专利名称：针刺载体薄片以形成环的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有用于钩-环固定件的环制品的制造方法，和由该方法制造的制品。
背景技术：
接触固定件作为固定系统尤其适用于重量轻的一次性衣物，比如尿布。在为了提供一种经济的环用材料(loop material)而做出的研究中，已经有一些推荐除了织造以外的不同的选择，比如通过针刺重量轻的、纤维的非织造毡。一些这样的针刺毡然后被牵伸以取得更轻的单位重量(basis weight)和成本效益，其中的环结构通过不同的粘接方法来固定。例如，US6329016就介绍了这样一种方法。
减少纤维含量可以降低成本，但是也会影响环用材料的整体性能或者承载能力、以及环制品的尺寸稳定性和处理效率。纤维材料的选择也常常会因为环用材料需要和它永久连接的基层(比如尿布的外层)相容熔接(weld-compatible)而受影响。
发明内容
在多个方面，本发明涉及一种制造环固定件制品的方法。该方法包括在载体薄片的第一侧面放置一个纤维层，然后通过用针刺穿薄片而透过载体薄片针刺纤维层的纤维，在针刺过程中，针透过在薄片上形成的孔牵拉纤维部分，还包括在载体薄片的第二侧面上形成从孔中伸出的纤维环。被刺穿薄片的第一侧面上的纤维上有粘接剂，然后粘接剂熔化到载体薄片上以固定环底部。
根据本发明的一个方面，一种制造环固定件制品的方法，包括在薄膜载体薄片的第一侧面上放置纤维层，纤维层的总密度小于大约5盎司/平方码并且薄膜的总后度小于大约0.005英寸。在针刺过程中，通过用这种透过薄片上形成的孔牵拉纤维部分的针来刺透薄膜，然后纤维层的纤维穿过薄膜，并且形成从载体薄片的第二侧面上的孔中伸展过来的纤维环。针刺密度是每平方厘米至少100个刺孔。被刺穿薄膜的第一侧面上的纤维上有粘接剂，然后粘接剂熔化到薄膜上以固定环底部。
优选，针刺密度大约至少每平方厘米200个刺孔，尤其优选至少每平方厘米250个刺孔。针优选是分叉的并且是25号针或更小直径的针，尤其优选是35号针或更小直径。在多个实施示例中，针穿刺载体薄片至大约2毫米和8毫米之间的距离，优选在大约3毫米和4毫米之间，这个距离从薄片的进入侧测量。一般优选针从载体薄片的第一侧起穿刺它。在一些实施示例中，可以选择针刺密度和穿孔距离以便使环形成有纹理的花纹。
纤维密度优选小于大约3盎司/平方码(100克/平方米)，尤其优选小于大约1.5盎司/平方码(66克/平方米)。纤维优选平均手扯长度小于大约6英寸(15厘米)，尤其优选小于大约4英寸(10厘米)，并且纤维优选公称强度至少3.0克/旦尼尔。优选大约2-10旦尼尔之间的纤维，比如大约3-6旦尼尔之间的纤维。在一些情况下，纤维是卷曲的。
薄膜优选总厚度小于大约0.003英寸(0.08毫米)，尤其优选小于大约0.002英寸(0.05毫米)，并且有时大约0.001英寸(0.03毫米)。在有些示例中，薄膜预印有图形，在熔化后从载体薄片的第二侧能够看到图形。
在一些情况下，薄膜上形成有突起，突起自薄膜的穿孔地方的总平面上伸出，突起逆着穿过孔的纤维承载载荷。
一些实施例在将纤维布置在载体薄片上之前梳理纤维层。纤维也可以交叉重叠形成纤维层。
在一些实施例中，纤维包含聚酯树脂。在一些其它实施例中，纤维可以从一组包括聚乙烯、聚丙烯、尼龙和它们的共聚物的材料中选出。薄膜也可以从同样一组共聚物中挑选。对于一些应用，薄膜优选是一种吹制的聚乙烯薄膜。在一些实施例中，纤维是一种树脂，这种树脂的熔化温度高于薄膜的树脂的熔化温度。
在一些应用中，载体薄片、纤维和粘接剂基本上都含有单一可循环的基体树脂或者可生物降解材料。例如，载体薄片、纤维和粘接剂基本上包含聚乳酸以生成可生物降解制品或者包含聚丙烯以生成循环制品。
在一些应用中，该方法包括，在熔化后将载体薄片的第二侧压纹，以便在环上生成需要的图案。这种图案可包括，例如，被起皱纤维区域围绕的环的凸起层。
在一些应用中，粘接剂呈粉末状。
在一些其它情况下，粘接剂包含第二薄膜薄片。在一些应用中，粘接剂可以预印有图形，在熔化后从载体薄片的第二侧仍能够看到该图形。优选，第二薄膜薄片含有比纤维树脂更易于与载体薄片树脂相容熔接的树脂。优选，第二薄膜薄片的总厚度小于大约0.003英寸(0.08毫米)，尤其优选小于大约0.002英寸(0.05毫米)，并且在一些应用中小于0.0005英寸(0.01毫米)。在一些实施例中，第二薄膜薄片放置在纤维上之前预加热。
有些应用只针刺载体薄片中选择的区域，其它区域不针刺，这样就会只在选择区域形成环。在一些这种应用中，也可以在载体薄片的选择区域中放置较多的纤维，而在载体薄片其它的区域中放置较少的纤维。该方法包括，在一些应用中，针刺完成后从其它区域中移走纤维。在一些情况下，粘接剂只用在载体薄片的选择区域中。
包括载体薄片、纤维和熔化的粘接剂的环固定件的总重量，优选小于大约15盎司/平方码(500克/平方米)。在一些应用中，总重量小于大约10盎司/平方码(330克/平方米)，或甚至小于大约5盎司/平方码(160克/平方米)，或者在有些情况下甚至小于大约2.5盎司/平方码(85克/平方米)。
包括载体薄片、环和熔化的粘接剂的固定件制品的总厚度优选小于大约0.1英寸(2.5毫米)。在一些应用中，总厚度小于大约0.05英寸(1.3毫米)，或甚至小于大约0.025英寸(0.64毫米)。有益的是，熔化的粘接剂和载体薄片可以一起形成基体薄片，环从该基体薄片中伸展出来，基体薄片的总厚度小于大约0.005英寸(0.13毫米)，或优选小于大约0.001英寸(0.03毫米)。
在一些应用中，载体薄片包含可拉伸树脂薄膜。例如，可以在拉伸状态下针刺载体薄片，然后将其松开以增大环密度。在这种情况下，粘接剂是可拉伸树脂薄膜的第二薄片。
在一些情况下，载体薄片被过度针刺，这种针刺能够充分在薄膜上穿孔，载体薄片因此变膨胀。由此，通过使用可拉伸材料，比如可拉伸树脂薄片作为粘接剂，能形成可拉伸环固定件制品。在一些应用中，在熔化前，载体薄片的材料一般会形成离散区域，这些区域被在针刺载体薄片形成的穿透的孔之间延伸的裂缝分隔开。
根据本发明的另一个方面，一种制造环固定件制品的方法，该方法包括在载体薄片的第一侧面放置一个纤维层。然后通过用针刺穿薄片而透过载体薄片针刺纤维层的纤维，在针刺过程中，针透过在薄片上形成的孔牵拉纤维部分，在载体薄片的第二侧面上形成从孔中伸展而来的纤维环。在针刺薄片第一侧面的纤维上涂上一种微粒形式的粘接剂，粘接剂的颗粒进入载体薄片中的孔周围相邻纤维之间形成的空隙。粘接剂然后熔化到载体薄片上以固定环底部。
在一些应用中，粘接剂是一种干粉，优选公称微粒尺寸小于大约20微米。粘接剂应该包含和载体薄片充分相容的树脂以便当熔化时形成结合。
在不同的实施例中，粘接剂都包含聚乙烯粉末，或者一般从一组包含聚乙烯、聚酯、EVA和聚丙烯以及它们的共聚物的原料中选取并且呈粉末状。
应用于重量轻的衣物上时，粘接剂涂在穿刺薄片上，涂布密度小于大约2盎司/平方码(66克/平方米)，优选小于大约1盎司/平方码(33克/平方米)，或甚至有时小于大约0.5盎司/平方码(17克/平方米)。
粘接剂基本上含有松散的颗粒，这些颗粒可以是不规则形状或者例如是一般的球形。在有些实施例中，粘接剂呈磨碎的粉末的形式。
在一些实施例中，熔化粘接剂包括对被穿刺薄片的第一侧面加热和加压。例如可以通过旋转的辊或者平板层压机加压。
一些情况下，载体薄片是一种树脂薄膜，或者纸片或者非织造、机织或针织材料。
根据本发明的另一个方面，一种制造环固定件的方法，该方法包括在载体薄片的第一侧面放置一个纤维层。载体薄片的第二侧面靠在支撑板上，通过用针刺穿薄片而透过载体薄片针刺纤维层的纤维，在针刺过程中，针透过在薄片上形成的孔牵拉纤维部分，在载体薄片的第二侧面上形成从孔中向支撑板中伸展而来的纤维环。在穿刺薄片第一侧面的纤维上涂布粘接剂，并且，环延伸进入支撑板，在穿刺薄片的第一侧面上加压以便在载体薄片被支撑板支撑的区域中熔化粘接剂。
在一些实施例中，支撑板包括一种钉床，钉的顶部接触载体薄片的第二侧面并且环在相邻钉之间伸展。钉的密度优选至少大约150钉/平方英寸(23钉/平方厘米)，尤其优选至少大约250钉/平方英寸(39钉/平方厘米)或者甚至300钉/平方英寸(47钉/平方厘米)或更多。优选钉的公称直径在大约0.005和0.015英寸(0.13和0.38毫米)之间，长度至少大约0.1英寸(2.5毫米)，长于针刺载体薄片的穿刺距离。
在一些实施例中，支撑板是一种和载体薄片第二侧面接触的筛网，环穿过筛网中的孔口。筛网优选是金属丝的。金属丝优选公称直径介于大约0.02和0.03英寸(0.5和0.8毫米)之间，尤其优选介于大约0.023和0.028英寸(0.6和0.7毫米)之间。金属丝优选是金属的并且尤其优选是铜丝。筛网孔口优选公称宽度介于大约0.05和0.2英寸(1.3和5.1毫米)之间，并且尤其优选，公称宽度介于大约0.06和0.1英寸(1.5和2.5毫米)之间。
在一些实施例中，通过在载体薄片第一侧面的粘接剂上放置一个加热表面施加压力。加热表面例如可以是旋转辊的外围表面。热表面优选保持在足够高的温度，并且压置在粘接剂上足够长的时间，以使得粘接剂熔化在支撑板支撑的区域中，同时不会显著熔化纤维树脂。
根据本发明的另外一个方面，一种制造环固定件制品的方法，该方法包括在载体薄片的第一侧面放置一个纤维层。通过用针刺穿薄片而透过载体薄片针刺纤维层的纤维，在针刺过程中，针透过在薄片上形成的孔牵拉纤维部分，在载体薄片的第二侧面上形成从孔中伸展而来的纤维环。针刺载体薄片以在其上充分穿孔，载体薄片变得膨胀。在穿刺薄片第一侧面的纤维上放置可拉伸材料，然后将这种可拉伸材料熔化到载体薄片上以固定环底部。
在一些实施例中，可拉伸材料包括可拉伸树脂薄膜。
在一些示例中，载体薄片包括树脂薄膜，优选薄膜厚度小于大约0.003英寸(0.08毫米)。
在一些应用中，在熔化前，载体薄片的材料一般会形成离散区域，这些区域被在针刺载体薄片形成的穿透的孔之间延伸的裂缝分隔开。
优选载体薄片的针刺密度至少250孔/平方厘米。针的直径优选至少大约0.03英寸(0.75毫米)，并且纤维密度优选小于大约2盎司/平方码(66克/平方米)。
根据本发明的另外一个方面，一种制造环固定件制品的方法，该方法包括在载体薄片的第一侧面放置一个纤维层。纤维介于大约2和10旦尼尔之间。通过用针刺穿薄片而透过载体薄片针刺纤维层的纤维，在针刺过程中，针透过在薄片上形成的孔牵拉纤维部分，在载体薄片的第二侧面上形成从孔中伸展而来的纤维环。针刺的最大距离从载体薄片的第一侧面起小于大约7.0毫米，针的直径小于大约0.036英寸(0.9毫米)。粘接剂涂布在穿刺薄片第一侧面的纤维上，然后熔化到载体薄片上以固定环底部。
优选，载体薄片的针刺密度至少200孔/平方厘米。纤维密度优选小于大约3盎司/平方码(100克/平方米)，尤其优选小于大约1.5盎司/平方码(66克/平方米)。载体薄片优选公称厚度小于大约0.003英寸(0.08毫米)，甚至小于大约0.002英寸(0.05毫米)。纤维公称强度优选至少3.0克/旦尼尔，并且细度介于大约3和6旦尼尔之间。
在一些实施例中，载体薄片包含聚合物薄膜。理想地，薄膜上形成突起，突起在从薄膜有孔地方的总平面上伸出，突起逆着穿过孔的纤维承载载荷。薄膜例如可以是一种吹制成的聚乙烯膜。
优选，纤维是一种熔化温度高于薄膜树脂的树脂。纤维可以包含聚酯树脂，或可以从一组包括聚乙烯、聚丙烯、尼龙和它们的共聚物的材料中选出。
优选，针刺的最大距离从载体薄片的第一侧起介于大约3和4毫米之间。
在一些优选应用中，粘接剂由薄膜薄片组成。有益地，粘接剂可以预印有图形，在熔化后从载体薄片的第二侧仍能够看到这些图形。优选，薄膜薄片包含比纤维树脂更易于与载体薄片树脂相容熔接的树脂，并且总厚度小于大约0.003英寸(0.08毫米)，或甚至小于大约0.002英寸(0.05毫米)。在有些情况下，该方法包括在将粘接剂涂到纤维上之前预热薄膜薄片。
包括载体薄片、纤维和熔化的粘接剂的环固定件制品的总重量，优选小于大约15盎司/平方码(500克/平方米)。包括载体薄片、环和熔化的粘接剂的固定件制品的总厚度，优选小于大约0.1英寸(2.5毫米)。在一些示例中，熔化的粘接剂、载体薄片一起形成一个基体薄片，环从这个基体薄片中伸出，基体薄片的总厚度小于大约0.005英寸(0.13毫米)。
根据本发明的另外一个方面，一种在载体薄片上选中的区域中生成可钩住的环的方法，该方法包括在载体薄片的第一侧面放置一个纤维层。通过用针刺穿薄片而透过载体薄片选择区域针刺纤维层的纤维，在针刺过程中，针透过在薄片选择区域上形成的孔牵拉纤维部分，在载体薄片的第二侧面上形成从孔中伸出的纤维环。在穿刺薄片第一侧面选择区域的纤维上涂布粘接剂，然后将粘接剂熔化到载体薄片上以固定环底部。
优选，粘接剂的总厚度小于大约0.003英寸(0.08毫米)。载体薄片的针刺密度优选至少200孔/平方厘米。纤维密度优选小于大约3盎司/平方码(100克/平方米)。载体薄片公称厚度优选小于大约0.003英寸(0.08毫米)，或甚至小于大约0.002英寸(0.05毫米)。纤维优选公称强度至少3.0克/旦尼尔，并且细度介于大约3和6旦尼尔之间。
在一些实施例中，粘接剂是一种水不能透过的薄片，它覆盖住纤维和孔以形成屏障，以阻止液体流过由于针刺在载体薄片上形成的孔。在某些情况下，拒水薄片是离散的薄片部分，放置在选中的区域，其它区域则没有覆盖这种粘接剂。
在一些情况中，粘接剂预印有图形，在熔化后从载体薄片的第二侧仍能够看到图形。
在一些应用中，粘接剂是一种干粉，或者呈液态。
在一些示例中，载体薄片第二侧面放置在支撑板上被针刺，粘接剂涂布在载体薄片上同时环从孔中伸出并进入支撑板。
一些实施例包括，在熔化后，将载体薄片切断以形成分散薄片制品，每一个薄片制品具有至少一个带有环的区域和另外一个没有环的区域。在一些实施例中，分散的薄片部分形成一次性衣物比如尿布的外层，带有环的区域用来可松开地钩挂凸接触固定件元件，以便将衣物固定到穿用者身上。
在一些实施例中，载体薄片包括聚合物薄膜。该薄膜优选形成有突起，突起从薄膜有孔地方的总平面上伸出并且逆着穿过孔的纤维承载载荷。
包括载体薄片、纤维和熔化的粘接剂的环固定件制品的总重量，优选小于大约15盎司/平方码(500克/平方米)。包括载体薄片、环和熔化的粘接剂的固定件制品的总厚度，优选小于大约0.1英寸(2.5毫米)。在一些实施例中，熔化的粘接剂、载体薄片一起形成一个基体薄片，环从这个基体薄片中伸出，基体薄片的总厚度小于大约0.005英寸(0.13毫米)。
根据本发明的另外一个方面，环固定件制品具有纤维层、薄膜载体薄片和粘接剂。纤维层位于薄膜载体薄片的第一侧面，总密度小于大约5盎司/平方码。薄膜的总厚度小于大约0.005英寸(0.1毫米)并且包含至少100孔/平方厘米。纤维环从载体薄片第二侧面的通孔中伸出。粘接剂位于穿刺薄膜第一侧面的纤维上，其中粘接剂熔化到薄膜上以固定环底部。
纤维密度优选小于大约3盎司/平方码(100克/平方米)，尤其优选小于大约1.5盎司/平方码(66克/平方米)。纤维优选平均手扯长度小于大约6英寸(15厘米)，尤其优选小于大约4英寸(10厘米)，并且纤维优选公称强度至少3.0克/旦尼尔。优选大约2-10旦尼尔之间的纤维，比如大约3-6旦尼尔之间的纤维。在一些情况下，纤维是卷曲的。在一些情况下，纤维经过梳理并且呈交叉重叠而形成纤维层。
薄膜优选公称厚度小于大约0.003英寸(0.08毫米)，尤其优选小于大约0.002英寸(0.05毫米)，或甚至尤其优选小于大约0.001英寸(0.03毫米)。优选，薄膜中每平方厘米至少200个穿孔，尤其优选每平方厘米至少250个穿孔。在有些示例中，薄膜预印有图形，在熔化后从载体薄片的第二侧仍能够看到该图形。
在一些情况下，薄膜上形成有突起，突起自薄膜有孔地方的总平面上伸出，突起逆着穿过孔的纤维承载载荷。
从薄片的第一侧面起测量，环优选在2-8毫米之间延伸。尤其优选，环在3-4毫米之间延伸。可以选择环延伸距离和穿孔密度以在环上形成环的有纹理的图案。
在一些实施例中，纤维包含聚酯树脂。在一些其它情况中，纤维从一组包括聚乙烯、聚丙烯、尼龙和它们的共聚物的材料中选出。薄膜也可以从同样一组共聚物中挑选。对于一些应用，薄膜优选是一种吹制的聚乙烯薄膜。在一些示例中，纤维是一种树脂，这种树脂的熔化温度高于薄膜的树脂的熔化温度。
在一些实施例中，载体薄片、纤维和粘接剂基本上都含有单一可循环的基体树脂或者可生物降解材料。例如，载体薄片、纤维和粘接剂基本上包含能形成可生物降解制品的聚乳酸或者能形成循环制品的聚丙烯。
在一些示例中，在载体薄片的第二侧面进行压纹，以便在环上生成需要的图案。这种图案包括，例如，被起皱纤维区域围绕的环的凸起层。
在一些实施例中，粘接剂呈粉末状。
在其它情况下，粘接剂包含第二薄膜薄片。粘接剂可以预印有图形，在熔化后从载体薄片的第二侧仍能够看到图形。优选，第二薄膜薄片含有比纤维树脂更易于与载体薄片树脂相容熔接的树脂。优选，第二薄膜薄片的总厚度小于大约0.003英寸(0.08毫米)。在一些示例中，第二薄膜薄片在放置在纤维上之前预加热。
有些应用中，载体薄片只在选择区域有穿孔，其它区域没有穿孔，这样就会只在选择区域形成环。在一些这种应用中，也可以在薄膜载体薄片的选择区域中放置较多的纤维，而在薄膜载体薄片其它的区域中放置较少的纤维。在一些情况下，粘接剂只用在载体薄片的选择区域。
包括载体薄片、纤维和熔化的粘接剂的环固定件制品的总重量，优选小于大约15盎司/平方码(500克/平方米)。在一些应用中，总重量小于大约10盎司/平方码(330克/平方米)，或甚至小于大约5盎司/平方码(160克/平方米)。
包括载体薄片、环和熔化的粘接剂的固定件制品的总厚度优选小于大约0.1英寸(2.5毫米)。在一些应用中，总厚度小于大约0.05英寸(1.3毫米)，或甚至小于大约0.025英寸(0.64毫米)。有益的是，熔化的粘接剂和载体薄片可以一起形成基体薄片，环从该基体薄片中伸出，基体薄片的总厚度小于大约0.005英寸(0.13毫米)，或优选小于大约0.001英寸(0.03毫米)。
在一些应用中，载体薄片包含可拉伸树脂薄膜。例如，可以在拉伸状态下针刺载体薄片，然后将其松开以增大环密度。在一些这样的情况中，粘接剂是可拉伸树脂薄膜的第二薄片。
在一些情况下，载体薄片被过度针刺，这种针刺能够充分在薄膜上穿孔，载体薄片因此变膨胀。由此，通过使用可拉伸材料，比如可拉伸树脂薄膜作为粘接剂，能形成可拉伸环固定件制品。在一些应用中，载体薄片的材料一般会形成离散区域，这些区域被在针刺载体薄片形成的穿透的孔之间延伸的裂缝分隔开。本发明的一些其它方面用制品来反映，包括环制品、带有环的材料的辊子和单件带有环的衣物，它们都通过上面描述的方法生产。其它方面用执行上面描述方法的设备来反映，并且通过连续的方法或者一个系列的方法中反映。
本发明提供了一种环用材料，这种材料可以因为其重量和成本而忍受特别的剪裁和削割负荷(peel load)，尤其当要和适当尺寸的凸固定件元件配合使用时。因为固定件制品基体的抗张强度至少部分得自载体薄片(或者，当粘接剂是一种薄片制品时，得自粘接剂薄片)，所以仅仅需要能产生固定的环结构的足够的纤维，降低了对高强度纤维的需求。粘接剂可以从不必和纤维材料相容熔接的材料中选取，因为环结构可以通过将粘接剂直接熔化于载体薄片上来固定，粘接剂直接熔化于载体薄片上能够密封纤维和机械固定环结构底部。因为它们的紧固性能，优先使用纤维材料，在特定应用中可以选择粘接剂以和基层相相容。
本发明提供的环用材料中纤维的单位重量、总重量和厚度都非常低，尤其适于低循环的一次性衣物和应用。
粉末状或者其它松散颗粒状粘接剂的使用可以降低用来固定环结构的粘接剂的总重量，因为粘接剂能够刺入纤维之间并且在熔化之前进入载体薄片的孔附近的环结构的基体区域。熔化前粉末纤维的振动有助于这种刺入。
本发明提供了一种经济的方法，该方法通过选择性针刺能够在没有环的载体薄片上生产可钩挂的环。在某些特定应用中，这样的载体薄片然后可以加工处理进基层，比如进入一次性尿布的外部膜。这省略了在生产这样的制品时将环用材料和基层粘合的步骤，部分有环的材料变成了基层。
从各个方面，本发明都能提供一种经济的可拉伸环制品。
本发明一个或更多个实施例的详细描述将在下面的说明书中结合附图进行。通过说明书和附图以及权利要求，本发明的其它特征、目的和有益效果将会变得明显。
图1显示通过针刺和粘接在载体网上形成环的过程。
图2A-2D顺序显示针穿过由钉支撑的载体薄膜穿刺纤维。
图3A-3D顺序显示针穿过由筛网支撑的载体薄膜的穿刺纤维。
图4显示用衬底材料点压的针刺薄膜。
图5显示用粉末粘接剂代替衬底薄片的变化了的穿刺过程。
图6是一个放大图，显示载体网上纤维之间的粉末粘接剂。
图7是环结构的放大图。
图8显示完成的环制品的结构。
图9是压纹的环表面的透视图。
图10是穿过可拉伸载体网形成环的装置和过程的顶视图。
图11是由针刺载体薄膜以便使薄膜分离形成的环制品的放大透视图。
图12显示只在载体网的分散区域中形成环的过程。
图13是由图12所示的过程形成的薄片制品的顶视图，从这个制品上可以冲切单个尿布布面。
图14是一次性尿布的透视图，这种尿布具有从图13所示的制品上切割下来的尿布布面。
图15是将分散衬底片应用到载体网针刺区域的过程的透视图。
图16显示使用平板层压机的针刺和粘接过程。
不同附图中相似的参考标记指代相似的元件。
具体实施例方式
首先，根据图1，当薄膜薄片14从绕线轴16上连续退绕时，纤维12的梳理层10放置在它的上面。纤维12和薄膜14然后喂入针刺站18，在那里薄膜被从纤维侧刺穿。针被引导穿过纤维上方的模板19，并且牵拉纤维穿过薄膜形成位于薄膜背面的环。在针刺过程中，薄膜支撑于钉床20上，钉床20从驱动支撑带22延伸，驱动支撑带22能够和薄膜一起移动穿过针刺站，薄膜支撑于筛网上或者被标准下托板(未示出)支撑。位于带22下方的静止的反应板24提供针刺过程中的反应压力。针刺完成后，薄膜仍旧位于钉床20上，衬底薄膜26放置在薄膜14的纤维侧并且两个薄膜薄片在加热辊28朝向钉20的压力下粘接在一起。粘接好后，完成的环制品30被卷绕在绕线轴32上。
我们已经发现，用相对细小的纤维12可以象上面这样形成有用的环制品。在这个实施例中，纤维层10的单位重量只有大约1.0盎司/平方码(33克/平方米)。纤维12是拉伸并卷曲的聚酯纤维，3-6旦尼尔，大约3英尺(7.5厘米)的手扯长度。已经发现，强度至少2.8克/旦尼尔的纤维具有好的闭合性能，在多个应用中尤其优选强度至少5克/旦尼尔或更高的纤维(优选甚至8克/旦尼尔或更高)。对于环所限制的闭合物(loop-limited closure)的通常情况，环强度越高，闭合性能越强。纤维层10的纤维处于拉伸、分子取向状态，并且已经在能发生分子取向的冷却状态下以至少2∶1(也就是，至少两倍于它们的原始长度)的拉伸率被牵拉，以便纤维强度达到大约4.8克/旦尼尔。这个实施例中的纤维是圆形截面并且是卷曲的，卷曲率是7.5个卷曲/英寸(3个卷曲/厘米)。从美国特拉华州的威尔明顿的E.I.Du Pont de Nemours&Co.有限公司可得到商名为T-3367PET-794W 6×4的纤维。在选择成圈纤维旦尼尔值的时候要考虑弯钩的尺寸，一般选择较低旦尼尔并且弯钩较小的纤维。对于要使用较大弯钩(因此优选较大直径的成圈纤维)和低循环的应用，可以使用低强度纤维或较大直径纤维。作为替代圆形截面纤维的选择纤维，具有斜面，举例来说，五边形或五叶形截面的其它截面形状纤维在针刺过程中能够有利于结头的形成。
可以采用各种合成或天然纤维。在一些实施例中，毛和棉纤维也能有足够的纤维长度。目前，优先选用具有足够强度的热塑性短纤维来制造薄的、低成本的环制品，这种环制品当和很小的模塑的钩配对时具有很好的闭合性能。例如，聚烯烃(举例来说聚丙烯或聚乙烯)，聚酯(举例来说聚对苯二甲酸乙二醇酯)，聚酰胺(举例来说尼龙)，丙烯酸及其混合物，合金，共聚物和它们的共同挤出物是合适的。目前优选聚酯。可以在具有一定导电性的制品中加入小比例的金属纤维。例如，加入大约5-10％的细金属纤维的环制品，可以效果很好地用到，例如接地或其它电子应用中。
纤维层10可以在与薄膜14叠合之前进行交叉重叠。在这种情况下，梳理机(未示出)梳理短纤维以便生成纤维12的纤维网，纤维网然后被交叉卷绕机(未示出)的牵拉传送带卷取。交叉卷绕机具有能够使水平传送带往复运动的卷绕传送件。交叉卷绕机将梳理好的纤维网平摊在水平传送带上，例如，大约60英寸(1.5米)宽并且大约1英寸(2.5厘米)厚，将多个层交叉重叠纤维网(criss-crossed web)叠合形成纤维层，例如大约90-120英寸(2.3-3.0米)宽并且大约4英寸(10厘米)厚。在梳理过程中，这些纤维网被拉伸并且梳理成主要包含平行纤维的像布一样的纤维层。在其几乎所有的纤维都沿梳理方向伸展时，纤维层在沿梳理方向拉伸时有一定的强度但是在沿与梳理方向交叉的方向拉伸时几乎没有强度，因为交叉方向强度只来自纤维之间的少许缠结物。在交叉重叠过程中，梳理好的纤维层放置成交叠的锯齿型花形，形成多重层交错的斜向纤维的纤维层10。沿交叉重叠方向伸展的斜向层，与传送带交叉伸展的情况多于沿其被伸展。例如，纤维已经被用来交叉重叠叠放以形成纤维层，这样的纤维层在任何部位都是从成品的横向起延伸大约6-18度。材料性能和生产过程受交叉角度的影响。在为针刺作的准备中，纤维层10在水平传送带(未示出)和移动的顶部传送带(未示出)之间的锥形夹中被逐渐压缩，厚度减小到大约1英寸。由此可生产出相对较薄的、低密度纤维层。
在这个实施例中，纤维层10被放在吹制成的聚乙烯薄膜14上，用来制造袋子和其它包装用品。薄膜14的厚度大约为0.002英寸(0.05毫米)。可以采用甚至更薄的薄膜，效果也很好。对于一些特殊的应用，可以用其它载体网材料代替薄膜14。例如，纤维可以被刺入进纸片或者轻质棉纤薄片中。
在这个实施例中，针刺站18针刺纤维覆盖的薄膜14，总针刺密度大约250孔/平方厘米。在这种针刺密度和这种薄膜厚度下，为了不破坏薄膜，发现小型38号叉型簇绒针足够了，留下的薄膜足够互连，薄膜仍然可以在其平面内呈现出一定的尺寸稳定性。同样的参数下，较大的30号针能将薄膜分割成纠缠于纤维之间的小的、分散的片。
图2A-2D顺序显示了通过针刺形成环结构的过程。叉型针刺入纤维层10(图2A)，一些单根纤维12将会被捕获进针的叉型端中的洞36。当针34穿刺薄膜14时(图2B)，这些捕获纤维12被针牵拉穿过在薄膜上形成的孔38进入薄膜的另一侧。如图所示，薄膜14在此过程中支撑于钉20上，刺穿的针34进入相邻钉之间的空间。可选择的，薄膜14可以支撑于形成有和针相匹配的孔的筛网或下托板(未示出)上。随着针34继续刺入(图2C)，捕获纤维被施加压力，抵抗薄膜14向下牵拉纤维层10。在这个实施例中，总刺穿深度Dp大约为3.5毫米，这个距离是从薄膜14的进入面起测量，并且能够形成很好的环结构而无需过度拉伸纤维层上的纤维。过多的刺穿深度可以从早期形成的簇绒上牵拉形成环纤维，从而导致形成稀疏的环区域。也可以在这个实施例中采用2-5毫米的刺穿深度，尽管3.5毫米的刺穿深度在目前是优选的。当针34回退时(图2D)，到达载体网背面侧的捕获纤维12的一部分保持成多个单个环40的形式，这些环40从陷于薄膜孔38中的共同的总纤维束(trunk)42中伸出。如图所示，薄膜14的孔周围的残余应力努力使薄膜恢复成平坦状态，对孔中的纤维施加小的压力，从而帮助固定环结构的底部。薄膜也可以帮助抵抗施加在位于薄膜纤维侧的纤维上的张力，该张力试图将环牵拉回孔中。为了配合一次性衣物以及类似衣物上一般应用的凸出固定件的尺寸，最终的环结构优选总高度HL大约为0.040-0.060英寸(1.0-1.5毫米)。
再参考图1，在一些实施例中，用金属丝筛网代替钉床20和驱动支撑带22，用于类似的环形成过程。图3A-3D顺序显示透过支撑于筛网而不是钉床上的载体薄膜针刺纤维的过程。在这些横断面中，包含筛网的金属丝35中的两个代表筛网。筛网上形成有位于金属丝35之间的孔，当牵拉纤维12通过薄膜14时，针34穿过这些孔。可以从包括青铜、铜、黄铜和不锈钢的材料中制造合适的筛网。已经发现，公称直径WD介于大约0.02和0.03英寸(0.5毫米和0.8毫米)或优选介于大约0.023和0.028英寸(0.6毫米和0.7毫米)之间的黄铜丝筛网，不用太弯曲就会有弹性。筛网上的孔的公称宽度SW介于大约0.05和0.2英寸(1.3和5.1毫米)之间，或优选介于大约0.06和0.1英寸(1.5和2.5毫米)之间可以实现这个目的。这样的筛网可从伊利诺斯州的Elmburst的McMaster-Carr Supply公司得到，商名为9223T41。
接下来参考图4，在本实施例中，衬底薄膜26是一种连续的聚丙烯薄片，仅仅大约0.001英寸(0.025毫米)厚。衬底薄片26优选和载体网(也就是薄膜14)相容熔接，但不必和纤维12的材料相容。例如，可以选择高强度纤维材料作为一种树脂，这种树脂的熔化温度高于两个薄膜中的任一个。在热滚压之后，前、后薄膜和钉20的顶端分散点42永久地连接在一起。当筛网用作支撑板，前、后薄膜以交叉影线的格子(grid)的形式而不是以分散点的形式永远地连接在一起，这种格子反映筛网结构。熔接缝是分散点还是互连的格子还可以用来固定夹于薄膜之间的纤维12，帮助加强环结构。当环结构安全地放置在钉20之间时，开始两个薄膜的粘接，以便在粘接过程中没有压力压散环。
再次参照图1，在这个实施例中，辊28表面的温度维持在介于大约350和400华氏度之间(177-266摄氏度)，在辊和衬底薄膜之间施加大约50磅/平方英寸(3.5千克/平方厘米)的压力大约5秒钟，会得到一个合适的粘接效果。辊28具有适应性外表面，或是一种带状形式。作为加热辊的替代物，可以用平板织物层压机来施加相当长时间的受控层压力。这样的平板层压机从美国新泽西州的帕特森的Glenro公司可得到。任意一层薄膜如果需要可以预加热。例如，可以在点压之前用红外线加热器44加热衬底薄膜。在一些实施例中，加工完的环制品30在卷绕前要经过一冷却器(未示出)。
钉床22上的钉20按行和列的排列放置，钉的密度大约280钉/平方英寸(45钉/平方厘米)，优选介于大约200-300钉/平方英寸(31-47钉/平方厘米)。每一个钉20的直径都大约是0.010英寸(0.25毫米)并且大约0.25英寸长(6.4毫米)，优选直穿吊法(straight)以便能承受将衬底材料层压到载体网上需要的压力。在大多数实施例中，优选钉在粘接过程中不刺入薄膜14中，但每一个钉都能提供足够的支撑以形成层之间的加强的粘接点。可以用一系列刚硬的钉卡(pin cards)代替所示的连续柔软带。在非连续的制品生产方法中，比如为了准备环用材料的分散片，一片薄膜14和一块纤维层12可以层叠在单个比如应用于梳理机纤维网的针布上，以便进行在从针布上拿掉之前的针刺和随后的粘接。
参照图5，另外一个实施例中，粉末粘接剂46堆积在针刺薄膜的纤维侧上，然后通过辊28或平板层压机熔化到薄膜上。例如，可将公称颗粒大小大约为20微米的聚乙烯粉末撒到聚乙烯薄膜的纤维层上，喷撒密度为仅仅大约0.5盎司/平方码(17克/平方米)。这样的颗粒或者呈圆形、不规则形状或者呈现得克萨斯州休斯顿的Equistar Chemicals LP中公开的大致球形。优选，对粉末形状和颗粒大小进行选择以使得粉末渗入纤维之间的空隙并且接触下方的薄膜，如图6中放大的图形所示。在多个应用中，还优选粉末是一种熔化温度低于环纤维的材料，以便在熔化过程中纤维基本保持完整无损而粉末粘接剂熔化到纤维上或者载体网上。在任一种情况下，粉末机械地将纤维粘接到支撑钉附近的薄膜上并且固定环结构。如果量足够，粉末46还可以形成对成品环制品的至少部分加固，以便永久地将环用材料粘接到相容的基层上。因为能够混合不同的粉末，可以通过使用合适的载体网材料而应用其它粉末材料，比如聚丙烯或EVA树脂来实现这个目的。
图7是环结构48的放大图，该环结构包含从薄膜14的孔中穿过的共同的总纤维束(trunk)43上伸出的多层环40，它通过上述方法形成。如图所示，环40伸出下方的薄膜以和钩接制品相配合，这种配合至少部分得益于每一个制品中纤维束43的纵向的坚硬，这种坚硬通过薄膜材料的孔周围的收缩和薄膜与衬层之间的纤维的固定而取得。这种竖直方向的坚硬用来抵抗对环结构的持续的压碎或压平，这种压碎或压平发生在当环用材料卷绕或者当后来加入环用材料的成品挤压包装时。纤维束43的弹性，尤其是在其和基底的接合点处的弹性，使得当移走载荷时被重的积压载荷压倒的结构48自己挺直起来。如同从该图中看到的，结构48的不同的环40从薄膜处向上突出不同的高度，这被认为能提高固定件的性能。因为每一个结构48都在针刺过程中形成于薄膜14的刺穿处，单个结构的密度和位置很容易控制。优选，在相邻的结构之间有足够的距离以便配套的凸出固定件(未示出)容易插入环结构区域中。
参考图8，形成环的纤维12一部分的前载体网14，和衬底26一起形成稳定的底板50，环结构48从底板50处伸出。因为底板中纤维的较低含量，以及前后层的单薄，底板50的厚度tm仅仅为大约0.008英寸(1.2毫米)或更小，优选小于大约0.005英寸，并且甚至在有些情况下低至大约0.001英寸(0.025毫米)。前载体薄膜14的厚度tf小于大约0.003英寸(0.08毫米)，优选小于大约0.002英寸(0.05毫米)并且甚至尤其优选小于大约0.001英寸(0.025毫米)。衬低薄膜14的厚度tb小于大约0.003英寸(0.08毫米)，优选小于大约0.002英寸(0.05毫米)并且甚至尤其优选小于大约0.0005英寸(0.01毫米)。成品环制品30的总厚度T小于大约0.1英寸(2.5毫米)，优选小于大约0.05英寸(1.25毫米)，并且在某些情况下小于大约0.025英寸(0.6毫米)。包括载体薄片、纤维和熔化的粘接剂的环固定件制品的总重量优选小于大约15盎司/平方码(500克/平方米)。在一些应用中，总重量小于大约10盎司/平方码(330克/平方米)，或者甚至小于大约5盎司/平方码(167克/平方米)，或者在某些情况下，甚至小于大约2.5盎司/平方码(85克/平方米)。
如果选择衬底材料26为液体不渗透的，整个环制品30可以形成为液体的屏障。如果纤维12选择为吸收性纤维，比如棉纤维或纤维素醋酸盐，最终环制品可以通过裸露的环40将液体芯吸到底板中。
使用透明的薄膜14作为前载体网，使得可以将图像52预印制到后衬底层上以便从成品环制品的环侧能看到。薄膜层之间的小粘接点42和底板中纤维的低的密度，没有被发现能够显著地降低图像的可见度。这一点很有用，例如，可以用于儿童用品(比如一次性尿布)的环用材料中。在这种情况下，可以在环用材料上印制儿童喜欢的图像，并将其永久地粘接到尿布主体(diaper chassis)的前侧以形成尿布垂片(diaper tabs)的接合区域。图像也可以预印制在载体薄膜14的任一表面上。
参照图1，在一些情况下，粘接环制品的环侧在卷绕前被压纹有需要的压纹图案。在这种实施例中，环制品经过一个位于驱动压纹辊54和后备辊56之间的夹口。压纹辊具有凸起区域图案，它可以向薄膜方向持续挤压环结构，并且可以甚至在这些区域中熔化一部分纤维。凸起印花可以仅仅用来提高最终制品的组织结构或美学要求。
图9显示了成品环制品30，从环侧看，其进行了压纹，印制有蜂窝纹图案58。在这个实施中，印制在后衬底层靠近侧上的图像52透过层叠材料可以清楚地看到。各种其它压纹图案包括，例如，相交线形成的正方形或菱形格子，或者挤压环结构而不是在所需形状的分散区域中的图案，比如环的圆形轧染。压纹图案也可以挤压环在环用材料上形成需要的图案或纹理(text)。
在一些实施例中，纤维被刺入可拉伸载体网中。参考图10，横向拉伸薄膜网14被卷绕到张布架60上，张布架60横向拉伸薄膜网到至少其原始宽度的约110％。纤维12然后被放置到拉伸网上，随后在其恢复到原始宽度之前，针刺该纤维覆盖的网。在这一实施例中，液体粘接剂被喷雾器62喷洒到放松的网上。粘接剂然后在卷绕前通过紫外光源64而卷曲。可以采用弹性粘接剂来提供可拉伸成品环用材料。作为选择，也可以在网处于拉伸状态时涂布粘接剂和使粘接剂卷曲，以便放松网后能折叠成品材料。通过在其处于拉伸状态时针刺网14，网在某些情况下会提供环结构的纤维束的更大的收缩。而且，最终制品的环结构的密度大于针刺密度。
参照图1，在一些情况下，可以选择针刺参数(例如针的尺寸、针刺密度)以使得载体网14在针刺过程中切实分解。然而我们已经发现这对于一些应用是不需要的，而这样一种结构对于其它应用是有益的。例如，在一种情况下，纤维覆盖的0.002英寸(0.05毫米)聚乙烯薄膜用30号叉型针针刺，穿孔密度为250孔/平方厘米，会形成图11所示的结构，在这种结构中，纤维12自身切实形成针刺薄片内唯一的连通。薄膜66保持被相邻环纤维束43之间延伸的裂缝67分隔的分散部分66的形式。这种结构在尺寸上足够稳定以层压成可拉伸衬底薄膜，比如从维吉尼亚的里士满的Tredegar薄膜制品公司得到的聚丙烯或聚乙烯薄膜。在层压过程中，载体薄膜的分散片66被粘接成可拉伸衬底，保证最终环制品在其平面内可弹性拉伸的同时进一步固定环结构的底部。
在另一个过程中，图12所示，纤维覆盖载体网只在需要区域针刺，其它区域不被针刺。不针刺区域的纤维保持大致松散状态并且容易从载体网上移走，比如被真空装置68移走。移走的纤维容易再次梳理并且由此循环使用。然后通过熔合载体网上的纤维覆盖区域和针刺区域以及无纤维覆盖区域，将载体网14层压成衬底网26。层压制品然后卷绕以备后用。在这种方式中，可以生产只在需要区域具有环的材料。这样一种制品例如可以作为连续薄片制品，可以从其上冲切尿布外部布面(outer diaper cover)，如图13所示。每一个尿布体布片70沿点划线72被切割以包含离散的环贴片74，在环贴片74处纤维覆盖的薄膜已经被针刺。衬底薄膜上的预印制图形(未示出)显示到环贴片74和冲切件上，并且透过载体网的有环区域和无环区域都能看到。
冲切尿布布面70形成如图14所示的一次性尿布，带有覆盖面和内部以及夹有吸收芯(未示出)的多孔薄膜76，并且放置有环贴片74以接收配套的尿布垂片78，尿布垂片78上携带凸固定件的贴片80，以可松开地固定尿布到婴儿身上。因为环结构由形成尿布外部布面的材料形成，所以没有环材料分层或从尿布主体处不良分离的危险。
在图15所示的另一粘接过程中，衬底26的分散贴片用来覆盖载体网14的针刺的和覆有纤维的区域，载体网的其他区域不被覆盖和不被层压。每一个衬底贴片26被辊82加压粘合定位以覆盖残留在载体网背面的纤维。可以使用流体不渗透贴片26来密封针刺孔，由此生成特别低的重量和标称厚度的流体不渗透成品。在一些应用中，衬底贴片26用粘合剂预涂层，粘合剂将衬底粘接到薄膜和纤维上。在贴标签过程中，贴片26可以被传送到循环传送带84上面的载体14上，如图所示。
参考图16，在另一个实施例中，针刺站18包括静止的下托板86，下托板86具有平整的上表面，该表面上形成有一组孔，针34穿透载体14后刺入这些孔中。上托板19使得针刺制品不跟随针后退。针刺完成后，制品处于静止状态以便被卷绕以备随后粘合，或者直接从针刺站移动进入粘合站，比如进入平板层压机88中。层压机88有上下移动传送带90a和90b，它们和针刺载体以及衬底材料26一起在一系列对立的、气控压板之间移动，气控压板对这些材料受控加热并且施加压力以使这些材料粘合。如果需要，可以在一个层压机传送带上配置一排突起、隆脊或钉用来分离粘合点和/或压纹。
上述过程能够经济地生产具有优良固定性能的高含量环用材料。也可以用来生产分别选择环用材料和衬底材料以达到最佳品质的环用材料。例如，环纤维材料可以选择高的固定强度，而衬底材料可以选择易于和其它材料粘合而无需损害环纤维。
也可以因为其它需要的性能而选择环制品的材料。一种情况下，环纤维、载体网和衬底都由聚丙烯形成，使得成品环制品易于循环使用。另一种情况下，环纤维、载体网和衬底都由可生物降解材料形成，使得成品环制品更环保。现在已经有可生物降解聚乳酸的高强度纤维，例如，Cargill DowLLC商名为NATUREWORKS的纤维。在另一个实施例中，碳纤维被针刺入KEVLAR薄膜并且和硅树脂或其它高温度粘合剂粘合以生成具有优良耐火性能的环用材料。
对于多个应用，纤维可以是聚酯、聚乙烯、聚丙烯、尼龙或两种或更多种树脂的共聚物。高强度、高熔化温度的树脂短纤维可以和较低熔化温度的树脂纤维混合，较低熔化温度树脂在粘合过程中熔化以进一步固定由高强度纤维形成的环。在一些情况中可以应用具有涂敷有低熔化温度树脂的高强度芯的纤维。
载体网可以是固体薄片，比如在针刺之前不会多孔渗水的薄膜薄片。在一些其它情况下，非织造、机织或针织材料都可以用作载体网。合适的薄膜包括聚酯、聚乙烯、聚丙烯、尼龙和它们的共聚物。也可以使用纸片，在纤维侧预粘贴粘合剂以帮助将纤维和/或衬底层粘接到纸片上。
可以从合适的聚乙烯、聚酯、EVA、聚丙烯以及它们的共聚物中选择聚合物衬底层或粘接剂。也可以使用纸片、织物、甚至金属。粘接剂可以是液体或粉末状，并且甚至可以在铺放纤维前在载体网的纤维侧进行预涂层。在一些情况下，不能使用分离的粘接剂或衬底层，因为它们很少能够循环应用。
在一个测试中，3旦尼尔卷曲聚酯纤维被梳理并且铺放在0.002英寸(0.05毫米)厚的吹制聚乙烯薄膜片上，纤维呈纤维毡的形式，单位重量大约1.0盎司/平方码(33克/平方米)。然后用38号簇绒针从纤维侧针刺纤维覆盖的薄膜，针刺密度250孔/平方厘米，针刺深度3.3毫米。针刺材料的背部被粘接到0.001英寸(0.025毫米)厚的聚乙烯薄片上，聚乙烯薄片靠在密度和直径在上面描述过的钉上。和模塑成的、密度为大约每平方厘米264个CFM-29型钩的钩制品相配套的环，在根据ASTM D5170-91测试时，环的平均脱落情况(peel)为大约500克/英寸(200克/平方厘米)，该钩制品从新罕布什尔州，曼彻斯特的维可牢美国公司(Velcro USA)可得到。和同样的钩制品相配套时，根据ASTM D5169-91测试时，环用材料的平均切变大约7000克/平方英寸(1100克/平方厘米)。这大致相应于和广泛应用于一次性尿布中的点非粘接(point-unbonded)非织造环用材料的同样的钩带制品钩接时，平均脱落(peel)大约215克/英寸(86克/平方厘米)并且平均切变大约3100克/平方英寸(500克/平方厘米)的水平。和维可牢美国公司的CFM-85棕榈树钩相钩接，环用材料大约有600克/英寸(240克/厘米)的脱落(peel)和6000克/平方英寸(930克/平方厘米)的切变，相应于点非粘接非织造环用材料的大约300克/英寸(118克/厘米)的脱落和3000克/平方英寸(465克/平方厘米)的切变。
在另一个实施例中，环制品象在刚刚描述过的测试中那样准备好，除了纤维是6旦尼尔，针刺密度为225孔/平方厘米，针刺深度为4.4厘米。这种环用材料和CFM-29钩制品相配合时具有大约550克/英寸(215克/厘米)的脱落和5000克/平方英寸(775克/平方厘米)的切变，和CFM-85钩制品相配合时具有大约270克/英寸(105克/厘米)的脱落和5500克/平方英寸(850克/平方厘米)的切变。
描述了本发明的多个实施例。然而，应该明白可以不偏离本发明的精神和范围做出各种修改。所以，其它实施例也落入随后的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种制造环固定件制品的方法，该方法包括在薄膜载体薄片(14)的第一侧上放置一层纤维(12)，这层纤维(12)的总密度小于大约5盎司/平方码(170克/平方米)，薄膜(14)的总厚度小于大约0.005英寸(0.13毫米)；通过用针(34)刺穿薄膜(14)而透过薄膜(14)针刺纤维层的纤维(12)，在针刺过程中，针(34)透过在薄膜(14)上形成的孔(38)牵拉部分纤维(12)，使得纤维(12)的环(40)从载体薄片(14)第二侧面上的孔(38)中伸展出来，针刺密度至少100孔/平方厘米；在穿刺薄膜(14)第一侧上的纤维(12)上放置粘接剂(26，46)；并且将粘接剂(26，46)熔化到薄膜(14)上以固定环底部。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括，在将纤维(12)放置到载体薄片(14)上之前，梳理纤维(12)的层，并且/或者交叉重叠纤维(12)以形成纤维(12)的层。
3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括在载体薄片(14)的第二侧进行压纹，在熔化后，在环上形成需要的图案，该图案优选包括由被挤压纤维(12)的区域包围的环(40)的凸起层。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括，在熔化后，切割载体薄片(14)以形成分散薄片制品，每一个薄片制品都具有至少一个带有环(40)的区域和没有环(40)的另一区域并且优选在一次性衣物比如尿布的外层中形成有分散薄片部分，带有环(40)的区域可松开地与凸接触固定件元件相配合以将衣物固定到穿用者身上。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，针(34)穿刺薄膜(14)的穿刺密度为至少200孔/平方厘米，或者至少250孔/平方厘米。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，针刺发生时载体薄片(14)的第二侧面支撑于支撑板上，熔化发生时纤维的环(40)从孔(38)中伸出进入载体薄片(14)第二侧面上的支撑板中。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，纤维密度小于大约3盎司/平方码(100克/平方米)，或者小于大约1.5盎司/平方码(66克/平方米)。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，薄膜(14)的公称厚度小于大约0.003英寸(0.08毫米)，或小于大约0.002英寸(0.05毫米)，或小于大约0.001英寸(0.03毫米)。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，纤维(12)的平均手扯长度小于大约6英寸(15厘米)，或小于大约4英寸(10厘米)。
10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，纤维(12)是卷曲的，并且/或者纤维(12)包含聚酯树脂或从一组包括聚乙烯、聚丙烯、尼龙和它们的共聚物的材料中选出。
11.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，纤维(12)的公称强度至少3.0克/旦尼尔并且/或者介于大约2-10旦尼尔之间，或介于大约3-6旦尼尔之间。
12.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，薄膜(14)包含从一组包括聚乙烯、聚酯、聚丙烯、尼龙和它们的共聚物中选出的材料，或者薄膜(14)包含吹制成的聚乙烯薄膜并且薄膜(14)上形成有突起，突起在穿孔处从薄膜(14)的总平面上伸出，突起逆着穿过孔的纤维(12)承载载荷。
13.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，载体薄片(14)、纤维(12)和粘接剂(26，46)基本上都含有单一可循环的基体树脂或者可生物降解材料，优选聚乳酸。
14.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，纤维(12)是一种熔化温度高于薄膜(14)的树脂的熔化温度的树脂。
15.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，针(34)是25号针或具有更小直径，优选是35号针或具有更小直径，并且/或者是分叉的。
16.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，针(34)从载体薄片(14)的第一侧剌入载体薄片(14)并且穿刺载体薄片(14)到一刺入距离，该距离从薄片的进入侧测量，介于大约2-8毫米，或者尤其介于大约3-4毫米。
17.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，选择针刺密度和刺入距离，以在环(40)上形成有纹理的图案。
18.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，只针刺载体薄片(14)中的选择区域，载体薄片(14)的其它区域不针刺，只在选择区域中形成环(40)，在薄膜载体薄片(14)的选择区域中放置较多的纤维(12)，而在其它区域中放置较少的纤维，并且/或者粘接剂(26，46)只用在载体薄片(14)的选择区域中，并且该方法优选针刺后从其它区域中移走纤维(12)。
19.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，粘接剂包含第二薄膜薄片(26)，优选粘接剂可以预印有图形，在熔化后从载体薄片(14)的第二侧仍能够看到该图形，并且/或者第二薄膜薄片(26)含有比纤维(12)的树脂更易于与载体薄片(14)的树脂相容熔接的树脂，并且/或者第二薄膜薄片(26)的公称厚度小于大约0.003英寸(0.08毫米)，优选小于大约0.002英寸(0.05毫米)，尤其优选小于0.0005英寸(0.01毫米)。
20.根据上述权利要求中任一项所述的方法，还包括在将第二薄膜薄片(26)放置到纤维(12)上之前预热第二薄膜薄片(26)。
21.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，包括载体薄片(14)、纤维(12)和熔化的粘接剂(26，46)的环固定件制品的总重量小于大约15盎司/平方码(500克/平方米)，或小于大约10盎司/平方码(330克/平方米)，或小于大约5盎司/平方码(167克/平方米)，或小于大约2.5盎司/平方码(85克/平方米)。
22.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，包括载体薄片(14)、环(40)和熔化的粘接剂(26，46)的固定件制品的总厚度小于大约0.1英寸(2.5毫米)，或小于大约0.05英寸(1.3毫米)，或小于大约0.025英寸(0.64毫米)。
23.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，熔化的粘接剂(26，46)和载体薄片(14)一起形成固定件制品的基体薄片，环(40)从基体薄片中伸展出来，基体薄片的总厚度小于大约0.005英寸(0.13毫米)，或小于大约0.001英寸(0.03毫米)。
24.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，载体薄片(14)包含可拉伸树脂薄膜，可以在拉伸状态下针刺该载体薄片，然后将其松开以增大环(40)的密度，并且粘接剂(26，46)优选包含可拉伸树脂薄膜的第二薄片。
25.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，针刺在薄膜(14)上充分穿孔，载体薄片(14)变得膨胀，以便在针刺后和熔化前，载体薄片(14)的材料一般形成离散区域，这些区域被在刺穿载体薄片(14)形成的穿透的孔(38)之间延伸的裂缝(67)分隔开。
26.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，粘接剂是一种颗粒状粘接剂(46)，比如磨碎的粉末或松散的不规则颗粒，或大致球形颗粒，优选公称颗粒大小小于大约20微米，并且粘接剂(46)的颗粒进入载体薄片(14)中的孔(38)附近的相邻纤维(12)之间形成的空隙。
27.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，粘接剂(46)包括足以和载体薄片(14)相容以在熔化时形成结合的树脂，比如聚乙烯粉末或从一组包括聚乙烯、聚酯、EVA、聚丙烯和它们的共聚物中选出的粉末状树脂。
28.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，粘接剂(46)涂在穿刺薄片上，涂布密度小于大约2盎司/平方码(66克/平方米)，或小于大约1盎司/平方码(33克/平方米)，或小于大约0.5盎司/平方码(17克/平方米)。
29.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，熔化粘接剂(46)包括用加热表面对穿刺薄片第一侧面加热和加压，热表面例如是旋转辊(28)或平板层压机(88)，其中热表面保持在足够高的温度，并且压置在粘接剂(26，46)上足够长的时间，以使得粘接剂(26，46)熔化在载体薄片(14)熔化过程中被支撑板支撑的区域中，而不会显著熔化纤维(12)的树脂。
30.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，支撑板包含钉(20)形成的板，钉(20)的顶部接触载体薄片(14)的第二侧面并且环(40)在相邻钉(20)之间伸展，钉的密度至少大约150钉/平方英寸(23钉/平方厘米)，或至少大约250钉/平方英寸(39钉/平方厘米)或至少300钉/平方英寸(47钉/平方厘米)。
31.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，钉(20)的公称直径在大约0.005和0.015英寸(0.13和0.38毫米)之间，并且/或者长度至少大约0.1英寸(2.5毫米)，长于针(34)刺穿载体薄片(14)的刺穿距离。
32.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，针刺时载体薄片(14)支撑于支撑板上，支撑板包括其上形成有和针(34)对齐的孔的下托板(86)或包括筛网(35)，筛网(35)接触载体薄片(14)的第二侧面，环(40)穿过筛网(35)中的孔。
33.根据上权利要求32所述的方法，其特征在于，筛网(35)由金属丝制成，优选金属尤其优选黄铜，金属丝的公称直径介于大约0.02和0.03英寸(0.5和0.8毫米)之间，或介于大约0.023和0.028英寸(0.6和0.7毫米)之间，形成的筛网孔口的公称宽度介于大约0.05和0.2英寸(1.3和5.1毫米)之间，或尤其优选介于大约0.06和0.1英寸(1.5和2.5毫米)之间。
34.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，粘接剂是一种水不能透过的薄片，优选是离散的薄片部分，它放置在选中的区域并且覆盖住纤维(12)和孔(38)以形成屏障，以阻止液体流过由于针刺在载体薄片(14)上形成的孔。
35.一种环固定件制品，包括薄膜载体薄片(14)，其总厚度小于大约0.005英寸(0.1毫米)并且以每平方厘米至少100个孔被穿刺；纤维(12)的层，其总密度小于大约5盎司/平方码(170克/平方米)并且放置在薄膜载体薄片(14)的第一侧面上，纤维(12)的环(40)从透过薄膜载体薄片(14)的孔中伸出到达载体薄片(14)的第二侧面；并且粘接剂(26，46)，其涂布在穿刺薄膜(14)的第一侧面上并且熔化到薄膜(14)上以固定纤维(12)的环(40)的底部。
36.根据权利要求35所述的制品，其特征在于，薄膜(14)上每平方厘米形成有至少200个穿刺孔，或每平方厘米形成有至少250个穿刺孔。
37.根据权利要求35或36所述的方法，其特征在于，纤维密度小于大约3盎司/平方码(100克/平方米)，或小于大约1.5盎司/平方码(66克/平方米)。
38.根据权利要求35-37中任一项所述的制品，其特征在于，薄膜(14)的公称厚度小于大约0.003英寸(0.08毫米)，或小于大约0.002英寸(0.05毫米)，或小于大约0.001英寸(0.03毫米)，并且/或者薄膜(14)上形成有突起，突起自薄膜(14)穿孔地方的总平面上伸出，突起逆着穿过孔的纤维(12)承载载荷。
39.根据权利要求35-38中任一项所述的制品，其特征在于，纤维(12)的平均手扯长度小于大约6英寸(15厘米)，或小于大约4英寸(10厘米)。
40.根据权利要求35-39中任一项所述的制品，其特征在于，纤维(12)是卷曲的，并且/或者包含聚酯树脂或从一组包括聚乙烯、聚丙烯、尼龙和它们的共聚物中选出的材料。
41.根据权利要求35-40中任一项所述的制品，其特征在于，纤维(12)的公称强度为至少3.0克/旦尼尔，并且/或者介于大约2-10旦尼尔之间，或尤其优选介于大约3-6旦尼尔之间，并且/或者被梳理和交叉重叠以形成纤维(12)的层。
42.根据权利要求35-41中任一项所述的制品，其特征在于，薄膜(14)由从一组包括聚乙烯、聚酯、聚丙烯、尼龙和它们的共聚物中选出的材料，比如吹制的聚乙烯薄膜，并且/或者薄膜预印有图形，在熔化后从载体薄片(14)的第二侧面仍能够看到该图形。
43.根据权利要求35-42中任一项所述的制品，其特征在于，载体薄片(14)、纤维(12)和粘接剂(26，46)基本上都含有单一可循环的基体树脂或者可生物降解材料，比如聚乳酸，并且/或者纤维(12)是一种树脂，这种树脂的熔化温度高于薄膜(14)的树脂的熔化温度。
44.根据权利要求35-43中任一项所述的制品，其特征在于，从薄片的第一侧面起测量，环(40)延伸大约2-8毫米，或延伸大约3-4毫米。
45.根据权利要求35-44中任一项所述的制品，其特征在于，粘接剂包含第二薄膜薄片(26)，优选第二薄膜薄片(26)预印有图形，在熔化后从载体薄片(14)的第二侧仍能够看到该图形，优选第二薄膜薄片(26)含有比纤维(12)的树脂更易于与载体薄片(14)的树脂相容熔接的树脂，并且第二薄膜薄片的公称厚度小于大约0.003英寸(0.08毫米)，或小于大约0.002英寸(0.05毫米)。
46.根据权利要求35-45中任一项所述的制品，其特征在于，粘接剂在熔接点(42)熔化到薄膜(14)上，连接熔接点(42)成基本互连的图案，比如交叉影线的格子。
47.根据权利要求35-46中任一项所述的制品，其特征在于，包括载体薄片(14)、纤维(12)和熔化的粘接剂的环固定件制品的总重量小于大约15盎司/平方码(500克/平方米)，或小于大约10盎司/平方码(330克/平方米)，或小于大约5盎司/平方码(160克/平方米)。
48.根据权利要求35-47中任一项所述的制品，其特征在于，包括载体薄片(14)、环(40)和熔化的粘接剂的固定件制品的总厚度优选小于大约0.1英寸(2.5毫米)，或小于大约0.05英寸(1.3毫米)，或小于大约0.025英寸(0.64毫米)。
49.根据权利要求35-47中任一项所述的制品，其特征在于，熔化的粘接剂和载体薄片(14)一起形成固定件制品的基体薄片，环(40)从基体薄片中伸展出来，基体薄片的总厚度小于大约0.005英寸(0.13毫米)，或小于大约0.001英寸(0.03毫米)。
50.根据权利要求35-49中任一项所述的制品，其特征在于，载体薄片(14)包含可拉伸树脂薄膜，粘接剂包含可拉伸树脂薄膜的第二薄片。
51.根据权利要求35-49中任一项所述的制品，其特征在于，粘接剂呈粉末状。
52.根据权利要求35-50中任一项所述的制品，其特征在于，在薄膜(14)上形成有足够的穿刺孔(38)，载体薄片(14)由此变得膨胀，粘接剂包含可拉伸材料，比如可拉伸树脂薄膜，由此形成可拉伸环固定件制品。
53.根据权利要求35-52中任一项所述的制品，其特征在于，载体薄片(14)的材料一般形成离散区域，这些区域被在穿透的孔之间延伸的裂缝(67)分隔开。
全文摘要
一种环固定件制品，通过穿过载体薄片比如塑料薄膜针刺纤维(12)的纤维层形成，以在载体薄片(14)的另一侧面上形成环(40)。粘接剂(46)，比如粉末树脂或塑料树脂，放置在制品的纤维侧并且熔化到载体薄片(14)上以将纤维(12)连接到适当的位置。在一些应用中，该制品只在离散区域被针刺，其它区域没有环(40)。该制品可以用于一次性尿布的外布面。其中一个树脂的纤维(12)易于和薄膜以及其它树脂的衬底接合以生产特别薄和轻质的环用材料。
文档编号D04H11/08GK1753630SQ200380109426
公开日2006年3月29日 申请日期2003年12月3日 优先权日2002年12月3日
发明者乔治·A·普罗沃斯特, 威廉·H·谢泼德 申请人:维尔克罗工业公司