结构化纤维网的制作方法

专利名称：结构化纤维网的制作方法
技术领域：
本发明涉及纤维网，尤其是提供最佳流体采集和分配能力的结构化纤维网。
背景技术：
商业非织造织物通常包含形成纤维的合成聚合物。这些织物通常用实心纤维来制备，所述实心纤维具有通常为0. 9g/cm3至1. 4g/cm3的高固有的总体密度。所述织物的总体重量或基重常常取决于用以促进感知可接受的厚度、强度和保护性的所期望的织物的不透明度、机械特性、柔软性/松软性、或具体的流体相互作用。通常，需要这些特性的组合来实现特定功能或期望的性能水平。非织造织物的功能对于许多应用很重要。就许多非织造应用而言，其功能为通过使产品更柔软或感觉更天然而向产品提供期望的感觉。就其它非织造应用而言，其功能通过使产品能吸收或者能够采集或分配流体而影响产品的直接性能。在任一种情况下，非织造织物的功能经常涉及到厚度。例如，非织造织物用于期望最佳的流体采集和分配能力的流体处理应用。此类应用包括用于润湿保护的在一次性吸收制品中的应用以及用于流体和颗粒净化的清洁应用。在任一种情况下，期望非织造织物用作具有采集和分配流体的能力的流体处理层。非织造织物在执行该功能中的有效性大部分取决于非织造织物的厚度与相应的空隙体积以及用于形成该织物的纤维特性。就许多应用而言，厚度也需要被限制以便所得产品的膨松度最小化。例如，一次性吸收制品通常包括非织造顶片和底片以及其间的吸收芯。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通常包括至少一个非织造层的流体采集层。采集层能够接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它的纤维的特性。然而，厚度会导致对于消费者来讲不可取的膨松度。因此，基于用于功能的最大厚度与用于舒适的最小厚度的平衡选择非织造织物的厚度。此外，由于在材料处理、贮藏期间以及在一些应用、平常使用中造成的压缩力，非织造织物的厚度通常难以保持。因此，就大多数应用而言，希望非织造织物表现出在转化加工、包装和最终使用整个过程期间持续下来的扎实厚度。另外，高厚度的非织造织物贮藏期间在辊上占据更多空间。因此，也希望具有用于优选地在某一时间点上增加非织造织物厚度的方法，所述时间点是在非织造织物进入用于制造特定的最终产品的过程时，以便更多的材料可在其转化加工成最终产品之前存储在辊上。发明概述本发明涉及包括热稳定纤维的结构化纤维网。纤维和纤维网优选地为不可延展的。纤维为不可延展的，以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，并且成为僵硬的以耐受使用期间的压缩力。纤维具有至少0.5GPa的模量。纤维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。基于纤维尺寸、基重和粘结类型，纤维网基础基底具有在大面积上基本上均一化的特征膨松度或厚度。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以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整个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与第一侧面相对的第二区域的第二侧面分离，从而形成背离纤维织物的第一表面延伸的松散端部。 至少50%且小于100%的移位纤维具有松散端部，所述松散端部提供用于收集流体的自由体积。在一个实施方案中，结构化纤维网包括多个粘结区域和/或过度粘结区域，所述区域设置在各第二区域之间的整个第一区域中。粘结区域和/或过度粘结区域可连续地在各第二区域之间延伸从而形成凹陷，所述凹陷提供用于流体采集的附加空隙体积和用于流体分配的导槽。结构化纤维网的目标是期望具有最佳流体采集和分配能力的流体处理应用。此类流体处理应用包括一次性吸收制品，例如尿布、女性保护产品、流体吸收清洁产品、伤口敷料、以及围兜和成人失禁产品。附图概述通过参照以下说明、所附权利要求和附图，将会更好地理解本发明的这些和其它特征、方面和优点，其中

图1为用于制造根据本发明纤维网的设备的示意图。图IA为用于制造根据本发明层压体纤维网的备选设备的示意图。图2为图1所示设备的一部分的放大视图。图3为结构化基底的局部透视图。图4为图3所示结构化基底的放大部分。图5为图4所示结构化基底的一部分的剖面图。图6为图5所示结构化基底的一部分的平面图。图7为图2所示设备的一部分的横截面图。图8为用于形成本发明纤维网一个实施方案的设备的一部分的透视图。图9为用于形成本发明纤维网的设备的一部分的放大透视图
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熔融粘结部分。图11为图10所示结构化基底的放大部分。图12A-12F为本发明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。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。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。图15为本发明纤维网的一部分的显微照片，其示出了以低纤维位移变形形成的帐篷状结构。图16为本发明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。图17A和17B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，所述部分被切割以便确定移位纤维的数目。图18为本发明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，所述位置被切割以便确定移位纤维的数目。图19A至19C为异形纤维构型的横截面。图20为平面内径向渗透性设备配置的示意图。图21A、21B和21C为图20所示的平面内径向渗透性设备配置的多个部分的替代视图。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贮存器的示意图。发明详述如本文和权利要求中所用，术语“包括/包含”为包含性或开放式用语，并且不排除其它未列举的元件、组成的组件或方法步骤。如本文所用，术语“活化”是指使得通过相互啮合的齿和凹槽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、开孔材料和变形材料。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，通用活化方法为本领域称为环轧制的方法。如本文所用，“啮合深度”是指相对的活化构件的相互啮合的齿和凹槽相互伸入到其中的程度。如本文所用，术语“非织造纤维网”是指具有夹层的单根纤维或纺线结构但不呈如织造或针织织物中的重复图案的纤维网，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很多种方法来形成，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。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；纤维尺寸也可以用旦尼尔表示，它是每纤维长度重量的单位。取决于纤维网的最终用途，适用于本发明的层压纤维网的基重可在6g/m2至400g/m2的范围内。就用作例如手巾而言，第一纤维网和第二纤维网均可为具有介于18g/m2和500g/m2之间的基重。如本文所用，“纺粘纤维”是指通过将熔融热塑性材料由喷丝头的多个细的、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。纺粘纤维沉积在收集面上时一般不发粘。纺粘纤维一般连续并具有大于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)。如本文所用，术语“熔喷法”是指其中如下形成纤维的方法挤压熔融热塑性材料通过多个细小的、通常圆形的冲模毛细管，作为熔融线或长丝进入会聚的高速且通常受热的气(例如，空气)流中以拉细熔融热塑性材料的长丝以减小其直径，该直径可达微纤维直径。其后，熔喷纤维由高速气流运载并沉积在收集表面上，通常在仍然发粘时，形成随机分布的熔喷纤维的纤维网。熔喷纤维为可连续或不连续的且平均直径一般小于10微米的微纤维。如本文所用，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、无规和交替共聚物、三元共聚物等，以及它们的共混物和改性。此外，除非另外具体限制，术语“聚合物”包括材料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、间同立构和无规对称。如本文所用，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。这不旨在排除由一种聚合物形成的纤维，为了着色、抗静电特性、润滑、亲水性等，已向该聚合物中加入了少量的添加剂。这些添加剂例如用于着色的二氧化钛一般以小于约5%重量且更典型地约2%重量的量存在。如本文所用，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以形成一根纤维。双组分纤维有时也称作共轭纤维或多组分纤维。聚合物沿着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。此类双组分纤维的构型可为例如其中一种聚合物被另一种围绕的皮/芯型排列，或者可为并列排列、馅饼型排列或“海岛型”排列。如本文所用，术语“双成分纤维”是指作为共混物由同一个挤出机挤出的至少两种聚合物形成的纤维。双成分纤维不含有沿着纤维的横截面积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连续，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。如本文所用，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”。此类纤维可为实心的或中空的，并且它们可为三叶形、δ形，并且优选在其外表面上具有毛细管道的纤维。毛细管道可以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Τ-401，命名为4DG纤维，购自Fiber Innovation Technologies (Johnson City，TN)。T-401 纤维为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET 聚酯)。“吸收制品”是指吸收和/或容纳液体的装置。可穿着的吸收制品是指紧贴或邻近穿着者的身体放置以吸收和容纳从身体排出的各种流出物的吸收制品。可穿着的吸收制品的非限制性实例包括尿布、裤状或套穿尿布、训练裤、卫生巾、棉塞、女性内裤衬里、失禁装置等。附加吸收制品包括擦拭物和清洁产品。“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位置。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。“可延展非织造材料”为可在无破裂或断裂的情况下延长至少50%的纤维质非织造纤维网。例如，当在23士2°C和50士2%的相对湿度下测试时，具有IOOmrn初始长度的可延展材料在以100% /分钟的应变速率被应变时可延长至少至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。可延展非织造材料一般由可延展纤维构成。“高度可延展非织造材料”为可在无破裂或断裂的情况下延长至少100%的纤维质非织造纤维网。例如，当在23士2°C和50士2%的相对湿度下测试时，具有IOOmrn初始长度的高度可延展材料在以100% /分钟的应变速率被应变时可延长至少至200mm。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)上为不可延展的或在其它方向上为可延展的。高度可延展非织造材料一般由高度可延展纤维构成。“不可延展非织造材料”为延长时在达到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士2°C和50士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以100% /分钟的应变速率被应变时不能够延长50mm以上。不可延展非织造材料在纵向(MD)和横向(CD)上均是不可延展的。“可延展纤维”为如下的纤维，当在23 士2°C和50士2%的相对湿度下测试时，所述纤维在以100% /分钟的应变速率被应变时延长至少400%而不发生破裂或断裂。“高度可延展纤维”为如下的纤维，当在23士2°C和50士2%的相对湿度下测试时， 所述纤维在以100% /分钟的应变速率被应变时延长至少500%而不发生破裂或断裂。“不可延展纤维”为如下的纤维，当在23士2°C和50士2%的相对湿度下测试时，所述纤维在以100% /分钟的应变速率被应变时延长小于400%而不发生破裂或断裂。“亲水的或亲水性”是指纤维或非织造材料，其中水或盐水快速润湿纤维或纤维材料的表面。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来测量。就本发明而言，如果非织造材料表现出至少5_的垂直芯吸能力，则其为亲水的。“接合”是指这样一些构型，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；也指这样一些构型，其中将一个元件连接到一个或多个中间构件， 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。“层压体”是指通过本领域已知的方法例如粘合剂结合、热结合、超声波结合彼此相结合的两种或更多种材料。“纵向”或“MD”为平行于纤维网的在其移动穿过制造过程时的行进方向的方向。 在纵向的士45度以内的方向被认为是“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。“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心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更远离纵向中心线。“芯吸”是指通过毛细管力在非织造材料中主动地对流体进行流体传送。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。“采集速率”是指其中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。“渗透性”是指流体在X-Y平面中流过材料的相对能力。具有高渗透性的材料使得能够比具有较低渗透性的材料具有更高的流体流动速率。“纤维网”是指能够被缠绕成卷的材料。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。“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。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，就像这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，就像这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，并且也包括该数值范围内的每个单独的值， 就像这样的较窄数值范围和单独的数值在本文中是明确地写出的一样。
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三维质地，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以增加其流体芯吸特性。将参照优选的方法和设备来描述本发明的结构化基底，所述优选的方法和设备用于由基础基底制造结构化基底。一种优选的设备150示意性地示出于图1和图2中并且在下文中更充分地讨论。基础基底根据本发明的基础基底20为一种由松散集合的热稳定的纤维形成的流体可渗透的纤维质非织造纤维网。根据本发明的纤维为不可延展的，其在前文中被定义为延长小于 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纤维优选地延长小于 200%而不发生破裂或断裂。所述纤维可包括短纤维，所述短纤维使用行业标准粗梳法、气流成网或湿法成网技术被成形为纤维网；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形成纺丝非织造纤维网。下文更充分地讨论了用于生产纺丝纤维网的纤维和纺丝方法。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、椭圆形、星形、三叶形、具有3-8片叶的多叶形、矩形、H形、C形、I形、U形和其它各种偏心形。也可使用中空纤维。优选的形状为圆形、三叶形和H形。圆形纤维是最廉价的，因此从经济角度来讲是优选的；但三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。圆形和三叶形纤维形状也可为中空的；然而，实心纤维是优选的。中空纤维是有用的，因为它们与具有相同形状和纤度的实心纤维相比在等同的纤度下具有更高的抗压性能。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以确定，因此常常参考纤维的纤度。纤度被定义为以克计的9000延米长度的纤维的质量，用dpf(旦尼尔/长丝)来表示。就本发明而言，优选的纤度范围为大于Idpf 且小于IOOdpf。更优选的纤度范围为1. 5dpf至50dpf，并且还更优选的范围为2. Odpf至 20dpf，并且最优选的范围为4dpf至IOdpf。形成本发明的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。 纤维网可为不足粘结的以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，具有高得多的粘结部位完整性使得纤维表现出最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纤维优选地为完全粘结的以形成不可延展纤维网材料。如下文所更详述，不可延展基础基底优选地用于通过纤维位移来形成结构化基底。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，可存在用以制造预粘结的基础基底的一个以上的粘结步骤，例如基础基底在制造时可仅略微粘结或不足粘结以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以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。用于粘结纤维的方法详述于 Albin Turbak 的“Nonwovens Theory, Process, Performance 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，热粘结诸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。通气粘结如下进行使加热的气体穿过集合的纤维以产生整体的非织造纤维网。 热点粘结涉及向离散的位置上施加热和压力以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；其包括但不限于卵形、圆形和四边的几何形状。总体热点粘结的总面积为介于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。热点粘结针密度为介于5针/cm2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/cm2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/cm2，优选地20针/cm2至40针/cm2的粘结针密度。热粘结要求纤维由可热粘结的聚合物，诸如热塑性聚合物和由其制成的纤维制成。就本发明而言，纤维组成包括可热粘结的聚合物。优选的可热粘结的聚合物包括聚酯树脂，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，热塑性聚合物含量以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%的水平存在。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拉伸强度为介于lN/cm和200N/cm之间，优选地介于5N/cm和100N/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拉伸强度为介于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⑶拉伸强度比率的特征比率。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。基础基底厚度为介于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。基础基底也具有特征不透明度。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"Opacity of Paper (15/ d geometry, Illuminant A/2degrees,89% Reflectance Backing and Paper Backing)，， 来测量。所述不透明度被测量为百分比。就本发明而言，基础基底不透明度大于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 %。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，基础基底的基重为介于10g/m2和200g/m2之间。基础基底密度通过将基础基底基重除以基础基底厚度来确定。就本发明而言，基础基底的密度为介于 14kg/m3和200kg/m3之间。基础基底也具有基础基底比容，所述比容为基础基底密度的倒数，按立方厘米/克来测量。本发明的基础基底可用于制备屋顶毡料、过滤制品、烘干机纸和其它消费品。基础基底改性在本发明中，可改进基础基底以优化其流体分散和采集特性以便用于其中流体管理较为重要的产品。流体分散特性可通过如下方式来增强改变基础基底的表面能以增加亲水性和对应的芯吸特性。改进基础基底的表面能是任选的并且通常在制造基础基底时进行。可通过如下方式来影响流体采集特性通过纤维位移来改进基础基底的结构以导入3D 质地，所述质地增加基底的厚度或膨松度和对应的比容。表面能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如下方式来改进局部表面处理、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。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其可通过如下方式变成亲水的用熔融粘合剂化学地改性聚合物、 纤维表面和基础基底表面，或将聚合材料与其它诱导亲水行为的材料相组合。用于聚丙烯的材料的实例为源自Ciba的IRGASURF HL560和源自Eastman Chemical的PET共聚物、 用于PET的EASTONE 类聚合材料。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、湿润辊或其它合适的技术以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烯或聚对苯二甲酸酯的聚合物系。 其它聚合物包括脂族聚酰胺酯；脂族聚酯；芳族聚酯，包括聚对苯二甲酸乙二醇酯及共聚物、聚对苯二甲酸丁二醇酯及共聚物；聚对苯二甲酸丙二醇酯及共聚物；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酯聚醚、聚酯聚醚嵌段共聚物和非离子聚酯配混物。这些材料中的一些可作为熔融粘合剂加入，但它们的优选的用途是作为局部处理剂。该类材料的商业实例以 !"excare 系列产品购自Clariant。结构化基底对基础基底20的第二改性涉及机械地处理基础基底以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”)使得结构化基底具有高于基础基底的厚度值的厚度值；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”)以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容并且也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。纤维位移前述基础基底可使用图1所示的设备150来加工以形成结构化基底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包括移位纤维6，所述移位纤维在结构化基底21的第二表面14上形成间断16，并且移位纤维6具有从第一表面12延伸的松散端部18。如图4所示，移位纤维6从第二区域4的第一侧面11延伸，并且分离和断裂而沿与第一侧面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与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。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纤维的基础基底提供如下结构，所述结构由于其纤维强度、纤维硬度和粘结强度的缘故而以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中的显微照片所产生具有图4中的松散端部18的移位纤维6的目的是，通过产生空隙体积来相对于基础基底比容增加结构化基底比容。就本发明而言，已发现产生在第二区域中的具有至少50%且小于100%的松散端部的移位纤维6形成如下结构化基底，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的比容。(见下文提供的表6中的实施例1N5-1N9) 在本文进一步所述的某些实施方案中，可将移位纤维6的松散端部18进行热粘结以便改善抗压性能和对应的可维持性。下文更充分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。如图5所示，第二区域4中的移位纤维6表现出了如下厚度，所述厚度大于第一区域2的厚度32 (其通常将与基础基底厚度相同)。具有移位纤维6的第二区域4的尺寸和形状可取决于所用的技术而改变。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1. 5mm之间。每单位面积结构化基底21上具有移位纤维6的第二区域4的数目可如图3所示改变。一般来讲，面密度无需在结构化基底21的整个区域上为均勻的，而是第二区域4可被限于结构化基底21的某些区域，例如具有预定形状诸如线、条、带、圆形等的区域。如图3所示，由第二区域4占据的总面积为总面积的小于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之间的间距可改变。 图3和图4示出了长度36、宽度38以及第二区域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禾口 7mm之间，并且最优选地介于Imm和5. 2mm之间。如图1所示，结构化基底21可由从进给辊152供应的大致平面的二维非织造基础基底20形成。设备150使基础基底20在纵向MD上移动至由相互啮合辊104和102A形成的辊隙116，所述相互啮合辊形成具有松散端部18的移位纤维6。具有移位纤维6的结构化基底21任选地行进至在辊104和粘结辊156之间形成的辊隙117，所述粘结辊粘结移位纤维6的松散端部18。结构化基底22从那里任选地行进至相互啮合辊102B和104，所述辊将结构化基底22从辊104上移除并且任选地将其传送至在辊102B和粘结辊158之间形成的辊隙119，其中在结构化基底23中形成过度粘结区域，所述构化基底最终被收取在进给辊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， 但希望反向该过程以便在形成移位纤维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所示的收取进给辊160的进给辊来供应基础基底20并且使其移动至在辊102B和粘结辊158之间形成的辊隙119，其中基底在进入在相互啮合辊102B和104之间形成的辊隙118之前被粘结，在所述后一个辊隙处，具有松散端部18的移位纤维6在第二区域4中形成。虽然图1示出的是从进给辊152供应的基础基底20，但基础基底20也可从如本领域已知的任何其它进给装置诸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提供。如图1所示，第一表面12对应于基础基底20的第一侧面、以及结构化基底21的第一侧面。第二表面14对应于基础基底20的第二侧面、以及结构化基底21的第二侧面。 一般来讲，本文所用术语“侧面”使用此术语的通常用法以描述大致二维的纤维网诸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取向的纤维，即，至少相对于纵向和横向来讲是无规取向的。所谓“基本上无规取向，，是指如下的无规取向由于加工条件的缘故，无规取向可显示出取向在纵向上的纤维的量高于取向在横向上的纤维的量，反之亦然。例如，在纺粘法和熔喷法中，将连续的纤维股线沉积在 MD上移动的支撑件上。尽管试图使纺粘或熔喷非织造纤维网的纤维取向成真正“无规”的， 但通常与在⑶上的情况相反，较高百分比的纤维取向在MD上。在本发明的一些实施方案中，期望故意将显著百分比的纤维在纤维网的平面中相对于纵向取向在预定取向上。例如，可能的情况是，由于齿距和在辊104上的放置的缘故 (如下文所述)，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主要纤维取向的非织造纤维网。此类纤维网可通过以需要的角度组合搭接的纤维网的方法来生产，并且如果需要可将纤维网粗梳成成品纤维网。具有高百分比的纤维的纤维网，所述纤维具有预定的角度，可统计地偏置更多的纤维以在结构化基底21中形成移位纤维，如下文更充分地讨论的。基础基底20可被提供或由纤维网制造方法直接提供，或由进给辊152间接提供， 如图1所示。基础基底20可通过本领域已知的装置预热，例如通过在油加热辊或电加热辊上加热。例如，可加热辊154以在纤维位移过程之前预加热基础基底20。如图1所示，进给辊152在箭头指示的方向上旋转，这时基础基底20在纵向移动经过辊154并且移动至第一组反转的相互啮合辊102A和104的辊隙116。辊102A和104 为设备150的第一组相互啮合辊。第一组相互啮合辊102A和104运行以形成移位纤维并且有利于基础基底20中的纤维断裂以制造下文称作结构化基底21的结构化基底。啮合辊 102A和104更清楚地显示于图2中。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上制备移位纤维的设备150的一部分。设备150的该部分显示为图2中的轧辊100，并且包括一对相互啮合辊 102和104 (分别对应于图1中的辊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在某个旋转角内保持在辊104 上，但图2大体上示出了当基础基底20穿过设备150上的辊隙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。所述相互啮合辊可由金属或塑料制成。金属辊的非限制性实例可为铝或钢。塑料辊的非限制性实例可为聚碳酸酯、丙烯腈丁二烯苯乙烯 (ABS)和聚苯醚(PPO)。可将这些塑料填充上金属或无机添加剂材料。如图2所示，辊102包括多个脊106和对应的凹槽108，它们可围绕辊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中需要哪种图案，辊102(以及同样地辊102A)可包括脊106，其中的一些部分已被移除，诸如通过蚀刻、铣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。可排列断裂或间隙以形成图案，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，辊102可具有齿，其类似于辊104上的齿，如下文更充分地描述。在该方式中，有可能在结构化基底21的两个侧面12、14上具有移位纤维6。辊104类似于辊102，但不具有可围绕整个圆周完整地延伸的脊，辊104包括的多排周向延伸的脊已被改进为数排环向间隔开的齿110，所述齿围绕辊104的至少一部分以间隔开的关系延伸。辊104的单排齿110被相应的凹槽112分开。在操作中，辊102与104 啮合，使得辊102的脊106延伸进入辊104的凹槽112内，并且辊104的齿110延伸进入辊 102的凹槽108内。相互啮合更详细地示于图7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棍。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4由间隔开的移位纤维6和间断16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。第二区域4的结构取决于所考虑的是结构化基底21的哪个侧面而有区别。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设置的基底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相距最远的远端部分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限定。间断16对应于其中辊104的齿110刺入基础基底20的位置。如本文所用，第二区域4的术语“整体”(如当使用“整体延伸”时其中的“整体”) 是指第二区域4中的纤维，所述纤维起源于基础基底20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，“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与结构化基底 21成一整体。
可理解的是，适用于本发明的结构化基底21的基础基底20，所述结构化基底21在移位纤维6中具有断裂纤维8，应包括如下纤维，所述纤维具有足够的纤维固定性和/或塑性变形以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，以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。第二区域4可被成型成以在X-Y平面和在Z平面中形成图案以产生靶标比容分布，所述图案可在形状、尺寸和分布上有变化。具有用于图2所示的结构化基底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中的进一步放大的视图中。所述代表性移位纤维6为在辊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，所述断裂纤维基本上对齐使得移位纤维6具有明显的纵向取向和纵向轴线L。移位纤维6也具有在MD-CD平面内大致正交于纵向轴线L的横向轴线T。在图2至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，即第二区域将具有延长形状并且将不为圆形的。如图4所示， 并且更清楚地如图5和6所示，当在辊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的主要方向性对齐。如图 5和图6所示，当在平面图中例如在图6中察看时，断裂纤维8中的许多可具有相对于横向轴线T的大体上均勻的对齐。所谓“断裂”纤维8是指在结构化基底21中，移位纤维6在第二区域4的第一侧面11上开始，并且沿着第二区域4的相对第一侧面11的第二侧面13 分离。因此，如可针对设备150来理解的，结构化基底21的移位纤维6通过机械地变形基础基底20来制备，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1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方向的三维性。“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穿过辊隙116，辊104的齿110 进入辊102A的凹槽108，并且同时将纤维挤出基础基底20的平面外以形成第二区域4，包括移位纤维6和间断16。实际上，齿110是“挤过”或“穿透”基础基底20。随着齿110的尖端挤进基础基底20，纤维的主要在横向取向并跨过齿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，导致第二区域4的形成，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取向的，即在基础基底20的纵向上取向的纤维可被齿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。在图2中，设备100显示为处于一种构型，所述构型具有一个图案辊例如辊104和一个非图案凹槽辊102。然而，在某些实施方案中，可优选使用两个图案辊来形成辊隙116， 所述两个图案辊在各自辊的相同或不同的对应区域中具有相同或不同的图案。此类设备可生产出具有从结构化纤维网21的两个侧面突出的移位纤维6以及压花到纤维网21中的宏图案的纤维网。可通过改变齿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移位纤维6的数目、间距和尺寸。这种变化，加上基础基底20中可能的变化和加工中的变化诸如线速度，允许制造用于许多用途的许多不同的结构化纤维网 21。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可起源于并延伸自结构化基底21的第一表面12或第二表面14。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所示的在“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。由于纤维的塑性变形和泊松比的影响，断裂纤维8的延伸通常会伴随着纤维横截面尺寸(例如圆形纤维的直径)的减小而减小。因此，移位纤维6的断裂纤维8的一些部分可具有小于基础基底20的纤维以及第一区域2的纤维的平均纤维直径的平均纤维直径。 已发现纤维横截面尺寸上的减小在移位纤维6的基底5和松散端部3的中间最大。据信这是由于位于移位纤维6的基底5和远端部分3的纤维的一些部分邻近下文所更充分地描述的辊104的齿110的顶端，使得它们在加工期间被摩擦地锁定和固定。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。图7以横截面示出了包括脊106和齿110的相互啮合辊102 (以及下文所述的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)，并且齿对齿间隔(或脊对脊间隔)称为节距P。如图所示，啮合深度(DOE)E为辊102和104的啮合程度的量度，并且是从脊106的顶端至齿110的顶端测量。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，啮合深度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，需要足够的啮合程度E以将移位纤维延长并塑性地变形至其中纤维发生断裂的点。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，则节距应当就越小，并且齿长TL和齿距TD应当就越小，如下所述。图8示出了具有多个齿110的辊104的一个实施方案的一部分，所述齿用于由纺粘非织造基础基底20制备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。在辊104的这一视图中，齿110具有通常在齿顶端111从前沿LE至后沿TE测得的约1. 25mm的一致的圆周长度尺寸TL，并且以约1. 5mm的距离TD 沿圆周相互均勻地间隔开。为了由基础基底20制造纤维质结构化基底1，辊104的齿110 可具有在约0. 5mm至约3mm范围内的长度TL和约0. 5mm至约3mm的间距TD、约0. 5mm至约IOmm范围内的齿高TH、以及介于约Imm(0. 040英寸)和2. 54mm(0. 100英寸)之间的节距P。啮合深度E可为约0.5mm至约5mm(至多最大值接近齿高TH)。当然，E、P、TH、TD和 TL可各自彼此独立地变化以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)。如图9所示，每个齿片110具有顶端111、前缘LE和后缘TE。齿顶端111可倒圆以最小化纤维破损，并且优选地为细长的并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应几乎完全正交于辊104的局部周向表面120。同样，从顶端111和LE或TE的过渡应为相对尖锐的角度，例如直角，所述角度具有足够小的曲率半径使得在应用中齿110可在LE和TE处穿进基础基底20。作为一种供选择的替代方案，齿尖111可为平坦表面以优化粘结。再参见图1，在移位纤维6形成之后，结构化基底21可在旋转辊104上行进至辊 104和第一粘结辊156之间的辊隙117。粘结辊156可有利于若干粘结技术。例如，粘结辊 156可为用于在辊隙117中赋予热能的加热的钢辊，从而在移位纤维6的远端(顶端)熔融粘结结构化纤维网21的邻近纤维。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，粘结辊156为被设计成向结构化纤维网21赋予足够热能的加热的辊，以便热粘结移位纤维6远端的邻近纤维。热粘结可以如下方式实现通过直接熔融粘合邻近纤维，或通过熔融中间热塑性介质例如聚乙烯粉末，所述粉末继而粘附邻近纤维。就此目的而言，可将聚乙烯粉末加入到基础基底20。可将第一粘结辊156加热至足以熔融或部分熔融移位纤维6远端3处的纤维。第一粘结辊156中所需的热量或热容量取决于移位纤维6的纤维的熔融特性和辊104的旋转速度。第一粘结辊156中所需的热量也取决于第一粘结辊156和在辊104上的齿110顶端之间的诱导压力，以及在移位纤维6远端3处所期望的熔融程度。在一个实施方案中，第一粘结辊156为加热的钢质圆筒形轧辊，其被加热以具有足以熔融粘结移位纤维6的邻近纤维的表面温度。第一粘结辊156可由内电阻加热器、由热油、或由用于制作热辊的本领域已知的任何其它装置加热。第一粘结辊156可由本领域已知的合适的马达和联接来驱动。同样，第一粘结辊可安装在可调节的支撑件上，使得辊隙 117可被精确地调节和设定。图10示出了在通过辊隙117被加工成结构化基底22之后的结构化基底21的一部分，所述部分无需进一步加工即可成为本发明的结构化基底21。结构化基底22类似于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，并且优选地为热熔融粘结的，使得邻近纤维被至少部分地粘结以形成远侧设置的熔融粘结部分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以热接合纤维的一些部分使得邻近纤维部分彼此接合以形成移位纤维6，所述移位纤维具有也称作“尖端粘结”的熔融粘结部分9。远侧设置的熔融粘结部分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。远侧设置的熔融粘结部分9的尺寸和质量可通过改进如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、以及热施加的方法。在另一个实施方案中，远侧设置的熔融粘结部分9可通过施加热辐射来制备。艮口， 在一个实施方案中，粘结辊156可由热辐射源来置换或补充，使得热辐射可以足够的距离和对应的足够的时间指向结构化基底21，使移位纤维6的远侧设置的部分中的纤维部分软化或熔融。热辐射可由任一已知的辐射加热器施加。在一个实施方案中，热辐射可由电阻加热丝提供，所述加热丝相对于结构化基底21设置，使得其以足够接近的、间隔一致的距离在横向延伸，以致当纤维网相对于加热丝移动时，热辐射能至少部分地熔融移位纤维6的远侧设置的部分。在另一个实施方案中，可使加热的直发电烫筒诸如用于熨烫衣物的手持烫筒保持邻近移位纤维6的远端3，使得熔融由烫筒产生。如上所述加工结构化基底22的有益效果是，移位纤维6的远端3可在辊隙117中的一定量的压力下熔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合来产生和定形三维网或“固定”其形状。此外，当结构化基底22经受压缩力或剪切力时， 远侧设置的粘结或熔融粘结部分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，在由于卷绕到进给辊上并随后退绕所导致的压缩之后，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熔融粘结部分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坍缩；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诸如压缩和/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。当用于擦拭或摩擦应用时，移位纤维 6的粘结的远端也可减少结构化基底1的起毛或起球。在一个参照图1所述的可供选择的实施方案中，基底20在纵向移动经过辊巧4并达到第一组反转的相互啮合辊102A和104的辊隙116，其中啮合深度介于0. 01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辊104和粘结辊156之间形成的辊隙117，其中局部移位纤维的尖端被粘结。在穿过了辊隙117之后，结构化基底22行进至在辊104和102B之间形成的辊隙118，其中啮合深度大于辊隙116处的啮合深度，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被熔融粘结部分9接合。过度粘结过度粘结是指在先前已经受过纤维位移的基底上进行的熔融粘结。过度粘结为任选的工序。过度粘结可在线进行，或可作为另外一种选择在独立的转换加工过程中进行。过度粘结依赖于热和压力以将长丝按一致的图案熔合在一起。一致的图案被定义为可沿结构化基底的长度再现的图案以便可观察到重复图案。过度粘结通过增压的辊辊隙来进行，其中所述辊中的至少一个为加热的，优选地两个辊均为加热的。如果过度粘结是在基础基底已经被加热的情况下进行，则增压的辊辊隙将无需为加热的。过度粘结区域11的图案的实例示出于图1 至12f中；然而，其它过度粘结图案也是可能的。图1 示出了过度粘结区域11，其在纵向形成连续图案。图12b示出了在纵向和横向上均具有的连续过度粘结区域11，以便形成过度粘结11的连续网络。该类型的系统可用单步骤过度粘结辊或多辊粘结系统来产生。图12c示出了在纵向不连续的过度粘结区域11。图12c所示的纵向过度粘结图案也可包括在横向上的以连续或非连续设计连接纵向过度粘结线的过度粘结区域11。图12d示出了在纵向上形成波浪图案的过度粘结区域11。图1 示出了形成交叉缝式图案的过度粘结区域11，而图12f示出了波形交叉缝式图案。过度粘结图案无需为均勻分布的，并且可为轮廓状的以适应于具体的应用。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%。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。第一区域厚度32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中是均勻的，但极限值将在0. 2mm和16mm的范围内，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是基于所期望的结构化基底21的特性诸如拉伸强度和流体处理特性。图13示出了具有过度粘结厚度42的过度粘结11可在结构化基底21的一个侧面上产生。图14示出了过度粘结11可取决于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可为所期望的以在结构化基底与其它非织造材料相组合时产生通道从而进一步有助于对流体的处理。 例如，双侧面的结构化基底可用于多层的高体积流体采集系统。过度粘结方法参见图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位于移位纤维6的远侧设置的部分。例如，通过替代平坦的圆筒形轧辊而使用配合脊状辊来作为粘结辊156，可粘结结构化基底23的其它部分，诸如在第二区域4之间的第一区域2 中的第一表面12上的某些位置进行粘结。例如，可在第一表面12上在各排移位纤维6之间作出熔融粘结材料的连续线。熔融粘结材料的连续线形成如前所述的过度粘结区域11。一般来讲，尽管只图示说明了一个第一粘结辊156，但在该过程的此阶段上可能存在一个以上的粘结辊，使得粘结在一系列辊隙117中和/或涉及不同类型的粘结辊156中发生。此外，如果不使用仅一个粘结辊，可提供数个类似的辊以向基础基底20或结构化纤维网21转移各种物质，例如各种表面处理剂以赋予功能性有益效果。可利用用于处理剂的这种应用的本领域已知的任何方法。在穿过辊隙117之后，结构化基底22行进至在辊104和102B之间形成的辊隙118， 其中辊102B优选地相同于辊102A。围绕辊102B行进的目的是从辊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。由于辊102B如同辊102A —样与辊104互啮，因此当结构化基底22卷绕在辊102B周围时，移位纤维6可贴合到辊102B的凹槽108中。在穿过辊隙118之后，结构化基底22可被收取在进给辊上，以便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通过辊102B和第二粘结辊158之间的辊隙119来加工。第二粘结辊158在设计上可与第一粘结辊156完全相同。第二粘结辊158可提供足够的热量以至少部分地熔融结构化基底22的第二表面14的一部分，从而形成多个非相交的、基本上连续的过度粘结区域11，所述粘结区域对应于辊102B的脊106 的顶端和辊158的基本平坦的光滑表面之间的辊隙压力。第二粘结辊158可用作所述方法中的仅仅一个粘结步骤(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)。在这种情况下，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结构化纤维网22，所述纤维网在其第一侧面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、基本上连续的熔融粘结区域。
最后，在结构化基底23形成之后，可将其收取在进给辊160上，以便贮藏并进一步加工为其它产品中的组件。在一个可供选择的实施方案中，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、非织造材料或如前所述的第二基础基底。就该实施方案而言，基础基底20在纵向移动经过辊154并且到达第一组反转的相互啮合辊102A 和104的辊隙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辊 104和粘结辊156之间形成的辊隙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。在穿过辊隙117之后，结构化基底22行进至在辊104和102B之间形成的辊隙 118，其中啮合深度为零，使得辊104和102B不啮合，或啮合深度小于在辊102A和104之间的辊隙116处形成的啮合深度，使得在结构化基底中不发生附加纤维位移。作为另外一种选择，就该实施方案而言，可设定在辊隙118处的啮合深度，使得在第二基底21A中发生变形，但在结构化基底22中不发生附加纤维位移。换句话讲，在辊隙118处的啮合深度仍然小于在辊隙116处的啮合深度。材料用来形成用于本发明的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熔融纺丝的流变学特征。聚合物的分子量必须足以使得能够在聚合物分子之间产生缠结，但又足够低以成为可熔融纺丝的。就熔融纺丝而言，热塑性聚合物所具有的分子量低于约1，000, OOOg/mol，优选地约5，000g/mol至约750，000g/mol，更优选地约10，000g/mol至约500，000g/mol，甚至更优选地约50，OOOg/ mol至约400，000g/moL·除非另外指定，所指的分子量为数均分子量。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，如通常在已知过程诸如对短纤维的纺丝拉伸或纺粘连续纤维过程中所遇到的那样。优选的聚合材料包括但不限于聚丙烯和聚丙烯共聚物、聚乙烯和聚乙烯共聚物、聚酯和聚酯共聚物、聚酰胺、聚酰亚胺、聚乳酸、聚羟基链烷酸酯、聚乙烯基醇、乙烯-乙烯醇、 聚丙烯酸酯、以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乙烯丙烯酸、聚烯烃羧酸共聚物、以及它们的组合。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，最值得注意的是聚酯基树脂、聚丙烯基树脂、聚乳酸基树脂、聚羟基链烷酸酯基树脂和聚乙烯基树脂以及它们的组合。最优选的为聚酯和聚丙烯基树脂。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酰胺酯；脂族聚酯；芳族聚酯，包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)及共聚物(coPET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯及共聚物；聚对苯二甲酸亚丙基酯及共聚物；聚对苯二甲酸丙二醇酯及共聚物；聚丙烯和丙烯共聚物；聚乙烯和聚乙烯共聚物；脂族/芳族共聚酯；聚己酸内酯；聚(羟基链烷酸酯)，包括聚(羟基丁酸酯-共-羟基戊酸酯)、聚(羟基丁酸酯-共-己酸酯)或其它高级的聚 (羟基丁酸酯-共-链烷酸酯)，如授予Noda的美国专利5，498，692中所参考的，该专利以引用方式并入本文；衍生自脂族多羟基化合物的聚酯和聚氨酯(即，二烷酰基聚合物) ’聚酰胺；聚乙烯/乙烯醇共聚物；乳酸聚合物，包括乳酸均聚物和乳酸共聚物；丙交酯聚合物， 包括丙交酯均聚物和丙交酯共聚物；乙交酯聚合物，包括乙交酯均聚物和乙交酯共聚物；
19以及它们的混合物。优选的为脂族聚酰胺酯、脂族聚酯、脂族/芳族共聚酯、乳酸聚合物和丙交酯聚合物。合适的乳酸和丙交酯聚合物包括如下那些乳酸和/或丙交酯的均聚物及共聚物，它们所具有的重均分子量的范围一般为约10，000g/mol至约600，OOOg/mol，优选地约 30，000g/mol 至约 400，000g/mol，更优选地约 50，000g/mol 至约 200，000g/mol。可商购获得的聚乳酸聚合物的一个实例包括购自位于Golden，Colorado的Chronopol Incorporation 的多种聚乳酸和以商品名EcoPLA 出售的聚交酯。合适的可商购获得的聚乳酸的实例为源自 Cargill Dow 的 NATUREW0RKS 和源自 Mitsui Chemical 的 LACEA。优选的为具有约 160°C 至约175°C的熔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-异构体水平的聚L-乳酸和聚D，L-乳酸。用以生产高熔融温度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。这些高熔融温度的PL聚合物为具有超过180°C的熔融温度的特殊PLA共聚物(其中理解为D-异构体和L-异构体被处理为不同的立体异构单体)。这些高熔融温度通过专门控制微晶尺寸实现以增加平均熔融温度。取决于所用的具体的聚合物、方法和纤维的最终用途，一种以上的聚合物可为所期望的。本发明的聚合物以某种量存在以改善纤维的机械特性、纤维的不透明度、优化流体与纤维的相互作用、改善熔体的可加工性、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，或可为包含一种以上的聚合物的多组分纤维。本发明中的纤维为可热粘结的。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丝聚乙烯和聚丙烯的共混物(下文称作聚合物合金)。另一个实例可为聚酯与不同的粘度或单体内容的共混物。也可生产出多组分纤维，它们在每个组分中包含可区分的化学物质。非限制性实施例将包括具有50MFR的聚丙烯的25熔体流动速率(MFR)的聚丙烯和具有25MFR的聚丙烯与作为共聚单体的乙烯的共聚物的25MFR均聚物聚丙烯的混合物。更优选的聚合材料具有110°C以上，更优选地130°C以上，甚至更优选地145°C以上，还更优选地160°C以上，并且最优选地200°C以上的熔融温度。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-io°c以上，更优选地0°C以上，还更优选地20°C以上，并且最优选地50°C以上的玻璃化转变温度。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烯、聚乳酸基聚合物和聚对苯二甲酸酯(PET)基聚合物系。任选材料任选地，可将其它成分掺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诸如不透明度、 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、柔韧性、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钛、碳酸钙、着色颜料、以及它们的组合。可加入其它添加剂以作为廉价的填充剂或加工助剂，包括但不限于无机填充剂诸如镁、铝、硅和钛的氧化物。其它合适的无机材料包括但不限于含水硅酸镁、二氧化钛、碳酸钙、粘土、白垩、氮化硼、石灰石、硅藻土、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、碱土金属盐和磷酸盐。任选地，可将其它成分掺入到所述组合物中。这些任选成分可按所述组合物的重量计以小于约50%，优选为约0. 1 %至约20%，更优选为约0. 至约12%的量存在。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、柔韧性、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、增滑齐IJ、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、荧光增白剂、抗氧化剂、阻燃剂、染料、颜料、填充剂、蛋白质及其碱金属盐、蜡、 粘性树脂、填料、以及它们的混合物。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乙烯。也可将热塑性淀粉(TPQ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酯热塑性材料尤其是PET过程中所产生的静电积聚。此类优选的材料为乙醛酸清除剂、乙氧基化山梨醇酯、甘油酯、烷基磺酸盐、以及它们的组合和混合物、以及配混的衍生物。可加入更多的添加剂，包括无机填充剂例如镁、铝、硅和钛的氧化物以作为廉价的填充剂或加工助剂。其它无机材料包括水合硅酸镁、二氧化钛、碳酸钙、粘土、白垩、氮化硼、 石灰石、硅藻土、云母、玻璃、石英和陶瓷。此外，可使用无机盐作为加工助剂，包括碱金属盐、碱土金属盐、磷酸盐。可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酯基盐，诸如硬脂酸钠、硬脂酸镁、硬脂酸钙和其它硬脂酸盐、以及松香组分诸如脂松香。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配混物。亲水剂也可为具有较高分子量的聚合材料。亲水剂可以0. 01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。优选的试剂为聚酯聚醚、聚酯聚醚共聚物和用于聚酯基体聚合物的非离子聚酯配混物。也可加入乙氧基化的低分子量和高分子量多烯属配混物。可将增容剂加入到这些材料中以有助于更好地加工这些材料， 并且制造出更均勻且更均一化的聚合物配混物。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以产生具有熔融添加剂的聚合物合金，所述添加剂不是固有地对基体聚合物有效果。例如，可通过使用马来酸聚丙烯作为增容剂来将基座聚丙烯树脂与亲水的聚酯聚醚共聚物相组合。^M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态，所述形态具有大于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，成分被定义为是指物质或材料的化学物质。如本文所用，多成分纤维被定义为包含一种以上的化学物质或材料的纤维。多成分和合金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， 组分被定义为是指纤维中与纤维的另一部分具有空间关系的单独部分。如本文所用，术语多组分被定义为具有一个以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切纤维横截面的基本上不同区域内，并沿纤维的长度不断扩展。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I960年代已是人们所熟知的。DuPont为多组分技术的领先的技术开发者，其以US 3，244，785和US 3，704，971提供了对用来制造
R. Jeffries ^"Bicomponent Fibers"(Merrow Publishing, 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)；和由 Nakajima 编订的 “Advanced Fiber Spinning Technology", Woodhead Publishing。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，其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酯，并且另一个递送聚对苯二甲酸酯共聚物，使得共聚物组合物在不同的温度下熔融。在第二实例中，一个挤出系统可递送聚对苯二甲酸酯树脂，并且另一个可递送聚丙烯。在第三实例中，一个挤出系统可递送聚对苯二甲酸酯树脂，并且另一个可递送分子量与第一聚对苯二甲酸酯树脂不同的附加聚对苯二甲酸酯树脂。该系统中的聚合物比率可在95 5至5 95，优选90 10 至10 90和80 20至20 80范围内。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。外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、椭圆形、星形、三叶形、具有 3-8片叶的多叶形、矩形、H形、C形、I形、U形和其它各种偏心形。也可使用中空纤维。优选的形状为圆形、三叶形和H形。所述圆形纤维形状和三叶形纤维形状也可为中空的。“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(这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，可优选地大于5，更优选地大于10，并且最优选地大于12。这对于获得触觉特性和有用的机械特性是必要的。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心区域的外边缘的直径。就非圆形纤维而言，纤维直径使用外接所述叶片的最外点或所述非圆形纤维的边缘的圆来测量。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。当在本发明中将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。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产生。微米和微米(Pm)的含义相同，并且可互换使用。熔喷直径小于纺丝直径。通常，熔喷直径为约0.5至约12. 5微米。可优选的熔喷直径范围为约 1至约10微米。由于异形纤维的直径可能难以确定，因此常常参考纤维的纤度。纤度被定义为以克计的9000延米长度的纤维的质量，用dpf(旦尼尔/长丝)来表示。因此，当从直径转换为纤度时也考虑纤维的固有密度，并且反之亦然。就本发明而言，优选的纤度范围为大于 Idpf且小于IOOdpf。更优选的纤度范围为1. 5dpf至50dpf，并且还更优选的范围为2. Odpf 至20dpf，并且最优选的范围为4dpf至IOdpf。就聚丙烯而言，纤度与直径的关系的一个实例为，密度为约0. 900g/cm3的Idpf实心圆形聚丙烯纤维具有约12. 55微米的直径。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。纤维的拉伸特性遵循一般由ASTM 标准D 3822-91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D 3822-91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,还更优选地在2. OGPa以上，并且最优选地大于3. OGPa0更高的拉伸模量将产生提供可维持的比容的更僵硬的纤维。实例将在下文中提供。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(诸如某些聚酯(源自festman Chemical的EAST0NE，一般为磺基聚酯类聚合物)或聚烯烃诸如聚丙烯或聚乙烯的情况)产生的亲水特性，或具有被加入到所述基体树脂中以使其成为亲水的材料。添加剂的示例性实例包括CIBA Irgasurf 类添加剂。本发明中的纤维也可在它们被制造之后被处理或涂覆以使它们成为亲水的。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以上的流体相互作用之后保持亲水特征。例如，如果测试被评测样本的耐用亲水性，则可将水浇注在样本上并且观察润湿情况。如果样本润湿，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投入到大容器中来进行，并且搅动十秒钟，然后进行干燥。当使其再次接触水时，干燥之后的样本应当也会润湿。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。本发明中的基础基底中所用的纤维形状可由实心圆形、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，当用扫描电镜检查横截面图时，它们具有足以相区别的不同的横截面形状。例如，两个纤维可为三叶形形状，但一个三叶形具有长腿，但另一个三叶形具有短腿。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心的，即使总体横截面形状是相同，所述异形纤维也可为明显不同的。多叶形异形纤维可为实心的或中空的。多叶形纤维被定义为沿纤维的外表面具有一个以上的拐点。拐点被定义为当垂直于纤维轴线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。实心圆形纤维在合成纤维行业中已为人所知很多年了。这些纤维在纤维横截面的整个宽度上具有基本上可见的连续分配的物质。这些纤维可包含微空隙或内部原纤化，但被公认为是基本上连续的。在实心圆形纤维的外表面上不存在拐点。本发明的圆形或多叶形的中空纤维将具有中空区域。中空纤维的实心区域围绕中空区域。中空区域的周边也是实心区域的内周边。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或非同心形。在纤维中可存在一个以上的中空区域。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。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会不显著。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、以及其它纤维特征和用途。具有彼此明显不同横截面形状的两个或更多个异形纤维的平均纤维直径按如下方式来计算测量每个纤维类型的平均纤度，将每个异形纤维的纤度转换为等同的实心圆形纤维直径，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，并且除以纤维类型(不同的异形纤维)的总数目。平均纤维纤度也按如下方式来计算通过纤维密度的关系来转换平均纤维直径(或等同的实心圆形纤维直径)。如果平均直径为至少约 10%地更高或更低，则认为纤维具有不同的直径。具有彼此明显不同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纤度或不同的纤度。在一些实施方案中，异形纤维将具有不同的直径和相同的纤度。多叶形纤维包括但不限于最常见的型式诸如三叶形和Δ形。多叶形纤维的其它合适的形状包括三角形、正方形、星形或椭圆形。这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点，其中纤维的斜率发生了变化。例如，Δ 形三叶形纤维将具有三个斜率拐点，并且明显三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，并且可为实心的或中空的。本发明的单成分和多成分纤维可呈很多不同的构型。如本文所用，成分被定义为是指物质或材料的化学物质。纤维在构型上可为单组分。如本文所用，组分被定义为是指纤维中与纤维的另一部分具有空间关系的单独部分。在纤维形成之后，还可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以调整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以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以进一步调整纤维的表面特性。本发明中的纤维可为卷曲的，虽然优选的是它们不是卷曲的。卷曲纤维一般以两种方法产生。第一方法是在已经纺丝了纤维之后机械地变形所述纤维。将纤维熔融纺丝， 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三维褶皱。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，存在制造双组分卷曲纺粘纤维的许多方法；然而，就本发明而言，考虑将三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。第二方法为纤维在它们被纺丝成纺丝基底之后的差异收缩率。例如，加热纺丝纤维网可导致纤维收缩，收缩的原因是初生纤维中的结晶度差异，例如在热粘结过程期间。导致卷曲的第三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的应力-应变曲线中的差异，这可导致卷曲。这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，只要基础基底厚度小于1. 3mm即可。就本发明而言，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％重量％的卷曲纤维，更优选地小于10重量％，并且最优选地0重量％的卷曲纤维。未卷曲的纤维为优选的，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。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。所生产出的用于本发明中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如下的纤维，当将所述纤维的温度升高成接近或超过它们的峰值熔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熔合在一起。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％。纺丝工艺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上连续长丝形成的基本上不具有内聚拉伸特性的未粘结的织物。连续长丝被定义为具有高的长度对直径比率的纤维，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。本发明中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。在这些熔融纺丝工艺中，挤出机提供熔融聚合物给熔体泵，所述泵递送比容的熔融聚合物，所述熔融聚合物通过由大量毛细管构成的纺
25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以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。然后将拉伸纤维沉积到常常称作成形带或成形台的多孔带上。本发明中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10GHM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。本发明中的纺丝工艺包括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 4233014 US 5688468、US 6548431B1、US 6908292B2 和美国专利申请 2007/0057414A1 中。EP 1340843B1 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，连续长丝直径或纤度基本上不改变。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。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公开的限定的固有拉伸强度、纤维直径或纤度。优选的聚合材料包括但不限于聚丙烯和聚丙烯共聚物、聚乙烯和聚乙烯共聚物、聚酯和聚酯共聚物、聚酰胺、聚酰亚胺、聚乳酸、聚羟基链烷酸酯、聚乙烯基醇、乙烯-乙烯醇、聚丙烯酸酯、以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乙烯丙烯酸、聚烯烃羧酸共聚物、以及它们的组合。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，最值得注意的是聚酯基树脂、聚丙烯基树脂、聚乳酸基树脂、聚羟基链烷酸酯基树脂和聚乙烯基树脂以及它们的组合。最优选的为聚酯和聚丙烯基树脂。示例性聚对苯二甲酸酯(除非另行指出，在下文中称作聚酯)树脂为festman F61HC(IV = 0. 61dl/g) ,Eastman 9663 (IV = 0. 80dl/g)、DuPont Crystar 4415 (IV = 0. 61gl/g)。一种合适的共聚酯为 Eastman 9921 (IV_0. 81)。适用于本发明的聚酯的固有粘度(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。本发明中的聚酯纤维可为合金、单组分和异形的。一个优选的实施方案为多叶形，优选地三叶形聚酯纤维，它们由纤度在3dpf 和8dpf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酯聚合物，诸如PBT、PTT、PCT。已意外地发现，可在纺粘工艺中使用树脂特性的某种特定组合来生产出高纤度的热粘结的PET非织造材料。已发现Eastman F61HC PET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的组合。所述意外的发现是，F61HC和 9921可通过独立毛细管以在70 30至90 10范围内的比率(F61HC 9921比率)被挤出，并且所得纤维网可被热粘结在一起以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分钟之后在纵向具有小于10%的收缩率。热稳定性通过大于 4000米/分的纺丝速度来获得，从而在圆形纤维和异形纤维中均产生在Idpf至IOdpf范围内的长丝纤度。已生产出了在5g/m2至100g/m2范围内的基重。已生产出的这些织物具有热点粘结。这些类型的织物可用于范围广泛的应用，诸如一次性吸收制品、烘干机纸和屋顶毡料。如果需要，可单独地使用多束系统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。一个附加优选的实施方案为使用聚丙烯纤维和纺丝非织造材料。聚丙烯的优选的树脂特性为在如下范围内的熔体流动速率介于5MFR(以克/10分钟计的熔体流动速率) 和400MFR之间，其中优选的范围为介于10MFR和100MFR之间，并且还更优选的范围为介于 15MFR和65MFR之间，其中最优选的范围为介于23MFR和40MFR之间。用来测量MFR的方法概述于ASTM D1238中，在230°C下用2. 16kg的质量来测量。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、 柔韧性、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。柔韧性与硬度有关，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，其同时与柔韧性和质地有关。吸收性涉及产品吸收流体的能力以及保留流体的容量。本发明中的吸收性不涉及纤维自身的摄取水的内部区域，诸如在纸浆纤维、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(例如聚酰胺)，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的亲水性和非织造材料的结构，并且主要取决于纤维表面积、孔径和粘结交会部位。 毛细管作用为用来描述流体与纤维质基底相互作用的一般现象。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Albin Turbak的“Nonwovens =Theory, Process, Performance and Testing，，中，见第 4 章。形成本发明中的基础基底的纺丝纤维网将具有在lg/g(克/克)至10g/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(Cmf)。该摄取值的测量按如下方式来进行称量在MD上15cm长和在⑶上5cm 宽的干样本(以克计)，干重为mT，然后将样本浸没在蒸馏水中并持续30秒，然后从水中取出样本，将其竖直地悬挂(在MD上)10秒，然后再次称重样本，湿重为ms。最终湿样本重量(ms)减去干样本重量(mT)再除以干样本重量(mT)就得到样本的吸收性或保持容量
(C保持)，艮口
权利要求
1.一种包括热塑性纤维的结构化纤维网，所述热塑性纤维具有形成热稳定的纤维网的至少0. 5GPa的模量；所述纤维网包括第一表面和第二表面、第一区域和设置在整个所述第一区域的多个离散的第二区域，所述第二区域形成所述第二表面上的间断和所述第一表面上的移位纤维，其中在每一个第二区域中至少50%且小于100%的所述移位纤维沿第二区域的第一侧面固定并且邻近所述第一表面沿着与所述第一侧面相对的所述第二区域的第二侧面分离，从而形成远离所述第一表面延伸的松散端部，其中形成松散端部的所述移位纤维产生用于采集流体的空隙体积。
2.如权利要求1所述的结构化纤维网，所述结构化纤维网还包括多个设置在整个所述第一区域的过度粘结区域，其中所述过度粘结区域、所述第一区域和所述第二区域中的每一个均具有老化厚度，其中由所述移位纤维的松散端部形成的所述第二区域的老化厚度小于1. 5mm，所述第二区域的老化厚度大于所述第一区域的老化厚度，并且所述第一区域的老化厚度大于所述过度粘结区域的老化厚度。
3.如权利要求1所述的结构化纤维网，其中所述热稳定的纤维网允许小于30%的收缩率。
4.如权利要求1所述的结构化纤维网，其中所述纤维为连续的未卷曲的纺粘纤维。
5.如权利要求1所述的结构化纤维网，其中所述纤维网为点粘结的。
6.如权利要求2所述的结构化纤维网，其中所述过度粘结区域为连续的。
7.如权利要求2所述的结构化纤维网，其中所述过度粘结区域覆盖所述纤维网的第一表面或第二表面的总表面积的不足75%。
8.如权利要求1所述的结构化纤维网，其中所述移位纤维的松散端部被热粘结在一起。
9.如权利要求1所述的结构化纤维网，其中所述第二区域形成所述纤维网的第一表面或第二表面的总表面积的不足75%。
10.如权利要求1所述的结构化纤维网，其中所述纤维为不可延展的。
11.如权利要求1所述的结构化纤维网，其中所述纤维包括PET。
12.如权利要求1所述的结构化纤维网，其中所述纤维包括多叶形异形纤维。
13.如权利要求1所述的结构化纤维网，其中所述纤维具有至少3dpf的纤度。
14.如权利要求1所述的结构化纤维网，其中所述纤维网具有至少5cm7g的结构化的基底比容。
15.如权利要求1所述的结构化纤维网，其中所述纤维网为亲水性的。
全文摘要
本发明涉及包括热稳定的亲水性纤维的结构化纤维网，所述纤维利用热量热粘结在一起产生热稳定的基础基底。基础基底借助机械处理质构化以增加其厚度并任选地借助过度粘结改性以改善其机械和流体处理特性。结构化纤维网提供最佳流体芯吸能力和流体采集能力，并且其目标是流体处理应用。
文档编号D04H11/08GK102458333SQ201080025158
公开日2012年5月16日 申请日期2010年6月2日 优先权日2009年6月3日
发明者C·E·B·克里普纳, E·B·邦德, J·B·斯特鲁布 申请人:宝洁公司