维网20和21(以及任何附加纤维网)可通过粘合剂、热粘结、超声粘结等进行接合，但优选不使用粘合剂或其它粘结形式进行接合。如下文所公开的，纤维网1的组分前体纤维网可通过由毛簇6的形成而产生的互锁机械啮合进行接合。
纤维网1具有第一侧面3和第二侧面5，术语“侧面”用在大致平面的二维纤维网(如当处于大致平放状态时具有两个侧面的纸和薄膜)的常见用法中。每一前体纤维网20和21均分别具有第一表面12和13，并分别具有第二表面14和15(如图3中所示)。纤维网1具有如纤维网制造领域通常所知的纵向(MD)和横向(CD)。尽管本发明可以用聚合物薄膜和织造纤维网来实施，但在优选的实施方案中两个前体纤维网均为由基本无规定向纤维构成的非织造纤维网。“基本无规定向”是指由于所述前体纤维网的加工条件，可能MD(纵向)取向纤维的量高于CD(横向)取向纤维的量，或反之亦然。例如，在纺粘和熔喷处理中连续纤维股被沉积在纵向移动的支撑上。尽管试图让纺粘或熔喷非织造纤维网的纤维取向真正“随机”，但通常纵向取向纤维的百分比与横向的相比要稍高。在一个优选的实施方案中，第一前体纤维网20为相对亲水的非织造纤维网以及第二前体纤维网21为相对疏水的非织造纤维网。对于所有的非织造纤维网而言，疏水性或亲水性可通过使用具有合适特性的纤维来获得，或者可处理前体纤维网使其具有所需的特性。
在一个实施方案中，纤维网1的第一侧面3被第二前体纤维网21的第一表面13的暴露部分和至少一个、然而优选地多个离散的毛簇6所限定，毛簇是至少第一前体纤维网20以及优选地两个前体纤维网的纤维的整体伸出部。如图3所示，每个毛簇6可包括贯穿第二前体纤维21并从其第一表面13向外伸出的多个对齐的环状纤维8。在另一个实施方案中，每个毛簇6均可包括多个从第一表面13向外延伸的非环状纤维18(如图3所示)。在一个实施方案中，毛簇6可包括源自两个前体纤维网的纤维。在这样的实施方案中，第一前体纤维网20的纤维在第二前体纤维网的纤维基本盖住毛簇外面的情形下于毛簇内部成型。
本文所用术语“非织造纤维网”指具有相互交错但并无织造或编织织物中那样的重复图案的独立纤维或丝线结构的纤维网，所述织造或编织织物典型地不具有无规定向纤维。非织造纤维网或织物已形成于多种方法，例如熔喷法、纺粘法、水缠绕法、气流成网和粘合粗梳纤维网法，包括粗梳热结合。纤维可为双组分、多组分、多成分等等，如本领域已知的那样。非织造织物的基重通常用克每平方米(gsm)来表示。层压纤维网的基重是各组成层和任何其它附加部件的总基重。纤维直径通常用微米表示；纤维尺寸也可以用旦表示，它是每纤维长度重量的单位。适用于本发明的层压纤维网的基重可在10gsm至500gsm的范围内。
非织造前体纤维网20或21的组成纤维可以由诸如聚乙烯、聚丙烯、聚酯、以及它们的共混物之类的聚合物构成。所述纤维可包含纤维素、人造丝、棉线、或其它天然材料或聚合物与天然材料的共混物。纤维也可包含超吸收材料，如聚丙烯酸酯或合适材料的任何组合。纤维可以是单组分、双组分、和/或双组元、非圆形的(例如，毛细管道纤维)，并且可具有的主横截面尺寸(例如，圆纤维的直径)为0.1至500微米。例如，一种适用于非织造纤维网的纤维包括纳米纤维。纳米纤维被描述为平均直径小于1微米的纤维。纳米纤维可包括非织造纤维网中的所有纤维或非织造纤维网中的部分纤维。非织造前体纤维网的组成纤维也可以是不同纤维类型的混合物，这些不同纤维类型在如化学(例如PE和PP)、组分(单-和双-)、旦(微旦和20旦)、形状(即毛细管和圆形)等这样一些特征上不相同。组成纤维的范围可为约0.1旦至约100旦。
本文所用“纺粘纤维”是指以如下方法形成的小直径的纤维将熔融的热塑性材料从喷丝头的多个精细的且通常为圆形的毛细管挤出成为长丝，然后将挤出的长丝直径快速减小。当纺粘纤维被沉积到收集面上时通常不发粘。纺粘纤维通常为连续的且具有的平均直径(来自至少10个样本)大于7微米，更具体地讲介于约10和40微米之间。
本文所用术语“熔喷法”是指如下形成纤维的方法将熔融的热塑性材料通过多个精细的且通常为圆形的冲模毛细管挤出成为熔融丝线或长丝，然后进入通常加热的会聚高速气体(如空气)流使熔融热塑性材料的长丝削弱，以使其直径变细，甚至可以小到微纤维直径。其后，熔喷纤维由高速气流运载并沉积于收集表面上，通常在仍然发粘时，形成随机分布的熔喷纤维的纤维网。熔喷纤维是连续的或不连续的微纤维，并且通常平均直径小于10微米。
本文所用术语“聚合物”通常包括但不限于均聚物、共聚物，例如嵌段、接枝、无规及交替共聚物、三元共聚物等以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形。所述构形包括但不限于全同立构、无规立构、间同立构以及随机对称。
本文所用术语“单组分”纤维是指仅使用一种聚合物由一个或多个挤出机成形的纤维。这并不意味着把由一种聚合物形成的、其中添加少量添加剂用于染色、抗静电特性、润滑、亲水性等的纤维排除在外。这些添加剂(例如用来染色的二氧化钛)通常存在的量小于约5％重量且更典型约2％重量。
本文所用术语“双组分纤维”是指由至少两种不同的聚合物从各自的挤出机挤出但纺在一起形成一根纤维的纤维。双组分纤维有时也称作共轭纤维或多组分纤维。所述聚合物被排列在基本定位不变的截然不同的区域中，这些区域与双组分纤维的横截面交叉且沿着双组分纤维的长度连续地延伸。例如，这种双组分纤维的构型可以是皮/芯型排列，其中一种聚合物被另一种聚合物围绕，或者是并列型排列、饼式排列、或“海岛型”排列。
本文所用术语“双组元纤维”是指由同一个挤出机挤出作为共混物的至少两种聚合物形成的纤维。双组元纤维不具有被排列在基本定位不变的、与纤维横截面交叉的截然不同区域中的各种聚合物组分，并且各种聚合物沿着纤维的整个长度通常不是连续的，而是通常为随机开始和结束的成形原纤。双组元纤维有时也指多组分纤维。
本文所用术语“非圆形纤维”是描述具有非圆形横截面的纤维，且包括“成形纤维”和“毛细管道纤维”。这样的纤维可以是实心的或中空的，并且它们可以是三叶形、δ形，并且优选是其外表面具有毛细管道的纤维。毛细管道可以是各种横截面形状，如“U形”、“H形”、“C形”、“V形”。一个优选的毛细管道纤维为T-401，命名为4DG纤维，购自田纳西州JohnsonCity的Fiber Innovation Technologies。T-401纤维为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET聚酯)。
本文所用术语“整体伸出部”在用于毛簇6时指的是具有源自前体纤维网的纤维的毛簇6的纤维。例如，毛簇6中的纤维可与第一前体纤维网20为一体，即源自第一前体纤维网20。因此，毛簇6的环状纤维8和非环状纤维18可为第一前体纤维网20的塑性变形的和伸出的纤维，并因此与第一前体纤维网20为一体。本文所用“一体”区别于为了制造毛簇而引入到或加入到单独前体网的纤维，例如，像在常规地毯制造中普遍所做的。
毛簇6的数目、间距和尺寸可进行改变以使纤维网1的第一侧面3的纹理多样化。例如，如果毛簇6间隔足够近，则纤维网1的第一侧面3可具有毛巾布状的感觉。可供选择地，毛簇6可以以如直线形或填充形的图案排列以造成层压纤维网的一部分具有较强的纹理、柔软性、蓬松度、吸收性或视觉图案吸引力。例如，当毛簇6以直线或细纹图案排列时，毛簇可具有刺绣的外观。毛簇6也可以排列形成特定的形状，例如花样、字母或徽标。例如，这些形状可被用于旅馆浴巾或浴衣所用的层压材料上，在其上面可具有旅馆的名称或徽标。同样地，单个毛簇6的尺寸大小如高度、长度和宽度也可改变。单个毛簇可以长约3cm，并且可以单独制造或分散在各种尺寸的毛簇之中。
第一前体纤维网20可以是纤维织造或非织造纤维网，其包括的纤维具有足够伸长特性以使其一部分形成如下面更全面描述的毛簇6。毛簇通过在前体纤维网的离散的、局部的部分将纤维在Z-方向上推出平面之外而形成。推出平面之外可由于纤维位移的缘故，即，纤维能够相对于其它纤维移动并且可以说被拉出平面之外。然而，通常对于大多数非织造前体纤维网而言，推出平面之外是由于毛簇6的纤维已经被至少部分塑性地拉伸并永久地变形以形成了毛簇6的缘故。因此，在一个实施方案中，根据毛簇6所需的高度，非织造前体纤维网的组分纤维可显示具有至少约5％的断裂伸长率，更优选地至少约10％，更优选地至少约25％，更优选地至少约50％，以及更优选地至少约100％。断裂伸长率可通过简单的拉伸测试例如通过使用Instron拉伸测试设备进行确定，并通常可见于来自此类纤维或纤维网供应商的材料数据文件上。
应当理解，适用的前体纤维网应当包括能够经受足够的塑性变形和拉伸拉长、或具有足够的纤维移动性的纤维，使得其可形成环状纤维8。然而要认识到，推出第一表面12的平面之外的某些百分比的纤维将不会形成毛圈，而是代之以将会断裂并形成松散末端。此类纤维在本文中被称为“松散”纤维或“松散纤维末端”18，如图3所示。松散纤维末端18对于本发明未必是不可取的，并且在一些实施方案中，毛簇6的大多数或全部纤维可以是松散纤维末端18。散纤维末端18也可为由包括或包含切割人造短纤维的非织造纤维网制成毛簇6的结果。在这种情况下，一些人造短纤维末端可能突出到毛簇6之中，这取决于如纤维网中人造短纤维的数量、人造短纤维切割长度、以及毛簇的高度等这些情况。在一些实例中，可能需要在前体纤维网中使用不同长度纤维的共混物或者在不同的层中使用不同长度纤维的共混物。这样能够选择性地将长纤维与短纤维分开。长纤维可主要形成毛簇6，而短纤维主要保留在未形成毛簇6的纤维网部分。一个示例性纤维长度的混合物可包括大约为2至8厘米的长纤维和小于约1厘米的短纤维的纤维。
第一前体纤维网20可以是包含弹性纤维或弹性体纤维的纤维织造网或非织造纤维网。弹性纤维或弹性体纤维可以被拉伸其原始尺寸的至少约50％并且可以恢复到其原始尺寸的10％以内。如果在非织造材料中由于纤维的移动性，纤维被简单转移，或如果纤维被拉伸超过它们的弹性极限并塑性变形，毛簇6可以由弹性纤维形成。
第二前体纤维网21实质上可为任何纤维网材料，唯一的要求是它具有足够的完整性以通过下面所述的方法制成层压材料。在一个实施方案中，相对于第一前体纤维网20，它可具有非常小的伸长特性，使得在经受源自在第二前体纤维网21的方向上被推出平面的第一前体纤维网20的纤维应变时，第二前体纤维网21将会破裂，例如由于延伸失败而撕开，使得第一前体纤维网20的一部分可穿过(即，可以说“冲透”)第二前体纤维网21以在纤维网1的第一侧面3上形成毛簇6。在一个实施方案中，第二前体纤维网21为聚合物薄膜。第二前体纤维网21也可具有足够的伸长性来制成环状纤维，如上根据第一前体纤维网20所述。
图1所示的纤维网1的实施方案的代表性毛簇6(其中第二前体纤维网21被第一前体纤维网“穿过”)以进一步放大的视图显示于图2中。如图2或3所示，毛簇6包括多个环状纤维8，其基本对齐使得毛簇6具有明显的线性方向和纵向轴线L。毛簇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1和2所示的实施方案中，纵向轴线L平行于MD。在一个实施方案中，所有间隔开的毛簇6具有大致平行的纵向轴线L。纤维网1每单位面积的毛簇6数目，即毛簇6的面积密度，可以从1簇每单位面积例如每平方厘米变化到高达每平方厘米100簇。每平方厘米可有至少10个、或至少20个毛簇6，这决定于最终用途。通常，在纤维网1的整个面积内面积密度不要求一致，但毛簇6只能在纤维网1的某些区域内存在，例如在具有预定形状，如线形、条形、带形、圆形等的区域。
如可通过本文说明所理解的那样，在纤维网1的很多实施方案中，第二前体纤维网21的开口4将具有明显的直线方向和纵向轴线，确定其方向平行于它对应的毛簇6的纵向轴线L。同样，开口4也将具有在MD-CD平面内大致正交于纵向轴线的横向轴线。
如图1至4所示，毛簇6可贯穿第二前体纤维网21中的开口4。开口4通过用下面详述的方法使第二前体纤维网21局部破裂而形成。破裂可涉及只是劈裂开第二前体纤维网21，使得开口4留下简单的二维缝隙。然而，对于某些材料例如聚合物薄膜而言，第二前体纤维网21的一部分可被偏转或推出平面(即，第二前体纤维网21的平面)之外形成本文称为翼片7的翼状结构。翼片7的形式和结构高度取决于第二前体纤维网21的材料特性。翼7可具有一个或多个翼的一般结构，如各图中所示。在其它的实施方案中，翼片7可具有更象火山状的结构，好像毛簇6从翼片7喷发出来。在其它实施方案中，翼片7事实上可完全覆盖毛簇6，使得它们在毛簇6上形成了“帽”。
在一个实施方案中，翼片7可显著伸出平面外，甚至可以说和毛簇6本身一样高。在此实施方案中，翼片7可导致毛簇6更加有弹力和更加不容易由于压缩或弯曲力的作用而变平。因此，在一个实施方案中，层压纤维网1包括至少两层(即前体纤维网20和21)，并且两层都影响毛簇6的触觉品质和抗压性能。
毛簇6优选地包括源自两个前体纤维网的环状纤维。因此，毛簇6在某种意义上可以是要么“穿过”第二前体纤维网21，要么“推进”第二前体纤维网21的毛簇。在两者之一的任一情形中，都可以说第一和第二前体纤维网可由与开口4的摩擦接合而被“锁住”于适当的位置。例如，在一些实施方案中，开口4的横向宽度(即，平行于它的横向轴线所测得的尺寸)可小于形成开口的齿条的最大宽度(经由下面所述的方法)。这表明在开口处有某种大小的回复，其趋于抑制毛簇6通过开口4拉回。毛簇和开口的摩擦性接合提供在一个侧面上具有永久簇绒的层压纤维网结构，永久簇绒可无需粘合剂或热粘结而形成。
由于在某些实施方案中至少其中一层(例如，图1至4中相对较低伸长率的聚合物薄膜或薄页纸第二前体纤维网21)不为毛簇6显著贡献材料(例如在图1至4所示的实施方案中)，包括非织造第一前体纤维网20的纤维网1可具有在纤维网1的双侧纤维占优势的特征，而纤维仅由非织造第一前体纤维网20贡献。因此，可使毛簇6间隔足够近以有效地覆盖纤维网1的第一侧面3。在这样一个实施方案中，纤维网1的两个侧面看起来是非织造材料，其中在两个侧面3和5之间的差异在于表面结构上的差异。因此，在一个实施方案中，该发明可描述为两个或多个前体纤维网的层压材料，其中所述层压纤维网的两个侧面都基本上被仅来自一个前体纤维网的纤维所覆盖。
如图1至4所示，毛簇6的一个特征可为纤维8或18的优势定向对齐。例如，环状的、对齐的纤维8可被描述为具有平行于Z-CD平面的显著或主要的矢量分量，并且环状纤维8在平面图例如图4中观察时具有相对于横向轴线T的基本均匀的对齐。所谓“环状”纤维8是指纤维8与第一前体纤维网20为一整体并在其内开始和终止，但其从第二前体纤维网21的第一表面13沿着Z-方向朝外延伸。相对于毛簇6的环状纤维8“对齐”是指环状纤维8基本上全部这样定向，使得如果在如图4中的平面视图上观察时，每个环状纤维8具有平行于横向轴线T的有效矢量分量，以及优选地平行于横向轴线T的主矢量分量。
作为对比，非环状纤维18与第一前体纤维网20是一体的，但仅开始于第一前体纤维网20，并具有从第二前体纤维网21的第一表面13在Z向上向外伸出的自由端。自由端18也可具有描述成具有平行于Z-CD平面的有效或主矢量分量的大致一致的对齐。
对于环状纤维8和散纤维18两者而言，由于制造制品时和使用时缠绕到辊上或压缩，所述对齐是在任何制造后变形之前毛簇6的特征。
当在如图4的平面图中观察时，本文所用定向在距纵向轴线L的角度大于45度的环状纤维8具有平行于横向轴线T的一个有效矢量分量。当在如图4的平面图中观察时，本文所用定向在距纵向轴线L的角度大于60度的环状纤维8具有平行于横向轴线T的一个主矢量分量。在一个优选的实施方案中，至少50％，更优选至少70％，且更优选至少90％的毛簇6的纤维8具有平行于横向轴线T的一个有效矢量分量，且更优选为平行于横向轴线T的一个主矢量分量。如果需要，纤维的定向可以使用放大部件来确定，例如装有合适测量刻度尺的显微镜。通常，对在平面图中观察到的非直线纤维段，将纵向轴线L和环状纤维8均作直线近似可用来确定环状纤维8与纵向轴线L的角度。例如，如图4所示，一根纤维8a用粗实线着重显示，而它的直线近似8b以虚线显示。该纤维与纵向轴线成大约80度的角(从L逆时针测量)。
毛簇6中环状纤维8的取向用来对比于纤维组成物并且第一前体纤维网20的定向，对于非织造纤维网其定向被最好地描述为具有基本随机定向的纤维对齐。在一个织造纤维网实施方案中，毛簇6中环状纤维8的定向可以与上述相同，但第一前体纤维网20的纤维将具有与用来制造纤维网的具体纺织方法(如，平纹模式)有关的定向。
在图1所示的实施方案中，毛簇6的纵向轴线L大致在毛簇6的MD方向上对齐。因此，毛簇6和纵向轴线L原则上可以沿相对于MD或CD的任何方向上对齐。因此，通常可以说对于每个毛簇6，对齐的环状纤维8大致正交于纵向轴线L对齐使得它们具有平行于横向轴线T的有效矢量分量，以及更优选具有平行于横向轴线T的主矢量分量。
在一些实施方案中，由于如下所述形成毛簇6的优选方法，主要包括环状、对齐纤维8的毛簇6的另一个特点是其通常的敞形结构，该结构的特征在于限定在毛簇6内部的敞开空隙区域10，如图2和3所示。空隙区10可具有在毛簇6的远端31处较宽或较大而在毛簇6的基座17处较窄的形状。这与用于形成毛簇6的齿片的形状正好相反。所谓“空隙区”并不意味着完全没有任何纤维的区，此术语意味着对毛簇6的一般外观的通常描述。因此，在某些毛簇6中，散纤维18或多个散纤维18可存在于空隙区域10中。“敞开的”空隙区域意思是毛簇6的两个纵向末端是大致敞开的并且没有纤维，使得毛簇6在未压缩状态可形成象“通道”结构一样的某物，如图3所示。
另外，由于制造纤维网1的一个优选方法，纤维网1的第二侧面5显示具有间断16，其特征在于通常为线性的缺口(该缺口由第一前体纤维网20的第二表面14的原来无规纤维所限定)已经被成形设备的齿定向地(即，如图1和3所示，在通常正交于MD-CD平面的“Z方向”)推进到毛簇6中，下面将详细描述。第一前体纤维网20的原先无规定向纤维显示出的方向急剧变化限定了间断16，其显示具有直线性使得可被描述为具有大致平行于毛簇6的纵向轴线L的纵向轴线。由于用作第一前体纤维网20的很多非织造纤维网的本性，间断16可不像毛簇6那样清晰可见。正因如此，除非很近地检查纤维网1，纤维网1的第二侧面5上的间断16可观察不到且通常检测不到。为此，纤维网1的第二侧面5可具有未起簇的第一前体纤维网20的外表和感觉。因此，在一些实施方案中，纤维网1在第一侧面3上可具有毛巾布的起绒外表和感觉，以及在第二侧面5上具有较光滑的、柔软的外表和感觉，两个侧面均由源自同一非织造纤维网即第一前体纤维网20的纤维构成。在其它实施方案中，间断16可表现成开孔，并可为通过通道状毛簇6的末端穿过纤维网1的开孔。
从包括非织造第一前体纤维网20的纤维网1的说明中可见，毛簇6的纤维8或18可从第一前体纤维网20的或是第一表面12或是第二表面14中起源或伸出。当然，毛簇6的纤维8或18也可从第一前体纤维网20的内部28伸出。如图3所示，毛簇6的纤维8或18由于已经被伸出第一前体纤维网20的大致二维的平面之外而延伸(即，在如图3所示的“Z向”上推出)。通常，毛簇6的纤维8或纤维18包括与第一前体纤维网20的纤维是一体且从其上延伸的纤维。
因此，从以上描述中可以理解在一个实施方案中，纤维网1可被描述成由至少第一和第二前体纤维网的选择性机械变形而形成的层压纤维网，至少所述第一前体纤维网为非织造纤维网，所述层压纤维网具有第一侧面和第二侧面，所述第一侧面包括第二前体纤维网和多个离散毛簇，每个离散毛簇包括多个为第一前体纤维整体伸出部并延伸穿过第二前体纤维网的簇状纤维；所述第二侧面包括第一前体纤维网。
由于纤维的塑性变形和泊松比效应，纤维8或18的伸长可能伴随着纤维横截面尺寸(例如，对于圆形纤维的直径)的总体减小。因此，毛簇6对齐的环状纤维8的平均纤维直径可小于第一前体纤维网20的纤维的平均纤维直径。根据第一前体纤维网20的材料特性，据信这种纤维直径上的减小有助于纤维网1的第一侧面3的感知柔软度，可与棉毛巾布相比的柔软度。已经发现，纤维横截面尺寸上的减小在毛簇6的底部17和末梢部分31之间是最大的。相信这是由于优选的制造方法的缘故，如下面详细公开的那样。简单来说，如图3所示，据信毛簇6在底部17和未梢部分31处的纤维邻近下面更详细描述的辊104的齿片110的顶端，并且在加工过程中被摩擦性锁定和固定。因此，毛簇6的中间部分更自由地被拉伸，或延长，并因此可经历相应的纤维横截面尺寸的减小。某些第一前体纤维网20的纤维可能横向挤压毛簇6的基部17。毛簇6的基部17甚至可以被关闭(如果来自毛簇6的纤维足够靠近在一起至接触)或保持敞开。通常，在基部17处的任何开口都是狭窄的。在基部17处其它纤维的闭合或缩窄或挤压能帮助稳定毛簇6和第二前体纤维网21。
参见图5，其显示用于制造本发明纤维网1的一种装置和方法。装置100包括一对互相啮合的辊102和104，每个均绕轴线A旋转，轴线A在同一平面内是平行的。辊102包括多个凸起106和相应的凹槽108，它们沿着辊102的整个圆周完整地伸展。辊104类似于辊102，但不具有沿着整个圆周完整地伸展的凸起，辊104包括的多排沿圆周伸展的凸起已被改进为成排沿圆周间隔开的齿片110，该齿片在至少一部分辊104的周围间隔伸展。辊104的单排齿片110被相应的凹槽112分开。在操作中，辊102与104啮合使得辊102的凸起106延伸进入辊104的凹槽112内，并且辊104的齿片110延伸进入辊102的凹槽108内。相互啮合更详细地示于图6的横截面示意图中，下文会加以讨论。辊102和104两者或其中之一可通过本领域已知的方法加热，例如使用热油填充辊或电加热辊。
在图5中，装置100以优选结构示出，其具有一个花纹辊例如辊104，和一个非花纹凹槽辊102。然而，在某些实施方案中，使用两个花纹辊104可能为优选的，这两个辊在各自辊的相同或不同对应区域具有相同或不同的花纹。这样一个装置可生产具有毛簇6的纤维网，所述毛簇6从纤维网1的两侧伸出。也可设计一个装置，所述装置在同一辊上具有指向相反方向的齿片。这将导致在纤维网的两个侧面都产生毛簇6的纤维网。
以商业上可行的连续方法制造本发明纤维网1的方法描绘于图5中。纤维网1通过机械地变形前体纤维网如第一和第二前体纤维网20和21来制造，其每一个在被图5所示的装置加工之前均可被描述成一般为平面的和二维的。所谓“平面的”和“二维的”仅仅是指纤维网以相对于成品纤维网1而言大致平坦的状态开始加工，所述成品纤维网1由于毛簇6的成形具有明显的、平面外的、Z-方向的三维性。“平面的”和“二维的”并不暗指任何特定的平面、光滑度或维数。
本发明的方法和装置在许多方面类似于命名为“Web MaterialsExhibiting Elastic-Like Behavior”的美国专利5,518,801所描述的方法，并在后来的专利文献中被称为“SELF”纤维网，“SELF”代表“Structural Elastic-like Film”。然而，本发明的装置和方法与‘801专利中公开的装置和方法之间存在显著的差别，从而在各自制造的纤维网中差别明显。如下所述，辊104的齿片110具有与前缘和后缘有关的具体几何性状，其前缘和后缘允许齿片基本“穿”过相对的前体纤维网20、21，实质上是使纤维网变形。在一个两层层压纤维网1中，齿片110将纤维从第一前体纤维20中同时推出平面外并穿过第二前体纤维网21(其可以说被将纤维8推过的齿片110冲透)以形成毛簇6。因此，本发明的纤维网1可具有贯穿和远离第一侧面3的表面13的散纤维末端18的毛簇6和/或对齐的环状纤维8的“通道状”毛簇6，与SELf纤维网的“帐篷状”肋状元件不一样，SELf纤维网的“帐篷状”肋状元件每个均具有与其相连的连续侧壁，并且其不显示具有一层穿透另一层的贯通。
前体纤维网20和21或是由它们各自的纤维网制造方法直接地或是由供应卷间接地(均未示出)提供并在纵向上移动到反转的相互啮合辊102和104的辊缝116中。前体纤维网优选地用本领域纤维网处理的熟知方法保持足够的纤维网张力以便以大致平直的状态进入辊缝16。当每个前体纤维网20、21通过辊缝116时，与辊102的凹槽108相互啮合的辊104的齿片110同时将第一前体纤维网20的一部分推出第一前体纤维网20的平面外并推过第二前体纤维网21以形成毛簇6。实际上，齿片110将第一前体纤维网20的纤维“推过”或“冲过”第二前体纤维网21。
当齿片110的顶端推过第一和第二前体纤维网20、21时，与齿片110交叉的被优势地定向在CD方向的前体纤维网的纤维的一部分被齿片110推出第一前体纤维网20的平面外。纤维可由于纤维流动性被推出平面外，或者它们可通过在Z向上进行拉伸和/或进行塑性变形被推出平面外。被齿片110推出平面的第一前体纤维网20的部分还可推动平面的第二前体纤维网21的纤维，或者它们可推过第二前体纤维网21(如果它有相对较低的延展性)，由此导致毛簇6形成于纤维1的第一侧面3上。主要在大致平行于纵向轴线L(即在如图1所示的前体纤维网20MD上)方向定向的前体纤维网20和/或21的纤维只是被齿片110展开并基本保持在它们最初的无规取向状态。这就是为什么在实施方案(如图1至4中所示的这个)中环状纤维8可显示具有独特纤维定向的原因，该环状纤维8占每个毛簇6纤维的很大百分比，所述毛簇6具有平行于毛簇6的横向轴线T的有效矢量分量或主矢量分量。
通过上述说明可以理解，当用本发明的装置和方法制备纤维网1时，前体纤维网20、21可具有与前体纤维网破坏(如由于拉伸应力而破坏)前伸长能力有关的不同材料性质。具体地讲，非织造第一前体纤维网20可具有比第二前体纤维网21更大的纤维移动性和/或更大的纤维伸长特性，使得其纤维可充分移动或伸长以形成毛簇6，同时第二前体纤维网21破裂，即不伸长到形成毛簇所必需的程度。然而，在其它实施方案中，两个前体纤维网均具有足够的伸长率，使得其纤维可充分地移动或伸长以形成毛簇6。
非织造前体纤维网的纤维能够伸出平面外而无塑性变形的程度可取决于前体纤维网内部纤维粘合的程度。例如，如果非织造前体纤维网的纤维仅仅是非常松散地互相缠结，那么它们将更容易互相之间滑动(即通过表面蠕动来相对于邻近纤维移动)，并因此更容易伸出平面外以形成毛簇。另一方面，较强粘合(例如通过大量的热点粘合、水缠结法等)的非织造前体纤维网的纤维将更可能需要伸出平面外的毛簇具有更大程度的塑性变形。因此，在一个实施方案中，第一前体纤维网20可以是具有相对较低纤维内部粘合的非织造纤维网，而第二前体纤维网21可以是具有相对较高纤维内部粘合的非织造纤维网，这样使得第一前体纤维网的纤维可伸出平面，而第二前体纤维网21的纤维不会伸出平面。当将足够的力施用于第一前体纤维网21时，其中的纤维趋于伸展，而第二前体纤维网的纤维不能伸展，而趋于破裂。
可通过改变齿片110的数目、间距和尺寸并且如果必要对辊104和/或辊102进行相应的尺寸变化来改变毛簇6的数目、间距和尺寸。这种改变，加上前体纤维网20、21内的可能变化，可允许制备出用于多种用途的许多各种各样的纤维网1。例如，由包括具有MD和CD织造塑性可延展线的较高基重织造织物的第一前体纤维网20和包括较高基重、较低可延展的合成聚合物非织造材料的第二前体纤维网21制成的纤维网1可制成坚固、多孔的地膜，如用于减少倾斜通道损坏并且使本土植被能够在不稳定的土壤中生长的防腐蚀装置。
图6显示的为部分啮合的辊102和104，以及凸起106和齿片110的横截面。如图所示，齿片110具有齿片高度TH(注意TH也可应用于凸起高度；在优选的实施方案中齿片高度与凸起高度相等)，并且齿片与齿片的间距(或凸起与凸起的间距)称作段距P。如图所示，啮合深度E为辊102和104啮合程度的量度，并且是从凸起106的顶端至齿片110的顶端测量。根据前体纤维网20、21的性质和所需的纤维网1的特性，啮合E的深度、齿高TH和段距P壳根据需要而改变。例如，一般而言，啮合的水平越大，第一前体纤维网20的纤维必须具有的必要的伸长率或纤维与纤维间流动性越大。同样，毛簇6所需的密度(每单位面积纤维网1上的毛簇6)越大，段距应当越小，并且齿长TL和齿距TD应当越小，如下所述。
图7表示具有多个齿片110的辊104的一个实施方案，该辊可用于由基重在约60gsm和100gsm之间、优选约80gsm的非织造第一前体纤维网20和密度为约0.91至0.94且基重为约20gsm的聚烯烃薄膜(如，聚乙烯或聚丙烯)第二前体纤维网21制造毛巾布状纤维网1。
齿110的放大视图如图8所示。在辊104的这个实施方案中，齿110具有一致的圆周长度尺寸TL，通常从前沿LE至齿顶111处的后沿TE测得为约1.25mm，并且相互间距相同，距离TD为约1.5mm。对于由总基重在约60至约100gsm范围内的纤维网1来制造毛巾布纤维网1，辊104的齿片110可具有的长度TL范围从约0.5mm至约3mm，并且间距TD为约0.5mm至约3mm，齿高TH范围为约0.5mm至约5mm，并且段距P在约1mm(0.040英寸)和约5mm(0.200英寸)之间。啮合深度E为约0.5mm至约5mm(直到最大值等于齿片高度TH)。当然，E、P、TH、TD和TL可相互独立地变化以获得所需的毛簇6的大小、间距和面积密度(每单位面积纤维网1的毛簇6数目)。
如图8所示，每个齿片110具有顶端111、前缘LE和后缘TE。齿片顶端111是细长的并具有与毛簇6和间断16的纵向轴线L相对应的大致纵向的方向。据信为得到纤维网1起簇的环状毛簇6(该纤维网可被描述为毛巾布状)，LE和TE应几乎完全正交于辊104的局部周边表面120。同样，从顶端111和LE或TE的过渡应为锐角(例如直角)，并具有足够小的曲率半径使得齿片110在LE和TE处挤过第二前体纤维网21。不受理论的约束，据信齿片110的顶端和LE与TE之间具有成相对锐角的顶端过渡使得齿片110能够“干净地”、也就是说，局部和清楚地穿透前体纤维网20、21，这样使得所得纤维网1的第一侧面3可描述成“簇状”而不是“不成形”。当这样加工时，除前体纤维网20和21最初可能具有的弹性外，纤维网1不被赋予任何特别的弹性。
不受理论的束缚，据信如果前体纤维网的纤维具有高度曲线形状，如卷曲纤维，那么与更线性的纤维构象相比，所得毛簇6将具有较多的环状纤维8和较少的断裂纤维18。据信这种纤维构象在两邻近齿片之间桥连的机会较少，并且由于它们并不容易拉伸超过其断裂点，因此形成完整环状结构的机会更大。此外，这些曲线形纤维也可通过使用偏心双组分纤维或并列型双组分纤维(如由聚乙烯和尼龙组成的双组分纤维)来制造。
在优选的实施方案中，第一和第二前体纤维网为其中存在最少纤维与纤维间粘合的非织造纤维网。例如，前体纤维网可以是具有离散热点粘合方式的非织造纤维网，这在非织造纤维网领域通常为已知的。然而，一般而言，最理想的是使粘合点的数目最小以及使间距最大以允许在毛簇6形成期间最大的纤维流动性和移位。一般而言，利用具有较高直径和/或较高断裂延伸率和/或较高纤维流动性的纤维导致毛簇6的形成更好和更明显。
尽管纤维网1在优选的实施方案中被公开成由两个前体纤维网制成的两层纤维网，但它不必局限于两层。例如，可由三个前体纤维网制成三层或更多的层压材料，只要前体纤维网之一可伸长并从另一层的开口中挤过形成毛簇。例如，纤维网1可包括妇女卫生制品的顶片、第二顶片和芯。通常，不必利用粘合剂或其它粘合方法来制造层压纤维网1。
纤维网1的组分层(例如，前体纤维网20和21以及任何其它层)可利用贯穿第二前体纤维网21的开口4的毛簇6的“锁住”效应以面对面层压的关系进行保持。在一些实施方案中，根据纤维网1的最终用途应用，最理想的是使用粘合剂或热粘结或其它粘合方法。例如，包括双组分纤维非织造纤维网的纤维网1可在毛簇6形成之后进行通风粘结来提供剥离强度更大的层与层粘附。另外，最理想的是将粘合剂施用于前体纤维网之一的至少一部分。例如，在某些实施方案中，层之间的粘合剂、化学粘合、树脂或粉末粘合或热结合可选择性地施用于前体纤维网的特定区域或全部。例如，在使用粘合剂的情况下，粘合剂可以连续方式施用，如通过槽式涂敷，或以不连续的方式施用，如通过喷雾、挤出等。粘合剂的不连续施用可为条、带、小滴等形式。
当用作诸如卫生巾之类的一次性吸收制品中的顶片时，在一个多层纤维网1中，每个前体纤维网可具有不同的材料特性，从而给纤维网1提供有益的特性。例如，包括两层(或多层)前体纤维网例如第一和第二前体纤维网的纤维网1可具有有益的流体处理特性。例如，为了优良的流体处理性，第一前体纤维网20可由相对亲水的纤维组成。第二前体纤维网21可由相对疏水的纤维组成。这样一种纤维网的毛簇6可形成具有相对疏水的面向身体表面的顶片，其中疏水毛簇将流体拖离身体并透过顶片。沉积在上面的、相对疏水的毛簇上的流体可远离相对疏水层快速地传输到制品处于第二前体纤维网层下面的部分(例如吸收芯)。不受理论的约束，据信所观察到的纤维网1的抗压性能的一个原因是毛簇6的大致垂直对齐的纤维8、18。纤维8、18形成阻抗压缩的方向性对齐的支撑柱。
图10表示部分切除的卫生巾平面图，所述卫生巾将本发明的纤维网1作为它的部件之一。一般而言，卫生巾200包括底片202、顶片206和设置在顶片206和底片202之间的吸收芯204，它们可绕着周边210进行接合。卫生巾1可具有用来覆盖卫生巾1使用者短裤的裆区侧面的侧伸出部，通常称为“护翼”208。卫生巾，包括用作其面向身体表面的顶片在内，已为本领域所熟知并且无需各种可供选择的和任选的样式的详细说明。除了卫生巾以外，纤维网1还可用于尿布或成人失禁产品或其它一次性卫生制品中。然而，注意纤维网1可用作底片、芯材、顶片、第二顶片或护翼材料中的一个或多个，或作为它们的部件。纤维网1也可有多层，并包括顶片、第二顶片、芯、底片、或任何数目的层。
纤维网1尤其适于用作卫生巾200的顶片206。由于使用时其优良的流体采集性能和抗压性能的共同作用，可防止流体回渗到顶片206的面向身体的表面，纤维网1尤其有益于作为卫生巾的顶片206。回渗的原因至少有两个(1)由于卫生巾200上的压力挤出所吸收的流体；和/或(2)在顶片206内部或上面所收集的湿度。在优选的顶片206中，其两种性能，流体采集性能和抗压性能，都被最大化，而回渗被最小化。所不同的是，优选地顶片将显示具有高的流体采集率以及低水平的回渗。
在本发明的卫生巾中，顶片206可具有施用到其上的洗剂组合物。洗剂组合物可为任何已知的洗剂，例如包括凡士林的洗剂，所述洗剂可给使用者提供有益皮肤的效果。在一个优选的实施方案中，洗剂也给使用者提供清洁身体的有益效果。也就是说，洗剂优选地涂敷身体并使月经不容易粘到包括毛发和皮肤在内的身体上。因此，优选地洗剂为疏水的，并致使毛发和皮肤疏水。
可以用本领域已知的用于将洗剂施用到非织造纤维网上的任何方式施用洗剂。洗剂可被施用到毛簇6的顶端(即，远端)上。已经发现，将洗剂施用到顶端上能够有效地传输到穿着者的皮肤上。不受理论的约束，据信毛簇起到小刷子的作用在运动例如散步期间将洗剂擦拭到身体上。
本发明的洗剂可包括以下专利所公开的那些US 5,968,025、US6,627,787、US 6,498,284、US 6,426,444、US 6,586,652、US 3,489,148、US6,503,526、6,287,581、US 6,475,197、US 6,506,394、US 6,503,524、US6,626,961、WO 2000038747或EP-A 927,050。
除了洗剂处理之外(或取代洗剂处理)，顶片206(或其一部分)可用其它材料或组合物进行处理以赋予它充分的疏水性。例如，顶片可用硅氧烷处理剂、低表面能处理剂、氟化烃处理剂进行处理。一般而言，相对疏水是指材料或组合物与水的接触角为至少约70度，优选地至少约90度。一般而言，低表面能是指低于约5.5Pa(55达因每平方厘米)，优选地为低于约2.6Pa(26达因每平方厘米)，更优选为约3.0至约5.0Pa(30至约50达因每平方厘米)。
在一个优选的实施方案中，纤维网1被用作与高容量和高度吸收的芯204组合的顶片206。一般而言，优选的吸收芯为气流成网芯，其类型公开于US 5,445,777；或US 5,607,414中。在优选的实施方案中，吸收芯204为通常被称为HIPE泡沫的类型，例如公开于US 5,550,167、US5,387,207、US 5,352,711和5,331,015中的那些类型。在优选的实施方案中，吸收芯204在30cm的解吸后具有小于约10％的其自身的自由吸收能力；从约3至20cm的毛细管吸收压力；从约8至约25cm的毛细管解吸压力；当在5.10kPa(0.74psi)的围压下测量时从约5至约85％的压缩挠曲阻抗能力；以及从约4至125克/克的游离吸收能力。这些参数中的每一个都可如于1996年8月27日公布的授予DesMarais的US 5,550,167中所陈述的那样被确定。利用如所公开的气流成网或HIPE泡沫芯的一个优点是吸收芯可制得很薄。例如，本发明的吸收芯可具有小于约20mm，优选地小于约10mm的平均厚度(厚)，并且厚度可小于约5mm。
以下所示的表1显示本发明纤维网的压缩数据，也显示对比纤维网。在表1中，1至3、5和7号样本为对比样本，4、6和8至13号样本为本发明的纤维网。
样本1是可与用于ALWAYS卫生巾的DRI-WEAVE顶片相比较的成型的聚乙烯薄膜，购自Tredegar Film Products，Terre Haute，IN。
样本2为根据于1986年12月16日授予Curro等人的US 4,629,643的教授由Tredegar Film Products，Terre Haute，IN制造的成型的聚乙烯薄膜。
样本3为50/50PE/PP双组分纤维的30gsm纺粘纤维网，购自BBA，Simpsonville，SC。
样本4为本发明的纤维网，由样本3的纤维网根据本文所述的方法加工制成。
样本5为梳理非织造纤维网，其包括50％6旦(dpf)PE/PP双组分纤维和50％6旦聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，购自BBA，Simpsonville，SC。
样本6由样本5的纤维通过本文所述的方法制成。
样本4和6为用一个前体纤维网通过本文所述的方法制成。样本8至13为用两个如本文描述的前体纤维网根据本发明制成，其中两个前体纤维网都以套叠的构型(可以这么说)对毛簇贡献纤维。因此，第二前体纤维网的纤维不是“穿过”而是与第一前体纤维网的纤维一起被成形到毛簇中，两纤维网都向毛簇贡献纤维。
样本8为由样本7的双层纤维非织造纤维网的层压材料通过本文所述的方法制成。样本7的第一层包括50/50PE/PP双组分纤维的30gsm纤维网，而第二层为45gsm纤维网，其包括50％6旦50/50PE/PP双组分纤维和50％9旦PP纤维。两种纤维网都购自BBA，Simpsonville，SC。
样本9为由一种双层层压材料通过本文所述方法制成，其中第一层和第二层包括PE/PP双组分纤维的30gsm纤维网，并且如本领域中已知的那样，第二层是经表面活性剂处理过的以赋予其相对较高的亲水性。所述30gsm纤维网购自BBA，Simpsonville，SC。
样本10为由一种双层纤维非织造纤维网的层压材料通过本文所述方法制成，其中第一层包括PE/PP双组分纤维的30gsm纤维网，而第二层为45gsm纤维网，其包括50％6旦PE/PP双组分纤维和50％6旦聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维。两种纤维网都购自BBA，Simpsonville，SC。
样本11为由一种双层纤维非织造纤维网的层压材料通过本文所述方法制成，其中第一层包括源自Pegas，Czech Republic的PE/PP双组分纤维的30gsm纤维网，而第二层为45gsm纤维网，其包括50％6旦PE/PP双组分纤维和50％6旦聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，购自BBA，Simpsonville，SC。
样本12和13每一个都为由一种双层纤维非织造纤维网的层压材料通过本文所述方法制成，其中第一层包括50/50PE/PP双组分纤维的30gsm纤维网，而第二层为45gsm纤维网，其包括50％6旦50/50PE/PP双组分纤维和50％6旦聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维。两种前体纤维网都购自BBA，Simpsonville，SC。
表1中所示的本发明的样本中的每一个都为通过如上文所描述的网孔内辊的辊隙根据本发明加工而成，其段距P为1.5mm(约0.060英寸)，齿片高TH为约3.7mm(约0.145英寸)，齿片间距TD为1.6mm(约0.063英寸)及齿片长TL为1.25mm(约0.050英寸)。本发明的每个样本的啮合深度DOE和线速度都显示于表1中。
如表1所示，本发明的纤维网在卫生巾穿着中经历的模拟负荷下具有优良的密度和比容特性。例如，0.028kPa(0.004psi)可对应于站立时所经历的压力，而1.586kPa(0.23psi)可对应于坐于软质表面上时的压力，及0.75se可对应于坐于硬质表面上时的情况。
表1本发明各纤维网的对比


转换1英寸＝25.4mm；1psi＝6.89kPa；1英尺＝304.8mm。
表1，续

转换1英寸＝25.4mm；1psi＝6.89kPa；1英尺＝304.8mm。
测试方法空隙体积和比容可用以下方法确定空隙体积压缩下的空隙体积用MTS张力检验器以0.028、1.58和5.17kPa(0.004、0.23和0.75磅每平方英寸)的压力计算。张力检验器测量当材料在活动压盘和固定基座之间被压缩时的阻抗力。材料被以恒定速率压缩到1000g的力。力和压盘位置被记录下来。
给定压盘位置时的空隙体积用此公式计算 其中VV＝以立方厘米每克计的材料的空隙体积x0＝从基座处以毫米计的初始压盘位置x＝从初始位置以毫米计的压盘位置Am＝以平方厘米计的材料的面积M＝以克计的材料的质量ρ纤维＝以克每立方厘米计的纤维密度对于由多种纤维类型制成的纤维网，纤维网纤维密度是各单种纤维密度的加权平均值。
ρ纤维，总量＝(wt％纤维1)(ρ纤维1)+(wt％纤维2)(ρ纤维2)+.....
其中wt％＝纤维网中纤维类型的重量百分比 或
这一测试的合适的设备可包括张力检验器(MTS型号Alliance RT/1带测试工作软件和50N测力传感器)。检验器必须具有尺寸上比压盘大的固定基座。压盘与基座之间的零高度通过降低压盘直到第一基本力被测量到为止来设定，压盘随后被回升一个递增量，并且夹头位置被归零。对于每个样本，样本隔距通过抬高压盘高于固定基座至一大于材料初始厚度的距离来设定。从这一位置压盘被降低直到1gf的力作用于样本。从零高度处计量的这一位置被记录下来作为初始压盘位置(x0)，而夹头位置被重新归零。
在此测试中，一个4.9cm直径的圆形压盘被用来相对基座以0.51cm/min的速率从1至1000gf压缩材料(每平方英寸0.75磅的压力)。对于每个样本，压盘随后被以相同的速率退回至初始压盘位置。初始压盘位置或测试隔距依以上所描述的材料的厚度而变化。对于分离的样件重复做五次，取五次结果的平均值。每件被测试的材料样本在面积上都大于压盘，但在面积上小于固定基座。
比容压缩下的比容用MTS张力检验器以0.028、1.58和5.17kPa(0.004、0.23和0.75磅每平方英寸)的压力计算。张力检验器测量当材料在活动压盘和固定基座之间被压缩时的阻抗力。材料被以恒定速率压缩到1000g的力。力和压盘位置被记录下来。
给定压盘位置时的比容用此公式计算SV＝l/ρ纤维网给定压盘位置时的纤维网密度用此公式计算 其中
SV＝以立方厘米每克计的材料的空隙比容ρ纤维网＝非织造纤维网的以克每立方厘米计的密度x0＝从基座处以毫米计的初始压盘位置x＝从初始位置以毫米计的压盘位置BW＝以克每平方米计的材料的质量这一测试的合适的设备可包括张力检验器(MTS型号Alliance RT/1带测试工作软件和50N测力传感器)。检验器必须具有尺寸上比压盘大的固定基座。压盘与基座之间的零高度通过降低压盘直到第一基本力被测量到为止来设定，压盘随后被回升一个递增量，并且夹头位置被归零。对于每个样本，样本隔距通过抬高压盘高于固定基座至一大于材料初始厚度的距离来设定。从这一位置压盘被降低直到1gf的力作用于样本。从零高度处计量的这一位置被记录下来作为初始压盘位置(x0)，并且夹头位置被重新归零。
在此测试中，一个4.9cm直径的圆形压盘被用来相对基座以0.51cm/min的速率从1至1000gf压缩材料(每平方英寸0.75磅的压力)。对于每个样本，压盘随后被以相同的速率退回至初始压盘位置。初始压盘位置或测试隔距依以上所描述的材料的厚度而变化。对于分离的样件重复做五次，取五次结果的平均值。每件被测试的材料样本在面积上都大于压盘，但在面积上小于固定基座。
从以上本发明的纤维网1和装置100的描述中可以理解，可在不背离本发明的保护范围的情况下制造出许多各种纤维网1的结构，如在附加的权利要求书中受权利要求书保护的那些。例如，顶片206可另外用药物、清洁流体、抗菌溶液、乳液、芳香剂或表面活性剂进行涂敷或处理。同样地，装置100可被构型为仅在纤维网1的一部分上形成毛簇6，或形成不同尺寸或面积密度的毛簇6。
所述生产本发明纤维网的方法的另一个优点是所述纤维网可用其它纤维网生产设备在线生产或用一次性吸收制品生产设备在线生产。另外，还存在可在本发明的加工之前或之后使用的其它固态成形方法。例如，纤维网可如本发明所述加工，然后用拉伸方法开孔，如授予Curro等人的美国专利5,658,639中所述的方法。可供选择地，材料可通过各种方法制成复合材料，如授予Curro等人的美国公布2003/028,165A1中所述的方法，或如授予Weber等人的美国专利5,167,897中的环形辊压，然后如本发明所述进行加工。所得纤维网因此可显示这些诸多材料改进所带来的所有有益效果。
在发明详述中引用的所有文献的相关部分均引入本文以供参考；任何文献的引用不可被理解为是对其作为本发明的现有技术的认可。
尽管已说明和描述了本发明的具体实施方案，但对于本领域的技术人员显而易见的是，在不背离本发明的精神和保护范围的情况下可作出许多其它的变化和改良。因此，有意识地在附加的权利要求书中包括属于本发明范围内的所有这些变化和改良。
权利要求
1.一种卫生巾，所述卫生巾包括a.顶片，所述顶片包括纤维非织造纤维网和多个纤维材料的离散的毛簇，b.特征在于所述顶片具有在0.004psi的负荷下小于0.027的密度和在0.23psi的负荷时小于0.068g/cc的密度。
2.如权利要求1所述的卫生巾，其中所述顶片包括第一和第二非织造前体纤维网。
3.如权利要求1或2所述的卫生巾，其中所述顶片包括至少两个前体纤维网，并且所述离散的毛簇包括源自每个所述前体纤维网的纤维。
4.如前述任一项权利要求所述的卫生巾，其中所述材料的毛簇包括多根环状纤维。
5.如前述任一项权利要求所述的卫生巾，其中所述顶片包括两个侧面和两个或更多个前体纤维网，其中所述顶片的两个侧面均基本上被源自仅一个所述前体纤维网的纤维覆盖。
6.如前述任一项权利要求所述的卫生巾，其中所述顶片包括每平方厘米1至100个所述离散的毛簇，优选每平方厘米20至40个所述离散的毛簇。
7.一种卫生巾，特征在于a.顶片，所述顶片具有面向身体侧并包括每平方厘米10至50个纤维材料的离散的毛簇；b.半固态洗剂组合物，所述洗剂组合物被施用到所述顶片的所述面向身体侧的至少一部分上；和c.其中所述顶片具有在0.004psi的负荷下小于0.027的密度和在0.23psi的负荷时小于0.068g/cc的密度。
8.如权利要求7所述的卫生巾，其中所述洗剂包括凡士林。
9.如权利要求7或8所述的卫生巾，其中所述顶片包括第一前体纤维网和第二前体纤维网，其中至少一个所述前体纤维网相对于所述前体纤维网的所述另一个相对更具疏水性。
10.一种卫生巾，特征在于a.顶片，所述顶片包括第一前体纤维网和第二前体纤维网，其中至少一个所述前体纤维网相对于所述前体纤维网的所述另一个相对更具疏水性，并且其中所述顶片还包括源自所述第一或第二前体纤维网的纤维材料的离散的毛簇，b.其中所述顶片具有在0.004psi的负荷下小于0.027的密度和在0.23psi的负荷时小于0.068g/cc的密度，和c.吸收芯，所述吸收芯与所述顶片流体连通，所述吸收芯具有小于约7mm的平均厚度；和d.底片，所述底片接合到所述顶片上。
全文摘要
一种包括顶片的卫生巾，所述顶片包括多个由纤维材料所构成的离散的毛簇，其中所述顶片具有在0.028kPa (0.004psi)的负荷下小于0.027g/cc的密度和在1.58kPa(0.23psi)的负荷时小于0.0688/cc的密度。
文档编号D04H11/08GK1968664SQ200580020085
公开日2007年5月23日 申请日期2005年6月21日 优先权日2004年6月21日
发明者罗伯特·H·特纳, 约翰·J·柯罗, 乔迪·L·霍英, 苏珊·N·劳埃德, 约翰·L·哈蒙斯 申请人:宝洁公司