具有中空凸起的流体缠结层压纤网以及制造其的工艺和设备的制造方法_2

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从凸起形成表面中被移除。
[00巧]于凸起形成步骤之前采用了层压步骤的工艺流程中,层压可W与作为直接接触层 压形成表面的层的支撑层一起发生,或者与直接接触层压形成表面的凸起纤网一起发生。 当支撑层被喂送至层压形成表面上时,其第一表面将邻接层压形成表面,因此层压纤网内 表面被喂送至支撑层的第二表面上。结果是,从加压层压流体喷嘴喷射的缠结流体的多个 加压的层压流体射流从凸起纤网外表面引向层压形成表面,W使来自于凸起纤网的至少一 部分纤维与支撑层缠结,W形成层压纤网。
[0026] 作为第一工艺流程,凸起形成表面可包含织构化滚筒且在某些应用中有利的是, 凸起形成表面的基座区对于所使用的缠结流体不是流体可渗透的。同样有利的是,多个加 压的凸起流体射流造成中空凸起的形成。此外,凸起纤网可W高于支撑层被喂送至层压形 成表面上的速度被喂送至支撑层。或者,所述凸起纤网和支撑层都可W高于层压形成表面 的速度被喂送至层压形成表面上。所述材料被喂入工艺流程的层压形成部分的超喂率可W 在约10%至约50%之间。一旦所述层压纤网形成,其可W高于凸起形成表面的速度被喂送 至凸起形成表面上。
[0027]在一些应用中,可能有利的是,所述凸起具有额外的刚度和耐磨性,例如当所述层 压纤网用作清洁垫时或在所述凸起和整个层压品将承受更多垂直压缩力情况下。在该样的 情况下,可能有利的是,用能够彼此结合或能够被彼此结合的纤维形成凸起纤网,例如通过 使用双组分纤维。作为替代或补充,化学结合例如通过丙締酸树脂的使用可被用于将所述 纤维结合到一起。在该样的情况下,层压纤网可被进一步处理,例如结合步骤,其中最新形 成的层压品被送至热处理或其它非压缩结合工艺,其融合所述凸起中的一并且若需要还包 括在周围的区域中一的全部或一部分纤维从而给该层压品提供更高的结构刚度。
[0028] 下面进一步详述本发明的该些和其它实施例。
【附图说明】
[0029] 本发明的完整和可实现的公开,包括其最佳模式将在说明书的剩余部分中更具体 地陈述,其包括参考附图,其中:
[0030] 图1为根据本发明的流体缠结层压纤网的一个实施例的透视图。
[0031] 图2为沿图1中线2-2截取的图1中所示材料的横截面。
[0032] 图2A为根据本发明的、沿图1中线2-2截取的材料的横截面视图,其示出纤维因 根据本发明的流体缠结工艺的在层压品内移动的可能方向。
[0033] 图3为根据本发明的、用于形成根据本发明的流体缠结层压纤网的设备和工艺流 程的示意侧视图。
[0034] 图3A为根据本发明的凸起形成表面的代表性部分的分解视图。
[00巧]图4为根据本发明的、用于形成根据本发明的流体缠结层压纤网的另一设备和工 艺流程的示意侧视图。
[0036] 图4A为根据本发明的、用于形成根据本发明的流体缠结层压纤网的另一设备和 工艺流程的示意侧视图,其为在图4中W及在随后的图5和图7中所示的设备的工艺流程 的改造。
[0037] 图5为根据本发明的、用于形成根据本发明的流体缠结层压纤网的另一设备和工 艺流程的示意侧视图。
[0038] 图6为根据本发明的、用于形成根据本发明的流体缠结层压纤网的另一设备和工 艺流程的示意侧视图。
[0039] 图7为根据本发明的、用于形成根据本发明的流体缠结层压纤网的另一设备和工 艺流程的示意侧视图。
[0040] 图8为W45度角示出根据本发明的流体缠结层压纤网的显微照片。
[0041] 图9和图9A为W横截面示出根据本发明的流体缠结层压纤网的显微照片。
[0042] 图10为吸收性物品的透视剖面图,其中可使用根据本发明的流体缠结层压纤网。
[0043] 图11为描绘出织物厚度作为凸起纤网被喂入成形工艺流程的超喂率的函数的图 形。
[0044] 图12为描绘出织物在10牛㈱载荷下的伸长作为凸起纤网被喂入用于根据本发 明的层压品和无支撑的凸起纤网的成形工艺流程的超喂率的函数的图形。
[0045] 图13为描绘出W牛顿/每50毫米宽度为单位的载荷作为伸长百分比的函数的图 形,W比较根据本发明的层压品和无支撑的凸起纤网。
[0046] 图14为描绘出在超喂率变化的情况下,根据本发明的一系列层压品的W牛顿/每 50毫米宽度为单位的载荷作为应变百分比的函数的图形。
[0047] 图15为描绘出在超喂率变化的情况下,一系列45克每平方米(gsm)的凸起纤网 的W牛顿/每50毫米宽度为单位的载荷作为伸长百分比的函数的图形。
[0048] 图16为说明书的表1中标为编码3-6的样品的俯视图的照片。
[0049] 图16A为W45度角拍摄的、说明书的表1中标为编码3-6的样品的照片。
[0050] 图17为说明书的表1中标为编码5-3的样品的俯视图的照片。
[0051] 图17A为W45度角拍摄的、说明书的表1中标为编码5-3的样品的照片。
[0052] 图18为示出具有和不具有支持凸起纤网的支撑层的织物的一部分的并置照片, 该凸起纤网在相同机器上被同时处理。
[0053] 在本说明书和附图中的标记的重复使用旨在表示本发明的相同或类似特征或元 件。
[0054]具体连施连施方式
[00巧] 定交
[0056] 本文所用的术语"非织造织物或纤网"指的是具有独立纤维、长丝或丝线(简明起 见均称"纤维")结构的网,其是交织的,但并非W如在编织织物中的可辨识的方式交织。非 织造织物或纤网已由多种工艺例如烙喷工艺、纺粘工艺、梳理纤网工艺等形成。
[0057] 本文所用的术语"烙喷纤网"通常指的是非织造纤网,其通过如下工艺形成,其中 烙融的热塑性材料被挤压通过多个细小的、通常是圆形的模具毛细管成为烙融的纤维,并 进入收敛的高速气体(例如空气)流中,其使烙融的热塑性材料的纤维纤细W减小其径,W 达到微纤维直径。之后,所述烙喷纤维被高速气体流携载且落置在收集表面上W由随机散 布的烙喷纤维构成的纤网。该样的工艺在例如授予Butin等人的美国专利第3849241号中 公开,其W其全部内容通过引用为各目的被并入本文。大体来讲,烙喷纤维可W是基本上 连续的或非连续的微纤维,直径通常小于10微米,且通常在落置在收集表面上时发粘。
[0058] 本文所用的术语"纺粘纤网"通常指的是包含小直径的基本上连续纤维的纤网。所 述纤维通过从多个细小、通常为圆形的喷丝头毛细管挤出烙融的热塑性材料形成,其中被 挤出的纤维直径随后通过例如牵引拉丝和/或其它众所周知的纺粘手段被迅速减小。纺粘 纤网的生产在如下公开文献中被描述和示出,例如授予Appel等人的美国专利第4340563 号、授予Dorschner等人的第3692618号、授予Matsuki等人的第3802817号、授予Kinney 的第3338992号、授予Kinney的第3341394号、授予Hartman第3502763号、授予Levy的第 3502538号、授予Dobo等人的3542615号和授予Pike等人的第5382400号,它们W其全部 内容通过引用为了各目的被并入本文。当纺粘纤网落置在收集表面上时它们通常不发粘。 纺粘纤网有时可具有小于约40微米的直径,且经常在约5至约20微米之间。为了提供额 外的纤网完整性,若需要,如此形成的纤网可进行额外的纤维结合工艺。见例如,例如授予 Hansen等人的美国专利第3855046号,其全部内容通过引用为各目的被并入。
[0059] 本文所用的术语"梳理纤网"通常设及包含通常具有小于100毫米纤维长度的天 然或合成的短切纤维构成的纤网。短切纤维包经受打开过程W使纤维分离,分离之后的纤 维被送至梳理过程,其分离并梳理所述纤维W使它们对准机器方向,在该之后所述纤维落 置在移动的线材上W供进一步处理。该样的纤网通常承受某些类型的结合过程、例如利用 热和/或压力的热结合。作为补充或替代,所述纤维可经受粘合过程W使所述纤维粘接在 一起,例如通过使用粉末粘合剂。更进一步地,所述梳理纤网可经受流体缠结、例如水力缠 结,W进一步交缠所述纤维且从而提高所述梳理纤网的整体性。因所述纤维沿机器方向对 准,梳理纤网一旦被结合,通常将具有比机器横向强度大的机器方向强度。
[0060] 本文所用的术语"流体缠结"和"被流体缠结"通常设及成形工艺过程,其进一步 增加在给定纤维性非织造纤网内或在纤维性非织造纤网和其它材料之间的纤维缠结程度, W使单独纤维和/或层的分离由于所述缠结而更困难。通常,该通过支撑所述纤维性非织 造纤网在某些类型的形成表面或运载表面上实现,所述表面对于冲击的加压流体具有至少 一定程度的渗透性。加压流体流(通常是多个流)之后被引向与纤网的被支撑表面相反的 非织造纤网表面。所述加压流体接触纤维且沿该流体流动方向推动部分纤维,从而使多个 纤维的全部或部分朝向纤网的被支撑表面转移。结果是所述纤维在纤网的可W称作Z(其 厚度)方向上相对于其平面的维度即其X-Y平面有进一步缠结。当两个或更多独立的纤网 或其它层被彼此邻接放置在形成/运载表面上且经受加压流体时,通常有利的结果是至少 其中一个纤网的某些纤维被迫进入邻接的纤网或层,从而引起在所述两个表面的界面之间 的纤维缠结,从而导致所述纤网/层由于增加的纤维缠结而结合或接合在一起。结合或缠 结的程度将取决于许多因素,包括但不局限于所使用的纤维类型、它们的纤维长度、一个或 多个纤网在经受流体缠结工艺流程之前预结合或缠结的程度、所使用的流体类型(液体例 如水、蒸汽,或气体例如空气)、流体的压力、流体射流的数量、处理速度、流体的停留时间和 一个或多个纤网/其它层的多孔性W及形成/运载表面。流体缠结工艺中最常见的一种被 称为水力缠结,其对于非织造纤网领域内的普通技术人员来说是一众所周知的工艺。流体 缠结工艺的示例可在授予Radwanski等人的美国专利第4939016号、授予Evans的美国专 利第3485706号和授予Radwanski的第4959531号找到,其中每个文献其全部内容通过引 用为了各目的被并入本文。
[0061] 发明的详细说明
[0062] 现在将参考本发明的实施方式,其一个或多个示例将在下面陈述。每个示例被提 供用作对本发明的解释,而不是作为对本发明的限制。实际上,对于那些本领域技术人员来 说显而易见的是,可在本发明中作出多种修改和变化而不背离本发明的范围和精神。例如, 在一个实施例示出或描述的特征可被用在另一实施例上W获得又一实施例。从而,本发明 旨在覆盖落入所附权利要求和它们的等同的范围内的该些修改或变化。当给定参数的范围 时,所述范围的每个端点也打算被涵盖在所给定的范围内。本领域内的普通技术人员应明 白,本说明仅是示例性实施方式的描述,而不打算限制本发明的更广泛方面,所述更广泛方 面可被具体化成示例性构造。
[0063] 具有凸起的流体缠结房床纤网
[0064] 本文所述工艺和设备的结果是生成流体缠结层压纤网,其具有从层压品的至少一 个指定外表面向外远离地延伸的凸起。在优选的实施例中,所述凸起是中空的。本发明的 实施例在图1、图2、图2A、图8、图9和图9A中示出。流体缠结层压纤网10被示出具有凸 起12,其对于许多应用来说最好是中空的。纤网10包括支撑层14(其在图1、图2和图2A 中示出为纤维性非织造支撑纤网14)和纤维性非织造凸起纤网16。支撑层14具有第一表 面18和相反的第二表面20W及厚度22。凸起纤网16具有内表面24和相反的外表面26 W及厚度28。在支撑层14和凸起纤网16之间的界面由附图标记27示出,且有利的是,凸 起纤网16的纤维穿过界面27且与支撑层14缠结并接合,W便形成层压品10。当支撑层或 纤网14也是纤维性非织造的时,该层的纤维可跨过界面27且与凸起纤网16的纤维缠结。 由于层压品10的凸起纤网16部分的纤维性质,整个层压品10被称为流体缠结层压纤网, 然而要理解的是支撑层14指的是可W包含纤维性纤网材料例如非织造材料但也可W包含 或包括其它材料例如膜、棉布和泡沫的层。通常对于在此概述的终端用途应用来说,流体缠 结层压纤网10的基重范围将在约25至约100克每平方米之间,然而在该个范围之外的基 重根据特定的终端用途应用可W被用到。
[00巧] 中巧凸起
[0066] 尽管凸起12可被来自凸起纤网16和/或支撑层14的纤维填充,然而通常凸起12 最好是中空的,尤其当该样的层压品10与吸收性结构一起使用时。中空凸起12最好具有 不带孔或洞的闭合端13。该样的洞或孔与在纤维性非织造纤网中正常常见的纤维至纤维间 隔不同。然而在一些应用中,如下所述,可取的是,如下文所述,在缠结过程中增加冲击流体 喷嘴的压力和/或停留时间,W在一个或多个中空凸起12中形成一个或多个洞或孔(未示 出)。该样的孔可形成在凸起12的端13或侧壁11中,也可形成在凸起12的端13和侧壁 11两者中。
[0067] 当从上观察时,中空凸起12是圆的,带有在横截面中看稍呈圆顶或弧曲的顶部或 端13。凸起12的实际形状可根据形成表面的形状而变化,来自凸起纤网16的纤维被被压 入在形成表面中。因此,尽管不限
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