CN103491923B - 作为搭扣闭锁部件的水刺加强的无纺布 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种由连续长丝构成的水刺加强的无纺材料作为搭扣闭锁机构的搭环部件的应用。本发明还涉及一种由无纺材料构成的搭环材料及其制造。

Description

作为搭扣闭锁部件的水刺加强的无纺布
技术领域
本发明涉及由连续长丝构成的水刺加强的无纺材料作为搭扣闭锁机构的搭环部件的应用以及用于由连续长丝构成的水刺加强的无纺材料制成的搭扣闭锁机构的搭环部件。
背景技术
目前在尿裤中使用不同方案的闭锁系统，其中，尿裤的闭锁借助在薄膜上的胶带或者借助在搭环层（loop）上的挂钩带（hoop）进行。传统的挂钩/搭环方案（通常称作为搭扣闭锁机构）是高品质的闭锁系统，其中，搭环层主要由纺织材料构成。挂钩/搭环方案在消费者感知中具有较高的评价，因为挂钩/搭环方案作为闭锁系统也在服装和鞋中已知。对于用于临时或一次性使用的对成本敏感的产品，必须采用价格低廉的挂钩搭环方案，其能够制造成较低的成本结构。在吸收用的一次性用品、尤其是尿裤的领域中，例如在WO96/22065、EP719533、EP721770和WO95/25496中说明了这样的搭扣闭锁装置。
将现有的搭扣闭锁机构应用于临时或一次性使用的产品由于紧固件的成本而相对于其它紧固件类型受限。因此，对于这些产品系列，特别是对于吸收用的一次性产品（如尿裤）而言，对低成本的替选解决方案的要求具有较高的优先性。
由于这个原因，在早期就已经尝试研发基于无纺材料的搭环系统。借助目前常见的工艺制成的无纺材料必须被再处理，以便使无纺网格布形成构成搭环的纤维垫（例如事后的特殊的热粘合）。
然而吸收用的一次性用品（尤其是尿裤）的外层优选以在外观和触摸（touch）时的感觉上尽可能类似于纺织面料的表面制成。为此，大多设有由液密的薄膜和作为类纺织物状的靠外的层的无纺布构成的复合物作为外层。尽管在这方面已获得成功，但是目前的表面大多不足以将搭扣闭锁装置的凸状挂钩部件直接钩在该表面上。在这种情况下获得的粘附力过小。
用为此所需的体积的无纺布构造整个外表面由于成本原因而不可行，因为这仅可以由具有较大厚度的无纺布或较大单位面积重量的无纺布实现。因此无纺布例如可以通过相应的折叠提供足够的粘附。但是由于成本原因而要求材料耗费持续降低，并且日益减少的材料厚度（目前典型的是约15g/m2至30g/m2）在借助于环形滚压进行预延展的情况下也不允许以适宜的成本提供适于作为搭环部件的表面。与由常用的聚烯烃材料制成的相应的多卷的无纺布相比，目前常见的聚酯织物或聚酯针织品作为单独制造的并且施加到底片上的搭环部件是价格更低廉的，尽管聚酯无纺布的材料价格明显更高且需要额外的紧固步骤。
在WO98/11855中作为搭环部件的解决方案提出，搭环部件与一次性用品的外层（底片）构造成一件式的。为此，底片应由相互连接的各一个靠内的层和一个靠外的层构成，其中，由无纺布制成的靠外的层在着陆区区域/搭环区域中强制性地通过预延展变为足够多卷的，并且在随后构成搭扣闭锁装置的搭环部件的区域中不与靠内的层连接或较少与靠内的层连接。然而即使在该方法中也必须为了着陆区区域的足够的闭锁力而特别是借助于预延展进行制造。
EP1915918提出一种用于制造适于作为搭扣闭锁机构的搭环部件的复合物的方法，其中薄膜和无纺布被一起引到加热压筒上，其中，薄膜被加热压筒加热直至液态熔融状态。在此构成薄膜和无纺布的复合物，该复合物能够沿机器方向收缩1%至10%，从而无纺布通过减小其面积尺寸而增加高度。随后，复合物在冷却的辊间隙中被冷却到低于薄膜的熔融温度的温度。这样的复合物适于作为底片并且允许将尤其是特别合适的挂钩钩在无纺布上。该方法的前提条件是，薄膜在加热时收缩并且不允许将被分离的无纺布作为搭环部件施加在用品上。
在US2009/0068394A1中说明了作为搭环部件的水刺加强的无纺布，该无纺布强制性地具有3至80个孔每平方米，其中相互钩住的纤维在孔的侧壁上是完好的。无纺布仅允许不太高次数的打开和闭锁过程，因为在打开次数较少时就已经具有相对高的纤维解体。这也适用于作为底片的应用。在示例中的单位面积重量是33g/m2，但仍相当高，并且US2009/0068394A1还提出使用事后固定的无纺布条作为搭环部件。此外，孔的引入是耗费的。
发明内容
因此，目的还在于，能够简化在吸收用的一次性用品中的搭扣闭锁装置的制造或者能够使其成本更加低廉。
现在惊奇地发现，由连续长丝构成的水刺加强的无纺材料本身在无需再处理或者与另外的材料层连接的情况下就具有必要的搭环状纤维绒毛，搭扣闭锁机构的挂钩部件能够钩在这些纤维绒毛中。
因此，本发明通过应用由连续长丝构成的水刺加强的无纺材料作为搭扣闭锁机构的搭环部件解决了已知材料的上述问题。所述目的进一步通过用于搭扣闭锁机构的搭环部件得以实现，该搭环部件包含由连续长丝构成的水刺加强的无纺材料。
根据本发明使用水刺加强的连续纤维无纺布。由连续长丝构成的水刺加强的无纺材料由于其制造过程而提供纤维绒毛，所述纤维绒毛搭环状地构成并进而为挂钩提供用于钩住的足够的可能性。
非常合适的是，无纺材料具有10至50g/m2的单位面积重量，优选具有15至30g/m2的单位面积重量。在个别情况下，单位面积重量能够直至150g/m2。纤维结构（即无纺材料的稀疏性）以及各个纤维的缠结度能够有针对性地通过水刺加强的过程参数来影响和控制，以便使通过水刺生成的搭环更大或更小地、更牢固或更松散地构成。这通过水压、水量和/或水刺的数量和布置结构的变化而实现。还可能的是，借助于水刺产生类似于针织品的具有呈搭环结构的搭环的无纺材料。由连续长丝构成的水刺加强的无纺材料例如能够以RKWSE的商标在市场上买到。
有利的是，根据本发明由连续长丝构成的水刺加强的无纺材料能够无需进一步的处理用作为搭环部件。尤其不必要的是，引入限定的孔，并且优选也不进行上述引入。存在于无纺材料的结构中的不规则地分布的孔结构与根据现有技术引入的孔不同并且不被视为孔。
此外有利的是，也不需要结合，既不通过引入粘结点也不通过设置具有未结合的点/面的结合区域来进行结合。
但是，根据所应用的挂钩方案（hooks），所构成的搭环的自由度可以被附加地影响或有针对性地限定，其方式为：纤维绒毛通过热加强和/或超声波焊接和/或粘在分散的部位上结合。在此，纤维的结合面积占整个面积的1%-25%、优选2%-20%是够用的。该结合能够在水刺加强之前或之后进行。优选的是热加强，尤其是借助于热粘合砑光机。通过其设定参数，能够有针对性地设置加强的等级。在此，粘结能够逐点地以不同的几何形状如圆形、环形、菱形、或呈线性进行。
此外惊奇地发现，仅轻微地（例如通过结合点）预先加强的连续纤维无纺布就能够通过水刺进行再处理，使得水刺将特定长丝从结合中松开。由此，无纺布也能够设有对于挂钩而言必要的搭环。重要的是，水刺不将长丝在从结合中松开时撕裂。优选地，已经被热加强的纺粘型无纺布在内嵌（In-Line）过程中被水刺轰击，使得各个长丝再次从热加强中松开并且因此提供作为用于挂钩的搭环。因此，与雕刻设计（Gravurdesign）无关地，搭环构成结构的等级能够最优地适配于相应的挂钩。但是为了能够将长丝从加强中松开，该连接不允许过强。例如在热加强的情况中选择砑光压力和砑光温度，其允许水刺将各个长丝从粘结点松开。纤维不允许被撕裂而是仅从结合中松开，从而由此构成较大的搭环，挂钩能够更容易地进入所述搭环中并且被最优地保持。
无纺材料本身能够在制造尿裤或者其它产品时定位在预设的部位上、例如定位在尿裤的外皮上，并且从而提供用于挂钩带的称为着陆区的目标表面。在这种情况下，所述定位通过固定、优选粘接到例如尿裤外皮上来进行，由此在无纺布底侧上的连续长丝固定在外皮上。通过所述粘接，各个搭环的自由度受到限制并适配于挂钩材料的要求。
一个实施方案在于，根据本发明的无纺材料与另一层（优选聚合物薄膜）连接，以便从而实现作为底片或着陆区材料的预制的无纺布-薄膜复合物。对此提供不同的过程：直接挤出（例如借助真空或在辊间隙中）、喷涂覆层、胶粘剂层压，上述过程都是可用的。
通过过程参数的变化，在直接挤出时控制搭环材料到薄膜表面中的进入深度，从而所提供的搭环大小和搭环长度能够根据所应用的挂钩材料而有针对性地改型。原则上，所有方法适用于施加聚合物（或EVA、热熔胶等），以便实现搭环材料的限定的结合，其中，聚合物涂覆既能够整面地也能够在限定的部分表面中进行。通过部分表面涂覆同样能够控制搭环大小和搭环长度。
特别优选的是由连续长丝构成的水刺加强的无纺材料与薄膜的复合物，该复合物借助于在WO2006/024394中已知的热层压法制成。因此，在控制搭环构成结构的同时制造低成本的着陆区方案能够是特别容易和可复制的。根据本发明，在此无纺材料搭环到薄膜层中的进入深度能够被精确地限定，进而搭环几何形状以理想的方式适配于不同的挂钩几何形状。然而，与EP1915918不同，根据本发明避免复合物的收缩，无纺材料应基本上不改变其表面延展。但是例如小于1%、优选小于0.5%的较小的收缩是不碍事的。
薄膜材料或粘合剂到无纺材料中的进入深度能够在无纺材料的1%和50%之间、优选在10%和40%之间。在此实现搭环的良好固定，而无纺材料不会丧失其类纺织品的、软的表面。进入深度应为无纺材料的厚度的至少1%、优选至少2%，因此搭环在松开挂钩部件时不会从无纺布松开得过远。
所有可纺织的聚合物、例如聚酯、PLA、聚烯烃、尤其是聚丙烯和聚乙烯适于作为用于制造无纺材料的连续长丝的材料。通常也能够应用允许织成纤维的其它聚合物。特别优选地，连续长丝进而无纺材料由聚丙烯材料和/或聚乙烯材料或可生物降解的材料制成。在此，材料包含聚丙烯和/或聚乙烯或可生物降解的材料和常见的添加剂、例如加工助剂以及可能的由制造决定的组成部分。
长丝应具有在10μm和70μm之间的厚度，以便一方面确保纺织特性，另一方面保证足够的长丝稳定性。
借助根据本发明的无纺材料或复合物，以常见的挂钩（例如由Binder、Velcro、3M公司制造的挂钩）满足所需要的>10N/2.54cm的挂钩剪切力的值。典型地，实现10至100N/2.54cm的、优选20至80N/2.54cm的、尤其优选30至70N/2.54cm的剪切强度。在打开时不超过30N/2.54cm的最大剥离力。剥离力优选在1至25N/2.54cm的范围中，尤其优选在3至15N/2.54cm的范围中。即使在多次打开和闭锁时，纤维也不会从无纺材料中撕裂，使得钩紧力降至低于所期望的值或者使无纺材料看起来杂乱无章。
附图说明
借助于附图详细阐述本发明，然而不局限于特别说明的实施形式。除非另有说明或者由本文中强制性地得出其它说明，百分比数据涉及重量，在有疑问的情况下涉及混合物的总重量。
本发明涉及优选的设计方案的所有组合，只要这些设计方案不相互排斥即可。术语“例如”或“约”与数字参数相结合意味着，至少包括10%更高的或更低的值或5%更高的或更低的值，并且在任何情况下包括1%更高的或更低的值。
图1示出根据本发明的无纺材料。
图2示出根据本发明的具有分散的粘结点的无纺材料。
图3示出由无纺材料和薄膜构成的复合物。
图4示出由无纺布和薄膜构成的另一种复合物。
图5示出尿裤。
具体实施方式
在图1中示意性地示出由根据本发明的无纺材料构成的一部分的示意图。无纺材料1既不具有粘结点也不具有孔或其它不均匀体。通过水刺加强实现的结构本身已经构成足够多卷的搭环，从而常见的挂钩实现必要的粘附。这样的无纺材料能够作为着陆区层压到尿裤上或其他卫生产品上或者层压到一次性覆面上。通过将长丝在底层上紧固而固定搭环结构并且限制连续长丝的松脱。
图2示出一种方案，其中，借助于将纤维分散地粘结在粘结点B上而有针对性地固定搭环结构，所述粘结点的面积占据总面积的1%-25%。所述粘结能够通过超声波以热的方式或者借助粘合剂以化学的方式进行。粘结点B的形状能够以本身已知的方式选择，适当的是例如圆形、菱形、正方形等（其分别是填充的或未填充的）或者呈线性形状。
图3示出一种方案，其中，无纺材料1与薄膜2层压。例如直接挤出法或者还有在WO2006/024394中说明的热层压法适用于该层压。在此，薄膜2的材料进入到无纺材料1中。进入厚度为1%-50%的无纺布厚度被证实为是可用的。
在图4中示出的第四方案中，薄膜2和无纺材料1借助于粘接剂层压。在这种情况下，连接能够整面地或者也能够仅部分表面地进行。粘接剂例如能够逐点地或者线性地涂覆。
图5图解示出尿裤的结构。尿裤的外皮通过由无纺材料和薄膜构成的复合物、底片4制成。搭环部件必须至少存在于着陆区5中。在那里施设、例如粘接由无纺材料1制成的或由无纺材料1和薄膜2制成的根据本发明的搭环部件，或者整个底片由无纺材料1和薄膜2构成。此外，典型的尿裤具有在腰部中的弹性带7以及弹性的腿部封闭件8。吸湿芯9设置在底片4和顶片之间并且通常包含由可吸湿的纤维（如纤维棉）和高吸水性树脂构成的混合物。高吸水性树脂是能够抽吸数倍于其自重的液体的聚合物。
示例：
剪切力的确定：
辅助工具：搭环样品50mm*150mm
挂钩带25.4mm*20mm
金属板50mm*150mm
滚压装置2kg+5kg
胶粘带单面（25.4mm）和双面（50mm）
搭环样品用双面胶粘带粘接到金属板上并且用2kg的滚压装置在没有压力的情况下滚压两次。挂钩带粘接到单面胶粘带上。挂钩带在搭环样品上固定在50mm窄侧的中心并且用5kg的滚压装置加载四次。搭环样品夹紧在撕裂设备下部中，挂钩带夹紧在撕裂设备上部中，并且在抽出速度为300mm/min时确定180°的单位为N的剪切力。
剥离力的确定
辅助工具：搭环样品50mm*150mm
挂钩带25.4mm*20mm
重物500g用于悬挂
胶粘带单面25.4mm宽100mm长
夹2件，50mm宽
挂钩带固定在单面胶粘带的中心。挂钩带固定在无纺布样品的中心并且用两只手指将其挤压在一起3秒。因此，搭环样品垂直地悬挂并且挂钩带用500g加载5秒钟（剪切方向）。搭环样品垂直地夹紧在撕裂设备的下部中，向下指向的挂钩带末端夹紧在撕裂设备的上部中，并且在抽出速度为300mm/min时确定单位为N的剥离力。
根据本发明，所有的剪切力和剥离力根据上述方法确定。各力以N/2.54cm（N/inch）来说明。换算成N/1cm是不可行的，对于其它尺寸而言，必须确定样品的尺寸。
示例1
重量级为35g/m2的由连续长丝构成的纯的水刺加强的无纺布用作为成人失禁产品的挂钩/搭环闭锁系统的搭环部件。在此，35g/m2的无纺布以腰带的形式使用在失禁产品的整个宽度上，并且搭扣以Binder公司的挂钩Mikroplast65445-C实现。为样品确定的剪切力为65N，剥离力的值为45N。
示例2
25g/m2的由连续长丝构成的水刺加强的无纺布（即25g/m2的与具有20g/m2的重量的聚丙烯薄膜层压作为用于婴儿尿裤的着陆区材料，从而整个合成物具有45g/m2的重量。将所述层压物中的各部段以15*4cm的大小施加到尿裤的腹部区域（着陆区）上。然后，为了闭锁尿裤，挂钩带（例如Binder公司的挂钩方案Mikroplast25445）钩在尿裤的这个区域中。为样品确定的剪切力为45N，剥离力的值为7N。
附图标记清单
无纺材料
薄膜
3粘合剂
4底片
5着陆区
6挂钩带
7带
8腿部封闭件
9吸湿芯
B粘结点

Claims (27)

1.一种由连续长丝构成的水刺加强的无纺材料(1)作为搭扣闭锁系统的凹状部件或搭环部件的应用，其特征在于，没有孔被引入到所述无纺材料(1)中，并且所述无纺材料(1)在水刺加强之前不具有粘结部。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，水刺加强的所述无纺材料(1)的连续长丝在限定的面积中粘结，其中，粘结部为整个面积的1％-25％。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，粘结部为整个面积的2％至20％。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的应用，其特征在于，所述无纺材料(1)与至少一个另外的层(2)连接。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述另外的层是薄膜。
6.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述无纺材料(1)与至少一个另外的层(2)通过挤出覆层、胶粘剂层压、超声波焊接或者通过热层压连接。
7.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述无纺材料(1)与薄膜通过挤出覆层、胶粘剂层压、超声波焊接或者通过热层压连接。
8.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述无纺材料(1)的搭环以所述无纺材料的1％至50％的厚度进入到所述另外的层(2)的材料中或者粘合剂(3)中，所述无纺材料(1)和所述另外的层(2)借助所述粘合剂连接。
9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述无纺材料(1)的搭环以所述无纺材料的1％至50％的厚度进入到所述薄膜的材料中或者粘合剂(3)中，所述无纺材料(1)和所述薄膜借助所述粘合剂连接。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的应用，其特征在于，所述无纺材料(1)作为用于固定吸收用的用品的搭环部件，并且施设到所述吸收用的用品上。
11.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述无纺材料(1)作为用于固定吸收用的用品的搭环部件，并且施设到所述吸收用的用品上。
12.根据权利要求5至9中任一项所述的应用，其特征在于，所述无纺材料(1)作为用于固定吸收用的用品的搭环部件，并且施设到所述吸收用的用品上。
13.根据权利要求10所述的应用，其特征在于，所述吸收用的用品是尿裤或衬垫。
14.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，与所述另外的层(2)连接的无纺材料(1)构成卫生用品的底片(4)。
15.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，与所述另外的层(2)连接的无纺材料(1)构成卫生用品的底片(4)。
16.一种用于搭扣闭锁机构的搭环材料，其特征在于，该搭环材料是由连续长丝构成的水刺加强的无纺材料(1)，其中，没有孔被引入到所述无纺材料(1)中，并且所述无纺材料(1)在水刺加强之前不具有粘结部。
17.根据权利要求16所述的搭环材料，其特征在于，所述无纺材料(1)具有10g/m2至150g/m2的单位面积重量。
18.根据权利要求17所述的搭环材料，其特征在于，所述无纺材料(1)具有15g/m2至30g/m2的单位面积重量。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的搭环材料，其特征在于，所述无纺材料(1)与至少一个另外的层连接。
20.根据权利要求19所述的搭环材料，其特征在于，所述另外的层是薄膜(2)。
21.根据权利要求19所述的搭环材料，其特征在于，所述搭环材料与另外的层通过挤出覆层、胶粘剂层压或热层压来连接。
22.根据权利要求20所述的搭环材料，其特征在于，所述搭环材料与薄膜通过挤出覆层、胶粘剂层压或热层压来连接。
23.根据权利要求16至18中任一项所述的搭环材料，其特征在于，所述无纺材料(1)由可纺织的聚合物构成。
24.根据权利要求19所述的搭环材料，其特征在于，所述无纺材料(1)由可纺织的聚合物构成。
25.根据权利要求23所述的搭环材料，其特征在于，所述无纺材料(1)由聚酯或聚烯烃构成。
26.根据权利要求23所述的搭环材料，其特征在于，所述无纺材料(1)由聚丙烯材料和/或聚乙烯材料或可生物降解的材料构成。
27.一种用于制造根据权利要求16至26之任一项所述的搭环材料的方法，其中，由连续长丝构成的无纺材料(1)被水刺加强，其特征在于，纤维结合的等级和所述无纺材料(1)的缠结通过水压、喷射器的数量和布置结构和/或流量来控制，使得挂钩能够容易地进入并且保持，其特征在于，没有孔被引入到所述无纺材料(1)中，并且所述无纺材料(1)在水刺加强之前不具有粘结部。
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