CN108697560B - 吸收制品 - Google Patents

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Abstract

本文公开了包括材料纤维网的吸收制品。本文所述的材料纤维网在用于吸收制品的上下文中时可提供多种有益效果,并且此类材料纤维网可有利于吸收制品的制造。

Description

吸收制品
技术领域
本公开大致涉及材料纤维网和结合了材料纤维网的制品。
背景技术
近些年来,非织造纤维网已用于众多一次性吸收制品。例如,在一些特定吸收制品例如尿布和女性卫生护垫中,非织造织物可用作顶片、底片、或这些特定吸收制品的一些其它特征部。
遗憾的是,对吸收制品的要求可取决于用途而不相同。例如,用作婴儿尿布的顶片的非织造纤维网可能不适用于成人失禁产品。类似地,适于用作成人失禁产品的顶片的非织造纤维网可能不适用于女性卫生护垫。
另外,对一次性吸收制品中的非织造纤维网的要求还可因地区不同而有差异。例如,在一个地区中,带有柔软顶片的吸收制品可能是消费者心中最先考虑的因素。在另一个地区中,最小化回渗量的吸收制品可能是消费者心中所最先考虑的。在又一个地区中,对液体侵害物的采集速度可能是消费者心中所最先考虑的。
有益的是让材料纤维网解决上述考虑因素中的一者或多者。还有益的是具有一种工艺,其有利于生产出能够解决上述考虑因素中的一者或多者的材料纤维网。
发明内容
本文公开了材料纤维网,它们可包括可用于一次性吸收制品的纺粘材料纤维网、熔喷材料纤维网以及它们的组合。一些示例性用途包括顶片、采集层或用于棉塞的外包裹物。当用作例如女性卫生制品或其它吸收制品的顶片时,本发明的材料纤维网可向使用者提供柔软感觉,并且可提供对经液和/或尿液侵害物的快速采集。下文讨论了这些一次性吸收制品和其它一次性吸收制品的其它有益效果和构型。
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主题的权利要求书作出结论,但据信由以下说明结合附图可更容易地理解本发明,其中:
图1为本发明的材料纤维网的横截面的示意图。
图2为用于制备本发明的纺熔非织造纤维网的工艺的示意图。
图3A-3C为可用于本发明的双组分长丝的横截面的示意图。
图4A为示例性直长丝的例证。
图4B为示例性卷曲长丝的例证。
图5A为以平面图示出的本发明的材料纤维网的示意图。
图5B为以沿线5B-5B的横截面示出的图5A的材料纤维网的示意图。
图5C为以沿线5C-5C的横截面示出的图5A的材料纤维网的示意图。
图5D为以横截面示出的另一种形式的图5A的材料纤维网的示意图。
图5E为以横截面示出的另一种形式的图5A的材料纤维网的示意图。
图6A-6E为本发明的材料纤维网上的隧道簇的示意图。
图7A-7D为本发明的材料纤维网上的填充簇的示意图。
图8A为根据本公开的平面图显微照片,示出了具有形成于其中的三维间断部的材料纤维网的一个侧面。
图8B为平面图显微照片,示出了带有开口的图8A的材料纤维网另一个侧面。
图8C为根据本公开的两层材料纤维网中的间断部的透视图。
图8D为根据本公开的嵌套簇的示意图。
图9A-9D为本发明的材料纤维网上的波纹和沟槽的示意图。
图10-14为根据本发明的包括多个区的一次性吸收制品的示意图。
图15A-15B分别为第一物层的第一多根长丝和第二物层的第二多根长丝的SEM照片。
图15C为根据本发明构造的材料纤维网的SEM照片。
图16A为包括孔的材料纤维网的照片,其中材料纤维网是根据本发明构造的。
图16B为包括疏水性第一层和亲水性第二层的非织造层合体的照片。
图17A为包括隧道簇的材料纤维网的照片,其中材料纤维网是根据本发明构造的。
图17B为包括疏水性第一层和亲水性第二层的非织造层合体的照片。
图18为用于本发明的材料纤维网的坐标系的示图。
图19-32为根据本发明的包括图案化孔的材料纤维网的照片。
图33示出了根据本公开构造的女性卫生护垫的平面图。
图34示出了根据本公开构造的尿布的平面图。
图35示出了沿线35-35截取的图34的尿布的横截面。
图36示出了处于膨胀状态的图35的尿布的横截面。
图37为根据本公开构造的其中带有波纹的示例性材料纤维网的等轴视图。
图38为根据本公开构造的其中带有波纹的示例性材料纤维网的等轴视图。
图39为根据本公开构造的其中带有波纹的示例性材料纤维网的等轴视图。
图40为根据本公开的呈三物层构型的材料纤维网的剖视图。
图41为根据本公开的图40的材料纤维网的透视图,其中切除了非织造组合物层的各种部分以示出每个非织造组合物层的组合物。
图42为根据本公开的呈四物层构型的材料纤维网的剖视图。
图43为根据本公开的图42的材料纤维网的透视图,其中切除了材料纤维网的各种物层以示出每个非织造物层的组合物。
图44为本发明的材料纤维网的横截面的示意图。
具体实施方式
如本文所用,“一次性吸收制品”或“吸收制品”将用于指称制品,诸如尿布、训练裤、尿布裤、可重复紧固裤、成人失禁衬垫、成人失禁裤、女性卫生护垫、棉塞、和子宫托装置。术语“一次性制品”将用于指称制品,诸如面罩。为便于讨论,将使用术语“一次性吸收制品”或“吸收制品”;然而,除非另外指明,本发明的材料纤维网可等同地用于面罩中。
如本文所用,“亲水性”和“疏水性”相对于材料表面上的基准液体的接触角,在本领域中具有广为接受的含义。因此,具有大于约90度的液体(水)接触角的材料被认为是疏水性的,并且具有小于约90度的液体(水)接触角的材料被认为是亲水性的。疏水性组合物将增大水在材料表面上的接触角,而亲水性组合物将减小水在材料表面上的接触角。尽管如此,但对一种或多种材料和/或一种或多种组合物之间的相对疏水性或亲水性的指称并不暗示所述材料或组合物为疏水性或亲水性的。例如,组合物可比材料更具疏水性。在此类情况下,组合物或材料均不可为疏水性的;然而,水滴在组合物上的接触角大于水滴在材料上的接触角。作为另一个示例,组合物可比材料更具亲水性。在此类情况下,组合物或材料均可不为亲水性的;然而,由组合物所表现出的相关于水滴的接触角可小于由材料所表现出的接触角。
如本文所用,“纺粘长丝”是指以如下方法形成的小直径长丝:将熔融的热塑性材料从喷丝头的多个精细的毛细管挤出成为长丝,然后将挤出的长丝直径快速减小。当纺粘长丝被沉积在收集面上时,它们一般不发粘。纺粘长丝为大致连续的,并且具有大于7微米,更具体地介于约8和40微米之间的平均直径(来自至少10次测量的样品)。
术语“长丝”是指通过如下工艺生产的任何类型的人造连续股线:纺丝工艺、熔喷工艺、熔体原纤化或膜原纤化工艺、或静电纺纱生产工艺、或用以制备长丝的任何其它合适的工艺。在长丝的上下文内,术语“连续的”可区别于短长度纤维,因为短长度纤维是按特定目标长度切割过的。相比之下,“连续长丝”不是按预定长度切割过的;相反,它们可按无规长度断裂,但通常远远长于短长度纤维。
所谓“基本上无规取向的”,是指归因于将多根长丝铺设到收集面(例如下方带有真空抽吸的移动的多孔带)上以便形成非织造纤维网的过程的加工条件,那些长丝被沉降下来并且沿循湍流的、混乱的无规运动而翻倒到收集面上,使得一段长丝的方向可进入360°圆形上的任何方向中–如铺设方向。所述铺设取向与横向(CD)相比更常见地可为在纵向(MD)的,或反之亦然,如可经由纤维取向分布的直方图来分析的那样。
本发明的材料纤维网包括至少两个物层。如本文所用,术语“物层”是指构成一体结构的层状区域,所述一体结构在本发明的情形中为材料纤维网。材料纤维网的物层的组合不是形成多层结构的预成形层的组件或层合体。相反,本发明的材料纤维网是通过以如本文所述的一体方式装配所述物层来构造的。在其中相邻物层不可区别的一些形式中,所述相邻物层可被认为是一个物层。
本文所述的用于形成本发明的材料纤维网的构想和技术可应用于带有多个物层的纺粘长丝和/或细旦纤维/纳米纤维网;它们继而可被包括在纺熔纤维网内。熔融材料且通常热塑性塑料的连续纤维和短纤维纺丝技术通常被称为纺熔技术。纺熔技术可包括熔喷工艺和纺粘工艺两者。纺粘工艺包括提供熔融聚合物,所述熔融聚合物随后在压力下通过被称为喷丝头或模头的板中的大量孔口而被挤出。所得连续纤维通过许多方法中的任何方法来骤冷和拉伸,诸如例如槽拉系统、拉细枪或导丝辊。在纺成工艺或纺粘工艺中,将连续纤维作为松散纤维网收集在移动的具有小孔的表面上,诸如例如丝网传送带。当成排地使用多于一个喷丝头以便形成多物层纤维网时,后续的非织造组合物层被收集在先前形成的非织造组合物层的最上表面上。
如本文所用,“细旦纤维”和“纳米纤维”将同义地使用,并且是指具有小于约8微米直径的长丝或纤维。例如,熔喷长丝可具有介于2至8微米之间的直径,而其它长丝制备方法可产生亚微米直径的长丝,如下文所讨论。
制备细旦纤维或纳米纤维的方法包括熔体原纤化和静电纺纱。熔体原纤化是制备纤维的一般类别,被定义为其中一种或多种聚合物被熔融并且挤出成多种可能的构型(例如,共挤出、均相或双组分膜或长丝),然后被原纤化或纤维化成长丝。熔喷法是一种此类特定方法(如本文所述)。
熔喷工艺与用于形成非织造材料物层的纺粘工艺相关,其中将熔融聚合物在压力下通过喷丝头或模头中的孔口挤出。在纤维退出模头时,高速气体冲击并拉细它们。该步骤的能量使得所形成的纤维的直径极大地减小因而破碎以便产生不定长度的微纤维。这不同于纺粘工艺,在所述纺粘工艺中一般保持纤维的连续性。常常将熔喷非织造结构加入纺粘非织造结构中以形成纺粘-熔喷(“SM”)纤维网或纺粘-熔喷-纺粘(“SMS”)纤维网,它们是具有某些阻挡特性的牢固纤维网。同轴熔喷是本领域中已知的,并且被认为是一种熔喷形式。
熔膜原纤化为可用来生产纳米纤维即亚微米纤维的另一种方法。由熔融产生熔膜,然后使用流体由熔膜形成纤维。该方法的示例包括授予Torobin等人的美国专利6,315,806、5,183,670、和4,536,361;和授予Reneker等人并转让给University of Akron的美国专利6,382,526,6,520,425,和6,695,992;和美国专利8,395,016;8,487,156;7,291 300;7,989,369;和7,576,019。根据Torobin的工艺使用一个或一系列共环形喷嘴来形成膜管,所述膜管通过在该环形膜内流动的高速空气来原纤化。其它熔膜原纤化方法和系统描述于2008年4月24日公布的授予Johnson等人的2008/0093778、授予Krause等人的美国专利7,628,941、和2009年12月3日公布的授予Krause等人的美国专利公布2009/0295020中,并且提供均匀且窄的纤维分布、减少的或极少的纤维缺陷例如未纤维化的聚合物熔体(一般称为“细粒”)、飞毛和粉尘。这些方法和系统还提供了用于吸收性卫生制品的均匀非织造纤维网。
静电纺纱为另一种生产亚微米纤维的常用方法。在该方法中,通常将聚合物溶解在溶剂中,并且置于腔室中,所述腔室在一端密封,在另一端处的颈缩部分中具有小开口。然后靠近室的开口端,在聚合物溶液和收集器之间施加高电势。该方法的生产速度很慢并且纤维典型地以小批量进行生产。用于生产亚微米纤维的另一种纺丝技术为利用溶剂的溶液纺丝或闪蒸纺丝。
因此,在本发明的材料纤维网的上下文中,第一非织造物层可与第二非织造物层一体形成。然而,本发明的材料纤维网不限于非织造织物。另外,本发明的材料纤维网还可包括与上述非织造物层结合的膜物层。
一种示例性纤维网示于图1中。如图1中所示,本发明的材料纤维网10具有纵向(MD)(垂直于图1所示的片材平面)、横向(CD)、和Z方向(厚度方向),如纤维网制造领域中所公知的那样。如所示,材料纤维网10包括至少第一物层20和第二物层30。材料纤维网10还包括第一表面50和第二表面52。如本文所讨论,第一物层20和第二物层30为一体形成的。例如,第一物层20和第二物层30可经由本文所述的纺熔工艺、熔喷工艺、或静电纺纱工艺一体形成。
另外,在本发明的一些形式中,第一物层20和第二物层30中的每一个包括多根无规取向的长丝。例如,第一物层20可包括第一多根无规取向的长丝,并且第二物层30可包括第二多根无规取向的长丝。为便于可视化,在第一物层20和第二物层30之间示出了界线54;然而,由于第一物层20和第二物层30是一体形成的,如本文所,相邻物层之间的界线可能不太容易被察觉到。然而,如先前所述,在一些形式中,第一物层20或第二物层30可包括膜。
对于本发明的材料纤维网10,第一物层20不同于第二物层30。如图1中所示,此类构型产生Z方向特征差异,其可如本文所公开的那样测量。在产生Z方向特征差异的过程中,第一物层20可以众多方式不同于第二物层30。一些合适的示例包括表面能、厚度、长丝直径、长丝横截面积、长丝横截面形状、带有多种聚合物的长丝横截面构型(例如“双组分”)、长丝卷曲度、和/或长丝组合物、柔软度、摩擦系数,延展性和/或颜色。前述各项中的每一个表示物层长丝的一种特征或所述物层自身的一种特征。并且在下文中更详细地讨论了所述各项。
这些变量中的每一个可以各种方式影响吸收制品的性能属性。例如,采集速度、回渗的减少、阻隔特性的产生、产品的更好的适形性、柔软度的增大等。
另外,本发明的材料纤维网10还可包括MD和/或CD特征差异,其可如本文所公开的那样测量。在产生MD和/或CD特征差异的过程中,第一物层20和/或第二物层30可包括众多特征部。例如,孔、粘结部位、压花部、隧道簇、填充簇、嵌套簇、外簇、和波纹可提供MD和/或CD特征差异。
材料纤维网–Z方向特征差异
修改物层特征,如上所述,可在材料纤维网10中产生Z方向特征差异,这可以增强材料纤维网10的某些特性。例如,采集时间、回渗、渗透性、柔软度、掩蔽性、回弹性、和毛细管作用为所述特性中的一些,可基于第一多根长丝和第二多根长丝的差异来修改它们。第一物层10和第二物层30之间的差异在下文中连同材料纤维网特性的有益效果一起讨论。
现在参考图1和2,本发明的材料纤维网可经由包括多个纺丝箱255,257的纺粘工艺来制备。在一些形式中,第一纺丝箱255可将第一多根长丝261沉积到带上。第二纺丝箱257可将第二多根长丝263沉积到带上,沉积在第一多根长丝261的顶部上方。并且如先前所述,第二多根长丝可以不同于第一多根长丝的方式构造,使得第一物层20不同于第二物层30。
设想到本发明的如下形式,其中提供附加纺丝箱以提供带有附加长丝的附加物层。因此,本发明的材料纤维网可包括第三物层、第四物层等。并且材料纤维网物层还可被构造成使得所述物层中的至少两者为不同的。另外,还设想到本发明的如下形式,其中用于材料纤维网的工艺可允许包含一个或多个纳米纤维物层,例如一个或多个熔喷物层、一个或多个熔体原纤化物层、和/或一个或多个静电纺纱物层。
另外,还设想到本发明的如下形式,其中第一物层20在第一步骤中产生,并且随后被加工。随后,可将第二物层30沉积到第一物层20上。例如,可将第一物层提供给开孔工艺(本文所述),并且随后第二物层可经由本文所述的工艺一体形成于第一物层上。作为另一个示例,第一物层可包括膜。第一物层可经受开孔工艺(本文所述),并且随后第二物层可经由本文所述的工艺一体形成于第一物层上。作为另一个示例,第一物层可包括经受开孔工艺(本文所述)的非织造织物,并且随后包括膜的第二物层一体形成于第一物层上,例如被挤出到第一非织造物层上。并且作为又一个示例,第一物层和第二物层可一体形成,而无对第一物层或第二物层的任何中间加工。
表面能
用以在本发明的材料纤维网中产生Z方向特征差异的方式中的一者旨在将不同的表面能用于第一物层20和/或第二物层30(和/或任何附加物层)。一般来讲,具有高表面能的非织造物层可被认为比具有低表面能的非织造物层更具亲水性。换句话讲,在本发明的一些形式中,第一物层20可比第二物层30更具疏水性。因此,在一些形式中,第一物层20可具有比第二物层30低的表面能。
第一物层20(相对于第二物层或任何其它物层)的增大的疏水性可用多种方式来实现。例如,第一多根长丝可包含比第二多根长丝更具疏水性的组合物。在一个具体示例中,第一多根长丝可包含聚乙烯,而第二多根长丝包含聚对苯二甲酸乙二醇酯。一般来讲,聚乙烯和聚丙烯比聚乳酸、聚对苯二甲酸乙二醇酯和尼龙更具疏水性。第一多根长丝和/或第二多根长丝可为这些组合物的任何合适的组合。
在另一个示例中,第一多根长丝和/或第二多根长丝可包含熔融添加剂。在一个具体示例中,第一多根长丝可包含在第一多根长丝的纺丝期间直接添加到或作为母料添加到聚合物熔体中的疏水性熔融添加剂。此类熔融添加剂可包括例如类脂酯或聚硅氧烷。对于其中将添加剂熔融共混到长丝中的那些形式,添加剂可聚集到长丝的表面并产生覆盖长丝的外表面的一部分的膜,并且/或者可产生原纤、薄片、微粒、和/或其它表面特征部。结合所述疏水性熔融添加剂或独立于它,第二多根长丝可包含亲水性熔融添加剂。在另一个示例中,第一多根长丝可按第一重量百分比包含疏水性熔融添加剂,而第二多根长丝可按第二重量百分比包含疏水性熔融添加剂。第一重量百分比可大于第二重量百分比,使得第一物层20比第二物层30更具疏水性。在又一个示例中,第一多根长丝可按第一重量百分比包含亲水性熔融添加剂,并且第二多根长丝可按第二重量百分比包含亲水性熔融添加剂。在此类形式中,第二重量百分比可大于第一重量百分比,使得第二物层30比第一物层20更具亲水性。在又一个示例中,第一多根长丝可包含第一疏水性熔融添加剂,而第二多根长丝包含第二疏水性熔融添加剂。在此类形式中,第一疏水性熔融添加剂可使得第一多根长丝比第二多根长丝更具疏水性;或者反之亦然。在又一个示例中,第一多根长丝可包含第一亲水性熔融添加剂,而第二多根长丝包含第二亲水性熔融添加剂。在此类形式中,第一亲水性熔融添加剂可使得第一多根长丝比第二多根长丝更具亲水性;或者反之亦然。
对于其中将熔融添加剂提供给第一多根长丝和/或第二多根长丝的那些形式,熔融添加剂可优选形成按第一物层20和/或第二物层30的重量计介于按重量计约0.11%至约20%之间。在一些形式中,熔融添加剂更优选按重量计小于约15%,甚至更优选按重量计小于约10%,并且最优选按重量计小于约8%,具体地包括这些范围或由此产生的任何范围内的任何值。
可利用任何合适的疏水性熔融添加剂。疏水性熔融添加剂的示例包括脂肪酸和脂肪酸衍生物。脂肪酸可源自植物来源、动物来源和/或合成来源。一些脂肪酸可在C8脂肪酸至C30脂肪酸的范围内;或在C12脂肪酸至C22脂肪酸的范围内。在其它形式中,可使用基本上饱和的脂肪酸,尤其是当由于脂肪酸前体的氢化而产生饱和时。脂肪酸衍生物的示例包括脂肪醇、脂肪酸酯、和脂肪酸酰胺。合适的脂肪醇(R-OH)包括衍生自C12-C28脂肪酸的那些。
合适的脂肪酸酯包括衍生自以下物质的那些脂肪酸酯:C12-C28脂肪酸和短链(C1-C8,优选C1-C3)一元醇的混合物,优选C12-C22饱和脂肪酸和短链(C1-C8,优选C1-C3)一元醇的混合物。疏水性熔融添加剂可包括单脂肪酸酯、双脂肪酸酯、和/或三脂肪酸酯的混合物。一个示例包括以甘油作为主链的脂肪酸酯,如[1]中所示。
Figure GDF0000014646300000101
其中Rl、R2、和R3各自为碳原子数在11至29范围内的烷基酯。在一些形式中,甘油衍生的脂肪酸酯具有至少一个烷基链、至少两个或三个键合到甘油的链,从而形成甘油一酯、甘油二酯、或甘油三酯。甘油三酯的合适的示例包括甘油基三山萮酸酯、甘油三硬脂酸酯、甘油三棕榈酸酯、和甘油三羟甲基赖氨酸、以及它们的混合物。在甘油三酯和甘油二酯的情况下,烷基链可为相同的长度或不同的长度。示例包括带有一个烷基C18链和两个C16烷基链或两个C18烷基链和一个C16链的甘油三酯。优选的甘油三酯包括衍生自C14-C22脂肪酸的烷基链。
合适的脂肪酸酰胺包括衍生自C12-C28脂肪酸(饱和或不饱和的)和伯胺或仲胺的混合物的那些。伯脂肪酸酰胺的一个合适的示例包括衍生自脂肪酸和氨的那些,如[2]中所示。
Figure GDF0000014646300000111
其中R具有范围为11至27的碳原子数。在至少一种其它形式中,脂肪酸可在C16脂肪酸至C22脂肪酸范围内。一些合适的示例包括芥酸酰胺、油酰胺和贝格酰胺。其它合适的疏水性熔融添加剂包括疏水性硅氧烷。附加的合适疏水性熔融添加剂公开于美国专利申请序列14/849630和美国专利申请序列14/933028中。另一种合适的疏水性熔融添加剂以商品名PPM17000高负载疏水性购自Techmer PM(Clinton,TN)。疏水性熔融添加剂的一个具体示例为甘油三硬脂酸酯。如本文所用,甘油三硬脂酸酯被定义为主要包含C18和C16饱和烷基链长度的长链甘油三酯的混合物。另外,还可存在变化的不饱和度和顺式对反式不饱和键构型。烷基链长度可在约C10至约C22范围内。不饱和度通常将在每烷基链0至约3个双键范围内。顺式不饱和键构型对反式不饱和键构型的比率可在约1:100至约100:1范围内。可用于聚丙烯和/或聚乙烯的其它合适的示例为包含硬脂酸或棕榈酸或两者作为脂肪酸组分的甘油三酯、或此类甘油三酯的混合物。其它合适的疏水性熔融添加剂可包括芥酸酰胺或聚硅氧烷。
可使用任何合适的亲水性添加剂。一些合适的示例包括购自Techmer PM(Clinton,TN)的那些,它们是以下列商品名销售的:Techmer PPM15560;TPM12713、PPM19913、PPM 19441、PPM19914、PPM112221(用于聚丙烯)、PM19668、PM112222(用于聚乙烯)。附加示例购自位于Hammonton,NJ的Polyvel Inc.,它们是以商品名Polyvel VW351 PPWetting Agent销售的(用于聚丙烯);购自位于Monroe,NC的Goulston TechnologiesInc.,它们是以商品名Hydrosorb 1001销售的;以及公开于美国专利申请公布2012/0077886和美国专利5,969,026和U美国专利4,578,414中的那些亲水性添加剂。
可连同熔融添加剂一睹包括成核剂。成核剂可帮助驱动亲水性或疏水性融添加剂更多或更快地起霜。因此其将在Z方向产生特征差异,甚至当将相同的疏水性或亲水性熔融添加剂用于所有物层时也是如此:成核剂在添加到一个或少于所有物层中时将比带有相同亲水性或疏水性融添加剂但不包含成核剂的一个或多个物层产生更强的亲水性或疏水性效应或接触角效应(取决于那些物层中的加剂类型)。合适的成核剂可包含诺尼托醇、三酰胺和/或山梨醇基成核剂。具体但非限制性示例为:有机成核剂,诸如来自Millikencompany的Millad NX 8000或(以其新商品名)NX UltraClear GP110B。有效无机成核剂的一个示例为CaCO3、或其它且尤其是纳米粘土或纳米级矿物分子。
对于其中第一多根长丝包含疏水性熔融添加剂的那些形式,材料纤维网可作为顶片或在棉塞情形中作为外包裹物结合到一次性吸收制品中。尽管常识通常将不建议使用疏水性顶片,但本发明的材料纤维网可包括孔,所述孔允许快速采集液体侵害物。在此类形式中,疏水性顶片可提供贴靠穿着者皮肤的清洁干燥的表面。另外,第一多根长丝中的疏水性处理剂还可减少液体回渗。包括疏水性和亲水性熔融添加剂的本发明的材料纤维网的示例将在本说明书的“实施例”节段中提供。
并且尽管常识可能提倡在长丝生产之后增强疏水性/亲水性,例如局部施用,但施用此类组合物可导致附加冲突。例如,许多局部施用的处理剂可迁移至吸收制品内的其它结构。或者对于本发明的材料纤维网,生产后处理剂在施用期间可从第一物层20迁移至第二物层30或反之亦然。此类迁移可在第一物层20和第二物层30之间扰所期望的表面能差异。
然而,设想到如下形式,其中生产第一物层20,并且随后用表面能改性组合物进行处理。随后,将第二物层30形成到第一物层20上。
长丝直径或横截面积
用以在本发明的材料纤维网中产生Z方向特征差异的另一种方式是,在第一物层20中的第一多根长丝和第二物层30中的第二多根长丝中利用不同的长丝尺寸。术语“长丝尺寸”是指长丝的横截面尺度、直径或面积;对于圆形横截面形状,横截面尺度为直径,并且面积为圆,但可存在更复杂的横截面形状。除了上述表面能差异之外或独立于上述表面能差异,第一物层20和第二物层30还可包括长丝尺寸差异。
在一些形式中,第一多根长丝可包括第一尺寸,而第二多根长丝包括第二尺寸。第一尺寸可不同于第二尺寸。在一些形式中,第一尺寸可大于第二尺寸。第一多根长丝和第二多根长丝可包括任何合适的尺寸。在一些形式中,第一多根长丝和第二多根长丝可具有在约8微米至约40微米范围内的平均尺寸,或者长丝纤度在0.5至10旦尼尔范围内,具体地包括在这些范围和由此产生的任何范围内的所有值。
一般来讲,带有更大长丝的非织造纤维网将增大渗透性。渗透性的增大可提供更快速的流体渗透或转移或采集时间,这些可为期望的品质。然而,渗透性的增大可能遗憾地增大液体回渗的可能性。
相比之下,带有更小长丝的非织造纤维网通常具有更低的渗透性但更高的毛细管作用。所述更低的渗透性可意味着更慢的流体采集时间;然而,更高的毛细管作用可减小回渗的可能性,这可为所期望的。
对于其中将材料纤维网10用作顶片的本发明的那些形式,第一物层20中更大的长丝尺寸可意味着更高的渗透性–更快的流体采集和更低的毛细管作用。并且第二物层30中更小的长丝尺寸可意味着更低的渗透性但更高的毛细管作用–减小回渗的可能性。在本发明的材料纤维网包括附加物层的情况下,附加物层还可增强材料纤维网的毛细管作用/渗透性。例如,第三物层可包括小于第二物层的长丝尺寸,并且第四物层可包括小于第三物层的长丝尺寸。因此,所述后续物层中的每一个可具有增大的毛细管作用。在此类形式中,对于更靠近吸收芯的那些物层,可在其中毛细管作用增大的部位构造毛细管梯度。
长丝横截面形状
用以在本发明的材料纤维网中产生Z方向特征差异的另一种方式是利用不同的长丝横截面形状。第一多根长丝和/或第二多根长丝可包括任何合适的横截面形状。在一些形式中,第一多根长丝可包括不同于第二多根长丝的形状的形状。在其它形式中,第一多根长丝可包括多种形状,第一多根长丝的形状中的至少一种不同于第二多根长丝的形状。类似地,第二多根长丝可包括多种形状。
第一多根长丝和/或第二多根长丝可包括非圆形长丝。(圆形通常是指圆形且实心的,没有腔体或中空段。)如本文所用,术语“非圆形长丝”描述具有非圆形横截面的长丝,并且包括“异形长丝”和“毛细管道长丝”。此类长丝可为实心的或中空的,并且它们可为三叶形、Δ形,并且可为在它们的外表面上具有毛细管道的长丝。毛细管道可具有各种横截面形状,诸如“U形”、“H形”、“C形”和“V形”。一种实用的毛细管道长丝为T-401,其被命名为4DG长丝,购自Filament Innovation Technologies(Johnson City,TN)。T-401长丝为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET聚酯)。其它合适的形状包括圆形、圆形中空、或带形。
第一多根长丝和/或第二多根长丝的横截面形状可结合或独立于上述表面能差异和长丝直径/横截面积差异有变化。
一般来讲,非圆形长丝由于它们的表面积更高而与它们的圆形长丝对等物相比具有增大的毛细管作用/芯吸势能。换句话讲,非圆形长丝可不容易放弃设置在其上的流体。因此,出于材料纤维网的面向穿着者表面中的掩蔽性/回渗的目的,非圆形长丝可能不是有益的。相反,如果设置在吸收制品的面向穿着者表面的下面,则非圆形长丝的性能可能要好得多。另外,与它们的圆形长丝对等物相比,非圆形长丝具有更大的芯吸能力、更高的毛细管抽吸,并且提供更多回弹性。如果设置在比包括吸收制品的面向穿着者表面的一部分的物层更靠近吸收芯的物层中,则这些特质中的每一个可提供更多的有益效果,
在一些特定形式中,第一物层20可包括圆形长丝,而第二物层30包括非圆形长丝。设想到本发明的如下形式,其中第一物层30和/或第二物层40具有混合的长丝形状。例如,与第二物层30相比,第一物层20可包括更高百分比的圆形长丝。并且对于包括附加物层的本发明的那些形式,第三物层可包括非圆形长丝,并且/或者与第二物层30相比可包括更低百分比的圆形长丝。并且如果提供第四物层,则第四物层可类似地包括非圆形长丝,并且/或者与第二物层30相比可包括更低百分比的圆形长丝。
设想到附加形式,其中第一物层20和第二物层30各自包括圆形长丝。第三物层可包括非圆形长丝。在其它形式中,第三物层可包括圆形长丝,并且第四物层可包括非圆形长丝。
长丝横截面构型
用以在本发明的材料纤维网中产生Z方向特征差异的另一种方式是利用不同的长丝横截面构型。例如,第一物层和/或第二物层的长丝可为单组分、双组分,和/或双成分的。如本文所用,术语“单组分”长丝是指使用一种或多种聚合物由一个挤出机形成的长丝。这并不意味着排除由一种聚合物形成的、其中添加了少量添加剂用于着色、抗静电特性、润滑、亲水性等的长丝。
如本文所用,术语“双组分”长丝是指由至少两种不同的聚合物从单独的挤出机挤出但纺在一起形成一根长丝的长丝。双组分长丝有时候也称作共轭长丝或多组分长丝。聚合物横跨双组分长丝的横截面被布置在基本上恒定定位的不同区中,并且沿双组分长丝的长度连续延伸。例如,此类双组分长丝的构型可为皮/芯型排列,其中一种聚合物被另一种聚合物围绕;或者可为并列型排列、饼型排列、或“海岛型”排列。双组分长丝构型的一些合适的示例示于图3A-3C中。例如,本发明的材料纤维网的长丝可包括具有如下横截面300的长丝,所述横截面包含以并列型构型布置的第一组分300A和第二组分300B。如所示,取决于第一组分300A和第二组分300B的组合物,第一组分300A和第一组分300B之间的界线302可为易于分辩的。在一些形式中,第一组分300A和第二组分300B可以约相等的比例例如50/50存在于长丝中。然而,在一些形式中,第一组分300A对第二组分300B的比率可有变化。因此,界线302可偏移成更邻近长丝的一侧。所述组合物的比率在下文中讨论。
作为另一个示例,本发明的材料纤维网可包括具有如下横截面310的双组分长丝,所述横截面包含成偏心皮-芯型构型的第一组分310A和第二组分310B。并且在该构型的情况下,芯即第二组分310B可如图3B中所示相切于长丝的边缘,或者可偏离长丝的边缘。在皮-芯型构型的一个具体示例中,第一组分310A可与第二组分310B同心。
可用于本发明的双组分长丝横截面的另一个示例示于图3C中。如所示,可利用具有三叶形横截面320的长丝。三叶形横截面320包含第一组分320A和第二组分320B,其中第二组分320B为三叶形横截面的圆形突出部中的一者。如所示,第一组分320A包括长丝横截面320的约三分之一。在一些形式中,界线302可移位,其中第一组合物包括横截面320的更多或更少部分。
设想到带有本文所讨论的所有潜在长丝横截面类似的构型。即,双组分长丝横截面可包括呈本文所讨论的横截面形状中的任一者的第一组分和第二组分。并且在一些形式中,取决于所用的组合物,可为多组分长丝提供第三组分、第四组分等。
双组分长丝可包含两种不同的树脂,例如第一树脂和第二树脂。所述树脂可具有不同的聚合物组合物、熔体流动速率、分子量、支化度、粘度、结晶度、结晶速率、和/或分子量分布。所述两种不同的聚合物的比率可为约50/50,优选约60/40,更优选约70/30,或最优选约80/20,或这些比率内的任何比率。可选择所述比率以控制卷曲量、非织造物层的强度、柔软度、粘结等。
如本文所用,术语“双成分长丝”是指由至少两种聚合物从相同的挤出机作为共混物挤出而形成的长丝。双成分长丝不具有横跨长丝的横截面区域被布置在相对恒定定位的不同区中的所述各种聚合物组分,并且所述各种聚合物通常不是沿长丝的整个长度连续的,而是通常形成随机地开始和结束的原纤。双成分长丝有时候也称作多成分长丝。在一个具体示例中,双组分长丝可包含多成分组分。
关于双组分或多组分长丝及其制备方法的其它细节可见于美国专利申请公布2009/0104831,公布于2009年4月23日;美国专利8,226,625,发布于2012年7月24日;美国专利8,231,595,发布于2012年7月31日;美国专利8,388,594,发布于2013年3月5日;和美国专利8,226,626,发布于2012年7月24日。
在一些形式中,第一多根长丝可为单组分,而第二多根长丝为双组分;或者反之亦然。在一些形式中,第一多根长丝可为双组分,而第二多根长丝为具有至少三个组分的多组分;或者反之亦然。在其它形式中,第一多根长丝可为单组分,而第二多根长丝为具有至少三个组分的多组分;或者反之亦然。
本发明的材料纤维网可独立地或与前述表面能、长丝尺寸、和/或长丝横截面形状变型结合地利用长丝横截面构型变型。并且对于包括第三物层以及在一些形式中包括第四物层的那些形式,在至少两个物层之间,长丝横截面构型可不相同。
长丝卷曲度
用以在本发明的材料纤维网中产生Z方向特征差异的另一种方式是在第一物层20和/或第二物层30中利用卷曲长丝。在本发明的一些形式中,第一物层20和/或第二物层30可包括卷曲长丝。例如,第二多根连续长丝可包括非卷曲长丝–直长丝,而第一多根连续长丝为卷曲的。直长丝和卷曲长丝的示例分别示于图4A和4B中。在一些形式中,第一多根长丝和第二多根长丝可各自包括卷曲长丝。在此类形式中,第一多根长丝可比第二多根长丝包括更高卷曲度。
如本文所用,“卷曲长丝”是指可以并列型、芯-偏心皮型或其它合适的构型构造的双组分长丝。选择合适的树脂组合和双组分长丝构型可导致在长丝中生成螺旋状弯曲或卷曲。所述卷曲可在述纺丝或铺设过程期间自发地发生,或者在纤维网形成之后自行发生。在一些形式中,非织造纤维网可能需要附加步骤(例如加热或机械变形)来诱导长丝卷曲。本文讨论了用于实现卷曲长丝的一些示例性合适的树脂组合。
据信将卷曲长丝结合到第一物层20和/或第二物层30中可提供优于常规材料纤维网的优点,尤其是当用于一次性吸收制品环境中时更是如此。例如,在第一多根长丝和/或第二多根长丝为卷曲的情况下,与不包括卷曲长丝的常规非织造纤维网相比,可实现更高的渗透性和/或蓬松度。并且包括卷曲长丝的非织造纤维网通常被使用者感知为更柔软的。
另外,包括卷曲长丝的材料纤维网还可有利于一些附加加工。一个示例包括操纵材料纤维网从而产生三维结构或开孔结构的机械工艺。例如,不可延展的长丝材料在经受此类机械工艺时可能断裂、拉伸、变细、或撕裂。然而,如果利用卷曲长丝,就在一定程度上缓和了对可延展长丝材料的需要。在加工卷曲长丝期间,取代断裂、拉伸、和/或变细,卷曲长丝趋于伸展。因此,如果被构造为卷曲长丝,则原本不适用于此类机械加工的长丝材料可成为合适的。并且与其它材料纤维网相比,包括卷曲长丝的材料纤维网一般表现出更好的从机械加工的弹性恢复。作为一个具体示例,聚丙烯和聚乳酸基长丝通常不耐受在非织造纤维网上产生三维结构或孔结构所需的机械加工;然而,当被构造为卷曲长丝时,此类长丝可耐受此类机械加工。
在材料纤维网中利用卷曲长丝的另一个有益效果涉及到拉伸伸长。利用了卷曲长丝的一些材料纤维网与常规非织造纤维网相比可包括更好的拉伸伸长。在一个具体示例中,包括卷曲长丝(包括聚丙烯/聚丙烯双组分长丝)的材料纤维网与包括长丝(包括聚丙烯单组分长丝)的常规非织造纤维网相比,可表现出更高的拉伸伸长。
本发明的卷曲长丝的又一个有益效果涉及到MD和CD之间的拉伸强度比率。相比于梳理成网的卷曲纤维材料纤维网的MD和CD之间的拉伸强度比率,利用了连续卷曲长丝的本发明的材料纤维网通常表现出一般更加平衡的MD和CD之间的拉伸强度比率。一般来讲,卷曲纤维梳理成网材料纤维网在MD具有高得多的拉伸强度,因为所述纤维通常被梳理成在MD方向对齐的。
在本发明的材料纤维网中利用卷曲长丝的又一个有益效果涉及到粘结强度。在一些形式中,尤其是在长丝包含双组分聚丙烯/聚丙烯的情况下,可实现更好的粘结强度,这意味着所述材料纤维网更耐磨。
更进一步讲,在本发明的材料纤维网中利用卷曲长丝的更多有益效果包括与类似化学成分的相容性。例如,卷曲长丝(它们为包含聚丙烯/聚丙烯的双组分)可热接合(粘结)到基于聚丙烯的一次性吸收制品中的下面的材料。另外,与聚丙烯/聚丙烯长丝相关联的成本可少于与其它双组分长丝相关联的成本。并且相对于包含聚乙烯/聚丙烯的双组分长丝来讲,聚丙烯/聚丙烯长丝或包含两种不同聚酯的长丝可为可再循环利用的。
本发明的材料纤维网可在第一物层20和/或第二物层30中利用卷曲长丝以在材料纤维网中产生Z方向特征差异。可结合表面能变型、长丝尺寸变型、长丝横截面形状变型、和/或长丝横截面构型或独立于前述各项而在第一物层20和/或第二物层30中利用卷曲长丝。并且对于包括第三物层以及在一些形式中包括第四物层的那些形式,第三物层和/或第四物层可包括卷曲长丝或可包括本文所述的任何其它长丝。
物层组合物
用以在本发明的材料纤维网中产生Z方向特征差异的另一种方式是经由利用变化的物层组合物。第一多根长丝和第二多根长丝可包括任何合适的组合物。一些合适的热塑性聚合物包括熔融然后在冷却时结晶或硬化,但在进一步加热时可再熔融的聚合物。本文所用的合适的热塑性聚合物可具有约60℃至约300℃、约80℃至约250℃、或100℃至215℃的熔融温度(也称作固化温度)。并且热塑性聚合物的分子量应足够高,以至于能够实现聚合物分子之间的缠结,并且也要足够低以便可熔融纺丝。
热塑性聚合物可衍生自任何合适的材料,包括可再生资源(包括生物基材料、农业材料和再循环利用材料)、化石矿物质和油、和/或可生物降解的材料。衍生自可再生资源的热塑性聚合物的一个合适的示例为来自Braskem(Philadelphia,PA)的SHA7260高密度聚乙烯。
热塑性聚合物的其它合适的示例包括聚烯烃、聚酯、聚酰胺、它们的共聚物、以及它们的组合。一些示例性聚烯烃包括聚乙烯或其共聚物,包括低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、或超低密度聚乙烯,使得聚乙烯密度在介于0.90克/立方厘米至0.97克/立方厘米之间、介于0.92克/立方厘米和0.95克/立方厘米之间的范围内,或者为这些范围内的任何值或这些值内的任何范围。聚乙烯的密度可由支化的量和类型确定,并且取决于聚合技术和共聚单体类型。也可使用聚丙烯和/或聚丙烯共聚物,包括无规聚丙烯;也可使用全同立构聚丙烯、间同立构聚丙烯、以及它们的组合,下文称为“丙烯聚合物”。聚丙烯共聚物,尤其是乙烯可用来降低熔融温度并改善特性。可使用茂金属和Ziegler-Natta催化剂体系来制备这些聚丙烯聚合物。可将这些聚丙烯和聚乙烯组合物组合在一起以优化最终使用特性。聚丁烯也是可用的聚烯烃,并且可用于一些实施方案中。其它合适的聚合物包括聚酰胺或其共聚物,如尼龙6、尼龙11、尼龙12、尼龙46、尼龙66;聚酯或其共聚物,如马来酸酐聚丙烯共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯;烯烃羧酸共聚物,如乙烯/丙烯酸共聚物、乙烯/马来酸共聚物、乙烯/甲基丙烯酸共聚物、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、或它们的组合;聚乳酸;聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、以及它们的共聚物诸如聚(甲基丙烯酸甲酯)。
合适的可商购获得的聚丙烯或聚丙烯共聚物的非限制性示例包括Basell ProfaxPH-835(35熔体流动速率Ziegler-Natta全同立构聚丙烯,来自Lyondell-Basell);BasellMetocene MF-650W(500熔体流动速率茂金属全同立构聚丙烯,来自Lyondell-Basell);Moplen、HP2833、HP462R和S、HP551R、HP552N、HP552R、HP553R、HP561R、HP563S、HP567P、HP568S、RP3231、Polybond 3200(250熔体流动速率马来酸酐聚丙烯共聚物,来自Crompton);Exxon Achieve 3854(25熔体流动速率茂金属全同立构聚丙烯,来自Exxon-Mobil Chemical);Mosten NB425(25熔体流动速率Ziegler-Natta全同立构聚丙烯,来自Unipetrol);Danimer 27510(金羟基烷酸酯聚丙烯,来自Danimer Scientific LLC);Achieve 3155(35熔体流动速率Ziegler-Natta全同立构聚丙烯,来自Exxon Mobil);
热塑性聚合物组分可为如上所述的单一聚合物物质,或者为两种或更多种如上所述的热塑性聚合物(例如两种不同的聚丙烯树脂)的共混物。例如,第一物层的成分长丝可包含聚合物诸如聚丙烯以及聚丙烯和聚乙烯的共混物。材料纤维网可包括长丝,所述长丝选自聚丙烯、聚丙烯/聚乙烯共混物、和聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯共混物。在一些形式中,材料纤维网可包括长丝,所述长丝选自纤维素、人造丝、棉、其它亲水性长丝材料、或它们的组合。长丝也可包括超吸收材料,诸如聚丙烯酸酯或合适材料的任何组合。
在一些形式中,热塑性聚合物可选自聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯共聚物、聚乙烯共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚乳酸、金羟基烷酸酯、聚酰胺-6、聚酰胺-6,6、以及它们的组合。所述聚合物可为基于聚丙烯、基于聚乙烯、基于金羟基烷酸酯的聚合物体系、它们的共聚物和组合。
可生物降解的热塑性聚合物也预期用于本文中。当能够生物降解的材料埋于地下或换句话讲接触微生物时(包括在有利于微生物生长的环境条件下接触),能够生物降解的材料易于被微生物如霉菌、真菌和细菌消化。合适的能够生物降解的聚合物还包括采用有氧或厌氧分解方法或由于暴露于环境要素如阳光、雨水、水分、风、温度等而可环境降解的那些能够生物降解的材料。可生物降解的热塑性聚合物可单独使用或以可生物降解的或不可生物降解的聚合物的组合形式使用。能够生物降解的聚合物包括包含脂族组分的聚酯。其中聚酯是包含脂族成分和聚(羟基羧酸)的酯缩聚物。酯缩聚物包括二羧酸/二醇脂族聚酯如聚琥珀酸丁二酯、聚琥珀酸共聚己二酸丁二酯,脂族/芳族聚酯如由丁二醇、己二酸和对苯二甲酸制成的三元共聚物。聚(羟基羧酸)包括乳酸基均聚物和共聚物、聚羟基丁酸酯(PHB)、或其它多羟基链烷酸酯均聚物和共聚物。此类金羟基烷酸酯包括PHB与更高链长单体诸如C6-C12以及更高链长单体的共聚物,诸如美国专利RE 36,548和5,990,271中所公开的那些多羟基链烷酸酯。
合适的可商购获得的聚乳酸的一个示例为来自Cargill DowTM的以商品名6202D、6100D、6252D和6752D销售的NATUREWORKS;和来自Mitsui Chemical的6302D和LACEA。合适的可商购获得的二酸/二醇脂族聚酯的一个示例为来自Showa High Polymer Company,Ltd.(东京,日本)的以商品名BIONOLLE 1000和BIONOLLE 3000销售的聚琥珀酸/己二酸丁二酯共聚物。合适的可商购获得的脂族/芳族共聚酯的一个示例为来自Eastman Chemical的以商品名EASTAR BIO Copolyester销售的聚(四亚甲基己二酸酯-共-对苯二甲酸酯)或来自BASF的ECOFLEX。
如按用于测量聚丙烯的ASTM D-1238所测量的,聚丙烯可具有大于5g/10min的熔流指数。其它设想到的聚丙烯的熔流指数包括大于10g/10min,大于20g/10min,或约5g/10min至约50g/10min。
在一些形式中,第一多根长丝和/或第二多根长丝可包括弹性体长丝。弹性长丝或弹性体长丝可被拉伸它们的原始尺度的至少约50%,并且可恢复至它们的原始尺度的10%以内。在一些形式中,第一多根长丝可包含聚合物诸如聚丙烯以及聚丙烯和聚乙烯的共混物。在一些实施方案中,第二多根长丝可包含聚合物诸如聚丙烯、聚丙烯/聚乙烯共混物、和聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯共混物。适用于产生长丝的弹性体的一些合适的示例由ExxonTM以商品名VistamaxxTM2330、6202和7050销售;由KratonTM以商品名G1643、MD6705、DM1648销售;由BASFTM以商品名ElastollanTMB 95 A 11N000、2280A、EB 60D11销售;并且由DowTM以商品名InfuseTM9817和9900销售。
可用于本发明的材料纤维网的卷曲长丝的组合物的一些具体示例包括聚乙烯/聚丙烯并列型双组分长丝。另一个示例为聚丙烯/聚乙烯双组分长丝,其中聚乙烯被构造为皮,并且聚丙烯被构造为所述皮内的芯。另一个示例为聚丙烯/聚丙烯双组分长丝,其中两种不同的丙烯聚合物被构造成并列型构型。另一个示例为聚丙烯/聚乳酸双组分长丝。另一个示例为聚乙烯/聚乳酸双组分长丝。就聚乙烯/聚乳酸双组分长丝而言,此类长丝可由可再生资源产生。例如,聚乙烯和聚乳酸两者均可以是生物源的。
在一些形式中,第一多根长丝的组合物可不同于第二多根长丝的组合物。对于包括附加物层例如第三物层和第四物层的那些形式,附加物层可包括第一物层20或第二物层30的组合物。然而,在一些形式中,第三物层和第四物层可包括不同于第一物层和/或第二物层的长丝组合物。
设想到本发明的如下形式,其中第一多根长丝和/或第二多根长丝除了它们的成分化学物质之外还包含试剂。例如,合适的添加剂包括用于如下方面的添加剂:着色、抗静电特性、摩擦系数、润滑、亲水性等以及它们的组合。这些添加剂,例如用于着色的二氧化钛,一般以小于约5重量%,并且更典型地约2重量%的量存在。
在一个具体示例中,第一多根长丝可包含为第一物层20提供第一颜色的成分化学物质,而第二多根长丝可包含为第二物层30提供第二颜色的成分化学物质。第一颜色和第二颜色可不相同。此类颜色差异可有益于提供针对吸收制品中的液体侵害物的掩蔽有益效果。
对于其中第一物层20或第二物层30中的一者包括膜的本发明的那些形式,可利用任何合适的材料。一些合适的示例描述于以下专利中:1975年12月30日授予Thompson的名称为“Absorptive Structures Having Tapered Capillaries”的美国专利3,929,135;1982年4月13日授予Mullane和Smith的名称为“Disposable Absorbent Article Having AStain Resistant Topsheet”的美国专利4,324,246;1982年8月3日授予Radel和Thompson的名称为“Resilient Plastic Web Exhibiting Fiber-Like Properties”的美国专利4,342,314;以及1984年7月31日授予Ahr、Lewis、Mullane、和Ouellette的名称为“Macroscopically Expanded Three-Dimensional Plastic Web Exhibiting Non-GlossyVisible Surface and Cloth-Like Tactile Impression”,的美国专利4,463,045。附加的示例性膜讨论于美国专利7,410,683;8,440,286和8,697,218中。
本发明的材料纤维网可独立地或与前述表面能、长丝尺寸、长丝横截面形状、长丝横截面构型、和/或卷曲长丝变型结合地利用物层组合物变型。并且对于包括第三物层以及在一些形式中包括第四物层的那些形式,在至少两个物层之间,长丝组合物可不相同。
柔软度/摩擦系数减小
如先前所述,本发明的材料纤维网可包括多个非织造物层。向本文所列的热塑性聚合物中加入熔融添加剂可提供相关于所述物层中的一者或多者的柔软度的Z方向特征差异。例如,第一物层20的第一多根长丝可包含减小长丝摩擦系数的熔融添加剂,这可导致使用者更强地感知到柔软度。第二物层30的第二多根长丝可不包含同一熔融添加剂,或者可不包含相关于减小第二多根长丝之间的摩擦系数的熔融添加剂。
所提供的用于柔软度的熔融添加剂优选为快速浓郁滑爽剂,并且可为具有一个或多个官能团的烃,所述官能团选自氢氧化物、芳基和取代的芳基、卤素、烷氧基、羧化物、酯类、碳不饱和物、丙烯酸酯、氧、氮、羧基、硫酸盐和磷酸盐。在一种特定形式中,滑爽剂为芳族或脂族烃油的盐衍生物、显著地脂肪酸的金属盐,包括具有7至26个碳原子,优选10至22个碳原子的链长度的羧基、硫酸、和磷酸脂族饱和或不饱和的酸的金属盐。合适的脂肪酸的示例包括一元羧酸、月桂酸,硬脂酸、琥珀酸、硬脂酰乳酸、乳酸、酞酸、苯甲酸、羟基硬脂酸、蓖麻油酸、环烷酸、油酸、棕榈酸、芥酸等、以及对应的硫酸和磷酸。合适的金属包括Li、Na、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Cd、Al、Sn、Pb等。代表性盐包括例如硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸钠、硬脂酸锌、油酸钙、油酸锌、油酸镁等、以及对应的更高金属烷基硫酸盐和更高烷基磷酸的金属酯。
在其它形式中,滑爽剂为非离子官能化的化合物。合适的官能化的化合物包括:(a)酯、酰胺、油的醇和酸,所述油包括芳族或脂族烃油,例如,矿物油、环烃油、石蜡油;天然油,诸如蓖麻油、玉米油、棉籽油、橄榄油、油菜籽油、大豆油、向日葵油、其它植物油和动物油等。这些油的代表性官能化的衍生物包括例如一元羧酸的多元醇酯,诸如一元硬脂酸甘油酯、一元油酸季戊四醇酯等、饱和和不饱和脂肪酸酰胺或乙烯二(酰胺)、诸如油酰胺、芥酸酰胺、亚麻油酰胺、和它们的混合物、糖醇、聚醚多元醇比如聚乙二醇、和已二酸、蔡二酸等;(b)蜡,诸如巴西棕榈蜡、微晶蜡、聚烯烃蜡,例如聚乙烯蜡;(c)含氟聚合物,诸如聚四氟乙烯、氟油、氟蜡等;以及(d)硅化合物,诸如硅烷和硅氧烷聚合物,包括硅氧烷油、聚二甲基硅氧烷、氨基改性的聚二甲基硅氧烷等。
可用于本发明的脂肪酰胺由下式表示:
RC(O)NHR1
其中R为具有7至26个碳原子,优选10至22个碳原子的饱和或不饱和的烷基基团,并且R1为具有7至26个碳原子,优选10至22个碳原子的独立地氢或饱和或不饱和的烷基基团。根据该结构的化合物包括例如棕榈酸酰胺、硬脂酰胺、花生酸盐、苯乙酰胺、油酰胺、芥酸酰胺、亚麻油酰胺、十八烷硬脂酰胺、棕榈基棕榈酸酰胺、十八烷花生四烯酸以及它们的混合物。
可用于本发明的乙烯二(酰胺)以下式表示:
RC(O)NHCH2CH2NHC(O)R
其中每个R独立地为具有7至26个碳原子,优选10至22个碳原子的饱和或不饱和的烷基基团。根据该结构的化合物包括例如硬脂酰乙基硬脂酰胺、硬脂酰乙基棕榈酸酰胺、棕榈酰胺乙基硬脂酰胺、乙烯二硬脂酰胺、乙烯二油酰胺、十八烷芥酸酰胺、芥酸酰胺乙酯芥酸酰胺、油酸乙酯油酰胺、芥酸酰胺乙酯油酰胺、油酸乙酯芥酸酰胺、硬脂酰乙基芥酸酰胺、芥酸酰胺乙酯棕榈酸酰胺、棕榈酰胺乙基油酰胺、以及它们的混合物。
脂肪酰胺的可商购获得的示例包括Ampacet 10061,其包含5%的芥酸和硬脂酸的伯酰胺与聚乙烯的50:50混合物;Elvax 3170,其在18%乙酸乙烯酯树脂和82%聚乙烯的共混物中包含芥酸和硬脂酸的酰胺的类似共混物。这些滑爽剂购自DuPont。滑爽剂也购自Croda Universal,包括Crodamide OR(一种油酰胺)、Crodamide SR(硬脂酰胺)、CrodamideER(一种芥酸酰胺)、和Crodamide BR(一种苯乙酰胺);并且购自Crompton,包括Kemamide S(硬脂酰胺)、Kemamide B(苯乙酰胺),Kemamide O(一种油酰胺)、Kemamide E(一种芥酸酰胺)、和Kemamide(一种N,N′-乙烯二硬脂酰胺)。其它可商购获得的滑爽剂包括Erucamid ER芥酸酰胺。
用于柔软度/减小摩擦系数的其它合适的熔融添加剂包括芥酸酰胺、硬脂酰胺、油酰胺、和硅氧烷例如聚二甲基硅氧烷。一些具体示例包括来自CrodaTM的CrodamideTM滑爽且抗粘连剂、和来自AmpacetTM的Slip BOPP。特别适用于聚丙烯的增大柔软度/减小摩擦系数的熔融添加剂的一些附加具体示例来自TechmerTM,并且是以商品名PPM16368、PPM16141、PPM11790、PPM15710、PPM111767、PPM111771、和PPM12484销售的。别适用于聚乙烯的一些具体示例特来自TechmerTM,并且是以商品名PM111765、PM111770、和PM111768销售的。
本发明的材料纤维网可独立地或与前述表面能、长丝尺寸、长丝横截面形状、长丝横截面构型、和/或卷曲长丝变型结合地利用柔软度熔融添加剂变型。并且对于包括第三物层以及在一些形式中包括第四物层的那些形式,在至少两个物层之间,长丝组合物可不相同。
另外,一些柔软度熔融添加剂可提供柔软度有益效果以及表面能修改有益效果。例如,脂肪酰胺也提供疏水有益效果。本文在疏水性熔融添加剂下列出这些熔融添加剂。
厚度
用以在本发明的材料纤维网中产生Z方向特征差异的另一种方式是经由第一物层20的厚度相对于第二物层30的厚度的变化。例如,第一多根长丝可包括卷曲长丝,如先前所讨论。在此类形式中,可有益地产生其厚度大于第二物层30的厚度的第一物层20,使得液体侵害物可由于与材料纤维网的第一表面50的距离增大而被更好地掩蔽。可通过改变物层的基重、长丝尺寸、长丝形状、长丝卷曲度中的至少一者、或通过任何其它合适的工艺来调节每个物层和总体材料纤维网的厚度。在其它形式中,第二物层30可具有大于第一物层20的厚度的厚度。下文提供了测量厚度的方法。
在一些形式中,物层的厚度在不进行大量分析的情况下可能不容易地辨别。例如,如果第一物层20和第二物层30之间的差异只是相关于表面能、视觉分析可能不足以确定第一物层20和第二物层30之间的界线54。然而,对于其它形式,例如,其中所述差异涉及到长丝横截面形状、长丝尺寸、长丝横截面构型、和/或卷曲长丝,视觉检查–如本文所–可提供第一物层20/第二物层30的厚度。从原理上讲,我们可通过改变长丝数目(所述物层中的一者的基重)或通过改变孔隙率(即空隙体积分数)来改变厚度。
对于包括第三物层的本发明的那些形式,第三物层可包括不同于第一物层20的厚度和/或第二物层30的厚度的厚度。
渗透性、毛细管作用、采集、回渗
前述物层特征中的每一个可影响它们的相应物层的特性,例如渗透性、孔隙率、毛细管作用、采集、回渗、柔软度、掩蔽性、和/或视觉差异例如色差。这些特性中有许多带来了折衷问题。例如,液体侵害物的快速采集时间可导致潜在的回渗问题。这些折衷问题更详细地在本说明书的“实施例”节段中讨论。
材料纤维网–MD和/或CD特征差异
除了可经由修改物层而产生的穿过物层的Z方向特征差异,例如表面能、长丝尺寸、长丝横截面形状、长丝横截面构型、长丝卷曲度、长丝组合物、柔软度/摩擦系数减小、和/或物层的厚度之外,本发明的材料纤维网10可另外在每个物层内包括有意的MD/CD特征差异。下文所讨论的MD/CD特征差异可结合或独立于前述Z方向特征差异来利用。利用MD/CD特征差异可类似地影响材料纤维网的特性,比如渗透性、柔软度、采集、回渗、掩蔽性,和/或视觉差异例如色差。
MD/CD特征差异可经由在本发明的材料纤维网中产生离散间断部来产生。这些离散间断部可改变所述物层中的每一个的局部区域中的特性。例如,一般认为本发明的材料纤维网10的第一表面50和第二表面52是平面的。间断部为所述平面表面–第一表面50和/或第二表面52的中断部。一些示例性间断部包括孔、粘结部位、压花、隧道簇、填充簇、嵌套簇、波纹、和/或沟槽。
参考图5A和5B,一种用以产生MD和/或CD特征差异的方式是通过利用孔。示出了层合体100,其包括材料纤维网10和材料层170例如第二顶片或采集层。在一个示例中,本发明的材料纤维网10可还包括孔125,所述孔从材料纤维网10的第一表面50延伸至第二表面52。如所示,材料纤维网10可包括多个孔125。并且如所示,孔125尽管延伸穿过材料纤维网10,但可不延伸穿过材料层170。材料层170可为来自一次性吸收制品的任何合适的层,例如第二顶片、采集层、分配层、它们的组合等。
在另一种形式中,材料层170可为与材料纤维网10一体形成的附加物层,其中已用熔蚀工艺例如基于激光的材料移除步骤产生了孔125,所述步骤精确地移除长丝材料的小的区域(以有意的图案)至一定深度诸如一个或两个物层。设想到本发明的如下形式,其中孔仅经由熔蚀工艺延伸穿过第一物层20,并且不穿过第二物层30;或者反之亦然。例如,第一物层20的离散部分可被熔蚀以形成从其中穿过的孔。并且其中第二物层包括与第二物层颜色的色差,所述色差将透过离散部分更易于被看见。尽管在离散部分的外部,但第二颜色将显现为不同的颜色。
孔125可增大材料纤维网10的渗透性,并且也减少采集时间。孔125可为任何合适的尺寸。例如,孔125可具有在约0.1mm2至约15mm2,优选约0.3mm2至约10mm2,更优选约0.5mm2至约8mm2,或最优选约1.0mm2至约5mm2范围内的“有效孔面积”,具体地包括在所指定范围内的和在其中所形成的或由此形成的所有范围内的所有0.05mm2增量。所有“有效孔面积”均是使用本文所述的“孔测试”确定的。“有效孔面积”更详细地讨论于美国专利申请序列14/933,028;14/933,017;和14/933,001中。
孔125可通过任何合适的方法产生。例如,在一些形式中,孔125中的每一个可至少部分地被熔融唇缘135围绕。在本发明的一些形式中,第一物层20和第二物层30可经由熔融唇缘135而围绕所述多个孔125中的每一个的周边接合。例如,熔融唇缘135可部分地通过熔融/熔合第一物层20和第二物层30的长丝来产生。在熔融/熔合期间,熔融的长丝材料可与第一物层20和第二物层30周围的长丝形成粘结部,从而形成薄膜状区域。
薄膜状区域随后可破裂。薄膜状区域的裂开形成孔125和熔融唇135。一般来讲,为了使熔融区域裂开,在CD方向拉伸材料纤维网10。该拉伸导致薄膜状区域的一部分裂开并形成孔125。膜状区域的其余部分保持未破裂,从而形成熔融唇缘135。另外,在开孔工艺期间,材料纤维网10一般在MD方向处于张力下。该工艺还描述于美国专利5,658,639;5,628,097;5,916,661;7,917,985;和美国专利申请公布2003/0021951和美国专利申请序列14/933,028;14/933,017;和14/933,001中。用于对材料纤维网开孔的附加工艺描述于美国专利8,679,391和8,158,043、和美国专利申请公布2001/0024940和2012/0282436中。用于对材料纤维网开孔的其它方法提供于美国专利3,566,726;4,634,440;和4,780,352中。
对于包括第三物层和任选地第四物层的本发明的那些形式,孔125可形成于所得材料纤维网中。在此类形式中,孔可从所得材料纤维网的第一表面延伸穿过第二表面。
设想到本发明的如下形式,其中以图案或多个图案向本发明的材料纤维网提供孔。例如,可向本发明的材料纤维网提供一系列孔。一些示例性图案相关地公开于图19-32中。
参考图19-32,本发明的材料纤维网1000可包括一系列孔,所述一系列孔包括带有连续或半连续着陆区域的多个图案1110A和1110B。如所示,第一图案1110A可包括在大致平行于纵向1675的方向取向的第一多个孔、以及相对于纵向以多个角度取向的第二多个孔。类似地,第二图案1110B可包括相对于纵向1675以多个角度取向的第三多个孔、以及大致平行于纵向1675的第四多个孔。如所示,第一图案1110A和/或第二图案1110B的孔可具有不同的长度、相对于纵向1675的不同的角度、和/或不同的“有效孔面积”。“有效孔面积”在下文中讨论。
另外,第一图案1110A中的至少一个或多个孔可基本上被第二图案1110B,例如第三多个孔和第四多个孔包封。例如,第二图案可形成绗缝状图案,例如菱形边界或任何其它合适的形状,其中第一图案设置在第二图案内从而形成单元。第一图案和第二图案的组合可重复,使得存在多个单元。另外,第二图案内的第一图案可从一个单元至下一个单元不相同。可使用附加图案。据信孔相对于纵向1675成角度有助于流体采集/分配。例如,沿图案化纤维网1164在纵向1675上移动的流体可能转向,这部分地归因于成角度的孔。
仍然参考图18-32,如先前所述,第一图案1110A和/或第二图案1110B可包括多个孔,所述孔中的至少一部分相对于纵向1675成第一角度1680,并且另一部分相对于纵向成第二角度1682。第一角度1680和第二角度1682可彼此不同。在一些形式中,第二角度1682可为第一角度1680的镜像。例如,第一角度可为从平行于纵向1675的轴线算起的约30度,而第二角度为从平行于纵向1675的所述轴线算起的-30度。类似地,第一图案1110A和/或第二图案1110B可包括多个孔,所述多个孔被取向成大致平行于纵向1675。被取向成大致平行于纵向1675的孔一般具有更低的长宽比(下文所述)和更大的“有效孔面积”(下文所述),这与相对于纵向1675成角度的那些孔相反。据信带有增大的“有效孔面积”的那些孔允许更快的流体采集时间。尽管可利用任何合适的角度,但如下文所讨论,一旦第一角度1680和第二角度1682从纵向1675增大超过45度(在第二角度1682的情形中为-45度),则横向1677拉伸的力将更多地沿孔的长轴作用而不是垂直于所述长轴作用。因此,相对于纵向1675成多于45度(在第二角度1682的情形中为-45度)角度的孔,与相对于纵向1675在更小程度上成角度的那些孔相比,通常包括更小的“有效孔面积”。
如前所述,据信成角度的孔为图案化纤维网1164提供附加流体处理有益效果。在一些形式中,大于约10%的孔相对于纵向1675成角度。设想附加形式,其中大于约20%、大于约30%、大于约40%、大于约50%、大于约60%、大于约70%、大于约80%和/或小于100%、小于约95%、小于约90%、小于约85%的孔相对于纵向1675成角度,包括由前述值所涵盖的任何数或任何范围。
参考图19-32,越靠近材料纤维网1000的中心线1690,孔的群集密度就可越大。例如,靠近中心线1690的相邻孔之间的孔间距可为第一距离,而更远离中心线1690的相邻孔之间的孔间距离可为第二距离。第一距离可小于第二距离。例如,相邻孔之间的孔间距离可为约1mm。因此,第一距离可为约1mm,而第二距离可为约5mm或更大。设想到如下附加形式,其中相邻孔之间的孔间距离随着与中心线的距离的增大而增大。孔间距离还讨论于下文中。
另外,在一些情况下,更靠近中心线1690的孔可以第一角度1680成角度,而更远离中心线1690的孔被定位成第二角度1682。相对于中心线1690,第一角度1680可大于第二角度1682。例如,更远离中心线1690的孔可被取向成使得它们大致平行于中心线1690,而被定位成更靠近中心线1690的孔相对于中心线1690成角度。在一些形式中,孔被定位相对于中心线1690所成的角度可随着距离中心线1690的距离增加而减小。例如,邻近中心线1690的第一孔可被取向成相对于中心线1690成30度的第一角度,而距离中心线1690有1mm的第二孔可被取向成与中心线成20度。被定位离中心线1690最远的孔可大体平行于中心线1690。设想了其中接近中心线1690的孔比离中心线1690更远的那些孔更小程度地成角度的另外的构型。在一些实施方案中,靠近中心线1690的孔可大致平行于中心线1690,而更远离中心线1690的孔相对于中心线1690成角度。孔的费雷特角还讨论于下文中。
如前所述,孔的长度也可有变化。与如上文所公开的成角度一起或独立于其,在一些实施方案中,邻近中心线1690的孔可长于离中心线1690更远的那些孔。类似地,孔的尺寸可变化。孔尺寸(有效孔面积)的变化可与孔角度的变化和/或孔长度的变化结合使用,或者可独立于孔角度的变化和/或孔长度的变化使用孔尺寸的变化。对于其中孔尺寸可有变化的那些形式,更大的孔可被定位成邻近中心线1690,而具有更小“有效孔面积”的孔被定位成更远离中心线1690。例如,邻近中心线1690的孔可具有15平方毫米的有效孔面积,而远离中心线的孔可具有更小的有效孔面积,例如1.0平方毫米。本文提供的有效孔面积的值/范围中的任一个可用于构造上述有效孔面积方差。
如先前所提及的,孔的取向角度可影响材料纤维网1000的流体处理能力。此外,孔的长度、孔的宽度、“有效孔面积”、孔之间的间距、以及孔密度也可类似地影响流体处理。然而,孔的长度、孔的宽度、取向的角度、间距和密度中的许多可对其它变量造成竞争性/不利影响。如先前所述,与平行于纵向1675或相对于纵向1675具有更小角度的孔相比,与纵向1675成更大角度的孔趋于开口更小且因此具有更小的有效孔面积。类似地,过于紧密地间隔在一起的成角度的孔趋于开口更小且因此具有更小的有效孔面积。因此,相邻成角度的孔之间的孔间距离可增大超过大致平行于纵向1675取向的孔之间的孔间距离。此类形式的附加细节还讨论于美国专利申请序列14/933,028;14/933,017;和14/933,001中。
设想到用于在本发明的材料纤维网中形成孔的附加工艺。用于形成孔的一些附加工艺公开于美国专利8,679,391和8,158,043、和美国专利申请公布2001/0024940和2012/0282436中。用于对纤维网开孔的其它方法提供于美国专利3,566,726;4,634,440;和4,780,352中。
再次参考图5A和5B,本发明的材料纤维网10可连同前述Z方向特征差异一起包括如上所述的孔(包括图案化孔)。或者可与它们独立地使用本文所述的孔。一般来讲,孔增大渗透性。然而,在顶片中引入孔也可增大回渗的可能性。
如先前所述,设想到本发明的如下形式,其中孔延伸穿过第一物层20但不穿过第二物层30;或者反之亦然。此类材料纤维网可例如通过形成第一物层20并且在其中形成孔来获得。随后,第二物层30可形成于第一物层20上,如本文所述;或者反之亦然。
粘结部位
用以在材料纤维网10中产生MD和/或CD特征差异的又一种方式是经由利用粘结部位。现在参考图5A、5C和5D,材料纤维网10可还包括多个粘结部位175。粘结部位175可接合第一物层20、第二物层30、和材料层171。材料层171可为第二顶片或分配层,其中材料纤维网10形成吸收制品的顶片的一部分。
在一些形式中,粘结部位175可在如下时候形成:使材料纤维网10和材料层171例如第二顶片或采集层穿过介于一对反转辊之间的辊隙,所述反转辊施加很大的压力使得长丝材料变形成平坦形貌并且通常导致这些粘结部位中的长丝彼此附接。辊中的至少一者包括瘤状物,它们在粘结部位175处压缩材料纤维网10。在本发明的一些形式中,瘤状物可接合第一物层20的第一表面50并压缩材料纤维网10和材料层171。所述压缩可在负Z方向发生,并且一般可使第一物层20、第二物层30、和材料层171的材料变薄,所述材料构成粘结部位175。该压缩在一些形式中可联合热的施加,其可导致第一物层20、第二物层30、和材料层171的成分材料在粘结部位175处熔合在一起。
参考图5D,可存在粘结部位175的另选形式。回想一下,粘结部的形成可来源于一对辊,所述辊中的一者包括突起。设想到本发明的如下形式,其中所述一对辊中的每一个包括瘤状物,并且随着瘤状物接合材料纤维网10和材料层171,来自第一辊的第一瘤状物可在负Z方向压缩材料纤维网10和材料层171,并且来自第二辊的第二瘤状物可在正Z方向压缩材料纤维网10和材料层171。在本发明的此类形式中,所得粘结部位175可在材料纤维网10的第一表面50和层合体100的第二表面55上具有凹入部。并且对于其中存在经受了粘结工艺的附加物层的那些形式,附加物层的成分材料被紧密地连接并附着到第一物层20和第二物层30和材料层171的成分材料。第一物层20、第二物层30、材料层171和附加物层的成分材料的粘结可在层合体100的相对侧上产生薄膜状区域。
本发明的粘结部位175可为任何合适的形状、可画出的基本上任何几何2维形状。一些合适的形状包括圆形、椭圆形、矩形、菱形、心形、星形、三叶草形(3叶、4叶)、蝴蝶结形以及它们的组合。在一些形式中,粘结部位175可包括多种形状。合适的粘结形状讨论于美国专利申请序列14/933,017中。
粘结部位175可影响料纤维网10的柔软度以及其回弹性。例如,如果相邻粘结部位175间隔开(中心至中心)多于4mm或介于约10mm至约12mm之间,可实现柔软感。相反,如果中心至中心间距小于约4mm,则相邻粘结部位175可不提供柔软感。此类间距以及“柔软”和“不柔软”的差异也取决于粘结形状或形状的组合。可结合孔125或与其独立地使用粘结部位175。用于进行粘结的工艺在本领域中是公知的,包括热粘结和高压粘结。另外,还设想到本发明的如下形式,其中粘结部位是以图案形式提供的。此类形式的细节更详细地讨论于美国专利申请序列14/933,028;14/933,017;和14/933,001中。
本发明的物层可经由主粘结部位粘结在一起。通常,主粘结部位为热点粘结部,它们将材料纤维网的所有物层在离散区域中熔合或压缩在一起,从而形成膜状离散主粘结部位。本文所讨论的粘结部位175不包括主粘结部位。
本发明的材料纤维网10可连同前述Z方向特征差异和/或孔一起包括如上所述的粘结部位175(包括图案化粘结部位)。或者可与它们独立地施加本文所述的孔。在一个其中第一物层20包括第一颜色并且第二物层30包括不同于第一颜色的第二颜色的具体示例中,粘结部位175可有效地移位透过粘结部位175所见的第二颜色,使得透过第一物层20所见的第二颜色不同于经由粘结部位175所见的颜色。如果第一物层20和第二物层30包括相同颜色但材料层171包括不同于第一物层20和第二物层30的颜色的颜色,可实现相同的效应。此类颜色效应更详细地公开于美国专利申请序列14/933,001中。
压花部
用以在本发明的材料纤维网10中产生MD和/或CD特征差异的另一种方式是经由利用压花部。参考图5E,不同于粘结部位175(示于图5A,5C和5D中),压花部180通常不导致第一物层20、第二物层30、和材料层170例如第二顶片或采集层的成分材料经由熔融而发生实际粘结。相反,压花部180趋于可见地且永久地压缩第一物层20、第二物层30、和材料层170。对于包括附加物层的本发明的那些形式,压花部180可包括第一物层20、第二物层30、材料层170和附加物层。在一些形式中,压花部180可只限于材料纤维网10或附加层(如果存在)。
压花部180可在吸收制品中提供采集梯度。例如,如果材料纤维网10形成吸收制品的顶片的一部分,压花部180可不容易接收液体侵害物。相反,压花部180可充当流体公路,其可将侵害物分配至吸收制品中的吸收芯的多个区域。
可结合孔125、粘结部位175、和/或本文所公开的Z方向特征差异中的任一者来使用压花部180,或者可与它们独立地利用压花部。一般来讲,压花部将在压花区域中减小渗透性,但也减小吸收制品中回渗的可能性。
设想到本发明的如下形式,其中第一物层20或第二物层30分别在形成第二物层30或形成其上的第一物层20之前被压花。还设想到如下形式,其中材料纤维网除了第一物层20和第二物层30之外还包括至少第三物层。在此类形式中,第一物层和第二物层可在形成其上的第三物层之前被压花。
隧道簇
用以在MD和/或CD产生特征差异的另一种方式是经由利用隧道簇。参考图6A,本发明的材料纤维网可包括隧道簇270。如所示,在一些形式中,第二物层30的第二多根长丝中的一些可在正Z方向延伸超过第一表面50以形成隧道簇270。并且对应的开口285可产生于材料纤维网10的第二表面52中。
隧道簇270可产生于如下时候:第一物层20和第二物层30的成分材料的局部区域在正Z方向受到推挤,使得第一物层20和/或第二物层30的材料可设置在材料纤维网10的第一表面50的上面。第二物层30的第二多根长丝的设置可形成隧道簇270。并且如图6A中所示,在一些形式中,第一物层20中的第一多根长丝的设置可导致第一多根长丝中的至少一些在在Z方向的推挤下断裂。在此类形式中,隧道簇270可延伸穿过第一多根长丝的端部245。然而,如图6B中所示,第一物层20的第一多根长丝的设置可产生外簇230。在一些形式中,外簇230可形成隧道簇270上方的顶盖。
在一些形式中,本发明的材料纤维网10可包括不存在对应的外簇230的多个隧道簇270,并且/或者类似地可包括其中每一个设置在对应的外簇230内的多个隧道簇270。
隧道簇的附加排列相关地提供于图6C-6D中。如所示,隧道簇270和/或外簇230可延伸超过材料纤维网10的第二表面52。然而,与在正Z方向被推挤相反,对第一物层20和第二物层30的材料的推挤可在负Z方向进行。并且类似于图6A,第二物层30的第二多根长丝中的一些可断裂,如图6C中所示;或者可形成外簇230,如图6D中所示。
图6A-6E示出了隧道簇270,它们可用包括可延展长丝的材料纤维网形成。本文所公开的隧道簇270和外簇230包括多根环状长丝,它们为基本上对齐的,使得隧道簇270和外簇230中的每一个具有不同的线性取向和所述簇的纵向轴线L例如270,230。所谓“对齐的”是指环状长丝大致全部被取向成使得如果在平面图中观察,环状长丝中的每一个具有平行于横向轴线的显著矢量分量,并且可具有平行于横向轴线的主矢量分量。横向轴线T大致正交于MD-CD平面中的纵向轴线,并且纵向轴线大致平行于MD。
图6A-6E中所示的隧道簇270和外簇230–由可延展的非卷曲长丝形成--的另一个特征可为它们的大致开放的结构,其特征在于限定于隧道簇270的内部的开放的空隙区域633。术语“空隙区域”不旨在是指完全不含任何长丝的区域。隧道簇270的空隙区域633可包括第一空隙空间开口和第二空隙空间开口。相反,该术语意为对隧道簇270的一般外观的一般描述。因此,在一些隧道簇270中,非环状长丝或多个松散的非环状长丝可存在于空隙区域633中。所谓“开放的”空隙区域,是指隧道簇270的两个纵向端部是大致开放的并且不含长丝,使得隧道簇270在未压缩状态下可形成如同“隧道”结构一样的结构,如图6A-6D中所示。
参考图6E,隧道簇可包括多根环状长丝,它们为基本上对齐的,使得隧道簇中的每一个具有不同线性取向和纵向轴线L。所谓“环状”长丝,旨在是指簇的长丝,它们与非织造物层成一体并且在非织造物层中开始和结束,其中它们在Z方向(或负Z方向)从相应物层的第一表面或第二表面开始延伸但大致向外延伸。所谓“对齐的”是指环状长丝大致全部被取向成使得如果在平面图中观察,环状长丝中的每一个具有平行于横向轴线的显著矢量分量,并且可具有平行于横向轴线的主矢量分量。横向轴线T大致正交于MD-CD平面中的纵向轴线,并且纵向轴线大致平行于MD。
由于长丝的塑性变形和泊松比效应,如图6A-6D中所示,第一多根长丝和第二多根长丝的延伸和/或推挤可能伴随着长丝横截面尺度(例如、圆形长丝的直径)的总体减小。
隧道簇270和/或外簇230可在一次性吸收制品中提供针对液体侵害物的掩蔽有益效果。另外,隧道簇270和/或外簇230还可提供柔软度有益效果。隧道簇270和/或外簇230可按任何合适的构型提供给材料纤维网。设想到如下形式,其中隧道簇270和/或外簇230被布置成区和/或图案。此类区和图案更详细地描述于美国专利申请序列14/933,017中。
隧道簇270和外簇230,包括制备方法,更详细地讨论于美国专利7,172,801;7,838,099;7,754,050;7,682,686;7,410,683;7,507,459;7,553,532;7,718,243;7,648,752;7,732,657;7,789,994;8,728,049;和8,153,226中。
可结合孔、粘结部位、压花部、和/或本文所述的Z方向特征差异中的任一者来使用隧道簇270和/或外簇230以产生MD和/或CD特征差异。或者可与它们独立地利用隧道簇270和/或外簇230。
设想到本发明的如下形式,其中将包括隧道簇和/或外簇的本发明的材料纤维网10在吸收制品中用作顶片。在此类形式中,隧道簇和/或外簇可形成吸收制品的面向穿着者表面的一部分–簇在正Z方向取向。在其中材料纤维网10为顶片的其它形式中,材料纤维网10,连同吸收制品的下面的层例如采集层、第二顶片,可包括本文所述的隧道簇和/或外簇。在此类形式中,所述下面的层可形成外簇,并且所述簇可在负Z方向取向并被定位在材料纤维网10的面向衣服侧上。
设想到本发明的如下形式,其中第一物层20或第二物层30在分别形成第二物层30或其上的第一物层20之前设有隧道簇。还设想到如下形式,其中材料纤维网除了第一物层20和第二物层30之外包括至少第三物层。在此类形式中,第一物层和第二物层可在形成其上的第三物层之前设有隧道簇。
填充簇
用以在MD和/或CD产生特征差异的另一种方式是利用填充簇。与图6A-6E中所示的隧道簇270形成对比的是,在第一多根长丝或第二多根长丝中包括卷曲长丝的本发明的材料纤维网形成非常不同于图6A-6E中所示那些的间断部–填充簇。图7A-7D中所示的是包括填充簇的材料纤维网10的示意图。
图7A-7D中所示的材料纤维网10包括至少一个物层,其包括卷曲长丝。如图7A中所示,第二物层30包括多根卷曲长丝。如所示第一物层20的第一多根长丝中的一些的端部245那样,第一物层20可不包括卷曲长丝。在正Z方向局部推挤材料纤维网10期间,第一多根长丝中的至少一些可断裂从而产生端部245。如所示,第二物层30的第二多根长丝形成填充簇370,所述填充簇包括填充所述填充簇370的多根长丝。填充簇370可延伸穿过第一物层20。在一些形式中,如图7B中所示,第一多根长丝可形成覆盖填充簇370的外簇330。并且如图7C和7D中所示,第一物层20的第一多根长丝在一些形式中可形成填充簇370。在一些形式中,第二物层30的第二多根长丝可形成外簇330。在此类形式中,材料纤维网10在负Z方向经受局部推挤。
如先前关于“卷曲长丝”所述,第一多根长丝可为卷曲的,并且/或者第二多根长丝可为卷曲的。对于其中材料纤维网10包括附加物层的那些形式,附加物层的成分长丝可包括卷曲长丝。
与隧道簇270(示于图6A-6E中)形成对比的是,填充簇370基本上填充有环状长丝和/或非环状长丝。另外,不同于图6E中所示的长丝与横向轴线的对齐,填充簇370的卷曲长丝可显现为相对于横向轴线T更无规的。并且与图6A-6E中所示的隧道簇270形成对比的是,已发现对于填充簇370,成分长丝常常从它们的卷曲状态伸展而不是被拉伸和变细。
填充簇370可有益于其中第二多根长丝形成填充簇370的那些形式和其中第一多根长丝(它们中的至少一部分)在局部Z方向推挤时断裂的那些形式。例如,如果第一多根长丝不产生对应的外簇330,则液体侵害物可能易于触及到填充簇370的第二多根长丝。并且如果第二多根长丝为亲水性的--从长丝组合物的观点和/或熔融添加剂的观点来讲,填充簇370将提供让液体接触的附加表面积。类似地,甚至在其中存在对应的外簇330的那些形式中,填充簇370可仍然提供很强的液体处理特性。
另外,在本发明的材料纤维网包括具有卷曲长丝的至少一个物层的情况下,所得材料纤维网对于给定的基重具有更高的厚度。该更高的厚度继而向消费者递送以下有益效果:由于衬垫状柔软性的舒适度、由于更高渗透性的更快吸收性、以及改善的掩蔽。附加有益效果可包括更少的红印记、更高的透气性和回弹性。
设想到本发明的如下形式,其中包括填充簇和/或外簇的材料纤维网10在吸收制品中用作顶片。在此类形式中,填充簇和/或外簇可形成吸收制品的面向穿着者表面的一部分–簇在正Z方向朝向制品的穿着者。在其中材料纤维网10为顶片的其它形式中,材料纤维网10,连同吸收制品的下面的层例如采集层、第二顶片,可包括本文所述的填充簇和/或外簇。在此类形式中,所述下面的层可形成外簇,并且所述簇可在负Z方向取向并被定位在材料纤维网10的面向衣服侧上。
制备填充簇270和外簇330的方法讨论于美国专利7,172,801;7,838,099;7,754,050;7,682,686;7,410,683;7,507,459;7,553,532;7,718,243;7,648,752;7,732,657;7,789,994;8,728,049;和8,153,226中。填充簇370和对应的外簇330更详细地讨论于美国专利申请序列14/933,028中。
可结合孔、粘结部位、压花部、和/或本文所述的Z方向特征差异中的任一者来使用填充簇370和/或外簇330以产生MD和/或CD特征差异。或者可与它们独立地利用填充簇370和/或外簇330。
设想到如下形式,其中材料纤维网除了第一物层20和第二物层30之外还包括至少第三物层。在此类形式中,第一物层和第二物层可在形成其上的第三物层之前设有填充簇。
嵌套簇
用以产生MD和/或CD特征差异的又一种方式是经由利用嵌套簇。现在参考图8A-8D,示出了包括嵌套簇632的材料纤维网10的示例。如前所述,材料纤维网10具有第一表面50、相对的第二表面52、和两者间的厚度T(厚度示于图8D中)。图8A示出了带有嵌套簇632的材料纤维网10的第一表面50,所述嵌套簇从材料纤维网10的第一表面50向外延伸(延伸出包含图8A的片材平面外)。如所示,材料纤维网10可包括大致平面的第一区域640和包括嵌套簇632的多个离散的一体第二区域642。
如所示,嵌套簇632可具有宽度W,当在平面图中观察嵌套簇632时,所述宽度从一个端部660至相对端部660有变化。如所示,宽度W可大致平行于横向轴线TA。宽度W可有变化,其中嵌套簇632的最宽部分在嵌套簇632的中间、并且嵌套簇632的宽度在嵌套簇632的端部660处减小。在其它情况下,嵌套簇632可在一个或两个端部60处比在嵌套簇632的中间更宽。在其它情况下,可形成如下嵌套簇632,其具有从嵌套簇632的一个端部至嵌套簇632的另一个端部基本上相同的宽度。如果嵌套簇632的宽度沿嵌套簇632的长度变化,则将宽度最大之处的嵌套簇632的部分用于测定嵌套簇632的长宽比。
类似地,嵌套簇632可具有大致平行于纵向轴线LA的长度L。当嵌套簇632具有大于或小于它们的宽度W的长度L时,嵌套簇632的长度可在相对于材料纤维网100的任何合适的方向取向。例如,嵌套簇632的长度(即,嵌套簇632的纵向轴线LA)可在MD、CD取向,或为介于MD和CD之间的任何期望的取向。如所示,横向轴线TA在MD-CD平面中大致正交于纵向轴线LA。在如所示的一些形式中,纵向轴线LA平行于MD。
在一些形式中,所有间隔开的嵌套簇632可具有大致平行的纵向轴线LA。
图8B示出了材料纤维网10的第二表面52,诸如图8A中所示的第二表面,其具有形成于其中的嵌套簇632,其中嵌套簇632被取向到图8B中所示的片材中。第二表面52可包括多个基部开口644。在一些形式中,基部开口644可不呈孔或通孔的形式。基部开口644可相反显现为凹入部。
在一些形式中,基部开口644可通向嵌套簇632的内部中。
参考图8A,8C和8D,当从侧面观察时,嵌套簇632可具有任何合适的形状。合适的形状包括其中当从至少一个侧面观察时,存在具有放大尺寸的远侧部分或“顶盖”和在底部处更窄的部分。术语“顶盖”类似于蘑菇的顶盖部分。(顶盖不需要类似于任何特定类型的蘑菇的顶盖。此外,嵌套簇632可(但非必需)具有蘑菇状杆部分。)在一些情况下,当从端部660观察时,嵌套簇632可被称为具有球根形形状。如本文所用,术语“球根形”旨在是指当从嵌套簇632的至少一个侧面观察时(尤其是当从更短端部660中的一者观察时),具有放大尺度的顶盖652和基部处的更窄部分的嵌套簇632的构型。术语“球根形”不限于具有接合到柱形部分的圆环形或圆形平面图构型的嵌套簇632。在所示的形式(其中嵌套簇632的纵向轴线LA在纵向取向)中,如果沿嵌套簇632的横向轴线TA(即,在横向)截取截面,则球根形形状可最为明显。如果沿嵌套簇632的长度(或纵向轴线LA)观察嵌套簇632,则球根形形状可能不太明显。
参考图8A-8D,如本文所讨论,本发明的材料纤维网10包括多个物层,并且如所示,各个物层可被命名为630A,630B等。如所示,嵌套簇632可包括:邻近材料纤维网10的第一表面50的基部650;相对的放大的远侧部分或顶盖部分或“顶盖”652,其延伸至远侧端部654;侧壁(或“侧面”)656;内部658;和一对端部660。嵌套簇632的“基部”650包括当从嵌套簇632的端部中的一者观察时嵌套簇632的最窄部分。术语“顶盖”不暗指任何特定形状、只是其包括嵌套簇632的更宽部分,所述更宽部分包括并相邻于嵌套簇632的远侧端部654。侧壁656具有内表面和外表面。侧壁656过渡到顶盖652中,并且可包括所述顶盖的一部分。因此,没有必要精确地限定侧壁656端部和顶盖652开始的位置。顶盖652将具有介于相对侧壁656的内表面之间的最大内部宽度W1。顶盖652还将具有介于相对侧壁656的外表面之间的最大外部宽度W。嵌套簇632的端部660为沿嵌套簇632的纵向轴线L间隔最远的嵌套簇632的部分。
仍然参考图8A-8D,嵌套簇632的最窄部分限定基部开口644。基部开口644具有宽度WO。基部开口644可位于(在Z方向)由材料纤维网10的第二表面52所限定的平面和嵌套簇632的远侧端部654之间。材料纤维网10可在第二表面52中具有开口,所述开口过渡到基部开口644中(并且反之亦然),并且尺寸相同于或大于基部开口644。然而,基部开口644一般将在本文中更频繁地讨论,因为在其中材料纤维网10置于带有消费者可见的基部开口644的制品中的那些实施方案中,其尺寸对消费者来讲常常将在视觉上更明显。应当理解,在本发明的某些形式中,基部开口644面向外(例如,朝向消费者并背向吸收制品中的吸收芯),期望基部开口644不被另一个纤维网覆盖和/或关闭。
嵌套簇632具有深度D,所述深度是从材料纤维网100的第二表面30测量至嵌套簇632的远侧端部654处的嵌套簇632的内部。嵌套簇632具有高度H,所述高度是从材料纤维网100的第二表面30测量至远侧端部654处的嵌套簇632的外部。在大多数情况下,嵌套簇632的高度H将大于第一区域640的厚度T。当从端部观察的,嵌套簇632的所述各种部分之间的关系可使得嵌套簇632的顶盖652的最大内部宽度WI宽于基部开口644的宽度WO
在一些情况下,嵌套簇632可由环状长丝(它们可为连续的)形成,所述环状长丝被向外推挤,使得它们在Z方向延伸远离第一表面50或在负Z方向远离第二表面52。嵌套簇632通常将包括多于一根环状长丝。在一些情况下,嵌套簇632可由环状长丝和至少一些断裂长丝形成。此外,在一些类型的非织造材料(诸如包含更短长丝的理成网材料)的情况下,嵌套簇632可由包括多根不连续长丝的环形成。呈环形式的多根不连续长丝描述于美国专利申请序列14/844,459中。环状长丝可为对齐的(即,在基本上相同的方向取向);不是对齐的;或者长丝可在突起部32内的一些位置中为对齐的,并且在所述突起部的其它部分中不为对齐的。
在一些形式中,嵌套簇632的至少一部中的长丝可保持为基本上无规取向的(而不是对齐的),类似于它们在一种或多种前体纤维网中的取向。例如,在一些情况下,长丝可在嵌套簇632的顶盖中保持为基本上无规取向的,但在侧壁中更多地对齐,使得长丝在Z方向(正或负,这取决于嵌套簇632的取向)从突起部的基部延伸至顶盖。此外,长丝的对齐可在物层之间改变,并且也可在相同物层的给定嵌套簇632的不同部分之间改变。
当前体纤维网包括非织造材料时,嵌套簇632可包括至少基本上围绕嵌套簇632的侧面的多根长丝。这是指存在多根长丝,它们从嵌套簇632的基部650延伸(例如,在正或负Z方向)至嵌套簇632的远侧端部654、并且有助于形成嵌套簇632的侧面656的一部分和顶盖652。在一些情况下,长丝可在Z方向在嵌套簇632的侧面656中基本上彼此对齐。因此,短语“基本上围绕”不要求每根长丝基本上或完全围绕嵌套簇632的侧面被包裹在X-Y平面中。如果长丝被定位成完全围绕嵌套簇632的侧面,则这将表示长丝被定位成360°围绕嵌套簇632。嵌套簇632可在它们的端部660处不含大的开口。在一些情况下,嵌套簇632可仅在它们的端部中的一者处,诸如在它们的后端处具有开口。
在一些形式中,类似形状的环状长丝可形成于多物层非织造材料的每个物层中,包括形成于在形成其中的嵌套簇632的过程期间与离散的凸成形元件间隔最远的物层630A中、以及形成于在所述过程期间最靠近凸成形元件的物层630B中。在嵌套簇632中,一个物层诸如630B的部分可装配在另一个物层诸如630A内。这些物层可称为在嵌套簇632中形成“嵌套”结构。嵌套结构的形成可要求使用两个(或更多个)高度可延展的非织造前体纤维网。在两物层材料的情况下,嵌套结构可形成两个完整环,或者(如以下附图中的一些所示)两个不完整的长丝环。
嵌套簇632可具有某些附加特征。如图8C和8D中所示,嵌套簇632可为基本上中空的。如本文所用,术语“基本上中空的”是指如下结构:嵌套簇632在嵌套簇的内部中基本上不含长丝。然而,术语“基本上中空的”不要求嵌套簇的必须完全不含长丝。因此,在嵌套簇632内可存在一些长丝。“基本上中空的”嵌套簇可区别于填充的三维结构,诸如通过铺设长丝,诸如通过将长丝气流成网或梳理成网到其中带有凹部的成形结构上而制成的那些。
嵌套簇632的侧壁656可具有任何合适的构型。当从诸如图8C中所示嵌套簇的端部观察时,侧壁656的构型为线性或曲线的,或者侧壁可由线性部分和曲线部分的组合形成。曲线部分可为凹形、凸形或两者的组合。例如,侧壁656可包括靠近嵌套簇基部的曲线的向内凹进部分和靠近嵌套簇顶盖的向外凸出部分。侧壁656和围绕嵌套簇的基部开口644的区域可具有比第一区域640的部分显著更低的长丝浓度每给定面积(这可为更低基重或更低不透明度的证据)。嵌套簇632也可在侧壁656中具有变细的长丝。长丝变细(如果存在)将在长丝中明显呈颈缩区域的形式。因此,长丝在它们处在未变形的前体材料102中时可具有第一横截面积、并且在变形的材料纤维网10的嵌套簇632的侧壁656中具有第二横截面积,其中第一横截面积大于第二横截面积。侧壁656也可包括一些断裂长丝。在一些形式中,侧壁656可包括大于或等于约30%,另选地大于或等于约50%的断裂长丝。
在一些形式中,嵌套簇632的远侧端部654可包括原始基重,非变细长丝、和非断裂长丝。如果基部开口644朝上,则远侧端部654将位于由嵌套簇所形成的凹入部的底部处。远侧端部654将不含完全穿过远侧端部而形成的孔。因此,非织造材料可以是非穿孔的。如本文所用,术语“孔”是指在形成非织造物之后在非织造物中形成的孔,并且不包括通常存在于非织造物中的孔。术语“孔”也不是指一种或多种非织造材料中的不规则断裂部(或中断部),它们是由在形成其中的嵌套簇的过程期间一种或多种材料的局部撕裂引起的,所述断裂部可归因于一种或多种前体材料中的可变性。与形成突起部的结构的其余部分相比,远侧端部654可具有相对更大的长丝浓度。长丝浓度可通过在显微镜下观察样品并且计数某一区域内的长丝数目来测量。
嵌套簇632可具有任何合适的形状。由于嵌套簇632是三维的,因此描述它们的形状将取决于观察它们的角度。当从上方观察时(即,垂直于纤维网的平面或平面图),诸如在图8A中观察时,合适的形状包括但不限于:圆形、菱形、圆菱形、美式足球形、卵圆形、三叶草形、心形、三角形、泪滴形、和椭圆形。在其它情况下,嵌套簇632可为非圆形。嵌套簇632可在所有方向具有类似的平面图尺度,或者嵌套簇632可在一个维度长于另一个维度。即,嵌套簇632可具有不同的长度尺度和宽度尺度。如果嵌套簇632具有与宽度不同的长度,则更长的尺度将称作嵌套簇632的长度。因此,嵌套簇632可具有长度对宽度的比率,或长宽比。长宽比的范围可为约1:1至约10:1。
在一些形式中,顶盖652的长度可在约1.5mm至约10mm范围内。在一些形式中,顶盖的宽度(在宽度最大之处测量)可在约1.5mm至约5mm范围内。突起部的顶盖部分可具有至少约3mm2的平面图表面积。在一些实施方案中,突起部可具有在约1mm至约10mm,另选地约1mm至约6mm范围内的预压缩前高度H。在一些实施方案中,突起部可具有在约0.5mm至约6mm,另选地约0.5mm至约1.5mm范围内的压缩后高度H。在一些实施方案中,突起部可具有在约0.5mm至约9mm,另选地约0.5mm至约5mm范围内的未压缩状态下的深度D。在一些形式中,突起部可具有在约0.25mm至约5mm,另选地约0.25mm至约1mm范围内的压缩后深度D。
形成嵌套簇的方法公开于美国专利申请公布2016/0074256中。对于本发明的材料纤维网,第一物层可结合到吸收制品中以作为例如采集物层,并且第二物层可为吸收制品的顶片。第一物层和第二物层中的每一个可形成适配到彼此中的嵌套簇。设想到附加形式,其中本发明的材料纤维网包括多个物层并且形成顶片,并且随后与采集层一起被加工。
设想到如下形式,其中材料纤维网除了第一物层20和第二物层30之外还包括至少第三物层。在此类形式中,第一物层和第二物层可在形成其上的第三物层之前设有嵌套簇。
杂混簇
图44中所示的材料纤维网10包括杂混簇770、它们各自具有对应的开口285。通过熔蚀或其它非常小心地进行的工艺,可移除第一物层20的材料,使得第二物层30的材料透过第一物层20的材料的端部245暴露出来。或者如前所述,第一物层20可经受在第一物层20中形成孔的工艺。随后,第二物层30可形成于第一物层20上。
另外,在一些形式中,可在正Z方向推挤第二物层30的材料,使得杂混簇770的远侧端部与材料纤维网10的第一表面50大致共面。
在此类形式中,材料纤维网10可形成吸收制品的顶片的一部分。第一物层20可比第二物层更具疏水性。
外簇、隧道簇、填充簇、嵌套簇、杂混簇
本发明的材料纤维网的隧道簇、填充簇、外簇、嵌套簇、和杂混簇被认为能够掩蔽或部分地掩蔽被材料纤维网收集并保留在隧道簇、填充簇、外簇簇、或嵌套簇的长丝之间的毛细管中的流体,并且能够掩蔽被吸收在包括这些特征差异的该结构下方的吸收层中的液体(所述吸收层被液体以不可取的方式变色)。用于吸收制品诸如擦拭物、卫生巾、棉塞、或尿布中的此类材料纤维网可对使用者(或看护者)具有吸引力,因为保留在所述各种簇的长丝之间的毛细管中的潜在地难看的流体将对观察者掩盖或部分地掩盖。簇可覆盖或部分地覆盖流体可被保持在其中的缝隙。此类特征可使得材料纤维网看起来不容易被脏污。本文所述的簇的一种附加有益效果为由所述簇产生的柔软感。
外簇、隧道簇、填充簇、嵌套簇、杂混簇可与相邻簇间隔开。间隔开的簇中的每一个具有大致平行的纵向轴线L。每单位面积的本发明的材料纤维网的簇数目,即簇和/或顶盖的面积密度可从一个簇每单位面积例如平方厘米变化至高达100个簇每平方厘米。每平方厘米可有至少10个、或至少20个毛簇,这取决于最终用途。一般来讲,在本发明的材料纤维网的整个区域上,面积密度无需为均匀的,并且在一些实施方案中,簇可仅存在于本发明的材料纤维网的某些区域中,诸如存在于具有预定形状诸如线形、条形、带形、圆形等的区域中。
外簇、隧道簇、填充簇、嵌套簇、和杂混簇可影响在MD和/或CD方向的区中的渗透性。因此,材料纤维网的某些区域,尤其是设置了簇的部位,可经历更高的渗透性,并且具有与大致平面的第一表面和/或第二表面不同的纹理。波纹和沟槽(下文所述)可在渗透性和纹理方面类似地影响本发明的材料纤维网。
另外,如果将本发明的材料纤维网结合到吸收制品中,本文所述的簇和/或波纹和沟槽可形成于材料纤维网以及吸收制品的附加层中。例如,如果利用本发明的材料纤维网以形成吸收制品的顶片的一部分,簇和/或波纹和沟槽除了形成于材料纤维网中之外还可形成于介于顶片和吸收芯之间的下面的流体处理层中。在一个具体示例中,簇和/或波纹和沟槽可形成于与采集层结合的材料纤维网中。在另一个具体示例中,簇和/或波纹和沟槽可形成于与第二顶片结合的材料纤维网中。在此类形式中,流体处理层可形成覆盖由材料纤维网产生的簇的外簇。相比之下,设想到如下形式,其中流体处理层形成隧道簇,而材料纤维网形成外簇或只是形成隧道簇从其中延伸穿过的间断部。
隧道簇、填充簇、外簇、杂混簇、和/或嵌套簇可与孔、粘结部位、压花部、和/或本文所公开的Z方向特征差异中的任一者结合地使用,或者可与它们独立地使用。
波纹
用以在MD和/或CD产生特征差异的又一种方式是经由利用波纹。本发明的非织造纤维网10可包括位于第一表面50和第二表面52上的波纹。一些示例性波纹示于图9A-9D中。如所示,本发明的材料纤维网10可包括波纹670和设置在相邻波纹670之间的沟槽675。波纹670可在大致平行于MD或大致平行于CD的方向延伸。波纹670和/或沟槽675可包括任何合适的形状。例如,如所示,波纹670可具有弓形形状。作为另一个示例,波纹670可包括三角形形状。另外,还设想到如下示例,其中根据本发明构造的材料纤维网包括具有弓形形状的至少一个波纹和包括三角形形状的一个脊。
利用波纹670可向材料纤维网10提供柔软度有益效果。另外,材料纤维网10还可在波纹670中具有更高的渗透性。关于波纹670的附加细节,包括用于形成波纹670的合适的工艺,可见于美国专利6,458,447;7,270,861;8,502,013;7,954,213;7,625,363;8,450,557;和7,741,235中。附加的合适工艺和结构描述于以下专利中:美国专利申请公布US2003/018741;US2009/0240222;US2012/0045620;US20120141742;US20120196091;US20120321839;US2013/0022784;US2013/0017370;US2013/013732;US2013/0165883;US2013/0158497;US2013/0280481;US2013/0184665;US2013/0178815;和US2013/0236700。其它附加的合适工艺和结构相关地描述于以下专利中:PCT专利申请公布WO2008/156075;WO2010/055699;WO2011/125893;WO2012/137553;WO2013/018846;WO2013/047890;和WO2013/157365。
参考图37,在一些形式中,本发明的材料纤维网可包括在MD和CD延伸的波纹。如所示,多个波纹3770可包括远侧端部3754和侧壁3756。相邻的离散突起部3770可由在MD和CD方向两者延伸的沟槽3775分开。距离D1表示波纹3770的远侧端部3754在MD的长度。距离D2为如在相邻沟槽3775之间测量的波纹在MD的长度。在一些形式中,取决于产生材料纤维网10的加工方式的形成,D1可等于D2。在其它形式中,D2可大于D1。
距离D3为在MD的相邻波纹3770之间的长度,如从包含远侧端部3754的平面所测量的。距离D3可为任何合适的距离。距离D6为在CD的相邻波纹3770之间的宽度,如从包含远侧端部3754的平面所测量的。
距离D4为波纹3770的远侧端部3754在CD的宽度。距离D5为如在相邻沟槽3775之间测量的波纹在CD的宽度。在一些形式中,取决于产生材料纤维网10的加工方式的形成,D4可等于D5。在其它形式中,D4可小于D5。
用于在本发明的材料纤维网10中形成波纹3770的合适的设备描述于美国专利申请公布2009/0240222中。在此类形式中,波纹可被提供为在MD和CD方向的离散元件。
设想到用于波纹的附加构型。波纹的一些合适的示例公开于美国专利申请2004/0137200中。如图38中所示,本发明的材料纤维网10可包括多个离散波纹3770。
一种用于本发明的材料纤维网10的附加构型也示出了图39中。如所示,在一些形式中,波纹3770可横跨材料纤维网10的宽度在CD延伸。然而,相邻波纹3770之间的沟槽3775可宽于前图中所示的那些。另外,还可在沟槽3775中提供孔3725。用于形成此类材料纤维网的工艺更详细地描述于美国专利申请公布2012/0276331中。
对于图37-39中所示材料纤维网10中的每一个,用于形成这些材料纤维网构型中的每一个的工艺均涉及到使用相互啮合辊。在此类形式中,所得波纹可具有高厚度和更低厚度的局部区域以及更高基重和更低基重的交替区域。更高厚度和更高基重的区域可设置在波纹3770的远侧端部3754处和沟槽3775中。相比之下,侧壁3756可设有更低厚度和更低基重。
可结合孔、压花部、粘结部位、簇(所有种类)和)或本文所公开的Z方向特征差异中的任一者来利用波纹,或者可与它们独立地使用波纹。
本文所讨论的MD和/或CD特征差异,例如孔、粘结部位、压花、隧道簇、填充簇、嵌套簇、波纹、和/或沟槽,可设置在区中以便在材料纤维网的MD和/或CD产生附加特征差异。本发明的材料纤维网中的区可在纵向、横向定位,或者可为同心的。如果产品诸如吸收制品在纵向具有两个不同的区,则这些区可具有相同或类似的横向宽度(例如,+/-2mm)以便于加工。一个或多个区可具有弯曲或笔直的边界或部分边界。
用于材料纤维网的包括多于两个不同或相同区的任何合适数目的区均是在本公开的范围内设想到的。所述各种区可如上文所提及的那样处于顶片中,但也可存在于例如外覆盖件或箍上。在一些情况下,可在面向穿着者表面(例如,顶片)和面向衣服表面(例如,外覆盖件)上使用材料纤维网的区的相同或不同图案。
在一个示例中,吸收制品的顶片或其它部分可在材料纤维网中具有两个或更多个区。例如,材料纤维网的第一区可具有与第二区不同的间断部。第一区和第二区可由于所述不同的间断部而具有不同的功能。第一区的功能可为提供液体身体流出物的分配(流体在材料纤维网上移动),而第二区的功能可为提供液体身体流出物的采集(流体渗透材料纤维网)。此类分区材料纤维网的有益效果可为对吸收芯的更好的使用和液体身体流出物在吸收芯内的更有效的分配。如果使用不含透气毡的芯,这是尤其需要的,因为一旦液体身体流出物被接收在其中,典型的不含透气毡的芯在一定程度上努力进行液体身体流出物的分配。
如前所述,本发明的材料纤维网可用于吸收制品的若干不同的部件。参考图10,在一个具体示例中,利用了本发明的材料纤维网的一次性吸收制品可包括多个区。如所示,一次性吸收制品2010的顶片2014可包括第一区2007、第二区2011和第三区2013。吸收制品可包括更多区或更少区,如下文所述。
第一区2007可包括第一多个间断部,例如孔。如所示,第一区2007可具有平行于侧向轴线2090的宽度,其不延伸顶片2014的全宽度。相反地,第二区2011和第三区2013可布置在第一区2007的任一侧。在一些形式中,第二区2011和第三区2013可包括第二多个间断部。在一些形式中,第一多个间断部可不同于第二多个间断部。例如,第一多个间断部可包括孔,而第二区和第三区包括隧道簇。设想到如下附加形式,其中第一区2007、第二区2011、和/或第三区2013可包括附加多个间断部。例如,第一区2007可包括多个孔和多个粘结部位。作为另一个示例,第二区2011和/或第三区2013可包括多个隧道簇和多个粘结部位。设想到附加多个间断部。例如,第一区2007、第二区2011、和/或第三区2013可另外包括多个压花部。
区的合适的构型相关地描述于图11-14中。图11-14可表示吸收制品诸如尿布、成人失禁产品、和/或卫生巾的面向穿着者表面的一部分。
图11示出了具有三个区的基底的一个示例。前部F可定位在吸收制品的前部或吸收制品的后部中。后部B可定位在吸收制品的前部或吸收制品的后部中。第一区4004和第二区4006可定位于第三区4008的两个部分中间。第一区4004可包括如上所述的第一多个间断部。第二区4006可包括第二多个间断部。在一些形式中,第一多个间断部可不同于第二多个间断部。如所示,基本上侧向延伸的分离元件4010可在第一区4004和第二区4006的交会处之间延伸。
在另一种情况下,仍然参考图11,第一区4004可包括成图案的间断部,例如孔,其中所述成图案的孔中的至少两个孔具有不同的尺寸、形状、和/或取向。孔的图案可为本文所述的各种图案中的任一者或其它合适的图案。第二区4006可包括孔的图案,其中孔的图案中的至少两个孔具有不同的尺寸、形状和/或取向。孔的图案可为本文所述的各种图案中的任一个或其它合适的图案。第二区4006可具有与第一区4004不同或相同的孔图案。第三区4008可包括多个间断部。面外变形可向上延伸到页面外或向下延伸到页面中。基本上侧向延伸的分隔元件4010可在第一区4004和第二区4006的相交处之间延伸。
图12示出了具有第一区4012和第二区4014的基底的一个示例。前部F可被定位在吸收制品的前部或吸收制品的后部中。后部B可定位在吸收制品的前部或吸收制品的后部。第一区4012可包括成图案的孔,其中所述成图案的孔中的至少两个孔具有不同的尺寸、形状、和/或取向。孔的图案可为本文所述的各种图案中的任一个或其它合适的图案。第二区4014可包括多个间断部。基本上侧向延伸的分离元件4010可在第一区4012和第二区4014的交会处之间延伸。
在另一种情况下,仍然参考图12,第二区4014可包括成图案的孔,其中所述成图案的孔中的至少两个孔具有不同的尺寸、形状、和/或取向。孔的图案可为本文所述的各种图案中的任一个或其它合适的图案。第一区4012可包括多个间断部。基本上侧向延伸的分离元件4010可在第一区4012和第二区4014的交会处之间延伸。
图13示出了具有第一区4016和第二区4018的材料纤维网的一个示例。前部F可被定位在吸收制品的前部或吸收制品的后部中。后部B可定位在吸收制品的前部或吸收制品的后部。第二区4018可至少部分地或完全围绕第一区4016。
仍然参考图13,第一区4016可包括多个间断部。第二区4018可包括多个间断部。相比于第一区4016的间断部的图案、形状、尺寸、和/或取向,第二区4018可具有不同或相同的间断部的图案、形状、尺寸、和/或取向。
在另一种情况下,仍然参考图13,第一区4016可包括成图案的孔,其中所述成图案的孔中的至少两个孔具有不同的尺寸、形状、和/或取向。孔的图案可为本文所述的各种图案中的任一个或其它合适的图案。第二区4018可包括多个间断部。
在又一种情况下,仍然参考图13,第二区4018可包括成图案的孔,其中所述成图案的孔中的至少两个孔具有不同的尺寸、形状、和/或取向。第一区4016可包括多个间断部。
在另一种情况下,仍然参考图13,第一区4016可包括成图案的孔,其中所述成图案的孔中的至少两个孔具有不同的尺寸、形状、和/或取向。孔的图案可为本文所述的各种图案中的任一个或其它合适的图案。第二区4018可包括成图案的孔,其中所述成图案的孔中的至少两个孔具有不同的尺寸、形状、和/或取向。孔的图案可为本文所述的各种图案中的任一个或其它合适的图案。第一区4016和第二区4018的孔的图案可以是不同或相同的。
图14示出了具有第一区4020和第二区4022的材料纤维网的一个示例。前部F可被定位在吸收制品的前部或吸收制品的后部中。后部B可定位在吸收制品的前部或吸收制品的后部。第二区4022可至少部分地或完全围绕第一区4020。
仍然参考图14,第一区4020可包括成图案的孔,其中所述成图案的孔中的至少两个孔具有不同的尺寸、形状、和/或取向。第二区4022可包括成图案的孔,其中所述成图案的孔中的至少两个孔具有不同的尺寸、形状、和/或取向。孔的图案可为任何合适的图案。第一区4020和第二区4022的孔的图案可为不同或相同的。
仍然参考图14,第一区4020可包括成图案的孔,其中所述成图案的孔中的至少两个孔具有不同的尺寸、形状、和/或取向。孔的图案可为所述各种图案中的任一者或其它合适的图案。第二区4022可包括多个间断部。
仍然参考图14,第二区4022可包括成图案的孔,其中所述成图案的孔中的至少两个孔具有不同的尺寸、形状、和/或取向。孔的图案可为任何合适的图案。第一区4020可包括多个间断部。
仍然参考图14,第一区4020可包括多个间断部。第二区4022可包括多个间断部。相比于第一区4020的间断部的图案、形状、尺寸、和/或取向,第二区4022可具有不同或相同的间断部的图案、形状、尺寸、和/或取向。
图案化孔和图案化间断部更详细地公开于美国专利申请序列14/933,028;14/933,017;和14/933,001中。本文所述的间断部可用任何合适的方式构造以实现对材料纤维网所期望的采集、回渗、和柔软度特性。并且如先前所述,可结合Z方向梯度长丝特征来利用间断部以类似地实现对本发明的材料纤维网所期望的采集、回渗,和/或柔软度。
实施例
实施例1
在Reifenhauser,GmbH(特罗伊斯多夫,德国)处的1米宽的试验生产线上制备了本发明的一种25gsm(克/m2)非织造纤维网(第一纺丝箱中的约12.5gsm和第二纺丝箱中的约12.5gsm)。在包括12.5gsm的第一纺丝箱中,纺成了约20.5微米直径的60/40并列型PP1/PP2长丝。这两种组分另外还包含16%Techmer PPM17000高负载(40%)疏水性母料,并且第二组分包含1.5%的TiO2母料。在第二纺丝箱中,纺成了约18微米直径的70/30并列型PP1/PP2长丝。来自第二纺丝箱的这两种组分另外还包含2.0%TechmerTMPPM15560亲水性母料,并且第一组分另外包含1.0%的TiO2母料。将第一物层和第二物层用具有12%的粘结面积的圆点粘结图案压延粘结起来。
图15A-15C为SEM照片,示出了第一物层20和第二物层30。图15A为第一物层20的第一多根长丝的一部分的SEM照片、并且图15B为第二物层30的第二多根长丝的一部分的SEM照片。如所示,第一多根长丝的疏水性熔融添加剂呈现为多根原纤的组合。
实施例2、3、4和5
对于实施例2、3、4和5中的每一个,在Reicofil(特罗伊斯多夫,德国)处的1米宽的试验生产线上制备了所有材料,并且它们各自包括2旦尼尔每长丝70/30并列型PP1/PP2长丝。
实例2
制备了根据本公开的材料纤维网,其具有40gsm的基重,其中约50%包括在第一物层中,并且约50%包括在第二物层中。从两个纺丝箱制备了所述非织造纤维网。第一物层包括疏水性长丝,其中第一多根长丝的第一聚丙烯组分包含16重量%的来自TechmerTM的PPM1700高负载疏水性母料和1重量%的TiO2母料。第二物层包含亲水性长丝,其中第一聚丙烯组分和第二聚丙烯组分均另外包含2重量%的来自TechmerTM的PPM 15560亲水性母料。第一聚丙烯组分另外包含1重量%的母料。
实施例3
一种包括一对纺粘疏水性纤维网的层合体,其中所述纺粘疏水性纤维网中的每一个是以25gsm的总基重制备的。所述两个疏水性纤维网各自包括相同的长丝尺寸和长丝组合物。在长丝中,第一聚丙烯组分和第二聚丙烯组分均另外包含16重量%的来自Techmer的PPM1700高负载疏水性母料。第一聚丙烯组分另外包含1重量%的TiO2母料。
实施例4
一种包括一对纺粘亲水性纤维网的层合体,其中所述纺粘亲水性纤维网中的每一个是以25gsm的总基重制备的。所述两个亲水性纤维网各自包括相同的长丝尺寸和长丝组合物。在长丝中,第一聚丙烯组分和第二聚丙烯组分均另外包含2重量%的来自Techmer的PPM 15560亲水性母料。第一聚丙烯组分另外包含1重量%的TiO2母料。
实施例5
制备了一种非织造层合体,其包括实施例3的所述一对非织造纤维网中的一者(25gsm)和实施例4的所述一对非织造纤维网中的一者(25gsm),从而产生了包含亲水性纤维网上方的疏水性纤维网的50gsm层合体。
数据1–未经修改的纤维网/层合体
表1示出了实施例2、3、4和5的基重、回渗、和采集数据。这些实施例均不包括如本文所述的孔或任何其它中断部。
材料 总基重(gsm) 回渗(克) 涌流采集时间(秒)
实例2 40 0.45 803
实施例5 50 0.36 790
实施例3 50 0.21 803
实施例4 50 0.67 801
表1
如所示,从回渗的观点来讲,本发明的未经修改的非织造纤维网(实施例2)所表现出的性能好于所述亲水性层合体(实施例4)。实施例2的采集时间类同于所述疏水性层合体(实施例3)的采集时间。
数据2–开孔纤维网/层合体
以上实施例为如本文所述地开孔的。实施例2对实施例5的照片分别相关地提供于图16A-16B中。材料纤维网10和非织造层合体1100均包括如本文所公开的孔125。
表2示出了实施例2、3、4和5的基重、回渗、和采集数据。这些实施例中的每一个包括如本文所述的孔。孔尺寸在长度上为约2.5mm,并且在宽度上为约0.3至约0.35mm。
材料 总基重(gsm) 回渗(克) 涌流采集时间(秒)
实施例2–开孔 40 0.53 235
实施例5-开孔 50 0.15 226
实施例3-开孔 50 0.32 501
实施例4-开孔 50 1.04 134
表2
如所示,从回渗的观点来讲,本发明的材料纤维网(实施例2)所表现出的性能好于所述亲水性层合体(实施例4)。实施例2的采集时间远远好于所述疏水性层合体(实施例3)的采集时间。实施例2的采集时间类似于实施例5的采集时间。并且如上所述,孔可影响材料纤维网的采集速度。不受理论的束缚,据信在采集和回渗之间可存在平衡。虽然孔减少了采集时间(这在吸收制品中可所期望的),但与非开孔型式的实施例2相比,孔的加入可增大回渗。
数据3-簇成纤维网/层合体
以上实施例为如本文所述地簇成的。这些实施例中的每一个包括簇。实施例2对实施例5的SEM照片分别相关地提供于图17A-17B中。材料纤维网10和非织造层合体1100均包括如本文所公开的簇270。
表3示出了实施例2、3、4和5的基重、回渗、和采集数据。实施例中的每一个包括如本文所述的孔。
材料 总基重(gsm) 回渗(克) 涌流采集时间(秒)
实施例2–簇成 40 0.33 227
实施例5–簇成 50 0.34 178
实施例3-簇成 50 0.47 312
实施例4-簇成 50 0.85 92
表3
如所示,从回渗的观点来讲,本发明的材料纤维网(实施例2)所表现出的性能好于所述亲水性层合体(实施例4)和所述疏水性层合体(实施例3)。实施例2的采集时间远远好于所述疏水性层合体(实施例3)的采集时间。实施例2的采集时间类似于实施例5的采集时间。因此,与常识相反,从采集和回渗的观点来讲,单层顶片可足够地起作用。无论是开孔的或是簇成的,经修改的实施例均相对于它们的未经修改的对等物提供了更快的液体采集速度。另外,如表3中所示,本发明的材料纤维网还可提供减少的回渗。
以上数据表明,当利用了Z方向特征差异、MD和/或CD特征差异例如孔、簇时,本发明的材料纤维网可表现得类同于由两个独立纤维网制备的层合体(实施例5)。
本发明的材料纤维网的附加有益效果包括第一物层和第二物层的一体形成。该一体形成可有利于生产包括本发明的材料纤维网的吸收制品。相比之下,由于层合体包括独立非织造层,因此需要附加设备来形成所述层合体。例如,需要设备来向转换加工工艺提供所述两个独立层。对于高速制造,必须进行看护以确保层合体的所述两个成分层在期望的容限内偏移。然而,如先前所提及的,本发明的材料纤维网为一体形成的。因此,用于形成非织造层合体所需的附加设备对于本发明的材料纤维网来讲是不需要的。
设想到的附加实施例
图40和41分别示出了根据本公开的纺粘-熔喷-纺粘(SMS)纤维网在压延粘结部位4068处的剖视图和该纤维网的断面图。示出了通过本文所述的工艺制备的三物层材料纤维网4012。材料纤维网4012可包括第一非织造组合物层4020,其自身可包含例如纺粘纤维。材料纤维网4012可包括第二非织造组合物层4025,其自身可包含熔喷纤维。熔喷物层可包括中等直径的纤维,所述中等直径的纤维可包括平均直径或数均直径在0.7微米至8微米范围内,作为另外一种选择,在1微米至8微米范围内,并且作为另外一种选择,在1微米至5微米范围内的纤维,其中相对标准偏差在20%至超过100%的范围内。材料纤维网4012可包括第三非织造物层4030,其自身包含纺粘纤维。在一些形式中,第一物层4020和第三物层4030可为类似的,或者在其它形式中,第一物层4020和第三物层可如本文所述为不同的。
参考图42和43,示出了材料纤维网4200。如所示,在本发明的一些形式中,材料纤维网4200可包括第一非织造组合物层4020,其包括平均直径在8微米至30微米范围内的纤维;第二非织造组合物层4025,其包括数均直径小于1微米、质均的直径小于1.5微米、且多分散度比率小于2的纤维;第三非织造组合物层4027,其包括平均直径在8微米至30微米范围内的纤维;和第四非织造组合物层4030,其包括平均直径在1微米至8微米范围内的纤维。换句话讲,材料纤维网4200可包括第一非织造物层4020,其包括平均旦尼尔在0.4至6范围内的纤维;第二非织造组合物层4025,其包括平均旦尼尔在0.00006至0.006范围内的纤维;第三非织造物层4027,其包括平均旦尼尔在0.4至6范围内的纤维;和第四非织造物层4030,其包括平均旦尼尔在0.006至0.4范围内的纤维。在此类形式中,第二非织造物层4025和第四非织造组合物层4030可设置在第一非织造组合物层4020和第三非织造组合物层4027之间。另外,第一非织造组合物层4020、第二非织造物层4025、第三非织造组合物层4027、和第四非织造组合物层4030还可使用任何粘结工艺例如压延粘结工艺间歇地彼此粘结。
在各种形式中,本发明的材料纤维网可包括可对应于第一非织造组合物层4020的纺粘物层、可对应于第二非织造组合物层4025的熔喷物层、可对应于第三非织造组合物层4027的纳米纤维物层、和可对应于第四非织造组合物层4030的第二纺粘物层,它们在一起在本文中称作“SMNS纤维网”。设想到附加构型。一些示例包括如下材料纤维网,其包括具有例如不同结构或组合物的纺粘物层、熔喷物层、纳米纤维物层、第二纺粘物层、和第三纺粘物层。
不受理论的束缚,据信在纤维网内包含纳米纤维物层允许纤维网保持可取的低表面张力流体透湿时间和透气率而无需任何疏水性材料。还据信纳米纤维物层通过编排纺粘物层和熔喷物层内的空隙减小纤维网的孔径。通过产生与相关纤维网的孔径相比具有更小孔径的纤维网,本公开的纤维网可具有更高的对流体渗透的毛细管阻力,并从而具有更长的低表面张力流体透湿时间,甚至在不包括疏水性材料的情况下也是如此。
下文描述了本发明的设想到的附加实施例。
实施例A:一种吸收制品,其包括顶片、和底片、和设置在顶片和底片之间的吸收芯,并且还包括材料纤维网,所述材料纤维网具有第一表面和第二表面、纵向(MD)和垂直于MD的横向(CD)、以及垂直于包含MD和CD的平面的Z方向,所述材料纤维网还包括:包括第一多根长丝的第一物层,第一物层形成第一表面;以及包括第二多根长丝的第二物层,第二物层形成第二表面;其中第一物层和第二物层是一体形成的,并且其中第一多根长丝为纺粘的,并且其中材料纤维网还包括Z方向特征差异和MD和/或CD特征差异。
实施例A1:实施例A的吸收制品,其中第一多根长丝在以下中的至少一者上不同于第二多根长丝:表面能、长丝尺寸、长丝横截面形状、长丝卷曲度、柔软度、和长丝组合物。
实施例A2:实施例A-A1的吸收制品,其中第一多根长丝包含疏水性熔融添加剂。
实施例A3:实施例A-A2的吸收制品,其中第二多根长丝包含亲水性熔融添加剂。
实施例A4:实施例A-A3的吸收制品,其中第一多根长丝包括第一旦尼尔,并且第二多根长丝包括第二旦尼尔,其中第一旦尼尔大于第二旦尼尔。
实施例A5:实施例A-A3的吸收制品,其中第一多根连续长丝包括第一旦尼尔,并且第二多根连续长丝包括第二旦尼尔,其中第一旦尼尔小于第二旦尼尔。
实施例A6:实施例A-A5的吸收制品,其还包括具有第三多根长丝的第三物层,其中第三物层不同于第一物层和/或第二物层,并且其中第三物层与第一物层和第二物层一体形成。
实施例A7:实施例A-A6的吸收制品,其中第一多根长丝和第二多根长丝包括以下中的至少一者:长丝构型、单组分、双组分并列型、或双组分皮-芯型,并且其中第一多根连续长丝的长丝构型不同于第二多根连续长丝的长丝构型。
实施例A8:实施例A-A7的吸收制品,其中第一多根长丝和第二多根长丝包括单组分或双组分长丝,并且其中双组分长丝包含以下中的至少一者:聚乙烯/聚丙烯聚合物的组合、聚丙烯聚合物/聚丙烯聚合物、或聚丙烯聚合物/聚乳酸,并且其中第一多根长丝不同于第二多根长丝。
实施例A9:实施例A-A8的吸收制品,其中第一多根长丝或第二多根长丝包括卷曲长丝,但不是两者均包括。
实施例A10:实施例A-A8的吸收制品,其中第一多根长丝和第二多根长丝包括卷曲长丝,并且其中第一多根连续长丝或第二多根连续长丝包括比另一多根连续长丝更高的卷曲度。
实施例A11:实施例A-A10的吸收制品,其中第一多根连续长丝包括第一横截面形状,并且第二多根连续长丝包括第二横截面形状,其中第一横截面形状和第二横截面形状为不同的。
实施例A12:实施例A-A11的吸收制品,其中MD和/或CD特征差异包括多个孔,所述孔从第一表面至第二表面延伸穿过材料纤维网。
实施例A13:实施例A-A12的吸收制品,其中MD和/或CD特征差异包括簇或波纹,它们中的每一个包括设置在第一表面上面的远侧端部。
实施例A14:实施例A-A12的吸收制品,其中MD和/或CD特征差异包括簇或波纹,它们中的每一个包括设置在第二表面下面的远侧端部。
实施例A15:实施例A-A14的吸收制品,其中第一多根长丝或第二多根长丝包含柔软度添加剂。
实施例A16:实施例A-A11的吸收制品,其中MD和/或CD特征差异包括延伸穿过第一物层的多个孔。
实施例A17:实施例A-A16的吸收制品,其中第一物层包括第一颜色,并且第二物层包括第二颜色,并且其中第二颜色为不同的颜色。
实施例A18:实施例A-A17的吸收制品,其中材料纤维网形成顶片的一部分、底片的一部分、和/或介于顶片和底片之间的任选层的一部分。
实施例A18:实施例A-A5和A7-A18的材料纤维网,其还包括具有第三多根长丝的第三物层,其中第三物层不同于第一物层和/或第二物层,并且其中第三物层与第一物层和第二物层一体形成,其中第三多根长丝包含细旦纤维。
实施例B:一种吸收制品,其包括顶片、底片、和设置在顶片和底片之间的吸收芯;液体不可透过的材料纤维网,其包括至少第一物层和与第一物层一体形成的第二物层,第一物层包括多个第一长丝,并且第二物层包括多个第二长丝,其中液体不可透过的材料纤维网包括Z方向特征差异和MD和/或CD特征差异,并且其中液体不可透过的材料纤维网执行吸收制品的阻隔功能。
实施例B1:实施例B的吸收制品,其中液体不可透过的材料纤维网形成底片的一部分。
实施例B2:实施例B-B1的吸收制品,其中第一多根长丝包含疏水性熔融添加剂。
实施例B3:实施例B-B2的吸收制品,其中第一多根长丝包括小于第二多根长丝的长丝旦尼尔的长丝旦尼尔。
实施例B4:实施例B-B3的吸收制品,其还包括与第一物层和第二物层一体形成的第三物层,其中第二物层设置在第一物层和第三物层之间,并且其中第二多根长丝包括熔喷、静电纺纱、或熔体原纤化中的一者。
实施例B5:实施例B4的吸收制品,其中第三物层包括第三多根长丝,并且其中第三多根长丝包含疏水性熔融添加剂。
实施例B6:实施例B-B5的吸收制品,其还包括一对纵向侧面和在吸收制品的相对端部上接合所述一对纵向侧面的一对端边、和邻近吸收制品的纵向侧面纵向延伸的一对阻隔箍,并且其中材料纤维网形成阻隔箍的一部分。
实施例C:一种吸收制品,其包括顶片、底片、和设置在顶片和底片之间的吸收芯、和材料纤维网,所述材料纤维网包括第一表面和相对的第二表面、第一物层和与第一物层一体形成的第二物层,第一物层包括第一多根长丝,并且第二物层包括第二多根长丝,第一多根长丝包含疏水性熔融添加剂,并且第二物层比第一物层更具亲水性,其中多个孔从第一表面延伸穿过第二表面。
实施例C1:实施例C的吸收制品,其中材料纤维网还包括多个MD和/或CD特征差异,所述特征差异选自以下中的至少一者:外簇、隧道簇、嵌套簇、压花部、粘结部位、孔、或波纹。
实施例C2:实施例C-C1的吸收制品,其中材料纤维网包括孔,所述孔设置在相对于材料纤维网纵向取向的第一区中。
实施例C3:实施例C1-C2的吸收制品,其中MD和/或CD特征差异被布置在相对于材料纤维网纵向取向的第二区和第三区中。
实施例C4:实施例C3的吸收制品,其中第二区和第三区纵向侧接第一区,并且其中MD和/或CD特征差异包括外簇、隧道簇、或嵌套簇中的至少一者。
实施例C5:实施例C2-C4的吸收制品,其中第一区为侧向取向的以占据吸收制品的中心区域。
实施例C6:实施例C5的吸收制品,其中第二区和第三区侧向侧接第一区。
实施例C7:实施例C1-C6的吸收制品,其中MD和/或CD特征差异各自包括远侧端部和侧壁,其中MD和/或CD特征差异是在正Z方向取向的,使得远侧端部设置在第一表面上面,并且侧壁连接第一表面和远侧端部。
实施例C8:实施例C1-C6的吸收制品,其中MD和/或CD特征差异各自包括远侧端部和侧壁,其中MD和/或CD特征差异是在负Z方向取向的,使得远侧端部设置在第一表面下面,并且侧壁连接第二表面和远侧端部。
实施例C9:实施例C-C8的吸收制品,其中第二多根长丝包含亲水性熔融添加剂。
实施例C10:实施例C-C9的吸收制品,其中第一多根长丝包含聚乙烯或聚丙烯聚合物,并且其中第二多根长丝包含聚乳酸、聚对苯二甲酸乙二醇酯、或尼龙。
实施例C11:实施例C-C10中任一者的吸收制品,其中材料纤维网形成顶片的一部分。
实施例D:一种一次性吸收制品系列,所述一次性吸收制品中的每一个包括基础结构,所述基础结构包括顶片、底片和设置在顶片和底片之间的吸收芯;和任选地阻隔箍,所述阻隔箍沿基础结构纵向延伸;和任选地一对翼部,所述翼部在基础结构的侧向外侧延伸,所述一次性吸收制品系列还包括:包括第一材料纤维网的第一多个一次性吸收制品,所述第一材料纤维网具有一体形成的第一物层和第二物层,第一材料纤维网形成以下中的至少一者:第一多个一次性吸收制品的顶片的一部分、底片的一部分、吸收芯的一部分,其中第一物层不同于第二物层;包括第二材料纤维网的第二多个一次性吸收制品,第二材料纤维网具有一体形成的第三物层和第四物层,第二材料纤维网形成以下中的至少一者:第二多个一次性吸收制品的顶片的一部分、底片的一部分、或吸收芯的一部分,其中第三物层不同于第四物层,其中第一材料纤维网不同于第二材料纤维网。
实施例D1:实施例D的一次性吸收制品系列,其中第一材料纤维网具有比第二材料纤维网高的表面能。
实施例D2:实施例D-D1的一次性吸收制品系列,其中第一物层比第三物层更具亲水性。
实施例D3:实施例D-D2的一次性吸收制品系列,其中第一多个一次性吸收制品包括成人失禁产品,并且其中第二多个一次性吸收制品包括女性卫生护垫。
实施例D4:实施例D-D3的一次性吸收制品系列,其还包括第三多个一次性吸收制品,其中第三多个一次性吸收制品中的每一个包括具有一体形成的第五物层和第六物层的第三材料纤维网,第三材料纤维网形成以下中的至少一者:第三多个一次性吸收制品的顶片的一部分、底片的一部分、或吸收芯的一部分,其中第五物层不同于第六物层,并且其中第三材料纤维网不同于第一材料纤维网和第二材料纤维网。
实施例E:一种制备一次性吸收制品的方法,所述方法包括以下步骤:获得具有包括第一多根连续长丝的第一物层以及包括第二多根连续长丝的第二物层的材料纤维网,使得第二物层和第一物层为一体形成的,并且其中第一多根连续长丝不同于第二多根连续长丝;在材料纤维网的至少一部分上产生多个间断部;将材料纤维网附接到底片;以及将吸收芯设置在材料纤维网和底片之间。
实施例E1:实施例E的方法,其中所述多个间断部包括孔。
实施例E2:实施例E-E1的方法,其中第一多根连续长丝在以下方面中的至少一者上不同于第二多根连续长丝:表面能、长丝尺寸、长丝横截面形状、长丝卷曲度、长丝组合物、摩擦系数和颜色。
实施例E3:实施例E-E2的方法,其中在材料纤维网中产生所述多个间断部的步骤在设置在材料纤维网和吸收芯之间的流体处理层中产生所述多个间断部。
实施例F:一种吸收制品,其包括顶片、底片、和设置在顶片和底片之间的吸收芯、和材料纤维网,所述材料纤维网包括第一表面和相对的第二表面、第一物层和与第一物层一体形成的第二物层,第一物层具有比第二物层更低的表面能。
实施例F1:实施例F的吸收制品,其中第一物层包括膜,并且第二物层包括非织造织物。
实施例F2:实施例F的吸收制品,其中第一物层包括非织造织物,并且第二物层包括非织造织物。
实施例F3:实施例F-F2的吸收制品,其中第一物层和/或第二物层包括MC和/或CD特征差异,所述MC和/或CD特征差异包括以下中的至少一者:孔、粘结部位、隧道簇、填充簇、嵌套簇、杂混簇、压花部、脊和沟槽、或波纹。
实施例F4:实施例F-F3的吸收制品,其中材料纤维网形成吸收制品的顶片的一部分。
实施例F5:实施例F-F4的吸收制品,其中材料纤维网包括至少两个区,其中第一区中的MD和/或CD特征差异不同于第二区的MD和/或CD特征差异。
用于接合物层的方法
第一物层和第二物层可通过任何合适的方法接合在一起。首先,来自各个纺丝箱(或也来自熔喷箱)的长丝在将长丝铺设到已经铺设的一个或多个物层上的过程中一定程度地变得越来越编结。并且如先前所述,非织造物层可经由主粘结部位粘结在一起。通常,主粘结部位为热点粘结部,它们将材料纤维网的所有物层在离散区域中熔合或压缩在一起从而形成膜状离散主粘结部位。这些主粘结部位不属于本文所述的MD和/或CD特征差异和/或Z方向差异。
更紧密且强效的粘结方式的一些合适的示例包括压延粘结或热点粘结(选自各种可能的图案或多种图案)、通风粘结、水刺等,它们中的每一个为本领所域中熟知的;或那些粘结方式的组合。另一个合适的示例包括本领域中熟知的针刺法。另外,第一非织造物层对第二非织造物层的附接还可通过多种不同的工艺来实现。
对于期望具有填充簇的本发明的那些材料纤维网,应当小心地考虑第一物层和第二物层之间的粘结面积百分比。本发明人已发现,对于卷曲长丝,太低的压延粘结面积不允许良好地形成填充簇和外簇,这与通常认为更低的粘结面积有利于纺粘纤维网的纹理化的常识是相反的。另外,太低的压延粘结面积产生具有低强度和差耐磨性的材料纤维网。然而,太高的压延粘结面积将减小相邻粘结部之间的长丝长度,这将抑制可能的伸展量和/或位移量。具体地,太高的压延粘结面积抑制长丝的移动,使得当经受本文所述的用于形成填充簇和外簇的局部Z方向推挤时、卷曲长丝具有非常有限的伸展能力。在此类构型中,一旦伸展量超过施加的工艺应变量,卷曲长丝就必将经历塑性变形或断裂。本发明人已发现,高于约10%且小于约18%的压延粘结面积允许长丝移动性和可用于伸展的游离长丝长度良好地平衡,但仍然在材料纤维网中提供足够的强度以用于操纵卷曲长丝以及使用时的耐磨性和耐撕裂性。
在本发明的一些形式中,包括卷曲长丝的材料纤维网可包括介于约10%至约18%之间或介于约12%和16%之间的压延粘结面积,具体地包括这些范围或由此产生的任何范围内的所有值。不包括卷曲长丝的本发明的材料纤维网可包括介于约5%至约30%之间,介于约10%至约20%之间的压延粘结面积,具体地包括在这些范围和由此产生的任何范围内的所有值。粘结可成型为如点状、菱形、卵形或任何其它合适的形状,并且可以任何合适图案布置以提供期望的机械特性。
一次性吸收制品
如前所述,本发明的材料纤维网可包括一次性吸收制品的任何合适的部分。一些示例包括顶片、底片、阻隔箍、介于顶片和吸收芯之间的中间层和/或介于底片和吸收芯之间的中间层。
参考图33,可利用本文所述的材料纤维网的吸收制品1710可为卫生巾/女性卫生护垫。如所示,卫生巾1710可包括基础结构,所述基础结构包括液体可透过的顶片1714、液体不可透过的或基本上液体不可透过的底片1716、和被定位在顶片1714和底片1716之间的吸收芯1718。卫生巾1710可包括翼部1720,所述翼部相对于卫生巾1710的纵向轴线1780向外延伸。卫生巾1710也可包括侧向轴线1790。翼部1720可接合到顶片1714、底片1716、和/或吸收芯1718。卫生巾1710也可包括前边缘1722、与前边缘1722纵向相对的后边缘1724、第一侧边缘1726、和与第一侧边缘1726侧向相对的第二侧边缘1728。纵向轴线1780可从前边缘1722的中点延伸至后边缘1724的中点。侧向轴线1790可从第一侧边缘1728的中点延伸至第二侧边缘1728的中点。如本领域中所公知的,卫生巾1710也可设有常常存在于卫生巾中的附加特征部。在本发明的一些形式中,护翼可设置有如美国专利5,972,806中所述的具有延展性的区。
可采用本领域已知的任何合适的吸收芯。吸收芯1718可为任何吸收构件,所述吸收构件一般为可压缩的、可适形的,对穿着者的皮肤无刺激性,并且能够吸收和保留液体诸如尿液、经液、和/或其它身体流出物。吸收芯1718可由常用于一次性吸收制品中的很多种液体吸收材料,诸如一般称作透气毡的粉碎的木浆制成。吸收芯1718可包括超吸收聚合物(SAP)和小于15%,小于10%,小于5%,小于3%、或小于1%的透气毡,或完全不含透气毡。其它合适的吸收材料的示例包括绉纱纤维素填料;包括共成形的熔喷聚合物;化学硬化、改性或交联的纤维素纤维;薄纸,包括薄纸包装材料和薄纸层合材料;吸收泡沫;吸收海绵;超吸收聚合物;吸收胶凝材料;或任何类似材料或材料的组合。
吸收芯1718的构型和构造可有变化(例如,吸收芯可具有变化的厚度区、亲水性梯度、超吸收梯度、或更低平均密度和更低平均基重的采集区;或者可包括一个或多个层或结构)。在一些形式中,吸收芯1718可包括一个或多个通道,诸如两个、三个、四个、五个、或六个通道。
本公开的吸收芯1718可包括例如一种或多种粘合剂以帮助将SAP或其它吸收材料固定在芯包裹物内并且/或者确保芯包裹物的完整性,具体地当芯包裹物由两个或更多个基底制成时,芯包裹物可比在其内含有一种或多种吸收材料所需的区域延伸至更大的区域。
带有各种芯设计的包括相对高含量的SAP的吸收芯公开于以下专利中:授予Goldman等人的美国专利5,599,335、授予Busam等人的EP 1,447,066、授予Tanzer等人的WO95/11652、美国专利公布2008/0312622A1以及授予Van Malderen的WO 2012/052172。
关于吸收芯内的不含或基本上不含吸收材料诸如SAP的通道和凹坑的其它形式和更多细节更详细地讨论于美国专利申请公布2014/0163500、2014/0163506和2014/0163511中,它们均公布于2014年6月12日。
吸收制品1710可包括介于顶片1714和吸收芯1718之间的附加层。例如,吸收制品1710可包括被定位在顶片1714和吸收芯1718之间的第二顶片和/或采集层。
底片可包括液体不可渗透的膜。底片可对液体(例如体液)不可透过并且可通常由薄塑料膜制造。然而,底片通常能够允许蒸气从一次性制品逸出。在一个实施方案中,微孔聚乙烯膜可用于底片。适合的微孔聚乙烯膜由Mitsui Toatsu Chemicals,Inc.(名古屋,日本)制造,并且以PG-P商品名销售。
一种用于底片的合适的材料可为具有约0.012mm(0.50密耳)至约0.051mm(2.0密耳)厚度的液体不可渗透的热塑性膜,例如包括聚乙烯或聚丙烯。通常,底片可具有约5g/m2至约35g/m2的基重。然而,应当指出的是,可将其它液体不可透过的柔性材料用作底片。本文所用“柔韧性”是指柔顺的并且容易适形于穿着者身体的大致形状和轮廓的材料。
底片通常可被定位成邻近吸收芯的面向外的表面,并且可通过本领域已知的任何合适的附接装置接合到面向外的表面。例如,底片可通过均匀连续的粘合剂层、有图案的粘合剂层或分开的粘合剂线条、螺线或点的阵列固定到吸收芯。例示性的,但非限制性的粘合剂包括由H.B.Fuller公司(St.Paul,Minn.,U.S.A.)制造并以HL-1358J销售的粘合剂。包括粘合剂长丝的开放图案网络的合适的附接装置的一个示例公开于1986年3月4日授予Minetola等人的名称为“Disposable Waste-Containment Garment”的美国专利4,573,986中。另一种合适的附接部件包括多条扭曲成螺旋图案的粘合剂长丝,由以下专利中所示的设备和方法示出:1975年10月7日授予Sprague,Jr.的美国专利3,911,173;1978年11月22日授予Ziecker等人的美国专利4,785,996;和1989年6月27日授予Werenicz的美国专利4,842,666。另选地,附接装置可包括热粘结件、热熔合粘结件、压力粘结件、超声粘结件、动态机械粘结件、或任何其它合适的附接装置或这些附接装置的组合。另外,底片还可通过任何上述附接装置/方法固定到顶片。
可利用本发明的材料纤维网的一次性吸收制品的另一个示例为尿布,所述尿布包括不可重复紧固的裤和/或可重复紧固的尿布。尿布可具有与卫生巾的构造类似的构造。示例性尿布在下文描述。
参考图34,其为示例性吸收制品的平面图,所述吸收制品为处于其平展未收缩状态(即,弹性诱导的收缩被拉直)的尿布1900,其中所述结构的一些部分被切除以更清楚地示出尿布1900的构造,并且其面向穿着者表面朝向观察者。该尿布仅仅为了说明的目的示出,因为本公开可用于制备多种尿布和其它吸收制品。
吸收制品可包括液体可透过的顶片1924、液体不可透过的底片1925、至少部分地被定位在顶片1924和底片1925之间的吸收芯1928、和阻隔腿箍1934。吸收制品也可包括液体管理系统(“LMS”)1950(示于图35中),其在所示的示例中包括分配层1954和采集层1952,这两者还将讨论于下文中。在各种形式中,采集层1952可改为分配身体流出物,并且分配层1954可改为采集身体流出物,或者这两个层均可分配和/或采集身体流出物。LMS 1950也可被提供为单一层或两个或更多个层。吸收制品也可包括弹性化衬圈箍1932,所述弹性化衬圈箍通常经由顶片和/或底片接合到吸收制品的基础结构,并且与尿布的基础结构基本上成一平面。
所述图还示出了典型的胶粘尿布部件诸如紧固系统,所述紧固系统包括朝吸收制品1920的后边缘附接并与吸收制品1920的前部上的着陆区1944配合的粘合接片1942或其它机械紧固件。吸收制品还可包括未示出的其它典型的元件,诸如后弹性腰部特征结构和前弹性腰部特征结构。
吸收制品1920可包括前腰边缘1910、与前腰边缘1910纵向相对的后腰边缘1912、第一侧边缘1903、和与第一侧边缘1903侧向相对的第二侧边缘1904。前腰边缘1910为旨在当被穿着时朝使用者前部放置的吸收制品1920的边缘、并且后腰边缘1912为相对的边缘。当吸收制品1920被穿着在穿着者向上时,前腰边缘1910和后腰边缘在一起形成腰部开口。吸收制品1920可具有纵向轴线1980,所述纵向轴线从吸收制品1920的前腰边缘1910的侧向中点延伸至后腰边缘1912的侧向中点,并且将吸收制品1920分成相对于纵向轴线1980基本上对称的两半,其中制品平坦放置的,并且从面向穿着者表面观察,如图34所示。吸收制品也可具有侧向轴线1990,所述侧向轴线从第一侧边缘1903的纵向中点延伸至第二侧边缘1904的纵向中点。吸收制品1920的长度L可沿纵向轴线1980从前腰边缘1910测量至后腰边缘1912。吸收制品1920的裆部宽度可沿侧向轴线1990从第一侧边缘1903测量至第二侧边缘1904。吸收制品1920可包括前腰区1905、后腰区1906、和裆区1907。前腰区、后腰区和裆区各自限定吸收制品的纵向长度的1/3。前部和后部也可被限定在侧向轴线1990的相对侧上。
顶片1924、底片1925、吸收芯1928、和其它制品部件可按多种构型,具体地通过例如胶粘或热压花来装配。示例性尿布构型一般描述于美国专利3,860,003、美国专利5,221,274、美国专利5,554,145、美国专利5,569,234、美国专利5,580,411、和美国专利6,004,306中。
吸收芯1928可包括吸收材料和包封吸收材料的芯包裹物,所述吸收材料的含量为75%至100%,至少80%,至少85%,至少90%,至少95%,或至少99%,均是按吸收材料的重量计,具体地列举在上述指定范围内和在其中所形成的或由此形成的所有范围内的所有0.1%增量。芯包裹物通常可包括用于芯的顶侧面和底侧面的两种材料、基底或非织造材料16和16’。
吸收芯1928可包括一个或多个通道,在图34中被示出为所述四个通道1926,1926’和1927,1927’。另外或另选地,LMS 1950可包括一个或多个通道,在图34-36中被示出为通道1949,1949’。在一些形式中,LMS 1950的通道可被定位在吸收制品1920内使得它们与吸收芯1928的通道对齐、基本上对齐、重叠、或至少部分地重叠。现将更详细讨论吸收制品的这些和其它组件。
顶片1924为直接与穿着者的皮肤接触的吸收制品的部分。如本领域的技术人员所公知的,顶片1924可接合到底片1925、芯1928和/或任何其它层。通常,顶片1924和底片1925在一些位置(例如,在制品的周边上或靠近制品的周边)彼此直接接合,并且在其它位置通过将它们直接接合到吸收制品1920的一个或多个其它元件而使它们间接地接合在一起。
底片1925一般为邻近吸收芯1928的面向衣服表面定位的吸收制品1920的那个部分,并且其防止或至少抑制其中所吸收和容纳的身体流出物脏污制品诸如床单和内衣。底片1925通常为液体(例如,尿液、稀便)不可透过的或至少基本上不可透过的,但为蒸气可透过的以允许尿布“透气”。底片可例如为或包含薄塑料膜,诸如具有约0.012mm至约0.051mm厚度的热塑性膜。示例性底片膜包括由总部在Richmond,VA的Tredegar Corporation制造的并且以商品名CPC2膜销售的那些。其它合适的底片材料可包括允许蒸气从吸收制品1920逸出,同时仍然防止或至少抑制身体流出物透过底片1925的透气材料。示例性的透气材料可包括材料诸如织造网、非织造网和复合材料,诸如膜包衣的非织造网、微孔膜和单体膜。
可通过本领域的技术人员已知的任何附接方法将底片1925接合到顶片1924、吸收芯1928、和/或吸收制品1920的任何其它元件。合适的附接方法已在上文中针对用于将顶片1924接合到吸收制品1920的其它元件的方法进行了描述。
如本文所用,术语“吸收芯”是指具有最大吸收容量并包含吸收材料的吸收制品的单独组件。吸收芯可包括包封吸收材料的芯包裹物或芯袋(下文称作“芯包裹物”)。术语“吸收芯”不包括LMS或既不是芯包裹物的一体部分又不置于芯包裹物内的吸收制品的任何其它组件。吸收芯可包括、基本上由以下各项组成、或由以下各项组成:芯包裹物、如下定义的吸收材料、和包封在芯包裹物内的胶。纸浆或透气毡也可存在于芯包裹物内,并可形成吸收材料的一部分。吸收芯周边(其可为芯包裹物的周边)可限定任何合适的形状,诸如例如“T”、“Y”、“沙漏”或“狗骨”形状。具有大致“狗骨”形或“沙漏”形的吸收芯周边可沿其宽度朝向芯的中间或“裆”区逐渐变细。以该方式,吸收芯在旨在置于吸收制品裆区中的吸收芯区域中可具有相对窄的宽度。
本公开的吸收芯1928可包括吸收材料,其带有包封在芯包裹物内的高含量的超吸收聚合物(在本文中缩写为“SAP”)。SAP含量可表示按包含在芯包裹物中的吸收材料的重量计70%至100%或至少70%、75%、80%、85%、90%、95%、99%或100%。可用于本公开的SAP可包含多种水不溶性但水溶胀性的能够吸收大量流体的聚合物。出于评估SAP占吸收芯的百分比的目的,芯包裹物不被认为是吸收材料。芯1928中的吸收材料的其余部分可为透气毡。
“吸收材料”是指具有一些吸收特性或液体保持特性的材料,诸如SAP、纤维素纤维以及合成纤维。通常,用于制备吸收芯的胶不具有吸收特性,并且不被认为是吸收材料。如上所述,SAP含量可以占包含在芯包裹物内的吸收材料的重量的高于80%,例如至少85%、至少90%、至少95%、至少99%、并且甚至最高至并包括100%。与通常包含例如介于40-60%之间的SAP以及高含量的纤维素纤维或透气毡的常规芯相比,这提供相对薄的芯。吸收材料可包含小于15%重量百分比或小于10%重量百分比的天然或合成纤维,小于5%重量百分比,小于3%重量百分比,小于2%重量百分比,小于1%重量百分比,或甚至可以基本上不含或不含天然和/或合成纤维,具体地列举了在指定范围以及形成于其中或由此形成的所有范围内的所有0.1%增量。吸收材料可包含很少或不包含透气毡(纤维素)纤维,具体地吸收芯可包含按重量计少于15%、10%、5%、3%、2%、1%透气毡(纤维素)纤维,或可甚至基本上不含、或不含纤维素纤维,具体地列举了在指定范围以及形成于其中或由此形成的所有范围内的所有0.1%增量。
吸收芯1928也可包括大致平面的顶侧面和大致平面的底侧面。如在如图34中所示的平面图中从顶部所见,芯1928可具有基本上对应于吸收制品的纵向轴线80的纵向轴线80’。吸收材料可以比朝向后侧面高的量朝向前侧面分配,因为在具体制品的前部可需要更大的吸收性。吸收制品可在芯的任何部分中具有不均匀的基重或均匀的基重。芯包裹物可由两个非织造材料、基底、层合体、或其它材料1916,1916’形成,所述材料可至少部分地沿吸收芯的侧面密封。芯包裹物可至少部分地沿其前侧面、后侧面、以及两个纵向侧密封,使得基本上没有吸收材料从吸收芯包裹物中渗漏出去。第一材料、基底、或非织造织物1916可至少部分地围绕第二材料、基底、或非织造织物1916’以形成芯包裹物。第一材料1916可邻近第一侧边缘和第二侧边缘1903和1904围绕第二材料1916’的一部分。
带有各种芯设计的包括相对高含量的SAP的芯公开于美国专利5,599,335(Goldman)、EP 1,447,066(Busam)、WO 95/11652(Tanzer)、美国专利公布2008/0312622A1(Hundorf)以及WO 2012/052172(Van Malderen)中。
吸收材料可为存在于芯包裹物内的一个或多个连续层。另选地,吸收材料可由包封在芯包裹物内的单独的吸收材料的袋或条构成。在第一种情况下,吸收材料可以例如通过施用吸收材料的单个连续层而获得。吸收材料具体地SAP的连续层也可通过组合具有不连续吸收材料施涂图案的两个或更多个吸收层来获得,其中所得层在吸收性粒状聚合物材料区域上基本上连续地分布,如美国专利申请公布2008/0312622A1(Hundorf)中所公开的。吸收芯1928可包括第一吸收层和第二吸收层。第一吸收层可包括第一材料1916和吸收材料的第一层1961,所述吸收材料可为100%或更少的SAP。第二吸收层可包括第二材料1916’和吸收材料的第二层1962,所述吸收材料也可为100%或更少的SAP。
纤维质热塑性粘合剂材料1951可至少部分地接触着陆区域中的吸收材料1961,1962,并且至少部分地接触接合区域中的材料1916和1916’。这赋予纤维质层热塑性粘合剂材料591基本上三维的结构,所述结构本身与在长度方向和宽度方向的尺度相比为具有相对小厚度的基本上二维的结构。从而,纤维热塑性粘合剂材料可提供腔以覆盖着陆区中的吸收材料,从而固定该吸收材料,所述吸收材料可为100%或更少的SAP。
芯包裹物可由围绕吸收材料折叠的单一基底、材料或非织造织物制成,或者可包括彼此附接的两个(或更多个)基底、材料或非织造织物。典型的附接件为所谓的C形包裹物和/或夹心包裹物。在C形包裹物中,基底中的一者的纵向边缘和/或横向边缘被折叠到另一个基底上以形成翼片。然后,这些侧翼通常通过胶粘而粘结到其它基底的外表面。可使用其它技术以形成芯包裹物。例如,基底的纵向和/或横向边缘可粘结在一起并且然后在吸收芯28下方折叠并且在所述位置中粘结。
芯包裹物可至少部分地沿吸收芯的所有侧面密封,使得基本上没有吸收材料从芯中渗漏出来。所谓“基本上没有吸收材料”,是指按重量计小于5%、小于2%、小于1%或约0%的吸收材料逸出芯包裹物。术语“密封”应当广义地理解。密封不需要沿芯包裹物的整个周边是连续的,而是沿其部分或全部可为不连续的,诸如由在一条线上间隔的一系列密封点形成。密封可由胶粘和/或热粘结形成。
芯包裹物还可由单个基底形成,所述基底可将吸收材料包封在包裹物中,并沿芯的前侧面和后侧面以及一个纵向密封件来密封。
吸收制品可包括一对阻隔腿箍1934。每个阻隔腿箍可由一片材料形成,所述材料粘结到吸收制品,从而其可从吸收制品的内表面向上延伸并提供在穿着者的躯干和腿部的接合处附近的改善的对液体和其它身体流出物的约束。阻隔腿箍1934由直接或间接地接合到顶片1924和/或底片1925的近侧边缘1964和自由端边1966界定,其旨在接触穿着者的皮肤并形成密封。阻隔腿箍1934至少部分地在纵向轴线1980的相对侧上在吸收制品的前腰边缘1910和后腰边缘1912之间延伸,并且至少存在于裆区1907中。阻隔腿箍1934可在近侧边缘1964处通过粘结部1965与吸收制品的基础结构接合,所述粘结部可由胶粘、熔合粘结、或其它合适的粘结工艺的组合制成。近侧边缘64处的粘结部1965可为连续或间断的。最靠近腿箍1934的凸起段的粘结部1965界定腿箍1934的直立段的近侧边缘1964。
阻隔腿箍1934可与顶片1924或底片1925成一体,或者可为接合到吸收制品的基础结构的独立材料。阻隔腿箍1934的材料可延伸通过尿布的整个长度,但可朝吸收制品的前腰边缘1910和后腰边缘1912“粘性粘结”到顶片1924,使得在这些节段中,阻隔腿箍材料保持与顶片1924齐平。
每个阻隔腿箍1934可包括靠近该自由端边1966的一根,两根或更多根弹性股线或膜条1935以提供更好的密封。
除了阻隔腿箍1934之外,吸收制品还可包括衬圈箍1932,所述衬圈箍接合到吸收制品的基础结构,具体地接合到顶片1924和/或底片1925,并且相对于阻隔腿箍1934置于外部。衬圈箍1932可提供围绕穿着者大腿的更好的密封件。每个衬圈腿箍可在吸收制品的基础结构中包括在腿部开口区域中介于顶片1924和底片1925之间的一个或多个弹性线丝或弹性元件。阻隔腿箍和/或衬圈箍中的全部或一部分可用洗剂或护肤组合物处理。阻隔腿箍可按若干不同的构型来构造,包括描述于美国专利申请公布2012/0277713中的那些。
在一种形式中,吸收制品可包括前耳片1946和后耳片1940。耳片可为基础结构的一体部分,诸如由顶片1924和/或底片1925形成为侧片。另选地,如图34上所呈现,耳片(1946,1940)可为通过胶粘、热压花、和/或压力粘结而附接的独立元件。后耳片1940可为可拉伸的以有利于接片1942附接到着陆区1944,并且有利于将胶粘尿布保持在围绕穿着者腰部的适当位置。后耳片1940也可为弹性的或可延展的以通过如下方式提供更舒适的且更适形的贴合性:初始时使吸收制品适形地贴合于穿着者,并且在整个穿着期间在吸收制品负载有流出物之后很久仍然维持该贴合性,因为弹性化耳片允许吸收制品的侧面伸展和收缩。
LMS 1950的一个功能是快速采集流体并以有效方式将其分配到吸收芯1928。LMS1950可包括一个或多个层,所述层可形成一体层,或者可保持为可彼此附接的离散层。LMS1950可包括两个层:分配层1954和采集层1952,它们设置在吸收芯和顶片之间,但本公开不限于此类构型。
LMS 1950可包括SAP,因为这可减慢对流体的采集和分配。在其它形式中,LMS可基本上不含(例如,80%、85%、90%、95%或99%不含)或完全不含SAP。例如,LMS还可包含多种其它合适类型材料中的一种或多种,诸如开孔泡沫、气流成网纤维、或梳理成网的树脂粘结非织造材料。LMS的合适的示例描述于例如WO 2000/59430(Daley)、WO 95/10996(Richards)、美国专利5,700,254(McDowall)、和WO 02/067809(Graef)中。
LMS 1950可包括分配层1954。分配层1954可包括例如按重量计至少50%或更多的交联纤维素纤维。交联纤维素纤维可为起褶皱的、加捻的、或卷曲的、或它们的组合(包括起褶皱的、加捻的和卷曲的)。该类型的材料公开于美国专利公布2008/0312622A1(Hundorf)中。
LMS 1950可另选地或另外包括采集层1952。采集层1952可设置在例如分配层1954和顶片1924之间。采集层1952可为或可包括非织造材料,诸如SMS或SMMS材料,其包括纺粘层、熔喷层和另一个纺粘层或另选地梳理成网的化学粘结的非织造织物。采集层1952可包括气流成网或湿法成网的纤维素、交联纤维素、或合成纤维、或它们的共混物。采集层1952可包括合成纤维的卷材网(其可诸如通过固态成形来加工以增大空隙空间),或合成纤维和纤维素纤维的组合,它们粘结在一起以形成高蓬松材料。另选地,采集层1952可包括吸收性开孔泡沫。非织造材料可被乳胶粘结。
吸收制品1920的LMS 1950可包括通道,所述通道一般可使得吸收制品能够更好地适形于穿着者的身体结构,从而导致增大的移动自由度和减少的间隙。LMS 1950的通道中的一者或多者可被构造成与吸收芯1928中的各种通道配合工作,如上所述。此外,LMS 1950中的通道也可提供增大的空隙空间以将尿液、BM或其它身体流出物保持并分配在吸收制品内,从而导致减少的渗漏和皮肤接触。LMS 1950中的通道也可提供内部可用标记(尤其是当经由纹理、颜色,和/或图案的物理差异突显时)以有利于实现吸收制品在穿着者身上的正确对齐。因此,此类物理差异可以是例如在视觉和/或触觉上明显的。
如前所述,本发明的材料纤维网可用作一次性吸收制品的顶片,所述一次性吸收制品的示例包括前述卫生巾1810和尿布1920。
本公开的材料纤维网可用作吸收制品的部件。可在单一吸收制品中使用多于一个材料纤维网。在此类上下文中,材料纤维网可形成顶片的至少一部分;顶片和采集层;顶片和分配层;采集层和分配层;顶片、采集层、和分配层;外覆盖件;底片;外覆盖件和底片,其中膜(非开孔层)形成底片,并且非织造纤维网形成外覆盖件;腿箍;耳片或侧片;紧固件;腰带;带或吸收制品的任何其它合适的部分。材料纤维网中的物层数目也可由材料纤维网的特定用途确定。
在一些形式中,附加层可定位在顶片和吸收芯之间。例如,第二顶片、采集层、和/或分配层(它们中的每一个为本领域中已知的)可被定位在吸收制品的顶片和吸收芯之间。
吸收制品系列
如前所述,本发明的材料纤维网可用于多个吸收制品。并且如先前所述,本发明的材料纤维网可有利于构造吸收制品。设想到本发明的如下形式,其中吸收制品系列包括本发明的材料纤维网,所述吸收制品各自包括顶片、底片、和设置在两者间的吸收芯。所述系列包括第一多个吸收制品,它们包括第一非织造纤维网。第一材料纤维网包括一体形成的第一物层和第二物层。第一材料纤维网可形成第一多个吸收制品中的每一个的至少一部分,例如顶片、底片、吸收芯。第一物层和第二物层可彼此不同。
所述系列还包括第二多个吸收制品。第二多个吸收制品中的每一个包括第二材料纤维网,所述第二材料纤维网形成以下中的至少一者的一部分:顶片、底片和/或吸收芯。第二材料纤维网可包括一体形成的第一物层和第二物层。第一物层和第二物层可不相同。第一材料纤维网可不同于第二材料纤维网。并且在一些形式中,第一多个吸收制品可包括第一类型的吸收制品,而第二多个吸收制品包括第二类型的吸收制品。例如,第一多个吸收制品可包括成人失禁制品,并且第二多个吸收制品包括卫生护垫。
设想到本发明的如下形式,其中第一材料纤维网包括MD/CD梯度,其不同于第二材料纤维网所包括的MD/CD梯度。例如,可能期望成人失禁制品以更快的速率吸收更多的液体。因此,第一非织造织物可包括具有第一“有效孔面积”的第一多个孔。第二非织造织物可包括具有第二“有效孔面积”的第二多个孔。第一“有效孔面积”可大于第二“有效孔面积”。
设想到本发明的如下形式,其中所述系列包括附加多个吸收制品。此类附加多个吸收制品可包括本发明的材料纤维网。这些材料纤维网可不同于第一材料纤维网和/或第二材料纤维网。另外,这些材料纤维网可包括不同于第一材料纤维网和/或第二材料纤维网的MD/CD梯度的MD/CD梯度。
取决于本发明的材料纤维网的用途,材料纤维网的基重可有变化。材料纤维网的基重通常用克/平方米(gsm)表示。取决于材料30的最终用途,材料纤维网的基重可在约8gsm至约100gsm范围内。例如,本发明的材料纤维网可具有约8至约40gsm或约8至约30gsm、或约8至约20gsm的基重。多层材料的基重是成分层和任何其它添加组分例如材料纤维网加上其它成分层的合并基重。取决于材料30的最终用途,本文感兴趣的多层材料的基重可在约20gsm至约150gsm的范围内。材料纤维网可具有在0.3psi(2KPa)下测量的介于约0.01g/cm3和约0.4g/cm3之间的密度。
测试
基重测试
使用9.00cm2大的非织造基底片,即,1.0cm宽乘9.0cm长。样品可从消费产品诸如擦拭物或吸收制品或其包装材料切出。样品必需是干燥的,并且不含其它材料比如胶或粉尘。将样品在23°摄氏度(±2℃)和约50%(±5%)的相对湿度下调节2小时以达到平衡。在精度为0.0001g的天平上测量所切下的非织造基底的重量。将所得质量除以样本面积以得出按g/m2(gsm)计的结果。对来自20个相同消费者产品或其包装材料的至少20个样本重复相同的规程。如果消费产品或其包装材料足够大,则可从每个消费产品或其包装材料获得多于一个样本。样品的一个示例为吸收制品的顶片的一部分。如果进行局部基重变化测试,则将那些相同的样品和数据用于计算并报告平均基重。
长丝直径和旦尼尔测试
非织造基底样品中的长丝的直径通过使用“扫描电镜”(SEM)和图像分析软件来确定。选择500至10,000倍的放大率,使得长丝被合适地放大而用于测量,使得横跨长丝直径(“宽度”)测量到至少3-5个像素。将样品溅射上金或钯-金化合物以避免长丝在电子束中带电和振动。使用用于测定长丝直径的手动规程。使用鼠标和光标工具,搜寻随机选择的长丝的边缘,然后横跨其宽度(即,垂直于该点的长丝方向)测量至长丝的另一个边缘。对于非圆形长丝,使用图像分析软件通过分析长丝的Z平面横截面来测量横截面的面积。然后有效直径通过计算直径来计算,如发现的区s域是圆环形那样。缩放校准图像分析工具提供比例缩放以获得以微米(μm)计的实际读数。因此使用SEM在整个非织造基底样品上随机选择若干长丝。以该方式切出并测试来自非织造基底的至少两个样本。总共进行至少100次此类测量,然后记录所有数据以用于统计分析。所记录的数据用来计算长丝直径的平均值、长丝直径的标准偏差、和长丝直径的中值。另一个可用的统计量为计算低于某个上限的长丝的群体数量。为了测定该统计量,对软件进行编程以计数结果有多少长丝直径低于上限,并且将该数(除以总数据数量并乘以100%)按百分数报告为低于所述上限的百分数,例如低于1微米直径的百分数或%-亚微米。
如果结果旨在按旦尼尔报告,则进行以下计算。
以旦尼尔计的长丝直径=横截面积(以m2计)*密度(以kg/m3计)*
9000m*1000g/kg。
就圆形长丝而言,横截面积由以下公式限定:
A=π*(D/2)^2。
对于例如聚丙烯,密度可采用910kg/m3。
给定以旦尼尔计的长丝直径,从这些关系式计算出以米(或微米)计的物理圆形长丝直径,并且反之亦然。我们将所测量的单个圆形长丝的直径(以微米计)表示为D。
纤维直径计算:
数均直径(其通常只称为y平均直径)可由以下公式确定:
Figure GDF0000014646300000731
长丝横截面形状也可从以上Z平面中的横截面图像来确定。应当评估靠近材料纤维网的第一表面的非织造长丝以确定横截面形状。应当记录靠近材料纤维网的第一表面的长丝的横截面形状。应当评估靠近材料纤维网的第二表面的非织造长丝以确定横截面形状。应当记录靠近材料纤维网的第二表面的长丝的横截面形状。
比表面积
本公开的非织造基底的比表面积由Krypton气体吸附来测定,其使用Micromeritic ASAP 2420或等同仪器,使用连续饱和蒸气压(Po)方法(根据ASTM D-6556-10),并且按照Brunauer、Emmett和Teller的原理和计算,利用包括自动脱气和热校正在内的Kr-BET气体吸附技术。需注意,样本不应当如所述方法推荐的在300摄氏度下脱气,而是应当在室温下脱气。比表面积应当以m2/g为单位报告。
获得非织造基底的样品
从总计1g的本公开的非织造基底的样本中获得每个表面积测量值。为了获得1g的材料,可从一个或多个吸收制品、一个或多个包装件、或者一个或多个擦拭物中获得多个样本,这取决于待测试的是吸收制品、包装件还是擦拭物。湿擦拭样本将在40℃下干燥两小时或直至液体在轻压下不渗出样本。使用剪刀在不含或基本上不含粘合剂的区域中从吸收制品、包装件或擦拭物(取决于待测试的是吸收制品、包装件还是擦拭物)中切割样本。然后在样本上使用紫外线荧光分析箱以检测粘合剂的存在,因为粘合剂将在该光照下发荧光。还可使用检测粘合剂的存在的其它方法。从样本中切除示出粘合剂存在的样本的区域,使得样本不含粘合剂。现在样本可使用上述比表面积方法测试。
质均直径
如下计算长丝的质均直径:
质均直径,
Figure GDF0000014646300000741
式中
假定样品中的长丝是圆形/圆柱形的。
di=测得的样品中第i根长丝的直径,
Figure GDF0000014646300000742
=其中其直径被测量的长丝的极小纵向段,对于样品中的所有长丝均相同,
mi=样品中第i根长丝的质量,
n=样品中的其直径被测量的长丝的数目,
ρ=样品中长丝的密度,对于样品中的所有长丝均相同,
Vi=样品中第i根长丝的体积,
质均长丝直径应当以μm为单位报告。
重量损失测试
“重量损失测试”用来确定本公开的非织造基底中的熔融添加剂诸如类脂酯(例如,甘油三硬脂酸酯(GTS))的量。使用回流烧瓶系统,将最窄样品尺寸不大于1mm的非织造基底的一个或多个样品以1g非织造基底样品/100g丙酮的比率置于丙酮中。首先在置于回流烧瓶中之前称量样品,并且然后将样品和丙酮的混合物加热至60℃并持续20小时。然后将样品移除,并且风干60分钟,并且测定样品的最终重量。用于计算样品中类脂酯的重量百分比的公式为类脂酯重量%=([样品的初始质量-样品的最终质量]/[样品的初始质量])×100%。
孔费雷特角测试
由使用平面扫描器采集的样本图像获得孔直径、有效开口面积和孔间距离测量值。扫描器能够以反射模式在6400dpi分辨率和8位灰度下进行扫描(合适的扫描器为来自Epson America Inc.(Long Beach CA)的Epson Perfection V750 Pro,或等同物)。扫描器与运行图像分析程序(合适的程序为ImageJ版本1.47或等同物,National Institute ofHealth(USA))的计算机连接。样本图像针对由NIST认证的尺的采集图案进行距离校准。钢框架用于安装样本,其然后在采集样本图像之前,背衬有黑色玻璃瓷片(P/N 11-0050-30,购自HunterLab,Reston,VA)。然后将所得图像阈值化,将开口的孔区与样本材料区分离,并且使用图像分析程序进行分析。所有测试均在保持在约23±2℃和约50±2%相对湿度的调理室中进行。
样品制备
为获得样本,将吸收制品以平面构型胶粘到刚性平坦表面。可切除任何腿部弹性股线以有利于将制品铺平。使用直线钢架(100平方毫米,1.5mm厚,带有60平方毫米的开口)安装样本。取得钢框架并且围绕内部开口将双面粘合带置于底部表面上。移除所述胶带的防粘纸,并且将钢架附着到将被评估的制品的非织造基底。对齐所述架,使得其平行和垂直于非织造基底的纵向(MD)和横向(CD)。使用剃刀刀片围绕所述架的外周边从制品的下面层切除非织造基底。小心地移除样本,使得保持其纵向伸出部和侧向伸出部以避免孔或任何其它间断部的畸变。如有必要,可使用冷冻喷涂剂(诸如Cyto-Freeze,Control Company(Houston,TX))从所述下面层移除样本。制备从五个基本上类似制品获得的五个平行测定以用于分析。如果感兴趣的非织造基底太小而不能容纳钢架,则相应地减小架尺度以实现移除样本而不发生孔和/或任何其它间断部畸变的目的,同时留下具有足够尺寸的开口以允许扫描非织造基底的显著部分。通过如下方式制备非织造基底原材料以用于测试:在相同的工艺条件下将其延伸或活化至如其将用在吸收制品上那样的相同程度,然后在其延伸状态将其附着到如上所述用于测试的钢架。在测试之前,将样品在约23℃±2℃和约50%±2%相对湿度下调理2小时。
图像采集
将尺置于扫描器床上,平行于扫描器玻璃的侧面取向,并且关闭盖。以反射模式以6400dpi的分辨率(约252像素/mm)和8位灰度,在对应于钢框架的内部的尺寸的视野下,采集尺的校准图像。将校准图像保存为未压缩的TIFF格式文件。抬起盖子并移除直尺。获得校准图像之后,在相同条件下扫描所有样本并基于同一个校准文件进行测量。接着,将上架的样本平坦地置于扫描床的中心上,其中样本的面向外表面面向扫描仪的玻璃表面。将样本取向成使得所述架的边对齐成平行于和垂直于扫描仪的玻璃表面的边,使得所得样本图像将具有从顶部至底部竖直延揽的MD。将黑色玻璃瓷砖置于框架顶部,覆盖样本,关闭盖子并获取扫描图像。以类似方式扫描其余四个平行测定。如有必要,将所有图像裁切至外接所述开孔区域的矩形视场,并且重新保存文件。
有效开口面积计算
在图像分析程序中打开校准图像文件,并且使用图像化直尺进行直线距离校准。该距离校准标度将在分析之前施用于所有后续样本图像。在图像分析程序中打开样本图像并设置距离标度。观察8位柱状图(0至255,其中一个二进制/GL)并识别定位在孔洞的暗像素峰和样本材料的更亮像素峰之间的最小群体的灰度级值(GL)。将图像的阈值设置为最小灰度级值,以生成二进制图像。在二进制图像中,孔显现为黑色,GL值为255;并且样本显现为白色,GL值为0。
使用图像分析程序来分析所述离散孔区域中的每一个。测量并记录全部所述各个孔区域,精确至0.01mm2,包括沿所述图像边缘的部分孔。弃除面积小于0.3mm2的任何孔。当杂散纤维横跨孔的边界时,可证明面积低于0.3mm2的孔难以具体测量。并且具有那么小的面积的此类孔被视为对于有效孔面积的贡献无关紧要。取其余孔面积的总和(包括整个孔和部分孔),除以图像中包括的总面积并乘以100。将该值记录为有效开口面积%,精确至0.01%。
以类似方式分析其余四个样本图像。对于五个平行测定,计算并报告平均有效面积值%,精确至0.01%。
有效孔面积和绝对Feret角
在图像分析程序中打开校准图像(含有标尺)文件。使用双三次插值将原始图像的分辨率从6400dpi调整至640dpi(近似25.2像素/mm)。使用图像化的直尺进行线性距离校准。该距离校准标度在分析之前将应用于所有后续样本图像。在图像分析程序中打开样本图像。使用双三次内推法将原始图像的分辩率从6400dpi调整为640dpi(约25.2像素/mm)。设定距离标度。观察所述8位柱状图(0至255,一个二进制/GL),并且识别定位于所述孔隙的暗像素峰和样本材料的更亮像素峰之间的最小群体的灰度级(GL)值。将图像的阈值设置为最小灰度级值,以生成二进制图像。在所述二进制图像中,孔显现为黑色,GL值为255;并且样本显现为白色,GL值为0。接着,对所述二进制图像进行两种形态学操作。首先,关闭(扩张操作,之后进行溶蚀操作,迭代次数=1,像素计数=1),这移除孔隙内的杂散长丝。其次,打开(溶蚀操作,之后进行扩张操作,迭代次数=1,像素计数=1),这移除孤立的黑色像素。在所述溶蚀步骤期间衬垫所述图像的边缘以确保在所述操作期间保持黑色边界像素。最后,填充被包封在所述黑色孔区域内的任何残余的空隙。
使用图像分析程序来分析所述离散孔区域中的每一个。在所述分析期间排除对沿所述图像边缘的部分孔的测量,使得仅完整孔被测量。测量并记录全部的单个孔面积、周长、费雷特直径(孔的长度)连同0度至180度的对应取向角度,并且使费雷特直径最小化(孔的宽度)。记录各个孔面积(精确至0.01mm2)、周长和费雷特直径(长度和宽度,精确至0.01mm)、以及角度(精确至0.01度)中的每一个的测量结果。弃除面积小于0.3mm2的任何孔。记录其余孔的数目,除以图像的面积,并记录为孔密度值。与MD对准(在图像中竖直)的孔的取向角将具有90度的角度。具有从左到右增加的正斜面的孔将具有介于零度和90度之间的角度。具有从左到右减小的负斜面的孔将具有介于90度和180度之间的角度。通过从原始取向角度中减去90度并获取其绝对值来使用单个孔角度计算绝对孔角度。除了这些测量结果之外,通过用孔长度除以其宽度来计算每个单独的孔的纵横比的值。对于其余四个重复图像中的每一个,重复该分析。使用由重复记录的所有孔值,计算并报告每个有效孔尺寸测量的统计学平均值和标准偏差。通过用标准偏差除以平均值并乘以100来计算并报告每个孔尺寸测量的相对标准偏差(RSD)%。
孔间距离测量
孔之间的平均值、标准偏差、中值、和最大距离可通过进一步分析二进制图像来测量,该二进制图像被分析用于孔尺度测量。首先,在形态操作之后,获得重新设置大小的二进制图像的副本,并且使用图像分析程序进行Voronoi操作。这产生由具有到两个最近图像孔的边界相等距离的像素的线界定的单元图像,其中像素值从二进制图像的欧几里得距离图(EDM)输出。当二进制图像中的每个孔间像素用等于距最近图案孔的像素距离的值替换时,产生EDM。接着,移除背景零从而能够进行距离值的统计分析。这通过使用图像计算器由本身划分Voronoi单元图像以产生32位浮点图像来实现,其中所有单元线具有为一的值,并且将图像的其余部分识别为非数字(NaN)。最后,使用图像计算器,将该图像乘以原始Voronoi单元图像以产生32位浮点图像,其中沿单元线的距离值保留,并且全部零值用NaN替换。接着,通过将图像中的值乘以图像的像素分辨率(约0.04mm/像素),并且然后将图像再次乘以2,将像素距离值转换成实际孔间距离,因为所述值表示孔之间的中点距离。测量并计算图像的平均值、标准偏差、中值和最大孔间距离,精确至0.01mm。对于所有平行测定图像重复该规程。通过用标准偏差除以平均值并乘以100来计算孔间距离的相对标准偏差%(RSD)。
孔纵横比和面积
本公开的材料纤维网的孔可具有大于一,例如大于二,大于3,大于5、或大于10,但通常小于15的长宽比(椭圆形孔的最长可见轴对最短可见轴的比率)。材料纤维网中的孔图案可包括具有多于一个长宽比的孔,诸如两个或更多个不同的群或具有大于零的斜率的基本上连续的长宽比分布。另外,孔图案可包括具有多于两个有效孔面积的孔,如两个或更多个不同的群体,或具有斜率大于零的孔面积的分布。孔纵横比的相对标准偏差(RSD)可为至少约15%、至少约25%、至少约30%、或至少约40%、或至少约45%。
长丝卷曲度
非织造织物内长丝的卷曲度是从3D x射线样品图像测量的,所述图像在微CT仪器上获得(一种合适的仪器为购自Scanco Medical AG,Switzerland的ScancoμCT 50、或等同物)。微CT仪器为带有屏蔽舱的锥面光束微断层x光摄影装置。将免维护x射线管用作带有直径可调节的焦点的射线源。所述x射线束穿过样品,其中所述x射线中的一些被样品衰减。衰减程度关联于x射线所穿过的材料的质量。所透射的x射线继续行进到达数字检测器阵列上并生成样品的2D投影图像。样品的3D图像通过收集样品(在其被旋转时)的若干单个投影图像来生成,所述投影图像然后被重构成单一3D图像。所述仪器通过接口与计算机连接,所述计算机运行软件以控制图像采集并保存原始数据.然后使用图像分析软件来分析所述3D图像(一种合适的软件包为购自FEI(Hillsboro,OR)的Avizo 3D软件、或等同物)。
样品制备
为了获得用于测量的样品,将干燥基底材料的单一层展平并且冲切出一直径为16mm的圆形片。应当小心以避免在选择采样位置时产生折叠部、褶皱或撕裂部。
如果所述基底材料为吸收制品的层,例如顶片、底片非织造织物、采集层、分配层、或其它组分层;则以平面构型将所述吸收制品用胶带粘附到刚性平坦表面。小心地将所述单个基底层与所述吸收制品分离。如有必要,可使用外科手术刀和/或低温喷雾(诸如Cyto-Freeze,Control Company(Houston TX))从附加的下面层移除基底层,从而避免所述材料的任何纵向和侧向延伸。一旦从所述制品移除了所述基底层,就如上所述地冲切出样品。
图像采集
根据制造商的说明书,设定并校准所述微CT仪器。将样品置于适当的保持器中,置于具有8mm内径的两个低密度材料环之间。这将允许样品的中心部分水平放置并被扫描,而无需具有直接相邻于其上表面和下表面的任何其它材料。应当在该区域中获取测量值。所述3D图像视场在xy平面中的每个侧面上为大约20mm,分辩率为大约5000乘5000像素,并且带有足够数目的4微米厚的层面,它们被收集以完全包括样品的z方向。所重构的3D图像分辩率包含4微米的各向同性的体素。图像是在射线源处在45kVp和88μA下时采集的,不带有附加低能过滤器。这些电流和电压设定值可被最优化以在有足够的x射线透过样品的情况下产生投影数据的最大对比,但一旦被最优化,就对于所有基本上类似的样品操持恒定。用1000ms的整合时间和4个平均值获得总共1200个投影图像。将投影图像重构成3D图像,并且以16位RAW格式保存以保存全检测器输出信号以供分析。
图像处理
将所述3D图像载入所述图像分析软件中。以如下值对所述3D图像进行阈值分割,所述值分离并移除由于空气的缘故而造成的本底信号,但保持来自所述基底内的样品纤维的信号。在xy平面中选择四个0.8mm乘0.8mm的区域,并且乘以在z方向的样本厚度。选择这些区域,使得它们避免非织造织物的热粘结部。为了估计所述双层非织造织物内的纤维曲率,将z方向分成三个相等部分。为了避免层的边界,仅裁取并分析顶部三分之一和底部三分之一。
处理所裁取的3D图像以跟踪纤维的中轴从而产生纤维路径的“骨架”网络。接着,在纤维的任何交会处处对所述纤维路径进行分段。例如,十字相交的两根纤维将被分成四个区段。在识别了所有区段之后,如下将每个区段进一步分成节段。从所述区段的起点,将纤维路径横贯至沿所述路径的点,在所述点处,起始路径点和当前路径点可由长度精确地为200μm的线性连线连接。介于所述连线的起点和终点之间的区段路径的长度为所述连线节段的边缘长度。该过程重复使用当前路径点作为新的起始路径点,并且继续使纤维路径横贯至下一个路径点,该路径点可由长度精确地为200μm的线性连线连接。以该方式将区段分成节段,直到连线不再可被适配为止。弃除任何其余区段长度。另外,如果区段不足够长以适配连线,则也弃除该区段。以该方式将所述3D骨架的每个纤维区段分成节段,并且计算并记录所有节段的平均边缘长度,精确至微米。
处理所述四个从非织造织物的顶侧面裁取的图像中的每一个,并且计算并报告总的平均边缘长度作为所述顶侧面的曲率,精确至微米。两样,处理所述四个从底侧面裁取的图像,并且计算并报告总的平均边缘长度作为所述底侧面的曲率,精确至微米。
表面能/接触角方法
基底上的接触角通过如下方式来确定:使用被修改的带有如本文所述的特定细节的ASTM D7490-13,其使用测角仪和适当的图像分析软件(一种合适的仪器为FTA200,FirstTen Angstroms,Portsmouth,VA,、或等同物),所述仪器配有1mL容量的带有27号钝头不锈钢针的气密注射器。使用两种测试流体:根据ASTM Specification D1193-99的II型试剂水(蒸馏的)、和99+%纯度的二碘甲烷(两者均购自Sigma Aldrich(St.Louis,MO))。基于Owens-Wendt-Kaelble公式,从这两种测试流体得到的接触角还可被用来计算表面能。所有测试均在约23℃±2℃和约50%±2%的相对湿度下进行。
从制品上取下待测试的50mm乘50mm非织造基底,在获取期间或在后续分析期间小心不要接触到感兴趣的区域或以其它方式污染所述表面。在测试之前,将样品在约23℃±2℃和约50%±2%的相对湿度下调理2小时。
将测角仪架设在防振台面上,并且根据制造商的使用说明将平台校平。所述视频捕获装置必须具有能够从液滴触碰到样本表面时至其不能够从样本表面被分辩时为止捕获至少10-20幅图像的采集速度。900幅图像/秒的捕获速率是典型的捕获速率。取决于样本的疏水性/亲水性,液滴可或可不快速地润湿非织造织物样品的表面。在缓慢采集的情况下,应当采集图像直到液滴体积的2%被吸收到样本中。如果采集得极快,则应当使用首先被分辩的图像(如果第二图像示出了多于2%的体积损失)。
将样本置于测角仪的平台上,并且调节皮下注射针至与所述表面相距由仪器制造商所推荐的距离(通常为3mm)。如有必要,调节样本的位置以将目标部位置于针头下方。聚焦所述视频装置,使得可捕获样本表面上液滴的清晰图像。开始图像采集。将5μL±0.1μL的液滴沉积到样本上。如果由于运动而存在液滴形状的可见畸变,则在一不同的但等同的目标位置处重复进行。从存在2%液滴体积损失的图像对液滴进行两次角度测量(对每个液滴边缘测量一次)。如果两个边缘上的接触角相差多于4°,则应当排除所述值,并且在样本上的一个等同位置处重复所述测试。在样本上识别出五个附加等同部位,并且重复进行总共6次测量(12个角度)。计算并报告样本的该侧面的算术平均值,精确至0.01°。以类似方式,独立地测量并报告样本的相对侧面上的6液滴接触角(12个角度),精确至0.01°。
为了计算表面能、必须如上所述地测试水和二碘甲烷两者的接触角。然后将每种测试流体的值代入Owens-Wendt-Kaelble公式的两个独立表达式中(每种流体使用一个)。这导致两个公式和两个未知数,然后将它们解出以得到分散度和表面张力的极性分量。
Owens-Wendt-Kaelble公式:
Figure GDF0000014646300000821
其中:
θ=测试液体在测试样本上的平均接触角
γl和γs=以dyn/cm计的测试液体和测试样本的表面张力(分别),
γd和γp=分散度和以dyn/cm计的表面张力的极性分量(分别)。
Figure GDF0000014646300000822
当使用分散溶剂诸如二碘甲烷时,由于极性分量为零,Owens-Wendt-Kaelble公式被简化成以下形式:
Figure GDF0000014646300000831
使用来自所述表的值和二碘甲烷的θ(测量的),可解出所述公式以得到表面能的分散分量(γd s)。现在使用来自所述表的值和水的θ(测量的)、和计算的值(γd s),可解出Owens-Wendt-Kaelble公式以得到表面能的极性分量(γp s)。γd sp s的总和为总固体表面张力,并且报告该表面张力,精确至0.1dyn/cm。
长丝组合物
纤维组合物使用FTIR显微方法来识别。一种合适的系统允许在空间上分离和可视化感兴趣的纤维,然后收集局部FTIR光谱,其使用“全反射”或“衰减全反射”(ATR)物镜(一种示例性系统为带有IlluminatIR II红外微探针的Olympus BX-51显微镜和购自SmithDetection(Edgewood,MD)的PixeLink相机。按照来自所述特定仪器的销售商的使用说明校准并操作所述仪器。
如有必要,使用低温冷冻喷雾(诸如Cyto-Freeze,Control Company,Houston TX)从产品上取下感兴趣的非织造织物。在放大的情况下,使用镊子从所述纺熔样品的第一侧的最外层内取下纤维。如果纤维为双组分纤维,则横跨纤维进行对角切割以暴露出芯。将纤维安装在显微镜载玻片上,并且将载玻片置于所述FTIR显微镜的平台上。在物镜的下方移动样品纤维,并且将观察范围聚焦在纤维上。移动至其中不存在样品的区域,并且收集空白FTIR光谱。将纤维移回物镜下方,并且收集纤维的FTIR光谱。如果纤维为双组分纤维,则收集外皮和芯两者的光谱。将背景减除光谱与库光谱进行比对以便进行识别。
以类似方式,从所述纺熔样品的第二侧的最外层内取下纤维,并且收集FTIR光谱以便进行识别。收集并分析来自非织造织物的每个表面的总共三根纤维以确认识别。
本文所公开的量纲和值不应理解为严格限于所引用的精确数值。相反,除非另外指明,否则每个此类量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如,公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。
除非明确排除或换句话讲有所限制,否则将本文引用的每篇文献,包括任何交叉引用或相关专利或申请,全文均以引用方式并入本文。任何文献的引用不是对其作为与本发明任何公开或本文受权利要求书保护的现有技术的认可,或不是对其自身或与任何其它参考文献或多个参考文献的组合提出、建议或公开了此发明任何方面的认可。此外,当本发明中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文件中相同术语的任何含义或定义矛盾时,应当服从在本发明中赋予该术语的含义或定义。
虽然已举例说明和描述了本发明的具体实施方案,但是对于本领域技术人员来说显而易见的是,在不脱离本发明的实质和范围的情况下可作出多个其它变化和修改。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此类变化和修改。

Claims (14)

1.一种一次性吸收制品(1710,1900),所述一次性吸收制品具有面向穿着者表面和面向衣服表面、纵向轴线(1780,1980)和垂直于所述纵向轴线的侧向轴线(1790,1990),所述一次性吸收制品还包括:
顶片(1714,2014),所述顶片形成所述面向穿着者表面的至少一部分;
底片(1716,1925),所述底片形成所述面向衣服表面的至少一部分;
设置在所述顶片和所述底片之间的吸收芯(1718,1928);
材料纤维网(10),所述材料纤维网具有第一表面(50)和与所述第一表面相对的第二表面(52)、大致平行于所述纵向轴线的纵向和大致平行于所述侧向轴线且垂直于所述纵向的横向、以及垂直于包含所述纵向和横向的平面的Z方向,所述材料纤维网还包括:
包括第一多根长丝的第一物层(20),所述第一物层形成所述第一表面的一部分;以及
包括第二多根长丝的第二物层(30),所述第二物层形成所述第二表面的一部分;
其中所述第一物层和所述第二物层为一体形成的,其中所述材料纤维网包括从所述第一物层至所述第二物层的Z方向特征差异以及纵向和/或横向特征差异,并且其中所述材料纤维网形成所述一次性吸收制品的一部分;
其中所述Z方向特征差异包括:表面能。
2.根据权利要求1所述的吸收制品,所述吸收制品还包括多个孔,所述孔从所述材料纤维网的第一表面延伸至所述材料纤维网的第二表面。
3.根据权利要求1或2所述的吸收制品,其中所述材料纤维网形成所述顶片的一部分,使得所述第一表面形成所述面向穿着者表面的一部分。
4.根据权利要求1或2所述的吸收制品,所述吸收制品还包括所述纵向/横向平面中的第一区和所述纵向/横向平面中的第二区,其中所述第二区具有不同于所述第一区的纵向或横向特征差异。
5.根据权利要求4所述的吸收制品,其中所述第一区包括与所述第二区不同的纹理。
6.根据权利要求4所述的吸收制品,其中所述第一区包括多个间断部,所述间断部在正Z方向从所述第一表面延伸。
7.根据权利要求4所述的吸收制品,其中所述第二区包括多个孔。
8.根据权利要求4所述的吸收制品,其中所述第一区包括多个间断部,所述间断部在负Z方向从所述第二表面延伸。
9.根据权利要求1或2所述的吸收制品,其中第一多个间断部在正Z方向从所述第一表面延伸。
10.根据权利要求1或2所述的吸收制品,其中第一多个间断部在负Z方向从所述第二表面延伸。
11.根据权利要求1或2所述的吸收制品,其中所述第一物层具有比所述第二物层更低的表面能。
12.根据权利要求1或2所述的吸收制品,其中所述材料纤维网形成所述面向衣服表面的一部分。
13.根据权利要求1或2所述的吸收制品,其中所述材料纤维网包括第三物层,所述第三物层与所述材料纤维网一体形成并且设置在所述材料纤维网的第二表面上,其中所述第一物层包含疏水性熔融添加剂,并且所述第三物层包含亲水性熔融添加剂,使得所述第一物层具有比所述第二物层更低的表面能,并且其中所述第二多根长丝具有小于8微米的直径。
14.根据权利要求1或2所述的吸收制品,其中所述吸收制品还包括一对纵向侧边缘和在所述纵向侧边缘的外侧延伸的一对翼部或沿所述纵向侧边缘延伸的一对阻隔箍,并且其中所述材料纤维网形成所述翼部的一部分或所述一对阻隔箍的一部分。
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