CN107923093B - 用于表面扣件的环构件以及成人尿布 - Google Patents

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Abstract

一种用于表面扣件的环构件,包括:环层;以及基体材料层,该环层包括熔合粘结的短纤维非织造织物,该基体材料层包括压延的短纤维非织造织物,环层中的纤维的平均细度与基体材料层中的纤维的平均细度的比率[环层中的纤维的平均细度]/[基体材料层中的纤维的平均细度]为1.5至30,并且基体材料层的厚度为15μm至100μm。

Description

用于表面扣件的环构件以及成人尿布
技术领域
本发明涉及用于表面扣件的环构件以及用于成人的尿布。
背景技术
常规的表面扣件广泛用于固定和紧固各种类型的物品,诸如纤维产品、塑料产品、纸产品、工业部件、电子部件、建筑材料等。例如,装配到卫生制品(例如,纸尿布等)作为扣紧构件的表面扣件是已知的。具有各种类型的扣紧构造的表面扣件是已知的,例如包括一对具有钩形接合元件的凸构件和可与该接合元件接合的凹构件的扣件等。在其间,用于使用非织造织物的表面扣件的扣紧构件具有优异的柔韧性和透气性的优点,因此常规上已经提出了许多类型。
专利文献1公开了用于由复合非织造织物制成的钩环扣件的环材料。该复合非织造织物具有热塑性卷曲短纤维的梳理成网的非织造织物环层,短纤维为1.5dTEX至6.0dTEX,梳理成网的非织造织物包含基重为10g/m2至35g/m2的纺粘或熔纺非织造织物的基体材料层;以及多个基本上空气不可透过的粘结区,在该粘结区处,环层连接到基体材料层,粘结区包括环材料的表面区域的35%至55%。
专利文献2公开了用于表面扣件的凹构件,其包括:包括热熔合粘结的复合纤维体的幅材;形成在该幅材的第一表面上的多个缠结环;以及形成在该幅材的第二表面上的压缩的热熔合粘结层。通过使第二表面比第一表面更致密,形成在第一表面中的多个缠结环可与形成在凸构件的表面上的元件强有力地接合。将多个缠结环从形成在凸构件的表面上的元件分离所需的剥离强度为至少20gf/cm。
专利文献3公开了制造具有纤维表面的液体不可透过且空气不可透过的片材的方法。该方法包括:形成具有第一纤维表面和第二纤维表面的片材;通过使片材经受足够的压力和Z梯度温差以从熔融材料形成液体不可透过且空气不可透过的表层来使纤维在第一表面上熔融,而不显著改变第二表面的纤维;当表层处于至少半熔融状态时将纤维沉积在表层上以形成纤维/表层/纤维材料;以及使液体不可透过且空气不可透过的表层空气可透过,同时保持其液体不可透过性。
现有技术文献
专利文献1:国际专利公布2008/130807
专利文献2:美国专利5786060,说明书
专利文献3:美国专利5470424,说明书
发明内容
在用于成人的尿布的情况下,例如,在一些情况下,尿布与设置在其中的垫结合,并且采用其中通过仅频繁替换内部垫并且每三天更换一次外部尿布例如(或约每20次替换一次垫)来使尿布用于相对较长的时间段的使用模式。在这种情况下,要求尿布的表面扣件可在重复多次(例如,重复20次)一对扣紧构件的扣紧和解开之后保持扣紧构件之间的良好的接合强度(特别是剥离强度和剪切强度)(换句话说,在反复扣紧和解开的情况下的接合强度耐久性)。然而,当接合元件为非织造织物(特别是短纤维非织造织物)的环构件时,构成非织造织物的纤维可容易由于反复扣紧和解开而褪落或损坏,并且在反复扣紧和解开的情况下难以获得接合强度耐久性。另一方面,就例如针织环而言,通常在反复扣紧和解开的情况下,接合强度耐久性良好,但其透气性和柔韧性低。因此,期望具有这样的扣紧构件,其在反复扣紧和解开的情况下具有优异的接合强度耐久性,同时通过使用非织造织物保持良好的透气性和柔韧性。
而且,在具有表面扣件的制品(例如,卫生制品诸如尿布)中,在一些情况下,使用用于具有印刷层的表面扣件的扣紧构件。在用于表面扣件的这样的扣紧构件的一个示例中,印刷层形成在非织造织物的一个主表面上,并且另一个主表面用作与具有用于表面扣件的另一扣紧构件的接合表面,并且设置在印刷层上的图案通过非织造织物可见。通过将用于表面扣件的扣紧构件的印刷层侧上的主表面固定到制品的主体部分,可形成具有带图案的表面扣件的制品。然而,设置在非织造织物上的印刷层的图像清晰度不一定足够令人满意。还期望另外降低扣紧构件的成本。
为了解决上述问题,本发明的一个目的是提供用于表面扣件的扣紧构件,或更具体地提供具有良好的透气性、柔韧性、一对扣紧构件之间的接合强度、在反复扣紧和解开的情况下的接合强度耐久性以及印刷特性(印刷层的图像清晰度)的环构件,并且该环构件可以以低成本制造。
本发明的一个方面提供了用于表面扣件的环构件,其包括:环层;以及基体材料层,该环层包括熔合粘结的短纤维非织造织物,该基体材料层包括压延的短纤维非织造织物,环层中的纤维的平均细度与基体材料层中的纤维的平均细度的比率[环层中的纤维的平均细度/基体材料层中的纤维的平均细度]为1.5至30,并且基体材料层的厚度为15μm至100μm。
本发明的另一方面提供了包括上述环构件的成人尿布。
本发明的效果
根据本发明,可提供用于表面扣件的环构件以及成人尿布,该环构件具有良好的透气性、柔韧性、接合强度、在反复扣紧和解开的情况下的接合强度耐久性以及印刷特性,并且其可以以低成本制造。
附图说明
图1示出了根据本发明的一个方面的环构件的示例。
图2示出了根据本发明的一个方面的环构件的示例,其示出了通过压印来紧固的环层和基体材料层。
图3示出了工作实施例1中的环层的表面的图像。
图4示出了比较例1中的环层的表面的图像。
具体实施方式
本发明的示例性实施方案如下所述,但本发明不限于以下实施方案,并且不违背本专利权利要求书的实质和范围的任何变型旨在包括在本发明中。需注意,除非另有说明,否则在本公开中提及的各种特性值旨在通过[实施例]部分中所公开的方法,或通过由本领域技术人员视为等同于这些方法的方法所测量的值。
本公开提供了用于表面扣件的环构件,其包括:环层;以及基体材料层,该环层包括熔合粘结的短纤维非织造织物,该基体材料层包括压延的短纤维非织造织物,环层中的纤维的平均细度与基体材料层中的纤维的平均细度的比率[环层中的纤维的平均细度/基体材料层中的纤维的平均细度]为1.5至30,并且基体材料层的厚度为15μm至100μm。
本公开的环构件可用作通过各种常规的公知扣紧手段形成表面扣件的环构件。在一个方面中,根据本公开的环构件可用作凹构件,以形成与凸构件结合的表面扣件。在另一方面,表面扣件可以是一对构件,其中作为根据本公开的环构件的凸构件和凹构件两者的结构共面地设置。根据本公开的环构件可与例如墙体、布料等直接接合。
更具体地,在本公开的环构件中,包括在环层中的短纤维非织造织物作为接合元件起作用,并且包括在基体材料层中的短纤维非织造织物旨在形成印刷表面。例如,从能够与作为非织造织物的接合元件牢固地接合的观点来看,钩作为凸构件是期望的。钩由在表面扣件的厚度方向上突出的突出部构造。只要满足接合力,突出部的类型并不重要,但是例如蘑菇形、锚形或J形钩是期望的。通常,针密度为每平方英寸约500至5000。该材料可选自聚丙烯、聚酯、聚乙烯、聚酰胺以及它们的共聚物和混合物。根据本公开的环构件可以是由共面设置的钩和环层构造的扣紧构件的一部分,该环层共包括短纤维非织造织物作为可与钩接合的接合元件。
图1示出了根据本发明的一个方面的环构件的示例。参考图1,环构件1包括基体材料层11和环层12。在典型的方面中,环构件1还可包括印刷层13。
环层和基体材料层包括短纤维非织造织物。在典型的方面中,环构件可基本上由非织造织物构成,并且更典型地可基本上由短纤维非织造织物构成。基本上由非织造织物构成的环构件可具有适当量的柔韧性和透气性以用作卫生制品。短纤维非织造织物具有可形成薄且柔韧的层的优点。需注意,在本公开中,“短纤维非织造织物”旨在指至少大部分(构成纤维的质量的50%以上)由短纱(换句话说,短纤维)构成的非织造织物的,其区别于由细丝(换句话说,长纤维)构成的非织造织物。短纤维非织造织物包括梳理成网的非织造织物、气流成网的非织造织物、湿法成网的非织造织物等。另一方面,长纤维非织造织物通常包括纺粘非织造织物等。尽管不限于此,但是短纱通常具有几百毫米以下的纤维长度。
环层包括熔合粘结的短纤维非织造织物。在本发明中,“熔合粘结的短纤维非织造织物”旨在指具有其中构成短纤维非织造织物的纤维通过纤维的熔合而粘结在一起的形态的短纤维非织造织物。短纤维非织造织物的熔合粘结可通过观察(例如,使用光学显微镜观察)短纤维非织造织物的纤维表面上的纤维材料的熔合痕迹以及纤维在这些熔合痕迹的位置处粘结在一起来确认。熔合痕迹旨在指仅以在环层中引起熔合粘结(因此只能在环层中看到)为目的而施加的过程的痕迹,并且例如将区别于通过具有其它目的诸如连接环层和基体材料层(在整个环层和基体材料层两者中都可看到这些熔合痕迹)等的过程所产生的熔合痕迹。而且,熔合粘结可通过用手触摸短纤维非织造织物并观察到表面已变得相对较硬来确认。在本公开中,形成熔合粘结的短纤维非织造织物的熔合粘结可通过例如用高温空气穿过过程成型来获得。在本公开中,“高温空气穿过过程”旨在指使高温(在短纤维非织造织物的纤维外侧的材料的熔点下或以上)下的空气穿过短纤维非织造织物的厚度方向的过程。可考虑的熔合粘结的其它方法包括用于在高温下加热而不使空气穿过或引起纤维外侧与化学品的熔合以在纤维之间产生粘结的手段。然而,从不仅在短纤维非织造织物的表面上,而且在其内部(在其内部上的纤维的外侧)上引起熔合粘结的观点来看,高温空气穿过过程是期望的。另外,由于用于熔合纤维的化学品在卫生制品诸如尿布等的应用中经常保持一定距离,所以高温空气穿过处理是优选的。通过不由用辊等直接向短纤维非织造织物施加大的压力的方法来熔合粘结纤维,可在保持接合力的同时增加环构件的耐久性。
基体材料层包括压延的短纤维非织造织物。在本公开中,“压延的短纤维非织造织物”是指具有通过施加压力而平滑的表面状态的短纤维非织造织物。因此,在本发明中,为了使层平滑,除了使待处理层通过一对平滑辊之间之外,形成压延的短纤维非织造织物的压延包括例如通过使待处理层经过平滑辊和不平辊(例如,热粘结辊)之间来使待处理层平滑的过程。需注意,当例如使用不平辊时,本领域技术人员可视情况进行调整该过程以获得所需的平滑效果(例如,进行数次使待处理层经过辊之间的操作,调整点粘结条件使得在稍后所述的点粘结中处理区域相对较大等)。需注意,上述的“高温空气穿过过程”和“压延”的不同之处在于,后者是其中短纤维非织造织物以平滑为目的直接与辊等接触的过程,而前者不是。
在根据本公开的环构件中,基体材料层和环层是分离的层,因此每个层的特性可各自根据目的独立地控制。为了实现良好的印刷特性(换句话说,实现具有图像清晰度的印刷设计),本发明人专注于具有高平滑度的印刷表面的要求,并且此外专注于确保一对扣紧构件(例如,当使用本公开的环构件作为凹构件时,凸构件称为钩)在反复扣紧和解开的情况下的接合强度(特别是剥离强度和剪切强度)以及接合强度耐久性的要求。本发明人还专注于常规上印刷图像不具有图像清晰度的主要原因,即,由于非织造织物被点粘结,所以印刷表面不平坦,并且因此印刷表面上的墨滴不稳定,且环构件是厚的,并且当通过环构件观察印刷层时,印刷图像显得模糊。此外,本发明人专注于如下事实,使用非织造织物的常规环构件不具有接合强度耐久性以承受反复扣紧和解开。
然后,本发明人发现,通过将包括细度比基体材料层中所使用的非织造织物的细度大的非织造织物并熔合粘结的环层,与在压延时薄且平滑的基体材料层进行层压,可以实现扣紧构件之间的接合强度和在反复扣紧和解开的情况下的接合强度耐久性两者,以及作为构件的高水平的印刷特性和形状保持特性。而且,薄环构件(换句话说,环层和基体材料层的层压体)具有低成本和优异的柔韧性的优点。
环层起接合元件的作用。在一个方面,包括在环层中的短纤维非织造织物可以与钩接合。需注意,各种类型的热塑性树脂材料可用作钩的材料,诸如例如聚乙烯(例如,高密度聚乙烯)、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、尼龙、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚缩醛、聚甲基戊烯、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯、聚苯醚、聚苯硫醚、以及苯乙烯基弹性体(诸如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯等)、烯烃基弹性体(诸如乙烯-α-烯烃共聚物等)、酯基弹性体、酰胺基弹性体、氨基甲酸酯基弹性体、氯乙烯基弹性体、硅氧烷基弹性体、氟基弹性体以及它们的掺杂物等。
构成包括在构成环层和基体材料层的短纤维非织造织物的纤维可为聚烯烃(例如聚乙烯、聚丙烯等)、聚酯(例如PET、PBT等)、聚酰胺、聚氨酯、EVA(乙烯乙酸乙烯酯)、聚乳酸酯、人造丝、它们的共聚物和混合物以及天然纤维等。
在一个方面,从防止环层由于与另一个扣紧构件接合而断裂(从纤维中拉出等)的观点来看,在环层中可使用高强度聚酰胺。另一方面,考虑材料成本和环境稳定性,在环层和/或基体材料层中可使用聚乙烯、聚丙烯、聚酯等。
构成短纤维非织造织物的纤维可以是亲水的或疏水的。纤维也可为复合纤维。复合纤维的优选纤维形态的示例包括芯鞘型(同心型和偏心型)、平行型(即,并列型)和分体型(例如纤维横截面被分成弧形)。纤维也可为变形横截面纤维、卷曲纤维、热收缩纤维等。这些纤维可单独使用或以两种或更多种的组合来使用。
可使用具有包括结晶聚丙烯作为第一组分并具有热塑性弹性体作为第二组分的硬质弹性组分的双组分型弹性复合纤维或将其与其它纤维组合的共混纤维。
在优选的方面中,构成包括在环层中的短纤维非织造织物的纤维具有芯鞘结构。而且,在优选的方面中,构成包括在环层和基体材料层两者中的短纤维非织造织物的纤维具有芯鞘结构。具有芯鞘结构的纤维包括具有第一熔点的芯(例如,聚酰胺)和具有低于第一熔点的第二熔点的鞘(例如,聚乙烯),并且具有优异的热熔合粘结特性的优点。考虑到材料成本和环境稳定性,并且优选地在环层和/或基体材料层中使用聚乙烯、聚丙烯、聚酯等,包括具有第一熔点的芯和具有低于第一熔点的第二熔点的鞘的芯鞘纤维的示例包括具有聚丙烯芯和聚乙烯鞘的芯鞘纤维、具有聚丙烯芯和改性聚乙烯鞘的芯鞘纤维、具有聚丙烯芯和改性聚丙烯鞘的芯鞘纤维等。在一个方面,从轻量、高强度、高柔韧性等观点来看,可选择具有聚丙烯芯和聚乙烯鞘的芯鞘纤维。具体地,从很好地形成熔合粘结部位的观点来看,包括由具有上述芯鞘结构的纤维构成的短纤维非织造织物是有利的。
例如,在优选的方面中,其中构成包括在环层中的短纤维非织造织物的纤维为包括具有第一熔点的芯和具有第二熔点的鞘的芯鞘纤维,从获得环层的良好的机械强度的观点来看,第一熔点为约150℃或更高、或约160℃或更高,或约170℃或更高。如果使用聚乙烯或聚丙烯,从材料特性来看,第一熔点将为约200℃以下,并且如果使用聚酯,则从材料特性来看,第一熔点将为约300℃以下。而且,在优选的方面中,从获得环层的良好的机械强度的观点来看,从通过熔合粘结很好地形成环层的固定部位的观点来看,并且从获得环层的良好的柔韧性的观点来看,第二熔点为约130℃以下、或约120℃以下,或约110℃以下,并且从使用聚合物材料的观点来看,为约80℃以上,或约100℃以上。将上述范围内的第一熔点和上述范围内的第二熔点组合是特别优选的。需注意,从形成具有优异的透气性和平滑度的短纤维非织造织物的观点来看,上述范围内的第一熔点和上述范围内的第二熔点及它们的组合在基体材料层中也是有利的。需注意,如果芯具有多个熔点并且如果鞘具有多个熔点,则也可获得这些特性。在这种情况下,芯的多个熔点中的任何一个熔点都是第一熔点,鞘的多个熔点中的任何一个熔点都是第二熔点,并且特别地,每个熔点中的最低熔点有助于熔合粘结和形状保持。在一个方面,本公开中芯的第一熔点和鞘的第二熔点分别为芯的最低第一熔点和鞘的最低第二熔点。需注意,熔点是通过DSC等测量的值。
在另一个优选的方面中,来自包括在环层中的短纤维非织造织物的纤维可为例如熔点在以上针对第一熔点给定的范围内的单一材料的纤维。
在优选的方面中,环层的平均细度为约2.0旦尼尔以上约15旦尼尔以下。从获得良好的接合强度的观点来看,优选地平均细度为约2.0旦尼尔以上,或约4.0旦尼尔以上,并且从保持环构件的良好的柔韧性的观点来看,优选地平均细度为约15.0旦尼尔以下、或约12.0旦尼尔以下、或约10.0旦尼尔以下、或约8.0旦尼尔以下,或约6.0旦尼尔以下。
在优选的方面中,基体材料层的平均细度为约0.5旦尼尔以上约3.0旦尼尔以下。从保持基体材料层的机械强度和易于制造的观点来看,优选地平均细度为约0.5旦尼尔以上、或约0.7旦尼尔以上、或约0.9旦尼尔以上,或约1.0旦尼尔以上。从施加平滑的印刷表面并有助于良好的印刷特性的观点来看,优选地平均细度为约3.0旦尼尔以下、或约2.5旦尼尔以下、或约2.0旦尼尔以下,或约1.5旦尼尔以下。
环层中的纤维的平均细度与基体材料层中的纤维的平均细度的比率[环层中的纤维的平均细度]/[基体材料层中的纤维的平均细度]为约1.5以上约30以下。从实现环层的接合强度和基体材料层的印刷特性的观点来看,该比率为约1.5以上,并且优选地为约1.7以上,或约2以上。而且从保持环构件的柔韧性、保持基体材料层的机械强度、易于制造等观点来看,该比率为约30以下,或优选地为约18以下,或约6以下。
上述比率是根据用细度测量仪器Vibromat ME(由赫伯特斯坦公司(Textechno)制造)或等效测量仪器测量的环层和基体材料层的平均细度的值计算的。具体地,首先尽可能随机地取样约十条纤维。在这种情况下,已损坏的纤维诸如短切纤维等不可用于测量,因此不对其进行取样。在所取样的纤维中,使一条纤维的端部保持在镊子中,并在不使纤维扭转或延伸的情况下通过测量仪器的夹钳来紧固纤维的两个端部。在这种情况下,纤维垂直设置。根据固定在夹钳中的纤维在一定张力和纤维长度下的振动来测量震动的固定速率,据此计算细度。重复该操作五次,并将五根纤维的平均细度值取为平均细度。测量环境设定为21℃±1℃的温度和65%±2%的湿度。根据针对环层和基体材料层获得的平均细度,计算上文提及的比率[环层中的纤维的平均细度]/[基体材料层中的纤维的平均细度]。
包括在环层和基体材料层两者中的短纤维非织造织物可各自为使用常用方法作为制造方法而制造的短纤维非织造织物,诸如例如梳理成网的非织造织物、气流成网的非织造织物等。在此,如果使用通过纺粘法或熔喷法制造的长纤维非织造织物作为基体材料层,则为了降低所获得的基体材料层的透气性,需要使用高密度的非织造织物。而且,如果使用压延使得由长纤维非织造织物构成的基体材料层更薄,则可发现,厚度越小,所获得的基体材料层变得越硬。另一方面,如果使用压延使得包括短纤维非织造织物的基体材料层更薄,则可容易地赋予柔韧性和高水平的透气性。使短纤维非织造织物中的纤维粘结的方法可为热粘结、化学粘结、水刺法、针刺法、针脚粘结、蒸汽喷射等。在优选的方面,从获得具有优异的柔韧性的薄非织造织物的观点来看,包括在基体材料层中的短纤维非织造织物为热粘结的非织造织物。在优选的方面中,包括在环层中的短纤维非织造织物通过高温空气穿过过程使短纤维非织造织物熔合粘结来获得。
在包括在环层中的熔合粘结的短纤维非织造织物中,构成短纤维非织造织物的纤维通过纤维的熔合(通常是纤维的表面的熔合)在固定部位连接在一起。这样,环层的短纤维非织造织物具有优异的机械强度,并且因此在反复扣紧和解开的情况下表现出良好的接合强度耐久性。
可使用能够进行高温空气穿过过程的任何装置来实施熔合粘结。例如,可使用用于制造非织造织物的烘箱等作为装置。然而,在本公开的典型方面中,熔合粘结在比用其相应材料制造非织造织物的正常温度条件高的温度下进行。因此,在本公开的典型方面中,例如,使用能够在稍后所述的温度下进行空气穿过过程的装置。
当使短纤维非织造织物与预定材料熔合粘结时,通过使用高熔合温度所产生的纤维的更高水平的熔合有助于增加由纤维表面熔合形成的纤维之间的固定部位。当纤维之间的固定部位的数量增加时,短纤维非织造织物中的纤维之间的间隙减小,并且短纤维非织造织物的体积减小。在典型的方面中,根据目的,可根据固定部位的所需形成程度来设计在通过高温空气穿过过程进行熔合时的熔合温度(具体地,空气温度)和鼓风速率。以下是举例说明温度和鼓风速率的方面的描述,但是本公开不限于此。
在优选的方面中,在鞘为聚乙烯的情况下,环层的短纤维非织造织物在约135℃至约160℃的熔合温度(例如,高温空气穿过过程的空气温度)下熔合。从通过很好地形成固定部位来防止环层中的短纤维非织造织物的纤维脱落并获得良好的机械强度以及因此获得良好的接合强度耐久性的观点来看,熔合温度为约135℃或更高,或约140℃或更高。从保持环层的良好的柔韧性和透气性的观点来看,熔合温度为约160℃以下、或约150℃以下,或约145℃以下。
在优选的方面中,从很好地形成固定部位的观点来看,来自待压力粘结的纤维表面的材料的熔合温度(T1)和熔点(T2)之间的差值(T1-T2)为约5℃以上、或约10℃以上,或约30℃以上。
从通过很好地形成固定部位来防止环层中的短纤维非织造织物的纤维脱落并且获得良好的机械强度并因此获得良好的接合强度耐久性的观点来看,高温空气穿过过程中的鼓风速率为约1%以上、或约10%以上、或约20%以上,或约30%以上,并且从防止过多的固定部位和保持良好的柔韧性和透气性的观点来看,高温空气穿过过程中的鼓风速率为约100%以下,或约50%以下。需注意,鼓风速率以与温度平衡的方式选择。
在优选的方面中,环层的断裂拉伸强度为约20N/50mm以上约200N/50mm以下。在优选的方面中,从获得环构件的良好的接合强度的观点来看,拉伸强度为约20N/50mm以上、或约25N/50mm以上,或约30N/50mm以上,并且从获得环构件中的良好的柔韧性和透气性的观点来看,拉伸强度为约200N/50mm以下,或约100N/50mm以下。
在典型的方面中,实质上不以环层的表面平滑度为目的进行压延。这样,可使包括在环层中的短纤维非织造织物很好地作为接合元件起作用。需注意,当例如在连接和紧固环层和基体材料层时,不会消除使环层经受压缩,诸如通过辊等的压缩。例如,如果仅对短纤维非织造织物层的一个表面进行表面平滑,则也可使短纤维非织造织物层的另一表面的一部分同时经受表面平滑。在这种情况下,存在另一表面上的短纤维非织造织物的接合强度(例如剥离强度和剪切强度)将降低的可能性。因此,在本公开的环构件中,由于环层与已经受压延的基体材料层结合,所以环层不受基体材料层上的压延的影响,并且因此可形成环层而不损害所需接合强度。
可根据目的设定获得包括在基体材料层中的压延的短纤维非织造织物的压延的方法和条件。通过压延增加基体材料层的密度,可赋予基体材料层平滑的表面。
例如,压延在被设定成使得基体材料层的短纤维非织造织物被压缩到所需厚度的条件下进行。在示例性方面中,如果基体材料层由聚丙烯/聚乙烯芯鞘纤维构成,则压延可在约100℃至约180℃的辊温度条件下进行。
压延的基体材料层的短纤维非织造织物在基体材料层与环层之间的稳定粘结方面是有利的,换句话说,有助于通过基体材料层稳定地保持环层,并且增加环构件的接合强度。另外,与例如未经压延的非织造织物相比,压延的基体材料层可具有较低的透气性,因此可以避免在制造过程中将成为问题的过大的透气性,同时通过有助于非织造织物的使用而保持所需透气性。
在典型的方面中,将基体材料层压延至呈膜形态的程度(换句话说,非织造织物的表面高度平滑,并且呈可对非织造织物表面进行精细印刷的形态)。与压延前的基体材料层相比,压延成膜形态后的基体材料层的透气性更低。
在优选的方面中,环层的厚度为约0.5mm以上约20mm以下。从保持良好的机械强度并在反复扣紧和解开的情况下获得良好的接合强度及其耐久性的观点来看,优选地环层的厚度为约0.5mm以上、或约1.0mm以上,或约1.5mm以上。从低成本和良好的柔韧性的观点来看,优选地环层的厚度为约20mm以下、或约10mm以下,或约2.0mm以下。
在本发明的一个方面中,基体材料层的厚度为约15μm以上约100μm以下。从保持良好的机械强度并获得良好的接合强度的观点来看,基体材料层的厚度为约15μm以上,并且优选地为约20μm以上,或约35μm以上。从低成本和良好的柔韧性的观点来看,厚度为约100μm以下,并且优选地为约85μm以下、或约70μm以下,或约55μm以下。在由短纤维非织造织物(例如,热粘结的非织造织物)构成的基体材料层中,当通过压延实现以上规定的厚度时,可以实现将透气性降低至所需水平和保持柔韧性两者。
在本公开中,环层和基体材料层的厚度如下测量。首先,从环构件中提取面积为10mm×10mm的用于测量厚度的样本。接下来,为了测量环层,将基体材料层从测量样本中移除,并且在环层未连接或紧固到基体材料层的状态下测量其厚度。然后,为了测量基体材料层,将环层从测量样本中移除,并且在基体材料层未连接或紧固到环层的状态下测量其厚度。上述厚度测量在样本的不同位置处重复五次,将从五次测量的结果中得到的厚度的平均值取为环层或基体材料层的厚度。使用厚度测量仪器(Mitsutoyo Absokute(KK-547-055,或等效仪器)进行厚度测量,将样本夹置在测量仪器的圆柱体端部表面与基座之间,并且通过在两秒后读取在数字指示器上显示的厚度来测量环层或基体材料层的厚度。
在优选的方面中,环层的基重为约12gsm以上约50gsm以下。从保持机械强度并在反复扣紧和解开的情况下获得良好的接合强度及其耐久性的观点来看,优选地基重为约12gsm以上、或约15gsm以上、或约20gsm以上,或约25gsm以上。从以低成本获得具有良好的柔韧性的薄环构件的观点来看,优选地基重为约50gsm以下、或约45gsm以下,或约35gsm以下。
在优选的方面中,基体材料层的基重为约8gsm以上约30gsm以下。从保持基体材料层的机械强度的观点来看,优选地基重为约8gsm以上、或约10gsm以上,或约12gsm以上。从以低成本获得具有良好的柔韧性的薄环构件的观点来看,优选地基重为约30gsm以下、或约25gsm以下、或约21gsm以下,或约18gsm以下。
可对形成基体材料层表面的印刷层的表面进行表面处理(例如,电晕放电过程、电子束过程)。另外,可进行向环层和/或基体材料层施加颜色的过程。
从获得本公开的环构件的良好优点的观点来看,环层和/或基体材料层通常可由短纤维非织造织物制成。而且,可包括除短纤维非织造织物之外的附加层。环层和基体材料层以及包括在环层和基体材料层中的短纤维非织造织物可各自为单个层或多个层。粘合剂层、树脂膜、针织织物、织造织物、纸材、这些材料的层压体等可用作附加层。对形成附加层的方法没有特别限制,并且可使用常规的公知方法,诸如涂布、干式层压、挤出层压、湿法层压、热层压、超声波等。
在典型的方面中,环层还包括印刷层。印刷层可直接紧固到基体材料层。在本公开中,将印刷层直接紧固到基体材料层意指将印刷层设置在基体材料层上而在其间没有另一个构件或层(换句话说,与基体材料层接触),并且印刷层基本上不能在保持其形态的同时从基体材料层剥离。此类印刷层的优点在于它能够通过简单的过程获得薄环构件。
印刷层具有一个或多个层,并且至少包括墨层。印刷层可仅由墨层构成,并除墨层之外还可包括底涂层和/或顶涂层。底涂层和顶涂层有助于提高墨层对基体材料层的粘附性。
墨层和任选的底涂层和顶涂层可以是在基体材料层上的连续层,或它们可以不连续地设置,并且可根据所需的目的适当地设计,例如根据墨层的目的的设计。该设计可根据需要进行选择,诸如字符、图片、图案等。
墨层的材料可为各种类型的常规已知的墨,并且可使用水溶性或溶剂型墨。常规的常用树脂可用作包含在墨中的树脂。可使用例如丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、尿素树脂、聚酯树脂、氯乙烯树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物树脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物树脂、烯烃树脂、氯化烯烃树脂、环氧树脂、油基树脂、纤维素衍生物树脂等。由于墨层具有优异的韧性,所以即使墨层在具有根据本公开的环构件的制品的使用期间暴露,墨层也难以掉落。从这个角度来看,丙烯酸墨、聚氨酯墨等是理想的。
从印刷层在基体材料层上的固定性的观点来看,优选地墨层自身具有粘附性。在上文提及的粘合剂层中所使用的与墨混合的材料可用作用于形成具有粘附性的墨层的材料。
从印刷层的韧性、穿戴感觉(柔韧性、透气性等)的观点来看,构成印刷层的墨层和任选的底涂层和顶涂层中的每一个的厚度可为约0.5μm以上且为约20μm以下,或为约1μm以上约15μm以下,或为约2μm以上且为约10μm以下,但这并非限制。
在一个方面中,可通过粘合剂将印刷层粘结到基体材料层。在这种情况下,印刷层的固定性良好。粘合剂材料可包括发粘的粘合剂聚合物,诸如丙烯酸类聚合物(例如,SK-Dyne,可从日本综研化学工程股份有限公司(Soken Chemical&Engineering Co.,Ltd.)商购获得的丙烯酸类压敏粘合剂)、硅氧烷聚合物、橡胶基聚合物等,或热熔型粘合剂,诸如例如Jet-meltTMEC-3748(可从日本3M公司(3M Japan)商购获得)等。增粘树脂、交联剂或其它添加剂可任选地与发粘的粘合剂聚合物结合。
粘合剂的厚度通常可为约5μm至约200μm。粘合剂例如可通过将粘合剂材料诸如以上所述的粘合剂材料施加到基体材料层的表面上并对其进行干燥来形成。
本公开的环构件可通过各种方法制造。在示例性方面中,环构件可通过包括以下步骤的方法来制造:制备用于环层的短纤维非织造织物以及用于基体材料层的短纤维非织造织物;对用于基体材料层的短纤维非织造织物执行压延;熔合粘结用于环层的短纤维非织造织物;将压延的短纤维非织造织物和用于环层的熔合粘结的短纤维非织造织物进行层压,并将它们连接在一起以获得包括基体材料层和环层的层压幅材;并且任选地在层压幅材的基体材料层侧上形成印刷层。
短纤维非织造织物的制造、在基体材料层上的压延以及环层的熔合粘结可例如通过先前所述的方法并在先前所述的条件下进行。接下来,将压延的短纤维非织造织物和用于环层的熔合粘结的短纤维非织造织物进行层压。
在典型的方面中,环层和基体材料层通过压印加工、化学粘结、水喷射、空气穿过(包括高温空气穿过)等连接在一起。图2示出了根据本发明的一个方面的环构件的示例,其示出了通过压印来紧固的环层和基体材料层。如图2所示,在环构件1中,基体材料层11和环层12可通过压印图案A连接在一起。各种压印图案形状可通过压印加工形成,例如矩形、波形等。例如,在举例说明连接环层和基体材料层的连接区的方面中,如果环层和/或基体材料层包括梳理成网的非织造织物,则优选地将连接区在梳理成网的非织造织物的纤维方向上的间距布置成使得该间距比连接区在基本上与该连接区正交的方向上的间距短。此类连接区是有利的,因为它可避免梳理成网的非织造织物起毛。环层连接到压延的基体材料层,因此环层可稳定且牢固地紧固到基体材料层。因此,当将环构件从凸构件等剥离时,难以发生诸如环层从基体材料层剥离、环层撕裂、失效等问题。压印加工可在温度为约110℃至约180℃且压力为0N/m2至约1,000N/m2的条件下进行。
在基体材料层上形成印刷层的方法可为例如用用于形成印刷层的材料(在本公开中,称为印刷材料)直接涂覆基体材料层的方法。而且,可使用其中将预先形成在衬垫上的印刷层转印到印刷层上并移除衬垫等的方法。如上所述的转印方法是期望的,因为印刷层的墨难以穿过基体材料层和环层。
在该转印方法中,具体地,首先在衬垫上形成印刷层。为了将印刷层转印到基体材料层上,优选地衬垫具有有着适当的剥离特性的表面。常规地用作用于转印的衬垫的各种类型的片材可用作衬垫,例如,硅氧烷覆盖的牛皮纸、硅氧烷覆盖的聚乙烯覆盖的纸材、硅氧烷覆盖或未覆盖的聚合物材料(例如,聚乙烯、聚丙烯等)或覆盖有聚合物释放剂(例如硅氧烷脲、聚氨酯橡胶、长链烷基丙烯酸酯等)的基体材料。合适的商业剥离衬垫包括以商品名“POLYSLIC”从美国伊利诺斯州奥克布鲁克的Rexam Release公司(Rexam Release ofOakbrook,Illinois)出售的剥离衬件,以及以商品名“EXHERE”从美国宾夕法尼亚州斯普林格罗夫的P.H.Glatfelter公司(P.H.Glatfelter Company of Spring Grove,Pennsylvania)出售的剥离衬件。例如,可对形成表面的印刷层上的衬垫上进行压印加工等。
将印刷材料施加到这样的衬垫上。在典型的方面中,通过任何印刷方法诸如例如辊施加、凹版印刷施加、帘式施加、喷雾施加、丝网印刷等将墨施加到衬垫上。或者,例如,可将顶涂层、墨和底涂层按该顺序施加到衬垫上。通过上述规程,获得其中在衬垫上形成印刷层的转印片材。
接下来,通过使转印片材和层压幅材在一对辊之间经过来将印刷层从衬垫转印到基体材料层上,使得转印片材的印刷层侧和层压幅材的基体材料层侧彼此相对。这样,可获得具有在基体材料层上形成的印刷层的环构件。
需注意,当印刷层具有墨层、底涂层和/或顶涂层时,可通过多个工艺顺序形成印刷层。例如,在印刷层由底涂层、墨涂层和顶涂层组成的情况下,首先在基体材料层上形成底涂层,接下来转印墨层,然后接下来可形成顶涂层。通过上述方法,印刷层可直接紧固到基体材料层。
在优选的方面中,环构件的基重为约20gsm以上约60gsm以下。从保持机械强度并且获得环构件的良好的接合强度的观点来看,优选地基重为约20gsm以上、或约25gsm以上、或约28gsm以上,或约33gsm以上。从以低成本获得具有良好的柔韧性的薄环构件的观点来看,优选地基重为约60gsm以下、或约50gsm以下、或约43gsm以下,或约37gsm以下。
在优选的方面中,环构件与接合到环构件的另一扣紧构件(具体地,用于表面扣件的钩)之间的90度剥离强度为约0.2N/25.4mm以上约10N/25.4mm以下。根据JTM-1221,使用每平方英寸1600针的钩构件(型号1600DH,由3M公司(3M Company)制造)测量上述90度剥离强度。从良好的接合强度的观点来看,优选地90度剥离强度为约0.2N/25.4mm以上、或约0.3N/25.4mm以上、或约0.4N/25.4mm以上,或约0.45N/25.4mm以上。从使用期间的感觉的观点来看,优选地90度剥离强度为约10N/25.4mm以下、或约8N/25.4mm以下、或约7N/25.4mm以下,或约6N/25.4mm以下。
在优选的方面中,在环构件与接合到环构件的另一扣紧构件(具体地,用于表面扣件的钩)之间,当进行20次90度的扣紧和剥离时,第20次时的90度剥离强度为约0.1N/25.4mm以上约5.0N/25.4mm以下。根据JTM-1221,使用每平方英寸1600针的钩构件(型号1600DH,由3M公司(3M Company)制造)测量上述90度剥离强度。从良好的接合强度的观点来看,优选地90度强度为约0.1N/25.4mm以上、或约0.2N/25.4mm以上、或约0.3N/25.4mm以上,或约0.4N/25.4mm以上。从使用期间的感觉的观点来看,优选地90度剥离强度为约5.0N/25.4mm以下、或约3.0N/25.4mm以下,或约1.0N/25.4mm以下。
在优选的方面中,环构件与接合到环构件的另一扣紧构件(具体地,用于表面扣件的钩)之间的剪切强度为约25N/20mm×25.4mm以上。根据JTM-1235,使用每平方英寸1600针的钩构件(型号1600DH,由3M公司(3M Company)制造)测量上述剪切强度。从良好的接合强度的观点来看,优选地剪切强度为约25N/20mm×25.4mm以上,或约30N/20mm×25.4mm以上。对剪切强度没有具体的上限,但从易于制造和扣紧构件的强度的观点来看,剪切强度的上限可为例如约100N/20mm×25.4mm以下。
在优选的方面中,根据JTM-1221,在重复20次环构件与接合到环构件的另一扣紧构件(具体地,用于表面扣件的钩)之间的扣紧和90度剥离之后的剪切强度为约5N/20mm×25.4mm以上约100N/20mm×25.4mm以下。根据JTM-1235,使用每平方英寸1600针的钩构件(型号1600DH,由3M公司(3M Company)制造)测量上述剪切强度。从良好的接合强度的观点来看,优选地剪切强度为约5N/20mm×25.4mm以上、或约9N/20mm×25.4mm以上,或约14N/20mm×25.4mm以上。对剪切强度没有具体的上限,但从易于制造和扣紧构件的强度的观点来看,剪切强度的上限可为例如约100N/20mm×25.4mm以下。
在优选的方面中,根据目的将环构件延伸5%时的拉伸强度控制在规定的范围内。如果环构件的拉伸强度过高,则环构件趋于过硬。另一方面,如果环构件的拉伸强度过低,则存在发生以下问题的可能性:在卫生制品(尿布等)的制造期间环构件在MD方向上延伸的问题,或当使用具有环构件的卫生制品(尿布等)时,环层由于来自与环构件结合的钩(当CD方向的拉伸强度过低时)的剪切而延伸的问题。需注意,在本公开中,环构件的MD方向意指在环构件的制造期间的机械方向。环构件在制造期间的MD方向通常与环层和基体材料层在制造期间的MD方向一致。另外,CD方向意指与MD方向正交(换句话说,与其成90度)的方向。从MD方向上的上述观点来看,优选地拉伸强度可为约7N/25.4mm以上、或约10N/25.4mm以上,或约12N/25.4mm以上,并且优选地为约200N/25.4mm以下、或约100N/25.4mm以下,或约50N/25.4mm以下。在CD方向上,优选地拉伸强度可为约2.5N/25.4mm以上、或约3N/25.4mm以上,或约3.5N/25.4mm以上,并且优选地为约50N/25.4mm以下、或约30N/25.4mm以下,或约20N/25.4mm以下。
本公开的环构件可用于紧固物品,诸如地板材料、墙体材料、衣服、清洁构件、汽车内饰材料等。由于其构成,本公开的环构件具有良好的柔韧性和透气性,并且当反复扣紧和解开时具有良好的接合强度及其耐久性,因此,其作为用于装配到卫生制品特别是成人尿布的表面扣件的环构件是理想的。
本发明的另一方面提供了成人尿布,其包括如上所述的包括根据本发明一个方面的环构件的表面扣件。
卫生制品的示例包括用于儿童和成人的尿布、用于卫生和其它用途的纸巾等,但是本公开的环构件在反复扣紧和解开的情况下具有良好的接合强度耐久性,因此其对于应用于其中频繁发生此类反复扣紧和解开的成人尿布特别理想。在典型的方面中,本公开的环构件可与本公开的环构件或任何其它扣紧构件结合,而被用作用于卫生制品特别是成人尿布的表面扣件。
在优选的方面中,卫生制品具有优异的透气性。更具体地,从能够赋予卫生制品良好的穿戴感觉的观点来看,优选地通过格利(Gurley)方法测量的卫生制品的透气性为5秒以下。更优选地,该值为约3秒以下,并且还更优选地为约1秒以下。不存在具体下限,但在一个方面中,其为约0.1秒或更高。
对制造卫生制品的方法没有特别限制,但可使用例如下列方法。对于除了环构件之外的卫生制品的元件,可根据需要采用常规的公知元件,并且这里不再详细描述。在卫生制品中,可使用任何常规的公知方法作为将环构件装配到待施加的对象上的方法。在其上形成印刷层的环构件的表面通过常规的公知方法(胶、热粘结、通过超声波处理等的粘附、缝编、使用订书机的机械固定等)与待施加的对象连接。为了通过胶紧固,可根据需要视情况选择公知的压敏粘合剂,诸如橡胶基类型(诸如SIS、SBS等)、丙烯酸基类型、EVA类型等,但对这些树脂没有限制。
实施例
以下,将基于工作实施例另外详细地解释本发明,但本发明不限于以下工作实施例。
<环构件的制造>
工作实施例1至7以及比较例1
(用于环层的短纤维非织造织物)
使用下列梳理成网的非织造织物。鞘的熔点为约115℃,并且芯的熔点为约163℃。
产品编号:6.6ESC固化重复PE 1185,聚乙烯(鞘)/聚丙烯(芯)双组分纤维,平均细度:6旦尼尔,纤维长度:40mm,可从维顺公司(Fibervisions Corporation)商购获得
产品编号:SESC4013,聚乙烯(鞘)/聚丙烯(芯)双组分纤维,平均细度:4旦尼尔,纤维长度:40mm,可从维顺公司(Fibervisions Corporation)商购获得产品编号:ESC225SDGK,平均细度:2旦尼尔,聚乙烯(鞘)/聚丙烯(芯)双组分纤维,纤维长度:40mm,可从维顺公司(Fibervisions Corporation)商购获得
产品编号:ETC212C,平均细度:12旦尼尔,聚乙烯(鞘)/聚丙烯(芯)双组分纤维,纤维长度:40mm,可从维顺公司(Fibervisions Corporation)商购获得
(熔合粘结环层)
将短纤维非织造织物在下列烘箱中在下列条件下通过高温空气穿过处理进行熔合粘结,以获得用于环层的短纤维非织造织物。
烘箱:STRAHM HiPer(TM)热系统(由斯特曼纺织系统公司(Strahm TextileSystems AG)制造)
线速度:如表1和表2所示
空气穿过温度:如表1和表2所示
鼓风速率(*):如表1和表2所示
(*)烘箱最大流率的百分比为100%
而且,使梳理成网的非织造织物(产品名称:ESC固化重复PE 1185或SESC4014,平均细度:1.5旦尼尔,纤维长度:40mm,可从维顺公司(Fibervisions Corporation)商购获得)通过150℃下的热辊之间并100%压延(用足球图案),然后获得到用于基体材料层的短纤维非织造织物(基重:15gsm,细度:1.5旦尼尔)。将如上所述获得的用于环层的短纤维非织造织物和用于基体材料层的短纤维非织造织物叠置,并且在约135℃的温度和80kg的辊隙压力下通过图案压印加工进行层压。
比较例2
KLL GKL:产品编号:CLP-06603,可从3M公司(3M Company)商购获得。
<特性评估>
1.90°剥离强度
根据JTM-1221,使用每平方英寸1600针的钩构件(型号1600DH,由3M公司(3MCompany)制造)测量90度剥离强度。将环构件和凸构件以90度连接并剥离20次,并且记录第1次和第20次的90度剥离强度。
2.剪切强度
根据JTM-1235,使用每平方英寸1600针的钩构件(型号1600DH,由3M公司(3MCompany)制造)测量剪切强度。将环构件和凸构件接合后测量的剪切强度取为第一次剪切强度。然后,将环构件和凸构件以90度扣紧并剥离20次,然后将环构件和凸构件扣紧并测量剪切强度,并且将该剪切强度取为第20次剪切强度。
3.拉伸强度
使用腾喜龙(Tensilon)万能试验机(型号RTG-1225,由A&D股份有限公司(A&DCompany,Ltd.)制造)通过以下方法测量拉伸强度。
用皮革切割器切割环层以产生长度为100mm以上且宽度为50mm的样本。
Tensilon设定如下。
拉锁间隔:100mm
张力速度:300mm/分钟
将样本附接到拉锁,并且测量断裂拉伸强度。
4.环层的表面状况
使用光学显微镜观察针对工作实施例1和比较例1制造的环构件的环层的表面状况。图3示出了工作实施例1中的环层的表面的图像,并且图4示出了比较例1中的环层的表面的图像。图3和图4以175的放大倍数拍摄。
Figure BDA0001585195560000211
Figure BDA0001585195560000221
每个工作实施例的环构件都显示出良好的剥离强度和剪切强度。即使在重复20次扣紧和解开之后,工作实施例1至工作实施例4也显示出良好的剥离强度和剪切强度(换句话说,剥离强度和剪切强度的良好的耐久性)。每个工作实施例的剥离强度和剪切强度的耐久性都可与比较例2的针织环的耐久性相媲美。另一方面,在比较例1的环构件的情况下,在剥离测试中,环层不能在10次重复至15次重复中保持重量,并且在反复扣紧和解开之后剪切强度显著降低。在比较例1中,环层是在低温空气穿过条件下形成的,所以环层基本上没有熔合粘结。
[工业领域用途]
本公开的环构件可理想地应用于例如卫生制品,特别是成人尿布。
[附图标号]
1 环构件
11 基体材料层
12 环层
13 印刷层

Claims (8)

1.一种用于表面扣件的环构件,包括:环层;和基体材料层,
所述环层包括熔合粘结的短纤维非织造织物,
所述基体材料层包括压延的短纤维非织造织物,
所述环层中的纤维的平均细度与所述基体材料层中的纤维的平均细度的比率[所述环层中的纤维的平均细度]/[所述基体材料层中的纤维的平均细度]为1.5至30,并且所述基体材料层的厚度为15μm至100μm。
2.根据权利要求1所述的环构件,其中所述环层的短纤维非织造织物包括芯鞘纤维,所述芯鞘纤维包括具有第一熔点的芯和具有比所述第一熔点低的第二熔点的鞘。
3.根据权利要求2所述的环构件,其中所述环层的短纤维非织造织物在所述第一熔点与所述第二熔点之间的温度下熔合粘结。
4.根据权利要求2所述的环构件,其中所述环层的短纤维非织造织物和所述基体材料层的短纤维非织造织物各自包括芯鞘纤维,所述芯鞘纤维包括聚丙烯芯和聚乙烯鞘。
5.根据权利要求4所述的环构件,其中所述环层的短纤维非织造织物在135℃至145℃的温度下熔合粘结。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的环构件,其中当所述环构件被扣紧到用于表面扣件的钩并且被剥离20次时,所述环构件在第20次重复时的90度剥离强度为0.2N/25.4mm以上5.0N/25.4mm以下,该表面扣件包括突出部并且能够与所述环构件接合。
7.根据权利要求1所述的环构件,还包括设置在所述基体材料层上的印刷层。
8.一种成人尿布,包括根据权利要求1所述的环构件。
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