用于使纤维网变形的方法

用于使纤维网变形的方法
【专利说明】
[00011 本申请是申请人宝洁公司于2012年4月25日提交的国际申请号为PCT/US2012/ 034850、题为"用于使纤维网变形的方法"的PCT发明专利申请的分案申请。该PCT发明专利 申请于2013年10月25日进入中国国家阶段，其中国专利申请号为201280020436.6。
技术领域
[0002] 本发明涉及变形的材料纤维网以及用于使纤维网变形以产生此类材料的设备和 方法。
【背景技术】
[0003] 专利文献中公开了用于使纤维网变形的各种方法和设备。公开此类方法的专利包 括:美国专利4,189,344 ,Busker;美国专利4,276,336, Sabee;美国专利4,609,518, Curro; 美国专利 5，143,679，'?^^1;美国专利5,562,645，了31^6〇美国专利5,743,999，1^1^8 ;美国 专利5,779,965 ,Beuether等人；美国专利5,998,696, Schone;美国专利6,332,955， Meschenmoser;美国专利6,739,024 BI，Wagner;美国专利申请公布2004/0110442 Al， Rhim;EP 1 440 197 Bl，Thordahl;美国专利6,916,969，拖111^^(188〇11;美国专利申请公布 2006/0151914 Al，Gerndt;美国专利7,147,453 B2, Boegli;美国专利7,423,003， Volpenhein;美国专利7,323,072 B2 ,Engelhart等人；美国专利申请公布2006/0063454， Chung;美国专利申请公布2007/0029694 Al，Cree等人；美国专利申请公布2008/0224351 Al，Curro等人；美国专利申请公布2009/0026651 Al，Lee等人；美国专利7,521,588 B2， Stone等人;和美国专利申请公布2010/0201024 Al，Gibson等人。
[0004] 然而，人们仍在继续寻求能够在纤维网中形成新结构的方法和设备，所述新结构 为纤维网提供附加的性能。在用于吸收制品中的纤维网的情况下，此类新结构可包括在该 纤维网的预设部分中为该纤维网的单一部分提供双重性能或更多重性能(诸如改善的柔软 性、流体处理、或其它性能）的那些。还需要如下设备，所述设备将允许纤维网被变形多次， 同时保持对该纤维网中变形部的配准的控制。还需要如下设备，所述设备能够用在制造场 地上具有小占有面积的设备使纤维网变形多次。

【发明内容】

[0005] 本发明涉及变形的材料纤维网以及用于使纤维网变形以产生此类材料的设备和 方法。此类材料可被提供为如下产品的组件:诸如吸收制品（诸如顶片、底片、采集层、液体 处理层、吸收芯）、包装(诸如流动包裹、收缩包裹和塑料袋）、垃圾袋、食品包裹物、擦拭物、 面巾纸、卫生纸、纸巾等。存在大量的本发明的非限制性实施例。
[0006] 在一个非限制性实施例中，变形的材料纤维网包括具有形成于其中的离散变形部 的纤维网。变形部可为如下形式的结构:其中具有孔的纤维网的部分、突起部、凹陷区域、以 及它们的组合。这些结构可从该纤维网的一侧上的表面伸出，或者从该纤维网的两个表面 伸出。不同的结构可彼此混杂。
[0007] 在某些非限制性实施例中，设备和方法可被构造成用于使纤维网在单一辊隙中变 形。在一个实施例中，该方法涉及将纤维网喂送到形成于两个相互啮合辊之间的辊隙中。这 两个辊被构造成用于使纤维网变形成具有至少两组变形部，所述至少两组变形部相对于纤 维网的表面在不同的方向上取向。
[0008] 在其它实施例中，设备和方法可被构造成用于使纤维网变形至少两次（即，在至少 两个或更多个辊隙中）。在此类实施例中，该设备可包括套叠的或其它排列的多个辊，其中 纤维网在整个工艺中可被保持基本上与辊中的至少一个接触，并且辊中的至少两个与其它 辊一起限定其上的两个或更多个辊隙。在一些实施例中，辊可用于使纤维网的某一不同侧 暴露以用于后续的变形步骤。在这些或其它实施例中，辊可用于以如下方式在辊之间传送 纤维网，所述方式可使辊和/或纤维网偏置，使得后续的变形部以某种与现有变形部不同的 横向对齐方式形成。在一些情况下，这可用于在变形部之间获得比其它方法所可能获得的 间距更紧密的间距。
【附图说明】
[0009] 根据附图将更完全地理解如下【具体实施方式】，其中：
[0010]图1为用于使纤维网变形的现有技术方法和设备的示意性侧视图。
[0011]图2为用于使纤维网变形的另一种现有技术设备的示意性侧视图。
[0012] 图3为用于使纤维网变形的另一种现有技术方法和设备的示意性侧视图。
[0013] 图4为用于使纤维网变形的方法和设备的一个实施例的示意性侧视图。
[0014] 图4A为用于使纤维网变形的方法和设备的一个可供选择的实施例的示意性侧视 图，其中第二纤维网在第一辊隙下游的辊隙处被引入。
[0015] 图5为适用于本文所述的方法和设备中的一对环辊的放大透视图。
[0016] 图6为适用于本文所述的方法和设备中的包括环辊和结构化类弹性成膜辊的一对 辊的放大透视图。
[0017] 图6A为其上具有交错的齿图案的CD结构化类弹性成膜辊的放大透视图。
[0018]图6B为图6中所不相互嗤合辑的一部分的剖面。
[0019] 图6C为其上具有交错的齿图案的MD结构化类弹性成膜辊的放大透视图。
[0020] 图7为适用于本文所述的方法和设备中的包括环辊和滚刀开孔辊的一对辊的放大 透视图。
[0021] 图8为穿过适用于本文所述的方法和设备中的一对辊之间的辊隙的一部分的片段 剖面图，其包括公/母压花辊。
[0022] 图9为适用于本文所述的方法和设备中的一对辊的表面的一部分的放大透视图。 [0023]图9A为具有各种成形元件的成形结构的一部分的透视图。
[0024] 图10为用于使纤维网变形的方法和设备的另一个实施例的示意性侧视图，其中纤 维网围绕辊之一包裹至少180度。
[0025] 图11为用于使纤维网变形的方法和设备的另一个实施例的示意性侧视图，其中该 设备包括混合辊排列。
[0026] 图12为用于使纤维网变形的方法和设备的另一个实施例的示意性侧视图，其中该 设备包括闭环辊排列。
[0027] 图13为用于使纤维网变形的方法和设备的另一个实施例的示意性侧视图，其中该 设备包括共用排辊排列。
[0028] 图14为用于设备中的一对辊的放大透视图，其中一个辊为交错的"凸脊"滚刀开孔 (或"RKA"）辊，并且另一辊为交错的CD结构化类弹性成膜辊。
[0029] 图14A为图14中所示凸脊滚刀开孔辊的表面的一部分的放大透视图。
[0030] 图14B为凸脊结构化类弹性成膜辊的表面的一部分的放大透视图，所述辊可用于 某种工艺中诸如图14中所示的工艺中。
[0031] 图14C为形成于图14中所示的一对辊之间的辊隙的放大透视图。
[0032] 图14D为图14中所示可供选择的凸脊滚刀开孔辊的表面的一部分的放大侧视图。
[0033] 图15为可通过使用图14中的辊的变型来形成的纤维网的一个例子的顶部透视图。
[0034] 图16为用于使纤维网变形的方法和设备的另一个实施例的示意性侧视图。
[0035]图16A为沿线16A-16A截取的图16中所示设备的第一辊和第二辊的齿的放大的局 部片段剖面图。
[0036]图16B为沿线16B-16B截取的图16中所示设备的第二辊和第三辊的齿的放大的局 部片段剖面图。
[0037]图16C为沿线16C-16C截取的图16中所示设备的第三辊和第四辊的齿的放大的局 部片段剖面图。
[0038] 图17为可通过使用图16中的辊形成的纤维网的一个例子的顶部透视图，其中第一 辊和最后辊在其上具有交错的成形元件图案。
[0039] 图18为可通过使用图16中的辊形成的纤维网的一个例子的顶部透视图，其中第一 辊和最后辊在其上具有标准的(或线性的)成形元件图案。
[0040] 图19为用于使纤维网变形的方法和设备的另一个实施例的示意性侧视图。
[0041]图19A为沿线19A-19A截取的图19中所示设备的第一辊和第二辊的齿的放大的局 部片段剖面图。
[0042]图19B为沿线19B-19B截取的图19中所示设备的第二辊和第三辊的齿的放大的局 部片段剖面图。
[0043]图19C为沿线19C-19C截取的图19中所示设备的第三辊和第四辊的齿的放大的局 部片段剖面图。
[0044] 图20为可通过使用图19中的辊形成的纤维网的一个例子的顶部透视图。
[0045] 图21为用于使纤维网变形的方法和设备的另一个实施例的示意性侧视图。
[0046] 图21A为沿线21A-21A截取的图21中所示设备的第一辊和第二辊的齿的放大的局 部片段剖面图。
[0047] 图21B为沿线21B-21B截取的图21中所示设备的第二辊和第三辊的齿的放大的局 部片段剖面图。
[0048]图21C为沿线21C-21C截取的图21中所示设备的第三辊和第四辊的齿的放大的局 部片段剖面图。
[0049] 图21D为沿线21D-21D截取的图21中所示设备的第四辊和第五辊的齿的放大的局 部片段剖面图。
[0050] 图22为可通过使用图21中的辊形成的纤维网的一个例子的顶部透视图。
[0051]图23为纤维网的一个例子的顶部透视图，所述纤维网可通过使用图2或4中所示的 设备对具有交错图案的辊进行MD定相来形成。
[0052]图24为包括非织造织物和膜的层压体的纤维网的示意性侧视图，其中该膜位于簇 之一内并且不在另一个簇内形成。
[0053]附图中所示的实施例在性质上为例证性的，并且不旨在限制由权利要求所限定的 本发明。此外，根据【具体实施方式】，本发明的特征将更加显而易见，并且得到更充分的理解。
【具体实施方式】
[0054] 定义:
[0055] 术语"吸收制品"包括一次性制品，诸如卫生巾、卫生护垫、棉塞、阴唇间装置、伤口 敷料、尿布、成人失禁制品、擦拭物等。此外，通过本文所公开的方法和设备所生产的吸收构 件还可适用于其它纤维网诸如擦洗垫、干燥拖把垫(诸如SWIFTER1'垫)等。此类吸收制品 中的至少一些旨在用于吸收体液，诸如经液或血液、阴道分泌物、尿液和粪便。擦拭物可用 于吸收体液，或者可用于其它目的，诸如用于清洁表面。上述各种吸收制品将通常包括液体 可渗透的顶片、接合到顶片的液体不可渗透的底片和在顶片和底片之间的吸收芯。
[0056] 如本文所用，术语"吸收芯"是指主要负责储存液体的吸收制品的组件。同样，吸收 芯典型地不包括吸收制品的顶片或底片。
[0057] 如本文所用，术语"吸收构件"是指通常提供一种或多种液体处理功能例如液体采 集、液体分配、液体传输、液体储存等的吸收制品的组件。如果吸收构件包括吸收芯组件，则 该吸收构件可包括整个吸收芯或该吸收芯的仅一部分。
[0058]如本文所用，术语"吸收结构"是指吸收制品的多于一个的吸收组件的排列。
[0059] 如本文所用，结合结构或区域，术语"邻近"是指靠近或接近，并且无需彼此接触。
[0060] 如本文所用，术语"孔"是指洞。孔可干净地冲穿纤维网，使得围绕孔的材料在孔形 成之前位于与纤维网相同的平面中（"二维"孔），或形成洞，其中围绕所述开口的材料中的 至少一些被推到纤维网的平面外。在后一种情况下，孔可类似于其中具有孔的突起部或凹 陷部，并且在本文中可称作"三维"孔，其为孔的子集。
[0061] 如本文所用，术语吸收制品的"组件"是指吸收制品的各个组分，诸如顶片、采集 层、液体处理层、吸收芯或吸收芯的层、底片和阻隔物诸如阻隔层和阻隔箍。
[0062] 术语"横向"或"CD"是指在纤维网的平面中垂直于纵向的路径。
[0063] 如本文所用，术语"可变形材料"为能够响应于外加应力或应变而改变其形状或密 度的材料。
[0064] 如本文所用，术语"离散的"是指各别的或不连接的。当相对于成形构件上的成形 元件使用术语"离散的"时，其是指成形元件的远(或径向最向外)端在所有方向上(包括在 纵向和横向上)是各别的或不连接的（即使成形元件的基座可被成形为例如辊的相同的表 面)。
[0065] 术语"一次性的"在本文中用于描述不旨在被洗涤、或换句话讲复原或作为吸收制 品或产品再使用的吸收制品和其它产品（即，它们旨在在使用后被丢弃，并且优选地被回收 利用、堆肥处理或换句话讲以环境相容的方式处理）。
[0066] 如本文所用，术语"成形元件"是指成形构件的表面上的能够使纤维网变形的任何 元件。术语"成形元件"包括连续的或非离散的成形元件两者，诸如环辊上的脊和沟槽、以及 离散的成形元件。
[0067]如本文所用，术语"混杂的"是指在组件表面的至少一些部分之上分布在另一结构 之间的结构，其中结构如本文所述彼此不同。术语"混杂的"包括结构的排列，其中在任何方 向（包括但不限于纵向、横向、或对角线方向）上的最靠近结构中的至少两个如本文所述彼 此不同，即使可能存在在另一个方向上同样接近或更接近给定结构的类似结构。
[0068]如本文所用，术语"互穿结构化类弹性成膜"和首字母缩写词"IPS"是指一种使用 The Procter&Gamble Company的结构化类弹性成膜技术(描述于下文)将至少两种层或材 料组合的工艺。簇可形成于这两种材料中；或者一种材料的簇可冲破另一种材料。互穿结构 化类弹性成膜更详细地描述于美国专利7，648，752中。
[0069] 术语"接合到"涵盖其中通过将元件直接附连到另一元件而将元件直接固定到另 一个元件的构型；其中通过将元件附连到一个或多个中间构件，继而将中间构件附连到另 一元件而将元件间接地固定到另一元件的构型；和其中一个元件与另一个元件是一体的， 即一个元件基本上是另一元件的部分的构型。术语"连接到"涵盖将某一元件在选定位置处 固定到另一个元件的构型，以及其中将某一元件横跨元件之一的整个表面完全地固定到另 一个元件的构型。术语"接合到"包括任何已知的其中元件可被固定的方式，包括但不限于 机械缠结。
[0070] 术语"层"在本文中用于指吸收构件，其主要尺寸为X-Y，即，沿其长度(或纵向）和 宽度(或横向）。应当理解，术语"层"并不一定限于单个层或材料片。因此，层可包括必备类 型材料的数个片或纤维网的层压或组合。因此，术语"层"包括术语"多层"和"分层的"。
[0071] 术语"纵向"或"MD"是指材料诸如纤维网随着整个制造过程前进的路径。
[0072] 如本文所用，术语"公/母压花"是指涉及使用至少一对图案化辊的压花设备和方 法，其中第一图案化辊包括一个或多个突出部或突起部，并且第二图案化辊包括一个或多 个凹槽，第一图案化辊的突出部中的一个或多个啮合到所述凹槽中。突出部和凹槽可为离 散的压花元件，并且它们可具有匹配的或不匹配的图案。因此，术语"公/母压花"不包括利 用图案化辊对平坦砧辊或可变形辊的组合的压花工艺。
[0073]如本文所用，术语"宏观"是指当观察者的眼睛和纤维网之间的垂直距离为约12英 寸(30cm)时，可被具有20/20视力的人容易可见和明显可辨别的结构特征或元件：。相反，术 语"微观"是指在此类条件下不容易可见和明显可辨别的此类特征。
[0074] 术语"机械地冲击"或"机械地变形"在本文中可互换使用，以指其中对材料施加机 械力的工艺。