CN107405221B - 三维基底的卷轴 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种包括三维基底和芯的卷轴。该三维基底包括从基底的平面向外延伸的多个突出部。该卷轴包括第一多个螺旋卷绕部分和第一多个盘旋卷绕部分。该基底围绕芯螺旋地卷绕，以形成第一多个螺旋卷绕部分中的每个螺旋卷绕部分。该第一多个螺旋卷绕部分中的螺旋卷绕部分在芯的第一横向侧边和芯的第二横向侧边之间沿芯的纵向轴线彼此相邻定位。该基底沿芯的纵向轴线围绕芯螺旋地卷绕，以形成每个盘旋卷绕部分。每个盘旋卷绕部分在第一多个螺旋卷绕部分的两个邻近螺旋卷绕部分之间延伸。

Description

三维基底的卷轴
技术领域
本发明提供包括三维基底的卷轴。该三维基底具有平面并且包括从三维基底的平面向外延伸的多个突出部。还提供了用于制备此类卷轴的方法。
背景技术
用于个人卫生的吸收制品诸如用于婴儿的一次性尿布、用于学步儿童的训练裤、成人失禁内衣、和/或卫生巾被设计用于吸收和容纳身体流出物，尤其是大量尿液、稀粪便排泄物、和/或经血(被统称为“流体”)。除了其他层(如果需要)之外，这些吸收制品可包括提供不同功能的若干个层，例如顶片、底片、和被设置在顶片和底片之间的吸收芯。
已提供包括三维基底的顶片，以进一步减少皮肤/流体接触并提高舒适度。
该三维基底具有平面并且包括从三维基底的平面向外延伸的多个突出部。该突出部因其三维特征而在吸收制品中部分地负责提供以上有益效果。
在制备吸收制品的转换加工制造过程期间，典型的液体可透过基底经由常规平面状卷而被存储和提供。一般来讲，该基底围绕芯螺旋地卷绕，以形成平面状卷的多个重叠层。然而，由于对平面状卷中的重叠层施加压力，三维基底的突出部不可被保留，从而导致突出部完全或部分塌缩。
另外，当使包括三维基底的常规平面状卷退绕来制备吸收制品时，运行时间相对较低。这是由于三维基底的突出部的膨松弹性性质。
因此，需要提供一种这样的系统：将在卷绕和存储三维基底期间保留三维基底的多个突出部的三维特征，并且还使得在吸收制品生产线上的运行时间相对较高。
发明内容
本发明提供了一种卷轴，并且该卷轴包括三维基底和芯。该三维基底具有平面并且包括从三维基底的平面向外延伸的多个突出部。该三维基底由非织造纤维网、膜、以及它们的组合组成的组制成。该芯具有纵向轴线和沿该纵向轴线的长度。该芯包括第一横向侧边和第二横向侧边。
该卷轴包括第一多个螺旋卷绕部分和第一多个盘旋卷绕部分。该三维基底围绕芯螺旋地卷绕，以形成第一多个螺旋卷绕部分中的每个螺旋卷绕部分。该第一多个螺旋卷绕部分中的螺旋卷绕部分在芯的第一横向侧边和芯的第二横向侧边之间沿芯的纵向轴线彼此相邻定位。该三维基底沿芯的纵向轴线围绕芯盘旋地卷绕，以形成第一多个盘旋卷绕部分中的每个盘旋卷绕部分。该第一多个盘旋卷绕部分中的每个盘旋卷绕部分在第一多个螺旋卷绕部分中的两个相邻螺旋卷绕部分之间延伸。
该第一多个螺旋卷绕部分中的每个螺旋卷绕部分中的三维基底围绕芯重复并螺旋地卷绕，以形成彼此重叠的多个层。在每个螺旋卷绕部分中，该层中的至少一些层中的三维基底的大部分突出部至少部分地与螺旋卷绕部分的相邻重叠层的三维基底的大部分突出部嵌套。
在每个螺旋卷绕部分中，一旦三维基底的至少一个层卷绕在芯上，每个层中的三维基底的大部分突出部便可至少部分地与螺旋卷绕部分的相邻重叠层的三维基底的大部分突出部嵌套。
在螺旋地或盘旋地卷绕步骤期间，被施加至三维基底上的张力即被施加至三维基底以在缠绕时对其进行提拉的力可小于10％，优选地为在达到峰值张力时或之前的纵向和/或横向上的其初始长度的三维基底的小于5％的断裂伸长率(如果经受WSP 110.4(09)拉伸方法)。
该三维基底的平面可包括连续着陆区域。
本发明提供了围绕芯卷绕三维基底以形成卷轴的方法。该三维基底具有平面并且包括从三维基底的平面向外延伸的多个突出部。该三维基底由非织造纤维网、膜、以及它们的组合组成的组制成。该芯具有纵向轴线和沿该纵向轴线的长度。该芯包括第一横向侧边和第二横向侧边。
该方法包括以下步骤：
(a)通过以下过程来形成第一多个螺旋卷绕部分和第一多个盘旋卷绕部分：
i)将三维基底的端部定位在芯上；
ii)围绕芯螺旋地卷绕三维基底，以形成第一多个螺旋卷绕部分中的每个螺旋卷绕部分；并且其中该第一多个螺旋卷绕部分中的螺旋卷绕部分在芯的第一横向侧边和芯的第二横向侧边之间沿芯的纵向轴线彼此相邻定位；
iii)沿芯的纵向轴线围绕芯盘旋地卷绕三维基底，以形成第一多个盘旋卷绕部分中的每个盘旋卷绕部分；并且其中第一多个盘旋卷绕部分中的每个盘旋卷绕部分在第一多个螺旋卷绕部分中的两个相邻螺旋卷绕部分之间延伸。
该第一多个螺旋卷绕部分中的每个螺旋卷绕部分中的三维基底围绕芯重复并螺旋地卷绕，以形成彼此重叠的多个层。在每个螺旋卷绕部分中，该层中的至少一些层中的三维基底的大部分突出部至少部分地与螺旋卷绕部分的相邻重叠层的三维基底的大部分突出部嵌套。
附图说明
虽然本说明书通过特别指出并清楚地要求保护本发明的权利书要求作出结论，但据信通过结合附图阅读以下说明可更好地理解本发明，其中：
图1是在本发明的范围内的卷轴的示意性透视图；
图2是沿图1的线2—2截取的卷轴的示意性剖视图；
图3是示出了多个重叠层的图1的卷轴的螺旋卷绕部分的详细视图；
图4是在本发明的范围内的卷轴的示意性透视图；
图5是沿图4的线5—5截取的卷轴的示意性剖视图；
图6是根据本发明的可围绕图1的卷轴的芯卷绕的三维基底的一部分的顶视图；
图7是根据本发明的图6的三维基底的一部分的顶部透视图；
图8是根据本发明的三维基底的一部分的顶视图；
图9是根据本发明的图8的三维基底的一部分的顶部透视图；
图10是图6的前视图的一部分，其示出了两个相邻突出部在基本上平行于三维基底的纵向轴线的方向上对齐；
图11是与盘旋卷绕部分连接的三维基底的两个螺旋卷绕部分的前视图，其中盘旋卷绕部分的角度范围和位置已变形，以便提供对在视觉上可理解的二维形式的卷轴的例示；
图12是三维基底的一部分的顶部透视图，其中重复图案是彭罗斯(Penrose)拼接型图案；
图13是与盘旋卷绕部分连接的三维基底的两个螺旋卷绕部分的前视图，其中该三维基底具有包括六边形的重复单元，该六边形具有六个边、六个角并且具有一个中心，其中该多个凹陷部中的每个凹陷部被定位在六边形的每个角处，而该多个突出部的突出部被分别定位在六边形的中心处；
图14是涉及三维基底的表面高度(z轴)相对于x-y平面中的位移的标测图的屏幕截图的顶部透视图；
图15是图14的顶视图；
图16是已被加载到用于高度测试的软件的分析部分中的与图14对应的高度图；
图17是涉及三维基底的表面高度(z轴)相对于x-y平面中的位移的标测图的屏幕截图的顶部透视图；
图18是图17的顶视图；
图19是已被加载到用于高度测试的软件的分析部分中的与图17对应的高度图；
图20是涉及三维基底的表面高度(z轴)相对于x-y平面中的位移的标测图的屏幕截图的顶部透视图；
图21是图20的顶视图；
图22是已被加载到用于高度测试的软件的分析部分中的与图20对应的高度图。
具体实施方式
术语的定义
如本文所使用的术语“吸收制品”是指吸收和容纳身体流出物的装置，并且更具体地是指紧贴或靠近穿着者身体放置以吸收和容纳由身体排出的各种流出物的装置。本发明的典型吸收制品包括但不限于尿布、成人失禁贴身短内裤、训练裤、尿布固定器和衬里、吸收插件等；以及女性卫生制品，诸如卫生巾和卫生护垫等。吸收制品也包括擦拭物，诸如家用清洁擦拭物、婴儿擦拭物等。
如本文所使用的术语“厚度”意指承受指定的0.1kPa载荷的三维基底的厚度。
如本文所使用的“包括”和“包含”(“Comprise”“comprising”和“comprises”)是开放式术语，其各自指定其后所述的例如一个部件的存在，但不排除本领域已知的或本文所公开的其他特征例如元素、步骤或组分的存在。
如本文所使用的术语“一次性的”是指通常不打算洗涤或以其他方式恢复或再次使用的吸收制品(即，将它们在一次使用后丢弃，并且优选将其回收利用、堆肥处理或以其他环境相容的方式抛弃)。
如本文所使用的术语“纵向”或“MD”意指平行于三维基底的连续片材的流向的方向。纵向基本上垂直于芯的纵向轴线。
如本文所使用的术语“横向”或“CD”是指在纤维网的平面中垂直于纵向的路径。
如本文所使用的术语“膜”是指基本上非纤维性片状材料，其中该材料的长度和宽度远远超过该材料的厚度。典型地，薄膜具有0.5mm或更小的厚度。膜可被构造成液体不可透过的和/或蒸汽可透过的(即，可透气的)。
如本文所使用的术语“非织造纤维网”是指由定向或任意取向的纤维通过摩擦和/或胶粘和/或粘附而粘结成的、或通过湿磨法而毡化成的人造片、纤维网或毛层，不包括纸张和通过织造、编织、簇成、缝编而组合束缚的纱或长丝的产品，无论是否另外缝过。这些纤维可具有天然来源或人造来源，并且可为短纤维或连续长丝或原位形成的纤维。可商购获得的纤维的直径范围为小于0.001mm至大于0.2mm，并且可具有几种不同的形式，诸如短纤维(已知为化学短纤维或短切纤维)、连续单纤维(长丝或单丝)、无捻连续长丝束(丝束)和加捻连续长丝束(纱线)。非织造幅材可通过许多方法形成，诸如熔吹法、纺粘法、溶液纺丝、静电纺纱、梳理法和气流成网法。
如本文所使用的术语“突出部”是指从三维基底平面向外突出的凸起，从而形成平面处的基部和与平面相对的远侧部分。该突出部的相对的远侧部分延伸到形成顶部峰的远端。
如本文所使用的术语“凹陷部”是指这样的凸起：从三维基底平面向内突出(即，在与突出部相反的方向上)，或者当从三维基底的横截面观察时延伸到平面的下方。当凹陷部从三维基底的平面向内突出时，凹陷部形成平面处的凹坑和与平面相对的远侧部分。凹陷部的相对的远侧部分延伸到形成凹陷部的基部的远端。凹陷部可包括孔。突出部和凹陷部在三维基底的第一表面上形成三维表面。
如本文所使用的术语“螺旋卷绕部分”是指三维基底围绕芯重复并螺旋地卷绕以形成彼此重叠的多个层的卷轴的一部分。该三维基底围绕芯旋转。螺旋卷绕部分中的三维基底的多个层的层的侧边可基本上彼此对齐。换句话讲，三维基底的多个层的层的侧边可基本上垂直于芯的纵向轴线。术语“螺旋”以其一般性几何定义而被使用，其中螺旋形是通过以下操作而产生的平面曲线：点沿直线移动，同时该线围绕固定点(在芯上)旋转。
如本文所使用的术语“盘旋卷绕部分”是指三维基底围绕芯沿芯的纵向轴线盘旋地卷绕的卷轴的一部分。盘旋卷绕部分在两个相邻螺旋卷绕部分之间延伸。三维基底从第一位置即第一螺旋卷绕部分的最上层到达第二位置，即根据螺旋状运动(即螺旋运动)的第二螺旋卷绕部分和相邻螺旋卷绕部分的最下层。术语“螺旋状”以其一般性几何定义而被使用，其中螺旋状限定通过以下操作而产生的空间曲线：点沿直线移动，同时该线围绕大致平行于作为轴线的起始即芯的另一条线旋转。
如本文所使用的术语“突出部的基部”是指每个突出部从三维基底的平面开始向外突出的周边，优选地为圆周。
如本文所使用的术语“至少部分地嵌套”是指一个层的突出部与相邻重叠层的突出部重叠并配合在一起。当来自两个相应的相邻重叠层的两个突出部重叠并配合在一起时，突出部彼此互锁，即彼此嵌套。嵌套的突出部可能不需要沿三维基底的z向轴线彼此完全对齐(即，是部分嵌套的)。
如本文所使用的术语“大部分突出部”是指多于50％的突出部。根据突出部高度测试，嵌套的突出部在卷轴的任意位置具有500μm至4000μm的z向高度。
如本文所使用的，“轻微塌缩的突出部”可被定义为根据突出部高度测试，相比于在三维基底的任何卷绕之前三维基底的突出部的平均z向高度而相对于基部的平均z向高度在卷绕和后续退绕三维基底之后减小多于2％至20％。
如本文所使用的，“部分塌缩的突出部”可被定义为根据突出部高度测试，该三维基底相比于在三维基底的任何卷绕之前三维基底的突出部的平均z向高度而相对于基部的平均z向高度在卷绕和后续退绕三维基底之后减小多于20％至40％。
如本文所使用的，“完全塌缩的突出部”可被定义为根据突出部高度测试，该三维基底相比于在三维基底的任何卷绕之前三维基底的突出部的平均z向高度而相对于基部的平均z向高度在卷绕和后续退绕三维基底之后减小多于40％或多于50％。
卷轴——第一多个
本发明提供了包括三维基底10和芯2的卷轴1，如在图1和2中示例性所示的。该三维基底具有平面P并且包括从三维基底10的平面P向外延伸的多个突出部12，如图6和7所示的。
卷轴1包括具有纵向轴线Lc和沿纵向轴线Lc的长度的芯2。该芯2包括第一横向侧边和第二横向侧边21,22。
该卷轴1包括第一多个螺旋卷绕部分110和第一多个盘旋卷绕部分120。
该三维基底10围绕芯2螺旋地卷绕，以形成第一多个螺旋卷绕部分110中的所有螺旋卷绕部分111,112,113,114,115。第一多个螺旋卷绕部分110的(组合的)所有螺旋卷绕部分可在芯2的第一横向侧边和第二横向侧边21,22之间沿芯2的全长延伸。
另选地，三维基底10可围绕芯2螺旋地卷绕，以沿介于芯2的第一横向侧边和第二横向侧边21,22之间的芯2的长度的一部分形成第一多个螺旋卷绕部分110中的所有螺旋卷绕部分111,112,113,114,115。因此，第一多个螺旋卷绕部分110可与芯2的第一横向侧边和/或第二横向侧边间隔开。这可在芯2不得不附接在生产线的特定位置(例如支撑物)处时是有用的。
第一多个螺旋卷绕部分110中的螺旋卷绕部分111,112,113,114,115在芯2的第一横向侧边和第二横向侧边21,22之间沿芯2的纵向轴线Lc彼此相邻定位。
另外，三维基底10沿纵向轴线Lc围绕芯2盘旋地卷绕，以形成第一多个盘旋卷绕部分120中的每个盘旋卷绕部分121,122,123,124。第一多个盘旋卷绕部分120中的每个盘旋卷绕部分在第一多个螺旋卷绕部分110中的两个相邻螺旋卷绕部分之间延伸。该第一多个盘旋卷绕部分120的盘旋卷绕部分可包括多个重叠层。另选地，第一多个盘旋卷绕部分120的盘旋卷绕部分可包括单层三维基底10。
该第一多个盘旋卷绕部分110中的每个盘旋卷绕部分中的三维基底10围绕芯2重复并螺旋地卷绕，以形成彼此重叠的多个层。
换句话讲，三维基底10在每个螺旋卷绕部分中卷绕给定的旋转次数，并且然后横移(即沿芯2移位)以形成后续的螺旋卷绕部分。
在每个螺旋卷绕部分中，至少一些层中的三维基底10的大部分突出部至少部分地与螺旋卷绕部分的相邻重叠层的三维基底10的大部分突出部嵌套。
在每个螺旋卷绕部分中，每个层中的三维基底10的大部分突出部可至少部分地与螺旋卷绕部分的相邻重叠层的三维基底10的大部分突出部嵌套。
在螺旋卷绕部分的两个相邻且重叠的层之间，相应层的突出部可配合并重叠在一起。层的多于50％或多于60％或多于70％或多于80％或多于90％的突出部可与每个螺旋卷绕部分的相邻重叠层的突出部嵌套。
通过使层的大部分突出部至少部分地与相邻重叠层的大部分突出部嵌套，三维基底10的大部分突出部因而得以保留。
涉及被施加在三维基底上的张力的以下段落同样适用于卷轴1的第二多个、第三多个和其他多个螺旋卷绕部分(如果存在)和盘旋卷绕部分。
为了得到嵌套的三维基底10的大部分突出部12，三维基底10可具有在缠绕过程期间(即螺旋卷绕步骤和盘旋卷绕步骤期间)施加的特定张力。该张力表示用于在缠绕时提拉其而被施加到三维基底10上的力。该张力不应当过高以避免永久性变形，从而损失三维突出部12。
该三维基底10包括纵向轴线和长度。该三维基底10的长度可沿三维基底10的纵向轴线而被测量。当三维基底10在芯2上附接并卷绕时，三维基底10的纵向轴线基本上平行于MD方向。被施加到三维基底10的张力可小于10％，优选地为在达到峰值张力时或之前的纵向MD上的其初始长度的三维基底10的小于5％的断裂伸长率(如果经受标准拉伸测试方法WSP 110.4(09))。
已发现在纵向MD上被施加到三维基底10的张力有助于嵌套突出部。实际上，被施加到三维基底10的相对较低的张力可有助于拉伸突出部12，而没有任何不可逆的变形。通过轻微拉伸，发现相邻重叠层的突出部具有轻微偏移和重排以便重叠并配合在一起的趋势。具有嵌套的突出部可有助于三维基底10达到更稳定的状态，即更低的能态。
第一多个螺旋卷绕部分110可包括3个至30个螺旋卷绕部分、或3个至10个螺旋卷绕部分、或3个至5个螺旋卷绕部分。
卷轴1可仅包括第一多个螺旋卷绕部分110和第一多个盘旋卷绕部分120。每个螺旋卷绕部分111,112,113,114,115可具有0.5m至2.0m、或0.8m至1.5m或0.8m至1.2m的直径。
该直径可在基本上垂直于芯2的纵向轴线Lc的径向方向方从芯的中心进行测量。第一多个螺旋卷绕部分110中的每个螺旋卷绕部分的直径可相同或者可彼此不同。
相比于在第一多个螺旋卷绕部分110中的两个相邻螺旋卷绕部分之间延伸的盘旋卷绕部分内的层数，第一多个螺旋卷绕部分110中的每个螺旋卷绕部分具有相对较高的层数。实际上，卷轴1的盘旋卷绕部分中的每个盘旋卷绕部分可包括围绕芯2卷绕的0.20层至5层或0.25层至1层的三维基底10。卷轴1的盘旋卷绕部分中的每个盘旋卷绕部分可包括彼此不同的层数。
已发现，当三维基底10总是遵循螺旋路径时，三维基底10的突出部12可能无法适当地嵌套。
在第一多个盘旋卷绕部分120的盘旋卷绕部分121内，三维基底10遵循螺旋路径从相邻螺旋卷绕部分111的最上层朝向芯2拖曳。朝向芯2拖曳的三维基底10所遵循的运动和路径可在被包括在盘旋卷绕部分中的层内的三维基底10中产生皱纹、扭曲和折叠。因此，被包括在第一多个盘旋卷绕部分120中的每个盘旋卷绕部分内的三维基底的突出部不可理想地得到保留。
使盘旋卷绕部分的含量最小化可有助于更好地保留三维基底10的突出部12的三维特征。第一多个盘旋卷绕部分120的盘旋卷绕部分可仅包括在卷轴1中卷绕的三维基底10的总量的0.01％至10％或1％至10％。
该盘旋卷绕部分中的每个盘旋卷绕部分可包括尽可能较少层的三维基底10，以便使三维基底10的非嵌套突出部的量最小化。卷轴1的盘旋卷绕部分中的每个盘旋卷绕部分可包括围绕芯2卷绕的0.20层至5层或0.25至1层三维基底10，即盘旋卷绕部分可能不具有围绕芯2完全延伸的三维基底10的层。
卷轴——第二多个
卷轴1包括第二多个螺旋卷绕部分210和第二多个盘旋卷绕部分220，如在图4和5中示例性示出的。
该三维基底10可围绕一些或除一个之外的全部第一螺旋卷绕部分110螺旋地卷绕，以形成第二多个螺旋卷绕部分210的一个或多个螺旋卷绕部分。
三维基底10可围绕第一多个螺旋卷绕部分110螺旋地卷绕，以形成第二多个螺旋卷绕部分210中的每个螺旋卷绕部分(211,212,213,214)。螺旋卷绕部分(211,212,213,214)可在芯2的第二横向侧边22和芯2的第一横向侧边21之间沿芯2的纵向轴线Lc彼此相邻定位。
第二多个螺旋卷绕部分210中的每个螺旋卷绕部分(211,212,213,214)中的三维基底10可在与第一多个螺旋卷绕部分110相反的方向上(即从芯2的第二横向侧边22到芯2的第一横向侧边21)沿芯2的纵向轴线Lc围绕芯2重复并螺旋地卷绕。
另外，三维基底10可围绕第一多个螺旋卷绕部分110盘旋地卷绕，以形成第二多个盘旋卷绕部分220中的每个盘旋卷绕部分(221,222,223,224)。
因此，如图5中的示意性剖视图所示的，从芯2的第一横向侧边21到第二横向侧边22，第一多个盘旋卷绕部分120中的每个盘旋卷绕部分在螺旋卷绕部分的最上层和相邻螺旋卷绕部分的最下层之间延伸。该第二多个盘旋卷绕部分220中的每个盘旋卷绕部分在螺旋卷绕部分的最下层和相邻螺旋卷绕部分的最上层之间延伸。
该第二多个盘旋卷绕部分220中的第一盘旋卷绕部分224在第一多个螺旋卷绕部分110中的最后螺旋卷绕部分115和第二多个螺旋卷绕部分210中的第一螺旋卷绕部分214之间延伸。该第二多个盘旋卷绕部分220中的其他盘旋卷绕部分221,222,223在第二多个螺旋卷绕部分210中的两个相邻螺旋卷绕部分之间延伸。
卷轴1可包括第三多个螺旋卷绕部分310和第三多个盘旋卷绕部分320，如在图5中示例性示出的。该第三多个盘旋卷绕部分320可具有与第一多个盘旋卷绕部分120相同的取向。
该第三多个盘旋卷绕部分320的第一盘旋卷绕部分321在第二多个螺旋卷绕部分210中的最后螺旋卷绕部分211和第三多个螺旋卷绕部分310中的第一螺旋卷绕部分312之间延伸。该第三多个盘旋卷绕部分320中的其他盘旋卷绕部分322,323,324在第三多个螺旋卷绕部分310中的两个相邻螺旋卷绕部分之间延伸。
因此，三维基底10围绕芯2卷绕，使得第一多个、第二多个、第三多个等螺旋卷绕部分在芯2的第一横向侧边和第二横向侧边21,22之间来回前进。这可有助于使长度更大的三维基底10围绕芯2卷绕，同时使三维基底10的突出部12得以保留。
在每个螺旋卷绕部分中，层中的至少一些层中的三维基底10的大部分突出部至少部分地与螺旋卷绕部分的相邻重叠层(参见例如，图5中的卷轴1的螺旋卷绕部分211的重叠层2112,2111)的三维基底10的大部分突出部嵌套。
在每个螺旋卷绕部分中，每个层中的三维基底10的大部分突出部可至少部分地与螺旋卷绕部分的相邻重叠层的三维基底10的大部分突出部嵌套，如在图3中示例性示出的。
如在图3中示例性示出的，第一多个螺旋卷绕部分110中的螺旋卷绕部分111的层1111,1112,1113彼此重叠。每个层中的三维基底10的突出部与螺旋卷绕部分111的相邻重叠层的三维基底10的突出部嵌套。
在螺旋卷绕部分的两个相邻且重叠的层之间，相应层的突出部可配合并重叠在一起。层的多于50％或多于60％或多于70％或多于80％或多于90％的突出部可与每个螺旋卷绕部分的相邻重叠层的突出部嵌套。
通过使层的大部分突出部至少部分地与相邻重叠层的大部分突出部嵌套，三维基底10的大部分突出部因此得以保留。
该第一多个螺旋卷绕部分110中的螺旋卷绕部分111的最上层的三维基底10的大部分突出部可至少部分地与在第一多个螺旋卷绕部分110中的相应螺旋卷绕部分111正上方定位的第二多个螺旋卷绕部分210中的螺旋卷绕部分211的最下层的三维基底10的大部分突出部嵌套。
该第一多个螺旋卷绕部分110中的螺旋卷绕部分115的最上层的三维基底10的大部分突出部可至少部分地与其他多个螺旋卷绕部分(例如，在第一多个螺旋卷绕部分110中的相应螺旋卷绕部分115的正上方定位的第三多个螺旋卷绕部分310)的螺旋卷绕部分315的最下层的三维基底10的大部分突出部嵌套(参见例如，图5中卷轴1的相应螺旋卷绕部分315,115的重叠层3151,1156)。
就两种螺旋卷绕部分而言，第一多个螺旋卷绕部分110中的最后螺旋卷绕部分115和第二多个螺旋卷绕部分210中的第一螺旋卷绕部分214将沿芯2的纵向轴线Lc彼此相邻(即，它们彼此不重叠)。这在第二多个、第三多个和附加多个螺旋卷绕部分210,310之间同样适用。
螺旋卷绕部分的最上层的多于50％的突出部可与相邻螺旋卷绕部分(即下方螺旋卷绕部分)的相邻最下层的多于的50％突出部嵌套。
两个相邻螺旋卷绕部分可被间隙分开。位于两个相邻螺旋卷绕部分之间的间隙可为1mm至10mm或2mm至5mm。
如果存在间隙，则每个盘旋卷绕部分可在基本上平行于芯2的纵向轴线Lc的方向上部分或完全地填充彼此相邻设置的两个相邻螺旋卷绕部分之间的间隙。卷轴的盘旋卷绕部分中的每个盘旋卷绕部分可包括0.20至5层或0.25至1层围绕芯2或第一多个螺旋卷绕部分110卷绕的三维基底10。
卷轴1的盘旋卷绕部分的总数可占卷轴1中卷绕的三维基底10的总数的1％至30％、或1％至15％、或1％至10％、或1％至5％。为了减小这种卷轴1中的盘旋卷绕部分的量，可增大每个螺旋卷绕部分中的重叠层数，同时卷轴的盘旋卷绕部分中的每个盘旋卷绕部分可包括围绕芯2或第一多个螺旋卷绕部分110卷绕的三维基底10的相对较低层数。通过具有在盘旋卷绕部分中卷绕的较小比例的三维基底10，三维基底10的突出部可因此更好地得以保留。
当卷轴1仅包括第一多个螺旋卷绕部分110和第一多个盘旋卷绕部分120时，相比于每个盘旋卷绕部分内的层数，第一多个螺旋卷绕部分110中的每个螺旋卷绕部分可包括相对较高的层数。然而，当螺旋卷绕部分达到诸如1m或更大的直径时，三维基底10不得不横跨从螺旋卷绕部分的最上层到相邻螺旋卷绕部分(即到芯2上的下一个相邻位置)的相对较大距离。螺旋卷绕部分的最上层和芯之间的高度可能相对较高，以便需要减慢卷绕过程，以便更好地控制三维基底10的位置的变化。或者，如果实现螺旋运动的速度保持相对较高，则可能发生的情况是螺旋卷绕部分(盘旋卷绕部分从其开始)可能在芯2上塌缩。
通过具有第二多个、第三多个或更多个螺旋卷绕部分和第二多个、第三多个或更多个盘旋卷绕部分，每个螺旋卷绕部分中的层数可减少，同时仍然在卷轴上提供三维基底10的足够的总体长度。因此，可在相对较高的速度下实现得到在盘旋卷绕部分中沿芯2的纵向轴线Lc横移的三维基底10所需的过程步骤。这可提供改善的过程稳定性和可靠性。
邻近芯2的第一横向侧边或第二横向侧边21,22定位的每种多个螺旋卷绕部分中的每个螺旋卷绕部分可具有比卷轴1的每种多个螺旋卷绕部分的其他螺旋卷绕部分更高的层数。在芯2的第一横向侧边和第二横向侧边21,22之处或附近而非卷轴的其他位置具有相对较高的重叠层数，可在芯2的横向侧边21,22处提供一些稳定性。芯2的横向侧边21,22处的改善的稳定性可有利于转换卷轴的运输。
每个螺旋卷绕部分中的三维基底10的多个层的层的侧边可基本上彼此对齐。这也可有助于提供每个螺旋卷绕部分的稳定性，并因此提供最终卷轴1的稳定性。
三维基底
三维基底10由非织造纤维网、膜、以及它们的组合组成的组制成。
三维基底10由一个或多个非织造纤维网形成。三维基底10可由包括一个或多个非织造纤维网和一种或多种其他材料诸如膜或纤维素材料的层合体形成。将非织造纤维网和膜结合将形成层合体。
非织造纤维网可为梳理非织造织物、纺粘非织造织物(“S”)或熔喷非织造织物(“M”)，或这些非织造织物中的任一种非织造织物的层合体。例如，熔纺聚丙烯非织造织物是合适的，具体地具有层合纤维网SMS结构、或SMMS结构、或SSMMS结构。合适的材料例如公开于US7,744,576；US2011/0268932A1；US2011/0319848A1或US2011/0250413A1中。可使用从合成纤维提供的非织造材料，诸如聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，并且具体地为聚丙烯(PP)。
该非织造纤维网可由纤维素纤维制成。该非织造纤维网可具有5gsm至50gsm或5gsm至15gsm范围内的基重。
另选地，该三维基底10由膜形成。膜可包括湿气可透过的、液体可透过的或液体不可透过的任何已知的材料。不可渗透膜可通过微孔或开孔而使其可渗透。
三维基底10可包括具有第一z向高度的多个突出部。每个突出部从三维基底10的平面P向外突出，从而形成基部和与平面P相对的远侧部分。突出部的远侧部分延伸到形成与突出部的基部间隔开的顶峰的远侧端部。每个突出部的基部可被限定作为周边，其对圆形突出部而言为圆周，在此处每个突出部12从三维基底10的平面P开始向外突出。
该三维基底10包括从三维基底10的平面P向外延伸的多个突出部12。三维基底10的多个突出部12可在三维基底10的第一表面上形成三维表面。多个突出部的突出部可为中空的。当从三维基底10的第一表面观察时，多个突出部12从三维基底10的平面P突出。所有突出部在相同的方向上从平面突出，如图6和7所示的。
多个突出部12可被三维基底10的多个着陆区域11围绕。
除多个着陆区域11和多个突出部12之外，三维基底10可在三维基底10的第一表面上包括多个凹陷部13。
当从三维基底10的第一表面观察时，三维基底10可包括与多个凹陷部13交替的多个突出部12，如图8和9所示的。
三维基底10可包括多个着陆区域11、多个凹陷部13、以及多个突出部12。多个着陆区域11、多个凹陷部13、以及多个突出部12可一起在三维基底10的第一表面15上形成三维表面。
如在图8和9中示例性示出的，三维基底10的平面P可包括连续的着陆区域。
当从三维基底的第一表面15观察三维基底10时，三维基底10可具有以下重复网格图案：该三维基底10的每个突出部12可被定位在正方形的中心处，其中正方形的每个角包括另一个突出部12。
如果三维基底10还包括多个凹陷部13，则每个凹陷部13可基本上被定位在正方形的每个边的中心处。该多个着陆区域11可然后涵盖介于多个突出部12和多个凹陷部13之间的空间。
突出部12在从三维基底10的第一表面15观察时通常可为半球形，并且在从三维基底10的相对的第二表面16观察时可为中空弓形。
该突出部12可在大致垂直于三维基底10的纵向轴线的方向上与凹陷部13交替。该突出部12还可在大致平行于三维基底10的纵向轴线的方向上与凹陷部13交替。
两个或更多个相邻突出部12可被凹陷部13以及一个或多个着陆区域11在大致垂直于纵向轴线的方向上或在大致平行于三维基底10的纵向轴线的方向上彼此分开。
两个或更多个相邻凹陷部13可被突出部12以及一个或多个着陆区域11在大致垂直于纵向轴线的方向上或在大致平行于三维基底10的纵向轴线的方向上分开。该着陆区域11可完全围绕凹陷部13和突出部12。根据如上定义的重复网格图案，着陆区域11可一起形成遍及三维基底10的大致连续的网格，而突出部12和凹陷部13可为贯穿三维基底10的分立元件。
该多个凹陷部中的每个凹陷部13可包括孔。有利的是，该孔可被定位在凹陷部的基部处。
从三维基底10的平面向外延伸的突出部12可表示三维基底10的总面积的至少20％、或至少30％、或至少40％。
从三维基底10的平面向外延伸的突出部12可表示三维基底10的总面积的不多于70％、或不多于60％、或不多于50％。
该三维基底10的突出部12可具有500μm至4000μm、或300μm至3000μm、或500μm至3000μm、或800μm至1400μm、或1100μm至1200μm的z向高度。该三维基底10的突出部12的z向高度根据本文所述的突出部高度测试进行测量。
该三维基底10的凹陷部13可具有100μm至3000μm、或300μm至2000μm、或500μm至1500μm、或700μm至1000μm的z向高度。该三维基底10的凹陷部的z向高度根据本文所述的凹陷部高度测试进行测量。
该三维基底10或其部分可在卷轴1中的任意位置具有700μm至6000μm、或750μm至4000μm、或1000μm至2500μm、或1750μm至2300μm的z向高度。三维基底10或其部分的总体z方向高度根据本文所述的总体基底高度测试进行测量。
根据干燥厚度测试方法，得自卷轴1的三维基底10可在0.1kPa下具有500μm至4000μm的干燥厚度。
本发明的三维基底可包括一种或多种颜色、染料、墨、标记、图案、压花、和/或图形。颜色、染料、墨、标记、图案和/或图形可有助于三维基底的美观外观。
本发明的三维基底可被用作任何合适的产品(诸如一次性吸收制品，例如作为顶片、擦拭物(润湿或干燥)、卫生纸、或任何其他合适的产品)的一部分或全部。
图10是图6的示出了两个相邻突出部12A,12B在基本上平行于沿三维基底10的纵向轴线Ls的方向上对齐的前视图的一部分。
虚拟圆17A,17B可围绕每个突出部12A,12B的基部绘制，该每个突出部尽可能地小而不与每个突出部12A,12B的基部的周边相交(同时其可与周边的部分或全部重合)。例如，虚拟圆17A,17B可与圆形突出部12A,12B的周边重合。每个突出部12A,12B的每个虚拟圆17A,17B可包括中心14A,14B。两个相邻突出部可在基本上平行于纵向的方向上对齐。纵向可基本上平行于三维基底10的纵向轴线Ls。
相应的相邻突出部12A,12B的虚拟圆17A,17B的中心14A,14B之间的距离可具有长度L。相邻突出部12A,12B中的一个突出部的圆17A,17B的直径可具有长度L1。相应的相邻突出部12A,12B的虚拟圆17A,17B的圆周之间的最小距离可具有长度L2。L1:L的比率可为至少0.3，并且L2:L的比率可使得0≤L2:L≤0.7或0≤L2:L≤0.5。
不受理论的约束，据信当两个相邻突出部12A,12B由至少0.3的L1:L的比率和使得0≤L2:L≤0.7的L2:L的比率限定时，介于一个或多个螺旋卷绕部分的相邻重叠层之间的突出部12将嵌套的可能性将增加。实际上，当突出部12彼此足够靠近时，将需要使它们轻微偏移和重排的较小能量以便进行嵌套。对于如上所述被施加到三维基底10的张力而言，这些比率也可被纳入考虑中。
因此，被施加到三维基底10的张力和针对三维基底10的多个突出部12所选择的图案(即比率L1:L、L2:L)可促进三维基底10的重叠层的突出部的重排，以便使突出部重叠并配合在一起。
相应的相邻突出部12A,12B的虚拟圆17A,17B的中心14A,14B之间的距离L可为2mm至15mm、或3mm至10mm、或3mm至5mm。长度L1可为2mm至15mm、或3mm至10mm、或3mm至5mm。
对称
图11是由盘旋卷绕部分121连接的三维基底10的两个螺旋卷绕部分111,112的前视图。为了提供在视觉上可理解的二维形式的卷轴的示例，盘旋卷绕部分的角度范围和位置已变形。
每个螺旋卷绕部分可具有基本上平行于芯2的纵向轴线Lc的纵向轴线Lt和垂直于螺旋卷绕部分的纵向轴线的横向轴线Tt。每个盘旋卷绕部分可相对于相邻螺旋卷绕部分的横向轴线Tt来形成0.3度至60度、或2度至45度、或5度至40度、或10度至35度的角度α。
每个盘旋卷绕部分可包括第一区域、第二区域、和第三区域121A,121B,121C。该第一区域121A可与螺旋卷绕部分111的最上层重叠。该第二区域121B可部分地填充介于两个相邻螺旋卷绕部分111,112之间的间隙。该第三区域121C可与相邻螺旋卷绕部分112的相应最下层重叠。
在这种情况下，第二区域121B中的三维基底10的突出部12由于三维基底10的螺旋运动而不能嵌套。就第一区域和第三区域121A,121C中的三维基底10的突出部12而言，观察到轻微、部分或完全塌缩的突出部。
轻微或部分或完全塌缩的突出部是由于这样的事实：相比于螺旋卷绕部分的相邻重叠层的突出部，盘旋卷绕部分121的第一区域和第三区域121A,121C中的突出部12嵌套的程度更低。这是由于盘旋卷绕部分121相对于每个相邻螺旋卷绕部分111,112呈螺旋取向。每个螺旋卷绕部分包括比盘旋卷绕部分少塌缩2倍至4倍的突出部。
图案被提供用于改善盘旋卷绕部分121的第一区域和第三区域121A,121C中的三维基底10的突出部12的嵌套。
三维基底10的多个突出部12可形成重复图案。重复图案的特征可在于准对称。
准对称由有序但非周期性的图案来限定。准对称图案可连续填充三维基底10的所有平面P，但是其不包括意指图案的偏移复制将永不精确地与其初始图案匹配的平移对称。三维基底10的此类准对称图案的示例可为所谓的彭罗斯拼接，如在图12中示例性示出的。在这种情况下，三维基底10的突出部12可被组织成形成彭罗斯拼接型图案或任何其他期望的准对称图案。
在准对称重复图案的情况下，将存在可与相应的相邻螺旋卷绕部分的相应最上层和最下层嵌套的盘旋卷绕部分的第一区域和第三区域121A,121C中的区域。
另选地，重复图案的特征可在于相对于根据小于90度、或0.3度至45度、或2度至40度、或10度至35度的角度的旋转对称而保持其对称的能力。因此，盘旋卷绕部分的第一区域和第三区域中的三维基底10的突出部12可与相应的相邻螺旋卷绕部分的相应最上层和最下层嵌套。
换句话讲，重复图案可被选择成使得当盘旋卷绕部分相对于相邻螺旋卷绕部分的横向轴线Tt形成角度α时，重复图案可在根据相同的角度α旋转对称时保持其对称性。角度α可小于90度，优选地为0.3度至60度、或2度至45度、或5度至40度、或10度至35度。
如上所述，三维基底10可包括多个突出部12和多个着陆区域11，其中着陆区域11围绕突出部12。
三维基底10的多个突出部12可形成重复单元，该重复单元包括多边形，优选地规则凸多边形。该多边形可被定义作为具有n个边、n个角、和一个中心。多个突出部中的每个突出部12可被定位在多边形的每个角处。每个盘旋卷绕部分121可相对于相邻螺旋卷绕部分111,112的横向轴线Tt形成角度α＝360/n，使得每个盘旋卷绕部分121中的三维基底10的突出部12可至少部分地与被包括在与盘旋卷绕部分121相邻的每个螺旋卷绕部分111,112中的三维基底10的相邻重叠层的突出部12嵌套。n个边或n个角的数字n可大于6或大于8。n个边或n个角的数字n可最多至40、或最多至70、或最多至120、或最多至180。
如上所述，三维基底10可包括多个凹陷部13。三维基底10的多个突出部12和/或多个凹陷部13可形成重复单元，该重复单元包括多边形，优选地规则凸多边形。该多边形可被定义作为具有n个边、n个角、和一个中心。多个凹陷部中的每个凹陷部13或多个突出部中的每个突出部12可定位在多边形的每个角，而多个突出部中的一个突出部12或多个凹陷部的一个凹陷部13可分别定位于多边形的中心。每个盘旋卷绕部分121可相对于相邻螺旋卷绕部分111,112的横向轴线Tt形成角度α＝360/n，使得每个盘旋卷绕部分121中的三维基底10的突出部12可至少部分地与被包括在与盘旋卷绕部分121相邻的每个螺旋卷绕部分111,112中的三维基底10的相邻重叠层的突出部12嵌套。
n个边或n个角的数字n可大于6或大于8。n个边或n个角的数字n可小于40或小于30。
另外，每个盘旋卷绕部分121中的三维基底10的凹陷部13可至少部分地与被包括在与盘旋卷绕部分121相邻的每个螺旋卷绕部分111,112中的三维基底10的相邻重叠层的凹陷部13重叠。
每个螺旋卷绕部分111的层中的三维基底10的凹陷部13可至少部分地与被包括在每个螺旋卷绕部分111中的三维基底10的相邻重叠层的凹陷部13重叠。
当角度α为0.3度至60度时，三维基底10的多个突出部12和/或多个凹陷部13可形成重复单元，该重复单元包括多边形，诸如六边形(n＝60)、八边形(n＝8)、九边形(n＝9)、十边形(n＝10)、十二边形(n＝12)、或二十边形(n＝20)。
图13是与通过盘旋卷绕而连接的三维基底的两个螺旋卷绕通道的前视图，其中该三维基底具有包括六边形的重复单元，该六边形具有六个边、六个角、和一个中心，其中多个凹陷部中的每个凹陷部被定位在六边形的每个角处，而多个突出部中的一个突出部则分别被定位在六边形的中心处。
在图13中，每个盘旋卷绕部分121可相对于相邻螺旋卷绕部分111,112的横向轴线Tt形成角度α＝360/6＝60度，使得每个盘旋卷绕部分121中的三维基底10的突出部12可至少部分地与被包括在与盘旋卷绕部分121相邻的每个螺旋卷绕部分111,112中的三维基底10的相邻重叠层的突出部12嵌套。
方法
本发明提供了围绕芯2卷绕三维基底10以形成卷轴1的方法100。三维基底10具有平面P并且包括从三维基底10的平面P向外延伸的多个突出部12。三维基底10由非织造纤维网、膜、以及它们的组合组成的组制成。芯2具有纵向轴线Lc和沿纵向轴线Lc方向的长度。芯2包括第一横向侧边和第二横向侧边21,22。
方法100包括通过将三维基底10的端部定位在芯2上来形成第一多个螺旋卷绕部分110和第一多个盘旋卷绕部分120。三维基底10围绕芯2螺旋地卷绕，以形成第一多个螺旋卷绕部分110中的每个螺旋卷绕部分111,112,113,114,115。第一多个螺旋卷绕部分110中的螺旋卷绕部分111,112,113,114,115在芯2的第一横向侧边21和芯2的第二横向侧边22之间沿芯2的纵向轴线Lc彼此相邻定位。
三维基底10沿芯2的纵向轴线Lc围绕芯2盘旋地卷绕，以形成第一多个盘旋卷绕部分120中的每个盘旋卷绕部分121,122,123,124。第一多个盘旋卷绕部分120中的每个盘旋卷绕部分121,122,123,124在第一多个螺旋卷绕部分110中的两个相邻螺旋卷绕部分之间延伸。
第一多个螺旋卷绕部分110中的每个螺旋卷绕部分111,112,113,114,115中的三维基底10围绕芯2重复并螺旋地卷绕，以形成彼此重叠的多个层。
在每个螺旋卷绕部分中，每个层的三维基底10的大部分突出部至少部分地与螺旋卷绕部分的相邻重叠层的三维基底10的大部分突出部嵌套。
卷绕三维基底10的方法100可包括通过围绕第一多个螺旋卷绕部分110螺旋地卷绕三维基底10来形成第二多个螺旋卷绕部分210和第二多个盘旋卷绕部分220，以形成第二多个螺旋卷绕部分210中的每个螺旋卷绕部分(211,212,213,214)。该第二多个螺旋卷绕部分210中的螺旋卷绕部分(211,212,213,214)可在芯2的第二横向侧边22和芯2的第一横向侧边21之间沿芯2的纵向轴线Lc彼此相邻定位。
第二多个螺旋卷绕部分210中的每个螺旋卷绕部分(211,212,213,214)中的三维基底10可在与第一多个螺旋卷绕部分110相反的方向上(即从芯2的第二横向侧边22到芯2的第一横向侧边21)沿芯2的纵向轴线Lc围绕芯2重复并螺旋地卷绕。
卷绕三维基底10的方法100可包括围绕第一多个螺旋卷绕部分110来盘旋地卷绕三维基底10，以形成第二多个盘旋卷绕部分220中的每个盘旋卷绕部分(221,222,223,224)。
第二多个盘旋卷绕部分220中的第一盘旋卷绕部分224在第一多个螺旋卷绕部分110中的最后螺旋卷绕部分115和第二多个螺旋卷绕部分220中的第一螺旋卷绕部分214之间延伸。第二多个盘旋卷绕部分220中的其他盘旋卷绕部分221,222,223在第二多个螺旋卷绕部分210中的两个相邻螺旋卷绕部分之间延伸。
卷轴1可包括第三多个螺旋卷绕部分310和第三多个盘旋卷绕部分320，如在图5中示例性示出的。第三多个盘旋卷绕部分320可按照与第二多个盘旋卷绕部分320相同的方式形成，并且可具有与第一多个盘旋卷绕部分120相同的取向。
根据方法100，可形成多于三种的多个螺旋卷绕部分和盘旋卷绕部分。
测试方法
在测试之前，将所有样品在约23℃±2℃和约50％±2％的相对湿度下调理2小时。
MD拉伸特性根据使用WSP 110.4(09)拉伸方法的方法以50mm的样本宽度、100mm的标距、和100mm/min的延伸速率而被测量。
0.1kPa下干燥厚度测量测试方法
该方法旨在提供用于在预定义的压力下确定得自卷轴1的三维基底10的干燥厚度的过程。该测试可利用例如购自Wolf-Messtechnik GmbH,Am St.Niclas Schacht 13,Freiberg(Germany)的DM 2000型传统螺旋测微器来执行，其具有50mm直径的圆形样本脚，具有20.0g的脚重量，并且不需要附加砝码来将压力调节至0.1kPa。
三维基底10的干燥厚度测量在以下三个正方形样本上实施：10cm×10cm，居中于得自卷轴1的三维基底10的单一层上(参见下文)，以获得三维基底10的厚度。
样本制备
1.在测试之前，将测试样本在23℃(±2℃)和50％(±2％)的相对湿度下平衡至少2小时。
针对居中于得自卷轴1的三维基底10的单层上的10cm×10cm的每个重复样本来制备三个样本：第一重复样本取自靠近芯的卷轴。第二重复样本可在接近于卷轴的中间的位置处获取(即，介于芯与远离芯的远侧部分即卷轴的外部部分之间)。第三重复样本可在靠近卷轴的外部部分(即远离芯的远侧部分)的位置中获取。
2.将样本切割成比用于接触样本的砧更大的尺寸。
用于干燥厚度的基本协议
2.准备具有指定砧和砝码的测微器。
3.在分析每个样本部分之前，如制造商所述的那样测厚仪器进行调零。
4.在使用测微器之前，确保压脚和砧面清洁，仪器已被校正，并且仪器被安装在没有明显振动的固体水平面上。
5.根据卡规来定位样本，使穿着者表面朝向样本接触脚。
6.将样本接触脚轻轻放低，以与样本的表面接触。
7.施加0.1kPa的总压力。
8.在该脚与样本接触之后，在2秒内获取厚度读数。
干燥厚度为三个重复样本的平均值，并且以毫米为单位来记录，精确至0.01mm。
高度测试
使用可从GFMesstechnik GmbH,Teltow/Berlin,Germany商购获得的GFMMikroCAD Premium仪器来测量基底突出部高度和总体基底高度。
GFM MikroCAD Premium仪器包括以下主要部件：
a)具有直接数控微镜的DLP投影仪；
b)具有至少1600×1200像素分辨率的CCD相机；
c)适于测量至少40mm×30mm面积的投影光学器件；
d)适于测量至少40mm×30mm面积的记录光学器件；
e)基于小硬石板的台式三角架；
f)蓝色LED光源；
g)运行ODSCAD软件(版本6.2)的测量、控制和评估计算机；以及
h)购自供应商的用于侧向(x-y)和竖直(z)校准的校准板。
GFM MikroCAD Premium系统使用数字微镜图案条纹投影技术来测量样品的表面高度。该分析的结果为表面高度(z方向或z轴)相对于x-y平面中的位移的标测图。该系统具有带有约63微米的x-y像素分辨率和约4μm高度分辨率的40×30mm的视场。所有测试均在被保持在约23±2℃和约50％±2％的相对湿度的调理室中执行。
使用钢框架(80mm×70mm的方形，6mm厚，具有60mm×40mm方形的开口)来安装样本。
首先从卷轴获得三维基底，并允许其在23±1℃和50±2％的相对湿度下平衡2小时。为了获得样本，将三维基底平放在工作台上，其中突出部朝上。制备得自卷轴的五个三维基底样本的五个重复样本以供分析。
根据制造商的说明使用购自供应商的用于侧向(x-y轴)和竖直(z轴)方向的校准板来校准仪器。
将钢板和样本放置在桌子上，置于相机下面，其中面向穿着者的表面朝向相机而被取向。将样本居中置于相机视场内，使得在图像中仅样本表面可见。允许样本以最少皱褶平放。
按照仪器制造商所推荐的测量过程来采集样本的高度图像(z方向)。选择具有以下操作参数的技术表面/标准测量程序：利用具有3帧延迟的快速图像记录。双相移与以下各项结合使用：1)具有12的画面计数的16像素条纹宽度，以及2)具有8的画面计数的32像素条纹宽度。全葛莱编码(Graycode)以像素2开始并以像素512结束。在选择测量程序之后，继续遵循用于聚焦测量系统和进行亮度调节的仪器制造商所推荐的过程。执行3D测量，然后存储高度图像文件和相机图像文件。
经由剪贴板来将高度图像加裁到软件的分析部分中。然后在每个图像上执行以下过滤过程：1)去除无效点；2)去除峰(小的局部隆起)；3)具有n＝5的秩的材料部分的多项式过滤，其中从材料部分中排除30％的峰和30％的谷，并且进行5个循环。
识别基底上的突出部、凹陷部和平面。
突出部高度测试
1.绘制连接两个相邻突出部的顶峰的线，其中该线穿过被定位在它们之间的着陆区域(参见图14和15)；
2.沿所绘制的线来生成高度图像的截面图像。沿截线，测量突出部的顶峰和着陆区域的相邻谷之间的竖直高度(z方向)差。记录高度，精确至0.1μm(参见图16)；并且
3.对10个不同的突出部进行重复测量。对10个高度测量求平均并且记录该值，精确至0.1μm。此为突出部高度。
总体基底高度测试
1.绘制连接两个相邻突出部的顶峰的线，其中该线穿过被定位在突出部中的每个突出部之间和被定位在凹陷部内的凹陷部的中心(参见图17和18)；
2.沿所绘制的线来生成高度图像的截面图像。沿截线，测量突出部的顶峰和凹陷部的相邻基部之间的竖直高度差。记录高度，精确至0.1μm(参见图19)；并且
3.对10个不同的突出部重复进行突出部顶峰到凹陷部的基部的高度测量。将总共10个测量求平均并且记录该值，精确至0.1μm。此为总体基底高度。
凹陷部高度测试
1.绘制连接两个相邻凹陷部的基部的线，其中该线穿过被定位在凹陷部中的每个凹陷部之间的着陆区域(参见图20和21)；
2.沿所绘制的线来生成高度图像的截面图像。沿截线，测量凹陷部的基部和着陆区域的相邻谷之间的竖直高度(z方向)差。记录高度，精确至0.1μm(参见图22)。
3.对10个不同的凹陷部进行重复测量。将10个测量求平均并且记录该值，精确至0.1μm。此为突出部高度。
当图案构型不允许测量上述z向高度中的一个z向高度时，其可由以下公式来计算：总体基底高度＝突出部高度+凹陷部高度。
在三维基底仅包括多个突出部和凹陷部而无任何着陆区域或平面P的情况下，则 应当应用0.1kPa下的上文的干燥厚度测量测试方法。
本文所公开的量纲和值不应被理解为严格限于所引用的精确值。相反，除非另外指明，否则每个这样的量纲旨在表示所述值以及围绕该值的功能上等同的范围两者。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。
除非明确排除或有所限制，否则将本文引用的包括任何交叉引用的或相关的专利或申请的每篇文献全文以引用方式并入本文。对任何文献的引用不是对其相对于任何本发明所公开的或本文受权利要求书保护的现有技术的认可，或不是对其单独地或以与任何其他参考文献或多个参考文献的组合提出、建议或公开了任何此类发明的认可。此外，如果此文献中的术语的任何含义或定义与以引用方式并入本文的文献中相同术语的任何含义或定义相冲突，将以此文献中赋予该术语的含义或定义为准。
虽然已举例说明和描述了本发明的具体实施方式，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明实质和范围的情况下可作出多个其他改变和变型。因此，本文旨在于所附权利要求中涵盖属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (19)

1.一种卷轴(1)，所述卷轴包括三维基底(10)和芯(2)，
所述三维基底(10)具有平面(P)并且包括从所述三维基底(10)的所述平面(P)向外延伸的多个突出部(12)；
其中所述三维基底(10)由非织造纤维网、膜、以及它们的组合组成的组制成；
所述芯(2)具有纵向轴线(Lc)和沿所述纵向轴线(Lc)的长度；
所述芯(2)包括第一横向侧边和第二横向侧边(21, 22)；
其中所述卷轴(1)包括第一多个螺旋卷绕部分(110)和第一多个盘旋卷绕部分(120)；
其中所述三维基底(10)围绕所述芯(2)螺旋地卷绕，以形成所述第一多个螺旋卷绕部分(110)中的每个螺旋卷绕部分(111, 112, 113, 114, 115)；并且
其中所述第一多个螺旋卷绕部分(110)中的所述螺旋卷绕部分(111, 112, 113, 114,115)在所述芯(2)的所述第一横向侧边(21)和所述芯(2)的所述第二横向侧边(22)之间沿所述芯(2)的所述纵向轴线(Lc)彼此相邻定位；
其中所述三维基底(10)沿所述芯(2)的所述纵向轴线(Lc)围绕所述芯(2)盘旋地卷绕，以形成所述第一多个盘旋卷绕部分(120)中的每个盘旋卷绕部分(121, 122, 123, 124)；并且
其中所述第一多个盘旋卷绕部分(120)中的每个盘旋卷绕部分(121, 122, 123, 124)在所述第一多个螺旋卷绕部分(110)中的两个相邻螺旋卷绕部分之间延伸；
其中所述第一多个螺旋卷绕部分(110)中的每个螺旋卷绕部分(111, 112, 113, 114,115)中的所述三维基底(10)围绕所述芯(2)重复并螺旋地卷绕，以形成彼此重叠的多个层；并且
其中在每个螺旋卷绕部分(111, 112, 113, 114, 115)中，所述层中的至少一些层中的所述三维基底(10)的大部分所述突出部(12)至少部分地与所述螺旋卷绕部分的相邻重叠层的所述三维基底(10)的大部分所述突出部(12)嵌套，
其中所述三维基底(10)包括纵向轴线(Ls)；
其中每个突出部(12A, 12B)包括基部；
其中每个突出部(12A, 12B)的所述基部包括其中每个突出部(12A, 12B)开始从所述平面(P)向外突出的圆周；并且
其中虚拟圆(17A, 17B)围绕每个突出部的所述基部绘制，所述虚拟圆尽可能地小而不与每个突出部(12A, 12B)的所述基部的所述圆周相交；
其中每个突出部(12A, 12B)中的每个虚拟圆(17A, 17B)包括中心(14A, 14B)；
其中两个相邻突出部(12A, 12B)在基本上平行于纵向的方向上对齐；
其中相应的相邻突出部(12A, 12B)的所述虚拟圆(17A, 17B)的中心(14A, 14B)之间的距离具有长度L；
其中所述相邻突出部(12A, 12B)中的一个突出部的所述圆(17A, 17B)的直径具有长度L1；
其中相应的相邻突出部(12A, 12B)的所述虚拟圆(17A, 17B)的圆周之间的最小距离具有长度L2；
使得L1:L的比率为至少0.3并且L2:L的比率为0≤L2:L≤0.7。
2.根据权利要求1所述的卷轴(1)，其中所述卷轴(1)仅包括所述第一多个螺旋卷绕部分(110)和所述第一多个盘旋卷绕部分(120)，其中每个螺旋卷绕部分(111, 112, 113,114, 115)具有0.5m至2.0m的直径。
3.根据权利要求1所述的卷轴(1)，其中所述卷轴(1)包括第二多个螺旋卷绕部分(210)和第二多个盘旋卷绕部分(220)；
其中所述三维基底(10)围绕所述第一多个螺旋卷绕部分(110)螺旋地卷绕，以形成所述第二多个螺旋卷绕部分(210)中的每个螺旋卷绕部分((211, 212, 213, 214))；并且其中所述第二多个螺旋卷绕部分(210)中的所述螺旋卷绕部分((211, 212, 213, 214))在所述芯(2)的所述第二横向侧边(22)和所述芯(2)的所述第一横向侧边(21)之间沿所述芯(2)的所述纵向轴线(Lc)彼此相邻定位；
其中所述第二多个螺旋卷绕部分(210)中的每个螺旋卷绕部分(211, 212, 213, 214)中的所述三维基底(10)在与所述第一多个螺旋卷绕部分(110)相反的方向上沿所述芯(2)的所述纵向轴线(Lc)围绕所述芯(2)重复并螺旋地卷绕；
其中所述三维基底(10)围绕所述第一多个螺旋卷绕部分(110)盘旋地卷绕，以形成所述第二多个盘旋卷绕部分(220)中的每个盘旋卷绕部分(221, 222, 223, 224)；
其中所述第二多个盘旋卷绕部分(220)中的第一盘旋卷绕部分(224)在所述第一多个螺旋卷绕部分(110)中的最后螺旋卷绕部分(115)和所述第二多个螺旋卷绕部分(210)中的第一螺旋卷绕部分(214)之间延伸；并且
所述第二多个盘旋卷绕部分(220)中的其他盘旋卷绕部分(221, 222, 223)在所述第二多个螺旋卷绕部分(210)中的两个相邻螺旋卷绕部分之间延伸。
4.根据权利要求3所述的卷轴(1)，其中所述第一多个螺旋卷绕部分(110)中的螺旋卷绕部分(115)的最上层(1156)的所述三维基底(10)的大部分所述突出部(12)至少部分地与在所述第一多个螺旋卷绕部分(110)中的相应螺旋卷绕部分(115)上卷绕的其他多个螺旋卷绕部分(310)中的正上方的螺旋卷绕部分(315)的最下层(3151)的所述三维基底(10)的大部分所述突出部(12)嵌套。
5.根据权利要求3-4中任一项所述的卷轴(10)，其中邻近所述芯(2)的所述第一横向侧边或第二横向侧边(21, 22)定位的每种多个螺旋卷绕部分中的每个螺旋卷绕部分具有比所述卷轴(1)的每种多个螺旋卷绕部分的其他螺旋卷绕部分更高的层数。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的卷轴(1)，其中所述卷轴(1)的所述盘旋卷绕部分中的每个盘旋卷绕部分包括围绕所述芯(2)或所述第一多个螺旋卷绕部分(110)卷绕的0.25至5层所述三维基底(10)。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的卷轴(1)，其中每个螺旋卷绕部分中的所述三维基底(10)的所述多个层中的层的所述侧边基本上彼此对齐。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的卷轴(1)，其中每种多个螺旋卷绕部分包括3个至30个螺旋卷绕部分。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的卷轴(1)，其中从所述三维基底(10)的所述平面(P)向外延伸的所述突出部(12)占所述三维基底(10)的总面积的30%至70%。
10.根据权利要求1所述的卷轴(1)，其中相应的相邻突出部(12A, 12B)的所述虚拟圆(17A, 17B)的所述中心之间的所述距离(L)为2mm至15mm。
11.根据权利要求1或10所述的卷轴(1)，其中所述长度(L1)为2mm至15mm。
12.根据权利要求1-4中任一项所述的卷轴(1)，其中根据突出部高度测试，所述三维基底(10)的所述突出部(12)具有500µm至4000µm的z向高度。
13.根据权利要求1-4中任一项所述的卷轴(1)，其中每个螺旋卷绕部分(111)具有纵向轴线(Lt)和横向轴线(Tt)，所述螺旋卷绕部分(111)的纵向轴线(Lt)基本上平行于所述芯(2)的所述纵向轴线(Lc)，以及所述螺旋卷绕部分(111)的横向轴线(Tt)垂直于所述螺旋卷绕部分(111)的所述纵向轴线(Lt)，其中每个盘旋卷绕部分(121)相对于相邻螺旋卷绕部分(111)的所述横向轴线(Tt)形成0.3度至60度的角度。
14.根据权利要求1-4中任一项所述的卷轴(1)，其中所述三维基底(10)的所述多个突出部(12)形成重复图案，其中所述重复图案的特征在于相对于小于90度的角度(α)的准对称或旋转对称，使得每个盘旋卷绕部分(121)中的所述三维基底(10)的所述突出部(12)至少部分地与被包括在邻近所述盘旋卷绕部分(121)的每个螺旋卷绕部分(111, 112)中的所述三维基底(10)的相邻重叠层的所述突出部(12)嵌套。
15.根据权利要求13所述的卷轴(1)，其中所述三维基底(10)包括多个凹陷部(13)，其中所述多个突出部(12)中的每个突出部(12)靠近所述多个凹陷部(13)中的至少一个凹陷部(13)，其中所述三维基底(10)的所述多个突出部(12)和所述多个凹陷部(13)形成包括多边形的重复单元，所述多边形优选地为具有n个边、n个角并且具有一个中心的正凸多边形，其中所述多个凹陷部(13)中的每个凹陷部(13)或所述多个突出部(21)中的每个突出部(12)被定位在所述多边形的每个角处，而所述多个突出部(12)中的突出部(12)或所述多个凹陷部(13)中的凹陷部(13)分别被定位在所述多边形的所述中心处；
其中每个盘旋卷绕部分(121)相对于相邻螺旋卷绕部分(111)的所述横向轴线(Tt)形成角度(α)=360/n，使得每个盘旋卷绕部分(121)中的所述三维基底(110)的所述突出部(12)至少部分地与被包括在邻近所述盘旋卷绕部分(121)的每个螺旋卷绕部分(111, 112)中的所述三维基底(10)的相邻重叠层的所述突出部(12)嵌套；
并且其中n≥6。
16.根据权利要求15所述的卷轴(1)，其中所述三维基底(10)包括多个着陆区域(11)，其中所述着陆区域(11)围绕所述多个突出部(12)和所述多个凹陷部(13)，其中每个螺旋卷绕部分的每个层的所述三维基底(10)的大部分所述突出部(12)与相同螺旋卷绕部分和/或相邻螺旋卷绕部分的相邻重叠层的所述三维基底(10)的大部分所述突出部(12)嵌套，其中每个层的所述三维基底(10)的大部分所述凹陷部(13)与相同螺旋卷绕部分和/或相邻螺旋卷绕部分的相邻重叠层的所述三维基底(10)的大部分所述凹陷部(13)嵌套。
17.根据权利要求15或16所述的卷轴(1)，其中根据凹陷部高度测试，所述多个凹陷部(13)中的所述凹陷部(13)具有200µm至2000µm范围内的z向高度，并且其中根据所说卷轴中的任意位置的总体基底高度测试，所述三维基底(10)具有700µm至6000µm范围内的总体z向高度。
18.一种围绕芯(2)卷绕三维基底(10)以形成卷轴(1)的方法(100)，所述三维基底(10)具有平面(P)并且包括从所述三维基底(10)的所述平面(P)向外延伸的多个突出部(12)；
其中所述三维基底(10)由非织造纤维网、膜、以及它们的组合组成的组制成；
所述芯(2)具有纵向轴线(Lc)和沿所述纵向轴线(Lc)的长度；
所述芯(2)包括第一横向侧边和第二横向侧边(21, 22)；
所述方法(100)包括以下步骤：
(a) 通过以下过程来形成第一多个螺旋卷绕部分(110)和第一多个盘旋卷绕部分(120)：
i) 将所述三维基底(10)的端部定位在所述芯(2)上；
围绕所述芯(2)螺旋地卷绕所述三维基底(10)，以形成所述第一多个螺旋卷绕部分(110)中的每个螺旋卷绕部分(111, 112, 113, 114, 115)；并且其中所述第一多个螺旋卷绕部分(110)中的螺旋卷绕部分(111, 112, 113, 114, 115)在所述芯(2)的所述第一横向侧边(21)和所述芯(2)的所述第二横向侧边(22)之间沿所述芯(2)的所述纵向轴线(Lc)彼此相邻定位；
ii) 沿所述芯(2)的所述纵向轴线(Lc)围绕所述芯(2)来盘旋地卷绕所述三维基底(10)，以形成所述第一多个盘旋卷绕部分(120)中的每个盘旋卷绕部分(121, 122, 123,124)；
并且其中所述第一多个盘旋卷绕部分(120)中的每个盘旋卷绕部分(121, 122, 123,124)在所述第一多个螺旋卷绕部分(110)中的两个相邻螺旋卷绕部分之间延伸；
其中所述第一多个螺旋卷绕部分(110)中的每个螺旋卷绕部分(111, 112, 113, 114,115)中的所述三维基底(10)围绕所述芯(2)重复并螺旋地卷绕，以形成彼此重叠的多个层；并且
其中在每个螺旋卷绕部分(111, 112, 113, 114, 115)中，每个层的所述三维基底(10)的大部分所述突出部(12)至少部分地与所述螺旋卷绕部分的相邻重叠层的所述三维基底(10)的大部分所述突出部(12)嵌套，
其中所述三维基底(10)包括纵向轴线(Ls)；
其中每个突出部(12A, 12B)包括基部；
其中每个突出部(12A, 12B)的所述基部包括其中每个突出部(12A, 12B)开始从所述平面(P)向外突出的圆周；并且
其中虚拟圆(17A, 17B)围绕每个突出部的所述基部绘制，所述虚拟圆尽可能地小而不与每个突出部(12A, 12B)的所述基部的所述圆周相交；
其中每个突出部(12A, 12B)中的每个虚拟圆(17A, 17B)包括中心(14A, 14B)；
其中两个相邻突出部(12A, 12B)在基本上平行于纵向的方向上对齐；
其中相应的相邻突出部(12A, 12B)的所述虚拟圆(17A, 17B)的中心(14A, 14B)之间的距离具有长度L；
其中所述相邻突出部(12A, 12B)中的一个突出部的所述圆(17A, 17B)的直径具有长度L1；
其中相应的相邻突出部(12A, 12B)的所述虚拟圆(17A, 17B)的圆周之间的最小距离具有长度L2；
使得L1:L的比率为至少0.3并且L2:L的比率为0≤L2:L≤0.7。
19.根据权利要求18所述的围绕芯(2)卷绕三维基底(10)以形成卷轴(1)的方法(100)，其中所述方法(100)包括以下步骤：
(b) 通过以下过程来形成第二多个螺旋卷绕部分(210)和第二多个盘旋卷绕部分(220)：
iii) 围绕所述第一多个螺旋卷绕部分(110)螺旋地卷绕所述三维基底(10)，以形成所述第二多个螺旋卷绕部分(210)中的每个螺旋卷绕部分(211, 212, 213, 214)；并且其中所述第二多个螺旋卷绕部分(210)中的螺旋卷绕部分(211, 212, 213, 214)在所述芯(2)的所述第二横向侧边(22)和所述芯(2)的所述第一横向侧边(21)之间沿所述芯(2)的所述纵向轴线(Lc)彼此相邻定位；
其中所述第二多个螺旋卷绕部分(210)中的每个螺旋卷绕部分(211, 212, 213, 214)中的所述三维基底(10)在与所述第一多个螺旋卷绕部分(110)相反的方向上沿所述芯(2)的所述纵向轴线(Lc)围绕所述芯(2)重复并螺旋地卷绕；
iv) 围绕所述第一多个螺旋卷绕部分(110)来盘旋地卷绕所述三维基底(10)，以形成所述第二多个盘旋卷绕部分(220)中的每个盘旋卷绕部分(221, 222, 223, 224)；并且其中所述第二多个盘旋卷绕部分(220)中的第一盘旋卷绕部分(224)在所述第一多个螺旋卷绕部分(110)中的最后螺旋卷绕部分(115)和所述第二多个螺旋卷绕部分(220)中的第一螺旋卷绕部分(214)之间延伸；并且
其中所述第二多个盘旋卷绕部分(220)中的其他盘旋卷绕部分(221, 222, 223)在所述第二多个螺旋卷绕部分(210)中的两个相邻螺旋卷绕部分之间延伸。
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