具有中空凸起的流体缠结层压纤网以及制造其的工艺和设备的制造方法
【专利说明】具有中空凸起的流体缠结层压纤网w及制造其的工艺和设 备
【背景技术】
[0001] 纤维性非织造纤网材料在许多应用中广泛使用，所述应用包括但不局限于吸收性 结构和擦拭产品，其中许多是一次性的。尤其是，该样的材料通常用于个人护理吸收性物品 例如尿布、尿裤、训练裤、女性卫生产品、成人失禁产品、綱带和擦拭产品例如婴儿和成人湿 巾。它们还通常用于清洁产品，例如湿的或干的一次性擦拭物，其可用清洁化合物和其它化 合物处理，所述化合物设计为手工使用或与清洁器具例如拖把配合使用。另一个应用是美 容用品例如清洗和卸妆垫和擦拭物。
[0002] 在许多的该些应用中，立维度和增加的表面面积是有利的属性。该在用于上述个 人护理吸收性物品和清洁产品的身体接触材料中尤为如此。个人护理吸收性物品的主要功 能之一是吸收和保持身体分泌物例如血液、月经、尿液和排便。通过提供具有中空凸起的 纤维性非织造物，可同时实现一些属性。首先，通过提供凸起，所述全部层压品可被制造为 当使使用的材料最少化时具有更高厚度。增加的材料厚度有助于加强使用者皮肤与所述吸 收巧的分离，因此改善了对更干燥皮肤的预期。通过提供凸起，在所述凸起之间形成基座区 域，当所述分泌物被吸收时，所述基座区域可暂时地将分泌物与所述凸起高点隔开，因此减 少了皮肤接触且提供了更佳的皮肤受益。第二，通过提供该样的凸起，可减少所述分泌物在 成品中的扩散，因此使更少的皮肤受到污染。第=，通过提供凸起，所述中空部自身可用作 流体储器W临时储存身体分泌物且之后允许所述分泌物竖直移动至整个产品的下层。第 四，通过减少总的皮肤接触，具有该样凸起的纤维性非织造物层压品可向所接触的皮肤提 供更柔软的感觉因此加强了所述层和整个产品的触觉美学。第五，当该样的材料用作产品 例如尿布、尿裤、训练裤、成人失禁产品和女性卫生产品的身体接触内衬材料时，在所述产 品被移除的情况下所述内衬材料还提供用作清洁辅助的功能。在该些产品通常会遭遇到的 月经和较低粘度排便的情况下尤为如此。再一次地，该样的材料可提供在清洁和防渗漏方 面的额外益处。
[0003] 在清洁产品的情况下，所述凸起同样可提供增加的总体表面面积，用于收集和容 纳从被清洁的表面移除的材料。此外，清洁化合物和其它化合物可被装入所述中空凸起W 储存并进而在使用时将该些清洁物和其它化合物释放至被清洁的表面上。
[0004] 已进行其它尝试W提供纤维性非织造纤网，其将提供上述属性且满足上述任务。 一个该样的方法是使用各种类型的压花W形成=维度。该在一定程度上起作用，然而需要 高基重W形成具有显著外形的结构。此外，在所述压花工艺中固有的是起始厚度的损失，该 源于W下事实，即压花本质上是挤压和接合工艺。此外，为了在非织造织物中"固定"所述 压花，致密部段通常被融合W形成通常不透流体的烙接点。因此损失了用于使流体流经所 述材料的一部分面积。而且，"固化"所述织物可引起所述材料硬化且变得触摸起来粗趟。
[0005] 另一个提供上述属性的方法是在=维形成的表面上形成纤维性纤网。所造成的结 构通常具有在低基重下很小的回弹性（假设使用的是具有期望美学属性的柔软纤维），且 形貌在缠绕在漉上且经过后续的转化过程时显著退化。该在所述=维形成工艺中通过使所 述=维形状填充纤维而部分地解决。然而，该通常由于使用更多材料导致更高成本并且牺 牲柔软性，而且导致所获得的材料对于某些应用而言不美观的情况。
[0006] 另一个提供上述属性的方法是给纤维性纤网打孔。根据工艺流程，该可生成平的 二维纤网或具有一定=维度的纤网，其中移位的纤维被推出原始纤网的平面。通常，=维度 的范围受到限制，且在足够的载荷下，所述移位的纤维可能朝其原始位置被推回，导致所述 孔至少局部关闭。为了 "固化"在原始纤网平面之外的所述移位纤维的打孔过程易于降低 原始纤网的柔软性。有孔材料的另一个问题是，当它们被引入最终产品时（该经常借助于 粘合剂完成），由于它们的开放结构，粘合剂会经常轻易渗透非织造物中的孔，即从其下侧 至其顶部暴露的表面，从而发生所不希望的问题、例如粘合剂在转化过程中积累或在成品 的多个层之间形成非预期的结合。
[0007] 结果是，仍然存在对一种材料W及工艺流程和设备的需要，所述材料W及工艺流 程和设备提供满足上述需求的=维特征。
【发明内容】
[0008] 本发明针对含有带凸起的纤维性非织造层的流体缠结层压品，所述凸起优选为中 空的且从所述层压品的一个表面延伸出，且还针对制造该样的层压品和将它们加入终端产 品的工艺和设备。
[0009] 根据本发明的流体缠结层压纤网，在能够加有其它层的同时，包括支撑层和非织 造凸起纤网，该支撑层具有相反的第一和第二表面W及厚度，而该非织造凸起纤网含有多 个纤维并具有相反的内外表面W及厚度。该支撑层的第二表面接触该凸起纤网的内表面， 而在该凸起纤网中的多个第一纤维形成从凸起纤网外表面向外延伸的多个凸起。在该凸起 纤网中的多个第二纤维与该支撑层缠结W形成所获得的流体缠结层压纤网。
[0010] 该层压品的带凸起的凸起纤网部分提供广泛的多种属性，所述属性使其适用于众 多终端用途。在优选的实施例中，所述凸起的全部或至少一部分限定出中空的内部。
[0011] 该支撑层可由包括连续纤维纤网的多种材料制成，例如纺粘材料，或其可由更短 纤维的短切纤维纤网制成。该凸起纤网也可由连续纤维纤网和短切纤维纤网二者制成，但 对于凸起纤网期望的是具有比该支撑层更少的纤维与纤维的接合或纤维缠结W促进所述 凸起的形成。
[0012] 支撑层和凸起纤网可各自根据特殊的终端用途应用被制成不同基重。所述层压品 和工艺流程的独特属性是制造对于应用而言被认为是低基重的层压品的能力，所述应用包 括但不局限于个人护理吸收性产品和食品包装件。例如，根据本发明的流体缠结层压纤网 可具有约25至约100克每平方米（gsm)之间的总基重，且该支撑层可具有约5至约40克 每平方米之间的基重，而该凸起纤网可具有约10至约60克每平方米之间的基重。由于该 层压品形成的方式和两个相对于形成过程有不同功能的不同层的使用，该样的基重范围是 可行的。结果是，所述层压品能够在商业环境中制造，其迄今为止由于不能处理单独纤网和 形成有利的凸起而被认为是不可行的。
[0013] 根据本发明的层压纤网可被引入用于大量广泛使用的吸收性物品，包括但不局限 于尿布、尿裤、训练裤、失禁器件、女性卫生产品、綱带和擦拭物。通常该样的产品会包括身 体侧内衬或皮肤接触材料、面向衣服材料也被称作背片和被置于所述身体侧内衬和背片之 间的吸收巧。就该点而言，该样的吸收性物品可具有至少一个层，所述层至少部分地由本 发明的流体缠结层压纤网构成，包括但不局限于该吸收性物品的外表面之一。如果该外表 面是身体接触表面，那么该流体缠结层压纤网可单独使用或与吸收性材料的其它层组合使 用。此外，所述流体缠结层压纤网优选在所述层压品的支撑层部分中可包括水凝胶、也称为 超级吸收性材料。如果所述层压纤网被用作在该吸收性物品的衣服侧的外部表面上，那么 其最好附接不透液层例如膜层至该支撑层的第一或外部表面并将该不透液层定位成朝该 吸收性物品的内侧，如此，该凸起纤网的凸起位于该吸收性物品的外侧上。该种相同类型的 构造也可被用在食品包装中W吸收来自所述包装内容物的流体。
[0014] 对于该样的吸收性物品来说同样非常普遍的是具有通常称作"涌流"或"转移" 层的可选层，其被置于所述身体侧内衬和吸收巧之间。当该样的产品呈例如尿布或成人失 禁器件的形式时，它们也可包括位于所述产品的侧边缘处的前和/或后腰部区域内的叫做 "耳部"的部分。该些耳部可将产品绕穿用者的躯体固定，通常与粘合剂和/或机械钩圈扣 合系统配合。在某些应用中，所述扣合系统连接至所述耳部的远端且附接至位于该产品前 腰部分上的称作"正面贴"或"带安置区"的部分。根据本发明的流体缠结层压纤网可被用 于任何一个或多个该些部件和产品的全部或一部分。
[0015] 当该样的吸收性物品呈例如训练裤、尿裤或设计为像内衣一样穿戴和穿着的其它 产品的形式时，该样的产品会通常包括连接该产品的前后腰区的被称作"侧片"的部分。该 样的侧片可同时包括弹性和非弹性部分而本发明的流体缠结层压纤网也可被用作该些侧 片的全部或一部分。
[0016] 因此，该样的吸收性物品可具有至少一个层，该层的全部或部分包含本发明的流 体缠结层压纤网。
[0017] 同样在本文公开的是用于形成根据本发明的流体缠结层压纤网的若干设备配置 和工艺流程。一种该样的工艺流程包括W下工艺步骤；提供凸起形成表面，其限定出多个在 其中的成形孔且所述成形孔彼此间隔并在其间具有基座区。所述凸起形成表面能够沿机器 方向W凸起形成表面速度移动。此外提供一种凸起流体缠结装置，其具有多个凸起流体喷 嘴，能够从所述凸起流体喷嘴朝所述凸起形成表面的方向喷射多个加压的凸起流体射流。
[0018] 然后提供具有相反的第一和第二表面的支撑层和具有多个纤维和相反的内外表 面的非织造凸起纤网。该凸起纤网被喂送至凸起形成表面上，其中该凸起纤网的外表面被 定位成邻接该凸起形成表面。该支撑层的第二表面被喂送至该凸起纤网的内表面上。引导 来自所述多个凸起流体喷嘴的缠结流体的多个加压的凸起流体射流沿从支撑层第一表面 朝向凸起形成表面的方向，W造成a)凸起纤网中的位于该凸起形成表面中的成形孔的附 近的多个第一纤维被导入所述成形孔W形成从凸起纤网外表面向外延伸的多个凸起，和b) 该凸起纤网中的多个第二纤维与支撑层缠结W形成层压纤网。所述缠结可W是凸起纤网的 纤维与支撑层缠结的结果，或也可W是当该支撑层也是纤维性结构时该支撑层的纤维与凸 起纤网的纤维缠结的结果或所述两种缠结工艺的组合。此外，在该凸起纤网中的第一和多 个第二纤维可W是相同的多个纤维，尤其当所述凸起间隔很近时，因为同一纤维一如果其 具有足够的长度一可同时形成凸起并与支撑层缠结。
[0019] 在所述凸起在凸起纤网中形成并且凸起纤网与支撑层附接W形成层压纤网之后， 所述层压纤网从凸起形成表面中移除。在所述工艺流程和设备的某些实施方式中，有利的 是，多个流体射流的方向造成中空凸起的形成。
[0020] 在一优选设计中，所述凸起形成表面包含织构化滚筒，虽然也能够由带系统或带 丝系统形成所述形成表面。在某些实施方式中有利的是所述凸起形成表面的基座区不是流 体可渗透的，在其它情况下它们可W是可渗透的，尤其当所述成形表面是多孔成形线材时。 若需要，所述形成表面可W形成为除所述孔之外的凸起区域，W便在根据本发明的流体缠 结层压纤网的基座区中形成凹陷或孔。
[0021] 在所述设备的替代实施方式中，所述凸起纤网和/或支撑层可W与凸起形成表面 移动速度相等的速度或W更快或更慢的速度被喂入凸起成形工艺流程中。在该工艺流程的 某些实施方式中，有利的是凸起纤网W高于支撑层被喂送至凸起纤网的速度被喂送至凸起 形成表面。在其它情况下，可能有利的是，将凸起纤网和支撑层都W高于凸起形成表面的速 度喂送至凸起形成表面。已经发现，将材料超喂至工艺流程中为所述凸起的形成提供了凸 起纤网内的额外的纤维性结构。材料被喂入该工艺流程的速率称作超喂率。已经发现，尤 其是在超喂率在约10%至约50%之间时可制造良好成形的凸起，意味着所述材料被喂入 工艺流程和设备的速度比所述凸起形成表面的速度快约10%至约50%。该尤其对于向所 述工艺流程和设备超喂凸起纤网是有利的。
[0022] 在所述工艺流程和设备的替代形式中，在凸起形成步骤之前提供预层压步骤。在 该个实施例中，给所述设备和工艺流程提供对流体可渗透的层压形成表面。所述层压形成 表面能够沿机器方向W层压形成速度移动。作为上述工艺流程和设备的另一实施例，凸起 形成表面被提供，其限定出在该表面中的多个成形孔且所述成形孔彼此间隔并在其间具有 基座区。所述凸起形成表面也能够沿所述机器方向W凸起形成表面速度移动。所述设备和 工艺流程还包括层压流体缠结装置，该装置具有多个层压流体喷嘴，其能够从所述层压流 体喷嘴沿朝向层压形成表面的方向喷射缠结流体的多个加压的层压流体射流，且所述设备 和工艺流程还包括凸起流体缠结装置，其具有多个凸起流体喷嘴，其能够从所述凸起流体 喷嘴沿朝向凸起形成表面的方向喷射缠结流体的多个加压的凸起流体射流。
[0023] 作为其它工艺流程和设备，然后提供具有相反的第一和第二表面的支撑层和具有 多个纤维和相反的内外表面的凸起纤网。所述支撑层和凸起纤网被喂送至层压形成表面 上，在此位置处缠结流体的多个加压的层压流体射流从多个层压流体喷嘴被引入所述支撑 层和凸起纤网，W引起该凸起纤网的至少一部分纤维与该支撑层缠结，W形成层压纤网。
[0024] 在该层压纤网形成之后，其被喂送至该凸起形成表面上，且该凸起纤网的外表面 邻接该凸起形成表面。接着，来自多个凸起流体喷嘴的、缠结流体的多个加压的凸起流体射 流沿从支撑层第一表面朝向凸起形成表面的方向被引入层压纤网中，W引起凸起纤网中位 于凸起形成表面的成形孔附近的多个第一纤维被引入成形孔W形成从凸起纤网外表面向 外延伸的多个凸起。该样形成的流体缠结层压纤网随后