具有功能成形的顶片的吸收制品及制造方法与流程

文档序号:28557916发布日期:2022-01-19 16:23阅读:102来源:国知局
具有功能成形的顶片的吸收制品及制造方法与流程

1.本公开涉及一次性吸收制品诸如女性卫生护垫,并且具体地涉及具有顶片的制品和护垫,所述顶片具有形成于其中的结构特征部。


背景技术:

2.可穿着的一次性吸收制品诸如女性卫生护垫、成人失禁衬垫和一次性尿布通常包括适于用作包含吸收材料的包封结构的面向穿着者的外层的材料顶片。通常,顶片适于为液体可透过的,使得液体身体流出物可从其中穿过以到达包含在包封结构中的吸收材料,并且被吸收材料吸收和保留,直到制品被移除和废弃为止。一般来讲,期望顶片用来容易地接收含水流体诸如尿液或经液,引导流体沿z方向穿过其中,并且将其释放或解吸到在顶片下方相邻设置的吸收结构。
3.出于成本效率、穿着舒适性和功能性的组合目的,许多当前销售的吸收制品的顶片由形成于由聚合物树脂纺制的长丝的一些部分或全部中的非织造纤维网材料制成。通过多种目前已知的技术,可将各种类型的非织造材料制成具有足够的液体透过性、对皮肤适宜的柔软感以及使它们适于形成顶片的机械强度。非织造纤维网材料(“非织造材料”)可由合成纤维形成,诸如但不限于由聚烯烃、聚酯、聚酰胺等或它们的组合纺制的纤维。非织造材料可使用形成粘结性织物状纤维网的各种方法来形成,其中纤维是“连续”纤维(具有相对长的、可变的和不定的长度)或短纤维(被切割成相对短且基本上均匀的长度的纤维)。
4.已进行各种尝试来制备非织造材料,这些非织造材料用于形成在视觉上吸引穿着者/使用者的顶片、赋予其具有在功能上有益的属性的外观并且/或者赋予其实际功能上有益的属性。此类尝试包括用装饰性或功能建议性印刷设计进行印刷;或者压印和/或粘结以赋予装饰性、功能建议性或甚至实际功能性表面形貌特征。这些尝试涉及通常在形成长丝絮片的下游发生的转化,并且在赋予可感知的一组显著三维形貌特征和/或赋予有益的功能性方面的效果有限。因此,在用于向用来制备顶片的非织造纤维网材料赋予三维结构特征部的具有成本效益的技术中存在改进的空间。另外,目前可用的具有非织造顶片的吸收制品在使流体在排出之后被快速接受并向下移动到吸收结构中、避免流体保留在顶片中以及再润湿方面还有改进的空间。


技术实现要素:

5.本发明是一种包括液体可透过的顶片的吸收制品(在一些示例中为女性卫生护垫),所述顶片具有经由长丝设置在其中形成的特征部,所述长丝根据有序排列形成与积聚区域相邻的变细区域。变细区域具有第一平均基重,并且积聚区域具有大于第一平均基重的第二平均基重,基重的差值对应于长丝根据有序排列的设置。变细区域可包括以沿纵向轴线设置的图案布置的多个离散低堆积体积部分,其与大部分包围排出位点的通道部分中的一个或多个通道部分组合;不大于0.5g的回渗;以及不大于25秒的采集时间。由长丝相对稀疏填充的离散低堆积体积部分的图案为流体提供移动穿过顶片至下面吸收结构的z方向
路径,而周围的一个或多个连续积聚区域可用作屏障以阻止x-y方向的侧向/纵向流动以及流体跨顶片扩散。
附图说明
6.图1为呈女性卫生护垫形式的吸收制品的示例的平面图。
7.图2为图1的护垫的平面图,该护垫被示出为护翼部分转向下方,从而示出使用中面向穿着者的部分。
8.图3为沿侧向轴线截取的图1的护垫的示意性侧向剖视图。
9.图4为沿侧向轴线截取的如图2中所示的护翼部分折叠在下方的护垫的示意性侧向剖视图,该护垫被示出为与一对内裤的裆部部分相关联。
10.图5a至图5d为各种形状的顶片的非排他性示例的平面图。
11.图6为呈女性卫生护垫形式的吸收制品的顶片的示例的平面图。
12.图7为沿侧向轴线截取的图6的顶片的示意性侧向剖视图。
13.图8为图7中标识为“8”的剖面部分的放大示意图。
14.图9为图6中标识为“9”的顶片部分的放大示意图。
15.图10为图9中所示的顶片部分的示意性侧向剖视图。
16.图11为用于制造非织造纤维网材料的设备的构型的示例的示意性侧视图。
17.图12为成形带接收侧的一部分的示例的示意性平面图,所述成形带接收侧看起来具有围绕导向辊/驱动辊设置的带。
18.图13为图12中标识为“13”的成形带接收侧部分的放大示意图。
19.图14为图13中所示的成形带部分的示意性侧向剖视图。
20.图15为图14的剖面的放大示意图,示出了当操作时长丝行进至成形带并且气流穿过成形带的大致方向。
21.图16为在如图15中所示的成形带部分上的长丝聚积在其上沉积长丝以形成絮片的示意性侧向剖视图。
22.图17为在图16中所示的成形带部分上形成的长丝絮片在从其移除之后的示意性侧向剖视图。
23.图18和图19为顶片的示例的示意性平面图,该顶片具有根据本文所述的方法形成的特征部的附加示例。
24.图20和图21为由非织造纤维网材料形成的顶片的示例的部分的示意性侧向剖视图,示出了添加到初级长丝组分的材料的存在。
25.图22为具有通道部分的构型的女性卫生护垫的示例的平面图。
26.图23a至图23k为顶片的通道部分的构型的示例的平面图。
27.图24a至图24e为顶片的通道部分的构型的示例的平面图,被示出为具有用于确定这些构型是否大部分包围顶片上的排出位点的几何基准。
28.图25为具有通道部分和铰链部分的构型的顶片的示例的平面图。
29.图26a和图26b为具有离散低堆积体积部分、通道部分和积聚区域的非织造纤维网材料的样本的照片的灰度再现。
30.图27为图26a中所示的区160的放大视图。
31.图28为用于生产成形带的掩模的一部分的图像,所述成形带用于制备图26b中所示的非织造纤维网材料样本,该图像带有叠加的尺寸标度指示器。
具体实施方式
32.定义
33.相对于部分或完全由纤维和/或长丝形成的非织造纤维网材料,“粘结部”是材料内的三维区,其中多根长丝以单一团块的形式保持在一起,所述单一团块由施用到材料上的粘合剂沉积物、通过向材料局部施加热能而引起的热熔合(例如,来自加热粘结辊上的限定的粘结突起部的热,或来自与具有限定的粘结突起部的粘结辊相结合的超声焊极的超声振动能)或者通过在z方向上向材料局部施加压力(例如,通过具有限定的粘结突起部的粘结辊)而引起的塑性变形和缠结或相互啮合中的一者或组合产生。粘结件具有由纤维网材料的大表面估计的沿x-y平面的二维轮廓,以及z方向尺寸。当通过使用具有限定粘结突起部的粘结辊产生粘结件时,粘结件的二维轮廓将大致反映粘结突起部的形状。
34.如本文所用,“纤维”意指长度小于5.08cm(2英寸)的细长颗粒。在非织造纤维网制造领域中,通常认为纤维本质上是不连续的。纤维的非限制性示例包括天然纤维诸如木浆、棉和竹纤维,以及合成短纤维(其可通过切短长丝来制造)诸如聚丙烯、聚乙烯、聚酯、它们的共聚物、人造丝、莱赛尔纤维、玻璃纤维和聚乙烯醇纤维。
35.如本文所用,“长丝”是指长度等于或大于5.08cm(2英寸)的细长颗粒。在非织造纤维网制造领域中,通常认为与纤维相比,长丝具有无限长度和/或相对于其中它们出现的非织造纤维网材料本质上是基本上连续的,已经认识到它们不能具有无限长度。长丝的非限制性示例包括熔喷和/或纺粘长丝。可纺成长丝的聚合物的非限制性示例包括天然聚合物(诸如淀粉、淀粉衍生物、纤维素诸如人造丝和/或莱赛尔纤维和纤维素衍生物、半纤维素、半纤维素衍生物)和合成聚合物(包括但不限于聚乙烯醇长丝和/或聚乙烯醇衍生物长丝,和热塑性聚合物诸如聚酯、尼龙、聚烯烃诸如聚丙烯、聚乙烯及它们的共聚物,以及可生物降解或可堆肥的热塑性塑料诸如聚乳酸、多羟基链烷酸酯、聚酯酰胺和聚己内酯);生物源或双衍生聚合物(诸如但不限于生物源聚乙烯);以及可再循环的聚合物材料(诸如但不限于可再循环的pet)。纺制长丝可为单组分或多组分的,例如双组分的。
36.一段成形非织造纤维网材料的区域的“区域基重”是指通过任何适当的测量技术测量的感兴趣的区域的重量(以克为单位)除以其在一侧上的表面积,所述测量技术包括但不一定限于本文所述的局部基重测量方法。
37.非织造纤维网材料的一个区域的“强度特性”包括基重;位于x-y平面的每单位表面积的材料上存在的所有纤维和/或长丝的整体总长度(本文称为纤维和/或长丝“面密度”);z方向上的厚度(caliper/thickness);以及密度(每单位体积的质量)。
38.相对于女性卫生护垫、成人失禁衬垫或一次性尿布,“侧向”是指垂直于纵向方向的方向,并且从穿着者的角度来看,是指制品的从一侧到另一侧的方向。
39.相对于女性卫生护垫、成人失禁衬垫或一次性尿布,“纵向”是指从穿着者的角度来看制品的从前到后或从后到前的方向。
40.相对于材料纤维网的织物,“非织造材料”是指大部分由纤维、长丝或它们的组合形成的织物或纤维网,它们不是针织的或织造的,而是铺设并聚积成絮片,然后通过缠结、
分散的粘合剂、由粘合剂的局部沉积形成的离散粘结部的图案、局部热熔合、由压力的局部施加引起的局部塑性变形和纤维或长丝之间的缠结或者它们的组合而一起固结并保持在连贯的材料织物纤维网中。
41.相对于沿材料的表面具有规则(重复)图案或构型的各自包括不同强度特性的相邻区域的区或者具有不规则(非重复)图案或构型的各自包括不同强度特性的相邻区域的区的一段成形非织造纤维网材料,“有序排列”是指此类区的可被非织造纤维网制造领域的普通技术人员识别为有序的、非随机的排列或图案的排列,与长丝和/或纤维的无规的、无序的聚积和分布形成对比。如与本公开相关的领域的普通技术人员将会认识到,此类区的有序排列是用于制造非织造纤维网材料的工艺步骤和设备造成的,该工艺步骤和设备被构造成可重复地影响非织造纤维网材料中的有序排列。非织造纤维网材料中的区的有序排列可反映成形设备的特征部的有序排列,诸如成形带上的特征部的有序排列。
[0042]“视觉可辨别的”意指在认为适合阅读印刷文本媒体的室内办公室照明条件下,对于具有20/20视力的普通观察者的肉眼,从大约0.5米或更远的距离可见的且在视觉上可检测的。
[0043]“区”是非织造纤维网材料的包括至少其第一相邻区域和第二相邻区域的区,所述第一相邻区域和第二相邻区域在基重、纸厚、密度(质量/体积)和/或纤维和/或长丝面密度中的一者或组合方面具有差异。
[0044]“区域”是“区”的子部分,该子部分由所述区的其它子部分限定并通过基重、纸厚、密度(质量/体积)和/或纤维和/或长丝面密度的差异中的一者或组合与其它子部分区分开来。
[0045]
非织造材料中具有相对低基重的“变细区域”的有序排列(其中长丝以相对低的数量存在)可与穿过非织造材料的开孔或孔穴的有序排列区别开来,因为有序排列中的“变细区域”在一个或多个相邻积聚区域的具有相对较高基重的部分之间具有穿过其的无规且不同地定位和不同地取向的长丝,而有序排列中的开孔或孔穴将在相邻未开孔部分之间具有穿过其的长丝的可识别的、一致的缺失。
[0046]“离散的”低堆积体积部分或“离散的”变细区域是指被积聚区域的连续区域完全围绕(在x-y平面中)的部分,并且在x-y平面中具有不大于1cm的最大尺寸。
[0047]
相对于非织造纤维网材料或其沿x-y平面的部分,“z方向”是指正交于x-y平面的方向。关于用于制造非织造纤维网材料的成形带移动穿过沿x-y平面行进的带的工作位置,“z方向”意指正交于x-y平面的方向。
[0048]“液体可透过的”和“液体不可透过的”是指在一次性吸收制品的预期使用的范围内材料的渗透性。具体地,术语“液体可透过的”是指具有孔、开口和/或互连的空隙空间的层或层状结构,该层和/或层状结构允许含水液体诸如水、尿液、或合成尿液在没有加压的情况下透过其厚度。相反,术语“液体不可透过的”是指一种层或层状结构,其中含水液体诸如水、尿液、或合成尿液在没有加压(除了诸如重力的自然力以外)的情况下不能透过该层或层状结构的厚度。根据该定义,液体不可透过的层或层状结构可为液体蒸气可透过的(即,可为“蒸气可透过的”)。
[0049]
相对于由多个部件构造的可穿着吸收制品的部件,“面向穿着者”的部件是当制品被穿着时最靠近穿着者皮肤设置的部件,并且“面向外”的部件是最远离穿着者皮肤设置的
部件。相对于可穿着吸收制品的纤维网、片材或絮片部件的两个相对的主表面,“面向穿着者”的表面是当制品被穿着时面向穿着者皮肤的表面,并且相对的“面向外”的表面是远离穿着者皮肤的表面。
[0050]
吸收制品
[0051]
参见图1至图4,可穿着吸收制品可具有女性卫生护垫110的形式。护垫110具有纵向轴线111和侧向轴线112,并且可包括面向穿着者的液体可透过的顶片120、面向外的液体不可透过的底片130、以及设置在顶片和底片之间并被顶片和底片包封的吸收结构140。应当理解,成人失禁衬垫、一次性吸收裤和一次性尿布也可包括该一般结构。
[0052]
许多当前销售的女性卫生护垫110包括护翼部分,诸如图示的护翼部分114。一些当前销售的成人失禁衬垫还包括具有类似定位和构型的护翼部分。护翼部分114可为顶片材料和底片材料中的一者或两者的部分,在它们之间不具有任何相当大部分的吸收结构140或一定量的吸收材料,它们远离纵向轴线111侧向延伸。参见图3和图4,护翼部分114可被设置成允许使用者将护垫110放置在其裆部部分300上的使用者内裤内侧,并且将护翼部分114穿过腿部开口并围绕裆区中的内裤的外表面折叠并包裹在内裤的相应的左腿开口边缘301a和右腿开口边缘301b的内侧上。护翼部分114可设置有沉积的粘合剂贴片116以允许使用者将护翼部分114粘附到裆部部分300中的内裤的外表面,从而在穿着期间帮助将护垫保持在内裤内的适当位置,并且保护围绕腿部开口边缘的内裤不被流出物沾污。当被包括并用于这些目的时,护翼部分114需要沿大致纵向的护翼折叠线115挠曲和/或折叠(参见图1和图4)。出于本文的目的,女性卫生护垫110的护翼部分114可被识别为不包含大量吸收结构140和大量吸收材料的部分,该部分具有远离护垫的纵向轴线111侧向延伸的轮廓,该轮廓大致在向前拐点114b处开始,在该向前拐点处外周边远离大致平行于纵向轴线的方向朝向垂直于纵向轴线的方向改变方向,并且大致在向后拐点114c处结束,在该向后拐点处外周边接近纵向轴线,然后远离垂直于纵向轴线的方向朝向平行于纵向轴线的方向改变方向,其中拐点114b、114c是沿周边的两个点,这两个点比沿护翼部分的周边的任何其它点更靠近纵向轴线。参见例如图1。护翼部分可通过连接两个拐点114b、114c的线大致从护垫的主要部分进行描绘。
[0053]
当如上所述折叠护垫110的护翼部分114以供使用时,顶片具有不包括护翼部分114的使用中面向穿着者的表面126。使用中面向穿着者的表面126具有外周边128。在其它类型的护垫和尿布中,可省略护翼部分114,在这种情况下,顶片的使用中面向穿着者的表面126和外周边128可为共延的。具有使用中面向穿着者的部分126及其外周边128的可能的顶片的各种非限制性示例示于图5a至图5d中。如图5a、图5b和图5d中所示,可包括或可省略具有外边缘114a的护翼部分114,具有取决于所期望提供的制品样式。如图5c中所示,一些类型的可穿着吸收制品诸如一次性尿布可具有简单矩形形状的顶片120。
[0054]
成形顶片特征部
[0055]
现在参见图6至图10,用于吸收制品诸如女性卫生护垫的顶片120可由一段成形非织造纤维网材料形成,所述一段成形纤维网材料被赋予某些特征部以增强视觉外观并提供有益的功能性。由一段成形非织造纤维网材料形成的顶片120可设置有限定通道部分164的一个或多个变细区域163。通道部分164可设置到使用中面向穿着者的部分的外周边128的内侧、靠近所述外周边并且可大致平行于所述外周边。尽管在图6中被描绘为限定连续的椭
圆形形状或体育场形状,但通道部分164可为不连续的,并且可仅沿具有外周边128的顶片120的使用中面向穿着者的部分126的侧面存在、仅沿该部分的端部或部分或间隔存在。
[0056]
为了减小流出物流体跨顶片迁移至其边缘的机会,可能期望一个或多个通道部分164的构型具有某些特征部。
[0057]
在一些示例中,可能期望存在的一个或多个通道部分164的任何构型不具有沿从靠近排出位点的区域到顶片的任何边缘的路径连续延伸的部分。避免包括此类通道部分将避免形成用于使排出的流体迁移到顶片或其使用中面向穿着者的部分126的边缘的通道,伴随而来的是排出的流体可能从护垫渗漏。
[0058]
在非限制性示例中,诸如图22和图23a至图23k中所示,可能期望一个或多个通道部分164的构型关于顶片120和/或制品110的纵向轴线111基本上对称。
[0059]
在一些示例诸如一些类型和/或尺寸的女性卫生护垫和婴儿尿布中,可能期望一个或多个通道部分164的构型关于与制品的侧向轴线112偏置的侧向排出位点112b纵向居中(如图1中所标识),使得一个或多个通道部分164的构型不关于侧向轴线112纵向居中或对称。
[0060]
例如,对于女性卫生护垫,该构型可为期望的,其中优选的是将护垫放置在使用者的内裤内,使得x-y平面内的较大比例的吸收结构表面区域位于预期排出位点112b(其为制品上的预期在制品的正常使用期间首先接收流体排出的位置,沿纵向轴线111并且在一个或多个通道部分164的构型的纵向尺寸的中点处定位)的后面。例如,对于一些类型和尺寸的女性卫生护垫,可能期望较大比例的吸收结构表面区域位于顶片上的预期排出位点112b的后部(其中排出位点112b是顶片上的预期在使用/穿着期间最靠近使用者的阴道口的位置)。在此类示例中,可能优选的是,较大比例的吸收结构表面区域位于排出位点的后面,因为排出的经液常常由于如通过内裤、解剖特征部以及使用/穿着期间身体位置和运动的典型范围保持到适当位置的护垫与使用者身体的接近度而向后移动穿过护垫。当一个或多个通道部分164的构型在如本文所述形成时是视觉可辨别的时,其可见位置可用于引导使用者将护垫适当地定位和放置在使用者的内裤内以供使用/穿着。在一些示例中,所包括的任何护翼部分114可关于侧向排出位点112b大致纵向居中,如图22中的非限制性示例所提出。
[0061]
在其它示例中,可能期望一个或多个通道部分164的构型关于制品的侧向轴线112纵向居中,并且对于一些示例,关于侧向轴线112对称。在此类示例中,预期排出位点可位于纵向轴线111和侧向轴线112之间的交汇处。
[0062]
在许多情况下,可能期望一个或多个通道部分164的构型占据一个或多个路径,所述路径单独地或组合地大部分包围排出位点112b。参见图24a至图24c,出于本文的目的,当在x-y平面中沿护垫表面绘制光线时,通道部分164的构型的一个或多个路径“大部分包围”排出位点112b,并且当围绕其中心位于排出位点112b处的360度圆以显著更大数量的可能角位置中的任一角位置绘制时,从排出位点112b处开始并且在x-y平面中从其径向向外延伸将与通道部分164相交。参见图24a至图24c,以举例的方式,角度α描绘圆的角部分,在该角部分内从圆的中心延伸的任何光线将与通道部分164相交;并且角度β描绘圆的角部分,在该角部分内从中心延伸的任何光线将不与通道部分164相交。因此,图24a至图24c中所示的通道部分164构型的例示性示例中的每个例示性示例大部分包围排出位点112b,因为角度α的总和大于角度α的总和,即,角度α的总和大于180度。对于图24a和图24b,
[0063]
(α1+α2)》(β1+β2);
[0064]
并且对于图24c,
[0065]
(α1+α2+α3+α4)》(β1+β2+β3+β4)。
[0066]
为了识别排出位点112b并确定一个或多个通道部分164的构型是否大部分包围它,排出位点112b可位于纵向轴线111上或大致位于纵向轴线上的任何位置,在沿其大部分被如上所述的一个或多个通道部分164的构型包围的任何点处,并且在沿纵向轴线111的顶片的长度的中间三分之一内。为了进行说明,参见图24e,排出位点112ba大部分由通道部分164包围,因为角度αa大于角度βa,其中此类排出位点112ba可沿纵向轴线111在长度l的中间三分之一(1/3lm)内被识别。该条件在其中可识别排出位点诸如位点112ba的任何示例中被满足,尽管有可能利用通道部分164的一些构型来识别沿轴线111的另选位置诸如位置112bb,其中例如角度αb小于角度βb。
[0067]
未大部分包围排出位点的一个或多个通道部分164的构型的示例示于图24d中。图24d中所示的构型未大部分包围排出位点,因为在长度l的中间三分之一(1/3lm)内不能识别排出位点,其中角度α大于角度β。在图24d中所示的示例中,即使当如图所示在长度l的中间三分之一(1/3lm)的最边缘处识别出可能的排出位点时,角度α也小于角度β。(在图24d中所示的示例中,角度α小于180度)。
[0068]
根据前述描述和相关联的附图,应当理解,在护垫的长度的中间三分之一内不存在大部分被一个或多个通道部分164的构型包围的排出位点,使得不太可能将一个或多个通道部分164的构型定位成捕获、引导、促进吸收排出的流体,从而帮助防止排出的流体朝向顶片的边缘向外迁移。
[0069]
一个或多个通道部分164的构型的其它非限制性示例示于图23a-k中,其如图所示成比例,并且如图所示,将大部分包围位于护垫的长度的中间三分之一内的排出位点。
[0070]
可能期望一个或多个通道部分164覆盖制品的吸收结构140(在z方向上),并且优选地仅存在于顶片上的覆盖吸收结构的位置中。这是为了确保由一个或多个通道部分164引导的任何流体沿顶片上的由吸收结构沿z方向从下面支撑的位置引导,使得一个或多个通道部分164被适当地设置成有利于被下面的吸收结构140通过一个或多个通道部分164的底部吸收。
[0071]
再次参见图8至图10,可以看出,通道部分164是形成顶片120的一段成形非织造纤维网材料的部分,其中形成成形非织造纤维网材料的部分的长丝122以基本上小于积聚区域166的量存在。非织造纤维网材料中的相应通道部分164和相邻积聚区域166可通过下述方法形成。
[0072]
参见图9,可识别任意数量的区160。每个区包括至少一个变细区域163和相邻的至少一个积聚区域166,所述变细区域具有基本上相对较小的纤维和/或长丝面密度,所述积聚区域具有基本上相对较大的纤维和/或长丝面密度。对应于变细区域163的相对较小的纤维和/或长丝面密度以及积聚区域166的相对较大的纤维和/或长丝面密度,变细区域163可具有比相邻积聚区域166相对较低的基重。非织造纤维网材料可如下所述制造,使得区160内的相邻区域163、166之间的这些差异可为视觉可辨别的。这些区域和区的视觉可辨别性可体现为长丝和/或纤维面密度、纤维网厚度/纸厚和/或纤维网透明度/不透明度的可见局部差异/变化。例如,观察者可感知到形成顶片120的一段成形非织造纤维网材料的中的通
道部分164成为沿顶片120的表面沿循椭圆形路径的通道或沟槽,其中所述通道或沟槽可在视觉上被辨别为具有视觉可辨别的较低长丝和/或纤维面密度、视觉可辨别的较低纤维网厚度/纸厚和/或视觉可辨别的较低纤维网不透明度(相反地,较高半透明度)的区域。为了大体上确保或增强本文所述的顶片特征部的视觉可辨别性以及其它功能方面,可能期望控制长丝沉积过程以及变细区域163与积聚区域166之间的分布,使得它们在平均基重上相差至少2倍。如下所述,变细区域和积聚区域之间的长丝分布可通过选择用于给定透气率的基底成形带材料以及通过控制成形真空系统的气流牵引速率来控制。
[0073]
此类通道或沟槽可用于美学/装饰和功能目的。具有此类特征部的女性卫生护垫产品的使用者/消费者可通过提供物理屏障以防止流出物流体流过护垫的表面并流出其一个或多个侧面或一个或多个端部而感知到可见的通道/沟槽(具有位于其间和/或围绕它们的积聚区域)起到围堵作用。在一些构型中,此类通道部分与位于其间和/或围绕它们的积聚区域的组合可实际上起到此类阻隔功能的作用。通道部分164可以构成流出物流体可在其中并沿其更自由地收集和流动的通道,而周围的积聚区域166可构成趋于阻止通道中的流体朝向护垫的边缘(外周边128)纵向或侧向向外流动的物理屏障。当由具有疏水性表面能特性的聚合物树脂(不具有或具有疏水性增强熔体添加剂)纺制形成护垫的长丝和/或纤维时,这可能尤其如此,所述疏水性表面能特性可阻止含水流体沿它们的表面流动。
[0074]
应当理解,通道部分164的构型诸如上文所述以及图6和图23a至图23k中所示的那些非限制性示例可不仅为用于女性卫生护垫的顶片提供视觉吸引力和液体围堵功能,而且还为用于成人失禁衬垫、一次性吸收裤和一次性尿布的顶片提供视觉吸引力和液体围堵功能。
[0075]
参见图6至图8,形成女性卫生护垫或成人失禁衬垫的顶片120的一段成形非织造纤维网材料可包括一个或多个变细区域163,所述变细区域靠近护翼折叠线115限定在其中形成的铰链部分168。铰链部分168可沿护翼部分114的纵向长度的任何部分或基本上整个纵向长度大致纵向延伸,其中护翼部分远离护垫的主(中心)部分延伸。铰链部分168可以与通道部分164可形成的方式类似的方式形成,如将在下文所述。与通道部分164类似,铰链部分168可适于视觉可辨别的,并且可在视觉可辨别的区内包括具有相对较小长丝和/或纤维面密度和基重的视觉可辨别的变细区域、具有相对较大长丝和/或纤维面密度和基重的相邻的视觉可辨别的积聚区域。由于它们靠近一条或多条线115纵向布置(护翼部分沿所述线有利地折叠以包裹在内裤的裆部部分上),并且由于它们可构成具有视觉上减少的长丝和/或纤维的存在和/或视觉上减小的顶片厚度/纸厚的区域,因此铰链部分168可用于在视觉上指示折叠位置。另外,铰链部分168中的减少数量的长丝和/或纤维还导致沿其的材料纤维网比周围的积聚区域166的刚性更小,从而在功能上促进和有利于沿铰链部分的折叠。
[0076]
除了提供用于护翼的铰链结构之外或作为替代,铰链部分168的构型可沿顶片的其它部分定位以增强柔韧性、舒适性和/或适体性。参见图25,作为非限制性示例,可包括铰链部分168以提供线或路径,使得护垫的拐角能够沿该线或路径更容易地挠曲,以允许护垫在穿着期间更好地和/或更舒适地适形于使用者/穿着者的身体。
[0077]
应当理解,铰链部分168的特性可为其沿循或平行于在顶片的限定护翼部分114的两个边缘之间延伸的路径或线,并且一个或多个变细区域163占据此类路径的大部分并形成铰链部分168。
[0078]
其它有序排列
[0079]
然而,通过下文和以引用方式并入本公开的参考文献中所述的成形带制造技术所提供的优点是,气流阻挡结构262可根据可识别的视觉可辨别的形状、天然或人造物体的图像、人、动物、想象的字符、拟人字符、装饰性元素、功能特征部、设计、图案、尺寸、间距等所需组合的无限数量的变体,通过在用于选择性地阻挡树脂固化光的掩模上简单地印刷期望构型的负片而在成形带260上形成和构造,如下所述。因此,应当理解,除了形成气流阻挡结构以将通道部分164和铰链部分168赋予到如本文所述的成形带上形成的非织造纤维网材料之外,气流阻挡结构可被设计并包括在成形带上以向非织造纤维网材料赋予其它功能特征部、装饰性/观赏性特征部或它们的组合。图18和图19示出了两种可能的非限制性示例。在图18和图19中所示的示例中,由一个或多个变细区域163形成并限定菱形积聚区域166的图案的连续低堆积体积部分164a的图案275可与一个或多个通道部分164和/或铰链部分168组合而形成在一段成形非织造纤维网材料上以形成女性卫生护垫顶片。应当理解,出于功能和/或装饰目的,可能需要诸如图案275的图案。在图18和图19中所示的示例中,低堆积体积部分164a的图案275可通过向顶片赋予视觉上悦人的装饰性外观以及通过提供通道状结构的网络而起到这两种作用,所述通道状结构可以类似于如上所述的通道部分164的方式用作流体通道,从而用于帮助将身体流出物流体流分配到护垫表面区域上并将它们排放到下面的吸收结构上,而积聚区域166可用于保持通道状结构的较低z方向深度(和它们所承载的流出物流体)与穿着者皮肤之间的分离。低堆积体积部分164a的图案275可通过使用成形带来赋予,该成形带具有以下述方式形成于其上的气流阻挡结构的合适的对应图案。如图18和图19所示,在一些情况下,可能期望连续低堆积体积部分的任何图案275构型不包括延伸超过吸收结构的边缘或另选地延伸到顶片的边缘的部分,以便避免将流出物流体引导至它们不太可能被吸收结构吸收并且/或者可能流出护垫的边缘的位置。
[0080]
变细区域和积聚区域的无限数量的其它图案275是可能的。如图26a、图26b和图27的附加非限制性示例中所反映,在一些情况下,可能期望顶片在其纵向和侧向中心区域中包括离散低堆积体积部分165的图案275,所述低堆积体积部分不是以通道部分的方式在顶片的长度或宽度的相当大部分上为连续的,并且不是与如图18和图19中所示的其它低堆积体积部分164a相交或互连,而是各自为离散的并且完全被积聚区域166的连续区域围绕,正如“海洋”(对应于积聚区域166)中的“岛屿”(对应于低堆积体积部分165)一样。可包括此类离散低堆积体积部分165的图案而不具有任何横跨的通道部分,并且所述图案可占据顶片的靠近排出位点和/或在纵向轴线111和侧向轴线112的交汇处的中心区域。此类图案的非限制性示例示于图26a和图26b中,出现在图像的侧向中心部分中并且从顶部延伸到底部。在此类示例中,由长丝相对稀疏填充的每个离散低堆积体积部分165可更好地用作流体在z方向上移动穿过顶片的路径(以类似于穿过顶片的排放孔的方式表现),而周围的连续积聚区域166可用作屏障以阻止x-y方向的侧向/纵向流动,从而阻止排出的流体跨顶片扩散。这些效应可通过利用下述技术、材料和构型操纵用于制成顶片的纤维网的各种表面、部分和/或区域的疏水/亲水特性来增强。已认识到,一般来讲,女性卫生护垫的消费者/使用者偏好如下护垫,所述护垫被构造成使得排出的经液在z方向上适当地快速穿过顶片而有效地移动至下面的吸收材料,使得被所接收的流体沾污的顶片的x-y尺寸尽可能地小并且集中在排出位点周围。该视觉信号向使用者指示吸收系统正在有效地起作用以接收、捕获和围堵
排出的流体。因此,低堆积体积部分164a的图案(诸如通过图26a和图26b中的非限制性示例所示)可为优选的,它不包括在侧向轴线和纵向轴线的交汇处和/或靠近顶片上的预期排出位点112b处的诸如图18和图19中所示的连续通道。不受理论的约束,据信当离散低堆积体积部分165占据图案所占据的总面积的分数为图案所占据的总面积的5%至30%,更优选地8%至25%,并且甚至更优选地10%至22%时,占据总面积(诸如大部分被一个或多个通道部分164包围的面积)的离散低堆积体积部分165的图案能够最有效地在z方向上排放流体。
[0081]
出于本文的目的,由离散低堆积体积部分占据的总面积的百分比分数反映用于形成顶片材料(如下所述)的成形带260上的x-y平面中的气流阻挡区域264的对应面积的测量并且可由该对应面积确定,所述对应面积继而也可由用于制备成形带的掩模上的对应的树脂固化区域264a和/或树脂非固化区域263a反映(根据下文所述的制造方法)。此外,由离散低堆积体积部分165的图案占据的总面积的百分比分数可使用如以下任一专利申请中所述的图案分析测试直接从顶片纤维网自身测量:美国临时申请序列号62/842,792和62/842,807。在本文权利要求中指定和/或叙述由离散低堆积体积部分165的图案占据的总面积的百分比分数的范围的情况下,旨在适用于并涵盖可由本段落中识别的任一方法确定的此类范围。如果发现上文引用的申请之一中示出的图案分析测试不足以在特定情况下测量此类百分比分数,则可以采用其它方法中的一种方法(例如,成型带上的气流阻挡区域264的面积测量,或掩模上的树脂固化区域264a和/或树脂非固化区域263a的面积测量)。
[0082]
以特定的非限制性示例的方式,参见图22,如果由通道部分164包围的总面积被总共占据图案所占据面积的8%至22%的离散低堆积体积部分的图案占据,则据信可实现顶片构型的最佳z方向流体排放效应。
[0083]
除了以其图案控制由离散低堆积体积部分总共占据的面积之外,还可调节它们的单独尺寸(经由成形带260的设计,如下所述)以获得有益效果。如果图案中的大部分或全部离散低堆积体积部分165各自具有至少0.8mm2且不大于20mm2、更优选地不大于7mm2的面积,则可增强使用者对顶片的触觉柔软性的感知,而使用者的皮肤暴露于润湿吸收结构的机会将被最小化,同时仍然保持最佳的排放性能和对沾污扩散的控制。(当离散低堆积体积部分具有圆形形状时,上述范围等同于至少1mm且不大于5mm、更优选地不大于3mm的低堆积体积部分直径)。
[0084]
如图26a、图26b和图27中所示,占据顶片的纵向和/或侧向中心部分的离散低堆积体积部分165的图案275可被一个或多个通道部分164部分地或完全地围绕。一个或多个通道部分164可被构造成大部分包围排出位点112b,并且以其它方式如上所述起作用。靠近和/或围绕侧向轴线和纵向轴线的交点和/或在顶片上的预期排出位点112b处存在的低堆积体积部分的图案可被包括在本文所述并且以非限制性示例的方式示于图6、图22、图23a至图23k、图24a、图24b、图24c、图24e和图25中的通道部分164的构型中的任一构型内。
[0085]
从以下描述将显而易见的是,形成纤维网材料的方法和工艺将导致“片面性”,其中成形纤维网材料的一个x-y表面与相对的x-y表面(相对侧)相比表现出具有明确限定的积聚区域的具有可见z方向“高度”的显著更大的可见形貌(在形成期间最靠近成形带的一侧上

成形带侧)。这种片面性使得期望当使用纤维网材料形成顶片时,成形带侧面向最终产品上的穿着者。这使得穿着者更易看见形貌,可增强由形貌特征传达的视觉和触觉柔软性信号,并且有利于如本文所述的顶片的功能。
[0086]
吸收结构
[0087]
如本文所设想的吸收结构140可具有任何合适的x-y平面周边形状,包括但不限于椭圆形形状、体育场形状、矩形形状、非对称形状和沙漏形形状。在一些示例中,吸收结构140可被赋予起伏状形状,例如在中间区域比在前端区域和后端区域窄。在其它示例中,吸收结构可具有锥形形状,该锥形形状在护垫的一个端区中具有较宽部分,而在护垫的另一端区中逐渐变细至较窄的端区。吸收结构140可具有沿纵向方向和侧向方向中的一者或两者变化的刚度。
[0088]
吸收结构140可具有一个或多个层。在某些实施方案中,存在两个吸收层,其中存在第一吸收层和与第一吸收层相邻的第二吸收层。这些材料优选地为可压缩的、适形的、对穿着者皮肤无刺激的,并且能够吸收和保留液体诸如尿液和其它某些身体流出物,包括经液。
[0089]
第一吸收层可包括吸收材料的第一层,该吸收材料可为100%或更少的超吸收聚合物(sap)颗粒(也称为吸收胶凝材料或agm),诸如85%至100%的sap、90%至100%的sap或甚至95%至100%的sap,具体包括在指定范围内以及在其中形成或由此形成的所有范围内的所有0.5%增量。第二吸收层可包括吸收材料的第二层,该吸收材料也可为100%或更少的sap(包括上文指定的范围)。另选地,第一吸收层和第二吸收层中的一者或两者可包含纤维素、粉碎木浆等与sap的组合。在一些示例中,吸收结构可包括第一层和第二层,其中第一层被设计成主要用于吸收和保留流体(有时称为存储层)。存储层可包含sap颗粒,并且可包含分布在纤维素纤维絮片内的sap颗粒。第二层(有时称为采集/分配层或“第二顶片”)可被设计成设置在顶片的正下方,并且被构造用于从流体涌流接收和分散能量,并将流体纵横分配到存储层。采集/分配层可为长丝或纤维的絮片或非织造结构,所述长丝或纤维可为部分或完全纤维素纤维、或纤维素纤维和聚合物纤维或长丝的共混物。在具体示例中,采集/分配层可为纤维素纤维的气流成网的絮片。
[0090]
另选地,吸收结构可完全/仅由作为吸收材料的纤维素纤维(包括称为“透气毡”的纤维素纤维材料)形成。
[0091]
吸收结构140还可包括用于第一吸收层和第二吸收层中的任一者或两者的载体层。这种载体层可为非织造纤维网,它可为开孔的。吸收结构140也可包含至少部分地将吸收材料层粘结到基底材料的热塑性粘合剂材料。
[0092]
吸收结构140可包括由z方向凹入部或吸收结构的一个或多个层的纸厚变化限定的一个或多个沟槽、通道或凹坑。除了顶片中的一个或多个通道之外或替代该一个或多个通道,可提供一个或多个沟槽、通道或凹坑。凹坑可为吸收结构中的不含或基本上不含吸收材料诸如sap(包括上文指定的范围)的区域。关于吸收结构内的不含或基本上不含吸收材料诸如sap的通道和凹坑的其他形式和更多细节更详细地讨论于us 2014/0163500、us 2014/0163506和us 2014/0163511。
[0093]
吸收结构140的构型和构造可变化(例如,吸收结构140可具有变化的纸厚区、亲水梯度、超吸收梯度或更低平均密度和更低平均基重采集区)。另外,吸收结构140的尺寸和吸收容量也可以变化,以适应多种穿着者。然而,吸收结构140的总的吸收容量应当与卫生巾或任何其它一次性吸收制品的设计负荷和预期用途相容。
[0094]
在本文设想的一些形式中,吸收结构140可包括除第一吸收层和第二吸收层之外
的多个多功能层。例如,吸收结构140可包括芯包裹物(未示出),该芯包裹物可用于包封第一吸收层和第二吸收层以及其它任选的层。芯包裹物可由两种非织造材料、基底、层合体、膜或其它材料形成。芯包裹物可仅包括至少部分地围绕其自身包裹的单一材料、基底、层合体、或其它材料。
[0095]
吸收结构140可包含例如一种或多种粘合剂,以有助于固定可能存在于芯中的任何超吸收胶凝材料或其它吸收材料。
[0096]
采用各种芯设计的包括相对高含量sap的吸收结构公开于以下专利中:us 5,599,335、ep 1 447 066、wo 95/11652、us 2008/0312622a1和wo 2012/052172。这些设计可用于构造第一超吸收层和第二超吸收层。另选的芯实施方案还在us 4,610,678、us 4,673,402、us 4,888,231和us 4,834,735中描述。吸收结构还可包括模拟双芯系统的附加层,该双芯系统包含定位在吸收存储芯上方的化学刚性纤维的采集/分配芯,如us 5,234,423和us 5,147,345中所述。
[0097]
如本文所设想的超吸收聚合物通常以离散颗粒的形式使用。此类超吸收聚合物颗粒可以为任何期望的形状,例如球形或半球形、立方体、棒状多面形等。具有大的最大尺寸/最小尺寸比率的形状(如针状物和薄片)也设想用于本文。还可使用流体吸收性胶凝材料颗粒的附聚物。
[0098]
流体吸收胶凝材料颗粒的尺寸可在较宽范围内变化。出于工业卫生的理由,小于约30微米的平均粒度是较不可取的。最小尺寸大于约2mm的颗粒也会在吸收制品中产生沙砾感,该感觉从消费者美学立场来说是不可取的。此外,流体吸收速率可能受粒度影响。较大的颗粒具有非常减小的吸收速率。流体吸收胶凝材料颗粒优选地具有约30微米至约2mm的粒度(对于基本上所有颗粒)。如本文所用,“粒度”是指单独颗粒最小尺寸的加权平均数。
[0099]
这些层优选地基本上不含透气毡,并且因此不同于可包括透气毡的混合层。如本文所用,“基本上不含透气毡”是指少于5%、3%、1%、或甚至0.5%的透气毡。在优选的情况下,吸收结构的超吸收层中将不存在可测量的透气毡。就第一超吸收层而言,优选地将其不连续地设置在第一分配层上。如本文所用,“不连续地”或“成不连续图案”是指超吸收聚合物以分离成型区域的图案施加到第一分配层上。超吸收聚合物的这些区域或不含超吸收聚合物的区域可包括但不限于线性条、非线性条、圆形、矩形、三角形、波形、网状、以及它们的组合。然而,如同第二超吸收层,第一超吸收层可以连续图案设置在其相应的分配层上。如本文所用,“连续图案”或“连续”是指材料以不中断的方式沉积和/或固定到超吸收载体材料和/或相邻的分配层上,使得超吸收聚合物对分配层具有相当完整的覆盖。
[0100]
在一些示例中,吸收结构140可由吸收开孔泡沫材料层形成或包括吸收开孔泡沫材料层。在一些示例中,泡沫材料可包括吸收开孔泡沫材料的至少第一次层和第二次层,所述次层彼此直接面对面接触。在此类示例中,面向穿着者的次层可为相对较大的开孔泡沫材料,并且面向外的次层可为相对较小的开孔泡沫材料,以用于下文更详细地解释的目的。
[0101]
开孔泡沫材料可为经由油包水高内相乳液(“hipe”)的连续油相的聚合制造的泡沫材料。
[0102]
油包水hipe具有两个相。一个相为包含待聚合的单体和用以帮助稳定hipe的乳化剂的连续油相。油相也可包括一种或多种光引发剂。单体组分可按油相的重量计以约80%至约99%并且在某些示例中约85%至约95%的量包含在内。可溶于油相并且适于形成稳定
的油包水乳液的乳化剂组分可按油相的重量计以约1%至约20%的量包含在油相中。乳液可在约20℃至约130℃并且在某些示例中约50℃至约100℃的乳化温度下形成。
[0103]
一般来讲,单体将按油相的重量计以约20%至约97%的量包含在内,并且可包含至少一种基本上水不溶性的一官能丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯。例如,该类型的单体可包括c4-c18丙烯酸烷基酯和c2-c18甲基丙烯酸烷基酯,诸如丙烯酸乙基己酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸十四烷基酯、丙烯酸苄基酯、丙烯酸壬基苯酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸壬酯、甲基丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十四烷基酯和甲基丙烯酸十八烷基酯。
[0104]
油相也可包含按油相的重量计约2%至约40%并且在某些示例中约10%至约30%的基本上水不溶性的多官能交联丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯。添加这种交联共聚单体或交联剂以向所得hipe泡沫赋予强度和弹性。这种类型的交联单体的示例包括含两个或更多个活化丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯基团或它们的组合的单体。该基团的非限制性示例包括1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、1,1 2-十二烷基二甲基丙烯酸酯、1,14-十四烷二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯(2,2-二甲基丙二醇二丙烯酸酯)、己二醇丙烯酸酯甲基丙烯酸酯、葡萄糖五丙烯酸酯、脱水山梨糖醇五丙烯酸酯等。交联剂的其它示例包含丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯部分的混合物,诸如乙二醇丙烯酸酯-甲基丙烯酸酯和新戊二醇丙烯酸酯-甲基丙烯酸酯。在混合的交联剂中甲基丙烯酸酯:丙烯酸酯基团的比率可按需从50:50变化至任何其它比率。
[0105]
可将按油相的重量计约0重量%至约15重量%、在某些示例中约2重量%至约8重量%的任何第三基本上水不溶性的共聚单体添加到油相中以改变hipe泡沫的特性。在某些情况下,可能期望“韧化”单体,以向所得hipe泡沫赋予韧性。这些包括诸如苯乙烯、氯乙烯、偏二氯乙烯、异戊二烯和氯丁二烯等单体。不受理论的约束,据信此类单体有助于在聚合期间稳定hipe(也称为“固化”),以提供更均匀且更好成形的hipe泡沫,从而导致更好的韧性、拉伸强度、耐磨性等。也可加入单体以赋予阻燃性,如例如us 6,160,028中所公开。可添加单体以赋予颜色(例如乙烯基二茂铁);以赋予荧光特性;以赋予耐辐射性;以赋予不透辐射性(例如,四丙烯酸铅);以分散电荷;以反射入射的红外光;以吸收无线电波;以使hipe泡沫筋或泡孔壁的表面可润湿;或用于实现hipe泡沫中的任何其它期望的特性。在一些情况下,这些附加单体可减慢hipe转变成hipe泡沫的总进程,如果要赋予期望特性那么折衷权衡就是必要的。因此,此类单体也可用于减慢hipe的聚合速率。这种类型的单体的示例包括苯乙烯和氯乙烯。
[0106]
油相还可包含乳化剂以稳定hipe。用于hipe中的乳化剂可包括:(a)支链c16-c24脂肪酸的脱水山梨糖醇单酯;直链不饱和c16-c22脂肪酸;以及直链饱和c12-c14脂肪酸,诸如脱水山梨糖醇单油酸酯、脱水山梨糖醇单肉豆蔻酸酯和脱水山梨糖醇单酯、脱水山梨糖醇单月桂酸酯、双甘油单油酸酯(dgmo)、聚甘油单异硬脂酸酯(pgmis)和聚甘油单肉豆蔻酸酯(pgmm);(b)支链c16-c24脂肪酸的聚甘油单酯、直链不饱和c16-c22脂肪酸或直链饱和c12-c14脂肪酸,诸如双甘油一油酸酯(例如c18:1脂肪酸的双甘油单酯)、双甘油一肉豆蔻酸酯、双甘油一异硬脂酸酯和双甘油单酯;(c)支链c16-c24醇的双甘油一脂族醚、直链不饱
和c16-c22醇和直链饱和c12-c14醇,以及这些乳化剂的混合物。参见us 5,287,207和us 5,500,451。可用的另一种乳化剂是聚甘油琥珀酸酯(pgs),它由烷基琥珀酸酯、甘油和三甘油形成。
[0107]
可将此类乳化剂及其组合添加到油相中,使得它们构成按油相的重量计约1%至约20%、在某些示例中约2%至约15%并且在某些其它示例中约3%至约12%。在某些示例中,也可使用助乳化剂来提供对泡孔尺寸、泡孔尺寸分布和乳液稳定性的附加控制,尤其是在例如大于约65℃的较高温度下。助乳化剂的示例包括磷脂酰胆碱和含磷脂酰胆碱的组合物、脂族甜菜碱、长链c12-c22二脂族季铵盐、短链c1-c4二脂族季铵盐、长链c12-c22二烷酰基(烯酰基)-2-羟乙基、短链c1-c4二脂族季铵盐、长链c12-c22二脂族咪唑啉季铵盐、短链c1-c4二脂族咪唑啉季铵盐、长链c12-c22单脂族苄基季铵盐、长链c12-c22二烷酰基(烯酰基)-2-氨乙基、短链c1-c4单脂族苄基季铵盐、短链c1-c4单羟基脂族季铵盐。在某些示例中,二牛油基二甲基铵甲基硫酸盐(dtdmams)可用作助乳化剂。
[0108]
所包含的任何光引发剂可按油相的重量计以约0.05%至约10%并且在一些示例中约0.2%至约10%包含在内。较低量的光引发剂使光能够更好地穿透hipe泡沫,这可使聚合更深入hipe泡沫。然而,如果聚合在含氧环境中进行,可能期望存在足够的光引发剂来引发聚合并且克服氧的抑制。光引发剂可快速高效地响应光源,从而产生自由基、阳离子和能够引发聚合反应的其它物质。被选择用于在本公开的设想内形成泡沫的光引发剂可吸收波长为约200纳米(nm)至约800nm、在某些示例中约250nm至约450nm的uv光。如果光引发剂在油相中,那么合适类型的油溶性的光引发剂包含苄基缩酮、α-羟烷基苯酮、α-氨基烷基苯酮和酰基膦氧化物。光引发剂的示例包括2,4,6-[三甲基苯甲酰二膦]氧化物与2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮的组合(二者的50:50共混物由ciba speciality chemicals,ludwigshafen,germany以darocur 4265出售);苄基二甲基缩酮(由ciba geigy以irgacure 651出售);α-,α-二甲氧基-α-羟基苯乙酮(由ciba speciality chemicals以darocur 1173出售);2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基-丙-1-酮(由ciba speciality chemicals以irgacure 907出售);1-羟基环己基-苯基酮(由ciba speciality chemicals以irgacure 184出售);双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦(由ciba speciality chemicals以irgacure 819出售);二乙氧基苯乙酮和4-(2-羟基乙氧基)苯基-(2-羟基-2-甲基丙基)酮(由ciba speciality chemicals以irgacure 2959出售);以及寡[2-羟基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙酮](由lamberti spa,gallarate,italy以esacure kip em出售)。
[0109]
hipe的分散含水相包含水,也可包含一种或多种组分,诸如引发剂、光引发剂或电解质,其中在某些示例中,所述一种或多种组分至少部分地为水溶性的。
[0110]
含水相中包含的一种组分可为水溶性电解质。水相可包含按含水相的重量计约0.2%至约40%、在某些示例中约2%至约20%的水溶性电解质。电解质使主要油溶的单体、共聚单体和交联剂也溶于含水相的趋势最小化。电解质的示例包括碱土金属(诸如钙或镁)的氯化物或硫酸盐,以及碱金属(诸如钠)的氯化物或硫酸盐。此类电解质可包含缓冲剂以用于控制聚合过程中的ph,缓冲剂包括诸如磷酸盐、硼酸盐和碳酸盐的无机抗衡离子以及它们的混合物。水溶性单体也可用于含水相中,示例为丙烯酸和乙酸乙烯酯。
[0111]
可包含在含水相中的另一种组分是水溶性自由基引发剂。基于存在于油相中的可聚合单体的总摩尔数计,引发剂能够以至多约20摩尔%的量存在。在某些示例中,基于存在
于油相中的可聚合单体的总摩尔数,引发剂可以约0.001摩尔%至约10摩尔%的量包含在内。合适的引发剂包括过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、2,2'-偶氮二(n,n
′‑
二亚甲基异丁基脒)二盐酸盐、偶氮引发剂、氧化还原对如过硫酸盐-硫酸氢盐、过硫酸盐-抗坏血酸以及其它合适的氧化还原引发剂。在某些示例中,为降低可堵塞乳化体系的过早聚合的可能性,可在接近乳化步骤结束时或在乳化步骤结束不久之后向单体相添加引发剂。
[0112]
包含在含水相中时,光引发剂可为至少部分水溶性的,并且按含水相的重量计可构成介于约0.05%和约10%之间并且在某些示例中介于约0.2%和约10%之间。较低量的光引发剂使光能够更好地穿透hipe泡沫,这可使聚合更深入hipe泡沫。然而,如果聚合在含氧环境中进行,则应有足够的光引发剂来引发聚合并且克服氧的抑制。光引发剂可快速高效地响应光源,从而产生自由基、阳离子和能够引发聚合反应的其它物质。被选择用于在本公开的设想内形成泡沫的光引发剂可吸收波长为约200纳米(nm)至约800nm、在某些示例中约200nm至约350nm并且在某些示例中约350nm至约450nm的uv光。如果光引发剂将包含在含水相中,则合适类型的水溶性光引发剂可包括二苯甲酮、苯偶酰和噻吨酮。光引发剂的示例包括2,2
′‑
偶氮二[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐;脱水2,2
′‑
偶氮二[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二硫酸盐;2,2
′‑
偶氮双(1-亚氨基-1-吡咯代-2-乙基丙烷)二盐酸盐;2,2
′‑
偶氮二[2-甲基-n-(2-羟乙基)丙酰胺];2,2
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偶氮二(2-甲基丙脒)二盐酸盐;2,2
′‑
二羧甲氧基二亚苄基丙酮、4,4
′‑
二羧甲氧基二亚苄基丙酮、4,4
′‑
二羧甲氧基二亚苄基环己酮、4-二甲氨基-4
′‑
羧甲氧基二亚苄基丙酮;以及4,4
′‑
二磺酰基甲氧基二亚苄基丙酮。可使用的其它合适的光引发剂列于us 4,824,765中。
[0113]
除前述组分之外,其它组分也可包含在hipe的含水相或油相中。示例包括抗氧化剂,例如受阻酚、受阻胺光稳定剂;增塑剂,例如邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二壬酯;阻燃剂,例如卤化烃、磷酸盐、硼酸盐、无机盐,诸如三氧化锑或磷酸铵或氢氧化镁;染料和颜料;荧光剂;填料颗粒,例如淀粉、二氧化钛、炭黑或碳酸钙;纤维;链转移剂;气味吸收剂,例如活性炭颗粒;溶解的聚合物;溶解的低聚物;等等。
[0114]
hipe泡沫由包含hipe的连续油相的单体的聚合产生。在某些示例中,hipe泡沫层可具有一个或多个次层,并且可为均质或异质聚合物开孔泡沫。均质性和异质性涉及相同hipe泡沫内的不同层,这些层在均质hipe泡沫的情况下是相似的,并且在异质hipe泡沫的情况下是不同的。异质hipe泡沫可包含至少两个不同的次层,所述次层在它们的化学组成、物理特性或这两者方面不同;例如,次层可在泡沫密度、聚合物组成、比表面积或孔径(也称为泡孔尺寸)中的一个或多个方面不同。例如,对于hipe泡沫,如果差异涉及孔径,则相应次层中的平均孔径可相差至少约20%,在某些示例中相差至少约35%,并且在其它示例中相差至少约50%。又如,如果hipe泡沫层的次层中的差异涉及密度,则层的密度可相差至少约20%,在某些示例中相差至少约35%,并且在其它示例中相差至少约50%。例如,如果hipe泡沫的一个层具有0.020g/cm3的密度,则另一个层可具有至少约0.024g/cm3或小于约0.016g/cm3、在某些示例中至少约0.027g/cm3或小于约0.013g/cm3并且在其它示例中至少约0.030g/cm3或小于约0.010g/cm3的密度。如果层之间的差异涉及hipe或hipe泡沫的化学组成,则所述差异可反映至少一种单体组分的相对量差异,例如相差至少约20%,在某些示例中相差至少约35%,并且在另外的示例中相差至少约50%。例如,如果hipe或hipe泡沫的一个次层在其配方中由约10%的苯乙烯构成,则hipe或hipe泡沫的另一个次层可由至少约
5,827,909、us 5,827,253、us 5,817,704、us 5,817,081、us 5,795,921、us 5,741,581、us 5,652,194、us 5,650,222、us 5,632,737、us 5,563,179、us 5,550,167、us 5,500,451、us 5,387,207、us 5,352,711、us 5,397,316、us 5,331,015、us 5,292,777、us 5,268,224、us 5,260,345、us 5,250,576、us 5,149,720、us 5,147,345、以及us 2005/0197414、us 2005/0197415、us 2011/0160326、us 2011/0159135、us 2011/0159206、us 2011/0160321、us 2011/0160689、以及美国申请序列号62/804864,这些专利申请在不与其相矛盾的程度上以引用方式并入本文。
[0121]
由hipe泡沫形成的吸收结构可包括穿过其的穿孔的一个或多个图案,包括设置在预期排出位置内的覆盖护垫的纵向轴线和侧向轴线的交点的至少第一图案。穿孔可被冲压、切割或以其它方式形成为穿过hipe泡沫吸收结构的整个z方向深度,或仅穿过面向穿着者的层或部分地进入其面向穿着者的部分中。当hipe泡沫吸收结构被设置成与如本文所述的顶片直接接触时,在没有由另一种材料形成的居间采集层的情况下,穿过其的穿孔可用作一组贮存器以接收、暂时保持并有助于分配相对少量的经液的快速排出,直到hipe泡沫具有足够长的时间来经由毛细管作用分配和吸收流体。另外,此类穿孔还帮助减小吸收结构的抗弯刚度,这可帮助提高护垫对于穿着者而言的舒适性。可包括平均半径或其它最大尺寸为1.0mm至4.0mm并且更优选地为1.5mm至3.5mm的穿孔图案。所述图案可包括数值密度为3.0个至9.0个穿孔/cm2并且更优选地为4.0个至8.0个穿孔/cm2的穿孔。在选择由穿孔图案占据的适当平均尺寸、数值密度和表面积时,制造商可能希望将所期望的“贮存器”的体积与将吸收材料保持在靠近预期排出位置周围的位置中的需求相平衡。关于与合适的吸收结构的示例结合的此类穿孔的构型的附加细节可见于us 8,211,078中。
[0122]
由hipe泡沫形成的吸收结构应被赋予足够的尺寸、毛细管作用和亲水性,以具有在月经期间护垫的使用/穿着时间内有效地从顶片抽吸排出的流体的能力,所述使用/穿着时间对于女性卫生护垫来讲是常见的并且是预期的,例如4至8小时。因此,可能期望由hipe泡沫形成的吸收结构140具有为标准尺寸的护垫提供令人满意的吸收性的纸厚(在润湿之前)。当然,可制造相对厚的护垫,但鉴于对柔韧性/柔软性和薄性的期望、对衣服下的舒适度和谨慎性的期望,这通常被认为是白天使用不期望的。制造必须平衡这些竞争目标。因此,具有如本文所设想的hipe泡沫吸收结构的女性卫生护垫,可能期望该层在其面向穿着者的表面积(在润湿之前)的大部分中具有1mm至5mm或更优选地1.5mm至3.5mm或甚至更优选地2.0mm至3.0mm的纸厚。(hipe泡沫层的厚度可借助于放大/显微镜和/或摄影术或任何其它促进技术和设备在视觉上测量至被认为有用的任何程度。)如果吸收结构140包括如本文所述的两个次层,则可能期望上部次层具有0.64mm至3.2mm或优选地0.96mm至2.24mm或甚至更优选地1.28mm至1.92mm的纸厚(在润湿之前);并且可能期望下部次层具有0.16mm至0.80mm或更优选地0.24mm至0.56mm或甚至更优选地0.32mm至0.48mm的纸厚(在润湿之前)。
[0123]
在其它示例中,吸收结构可为由纺制长丝的非织造层形成的异质团块,其中离散的泡沫块在非织造结构内并散布/分配在其中,所述离散的泡沫块围绕并包覆长丝的部分形成。此类吸收结构的示例描述于:us 10,045,890、us 10,016,779、us 9,956,586、us 9,993,836、us 9,574,058、us 2015/0313770、us 2015/0335498、us 2015/0374876、us 2015/0374561、us 2016/0175787、us 2016/0287452、us 2017/0071795、us 2017/0119587、us 2017/0119596、us 2017/0119597、us 2017/0119588、us 2017/0119593、us 2017/0119594、
us 2017/0119595、us 2017/0199598、us 2017/0267827、us 2018/0110660、us 2017/0119600、us 2017/0119589、us 2018/0169832、us 2018/0168884和us 2018/0318150。
[0124]
吸收结构也可包括类似的任选层。这些层可为选自由以下项组成的组的纤维网:纤维结构、气流成网纤维网、湿法成网纤维网、高蓬松非织造物、针刺纤维网、水刺纤维网、纤维丝束、织造纤维网、针织纤维网、植绒纤维网、纺粘纤维网、分层纺粘/熔喷纤维网、粗梳纤维网、纤维素纤维和熔喷长丝的共成形纤维网、短纤维和熔喷长丝的共成形纤维网以及作为它们的分层组合的分层纤维网。
[0125]
芯和基础结构的这些任选层可包括诸如绉纱纤维素填料、绒毛纤维素纤维、气流纤网(透气毡)和纺织纤维的材料。任选层的材料也可包括长丝,诸如合成纤维或长丝,热塑性颗粒、纤维或长丝,三组分长丝,以及双组分纤维或长丝,诸如具有例如以下聚合物组合中任一种的皮/芯型长丝:聚乙烯/聚丙烯、聚乙酸乙基乙烯基酯/聚丙烯、聚乙烯/聚酯、聚丙烯/聚酯、共聚酯/聚酯等。任选层可包含以上列出的材料的任何组合、它们的共聚物和/或单独或组合的多个以上列出的材料。
[0126]
任选层的材料可为疏水的或亲水的,具体取决于它们的功能以及在吸收结构内或相对于吸收结构的位置。
[0127]
任选层的材料可以由组成纤维或长丝形成,所述组成纤维或长丝包含诸如聚乙烯、聚丙烯、聚酯、它们的共聚物和它们的共混物的聚合物。长丝可在纺粘工艺中形成。长丝可在熔喷工艺中形成。纤维或长丝还可以由纤维素、人造丝、棉或其它天然材料或聚合物与天然材料的共混物形成或者包含这些材料。纤维或长丝也可包含超吸收材料,诸如聚丙烯酸酯或合适材料的任何组合。纤维或长丝可为单组分、双组分和/或双成分、非圆形的(例如,毛细管道纤维),并且可具有在0.1微米至500微米范围内的主横截面尺寸(例如,圆纤维的直径)。非织造前体纤维网的组成纤维或长丝也可以是不同类型的混合物,这些不同类型在诸如化学成分(例如聚乙烯和聚丙烯)、组分(单组分和双组分)、旦尼尔(微旦尼尔和》20旦尼尔)、形状(即毛细管和圆形)等特征方面不同。组成纤维或长丝可在约0.1旦尼尔至约100旦尼尔的范围内。
[0128]
任选层可包含热塑性颗粒、纤维或长丝。该材料(具体地为热塑性纤维或长丝)可由多种热塑性聚合物制成,所述热塑性聚合物包括聚烯烃诸如聚乙烯和聚丙烯、聚酯、共聚酯以及任何前述材料的共聚物。
[0129]
根据期望的特征,合适的热塑性材料包括被制成亲水的疏水纤维,诸如衍生自例如聚烯烃诸如聚乙烯或聚丙烯、聚丙烯酸化物、聚酰胺、聚苯乙烯等的经表面活性剂处理或经二氧化硅处理的热塑性纤维或长丝。疏水热塑性纤维或长丝的表面可用表面活性剂诸如非离子表面活性剂或阴离子表面活性剂处理以变得亲水,例如用表面活性剂喷涂纤维或长丝,将纤维或长丝浸入表面活性剂,或者在制备热塑性纤维时包括表面活性剂作为聚合物熔体的一部分。在熔融和重新凝固时,表面活性剂将趋于保持在热塑性纤维或长丝的表面处。合适的表面活性剂包括非离子表面活性剂,诸如由ici americas,inc.(wilmington,delaware)制造的brij 76和以pegosperse由glyco chemical,inc.(greenwich,connecticut)出售的各种表面活性剂。除了非离子表面活性剂之外还可使用阴离子表面活性剂。这些表面活性剂可以例如约0.2至约1g/cm2热塑性纤维或长丝的量施用于热塑性纤维。
[0130]
合适的热塑性长丝可由单一聚合物(单组分长丝)制成,或者可由多于一种聚合物(例如,双组分长丝)制成。适用于本文所设想的结构中的双组分纤维可包括具有如下组分的纤维,所述组分具有皮/芯构型、偏心皮/芯构型或并列构型。并列构型或偏心皮/芯构型可为优选的,同轴的皮/芯构型则不是,因为它们趋于为纺制长丝赋予卷曲或起皱,这是由组分在纺丝后冷却时的不同收缩率引起的。这在一些情况下可为优选的,因为起皱或卷曲的组成长丝将为纤维网赋予比未起皱/未卷曲的长丝更大的蓬松度,并且为纤维网赋予更大的可感知的柔软性和舒适度属性;此类情况可包括例如当成品非织造纤维网产品将以相对低的基重进行制造时的情况,所述基重原本将导致相对薄的(低纸厚)产品。聚合物组分可包括以下组合中的任一种:聚乙烯/聚丙烯、聚乙酸乙基乙烯基酯/聚丙烯、聚乙烯/聚酯、聚丙烯/聚酯、共聚酯/聚酯等。用于本文的特别合适的双组分热塑性纤维是具有聚丙烯或聚酯芯以及具有较低熔融温度的共聚酯、聚乙酸乙基乙烯基酯或聚乙烯皮的那些(例如,danaklon、celbond或chisso双组分纤维)。
[0131]
任选层也可包含通常不用于粘结但改变纤维网机械特性的合成纤维或长丝。此类合成纤维或长丝可以是由醋酸纤维素、聚氟乙烯、聚偏二氯乙烯、丙烯酸类(诸如奥纶)、聚醋酸乙烯酯、不溶性聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺(诸如尼龙)、聚酯以及它们的混合物形成的纤维或长丝。这些可包括例如聚酯诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(例如,dacron和kodel)、高熔点聚酯(例如,由eastman chemical co.制备的kodel 431)亲水性尼龙(hydrofil)等。合适的纤维或长丝也可例如通过表面活性剂或二氧化硅处理而被亲水化疏水性。就非粘结热塑性纤维而言,它们的长度可根据这些纤维期望的具体特性而变化。通常,它们的长度为约0.3cm至7.5cm,诸如约0.9cm至约1.5cm。合适的非粘结热塑性纤维可具有的分特在约1.5至约35的范围内,诸如约14至约20分特。
[0132]
调节顶片表面化学成分的亲水性
[0133]
参见图20,如本文所述形成的顶片的功能可通过在选定位置处向成形非织造纤维网材料添加亲水性材料来增强。在一些示例中,可选择性地将表面活性剂施加到顶片材料的面向吸收剂的表面123。在一个更具体的示例中,可经由例如使用吻涂辊涂布机、喷涂、印刷技术或任何其它合适的液相沉积技术将表面活性剂或包含表面活性剂的溶液或乳液施用到顶片材料的面向吸收剂侧,以将表面活性剂或包含表面活性剂282的溶液或乳液的施用沉积到材料上。在包括长丝和/或纤维在非织造纤维网材料中的合适设置以及工艺技术/条件在内的合适条件下,长丝和/或纤维和/或它们占据并限定顶片材料的面向吸收剂的表面123和通道部分164的底部的部分将具有施加到其上的表面活性剂,而长丝和/或纤维和/或它们占据并限定面向穿着者的表面124的部分、以及它们的积聚区域166将在它们的面向穿着者的表面上具有极少或不具有施加的表面活性剂,使得表面活性剂在靠近面向吸收剂侧的长丝上的存在量大于靠近面向穿着者侧的长丝上的存在量。在所得顶片中,含水流体(液体身体流出物)可更有可能在通道164中并沿该通道流动并/或排入离散低堆积体积部分165中,并且穿过其底部部分大致沿z方向流动,以到达设置在吸收制品中顶片下方的吸收材料,并且与变细区域163相邻的具有相对较大数量的疏水性长丝和/或纤维的积聚区域166可趋于减慢或阻挡含水流体沿面向穿着者的表面124、沿x-y平面朝向顶片的使用中面向穿着者的部分126的外周边128通过。应当理解,为了改善或增强所期望的流体引导/阻隔和/或排水效应,表面活性剂施用技术和设备可适于将表面活性剂选择性地施用到形成顶
片的一个或多个非织造纤维网材料区段的有限部分或限定部分。例如,可仅将表面活性剂施用到面向吸收剂的表面123的位于通道部分164中的一个或多个通道部分的内侧的部分(相对于由材料占据的x-y平面),或者施用到面向吸收剂的表面123的不包括护翼部分114的部分等。在非织造物大部分由聚丙烯形成的情况下,在一个非限制性示例中,适用于经由吻涂辊设备或另选地喷墨印刷设备施用的表面活性剂可包括stantex s6887表面活性剂纺丝油剂(pulcra chemicals/fashion chemicals gmbh&co.,geretsried,germany的产品)。
[0134]
参见图21,又如,对于类似于上文刚刚所述那些的效应,如本文所述形成的非织造纤维网材料可经由粘结或以其它方式与由亲水性材料形成的长丝和/或纤维的第二层281联接,以形成顶片的面向吸收剂的表面。在一些示例中,该第二层281可为第二单独制造的纤维网材料。在其它示例中,该第二层281可为长丝和/或纤维的沉积物,所述沉积物在相同的纤维网制造过程中沉积在形成积聚区域166和通道部分164以及面向穿着者的表面124的初级(疏水性)长丝和/或纤维上。
[0135]
着色
[0136]
待熔纺的聚合物组分树脂可包含着色剂,诸如色调剂或染色剂,和/或增白剂和/或遮光剂。在一些示例中,形成非织造纤维网材料的所有长丝和/或纤维可为着色的或染色的。另选地,非织造材料或所沉积的纺制长丝和/或纤维的第二层281也可包含由与色调剂或染色剂共混的聚合物树脂纺制的长丝和/或纤维,以向长丝和/或纤维赋予与第一层280a中的长丝和/或纤维的颜色形成对比的颜色。这对于增强纤维网材料的变细区域163和积聚区域166(参见下文的描述)之间的纤维和/或长丝面密度和基重的变化的有序排列的视觉影响可能是期望的。在一个非限制性示例中,第一层280a的长丝和/或纤维可不包括调色剂或染色剂,而第二层281的长丝和/或纤维可包括一种或多种调色剂或染色剂。在另一个非限制性示例中,第一层280a的长丝和/或纤维可包括增白剂和/或不透明剂(诸如例如tio2),并且第二层的长丝和/或纤维可包括着色剂诸如非白色染色剂或调色剂。应当理解,可使用调色剂、增白剂、不透明剂和/或染色剂的这些和其他组合以在形成纤维网材料的第一层和第二层之间赋予可见的颜色对比度。在其它示例中,下面的材料诸如形成吸收结构和/或底片的材料可包含被选择用于提供与顶片的视觉对比的增白剂、色调剂或染色剂。
[0137]
可获得预分散于载体树脂中、预分散于适于在引入一个或多个挤出机中之前或期间与一种或多种长丝组分树脂共混的色母料产品中的染色剂、增白剂和/或遮光剂。所选的试剂优选为固体粉末状组合物,当在普通熔体纺制工艺条件下将它们熔融、挤出并纺制成长丝时,该组合物在共混并分散于长丝组分树脂内时不溶解于聚合物树脂中或不与聚合物树脂发生化学反应。合适的染色剂可包括固体无机或有机组合物,并且在一些示例中可为固体有机金属组合物。
[0138]
合适的白色颜料母料产品通常包括固体金属和/或有机金属组合物,例如,锑白、硫酸钡、锌钡白、纯铅白、钛白(tio2)和锌白(zno)。
[0139]
在一些示例中,形成成品成形非织造纤维网材料280或其至少第一层280a的长丝可以由已添加蓝色染色剂的一种或多种聚合物树脂纺制。本发明人相信,添加到长丝组分树脂中的适当浓度的蓝色颜料可对有序排列的基重和纸厚变化的可见性具有显著影响,从而增强z方向深度和总体三维结构的外观。不受理论的约束,本发明人相信,与一种或多种长丝树脂混合以选择重量百分比浓度的其它单一颜料或颜料组合可对增强非织造纤维网
280的表观深度的可见性和/或三维结构特征部的可见性具有类似的效应。
[0140]
合适的蓝色颜料母料产品通常还包括固体金属和/或有机金属组合物,例如,群青颜料、波斯蓝、钴蓝、天青蓝、埃及蓝、汉蓝、石青、普鲁士蓝、yimmn蓝和锰蓝。在一个具体示例中,可将蓝色母料产品混合至聚丙烯长丝纺制树脂总重量的约0.25%的浓度,其中母料产品包括约36重量%的蓝色颜料组合物。据信,为了增强如上所述的非织造纤维网280的表观深度的可见性和/或三维结构特征部的可见性,蓝色颜料材料在总纺制树脂共混物中的有效重量百分比浓度可为约0.03%至约0.15%,更优选为约0.06%至0.12%。
[0141]
在另一种方法中,可经由任何合适的技术将非白色或与纺制长丝的颜色形成对比的颜色的油墨施用到将变成顶片的面向吸收剂的表面的非织造纤维网材料表面上,以增强如上所述的视觉影响。
[0142]
用于制造顶片材料的方法
[0143]
成形的非织造纤维网材料,可使用例如以下中任何中描述的设备、方法和材料由成形的非织造纤维网材料形成如上所述的顶片:美国申请公布us 2017/0191198;us 2017/0029994;us 2017/0029993和us 2017/0027774以及美国专利申请序列号15/840,455;15/879,474;15/879,477;15/881,910;62/527,216;62/527,224,62/819;729;和62/819,744,它们的公开内容以引用方式并入本文。
[0144]
成形非织造纤维网材料可利用特别适用的成形带在纺粘过程中由纺制长丝制造。顶片可大部分由纺粘长丝形成或基本上完全由纺粘长丝形成。当顶片由纺粘双组分长丝形成时,可实现附加的纤维网蓬松度和制造效率。双组分长丝可被纺丝,以具有并列双组分构型,使得合适地选择不同的树脂组分将在长丝冷却时为它们赋予起皱或卷曲;长丝的起皱或卷曲可有助于所得纤维网的蓬松度。
[0145]
顶片形成工艺组分
[0146]
例如,参见图11,用于制造双组分长丝的成形非织造纤维网材料的生产线500可包括一对分别由挤出机驱动器531和533驱动的熔体挤出机532和534,用于分别熔融和挤出第一聚合物组分树脂和第二聚合物组分树脂。第一聚合物组分树脂可从第一料斗536进料到相应的挤出机532中,并且第二聚合物组分树脂可从第二料斗538进料到相应的挤出机534中。第一聚合物组分树脂和第二聚合物组分树脂可由挤出机532和534熔融并驱动通过相应的聚合物导管540和542,然后通过过滤器544和545,到达熔体泵546和547,该熔体泵帮助将聚合物泵送到纺丝组件548中并使其通过纺丝组件548。用于纺制双组分长丝的具有喷丝头的纺丝组件是本领域已知的,因此本文不再详细描述。
[0147]
一般地描述,纺丝组件548可包括外壳,该外壳包括一个堆叠在另一个的顶部上的多个板,它们带有一定图案的开口,这些开口被布置成产生流动路径以用于单独地引导熔融的第一聚合物组分树脂和第二聚合物组分树脂通过喷丝头开口。纺丝组件548可具有被布置成一个或多个行的喷丝头开口。当熔融的聚合物树脂被迫通过这些喷丝头开口时,喷丝头开口喷出单独熔融聚合物流122a的向下帘。为了本公开的目的,喷丝头可被布置成形成皮/芯型或并列型双组分长丝流。双组分长丝在一些情况下由于它们的特定特性可为优选的。并列型或偏心或不对称的芯/皮型双组分长丝可为优选的,其中期望纺制长丝具有由不同组分的不同冷却收缩率赋予的螺旋或卷曲,其中纺制长丝中的螺旋或卷曲可有助于增强非织造纤维网材料的蓬松度和堆积体积。在期望相应的组分具有可有利地保持平衡的不
同属性或特性的情况下,芯/皮型双组分长丝可为优选的。此类属性或特性可包括原材料(树脂)成本、或纺丝拉伸强度、或表面感觉或表面摩擦。在一个示例中,其中芯组分主要为聚丙烯并且皮组分主要为聚乙烯的芯/皮型长丝可为优选的,其中聚丙烯因其相对较低的成本和对长丝拉伸强度的贡献而被选择用于芯组分,并且聚乙烯因相对较低的熔点(为了在长丝之间进行热粘结)和其赋予长丝表面的相对较低摩擦、较丝滑感觉而被选择用于皮组分。
[0148]
虽然以上描述设想纺制双组分长丝,但应当理解,所供应的设备和材料可被调整、选择和构造用于纺制单组分长丝、或具有多于两种组分的多组分长丝。
[0149]
喷丝头可被构造成并调整成形成具有大致圆形横截面的流(以形成具有大致圆形/圆形横截面的长丝),或形成具有大致非圆形横截面诸如不对称的多叶形(例如三叶形)横截面的流(以形成不对称的叶形例如三叶形长丝)。在一些情况下,因叶形长丝对流体沿其表面流动的影响、对长丝和非织造物不透明度的影响、对纤维和非织造物感觉的影响、或这些影响的组合,可能期望叶形长丝。一般来讲,由于穿过三叶形长丝的光折射和/或漫射更大,因此由叶形长丝诸如三叶形长丝形成的非织造纤维网材料具有比由圆形长丝形成的原本类似的非织造纤维网材料更大的不透明度。分别取决于长丝的表面是亲水性的还是疏水性的,可通过叶形横截面在更大程度上增强或抑制流体沿长丝表面的流动。
[0150]
生产线530也可包括定位在聚合物流122a离开喷丝头的位置下方/附近的淬火鼓风机550。可以适当地控制来自淬火空气鼓风机550的空气的温度、速度和方向,以将聚合物流淬火,从而使聚合物流部分地凝固。可在帘的一侧(上游或下游)或帘的两侧提供和引导淬火空气。
[0151]
缩束装置552可定位在喷丝头下方以接收淬火的聚合物流122a。在对聚合物进行熔体纺丝的过程中用作缩束装置的长丝抽吸单元或吸气器是本领域已知的。用于本公开的工艺中的合适的长丝抽吸单元可包括us 3,802,817中所示类型的线性长丝缩束装置或者us 3,692,618和us 3,423,266中所示类型的喷射枪,这些专利的公开内容以引用方式并入本文。
[0152]
一般来讲,缩束装置552可包括并限定细长竖直通道,聚合物流122a可通过该细长竖直通道夹带在向下空气流中、向下抽吸、伸长并减小横截面以形成长丝122。成型的至少部分地带有小孔的成形带260定位在缩束装置552的下方,并且从缩束装置552的出口孔接收向下移动的连续长丝。成形带260是具有外接收侧260a和内侧260b的连续带,并且围绕导辊562循环,所述导辊中的一个或多个导辊可以受控速度被驱动以使得带沿x-y平面并沿加工方向md平移穿过缩束装置下方的工作位置561。成形真空系统555可定位在沉积长丝的带260的工作位置561下方,以将空气流的空气抽吸通过带,从而将夹带的长丝朝向并紧贴带表面抽吸。虽然成形带260在本文中被示出和描述为带,但应当理解,具有合适的成形表面的成形装置也可具有其他形式,诸如具有合适的圆柱形成形表面的可旋转转筒。成型的成形带的示例的特征部描述于下文中。
[0153]
在生产线500的操作中,可向料斗536和538供应相应期望的第一聚合物组分树脂和第二聚合物组分树脂。第一聚合物组分树脂和第二聚合物组分树脂可由相应的挤出机532和534熔融,并且在其熔融状态下被迫通过聚合物导管540和542,到达纺丝组件548。生产线可包括过滤器544、545以从熔融树脂中过滤掉固体杂质,并且生产线还可包括补充熔
体泵546、547以增加导管中的压力,从而有助于将聚合物组分驱动至纺丝组件548并通过纺丝组件548。虽然可针对所使用的聚合物和所期望的工艺条件来控制和改变熔融聚合物树脂的温度,但当聚乙烯和聚丙烯中的一者或两者主要为组分树脂时,可将熔融聚合物树脂的温度控制在约190摄氏度至约240摄氏度的范围内。
[0154]
顶片长丝纺丝树脂制剂
[0155]
特别适用于纺制本文设想的双组分长丝的聚合物树脂的非限制性示例包括购自lyondellbasell(rotterdam,netherlands)的ph835聚丙烯和购自dow chemical company(midland,michigan,usa)的aspun-6850-a聚乙烯。虽然设想聚丙烯和聚乙烯作为纺制长丝的主要聚合物树脂组分,但是由于它们的热力学属性和机械属性以及目前它们的成本,多种聚合物可适用于本公开的范围内。其它合适的示例包括购自exxonmobil,irving,tx的pp3155和achieve 3854产品。
[0156]
潜在合适的合成聚合物的非限制性示例包括热塑性聚合物,诸如聚酯、尼龙、聚酰胺、聚氨酯、聚烯烃(诸如聚丙烯、聚乙烯和聚丁烯)、聚乙烯醇和聚乙烯醇衍生物、聚丙烯酸钠(吸收性凝胶材料),以及聚烯烃的共聚物诸如聚乙烯辛烯或包含丙烯和乙烯的单体共混物的聚合物,以及可生物降解的或可堆肥的热塑性聚合物诸如聚乳酸、聚乙烯醇和聚己内酯。可能合适的天然聚合物包括淀粉、淀粉衍生物、纤维素和纤维素衍生物、半纤维素、半纤维素衍生物、甲壳质、脱乙酰壳多糖、聚异戊二烯(顺式和反式)、肽和多羟基链烷酸酯。在一个示例中,用于纺制长丝的主要聚合物组分可为选自下列物质的热塑性聚合物:聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚乳酸、多羟基链烷酸酯、聚乙烯醇、聚已酸内酯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚氨酯、以及它们的混合物。在另一个示例中,热塑性聚合物可选自:聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚乳酸、多羟基链烷酸酯、聚乙烯醇、聚已酸内酯、以及它们的混合物。另选地,聚合物可包括衍生自部分地通过生物过程产生的单体诸如生物聚乙烯或生物聚丙烯的聚合物。
[0157]
在一些情况下,可能期望操纵和/或增强纺制长丝的特征,诸如由一种或多种组分树脂纺制的纤维的颜色、不透明度、柔韧性、亲水性/疏水性和/或表面感觉(例如,表面摩擦系数)。在此类情况下,一种或多种熔体添加剂可与进料至一个或多个挤出机的一种或多种树脂一起包含在内。
[0158]
可将无机填料诸如镁、铝、硅和钛的氧化物加入聚合物树脂中,作为增白剂、不透明剂、填料或加工助剂。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。
[0159]
顶片长丝表面特性操纵
[0160]
滑爽剂熔体添加剂可以足以影响和/或增强期望触觉特性(例如,赋予柔软/丝滑/光滑感觉)的量包含在长丝中。当与树脂熔融共混时,一些滑爽剂在冷却期间或在制造之后逐渐迁移到长丝表面,从而在长丝表面中形成具有润滑效应的薄涂层。可能期望滑爽剂为快速浓郁滑爽剂,并且可为具有一个或多个官能团的烃,该官能团选自氢氧化物、芳基和取代的芳基、卤素、烷氧基、羧化物、酯类、碳不饱和物、丙烯酸酯、氧、氮、羧基、硫酸盐和磷酸盐。在一种特定形式中,滑爽剂为芳族或脂族烃油的盐衍生物,尤其是脂肪酸的金属盐,包括具有7个至26个碳原子、优选10个至22个碳原子的链长的脂族饱和或不饱和羧酸、硫酸和磷酸的金属盐。合适的脂肪酸的示例包括一元羧酸月桂酸、硬脂酸、琥珀酸、硬脂基乳酸、乳
酸、邻苯二甲酸、苯甲酸、羟基硬脂酸、蓖麻油酸、环烷酸、油酸、棕榈酸、芥酸等,以及对应的硫酸和磷酸。合适的金属包括li、na、mg、ca、sr、ba、zn、cd、al、sn、pb等。代表性的盐包括例如硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸钠、硬脂酸锌、油酸钙、油酸锌、油酸镁等,以及对应的高级烷基金属硫酸盐和高级烷基磷酸的金属酯。
[0161]
在其他示例中,爽滑剂可为非离子官能化化合物。合适的官能化化合物包括:(a)油的酯、酰胺、醇和酸,该油包括芳族或脂族烃油,例如矿物油、环烷油、石蜡油;天然油诸如蓖麻油、玉米油、棉籽油、橄榄油、菜籽油、大豆油、葵花油、其他植物油和动物油等。这些油的代表性官能化衍生物包括例如一元羧酸的多元醇酯,诸如单硬脂酸甘油酯、季戊四醇单油酸酯等;饱和的和不饱和的脂肪酸酰胺或亚乙基双(酰胺),诸如油酰胺、芥酸酰胺、亚油酰胺、以及它们的混合物;二醇、聚醚多元醇如carbowax;以及己二酸、癸二酸等;(b)蜡,诸如巴西棕榈蜡、微晶蜡、聚烯烃蜡例如聚乙烯蜡;(c)含氟聚合物,诸如聚四氟乙烯、氟油、氟蜡等;以及(d)硅化合物,诸如硅烷和有机硅聚合物,包括硅油、聚二甲基硅氧烷、氨基改性的聚二甲基硅氧烷等。
[0162]
可用于本公开目的的脂肪酰胺由下式表示:rc(o)nhr1,其中r为具有7至26个碳原子、优选10至22个碳原子的饱和或不饱和烷基基团,并且r1独立地为氢或具有7至26个碳原子、优选10至22个碳原子的饱和或不饱和烷基基团。符合此结构的化合物包括例如棕榈酰胺、硬脂酰胺、花生酰胺、山嵛酰胺、油酰胺、芥酸酰胺、亚油酰胺、硬脂基硬脂酰胺、棕榈基棕榈酰胺、硬脂基花生酰胺、以及它们的混合物。
[0163]
可用于本公开目的的亚乙基双(酰胺)由下式表示:
[0164]
rc(o)nhch2ch2nhc(o)r,
[0165]
其中每个r独立地为具有7至26个碳原子、优选10至22个碳原子的饱和或不饱和烷基基团。符合此结构的化合物包括例如硬脂酸氨基乙基硬脂酰胺、硬脂酸氨基乙基棕榈酰胺、棕榈酸氨基乙基硬脂酰胺、亚乙基双硬脂酰胺、亚乙基双油酰胺、硬脂基芥酸酰胺、芥酸氨基乙基芥酸酰胺、油酸氨基乙基油酰胺、芥酸氨基乙基油酰胺、油酸氨基乙基芥酸酰胺、硬脂酸氨基乙基芥酸酰胺、芥酸氨基乙基棕榈酰胺、棕榈酸氨基乙基油酰胺、以及它们的混合物。
[0166]
脂肪酰胺的可商购获得的示例包括ampacet 10061(ampacet corporation,white plains,new york,usa),它包含5%的芥酸和硬脂酸的伯酰胺在聚乙烯中的50:50混合物;elvax 3170(e.i.du pont de nemours and company/dupont usa,wilmington,delaware,usa),它包含在18%乙酸乙烯酯树脂和82%聚乙烯的共混物中的芥酸和硬脂酸的酰胺的类似共混物。滑爽剂也可购自croda international plc(yorkshire,united kingdom),包括crodamide or(油酰胺)、crodamide sr(硬脂酰胺)、crodamide er(芥酸酰胺)和crodamide br(山嵛酰胺);并且购自crompton,包括kemamide s(硬脂酰胺)、kemamide b(山嵛酰胺)、kemamide o(油酰胺)、kemamide e(芥酸酰胺)和kemamide(n,n
′‑
亚乙基双硬脂酰胺)。其它可商购获得的滑爽剂包括erucamid er芥酸酰胺。
[0167]
适用于实现柔软性/摩擦系数降低的其它熔体添加剂包括芥酸酰胺、硬脂酰胺、油酰胺和有机硅例如聚二甲基硅氧烷。一些具体示例包括得自croda international plc(yorkshire,united kingdom)的crodamide滑爽剂及抗粘连剂,以及得自ampacet corporation(white plains,new york,usa)的滑爽bopp剂。特别为聚丙烯定制的实现柔软
性/摩擦系数降低的熔体添加剂的一些附加具体示例购自techmer pm company(clinton,tennessee,usa)。
[0168]
在本公开设想内的非织造纤维网材料可独立地包括爽滑剂/柔软性熔体添加剂,或与影响表面能(亲水性/疏水性)的其他添加剂结合,或与其他长丝特征变型结合,这些其他长丝特征变型包括但不限于长丝尺寸、长丝横截面形状、长丝横截面构型、和/或卷曲长丝变型。对于包括两个或更多个纤维网层或者两个或更多个不同长丝的沉积层的非织造纤维网材料的示例,添加剂可包含在一个层的长丝中但不包含在另一个层的长丝中,或者不同添加剂可包含在不同层的长丝中。
[0169]
如本文所述,在一些示例中,可能期望存在于顶片的面向吸收剂的表面123处或附近的长丝具有亲水性表面能特性。为了赋予长丝此类特性,所述长丝可由固有地具有此类特性的一种或多种树脂纺制,或者另选地,所述长丝可由与熔体添加剂共混的一种或多种树脂纺制,所述熔体添加剂使得所得的纺制长丝为亲水性的。另选地,在纺丝之后,长丝、絮片或成品纤维网可用赋予它们亲水性的材料诸如表面活性剂进行处理。为了选择性地为顶片的部分(诸如面向吸收剂的表面123)赋予亲水性以影响其流体处理特性,这可能是期望的。
[0170]
与之结合,可能期望存在于顶片中更多地从面向吸收剂的表面123移除的位置处的长丝(包括存在于面向穿着者的表面124处并靠近该表面的长丝)由固有疏水性树脂纺制,或者附加地或另选地,由与熔体添加剂共混的树脂纺制,所述熔体添加剂使得所得的纺制长丝为疏水性的或者增强疏水性。在纺制时长丝的固有和/或增强的疏水性可有助于防止所施用的表面活性剂的溶液、乳液或浓缩物在z方向上从面向吸收剂的表面朝向面向穿着者的表面发生不期望的迁移,并且还可增强顶片的积聚区域166中的长丝用作防止含水身体流出物跨顶片沿x-y平面中的方向朝向护垫的外边缘迁移的屏障的能力。长丝的疏水性可经由向将用于纺制长丝的一种或多种树脂中添加疏水化熔体添加剂来增强。
[0171]
在一些示例中,疏水化熔体添加剂可在纺丝过程中直接添加或作为母料添加到聚合物熔体中。合适的熔体添加剂可包括例如脂质酯或聚硅氧烷。当将疏水化熔体添加剂共混到一种或多种树脂中时,所得的纺制长丝中的添加剂可聚集到其外表面,并且形成覆盖表面的部分的膜,形成原纤、薄片、颗粒或其它具有低表面能的表面特征部。
[0172]
可利用任何合适的疏水化熔体添加剂。疏水化熔体添加剂的示例包括脂肪酸和脂肪酸衍生物。脂肪酸可源自植物、动物和/或合成来源。一些脂肪酸可在c8脂肪酸至c30脂肪酸,或c12脂肪酸至c22脂肪酸的范围内。在其它形式中,可使用基本上饱和的脂肪酸,尤其是当由于脂肪酸前体的氢化而产生饱和时。脂肪酸衍生物的示例包括脂肪醇、脂肪酸酯和脂肪酸酰胺。合适的脂肪醇(r-oh)包括衍生自c12-c28脂肪酸的那些。
[0173]
合适的脂肪酸酯包括衍生自c12-c28脂肪酸和短链(c1-c8,优选c1-c3)一元醇的混合物、优选地衍生自c12-c22饱和脂肪酸和短链(c1-c8,优选c1-c3)一元醇的混合物的那些脂肪酸酯。疏水化熔体添加剂可包括单脂肪酸酯、二脂肪酸酯和/或三脂肪酸酯的混合物。示例包括甘油作为主链的脂肪酸酯,如下图[1]所示:
[0174][0175]
其中r1、r2和r3各自为碳原子数在11至29的范围内的烷基酯。在一些形式中,甘油衍生的脂肪酸酯具有与甘油连接的至少一个烷基链、至少两个或三个链,以形成甘油单酯、甘油二酯或甘油三酯。甘油三酯的合适示例包括甘油基三山萮酸酯、甘油基三硬脂酸酯、甘油基三棕榈酸酯和甘油基三肉豆蔻酸酯、以及它们的混合物。就甘油三酯和甘油二酯而言,烷基链可具有相同的长度或不同的长度。示例包括具有一个c18烷基链和两个c16烷基链或者两个c18烷基链和一个c16链的甘油三酯。优选的甘油三酯包括衍生自c14-c22脂肪酸的烷基链。
[0176]
合适的脂肪酸酰胺包括衍生自c12-c28脂肪酸(饱和或不饱和的)和伯胺或仲胺的混合物的那些。脂肪酸伯酰胺的合适示例包括衍生自脂肪酸和氨的那些,如下图[2]所示:
[0177][0178]
其中r具有在11至27的范围内的碳原子数目。在至少一种其它形式中,脂肪酸可在c16脂肪酸至c22脂肪酸的范围内。一些合适的示例包括芥酸酰胺、油酰胺和山嵛酰胺。其它合适的疏水化熔体添加剂包括疏水性有机硅。附加的合适的疏水化熔体添加剂公开于美国专利申请序列号14/849,630和美国专利申请序列号14/933,028。另一种合适的疏水化熔体添加剂可以商品名ppm17000 high load hydrophobic购自techmer pm(clinton,tenn.)。疏水化熔体添加剂的一个具体示例是甘油三硬脂酸酯。如本文所用,甘油三硬脂酸酯被定义为大部分包含c18和c16饱和烷基链长的长链甘油三酯的混合物。另外,可存在不同不饱和度和顺式与反式不饱和键构型。烷基链长可在约c10至约c22的范围内。不饱和度通常将在每个烷基链0至约3个双键的范围内。顺式不饱和键构型与反式不饱和键构型之比可在约1:100至约100:1的范围内。与聚丙烯和/或聚乙烯一起使用的其它合适示例是包含硬脂酸或棕榈酸或这两者作为脂肪酸组分的甘油三酯或者此类甘油三酯的混合物。其它合适的疏水化熔体添加剂可包含芥酸酰胺或聚硅氧烷。
[0179]
如本文所述,在一些示例中,可能期望纤维网材料的组分包括具有使其具有亲水性的表面能特性的长丝。如上所述,在一些情况下,可能期望形成并靠近顶片的面向吸收剂的表面的长丝具有亲水性表面。在一些示例中,这可经由将亲水化熔体添加剂用于纺成长
丝的一种或多种树脂来实现。
[0180]
可使用任何合适的亲水化添加剂。一些合适的示例包括购自techmer pm,clinton,tennessee的以商品名techmer ppm15560出售的那些;tpm12713、ppm19913、ppm 19441、ppm19914、ppm112221(用于聚丙烯)、pm19668、pm112222(用于聚乙烯)。附加的示例为购自位于美国新泽西州哈蒙顿(hammonton,n.j.)polyvel inc.公司,以商品名polyvel vw351 pp wetting agent(用于聚丙烯)出售;购自位于美国北卡罗来纳州门罗(monroe,n.c.)goulston technologies inc.公司,以商品名hydrosorb 1001出售;以及美国专利申请公布号2012/0077886以及美国专利号5,969,026和美国专利号4,578,414中公开的那些亲水化添加剂。
[0181]
成核剂可与熔体添加剂一起包含在内。成核剂可有助于促使亲水化或疏水化熔体添加剂更多或更快地聚集。与在没有成核剂的情况下使用的相同亲水化或疏水化熔体添加剂相比,成核剂在与一种或多种组分树脂和亲水化或疏水化熔体添加剂熔融共混时将增强长丝中的亲水化或疏水化效应或润湿接触角效应(取决于添加剂的类型)。合适的成核剂可包括基于非糖醇、三酰胺和/或山梨糖醇的成核剂。具体但非限制性示例包括:有机成核剂,诸如得自milliken&company,spartanburg,south carolina的millad nx 8000或(以其新商品名)nx ultraclear gp110b。有效的无机成核剂的示例是caco3,或其它无机成核剂,尤其是纳米粘土或纳米级矿物分子。
[0182]
一些熔体添加剂可用于增强触觉柔软性和/或减小表面摩擦系数,以及改变表面能,从而起到双重作用。例如,当用作熔体添加剂时,脂肪酰胺可用于减小表面摩擦,并且增强长丝的疏水性。这些熔体添加剂在本文中以疏水性熔体添加剂列出。潜在合适的柔软性增强和疏水化熔体添加剂的其它非限制性示例示于us 2017/0258651中。
[0183]
在制造期间或在后处理中或甚至在这两者中,本文设想的成形非织造纤维网材料可用表面活性剂或其它试剂处理以亲水化该材料或使其成为疏水的。这在用于制备吸收制品的部件的制造和转换加工非织造纤维网材料领域中是已知的。例如,用于顶片的成形非织造纤维网材料可用表面活性剂或其它亲水剂处理,以便使其更易于接收含水身体流出物诸如尿液和/或被其透过。对于其它吸收制品,可使顶片保持在其天然疏水状态或者通过添加疏水化材料或表面活性剂使其成为更加疏水的。
[0184]
纺丝
[0185]
当聚合物流122a离开喷丝头时,来自淬火鼓风机550的淬火空气流至少部分地将形成聚合物流的聚合物淬火,并且对于某些聚合物而言,在聚合物中引起结晶。如果需要,为了提高结晶/凝固的速率,淬火鼓风机可被构造成沿大致垂直于流的长度的方向引导淬火空气。可将淬火空气冷却或加热至认为合适的温度(约0摄氏度至约35摄氏度)。并且当其接触聚合物流时达到约100英尺/分钟至约400英尺/分钟的速度。聚合物流可被充分淬火以降低它们的表面粘着性,以便防止它们在行进至并沉积并积聚在成形带260上时在其间接触时以任何不期望的程度粘结或熔合在一起。
[0186]
淬火后,聚合物流122a可以被抽吸到缩束装置552的竖直通道中,并且由缩束装置552产生的向下空气流夹带。缩束装置在一些示例中可定位在喷丝头底部下方的30英寸至60英寸处。由缩束装置产生的空气流以比进入的淬火聚合物流更高的向下速度移动。变细的气流夹带聚合物流并将它们向下抽吸,从而延长并减小它们的横截面,从而形成长丝
122。
[0187]
长丝122离开缩束装置552并且相对于循环成形带260基本上在z-方向上向下行进,所述循环成形带具有面向上的部分,所述面向上的部分沿加工方向md在缩束装置552下方移动穿过工作位置561。离开缩束装置的夹带空气可通过成形真空系统555被抽吸通过成形带260的透气部分,并且长丝122在它们的z方向上被成形带260的外接收侧260a停止行进,沉积并聚积在其上,然后与成形带260一起在加工方向上沿其行进。应当理解,长丝在成形带260上的沉积和积聚速率可通过控制成形带循环的速度、纺制长丝的速率、或这些方式的组合来控制。如下文将进一步解释,成形带260可被构造成具有影响聚积的长丝在x-y平面中跨其总表面区域的局部速率和深度的特征部,以导致形成长丝270的絮片和后续成品非织造纤维网材料280,所述非织造纤维网材料具有不同基重和/或长丝面密度和/或厚度或纸厚的区域的所需有序排列。
[0188]
在一些情况下,可能期望在非织造纤维网材料中包括具有不同组成的离散长丝。应当理解,这可通过构造承载不同聚合物树脂的设备来实现,该不同聚合物树脂与被构造成纺制长丝并将它们引导在成形带上的纺丝组件、淬火设备和缩束设备中的一个或多个组合平行地或顺序地/依次地布置。在一个非限制性示例中,可能期望非织造纤维网材料具有不同组成的长丝的分层沉积,所述长丝具有不同水平的亲水性/疏水性。参见图21,在具体示例中,可能期望疏水性长丝大部分靠近顶片材料的面向穿着者的表面124存在,而亲水性长丝大部分靠近面向吸收剂的表面123存在。应当理解,为了产生此类构型,长丝纺丝设备可被构造成将疏水性长丝的第一层280a纺丝并沉积到成形带上,并且当絮片沿加工方向在移动的成形带上移动时,按顺序在所述工艺的下游将不同亲水性长丝的第二层281纺丝并沉积在疏水性长丝上。
[0189]
压实和粘结
[0190]
生产线500还可包括一个或多个固结装置诸如压实辊570和572,它们形成辊隙570a,絮片270可通过所述辊隙被压实。任选地,可将一个或两个压实辊570、572加热以促进长丝的部分软化和塑性变形。此外,可能期望向辊隙570a中的长丝施加热量和压力的组合,该组合足以在行进通过辊隙570a的相互啮合/交叉的长丝之间诱导某种程度的粘结。
[0191]
压实有利于从成形带完全地移除絮片270,并且一些粘结可增强该效应,并且向成品材料赋予增加的加工方向和/或交叉方向拉伸强度。压实辊570、572可为带有独立加热控制器的一对平滑表面的不锈钢辊。一个或两个压实辊可通过电气元件或热油循环被加热。压实辊之间的间隙可用例如液压方式来控制,以随着其穿过辊隙570a对絮片施加期望的压力。在一个示例中,其中成形带厚度为1.4mm,并且纺粘非织造物具有30gsm的基重,压实辊570、572之间的辊隙间隙可为约1.35mm至1.50mm。
[0192]
在一个示例中,可将上压实辊570加热至足以引起絮片270的上表面上的粘结长丝熔融的温度,以赋予絮片内聚力和强度,这可有利于将其从成形带260移除而不丧失完整性。如图11所示,例如,随着辊570和572旋转,其上铺设有絮片的成形带260进入辊570和572之间的辊隙570a中。受热辊570可通过成形带260上的气流阻挡结构262的平台表面262a(下文所述)加热非织造织物10的最紧密地贴靠其的部分,以使靠近絮片270的上表面(即,缩束装置侧表面)的长丝变形和/或变平和/或粘结至期望的程度。如通过本文的描述可理解,长丝如此变形的变细区域将反映成形带260上的气流阻挡结构262的图案。
[0193]
在压实之后,可将压实的絮片提起离开成形带260或与成形带260分离,然后将其引导通过由压延辊571、573形成的第二辊隙571a。压延辊571、573可为不锈钢辊,一个不锈钢辊具有围绕其圆柱形表面的凸起的粘结突起部的雕刻图案或以其他方式形成的图案(粘结辊),并且另一个不锈钢辊为平滑辊(砧辊)。可加热粘结辊或粘结辊和砧辊两者,使得它们加热并部分地熔融长丝以便使得长丝在粘结突起部的径向最外表面和砧辊之间的辊隙中熔合在一起。粘结辊上的粘结突起部可被构造成任何合适的规则图案的相对紧密间隔的粘结“销”,所述粘结“销”将在成品纤维网材料280中产生点粘结部的类似图案。粘结突起部的径向最外表面在粘结突起部和砧辊之间的辊隙571a中实现絮片的局部增大的压缩。这些表面可具有围绕粘结辊的累积表面积,该累积表面积等于粘结辊的工作部分的总圆柱形表面积的百分比分数(粘结面积百分比),该百分比分数将大致反映在被粘结的纤维网材料在x-y平面中的表面积的百分比分数(被粘结面积百分比)中。粘结辊的粘结面积百分比和所得纤维网材料的被粘结面积百分比可为大约3%至30%、6%至20%、或7%至15%。热压延点粘结部的图案可用于改善纤维网的粘结性,并且增强纵向和交叉方向拉伸强度和尺寸稳定性,可用于下游加工以及将成形非织造纤维网材料结合到成品中。
[0194]
除此之外或另选地,在一些示例中,絮片可经由热空气粘结工艺粘结。通气热粘结可以是在一些情况下可能期望的产生更高蓬松度非织造结构的另一种方法。通气热粘结涉及将热空气施加到长丝絮片的表面。热空气流过位于非织造布正上方的集气室中的孔。然而,空气不会像在普通的热风炉中一样被推过非织造布。负压或抽吸拉动空气通过打开的输送机挡板,当非织造布通过烘箱时,挡板支撑非织造布。拉动空气通过非织造织物允许更加快速且均匀地传递热量并最小化织物的变形。作为使用常规通气粘结单元的替代方案,设想将粘结单元放置在成形带260上方,同时在带下方操作真空以将热空气抽吸通过絮片,从而实现类似于由常规通气粘结单元实现的工艺。
[0195]
成形带制造
[0196]
成形带260可根据以下专利中所述的方法和工艺来制备:us 6,610,173;us 5,514,523;us 6,398,910;或us 2013/0199741,其各自具有本文所公开的用于制备纺粘非织造纤维网的改善的特征部和图案。'173、'523、'910和'741的公开内容描述了以下带,它们代表了用固化树脂在带基底构件上制成的造纸带,该带具有改善之处和合适的构型,可如本文所述那样使用。
[0197]
具有用于制备纺粘非织造纤维网的三维特征部和图案的成形带260也可通过以下方法和工艺制备并且/或者在以下设备上制备,包括根据本文所教导的结构所需的修改:如us 7,799,382中所教导的旋转筛工艺;如us 2007/0170610中教导的聚合物挤出;如us 7,105,465中教导的树脂体系接枝;如us 8,815,057中教导的多孔膜;如us 2006/0019567中教导的连续层处理;如us 7,005,044中教导的聚合物液滴沉积;如us 7,014,735中教导的利用牺牲材料的聚合物液滴沉积;如us 8,454,800或us 8,822,009中教导的空气可透过膜技术;如us 2016/0090692中教导的多层带结构;如us 8,758,569或us 8,366,878中教导的激光蚀刻;如us 2014/0272269中教导的挤出网格技术;如us 2008/0199655中所述的非织造带;以及us 2015/0102526a1、或us 2016/0159007、或wo 2016/085704、或us 2016/0185041中教导的增材制造方法和工艺。
[0198]
可用于本公开目的并且可根据us 5,514,523的公开内容制备的类型的成形带260
的示例示意性地示于图12至图14中。如'523专利所教导,基底带材料261的平片充分地涂覆有液体感光聚合物树脂至预选的厚度。基底带材料261(在'523专利中称为“加强结构”)可为空气可透过的丝网或筛网材料、织造垫或片材料、开孔金属或聚合物片材料、或提供在本文所设想的使用条件下合适的工艺尺寸稳定性和耐久性以及在z方向上相对较高程度的空气渗透率与相对较小的空气通道间距和尺寸的组合的任何其他材料,使得撞击带的纺制长丝将积聚在其上,而不是被在z方向上移动通过空气通道的空气在任何显著程度上吹过或抽吸通过空气通道。将印刷有负不透明部分的或以其他方式反映在负不透明部分中的透明膜或掩膜铺设在液体感光树脂上方,该负不透明部分具有针对期望的气流阻挡结构262限定的期望图案、布置、尺寸和形状。然后将树脂暴露于穿过膜的具有适当波长的光,诸如uv光(对于uv可固化树脂来讲)。这种对光的暴露导致在掩膜的透明部分(例如,非印刷部分)下方树脂的固化。然后可将未固化的树脂(在掩模中的不透明部分下方)从基底移除(例如,通过使用溶剂),留下由形成于基底上的固化树脂形成的固体气流阻挡结构,该固体气流阻挡结构被布置成期望的图案和形状,例如,图12所示的气流阻挡结构262的图案。也可形成用于向非织造纤维网材料赋予任何期望的装饰性或功能性特征部的气流阻挡结构的其他图案。气流阻挡结构262形成并限定成形带260的气流阻挡区域264,通过该气流阻挡区域阻挡z方向空气流通过带。基底带材料261的树脂未在其上固化并且未固化树脂从其移除的部分形成并限定成形带260的气流可渗过区域263,通过该气流可渗过区域允许z方向空气流通过带。树脂可在带上形成并固化至一定深度,并且固化方式使得气流阻挡结构262具有期望的z方向深度,以及大致沿x-y平面的平坦平台表面262a。在形成气流阻挡结构之后,其上形成有气流阻挡结构的基底带材料片的端部可以任何合适的方式接合以形成连续成形带260。
[0199]
絮片和纤维网的形成
[0200]
图15至图17示出了纺制长丝可聚积在成形带260上的方式,其中长丝聚积的位置和深度受成形带上气流阻挡结构262的布置和深度的影响。由于长丝被夹带在被成形真空系统555(参见图11)向下驱动并在z方向上抽吸穿过带的变细的空气中,因此它们在空气围绕并经过阻挡结构262时跟随空气并且大部分沉积在成形带的气流可透过区域263之上/上方。因此,长丝在气流可透过区域263上聚积至更大的深度和/或长丝面密度和重量,以形成聚积在带上的长丝的絮片270的积聚区域166。如先前所述,长丝聚积在成型带上的程度一般可通过控制带循环速度和长丝纺丝速率或它们的组合来控制。气流接近带时产生的湍流和随机度,以及带在加工方向上的移动将导致较小聚积的长丝(在纺丝时是大致连续的)交叉并且从而较小程度地聚积在气流阻挡结构262的平台表面262a上,从而在聚积长丝的絮片270中形成变细区域163。这种效果在图9中示意性地示出,该图示出了穿过通道部分164的相对小聚积的长丝122,因为这些长丝可由适当构造的气流阻挡结构形成,并且也在图16中示出。长丝在变细区域163和积聚区域166之间的相对分布以及它们之间的所得相对基重可至少部分地通过调节由成形真空系统555抽吸穿过成形带260的空气流速来调节。一般来讲,相对较小数量的长丝将聚积在气流阻挡结构262的平台表面262a上,并且相对较大数量的长丝将聚积在气流可透过区域263上,以相对较大的空气流速进入真空系统555,反之亦然。另选地或与由成形真空系统555抽吸的空气流速的调节相结合,可通过选择基底成形带材料261来控制变细区域163和积聚区域166之间的长丝的相对分布。一般来讲,相对较小数
量的长丝将聚积在气流阻挡结构262的平台表面262a上,并且相对较大数量的长丝将聚积在气流可透过区域263上,其中基底带材料261具有相对较大的透气率并且因此成形带260的气流可透过区域263具有相对较大的透气率,反之亦然。
[0201]
在压实辊571、572之间压实(示于图11中)并随后从成形带上移除之后,如图17中所示,絮片270将具有如下结构,所述结构具有基本上对应于气流阻挡结构在成形带上的排列的积聚区域166和变细区域163。如所指出的,由于压实辊570和气流阻挡结构262的平台表面262a之间的压实,因此细丝和/或其占据变细区域163的部分可一定程度地塑性变形(例如,变平)。相应地,长丝和/或其占据积聚区域166的部分一般将不通过压实而变形,或者可在显著较小的程度上变形,因为在压实期间,它们被设置在气流阻挡结构之间的空间中,并且因此在絮片穿过压实辊隙270a时不被如此紧密地压缩。
[0202]
使用如上所述的成形带260和方法,积聚区域与变细区域的纤维和/或长丝面密度之间的差值和/或絮片的基重之间的差值可达到2:1、3:1或甚至4:1或更大的水平。
[0203]
根据以上描述和附图,还应当理解,根据所述方法制造的成形非织造纤维网材料将表现出“片面性”,是指将由顶片的面向穿着者的表面构成的表面的特征部与将由顶片的面向吸收剂的表面构成的相对表面的特征部之间的差异。参见图16和图17,例如,应当理解,由首先到达成形带的长丝形成的絮片(和后续非织造纤维网材料)的表面(第一成形表面)将表现出根据有序排列的形貌特征和/或纹理,该表面具有基本上大于相对表面(即,在絮片压实之前最后到达成形带的由长丝形成的表面(最后成形表面))的任何形貌特征和/或纹理的z方向深度。由于此类片面性的缘故,反映有序排列的区的视觉可辨别性可在第一成形表面(其可形成顶片的面向穿着者的表面)上基本上更大。因此,这些区和所得形貌特征部/纹理特征部在首先形成的表面上的视觉冲击可比在相对的最后形成的表面上的视觉冲击更显著。与其结合并结合制造方法,长丝的占据变细区域的那些部分通常在z方向上更靠近最后形成的表面。
[0204]
虽然上文描述了熔体纺制/纺粘工艺以及将长丝沉积到成形带上,但还设想,可采用其他长丝和/或纤维沉积以及基重分配技术和工艺,包括例如以下专利中所述的所谓共成形工艺:us 9,944,047;us 8,017,534;us 5,508,102;us 4,100,324;以及us 2003/0211802;pct申请公布号wo 2018/064595 a1;以及us 2018/002848;us 2017/002486;us 2017/000695;us 2017/0342617;us 2016/0355950;以及其它技术,诸如水刺成形技术,其中由气流成网纤维(包括天然和/或合成/聚合物纤维)形成的纤维网在纤维网材料内具有通过受控且有序的水力增强/水力缠结而改变的纤维位置和分布,以形成通道部分、铰链部分、本文所设想的积聚区域和变细区域的有序排列以及所得的特征部的有序排列,这些有序排列可被形成以便视觉可辨别。
[0205]
平衡长丝表面疏水性和亲水性
[0206]
如上所述,待纺丝并聚积以形成非织造纤维网的长丝可由聚合物树脂或树脂共混物挤出,所述聚合物树脂或树脂共混物被选择用于实现它们赋予长丝的各种特性,包括拉伸强度、触觉柔软性(受诸如长丝刚度和表面摩擦系数的特性影响)、亲水性/疏水性等、以及成本。另外,长丝和/或成形非织造纤维网可接受所施加的后成形处理,诸如向一个或多个表面施用表面活性剂。
[0207]
根据用于纺制它们的一种或多种聚合物树脂,各个合成纤维或长丝的表面可为略
微至高度亲水性的、略微至高度疏水性的、或中性的,从而影响纤维'/长丝'的趋势程度、或它们的缺乏,以吸引含水流体并沿所述合成纤维或长丝的表面抽吸。在包括许多具有不同几何形状和/或空间取向的纤维/长丝表面的非织造纤维网结构内,聚集体中各个纤维表面的亲水性或疏水性程度连同影响结构孔隙率的纤维固结程度一起将在宏观水平上为纤维网结构赋予总体亲水性、疏水性、芯吸性和吸收特性。在非织造布中包含不同组成的纤维或长丝也将具有影响。因此,根据用于形成非织造纤维网的组成纤维或长丝的一种或多种类型,非织造纤维网的宏观表面可为中性的、略微至高度亲水性的、或略微至高度疏水性的,从而影响其吸引含水流体的趋势程度,将流体引导(“芯吸”)通过纤维结构内的裂缝或孔,并且将流体保持(即,吸收)在结构内。
[0208]
作为总体结构的非织造材料趋于排斥或另选地吸引、芯吸和/或保留含水流体的程度可通过选择纤维/长丝材料组成、纤维纺丝/加工、纤维网结构化和纤维固结以及后成形处理来操纵。添加剂可与聚合物树脂共混,这将改变由树脂纺制的纤维或长丝的表面的亲水性或疏水性程度。在纺制纤维或长丝和/或形成非织造纤维网材料之后,可将疏水剂或亲水剂施用到纤维或长丝和/或非织造布的表面。
[0209]
在设计适于用作可穿着吸收制品诸如女性卫生护垫的顶片材料的非织造布时,制造商可能面临固有冲突。在一方面,所述材料必须是充分亲水的并且具有合适的孔隙率以接受流体诸如尿液或经液的排出,并且在z方向上芯吸所述流体以便使其穿过而到达设置在顶片下方的吸收结构。不能充分且快速地接受排出的流体并且在z方向上使其向下移动至下面的吸收结构的顶片增加了流体将逸出制品和沾污内衣、外衣、被褥等的风险。另一方面,如果材料是亲水性的并且具有有利于有效芯吸的孔隙率水平,则也可易于发生不完全的排放和/或再润湿,即,保留和保持排出的流体的一些部分,或重新采集来自吸收结构的流体。保留排出的流体或易于再润湿的顶片一般不是使用者/穿着者偏好的,因为倾向于感觉到令人不悦的润湿并且可促进皮肤的过度水合。
[0210]
已认识到,疏水性和亲水性长丝/非织造布特性的平衡可在本文所述的结构化顶片材料内在合适的流体采集速率和合适的低回渗趋势之间实现。通过原型设计和消费者测试,已认识到,女性卫生护垫的消费者-使用者例如最偏好被构造成具有顶片的护垫,当使用本文所述的回渗测量方法测试护垫时,所述护垫表现出不大于0.50g、更优选地不大于0.45g并且甚至更优选地不大于0.40g的最大回渗(以流体克数表示)。如出于本文的目的所测量的回渗是吸收结构/顶片组合在特定条件下使所吸收的流体回渗到顶片中的趋势(或其缺乏)的反映,这反映了顶片在使用条件下让使用者不期望地感觉润湿的趋势。使用本文所述的材料和顶片结构化方法,例如其固有疏水性可通过包含合适的疏水性熔体添加剂来补充的聚合物纺丝树脂(例如,聚烯烃,例如聚丙烯和/或聚乙烯)的组合,可降低回渗趋势,甚至降低至基本上很小的回渗趋势或无回渗趋势。
[0211]
然而,由具有非常低的回渗趋势的纺制长丝的非织造布形成的顶片将必然是相当疏水的并/或具有低孔隙率,并且因此抵抗流体在z方向上透过并穿过其运动。在接触此类顶片的面向穿着者的表面时,流体将趋于在表面上沿x-y方向滚动而不透过表面,从而增加流体将保持与使用者的皮肤接触并产生不安全的润湿感的风险,以及流体将逸出护垫并沾污周围的内衣、外衣等的风险。因此,虽然顶片的低回渗趋势在理论上可为期望的,但必须与使得顶片能够在z方向上接收和移动流体的其它特征部平衡。
[0212]
包括如本文所述的变细区域和积聚区域的区的有序排列(可与如本文所述的表面活性剂的施用组合)提供了一种实现该平衡的方式。由长丝相对稀疏地填充的变细区域为流体提供了沿z方向移动穿过顶片的通道。另外,将表面活性剂施用到顶片纤维网的面向吸收剂侧(其中面向吸收剂侧是纤维网的在纤维网形成期间背向成形带260的一侧)得到变细区域中的在它们的表面上具有表面活性剂的大部分长丝,从而被赋予亲水性,而积聚区域166的面向穿着者侧上的长丝保持相对疏水性。在宏观水平上,变细区域表现出类似于顶片中的小排放通道的行为,流体将通过所述排放通道在z方向上向下抽吸穿过顶片。可选择表面活性剂并以选定的覆盖量施用,以调节流体将移动通过顶片的速度。
[0213]
然而,正如过度疏水性可阻止流体的接受度和在顶片内的移动一样,由例如表面活性剂的过度施用所赋予的过度亲水性可赋予不可接受的回渗趋势。通过原型设计和消费者测试,已认识到,女性卫生护垫的消费者-使用者最偏好被构造成具有吸收结构和顶片的护垫,当使用本文所述的采集时间测量方法测试护垫时,所述护垫表现出不大于25s的采集时间(以秒表示)。如出于本文的目的所测量的采集时间是吸收结构/顶片组合在特定条件下在z方向上接收流体并将流体转移至吸收结构的趋势(或其缺乏)的反映。快速采集是优选的,但不能在不会不利地增加顶片的回渗趋势的情况下自由减少。使用本文所述的材料和顶片结构化方法,例如具有固有疏水性和/或补充疏水性的纤维的组合,可减少采集时间。已认识到,消费者-使用者最偏好吸收结构和顶片的组合,其中在不大于25s、更优选地不大于20s并且甚至更优选地不大于15s的采集时间和不大于0.50g的回渗之间实现了平衡。
[0214]
通过实验和消费者测试收集的数据表明,在本文所述的材料和结构的上下文中,可存在这些范围的下限。通过实验,用不大于15s的采集时间实现的最低回渗水平为约0.24g。用不大于0.50g的回渗实现的最低回渗时间为约4s。然而,不受理论的约束,据信这些组合值可用如本文所述的材料和结构的合适实验进一步减小。据信最大回渗和最大采集时间的可操作组合是对具有如本文所述的功能结构化的、具有视觉吸引力的顶片的护垫的消费者偏好和消费者满意度的重要发现。
[0215]
实验实施例
[0216]
制造具有以下部件的原型/样本女性卫生护垫:
[0217]
每个护垫具有从非织造纤维网材料切割下来的顶片,所述非织造纤维网材料由并列型双组分纺粘长丝形成,所述双组分纺粘长丝具有70:30组分重量比的两种不同的聚丙烯树脂组合物。将大约1重量%的二氧化钛共混到树脂组合物中。将芥酸酰胺以下表1中所示的量添加到不同样本的树脂组合物中。不同的聚丙烯组分在冷却时表现出不同的收缩率,得到螺旋地起皱或卷曲的纺制长丝。调节纺丝和缩束设备以赋予纺制长丝大约18μm的平均直径。将纺制长丝沉积到形成有气流阻挡结构的移动成形带上,所述气流阻挡结构具有由图28所示掩模的图像反映的形状和尺寸,以得到具有图26b中所示区的有序排列的非织造布。控制长丝纺丝和沉积速率以赋予非织造布大约32gsm的平均基重。在长丝纺丝和在成形带上沉积之后,将絮片在如图11中示意性地描绘为元件570a的辊隙中压实,其中压实辊被加热至大约140℃。在压实并从成形带上移除之后,将絮片压延粘结在加热至大约140℃-145℃的图案化粘结辊和砧粘结辊之间的辊隙中。图案化粘结辊被构造成赋予规则图案的规则间隔开的圆形粘结部,每个圆形粘结部具有大约0.8mm的直径和每单位表面积的合
适的数值密度,以导致成品纤维网产品的总粘结面积是一侧上的总表面积的大约10%。
[0218]
将顶片直接覆盖到第二顶片/采集/分配层上,所述第二顶片/采集/分配层具有55gsm的基重并且由梳理成网的水刺短纤维形成,所述短纤维由40重量%的1.7分特的粘胶纤维、40重量%的1.7分特的聚乙烯/聚丙烯双组分纤维和20重量%的4.4分特的pet纤维的共混物组成。
[0219]
第二顶片直接覆盖附加的吸收结构层,所述附加的吸收结构层由纤维素纤维、双组分聚合物短纤维和吸收胶凝材料颗粒的共混物形成,被气流成网至160gsm的基重,这种吸收结构组合物出现在目前由the procter&gamble company(western europe)销售的always ultra女性卫生护垫中。
[0220]
所述附加的吸收结构层直接覆盖由液体不可渗透的聚乙烯膜形成的底片,该底片围绕其周边经由粘合剂粘结到顶片,由此顶片和底片形成包含吸收结构的包壳,所述吸收结构包括第二顶片和附加的吸收结构层。
[0221]
为了研究熔体添加剂的示例和表面活性剂的示例之间的效应和相互作用以及消费者偏好,不同样本的用于纺制顶片长丝的聚丙烯树脂具有在纺丝之前作为熔体添加剂添加并共混到熔融树脂中的不同含量的芥酸酰胺。不同样本的成品顶片材料具有指示的不同含量的表面活性剂,所述表面活性剂经由喷墨印刷设备施用到面向外/面向芯的表面。所施用的表面活性剂是经由代表pulcra chemicals/fashion chemicals gmbh&co.,geretsried,germany的美国销售办事处获得的stantex s6887。所包含的熔体添加剂的量和施用于各种样本的表面活性剂的量在下表1中示出。
[0222]
对于每个样本,采集时间和回渗使用下述采集时间和回渗测量方法进行测量。从数据可以看出,采集时间和回渗的组合可通过操纵所添加的熔体添加剂和所施用的表面活性剂的量来操纵。如上所述,由消费者测试得出结论,与落在以下参数范围之外的护垫相比,具有如下组合的护垫是消费者可接受的或偏好的:回渗不大于0.50g,更优选地不大于0.45g并且甚至更优选地不大于0.40g,并且采集时间不大于25秒,更优选地不大于20秒并且甚至更优选地不大于15秒。一般来讲,这些数据反映出,虽然相对较短的采集时间是优选的,但折衷方案是相对较大的回渗,而这不是优选的。操纵本文所述的特征部(包括如本文所述形成的顶片)使得能够适当地平衡这些流体处理特性的可接受水平。
[0223][0224]
表1
[0225]
测试/测量方法
[0226]
局部基重
[0227]
成形非织造纤维网材料的区域的局部基重可通过若干可用技术来测定,但当所述区域适当地大时,简单的代表性技术涉及从所述材料的总面积切割出代表所选区域的纤维网样本件。然后将样品件称重并除以其面积以得到非织造织物的局部基重,以克/平方米(gsm)为单位。对于每个所选择的区域,将结果报告为2个样品的平均值。
[0228]
微ct强度特性测量方法
[0229]
微ct强度特性测量方法测量非织造纤维网材料样品的视觉可辨别的区域内的基重、厚度和体积密度值。它基于在微ct仪器上获得的3d x射线样品图像的分析(合适的仪器是购自scanco medical ag,switzerland的scancoμct 50,或等同物)。微ct仪器为带有屏蔽柜的锥形束显微照相仪。使用免维护的x射线管作为具有可调直径焦点的光源。x射线束穿过样品,其中x射线中的一些被样品衰减。衰减程度与x射线必须穿过的材料质量相关。透射的x射线继续射到数字探测器阵列上并产生样品的2d投影图像。通过在样品旋转时收集样品的若干个单独投影图像来生成样品的3d图像,然后将其重建为单一3d图像。该仪器与运行软件的计算机连接,以控制图像采集并保存原始数据。然后使用图像分析软件(合适的图像分析软件是购自the mathworks,inc.,natick,ma的matlab,或等同物)分析3d图像,以测量样品内的区域的基重、厚度和体积密度强度特性。
[0230]
样品制备
[0231]
为了获得用于测量的样本,将单层感兴趣的成形非织造纤维网材料平展放置在工作表面上并由其冲切出直径为30mm的圆形件。
[0232]
如果材料为吸收制品的层,例如顶片、底片非织造布、采集层、分配层或其它组分层;则以平面构型用胶带将吸收制品固定到刚性平坦表面。小心地将层与吸收制品分离。如果需要,可以根据需要使用外科手术刀和/或低温喷雾(以基本上使粘合剂无效)(诸如cyto-freeze,得克萨斯州休斯顿的control公司(control company,houston tx))从附加
的下面层移除基底层,以避免材料的任何纵向和侧向延伸。一旦已经从制品移除基底层,就开始如上所述冲切样品。
[0233]
可从包含待分析区的任何位置切割样品。在一个区内,待分析的区域是与如本文定义的有序排列相关联的区域。一个区包括至少两个区域。由于纤维和/或长丝面密度、基重、不透明度、厚度或z方向高度的变化,区及其区域可为视觉上可辨别的或以其他方式可识别的。可分析从相同基底材料获取的不同样品内的区域,并且彼此比较。当在感兴趣的成形非织造纤维网材料上选择位置以进行取样时,应注意避免折叠、褶皱或撕裂。
[0234]
图像采集
[0235]
根据制造商的说明书设置并校准微ct仪器。将样品放置到具有25mm内径的两个低密度材料环之间的适当夹持器中。这将允许样品的中心部分在不具有与其上表面和下表面直接相邻的任何其它材料的情况下水平放置并进行扫描。应在该区域进行测量。3d图像视场在x-y平面的每一侧为大约35mm,分辨率为大约5000乘5000像素,并且收集完全包括样品的z方向的足够数量的7微米厚切片。重建的3d图像分辨率包含7微米的各向同性体素。用45kvp和133μa的光源采集图像,无需附加的低能量滤波器。这些电流和电压设置可被优化以产生投影数据中的最大对比度,其中足够的x射线穿透样品,但是一旦优化,所有基本上类似的样品保持恒定。获得总共1500个投影图像,其具有1000ms的积分时间和3个平均值。将投影图像重建成3d图像,并以16位raw格式保存,以保留完整的检测器输出信号以用于分析。
[0236]
图像处理
[0237]
将3d图像加载到图像分析软件中。将3d图像阈值限制为分离和移除由于空气引起的背景信号的值,但保持来自基板内的样品纤维的信号。
[0238]
从阈值3d图像生成三个2d强度特性图像。首先是基重图像。为了生成该图像,将x-y平面切片中的每个体素的值与包括来自样品的信号的其他z方向切片中的所有其对应体素值相加。这将创建一个2d图像,其中每个像素现在具有等于整个样品的累积信号的值。
[0239]
为了将基重图像中的原始数据值转换为实数,生成基重校准曲线。获得与被分析的样品具有基本上类似的组成并且具有均匀的基重的基底。按照上述规程来获得校准曲线基底的至少十个重复样品。通过以下方式准确测量基重:将单层校准样品中的每一个的质量取近0.0001g并除以样品面积并转换为克/平方米(gsm),并计算平均值,精确至0.01gsm。按照上述规程,采集校准样品基底的单层的微ct图像。按照上述规程,处理显微ct图像,并生成包括原始数据值的基重图像。该样品的实际基重值为在校准样品上测量的平均基重值。接着,将两层校准基底样品叠堆在彼此的顶部上,并采集两层校准基底的微ct图像。将两个层的基重原始数据图像一起生成,其实际基重值等于在校准样品上测量的平均基重值的两倍。重复叠堆单层校准基底的这一步骤,从而获取所有层的微ct图像,生成所有层的原始数据基重图像,其实际基重值等于层的数量乘以在校准样品上测量的平均基重值。获得总共至少四个不同的基重校准图像。校准样品的基重值必须包括高于和低于待分析的初始样品的基重值的值,以确保精确校准。通过对原始数据执行线性回归与四个校准样品的实际基重值来生成校准曲线。如果不重复整个校准过程,则该线性回归必须具有至少0.95的r2值。现在,该校准曲线用于将原始数据值转换为实际的基重。
[0240]
第二个强度特性2d图像是厚度图像。为了生成该图像,识别样品的上表面和下表
面,并且计算这些表面之间的距离,从而得出样品厚度。通过以下方式识别样品的上表面:从z方向上最上面的切片开始,并评估通过样品的每个切片以定位x-y平面中首先检测到样品信号的所有像素位置的z方向体素。按照相同的规程来识别样品的下表面,不同的是,所定位的z方向体素是x-y平面中最后检测到样品信号的所有位置。一旦识别出上表面和下表面,就用15x15中值滤波器对它们进行平滑处理,以从杂散纤维移除信号。然后,通过计数x-y平面中像素位置中的每一者的上表面和下表面之间存在的体素的数量来生成2d厚度图像。然后,通过将体素计数乘以7μm切片厚度分辨率,将该原始厚度值转换为实际距离(以微米计)。
[0241]
第三个强度特性2d图像是体积密度图像。为了生成该图像,将基重图像中的每个x-y平面像素值(以gsm为单位)除以厚度图像中的对应像素,以微米为单位。体积密度图像的单位为克/立方厘米(g/cc)。
[0242]
微ct基重、厚度和体积密度强度特性
[0243]
通过识别区域来开始进行分析。待分析的区域是与一个区相关联的区域。一个区包括至少两个区域。由于纤维和/或长丝面密度、基重、不透明度、厚度或z方向高度的变化,区及其区域可为视觉上可辨别的或以其他方式可识别的。接下来,识别待分析的区域的边界。通过在与样品内的其它区域相比时视觉辨别强度特性的差异来识别区域的边界。例如,可基于在与样品中的另一个区域进行比较时在视觉上辨别厚度差异来识别区域边界。强度特性中的任一种都可用于辨别微ct强度特性图像中的任一者的物理样品本身的区域边界。一旦识别出区域的边界,就在区域的内部绘制椭圆形或圆形的“感兴趣区域”(roi)。roi应该具有至少0.1mm2的面积,并且被选择用于测量具有代表所识别区域的强度特性值的区域。从三个强度特性图像中的每一个计算roi内的平均基重、厚度和体积密度。将这些值记录为区域的基重,精确至0.01gsm,厚度精确至0.1微米,并且体积密度精确至0.0001g/cc。
[0244]
采集时间和回渗测量
[0245]
人造经液(amf)制备
[0246]
人造经液(amf)由脱纤的羊血、磷酸盐缓冲盐水溶液和粘液组分的混合物构成。将amf制备成使得其在23℃下具有介于7.15至8.65厘沲之间的粘度。
[0247]
使用低粘度旋转粘度计(合适的仪器是cannon instrument co.,state college,pa的具有ul适配器的cannon lv-2020旋转粘度计,或者等效仪器)测量amf上的粘度。选择粘度范围内的合适尺寸的主轴,并且根据制造商操作和校准仪器。测量在23℃
±
1℃下且在60rpm下进行。报告结果,精确至0.01厘沲。
[0248]
amf制备所需的试剂包括:细胞压积为38%或更大的脱纤羊血(在无菌条件下收集,购自cleveland scientific,inc.,bath,oh,或等同物)、当制备成2%水溶液时粘度为3-4厘沲的胃粘蛋白(粗制品形式,购自sterilized american laboratories,inc.,omaha,ne,或等同物)、10%v/v乳酸水溶液、10%w/v氢氧化钾水溶液、磷酸氢二钠(试剂级)、氯化钠(试剂级)、磷酸二氢钠(试剂级)、和蒸馏水,各自购自vwr international或等同来源。
[0249]
磷酸盐缓冲盐水溶液由两种单独制备的溶液(溶液a和溶液b)组成。为制备1l的溶液a,将1.38
±
0.005g磷酸二氢钠和8.50
±
0.005g氯化钠加入到1000ml容量瓶中,并向瓶中加入蒸馏水。充分混和。为制备1l的溶液b,将1.42
±
0.005g磷酸氢二钠和8.50
±
0.005g氯化钠加入到1000ml容量瓶中,并向瓶中加入蒸馏水。充分混和。为了制备磷酸盐缓冲盐水溶
液,将450
±
10ml溶液b添加到1000ml烧杯中,并在搅拌板上低速搅拌。将校准过的ph探针(精确至0.1)插入溶液b的烧杯中,并且在搅拌的同时加入足够的溶液a,以使ph达到7.2
±
0.1。
[0250]
粘液组分为磷酸盐缓冲盐水溶液、氢氧化钾水溶液、胃粘蛋白和乳酸水溶液的混合物。加入到粘液组分的胃粘蛋白的量直接影响制备的amf的最终粘度。为了确定在目标粘度范围内获得amf所需的胃粘蛋白的量(在23℃下7.15-8.65厘沲),在粘液组分中制备具有不同量胃粘蛋白的3批amf,然后用三个点的最小二乘法线性拟合从浓度对粘度曲线中内推获得所需的精确量。胃粘蛋白的成功范围通常在38克至50克之间。
[0251]
为了制备约500ml的粘液组分,将460
±
10ml先前制备的磷酸盐缓冲盐水溶液和7.5
±
0.5ml的10%w/v氢氧化钾水溶液加入到1000ml重型玻璃烧杯中。将该烧杯置于搅拌的热板上,在搅拌的同时使温度升至45℃
±
5℃。称量预定量的胃粘蛋白(
±
0.50g),并且缓慢地将其洒到已达到45℃的先前制备的液体中,而不团聚。盖上烧杯并继续混合。在15分钟内,使该混合物的温度达到50℃以上,但不超过80℃。在保持该温度范围的同时,在轻柔搅拌下继续加热2.5小时。经2.5小时后,将烧杯从热板中取出并冷却至低于40℃。接着加入1.8
±
0.2ml的10%v/v乳酸水溶液并充分混合。在121℃下将粘液组分混合物高压灭菌15分钟,并冷却5分钟。从高压釜中移除粘液组分的混合物,并且搅拌直至温度达到23℃
±
1℃。
[0252]
允许羊血和粘液组分的温度达到23℃
±
1℃。使用500ml带刻度的量筒,测量整批的先前制备的粘液组分的体积,并将其加到1200ml烧杯中。将等量的羊血加入烧杯中并充分混合。使用前述的粘度方法,确保amf的粘度在7.15-8.65厘沲之间。如果不是,则处置批料并且根据需要制成另一批料用于调节粘液组分。
[0253]
除非旨在立即使用,否则合格的amf应在4℃下冷藏。在制备之后,amf可在4℃的气密容器中储存至多48小时。在测试之前,必须使amf达到23℃
±
1℃。在测试完成之后,丢弃任何未使用的部分。
[0254]
测量
[0255]
对于装载有如本文所述制备的人造经液(amf)的吸收制品,测量采集时间。
[0256]
将已知体积的amf引入三次,每个后续剂量在前次剂量被吸收两分钟之后开始。记录每个剂量被制品吸收所需的时间。在采集测试之后,执行回渗方法以确定在压力下从制品挤出的流体的质量。
[0257]
在测试之前,将女性卫生护垫样本在23℃
±
2℃和50%
±
2%相对湿度下调理2小时,并且所有测试均在这些条件下进行。
[0258]
用于回渗测试的限制砝码具有平坦的水平基部,所述基部具有64
±
1mm宽乘83
±
1mm长的接触表面和2268
±
2克(5磅)的质量。该砝码在测试制品上提供4.1kpa(0.60psi)的限制压力。回渗基底是尺寸为4英寸乘4英寸的两片滤纸。合适的滤纸为ahlstrom grade 989(购自ahlstrom-munksjo north america llc,alpharetta,ga)或等同物。
[0259]
如下进行采集时间测量。从其包裹物中取出样本。如果折叠,则将其轻轻展开,并抚平任何皱纹。将样本平坦放置在水平平面工作表面上,其中顶片面向上。将机械移液管的末端定位在制品吸收结构的中心(纵向轴线和侧向轴线的交点)上方约1cm处,并且将1.00ml
±
0.05ml的amf精确地吸移到表面上。在2秒的时间内分配流体,不发生飞溅。一旦流体与测试样本接触,启动精确至0.01秒的计时器。在已采集流体之后(没有流体汇聚在表面
上),停止计时器并记录采集时间,精确至0.01秒。等待2分钟。以类似的方式,将相应的第二剂和第三剂的amf施用到测试样本上,并且记录采集时间,精确至0.01秒。在采集第三剂2分钟后,继续进行回渗测试。
[0260]
如下进行测试的回渗部分。一起测量两张滤纸的干质量,精确至0.0001克,并记录为干质量。将干燥滤纸轻轻地放置在样本的吸收结构的中心(纵向轴线和侧向轴线的交点)上,其中滤纸本身也以该点为中心。将限制砝码的基部轻轻地放置在该中心上,从而将砝码的长度(长边)定位成平行于样本的纵向。放置砝码以搁置在样本和滤纸上后,立即启动定时器,精确至0.01秒。在30秒后,小心地移除砝码。测量滤纸的质量,精确至0.0001克,并记录为湿质量。将滤纸的回渗计算为湿质量和干质量之间的差值,并且记录为回渗,精确至0.0001克。
[0261]
对五个基本上类似的平行制品重复该完整过程。所报告的值为五个单独记录的每个采集时间(第一、第二和第三)测量值(精确至0.01秒)和回渗测量值(精确至0.0001克)的平均值。
[0262]
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***
[0263]
本文所公开的量纲和值不应理解为严格限于所引用的精确数值。相反,除非另外指明,否则每个此类量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如,公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。
[0264]
除非明确排除或以其它方式限制,本文中引用的每一篇文献,包括任何交叉引用或相关专利或专利申请以及本技术对其要求优先权或其有益效果的任何专利申请或专利,均据此全文以引用方式并入本文。对任何文献的引用不是对其作为与本发明的任何所公开或本文受权利要求书保护的现有技术的认可,或不是对其自身或与任何一个或多个参考文献的组合提出、建议或公开任何此类发明的认可。
[0265]
此外,当本发明中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文献中相同术语的任何含义或定义矛盾时,应当服从在本发明中赋予该术语的含义或定义。
[0266]
尽管已用具体实施方案来说明和描述了本发明,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他的变化和修改。因此,本文旨在于所附权利要求中涵盖属于本发明范围内的所有此类变化和修改。
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