CN107107436B - 具有条带和股线的聚合物结网及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了包含聚合物条带和聚合物股线的聚合物结网,聚合物条带和聚合物股线中的每个具有长度和宽度,其中长度是最长的尺寸并且宽度是最短的尺寸,其中多个聚合物股线粘结在一起以形成结网层,其中结网层中邻近的聚合物股线沿着它们的相应长度在多个位置处间歇性地粘结,其中结网层具有相背的第一主表面和第二主表面,其中聚合物条带具有至少为2:1的高度宽度纵横比以及由它们的宽度和长度限定的次表面,并且其中多个聚合物条带的次表面粘结到结网层的第一主表面。本文所述的聚合物结网可用于例如吸收制品中。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年12月24日提交的美国临时专利申请号62/096630的权益,该专利的公开内容以引用方式全文并入本文。
背景技术
聚合物网被用于多种多样的应用,包括纸制品或便宜纺织物的增强层(例如,在卫生纸制品、纸制服装和重型包装袋中)、非织造装饰织物、窗帘、装饰性结网、包裹材料、蚊帐、防昆虫或鸟的保护花园的结网、用于草或植物的生长的背衬、运动结网、轻型捕鱼结网和过滤材料。
用于制备聚合物网的挤出工艺在本领域是已知的。例如,最近据报告,使用多个垫片的挤出模具和方法能够制备厚度高达750微米的聚合物结网。结网的聚合物股线被描述为在整个阵列中在粘结区周期性地接合在一起(参考美国专利公布号2014/234606(Ausen等人)、US2014/220328(Ausen等人)和US2014/234605(Ausen等人)。另外,包括纵横比为至少约2:1的起伏股线的挤出制品在美国专利号4,634,485(Welygan等人)中有所公开。
可替代的聚合物结网构型是期望的,并且特别地可用于一些应用。
发明内容
本公开提供包含聚合物条带和聚合物股线的聚合物结网,聚合物条带和聚合物股线中的每个具有长度、宽度和厚度,其中长度是最长的尺寸并且宽度是最短的尺寸,其中多个聚合物股线粘结在一起以形成结网层,其中结网层中邻近的聚合物股线沿着它们的相应长度在多个位置处间歇性地粘结,其中结网层具有相背的第一主表面和第二主表面,其中聚合物条带具有至少为2:1(在一些实施方案中,至少3:1)的厚度宽度纵横比,以及由它们的宽度和长度限定的次表面,并且其中多个聚合物条带的次表面粘结到结网层的第一主表面。
在另一方面,本公开描述了包括至少一个腔、分配表面、以及至少一个腔和分配表面之间的流体通道的挤出模具,其中分配表面具有由第二分配孔口的阵列和第三分配孔口的阵列分开的第一分配孔口的阵列,其中第三分配孔口的阵列设置在第一分配孔口的阵列和第二分配孔口的阵列的上方或下方,其中第一分配孔口、第二分配孔口和第三分配孔口各自具有高度和宽度,其中第三分配孔口各自具有至少为5:1的高度宽度纵横比,并且其中至少一个第三分配孔口完全地设置在第一分配孔口的上方或下方。
在另一方面,本公开提供了制备本文所述的聚合物结网的方法,该方法包括:
提供本文所述的挤出模具;
以第一速度从第一分配孔口分配第一聚合物股线,同时以第二速度从第二分配孔口分配第二聚合物股线,以提供具有第一主表面和第二主表面的结网层,其中第二速度是第一速度的至少两倍;以及
同时将聚合物条带从第三分配孔口分配到结网层的第一主表面上。
在本专利申请中:
“弹性的”是指表现出从拉伸或变形复原的任何材料(诸如0.002mm至0.5mm厚的膜)。在一些实施方案中,如果材料在施加拉伸力时可以被拉伸到比其初始长度大至少25%(在一些实施方案中,至少50%)并且在释放拉伸力时可以复原到其伸长率的至少40%,则该材料可被视为是弹性的。
以百分比表示的“伸长率”是指{(延伸长度-初始长度)/初始长度}×100。
聚合物条带的主表面是由条带的高度和长度限定的表面。
“结网”在本文中用于描述构造,因为位于条带与股线之间,例如位于条带和股线粘结在一起的区域之间存在间距。
“条带”是指聚合物结网中的具有大致矩形或长方形横截面的纵向延伸的元件。本文所公开的聚合物结网中可存在的条带是除了高度宽度纵横比为至少3:1、至少5:1或至少7:1的那些之外的条带。换句话讲,聚合物结网中不是所有具有矩形横截面的元件都需要具有至少3:1、至少5:1或至少7:1的高度宽度纵横比。聚合物股线也可具有矩形横截面。
本文所述的聚合物结网可用于例如吸收制品中。例如,吸收制品包括本文所述的聚合物结网,液体不可渗透的背片,和吸收芯,其中吸收芯位于聚合物结网和背片之间,聚合物结网位于吸收芯和背片之间,或聚合物结网位于吸收芯内。
附图说明
图1是本文所述的聚合物结网的示例性实施方案的透视图。
图2是本文所述的聚合物结网的示例性实施方案的平面的示意性横截面图,其中聚合物结网具有百叶窗状的条带。
图3是适用于能够形成图1的聚合物结网的垫片序列的垫片的示例性实施方案的平面图。
图4是适用于垫片序列(诸如图3中所示的垫片序列)的垫片的另一个示例性实施方案的平面图。
图5是适用于垫片序列(诸如图3中所示的垫片序列)的垫片的另一个示例性实施方案的平面图。
图6是适用于垫片序列(诸如图3中所示的垫片序列)的垫片的另一个示例性实施方案的平面图。
图7是使用图3至图6的垫片以适合形成根据图1的聚合物结网的垫片序列的详细透视组。
图8是采用图7的垫片序列的挤出模具的分解透视图。
图9是图8的部分组装的挤出模具的透视图。
图10是实施例1的聚合物结网的平面图的照片。
图11是实施例2的聚合物结网的平面图的照片。
图12是实施例3的聚合物结网的平面图的照片。
图13是本文所述的吸收制品的实施例的示意性分解图。
图14是本文所述的用作包裹物的聚合物结网的脚部显示实施方案的透视图。
具体实施方式
参考图1和图2,示例性聚合物结网99包含聚合物条带102和聚合物股线104和104'。股线104和104'可具有相同或不同的材料,和/或具有相同或不同的尺寸。每个聚合物条带102和聚合物股线104具有长度、宽度和厚度(例如,长度102a,104a,宽度102b,104b和厚度102c,104c),其中长度为最长尺寸并且宽度为最短尺寸,长度和宽度彼此垂直,并且厚度垂直于长度和宽度。聚合物股线104,104'在112处粘结在一起,以形成结网层114。结网层114中的邻近的聚合物股线沿着它们的相应长度在多个位置116处间歇性地粘结。结网层114具有相背的第一主表面和第二主表面120,121。聚合物条带102具有至少为2:1(在一些实施方案中,至少3:1)的厚度宽度纵横比和由它们的宽度和长度限定的次表面124。多个聚合物条带110的次表面124粘结到结网层114的第一主表面120。
在一些实施方案中,每个聚合物条带仅粘结到聚合物股线中的一个。在一些实施方案中,每个聚合物条带间歇性地粘结到聚合物股线。在一些实施方案中,每个聚合物条带沿着股线的长度连续地粘结。在一些实施方案中,聚合物条带中的至少一些具有的宽度小于聚合物股线中的至少一些的宽度。在一些实施方案中,聚合物条带中的至少一些具有的高度大于聚合物股线中的至少一些的高度。在一些实施方案中,第二多个聚合物条带的次表面粘结到结网层的第二主表面。
本文所述的结网可以由包括下列各步骤的方法制备:
提供本文所述的挤出模具;
以第一速度从第一分配孔口分配第一聚合物股线,同时以第二速度从第二分配孔口分配第二聚合物股线,以提供具有第一主表面和第二主表面的结网层,其中第二速度是第一速度的至少两倍;以及
同时将聚合物条带从第三分配孔口分配到结网层的第一主表面上。
尽管其它方法可是可用的,但是本文所公开的聚合物结网的任何实施方案都可以通过根据本公开的挤出模具和/或方法便利地制备。根据本公开的挤出模具具有从模具内的腔到分配孔口的多个通道。分配孔口各自具有宽度,该宽度是与特定聚合物条带或聚合物股线的宽度对应的尺寸;以及高度,该高度是与所得的挤出聚合物结网的厚度和特定聚合物条带或聚合物股线的高度对应的尺寸。
在制备根据本公开的聚合物结网的挤出模具和方法中,挤出模具具有至少一个腔、分配表面以及位于至少一个腔与分配表面之间的流体通道。分配表面具有由第二分配孔口的阵列分开的第一分配孔口的阵列。这意味着,对于任何两个第一分配孔口,位于它们之间存在至少一个第二分配孔口。然而,对于任何两个第一分配孔口,位于它们之间可能存在多于一个第二分配孔口,并且位于它们之间可以并列型构型存在除第二分配孔口之外的分配孔口。
流体通道能够物理地分开来自至少一个腔(例如,第一腔和第二腔,以及任选地,挤出模具内的任何另外的模腔)的聚合物,直到流体通道进入分配孔口。模具内不同通道的形状可相同或不同。通道横截面形状的实施例包括圆形、正方形、和矩形形状。这些横截面形状、聚合物材料的选择以及模具膨胀可以影响条带和股线的横截面形状。
在一些实施方案中,大多数第三分配孔口完全地设置在第一分配孔口的上方或下方。在一些实施方案中,大多数第三分配孔口完全地设置在第一分配孔口的上方。在一些实施方案中,大多数第三分配孔口完全地设置在第一分配孔口的下方。在一些实施方案中,所有第三分配孔口完全地设置在第一分配孔口的上方或下方。在一些实施方案中,所有第三分配孔口完全地设置在第一分配孔口的上方。在一些实施方案中,所有第三分配孔口完全地设置在第一分配孔口的下方。
在一些实施方案中,第一分配孔口和第二分配孔口被布置成跨分配表面的单行。
在一些实施方案中,挤出模具包括至少第一腔和第二腔、第一腔与第一分配孔口之间的第一流体通道以及第二腔与第二分配孔口之间的第二流体通道。
在一些实施方案中,挤出模具包括至少第一腔、第二腔和第三腔、第一腔与第一分配孔口之间的第一流体通道、第二腔与第二分配孔口之间的第二流体通道和第三腔与第三分配孔口之间的第三流体通道。
在根据本公开的方法的一些实施方案中,以第一速度从第一分配孔口分配聚合物条带,同时以第二速度从第二分配孔口分配聚合物股线,并且第二速度是第一速度的至少2倍。在一些实施方案中,第二速度在第一速度的2倍至6倍或2倍至4倍的范围内。在挤出模具包括至少第一腔和第二腔的一些实施方案中,以第一压力向挤出模具的第一腔提供第一聚合物组合物,以便以第一速度从第一分配孔口的阵列分配聚合物条带,以第二压力向挤出模具的第二腔提供第二聚合物组合物,以便以第二速度从第二分配孔口的阵列分配聚合物股线,其中第二速度是第一速度的至少2倍(在一些实施方案中,2倍至6倍或2倍至4倍)。
虽然可使聚合物条带或聚合物股线振荡,但是在聚合物股线处于振荡时,通常会观察到较大的粘结区域。因此,在下文所述的方法中,聚合物股线被描述为振荡股线。
聚合物条带和聚合物股线的尺寸可以例如通过挤出聚合物的组合物、挤出股线的速度,和/或孔口设计(例如,横截面积(例如,孔口的高度和/或宽度))进行调节。如例如美国专利公布号2014/234606(Ausen等人)中所提出,根据聚合物组合物的种类以及腔内的压力,具有在面积上为第二聚合物孔口的三倍的第一聚合物孔口的分配表面可无法生成具有高度大于聚合物股线的聚合物条带的网。在根据本公开的挤出模具和方法的实施方案中,孔口的高度宽度纵横比为至少5:1。
便利地,根据本公开和/或可用于实践本公开的挤出模具可由多个垫片构成。多个垫片共同限定至少一个腔、分配表面以及位于至少一个腔与分配表面之间的流体通道。在一些实施方案中,多个垫片包括多个垫片序列,其中每个垫片序列包括提供至少一个腔和第一分配孔口的至少一个之间的第一流体通道的至少一个第一垫片、以及提供至少一个腔与第二分配孔口的至少一个之间的第二流体通道的至少一个第二垫片。在一些实施方案中,垫片共同限定第一腔和第二腔,挤出模具具有与第一腔流体连通的多个第一分配孔口并且具有与第二腔流体连通的多个第二分配孔口。
在一些实施方案中,垫片将根据提供各种不同类型的垫片序列的方案来进行组装。由于不同的应用可具有不同的要求,因此序列可以具有各种不同数量的垫片。序列可为不局限于特定区中的特定重复次数的重复序列。或者序列可为非规则重复的,但是可使用不同的垫片序列。
在图3至图7中示出了可用于提供根据本公开的聚合物结网的多个垫片。现在参考图3,示出了垫片100的平面图。垫片100可用于图7中所示的垫片序列1000。可用于该序列的其他垫片示于图4、图5和图6中。垫片100具有第一孔110a、第二孔110b、第三孔110c以及第四孔110d。当垫片序列1000组装时,垫片100,200,300和400中的第一孔110a,210a和310a以及410a共同限定第一腔1012a的至少一部分。类似地,垫片100,200,300和400中的第二孔110b,210b,310b和410b共同限定第二腔1012b的至少一部分;垫片100,200,300和400中的第三孔110c,210c,310c和410c共同限定第三腔1012c的至少一部分;并且垫片100,200,300和400中的第四孔110d,210d,310d和410d共同限定第四腔1012d的至少一部分。垫片100具有若干孔穴147,以允许例如用于保持垫片100和下文将描述的其它垫片的螺栓进入组件中。垫片100具有分配表面167,并且在该具体实施方案中,分配表面167具有:分度沟槽180,该分度沟槽可用于在将垫片组装到模具中期间方便地将垫片与具有适当形状的键对齐;以及有助于验证模具已经以所需方式组装的识别凹口182。垫片100具有肩部190和192,该肩部可以结合图8和图9通过下文所述的压缩块2204方便地接合。垫片100具有分配开口156但是在分配开口156和孔110a,110b,110c或110d中的任何一个之间不具有一体式连接。不存在经由例如通道168a例如从腔110a至分配开口156的连接,但是当如组装图1000(参考图7)中所示,将垫片100与200和300和400组装在一起时,具有到分配表面的流动路径1068a。导管154(特别是其端部处的分配开口156)的尺寸可以被设计成提供从其挤出的聚合物股线所需的尺寸。分配开口156的尺寸以及通道158a的尺寸也会影响所需的股线速度。
现在参考图4,示出了垫片200的平面图。垫片200具有第一孔210a、第二孔210b、第三孔210c以及第四孔210d。当垫片200与图7中所示的其它垫片一起组装时,孔210a有助于限定第一腔1012a,孔210b有助于限定第二腔1012b,孔210c有助于限定第三腔1012c,并且孔210d有助于限定第四腔1012d。垫片200具有若干孔穴247,以允许例如用于保持垫片200和下文将描述的其它垫片的螺栓进入组件中。垫片200具有分配表面267,并且在该具体实施方案中,分配表面267具有分度沟槽280和识别凹口282。垫片200也具有肩部290和292。不存在从腔中的任何一个到分配表面267的通道,因为该垫片沿着模具的宽度形成了非分配区域。在使用时,一个或多个垫片200将制备聚合物股线104'和百叶窗状条带102的垫片100和300与制备聚合物条带104的垫片400分隔开。
现在参考图5,示出了垫片300的平面图。垫片300具有第一孔310a、第二孔310b、第三孔310c以及第四孔310d。当垫片300与图7中所示的其它垫片一起组装时,孔310a有助于限定第一腔1012a,孔310b有助于限定第二腔1012b,孔310c有助于限定第三腔1012c,并且孔310d有助于限定第四腔1012d。垫片300具有若干孔穴347,以允许例如用于保持垫片300和下文将描述的其它垫片的螺栓进入组件中。垫片300具有分配表面367,并且在该具体实施方案中,分配表面367具有分度沟槽380和识别凹口382。垫片300也具有肩部390和392。垫片300具有分配开口356但是位于分配开口356和孔310a,310b,310c和310d中的任何一个之间不具有直接一体式连接。虽然,垫片300内不存在经由例如通道368a例如从孔310a至分配开口356的连接,但是当如序列1000(参见图7)中所示,将垫片300与垫片100,200和400组装在一起时,具有到分配表面的流动路径1068a。分配表面367也具有分配开口357,其类似地具有通过包括通道368c的路径通过第三维度到腔1012c的连接。在模具操作期间,从分配开口357分配的材料将形成百叶窗状条带。
现在参考图6,示出了垫片400的平面图。垫片400具有第一孔410a、第二孔410b、第三孔410c以及第四孔410d。当垫片400与图7中所示的其它垫片一起组装时,孔410a有助于限定第一腔1012a,孔410b有助于限定第二腔1012b,孔410c有助于限定第三腔1012c,并且孔410d有助于限定第四腔1012d。垫片400具有若干孔穴447,以允许例如用于保持垫片400和上述其它垫片的螺栓进入组件中。垫片400具有分配表面467,并且在该具体实施方案中,分配表面467具有分度沟槽480和识别凹口482。垫片400也具有肩部490和492。垫片400具有分配开口456但是位于分配开口456和孔410a,410b,410c和410d中的任何一个之间不具有直接一体式连接。虽然在整个垫片400内不存在经由例如通道468b例如从孔410b至分配开口456的连接,但是当如序列1000(参考图7)中所示,将垫片400与垫片100,200和300组装在一起时,具有到分配表面的流动路径1068b。
图7示出了垫片序列(统称为1000)的透视组装图,所述垫片序列采用图3至图6的垫片,以便制备如图1所示的聚合物结网99。从左进行到右,序列1000包括有助于股线104的一个垫片100、有助于股线104'和百叶窗状条带102的两个垫片300、一个垫片100、用作分隔件的四个垫片200、挤出股线104的八个垫片400以及用作分隔件的四个垫片200。当结合包括垫片序列1000的多个实例的图8和图9如下面所论述组装挤出模具(2000)时,该模具将包括至少一个腔(在所述实施方案中多于一个腔,包括1012a,1012b和1012c)。其将具有分配表面(由分配表面167,267,367和467共同限定)。其将位于至少一个腔和分配表面之间具有流体通道(在所述实施方案中多于一个流体通道,包括1068a,1068b和1068c)。模具的共同分配表面将具有由第二分配孔口的阵列(由各种不同的垫片400上的分配孔口456共同限定)和第三分配孔口的阵列(由各种不同的垫片300上的分配孔口357共同限定)分隔开的第一分配孔口的阵列(由各种不同的垫片300上的分配孔口356共同限定),其中第三分配孔口的阵列设置在第一分配孔口的阵列和第二分配孔口的阵列上方或下方。第一分配孔口、第二分配孔口和第三分配孔口各自具有高度和宽度,其中第三分配孔口各自具有至少为5:1的高度宽度纵横比,并且其中至少一个第三分配孔口完全设置在第一分配孔口的上方或下方。
在图8和图9中示出了安装架的实施方案的分解透视图,该安装架适用于由垫片序列的多次重复构成的挤出模具。在本文所述的挤出模具的一些实施方案中,将存在大量非常薄的垫片(通常为数千个垫片;在一些实施方案中,为至少1000个、2000个、3000个、4000个、5000个、6000个、7000个、8000个、9000个或甚至至少10,000个),该垫片为各种不同类型(例如,垫片100,200,300和400)并且压缩位于两个端块(例如,2244a和2244b)之间。便利地,贯穿螺栓可以用于将垫片组装至端块2244a和端块2244b,从而穿过垫片中的孔穴447(典型)。入口配件2250a,2250b,2250c和2250d(未示出)分别设置在端块2244a和端块2244b上,用以将待挤出的材料引入挤出模具2000中。在一些实施方案中,入口配件2250a,2250b和2250c和入口配件2250d连接到常规类型熔融装置组件。在一些实施方案中,将筒式加热器2052插入挤出模具2000中的插座中,以将待挤出的材料在处于模具中时维持在所需的温度下。本领域普通技术人员可认识到除所示实施方案中示出的那种之外的用于组装挤出模具的替代方案。在一些实施方案中,组装好的垫片(方便地在端块之间用螺栓连接)进一步包括用于支撑垫片的歧管主体(未示出)。歧管主体在其中具有至少一个(或多个(例如,两个或三个、四个或更多个))歧管,该歧管具有出口。膨胀密封件(例如,由铜或其合金制备)被设置成以便密封歧管主体和垫片,使得膨胀密封件限定腔中的至少一个的一部分(在一些实施方案中,所有腔的一部分),并且使得膨胀密封件允许歧管与腔之间形成管道。
压缩块2204具有便利地接合垫片上的肩部(例如,400上的490和492)的凹口2206。当将安装架2000完全组装好时,通过例如机械螺栓将压缩块2204附接至后板2208。现在参见图9,示出了图8的安装架2000处于部分组装状态下的透视图。几个垫片(例如,400)处于它们的组装位置,以示出它们如何装配位于安装架2000内,但为了视觉上清晰,已省略了用于组成组装模具的大多数垫片。
在上文所述的垫片和序列的任合一个中,垫片可以具有在50微米至500微米范围内的厚度,然而这个范围之外的厚度也是可用的。对于较宽的流体通道和分配孔口,可将数个厚度较小的垫片堆叠在一起,或者可使用具有所需通道宽度的单个垫片。垫片通常是金属的,例如,不锈钢。为了减小热循环下的尺寸变化,通常对金属垫片进行热处理。可以通过常规技术制备垫片,包括电线放电和激光加工。通常,通过堆叠多个片材并且然后同时产生所需开口来同时制备多个垫片。流动通路的可变性优选地位于0.025mm(1密耳)内,更优选地位于0.013mm(0.5密耳)内。紧紧地压缩垫片,以阻止垫片之间出现间隙和聚合物泄漏。例如,通常使用直径为12mm(0.5英寸)的螺栓,并且在挤出温度下将其紧固到其推荐的额定扭矩。另外,对准垫片,以通过挤出孔口提供均匀的挤出,因为未对准可以导致从模具成一定角度挤出股线,这阻碍了网所需的粘结。如上所述,为帮助对准,可以在垫片中切割出分度沟槽以接收对准键。另外,振动台可以用于提供挤出顶端的平滑表面对准。
通常,流体通道具有在50微米至3mm范围内的高度,并且长度小于5mm(对于渐渐变小的通道厚度,通常优选的是较小的长度),然而这些范围之外的高度和长度也是可用的。第一分配孔口的高度可在50微米至3毫米(mm)的范围内。在一些实施方案中,第一分配孔口的高度大于750微米。在这些实施方案的一些中,第一分配孔口的高度在大于750微米至3mm(例如,0.775mm至3mm或0.8mm至2.6mm)的范围内。在一些实施方案中,第一分配孔口或第二分配孔口中的至少一个的高度小于750微米。在这些实施方案的一些中,第一分配孔口和第二分配孔口的高度在0.1mm至小于750微米(例如,0.3mm至0.745mm或0.5mm至0.745mm)的范围内。
在可用于挤出聚合物的模具的一些实施方案中,第一分配孔口和第二分配孔口中的每个均具有宽度,并且第一分配孔口和第二分配孔口中的每个至少由相应分配孔口的宽度分隔开并且最多是相应分配孔口的宽度的2倍。当分配孔口具有不同宽度时,第一孔口和第二孔口之间的分隔间距可至少为较宽开口的宽度并且最多是较宽开口的宽度的2倍。孔口之间的间距应当足以在股线离开模具时维持邻近的股线之间的距离。这个间距容纳分配顶端的模具膨胀。如果孔口之间的间距过大,则股线和条带在以不同速度挤出之后将不会重复地彼此碰撞并且将不会形成聚合物结网的重复粘结。
一般来讲,已经观察到股线粘结的速率与以较快速度挤出的聚合物股线或条带的挤出速度成正比。另外,已经观察到该粘结速率可以例如对于给定的孔口尺寸通过增加聚合物流速或对于给定的聚合物流速通过减小孔口面积来提高。还已经观察到,粘结之间的距离与股线粘结的速率成反比,并且与将网拉离模具的速度成正比。因此,据信,粘结之间的距离和网基重可以独立地由孔口横截面积的设计、带离速度和聚合物的挤出速率来控制。例如,可以通过以相对高的聚合物流速、相对低的结网带离速度、使用具有相对小的第二孔口面积的模具来制备具有相对短的粘结节距的相对高的基重结网。
尽管在图3至图9中所示的实施方案中,第一分配孔口和第二分配孔口是共线的,但这不是必需的。在一些实施方案中,第一分配孔口彼此共线,并且第二分配孔口彼此共线,但第一分配孔口和第二分配孔口不重叠。当第一分配孔口和第二分配孔口不彼此重叠时,可期望水平地挤出股线。
虽然上文结合图3至图9所述的挤出模具和方法的实施方案从独立的腔提供聚合物结网的聚合物条带和聚合物股线,但是其他实施方案包括提供包括彼此邻近定位的多个垫片的挤出模具,该垫片共同限定腔,该挤出模具具有与腔流体连通的多个第一分配孔口以及与腔流体连通的多个第二分配孔口,使得第一分配孔口和第二分配孔口是交替的。在这些实施方案中,以第一速度从第一分配孔口分配聚合物条带,同时以第二速度从第二分配孔口分配聚合物股线,其中第二速度是第一速度的至少2倍(在一些实施方案中,2倍至6倍或4倍至6倍)。由于仅存在一个腔,因此所得结网中的聚合物条带和聚合物股线由相同的组合物制备。为了从具有仅一个腔的挤出模具制备聚合物结网,可使用垫片序列,诸如美国专利公布2014/234606(Ausen等人)中图44至图48所示的垫片序列,其中的修改是提供用于提供聚合物条带的第一分配孔口的垫片具有至少5:1的纵横比并且可缺乏从分配孔口倒退的限制。
在上述实施方案的任何一个中,上述聚合物结网和方法中的聚合物组合物可相同或不同。在一些实施方案中,聚合物条带和聚合物股线包含不同的聚合物组合物。可使用第一腔和第二腔中的不同聚合物组合物,通过采用上述方法的任何实施方案的挤出,来制备这些网。聚合物条带和聚合物股线中的不同聚合物组合物可被选择用于其表面特性或其本体特性(例如,拉伸强度、弹性、微观结构、颜色、折射率等)。此外,聚合物组合物可以被选择以提供聚合物结网中的特定功能或美观特性,诸如亲水性/疏水性、弹性、柔软性、硬度、刚度、弯曲性或颜色。就聚合物组合物而言的术语“不同的”也可以是指以下项中的至少一种:(a)至少一个红外峰值的至少2%的差异,(b)至少一个核磁共振峰值的至少2%的差异,(c)数均分子量的至少2%的差异,或(d)多分散性的至少5%的差异。在一些实施方案中,至少聚合物条带为弹性的或聚合物股线为弹性的。
在本文所公开的方法的任何实施方案中,用于制备聚合物条带和聚合物股线的聚合物被选择成彼此相容,使得聚合物条带和聚合物股线在粘结区粘结在一起。粘结通常是指熔融粘结,并且聚合物股线和聚合物条带之间的粘结可以被认为是熔融粘结的。粘结发生在相对较短的时间段(通常少于1秒)内。聚合物条带的主表面上的粘结区以及聚合物股线通常通过空气和自然对流和/或辐射冷却。在一些实施方案中,在选择用于聚合物条带和聚合物股线的聚合物的过程中,可期望选择具有偶极相互作用(或H-键)或共价键的粘结股线的聚合物。已经观察到通过增加熔融聚合物条带和聚合物股线的时间以使得聚合物之间能够更加地相互作用,从而改善股线之间的粘结。通常已经观察到通过减小至少一种聚合物的分子量和/或引入另外的共聚单体来改善聚合物的相互作用和/或降低结晶的速率或量,从而改善聚合物的粘结。
可以用于制备聚合物结网的聚合物材料的实施例包括热塑性聚合物。用于聚合物结网的合适的热塑性聚合物包括:聚烯烃均聚物,诸如聚乙烯和聚丙烯;乙烯、丙烯和/或丁烯的共聚物;包含乙烯的共聚物,诸如乙烯醋酸乙烯酯和乙烯丙烯酸;基于乙烯甲基丙烯酸或乙烯丙烯酸的钠盐或锌盐的离聚物;聚氯乙烯;聚偏氯乙烯;聚苯乙烯和聚苯乙烯共聚物(苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯丙烯腈共聚物);尼龙;聚酯,诸如聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚乙烯丁酸酯和聚萘二甲酸乙二醇酯;聚酰胺,诸如聚(己二酰己二胺);聚氨酯;聚碳酸酯;聚(乙烯醇);酮类,诸如聚醚醚酮;聚苯硫醚;聚丙烯酸酯;纤维素塑料;氟塑料;聚砜;硅氧烷聚合物;以及它们的混合物。根据本公开的模具和方法也可用于共挤出可以(例如,通过热或辐射)交联的聚合物材料。当使用热固化树脂时,可以加热模具以开始进行固化,从而调整聚合物材料的粘度和/或对应模腔中的压力。在一些实施方案中,聚合物条带或聚合物股线中的至少一种由聚烯烃(例如,聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、乙烯共聚物、丙烯共聚物、丁烯共聚物以及这些材料的共聚物和共混物)制备。
在一些实施方案中,聚合物条带是弹性的,聚合物股线是弹性的,或聚合物条带和聚合物股线两者均是弹性的。例如,第二聚合物组合物可包括热塑性弹性体,诸如ABA嵌段共聚物、聚氨酯弹性体、聚烯烃弹性体(例如茂金属聚烯烃弹性体)、聚酰胺弹性体、乙烯醋酸乙烯酯、聚乙烯醚、丙烯酸(尤其是具有长链烷基的那些)、聚α-烯烃、沥青、硅氧烷、聚酯弹性体和天然橡胶。ABA嵌段共聚物弹性体通常为这样的弹性体,其中A嵌段为聚苯乙烯系,并且B嵌段为共轭双烯(例如,低级亚烷基双烯)。A嵌段通常主要由取代(例如,烷基化)或未取代的苯乙烯系部分(例如,聚苯乙烯、聚(α甲基苯乙烯)或者聚(叔丁基苯乙烯))形成,并具有约4,000克/摩至50,000克/摩尔的平均分子量。B嵌段通常主要由可取代或未取代的共轭双烯(例如,异戊二烯、1,3-丁二烯或者乙烯-丁烯单体)形成,并且其平均分子量为约5,000克/摩尔至500,000克/摩尔。A嵌段和B嵌段可以例如线性、放射状或者星状构型来进行构造。ABA嵌段共聚物可包含多个A嵌段和/或B嵌段,嵌段可由相同或不同的单体制备。典型的嵌段共聚物为线性ABA嵌段共聚物,其中A嵌段可相同或不同,或者为具有多于三个嵌段且主要由A嵌段封端的嵌段共聚物。多嵌段共聚物可包含例如一定比例的AB双嵌段共聚物,该AB双嵌段共聚物趋于形成更发粘的弹性体膜链段。其它弹性聚合物可以与嵌段共聚物弹性体共混,并且各种弹性聚合物可进行共混,以使其具有不同程度的弹性特性。
许多类型的热塑性弹性体可商购获得,包括以商品名“STYROFLEX”得自美国新泽西州弗洛勒姆帕克的巴斯夫公司(BASF,Florham Park,N.J.)、以商品名“KRATON”得自美国德克萨斯州休斯敦的科腾聚合物公司(Kraton Polymers,Houston,TX)、以商品名“PELLETHANE”、“ENGAGE”、“INFUSE”、“VERSIFY”以及“NORDEL”得自美国密歇根州米德兰的陶氏化学公司(Dow Chemical,Midland,Mich.)、以商品名“ARNITEL”得自荷兰海尔伦的帝斯曼公司(DSM,Heerlen,Netherlands)、以商品名“HYTREL”得自美国特拉华州威明顿的杜邦公司(E.I.duPont de Nemours and Company,Wilmington,DE)、以商品名“VISTAMAXX”得自美国德克萨斯州欧文的埃克森美孚公司(ExxonMobil,Irving,TX)的热塑性弹体等。
上述聚合物中的任何一种可用于本文所公开的聚合物结网中。例如,聚烯烃可与弹性体聚合物共混以降低聚合物组合物的模量,这可期望用于某些应用。此类共混物可以是或不是弹性的。
在一些实施方案中,可以用于制备聚合物结网的聚合物材料包括用于功能(例如,光学效果)和/或美观目的(例如,各自具有不同的颜色/色调)的着色剂(例如,颜料和/或染料)。合适的着色剂是本领域中已知用于各种聚合物材料中的那些着色剂。着色剂赋予的示例性颜色包括白色、黑色、红色、粉红色、橙色、黄色、绿色、浅绿色、紫色和蓝色。在一些实施方案中,对于聚合物材料中的一种或多种而言,期望的水平是具有一定程度的不透明度。用于具体实施方案中的着色剂量可以易于由本领域的技术人员确定(例如,以获得所需的颜色、色泽、不透明度、透射率等)。
在一些实施方案中,在结网中聚合物股线的单个股线或聚合物条带的单条条带可包含不同的聚合物组合物。例如,聚合物结网中聚合物股线中的至少一股可具有由一种聚合物组合物制成的芯部以及不同聚合物组合物的护套。可以如美国公布号2014/220328(Ausen等人)中所述挤出此类网,其公开内容以引用方式并入本文。其相背的主表面由不同聚合物组合物制备的网在2014年10月9日公布的共同未决的PCT公布号WO2014/164242中有所描述。
在本文所述的结网和/或由本文所述的方法制备的结网的一些实施方案中,粘结之间的距离可以在0.5mm至20mm的范围内(在一些实施方案中,在0.5mm至10mm的范围内)。在本文所述的结网和/或由本文所述的方法制备的结网的一些实施方案中,其具有在5g/m2至750g/m2范围内(在一些实施方案中,5g/m2至400g/m2或10g/m2至200g/m2)的基重。在本文所述的结网和/或由本文所述的方法制备的结网的一些实施方案中,其具有最多至4mm(在一些实施方案中,最多至3.5mm,3mm,2mm,1mm,0.75mm或小于0.75mm;在10微米至4mm、10微米至3.5mm、10微米至3mm、10微米至2mm、10微米至1mm、10微米至750微米、10微米至小于750微米、10微米至749微米、10微米至700微米,或10微米至650微米的范围内)的厚度。
本文所述的聚合物结网和/或如本文所述制备的聚合物结网可用于例如吸收制品中。因此,本公开提供包括根据本公开的聚合物结网的吸收制品。通常使用面向皮肤的流体可渗透的顶片、面向衣服流体不可渗透的背片和位于其间的吸收芯来构造个人护理吸收制品,诸如尿布、训练裤、成人失禁服装和女性卫生衬垫(例如卫生巾和护垫)和创伤护理吸收制品(例如,创伤敷料和绷带)。图13示出了本文所述的吸收制品4000的实施方案的实施例的分解示意图。在本文所述的吸收制品中,吸收芯4060通常插置位于聚合物结网和背片4040之间。聚合物结网可以用作例如顶片4010或采集/分配层4080中的至少一种。在所示实施方案中,聚合物结网形成顶片4010。当用作采集/分配层4080时,聚合物结网也可为位于吸收芯4060和背片4040之间,或位于吸收芯4060内(例如,两层面巾纸片4090之间)。
本文所述的聚合物结网可以有利地用作吸收制品中的顶片。参考图13,顶片4010是紧靠在使用者皮肤上的层,并且因此是接触液体或来自使用者的其他渗出物的第一层。顶片期望地用作若干目的,包括保持包含位于制品内的吸收材料,允许流体快速通过到吸收芯,提供用于被制品接触的皮肤的友好的、舒服的接触表面,保持皮肤清洁和干燥,以及有助于防止吸收的流体与皮肤接触。当用作卫生制品的顶片4010时,聚合物结网可具有这样的构型,在该构型中聚合物条带面对佩戴者并且聚合物股线面对卫生制品的吸收层。
聚合物结网可以具有以下特征中的至少一个:能够快速摄取流体,沿材料的纵向方向引导流体,提供高度抗再润湿性,在暴露于流体之后呈现面对表面的接触皮肤的干燥,以及由于条带状元件的柔性,因此由自然的身体运动驱动,为皮肤提供清洁作用,从而为使用这种新的顶片材料的吸收卫生制品的佩戴者提供更清洁和更干燥的皮肤。
在根据本公开的吸收制品中,背片(例如,图13中所示出的4040)(有时被称为外覆盖件)是离使用者最远的层。背片通常由热塑性薄膜(如聚乙烯膜)形成,液体基本上不可渗透该膜。背片用来防止吸收在吸收芯中的身体分泌物润湿或污染穿戴者的衣服、被褥或其它接触吸收制品的材料。用于背片的多种材料可适用于根据本公开的吸收制品。例如,背片可包括聚乙烯膜(例如,具有约0.5密耳(0.012毫米)至约5.0密耳(0.12毫米)的初始厚度)、被构造成或被处理成赋予所需水平的液体不可渗透性的织造或非织造纤维幅材、织造或非织造织物和热塑性膜或液体基本不可渗透的蒸气或气体可渗透的微孔“呼吸”材料的层压体。可用作背片的膜例如可以是压印的和/或经哑光处理的,以提供更美观的外观。
在本文所述的吸收制品中,吸收芯(例如,图13中所示的4060)通常包括可以吸收和容纳液体(例如,含水液体)的天然有机聚合物、合成有机聚合物,或改性的天然有机聚合物。在一些实施例中,聚合物是交联的。术语“交联”是指有效地使通常可溶于水的材料变为基本上不溶于水但具有溶胀性的材料的任何方式。此类吸收材料通常被设计成在通常不会释放的情况下快速吸收液体并且容纳液体。吸收芯的尺寸和吸收容量通常与预期佩戴者的尺码和由吸收制品的预期用途所赋予的液体负载一致。各种吸收剂可使用,例如纤维素材料(例如,木浆绒毛)、亲水性合成熔喷纤维、超吸收聚合物(SAP)、丙烯酸泡沫吸收剂(例如,美国专利号5,817,704(Shiveley等人)和其中所引用的参考文献中所述的通过例如高内相乳液的聚合制备的泡沫)以及其任何组合。可将吸收材料分区并且选择其组成,以将液体从涌入的初始位置移动到更远的储存位置。在一些实施方案中,吸收芯可以包括一个或多个基本亲水性的面巾纸片4090,以有助于保持例如吸收芯的结构的完整性。可为缠绕在一起以提供吸收芯的两个主面对表面的一种面巾纸片的面巾纸片可以包括吸收纤维素材料(例如,起皱填料或高润湿强度薄纸)。在一些实施方案中,面巾纸片可以被构造成将液体快速分配在吸收芯上方。在这些实施方案中,面巾纸片可被认为是分配层,其将流体从初始沉积点移动至需要存储的位置。
一些吸收制品包括采集层4080,该采集层可以用于快速接受涌入物,并且吸收、容纳、引导或以其它方式管理液体,使得液体不渗漏到制品外部。采集层也可被称为例如涌入层、吸入层、转移层或传送层。对于例如婴儿,采集层通常能够处理介于约60毫升(mL)和100毫升(mL)之间、涌入体积流速为约5毫升/秒至20毫升/秒的涌入物。采集层通常在与使用者皮肤相对的表面处的顶片下方。各种织造与非织造幅材和泡沫可以用于构造采集层。采集层可基本上由疏水的材料构成,并且该疏水材料可以任选地用表面活性剂处理或以其它方式处理,以赋予所需水平的润湿性和亲水性。在一些实施方案中,采集层4080可以具有大致均匀的厚度和横截面积。根据本公开的聚合物结网可用作与常规顶片)(例如,如下所述的非织造织物或有孔膜)结合的采集层(该常规顶片用作与常规采集层结合的顶片),或在一些实施方案中,用作常规顶片和采集层两者的替代物。换句话说,当根据本公开的聚合物结网用作顶片时,可消除对采集层的需要。
合适的常规附接技术可用于组装根据本公开的吸收制品。当用作顶片4010时,根据本公开的聚合物结网可使用粘合剂粘结(例如,使用水基粘合剂、溶剂型粘合剂或热活化粘合剂)、热粘结、超声粘结、针刺或针穿孔中的至少一种附接到吸收芯4060或采集层4080(如果使用)。当用作采集层4080时,根据本公开的聚合物结网也可以使用这些方法中的任何一种附接到常规顶片和吸收芯4060两者。如果使用粘合剂粘结,则在不过度限制流体流流入吸收芯4060中的情况下,添加的粘合剂的量应当足以提供一个或多个所期望水平的粘结。
当用作吸收制品中的顶片时,聚合物结网可以克服常规顶片材料的缺点。对于尿布、失禁制品和女性卫生衬垫常规类型的顶片而言,通常分为两个主要组:非织造织物和有孔膜。非织造织物的优点是柔软和布料般的感觉。非织造织物可以被制成亲水性(例如,通过用表面剂处理)以允许通过非制造织物向吸收剂的快速流体传送。由于少量的流体被保留在非织造织物中,此类亲水性材料可能倾向于导致用户感觉到湿气。非织造织物中保留的流体也使得流体更易看见,这是不期望的。一些亲水性非织造织物也具有将流体朝向衬垫的侧边边缘引导的倾向,可能有助于侧边泄漏。为了实现非织造织物顶片中的柔软性和干燥感觉,有时非织造织物由疏水纤维制备。疏水纤维的使用通常导致改善的干燥感觉,但是疏水非织造物可不允许流体快速传送到衬垫中。有时疏水非织造物可以导致流体在衬垫表面上沉积,这也可以导致泄漏。使用有孔膜作为吸收制品的顶片的优点是当渗出物穿过膜层并且到衬垫内部中时,它们提供相对清洁和干燥的表面。此类基于膜的垫片的缺点是它们不提供非织造织物顶片提供的柔软性和舒适度。
在用作吸收制品中,根据本公开的聚合物结网的结构(其中它的聚合物条带通过显著较短的聚合物股线彼此分隔开)沿着聚合物条带的长度产生多个空气流动通路,并且其允许空气在吸收剂和佩戴者的皮肤之间循环,即使当远离吸收剂的聚合物条带的第一边缘与佩戴者的皮肤接触时。不存在常规顶片材料的这些通路可以提供干燥和舒适的感觉。在聚合物股线的高度的上方延伸的聚合物条带的第一边缘响应于施加到它们(例如,通过用户的移动)上的任何侧向力而自由地挠曲和弯曲。聚合物条带的柔韧性增加了紧靠用户皮肤的柔软性的感觉。据信,聚合物条带弯曲的能力允许它们在吸收制品相对于用户皮肤稍微偏移其位置时提供清洁作用。当聚合物条带接触用户皮肤时,用户的小动作(例如,行走)可以导致聚合物条带弯曲,这可允许聚合物条带与用户皮肤上的液体滴接触,并且将其下拉以接触吸收剂。以这种方式,聚合物条带用作微型刮板,以将液体从皮肤移除。
借助根据本公开的聚合物结网和/或者根据本文公开的方法制备的聚合物结网,可能有用的是,使聚合物条带在吸收制品的一个部分中比在其他部分中更大程度地远离彼此展开。将展开的聚合物结网附接到吸收剂或制品的另一层有用于将幅材保持在这种展开状态。在某些位置中的展开允许聚合物结网的性能受到调控以提供例如制品的侧向中心线附近而不是制品的侧向边缘附近的不同摄取速率和其它性能特性。然而,在一些实施方案中,可需要跨越聚合物结网的整个宽度在横向上一致地展开幅材。
当聚合物结网用于吸收制品中时,选择用于聚合物条带和聚合物股线的聚合物组合物可根据需要为疏水性的或亲水性的。另外的材料改性剂(例如,表面剂)可以被添加到聚合物条带或聚合物股线中的至少一者,以改变它们的疏水性或调控液体怎样与聚合物结网相互作用。例如,为了通过聚合物结网的更快地流体渗透,聚合物条带可制备成相对亲水,而聚合物股线可制备成疏水性以最小化再润湿。
本文所述的聚合物结网和/或由本文所述的方法制备的聚合物结网的示例性实施方案也可用作例如清洁设备诸如擦拭物或海绵的一部分。由与吸收制品连接的上述聚合物条带提供的清洁作用也可使得本文所述的聚合物结网和/或由本文所述的方法制备的聚合物结网可用于清洁硬表面。很多时候,清洁片的被清洁表面过于平坦,因此仅清洁片的前缘将负载有材料。已经公开了用于使清洁片具有凸起部分或使清洁片具有凹陷部分,从而更有效地将污垢、粉尘和碎屑捕获和保留在整个工作表面上的各种技术;参考例如美国专利号7,757,334(Patel等人),和美国专利申请公布号2007-0136967(Tochacek等人)和号2009-0144923(Tuman等人)。据信聚合物条带的第一边缘可以用于清洁擦拭物或海绵的工作表面,以在使用期间捡拾碎屑,并且聚合物结网结构中的通道可帮助将碎屑递送至擦拭物或海绵内的保持表面。
本文所述的聚合物结网和/或由本文所述的方法制备的聚合物结网的实施方案也可用作例如弹性包裹物。此类包裹物可以用于例如医疗和运动应用。例如,根据本公开的聚合物结网可以用于压缩治疗,其中施加到血管元件的外部压力的应用增加了空隙压力。在静脉回流和各种症状(例如,静脉溃疡和水肿)的减轻方面所得的改善使得压缩治疗成为静脉和淋巴疾病的可用的治疗方法,例如,在作为包裹物5000的使用中,本文所述的聚合物结网和/或由本文所述的方法制备的聚合物结网示出在图14中。包裹物5000的网结构允许双向拉伸和高透气性。可使用任何常规的紧固件(例如,粘合剂或机械紧固件)固定该包裹物。
在作为包裹物的使用中,当本文所述的聚合物结网和/或由本文所述的方法制备的聚合物结网中的聚合物条带在其实施方案的任何一个中被定位成与佩戴者皮肤接触时,在聚合物股线的高度上方延伸的聚合物条带响应于任何施加至这些条带的顶端上的侧向力而自由挠曲或弯曲。换句话说,聚合物条带的端部在聚合物股线的上方自由弯曲。由于这种运动,据信在磨损期间的微肌运动比不具有这种偏转行为的弹性包裹物更舒适。聚合物条带的偏转使得压缩包裹物感觉柔软和海绵般的触觉。
本文所述的聚合物结网和/或由本文所述的方法制备的聚合物结网的实施方案(其中聚合物条带和聚合物股线为不同的颜色),用作包裹物的聚合物结网可以例如具有独特的美学魅力。在聚合物条带和聚合物股线中使用不同的颜色可以导致晕彩,其中根据视觉角度包裹物的颜色似乎不同。因此,在一些实施方案中,根据本公开可用作包裹物的聚合物结网具有的颜色与聚合物股线的颜色不同。
在一些应用中,本文所述的聚合物结网和/或由本文所述的方法制备的聚合物结网的实施方案可以用于例如为过滤包在过滤层之间提供间隔和/或为过滤介质提供刚度和支撑。在一些实施方案中,可以使用若干层结网,其中,每一层都被定位成提供最佳的过滤。另外,在一些实施方案中,本文所公开的一些聚合物结网和/或由本文所述的方法制备聚合物结网的弹性特征可以适应在过滤器充满时的过滤器膨胀。
除了上述应用之外,本文所述的聚合物结网和/或由本文所述的方法制备的聚合物结网可用于各种其它应用中,包括用作手术衣和长袍的表面层、铸造衬垫、胶带(包括用于医疗应用)、害虫控制制品(例如蚊帐)、土工织物应用(例如侵蚀控制纺织品)、衣服中的水/蒸汽管理、非织造制品(例如纸巾)的增强、自膨胀制品(例如,用于包装),其中通过拉伸聚合物结网来增加聚合物结网的厚度(其中聚合物条带和聚合物股线具有非常不同的模量或弹性),地板覆盖物(例如地毯和临时垫)、抓握支撑件(例如,用于工具和运动用品)和图案涂覆的粘合剂。
在一些实施方案中,将本文所述的聚合物结网和/或由本文所述的方法制备的聚合物结网接合到载体,以便于处理或制备用于所选择应用的层压体。例如,可通过层压(例如,挤出层压)、粘合剂(例如,压敏粘合剂)或其它粘结方法(例如,超声波粘结、压缩粘结或表面粘结)将聚合物结网接合到载体。
该载体可是连续的(即没有任何贯穿的孔洞)或不连续的(例如,包括贯穿的穿孔或小孔)。载体可包含多种合适的材料,包括织造幅材、非织造幅材(例如,纺粘幅材、水刺幅材、气流成网幅材、熔吹幅材以及粘结梳理成网幅材)、织物、塑性膜(例如,单层或多层膜、共挤出膜、侧向层压膜或包含泡沫层的膜),以及它们的组合。在一些实施方案中,载体为纤维材料(例如,织造织物、非织造织物或针织材料)。用于形成用于纤维载体的热塑性膜或热塑性纤维的材料的示例包括聚烯烃(例如,聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、乙烯共聚物、丙烯共聚物、丁烯共聚物,以及这些聚合物的共聚物和共混物)、聚酯和聚酰胺。纤维也可是多组分纤维,例如,具有一种热塑性材料的芯部和另一种热塑性材料的护套。在一些实施方案中,载体包含多个非织造材料层,其具有例如至少一层熔喷非织造织物层和至少一层纺粘非织造织物层,或任何其他合适的非织造材料的组合。例如,载体可为纺粘-熔粘-纺粘、纺粘-纺粘或纺粘-纺粘-纺粘多层材料。或者,载体可为包含非织造织物层和致密膜层的复合幅材。有用载体可具有特定应用所需的任何合适的基重或厚度。对于纤维载体,基重可在例如至少约5克/平方米、8克/平方米、10克/平方米、20克/平方米、30克/平方米或40克/平方米,最多至约400克/平方米、200克/平方米或100克/平方米的范围内。载体的厚度可为最多至约5mm、约2mm或约1mm,和/或厚度可为至少约0.1mm、约0.2mm或约0.5mm。
在聚合物结网由热塑性材料制备的一些实施方案中,可以使用表面粘结或保持蓬松度的粘结技术将热塑性材料接合到纤维幅材载体。术语“表面粘结的”在涉及纤维材料的粘结时指的是纤维的至少一部分的纤维表面的部分以这样的方式熔融粘结到聚合物结网的至少一部分:使得基本上保持聚合物结网的初始(粘结前)形状,并且基本上保持聚合物结网的至少一部分在表面粘结区域中处于暴露条件下。定量地,表面粘结纤维与嵌入纤维的不同之处可在于,表面粘结纤维的表面积的至少约65%在纤维的粘合部分中聚合物结网上方为可见的。从多于一个角度进行检测对于使纤维的整个表面区域可见可是必要的。术语“保持蓬松度的粘结”在涉及纤维材料的粘结时是指粘结的纤维材料包括如下蓬松度,该蓬松度为在粘结过程之前或在不存在粘结过程的情况下材料表现出的蓬松度的至少80%。如本文所用,纤维材料的蓬松度是幅材占据的总体积(包括纤维以及没有被纤维占据的材料的空隙空间)与纤维材料单独占据的体积的比。如果纤维幅材的仅一部分与聚合物结网粘结,则通过将粘结区域中纤维幅材的蓬松度与非粘结区域中的幅材的蓬松度进行比较,就可容易地确定保持的蓬松度。在一些情况下可便利的是,将粘结幅材的蓬松度与相同幅材粘结之前的蓬松度进行比较,例如在纤维幅材整个与聚合物结网粘结的情况下。在这些实施方案的一些中,接合包括在纤维幅材载体正在移动时将受热的气态流体(例如,环境空气、除湿空气、氮气、惰性气体或其它气体混合物)喷射到纤维幅材载体的第一表面上;在连续幅材移动时将受热的流体喷射到聚合物结网的主表面上;以及使纤维幅材的第一表面与聚合物结网接触,使得纤维幅材的第一表面熔融粘结(例如,表面粘结或利用保持蓬松度粘结进行粘结)到聚合物结网。将受热的气态流体喷射到纤维幅材的第一表面上以及将受热的气态流体喷射在聚合物结网的主表面上可以顺序进行或同时进行。使用受热的气态流体将连续幅材接合至纤维载体幅材的另外的方法和装置可见于美国专利申请公布号2011/0151171(Biegler等人)和2011/0147475(Biegler等人)中。
在聚合物结网接合到载体的一些实施方案中,载体的一个或多个区可包括一种或多种可弹性拉伸的材料,该材料在施加力时沿至少一个方向延伸,并且在移除力之后恢复到大约其初始尺寸。在一些实施方案中,载体的至少接合到背衬或环材料的多个股线上的那部分是不可拉伸的。在一些实施方案中,载体的接合到多个股线的部分在横向方向上具有最多至10%(在一些实施方案中,最多至9%、8%、7%、6%或5%)的伸长率。在一些实施方案中,此类构造可经受机械活化(例如,环轧制),使得它们具有弹性。在一些实施方案中,载体可以是可拉伸但无弹性的。换句话讲,载体可具有至少5%、10%、15%、20%、25%、30%、40%或50%的伸长率,但是基本上不从该伸长率中恢复(例如,恢复率最多至10%或5%)。合适的可拉伸载体可包括非织造织物(例如,纺粘、纺粘型熔喷纺粘或梳理非织造织物)。在一些实施方案中,非织造织物可为高伸长率的梳理非织造织物(例如,HEC)。在一些实施方案中,载体未形成褶。
示例性实施方案
1A.一种包含聚合物条带和聚合物股线的聚合物结网,聚合物条带和聚合物股线中的每个具有长度、宽度和厚度,其中长度是最长的尺寸并且宽度是最短的尺寸,其中多个聚合物股线粘结在一起以形成结网层,其中结网层中邻近的聚合物股线沿着它们的相应长度在多个位置处间歇性地粘结,其中结网层具有相背的第一主表面和第二主表面,其中聚合物条带具有至少为2:1的厚度宽度纵横比以及由它们的宽度和长度限定的次表面,并且其中多个聚合物条带的次表面粘结到结网层的第一主表面。
2A.根据示例性实施方案1A所述的聚合物结网,其中每个聚合物条带仅粘结到聚合物股线中的一个。
3A.根据前述A示例性实施方案中任一项所述的聚合物结网,其中每个聚合物条带间歇性地粘结到股线。
4A.根据示例性实施方案1A或2A所述的聚合物结网,其中每个聚合物条带沿着股线的长度连续地粘结。
5A.根据前述A示例性实施方案中任一项所述的聚合物结网,其中高度宽度纵横比至少为3:1。
6A.根据前述A示例性实施方案中任一项所述的聚合物结网,其中聚合物条带中的至少一些具有的宽度小于聚合物股线中的至少一些的宽度。
7A.根据前述A示例性实施方案中任一项所述的聚合物结网,其中聚合物条带中的至少一些具有的高度大于聚合物股线中的至少一些的高度。
8A.根据前述A示例性实施方案中任一项所述的聚合物结网,其中聚合物条带包含与聚合物股线中的至少一些不同的聚合物组合物。
9A.根据前述A示例性实施方案中任一项所述的聚合物结网,其中聚合物条带中的至少一些具有与聚合物股线中的至少一些不同的颜色。
10A.根据前述A示例性实施方案中任一项所述的聚合物结网,其中至少聚合物条带为弹性的或聚合物股线为弹性的。
11A.根据前述A示例性实施方案中任一项所述的聚合物结网,其中第二多个聚合物条带的次表面粘结到结网层的第二主表面。
12A.一种包括根据前述A示例性实施方案中任一项所述的聚合物结网、液体不可渗透的背片和吸收芯的吸收制品,其中吸收芯位于聚合物结网和背片之间,聚合物结网位于吸收芯和背片之间,或聚合物结网位于吸收芯内。
1B.一种制备根据前述A示例性实施方案中任一项所述的聚合物结网的方法,所述方法包括:
提供包括至少一个腔、分配表面、以及至少一个腔和分配表面之间的流体通道的挤出模具,其中分配表面具有由第二分配孔口的阵列和第三分配孔口的阵列分开的第一分配孔口的阵列,其中第三分配孔口的阵列设置在第一分配孔口的阵列和第二分配孔口的阵列的上方或下方,其中第一分配孔口、第二分配孔口和第三分配孔口各自具有高度和宽度,其中第三分配孔口各自具有至少为5:1的高度宽度纵横比,并且其中至少一个第三分配孔口完全地设置在第一分配孔口的上方或下方;
以第一速度从第一分配孔口分配第一聚合物股线,同时以第二速度从第二分配孔口分配第二聚合物股线,以提供具有第一主表面和第二主表面的结网层,其中第二速度是第一速度的至少两倍;以及
同时将聚合物条带从第三分配孔口分配到结网层的第一主表面上。
2B.根据示例性实施方案1B所述的方法,其中大多数第三分配孔口完全地设置在第一分配孔口的上方或下方。
3B.根据示例性实施方案1B所述的方法,其中大多数第三分配孔口完全地设置在第一分配孔口的上方。
4B.根据示例性实施方案1B所述的方法,其中大多数第三分配孔口完全地设置在第一分配孔口的下方。
5B.根据示例性实施方案1B所述的方法,其中所有的第三分配孔口完全地设置在第一分配孔口的上方或下方。
6B.根据示例性实施方案1B所述的方法,其中所有的第三分配孔口完全地设置在第一分配孔口的上方。
7B.根据示例性实施方案1B所述的方法,其中所有的第三分配孔口完全地设置在第一分配孔口的下方。
8B.根据任何前述B示例性实施方案所述的方法,其中第一分配孔口和第二分配孔口被布置成跨分配表面的单行。
9B.根据任何前述B示例性实施方案所述的方法,其中挤出模具包括至少第一腔和第二腔、第一腔与第一分配孔口之间的第一流体通道以及第二腔与第二分配孔口之间的第二流体通道。
10B.根据任何前述B示例性实施方案所述的方法,其中挤出模具包括至少第一腔、第二腔和第三腔、第一腔与第一分配孔口之间的第一流体通道、第二腔与第二分配孔口之间的第二流体通道和第三腔与第三分配孔口之间的第三流体通道。
1C.一种包括至少一个腔、分配表面、以及至少一个腔和分配表面之间的流体通道的挤出模具,其中分配表面具有由第二分配孔口的阵列和第三分配孔口的阵列分开的第一分配孔口的阵列,其中第三分配孔口的阵列设置在第一分配孔口的阵列和第二分配孔口的阵列的上方或下方,其中第一分配孔口、第二分配孔口和第三分配孔口各自具有高度和宽度,其中第三分配孔口各自具有至少为5:1的高度宽度纵横比,并且其中至少一个第三分配孔口完全地设置在第一分配孔口的上方或下方。
2C.根据示例性实施方案1C所述的挤出模具,其中大多数第三分配孔口完全地设置在第一分配孔口的上方或下方。
3C.根据示例性实施方案1C所述的挤出模具,其中大多数第三分配孔口完全地设置在第一分配孔口的上方。
4C.根据示例性实施方案1C所述的挤出模具,其中大多数第三分配孔口完全地设置在第一分配孔口的下方。
5C.根据示例性实施方案1C所述的挤出模具,其中所有的第三分配孔口完全地设置在第一分配孔口的上方或下方。
6C.根据示例性实施方案1C所述的挤出模具,其中所有的第三分配孔口完全地设置在第一分配孔口的上方。
7C.根据示例性实施方案1C所述的挤出模具,其中所有的第三分配孔口完全地设置在第一分配孔口的下方。
8C.根据前述C示例性实施方案中任一项所述的挤出模具,其中第一分配孔口和第二分配孔口被布置成跨分配表面的单行。
9C.根据前述C示例性实施方案中任一项所述的挤出模具,其中挤出模具包括至少第一腔和第二腔、第一腔与第一分配孔口之间的第一流体通道以及第二腔与第二分配孔口之间的第二流体通道。
10C.根据前述C示例性实施方案中任一项所述的挤出模具,其中挤出模具包括至少第一腔、第二腔和第三腔、第一腔与第一分配孔口之间的第一流体通道、第二腔与第二分配孔口之间的第二流体通道和第三腔与第三分配孔口之间的第三流体通道。
可预知的修改为了可以更全面地理解本公开,示出如下实施例。应当理解,这些实施例仅为了进行示意性的说明,而不应被理解为是以任何方式限制本公开。除非另外指明,否则所有的份数和百分比均按重量计。
实施例
实施例1
制备如图8中大致示出的共挤出模具,该共挤出模具利用如图7中大致示出的挤出孔口的多垫片重复图案来组装。重复序列中的垫片的厚度是4密耳(0.102mm)。这些垫片由不锈钢形成,具有通过电线放电加工而切割的穿孔。垫片300的分配孔口357的高度被切割成100密耳(2.54mm),并且垫片300的分配孔口356的高度被切割成30密耳(0.762mm)垫片100和垫片400的分配孔口的高度被切割成30密耳(0.762mm),该垫片以重复序列100,300,300,100,200,200,200,200,400,400,400,400,400,400,400,400,200,200,200,200堆叠。挤出孔口以共线的交替布置方式对齐。垫片装置的总宽度为约13cm(5英寸)。
两个端块上的入口配件各自连接到三个常规单螺杆挤出机。供给第一腔、第二腔和第三腔的挤出物负载有丙烯基弹性体(以商品名“VISTAMAXX 3980”购自德克萨斯州欧文的埃克森美孚公司(Exxon Mobil,Irving,TX))。供给第三腔的挤出物为丙烯基弹性体(“VISTAMAXX 3980”)与2%色母料(以商品名为“3M Blue”购自明尼苏达州伊根的普立万分销公司(PolyOne Distribution,Eagan,MN))干共混的共混物。
将熔融体垂直挤出到骤冷辊带离装置中。骤冷辊是温度受控的20cm直径的平滑镀铬钢辊。骤冷温度由内部水流控制。挤出的百叶窗状幅材的幅材路径绕铬钢辊180度,然后到达收卷辊。在这些条件下,形成了大致如图10中所示的聚合物层。
其它工艺条件列出如下:
使用光学显微镜,在30倍放大下,所得聚合物结网的尺寸列出如下。
实施例2
该实施例以与实施例1相同的方法制备,但以下例外:两个端块上的入口配件各自连接到三个常规单螺杆挤出机。供给第一腔和第二腔的挤出物负载有与2wt%色母料(“3MBLUE”)干共混的苯乙烯嵌段共聚物基弹性体(以商品为“KRATON 1643”购自德克萨斯州休斯顿的购自科腾高性能聚合物(Kraton Performance Polymers,Houston,TX))。供给第三腔的挤出物为40重量%的丙烯基弹性体(“VISTAMAXX 3980”)与60wt%苯乙烯嵌段共聚物基弹性体(“KRATON 1643”)干共混的共混物,其然后与2wt%色母料(以商品名为“3M RED”购自明尼苏达州明尼阿波利斯的科莱恩(Clariant,Minneapolis,MN))干共混。在这些条件下,形成了大致如图11中所示的聚合物层。
其它工艺条件列出如下:
使用光学显微镜,在30倍放大下,所得聚合物结网的尺寸列出如下。
实施例3
该实施例以与实施例1相同的方法制备,但以下例外:垫片以重复序列100,300,300,100,200,200,200,400,400,400,400,400,400,400,400,200,200,200叠堆。两个端块上的入口配件各自连接到三个常规单螺杆挤出机。供给第一腔和第二腔的挤出物负载有丙烯基弹性体(“VISTAMAXX 3980”)。供给第三腔的挤出物为丙烯基弹性体(“VISTAMAXX3980”)与2%色母料(以商品名为“3M Blue”购自普立万分销公司(PolyOneDistribution))干共混的共混物。在这些条件下,形成了大致如图12中所示的聚合物层。
其它工艺条件列出如下:
使用光学显微镜,在30倍放大下,所得聚合物结网的尺寸列出如下。
在不脱离本发明的范围和实质的情况下,本公开的可预知的变型和更改对本领域的技术人员来说将显而易见。本发明不应受限于本申请中为了说明目的所示出的实施方案。
Claims (14)
1.一种包含聚合物条带和聚合物股线的聚合物结网,所述聚合物条带和所述聚合物股线中的每个具有长度、宽度和厚度,其中所述长度是最长的尺寸并且所述宽度是最短的尺寸,其中多个所述聚合物股线粘结在一起以形成结网层,其中所述结网层中邻近的聚合物股线沿着它们的相应长度在多个位置处间歇性地粘结,其中所述结网层具有相背的第一主表面和第二主表面,其中所述聚合物条带具有至少为2:1的厚度宽度纵横比以及由它们的宽度和长度限定的次表面,并且其中多个所述聚合物条带的所述次表面粘结到所述结网层的所述第一主表面。
2.根据权利要求1所述的聚合物结网,其中每个聚合物条带仅粘结到所述聚合物股线中的一个。
3.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物结网,其中每个聚合物条带间歇性地粘结到股线。
4.根据权利要求1或2所述的聚合物结网,其中每个聚合物条带沿着股线的所述长度连续地粘结。
5.根据权利要求1或2所述的聚合物结网,其中所述聚合物条带的高度宽度纵横比至少为3:1。
6.根据权利要求1或2所述的聚合物结网,其中所述聚合物条带中的至少一些具有的宽度小于所述聚合物股线中的至少一些的宽度。
7.根据权利要求1或2所述的聚合物结网,其中所述聚合物条带中的至少一些具有的高度大于所述聚合物股线中的至少一些的高度。
8.根据权利要求1或2所述的聚合物结网,其中所述聚合物条带包含与所述聚合物股线中的至少一些不同的聚合物组合物。
9.根据权利要求1或2所述的聚合物结网,其中所述聚合物条带中的至少一些具有与所述聚合物股线中的至少一些不同的颜色。
10.根据权利要求1或2所述的聚合物结网,其中至少所述聚合物条带为弹性的或所述聚合物股线为弹性的。
11.根据权利要求1或2所述的聚合物结网,其中第二多个所述聚合物条带的所述次表面粘结到所述结网层的所述第二主表面。
12.一种吸收制品,包括:根据权利要求1或2所述的聚合物结网,液体不可渗透的背片,和吸收芯,其中所述吸收芯位于所述聚合物结网和所述背片之间,或所述聚合物结网位于所述吸收芯和所述背片之间,或所述聚合物结网位于所述吸收芯内。
13.一种制备根据权利要求1或2所述的聚合物结网的方法,所述方法包括:
提供挤出模具,所述挤出模具包括至少一个腔、分配表面、以及所述至少一个腔和所述分配表面之间的流体通道,其中所述分配表面具有由第二分配孔口的阵列和第三分配孔口的阵列分开的第一分配孔口的阵列,其中所述第三分配孔口的阵列设置在所述第一分配孔口的阵列和所述第二分配孔口的阵列的上方或下方,其中所述第一分配孔口、所述第二分配孔口和所述第三分配孔口各自具有高度和宽度,其中所述第三分配孔口各自具有至少为5:1的高度宽度纵横比,并且其中至少一个第三分配孔口完全地设置在所述第一分配孔口的上方或下方;
以第一速度从所述第一分配孔口分配第一聚合物股线,同时以第二速度从所述第二分配孔口分配第二聚合物股线,以提供具有第一主表面和第二主表面的结网层,其中所述第二速度是所述第一速度的至少两倍;以及
同时将聚合物条带从所述第三分配孔口分配到所述结网层的所述第一主表面上。
14.根据权利要求13所述的方法,其中大多数所述第三分配孔口完全地设置在所述第一分配孔口的上方或下方。
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