具有不渗透液体、透气的阻挡层的纸幅的制作方法

专利名称：具有不渗透液体、透气的阻挡层的纸幅的制作方法
技术领域：
本发明涉及纸幅，特别是涉及具有透气、不渗透液体的阻挡层的多层纸幅。
背景技术：
在本领域中纤维素纤维结构，比如纸幅，是公知的。这类纸幅能被用作面巾纸、卫生纸、纸巾和餐巾，其中每一种在今天都在广泛使用。如果这些产品要完成它们的既定任务并且要被广泛接受，那么，其纤维结构就应展现出适宜的吸收度、松厚度、强度和柔软度。
另外，希望所制的这类纸幅具有增强性能可在使用当中阻止某类流体透过纸幅。例如，对面巾纸而言，希望其能在打喷嚏、咳嗽、流鼻涕及类似情形下阻止体液流出去。这些体液引起危害健康，因为其中存在细菌、微生物或其它病菌。一旦携带病菌的黏液、唾液或其它体液的液滴透出面巾纸，它们就会留在使用者的手上，从而提供了传播微生物，并可能是疾病的途径。通过手和手的接触而将病菌从一个人传播给另一人是频繁地发生的。还有，唯一抵抗病原体(包括感冒)的方法，就是防止它们的传播。
空气传播病菌不是疾病传播的唯一方式。血液传播的是那些使人能导致疾病的有机体病菌，并且它们是通过人的血液或人的其他体液传播的。人的其他体液包括浆液、阴道分泌物和被血液污染的其他体液。在这些情形下，就希望有一种纸幅，具有吸收性能，但是要有阻挡层，能阻止迅速吸收的血液或人的其他体液透过纸幅。
为了防止微生物、细菌和其它病菌的传播，已经试图在薄纸产品中加入阻挡层。例如，用设计来截取和盛装流体液滴的物质处理一层或多层薄纸的处理其实质。但是，这种物质不能形成完全的阻止流体透过的阻挡层，特别是可容易地“穿透”薄纸的小液滴，或能迅速吸收通过的液体。因此，处理过的薄纸不具备阻止污染使用者手的能力。
提供有效的阻挡层的其它尝试包括在面巾纸层间的一层或多层防水、柔韧、塑性材料中的夹附物。如，Beck的美国专利US5196244中就指出，在薄纸的层间并入很薄的、柔韧的材料(如聚乙烯)，并且通过压花保持在适当的位置。但是，塑料薄膜会降低材料的弹性或手感，也增加了在使用中薄纸的噪音。另外，出于安全的原因(如，为防止意外窒息)，非常重要的就是薄纸应在一定程度上保持空气或水汽的可透过性。
L1oyd等人的美国专利US4885202中指出，对湿态强度而言，在两外薄纸层之间采用紧密地前部热粘合的熔喷纤维。但是，所需要的热粘合会增加多层薄纸的硬度，也增加纸幅的硬度，并且会增加生产成本。
因此，就需要提供柔性的、透气的并且不渗透液体的纸幅。
另外，需提供纤维素纸幅，其具有阻挡性能，能阻止液滴形式的空气传播病菌的通过，并且可以低成本地生产。
此外，需提供柔性的、透气的、纤维素纸幅，其具有防止空气或血液传播病菌通过的防护性能。
发明概述本发明公开了一种多层纸幅，其包括至少一层外纤维素层，优选是两层外纤维质层，其与至少一层内层被动粘合。该内层由熔喷纤维构成，该熔喷纤维形成一不渗透液体、透气的无纺幅片。该薄纸层可以是起皱薄纸，该薄纸的定量大约为10g/m2-100g/m2，优选是大约15g/m2-25g/m2。
在一优选实施例中，内层的熔喷纤维包括聚丙烯纤维，其平均直径小于大约10微米，并且优选是小于大约2.5微米。无纺纸幅的定量为大约1g/m2-15g/m2，优选是大约1g/m2-10g/m2，更优选是大约1g/m2-8g/m2。
在一优选实施例中，内层的湿气传输率(MVTR)为至少大约4000，并且其所支持的静水压头至少为大约20mmH2O。
附图的简要说明

图1是本发明的具有不渗透液体、透气阻挡层的纸幅剖面图。
图2是制造本发明的具有不渗透液体、透气阻挡层的纸幅的装置的示意图。
图3是本发明的备选实施例的平面图，显示粘合剂沿至少两个边缘粘合。
图4是本发明的纸幅的蒸汽传输性质的示意图表。
图5是本发明的纸幅不渗透液体性质的示意图表。
发明详述参照图1，本发明包括多层纸幅10，该纸幅在优选实施例中是面巾纸。纸幅10包括至少一层不渗透液体、透气的阻挡层20，该层20介于至少两层纤维素纸幅30之间并且与它们邻接。这里，示例的是一个三层的实施例，这个实施例被认为是优选的，但是并不限于这样。在实际中，可能会需要双层的实施例，即一层阻挡层和一层纤维素纸幅。自然，纸幅10有多于三层组分层的情况也被认为落入本发明的范围之内。
纸幅10可以依据所采用的纤维素纸幅而制备成单独的纸页，用作面巾纸、餐巾、纸巾或浴巾纸。多张纸幅10设置在辊上，该辊有穿孔可限定单独的纸幅部分，每一部分可依需要被取下，例如通常被用于浴巾纸(如卫生纸)。如果制备为毛巾纸，辊式分取是一种优选的使用方法，而商用成功的CHARMIN牌的薄纸可以用作纤维素纸层。然而，在一优选实施例中，多个纸幅10被裁切、折叠，并且随意交叉成适于从如盒子或桶之类的容器中分取的面巾纸堆。在这个实施例中，比如商用成功的PUFFS牌的面巾纸可用作纤维素层。CHARUIN牌和PUFFS牌都是由本受让人，即美国俄亥俄州辛辛那提的宝洁公司销售的。
在这里所用的，术语“纸幅”或“纤维素纸幅”指的是本发明的纸幅，包括至少一层不是纸的组分层，和至少一层是纤维素的组分层。例如，本发明的纸幅可包括位于纤维素纸层之间的熔喷无纺阻挡层，或反之亦然。
在这里所用的，术语“层”意思是以充分邻接的、面对面的方式设置的单独的纸幅组分，其形成本发明的多层纸幅。也可以设计一种能有效地形成两“层”的单纸幅组分，例如，可由其本身折叠而形成。因此，纤维层在其本身上折叠，并在两折叠的部分之间插入无纺层，就能有效地形成本发明的三层纸幅。同样地，组分层在其本身上折叠，而在两折叠的部分之间不插入任何附加层，就能有效地形成两层纸幅。
在这里所用的，术语“液体”基本上是指体液，如水、黏液、唾液、血液和其他体液，但也可包括其他液体。“液体”是指液态流体，与气体或蒸汽流体相反。自然体液，如黏液，有很高的粘性，但还是被认为是本发明目的中的液体。
在这里所用的，术语针对阻挡层的“液体不渗透性”意思是紧密接触到阻挡层上的液体不会从一边容易地渗透到另一边。例如，在本发明的纸幅中，因为有液体不渗透阻挡层的存在，与纸的一面接触的液体就不能很快地通过到纸的另一面。因此，空气传播的液滴会被阻止穿过纸幅，在使用过程中，被吸收到纸幅的一面里的液体被阻止穿过到另一面。液体不渗透性能由测量静水压头决定，在下面的分析方法部分有阐述。本发明的纸幅中，能承受至少20mmH2O的静水压头，并优选是至少60mmH2O的静水压头的阻挡层被认为是不渗透液体的。
在这里所用的，针对阻挡层的“透气的”指的是空气、蒸汽，或其它气体可以相对不受阻碍地穿过阻挡层。透气能力，在这里也是指蒸汽的渗透性，可通过湿气渗透率(MVTR)来测定，在下面的分析方法部分阐述该测定方法。对本发明的纸幅而言，MVTR值超过大约4000gH2O/24hrs/m2的阻挡层被认为是透气的，也就是可透过空气。
在这里所用的，“阻挡层”指的是本发明的纸幅的组分层，该层不渗透液体但是透气。在优选实施例中，阻挡层是设置在两薄纸层之间的，来形成柔软的、弹性的薄纸，该薄纸能阻止液体(如空气传播或血液传播的病菌)的通过，还保持空气和蒸汽的透过性。
在这里所用的，“被动粘合”指的是在不使用粘合剂、热或超声波手段、压花或其它主动粘合的方式的情况下的组分层的粘合。例如，被动粘合可指这一类粘合，即当两层材料彼此接触时发生在材料之间的趋向于彼此“粘在一起”的那一类粘合。被动粘合通常很轻微，并且表示的是材料在彼此接触时保持在曾相互接触部分处的材料间的自然亲和力。例如，被动粘合可由于静电荷、粘附力或简单的机械粘合而产生，如可类似于“钩和圈”接合件。
在这里所用的，“主动粘合”指的是已知方法中组分层的粘合，如使用粘合剂、热或超声波手段、压花、针刺或其它粘合方式的粘合。
纤维素纸幅纤维素纸幅30可是基本上由纤维素造纸纤维构成的起皱纸幅，并且每层的定量为大约10-100克每平方米(gsm或g/m2)，优选是每层13-40g/m2，而更好是每层15-25g/m2。在优选实施例中，纤维素纸幅30是适合用作面巾纸或高级面巾纸的起皱薄纸幅。纤维素纸幅30可用压榨毯干燥，类似于宝洁公司市售的商用成功的PUFFS牌的面巾纸的干燥方法。目前优选是用同样的纸幅30，也就是说，在定量、厚度、成分和其它性质上基本上是一致的。但是，为了达到某些优点，也可采用不同性质的纸幅。例如，组分纸幅30可在定量、厚度、成分或其它性质上有不同，可在纸幅的一面提供相对平滑的表面，而在另一面提供相对粗糙的表面。
本发明中的纤维素纸幅30可用本领域中的传统工艺制造，如用于面巾纸、卫生纸、毛巾纸或纸尿布的方法制造。但是，本发明的纤维素纸幅30优选是通过穿透空气干燥法制成，更优选是用加花树脂造纸带制成。优选的加花树脂造纸带包括两个基本元件框架和增强结构。该框架优选包括固化聚合光敏树脂。
该加花树脂造纸带的一个表面包括该固化聚合光敏性树脂，并与其上携带的纤维素纸幅30的一个表面接触，如第一表面3l。在造纸过程中，该加花树脂造纸带的表面可在纤维素纸幅30的第一表面31上压印上相应于该框架图案的图案。
适用于本发明的优选实施例的加花树脂造纸带，可按照下面的任一具有共同受让人的美国专利制成1985年4月30日授予Johnson等人的专利US4514345；1985年7月9日授予Trokhan的专利US4528239；1992年3月24日授权的专利US5098522；1993年11月9日授予Smurkoski等人的专利US5260171；1994年1月4日授予Trokhan的专利US5275700；等人1994年7月12日授予Rasch的专利US5328565；1994年8月2日授予Trokhan等人的专利US5334289；1995年7月11日授予Rach等人的美国专利US5431786；1996年3月5日授予Stelljes,Jr等人的美国专利US5496624；1996年3月19日授予Trokhan等人的美国专利US5500277；1996年5月7日授予Trokhan等人的美国专利US5514523；1996年9月10日授予Trokhan等人的美国专利US5554467；1996年10月22日授予Trokhan等人的美国专利US5566724；1997年4月29日授予Trokhan等人的美国专利US5624790；以及1997年5月13日授予Ayers等人的美国专利US5628876；所有这些专利文件在这里均被参考引用。
本发明的纤维素纸幅30有两个基本的区域。第一区域包括压印区域，该压印区域对着加花树脂造纸带的框架被压印。该压印区域优选是包括基本上连续的网络。在造纸过程中，纤维素纸幅30的第一区域的连续网络在基本上连续的加花树脂造纸带的框架上制成，并且在几何形状上基本上与其对应，并且在位置上很接近。
纤维素纸幅30的第二区域包括压印网络区域中散布的大量的圆顶。这些圆顶通常在几何形状上，并且在造纸过程中的位置上与加花树脂造纸带的偏转导管相对应。这些圆顶从纸幅的基本上连续的网络区域向外凸出，在造纸过程中与偏转导管相配。通过在造纸过程中与偏转导管16相配，圆顶中的纤维在框架的朝向纸幅表面与增强结构的朝向纸幅表面纸幅之间在Z-方向上偏转。优选的圆顶是不连续的。
本发明的纤维素纸幅30可按照下面任一具有共同受让人的美国专利制成1985年7月16日授予Trokhan的专利US4529480；1987年1月20日授予Trokhan的专利US4637859；1994年11月15日授予Smurkoski等人的专利US5364504；1996年6月25日授予Trokhan等人的美国专利US5529664。纤维素纸幅中可加入一些洗剂或润肤剂，例如按照下面任一具有共同受让人的美国专利中所知的1984年11月6日授予Allen的专利US4481243；1985年4月23日授予Lavash的专利US4513051。所有上述提到的这些专利文件在这里均被参考引用。
如果需要，纤维素纸幅30可在没有加花框架的穿透空气干燥带上干燥并被制成。这种纤维素纸幅30可以有不连续的、高密度区域和基本上连续的低密度网络。在干燥过程中或干燥之后，纤维素纸幅30可受到不同的真空增强其厚度和致密化选择的区域。这类纸幅，以及相关的带，可按照下面的专利制成1967年1月31日授予Sanford等人的3301746；1975年9月16日授予Ayers的3905863；1976年8月10日授予Ayers的3974025；1980年3月4日授予Trokhan的4191609；1980年12月16日授予Trokhan的4239065；1994年11月22日授予Sawdai的5366785；1996年5月28日授予Sawdai的5520778；这些专利在此被参考引用。
增强结构可以是毛毯，指的是在传统造纸中不用穿透空气干燥的压榨毯。加花树脂造纸带的框架可适用于毛毯增强结构，如下述具有共同受让人的专利所教导的那样1996年9月17日授予Trokhan等人的专利US5556509；1996年12月3日授予Ampulski等人的专利US5580423；1997年3月11日授予Phan的专利US5609725；等人1997年5月13日授予Trokhan的专利US5629052；1997年6月10日授予Ampulski等人的专利US5637194；1997年10月7日授予McFarland等人的专利US5674663；这些专利在此被参考引用。
本发明的纤维素纸幅30也可如本领域公知的那样缩短。缩短可通过从一刚性表面，而优选是从圆缸进行起皱纤维素纸幅30而完成。扬克式烘缸通常被用作此目的。起皱可以用本领域公知的刮刀来完成。起皱也可根据与本发明具有共同受让人的1992年4月24日授予Sawdai的美国专利US4919756那样完成，该专利在此被参考引用。可选择或可附加的是，缩短可通过湿微观收缩来完成，如与本发明具有共同受让人的1984年4月3日授予Wells等人的美国专利US4440597所述的，该专利在此被参考引用。
阻挡层不渗透液体，透气的阻挡层20可包含形成无纺幅片的熔喷纤维。优选的是，幅片成形为其可以存储成卷状原料，以便在制造具有阻挡层的纸幅的过程中使用，如下面参照附图2所描述的那样。通过成形为卷状材料，阻挡层20可以优化速率生产，并贮存以便未来作为一个组分层结合到本发明的纸幅10中。这是当前认为将阻挡层结合到多层纸产品中的最经济的方式。但是，也可以设计为阻挡层20可以幅片生产并直接结合到纸幅10中，而不必将阻挡层或纸幅首先卷绕成卷状材料。例如，阻挡层20的熔喷纤维可在造纸过程干燥步骤的结尾时加入。
阻挡层20可由任何成分形成，优选是能挤成微纤维的热塑性材料。例子包括聚烯烃，如聚丙烯和聚乙烯；聚酯化合物，如聚对苯二甲酸乙酯；聚酰胺，如尼龙；以及这些和其它热塑性聚合物的共聚物和混合物。这之中优选是聚烯烃，更优选是聚丙烯，因为它们很容易通过熔喷挤出处理变成微纤维。
阻挡层20可以是定量很低的聚丙烯熔融无纺物。例如，阻挡层的定量为约1-8g/m2。熔喷纤维的平均直径优选低于约10微米，更优选是低于约6微米。在一优选实施例中，熔喷纤维的平均直径低于约2.5微米，更优选是低于大约2微米。
阻挡层20的熔喷纤维可用本领域公知的方法生产。例如，熔喷通常包括在存在气流的情况下将热塑性材料挤压通过模具，气流将挤出物分裂成单根纤维。在阻挡层20的生产中，纤维随后收集在移动的皮带上，并固化形成无纺纤维结构。优选的熔喷方法在1976年8月31日授予Buntin等人的美国专利US3978185中披露，该专利在此被参考引用。
阻挡层20可形成为幅片，并被卷绕到供给辊220上作为卷状原料而便于随后的加工。阻挡层20可通过结合装置200加工成纸幅10，如图2所示。在所示结构中，纤维素纸幅30可从辊230上开卷。阻挡层20和纤维素纸幅层30可通过牵引通过结合辊250而结合成本发明的纸幅10，结合辊250使组分层紧密接触，并压缩组分层达到组分层的被动粘合。因此，在一个实施例中，没有用粘合剂把层粘合在一起；层间被动地保持在一起，即通过被动粘合保持在一起，如下面所述的。
纸幅10能通过本领域公知的其它的将多个层结合成多层纸幅的方法制成，包括用各种主动粘合技术，包括粘合剂粘合、热粘合、超声粘合和通过压花的机械粘合等技术。然而，意外地发现不需要将各层主动粘合形成多层纸幅。相反，在将组分层结合进本发明的多层纸幅中时粘合能被动发生。例如参照图2，充分的粘合发生在结合辊250上，将组分层保持紧密接触以进行下一步处理及使用。例如，纸幅10可被剪切、折叠及用作薄纸，而不必特意进行组分层的脱胶。这个意外的结果可不必多花费粘合的费用，如通过热粘合、粘合剂粘合、超声粘合或压花粘合的费用，而制成多层纸幅10。另外，被动粘合避免了在层间使用粘合剂，而粘合剂会为多层纸幅增加明显的硬度。在这类纸幅中，硬度是不需要的，特别是用于面巾纸或浴巾纸的纸幅。
被动粘合在层间提供了相对较小的粘合强度，但也足以将各层保持在一起而用作通常的使用。例如，当用做折叠、堆垛的薄纸时，本发明的纸幅表现出足够的层对层的粘合以阻止层间意外的脱胶。无需理论证明，可以认为纸幅的被动粘合是因为在材料中存在的静电荷的原因，并且在某种程度上还可认为是因为其他的因素，如在纸幅组分中的相对湿度水平的因素。还有，轻微的被动粘合可能因为是阻挡层20暴露的纤维与纤维素幅片30的接触纤维产生的机械粘合。该机械粘合可被比拟为“钩圈”的固定件，其中粘合是通过组成部分的凹凸元件的相互配合而实现的。
使透气阻挡层并入多层纸幅中的好处包括可防止携带病毒的微生物的传播，阻止其透过薄纸沾到使用者的手上。例如，仅仅一个喷嚏就能产生几十万到几百万的液滴，其中潜藏着大量的病毒、细菌或其他病菌。另外，抵御普通感冒的方法是阻止其传播。液体不渗透(即不透过液滴)层在用作薄纸的组分时可有效阻止液滴的转移，从而降低或消除携带病菌的微生物穿透出去的机会。
除了单纯阻止空气传播液滴的扩散外，本发明的纸还同样用在打喷嚏和流鼻涕等类似问题时保持使用者手部的干燥。例如，过去打喷嚏或流鼻涕时的擦拭和清洁常把使用者的手或手指弄湿。本发明的阻挡层就能阻止这种不希望有的湿脏。另外，成年人手和手指在清洁孩子的鼻子或嘴时，能由于阻挡层的液体不渗透性而保持干燥。
在薄纸产品中透气阻挡层的另一益处包括产品在嘴或鼻子附近使用时能安全地呼吸，即空气可透过。通常用在鼻子或嘴附近是不希望有空气不透过组分的，因为有可能引起窒息。这个问题对用于孩子的面巾纸产品的空气不透过性就特别相关了。如果空气不透过的薄纸使用不当，或如果咽下就会堵在使用者的气管里，而引起窒息。
本发明的益处并不限于面巾纸的实施方案。例如，浴巾纸，通常情况下叫卫生纸，也能从液体不渗透性中获益。柔软、弹性、液体不透过的卫生纸在使用中或使用后能消除沾湿手或手指的不适感受。另外，本发明的纸幅可用于绷带、月经用品、尿布、卫生巾及类似的用途。
在一优选实施例中，本发明的多层纸幅30的各层可通过参照图2所示的装置描述的方法被动粘合。然而，如果需要可添加相当数量的粘合剂或其它主动粘合手段，提供组分层部分的附加粘合作用。例如，针刺法、压花法、或其它热的或机械的粘合手段可用于在纸幅30的部分或全部边缘附近主动地粘合纸幅，因而可提供增强抵抗不希望的组分层分层的能力。
如图3所示，本发明的纸幅10可由两层外纸层30，和一层如上所述的熔喷纤维20的无纺幅片内层组成，其中该无纺幅片的宽度W1比外薄纸层的宽度W2小。通过把较小宽度W1的无纺层置于两层外层之间，两外薄纸层可在粘合区域25的边缘处粘合，比如通过粘合剂带条。连接或粘合可通过连续的粘合剂带条、不连续的粘合剂带条(如粘合剂点)、或与本发明具有共同受让人的Givens的美国专利专利US5143776所教的每种方法来完成，该专利在此被参考引用。在一个实施例中，粘合剂可通过如图2所示的印刷施胶装置260沿机器方向的相对纵向边缘施胶。印刷施胶装置260可以是辊涂施胶装置(如凹版辊)，或是喷雾施胶装置，或本领域其他粘合剂施胶装置。
结合也可以是超声粘合、自体式粘合或本领域中公知的其他方法。例如，如果内层的边缘是与外层的边缘在共同延伸的，那么粘合剂粘合就不会提供主动粘合，而依赖使用粘合剂以及无纺内层的表面能量特性。在这种情况下，就更需要机械粘合方式，例如在形成多层纸幅之后在机械粘合位置处进行机械粘合。图2所示为一机械粘合位置270，其可以是压花辊、超声粘合元件、针刺元件或其他非粘合剂粘合的方法。
尽管图3示出了宽度小于外层的无纺层，但可以理解其他的尺寸构形也是可能的，唯一的限制是外层在特定的部分结合(优选是一个或多个周边)。为了经济地加工，可以设想如图所示的优选构形，即使其宽度尺寸(相应于机器横向尺寸)较小。在这种情况下，主动粘合(如粘合剂粘合、机械粘合、自体粘合等)在连续纸幅加工过程中可在长度方向(相应于机器方向)连续加工。
已经发现阻挡层20的定量影响纸幅10的透气性和阻挡性能。透气性可根据在下面的分析方法段落中所示的测定湿气传输率(MVTR)的方法测量。阻挡性能可通过测量静水压头来确定，如提升水柱测试方法所示，也在下面的分析方法段落中阐述。
图4所示为具有不同的阻挡层20的纤维直径的纸幅10的熔喷阻挡层20的定量与MVTR值的关系图表。如图中所示，对于平均纤维直径为10微米的阻挡层来说，其MVTR(gH2O/24hrs/m2)的范围从定量为约4gsm时的大约6400到定量为15gsm时的大约4600。对于平均为10微米的纤维直径而言，MVTR常随定量通的增加而减少。而对约2微米的纤维直径而言，MVTR值更相符，其从大约5200到大约4500，并且实际上定量从8gsm增加到15gsm。可以相信MVTR值大于大约4000则足以牢固地将阻挡层20结合到适宜用作面巾纸的纸幅10中。
图5所示为有不同的阻挡层20的纤维直径的纸幅10的熔喷阻挡层20的定量与静水压头值关系的图表。如图5所示，对给定的定量而言，平均纤维直径越低，使液体转移穿过阻挡层20所需的静水压头值越大。例如，当定量为4gsm时，平均纤维直径为10微米的阻挡层支持达到静水压头值约为0mmH2O。但是，对同样的定量，平均纤维直径为约2微米的阻挡层会支持大约125mmH2O的静水压头。对其它定量而言又是相对不同的，例如，定量高达约15gsm时，10微米和2微米直径的实施例分别支持约140mmH2O和160mmH2O的静水压头。
示例作为示例，可制5种面巾纸样本，每种都为三层叠层，如图1所示。熔喷中心阻挡层置于两层湿法成网纤维素薄纸层之间。每个样本由图2所示的展开/结合/重卷设备制成，没有采用主动粘合。除了熔喷层的定量不同以外，每种样本是一样的。分别用定量为4、6、8、10和15gsm的熔喷阻挡层生成5种样本。
纤维素薄纸是由穿透空气干燥处理生成的，通常按照前述的美国专利US4637859所公开的方法处理。纸幅每层的定量为12.7 lb/3000sqft(约21gsm)，并且由大约40％北方软木牛皮纸和大约60％桉木纤维构成。在湿端把添加剂喷加入浆料悬浮液中，添加剂包括Kymene557H，其添加比例为约每吨干纸固重约10 lbs；以及羧甲基纤维素(CMC)，可以7MT的商标名购得，添加比例为约每吨干纸固重约2 lbs。kymene和CMC都是德国Wilmington的Hercules公司生产的。
熔喷层由无纺幅片制成，采用1米宽的J&M Laboratories,Inc.的聚合物熔喷模。该模每直线英寸有30个孔，并且孔的直径为0.16英寸，并且长度与直径的比为1∶20。Exxon公司的3546G 1200MFR聚丙烯树脂被挤成平均纤维直径为大约2到2.5微米。在挤压聚丙烯的过程中，纤维由撞击气流稀释。被稀释的纤维被沉积到一真空辅助成形网上，并在其上形成完好的无纺幅片。无纺幅片随后卷绕成卷状原料，用于随后处理成本发明的纸幅。
两纤维素纸幅然后被如上所述参照图2所示地处理，外层纸幅被熔喷层分开。不采用粘合剂粘合、热粘合或压花粘合。制得的纸幅的层通过压辊使其紧密接触结合在一起而被动粘合。被动粘合剂的效果如下所述。
表1为5种样本的静水压头和MVTR的值。如上所述，较高的液体不渗透性和较高的空气或蒸汽的透过性的结合是本发明的意外的益处。表1样本的熔喷层的静水压头和MVTR定量(g/m2)静水压头(mmH2O)MVTR(gH2O/24hrs/m2)4 125 52006 137 50008 112 460010160 470015158 5000
称为“被动粘合”的纸幅粘合在组分层间形成较弱的但还足够的粘合。粘合的水平似乎与熔融无纺物的定量无关。粘合得“足够”意思是层间粘合在一起是有充分的粘合强度，当消费者使用及纸幅被剪切、折叠、堆垛的过程中可以防止不希望的分层。
分析方法湿气传输率(MVTR)MVTR通过部分基于ASTM E96(在这里被参考引用)的方法来测定的，并以gH2O/24hrs/m2表示。
该方法被称为用于材料湿气传输率的“干燥剂方法”，如下所述。简单概括这个方法就是，把一定量的干燥剂(CaCl2)加到带凸缘的杯状容器中。样本材料放在容器的顶部，并由保持环和垫圈牢固地支持。然后称重这个组件并被记录为初始重量。该组件被置于恒温(40℃+/-3℃)和恒湿(75％RH+/-3％)的室中5个小时。然后从该室中取出该组件，用塑料外套密封以防止进一步吸收水分，并在天平所在的房间里在室温下(即20℃+/-2℃)平衡至少30分钟。由CaCl2吸收的水分，通过重量分析确定，称重组件的重量，从最后组件重量中扣除初始的重量就估算出样本的湿气传输率MVTR。湿气传输率MVTR用下面的公式计算，以gH2O/24hrs/m2表示。样本是一式三份进行分析的。而报出的MVTR是三份分析样本的平均值，四舍五入到100。不同样本的MVTR值上的明显差异可以在对每个样本的三份分析经过的标准偏差的基础上估算的。
用于执行重量测量的适宜的分析天平包括Mettler AE240或等同物(有300g的容积)，或Sartorius 2254S0002或等同物(1000g容量)。适宜的样本支持件包括圆形杯和Delrim牌(如从McMaster-Carr购得，目录号#8572K34)加工成的保持环，以及由GC隔膜材料(Alltech目录号#6528)制成的垫圈。杯嘴的圆形开口面积是0.0007069平方米。干燥剂包括用在U形管的CaCl2156,可从Wako Pure Chemical Industries,Ltd.,Richmond,VA购得，产品号为#030-00525。塑料外套包括DoW化学品公司的Saran外套，或等同物。适宜的环境室可用Electro-Tech Systerm,Inc的ETS 506A型产品或其等同物。温度控制器是ETS513A型或等同物，湿度控制器是ETS514型或等同物，加热单元是Marley电加热型2152WC(400瓦)产品或等同物，加湿器是ETS 5612B型产品或其等同物。
CaCl2可直接从密闭瓶中取出使用，只要CaCl2块的尺寸不能穿过10号筛即可。通常，瓶的上面2/3部分不被筛漏，而底部1/3部分包含的细小微粒就要通过筛筛出。从密闭的容器中取出的CaCl2可不用干燥即使用。如果需要可在200℃下干燥4小时。
有代表性的样本应该能从被测试的样本中获得。理想的是，这些样本应该从材料的不同区域提取，以便代表各种不同情况。每种材料需要三个样本进行这种分析。
样本应该被裁剪成约1.5英寸×2.5英寸的矩形片。如果样本不均匀，就能清楚地标记出用来评价透气性的区域。如果样本是非双向的，就应该清楚地标记出暴露在高湿度的那一面。对于用在尿布和月经用品上的样本，通常是接触用品的吸湿组件或穿用者的那一面。
开始进行测试，(1)称约重15g的CaCl2并放于MVTR杯中。轻拍杯约10次，或者若需要的话在工作台顶端轻拍，以分布并轻轻堆码CaCl2。CaCl2应该在杯的顶部下方约1cm处保持水平。调整CaCl2量到达到1cm的距离。然后，(2)放置样本，高湿度的那一面朝上(如果需要)放在杯子上部开口处上面。确保样本覆盖住开口以便得到很好的密封。接下来，(3)在杯的顶部放置垫圈材料和保持环，同时确保样本没被移动。牢固地固定保持环并密封样本到杯顶部，小心别歪斜杯子。然后(4)称重在步骤3中组装的MVTR杯。记录这个重量作为初始重量。这个过程应该在相对短的时间里，即每杯小于2分钟的时间内完成。
在称重组件后，(5)把样本放在CT/CH室中5个小时(近似到分)。到时间的时候，(6)从CT/CH室中取出样本，用橡胶带确保塑料外套紧密地盖上样本。记录样本取出的时间，近似到分。让样本在天平所在房间的室温下均衡至少30分钟。在平衡之后，(7)取下塑料外套和橡胶皮带再称杯子。记录这个重量作为最后的重量。
然后用下面的公式计算MVTR值，单位是gH2O/24hrs/m2 其中24.0用作转换这个数据为以24小时为基础数据；0.0007069是以平方米表示的杯嘴的开口面积；5.0是测试持续的时间，以小时表示。
计算每组三份样本的平均MVTR值。取每组样本的MVTR平均值四舍五入到100。报出这个值作为该种样本材料的MVTR值。
静水压头静水压头用提升水柱测试器测定。提升水柱测试器是以下述方式构成的装置，即蒸馏水在38.1mm内径的柱体中每分钟升高约254+/-5mm，这样逐渐增加施加到确定的悬浮样本部分的压力。这个测试是连续的，直到达到最大水位，或直到水渗透样本。
该测试是在调节的室内测量的，室温73F+/-2.0°F(22.8℃+/-0.63℃)，相对湿度为50+/-2％。样本夹在柱体夹具的底部，采用适宜的垫圈材料(O形环)阻止在测试中的侧漏。接触样本的水的面积等于水柱的横截面积。柱体以mm刻度。
水以一特定的速率泵进水柱的底部。随着水泵进柱体中，用一镜子就可观察到样本的底部。当水滴从样本上坠落时，记录刻度过的柱体的水位，精确到mm。如果水滴一点也不滴落，就记录最大读数。如果水立即渗透样本并且无论怎样没有一点抵抗，就记录零读数。
权利要求
1．一种多层纸幅，包括至少一层外纤维素层，以面对面的方式被动粘合在至少一层内层上，所述内层包括不渗透液体的、透气的幅片。
2．如权利要求1所述的纸幅，其特征在于，所述纤维素层包括起皱的纸，定量为约10g/m2到约100g/m2。
3．如权利要求1所述的纸幅，其特征在于，所述纤维素层包括起皱的纸，该纸的定量为约15g/m2到约25g/m2。
4．如权利要求1所述的纸幅，其特征在于，所述内层包括形成无纺幅片的熔喷纤维。
5．如权利要求4所述的纸幅，其特征在于，所述熔喷纤维是由下组中的成形成聚烯烃，如聚丙烯和聚乙烯；聚酯，如聚对苯二甲酸乙酯；聚酰胺，如尼龙；以及这些和其它热塑性聚合物的共聚物和混合物。
6．如权利要求5所述的纸幅，其特征在于，所述内层的定量为约1g/m2到约15g/m2。
7．如权利要求5所述的纸幅，其特征在于，所述内层的定量为约1g/m2到约8g/m2。
8．如权利要求5所述的纸幅，其特征在于，所述熔喷纤维的平均直径小于或等于10微米。
9．如权利要求5所述的纸幅，其特征在于，所述熔喷纤维的平均直径小于或等于2.5微米。
10．如权利要求1所述的纸幅，其特征在于，所述内层的湿气传输率至少为约4000gH2O/24hrs/m2。
11．如权利要求1所述的纸幅，其特征在于，所述内层的湿气传输率至少为约5000gH2O/24hrs/m2。
12．如权利要求1所述的纸幅，其特征在于，所述内层能支持的静水压头至少为约20mmH2O。
13．如权利要求1所述的纸幅，其特征在于，所述内层能支持的静水压头至少为约40mmH2O。
14．一种多层纸幅，包括至少一层内层，该内层具有限定第一宽度的相对边缘，所述内层以面对面的关系树脂在至少两层外纤维素层之间并且与其邻接，每层所述外纤维素层具有限定第二宽度的相应边缘，所述内层包括不渗透液体的、透气的纸幅，其中，所述纸幅是在所述的相应边缘附近主动地粘合。
15．如权利要求14所述的纸幅，其特征在于，所述第二宽度大于所述第一宽度，因此所述主动粘合是在所述外纤维素层之间。
16．如权利要求14所述的纸幅，其特征在于，所述粘合包括压花、针刺或其它机械粘合方法。
17．如权利要求14所述的纸幅，其特征在于，每层所述纤维素层包括定量为约15g/m2到约25g/m2的起皱纸。
18．如权利要求14所述的纸幅，其特征在于，每层所述内层包括形成无纺幅片的熔喷纤维。
19．如权利要求16所述的纸幅，其特征在于，所述内层包括熔喷纤维，其平均直径小于或等于约10微米，并且所述内层的定量为约1g/m2到约15g/m2，并且其湿气传输率MVTR至少为4000gH2O/24hrs/m2。
20．一种多层纸幅，包括至少一层外纤维素层，其以面对面的关系被动粘合在至少一层内层上，所述内层包括定量低于或等于8gsm的熔喷无纺幅片。
全文摘要
一种多层纸幅(10)包括至少一层外纤维素层(30),优选是两层外纤维素层(30),被动粘合在至少一层内层(20)上。该内层包括形成不渗透液体、透气的无纺幅片的熔喷纤维。薄纸层可以是起皱薄纸,其定量为约10g/m
文档编号A47K10/16GK1309604SQ99808791
公开日2001年8月22日 申请日期1999年7月19日 优先权日1998年7月22日
发明者戴维·W·卡贝尔, 辛西娅·S·迪纽斯, 马克·J·斯坦哈特, 斯蒂芬·R·凯利 申请人:宝洁公司