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簇状的层压纤维网

阅读:730发布:2021-03-02

IPRDB可以提供簇状的层压纤维网专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且公开了一种包括顶片、底片和设置在顶片和底片之间的吸收芯的吸收制品。所述顶片具有第一侧面和第二侧面,所述第一侧面为面向身体侧,而所述第二侧面与吸收芯保持流体连通。所述顶片还具有第一相对疏水的部件和第二相对亲水的部件,所述相对亲水的部件延伸穿过相对疏水的部件并被设置在顶片的两个侧面上。当用涌出物采集和回渗测试方法测定时,吸收制品显示具有的回渗值小于约94mg,并且流体采集速率为至少约0.10毫升/秒。,下面是簇状的层压纤维网专利的具体信息内容。

1.一种吸收制品,所述吸收制品包括顶片、底片和设置在所述顶片和 所述底片之间的吸收芯,所述顶片具有第一侧面和第二侧面,所述第一侧 面为面向身体侧,并且所述第二侧面与所述吸收芯保持流体连通,所述顶 片还包括:a.第一相对疏水的部件和第二相对亲水的部件;

b.所述相对亲水的部件延伸穿过所述相对疏水的部件,并且被设置在 所述顶片的两个所述侧面上;和c.其中当用涌出物采集和回渗测试方法测定时,所述吸收制品显示具 有小于94mg的回渗值和至少0.10毫升/秒的流体采集速率。

2.如权利要求1所述的吸收制品,其中所述顶片为相对疏水的纤维网 和相对亲水的无纺织网的层压材料。

3.如权利要求2所述的吸收制品,其中所述相对疏水的纤维网为无纺 织网。

4.如权利要求2所述的吸收制品,其中所述相对疏水的纤维网为聚合 物薄膜。

5.如权利要求2所述的吸收制品,其中所述顶片的第一侧面包括多个 离散毛簇,所述毛簇包括来自所述相对亲水的无纺织网的纤维。

6.如权利要求5所述的吸收制品,其中所述多个离散毛簇均匀分布在 所述层压纤维网上。

7.如权利要求3所述的吸收制品,其中所述相对亲水的纤维网或所述 相对疏水的纤维网的所述纤维包括选自聚乙烯、聚丙烯、聚酯、以及它们 的共混物的聚合物。

8.如权利要求3所述的吸收制品,其中所述相对亲水的纤维网或所述 相对疏水的纤维网的所述纤维包括双组分纤维。

9.如权利要求3所述的吸收制品,其中所述相对亲水的纤维网或所述 相对疏水的纤维网的所述纤维包括非圆形纤维。

10.如权利要求1所述的吸收制品,其中当用所述涌出物采集和回渗测 试方法测定时,所述吸收制品显示具有小于75mg的回渗值和至少0.50毫 升/秒的流体采集速率。

11.如权利要求1所述的吸收制品,其中当用所述涌出物采集和回渗测 试方法测定时,所述吸收制品显示具有小于25mg的回渗值和至少1.0毫升 /秒的流体采集速率。

12.如权利要求1所述的吸收制品,

其中所述相对亲水的部件包括纺粘无纺织网。

13.如权利要求12所述的吸收制品,其中所述顶片的第一侧面包括多 个离散毛簇,所述毛簇包括来自所述纺粘无纺织网的纤维。

14.如权利要求12所述的吸收制品,其中所述相对疏水部件为无纺织 网。

15.如权利要求12所述的吸收制品,其中所述相对疏水部件为聚合物 薄膜。

16.如权利要求12所述的吸收制品,其中所述相对亲水纺粘纤维网的 所述纤维包括选自包括聚酯的聚合物。

17.如权利要求14所述的吸收制品,其中所述相对亲水的纺粘纤维网 或所述相对疏水的纤维网的所述纤维包括双组分纤维。

18.如权利要求14所述的吸收制品,其中所述相对亲水的纺粘纤维网 或所述相对疏水的纤维网的所述纤维包括非圆形纤维。

19.一种吸收制品,所述吸收制品包括顶片、底片和设置在所述顶片和 所述底片之间的吸收芯,所述顶片具有第一侧面和第二侧面,所述第一侧 面为面向身体侧,并且所述第二侧面与所述吸收芯保持流体连通,所述顶 片还包括:a.第一相对疏水的部件和第二相对亲水的部件;

b.所述相对亲水的部件被设置在所述顶片的两个侧面上;

c.所述相对亲水的部件包括粗梳无纺织网;和

d.其中当用所述回渗测试方法测定时,所述吸收制品显示具有小于 75mg的回渗值;当用所述流体采集测试方法测试时,所述吸收制品显示具 有至少0.5毫升/秒的流体采集速率。

20.如权利要求19所述的吸收制品,其中所述顶片的第一侧面包括多 个离散毛簇,所述离散毛簇包括来自所述粗梳无纺织网的纤维。

21.如权利要求19所述的吸收制品,其中所述相对疏水的部件为无纺 织网。

22.如权利要求19所述的吸收制品,其中所述相对疏水的部件为聚合 物薄膜。

23.如权利要求19所述的吸收制品,其中所述相对亲水的粗梳无纺织 网的所述纤维包括选自包括聚酯的聚合物。

24.如权利要求21所述的吸收制品,其中所述相对亲水的粗梳纤维网 或所述相对疏水的纤维网的所述纤维包括双组分纤维。

25.如权利要求21所述的吸收制品,其中所述相对亲水的粗梳纤维网 或所述相对疏水的纤维网的所述纤维包括非圆形纤维。

26.如权利要求1所述的吸收制品,其中所述顶片还包括无纺织网和簇 状区,所述簇状区包括第一、第二和第三区域,每个所述区域的特征在于 区域纤维定向,其中所述第一和第三区域包括具有基本平行于所述顶片的 平面定向的部分的纤维,并且所述第二区域位于所述第一和第三区域中间 并邻近这两个区域,所述第二区域包括基本没有基本平行于所述顶片的平 面定向的部分的纤维。

27.如权利要求1所述的吸收制品,其中所述顶片还包括包含毛簇的无 纺织网,所述毛簇至少部分起始于所述第二侧面并延伸至末端面向身体部 分,所述末端面向身体部分相对于所述第二侧面是相对疏水的。

28.如权利要求27所述的吸收制品,其中所述毛簇的所述末端面向身 体部分利用设置于其上的露剂组合物而变得疏水。

29.如权利要求28所述的吸收制品,其中所述露剂组合物包括小于或 等于7的亲水/亲脂平衡。

30.如权利要求28所述的吸收制品,其中所述露剂组合物包含凡士林。

说明书全文

技术领域

本发明涉及一次性吸收制品如卫生巾的面向身体层。具体地讲,本发 明涉及具有改进的流体处理性质的顶片。

背景技术

一次性吸收制品如一次性尿布、失禁产品、经期用品等被广泛使用, 并且人们已进行了许多努力来改进这些制品的有效性和功能性。通常,这 些制品具有流体可渗透的面向身体层(通常称为顶片)、流体不可渗透的面向 衣服层(通常称为底片)和夹在顶片和底片之间的吸收芯。其它部件,如采集 层、次顶片和粘合扣件,也是本领域所熟知的。
用于一次性吸收制品中的常规面向身体层,即顶片,典型地在改进涌 出流体的采集和改进干燥度之间显示具有折衷性。例如,顶片被制成为相 对亲水以迅速浸湿并采集涌出的液体,但这同样的相对亲水性却使顶片紧 靠穿着者皮肤感觉润湿,即,降低了干燥性。过去已建议用各种材料和组 成结构来提供改进的涌出物采集或改进的回渗,但是这些性质仍旧相互关 连,一个与另一个成反比。
已知在顶片中提供一定量的抗压缩厚度有助于减少回渗。例如,已知 三维成形的薄膜顶片如Procter & Gamble Co.出售的卫生巾上的 DRI-顶片与典型的无纺材料顶片相比可提供较少的回渗,即,较 好的干燥性。然而,一些消费者表示不喜欢聚合物薄膜顶片,而更喜欢无 纺材料制成的顶片。
此外,已知的顶片典型地未被专门设计用于吸收高粘度流体,如稀软 的大便、伤口渗出物、血液和月经。因此,典型的顶片可能泄漏、沾污、 以及由于长时间接触穿着者的皮肤而影响皮肤的健康。
因此,需要一种用于一次性吸收制品的改进的顶片,该顶片能够在提 供较高的涌出物采集速率的同时提供改进的干燥性。
另外,需要一种用于一次性吸收制品的改进的顶片,该顶片能够在提 供较高的涌出物采集速率的同时提供对穿着者而言舒适的改进干燥性。
最后,需要一种可相对廉价地制造用于一次性吸收制品的顶片的方法, 所述顶片能够在提供较高的涌出物采集速率的同时提供改进的干燥性。

发明内容

公开了一种包括顶片、底片和设置在顶片和底片之间的吸收芯的吸收 制品。所述顶片具有第一侧面和第二侧面,所述第一侧面为面向身体侧, 并且所述第二侧面与吸收芯保持流体连通。所述顶片还具有第一相对疏水 的部件和第二相对亲水的部件,所述相对亲水的部件从相对疏水的部件中 伸出,并被设置在顶片的两个侧面上。当用涌出物采集和回渗测试方法测 定时,吸收制品显示具有的回渗值小于约94mg,并且流体采集速率为至少 约0.10毫升/秒。

附图说明

图1为适用于本发明制品的纤维网的透视图。
图2为图1所示纤维网的一部分的放大视图。
图3为图2的3-3截面的剖面图。
图4为图3中4-4所示纤维网的一部分的平面图。
图5为用于本发明的纤维网成形装置的透视图。
图6为图5所示装置一部分的横截面图。
图7是适用于本发明制品的纤维网的一个实施方案的成形装置的一部 分的透视图。
图8是适用于本发明制品的纤维网成形装置的一部分的放大透视图。
图9是适用于本发明制品的纤维网的另一个实施方案的一部分的放大 视图。
图10是适用于本发明制品的纤维网的另一个实施方案的一部分的放大 视图。
图11为本发明的卫生巾部分切除的平面图。
图12为本发明的卫生棉塞部分切除的透视图。
图13至15为适用于本发明制品的纤维网的显微照片。
图16是由本发明纤维网所制制品的流体采集和回渗数据图。

具体实施方式

图1表示适用于本发明制品的层压纤维网1,以下简称为纤维网1。纤 维网1包括至少两层。所述各层在本文指一般为平面、二维的前体纤维网, 如第一前体纤维网20和第二前体纤维网21。任何一个前体纤维网均可为薄 膜、无纺材料或纺织纤维网。前体纤维网20和21(以及任何附加纤维网)可 通过粘合剂、热结合、超声结合等进行接合,但优选不使用粘合剂或其它 粘合形式进行接合。如下所公开的,纤维网1的组成前体纤维网可通过由 毛簇6的形成而产生的互锁机械啮合进行接合。
纤维网1具有第一侧面3和第二侧面5,术语“侧面”用在一般为平面的 二维纤维网(如当处于通常平放状态时具有两个侧面的纸和薄膜)的常见用 法中。每一前体纤维网20和21均分别具有第一表面12和13,并分别具有 第二表面14和15(如图3中所示)。纤维网1具有如纤维网制造领域通常所 知的纵向(MD)和横向(CD)。尽管本发明可以用聚合物薄膜和机织纤维网来 实施,但在优选的实施方案中第一前体纤维网20为由基本无规定向纤维构 成的无纺织网。“基本无规定向”是指由于所述前体纤维网的加工条件,可能 MD(纵向)取向纤维的量高于CD(横向)取向纤维的量,反之亦然。例如,在 纺粘和熔喷处理中连续股纤维被沉积在纵向移动的支撑上。尽管试图让纺 粘或熔喷无纺织网的纤维取向真正“随机”,但通常纵向取向纤维的百分比与 横向的相比要稍高。在一个优选的实施方案中,第二前体纤维网21是类似 于第一前体纤维网20的无纺织网,或是聚合物薄膜,如聚乙烯薄膜。如果 需要,该薄膜可开孔。
在一个实施方案中,纤维网1的第一侧面3被第二前体纤维网21的第 一表面13的外露部分和至少一个、但优选多个离散毛簇6确定,所述离散 毛簇为无纺第一前体纤维网20纤维的整体伸出部分。每个毛簇6均可包括 多个延伸穿过第二前体纤维网21并且由它们的第一表面13向外的环状、 对齐的纤维8。在另一个实施方案中,每个毛簇6均可包括多根非环状纤维 18(如图3所示),所述非环状纤维从第一表面13向外伸出。在另一个实施 方案中,每个毛簇6均可包括多个纤维,所述纤维是无纺第一前体纤维网 20和无纺第二前体纤维网21两者纤维的整体伸出部分。
本文所用术语“无纺织网”指具有相互交错但并无机织或编织织物中那 样的重复图案的独立纤维或丝线结构的纤维网,所述机织或编织织物典型 地不具有无规定向纤维。无纺织网或织物已经由多种方法形成,例如熔喷 法、纺粘法、水刺法、水缠绕、气流成网和粘合粗梳纤维网法,包括粗梳 热结合。无纺织物的定量通常用克每平方米(gsm)表示。层压纤维网的定量 是各组成层和任何其它附加部件的组合定量。纤维直径通常用微米表示; 纤维尺寸也可以用旦表示,它是每纤维长度重量的单位。适用于本发明制 品的层压纤维网的定量可以为10gsm至100gsm,这取决于所述纤维网1 的最终用途。
无纺前体纤维网20和/或21的组成纤维可以是如本领域已知的聚合物 纤维。纤维可以是单组分、双组分和/或双成分、非圆形的(例如,毛细管道 纤维),并且可具有的主横截面尺寸(例如,圆纤维的直径)为0.1微米至500 微米。无纺前体纤维网的组成纤维也可以是不同纤维类型的混合物,这些 不同纤维类型在如化学(例如PE和PP)、组分(单-和双-)、形状(即毛细管 道和圆形)等这些特征上不相同。组成纤维的范围可以为约0.1旦至约100 旦。
本文所用“纺粘纤维”是指通过如下方法形成的小直径的纤维:将熔融的 热塑性材料从喷丝头的多个精细的且通常为圆形的毛细管挤出成为长丝, 然后将挤出的长丝直径快速减小。当纺粘纤维被沉积到收集面上时通常不 发粘。纺粘纤维通常为连续的且具有的平均直径(来自至少10个的样本)大 于7微米,更具体地讲,在约10微米和40微米之间。
本文所用术语“熔喷法”是指如下形成纤维的方法:将熔融的热塑性材料 通过多个精细、通常为圆形的模具毛细管以熔融丝线或细丝挤出到会聚的 高速、通常为热的气(如空气)流中,该气流使熔融热塑性材料的细丝变细以 减小其直径,该直径可至微纤维直径。其后,熔喷纤维仍然发粘时由高速 气流运载并沉积于收集表面上,形成无规分布的熔喷纤维的纤维网。熔喷 纤维是连续的或不连续的微纤维,并且通常平均直径小于10微米。
本文所用术语“聚合物”通常包括但不限于均聚物、共聚物,例如嵌段、 接枝、无规及交替共聚物、三元共聚物等,以及它们的共混物和改性物。 此外,除非另有具体确定,术语“聚合物”包括所述材料的所有可能的几何构 形。所述构形包括,但不限于,全同立构、无规立构、间同立构以及随机 对称。
本文所用术语“单组分”纤维是指仅使用一种聚合物由一个或多个挤出 机成形的纤维。这并不意味着排除由其中添加了少量添加剂用于染色、抗 静电特性、润滑、亲水性等的一种聚合物形成的纤维。这些添加剂,例如 用来染色的二氧化钛,通常以小于约5%重量且更典型约2%重量的含量 存在。
本文所用术语“双组分纤维”是指由至少两种不同的聚合物从各自的挤 出机挤出但纺在一起形成一根纤维的纤维。双组分纤维有时也指共轭纤维 或多组分纤维。所述聚合物被排列在基本定位不变的截然不同的区域中, 这些区域与双组分纤维的横截面交叉且沿着双组分纤维的长度连续地延 伸。例如,这种双组分纤维的构型可以是鞘/芯型排列,其中一种聚合物被 另一种聚合物围绕,或者是并列型排列、饼式排列、或“天星状”排列。
本文所用术语“双成分纤维”是指由同一个挤出机挤出作为共混物的至 少两种聚合物形成的纤维。双成分纤维不具有被排列在基本定位不变的、 与纤维横截面交叉的截然不同区域中的各种聚合物组分,并且各种聚合物 沿着纤维的整个长度通常不是连续的,而是通常为随机开始和结束的成形 原纤。双成分纤维有时也指多成分纤维。
本文所用术语“非圆形纤维”描述的是具有非圆形横截面的纤维,并且包 括如本领域已知的“成形纤维”和“毛细管道纤维”。这些纤维可以是实心或中 空的,并且它们可以是三叶形、Δ形,并且优选在其外表面具有毛细管道的 纤维。毛细管道可以是各种横截面形状,如“U形”、“H形”、“C形”、“V形”。 一个优选的毛细管道纤维为T-401,命名为4DG纤维,购自TN,Johnson City 的Fiber Innovation Technologies。T-401纤维为聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)。
本文所用术语“整体”(如用于毛簇6的“整体伸出部”中)是指毛簇6的纤 维来源自前体纤维网20和/或21的纤维。因此,毛簇6的环状纤维8和非 环状纤维18可以是第一前体纤维网20塑性变形并伸出的纤维,并且因此 与第一前体纤维网20是一体的。类似地,对于其中第二前体纤维网21是 包含类似可延展纤维的无纺材料的实施方案,第二前体纤维网21的纤维可 有助于形成毛簇6。本文所用“整体”是用来区别于为了制造毛簇而引入或加 入到单独的前体纤维网中的纤维,例如,象常规地毯生产中通常所做的。
毛簇6的数量、间距和尺寸可以改变以为纤维网1的第一侧面3提供 变化的纹理。例如,如果毛簇6有充分靠近的间距,纤维网1的第一侧面3 可具有毛巾布状织物的感觉。可供选择地,毛簇6可以如直线形或填充形 的图案排列以造成层压纤维网的一部分具有较强的纹理、柔软性、堆积体 积、吸收性或视觉图案吸引力。例如,当毛簇6以直线或细纹图案排列时, 毛簇可具有刺绣的外观。毛簇6也可以排列形成特定的形状,例如花样、 字母或徽标。同样地,单个毛簇6的尺寸大小,如高度、长度和宽度也可 改变。单个毛簇可以长约3cm,并且可以单独制造或分散在各种尺寸的毛 簇之中。
第一前体纤维网20可以是纤维纺织或无纺织网,其包括具有足够的伸 长特性的纤维以使部分形成毛簇6。如下更全面地所述,在离散、局部的第 一前体纤维网20部分将纤维在Z方向推出平面外来形成毛簇。这种推出平 面外可以是由于纤维的移动,即纤维能够相对于其它纤维移动或可谓被“拉” 出平面外。然而,对大多数无纺第一前体纤维网20更常见的为,推出平面 外是由于毛簇6的纤维至少被部分塑性拉伸并永久变形形成毛簇6。因此, 在一个实施方案中,根据所需毛簇6的高度,无纺第一前体纤维网20的组 成纤维可显示具有的断裂伸长率为至少约5%,更优选至少约10%,更优选 至少约25%,更优选至少约50%,且更优选至少约100%。断裂伸长率可由 简单的张力测试仪来测定,例如采用Instron张力测试仪,并且通常可以在 这些纤维或纤维网的供应商提供的材料数据表中找到。
应当理解,合适的无纺第一前体纤维网20应包括能够经受足够塑性变 形和拉伸伸长、或具有足够的纤维移动性的纤维,从而可形成环状纤维8。 然而,人们认识到被推出第一前体纤维网20的第一表面12的平面外的一 定百分比的纤维将不形成环,而代之的是断裂并形成松散的末端。这些纤 维在本文被称为“松散”纤维或如图3所示的“松散纤维末端”18。松散纤维末 端18对于本发明未必是不可取的,并且在一些实施方案中,毛簇6的大 多数或全部纤维可以是松散纤维末端18。松散纤维末端18也可以是由短人 造短纤维组成或包含短人造短纤维的无纺织网来形成毛簇6的结果。在这 种情况下,一些人造短纤维末端可能突出到毛簇6之中,这取决于如纤维 网中人造短纤维的数量、人造短纤维切割长度,以及毛簇的高度等这些情 况。
第一前体纤维网20可以是包含弹性纤维或弹性体纤维的纤维纺织网或 无纺织网。弹性纤维或弹性体纤维可以被拉伸至少约50%并且可以恢复到 它们原始尺寸的10%以内。如果在无纺材料中由于纤维的移动性,纤维被 简单置换,或如果纤维被拉伸超过它们的弹性极限并塑性变形,毛簇6可 以由弹性纤维形成。
为了用作本发明中的顶片,第一前体纤维网20与第二前体纤维网21 相比可相对亲水。在一个优选实施方案中,第一前体纤维网20与本发明制 品穿着者的皮肤相比也是亲水的。如此,与本发明顶片接触的流体可浸湿 第一前体纤维网的纤维,然后利用毛细管作用通过第二前体纤维网21的开 口4被引导至本发明制品的下层部件。虽然并不认为亲水性或疏水性的实 际测量是很关键的(仅第一前体纤维网20和第二前体纤维网21之间的相对 亲水性/疏水性),但通常,如果第一前体纤维网20显示具有的与水接触角 小于约70度,则可认为它是亲水的。如果第一前体纤维网不是天然亲水的 (即,聚合物性质是不亲水的),则可用本领域已知的方法使其变得亲水,例 如,将表面活性剂施用于纤维和/或纤维网。
第二前体纤维网21可以是几乎任何纤维网材料,唯一的要求是它是不 太亲水的,甚至相对于第一前体纤维网20是疏水的,并且要求它具有足够 完整性以通过以下所述的方法形成层压材料。在一个实施方案中,第二前 体纤维网可以是相对于第一前体纤维网20具有足够小伸长特性的薄膜或无 纺织网,以使得在经受来自第一前体纤维网20在第二前体纤维网21的方 向上被推出平面外的纤维应变时,第二前体纤维网21将破裂,例如,由于 伸长破坏被撕裂,这样使得部分第一前体纤维网20能够延伸穿过(即,所谓 的“穿过”)第二前体纤维网21从而在纤维网1的第一侧面3上形成毛簇6, 如图1所示。在一个实施方案中,第二前体纤维网21为聚合物薄膜。在一 个实施方案中,第二前体纤维网21是无纺织网。
图1所示纤维网1的实施方案的代表性毛簇6以进一步放大的视图示 于图2中。如图所示,毛簇6包括多个环状纤维8,所述环状纤维基本上对 齐使得毛簇6具有明显的线性定向和纵向轴线L。毛簇6也具有通常在 MD-CD平面内正交于纵向轴线L的横向轴线T。在如图1和2所示的实施 方案中,纵向轴线L平行于MD。在一个实施方案中,所有间隔开的毛簇6 通常都具有平行的纵向轴线L。每单位面积纤维网1的毛簇6数,即毛簇6 的面积密度,可以从每单位面积例如每平方厘米1簇变化到最高每平方厘 米100簇。每平方厘米可有至少10个或至少20个毛簇6,这取决于最终用 途。通常,在纤维网1的整个面积内面积密度不要求为一致的,但毛簇6 只能在纤维网1的某些区域内存在,例如在具有预定形状,如线形、条形、 带形、圆形等的区域。
通过本文说明可意识到,在纤维网1的许多实施方案中,开口4将具 有明显的线性定向和纵向轴线,该开口被定向为平行于它对应的毛簇6的 纵向轴线L。同样地,开口4也将具有在MD-CD平面内通常正交于纵向 轴线的横向轴线。
如图1至4所示,毛簇6延伸穿过第二前体纤维网21中的开口4。开 口4按照下面详述的方法通过使第二前体纤维网21局部破裂而形成,或者 以类似于纤维8的方式将第二前体纤维网21的纤维推出平面外而形成。破 裂可能涉及第二前体纤维网21的简单裂开,使得开口4保持为一个简单的 二维孔。然而,对某些材料如聚合物薄膜而言,部分第二前体纤维网21可 以被偏转或推出平面(即,第二前体纤维网21的平面)外形成折翼状的结构, 本文称为翼片7。翼片7的形状和结构高度依赖于第二前体纤维网21的材 料性能。翼片7可具有一个或多个翼片的普通结构,如图1和2所示。在 其它的实施方案中,翼片7可具有更象火山状的结构,好像毛簇6从翼片7 喷发出来。
在一个实施方案中,翼片7不显著贡献毛簇6的材料,并且尤其是对 毛簇6的触觉品质没有显著贡献。因此,在一个实施方案中层压纤维网1 包括至少两层(即,前体纤维网20和21),但其中至少一层(即,图1至4中 的前体纤维网21)对毛簇6的触觉品质不产生显著影响。
在一个实施方案中,翼片7可显著伸出平面外,甚至可以说和毛簇6 本身一样高。在此实施方案中,翼片7可导致毛簇6更加具有弹力和更加 不容易由于压缩或弯曲力的作用而变平。因此,在一个实施方案中,层压 纤维网1包括至少两层(即,前体纤维网20和21),并且两层都影响毛簇6 的触觉品质。
在某种意义上,毛簇6可“穿过”第二前体纤维网21并通过与开口4的 摩擦啮合而被“锁定”在适当的位置。例如,在某些实施方案中,开口4的横 向宽度(即,平行于其横向轴线测得的尺寸)可以小于形成开口的齿的最大宽 度(经下面所述的方法)。这表示在开口处一定量的恢复趋于限制毛簇6向外 经由开口4被拉回。毛簇与开口4的摩擦啮合提供了无需粘合剂或热结合 而形成的在一个侧面具有永久毛簇的层压纤维网结构。
毛簇6可间隔得足够靠近以使得有效覆盖纤维网1的第一侧面3。在这 样一个实施方案中,纤维网1的两侧看起来都包括与第一前体纤维网20成 为一体的无纺纤维,而两个侧面3和5之间的差别在于表面纹理的差异。 因此,在一个实施方案中,本发明的顶片可被描述成两个或多个前体纤维 网的层压材料,其中所述层压纤维网的两个侧面都基本上被仅来自一个前 体纤维网的纤维所覆盖。具体地讲,本发明的顶片可被描述成包括第一相 对疏水部件(即,第二前体纤维网21)和第二相对亲水部件(即,第一前体纤 维网20),其中所述相对亲水部件延伸穿过相对疏水部件,并且被设置在所 述顶片的两个侧面(即,侧面3和5)上。
如图1至4所示,毛簇6的一个特点可以是纤维8或18显著的方向对 齐。例如,环状、对齐的纤维8可以被描述为具有平行于Z-CD平面的有 效矢量分量或主矢量分量,并且当在平面视图(如图4)中观察时该环状纤维 8具有相对于横向轴线T基本一致的对齐取向。“环状”纤维8是指纤维8与 第一前体纤维网20和/或第二前体纤维网21是一体的且开始和终止于它们 中,但在Z方向上从纤维网1的第一侧面3向外延伸出。关于毛簇6的环 状纤维8的“对齐”是指环状纤维8通常全部都被定向从而,如果在如图4 的平面图中观察,每一个环状纤维8都具有平行于横向轴线T的有效矢量 分量,并优选具有平行于横向轴线T的主矢量分量。尽管图1至4中仅显 示了来自第一前体纤维网20的纤维,但应理解这是因为在这些图中图示的 是薄膜/无纺织网1,其中纤维网的伸长特性导致拉伸断裂形成开口4,纤维 8和/或18可从该开口中伸出。应当理解如果用图表示无纺材料/无纺织网1, 每个前体纤维网20和21的纤维都可形成毛簇6,并且在这样一种构造中, 毛簇6可显示具有基本分层的结构,第一前体纤维网20的纤维通常设置在 毛簇6的内部。
相反,非环状纤维18与第一或第二前体纤维网20和/或21是一体的, 但仅起始于第一或第二前体纤维网20和/或21内,并具有在Z方向上从纤 维网1的第一侧面3向外伸出的自由末端。松散纤维18也可具有通常一致 的对齐取向,这被描述成具有平行于Z-CD平面的有效矢量分量或主矢量分 量。
对于环状纤维8和松散纤维18两者而言,由于制造制品时应用的缠绕 到辊上或压缩,所述对齐是在任何制造后变形之前毛簇6的特征。如本文 所用的,当在如图4的平面图中观察时,以偏离纵向轴线L大于45度角定 向的环状纤维8具有平行于横向轴线T的有效矢量分量。如本文所用的, 当在如图4的平面图中观察时,以偏离纵向轴线L大于60度的角定向的环 状纤维8具有平行于横向轴线T的主矢量分量。在一个优选的实施方案中, 至少50%、更优选至少70%、且更优选至少90%的毛簇6的纤维8具有平 行于横向轴线T的有效矢量分量,且更优选为平行于横向轴线T的主矢量 分量。如果需要,纤维的定向可以使用放大部件来确定,例如装有合适测 量刻度尺的显微镜。通常,对于在平面视图观察中的一段非线性纤维片断, 将纵向轴线L和环状纤维8均作直线近似可用来确定环状纤维8偏离纵 向轴线L的角度。例如,如图4所示,一根纤维8a用粗实线着重显示,而 它的直线近似8b用虚线表示。该纤维与纵向轴线成大约80度的角(从L逆 时针测量)。
毛簇6中环状纤维8的定向是与纤维组合物和第一或第二前体纤维网 20和21的定向(如果使用无纺织网作为第二前体纤维网21)成对比的,对于 无纺织网,该定向被最好地描述为具有基本无规定向的纤维对齐。在一个 纺织纤维网实施方案中,毛簇6中环状纤维8的定向可以与如上所述相同, 但纺织前体纤维网的纤维将具有与用来制造该纤维网的具体纺织方法(如, 四方编织模式)有关的定向。
在图1所示的实施方案中,毛簇6的纵向轴线L通常沿MD方向排列。 因此,毛簇6和纵向轴线L原则上可以沿相对于MD或CD的任何方向排 列。因此,通常可以说对于每个毛簇6,环状、对齐的纤维8通常被排列为 正交于纵向轴线L使得它们具有平行于横向轴线T的有效矢量分量,以及 更优选具有平行于横向轴线T的主矢量分量。
在某些实施方案中,由于如下所述的形成毛簇6的优选方法,主要包 括环状对齐纤维8的毛簇6的另一个特点是其通常的开口结构,所述结构 的特征在于确定在毛簇6内部的开口空隙区10。“空隙区”不是指完全没有 任何纤维的区域;该术语是指对毛簇6总体外观的一般性描述。因此,可 能在某些毛簇6中,一根松散纤维18或多根松散纤维18可能存在于空隙 区10内。“开口”空隙区是指毛簇6的两个纵向末端通常是敞开的并且没有 纤维,这样使得毛簇6在未压缩状态下可形成有些象“隧道”结构,如图3 所示。
空隙区10据信有助于纤维网1用作一次性吸收制品的顶片时具有惊人 的流体处理性质,如下面更全面叙述的。通过具有通常开口的末端,毛簇6 提供了流体、尤其是具有固体组分的粘稠流体如月经的“侧向通道”。
描述纤维网1结构的一种方式是就Z方向上的三维纤维定向而论的, 例如,如图3所示。如图3所示,可分辨出至少三个“区域”,每个区域用Z 方向上的一部分纤维网1来标识。被命名为区域1、Z1的纤维网1最底下 部分通常从第一前体纤维网1的下表面14延伸到第二前体纤维网21的上 表面13,并且包括第一和第二前体纤维网的基本非重新定向纤维。Z1的纤 维相对于CD-MD平面基本上水平取向,有非常少量的Z方向。区域2, Z2,通常从第二前体纤维网21的上表面13延伸到空隙区10的内边界,并 且包括基本重新定向的纤维,所述纤维相对于CD-MD平面基本垂直取 向,也就是说区域Z2内的纤维主要在Z方向内取向,并有非常少量的CD 或MD方向。在包括毛簇6末端部分31纤维的区域3,Z3中,纤维相对于 CD-MD平面又通常水平取向。因此,在一个实施方案中,纤维网1从构造 上可被描述成无纺织网,其在通常平坦的状态下确定该纤维网的平面,所 述纤维网包括簇状区、所述簇状区具有三个区域,每个区域的特征在于区 域纤维定向,其中第一和第三区域包括具有基本平行于纤维网平面的第一 定向的纤维,并且第二区域位于第一和第三区域之间并连接第一和第三区 域,所述第二区域包括具有第二定向的纤维,第二定向基本正交于纤维网 的第一平面,也就是说,基本没有基本平行于所述纤维网第一平面定向的 部分。
在一个纤维网1用作一次性制品顶片的优选实施方案中,两个前体纤 维网20和21均为无纺织网,同时第二前体纤维网21相对于第一前体纤维 网20(以及优选穿着者的皮肤或毛发)是相对疏水的,并且两者以相对分层的 方式为毛簇6贡献纤维。在这种顶片中,如图10更全面描述的,最接近穿 着者皮肤的大部分(如果不是全部)纤维可以相对疏水,这样使得相对较干的 纤维可以最接近穿着者的皮肤。然而,通过具有至毛簇6空隙10的侧向通 道,流体可接触第一前体纤维网20的相对亲水纤维,并且通过纤维网1芯 吸至如吸收制品的次顶片或吸收芯这样的部件。
由于一个制造纤维网1的优选方法,纤维网1的第二侧面5显示具有 间断16,其特征在于通常为线性的缺口(该缺口由第一前体纤维网20的第 二表面14的原先无规纤维所确定)已经被下面详述的成形设备的齿定向地 (即,如图1和3所示,在通常正交于MD-CD平面的“Z方向”)推进到毛 簇6中。第一前体纤维网20原先无规定向的纤维所显示具有的取向的突然 改变确定了间断16,其显示具有直线性使得它可以被描述为具有通常平行 于毛簇6的纵向轴线L的纵向轴线。由于用作第一前体纤维网20的许多无 纺织网的性质,间断16可能不象毛簇6那样清楚可见。为此,在纤维网1 的第二侧面5上的间断16观察不到且通常可能检测不到,除非仔细检查纤 维网1。同样,纤维网1的第二侧面5可具有非簇状第一前体纤维网20的 外观和触感。因此在某些实施方案中,纤维网1在第一侧面3上具有毛巾 布的带纹理的外观和感觉,而在第二侧面5上具有相对光滑、柔软的外观 和感觉,这两个侧面均由来自同一无纺织网(即,第一前体纤维网20)的纤维 所构成。在其它实施方案中,间断16可呈现为孔,且可能是经由隧道状毛 簇6的末端穿过纤维网1的孔。
从对包括至少一个无纺第一前体纤维网20的纤维网1的叙述可以看 出,毛簇6的纤维8或纤维18可以起源并且延伸于第一前体纤维网20的 第一表面12或第二表面14。当然毛簇6的纤维8或纤维18也可以从第一 前体纤维网20的内部28延伸出来。毛簇6的纤维8或纤维18由于已被推 出通常为二维的第一前体纤维网20的平面外(即,如图3所示在“Z方向”被 推出)而延伸。通常,毛簇6的纤维8或纤维18包括与前体纤维网20或21 的纤维成为一体并从其上延伸的纤维。
因此,从以上描述中可以理解:在一个实施方案中,纤维网1可被描 述成由至少第一和第二前体纤维网的选择性机械变形而形成的层压纤维 网,至少所述第一前体纤维网为无纺织网,所述层压纤维网具有第一侧面 和第二侧面,所述第一侧面包括第二前体纤维网和多个离散毛簇,每个离 散毛簇包括多个为至少第一前体纤维整体伸出部分并延伸穿过第二前体纤 维网的簇状纤维;所述第二侧面包括第一前体纤维网。
由于纤维的塑性变形和泊松比效应,纤维8或18的伸长可能伴随着纤 维横截面尺寸(例如,对于圆形纤维的直径)的总体减小。因此,毛簇6的对 齐环状纤维8可具有的平均纤维直径小于第一或第二前体纤维网20或21 的纤维的平均纤维直径。据信这种纤维直径的减少有助于纤维网1第一侧 面3可觉察到的柔软性,取决于第一前体纤维网20的材料性能,该柔软 性可与棉毛巾布相媲美。已发现毛簇6在基部17和末端部分3的中间部分 纤维横截面尺寸的减小最大。相信这是由于如下面更详细公开的优选制造 方法造成的。简单来说,据信在毛簇6基部5和末端部分3处的部分纤维 邻近下面更详细描述的辊104的齿110的顶端,并且在加工过程中被摩擦 锁定和固定。因而,毛簇6的中间部分更自由地被拉伸,或延长,并且因 此,可经历相应的纤维横截面尺寸的减小。
参考图5,显示了制造纤维网1的装置和方法。装置100包括一对啮合 辊102和104,每个辊都绕轴A旋转,所述轴A在同一平面内是平行的。 辊102包括多个凸起106和相应的凹槽108,其绕辊102的整个圆周完整地 延伸。辊104类似于辊102,但并非具有绕辊102的整个圆周完整延伸的凸 起,辊104包括多排沿圆周延伸的凸起,该凸起已被改进成几排周向间隔 的齿110,该齿绕至少一部分辊104以间隔关系延伸。辊104的各排齿110 被相应的凹槽112分开。在运转中,辊102和104互相啮合使得辊102的凸 起106伸进辊104的凹槽112,而辊104的齿110伸进辊102的凹槽108。 这种啮合更详细地示于下面论述的图6的横截面图中。辊102和104两者 或其中之一可通过本领域已知的方法加热,例如使用热油填充辊或电加热 辊。
在图5中,装置100被显示为具有一个压花辊(如辊104)和一个非压花 的带槽辊102的优选构型。然而,在某些实施方案中使用两个压花辊104 可能是优选的,这两个压花辊在各自辊的同一相应区域或不同相应区域具 有相同的或不同的图案。这样一个装置可生产具有毛簇6的纤维网,所述 毛簇6从纤维网1的两侧伸出。
以商业可行的连续方法制造纤维网1的方法描绘于图5中。纤维网1 通过机械变形前体纤维网(如第一和第二前体纤维网20和21)来制造,其每 一个在被图5所示的装置加工之前均可以被描述成一般为平面和二维的。 “平面的”和“二维的”仅仅是指纤维网以相对于成品纤维网1的平坦状态开 始加工,所述成品纤维网由于毛簇6的形成具有明显的、平面外的、Z方向 的三维性。“平面的”和“二维的”并不指包括任何特殊的平直度、光滑度或维 度。
本发明的方法和装置在许多方面类似于命名为“Web Materials Exhibiting Elastic-Like Behavior”的美国专利5,518,801所描述的方法,并在 后来的专利文献中被称为“SELF”纤维网,“SELF”代表“结构弹性状薄膜”。 然而,本发明的装置和方法与‘801专利中公开的装置和方法之间存在显著 的差别,从而在各自制造的纤维网中差别明显。如下所述,辊104的齿110 具有与前沿和后沿有关的具体几何性状,其前沿和后沿允许齿基本“穿”过相 对的前体纤维网20、21,在本质上使纤维网变形。在一个双层层压纤维网 1中,齿110推动纤维8穿过形成毛簇6,使所述齿110将前体纤维网20 和21的纤维推出平面外。因此,纤维网1可具有包括松散纤维末端18的 毛簇6和/或环状、对齐纤维8的“隧道状”毛簇6,所述毛簇6延伸穿过并远 离第一侧面3的表面13,不象SELF纤维网的“帐篷状”肋状元件,其每个均 具有与之相连的连续侧壁,即,连续的“过渡区域”,并且其不显示具有一层 穿过另一层的相互贯通。
前体纤维网20和21由它们各自的纤维网制造工艺直接提供或者由供 给辊间接提供(两者都未示出),并且在纵向上移至反转啮合的辊102和104 的辊隙116。前体纤维网优选保持在足够的纤维网张力使得使用纤维网处理 领域已知的方法以通常平整的状态进入辊隙116。当每个前体纤维网20、 21通过辊隙116时,与辊102的凹槽108互相啮合的辊104的齿110同时 将部分前体纤维网20和21推出平面外形成毛簇6。在一个实施方案中,齿 110实际上将第一前体纤维网20“推”过或“穿”过第二前体纤维网21。在另一 个实施方案中,齿110实际上将第一和第二前体纤维网20和21两者的纤 维都“推”或“穿”出平面外形成毛簇6。
当齿110的顶端挤过第一和第二前体纤维网20、21时,主要定向于与 齿110交叉的CD方向的第一前体前体纤维网20(和在某些实施方案中,第 二前体纤维网21)的部分纤维被齿110推出第一前体纤维网20的平面外。 纤维可由于纤维移动而被推出平面外,或者是它们可被在Z方向上拉伸和/ 或塑性变形而推出平面外。被齿110推出平面外的部分前体纤维网导致在 纤维网1的第一侧面3上形成毛簇6。主要定向为通常平行于纵向轴线L, 即如图1所示MD方向的前体纤维网20和21的纤维被齿110简单伸展开, 并基本保持它们原有无规定向的状态。这就是为什么在实施方案(如图1至 4中所示的这个)中环状纤维8可显示具有独特纤维定向的原因,该环状纤 维8占每个毛簇6纤维的很大百分比,所述毛簇6具有平行于毛簇6的横 向轴线T的有效矢量分量或主矢量分量。
通过上述说明可认识到,当纤维网1用本发明的装置和方法制备时, 前体纤维网20、21可具有与前体纤维网破坏(如由于拉伸应力而破坏)前伸 长能力有关的不同材料性质。在一个实施方案中,无纺第一前体纤维网20 可具有比第二前体纤维网21更大的纤维移动性和/或更大的纤维伸长特性, 使得其纤维可充分移动或拉伸以形成毛簇6,同时第二前体纤维网21破裂, 即,不拉伸到形成毛簇所需要的程度。在另一个实施方案中,第二前体纤 维网21相对于第一前体纤维网20可具有较大的纤维移动性和/或更大的纤 维伸长特性,这样使得第一和第二前体纤维网20和21都形成毛簇6。在另 一个实施方案中,第二前体纤维网21相对于第一前体纤维网20可具有较 大的纤维移动性和/或更大的纤维伸长特性,这样使得第二前体纤维网21的 纤维可充分移动或拉伸以形成毛簇6,同时第一前体纤维网20破裂,即, 不拉伸至形成毛簇6所必需的程度。
无纺前体纤维网的纤维能够伸出平面外而无塑性变形的程度可取决于 前体纤维网内部纤维粘合的程度。例如,如果无纺前体纤维网的纤维仅仅 是非常松散地互相缠结,那么它们将更容易互相之间滑动(即通过表面蠕动 来相对于邻近纤维移动),并且因此更容易伸出平面外以形成毛簇。另一方 面,较强粘合(例如通过大量的热点粘合、水缠结法等)的无纺前体纤维网的 纤维将更可能需要伸出平面外的毛簇具有更大程度的塑性变形。因此,在 一个实施方案中,一个前体纤维网20或21可以是具有相对较低纤维间粘 合的无纺织网,而另一个前体纤维网20或21可以是具有相对较高纤维间 粘合的无纺织网,这样使得一个前体纤维网的纤维可伸出平面,而另一个 前体纤维网的纤维不会伸出平面。任选地,前体纤维网20或21可能具有 中等程度的纤维间粘合,其使纤维移动性和纤维网稳定性的组合最大化, 所述纤维移动性使纤维能够更容易地伸出平面外形成毛簇,而所述纤维网 稳定性使毛簇的断裂最少。
在一个实施方案中,对于给定的最大应变(如,由装置100的齿110所 施加的应变),有益的是第二前体纤维网21在施加的应变所产生的拉伸载荷 下真正破裂。也就是说,对于要设置在纤维网1的第一侧面3上的只包括 或主要包括第一前体纤维网20纤维的毛簇6而言,第二前体纤维网21必 须具有足够低的纤维移动性(若有的话)和/或相对较低的断裂伸长率以使它 在应变下局部(即,在应变区)破裂,从而产生开口4,毛簇6可从该开口中 伸出。
在另一个实施方案中,有益的是第二前体纤维网21在产生应变的区域 内变形或拉伸但不破裂,这样使得毛簇6包括部分第二前体网21。
在一个实施方案中,第二前体纤维网21的断裂伸长率在1%至5%的 范围内。虽然实际需要的断裂伸长率取决于导致形成纤维网1的应变,但 可意识到对大多数实施方案而言,第二前体纤维网21可显示具有的纤维网 断裂伸长率为6%、7%、8%、9%、10%或更大。也可意识到实际的断裂伸 长率可取决于应变速率,其对于如图5所示的装置而言是线速度的函数。 用于本发明的纤维网的断裂伸长率可用本领域已知的方法测量,如使用标 准张力测试装置(如Instron,MTS,Thwing-Albert生产的那些)的标准张力测 试方法等。
相对于第一前体纤维网20而言,第二前体纤维网21可具有较低的纤 维移动性(若有的话)和/或较低的断裂伸长率(即,单个纤维的断裂伸长率, 或者如果是薄膜,即薄膜的断裂伸长率)使得第二前体纤维网21并非伸出平 面外到毛簇6的程度,而是在由形成毛簇6所产生的应变下张力变弱,如 通过装置100的齿110。在一个实施方案中,第二前体纤维网21相对第一 前体纤维网20而言显示具有足够低的断裂伸长率使得如果完全的话,开口 4的翼片7相对毛簇6而言仅稍微伸出平面外。通常,对于毛簇6主要包含 第一前体纤维网20纤维的实施方案,据信第二前体纤维网21应具有的断 裂伸长率比第一前体纤维网20小至少10%,优选小至少30%,更优选小至 少50%,甚至更优选比第一前体纤维网20的小至少约100%。用于本发明 的纤维网的相对断裂伸长率值可用本领域已知的方法测量,如使用标准张 力测试装置(如Instron,MTS,Thwing-Albert生产的那些)的标准张力测试方 法等。
在一个实施方案中,第二前体纤维网21可包括基本全部MD定向的纤 维,如丝束纤维,使得基本无CD定向的纤维。对于这样一个纤维网1的实 施方案,第二前体纤维网21的纤维可容易在毛簇6伸出的开口4处分离。 因此,在此实施方案中,第二前体纤维网21不必具有任何最小的断裂伸长 率,因为材料的破裂和断裂不是形成开口4的方式。
毛簇6的数量、间距和大小可通过改变齿110的数量、间距和大小以及 必要时对辊104和/或辊102进行相应的尺寸变化来改变。这种改变,连同 前体纤维网20、21中可能的变化使许多具有各种用于一次性吸收制品的流 体处理性质的不同的纤维网1成为可能。如下更全面所述,包括无纺/薄膜 第一前体纤维网/第二前体纤维网组合的纤维网1也可被用作一次性吸收制 品中的部件。然而,无纺/无纺前体纤维网/第二前体纤维网的组合也适用, 其中两个纤维网的纤维都对毛簇6有贡献。
图6表示部分啮合辊102和104与凸起106和齿110的横截面。如同所 示,齿110具有齿高TH(注意TH也可应用于凸起高度;在一个优选的实施 方案中齿高和凸起高度相等),和称作段距P的齿-齿间距(或凸起-凸起间 距)。如同所示,啮合深度E是辊102和104啮合的量度,并且从凸起106 的顶端至齿110的顶端测量。啮合深度E、齿高TH和段距P如果需要可根 据前体纤维网20、21的性质和纤维网1的所需特性来改变。例如,通常, 啮合程度E越大,部分要形成毛簇的前体纤维网的纤维必须具有的必需伸 长率或纤维-纤维移动特性越大。同样,毛簇6所需的密度(每单位面积纤维 网1上的毛簇6)越大,段距应当越小,并且齿长TL和齿距TD应当越小, 如下所述。
图7表示具有多个齿110的辊104的一个实施方案,该辊可用于由定量 在约60gsm和100gsm之间、优选约80gsm的无纺第一前体纤维网20和 密度为约0.91至0.94且定量为约20gsm的聚烯烃薄膜(如,聚乙烯或聚丙 烯)第二前体纤维网21制造纤维网1。
齿110的放大视图如图8所示。在辊104的这个实施方案中,齿110 具有一致的圆周长度尺寸TL,通常从前沿LE至齿顶111处的后沿TE测得 为约1.25mm,并且在圆周上以约1.5mm的距离TD相互均匀间隔开。对 于由总定量在约60至约100gsm范围内的纤维网1来制造毛巾布纤维网1, 辊104的齿110可具有的长度TL范围为约0.5mm至约3mm,并且间距 TD为约0.5mm至约3mm,齿高TH范围为约0.5mm至约5mm,并且段 距P在约1mm(0.040英寸)和约5mm(0.200英寸)之间。啮合深度E可为 约0.5mm至约5mm(直到最大值等于齿高TH)。当然,E、P、TH、TD和 TL可相互独立地变化以获得所需的毛簇6的大小、间距和面积密度(每单位 面积纤维网1内的毛簇6数)。
如图8所示,每个齿110具有顶端111、前沿LE和后沿TE。齿顶111 是细长的并且通常为纵向定向,与毛簇6和间断16的纵向轴线L一致。据 信为了得到可被描述成为毛巾布状的纤维网1的起簇的环状毛簇6,LE和 TE应该完全几乎正交于辊104的局部周边表面120。最好,从顶端111和 LE或TE的过渡应当为锐角,如直角,具有足够小的曲率半径使得齿110 于LE和TE处能够挤过第二前体纤维网21。不受理论的约束,据信齿110 的顶端和LE与TE之间具有成相对锐角的顶端过渡使得齿110能够“干净 地”,也就是说,局部和清楚地穿透前体纤维网20、21,这样使得所得纤维 网1的第一侧面3可描述成“簇状”而不是“变形”。当这样加工时,除前体纤 维网20和21最初可能具有的弹性外,纤维网1不被赋予任何特别的弹性。
在较高线速度情况下,即相对较高的纤维网通过旋转辊102和104辊 隙的加工速度,同样的材料可使毛簇6显示具有非常不同的结构。图9中 所示的毛簇6在结构上与图2中所示的毛簇类似,但是显示具有非常不同 的结构,看起来是典型的纺粘无纺第一前体纤维网20的结构在相对高速下, 即,高应变速率下加工形成毛簇6。这种结构的典型是毛簇6的最接近部分, 即基部7和毛簇6的末端部分,即顶端31之间的断裂纤维和毛簇6顶端看 起来是纤维“簇丛”19的那些。簇丛19包括未断裂的环状纤维8并在毛簇6 的顶部被其支撑,并且还包括不再与第一前体纤维网20成为一体的部分断 裂纤维11。也就是说簇丛19包括原来与前体纤维网20为一体但在足够高 的线速度下(如在如图5所述的方法中每分钟30米的线速度)加工后完全从 前体纤维网20上分离的纤维部分。
因此,从以上描述中可以理解:在一个实施方案中,纤维网1可被描 述成由至少第一和第二前体纤维网的选择性机械变形而形成的层压纤维 网,至少所述第一前体纤维网为无纺织网,所述层压纤维网具有第一侧面, 该第一侧面包括所述第二前体纤维网和多个离散毛簇,每个离散毛簇包括 与第一前体纤维网成为一体但伸出第一前体纤维网的纤维和既不与第一前 体纤维网为一体又不伸出第一前体纤维网的纤维。
尽管据信在毛簇6的末端部分处观察到的明显纤维定向,如簇丛19, 主要是由于加工速度,但也据信它也受其它参数的影响,如前体纤维网20 和21的纤维类型和定量以及可影响纤维-纤维粘合的加工温度。纤维的簇丛 据信出现在用辊104的齿110的顶端加工时相关的毛簇6部分。据信纤维 在齿顶端的摩擦啮合将纤维“锁定”在适当位置,从而限制纤维伸长和/或纤 维移动,相信是这两种机理使毛簇6的形成成为可能。因此,可以说一旦 锁定在适当的位置,邻近齿110顶端的纤维就可断裂,并且由于前体纤维 网的任意缠结以及由于压力和摩擦的纤维造成的可能冷焊,断裂纤维11开 始并保持存在于毛簇6末端3的簇丛19中。
具有相对较高定量的前体纤维网通常在簇丛19中具有相对较多的纤维 11部分。在某种意义上,看起来好象在生产过程中紧靠近齿顶部110的前 体纤维网的大多数纤维成分可仅在Z方向被简单置换到毛簇6的末端部分 3,产生簇丛19。包括相对低伸长率纤维或具有相对低纤维-纤维移动性(如, 相对有限的纤维表面蠕动能力)的纤维的第一前体纤维网20看来可导致相 对少量的纤维开始并保持存在于毛簇6末端3处的簇丛19中。纤维-纤维移 动性可通过减少或消除纤维-纤维粘合来增加。热粘合在某些无纺织网内可 完全消除(即,通过无粘合来避免)或减小以增加纤维-纤维移动性。类似地, 水刺纤维网可更少缠结以增加纤维-纤维移动性。对于任何前体纤维网20 而言,在如本文所公开的加工之前对它进行润滑也可增加纤维-纤维移动性。 例如,可在第一前体纤维网20进入辊102和104的辊隙116前将矿物油润 滑剂施用于其上。另外,可将增塑剂如凡士林加入某些合成纤维网如聚乙 烯或聚乙烯和聚丙烯纤维网中,以增强延展性。
不受理论的束缚,据信如果第一前体纤维网的纤维具有高度弯曲的形 状,如卷曲纤维,那么与更线性的纤维构象相比,所得毛簇6将具有较多 的环状纤维8和较少的断裂纤维18。据信这种纤维构象在两邻近齿之间桥 连的机会较少,并且由于它们在其断裂点以上并不容易拉伸,因此形成完 整环状结构的机会更大。此外,这些曲线形纤维也可通过使用偏心双组分 纤维或并列型双组分纤维(如由聚乙烯和尼龙组成的双组分纤维)来制造。
已发现某些无纺织网,如包含短纤长度纤维的粗梳纤维网,当用作前 体纤维网时,在毛簇6中产生非常少的环状纤维8,这样使得在这些纤维网 中产生的毛簇6不能被描述成包括多个如以上图1至4所述的环状、对齐 的纤维8。而是粗梳无纺织网可产生具有少量(如果有的话)环状、对齐纤维 8和大量(如果不全是的话)未对齐和/或断裂纤维18的毛簇6。据信由粗梳纤 维网制成的毛簇6中的纤维的未对齐是部分由于粗梳纤维网纤维成分的性 质。人造短纤维不是“无止境的”,而是具有的预定长度类似于约15mm至 约100mm,且更典型约40mm至约80mm。因此,当粗梳纤维网用图5 所述的装置来加工时,据信存在非常大的这种可能性:松散的纤维末端将 位于毛簇6的附近,从而在毛簇6中产生非环状的纤维末端。此外,通常 人造短纤维不具有与例如纺粘或熔喷纤维相同的伸长特性。然而,即使毛 簇6没有环状纤维,纤维状的毛簇仍然提供柔软的有益效果,并得到可适 用于一次性吸收制品中的纤维网。
因此,从以上描述中可以理解:在一个实施方案中,纤维网1可被描 述成由至少第一和第二前体纤维网的选择性机械变形而形成的层压纤维 网,至少所述第一前体纤维网为无纺织网,所述层压纤维网具有第一侧面, 该第一侧面包括所述第二前体纤维网和多个离散毛簇,所述毛簇包括与所 述第一区域成为一体但伸出所述第一区域的多个纤维。
在优选的实施方案中,前体纤维网为无纺织网,其中存在最少量的纤 维-纤维粘合。例如,前体纤维网可以是具有离散热点粘合方式的无纺织网, 这在无纺织网领域通常是已知的。然而,通常据信需要使粘合点的数量最 少,并且使间距最大以便使毛簇6形成时具有某些纤维移动和错位。通常, 利用具有相对大的直径、和/或相对高的断裂伸长率、和/或相对中或高的纤 维移动性的纤维能产生更好和更清楚成形的毛簇6。
尽管纤维网1在优选的实施方案中被公开成由两个前体纤维网制成的 两层纤维网,但它不必局限于两层。例如,可由三个或多个前体纤维网制 成三层或更多的层压材料,只要前体纤维网之一可伸出平面外形成毛簇。 通常,不必使用粘合剂或其它粘合方法来制造层压纤维网1。纤维网1的组 成层(如,前体纤维网20和21以及任何其它层)可通过毛簇6的“锁定”效应 被保持在面对面的层压关系,所述毛簇从第二前体纤维网21的开口4中伸 出。在某些实施方案中,可能需要使用粘合剂或热结合或其它粘合方法, 这取决于纤维网1的最终使用用途。例如,包括双组分纤维无纺织网的纤 维网1可在形成毛簇6后被对流空气粘合以提供层与层的粘合,从而获得 更大的抗剥强度和增加的毛簇稳定性。另外,还可能需要将粘合剂施用于 前体纤维网之一的一部分。例如,在某些实施方案中,层之间的粘合剂或 热结合可选择性地施用于纤维网1的特定区域。例如,在使用粘合剂的情 况下,粘合剂可以连续方式施用如槽式涂敷,或以不连续的方式施用如喷 雾、挤出等。粘合剂的不连续施用可为条、带、小滴等形式。
在多层纤维网1中,每个前体纤维网可具有不同的材料性质,从而可 提供具有与用作一次性吸收制品顶片有关的有益性质的纤维网1,如下文更 全面地所述。例如,为了优异的流体处理,第一前体纤维网20可由相对亲 水的纤维组成。第二前体纤维网21可以是聚合物薄膜,如,聚乙烯薄膜或 开孔聚乙烯薄膜,并且可以是疏水的或被变为疏水的。当用作一次性吸收 制品上的顶片时,这种纤维网的毛簇6可形成上层,即,接触身体层。沉 积在上层、相对亲水的毛簇上的流体迅速从相对疏水的薄膜上转移至第二 薄膜前体纤维网层下的第一前体纤维网部分。观察到的迅速液体转移的一 个原因是由毛簇6的通常对齐纤维8、18所形成的毛细管结构。纤维8、 18在相邻纤维之间形成方向对齐的毛细管,并且毛细管作用被毛簇6的最 接近部分7附近的总纤维会聚所增强。
在另一个实施方案中,第一前体纤维网20可由相对亲水的纤维构成。 第二前体纤维网21可由相对疏水或变得疏水的(即,显示具有与水的接触角 大于约70度)纤维构成。这样一种纤维网的毛簇6将包括来自两个前体纤维 网的纤维以形成相对疏水的上层,即,用作一次性吸收制品顶片时的接触 身体层。然而,沉积在纤维网1上的流体可具有进入空隙10的侧向通道接 触以到达相对亲水的纤维,并从而被迅速传输至吸收制品的下层部件。在 任何一个结构中观察到的迅速液体转移的一个原因据信是由毛簇6的通 常对齐纤维8、18所形成的毛细管结构。纤维8、18在相邻纤维之间形成 方向对齐的毛细管,并且毛细管作用被毛簇6最接近部分7附近纤维的总 会聚来增强。
据信迅速的流体转移由于流体能够通过由环状毛簇6围成的空隙10进 入纤维网1而进一步增强。纤维网1的结构所提供的“侧向进入”能力和/ 或毛细管作用,及/或亲水性梯度使纤维网1成为用于一次性吸收制品的最 佳流体处理的理想材料。具体地讲,多层纤维网1可提供流体处理特性方 面的甚至更大改进。
在一个实施方案中,纤维网1包括无纺第一前体纤维网20和第二前体 纤维网,所述无纺第一前体纤维网包括定量为约80gsm的纺粘无纺材料并 且包括平均直径为约33微米的聚乙烯/聚丙烯(鞘/芯型)双组分纤维,所述第 二前体纤维网包括定量为20gsm的聚乙烯薄膜。在此实施方案中,纤维网 1每平方厘米有约24个毛簇6,毛簇6具有多个环状、对齐的纤维8,其中 每个的平均纤维直径为约18微米。这种类型的纤维网可有益于用作一次性 吸收制品的顶片,如下面有关图11所示。例如,这种纤维网1除了在毛簇 6区域内之外为流体不可渗透的,所述毛簇6区域可从纤维网1的第一侧面 3芯吸流体至第二侧面5。
在一个实施方案中,如图10所示意性图示的,可使用两个无纺前体纤 维网,每个前体纤维网具有足够的纤维移动性或伸长使得毛簇6包括每个 前体纤维网的纤维。在用作卫生巾顶片的最优选实施方案中,纤维网1可 具有相对亲水的第一前体纤维网20和相对疏水的第二前体纤维网21,这样 使得相对疏水的第二前体纤维网21的纤维在毛簇6的最外层伸出部分内延 伸。也就是说,在毛簇6的末端部分31,存在可在毛簇6的末端部分形成 明显疏水“帽”的疏水环状纤维8。当纤维网1被用作卫生巾中的顶片时,这 种疏水帽可具有显著的有益效果。通过存在对穿着者皮肤基本完全疏水的 顶部表面,即侧面3,该顶片提高了皮肤上的干燥度。然而,通过存在通向 毛簇6内下层亲水纤维8的侧向通道,流体可迅速通过纤维网1芯吸至卫 生巾的下层部件,例如吸收芯。
图11表示部分切除的卫生巾平面图,所述卫生巾将本发明的纤维网1 作为它的部件之一。通常,卫生巾200包括底片202、顶片206和设置在顶 片206和底片202之间的吸收芯204,所述卫生巾可在周边210附近被接合。 卫生巾1可具有侧向伸出部分,通常称作“翼”208,其被设计来包裹卫生巾 1使用者的内裤裆区的侧面。卫生巾(包括用作其朝向身体表面的顶片)是本 领域熟知的,而且不需要详细说明各种替换和任选设计。然而,注意纤维 网1可用作底片、芯材、顶片、次顶片或翼材料中的一个或多个,或作为 它们的部件。
纤维网1尤其可用作卫生巾200的顶片206。图10所述的纤维网1由 于其可极好地采集流体涌出并分配至下层的吸收芯204、并极好地防止使用 时顶片206的朝向身体表面再次润湿,尤其有益于用作卫生巾的顶片206。 如上所述,包括本发明纤维网(该网使用相对亲水的无纺第一前体纤维网20 和相对疏水的第二前体纤维网21制造)顶片206使得顶片206当在如图11 的平面图中观察时存在基本疏水的朝向身体表面。因此,在一个实施方案 中,用于顶片206的纤维网1可被描述成具有两个侧面的簇状层压纤维网, 其中一个侧面突出的是基本亲水的表面,而另一个侧面突出的是基本疏水 的表面。
顶片206可包括两层,即,相应于每个前体纤维网的一层,并且第一 前体纤维网可被认为是次顶片。但是因为两个纤维网被接合成层压合成物, 所以它们在本文被称作顶片206。前体纤维网的定量可出于成本和效益的考 虑而变化。通常,需要总定量在约20gsm和100gsm之间的纤维网1用作 一次性吸收制品如卫生巾的顶片206。第二前体纤维网21可以是无纺织网 或聚合物薄膜纤维网。当制成亲水/疏水(一个纤维网相对于另一个)无纺材 料/薄膜层压材料时,发现纤维网1将纤维毛簇的柔软性和流体毛细管作用 与流体不可渗透聚合物薄膜的防止回渗结合在一起。同样地,当制成亲水/ 疏水(一个纤维网相对于另一个)无纺材料/无纺层压材料时,也发现纤维网1 将消费者可接受的柔软性与卓越的涌出流体采集和回渗性结合在一起。
如下面表1所举例说明的及如图16的图所图示说明的,在卫生巾领域 熟知的是在改进干燥性(即,使回渗最小)和改进月经和其它体液的涌出物采 集速率之间存在折衷。也就是说,通常对于已知包括无纺材料的顶片而言, 获得改进的干燥度是以损失涌出物采集速率为代价的。据信这是由于无纺 织网竞争的流体处理性质。例如,高密度的无纺织网可改进回渗性质,但 代价是损失涌出物采集速率。同样地,高表面能的纤维网可改进涌出物采 集速率,而代价是损失回渗性质。出乎意料地,使用本发明的纤维网,这 些不同的竞争性质被消除了。例如,对于具有类似毛细管特性的纤维网而 言,增加顶片上的干燥度(即,减少回渗)要求顶片相对疏水,这样使得流体, 包括月经(尽管意识到月经具有与水不同的流体性质)不润湿纤维的表面。然 而,这种可湿性的缺乏降低了液体进入或通过顶片的涌出物采集速率。当 然,增加无纺材料纤维的可湿性以增加涌出物采集速率也具有增加顶片的 回渗值的相应效果。
因此,当在正交轴上用图表示回渗和涌出物采集速率时,数据显示了 非常熟知和可预计的趋势,该趋势显示当干燥度提高时,涌出物采集速率 降低。作为实施例,图示在图16中的表1中的数据是使用人造月经液(AMF) 和相当于下面测试方法部分所述的涌出物采集速率和回渗测试方法的测试 方法得到的。如所示,目前的市场产品属于通常对应于一般从如图17所绘 图的左上方至右下方的对角线延伸区的区域。然而,令人惊讶的是,通过 使用本发明的纤维网1作为顶片206,发现某些本发明的卫生巾显示具有采 集速率和回渗值都很好地在所述对角线区域以上,这些卫生巾在干燥度和 涌出物采集速率上都显示有显著的增加。
表1:AMF的涌出物采集和回渗测试


样本1至4全部购买目前的市场产品。所有值是n=10的平均值。
PP/人造丝无纺材料为70%2.2旦聚丙烯(PP)/30%5旦人造丝的粗梳共 混物,购自PGI Nonwovens,命名为164-253-6。
25gsm双组分PE/PP无纺材料为相对疏水的纺粘双组分PE/PP(鞘/芯 型)纤维无纺织网,得自BBA Nonwovens,Washougal,WA,命名为 074YLCO09U。
亲水的双组分PE/PP为30gsm相对疏水的纺粘双组分PE/PP(鞘/芯型) 纤维无纺织网,得自BBA Nonwovens,Washougal,WA,命名为 088YLCO09U。
“4DG”纤维为表面活性剂处理过的PET、卷曲的、5cm(2英寸)切割长 度纤维,其横截面显示具有可用作流体毛细管的通道,得自于Fiber Innovation Technologies,Johnson City,TN。这些纤维有时被称作毛细管道纤 维。
“圆形”纤维为表面活性剂处理过的PET、卷曲的、5cm(2英寸)切割长 度的纤维,其具有圆形的横截面形状,得自于Wellman,Inc.,Charlotte,NC, 命名为204型。
“%PET纤维”是指PET纤维在第一前体纤维网中的百分比。在所有样 本3至14中,将这些纤维与相对亲水的6旦共聚PET卷曲的5cm(2英寸) 切割长度双组分粘合纤维(高溶融PET芯/低熔点PET皮)混合,所述双组分 纤维以名称LM651购自Kanematsu USA,Gastonia,NC。所有百分比指的是 重量百分比。
尤其是在使用相对较硬纤维如PET纤维的样品中,数据显示了迄今未 获得的结果,既提高了涌出物采集速率,又提高了干燥度(降低回渗)。这一 惊人的发现,即干燥度和涌出物采集速率都显示使用本发明具有显著的定 向提高,促使进一步测试,这次使用更容易重复的流体,即造纸工业流体, 通常称为PIF。PIF是用于模拟相对高粘度流体如月经的熟知流体。使用PIF 的另外测试按照下述的涌出物采集速率和回渗方法进行。PIF测试的结果示 于表2和3中。表2显示用本发明的纤维网代替两个熟知的现有市场产品 上的顶片的测试结果。表3表示目前用于Maxi Regular卫生巾的这 类透气毡芯上的本发明纤维网的测试结果,所述卫生巾购自Procter & Gamble Co.,Cincinnati,OH。
通常要注意的是某些用AMF测试的样本重复用PIF测试,并且看出结 果以成比例的方式相关,而PIF使回渗和采集速率有较适中的提高。也就是 说,对于给定的样本,用PIF的测试显示干燥度和涌出物采集速率的值成比 例地小于用AMF测试的值。然而,即使使用PIF,如表2和3所示,测试 值也继续在涌出物采集速率和回渗两方面都好于现有的产品。因此,使用 AMF、月经的测试值,和/或消费者的经历每个都期待显示具有比下表中所 示那些更好的结果。
表2:使用目前市场产品的PIF测试

表2中所列的样本是商店购买的,并且按照下面详述的测试方法来测 试。表示涌出物采集速率和回渗速率的每个值都是10次测试的平均值。在 “如所购买的”条件下,测试每个样本而不对该产品进行更改。如表2所示, 对于每个产品,另外的样本都在用如下所述的本发明纤维网代替现有顶片 后进行测试。这一过程这样完成:小心取下现有的顶片(和,如果必要的话, 任何次顶片)不致弄乱下面的吸收芯,然后,将本发明的顶片以模拟机制产 品的方式放在该芯上。用于表2所示的测试中的本发明纤维网具有下列组 成:
第一前体纤维网:45gsm粗梳无纺织网,其包括80%相对亲水的30 旦卷曲、成形的5cm(2英寸)切割长度PET纤维(得自于Fiber Innovation Technologies,Johnson City,TN,命名为4DG)和20%相对亲水的6旦共聚 PET卷曲的5cm(2英寸)切割长度双组分粘合纤维(高溶融PET芯/低熔点 PET皮)(得自于Kanematsu USA,Gastonia,NC,命名为LM651)的共混物。
第二前体纤维网:30gsm相对疏水的纺粘双组分PE/PP(鞘/芯型)纤维 无纺织网,得自于BBA Nonwovens,Washougal,WA,命名为088YLCO09U。
第一和第二前体纤维网用上述说明中所述的方法使用上述的啮合辊来 加工。具体地讲,对于每个样本,齿辊的段距P为1.5mm,啮合E为3.4mm, 并且统一齿高TH为3.7mm。啮合辊旋转使得以约3m/min的近似速度加 工所述纤维网。
如表2中数据所示,目前的市场产品通过使用包括本发明纤维网的顶 片在回渗和采集速率上都显示具有显著提高。测得的流体处理参数直接影 响消费者所需要的性质。因此,通过使用包含本发明纤维网的顶片,可显 著改进目前的市场产品来递送重要的消费者有益效果。
另外的本发明纤维网1用与表2中样本1和2所用的那些相同的第二 前体纤维网来制造,但第一前体纤维网和纤维特性不同,如表4所示。这 些纤维网用下面所示的采集速率和回渗测试方法来测试,得到表3中所示 的数据。对于表3中所示的数据,每个顶片是在从商店买来的 Maxi Regular卫生巾上取下的透气毡吸收芯上进行测试。
表3:在吸收芯上的本发明的PIF测试

表3中所示的每个样本都用第一前体纤维网20如上述方法所述利用上 述啮合辊来加工。对于每个样品,齿辊的段距P为1.5mm,啮合E为3.4mm, 并且统一齿高TH为3.7mm。啮合辊旋转使得以约3m/分钟的近似速度加 工所述纤维网。
“三叶形”纤维为表面活性剂处理过的PET、卷曲的、5cm(2英寸)切割 长度纤维,其具有三叶形的横截面形状,得自于Fiber Innovation Technologies, Johnson City,TN。
“4DG”纤维为表面活性剂处理过的PET、卷曲的、5cm(2英寸)切割长 度纤维,其横截面显示具有可用作流体毛细管的通道,得自于Fiber Innovation Technologies,Johnson City,TN。这些纤维有时被称作毛细管道纤 维。
“圆形”纤维为表面活性剂处理过的PET、卷曲的、5cm(2英寸)切割长 度纤维,其具有圆形的横截面形状,得自于Wellman,Inc.,Charlotte,NC,命 名为Type 204。
“%PET纤维”是指PET纤维在第一前体纤维网中的百分比。在所有样 本3至14中,将这些纤维与相对亲水的6旦共聚PET卷曲的5cm(2英寸) 切割长度双组分粘合纤维(高溶融PET芯/低熔点PET皮)共混,所述双组分 纤维以名称LM651购自Kanematsu USA,Gastonia,NC。所有百分比指的是 重量百分比。
纤维网定量仅指第一前体纤维网的定量。
如从表3中的涌出物采集速率和回渗结果可以看出,本发明的纤维网 与其它已知顶片(参见,例如表2中的“如所购买的”值)相比提供了较好的涌 出物采集速率和干燥度值。在与图16所示类似的图上,此数据将绘在右上 象限,明显偏离可用作一次性吸收制品顶片的现有已知纤维网。
具体地讲,从表2和3中的结果可以看出本发明的纤维网当用作一次 性吸收制品内的顶片时,既递送至少0.11毫升/秒的涌出物采集速率,又递 送远小于约94mg的回渗值。在一个实施方案中,较好的一次性吸收制品 (如卫生巾)可通过利用包括本发明纤维网的顶片来提供,其中所述制品显示 具有的回渗值小于约75mg,流体采集速率为至少约0.5毫升/秒。在另一 个实施方案中,所述制品可显示具有的回渗值小于约25mg,而流体采集速 率为至少约1.0毫升/秒。
不受理论的约束,据信较好的流体处理结果可能归结于至少两个因素: (1)第一和第二前体纤维网的之间分别具有的亲水性/疏水性差异;和(2)在毛 簇6中存在相对较硬的纤维,所述较硬的纤维可有助于在载荷下保持厚度。 也就是说,通常定向在Z方向上的相对较硬的纤维(如,如图3所示)作为柔 韧的支撑柱以提供纤维网的有效支座和对压缩力的抵抗力。在一个实施方 案中,据信最有益的是在第一前体纤维网中具有相对较硬的纤维,而在第 二前体中具有相对较软的纤维,这样使得当形成包括来自两个纤维网的两 种纤维的毛簇时(例如,如图10所示),相对较软的纤维位于毛簇的最末端 部分,并且因此基本所有与穿着者皮肤接触的纤维都是相对较软的纤维。
图12表示月经卫生棉塞300的部分切除的平面图,所述卫生棉塞将本 发明的纤维网1作为它的部件之一。通常,卫生棉塞300包括压缩的吸收 芯302和覆盖吸收芯302的流体可渗透的覆盖包裹物304。覆盖包裹物304 可延伸出吸收芯302的一端以形成裙边部分306。可提供移除部件如细绳 308以便于使用后取出卫生棉塞。卫生棉塞,包括用作其体触表面的覆盖包 裹物,是本领域熟知的,并且不需要详细说明各种替换和任选设计。然而, 注意纤维网1可用作覆盖包裹物、吸收芯材料或移除部件材料中的一个或 多个,或作为它们的部件。
以下表4表示可用于本发明制品部件中的其它纤维网1结构的典型实 施例,以及与在制备它们的过程中所用装置100有关的尺寸,如上文所公 开的。每个所列实施例的简要说明在表4后。
表4:装置尺寸参量和纤维网尺寸的实施例
  样本   编号   前体纤   维网1   前体纤   维网2   前体   纤维   网3   段距(P)      (英寸)   啮合   (E)      (英寸)   齿高   (TH)      (英寸)   环高   (h)   (mm)  前体纤  维网1的  平均纤  维直径  (μm)   环状纤   维的平   均纤维   直径   (μm)   1   粗梳   PET无   纺织网   LDPE   薄膜   不适   用   <1.5>   (0.060)   <3.4>   (0.135)   <3.7>   (0.145)   1.59  20   18   2   纺粘   PE/PP   芯/皮   无纺织   网   30lb   牛皮纸   不适   用   <1.5>   (0.060)   <3.4>   (0.135)   <3.7>   (0.145)   1.38  24   13
  3   纺粘   PP无   纺织网   气流成   网PET   无纺织   网   纺粘   PP无   纺织   网   <1.5>   (0.060)   <3.4>   (0.135)   <3.7>   (0.145)   1.83   34   28
图13是样本1的显微照片。样本1的第一前体纤维网为定量为145克 每平方米(gsm)的粗梳PET无纺织网,其是由38mm(1.5英寸)短纤长度的 聚酯/共聚酯三叶形纤维(型号为F30A,购自FIT(Fiber Innovation Technology) Inc.,Johnson City,TN.)手工粗梳的。样本1的第二前体纤维网为厚度为 0.1mm(0.004英寸)的低密度聚乙烯(LDPE)薄膜,其由Huntsman Film Products Co.,Carrolton OH制造,命名为X420。样品1在如以上图5所述的 装置上生产,线速度为大约每分钟3米(每分钟10英尺)。如图13所示,翼 片7明显地伸出第二前体纤维网(即,薄膜层)的平面外,并且大约覆盖毛簇 6的一半。如上所说明的,当需要更硬的、有弹力的毛簇6时这可以是可取 的。
图15是样本2的显微照片。样本2的第一前体纤维网为纺粘PE/PP 50/50芯/皮无纺材料,其定量为30gsm并由BBA,Simpsonville SC制造。 样本3的第二前体纤维网为褐色100%可回收的30lb牛皮包装纸,购自任 何牛皮纸来源,如,Uline Shipping Supplies,Waukegan,IL。样本2在如以上 图5所述的装置上生产,线速度为大约每分钟3米(每分钟10英尺)如图15 所示,牛皮纸的第二前体纤维网可产生类似火山状开口的开口4和翼片7。
图16是样本3的显微照片,所述样本包括三个前体纤维网。样本3的 第一和第三前体纤维网为定量为13.5gsm的纺粘聚丙烯无纺材料,命名为 NW30,购自First Quality Nonwovens,Haxleton,PA。第一和第三前体纤维网 是外层,将第二前体纤维网夹在中间,所述第二前体纤维网为由44mm(1.75 英寸)长的人造短纤维形成的松散粘合气流成网无纺织网,其包括聚酯纤维 和PE/PP 50/50芯/皮无纺材料双组分粘合纤维,纤维比率按重量计分别为 80/20。聚酯纤维是型号为1311的纤维,而PE/PP纤维是型号为851607的 纤维,两种纤维均购自FIT(Fiber Innovation Technology)Inc.,Johnson City, TN。样本4在如以上图5所述的装置上生产,线速度为大约每分钟30米(每 分钟100英尺)如图16所示,在某些纤维网1的实施方案中可能不谈及翼片 7,但只在毛簇6延伸通过的开口附近第二前体纤维网稍微破裂。可看出图 16中所示的毛簇6包括两种纤维类型。在中间被夹住的气流纤维网和外层 之一的纤维都有助于毛簇6的形成。
从以上本发明的纤维网1和装置100的说明中可以理解,可在不背离 本发明的保护范围的情况下制造出许多各种纤维网1的结构,如在附加的 权利要求书中受权利要求书保护的那些。例如,纤维网1可用露剂、药剂、 清洗流体、抗菌溶液、乳液、芳香剂、表面活性剂涂敷或处理。具体地讲, 相对疏水的露剂具有的亲水/亲脂平衡(HLB)小于或等于7。该露剂可以是凡 士林基的,并且可包括皮肤处理剂和其它成分,如通常已知的美国专利申 请序列号为10/444,241(记录号8725R2)所公开的,该申请引入本文以供参 考。纤维网1可被处理以使仅毛簇6的末端具有要涂敷的露剂,这样该纤 维网1可被描述成具有第一侧面和第二侧面的纤维网,其中毛簇至少部分 开始于第二侧面,并延伸至末端的面向身体部分,该末端面向身体部分相 对于第二侧面而言是相对疏水的。
装置100可被设置成仅在纤维网1的一部分上形成毛簇6,或形成不同 尺寸或面积密度的毛簇6。
在发明详述中引用的所有文献的相关部分均引入本文以供参考;任何 文献的引用并不可理解为是对其作为本发明的现有技术的认可。
尽管已说明和描述了本发明的具体实施方案,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 其它的变化和修改。因此有意识地在附加的权利要求书中包括本发明范围 内的所有这些变化和修改。
测试方法
造纸工业流体(PIF)的制备
试剂:
*羧甲基纤维素(CMC),#C-5678         15g
*甘油#G-7893                        80g
氯化钠,A.C.S.试剂级                10g
碳酸氢钠,A.C.S.试剂级              4g
蒸馏水                              1000mL
*[任选]靛胭脂红染料,如Aldrich#13,116-4  0.01%
*注:购自Sigma Chemical Co.USA(314)771-5750或 Sigma-Aldrich,Germany 49-7329-970.
步骤:
步骤1:将80.0(+/-0.05g)甘油加入烧杯。放在一边。
步骤2:称量15.0(+/-0.05g)CMC。
步骤3将预先称好的CMC缓慢加入盛有甘油的烧杯中,同时用 玻璃搅拌棒不断搅拌。搅拌成浆液(CMC颗粒悬浮在甘油 中)。
步骤4:将300mL(+/-5mL)蒸馏水加入烧杯中,然后继续用搅拌 棒简单混合。注:仅使用少量的蒸馏水(20至50mL)将所 有CMC/甘油残余用更多的蒸馏水从搅拌棒上冲洗到烧 杯中。
步骤5:称量10.0(+/-0.01g)氯化钠。放在一边。
步骤6:称量4.0(+/-0.01g)碳酸氢钠。放在一边。
步骤7:将磁力搅拌棒放入甘油烧杯中,并放在磁力搅拌盘上。
接通搅拌盘不断混合该溶液。
步骤8:加入所有其它试剂,然后将更多蒸馏水加入该悬浮液中 使体积至大约850mL。
步骤9:继续搅拌20分钟。溶液应当是澄清的。
步骤10:搅拌20分钟后立刻取出磁力搅拌棒并将溶液转移至容 量瓶中。每次使用少量水(20mL至50mL)将任何剩余的 残余物从烧杯中冲洗到容量瓶中的溶液中。继续加入更 多蒸馏水使最终体积达到容量瓶上的1000mL刻度。弯 月面的底部应当与视线平面内的蚀刻刻度水平。
步骤11:*[任选]加入0.01%靛胭脂红染料。
步骤12:将磁力搅拌棒放回容量瓶中的溶液内。再继续混合10 至15分钟。
步骤13:使用粘度计于22+/-0.5摄氏度测试PIF测试流体的粘 度,用水浴和温度计监测并控制PIF测试流体的温度以 得到粘度读数。对于使用的具体粘度计,请遵循粘度计 生产商的使用说明书。选择适当的转子并以30RPM运行
注:PIF的密度为1.03。
粘度目标:
厘泊(cP):22摄氏度时粘度范围为0.01-0.012Pa·s(10至 12cP)
厘沲(cStk):22摄氏度时粘度范围为9.7E-6-11.64E-6m2/s(9.70 至11.64cStk)
注:如果粘度低于该目标,则加入更多CMC。如果粘度大于该 目标,则加入更多蒸馏水。
PIF的粘度随时间而变化。因此,当储存PIF超过24 小时后,粘度测量必须每天进行或在使用前进行。
按照当地/地方安全处理程序来丢弃所有未使用或多余的 PIF。
PIF的储藏期限在室温下为七天,冷藏为14天。
涌出物采集和回渗测试:
步骤1:测试之前在20.6至25摄氏度(69至77华氏度)的温度和 46%至54%的湿度下平衡2小时,使样本处于待测试的 条件。
步骤2:样本在20.6至25摄氏度(69至77华氏度)的温度和46% 至54%的湿度的环境下测试。
步骤3将具有1英寸乘15.24mm(0.6英寸)开口的101.6mm(4 英寸)正方形块放在待测样品的中央。在该块上加足够的 砝码以获得1.72kPa(0.25psi)的压力。
步骤4:从开口处向样本上加入四份1mL PIF的等分试样,然后 在加入下一份之前等待每份等分试样吸收到样品中。
步骤5:当四份PIF等分试样中的最后一份被吸收到样品中后, 等待五分钟,然后以大约1毫升/秒的速度加入3mL PIF 以模拟月经的涌出。记录第一滴PIF直到样品的上表面 看不到PIF之间的时间间隔。此时间间隔被用来计算和 记录涌出物采集速率,单位为毫升/秒。
步骤6:立刻取下1.72kPa(0.25psi)的块,并等待30秒,此时将 一堆七个13cm(5英寸)正方形预先称重的Ahlstrom Filtration Co.#632滤纸(该滤纸也在测试之前在20.6至 25摄氏度(69至77华氏度)的温度和46%至54%的湿度 下预处理2小时)放置在容纳流体涌出物的样本中心部分 上。
步骤7:将大小为5.31kPa(0.77psi)的砝码放在滤纸上15秒。
步骤8:取下5.31kPa(0.77psi)的砝码,并立即称量该滤纸。
步骤9:用放上5.31kPa(0.77psi)砝码15秒后的滤纸重量减去放 上5.31kPa(0.77psi)砝码15秒前的滤纸重量计算出回渗 值,单位为克。
对于每个样品,步骤1至9重复至少10个样本,然后记录 10个样本的平均值。
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