CN103957850B - 包含卷曲长丝非织造幅材的组装中间体和制品 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了一种组装中间体，所述组装中间体包括靠近吸收材料的流体输送元件。所述流体输送元件包含热塑性非织造幅材，所述幅材包含多根平均直径为200至500微米的卷曲长丝，这些卷曲长丝通过间歇粘结点互相接合。所述幅材优选具有某些性质，如3至20mm的厚度、在0.02至0.10范围内的密度、和不大于20kJ/m3的压缩功。还描述了包含此类组装中间体的制品。

Description

包含卷曲长丝非织造幅材的组装中间体和制品
发明内容
本发明描述了一种组装中间体，所述组装中间体包括靠近吸收材料的流体输送元件。所述流体输送元件包含热塑性非织造幅材，所述幅材包含多根平均直径为200至500微米的卷曲长丝，这些卷曲长丝通过间歇的粘结点互相接合。所述幅材优选具有某些性质，如3至20mm的厚度、在0.02至0.10范围内的密度、和不大于20kJ/m3的压缩功。
本发明还描述了吸收制品，其靠近吸收材料包含本文所述的组装中间体，前提条件是所述吸收制品不为个人卫生制品。所述吸收制品可适用于防溢溅或医学用途，如伤口敷料。
附图说明
图1为制备经拉伸卷曲长丝幅材的方法的示意图；
图2为可用来制备(未经拉伸)卷曲长丝幅材的装置的一个实施例的示意图；
图3为未经拉伸卷曲长丝幅材的显微照片；
图4为呈现的经拉伸卷曲长丝幅材的显微照片；
图5为包含断开的粘结点的卷曲长丝的显微照片；
图6-7为呈现的经拉伸卷曲长丝幅材的显微照片；
图8为可用来将卷曲长丝幅材进一步制成组装中间体或制品的装置的一个实施例的示意图；
图9为示意性的未经拉伸卷曲长丝幅材的显微照片；
图10为示意性的经拉伸并松弛的卷曲长丝幅材的显微照片；
图11为吸收制品的顶视图；
图12为图11的吸收制品的横截面视图；
图13-17为其它吸收制品的横截面视图；
图18为另一个吸收制品的顶视图；
图19为图18的吸收制品的横截面视图。
具体实施方式
本发明描述了组装中间体，所述组装中间体包括靠近吸收材料的卷曲长丝幅材。所述组装中间体可适用于个人卫生制品或其它吸收制品。还描述了吸收制品，所述吸收制品包含所述组装中间体，适用于防溢溅或医学用途，如伤口敷料。此类吸收制品不为个人卫生制品如成人失禁产品、卫生巾和一次性尿布。
所述卷曲长丝幅材的长丝由热塑性聚合物形成并因此包含热塑性聚合物。可用来形成所述长丝或其组分的合适的热塑性聚合物的例子包括选自以下类别的聚合物：聚烯烃，如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、两种或更多种此类聚烯烃的共混物以及乙烯和/或丙烯与彼此和/或与小量可聚合高级α烯烃如戊烯、甲基戊烯、己烷或辛烷的共聚物；卤化聚烯烃，如氯化聚乙烯、聚(偏二氟乙烯)、聚(偏二氯乙烯)和增塑聚(氯乙烯)；环己烷二甲醇、1,4-丁二醇和对苯二甲酸的共聚酯-醚弹性体；共聚酯弹性体如聚对苯二甲酸丁二醇酯与长链聚酯二醇的嵌段共聚物；聚醚，如聚苯醚；聚酰胺，如聚(六亚甲基二酰胺)，例如尼龙6和尼龙6,6；尼龙弹性体；如尼龙11、尼龙12、尼龙6,10和聚醚嵌段聚酰胺；聚氨酯；乙烯或乙烯和丙烯与(甲基)丙烯酸或与低级链烷醇和烯键式不饱和羧酸的酯的共聚物，如乙烯与(甲基)丙烯酸、醋酸乙烯酯、丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯的共聚物；离聚物，如用锌、锂或钠抗衡离子稳定的乙烯-甲基丙烯酸共聚物；丙烯腈聚合物，如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物；丙烯酸类共聚物；经化学改性的聚烯烃，如马来酸酐或丙烯酸接枝的烯烃均聚物或共聚物及两种或更多种此类聚合物的共混物，如聚乙烯与聚(丙烯酸甲酯)的共混物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物与乙烯-丙烯酸甲酯的共混物；以及聚乙烯和/或聚丙烯与聚(醋酸乙烯酯)的共混物。前述聚合物通常为固体，通常具有高分子量，且可熔融挤出，使得它们可被加热以形成熔融粘滞液体，所述粘滞液体可作为流抽吸至挤出模头组件并易于在压力下作为长丝从其挤出。
优选地，所述卷曲长丝是坚韧、耐用、可熔融粘结、热塑性、大直径的长丝，包含合成有机塑料聚合物或共混物或多组分聚合物长丝。在一些实施例中，所述幅材的长丝包含相同的合成有机塑性材料。在一些实施例中，所述长丝由半结晶热塑性聚合物如聚烯烃形成。在其它实施例中，所述长丝的一部分包含一种类型的合成有机塑性材料而所述长丝的一部分包含不同类型的合成有机塑性材料。所述长丝可包含多种(例如，2至5种)组分如双组分长丝，如皮/芯型或并列型长丝。形成所述长丝的塑料还可具有引入的助剂或添加剂如稳定剂、加工助剂、填料、着色颜料、交联剂、发泡剂和阻燃剂以增强长丝的性质或赋予长丝性质。
一般来讲，所述卷曲长丝幅材的长丝的平均宽度、直径或横截面尺寸为至少50微米(即，0.05mm)、或至少100微米、或至少150微米、或至少200微米。平均直径可在至高1000微米(1mm)的范围内，但是通常不大于800微米或700微米或600微米，并且在一些实施例中不大于500微米或400微米。所述长丝的横截面尺寸(和横截面的形状)优选大体上或基本上沿丝的长度是均匀的，例如均匀的圆。所述长丝的表面通常是光滑的。所述长丝可呈纤维、带的形状或形式或其它窄而长的形状。可由多根具有相同或不同塑料组成、几何形状、尺寸和/或直径的长丝构成聚集物。所述长丝通常是实心的。所述长丝可具有圆形横截面或非圆形横截面，例如，叶形、椭圆形、矩形、三角形和具有旋臂的形状如“x-形”。所述长丝优选在长度上连续，即在一个共同的方向(例如，纵向)上具有无限长度。
参照图2，其示出了如可通过本领域中描述的方法制得的卷曲长丝幅材(参见例如美国专利4,227,350、4,351,683、3,691,004和6,762,139。这些专利以引用的方式并入本文)。
所述长丝作为热、发粘、可变形的粘滞聚合物熔体的自由下落、紧密间隔、通常平行、离散、连续的长丝的束或组熔融挤出，所述热丝然后被旋绕(例如，卷绕)并冷却或骤冷至通常不发粘或非粘性固体状态。所述热丝可通过与冷却装置或介质如液体骤冷浴例如水体接触来冷却。然后可使幅材行进或传送通过浴并从其取出。随着长丝在比正进入骤冷浴的长丝的速度小的取走速度下传送通过骤冷浴，幅材被旋绕(例如，卷绕)成离散的连续丝。这允许下落的熔融的仍可变形的长丝在骤冷浴的表面附近旋绕(例如，卷绕成基本上螺旋状的形状)，如美国专利4,227,350中所述。为了助于形成线圈，在骤冷浴中使用表面活性剂(例如，如所述美国专利3,837,988中所述)可能是可取的。
在一个实施例中，通常使用挤出机模头组件113制备非织造幅材，挤出机模头组件113向下挤出多根热、连续、大直径的长丝142或长丝142的束141，所述长丝142在静止的环境空气中自由下落到槽134中。束141可排列为使得允许热粘滞丝142中的一些与导辊139的外表面发生匆匆的接触。辊139任选地具有间隔开的导销或栓147或一些其它类型的引导物如固定板以在当热粘滞丝移动时将它们引导向槽134中骤冷液体如水的主体或浴133的表面135。骤冷液体的表面设置在挤出机模头组件113的下表面下方合适的距离处以在当进入浴中时获得所需的长丝直径。可设定导辊139使之与长丝142匆匆接触，如所述美国专利4,351,683中描述的；该专利以引用的方式并入本文。随着热粘滞长丝142在环境空气中下落，它们开始从挤出温度(其可例如在150℃至400℃的范围内)冷却。挤出温度通常充分地高于熔融温度，因此长丝卷绕。可设定导辊139(以及任选的下游辊，例如，136、144a、144b和145)使之在预定的速度或速率下旋转，使得在当长丝142进入骤冷液体的主体133中时长丝142的线性运动速率慢于一个或多个导辊上游的热粘滞长丝的线性运动速率。由于形成的幅材143的取走速度慢于正进入骤冷浴133的热丝的速度，并且长丝142仍呈充分粘滞、可变形或熔融的状态，故长丝自身将通过在其所进入的骤冷液体133的表面135的紧上方卷绕、波动或振荡而缠结或聚集并可足够快以便其形状不变形地进一步冷却至例如约50℃而在表面135的紧下方凝固或硬化。骤冷浴133(骤冷液体和骤冷浴二者均称作133)中已经骤冷、聚集的长丝将在表面135周围对热粘滞丝142的流动或自由下落赋予一定程度的阻力，这使得正进入骤冷浴的仍可变形的长丝在浴的表面的紧上方卷绕、振荡或波动。这种运动将在仍热的长丝之间创建不规则或无规的周期性接触，从而导致长丝的邻接表面在其接触或相交点处点熔融粘结或粘性熔融粘结。因此，长丝142呈现卷绕的、环状、蜿蜒的或波动构型并变得缠结或互相接合。在进入骤冷液体133并通过邻近的浸没导辊139时，长丝142形成间歇性地(例如，点粘结或粘性粘结的)凝固的长丝的一体幅材143。
幅材143可通过夹送辊144a和144b传送和从槽134取出并由辊145缠绕形成幅材的缠绕物146。
使用的一个或多个接触表面可以是运动的，如例如所述美国专利4,351,683中所描述的旋转圆柱形鼓轮表面，以收集新形成的幅材并帮助将其传送到骤冷浴中和/或传送通过骤冷浴。作为另外一种选择，接触表面可以是固定的，如例如板，如美国专利3,691,004中所描述。如此形成的一元化幅材包含交叠或缠结的长丝的环或卷并具有足够的结构完整性以允许幅材被传送、输送或以其它方式处理。
在一个实施例中，制备卷曲长丝幅材的方法包括以下步骤：同时(或共同地)将热塑性聚合物以离散且分离的热的发粘熔融长丝的形式熔融挤出通过多个挤出机模头开口或孔口，使所述长丝缠结成幅材的形式，在例如水骤冷浴中冷却它们，和以此类长丝的幅材回收所得不发粘的凝固长丝。模头开口的直径可随所需的长丝直径而异。由于长丝在自由下落的同时在一定程度上被牵伸，故挤出机模头开口通常大于最终的长丝直径。对于(横向)宽度为约10cm的卷曲长丝幅材，挤出机模头开口的数量可较小(例如，50至200)。然而，对于较大的(横向)宽度幅材，挤出机模头开口的数量通常为至少300、400或500并通常不大于3000。在一些实施例中，挤出机模头开口的数量为每线性英寸模头至少20、25或30个开口。
此方法产生其中每根长丝均卷绕并在其整个长度上波动的幅材。实际长丝长度(即，在纵向上未卷绕)相对于卷曲长丝长度的比率通常为至少2:1或3:1并通常不大于8:1。在一些实施例中，实际长丝长度(即，在纵向上未卷绕)相对于卷曲长丝长度的比率不大于7:1或6:1或5:1。如果工艺条件不变，则该比率通常是恒定的。因此，虽然可制得各种比率的幅材，但单一幅材通常可以实际长丝长度相对于卷曲长丝长度的比率在小范围内为特征。每根长丝的波动通常是不规则的。然而，可以调节工艺来产生规则的螺旋地卷绕的长丝。不规则的长丝波动可以整个幅材上长丝以通常由挤出机模头的开口所限定的图案无规成环、扭结或弯曲为特征。通常，挤出不止一排长丝以产生具有卷绕和波动的长丝的层的幅材，每个层代表一排挤出的长丝。每个层在幅材中是可识别的，有时有很大难度。层之间相邻的长丝通常粘结在一起，其中丝彼此接触，从而形成间歇的熔融粘结点。
参照图3和9，卷曲长丝幅材优选为无规大直径热塑性长丝的三维网络。所述长丝无规地卷绕等并通常可在一个方向即纵向上连续。
所述长丝形成大孔隙的开放网络；所述大孔隙由非线性卷曲长丝限定。所述卷曲长丝幅材以具有开孔为特征。所述孔在幅材的整个长度和深度上的尺寸和取向是无规的。孔结构通常由无规地相交的基本上非线性长丝形成。所述长丝在其接触或粘结点之间通常是非线性的。所述幅材通常具有高的空隙体积，例如40至99％，优选80％至99％。
所述幅材通常是基本上平面的幅材，其中孔隙或“开放空间”在幅材的整个厚度上均匀地分布。
所述卷曲长丝幅材的长丝优选熔融粘结，其意思是呈开放的非织造幅材的多根此类长丝或此类长丝的聚集物或通过充分地加热长丝以熔融或软化所述长丝的一部分或通过使用挤出时长丝的潜热而在其接触或相交的点处粘结于一起以形成自支承的粘结结构。所述长丝形成互相接合、互相缠绕、互锁或缠结的长丝的蓬松幅材。所述长丝通常是螺旋状、螺旋形、环形、卷绕的、卷曲的、蜿蜒的或以其它方式旋绕并从幅材的一端向幅材的相背端延伸。(例如，成排的)卷曲长丝在一个方向即幅材的制造的机器方向上是连续的。
在一些实施例中，卷曲长丝幅材，如可通过图2的工艺制得，通过例如在与卷曲长丝连续的方向基本上平行的方向上拉伸幅材来进一步加工，如2011年12月1日提交的美国专利申请序列号13/308,962中所描述；所述专利申请以引用的方式并入本文。在其它实施例中，卷曲长丝非织造幅材，如可通过图2的工艺制得，不经受拉伸。此类实施例在本文中称为“经拉伸幅材”和“未经拉伸幅材”。当在不存在形容词“经拉伸”或“未经拉伸”的情况下采用表述“非织造幅材”或“幅材”时，这样的表述是指经拉伸幅材和未经拉伸幅材二者。
经拉伸幅材通常通过与卷曲长丝连续的方向基本上平行地拉伸幅材来产生。所谓“基本上平行”是指幅材可正好平行或偏离平行地拉伸。与平行的偏离小于45度并通常小于30、20、10或5度以使通过与卷曲长丝连续的方向平行地拉伸幅材所获得的有益效果最大化。幅材通常被拉伸到初始幅材长度的至少2倍、2.5倍或3倍的长度(即，拉伸100％、150％或200％)。幅材被拉伸到一定距离，该距离不大于长丝解卷的距离，从而在拉伸时提供基本上线性平行的长丝。上限取决于卷绕的程度(即，实际丝长度与卷曲长丝长度的比率)。在典型的实施例中，幅材被拉伸到不大于初始幅材长度的6、5或4倍(即，拉伸不大于500％、400％或300％)。
图1示出了用于制备经拉伸并任选地退火的(例如，卷曲长丝)幅材的示意性方法。在此方法中，提供卷曲长丝幅材43(例如通过图2中所示的方法制备)，在一对轧辊10和20之间解缠绕并在拉伸辊30上牵拉。拉伸辊表面速度大于辊隙处幅材的速度，这使得幅材在纵向上拉伸(在辊隙和拉伸辊30之间的位置处)。幅材通常被进一步加工以使幅材保持在至少经部分拉伸的构型。在一个实施例中，在使幅材保持拉伸状态于拉伸辊上的同时向幅材引导加温空气25。该加温空气对幅材的经拉伸热塑性丝退火，从而使其拉伸构型热定形。作为另外一种选择，或与退火组合地，可将经拉伸幅材粘结到基底。此类进一步加工可在用来拉伸幅材的同一工艺过程中进行，例如图8中所示。作为另外一种选择，此类进一步加工可在后续的工艺过程中进行，例如在将幅材转换成组装中间体或制品时。在此实施例中，可将经拉伸幅材40缠绕在辊上直至进行此类进一步加工。
在一些实施例中，制备幅材的方法包括退火和冷却经拉伸幅材，以便保持幅材的拉伸构型。如图1中所示，可在保持幅材处于拉伸状态的同时对经拉伸幅材退火和冷却。然而，对于其中经拉伸幅材通过例如粘结经拉伸幅材至另一基底而被进一步制成为组装中间体或制品的实施例，退火步骤可以是任选的。
在一些实施例中，在退火和冷却经拉伸幅材之前将经拉伸幅材至少部分地松弛。经松弛幅材可被再拉伸(例如，至未经拉伸幅材的初始长度的约1-3倍)。在此实施例中，可在保持幅材处于再拉伸状态的同时对经再拉伸幅材退火和冷却。
经拉伸幅材可包括一种或多种因被拉伸而特征性的属性，例如断开的粘结、包含取向部分的长丝、包含丝直径减小的部分的长丝以及它们的组合。
在一些实施例中，在低于粘结(例如，熔融粘结)的软化点的温度下拉伸幅材。这样做时，幅材的拉伸将断开连续的长丝(例如，在横向上)之间存在的一部分间歇粘结点。因此，经拉伸幅材包含断开的粘结。然而，此类拉伸通常很少或不在纵向上断开丝。因此，在拉伸过程中和拉伸后，长丝保持连续，从而使幅材保持足够的机械完整性。
经拉伸卷曲长丝幅材通常具有先前的长丝-长丝粘结点已断开的微观证据。所述微观证据包括但不限于丝上倒钩、刺或其它凸起的存在，例如图4和5中所示。断开的粘结的程度可变化。虽然难以定量整个幅材的厚度上断开的粘结的总数，但在对经拉伸幅材的单个面进行显微镜观察时，一部分断开的粘结将是很明显的。在一些实施例中，经拉伸幅材每1cm2面积可包含至少1、2或3个断开的粘结。通常，断开的粘结的分布在整个经拉伸幅材的单个面或整体上是均匀分布的。
每单位面积经拉伸幅材断开的粘结数通常大大足够以便幅材的一个或多个性质相对于未经拉伸幅材已改变。例如，未经拉伸幅材的长丝通常充分地自粘结，使得如果不断开幅材卷曲长丝之间的间歇粘结点则幅材基本上不在任何方向(例如，纵向或横向)上伸长。相比之下，由于经拉伸幅材的相当大一部分间歇粘结点通常已断开，故经拉伸幅材可在与长丝连续的方向基本上平行的方向上伸长至少25％而不断开(另外的)粘结。经拉伸幅材在不断开另外的粘结的情况下可伸长(第二次)的程度约等于幅材被(初始)拉伸的程度。在一些实施例中，经拉伸幅材可在与长丝连续的方向基本上平行的方向上伸长至少50％、75％或100％而不断开粘结。在其它实施例中，经拉伸幅材可在与长丝连续的方向基本上平行的方向上伸长至少125％、150％、175％或200％而不断开粘结。
作为另外一种选择，或除存在断开的粘结外，经拉伸幅材可包括包含取向部分的长丝和/或包含长丝直径减小的部分的长丝。当在高于长丝材料的软化点但低于熔化点的温度下拉伸幅材时，取向长丝部分和/或包含长丝直径减小的部分的长丝可能是明显的而缺少断开的粘结。尽管未经拉伸幅材通常包含约相同长丝直径的长丝，如图3中所示，但经拉伸幅材可包含其中长丝的一部分具有小得多的直径的长丝。例如，如图5和6中所示，经拉伸幅材可包含其中长丝的一部分的直径比邻近该(例如，经拉伸)长丝部分的长丝的直径小约25％至70％的长丝。由于具有较小直径的经拉伸长丝部分通常占据总的长丝的较小部分，故平均长丝直径通常与经拉伸或未经拉伸幅材的平均长丝直径基本上相同或仅略小于经拉伸或未经拉伸幅材的平均长丝直径。在一些实施例中，具有较小直径的长丝的一部分具有与具有较大长丝直径的邻近部分相同的半透明外观。在其它实施例中，较小直径部分因长丝的热塑性材料的结晶相在拉伸过程中取向而具有较高的雾度或较低的透明性。
在一些实施例中，由于长丝的拉伸和/或拉伸过程中一部分间歇粘结点的断开，故经拉伸幅材通常具有比未经拉伸幅材大的孔隙尺寸，例如通过比较图9与10明显可见。
在一些实施例中，经拉伸并优选松弛的幅材具有比未经拉伸幅材大的长度和/或大的厚度。幅材的(横向)宽度为初始幅材(即拉伸前)的至少90％。这些实施例适合提供具有较低基重和/或较低密度的幅材。当所需幅材密度小于可通过图2的工艺均匀地和/或高效地产生时，这将特别有利。
在一些实施例中，卷曲长丝幅材的基重为至少200gsm或300gsm并通常不大于800gsm。在一些实施例中，幅材具有不大于400gsm、350gsm或300gsm的基重。
在一些实施例中，卷曲长丝幅材具有至少3或4mm至约20mm的厚度。在一些实施例中，幅材具有不大于15、14、13、12、11或10mm的厚度。
卷曲长丝幅材的密度通常为至少约0.04g/cm3并且不大于约0.10g/cm3。在一些实施例中，经拉伸幅材具有不大于0.06g/cm3、0.05g/cm3、0.04g/cm3的密度。幅材的密度可为至少0.01g/cm3或0.02g/cm3。
所述卷曲长丝幅材优选表现出足够的柔韧性，在当采用这样的幅材作为组装中间体或(例如，一次性)吸收制品的流体输送元件时，这可适合于增加舒适性。指示柔韧性的一个性质为压缩功；即，应力-应变曲线(0-90kPa之间)下的总面积。压缩功为材料的能量吸收性质的指示，如根据US2008/0001431中描述的式计算；所述专利申请以引用的方式并入本文。幅材可表现出不大于20kJ/m3的压缩功。在一些实施例中，幅材表现出不大于15kJ/m3或10kJ/m3的压缩功。幅材的压缩功通常为至少2或3kJ/m3。在一些实施例中，压缩功不大于9或8或7或6kJ/m3。
指示柔韧性的另一性质为悬垂性。如本文所用，悬垂性指从幅材的底面到相邻垂直结构的最短距离，通过实例中描述的悬垂性测试方法测定。因此，该距离越短，幅材向下弯曲越多。在一些实施例中，幅材的悬垂性小于100mm、90mm、80mm、75mm、70mm、65mm、60mm、55mm或50mm。在一些实施例中，经拉伸幅材的悬垂性小于45mm、40mm、35mm或30mm。在一些实施例中，经拉伸幅材的悬垂性小于45mm、40mm、35mm或30mm。悬垂性可为零。在一些实施例中，悬垂性为至少3mm、5mm或10mm。
可表征幅材的滞后性。在一些实施例中，卷曲长丝幅材在25％或50％延伸下表现出小于25或20或15牛顿的负荷。在一些实施例中，幅材在25％延伸下表现出小于15或14或13或12或11或10牛顿的负荷。在其它实施例中，幅材在25％延伸下表现出小于9或8或7或6或5牛顿的负荷。在一些实施例中，幅材在50％延伸下表现出小于约20、15或10牛顿的负荷。
所述幅材通常是非芯吸的。例如，所述非织造幅材可表现出不大于5、4、3、2或1mm的盐水溶液的芯吸高度。此类芯吸高度为在不靠近吸收材料的情况下幅材独自的性质。尽管无意于受理论的束缚，但据猜测，幅材因为丝相隔太远不能产生毛细作用而是非芯吸的。本文示例的非芯吸幅材通常由疏水性聚合物如聚烯烃制备。另外，此类非芯吸幅材不含亲水性(例如，纤维素)纤维和超吸收聚合物。
发现所述卷曲长丝幅材提供快的流体输送速率(如根据实例中描述的测试方法所测试)。此类流体输送速率也是在不靠近吸收材料的情况下幅材独自的性质。在一些实施例中，在4kg的重物下，流体输送速率不大于10、9、8、7、6、5、4或约3秒。在一些实施例中，在12kg的重物下，流体输送速率不大于15、14、13、12、11、10、9、8、7、6或约5秒。在一些实施例中，在24kg的重物下，流体输送速率不大于20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8或约7秒。
本文所述的卷曲长丝幅材适于用作组装中间体的流体输送部件，例如适于用在(例如，一次性)吸收性个人卫生制品中。而成品个人卫生制品通常在流体可透过的顶片和流体不可透过的底片之间靠近吸收(例如，芯)材料包含流体输送非织造幅材，组装中间体制品缺乏成品吸收制品的至少一个必要部件。例如，组装中间体通常缺乏流体不可透过的底片和/或流体可透过的顶片。因此，组装中间体可为成品个人卫生制品或其它制品的部件。
组装中间体包含如本文所述的(例如，经拉伸或未经拉伸)卷曲长丝幅材与至少一个其它基底的组合。在一些实施例中，组装中间体包含的卷曲长丝幅材靠近但不粘结到另一基底。例如，在吸收制品的制备过程中可靠近吸收材料布置卷曲长丝幅材，从而形成组装中间体。在其它实施例中，组装中间体包含卷曲长丝幅材，所述卷曲长丝幅材粘结到另一基底。例如，可通过常规高速制造工艺将卷曲长丝幅材粘结到(例如，液体可透过的)载体基底如非织造物或薄纸以方便幅材的抓握。在另一个实施例中，可对卷曲长丝幅材独自或与靠近的吸收材料的组合在至少一个主表面上涂布以(例如，压敏)粘合剂，所述粘合剂为隔离衬垫载体基底所覆盖。在吸收制品的制造过程中，移除隔离衬垫并使所述粘合剂与吸收制品的另一部件如液体不可透过的底片接触。在另一个实施例中，可将卷曲长丝幅材与靠近的吸收材料组合地粘结到载体基底如非织造物或膜，其随后可被切割成块以结合到吸收制品中。
图8示出了一种将卷曲长丝非织造幅材制造进组装中间体中的示意性方法。参照图8，可将卷曲长丝幅材40传送到装置80，装置80将幅材切割成离散的块并靠近吸收材料90放置它们。靠近吸收材料的卷曲长丝幅材的组装中间体可在移动带85上传送，该移动带将组装中间体传送到后续的制造过程。作为另外一种选择，可将组装中间体临时性或永久性地粘结到所述带上提供的载体基底。当粘结到载体基底时，可将这样的中间体在辊上缠绕以用作吸收制品的部件。可将卷曲长丝幅材粘结到另一基底如液体可透过的基底50(例如，非织造物、薄纸或流体采集层)。这可例如通过用涂敷器60向基底50施加粘合剂并在层合辊隙70中将施加了粘合剂的基底层合到卷曲长丝幅材40来实现，如在图8中进一步示出。作为另外一种选择或组合地，向幅材的(上部、面向顶片的)主面施加液体可透过的基底(例如，非织造物、薄纸或流体采集层)；可向幅材的相背(下部、面向底片的)主表面粘结基底。基底如薄纸的引入可有助于在后续操作中抓握幅材。基底如薄纸的引入还可有助于使用真空轮型涂敷器将幅材切割成离散的块以引入到成品复合吸收构造中，这是切割和放置材料的离散块于另一材料上的常见并已知的方式。在不存在薄纸或其它层来减小幅材的孔隙率和气流的情况下，可能难以使用真空辅助的切割和放置操作来处理幅材。虽然图8示出了拉伸幅材(如图1中所示)，但当采用未经拉伸的幅材时，将不需要拉伸辊30和热空气25。
当粘结到另一基底时，可对卷曲长丝幅材或更通常所述另一基底在其表面积的全部或一部分上涂覆有粘合剂或粘结剂。合适的粘合剂或粘结剂的例子包括乳液粘合剂、热熔粘合剂、可固化粘合剂、溶剂型粘合剂或压敏粘合剂，包括基于(甲基)丙烯酸酯的压敏粘合剂(例如美国专利Re24,906(Ulrich)中描述的那些)、聚氨酯粘合剂、基于天然或合成橡胶的粘合剂、环氧树脂粘合剂、可固化粘合剂、酚醛树脂粘合剂等。
吸收(芯)材料通常为包含超吸收聚合物的高度吸收材料。吸收材料通常包含纤维素纤维与超吸收材料的共混物。一种例证性的吸收材料的基重为约100g/m2至约700g/m2，其是气流成网的，包括纸浆的底层、纸浆和布置在纸浆中间的超吸收聚合物的中间层以及含至少一些纸浆的顶层。吸收材料可具有0.25或0.3g/cc至约0.4g/cc的密度。
吸收材料通常包含至少5或10重量％、并且优选地至少15、20、25或30重量％的超吸收聚合物。超吸收聚合物通常不多于吸收材料的60重量％，并且在一些实施例中，不多于55、50、45或40重量％。吸收材料的基重可为至少150至200g/m2并通常不大于300或350g/m2。
本领域中描述了各种吸收(芯)材料及制备此类材料的方法。(参见例如US4,610,678和US6,896,669)
在一些实施例中，在4kg的重物下，流体吸收速率(如根据实例中描述的测试方法所测得)不大于10、9、8、7、6、5或约4秒。值得注意的是，在4kg的重物下，发现测试的市售产品的流体吸收速率为约23-31秒。在一些实施例中，在12kg的重物下，流体吸收速率不大于50、40、30、20秒，并且在一些实施例中不大于15秒。值得注意的是，在12kg的重物下，发现测试的市售产品的流体吸收速率为约98-102秒。在一些实施例中，在24kg的重物下，流体吸收速率不大于50或40秒，并且在一些实施例中不大于35或约30秒。
值得注意的是，在24kg的重物下，发现测试的市售产品的流体吸收速率为约102-182秒。此类流体吸收性能可用单个流体冲击(100ml0.9％的NaCl水溶液)或至少两个(2-100ml剂量的0.9％NaCl水溶液，由2分钟的时间间隔隔开)获得。虽然流体吸收速率是对成品个人卫生制品测得，但据推测，顶片和底片对测试结果几乎无或无影响。因此，据推测，流体吸收速率为靠近吸收材料的卷曲长丝幅材的组装中间体的性质。
指示卷曲长丝幅材的流体输送性能的另一性质为纵向流体分布长度(如根据实例中描述的测试方法所测得)。在一些实施例中，在4kg的重物下，纵向流体分布长度为至少100、110、120、130、140mm，并且在一些实施例中为至少150或160mm。值得注意的是，发现测试的市售产品的纵向流体分布长度为85mm。在一些实施例中，在12kg的重物下，纵向流体分布长度为至少100、125、150、160mm，并且在一些实施例中为至少170、180、190或200mm。值得注意的是，发现测试的市售产品的纵向流体分布长度为78-85mm。在一些实施例中，在24kg的重物下，纵向流体分布长度为至少125、150、160mm，并且在一些实施例中为至少170mm。值得注意的是，发现测试的市售产品的纵向流体分布长度为95-100mm。
用作吸收部件的流体输送元件的卷曲长丝幅材可具有各种形状，包括对称(具有对称点、线或面)或不对称形状。设想的卷曲长丝幅材形状包括但不限于圆形、椭圆形、正方形、矩形、五边形、六边形、八边形、梯形、截棱锥形、沙漏形、哑铃形、狗骨形等。棱角可以是直的或圆的。侧面可以是弯曲的(凸的或凹的)、锥形的、向外展开的或成角度的。另外，卷曲长丝幅材可含有切口区域，所述切口区域产生空隙、空腔、凹陷、通道或凹槽。在一些实施例中，卷曲长丝幅材的形状优选为矩形。无论形状如何，卷曲长丝幅材流体输送元件通常可定义为具有第一主面、基本上与所述第一主面平行的相背的第二主面和在与所述第一和第二主面正交的方向上的厚度。卷曲长丝幅材可包含各种功能性添加剂，包括例如，抗微生物涂层、离子捕获涂层、干燥剂和气味控制颗粒。
卷曲长丝幅材可用作靠近吸收材料的流体输送元件的方式有若干，其中一些在图11-19中示出，这将随后描述。在一些有利的实施例中，卷曲长丝幅材的厚度限定侧向边缘，所述侧向边缘与吸收材料至少部分地流体连通。在一些实施例中，卷曲长丝幅材的侧向边缘通过直接接触与吸收材料流体连通。在其它实施例中，可在卷曲长丝幅材的侧向边缘与吸收材料之间存在低吸收性层(即，缺乏超吸收聚合物)如薄纸层。
在一些有利的实施例中，卷曲长丝幅材插入在吸收材料内，使得基本上所有的侧向边缘均与吸收材料流体连通。这种布置可具有更快的流体吸收。然而，纵向流体分布长度可能较小。在其它实施例中，非织造幅材的至少两个相背的侧向边缘与吸收材料接触。例如，在卷曲长丝幅材的端部处的侧向边缘可与吸收材料接触。如果卷曲长丝幅材是矩形形状的，则所述端部对应于限定宽度并通常为长度的一部分的侧向周边边缘。然而，沿着卷曲长丝幅材中部的长度的两个相背的侧向周边边缘可例如通过密封该边缘或通过在此类侧向边缘与相邻的吸收材料之间引入流体不可透过的膜而使得流体不可透过，这将参照图17进一步说明。这种布置可具有较慢的流体吸收。然而，纵向流体分布长度可能较大。
在结合到(一次性)吸收制品中之前，靠近吸收材料包含卷曲长丝幅材(流体输送元件)的组装中间体还可包括另一基底。(一次性)吸收制品中常常包括的常见基底包括顶片、导流层(ADL)和底片。
顶片通常是适形的、感觉柔软并且对穿着者的皮肤无刺激。另外，顶片是液体可透过的，从而允许液体易于穿透其厚度。合适的顶片可自广泛的材料如多孔泡沫、网状泡沫、开孔塑料膜、天然纤维(例如，木纤维或棉纤维)、合成纤维(例如，聚酯纤维或聚丙稀纤维)或由天然和合成纤维的组合制备。顶片通常为疏水性材料以将穿着者的皮肤与吸收材料中的液体分离开来。
可用来制造顶片的制造技术有很多。顶片可以是织造的、非织造的、纺粘的、梳理的等。一种例证性的顶片是梳理成网并热粘结的(1.5旦尼尔聚丙烯短纤维)。顶片的基重可为每平方米约18至约25克。另外，顶片通常在纵向上具有至少约400克/厘米的最小干拉伸强度并在横向上具有至少约55克/厘米的湿拉伸强度。导流层(有时也称“浪涌”层)通常设置在顶片之下而吸收芯之上。采集层通常由织造、非织造或梳理纤维材料构造。它们被布置为迅速吸收通过吸收制品的顶片的液体以暂时留存(例如，以充当临时贮存器)并以下面的吸收芯可吸收的速率将该液体转移到下面的吸收芯中以最终或永久留存。采集层通常通过使体液在采集层所包围的芯区域上于“x”和“y”平面中铺展同时还沿“z”方向携带流体到吸收芯而改善吸收制品的“芯吸”。用于一次性吸收制品中的采集层的市售材料的例子有通风粘结短纤维、粘合剂粘结短纤维和热法点粘结短纤维。
底片是液体不可透过的并通常为薄塑料膜，但也可使用其它液体不可透过的材料。底片通常是柔性的，这意味着其是适形的并将容易地适形于穿着者身体的大致形状和轮廓。底片防止吸收和容留在吸收材料中的渗出物弄湿接触吸收制品的物品如床单和内衣的制品。一种例证性底片为厚度约0.012mm(0.5密耳)至约0.051厘米(2.0密耳)的聚乙烯膜。底片可经压印和/或无光泽修整以提供更像布一样的外观。另外，底片可允许蒸气从吸收构件逸出，同时仍防止渗出物穿过底片。
在一个典型的一次性吸收制品中，顶片和底片以任何合适的方式关联在一起。通常，在制品的周边处通过附接装置如粘合剂或本领域已知的任何其它附接装置将顶片和底片直接固定到彼此。
图11示出了例证性吸收制品200的顶视图，该吸收制品200包含靠近吸收(例如，芯)材料280的卷曲长丝幅材流体输送元件260的组装中间体。吸收制品200还包含流体可透过的顶片220、在顶片220下面并与顶片220流体连通的流体可透过的导流层(ADL)240以及在ADL下面并与ADL流体连通的卷曲长丝幅材流体输送元件260。吸收(例如，芯)材料280通常包围流体输送元件260。
图12为图11的例证性组装中间体和吸收制品的中部横截面视图。卷曲长丝幅材流体输送元件260包含通过例如与吸收(芯)部分280a直接接触而与吸收(芯)部分280a流体连通的侧向边缘261以及通过例如与吸收(芯)部分280b直接接触而与吸收(芯)部分280b流体连通的侧向边缘262。
图13-16和图19示出了结合到吸收制品中的其它例证性组装中间体的横截面视图，这些组装中间体靠近吸收材料(380、480、580、680和880)包含流体输送元件(360、460、560、660和860)。在图13-16和图19的横截面视图中的每一个中，卷曲长丝幅材流体输送元件的厚度限定侧向边缘(361、362；461、462；561、562；661、662；861、862)并且所述侧向边缘通过例如与吸收材料直接接触而与吸收材料流体连通。
在图12、图14-16和图19的例证性实施例中，卷曲长丝幅材流体输送元件(260、460、560、660和860)的相背的主面与流体不可透过的底片元件(290、490、590、690和890)直接接触。在流体不可透过的底片元件(290、490、590、690和890)与卷曲长丝幅材流体输送元件(260、460、560、660和860)之间可任选地存在薄纸层(未示出)。此类薄纸可直接附接到流体输送元件以有助于抓握。在图12、图14-16和图19中示出的实施例中，在流体不可透过的顶片元件(290、490、590、690、890)和卷曲长丝幅材流体输送元件(260、460、560、660和860)之间不存在高度吸收(芯)材料(即，包含超吸收聚合物)。
图13为结合到吸收制品300中的另一例证性组装中间体的中部横截面视图。该实施例包含流体可透过的顶片320、在顶片320下面并与顶片320流体连通的流体可透过的导流层(ADL)340以及在ADL下面并与ADL流体连通的卷曲长丝幅材流体输送元件360。卷曲长丝幅材流体输送元件360包含通过例如与吸收(芯)材料380直接接触而与吸收(芯)材料380流体连通的侧向边缘361和362。与图12、图14-16和图19中示出的实施例不同，在此实施例中，卷曲长丝幅材流体输送元件360的相背的(底)主面363与吸收芯材料380接触。因此，在液体不可透过的底片390与卷曲长丝幅材流体输送元件360之间存在高度吸收(芯)材料380的层。在此实施例中，与吸收芯材料380流体连通的卷曲长丝幅材流体输送元件360的表面积可大于例如图12。
图14为结合到吸收制品400中的另一例证性组装中间体的中部横截面视图。该实施例包含流体可透过的顶片420、在顶片420下面并与顶片420流体连通的流体可透过的导流层(ADL)440以及在ADL下面并与ADL流体连通的卷曲长丝幅材流体输送元件460。卷曲长丝幅材流体输送元件460包含通过例如与吸收(芯)材料480直接接触而与吸收材料部分480a流体连通的侧向边缘461和与吸收材料部分480b流体连通的侧向边缘462。在此实施例中，卷曲长丝幅材流体输送元件460具有三角形形状的横截面，该三角形的顶点之一与液体不可透过的底片490接触。在此实施例中，卷曲长丝幅材流体输送元件460的侧向边缘461和462的表面积可大于具有矩形横截面的卷曲长丝幅材(例如图12中所示)的侧向边缘的表面积。
图15为结合到吸收制品500中的另一例证性组装中间体的中部横截面视图。该实施例包含流体可透过的顶片520、在顶片520下面并与顶片520流体连通的流体可透过的导流层(ADL)540以及在ADL下面并与ADL流体连通的卷曲长丝幅材流体输送元件560。卷曲长丝幅材流体输送元件560包含通过例如与吸收(芯)材料580直接接触而分别与吸收材料部分580a和580b流体连通的侧向边缘561和562。在此实施例中，卷曲长丝幅材流体输送元件560具有T-形横截面，其中底表面与底片590接触。
图16为结合到吸收制品600中的另一例证性组装中间体的中部横截面视图。该实施例包含流体可透过的顶片620、在顶片620下面并与顶片620流体连通的流体可透过的导流层(ADL)640以及在ADL下面并与ADL流体连通的卷曲长丝幅材流体输送元件660。卷曲长丝幅材流体输送元件660包含通过例如与吸收(芯)材料680直接接触而分别与吸收材料部分680a和680b流体连通的侧向边缘661和662。在此实施例中，卷曲长丝幅材流体输送元件660具有T-形横截面，其中底表面与底片690接触。
图17为结合到吸收制品700中的另一例证性组装中间体的中部横截面视图。该实施例包含流体可透过的顶片720、在顶片720下面并与顶片720流体连通的流体可透过的导流层(ADL)740以及在ADL下面并与ADL流体连通的卷曲长丝幅材流体输送元件760。卷曲长丝幅材流体输送元件760包含与液体不可透过的(例如，膜)层795接触的侧向边缘761和762以及底边缘763，所述液体不可透过的(例如，膜)层795在两个侧向边缘和相背的(底)表面上包封卷曲长丝幅材流体输送元件760。在一些实施例中，该液体不可透过的(例如，膜)层与流体输送非织造幅材具有相同的长度。在其它实施例中，该液体不可透过的(例如，膜)层可具有较短的长度并仅存在于制品的中心区域(约50％)处。在此实施例中，制品在流体输送非织造幅材的端部(横截面)处可具有与图12相同的外观。
图18示出了结合到吸收制品800中的另一例证性组装中间体的顶视图，该组装中间体包含流体可透过的顶片820、在顶片820下面并与顶片820流体连通的流体可透过的导流层(ADL)840以及在ADL下面并与ADL流体连通的卷曲长丝幅材流体输送元件860。吸收(例如，芯)材料880通常包围流体输送元件860。
图19为图18的组装中间体和吸收制品的中部横截面视图。如图19中最好地示出，该实施例还包含空隙850(空气空间)。卷曲长丝幅材流体输送元件860通常是有充分回弹性的，使得在适度压缩后空气空间仍保持。
在一些实施例中，流体输送元件(例如，图11的260)具有延伸到ADL的长度(即，最长维度)之外的维度(例如，长度)。在此类实施例中，流体输送元件也可通过例如与顶片直接接触而与顶片流体连通。作为另外一种选择，流体输送元件260的尺寸可选择为使得流体输送元件260的第一主面与ADL接触而不与顶片接触。
组装中间体或吸收制品可还在ADL和流体输送元件之间包含一个或多个薄纸层。此类薄纸层通常没有吸收(例如，芯)材料包含超吸收聚合物的情况下那么“高度吸收”。
本发明通过以下非限制性实例举例说明。
卷曲长丝幅材制备
实例1-10(未经拉伸幅材)
根据美国专利6,762,139(Strommen)中描述的方法制备卷曲长丝幅材。使用具有一英寸螺杆的Haake型号挤出机(新罕布什尔州纽因顿的热电公司(Thermo Electron Corporation,Newington,NH))。模头温度设定为260-302℃。冷却浴为保持在21-27℃下的100加仑水浴。向冷却浴中加入TRITON GR-5M表面活性剂(0.025％，密歇根州米德兰的陶氏化学公司(Dow Chemical Company,Midland,MI))。通过单独调节挤出机的树脂通过量和从冷却浴取走幅材的线速度来控制卷曲长丝幅材的基重。挤出机的螺杆速度在5-100rpm的范围内，从冷却浴取走幅材的线速度在5-15米/分钟的范围内。实例1-2的卷曲长丝幅材使用ELITE-5815聚乙烯热塑性树脂(密歇根州米德兰的陶氏化学公司(Dow ChemicalCompany,Midland,MI))制备。实例3-6的卷曲长丝幅材使用VERSIFY-4200聚丙烯热塑性树脂(密歇根州米德兰的陶氏化学公司(Dow Chemical Company,Midland,MI))制备。实例7的卷曲长丝幅材由ELITE-5815与ENGAGE-8407聚乙烯树脂的1:1重量比共混物(密歇根州米德兰的陶氏化学公司(Dow Chemical Company,Midland,MI))制备。实例8-9的卷曲长丝幅材使用DOW C700-35N聚丙烯冲击共聚物热塑性树脂(密歇根州米德兰的陶氏化学公司(Dow Chemical Company,Midland,MI))制备。实例10的卷曲长丝幅材使用尼龙6树脂(可以ULTRAMID聚酰胺6从密歇根州怀恩多特的巴斯夫公司(BASFCorporation,Wyandotte,MI)商购获得)制备。对于实例1-9，使用102mm×19mm的图案化挤出模头，该模头含有五排共117个(直径760微米)均匀间隔开的孔。如在横向(CD)上测得，卷曲长丝幅材的宽度为10cm。表1中给出了实例1-10的长丝直径(微米)、幅材基重(gsm)、幅材厚度和幅材密度的测量值。
实例11-21(经拉伸幅材)
实例11-21的经拉伸卷曲长丝幅材通过提供选自实例1-10的未经拉伸前体幅材并通过手动拉伸和退火的组合进一步加工来制备。使用纵向(MD)上测量为30cm、横向(CD)上测量为10cm的卷曲长丝幅材样品。作两个油墨标记，每个标记位于MD上距离边缘10cm处。用手在标记位置抓住样品并在MD上拉伸直至两个标记分开30或40cm(拉伸比3:1或4:1)。在此手动拉伸操作过程中，卷曲长丝幅材中的许多长丝-长丝粘结断开。移除张力并使幅材返回松弛状态。在松弛状态中，幅材的拉伸部分显著小于40cm，两个油墨标记之间的长度为约12-13cm。第二次手动拉伸幅材的经拉伸段至油墨标记分开20-25cm的位置(拉伸比接近2:1)。使样品保持在拉伸位置，夹到一片纸板，并在设定为65℃的热风炉中放置30-45秒。从炉中取出经拉伸并退火的样品，在环境温度下保持1分钟，然后从夹具松开以提供最终产品。
使用上述手动拉伸方法来制备实例11-21的经拉伸卷曲长丝幅材。实例11-13的制备从实例1开始，而实例14-16的制备从实例7开始，并且实例17-21的制备从实例3开始。对于实例1，起始卷曲长丝幅材厚6.2mm，对于实例7，起始卷曲长丝幅材厚7.1mm，对于实例3，起始卷曲长丝幅材厚7.2mm。表2中给出了初始幅材拉伸的距离、初始拉伸后经拉伸幅材材料的松弛距离、第二次幅材拉伸的距离和第二次拉伸及退火步骤后经拉伸幅材材料的松弛距离。对于实例11-21，数据来自三次平行测定并报告平均值。
表3中报告了实例11-21的幅材基重(gsm)、幅材厚度(mm)和幅材密度(g/cm3)的测量值。对于这三个幅材性质中的每一个，计算对经拉伸幅材测得的值与对未经拉伸前体幅材测得的值之间的差异。也计算值的增加或减小百分比。计算结果报告在表4中，并且其表明，拉伸卷曲长丝幅材使得形成的幅材厚度增加、基重减小并且密度减小。
表1：未经拉伸卷曲长丝幅材
表2：来自手动拉伸卷曲长丝幅材的过程的数据
表3：经拉伸卷曲长丝幅材
幅材基重(gsm) 幅材厚度(mm) 幅材密度(g/cm3)
实例11 294.0 7.8 0.038
实例12 226.0 9.4 0.024
实例13 287.8 10.0 0.029
实例14 222.7 8.6 0.026
实例15 267.0 8.1 0.033
实例16 255.3 10.0 0.025
实例17 257.7 8.5 0.030
实例18 304.8 8.5 0.035
实例19 305.9 9.1 0.034
实例20 463.8 8.3 0.056
实例21 417.8 9.1 0.046
表4：经拉伸卷曲长丝幅材的计算结果
幅材的显微照片察看
使用Leica MZ16型立体显微镜(可自德国韦茨拉尔的徕卡显微系统公司(Leica Microsystems,Wetzlar,Germany)商购获得)在7.1倍的放大倍数下对未经拉伸卷曲长丝幅材(实例1和7)和经拉伸卷曲长丝幅材(实例13和15)拍摄显微照片。察看显微照片，寻找幅材中断开的长丝-长丝粘结。将幅材样品平铺在显微镜载物台上并从幅材的顶面在五个随机选择的幅材区域中拍摄显微照片。所有显微照片对应的样品大小均为0.83cm2(10.5mm(MD)×7.9mm(CD))。两个人察看显微照片并独立地计数倒钩。这样，每个样品取得总共十个平行测定。对各个值进行平均并计算每个卷曲长丝幅材实例的平均值。结果报告于表5中。在测试方法中，显微照片的察看限于计数从长丝伸向旁边的倒钩。隐藏在长丝后或伸入或远离相机的倒钩不明显可见，因此不计数。样品区域中倒钩的实际数量大于该测试方法测得的数量。
表5
可压缩性
测量压缩卷曲长丝幅材所需的能量。所有测试均在恒定温度(23℃±2℃)和相对湿度(50％±5％)下进行。至少在测试之前24小时使所有材料和设备在这些条件下平衡。使用装配有用于数据记录的计算机并使用所需负荷范围的通用恒定速率延伸张力测试仪(可得自马萨诸塞州坎顿市的英斯特朗工程公司(Instron Engineering Corporation,Canton,MA)的4200、4500或5500系列)。将仪器夹头速度设定为200mm/分钟并且使用的经校准测力传感器额定负载500N。将卷曲长丝幅材的成品样品切割成直径3英寸的圆并使用数字式手持卡尺测量厚度。每个样品用新鲜材料重复三次并以所记录值的平均值进行报告。
该Instron仪器装配有两个平行地排列的压缩台板(直径6英寸)，一个附接到下夹具从而产生基座，一个附接到上夹具从而产生施加压缩力的移动活塞。使台板接触并在仪器上设定夹具间隙测量值为零。然后将台板拉开至等于样品厚度的距离。将标距复位至零，然后再手动地轻推开标称距离以安放样品。将样品安放在下台板上并使上台板抵靠样品返回到零位置。然后在1、5、10、20、40、60和100kPa的压缩应力下压缩样品并自动记录可压缩性(应变百分比)。计算所绘应力-应变曲线(0-90kPa之间)下的面积并作为压缩功(WOC)报告，单位为千焦/m3(表6和7)。
计算对每一个经拉伸幅材样品(实例11-13、15和17-21)测得的WOC值与对相应的未经拉伸前体幅材测得的WOC之间的差值。也确定出WOC的减小百分比。结果报告于表8中。数据表明，拉伸卷曲长丝幅材使得WOC测量值减小。
表6：未经拉伸卷曲长丝幅材的可压缩性数据
表7：经拉伸卷曲长丝幅材的可压缩性数据
表8：经拉伸卷曲长丝幅材WOC的减小
芯吸高度
向浅铝托盘中装入盐水溶液(0.9％的NaCl水溶液)至12.7mm的深度。为提高可视性，用红色食用色素将盐水溶液染色。将实例3和17及比较例A1-A3的测试样品制备为25.4mm×152.4mm的带。比较例A1为从可自威斯康星州尼纳的金佰利公司(Kimberly Clark Corporation,Neenah,WI)以商品名“HUGGIES LITTLE MOVERS”商购获得的六号婴儿尿布获得的导流层(ADL)。该ADL为3mm厚的非织造幅材，平均基重为106gsm，并且平均纤维直径为30微米。比较例A2为从可自宾夕法尼亚州费城的SCA个人用品公司(SCA Personal Products,Philadelphia,PA)以商品名“TENA SERENITY”商购获得的成人失禁垫获得的吸收芯。该吸收芯为粘结的气流成网材料，含有在两个薄纸片材之间成层的纤维素纤维和超吸收聚合物。该吸收芯为5mm厚并且具有440gsm的基重。比较例A3为可从金佰利公司(Kimberly ClarkCorporation)商购获得的“WYPALL L30”非织造组织。向每个样品的窄端附接夹子并将样品一个一个地从位于托盘上方的支承物悬垂。使样品朝向使得它们定位为与托盘垂直的方向并浸没到盐水溶液中使得样品的自由端接触托盘的底部。使样品在盐水溶液中于环境温度下保持60分钟。从盐水溶液取出样品并用尺子测量每个样品中盐水溶液行进的距离(表9)。随后通过在空气中悬挂五分钟使样品滴干并然后称重。因幅材所保留的流体而致的重量增加百分比报告于表9中。
表9
悬垂性
使用具有水平和垂直固体表面的长方体作为悬垂性测量的测试结构。将非织造幅材的101.6mm(CD)×152.4mm(MD)样品平铺在该长方体的顶表面上并定位为使得76.4mm(MD方向上)的样品悬垂在边缘之上。靠在水平表面上的幅材样品段用手压按住。测试结构足够大以允许材料在边缘自由悬垂。通过测量从样品的外伸部分的(底面的)外边缘到测试结构的相邻垂直表面的最短距离来确定悬垂性。实例3和17的测量结果记录在表10中。
表10
测得的距离(mm)
实例3(未经拉伸) 80
实例17(经拉伸) 25
与未经拉伸幅材相比，测得经拉伸幅材的悬垂性增加69％。
滞后
使用装配有用于数据记录的计算机并使用所需负荷范围的通用恒定速率延伸张力测试仪(型号5500R，可得自马萨诸塞州坎顿市的英斯特朗工程公司(Instron Engineering Corporation,Canton,MA))测量卷曲长丝非织造幅材的滞后性质。所有测试均在恒定温度(23℃±2℃)和相对湿度(50％±5％)下进行。至少在测试之前使所有材料和设备在这些条件下平衡至少24小时。将幅材的101.6mm(CD)×152.4mm(MD)样品安装在Instron仪器中，使得当仪器的上下夹具的夹具位置分开76.2mm时样品以最小松弛保持。使用线接触夹具以最大限度地减少滑动和夹具中样品的破损。将仪器夹头速度设定至305mm/分钟，直至获得76.2mm的最大延伸(100％延伸)。在100％延伸下，使夹具保持静止一秒钟，然后返回到分开76.2mm的零延伸位置。在表11中记录先前经拉伸卷曲长丝幅材(实例15和19)及先前未经拉伸卷曲长丝幅材(实例3和7)在25％、50％、75％和100％的幅材延伸下测得的负荷值(单位：牛顿)。数据表明，与对应的先前未经拉伸样品相比，先前经拉伸幅材样品在25％的延伸下具有显著较低的负荷。
表11：在延伸百分比下的负荷(N)
在25％下 在50％下 在75％下 在100％下
实例3(未经拉伸) 16.6 18.9 17.4 18.9
实例19(经拉伸) 2.5 7.7 14.9 18.2
实例7(未经拉伸) 20.9 23.3 25.4 25.6
实例15(经拉伸) 11.5 20.7 26.0 28.9
流体输送速率
在有和无外加压缩力的情况下测量未经拉伸卷曲长丝幅材(实例1、3、5-8和10)和经拉伸卷曲长丝幅材(实例12和17-20)的流体输送速率。将卷曲长丝幅材的圆形样品(直径75mm)置于两块有机玻璃板(20.3cm×20.3cm)之间。通过顶板的中心切割直径15mm的孔。在孔中定位一个锥形玻璃漏斗(茎管内径13mm)，使得漏斗茎管的底部与顶板的底部对准平齐。绕茎管包缠最小量的ParafilmTMM(伊利诺伊州芝加哥的派奇尼塑料包装公司(Pechiney Plastic Packaging,Chicago,IL))以在漏斗茎管和板中的孔之间获得紧密的无渗漏密封。顶板和所装漏斗重427g。将卷曲长丝幅材样品定位为使得顶板中的孔位于卷曲长丝幅材样品中心的正上方。为提供压缩力，以在顶表面上提供全部重物下(外加0-24千克)的均匀分布的方式向顶板添加各个重物下。通过向漏斗中快速添加盐水溶液(100mL0.9％的NaCl水溶液)并测量所有流体进入卷曲长丝幅材中所需的时间来确定在不同压缩力(0-24kg)下卷曲长丝幅材的流体输送速率。为提高可视性，用红色食用色素将盐水溶液染色。表12中给出了由实例1、3、5-8、10、12和17-20制得的卷曲长丝幅材样品的结果。
表12
NT–未测试
成人失禁垫中的流体吸收速率和流体分配
使用上面描述以测量卷曲长丝幅材样品的流体输送速率的测试装置和测试方法来测量经用卷曲长丝幅材的样品代替垫的一段吸收芯而改变的成人失禁垫的流体吸收速率和流体分配。移除吸收芯的整个厚度的中心部分并插入卷曲长丝幅材代替所移除的吸收芯，使得幅材的一个主面与顶片或导流层(ADL)接触，幅材的相背主表面与底片接触，并且对应于幅材厚度的侧向边缘与吸收芯接触。用作测试制品的成人失禁垫的例子是本领域技术人员熟知的，先前已在美国专利5,019,065(Scripps)、美国专利6,509,513(Glaug)、美国专利4,834,735(Alemany)和美国专利4,610,678(Weisman)中有所描述。典型的成人失禁垫测试制品由以下构成：顶片；底片；位于顶片与底片之间的吸收芯元件；和位于吸收芯元件与顶片之间的任选ADL。顶片和底片的边缘经附接以形成密封。测试垫的总尺寸在约26-31cm(长度)×9-11cm(宽度)×3-10mm(厚度)的范围内。测试垫的总重量在约11-26g的范围内。
顶片为液体可透过的聚丙烯非织造物，其具有约27-37gsm的基重。底片为液体不可透过的聚乙烯膜，其具有约0.5-2.0密耳的厚度。吸收芯材料由纤维素纤维(约70-80重量％)和超吸收聚合物(约20-30重量％)的混合物构成。吸收芯元件的尺寸在约24-29cm(长度)×7-9cm(宽度)×3-10mm(厚度)的范围内。垫中吸收芯的量在约8-25克的范围内。移除以插入卷曲长丝幅材的吸收芯的量在约1.5-3.5g的范围内。在具有插入的卷曲长丝幅材部件的垫的实例中，重新组装垫但不重新密封打开的边缘区域。任选的ADL为薄纸或非织造物层，其具有约50-150gsm的基重。ADL的尺寸在约17-31cm(长度)×4-8cm(宽度)的范围内。
将失禁垫布置在测试装置中，使得垫的顶片面向上部板(底片靠在下部板上)并使垫相对于顶玻璃板中的孔居中。每个测试中使用的盐水溶液的量为75mL。通过向漏斗中快速添加盐水溶液并测量所有流体进入垫所需的时间来确定在不同压缩力(0-24kg)下垫的流体吸收速率。通过从装置取下垫并测量垫中液体行进的总纵向距离(mm)来确定每个垫中液体的纵向分布。测量液体从垫的渗漏(克)，做法是最开始将整个测试装置置于盘中。使测试过程中从垫渗漏的任何液体均被收集在该盘中，回收并然后称重。结果示于表13-17中。
实例22
通过用手移除垫的30mm×120mm段(在垫的纵向和横向二者的中间)中的全部吸收芯部件并用1.16g实例13的样品填充所得空隙来改变TENA SERENITY成人失禁垫(可得自宾夕法尼亚州费城的SCA个人用品公司(SCA Personal Products,Philadelphia,PA))。在填充空隙后，通过重新定位原来的顶片和垫的导流层(ADL)来重新组装垫。采用这种构造，从漏斗递送的流体在流进插入的卷曲长丝幅材中之前通过顶片和ADL(仅可忽略的量的流体不先接触卷曲长丝幅材即接触吸收芯)。对于每个测试条件，再次使用实例13的卷曲长丝幅材样品。在每个测试之间，从湿垫取走幅材样品，通过沾吸干燥，然后再插入新(干)垫的空隙中。
实例23
使用与实例22中所述相同的程序改变POISE成人失禁垫(可得自威斯康星州尼纳的金佰利公司(Kimberly-Clark Corporation,Neenah,WI))。垫中产生的空隙用1.09g实例13的样品填充。
实例24
通过用手移除垫的25.4mm×140mm段(在垫的纵向和横向二者的中间)中的全部吸收芯部件并用1.22g实例15的样品填充所得空隙来改变TENA LADY EXTRA成人失禁垫(可得自瑞典斯德哥尔摩的SCA卫生产品公司(SCA Hygeine Products,Stockholm,Sweden))。在填充空隙后，通过重新定位原来的顶片和垫的导流层来重新组装垫。采用这种构造，从漏斗递送的流体在流进插入的卷曲长丝幅材中之前通过顶片和ADL(仅可忽略的量的流体不先接触卷曲长丝幅材即接触吸收芯)。对于每个测试条件，再次使用实例15的卷曲长丝幅材样品。在每个测试之间，从湿垫取走幅材样品，通过沾吸干燥，然后再插入新(干)垫的空隙中。
实例25
使用与实例22中相同的构造，不同的是垫中的空隙填充1.94g实例1而不是实例13的样品。
实例26
使用与实例23中相同的构造，不同的是垫中的空隙填充1.91g实例1而不是实例13的样品。
实例27
使用与实例24中相同的构造，不同的是垫中的空隙填充1.68g实例7而不是实例15的样品。
比较例B、C和D
比较例B为未经改变的TENA SERENITY成人失禁垫。比较例C为未经改变的POISE成人失禁垫，并且比较例D为未经改变的TENA LADYEXTRA成人失禁垫。
表13
表14
表15
表16
表17
多次流体冲击后成人失禁垫中的流体吸收速率和流体分布。
在两次75mL盐水溶液冲击后评价根据实例22和25构造的成人失禁垫的流体吸收速率和流体分布。使用上面描述的用于测定流体吸收速率的装置。在第一冲击后，取走外加重物下和顶玻璃板并使垫保持原状两分钟。重新组装装置，并进行第二盐水溶液冲击。结果示于表18-19中。
表18
表19

Claims (43)

1.一种吸收性组装中间体，所述吸收性组装中间体包括靠近吸收材料的热塑性非织造幅材；其中所述热塑性非织造幅材包含多根卷曲长丝，所述卷曲长丝通过间歇粘结点互相接合并具有均匀的圆形横截面和200至500微米的平均直径，并且其中所述幅材具有3至20mm的厚度，在0.02至0.10g/cm3范围内的密度，和不大于20kJ/m3的压缩功。
2.根据权利要求1所述的吸收性组装中间体，其中所述卷曲长丝在一个方向上是连续的。
3.根据权利要求1所述的吸收性组装中间体，其中所述间歇粘结点包括熔融粘结点。
4.根据权利要求1所述的吸收性组装中间体，其中所述幅材具有不大于15kJ/m3的压缩功。
5.根据权利要求4所述的吸收性组装中间体，其中所述幅材具有不大于10kJ/m3的压缩功。
6.根据权利要求1所述的吸收性组装中间体，其中所述幅材具有在200gsm至400gsm范围内的基重。
7.根据权利要求1所述的吸收性组装中间体，其中所述幅材具有小于300gsm的基重。
8.根据权利要求1所述的吸收性组装中间体，其中所述幅材具有不大于10mm的厚度。
9.根据权利要求1所述的吸收性组装中间体，其中所述幅材具有在0.02至0.05g/cm3范围内的密度。
10.根据权利要求1所述的吸收性组装中间体，其中所述幅材在25％延伸下表现出小于25牛顿的负荷。
11.根据权利要求10所述的吸收性组装中间体，其中所述非织造幅材在25％延伸下表现出小于15牛顿的负荷。
12.根据权利要求1所述的吸收性组装中间体，其中所述非织造幅材具有小于100mm的悬垂性。
13.根据权利要求12所述的吸收性组装中间体，其中所述非织造幅材具有小于50mm的悬垂性。
14.根据权利要求1所述的吸收性组装中间体，其中所述非织造幅材表现出不大于5mm的盐水溶液的芯吸高度。
15.根据权利要求1所述的吸收性组装中间体，其中所述非织造幅材不含亲水性纤维和超吸收聚合物。
16.根据权利要求1所述的吸收性组装中间体，其中所述非织造幅材表现出选自以下的流体输送速率性质中的任何一种或组合：
在4kg的重物下，流体输送速率不大于10秒；
在12kg的重物下，流体输送速率不大于15秒；和
在24kg的重物下，流体输送速率不大于20秒。
17.根据权利要求1所述的吸收性组装中间体，其中所述非织造幅材为经拉伸幅材。
18.根据权利要求17所述的吸收性组装中间体，其中所述非织造幅材的面包含每cm2至少1个断开的粘结点。
19.根据权利要求17所述的吸收性组装中间体，其中所述经拉伸幅材包含直径比所述平均直径小的长丝部分、取向的长丝部分或它们的组合。
20.根据权利要求1所述的吸收性组装中间体，其中所述非织造幅材包含第一主面、基本上与所述第一主面平行的第二相背的主面和在与所述第一和第二主面正交的方向上的厚度；其中所述厚度限定侧向边缘并且所述吸收材料与至少一个侧向边缘接触。
21.根据权利要求20所述的吸收性组装中间体，其中所述非织造幅材的至少两个相背的侧向边缘与所述吸收材料接触。
22.根据权利要求20所述的吸收性组装中间体，其中所述非织造幅材的全部侧向边缘均与所述吸收材料接触。
23.根据权利要求20所述的吸收性组装中间体，其中所述非织造幅材的两个相背的侧向边缘是流体不可透过的。
24.根据权利要求1所述的吸收性组装中间体，其中所述吸收材料包含纤维素纤维和超吸收聚合物。
25.根据权利要求1所述的吸收性组装中间体，其中所述吸收材料表现出选自以下的流体吸收速率性质中的任何一种或组合：
在4kg的重物下，流体吸收速率不大于10秒；
在12kg的重物下，流体吸收速率不大于50秒；和
在24kg的重物下，流体吸收速率不大于50秒。
26.根据权利要求25所述的吸收性组装中间体，其中，采用一次或两次流体冲击，所述吸收材料表现出所述流体吸收速率性质。
27.根据权利要求1-24中任一项所述的吸收性组装中间体，其中所述吸收材料表现出选自以下的纵向流体分布长度性质中的任何一种或组合：
在4kg的重物下，纵向流体分布长度为至少100mm；
在12kg的重物下，纵向流体分布长度为至少100mm；和
在24kg的重物下，纵向流体分布长度为至少125mm。
28.根据权利要求25或26所述的吸收性组装中间体，其中所述吸收材料表现出选自以下的纵向流体分布长度性质中的任何一种或组合：
在4kg的重物下，纵向流体分布长度为至少100mm；
在12kg的重物下，纵向流体分布长度为至少100mm；和
在24kg的重物下，纵向流体分布长度为至少125mm。
29.根据权利要求28所述的吸收性组装中间体，其中，采用一次或两次流体冲击，所述吸收材料表现出所述流体吸收速率性质和/或纵向流体分布长度性质。
30.根据权利要求1所述的吸收性组装中间体，其中所述非织造幅材表现出不大于4mm的盐水溶液的芯吸高度。
31.根据权利要求1所述的吸收性组装中间体，其中所述非织造幅材表现出不大于3mm的盐水溶液的芯吸高度。
32.根据权利要求1所述的吸收性组装中间体，其中所述非织造幅材表现出不大于2mm的盐水溶液的芯吸高度。
33.根据权利要求1所述的吸收性组装中间体，其中所述非织造幅材表现出不大于1mm的盐水溶液的芯吸高度。
34.根据权利要求17所述的吸收性组装中间体，其中所述非织造幅材的面包含每cm2至少2个断开的粘结点。
35.根据权利要求17所述的吸收性组装中间体，其中所述非织造幅材的面包含每cm2至少3个断开的粘结点。
36.一种吸收制品，所述吸收制品包含根据权利要求1-35中任一项所述的吸收性组装中间体，其中所述制品不为个人卫生制品。
37.根据权利要求36所述的吸收制品，其中所述热塑性非织造幅材的第一主面的至少一部分与顶片或流体导流层流体连通。
38.根据权利要求36所述的吸收制品，其中所述热塑性非织造幅材的第二相背的主面的至少一部分与流体不可透过的底片接触。
39.根据权利要求36所述的吸收制品，其中在所述非织造幅材与所述吸收材料之间存在薄纸层。
40.根据权利要求37所述的吸收制品，其中在所述非织造幅材与所述吸收材料或所述顶片或所述流体导流层或它们的组合之间存在薄纸层。
41.根据权利要求38所述的吸收制品，其中在所述非织造幅材与所述吸收材料或所述底片或它们的组合之间存在薄纸层。
42.根据权利要求37所述的吸收制品，其中所述热塑性非织造幅材的第二相背的主面的至少一部分与流体不可透过的底片接触。
43.根据权利要求42所述的吸收制品，其中在所述非织造幅材与所述吸收材料或所述顶片或所述流体导流层或所述底片或它们的组合之间存在薄纸层。
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