CN104769173B - 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 - Google Patents

Abstract

本发明涉及流体缠结层压纤网和用于其形成的工艺流程和设备以及所述流体缠结层压纤网的终端用途。该层压纤网包括支撑层和具有多个凸起的非织造凸起纤网，所述凸起优选为中空的。作为流体缠结工艺的结果，缠结流体被引导通过支撑层且进入位于形成表面上的凸起纤网。缠结流体的力使得两个层彼此结合，且流体引起在凸起纤网中的纤维的一部分被迫进入位于形成表面中的开口，从而形成所述中空凸起。所获得的层压品具有许多用途，包括但不局限于，湿的和干的擦拭材料、以及加入个人护理吸收性物品的许多部分中和用于包装尤其是在流体控制成问题的食品包装。

Description

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

背景技术

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，这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、绷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。

在许多的这些应用中，三维度和增加的表面面积是有利的属性。这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芯的分离，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，通过提供这样的凸起，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。第三，通过提供凸起，所述中空部自身可用作流体储器以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，具有这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，当这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。在这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，这样的材料可提供在清洁和防渗漏方面的额外益处。

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以储存并进而在使用时将这些清洁物和其它化合物释放至被清洁的表面上。

已进行其它尝试以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。一个这样的方法是使用各种类型的压花以形成三维度。这在一定程度上起作用，然而需要高基重以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，这源于以下事实，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以形成通常不透流体的熔接点。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糙。

另一个提供上述属性的方法是在三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)，且形貌在缠绕在辊上且经过后续的转化过程时显著退化。这在所述三维形成工艺中通过使所述三维形状填充纤维而部分地解决。然而，这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。

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，这可生成平的二维纤网或具有一定三维度的纤网，其中移位的纤维被推出原始纤网的平面。通常，三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(这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。

结果是，仍然存在对一种材料以及工艺流程和设备的需要，所述材料以及工艺流程和设备提供满足上述需求的三维特征。

发明内容

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，且还针对制造这样的层压品和将它们加入终端产品的工艺和设备。

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以及厚度，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以及厚度。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以形成所获得的流体缠结层压纤网。

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。

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以促进所述凸起的形成。

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，这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。

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、绷带和擦拭物。通常这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芯。就这点而言，这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。这种相同类型的构造也可被用在食品包装中以吸收来自所述包装内容物的流体。

对于这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芯之间。当这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。这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这些部件和产品的全部或一部分。

当这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，这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。这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这些侧片的全部或一部分。

因此，这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。

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。一种这样的工艺流程包括以下工艺步骤：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以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。

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，以造成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以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以形成层压纤网。所述缠结可以是凸起纤网的纤维与支撑层缠结的结果，或也可以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以是相同的多个纤维，尤其当所述凸起间隔很近时，因为同一纤维—如果其具有足够的长度—可同时形成凸起并与支撑层缠结。

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以形成层压纤网之后，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。

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以是可渗透的，尤其当所述成形表面是多孔成形线材时。若需要，所述形成表面可以形成为除所述孔之外的凸起区域，以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。

在所述设备的替代实施方式中，所述凸起纤网和/或支撑层可以与凸起形成表面移动速度相等的速度或以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，有利的是凸起纤网以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以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％。这尤其对于向所述工艺流程和设备超喂凸起纤网是有利的。

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。在这个实施例中，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以层压形成速度移动。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以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。

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，以引起该凸起纤网的至少一部分纤维与该支撑层缠结，以形成层压纤网。

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，以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以形成从凸起纤网外表面向外延伸的多个凸起。这样形成的流体缠结层压纤网随后从凸起形成表面中被移除。

于凸起形成步骤之前采用了层压步骤的工艺流程中，层压可以与作为直接接触层压形成表面的层的支撑层一起发生，或者与直接接触层压形成表面的凸起纤网一起发生。当支撑层被喂送至层压形成表面上时，其第一表面将邻接层压形成表面，因此层压纤网内表面被喂送至支撑层的第二表面上。结果是，从加压层压流体喷嘴喷射的缠结流体的多个加压的层压流体射流从凸起纤网外表面引向层压形成表面，以使来自于凸起纤网的至少一部分纤维与支撑层缠结，以形成层压纤网。

作为第一工艺流程，凸起形成表面可包含织构化滚筒且在某些应用中有利的是，凸起形成表面的基座区对于所使用的缠结流体不是流体可渗透的。同样有利的是，多个加压的凸起流体射流造成中空凸起的形成。此外，凸起纤网可以高于支撑层被喂送至层压形成表面上的速度被喂送至支撑层。或者，所述凸起纤网和支撑层都可以高于层压形成表面的速度被喂送至层压形成表面上。所述材料被喂入工艺流程的层压形成部分的超喂率可以在约10％至约50％之间。一旦所述层压纤网形成，其可以高于凸起形成表面的速度被喂送至凸起形成表面上。

在一些应用中，可能有利的是，所述凸起具有额外的刚度和耐磨性，例如当所述层压纤网用作清洁垫时或在所述凸起和整个层压品将承受更多垂直压缩力情况下。在这样的情况下，可能有利的是，用能够彼此结合或能够被彼此结合的纤维形成凸起纤网，例如通过使用双组分纤维。作为替代或补充，化学结合例如通过丙烯酸树脂的使用可被用于将所述纤维结合到一起。在这样的情况下，层压纤网可被进一步处理，例如结合步骤，其中最新形成的层压品被送至热处理或其它非压缩结合工艺，其融合所述凸起中的—并且若需要还包括在周围的区域中—的全部或一部分纤维从而给该层压品提供更高的结构刚度。

下面进一步详述本发明的这些和其它实施例。

附图说明

本发明的完整和可实现的公开，包括其最佳模式将在说明书的剩余部分中更具体地陈述，其包括参考附图，其中：

图1为根据本发明的流体缠结层压纤网的一个实施例的透视图。

图2为沿图1中线2-2截取的图1中所示材料的横截面。

图2A为根据本发明的、沿图1中线2-2截取的材料的横截面视图，其示出纤维因根据本发明的流体缠结工艺的在层压品内移动的可能方向。

图3为根据本发明的、用于形成根据本发明的流体缠结层压纤网的设备和工艺流程的示意侧视图。

图3A为根据本发明的凸起形成表面的代表性部分的分解视图。

图4为根据本发明的、用于形成根据本发明的流体缠结层压纤网的另一设备和工艺流程的示意侧视图。

图4A为根据本发明的、用于形成根据本发明的流体缠结层压纤网的另一设备和工艺流程的示意侧视图，其为在图4中以及在随后的图5和图7中所示的设备的工艺流程的改造。

图5为根据本发明的、用于形成根据本发明的流体缠结层压纤网的另一设备和工艺流程的示意侧视图。

图6为根据本发明的、用于形成根据本发明的流体缠结层压纤网的另一设备和工艺流程的示意侧视图。

图7为根据本发明的、用于形成根据本发明的流体缠结层压纤网的另一设备和工艺流程的示意侧视图。

图8为以45度角示出根据本发明的流体缠结层压纤网的显微照片。

图9和图9A为以横截面示出根据本发明的流体缠结层压纤网的显微照片。

图10为吸收性物品的透视剖面图，其中可使用根据本发明的流体缠结层压纤网。

图11为描绘出织物厚度作为凸起纤网被喂入成形工艺流程的超喂率的函数的图形。

图12为描绘出织物在10牛(N)载荷下的伸长作为凸起纤网被喂入用于根据本发明的层压品和无支撑的凸起纤网的成形工艺流程的超喂率的函数的图形。

图13为描绘出以牛顿/每50毫米宽度为单位的载荷作为伸长百分比的函数的图形，以比较根据本发明的层压品和无支撑的凸起纤网。

图14为描绘出在超喂率变化的情况下，根据本发明的一系列层压品的以牛顿/每50毫米宽度为单位的载荷作为应变百分比的函数的图形。

图15为描绘出在超喂率变化的情况下，一系列45克每平方米(gsm)的凸起纤网的以牛顿/每50毫米宽度为单位的载荷作为伸长百分比的函数的图形。

图16为说明书的表1中标为编码3-6的样品的俯视图的照片。

图16A为以45度角拍摄的、说明书的表1中标为编码3-6的样品的照片。

图17为说明书的表1中标为编码5-3的样品的俯视图的照片。

图17A为以45度角拍摄的、说明书的表1中标为编码5-3的样品的照片。

图18为示出具有和不具有支持凸起纤网的支撑层的织物的一部分的并置照片，该凸起纤网在相同机器上被同时处理。

在本说明书和附图中的标记的重复使用旨在表示本发明的相同或类似特征或元件。

具体实施实施方式

定义

本文所用的术语“非织造织物或纤网”指的是具有独立纤维、长丝或丝线(简明起见均称“纤维”)结构的网，其是交织的，但并非以如在编织织物中的可辨识的方式交织。非织造织物或纤网已由多种工艺例如熔喷工艺、纺粘工艺、梳理纤网工艺等形成。

本文所用的术语“熔喷纤网”通常指的是非织造纤网，其通过如下工艺形成，其中熔融的热塑性材料被挤压通过多个细小的、通常是圆形的模具毛细管成为熔融的纤维，并进入收敛的高速气体(例如空气)流中，其使熔融的热塑性材料的纤维纤细以减小其径，以达到微纤维直径。之后，所述熔喷纤维被高速气体流携载且落置在收集表面上以由随机散布的熔喷纤维构成的纤网。这样的工艺在例如授予Butin等人的美国专利第3849241号中公开,其以其全部内容通过引用为各目的被并入本文。大体来讲，熔喷纤维可以是基本上连续的或非连续的微纤维，直径通常小于10微米，且通常在落置在收集表面上时发粘。

本文所用的术语“纺粘纤网”通常指的是包含小直径的基本上连续纤维的纤网。所述纤维通过从多个细小、通常为圆形的喷丝头毛细管挤出熔融的热塑性材料形成，其中被挤出的纤维直径随后通过例如牵引拉丝和/或其它众所周知的纺粘手段被迅速减小。纺粘纤网的生产在如下公开文献中被描述和示出，例如授予Appel等人的美国专利第4340563号、授予Dorschner等人的第3692618号、授予Matsuki等人的第3802817号、授予Kinney的第3338992号、授予Kinney的第3341394号、授予Hartman第3502763号、授予Levy的第3502538号、授予Dobo等人的3542615号和授予Pike等人的第5382400号，它们以其全部内容通过引用为了各目的被并入本文。当纺粘纤网落置在收集表面上时它们通常不发粘。纺粘纤网有时可具有小于约40微米的直径，且经常在约5至约20微米之间。为了提供额外的纤网完整性，若需要，如此形成的纤网可进行额外的纤维结合工艺。见例如，例如授予Hansen等人的美国专利第3855046号，其全部内容通过引用为各目的被并入。

本文所用的术语“梳理纤网”通常涉及包含通常具有小于100毫米纤维长度的天然或合成的短切纤维构成的纤网。短切纤维包经受打开过程以使纤维分离，分离之后的纤维被送至梳理过程，其分离并梳理所述纤维以使它们对准机器方向，在这之后所述纤维落置在移动的线材上以供进一步处理。这样的纤网通常承受某些类型的结合过程、例如利用热和/或压力的热结合。作为补充或替代，所述纤维可经受粘合过程以使所述纤维粘接在一起，例如通过使用粉末粘合剂。更进一步地，所述梳理纤网可经受流体缠结、例如水力缠结，以进一步交缠所述纤维且从而提高所述梳理纤网的整体性。因所述纤维沿机器方向对准，梳理纤网一旦被结合，通常将具有比机器横向强度大的机器方向强度。

本文所用的术语“流体缠结”和“被流体缠结”通常涉及成形工艺过程，其进一步增加在给定纤维性非织造纤网内或在纤维性非织造纤网和其它材料之间的纤维缠结程度，以使单独纤维和/或层的分离由于所述缠结而更困难。通常，这通过支撑所述纤维性非织造纤网在某些类型的形成表面或运载表面上实现，所述表面对于冲击的加压流体具有至少一定程度的渗透性。加压流体流(通常是多个流)之后被引向与纤网的被支撑表面相反的非织造纤网表面。所述加压流体接触纤维且沿该流体流动方向推动部分纤维，从而使多个纤维的全部或部分朝向纤网的被支撑表面转移。结果是所述纤维在纤网的可以称作Z(其厚度)方向上相对于其平面的维度即其X-Y平面有进一步缠结。当两个或更多独立的纤网或其它层被彼此邻接放置在形成/运载表面上且经受加压流体时，通常有利的结果是至少其中一个纤网的某些纤维被迫进入邻接的纤网或层，从而引起在所述两个表面的界面之间的纤维缠结，从而导致所述纤网/层由于增加的纤维缠结而结合或接合在一起。结合或缠结的程度将取决于许多因素，包括但不局限于所使用的纤维类型、它们的纤维长度、一个或多个纤网在经受流体缠结工艺流程之前预结合或缠结的程度、所使用的流体类型(液体例如水、蒸汽，或气体例如空气)、流体的压力、流体射流的数量、处理速度、流体的停留时间和一个或多个纤网/其它层的多孔性以及形成/运载表面。流体缠结工艺中最常见的一种被称为水力缠结,其对于非织造纤网领域内的普通技术人员来说是一众所周知的工艺。流体缠结工艺的示例可在授予Radwanski等人的美国专利第4939016号、授予Evans的美国专利第3485706号和授予Radwanski的第4959531号找到，其中每个文献其全部内容通过引用为了各目的被并入本文。

发明的详细说明

现在将参考本发明的实施方式，其一个或多个示例将在下面陈述。每个示例被提供用作对本发明的解释，而不是作为对本发明的限制。实际上，对于那些本领域技术人员来说显而易见的是，可在本发明中作出多种修改和变化而不背离本发明的范围和精神。例如，在一个实施例示出或描述的特征可被用在另一实施例上以获得又一实施例。从而，本发明旨在覆盖落入所附权利要求和它们的等同的范围内的这些修改或变化。当给定参数的范围时，所述范围的每个端点也打算被涵盖在所给定的范围内。本领域内的普通技术人员应明白，本说明仅是示例性实施方式的描述，而不打算限制本发明的更广泛方面，所述更广泛方面可被具体化成示例性构造。

具有凸起的流体缠结层压纤网

本文所述工艺和设备的结果是生成流体缠结层压纤网，其具有从层压品的至少一个指定外表面向外远离地延伸的凸起。在优选的实施例中，所述凸起是中空的。本发明的实施例在图1、图2、图2A、图8、图9和图9A中示出。流体缠结层压纤网10被示出具有凸起12，其对于许多应用来说最好是中空的。纤网10包括支撑层14(其在图1、图2和图2A中示出为纤维性非织造支撑纤网14)和纤维性非织造凸起纤网16。支撑层14具有第一表面18和相反的第二表面20以及厚度22。凸起纤网16具有内表面24和相反的外表面26以及厚度28。在支撑层14和凸起纤网16之间的界面由附图标记27示出，且有利的是，凸起纤网16的纤维穿过界面27且与支撑层14缠结并接合，以便形成层压品10。当支撑层或纤网14也是纤维性非织造的时，该层的纤维可跨过界面27且与凸起纤网16的纤维缠结。由于层压品10的凸起纤网16部分的纤维性质，整个层压品10被称为流体缠结层压纤网，然而要理解的是支撑层14指的是可以包含纤维性纤网材料例如非织造材料但也可以包含或包括其它材料例如膜、棉布和泡沫的层。通常对于在此概述的终端用途应用来说，流体缠结层压纤网10的基重范围将在约25至约100克每平方米之间，然而在这个范围之外的基重根据特定的终端用途应用可以被用到。

中空凸起

尽管凸起12可被来自凸起纤网16和/或支撑层14的纤维填充，然而通常凸起12最好是中空的，尤其当这样的层压品10与吸收性结构一起使用时。中空凸起12最好具有不带孔或洞的闭合端13。这样的洞或孔与在纤维性非织造纤网中正常常见的纤维至纤维间隔不同。然而在一些应用中，如下所述，可取的是，如下文所述，在缠结过程中增加冲击流体喷嘴的压力和/或停留时间，以在一个或多个中空凸起12中形成一个或多个洞或孔(未示出)。这样的孔可形成在凸起12的端13或侧壁11中，也可形成在凸起12的端13和侧壁11两者中。

当从上观察时，中空凸起12是圆的，带有在横截面中看稍呈圆顶或弧曲的顶部或端13。凸起12的实际形状可根据形成表面的形状而变化，来自凸起纤网16的纤维被被压入在形成表面中。因此，尽管不限制变型，凸起12的形状可以是例如圆形、椭圆形、正方形、长方形、三角形、菱形等。中空凸起12的宽度和深度可变化，正如凸起12的间隔和图案可变化。此外，可在同一凸起纤网16中采用凸起12的各种形状、尺寸和间隔。

层压纤网10中的凸起12位于凸起纤网16的外表面26上并从该外表面伸出。如果凸起12是中空的，它们将具有开放端15，所述开放端被定位为朝向凸起纤网16的内表面24且根据用以形成凸起12所使用的来自凸起纤网16的纤维量而被支撑层或纤网14的第二表面20或者凸起纤网16的内表面24覆盖。凸起12被基座区19围绕，所述基座区也由凸起纤网16的外表面26形成，然而基座区19的厚度由凸起纤网16和支撑层14共同组成。如在图1中所示基座区19可以是相对平坦且平面的，或其可具有其中形成的外形貌可变性。例如，基座区19可通过在三维成形的形成表面上形成凸起纤网16而具有多个三维形状，例如在授予Englebert等人、转让给金伯利-克拉克环球有限公司美国专利第4741941号中所公开，其全部内容通过引用以各目的被并入本文。例如，基座区19可设有在凸起纤网16和/或支撑层14中整个地或部分地延伸的凹陷部23。此外，基座区19可经受压花，这可赋予基座区19表面织构和其它功能性属性。更进一步地，基座区19和层压品10作为整体可设置有孔25，所述孔延伸穿过层压品10以便进一步促进流体(例如组成身体分泌物的液体和固体)移动进入并穿过层压品10。作为本文所述的流体缠结工艺的结果，通常不希望用于形成凸起12的流体压力具有足以迫使支撑层14的纤维暴露于凸起纤网16的外表面26上的力。

尽管能够改变凸起12的密度和纤维含量，通常有利的是凸起12是“中空的”。参考图9和图9A，可看到若凸起12是中空的，它们趋向于由凸起纤网16的纤维形成外壳17。外壳17限定出内部中空空间21，其与凸起12的外壳17的密度相比具有更低的纤维密度。“密度”指的是在内部中空空间21或凸起12的外壳17的一部分中每选定的单位容积内的纤维量或含量。外壳17的厚度以及其密度可在特定的或单独的凸起12内变化且其也可在不同的凸起12之间变化。此外，中空内部空间21的尺寸以及其密度可在特定的或单独的凸起12内变化且其也可在不同的凸起12之间变化。图9和图9A的显微照片揭示出与所示凸起12的外壳17相比在内部中空空间21内更低的纤维密度或纤维量。结果是，如果存在凸起12的内部中空空间21的至少某些部分具有比相同凸起12的外壳17的至少某些部分更低的纤维密度，那么所述凸起就被认为是“中空的”。就这点而言，在一些情况下，可能在外壳17和内部中空空间21之间没有良好限定的界限，但是如果对所述凸起之一的横截面足够地放大，可看到凸起12的内部中空空间21的至少某些部分具有比相同凸起12的外壳17的某些部分更低的密度，那么凸起12就被认为是“中空的”。此外，如果流体缠结层压纤网10的至少一部分凸起12是中空的，那么凸起纤网16和层压品10就被认为是“中空的”或具有“中空凸起”。通常，在流体缠结层压纤网10的选定区域中，中空凸起12所占的部分将大于或等于凸起12的50％，或在流体缠结层压纤网10的选定区域中大于或等于凸起的70％，或在流体缠结层压纤网10的选定区域中大于或等于凸起12的90％。

正如与下述过程的说明结合来看更显而易见的，流体缠结层压纤网10是凸起纤网16的纤维沿一个或有时两个或更多方向移动的结果。参考图2A和图3A，如果其上放置凸起纤网16的凸起形成表面130除了用于形成中空凸起12的洞或孔134之外是实体的，那么流体缠结射流冲击和弹离凸起形成表面130的对应于凸起纤网16基座区19的实体表面区域136的力可引起邻近凸起纤网16内表面24的纤维迁移至邻接其第二表面20的支撑层14。所述纤维沿第一方向的迁移由在图2A中所示箭头30表示。为了形成从凸起纤网16外表面26向外延伸的中空凸起12，必须发生纤维沿第二方向的迁移，如箭头32所示。正是沿第二方向的迁移引起了凸起纤网16的纤维从外表面26移出和离开以形成中空凸起12。

如果支撑层14是纤维性非织造纤网，根据纤网完整度和来自加压流体喷嘴的缠结流体的强度和停留时间，也可能发生支撑纤网纤维移入凸起纤网16中，如在图2A中由箭头31所示出的。这些纤维移动的最终结果是形成具有良好总体完整性的层压品10和所述层和纤网(14和16)在它们的界面27处的层压，从而允许对层压品10进行进一步加工和操作。

支撑层和凸起纤网

如名字所意味的，支撑层14旨在支撑包含凸起12的凸起纤网16。支撑层14可由许多结构构成，只要该支撑层14能够支撑凸起纤网16。支撑层14的主要功能是在凸起12的形成期间保护凸起纤网16，以能够结合至凸起纤网16或与其缠结，且以有助于凸起纤网16和所获得的流体缠结层压纤网10的进一步加工。用于支撑层14的合适材料包括但不限于非织造织物或纤网、棉布材料、网材料、被认为是非织造织物或纤网的子类的基于纸/纤维素/木浆的产品以及泡沫材料、膜和前述一种或多种材料的组合，只要所选择的材料能够承受流体缠结工艺流程。一种尤其适合用于支撑层14的材料是由多个随机落置的纤维构成的纤维性非织造纤网，该纤维可以是短切纤维，例如用在例如梳理纤网、气流成网纤网等中，或它们可以是连续纤维，例如可见于例如熔喷或纺粘纤网中。由于支撑层14必须执行的功能，支撑层14应具有比凸起纤网16更高程度的完整性。就这点而言，当支撑层14经受如下文详述的流体缠结工艺流程时，其应能够保持基本上完好无损。支撑层14的完整性程度应是这样，即形成支撑层14的材料可抵抗被下压进入并填充凸起纤网16的中空凸起14。结果是，当支撑层14是纤维性非织造纤网时，有利的是其应具有比凸起纤网16纤维有更高程度的纤维至纤维的结合和/或纤维缠结。虽然希望使支撑层14的纤维与凸起纤网16的纤维在两层之间的界面27附近缠结，然而通常有利的是该支撑层14的纤维不会这样接合入或缠结进入凸起纤网16而使这些纤维的大部分钻入到中空凸起12内部的程度。

支撑层14的功能是有利于凸起纤网16的进一步加工。通常用于形成凸起纤网16的纤维比那些用于形成支撑层14的纤维更昂贵。结果是，有利的是使凸起纤网16的基重保持较低。然而如果这样做，那么在凸起纤网16的形成之后对其加工就变得困难。通过将凸起纤网16附接至在下面的支撑层14，可更有效地进行进一步的加工、卷绕和退绕、储存和其它活动。

为了抵制这种更高程度的纤维移动，如上所述，有利的是支撑层14具有比凸起纤网16更高程度的完整性。所述更高程度的完整性可以许多方式实现。一种方式是纤维至纤维结合，其可通过所述纤维彼此的热结合或超声结合实现，所述结合借助于或不借助于如在通过空气结合、点结合、粉末结合、化学结合、粘接、压花、亚光结合等等中所使用的压力。此外，其它材料可被加入至纤维性混合物例如粘合剂和/或双组分纤维。也可使用纤维性非织造支撑层14的预缠结，例如通过在纤网14连接到凸起纤网16之前例如使所述纤网经受水力缠结、针刺等等。前述的各组合也是可行的。此外，其它材料例如泡沫、薄棉布和网材可具有足够的初始完整性从而不需进一步加工。例如借助于肉眼对如点结合这样的工艺在许多情况可视觉观察完整度水平，这样的点结合常用于纤维性非织造纤网例如纺粘纤网和含有短切纤维的纤网。对支撑层14进一步放大也可显示利用流体缠结或利用热结合/粘接以结合所述纤维。根据各个层(14和16)的样本的可获得情况，可在机器方向和机器横向其中之一或在两个方向上进行抗拉测试以比较支撑层14与凸起纤网16的完整性。见例如，美国材料与试验协会(ASTM)测试D5035-11，其全文为了各目的通过援引并入本文。

支撑层14的类型、基重、强度和其它性能可根据所获得的层压品10的特定终端用途选择和变化。当层压品10将被用作吸收性物品例如个人护理吸收性物品、擦拭物等等的一部分时，通常有利的是，支撑层14为流体可渗透的层，具有良好的湿强度和干强度，能够吸收流体例如身体分泌物，可保存所述流体一段特定时期且之后将所述流体释放至一个或多个在下面的层。就这点而言，纤维性非织造物、例如纺粘纤网、熔喷纤维、诸如气流成网纤网、粘合梳理纤网的梳理纤网和同成形材料尤其适于作为支撑层14。泡沫材料和棉布材料也是适当的。此外，支撑层14可以是多层材料，这是由于使用若干层或使用多组成形工艺，如其常用于制造纺粘纤网和熔喷纤维以及纺粘纤网和熔喷纤维的层状组合中。在这样的支撑层14的成形中，天然材料和合成材料都可被单独使用或组合使用以制造所述材料。总体上，对于在此罗列的终端用途应用来说，支撑层14的基重范围将在约5至约40克每平方米(gsm)之间，然而在这个范围之外的基重根据特定的终端用途应用可以被使用。

支撑层14的类型、基重和多孔性将会影响在凸起纤网16中形成凸起12的必要工艺条件。基重更重的材料将提高在凸起纤网16中形成凸起12所需的缠结流体射流的缠结力。然而，基重更重的支撑层14也将提供对凸起纤网16的提高的支撑，因为凸起纤网16自身的主要问题是其太易伸展而无法在成形过程之后保持凸起12的形状。凸起纤网16自身因随后卷绕和转化过程施加在其上的机械力而沿机器方向过度拉伸，这使凸起12缩小并变形。此外，在没有支撑层14的情况下，凸起12在凸起纤网16中因凸起纤网16在卷绕过程和随后的转换中经受的卷绕压力和压缩重量而塌陷，且不会恢复至在有支撑层14的情况下所恢复的程度。

支撑层14可经受进一步处理和/或添加剂以改变或加强其性能。例如，表面活性剂和其它化学制品可被由内或由外加入至形成整个或部分支撑层14的组成部分以改变或加强其性能。可吸收许多倍于其自身重量液体的通常称为水凝胶或超吸收性物质的化合物可以颗粒和纤维两种形式被加入至支撑层14。

凸起纤网16是由许多随机落置的纤维构成的，所述纤维可以是短切纤维例如那些用在例如梳理纤网、气流成网纤网、同成形纤网等等中的纤维，或所述纤维可以是更连续的纤维例如那些见于例如熔喷纤网或纺粘纤网中的纤维。凸起纤网16中的纤维有利地应具有更少的纤维与纤维结合和/或纤维缠结并因此具有与支撑层14的完整性相比更小完整性，尤其当支撑层14是纤维性非织造纤网时。为允许中空凸起12的形成(该形成将在下面与用于形成流体缠结层压纤网10的工艺和设备的一个或多个实施例相结合进一步详述)，凸起纤网16中的纤维可不具有初始的纤维与纤维的结合。或者，当支撑层14和凸起纤网16都是纤维性非织造纤网时，由于凸起纤网16具有例如更少的纤维与纤维的结合、更少的粘合剂或更少的形成纤网16的纤维的预缠结，所以凸起纤网16将具有比支撑纤网14更小的完整性。

凸起纤网16必须具有足够的纤维移动能力以允许下述流体缠结工艺能够将凸起纤网16的纤维移出如在图1中所示的凸起纤网16的X-Y平面并移入纤网16的垂直方向或Z方向(厚度28的方向)，以便能够形成中空凸起12。如果使用更加连续的纤维结构例如熔喷或纺粘纤网，有利的是在所述流体缠结工艺流程之前几乎不进行或不进行凸起纤网16的预结合。例如在熔喷和纺粘过程中生成的更长的纤维(通常被称为连续纤维以将其与短切纤维区分)比起更短的短切纤维将通常需要更大的力以将纤维沿Z方向移位，所述短切纤维通常具有小于100毫米(mm)的纤维长度且更典型的纤维长度在10至60mm范围内。相反地，短纤维纤网例如梳理纤网和气流成网纤网由于它们的更短长度可具有一定程度的纤维预结合或缠结。这样的更短纤维需要来自流体缠结射流的更小的流体力以将它们沿Z方向移动以形成中空凸起12。结果是，必须在纤维长度、预纤维结合程度、流体力、纤维速度和停留时间之间平衡，以便能够形成中空凸起12，且除非需要，不在基座区19、中空凸起12中形成穿孔或迫使过多材料进入凸起12的内部中空空间21从而使凸起12对于某些终端用途应用来说过于坚硬。

通常，对于在此罗列的用途来说，凸起纤网16将具有范围在约10和与60克每平方米之间的基重，然而在这个范围之外的基重根据特定的终端用途应用可以被使用。当被用作凸起纤网16时，纺粘纤网通常具有在约15至约50克每平方米(gsm)之间的基重。纤维直径的范围在约5至约20微米之间。所述纤维可以是由单一聚合物成分形成的单组份纤维或所述纤维可以是双组分或多组分纤维，其中所述纤维的一部分具有比其它组分更低的熔点，以便通过使用热和/或压力允许纤维与纤维的结合。空心纤维也可以被使用。所述纤维可以由通常用于形成纺粘纤网的任何聚合物成分形成。这样的聚合物包括但不局限于聚丙烯(PP)、聚酯(PET)、聚酰胺(PA)、聚乙烯(PE)和聚乳酸(PLA)。所述纺粘纤网，如果有必要可在其经受凸起形成工艺流程之前经受进行成形后的结合和缠结工艺，以提高所述纤网的可加工性。

当被用作凸起纤网16时，熔喷纤网通常具有在约20至约50克每平方米(gsm)之间的基重。纤维直径的范围在约0.5至约5微米之间。所述纤维可以是由单一聚合物成分形成的单组份纤维或所述纤维可以是双组分或多组分纤维，其中所述纤维的一部分具有比其它组分更低的熔点，以便通过使用热和/或压力允许纤维与纤维的结合。所述纤维可以由任何通常用于形成上述纺粘纤网的聚合物成分形成。这样的聚合物包括但不局限于聚丙烯(PP)、聚酯(PET)、聚酰胺(PA)、聚乙烯(PE)和聚乳酸(PLA)。

梳理和气流成网纤网使用短纤维，其通常具有范围在约10至约100毫米之间的长度。纤维旦尼尔的范围根据特殊的终端用途在约0.5至约6旦尼尔之间。基重的范围在约20至约60克每平方米之间。所述短纤维可由大量广泛的聚合物制成，包括但不局限于聚丙烯(PP)、聚酯(PET)、聚酰胺(PA)、聚乳酸(PLA)、棉、人造丝亚麻、羊毛、大麻和再生纤维素例如粘胶纤维。纤维的掺混物也可被利用例如双组分纤维和单组份纤维的掺混物以及实心纤维和空心纤维的混合物。如果希望结合，其能以多种方式实现，所述方式包括但不局限于例如热风结合、亚光结合、点结合、化学结合和粘接例如粉末结合。如果需要，为了在所述凸起形成过程之前进一步加强纤网的完整性和可加工性，纤网可经受预缠结工艺以在凸起12形成之前增加在凸起纤网16内的纤维缠结。就这点而言水力缠结是尤其有利的。

尽管上述非织造纤网类型和形成过程适合于与凸起纤网16相结合使用，然而所预期的是，只要纤网能够形成中空凸起12，也可被使用其它纤网和形成工艺。

工艺说明

为了形成根据本发明的材料，必须采用流体缠结工艺。包括液体和气体在内的许多流体可被用于使支撑层14和凸起纤网16结合在一起。就这点而言所使用的最常见的工艺被称作水刺或水力缠结工艺，其使用加压水作为用于缠结的流体。

参考图3，其示出根据本发明的用于形成具有中空凸起12的流体缠结层压纤网10的工艺和设备100的第一实施例。设备100包括第一输送带110、输送带驱动辊120、凸起形成表面130、流体缠结装置140、可选的超喂辊150和流体去除系统160、诸如真空或其它常见的抽吸装置。这样的真空装置和其它机构对于那些本领域普通技术人员来说是众所周知的。输送带110用于将凸起纤网16运载至设备100。如果要在图3中所示进程的上游在凸起纤网16上进行任何预缠结，输送带110可以是多孔的。输送带110沿箭头112所示的第一方向(即机器方向)以第一速度或速率运行。输送带110可由输送带驱动辊120或如那些对本领域普通技术人员来说众所周知的其它合适机构进行驱动。

在图3中示出的凸起形成表面130呈织构化滚筒130的形式，该表面的局部分解视图在图3A中示出。凸起形成表面130沿如图3中箭头131所示的机器方向以速度或速率V3移动。它由任何合适的驱动机构(未示出)、例如电动机和传动装置驱动并控制速度，正如那些对本领域普通技术人员来说众所周知的。在图3和图3A中描绘的织构化滚筒130由包含成形孔134图案的形成表面132构成，所述成形孔与凸起纤网16中所期望的凸起12的形状和图案相对应。成形孔134被基座区136分开。成形孔134可具有任何形状和任何图案。如从描绘出根据本发明的层压品10的附图中可见的，所述孔形状是圆的，但要理解的是可根据终端用途应用使用许多形状和各形状的组合。可行的孔形状的示例包括但不局限于椭圆形、十字形、正方形、长方形、菱形、六边形和其它多边形。这样的形状可在所述滚筒表面内通过铸造、冲切、冲压、激光切割和水射流切割形成。成形孔134的且从而基座区136的间隔程度也可根据流体缠结层压纤网10的特定的最终应用而改变。此外，织构化滚筒130内的成形孔134的图案可根据流体缠结层压纤网10的特定的最终应用被改变。形成织构化滚筒130的材料可以是许多常用于形成滚筒的合适材料，包括但不局限于，金属片、塑料和其它聚合物材料、橡胶等等。成形孔134可在片材132内形成，其之后被形成为织构化滚筒130，或织构化滚筒130可由合适的材料被模制或铸造，或由3D打印技术被打印。通常，有孔的滚筒130可移除地安装到可选的多孔内侧滚筒壳138上，从而不同的成形表面132可被用于不同的最终产品设计。多孔内侧滚筒壳138与流体去除系统160交界，这促进了将缠结流体和纤维拉下至外侧织构化滚筒表面132中的成形孔134内，从而在凸起纤网16中形成中空凸起12。多孔内侧滚筒壳138也可用作阻止纤维进一步向下移动进入流体去除系统160和设备的其它部分内从而减小所述设备的污染的阻挡机构。多孔内侧滚筒壳138沿与织构化滚筒130相同的方向并以相同速度转动。此外，为了进一步控制凸起12的高度，内侧滚筒壳138和织构化滚筒130之间的距离可被改变。通常，凸起形成表面130的内表面和内侧滚筒壳138的外表面之间的间隔范围在约0至约5毫米之间。可根据特定的终端用途应用和所期望的流体缠结层压纤网10的特征使用其它范围。

在织构化滚筒130或其它凸起形成表面130内的成形孔134的深度可在1毫米和10毫米之间，但优选在约3毫米和5毫米之间，以制造具有最适合用在所预期的常见应用中的形状的凸起12。当沿主轴线测量时，所述孔横截面尺寸可以在约2毫米和10毫米之间，但优选在3毫米和6毫米之间，而成形孔134的基于中心至中心的间隔可在3毫米和10毫米之间，但优选在4毫米和7毫米之间。成形孔134之间的间隔图案可根据特定的终端用途被改变和选择。图案的某些示例包括但不局限于成行和/列对齐的图案、偏斜的图案、六边形图案、波形图案和描绘出照片、肖像和物体的图案。

成形孔134的横截面尺寸和它们的深度影响在凸起纤网16中形成的凸起12的横截面和高度。通常，当沿机器方向131观察时，在成形孔134前边缘处带有尖或窄角的孔形状应被避免，因为它们有时可能削弱从形成表面132安全地移除流体缠结层压纤网10而不损坏凸起12的能力。此外，织构化滚筒130中的厚度/孔深度往往与中空凸起12的深度或高度相对应。然而应注意到，每个孔深度、间隔、尺寸、形状和其它参数可彼此独立地被改变，且可基于要形成的流体缠结层压纤网10的特定的终端用途被改变。

织构化滚筒130的形成表面132中的基座区136通常是实心的以使从包含在流体缠结设备140内的加压流体喷嘴喷射的缠结流体142不通过，但在某些情况下希望使基座区136成为流体可渗透的以使凸起纤网16的暴露表面进一步具有织构。或者，织构化滚筒130的形成表面132的选定区域可以是流体可渗透的而其它区域是不可渗透的。例如，织构化滚筒130的中心区(未示出)可以是流体可渗透的，而在该中心区域两侧的侧向区域(未示出)可以是流体不可渗透的。此外，形成表面132中的基座区136可具有形成在其中或附接至其上的凸起区域(未示出)，以形成在凸起纤网16以及流体缠结层压纤网10中的可选的凹陷23和/或孔25。

在图3中所示设备100的实施例中，凸起形成表面130以织构化滚筒的形式被示出。然而应理解，其它机构可被用于形成凸起形成表面130。例如，有小孔的带或线材(未示出)可被使用，其包括在带或线材中的合适位置处形成的成形孔134。或者，柔性的橡胶化的带(未示出)可被使用，其对加压流体缠结射流是不可渗透的，而免去了成形孔134。这样的带和线材对那些本领域普通技术人员来说是众所周知的，用于驱动和控制这样的带和线材的速度的机构也是如此。织构化滚筒130对于根据本发明的流体缠结层压纤网10的形成来说是更有利的，因为其可制有基座区136，所述基座区是光滑的且对缠结流体142是不可渗透的，且与线带不同，基座区不会在凸起纤网16的外表面26上留下线材编织图案。

作为具有限定出凸起高度的孔深度的形成表面132的替代，形成表面132比所期望的凸起高度更薄，但其与其所围绕的多孔内侧滚筒壳138表面间隔开。在织构化滚筒130和多孔内侧滚筒壳138之间的间隔可通过任何方式实现，所述方式优选不会干扰形成中空凸起12的工艺和抽出来自设备的缠结流体。例如，其中一种方式是硬线材或长丝，其可被插入在外侧织构化滚筒130和多孔内侧滚筒壳138之间作为间隔物或在织构化滚筒130下面卷绕内侧多孔滚筒壳138以提供合适的间隔。小于2毫米的形成表面132的壳深度可使从织构化滚筒130中移除凸起纤网16和层压品10更加困难，因为凸起纤网16的纤维性材料可膨胀或通过缠结流体流被移动至在织构化滚筒130下面的悬伸区域，这可使所获得的流体缠结层压纤网10变形。然而已经发现，通过将支撑层14与凸起纤网16结合作为成形工艺流程的一部分，所获得的双层流体缠结层压纤网10的变形可被大大减小。支撑层14的使用通常有助于流体缠结层压纤网10的更充分地移除，因为在流体缠结层压品10从织构化滚筒130中被移除时，可更少伸展的、尺寸上更稳定的支撑层14承受负荷。与单一凸起纤网16相比，可施加至支撑层14的更高张力指的是当流体缠结层压纤网10从织构化滚筒130中被移开时，凸起12可沿大致垂直于形成表面132且与在织构化滚筒130中的成形孔134同轴的方向平顺地离开成形孔134。此外，通过支撑层14的使用，工艺流程速度可被提高。

为了形成凸起纤网16中的凸起12且为了将支撑层14和凸起纤网16层压在一起，一个或多个流体缠结装置140间隔设置在凸起形成表面130上方。就此最常见的工艺被称为水刺或水力缠结工艺，其使用加压水作为用于缠结的流体。由于未结合的或相对未结合的一个或多个纤网被喂送至流体缠结装置140上，来自一个或多个流体缠结装置140的多个高压流体喷嘴(未示出)使所述纤网的纤维移动且流体湍流导致纤维缠结。这些流体流(在这种情况下是水)可造成纤维进一步缠结在各个纤网内。这些流也可造成两个或多个纤网/层的在界面27处的纤维移动和缠结，从而使纤网/层连接在一起。更进一步地，如果纤网中的纤维—例如凸起纤网16—松散地保持在一起，则它们可被迫使离开其X-Y平面且因此在Z方向上移动(见图1和图2A)，以形成优选为中空的凸起12。根据所需缠结程度，可以使用一个或多个这样的流体缠结装置140。

在图3中示出单一的流体缠结装置140，但在随后的附图中有多个装置140被用于设备100的不同区域中，它们用字母代码被标注，例如140a、140b、140c、140d和140e。当使用多个装置时，在每个后续的流体缠结装置140中的缠结流体压力通常高于前一个，使得施予所述纤网/层的能量增加且因此在所述纤网/层内或其之间的纤维缠结增加。这通过加压流体射流减小了对所述纤网/层的面密度的整体均匀度的破坏，同时实现所期望的缠结程度并因此实现所述纤网/层的结合和凸起12的形成。流体缠结装置140的缠结流体142从喷射器通过由一行或多行加压流体喷嘴组成的喷射组或喷射带(未示出)喷射，所述加压流体喷嘴具有小孔，其直径通常在0.08和0.15毫米之间且沿机器横向的间距为约0.5毫米。喷嘴中的压力可以在约5巴(bar)至约400巴之间，但除了重流体缠结层压纤网10以及当需要细纤化(fibrillatin)时,通常小于200巴。其它喷嘴尺寸、间隔、喷嘴数量和喷射压力可根据特定的最终应用被使用。这样的流体缠结装置140对于那些本领域普通技术人员来说是众所周知的且可从如德国的Fleissner和法国的Andritz-Perfojet购得。

流体缠结装置140通常具有喷射孔口，所述喷射孔口位于或与凸起形成表面130间隔约5毫米至约20毫米且更通常地在约5至约10毫米，而实际间距可根据所作用于的材料的基重、流体压力、所使用的单独喷嘴数量、经由流体去除系统160所用的真空量以及所述设备的速度运行而改变。

在图3至图7中所示的实施例中,流体缠结装置140是常见的水力缠结装置，其构造和运行对那些本领域普通技术人员来说是众所周知的。见例如授予Evans的美国专利第3485706号，其全部内容为了各目的通过援引加入本文。同样见由位于缅因州比德弗的Honeycomb系统公司在题目为“非织造物的旋转式液力缠结”的文章中对液力缠结设备作出的说明，其从INSIGHT'86国际先进形成/结合会议转载，其全部内容为了各目的通过援引加入本文。

再次回到图3，凸起纤网16以速度V1被喂入设备和工艺流程100，支撑层14以速度V2被喂入设备和工艺流程100而流体缠结层压纤网10以速度V3离开设备和工艺流程100，速度V3是凸起形成表面130的速度且也可被称为凸起形成表面速度。如下面将以更多细节解释的，速度V1、V2和V3可以是彼此相同的或不同的以改变形成工艺流程和所获得的流体缠结层压纤网10的性能。将凸起纤网16和支撑层14都以相同速度(V1和V2)喂入工艺流程将生产出根据本发明的具有所期望的中空凸起12的流体缠结层压纤网10。将凸起纤网16和支撑层14都以比凸起形成表面130的机器方向速度(V3)更快的相同速度喂入工艺流程也将形成所期望的中空凸起12。

同样在图3中示出的是可选的超喂辊150，其可以速度或速率Vf被驱动。超喂辊150可以与凸起纤网16的速度V1相同的速度运行，在这种情况下Vf将等于V1，或者当需要超喂时，其可以更快的速率运行以使凸起纤网16在超喂辊150上游张紧。超喂发生在引入的纤网/层(16,14)中的一个或两个都以高于凸起形成表面130的凸起形成表面速度的速度被喂送至凸起形成表面130上时。已发现，将凸起纤网16以高于支撑层14的引入速度V2的速率喂送至凸起形成表面130上能够获得凸起纤网16中的改善的凸起形成。然而此外，已发现改善的性能和凸起形成可通过改变纤网/层(16,14)的喂料速率实现且通过使用恰好位于织构化滚筒130上游的超喂辊150实现，以通过凸起纤网16供应更大量的纤维，以用于通过缠结流体142而向下移动至织构化滚筒130中的成形孔134内。尤其，通过超喂凸起纤网16至织构化滚筒130上，可实现改善的凸起形成，包括增加的凸起高度。

为了提供过量的纤维以使凸起12的高度最大化，凸起纤网16可以比织构化滚筒130的运行速度(V3)更高的表面速度(V1)被喂送至织构化滚筒130上。参考图3，当希望超喂，凸起纤网16以速度V1被喂送至织构化滚筒130上而支撑层14以速度V2被喂送且织构化滚筒130以比V1慢而可以等于V2的速度V3运行。超喂百分比或超喂率(凸起纤网16以该比率被喂送至织构化滚筒130上)可被定义为OF＝[(V1/V3)–1]x100，其中V1是凸起纤网16的输入速度而V3是所获得的流体缠结层压纤网10的输出速度和织构化滚筒130的速度。(当超喂辊150被使用以提高引入材料向织构化滚筒130上引入的速度时，应注意材料的速度V1在超喂辊150之后将比超喂辊150上游速度V1快。在计算该超喂率时，应使用该更快的速度V1。)已发现凸起12的良好形成在超喂率在约10％至约50％之间时发生。也注意到，这个超喂工艺和比率可以不仅只与凸起纤网16有关地、而是与凸起纤网16和支撑层14的组合有关地被使用，因为它们被共同喂送至凸起形成表面130。

为了使凸起纤网16的在其经受缠结流体142之前支撑其自身重量的长度最小化且避免凸起纤网16起皱和折叠，可使用超喂辊150以速度V1运载凸起纤网16至靠近织构化滚筒130上的形成织构区域144的位置。在图3中所示的示例中，超喂辊150被驱动离开输送带110但也可以对其单独驱动以便不在引入的凸起纤网材料16上施加过度的应力。支撑层14可与凸起纤网16分开地以速度V2被喂送至形成织构区域144，速度V2可以大于、等于或小于织构化滚筒速度V3且大于、等于或小于凸起纤网16速度V1。优选支撑层14通过其与位于织构化滚筒130上的凸起纤网16的摩擦接合被拉入形成织构区域144，且一旦在织构化滚筒130上，支撑层14具有接近织构化滚筒130速度V3的表面速度或其可以接近织构化滚筒速度V3的速度被主动喂送入形成织构区域144。形成织构的工艺流程引起支撑层14在机器方向131上的一定收缩。支撑层14或者凸起纤网16的超喂可根据特定材料和所用的设备和条件被调整，以便被喂入形成织构区域144的过量材料被耗尽，从而避免在所获得的流体缠结层压纤网10中的任何不雅观的起皱。结果是，所述两个纤网/层(16,14)尽管有超喂工艺流程仍始终承受一定张力。流体缠结层压纤网10的脱离速度必须被布置为接近于织构化滚筒速度V3以便过剩的张力不在该层压品从织构化滚筒130中移除时施加于该层压品，因为这样的过剩张力对所述凸起的清晰度和尺寸将是不利的。

根据本发明的工艺和设备100的一个替代实施例在图4中示出，其中相似的附图标记被用于相似的元件。在这个实施例中，主要区别在于，在进一步加工之前通过预缠结流体缠结装置140a对凸起纤网16进行预缠结以提高其完整性；通过层压流体缠结装置140b进行凸起纤网16与支撑层14的层压；以及流体缠结装置140的数量的增加(称作凸起流体缠结装置140c、140d和140e)并因此造成在该工艺流程的凸起形成部分中在织构化滚筒130上的形成织构区域144的扩增。

凸起纤网16经由输送带110被送入工艺流程/设备100。当凸起纤网16在输送带110上运行时，其经第一流体缠结装置140a以改善凸起纤网16的完整性。这可称作凸起纤网16的预缠结。结果是，该输送带110应是流体可渗透的以允许缠结流体142通过凸起纤网16和输送带110。为了去除送出的缠结流体142，如在图3中所示，流体去除系统160诸如真空机或其它常见流体去除装置可用在输送带110的下方。来自第一流体缠结装置140a的流体压力通常在约10至约50巴的范围内。

然后支撑层14和凸起纤网16被喂送至层压形成表面152，其中支撑纤网或层14的第一表面18面向且接触层压形成表面152，而支撑层14的第二表面20接触凸起纤网16的内表面24(见图2和图4)。为了使支撑层14和凸起纤网16缠结在一起，一个或多个层压流体缠结装置140b与层压形成表面152一起使用以实现在所述材料之间的纤维缠结。再一次地，流体去除系统160被用于处置缠结流体142。为了将整个设备和工艺流程100的这个层压部分中的设备与随后的形成凸起的凸起形成部分区别开，这个设备和工艺流程被称作层压设备，与凸起形成设备对照。因此，该部分被称作利用层压形成表面152和层压流体缠结装置140b，该装置使用层压流体喷嘴而不是凸起形成喷嘴。层压形成表面152能够以层压形成表面速度沿设备100的机器方向移动且能渗透从位于层压流体缠结装置140b内的层压流体喷嘴中喷射的缠结流体。层压流体缠结装置140b具有多个层压流体喷嘴，它们能够沿朝向层压形成表面152的方向喷射多个缠结流体142的加层压压流体射流。当层压形成表面152处于如在图4中所示的滚筒的形态时，其可具有通过基座区间隔开的在其表面内的多个成形孔，以使其可渗透流体或其可由常见的同样可渗透的成形线材制成。在设备100的这个部分中，两种材料(14和16)的完全结合是不必要的。所述设备的这个部分的各工艺参数与那些用于凸起形成部分的参数和结合图3所述的设备和工艺流程的说明相似。因此，在设备和工艺流程中的层压品形成部分中材料和表面的速度可如上关于图3所述的凸起形成设备和工艺流程相似地被改变。

例如，凸起纤网16可以比支撑层14被喂送至层压形成表面152上的速度更高的速度被喂入层压品成形工艺流程且被喂送至支撑层14上。相对于缠结流体压力，更低的层压流体喷射压力在设备的该部分中是有利的，因为纤网/层的额外缠结会在工艺流程的凸起形成部分期间发生。结果是，来自层压缠结装置140b的层压形成压力通常在约30至约100巴之间的范围内。

当层压流体缠结装置140b中的多个层压流体射流142沿从凸起纤网16的外表面26朝向层压形成表面152的方向被引导时，造成凸起纤网16中的至少一部分纤维与支撑层14缠结以形成层压纤网10。一旦凸起纤网16和支撑层14被连接成层压品10，层压品10就离开所述设备和工艺流程的层压部分(元件140b和152)且被喂送入该设备和工艺流程的凸起形成部分(元件130,140c,140d,140e和可选的150)。就像在图3中示出的工艺流程，层压品10可以与织构化滚筒130运行相同的速度被喂送至凸起形成表面/织构化滚筒130，或者其可借助于超喂辊150或通过仅仅使层压品10以高于凸起形成表面130的速度V3的速度V1运行而被超喂至织构化滚筒130。结果是，上述关于图3的工艺流程变化也可被在图4中所示的设备和工艺流程采用。此外，就像图3中的设备和材料，如果当压品10与凸起形成表面130形成接触时超喂辊150被用来提高层压品10的速度V1，那么在计算超喂率时应使用这个在超喂辊150之后的更快的速度V1。如果使用材料的超喂，那么对于在图4a、图5、图6和图7中示出的其余实施例，在计算超喂率时也应使用相同的方法。

在所述设备的凸起形成部分中，缠结流体142的多个加压凸起流体射流从位于凸起流体缠结装置(140c,140d和140e)中的凸起流体喷嘴沿着从支撑层14第一表面18朝向凸起形成表面130的方向被引入层压纤网10，以使得在位于凸起形成表面130内的成形孔134附近的凸起纤网16的多个第一纤维被引入成形孔134以形成从凸起纤网16外表面26向外延伸的多个凸起12，从而形成根据本发明的流体缠结层压纤网10。如在其它工艺流程中，所形成的层压品10从凸起形成表面130中被移除，并且如果需要可进行与关于图3中的所述工艺流程和设备相同或不同的进一步工艺流程，例如干燥以移除过量的缠结流体或进一步结合或其它步骤。在所述设备和装置100的凸起形成部分中，来自凸起流体缠结装置(140c,140d和140e)的形成压力通常在约80至约200巴之间的范围内。

图4中的工艺流程和设备100的进一步的变化在图4A中示出。在图4中，以及在随后在图5和图7中示出的设备和工艺流程的实施例中，流体缠结层压纤网10通过层压形成表面152和一个或多个层压流体缠结装置140b进行预缠结步骤。在这些配置(图4、图5和图7)的每一个中，与层压形成表面152直接接触的材料是支撑层14的第一表面18。然而，如在图4A中所示的，也可使支撑层14和凸起纤网16倒置以使凸起纤网16的外表面26是与层压形成表面152直接接触的一侧，并且图4、图5和图7的设备和工艺流程的该替代的变形及其各变型也在本发明的范围内。

而根据本发明的工艺流程和设备100的另一替代实施例在图5中示出。这个实施例与在图4中示出的实施例相似，不同之处仅在于在凸起纤网16被喂入该设备的凸起形成部分之前用流体缠结装置140a和140b对凸起纤网16进行预缠结。此外，支撑层14以与在图3中相同的方式被喂入在凸起形成表面/滚筒130上的形成织构区域144，然而图5中的形成织构区域144借助于多个凸起流体缠结装置(140c,140d和140e)提供。

图6描绘了根据本发明的工艺流程和设备的另一实施例，与图4所示相似，其使凸起纤网16和支撑层14彼此接触从而利用层压形成表面152(其是与输送带110相同的元件)和层压流体缠结装置140b在设备和工艺的层压部分中进行层压处理。此外，类似图4中的实施例，在所述工艺流程和设备100的凸起形成部分的形成织构区域144中，使用多个凸起流体缠结装置(140c和140d)。

图7描绘了根据本发明的工艺流程和设备100的另一实施例。在图7中，主要区别在于，在支撑层14的第二表面20与凸起纤网16的内表面24形成接触以经由凸起流体缠结装置140d进行流体缠结之前，凸起纤网16在形成织构区域144中通过凸起流体缠结装置140c利用缠结流体142经受第一处理。以这种方式，凸起12的初步形成在支撑层14没有就位的情况下开始了。结果是，希望凸起流体缠结装置140c以比凸起流体缠结装置140d低的压力运行。例如，凸起流体缠结装置140c可以在约100至约140巴的压力范围内运行，而凸起流体缠结装置140d可以在约140至约200巴的压力范围内运行。压力的其它各组合和范围可根据所述设备的运行条件和用于凸起纤网16和支撑层14的材料类型和基重选择。

在工艺流程和设备100的每个实施例中，凸起纤网16中的纤维在凸起纤网16内充分分离且移动，以至于从凸起流体喷嘴喷射的缠结流体142在形成织构区域144中能够将凸起形成表面130中的成形孔134附近的足够数量的纤维从凸起纤网16的X-Y平面移出并且迫使纤维向下进入成形孔134从而在流体缠结层压纤网10的凸起纤网16中形成中空凸起12。此外，通过将至少凸起纤网16超喂至形成织构区域144，可实现加强的凸起形成，如在下面的示例和显微照片所示出的。

示例

为了示范本发明的工艺流程、设备和材料，一系列流体缠结层压纤网10以及不具有支撑层14的凸起纤网16被制造。这些样品在位于澳大利亚塔拉梅林的Textor私人有限公司的水刺生产线上、以与在附图中图5所示相似的方式制造，不同之处仅在于仅使用一个凸起流体缠结装置140c以在形成织构区域144中形成凸起12。此外，凸起纤网16在图5中所示的工艺流程的上游且在预缠结流体缠结装置140a之前使用常规设备进行预湿。在这种情况下，所述预湿通过使用处于8巴压力下的单一的喷射器组实现。预缠结流体缠结装置140a被设定为45巴，层压流体缠结装置140b被设定为60巴而单一凸起流体缠结装置140c的压力根据所用特定样品如在表1和表2中所列地在140巴、160巴和180巴的压力下变化。

对于图5中的输送带110，预缠结流体缠结装置140a被设定在输送带110之上10毫米的高度。对于层压形成表面152，层压流体缠结装置140b被设定在表面152之上12毫米的高度，凸起流体缠结装置140c相对于凸起形成表面130也如此。

凸起形成表面130为1.3米宽钢制织构化滚筒，其具有520毫米直径、3毫米滚筒厚度和4毫米圆形成形孔的六角密集图案，所述成形孔以6毫米的中心至中心间隔被间隔开。多孔内侧滚筒壳138是100目(在两个方向上每英寸100丝/在两个方向上每厘米39丝)的编织不锈钢丝网。在壳138的外部和滚筒130内部之间的间隔或间隙为1.5毫米。

被改变的工艺参数是前述的缠结流体压力(140,160和180巴)和用前述超喂率OF＝[(V1/V3)–1]x100计算的超喂程度(0％,11％,25％和43％)，其中V1是凸起纤网16的输入速度而V3是所获得的流体缠结层压纤网10的输出速度。

所有样品以大致为25米每分钟(m/min)的离线或脱离速度(V3)运行。V1针对在表1和表2中的样品被记录在两个表中。V2对于在表1和表2中的所有样品以等于V3或25米每分钟的速度保持恒定。所完成的样品被送至线式干燥器以移除通常存在于水刺过程中的过量水。各样品在所述干燥器之后被收集然后用编码(见表1和表2)标记以与所用过程条件相对应。

相对于所制造的材料，如下面所示的，某些制成是带支撑层14的而其它的不带，当使用支撑层14时，存在三种变型，包括纺粘纤网、水刺纤网和透风粘合梳理纤网(TABCW)。纺粘支撑层14是17克每平方米(gsm)的聚丙烯点结合纤网，所述纤网由1.8旦尼尔聚丙烯纺粘纤维制成，其随后被点结合，其中每单位面积的总结合面积为17.5％。所述纺粘纤网由澳大利亚米尔森角的金伯利-克拉克澳大利亚公司制造。所述纺粘材料被喂送至且进入呈辊形式的工艺流程，所述辊具有大致为130厘米的辊宽度。所述水刺纤网是52gsm的水刺材料，该材料使用70重量百分比、1.5旦尼尔、长40毫米的粘胶短纤维和30重量百分比、1.4旦尼尔、长38毫米的聚酯(PET)短纤维的均匀混合物，其由澳大利亚塔拉梅林的Textor技术私人有限公司制造。所述水刺材料被预形成且以辊形式被喂送且具有大致为140厘米的辊宽度。所述透风粘合梳理纤网(TABCW)具有40gsm的基重且包含在如下的均匀混合物，该混合物由40重量百分比、6旦尼尔、长51毫米的聚酯短纤维和60重量百分比、3.8旦尼尔、长51毫米的聚乙烯鞘/聚丙烯芯双组分短纤维组成，所述混合物由澳大利亚塔拉梅林的Textor技术私人有限公司制造。在下面标题“支撑层”的数据(见表1)中，纺粘纤网被标为“SB”，水刺纤网被标为“SL”而透风粘合梳理网(TABCW)被标为“S”。当不使用支撑层14时，为词语“无”。用在各示例中的基重不应被认为是对可用基重的限制，因为支撑层的基重可根据最终应用被改变。在所有情况下，凸起纤网16是梳理短纤维纤网，其由100％1.2旦尼尔、长38毫米的聚酯短纤维制成，其可从韩国大田汇维仕株式会社购得。梳理纤网根据水刺缠结工艺流程、由澳大利亚塔拉梅林的Textor技术私人有限公司制成，且其具有大致为140厘米的宽度。基重如在表1和表2中所标的那样改变，且范围在28gsm和49.5gsm之间，但可根据最终应用使用其它基重和范围。凸起纤网16在下面表1和表2的数据中被标为“梳理纤网”。

在下面的表1和表2中所列以及在附图的图11中的材料厚度是用具有345帕(0.05磅每平方英寸(psi))脚压的三丰公司型号ID-C1025B测厚仪测量的。测量在室温(约20摄氏度)下进行且借助具有76.2毫米(3英寸)直径的半圆以毫米为单位记录。在有或没有支撑层的情况下的所选样品厚度(三个样品的平均值)在附图的图11中示出。

所述材料的抗拉强度，被定义为在测试期间所达到的峰值载荷，在机器方向(MD)和机器横向(CMD)上都被测量，所述测量使用运行Instron系列IX软件模块修订版1.16的具有+/-1千牛(kN)的测压元件的Instron型号3343拉伸测试装置进行。初始的卡爪间隔距离(“标距长度”)被设定为75毫米而十字头速度被设定为300毫米每分钟。卡爪宽度为75毫米。样品在机器方向上被切成300毫米长50毫米宽且所记录的每个抗拉强度测试结果是每个编码的两个样品的平均值。样品在室温(约20摄氏度)下被评估。过剩的材料被允许悬垂在所述设备的端部和侧部之外。CMD强度和伸长也被测量且通常CMD强度为MD强度的约二分之一至五分之一，而CMD在峰值载荷时的伸长高出在MD方向上约两倍至三倍(CMD样品沿在CMD中的长尺寸被切割)。MD强度以牛顿每50毫米材料宽度被记录(结果在表1和表2中示出)。所述材料在峰值载荷处的MD伸长被记录为初始标距长度(初始卡爪间隔)的百分比。

还沿MD方向以10牛顿(N)载荷进行伸长测量并记录(见表1和表2以及图12)。表1和表2示出基于改变所用支撑层、所用超喂程度和来自水刺水喷嘴的水压变化度的数据。

作为改变工艺参数的结果的示例，高超喂需要足够的喷射压力以迫使凸起纤网16进入织构化滚筒130且吸收被超喂至形成织构区域144的过量材料。如果不能得到足够的喷射能量以克服材料对织构的阻力，那么材料将会折叠且与其自身叠置，且在最坏情况下可能在形成织构区域144之前搭接至辊，由此需要停止工艺流程。虽然所述实验以25m/min的线速度V3进行，然而这不应被认为是对线速度的限制，因为具有相似材料的设备以10至70m/min范围的线速度运行，且可根据所运送的材料而使用在这个范围外的速度。

下面的表总结了材料、工艺参数和测试结果。对于在表1中示出的样品，样品被制造为带有和不带支撑层。编码1.1至3.6用的是上述纺粘支撑层。编码4.1至5.9没有支撑层。每个样品的喷射压力被列在该表中。

表1：实验参数和测试结果，有支撑层和无支撑层，编码1至5。

*注意编码4.1至5.9，所提供的“层压品”是没有支撑层的单层结构。

至于表2，样品6SL.1至6SL.6是与表1中相同条件下在相同设备上以带前述水刺支撑层的样品的进行，而样品6S.1至6S.4以带前述透风粘合梳理纤网支撑层的样品进行。凸起纤网(“梳理纤网”)以与在表1中所用的样品相同的方式被制造。

表2：实验参数和测试结果编码6，替代的支撑层。

如在表1和表2中可见的，为用厚度值表示的凸起高度测量值的织物厚度关键质量参数，主要取决于凸起纤网16超喂至形成织构区域144的量。相对于在表2中示出的数据，可见高超喂率造成增加的厚度。此外，在相同的超喂率下，更高的流体压力造成更高的厚度值，其又预示了增加的凸起高度。表2示出了用替代支撑层制成的样品的测试结果。编码6S用的是40gsm的透风粘合梳理纤网而编码6SL用的是52gsm的水刺材料。与不具有支撑层的无支撑样品相比，这些样品表现良好且具有良好稳定性和外观。

附图的图11描绘了以毫米计的样品厚度相对于对层压品的凸起纤网超喂百分比(由菱形示出)与不具有支撑层的两个样品(由方形和三角形示出)的对照。所有被记录的数值是三个样品的平均值。如从图11中的数据可见的，随着超喂的增长，所述样品的厚度也增加，由此示出了使用超喂的重要性和优越性。

附图的图12是描绘出样品在10牛顿载荷时伸长的样品伸长百分比相对于对表1中材料的凸起纤网超喂量的曲线图。如从图12的曲线图中可见的，当不存在支撑层时，随着材料向形成织构区域的超喂百分比增加，在机器方向上出现制成样品的可伸长性的显著增长。相比之下，具有纺粘支撑层的样品实质上不随超喂率增长而增长其伸长百分比。这又造成凸起纤网具有如下的凸起，即在随后的加工期间更加稳定且能够更好地保持它们的形状和高度。

如从所述数据和图表中可见的，更高的超喂和因此更大的凸起高度还使在峰值载荷时的MD抗拉强度减小且使在峰值载荷时的MD伸长增加。这是因为增加的织构提供了更多材料(在凸起中)，所述材料不立即有助于抵抗所述伸长且生成载荷，且允许在达到峰值载荷之前更大的伸长。

由凸起纤网和支撑层二者构成的层压品与不具有支撑层的单层凸起纤网相比较的关键益处是，支撑层可降低在随后的加工和转化期间的过度伸长，其可使织物结构分离且使凸起的高度降低。在支撑层14不被加入凸起形成工艺流程的情况下，形成具有凸起的纤网将很难在没有加工的力和张力施加在所述纤维的情况下被继续加工且对凸起的完整性造成负面地影响，尤其当所期望的是低基重纤网时。其它方法可被用于稳定所述材料，例如热结合或粘接或增加的缠结，但它们又导致损失织物柔软性和增加的刚度以及增加成本。根据本发明的流体缠结层压纤网可同时提供柔软性和稳定性。在有支撑和无支撑的织构材料之间的区别清楚地在表1的最后一列示出，为了比较，示出了所述样品在10牛载荷时的伸长。所述数据也在附图的图12中显示。可见，由纺粘支撑层支撑的样品在施加10牛顿(N)载荷时仅伸长少许百分比，而所述伸长几乎与超喂无关。相比之下，无支撑凸起纤网在10牛顿载荷时伸长至30％且在10N时的伸长与用于使样品织构化的超喂强相关。对于无支撑纤网仅能通过低超喂实现在10N时的低伸长，其导致低凸起高度即纤网的小织构。

附图的图13示出载荷-伸长曲线的示例，所述曲线在样品沿机器方向(MD)的抗拉测试中获得，该机器方向是在卷绕材料和进一步加工和转化中最有可能经受最高载荷的方向。在图13中示出的样品全部用43％的超喂率制造且具有大致相同的面密度(45gsm)。可见，包含纺粘支撑层的样品具有高的多的初始模量，与无支撑的单一凸起纤网相比，该曲线的开始是陡峭的。具有支撑层的样品的曲线的这个更陡峭的初始部分也是可恢复的，因为该样品直至斜率开始下降的点仍是弹性的。无支撑的样品具有非常低的模量和在更低载荷时发生的永久变形和织构损失。附图的图13示出有支撑和无支撑的两种织物的载荷-伸长曲线。要注意根据本发明的有支撑的织物/层压品的曲线的初始部分的相对陡峭。这意味着，无支撑的样品与有支撑样品相比是相对容易拉伸的并且需要以产生任何张紧力。通常在随后的加工和转化中需要张紧力以便稳定，但无支撑样品更有可能经受为保持张紧力所需的高拉伸产生的永久变形和织构损失。

附图的图14和图15示出更多各种不同条件的一组曲线。可见，由于低超喂而具有低度织构化的样品更硬且更坚固(尽管稍轻)但织构的缺乏导致它们在该些场合下没有用。根据本发明的所有有支撑的层压品样品具有与无支撑样品相比更高的初始斜率。

与无支撑层14的凸起纤网16相比，流体缠结层压纤网10的总体质量的改进程度可通过比较在图16、图16A、图17、图17A和图18中示出的材料的照片看出。图16和图16A是在表1中的编码3-6表示的样品的照片。图17和图17A是在表1中的编码5-3表示的样品的照片。上述编码被选出是由于它们都具有超喂的最高量(43％)和喷射压力(180巴)，且使用可比较的凸起纤网基重(分别为38gsm和38.5gms)并因此具有良好凸起形成的最大潜能。如通过两个编码和所附照片的比较可见的，有支撑纤网/层压品比无支撑层的相同凸起纤网形成结实得多且外观上可辨别的凸起和均匀材料。如表1中的数据所示的，其还具有更好的性能。结果是，根据本发明的有支撑层压品更加适合于随后的加工且用在诸如个人护理吸收性物品这样的产品中。

图18是在具有和不具有支撑层的凸起纤网的界面处的照片。如在该照片中可见的，有支撑凸起纤网具有程度高得多的完整性。这在所述材料被用于如个人护理吸收性物品这样的最终应用时是尤其重要的，其中有必要(经常地使用粘合剂)将凸起纤网附接至该产品的下层。若用无支撑凸起纤网，粘合剂渗滤是更大的威胁。这样的渗滤可导致所述加工设备的污染和所不想要的层的粘着，从而引起加工设备的过多停机时间。在使用中，无支撑凸起纤网更有可能允许已被吸收性物品吸收的流体(例如血、尿液、排泄物和月经)回流或“再润湿”所述材料的顶面，从而导致低劣的产品。

与不带支撑层14经过同工艺流程100的凸起纤网16的内表面24相比，对所述样品(未示出)目测显著的另一优势是在支撑层14的外侧上的第一表面18背面的并进而由成形工艺形成的层压品10的覆盖范围和平整度。在没有支撑层14的情况下，与凸起12相对的凸起纤网16外表面是不均匀的且是相对非平面的。相比之下，根据本发明的具有支撑层14的流体缠结层压纤网10的同一外表面更光滑且平得多。提供这样的平坦表面提高了使该层压品在之后的转化中粘附至其它材料的能力。如在下面所述示例性产品实施例中所指出的，当根据本发明的流体缠结层压纤网10被用于例如个人护理吸收性物品这样的物品时，具有易与相邻层接合的平坦表面在将该层压品结合至其它表面以便允许流体迅速通过该产品的不同层的情况下是重要的。如果在所述层之间不存在良好的表面与表面接触，可损害相邻层之间的流体转移。

产品实施例

根据本发明的流体缠结层压纤网具有很多可行的终端用途，尤其是在流体吸收、流体转移和流体隔离是重要的。两个具体但非限制性的使用领域包括食品包装和其它吸收性物品例如个人护理吸收性物品、绷带诸如此类。在食品包装中，有利的是在食品包装内使用吸收性内衬以吸收从被包裹的商品中散发出的流体。这在肉类和海鲜产品中是尤为如此。在此所提供的材料的蓬松性质是在如下方面是有益的，即所述凸起可有助于被包裹的商品与位于包装底部的被释出的流体疏远。此外，所述层压品可被附接至液体不可渗透的材料，例如通过粘合剂或其它方法在支撑层14的第一侧面18上接附至薄膜层，以便进入该层压品的流体被保持在其中。

个人护理吸收性物品包括这样的产品，如尿布、训练裤、尿裤、成人失禁产品、女性卫生产品、湿和干擦拭巾、绷带、护理垫、床垫、换尿布垫诸如此类。女性卫生产品包括卫生棉、夜用衬垫、护垫、卫生棉条诸如此类。当这样的产品被用于吸收身体流体时，例如血、月经、粪便、由于损伤和手术部位引流液等等，通常这样的产品的有利属性包括流体吸收性、柔软性、强度和与受到影响的身体部分的分离，以提升更清洁、更干燥的感觉且为了舒适和皮肤保健而促进空气流动。根据本发明的层压品可被设计为提供这样的属性。所述中空凸起促进流体转移和与该层压品的剩余部分的分离。因为可为了皮肤接触而选择更轻、更柔软的材料，这又被更强的支持材料支撑，所以柔软性也可被获得。此外，因为由围绕凸起的基座区产生的空隙容积，所以提供用以未被吸收的固体材料的收集的区域。当该产品被移除时，该空隙容积又可以是有用，因为凸起和空隙区域的组合允许该层压品以清洁模式被使用，以擦拭和清洁被污染的皮肤表面。这些相同的益处也可在该层压品被采用作为湿或干擦拭物时实现，所述擦拭物使该层压品对于如下产品是有利的，如婴儿和成人护理擦拭巾(湿和干)、家用清洁擦拭巾、沐浴和美容擦拭巾、化妆用擦拭物和敷抹器，层压品10和尤其是基座区19可被开孔以进一步促进流体流动。

个人护理吸收性物品或仅吸收性物品通常使某些关键组成部分可采用本发明的层压品。转向图10，其示出在这种情况下是基本一次性尿布设计的吸收性物品200。通常这样的产品200会包括身体侧内衬或皮肤接触材料202、也被称作背片或阻隔片204的面向衣服材料和被置于所述身体侧内衬202和背片204之间的吸收芯206。此外，同样非常常见的是，该产品具有通常称作涌流层或转移层的可选层208，其被置于身体侧内衬202和吸收芯206之间。其它层和组成部分也可被并入这样的产品，正如这些产品的生产领域普通技术人员容易地理解。

根据本发明的流体缠结层压纤网10可被用作这样的个人护理产品200的任何一个或所有这些上述组成部分的全部或一部分，上述个人护理产品包括外表面(202或204)之一。例如，层压纤网10可被用作身体侧内衬202，在这种情况下对凸起12更有利的是面向外侧以便在产品200中处于身体接触位置。层压品10也可被用作涌流层或转移层208或用在吸收芯206处或用作吸收芯206的一部分。最后，从柔软性和美学的角度看，层压品10可被用作背片204的最外侧，在这种情况下可取的是将液体不可渗透的薄膜或其它材料附接至支撑层14的第一侧面18。

层压品10也可用于在例如在图10中所示出的个人护理吸收性物品200内提供若干功能。例如，凸起纤网16可用作身体侧内衬202而支撑层14可用作涌流层208。就这点而言，在所述示例中具有“S”支撑层的材料在提供这样的功能方面是尤其有利的。见表1和表2

当这样的产品呈尿布或成人失禁器件的形式时，它们也可包括位于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。这些耳部可用于将产品绕穿用者躯体固定，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这些部件和产品的全部或一部分。

当这样的吸收性物品呈训练裤、尿裤、失禁裤或设计为像内衣一样穿戴和穿着的其它产品的形式时，这样的产品会通常包括使该产品的前后腰部区域结合的、称作“侧片”的部分。这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这些侧片的全部或一部分。

因此，这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。

对本发明的这些或其它改动和改变可以在不背离本发明的精神和范围的情况下由那些本领域普通技术人员实施。此外，应明白各种实施例的各方面可以全部或部分被互换。而且，那些本领域普通技术人员会明白，上述说明仅是举例来说，而不旨在限制本发明。

Claims (14)

1.一种用于形成具有凸起的流体缠结层压纤网的工艺，其包括：

提供在其中限定有多个成形孔的凸起形成表面，所述成形孔彼此间隔并且在其之间有基座区，所述凸起形成表面能以凸起形成表面速度沿机器方向移动，

提供具有多个凸起流体喷嘴的凸起流体缠结装置，其能够从所述多个凸起流体喷嘴沿朝向所述凸起形成表面的方向喷射缠结流体的多个加压凸起流体射流，

提供支撑层，所述支撑层具有相反的第一表面和第二表面，

提供包含纤维的非织造凸起纤网，所述凸起纤网具有相反的内表面和外表面，

将所述凸起纤网喂送至所述凸起形成表面上，其中所述凸起纤网的所述外表面被定位邻接所述凸起形成表面，

将所述支撑层的所述第二表面喂送至所述凸起纤网的所述内表面，

沿从所述支撑层的所述第一表面朝向所述凸起形成表面的方向引导来自所述多个凸起流体喷嘴的所述缠结流体的所述多个加压凸起流体射流，以造成a)所述凸起纤网中的位于所述凸起形成表面的所述成形孔附近的多个第一纤维被引入所述成形孔中以形成从所述凸起纤网的所述外表面向外延伸的多个凸起，和造成b)所述凸起纤网中的多个第二纤维与所述支撑层缠结以形成层压纤网，和

从所述凸起形成表面移除所述层压纤网。

2.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述凸起形成表面包含织构化滚筒。

3.根据权利要求2所述的工艺，其中，所述凸起形成表面的所述基座区对所述缠结流体是流体不可渗透的。

4.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述多个加压凸起流体射流的所述引导造成中空的凸起的形成。

5.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述凸起纤网以比所述支撑层被喂送至所述凸起纤网上的速度更高的速度被喂送至所述凸起形成表面上。

6.根据权利要求3所述的工艺，其中，所述凸起纤网以比所述支撑层被喂送至所述凸起纤网上的速度更高的速度被喂送至所述凸起形成表面上。

7.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述凸起纤网以约10％至约50％的超喂率被喂送至所述凸起形成表面上。

8.一种用于形成具有中空凸起的流体缠结层压纤网的工艺，其包括：

提供可渗透流体的层压形成表面，所述层压形成表面能够以层压形成速度沿机器方向移动，

提供在其中限定有多个成形孔的凸起形成表面，所述成形孔彼此间隔并且在其之间具有基座区，所述凸起形成表面能够以凸起形成表面速度沿机器方向移动，

提供具有多个层压流体喷嘴的层压流体缠结装置，其能够从所述层压流体喷嘴沿朝向所述层压形成表面的方向喷射缠结流体的多个加压层压流体射流，

提供具有多个凸起流体喷嘴的凸起流体缠结装置，其能够从所述凸起流体喷嘴沿朝向所述凸起形成表面的方向喷射缠结流体的多个加压凸起流体射流，

提供支撑层，所述支撑层具有相反的第一表面和第二表面，

提供包含纤维的非织造凸起纤网，所述凸起纤网具有相反的内表面和外表面，

将所述支撑层和所述凸起纤网喂送至所述层压形成表面，

将来自所述多个层压流体喷嘴的所述多个加压层压流体射流引入所述支撑层和所述凸起纤网，以造成所述凸起纤网的至少一部分所述纤维与所述支撑层缠结，以形成层压纤网，

将所述层压纤网喂送至所述凸起形成表面，其中所述凸起纤网的所述外表面邻接所述凸起形成表面，

沿从所述支撑层的所述第一表面朝向所述凸起形成表面的方向将来自所述多个凸起流体喷嘴的所述缠结流体的所述多个加压凸起流体射流引导至所述层压纤网中，以引起所述凸起纤网中的位于所述凸起形成表面的所述成形孔附近的多个第一纤维被引入所述成形孔中以形成从所述凸起纤网的所述外表面向外延伸的多个凸起，和

从所述凸起形成表面移除所述层压纤网。

9.根据权利要求8所述的工艺，其中，所述支撑层被喂送至所述层压形成表面，其中所述第一表面邻接所述层压形成表面，所述凸起纤网的所述内表面被喂送至所述支撑层的所述第二表面，且所述多个加压层压流体射流从所述多个层压流体喷嘴沿从所述凸起纤网的所述外表面朝向所述层压形成表面的方向被引导，以造成所述凸起纤网的所述纤维的至少一部分成为与所述支撑层缠结的以形成层压纤网。

10.根据权利要求8所述的工艺，其中，所述凸起形成表面包含织构化滚筒。

11.根据权利要求10所述的工艺，其中，所述凸起形成表面的所述基座区对所述缠结流体是流体不可渗透的。

12.根据权利要求8所述的工艺，其中，所述多个加压凸起流体射流的所述引导造成中空的凸起的形成。

13.根据权利要求9所述的工艺，其中，所述凸起纤网以比所述支撑层被喂送至所述层压形成表面上的速度更高的速度被喂送至所述支撑层上。

14.根据权利要求11所述的工艺，其中，所述凸起纤网能够以比所述支撑层被喂送至所述层压形成表面上的速度更高的速度被喂送至所述支撑层上。