CN110325159A - 具有可热活化组合物的热塑性聚合物材料 - Google Patents

具有可热活化组合物的热塑性聚合物材料 Download PDF

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Abstract

本文描述了一种可透过的非织造纤维网，其具有第一聚合物基体的多根纤维和/或长丝，所述第一聚合物基体形成所述多根纤维和/或长丝中每一根的外表面。所述第一聚合物基体包含共混于其中的亲水性熔体添加剂和/或触觉改性熔体添加剂。横跨整个所述纤维网或其部分的能量施加促进所述熔体添加剂从所述第一聚合物基体的起霜，使得起霜区域设置在所述纤维和/或长丝的外表面中的每一者的至少一部分上。

Description

具有可热活化组合物的热塑性聚合物材料
技术领域
本公开整体涉及具有可热活化熔体添加剂的热塑性聚合物材料。
背景技术
在过去几年中，非织造物和膜已被用于多种吸收制品中。在一些特定的吸收制品例如尿布和女性卫生护垫中，非织造物和/或膜可用作这些特定吸收制品的顶片、底片或一些其他特征结构。
对这些吸收制品的要求可根据用途而不同。例如，用作尿布顶片的非织造物和/或膜可能不适用于成人失禁产品。类似地，适用作成人失禁产品的顶片的非织造物和/或膜可能不适用于女性卫生护垫。
另外，对吸收制品中非织造物和/或膜的要求可能因位置而变化。例如，在一个位置，具有柔软顶片的吸收制品可能是消费者心目中的首要因素。在另一个位置，使回渗量最小化的吸收制品在消费者心目中可能是最重要的。在又一个位置，采集液体污物的速度在消费者心目中可能是最重要的。在又一个位置，由顶片提供的遮蔽量在消费者心目中可能是最重要的。
有益的是非织造纤维网解决上述问题中的一者或多者并且允许灵活地解决上述多个问题。另外有益的是具有一种有利于制备非织造纤维网的方法(该非织造纤维网能够解决上述问题中的一者或多者)，以及提供一种灵活地解决上述多个问题的方法。
发明内容
本文公开了具有改进的触觉特性和/或亲水性熔体添加剂的可透过的材料纤维网，该可透过的材料纤维网可用于包括一次性吸收制品的吸收制品中。可透过的材料纤维网的一些示例性用途包括吸收制品的顶片、第二顶片、采集层或分配层。当用作女性卫生制品或尿布的采集层时，本公开的材料纤维网可提供经液/尿液污物的快速采集。具有改进的触觉特性的可透过的材料纤维网的一些示例性用途包括底片非织造物，其可进一步层合至膜、前耳片非织造物和/或后耳片非织造物。其他有益效果和构型将在下文讨论。
本发明的材料纤维网可经加热处理以促进与材料纤维网的组分材料共混的熔体添加剂的起霜。并且，根据本文所公开的热处理类型和/或其时间，材料纤维网的特性可根据需要因位置的不同而不同，这可允许更灵活地使用本文所述的材料纤维网。为了形成流体屏障的目的，用熔体添加剂处理的非织造纤维网被排除在本公开的材料纤维网之外。
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为根据本公开构建的女性卫生制品，即卫生巾的顶视图。
图3为根据本公开的部分地移除一些层的吸收制品的顶视图。
图4为根据本公开的围绕图3的线19-19截取的吸收制品的剖视图。
图5为根据本公开的图4的吸收制品的视图，其中该吸收制品已至少部分地加载有流体。
图6A至图9B是示出用于本文所公开的SEM接触角测量方法的纤维上示例性水滴的显微照片。
具体实施方式
如本文所用，“一次性吸收制品”或“吸收制品”将用于指诸如尿布、训练裤、尿布裤、可重复扣紧的裤、成人失禁衬垫、成人失禁裤、女性卫生护垫、卫生棉条和阴道环装置之类的制品。
如本文所用，相对于本领域，“亲水性的”和“疏水性的”关于材料表面上参照液体的接触角具有本领域中广为接受的含义。因此，具有大于约90度的液体接触角的材料通常被认为是疏水性的，并且具有小于约90度的液体接触角的材料通常被认为是亲水性的。疏水性的组合物将增大材料表面上的参照液体的接触角，而亲水性组合物将减小材料表面上的参照液体的接触角。虽然前文有所描述，但提及一种或多种材料和/或组合物之间的相对疏水性或亲水性并不意味着材料或组合物是疏水性的或亲水性的。例如，组合物可比材料更疏水。在这种情况下，组合物或材料可能均不是疏水性的；然而，该组合物上的水滴的接触角大于材料上水滴的接触角。又如，组合物可比材料更亲水。在这种情况下，组合物或材料可能均不是亲水性的；然而，相对于组合物所表现出的水滴的接触角可小于材料所表现出的水滴的接触角。一般来讲，可认为表现出高表面能的材料比具有低表面能的材料更加亲水。
如本文所用，“纺粘长丝”是指通过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。当纺粘长丝沉积在收集面上时，它们一般不发粘。纺粘长丝大致连续并具有大于7微米，更具体地介于约8微米和40微米之间的平均直径(来自至少10个样品)。
术语“长丝”是指通过如下工艺生产的任何类型的连续人造股线：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制造长丝的任何其他合适的工艺。在长丝的上下文中，术语“连续的”与短长度纤维的不同之处在于短长度纤维被切割成特定目标长度。相比之下，“连续长丝”未被切割成预定长度，相反，它们可以按随机长度断裂，但通常比短长度纤维长得多。
所谓“基本上无规取向的”，是指由于非织造纤维网的加工条件，在纵向(MD)上取向的长丝的量可高于在横向(CD)上取向的长丝的量，反之，在横向(CD)上取向的长丝的量可高于在纵向(MD)上取向的长丝的量。
本发明的材料纤维网可包括非织造物或由其形成的层合体，例如非织造物/非织造层合体、膜/非织造层合体、或膜/非织造复合材料。此外，本发明的材料纤维网可包括任何合适的非织造物。一些示例性非织造物在标题为“前体材料”的章节中有更详细地论述。
参见图1，本公开的材料纤维网100包括第一表面20和相对的第二表面30，在它们之间限定一定厚度。本发明的材料纤维网100具有纵向(MD)(垂直于图1所示的片材平面)、横向(CD)和Z向，如在纤维网制造领域中通常已知的。
本公开的材料纤维网100包含组分材料—通常为热塑性聚合物，有时被称为“聚合物基体”。除了聚合物基体之外，组分材料还包括熔体添加剂。例如，就非织造材料而言，材料纤维网100的纤维和/或连续长丝可包含亲水性熔体添加剂或触觉改性剂。合适的亲水性熔体添加剂和触觉改性剂在下文中论述。
熔体添加剂可与长丝和/或纤维的热塑性聚合物材料共混。就双组分或多组分纤维和/或长丝而言，熔体添加剂可与双组分或多组分纤维和/或长丝的组分共混，但不一定横跨整根纤维或长丝。例如，具有芯-皮构型的纤维和/或长丝可包含与皮的聚合物基体共混的熔体添加剂，而芯不包含皮的熔体添加剂。或者，芯可包含皮的熔体添加剂，但其量与皮的熔体添加剂的量不同。或者，在一些形式中，芯的聚合物基体可包含相同的皮的熔体添加剂但含量更高。或者在其他形式中，芯的聚合物基体可包含皮的熔体添加剂并且与皮具有相同的重量百分比。
本发明人已令人惊讶地发现，通过施加能量例如热能，可促进熔体添加剂的起霜。例如，可将热能施加至整个材料纤维网100，以有利于熔体添加剂横跨材料纤维网100的第一表面和/或第二表面和/或沿Z方向在材料纤维网100的整个厚度上起霜。这可提供提高或降低材料纤维网100的表面能的能力，在这种情况下正常的加工例如涂覆将是不可行的。例如，在材料纤维网100包括多个物层(如下文所论述)的情况下，通过施加热能对材料纤维网100进行后处理在可能不期望的涂层的情况下可在其整个厚度上而不是期望的物层上影响整个材料纤维网100。
如前所述，在材料纤维网中起霜的熔体添加剂的量可随着能量(例如热能)的施加而增加。在一些形式中，热能可横跨材料纤维网100均匀地施加。在其他形式中，热量可在材料纤维网100的一个或多个离散区域中施加。因此，相比于没有材料纤维网的热处理的情况，材料纤维网可变得更加亲水。这使得材料纤维网的使用具有更多灵活性。
为了横跨整个材料纤维网施加热能，可利用任何合适的热能施加方法。一些示例包括使用微波(射频)辐射。如果已将盐溶液(例如，聚乙二醇中的乙酸钾)喷涂到材料纤维网的表面上，则该方法是特别有效的。然后，辐射将使盐的离子振动，这引起摩擦，从而产生热量。也可使用超声加热。
在一些形式中，本发明的材料纤维网可为透气粘结的。此类粘结通过在整个纤维网上施加热量来实现。这种热量施加可实现如本文所述的起霜，而在后续加工期间无需额外提供热量。另外，由于梳理成网纤维网包含短纤维，因此本文所述的起霜效果可增强。例如，在典型的短纤维制备中，在拉伸和干燥步骤期间提供热量，例如100℃持续最少1分钟。并且，在透气粘结期间，纤维网可暴露于约130℃至约160℃的热量持续约3秒至5秒的时间段，并且取决于至多10秒的线速度。
考虑到短纤维材料纤维网所需的额外加工，可能不需要透气粘结来促进熔体添加剂起霜。例如，设想了如下形式，其中在拉伸和干燥步骤之后短纤维材料纤维网被水刺。在一些形式中，在拉伸和干燥步骤之后可将短纤维网压延粘结。在一些形式中，短纤维网可以是透气粘结的。
对于某些形式的短纤维和/或长丝，熔融起霜效果可增强。例如，对于双组分(例如芯/皮)的短纤维和/或长丝，可仅在皮中提供熔体添加剂。在此类形式中，熔体添加剂可具有较短的扩散长度，这可利用所施加的热能来增强熔体添加剂起霜效果。该形式的一个具体示例为其中芯包含聚对苯二甲酸乙二醇酯并且皮包含共聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚乙烯的情况。亲水性熔体添加剂可被提供在皮中。包含这些短纤维和/或长丝的非织造材料可以是透气粘结的，从而促进亲水性熔体添加剂在短纤维和/或长丝的表面上起霜。并且因为亲水性熔体添加剂仅可用于皮中，因此熔体添加剂具有比单组分长丝和/或纤维中短得多的扩散距离。然后可将该非织造物用作采集层和/或分配层以从一次性吸收制品的顶片移除液体污物。
并且，将在线加热和回火结合可协同增加这种效果。优化的热能施加步骤(例如通过IR干燥器高效地在线热插入)可转化成用量进一步减少和/或更好的性能。
上述方法的热施加可作为制造工艺的一部分，直接在纤维和/或长丝的纺丝和纤维网的铺放之后施加，作为粘结工艺(通过受热压延)或后续步骤(例如，鼓式干燥器，或最有效地红外线加热器)的一部分。在这种情况下，通常可施加高温。取决于材料纤维网的组分材料，在数秒或甚至数毫秒范围内的暴露可能是足够的。此外，促进熔体添加剂起霜所需的热能的量取决于在形成材料纤维网之后的短时间段内是否施加热能。与在形成之后未经受热能施加的材料纤维网截然相反，对于在生产后立即经受热能施加的材料纤维网，可能需要较少量的热能来促进熔体添加剂起霜。
另选地，热活化可通过在几天，例如3至7天内对最终材料纤维网进行回火来完成。例如，已发现对于包含三硬脂酸甘油酯母料的具有改性触觉特性的可透过的材料纤维网，用于此类回火的温度窗口可优选介于约30℃至小于约52℃之间(在52℃下，三硬脂酸甘油酯原纤将再次熔融)，更优选介于约32℃至约50℃之间，最优选介于约37℃至约45℃之间，具体地包括在这些范围内的所有值以及由此产生的任何范围。在一些形式中，可利用37℃的温度。可用新鲜样品(制备后不超过几小时)进行回火。较久的样品可能需要额外的热能输入。
本发明人已发现，通过将如本文所述的材料纤维网回火至少1天，优选地3天至4天，更优选地5天至7天，可实现有效的起霜。虽然可进行更长时间段(例如30天)的回火，但在7天后实现的额外起霜的量可显著小于7天回火期期间起霜的量。另外，从制造实用性的观点来看，较短的回火时间也是有利的。
通常并且在所测试的多种熔体添加剂中已发现，如果在略低于熔体添加剂开始熔融的温度下进行最终材料纤维网的回火，则可增加通过回火引起的起霜。例如，低于熔体添加剂的熔融起始温度优选地10℃至15℃但低于熔体添加剂的熔融起始温度不小于5℃且不超过20℃的回火温度可获得良好的起霜结果。熔融起始温度通过差示扫描量热法(DSC)测定，并且被定义为DSC熔融峰的左切线与外推基线的交点。
还已发现，在高于熔体添加剂开始熔融的温度下对最终材料纤维网进行回火不会导致起霜进一步增强，而是相反地可导致已经起霜的熔体添加剂从表面迁移回到聚合物基体中。如果在对应于熔融峰的最小值的温度下进行回火，则已发现这种处理根本不会导致起霜。不受理论的束缚，据信如本文所述用于回火的优选温度窗口提供增大的扩散系数，从而实现更快地起霜，同时保持熔体添加剂和聚合物之间充分的不相容性，这是起霜的驱动力。较高的回火温度可增大扩散系数；然而，较高的回火温度也可降低熔体添加剂和聚合物基体之间的不相容性，这可阻止起霜。据信，本发明中所述的聚合物熔体添加剂体系为上临界溶解温度体系，其随着温度升高显示降低的不相容性。
例如，对于来自聚丙烯中Croda的亲水性熔体添加剂Brij S2(等级：MoplenHP561R)，通过在30℃下回火3天来获得最佳的起霜结果，而在40℃下回火导致与30℃处理相比显著更差的起霜结果。在50℃下回火根本不会导致起霜。Brij S2具有43℃的起始熔融温度和47℃的峰值温度。相比之下，对于来自Croda的Brij S100，其为具有相应较低扩散系数并且具有约50℃的起始熔融温度的较长分子(包含100个而不是2个亚乙基氧重复单元)，最佳的起霜结果通过在40℃的温度下回火来获得，同时当长丝保持在20℃时几乎不出现起霜。
还已发现，DSC曲线示出熔体添加剂的不同单独熔融峰的聚合物熔体添加剂共混物在起霜中特别有效。与熔体添加剂相关联的该单独峰处于非常接近纯熔体添加剂的熔融温度，通常比纯熔体添加剂的熔融温度低约5℃的温度。据信该单独峰的存在指示熔体添加剂和聚合物之间所需的“充分不相容性”。
本发明的材料纤维网的另一个优点是常规采集层可能需要胶乳粘结剂以在采集层的纤维之间提供粘结。并且，由于胶乳粘结剂，采集层通常是亲水性的。虽然这些胶乳粘结剂通常不会随着时间的推移而失去亲水性，但是随着时间的推移它们往往释放出有气味的组分，一些使用者可能讨厌或排斥这些有气味的组分。
相比之下，本公开的透气粘结的梳理成网非织造纤维网不需要胶乳粘结剂，因为透气粘结为非织造纤维网提供结构完整性。因此，本公开的透气粘结的非织造纤维网基本上不含胶乳，这意味着本公开的透气粘结的非织造纤维网包含小于1重量％的胶乳。因此，透气粘结的梳理成网非织造纤维网不释放与胶乳粘结剂相关联的有气味的组分。另外，本发明的透气粘结的梳理成网非织造纤维网往往比其胶乳粘结的对应物更软。
熔体添加剂可形成介于约0.5重量％至约10重量％之间的材料纤维网100。在一些形式中，熔体添加剂可小于约10重量％，小于约8重量％，小于约5重量％，小于约2.5重量％，具体地包括这些范围内的任何值或由此形成的任何范围。在一些形式中，熔体添加剂可为包含40重量％熔体添加剂的约6重量％的母料。在一些形式中，熔体添加剂可形成介于约0.5重量％至约6重量％之间的母料，或约小于4重量％的母料，或这些范围内的任何值以及由此形成的任何范围。
关于局部起霜，本发明人已发现，如果熔体添加剂的浓度按重量百分比计过低，则在施加局部热量的情况下提供的熔体添加剂起霜区域可能不足以提供期望的功能。相比之下，如果熔体添加剂浓度过高，则熔体添加剂起霜区域可在不施加局部热量的情况下出现—自动起霜。不受理论的束缚，据信熔体添加剂的扩散量例如扩散系数(在下文中另外更详细地阐述)随材料纤维网的组分材料的聚合物基体中熔体添加剂的浓度而增加。
在本发明的一些形式中，可通过以下方式将能量施加至材料纤维网来促进局部起霜：例如通过使用热气刀或具有限定几何形状(通过该限定几何形状将热空气插入材料纤维网中)的孔的带，或通过使用模板光模式的IR照射，或通过激光标记(例如，如用于生产包装材料)。用于将局部能量施加至材料纤维网的另外合适的方法描述于美国专利申请公布2017/0258955中。
如上文针对整个纤维网的加热所述，在局部(分区)起霜的情况下，可以实现在施加热量的区中横跨纤维网的z方向(厚度)上的起霜。在一些形式中，在z方向上的起霜可为均匀的。相比之下，局部涂层可仅影响材料纤维网的厚度的一部分，例如顶部或底部，而不是至少在施加后不久即存在于材料纤维网的整个厚度中。另外，在施加局部涂层后，它们可具有横跨它们所施加的材料的表面以及沿Z方向侧向迁移到材料纤维网的厚度中的趋势。局部涂层的侧向迁移可不利地影响具有离散处理区域的期望。涂层沿侧向以及Z向的迁移另外更详细地论述于本文中。
与局部涂层相比，熔体添加剂可以按阻止随时间推移横跨表面侧向迁移的方式来选择。合适的熔体添加剂及其选择标准在下文中论述。不受理论的束缚，据信构成纤维网的材料的聚合物的玻璃化转变温度、熔体添加剂的分子量以及熔体添加剂的链长、熔体添加剂和聚合物在发生起霜的温度下的不相容性可影响熔体添加剂的起霜能力。据信，在聚合物处于其玻璃态的情况下，聚合物基体的玻璃态可“锁住”熔体添加剂并阻止起霜。例如，观察到当在零下12℃，即低于PP的Tg(约5℃)的温度下制备之后立即存储样品时，在室温下从聚丙烯起霜的熔体添加剂根本不起霜。为了促进熔体添加剂从处于其玻璃态(即其Tg高于环境温度)的聚合物起霜，需要将聚合物加热至高于其Tg。
对于包括高Tg的那些聚合物，例如聚苯乙烯(100℃)；聚碳酸酯(145℃)；聚乳酸(60℃至65℃)；聚对苯二甲酸丁二醇酯(69℃至85℃)，可用于分区起霜的熔体添加剂可能比具有较低玻璃化转变温度的那些聚合物更广泛。在分区(局部)起霜中，“起霜”或“不起霜”可由该区的温度控制。在T>Tg的区中，起霜是可能的，而在T<Tg的区中，可能不出现起霜或起霜减少。对于具有较低Tg的那些聚合物(例如聚丙烯、聚乙烯)，可用于分区起霜的熔体添加剂在一定程度上受到限制，尤其是在期望分区起霜的情况下。由于组分材料的Tg较低，一些熔体添加剂可在室温(例如约25℃)下自动起霜。在不期望自动起霜的情况下，热塑性聚合物材料的玻璃化转变温度优选地大于室温。这种选择将阻止自动起霜，并相反允许通过局部能量施加来分区起霜。在一些形式中，就皮-芯双组分长丝或纤维而言，芯组分可具有大于室温的玻璃化转变温度。
对于具有高Tg的那些聚合物，可使用任何合适的亲水性添加剂。一些合适的示例包括以商品名Techmer PPM15560；TPM12713、PPM19913、PPM 19441、PPM19914、PPM11029和PM19668出售，购自Techmer PM(Clinton,TN)的那些。另外的示例购自位于Hammonton,NJ的Polyvel公司，以商品名Polyvel VW351 PP润湿剂出售；购自位于Monroe,NC的GoulstonTechnologies公司，以商品名Hydrosorb 1001出售；以及在美国专利申请公布2012/0077886以及美国专利5,969,026和美国专利4,578,414中公开的那些亲水性添加剂。其他合适的亲水性熔体添加剂为购自Baker Hughes的Unithox 720、Unithox 750以及通常来自Techmer的Techsurf 15560。另外，Techmer PBM19276可用于聚对苯二甲酸丁二醇酯或共聚对苯二甲酸乙二醇酯。
对于玻璃化转变温度较低的那些聚合物，例如聚丙烯(5℃，未受影响的域)、聚乙烯(零下125℃)，可用的熔体添加剂的列表对于经由局部活化的分区起霜可能具有多得多的限制性—假设所期望的结果是阻止自动起霜。不受理论的束缚，据信对于具有较低Tg的那些聚合物，熔体添加剂的链长和分子量在是否会发生自动起霜方面变得重要得多。据信对于具有较高链长和较高分子量的那些熔体添加剂组合物，在室温下存在聚合物中较低的扩散系数。因此，据信对于较高链长的熔体添加剂组合物，在室温下将阻止自动起霜。
在期望促进自动起霜的情况下，具有低玻璃化转变温度的聚合物可与任何合适的亲水性熔体添加剂或任何触觉改性熔体添加剂结合。具体地，列出与具有较高玻璃化转变温度的聚合物一起使用的那些熔体添加剂可与期望自动起霜的低玻璃化转变温度聚合物结合使用。
然而，在不期望自动起霜的情况下，可与聚丙烯和/或聚乙烯组合使用的示例性亲水性熔体添加剂为Polyvel表面活性剂S-1416。据信也可利用所具有的分子量高于聚丙烯或聚乙烯基体中的Polyvel表面活性剂S-1416的同系物。另一种适用于聚乙烯的熔体添加剂为脱水山梨糖醇单月桂酸酯。
Polyvel S-1416为具有(亲水性)聚亚乙基氧(PEO)链且分子量高于700g/mol的硅表面活性剂。Polyvel S-1416购自Polyvel公司，并且也被已知为商品名“VW 351”。不受理论的束缚，据信通过PEO链的长度控制“起霜阻力”。也就是说，据信PEO链越长，起霜阻力越大。S-1416具有10或11个亚乙基氧重复单元的链。另外，除了加热之外，S-1416的活化还需要潮湿环境(例如，80％相对湿度或在喷射到表面上的水的存在下)。还认为，在这些条件下，亲水尾向外翻转。
在透气粘结的纤维网中，也可在粘结点(即，单根纤维和/或长丝之间的接合点)处实现合适熔体添加剂的局部起霜增加，即在纤维和/或长丝彼此接触并且热焊接到彼此中的情况下。当使用熔体添加剂聚合物与受阻自动起霜的组合(例如聚丙烯中的Polyvel S-1416)时，即使用热量均匀地处理整个纤维网，也可实现这一点。不受理论的束缚，据信在粘结点处出现的聚合物熔体流动加快在熔融聚合物中产生额外的对流，这支持起霜。
据信，接合点处的局部亲水性：实现宏观疏水结构(干燥良好，尤其如果用作顶片非织造物)，但亲水性连接点仍使液体能够穿过非织造纤维网。亲水性连接点可能对于“超薄”纤维和/或长丝(<1.5dpf)(例如由于较低弯曲模量而具有较好的柔软性)特别有利，该“超薄”纤维和/或长丝是亲水性的，特别难以保持干燥。
在局部涂层上利用亲水性熔体添加剂的优点之一是具有亲水性涂层的材料纤维网可随时间推移失去其亲水性。如前所述，据信存在两种可随时间推移不利地影响亲水性涂层的主要机制。首先，据信局部涂层可在施加之后从表面垂直地扩散到非织造纤维网的聚合物基体中。此类迁移可意味着在最初施加涂层的地方失去亲水性。这可不利地影响流体处理性能。其次，如前所述，还据信局部涂层可横跨材料纤维网的表面侧向迁移，这可导致卫生产品的其他部分受污染。
然而，一些亲水性熔体添加剂可避免这些问题。还据信，利用熔体添加剂避免或减少此类问题至少部分是由于熔体添加剂与聚合物基体的不相容性。另外据信，利用熔体添加剂可避免或减少此类问题，因为据信熔体添加剂的疏水部分(较长链尾)锚固在聚合物中并且仅熔体添加剂分子的亲水头在聚合物表面上方。疏水链越长，锚固效应就越强，并且抗老化性就越好，但向表面的扩散越慢。这种较慢扩散的限制可通过施加热量来克服，施加热量会增加熔体添加剂的扩散系数。
即使当使用熔体添加剂而非局部涂层并且避免了上述两个问题时，仍存在另外的老化机制，该老化机制具体适用于多组分纤维，其中熔体添加剂仅用于一种组分，例如皮中。在一些情况下，熔体添加剂可随时间推移从包含熔体添加剂的组分扩散到不包含熔体添加剂或包含更少熔体添加剂的组分(通常为芯)中。因此，减少了可用于在皮中起霜的熔体添加剂的量。不受理论的束缚，据信芯可充当能够吸收熔体添加剂的一部分的“热动力学槽”。在此类情况下，芯和皮之间的浓度梯度可为用于使熔体添加剂从皮扩散到芯中的驱动力，并且在新建立的热动力学平衡中，较少量的熔体添加剂存在于皮中。
相比之下，对如本文所述的纤维和/或长丝材料的选择可降低芯变成热动力学槽的可能性。例如，通过在芯中使用具有足够高玻璃化转变温度的聚合物(分别在假定不包含或包含减少量的熔体添加剂的纤维组分中)，这种问题可得以缓解。芯或不期望熔体添加剂向其迁移的组分的玻璃化转变温度应至少大于25℃，并且优选大于40℃。据信，由于如上文在用于分区起霜的聚合物-熔体添加剂组合的上下文中所述相同的动力学阻力原因，处于其玻璃态的聚合物在很大程度上不能被熔体添加剂渗透。
对于亲水性熔体添加剂(例如，来自如透气粘结的纤维网中使用的双组分纤维的皮)起霜的应用，发现下列聚合物熔体添加剂组合非常适合：
对于聚乙烯，可以使用购自Techmer的PM 19668(亲水性PE母料)，或优选地购自Croda的Atmer 7326(Croda PE防雾母料)，或者以及购自Croda的Brij S2(可作为纯物质获得)。PM 19668的典型剂量介于母料的0.5重量％和2重量％之间。Atmer 7326的典型剂量为母料的5重量％，并且Brij S2的典型剂量为活性物质的1重量％至3重量％，优选地2重量％。
对于聚丙烯，最优选地可以使用来自Techmer的PPM 15560(亲水性PP母料)或BrijS2。此外，根据偏好降低的顺序，可以使用Bij S10(购自Croda)、Unithox 450、Unithox 720和Unithox 750(购自Baker Hughes)。PPM 15560优选地以母料的0.5重量％剂量，Brij S2和Brij S10优选地以活性物质的2重量％的剂量使用。Unithox熔体添加剂需要额外的回火。
对于共(聚对苯二甲酸乙二醇酯)：Techmer PBM19276。
除了前文所述或其独立描述的熔体添加剂之外，还可以在材料纤维网的聚合物基体中提供额外的熔体添加剂。例如，合适的触觉熔体添加剂可为具有一个或多个官能团的烃，该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。在一个具体形式中，增滑剂为芳族或脂族烃油的盐衍生物，尤其是脂肪酸的金属盐，包括具有7个至26个碳原子，优选地10个至22个碳原子链长的羧酸、硫酸和磷酸脂族饱和酸或不饱和酸的金属盐。可以利用可降低材料纤维网的摩擦系数的任何脂肪酸酰胺熔体添加剂。合适的脂肪酸酰胺包括衍生自C12-C28脂肪酸(饱和的或不饱和的)和伯胺或仲胺的混合物的那些。伯脂肪酸酰胺的合适示例包括衍生自脂肪酸和氨的那些，如[1]中所示。
其中R为具有在11个至27个，具体地16个至22个范围内碳原子数的脂肪酸。
在其他形式中，触觉剂为非离子官能化化合物。合适的官能化化合物包括：(a)油的酯、酰胺、醇和酸，包括芳族或脂族烃油，例如矿物油、环烷油、石蜡油；植物油诸如蓖麻油、玉米油、棉籽油、橄榄油、油菜籽油、大豆油、向日葵油、其他植物和动物油等。这些油的代表性官能化衍生物包括例如一元羧酸的多元醇酯，诸如单硬脂酸甘油酯、三硬脂酸甘油酯、单油酸季戊四醇等；饱和及不饱和的脂肪酸酰胺或亚乙基双(酰胺)，诸如油酰胺、芥酸酰胺、亚油酰胺以及它们的混合物；乙二醇、聚醚多元醇如Carbowax，以及己二酸、癸二酸等；(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，诸如硅烷和有机硅聚合物，包括硅油、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个至26个碳原子，优选地10个至22个碳原子的饱和或不饱和烷基基团，并且R1独立地为氢或具有7个至26个碳原子，优选地10个至22个碳原子的饱和或不饱和烷基基团。根据该结构的化合物包括例如棕榈酰胺、硬脂酰胺、花生酰胺、二十二酰胺、油酰胺、芥酸酰胺、亚油酰胺、硬脂基硬脂酰胺、棕榈基棕榈酰胺、硬脂基花生酰胺以及它们的混合物。
可用于本发明的亚乙基双(酰胺)由下式表示：
RC(O)NHCH2CH2NHC(O)R
其中每个R独立地为具有7个至26个碳原子，优选地10个至22个碳原子的饱和或不饱和烷基基团。根据该结构的化合物包括例如硬脂酰胺基乙基硬脂酰胺、硬脂酰胺基乙基棕榈酰胺、棕榈酰胺基乙基硬脂酰胺、亚乙基双硬脂酰胺、亚乙基双油酰胺、硬脂基芥酸酰胺、芥酸酰胺基乙基芥酸酰胺、油酰胺基乙基油酰胺、芥酸酰胺基乙基油酰胺、油酰胺基乙基芥酸酰胺、硬脂酰胺基乙基芥酸酰胺、芥酸酰胺基乙基棕榈酰胺、棕榈酰胺基乙基油酰胺，以及它们的混合物。
可商购获得的脂肪酰胺的示例包括Ampacet 10061，其包含5％的芥酸和硬脂酸的伯酰胺在聚乙烯中的50:50混合物；Elvax 3170，其包含芥酸和硬脂酸的酰胺在18％乙酸乙烯酯树脂和82％聚乙烯的共混物中的类似共混物。这些增滑剂购自DuPont。增滑剂还可购自Croda Universal公司，包括Crodamide OR(油酰胺)、Crodamide SR(硬脂酰胺)、Crodamide ER(芥酸酰胺)和Crodamide BR(二十二酰胺)；以及购自Crompton公司，包括Kemamide S(硬脂酰胺)、Kemamide B(二十二酰胺)、Kemamide O(油酰胺)、Kemamide E(芥酸酰胺)和Kemamide(N,N'-亚乙基双硬脂酰胺)。其他可商购获得的增滑剂包括ErucamidER芥酸酰胺。
用于柔软性/降低摩擦系数的其他合适的熔体添加剂包括芥酸酰胺、硬脂酰胺、油酰胺和有机硅，例如聚二甲基硅氧烷。一些具体示例包括购自CrodaTM的CrodamideTM防滑和抗结块剂和购自AmpacetTM的Slip BOPP。具体针对聚丙烯定制的柔软性/降低摩擦系数的熔体添加剂的一些另外的具体示例购自TechmerTM，并且以商品名PPM16368、PPM16141、PPM11790、PPM15710、PPM111767、PPM111771和PPM12484出售。具体针对聚乙烯定制的一些具体示例购自TechmerTM并且以商品名PM111765、PM111770和PM111768出售。
令人惊讶的是，已发现亲水性熔体添加剂Brij S2也具有触觉改性效果，使得纤维更加柔软。这种效应可通过将剂量增加至活性物质的2重量％以上来增强，如已发现这有利于其作为亲水性熔体添加剂的应用。还令人惊讶的是，已发现即使在至多10重量％或甚至20重量％的高剂量下，在纺丝工艺中也未观察到问题，如如果以类似剂量使用其他熔体添加剂时频繁出现的纺丝不稳定性。
已发现透气粘结的纤维网特别有利于利用由熔体添加剂提供的任何触觉/柔软性有益效果。与其压延粘结的对应物不同，透气粘结的纤维网不包括具有塑料样、“非纺织”性质并具有较低弯曲柔韧性的粘结点。发现此类粘结点减弱了材料纤维网的增强的柔软性/触觉印象。
如前所述，对于期望自动起霜的本发明的那些形式，则关于较高Tg聚合物提供的熔体添加剂列表可与具有较低Tg的聚合物(例如聚丙烯和/或聚乙烯)结合使用。并且，在此类情况下，如本文所述将热量施加至材料纤维网可增强熔体添加剂的起霜，即增加起霜至表面的熔体添加剂的量。相比之下，在期望阻止自动起霜的情况下，熔体添加剂和热塑性聚合物材料可如本文所述匹配，以便阻止自动起霜。需注意，阻止自动起霜并不一定意味着自动起霜被排除。
如先前所论述，本发明人已惊讶地发现，熔体添加剂起霜区域不侧向迁移至与局部施加的组合物相同的程度。这有利于避免由于老化导致的功能性损失，其中纤维网失去其亲水性或触觉特性并且吸收制品的其他部分受到污染(例如，阻隔层如阻隔腿箍由于使它们对体液更有渗透性的亲水性熔体添加剂的侧向迁移而变得亲水)。不受理论的束缚，据信熔体添加剂组合物的玻璃化转变温度或熔体添加剂的熔体温度(以较高者为准)需要高于25℃或更优选地高于40℃。据信熔体添加剂的较高熔体温度或玻璃化转变温度抑制熔体添加剂的侧向迁移。
此外，据信扩散系数在熔体添加剂是否起霜方面起重要作用。熔体添加剂扩散系数可被定义为：
其中Deff为扩散系数，x＝纤维的半径或膜的半厚度，并且t＝储存时间。为了使熔体添加剂保持在材料纤维网的聚合物基体内(在没有施加热能的情况下无熔体添加剂起霜区域)，扩散系数需要满足以下条件：
在室温下或
在40℃下，假设在40℃下加速老化0.5年预示着在室温(25℃)下老化3年。由于此类低扩散系数(对于具有40μm直径的纤维，在室温下10-18m2/s以及在40℃下10-17m2/s)，熔体添加剂实际上在聚合物基体中是不移动的并且不扩散至表面。在室温下3年或在40℃下0.5年后，向限定区之外的表面的起霜受到如此限制(如果完全发生的话)，使得通过施加热能提供的熔体添加剂起霜区域保持为很少迁移至不迁移。
据信，这些低有效扩散系数(“将熔体添加剂锁定在聚合物基体中”)可通过在聚合物基体中使用熔体添加剂来实现，在聚合物基体中(i)无非玻璃态无定形域或(ii)具有大尺寸熔体添加剂，在至多40℃的温度下，具有非常有限的一部分的非玻璃态无定形域。对于情况(i)，聚合物基体可例如为在40℃的环境温度(即，Tg>40℃)下处于其玻璃态的完全无定形的聚合物。对于情况(ii)，聚合物基体可为例如半结晶聚合物，其中大部分或全部的无定形域在40℃下处于玻璃态。
适用于本发明的材料纤维网中的聚合物的一个示例为聚丙烯。聚丙烯(PP)可具有两种类型的无定形域：I型和II型。I型可受相邻结晶域的影响并且其Tg为约75°。(“受影响”意指链的一端仍然附于晶体。)这些域中熔体添加剂的扩散系数在75℃以下接近零。II型不受结晶域的影响并且其Tg为约5℃。在室温下，熔体添加剂仅能够在这些不受影响的无定形域(Tg为约5℃)中有效迁移。(当提及“聚丙烯的Tg”时，通常意指在室温下不处于玻璃态的这些不受影响的无定形域的5℃的Tg。)取决于可用的II型无定形域的部分和尺寸，熔体添加剂可能无法再有效地在聚合物基体中迁移，特别是如果熔体添加剂分子大并且体积大时。在未拉伸纤维中，晶体呈球状形式，周围具有足够多不受影响的无定形域。在拉伸纤维中(拉伸速率为2000K/s以上的快速冷却)，形成纤丝状晶体，周围具有较少且较小无定形域。夹带在此类结构中的大熔体添加剂(例如分子量为GTS＝891.5g/mol)的扩散在动力学上受阻。
利用本文所述的方法，据信在加工期间施加热量可将扩散系数增加至以下范围：
达到上述扩散系数后，熔体添加剂能够在施加热能的区域中起霜至材料纤维网的表面，其中任选的后加工固化期为至多24小时。如果由于施加热能，聚合物基体中熔体添加剂的有效扩散系数例如改变至10-13m2/s，则对于直径为40μm的纤维，熔体添加剂起霜区域可在30分钟内出现。据信，通过施加热能增大扩散系数是由于施加时主体聚合物的微观结构的局部变化引起的。对于较小直径的纤维和/或长丝，熔体添加剂起霜区域可甚至在短于30分钟内出现。在一些形式中，可利用较低旦尼尔纤维来促进熔体添加剂的起霜。例如，纤维的纤度可在0.8旦尼尔至9旦尼尔之间的范围内，这可允许由于这些较小的纤维横截面引起的更快速起霜。
长丝/纤维化学成分可在熔体添加剂迁移通过长丝/纤维的热塑性聚合物材料中起重要作用。例如，芯-皮构型纤维和/或长丝可被设计成促进快速起霜。例如，芯-皮纤维和/或长丝可包含第一组分聚合物基体和第二组分聚合物基体。第一组分聚合物基体可构成皮，而第二组分聚合物基体构成芯。这些芯-皮纤维和/或长丝可被构造成使得按总纤维和/或长丝的重量计第一组分聚合物基体小于50重量％而第二组分聚合物基体大于50重量％。例如，第一组分聚合物基体与第二组分聚合物基体的重量比可为20％至80％；30％至70％，或40％至60％，具体地包括在这些范围内的任何值以及由此形成的任何范围。不受理论的束缚，由于第一组分聚合物基体的重量百分比的量减少，这些构型可促进起霜，这通常意味着较薄的皮，而较薄的皮与较短的扩散距离相关。在熔体添加剂穿过皮的扩散距离不是非常令人关注的情况下，第一组分聚合物基体与第二组分聚合物基体的比率可为50％至50％；60％至40％，70％至30％，或80％至20％，具体地包括这些范围内的所有值以及由此形成的任何范围。
然而，在芯-皮构型纤维和/或长丝中，即使材料纤维网被储存在环境条件下，在皮中提供的熔体添加剂也可随时间推移扩散到芯中。据信这是由于熔体添加剂在皮和芯之间的浓度梯度导致的。并且因此，熔体添加剂在纤维表面上的浓度也随着时间推移降低，并且表面的期望特性(亲水性或柔软性)随着时间推移变得越来越弱。
为解决该问题，在一些形式中，可将相同的熔体添加剂以相同的浓度施加至芯和皮两者以避免浓度梯度。在本发明的其他形式中，只要环境温度低于聚对苯二甲酸乙二醇酯的玻璃化转变温度，就可利用聚对苯二甲酸乙二醇酯的高玻璃化转变温度(取决于等级，在67℃至81℃的范围内)来产生抗扩散的动力学屏障。因此，聚对苯二甲酸乙二醇酯芯不需要包含熔体添加剂，这降低了成本。所具有的Tg高于环境温度的另选的合适聚合物为共聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚乳酸。
一般来讲，对芯-皮长丝和/或纤维的芯组分的选择可包括比皮组分更高的熔融温度。例如，芯组分所具有的熔融温度可大于皮组分的熔融温度30℃。在一些形式中，芯组分所包括的熔融温度可大于皮组分的熔融温度约40℃。在一些形式中，芯和皮之间的熔融温度的差值可为至少20℃，优选地30℃至50℃。
如本文所述通过熔点选择材料可阻止熔体添加剂扩散到芯中，即使通过热加工也是如此。例如，在透气粘结期间，对熔融温度的此类选择可确保皮组分熔融至一定程度而芯材料不熔融。然而，如果对熔融温度的选择过高，则皮中的熔体添加剂可能会热降解。例如，在长丝和/或纤维的形成期间，两种组分将需要处于约为芯组分的熔融温度的温度下，以允许加工芯组分和皮组分。因此，如果芯组分的熔融温度被选择成过高，则熔体添加剂可能发生热降解。因此，如本文所述，应当对组分和熔体添加剂进行仔细选择。通过使用具有低熔点(约160℃)的共聚对苯二甲酸乙二醇酯而不是聚对苯二甲酸乙二醇酯(熔点为约250℃)，本发明能够使用聚乙烯(熔点为约120℃)与多种其他热不稳定的熔体添加剂的组合。
除了芯-皮构型之外，双组分纤维和/或长丝中从一种聚合物基体到第二聚合物基体的这种迁移对于并列构型也可能成问题。在并列构型中，可如本文所述选择组分材料的熔体温度，以阻止熔体添加剂从一种组分材料聚合物基体迁移至另一种组分材料聚合物基体。类似地，可如本文所述选择熔体添加剂，以基于横跨整个纤维网或在多个离散位置中的能量施加而自动起霜或选择性地起霜。
实际上，熔体添加剂从纤维和/或长丝的表面的这种迁移可能是一个重要问题。例如，在本发明的材料纤维网包含亲水性熔体添加剂并且此类材料纤维网被用作采集、分配或第二顶片层的情况下，纤维和/或长丝的表面上亲水性起霜区域的迁移可导致制品故障。因此，非常有益的是这种特定形式的材料纤维网随着时间的推移保持亲水性。
如果将标准表面活性剂涂层施加至此类纤维网(例如，经由轻触辊施涂)，则由于表面活性剂涂层迁移到纤维和/或长丝中，亲水性可随着时间的推移(在约6个月内)显著下降。然而，据信，如果起霜熔体添加剂在应当发生起霜的温度下并且在其以下的所有温度下与聚合物基体不相容，则起霜熔体添加剂可克服该限制。如果在环境温度或更高温度下发生起霜，则存在使熔体添加剂朝表面离开聚合物的热动力学驱动力。并且，即使应该从表面除去熔体添加剂，也将从纤维内部的贮存器补充熔体添加剂。
就一些具体示例而言，本发明人已发现，如果不将热能施加至某些材料组合，则会出现很少的起霜。示例1：聚丙烯和polyvel 351(购自Polyvel公司)；示例2：聚丙烯和Unithox 720或Unithox 750(购自Baker Hughes)；示例3：聚乳酸和Unithox 720或Unithox750(购自Baker Hughes)；示例4：聚丙烯与Span 20或Span 40(两者购自Merck)。据信，这些熔体添加剂与聚乙烯的组合将在不施加热能的情况下产生类似的结果。
前体材料
本发明的材料纤维网以构成材料开始。如前所述，本发明的材料纤维网可包含任何合适的材料，例如非织造纤维网或由其形成的层合体。在本发明的材料纤维网包含层合体的情况下，层合体可包括多个非织造层。设想了另外的形式，其中本发明的材料纤维网包括非织造纤维网，该非织造纤维网包括多个非织造物层。无论材料纤维网的形式如何，均可利用任何合适的材料。
对于其中材料纤维网包含非织造物的那些形式而言，可利用任何合适的热塑性聚合物。一些合适的热塑性聚合物是熔融然后在冷却时结晶或硬化，但是在进一步加热时可再熔融的聚合物。用于本文的合适的热塑性聚合物具有约60℃至约300℃、约80℃至约250℃、或100℃至215℃的熔融温度(也称为固化温度)。
热塑性聚合物可源自任何合适的材料，包括可再生资源(包括基于生物的和可再循环的材料)、化石矿物和油，以及/或者可生物降解的材料。热塑性聚合物的一些适宜示例包括聚烯烃、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、高密度、线性低密度、或超低密度聚乙烯，使得聚乙烯密度的范围在0.90克/立方厘米至0.97克/立方厘米之间、在0.92克/立方厘米和0.95克/立方厘米之间、或者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量和类型确定，并且取决于聚合技术和共聚单体类型。
聚丙烯和/或聚丙烯共聚物的一些合适示例包括无规聚丙烯；全同立构聚丙烯、间同立构聚丙烯，以及它们的组合，也可使用“下文的丙烯聚合物”。可使用聚丙烯共聚物，尤其是乙烯，以降低熔融温度并且改善性能。可采用茂金属和Ziegler-Natta催化剂体系来制得这些聚丙烯聚合物。可将这些聚丙烯和聚乙烯组合物组合在一起以优化最终用途特性。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，诸如尼龙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，诸如乙烯/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、以及它们的共聚物如聚(甲基丙烯酸甲酯)。
可商购获得的合适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，购自Lyondell-Basell)、BasellMetocene MF-650W(500熔体流动速率茂金属全同立构聚丙烯，购自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，购自Crompton)、Exxon Achieve 3854(25熔体流动速率茂金属全同立构聚丙烯，购自Exxon-Mobil Chemical)、Mosten NB425(25熔体流动速率Ziegler-Natta全同立构聚丙烯，购自Unipetrol)、Danimer 27510(多羟基链烷酸酯聚丙烯，购自Danimer Scientific LLC)、Achieve 3155(35熔体流动速率Ziegler-Natta全同立构聚丙烯，购自Exxon Mobil)。
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、多羟基链烷酸酯、聚酰胺-6、聚酰胺-6,6，以及它们的组合。该聚合物可以是基于聚丙烯、基于聚乙烯、基于多羟基链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。当可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)，该可生物降解的材料易于被微生物如霉菌、真菌和细菌同化。适宜的可生物降解的聚合物还包括采用有氧或厌氧消化过程或由于暴露于环境要素如阳光、雨水、湿气、风、温度等而能够环境降解的那些可生物降解的材料。可生物降解的热塑性聚合物可单独使用，或以可生物降解的聚合物或不可生物降解的聚合物的组合形式使用。可生物降解的聚合物包括含有脂族组分的聚酯。其中聚酯是含有脂族成分和聚(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。此类多羟基链烷酸酯包括PHB与更长链长单体诸如C6-C12以及更长多羟基链烷酸酯的共聚物，如美国专利RE 36,548和5,990,271中公开的那些。
可商购获得的合适的聚乳酸的示例为购自Cargill DowTM以商品名6202D、6100D、6252D和6752D和6302D出售的NATUREWORKS以及购自Mitsui Chemical的LACEA。可商购获得的合适的二酸/二醇脂族聚酯的示例为由Showa High Polymer Company,Ltd.(Tokyo,Japan)以商品名BIONOLLE 1000和BIONOLLE 3000出售的聚琥珀酸/己二酸丁二酯共聚物。可商购获得的适宜脂族/芳族共聚酯的示例为由Eastman Chemical以商品名EASTAR BIOCopolyester或由BASF以商品名ECOFLEX出售的聚(四亚甲基己二酸酯-共-对苯二甲酸酯)。
热塑性聚合物组分可为如上所述的单一聚合物物质，或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，第一非织造层的组分纤维和/或长丝可由聚合物诸如聚丙烯以及聚丙烯和聚乙烯的共混物构成。第二非织造层可包含选自聚丙烯、聚丙烯/聚乙烯共混物以及聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯共混物的纤维和/或长丝。在一些形式中，第二非织造层可包含选自纤维素人造丝、棉、其它亲水性纤维材料、或它们的组合的纤维。纤维也可包含超吸收材料，诸如聚丙烯酸酯或合适材料的任何组合。
第一非织造层和/或第二非织造层的纤维和/或长丝可为单组分、双组分和/或双成分、圆形或非圆形(例如，毛细管道纤维)，并且可具有在0.1-500微米范围内的主横截面尺寸(例如，圆形纤维的直径)。非织造前体纤维网的组分纤维和/或长丝也可为不同纤维类型的混合物，这些不同纤维类型在诸如化学成分(例如聚乙烯和聚丙烯)、组分(单组分和双组分)、旦尼尔(微旦尼尔和>2旦尼尔)、形状(即毛细管和圆形)等特征方面不同。组分纤维和/或长丝的范围可为约0.1旦尼尔至约100旦尼尔。
如本文所用，术语“单组分”纤维是指使用一种或多种聚合物由一个挤出机形成的纤维。这并不意味着将由一种聚合物形成的、其中添加少量添加剂用于染色、抗静电特性、润滑、亲水性等的纤维和/或长丝排除在外。
如本文所用，术语“双组分纤维”或“双组分长丝”是指由至少两种不同的聚合物形成的从单独挤出机挤出但纺在一起形成一根纤维的纤维和/或长丝。双组分纤维有时候也称作共轭纤维或多组分纤维。聚合物横跨双组分纤维的横截面被布置在基本上恒定定位的不同区中，并且沿双组分纤维的长度连续延伸。例如，这种双组分纤维的构型可以是皮/芯型排列，其中一种聚合物被另一种聚合物围绕，或者可以是并列排列、饼式排列、或“海岛型”排列。可用于第一非织造层中的纤维的一些具体示例包括聚乙烯/聚丙烯并列型双组分纤维。另一个示例是聚丙烯/聚乙烯双组分纤维，其中聚乙烯被构造为皮并且聚丙烯被构造为皮内的芯。另一个示例是聚丙烯/聚丙烯双组分纤维，其中两种不同的丙烯聚合物以并列构型构造。
双组分纤维可包含两种不同的树脂，例如第一聚丙烯树脂和第二聚丙烯树脂。树脂可具有不同的熔体流动速率、分子量、或分子量分布。2种不同聚合物的比率可为约50/50、60/40、70/30或这些比率内的任何比率。比率可经过选择以控制褶皱的量、非织造层的强度、柔软性、粘结等。
如本文所用，术语“双成分纤维”或“双成分长丝”是指由至少两种聚合物形成的从同一挤出机作为共混物挤出的纤维和/或长丝。双成分纤维不具有横跨纤维的横截面区域被布置在相对恒定定位的不同区中的各种聚合物组分，并且所述各种聚合物通常不是沿纤维的整个长度连续的，而是通常形成随机地开始和结束的原纤。双成分纤维有时候也称作多成分纤维。在其他示例中，双组分纤维可包含多成分组分。
如本文所用，术语“非圆形纤维”或“非圆形长丝”描述具有非圆形横截面的纤维和/或长丝，并且包括“异形纤维”和“毛细管道纤维”。此类纤维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纤维。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纤维为T-401，命名为4DG纤维，其购自Fiber Innovation Technologies(Johnson City，TN)。T-401纤维为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET聚酯)。
另外关于着色，第一层和/或第二层可包含颜料、油墨或染料以实现如本文提供的任何色差。第一层的纤维和/或长丝以及第二层的纤维和/或长丝在着色上可彼此不同。如本文所用，“在着色上不同”或“着色上的差异”意指(a)第一层的纤维和/或长丝所包含的颜料不同于第二层的颜料；或(b)第一层的纤维和/或长丝包含不同的颜料组合；或(c)第一层的纤维和/或长丝包含相对于第二层不同量的同一种或多种颜料；或(d)选项a)至c)中任何选项的组合。颜料或着色剂可在每个层内的整个纤维和/或长丝中均匀添加或可在多组分纤维和/或长丝内以相同或不同的类型/量添加至一种或两种组分。
颜料是可为有机或无机的并且可包括可活化、结构化和或特殊效果颜料的材料。颜料由于波长选择性吸收的缘故而改变反射光或透射光的颜色。该物理过程不同于其中材料发射光的荧光、磷光、和其它形式的发光。颜料为大体不溶解的粉末，其不同于其自身为液体或可溶于溶剂(得到溶液)的染料。染料常常用来在非织造纤维网的表面上提供印刷物，诸如图形、图案或图像。因此，这些染料不形成非织造纤维网的纤维和/或长丝的一部分而是施加于纤维网表面上。在本发明中，颜料可被包含在多层非织造纤维网的纤维和/或长丝内，这消除了擦除或洗掉由颜料赋予多层非织造纤维网的颜色的风险。
对于本发明来讲，颜料通常将与构成纤维和/或长丝的热塑性材料混合。通常，在纤维和/或长丝形成时向呈母料或浓缩物形式的热塑性材料中添加颜料。可用于本发明的彩色母料包括例如由Ampacet提供的基于聚丙烯的定制彩色母料；由BASF提供的Lufilen和Luprofil；由Clariant提供的用于聚烯烃纤维和/或长丝的Remafin、用于聚酯纤维和/或长丝的Renol-AT、用于聚酰胺纤维和/或长丝的Renol-AN以及用于可再生聚合物的CESA。因此，在迫使热塑性材料通过喷丝头以形成和平铺形成非织造纤维网的纤维和/或长丝之前，将颜料悬浮于熔融热塑性材料中。
为了增加任一个或两个层中纤维和/或长丝的白度和/或不透明度，可使用二氧化钛(TiO2)。可获得不同的晶体形式，然而，最优选的是金红石或锐钛矿TiO2。其它白色颜料包括氧化锌、硫化锌、碳酸铅或碳酸钙。为了形成黑色，可使用炭黑或任何其它合适的着色剂。可根据期望的颜色使用各种着色的无机颜料并且所述颜料可包括金属氧化物、金属氢氧化物和金属硫化物或任何其它合适的材料。无机颜料的非限制性示例包括镉橙、氧化铁、群青颜料、氧化铬绿。可将一种或多种颜料组合以形成期望的颜色。有机着色剂的非限制性示例包括蒽醌颜料、偶氮颜料、苯并咪唑酮颜料、BONA色淀、二噁嗪、萘酚、二萘嵌苯、周酮、酞菁、皮蒽酮、喹吖啶酮。也可使用包括金属、珠光剂和荧光剂的效应颜料(effectspigment)。各种着色剂描述于Plastics Additives Handbook，第5版中。
适用于本发明的材料纤维网中的非织造材料可由任何合适的方法制成。例如，如前所述，材料纤维网可包括通过纺粘工艺制备的非织造层或非织造物层，或包含短纤维的梳理成网纤维网。
设想了本发明的形式，其中将具有比聚合物材料更高的热导率的填料包含到聚合物材料中。示例性填料包括无机填料诸如碳酸钙，其可具有比聚合物基体更高的热导率(例如，高于聚丙烯)，从而允许在纤维基体内更快且更均匀的热传递。这可允许从已经施加于材料纤维网的加工中的热量获得更多有益效果，并且如果有的话，可增加在制备材料纤维网之后热处理的效果。填料的粒度对于所观察到的效果可能是重要的。在一个实施方案中，填料的平均粒度因此为10μm或更小，优选地1μm或更小(ISO14688)。也可将材料选择为表现出在室温下的1W·m-1·K-1或更大或更多、2.0W·m-1·K-1或更多的热导率(DIN EN12664)。在一些形式中，热导率可为2.7W·m-1·K-1，其大约对应于CaCO3的热导率。在一个示例中，合适的CaCO3可为研磨的CaCO3(GCC)或者沉淀CaCO3，或它们的组合。例如，CaCO3可为微型CaCO3(GCC)，其具有0.002％的Plus325网和/或1.6微米的平均粒度和/或4.5m2/g的比表面积。此类材料例如包含在以商品名“Fiberlink 201S”购自A.Schulman的母料中。在另一个示例中，CaCO3可为纳米CaCO3(PCC)，其在45微米筛网上具有<250ppm的残留物，并且/或者具有0.07-0.13微米平均粒径和/或16m2/g的比表面积。此类材料例如以商品名U1S2购自Imerys Group。使用约10重量％的CaCO3促进了被测试材料的起霜。然而，由于其尺寸，CaCO3可能不适用于其他类型的材料加工，例如熔喷。
一次性吸收制品
本发明的材料纤维网可构成一次性吸收制品的任何合适部分，例如第二顶片、采集层、分配层。参见图2，可利用本文所述的材料纤维网的吸收制品1710可以是卫生巾/女性卫生护垫。如图所示，卫生巾1710可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中间的吸收芯1718。卫生巾1710可包括相对于卫生巾1710的纵向轴线1780向外延伸的翼部1720。卫生巾1710还可包括侧向轴线1790。翼部1720可接合到顶片1714、底片1716和/或吸收芯1718。卫生巾1710还可包括前边缘1722、与前边缘1722纵向相对的后边缘1724、第一侧边1726，以及与第一侧边1726侧向相对的第二侧边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1726的中点延伸至第二侧边1728的中点。卫生巾1710还可设置有如本领域中所已知的常常存在于卫生巾中的附加特征结构。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适宜的吸收芯。吸收芯1718可为任何吸收构件，该构件通常为可压缩的、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/或其他身体流出物。吸收芯1718可由常用于一次性吸收制品的各种液体吸收材料，诸如粉碎的木浆(通常称之为透气毡)制造。吸收芯1718可包含超吸收聚合物(SAP)和小于15％、小于10％、小于5％、小于3％或小于1％的透气毡，或者完全不含透气毡。其他合适的吸收材料的示例包括绉纱纤维素填料；包括共成形物的熔喷聚合物；化学硬化、改性或交联的纤维素纤维；薄纸，包括薄纸包裹物和薄纸层合体；吸收泡沫；吸收海绵；超吸收聚合物；吸收胶凝材料；或任何等同材料或材料的组合。
吸收芯1718的构型和构造可变化(例如，吸收芯可具有变化的厚度区、亲水梯度、超吸收梯度、或更低平均密度和更低平均基重采集区；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可包含例如一种或多种粘合剂以有助于将SAP或其他吸收材料固定在芯包裹物内和/或确保芯包裹物的完整性，尤其是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包含所述吸收材料所需的区域延伸至更大的区域。
具有各种芯设计的包含相对高量的SAP的吸收芯公开于授予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WO 95/11652、授予Hundorf等人的美国专利公布2008/0312622A1以及授予Van Malderen的WO 2012/052172中。
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可包括在顶片1714和吸收芯1718之间的附加层。例如，吸收制品1710可包括定位在顶片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)不可渗透并且可通常由薄塑料膜制造。然而，底片通常可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。合适的微孔聚乙烯膜由Mitsui Toatsu Chemicals，Inc.(Nagoya，Japan)制造，并且以商品PG-P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，可将其它液体不可渗透的柔性材料用作底片。本文所用“柔性”是指顺应性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适宜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、带图案的粘合剂层或者分开的粘合剂线条、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附接装置的示例公开于1986年3月4日授予Minetola等人的标题为“Disposable Waste-Containment Garment”的美国专利4,573,986中。另一种合适的附接装置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部、热熔合粘结部、压力粘结部、超声粘结部、动态机械粘结部、或者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是尿布，该尿布包括不可重复扣紧的裤、可重复扣紧的裤和/或可重复扣紧的尿布。尿布可具有与卫生巾相似的构造。示例性尿布在下文描述。
参照图3，示例性吸收制品的平面图，其为处于其平展未收缩状态的尿布1900(即，弹性引起的收缩被拉开)，其中结构的各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的表面朝向观察者。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、至少部分地定位于顶片1924和底片1925中间的吸收芯1928，以及阻隔腿箍1934。吸收制品还可包括液体管理系统(“LMS”)1950(图4所示)，其在所示的示例中包括分配层1954和采集层1952，两者均将在下文进一步讨论。在各种形式中，采集层1952可替代地分配身体流出物并且分配层1954可替代地采集身体流出物，或者两个层均可分配和/或采集身体流出物。LMS 1950还可以单个层或者两个或更多个层的形式提供。吸收制品还可包括弹性化衬圈箍1932，该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处于平面。
这些图还示出典型的胶粘尿布部件，诸如扣紧系统，该扣紧系统包括朝向吸收制品1900的后边缘附接并与吸收制品1900的前部上的着陆区相互配合的粘合剂插片1942或其他机械扣件。吸收制品还可包括未示出的其它典型的元件，诸如例如后弹性腰部特征结构和前弹性腰部特征结构。
吸收制品1900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1903和与第一侧边1903侧向相对的第二侧边1904。前腰边缘1910为旨在被穿着时朝向使用者的前部放置的吸收制品1900的边缘，并且后腰边缘1912为相对边缘。当将吸收制品1900给穿着者穿上时，前腰边缘1910和后腰边缘一起形成腰部开口。吸收制品1900可具有纵向轴线1980，该纵向轴线从吸收制品1900的前腰边缘1910的侧向中点延伸至后腰边缘1912的侧向中点并将吸收制品1900分成相对于纵向轴线1980的两个基本上对称的半部，其中将制品平坦放置并如在图4中所示从面向穿着者的表面观察。吸收制品还可具有侧向轴线1990，该侧向轴线从第一侧边1903的纵向中点延伸至第二侧边1904的纵向中点。吸收制品1900的长度L可沿纵向轴线1980从前腰边缘1910至后腰边缘1912进行测量。吸收制品1900的裆部宽度可沿侧向轴线1990从第一侧边1903至第二侧边1904进行测量。吸收制品1900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。前部和后部还可限定在侧向轴线1990的相对两侧上。
顶片1924、底片1925、吸收芯1928和其他制品部件可具体地通过例如胶粘或热压花，以多种构型来组装。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可包含吸收材料和包封吸收材料的芯包裹物，该吸收材料占75％至100％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％或至少99％，全部按吸收材料的重量计，具体地列举在上述指定范围以及其中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和底侧的两种材料、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，图4中表示为四个通道1926、1926'和1927、1927'。除此之外或另选地，LMS 1950可包括一个或多个通道，图3-5中表示为通道1949、1949'。在一些形式中，LMS 1950的通道可定位在吸收制品1900内使得其与吸收芯1928的通道对准、基本上对准、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部件。
顶片1924为直接与穿着者的皮肤接触的吸收制品的部分。如本领域技术人员所已知的，顶片1924可接合到底片1925、芯1928和/或任何其他层。通常顶片1924和底片1925在一些位置中彼此直接接合(例如在制品周边上或靠近制品周边处)，并且在其他位置中通过将它们直接接合至吸收制品1900的一个或多个其他元件，从而间接接合在一起。
底片1925通常是吸收制品1900的邻近吸收芯1928的面向衣服表面定位的部分，并且其防止或至少抑制其中所吸收和容纳的身体流出物弄脏制品诸如床单和内衣。底片1925通常是对液体(例如尿液、稀BM)不可透过的，或至少基本上不可透过的，但对蒸气可透过的，以允许尿布“透气”。底片可例如为或包括薄塑料膜，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膜出售的那些。其他合适的底片材料可包括允许蒸气从吸收制品1900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纤维网、非织造纤维网和复合材料，诸如膜包衣的非织造纤维网、微孔膜和单体膜。
可通过本领域技术人员已知的任何附接方法将底片1925接合到吸收制品1900的顶片1924、吸收芯1928和/或任何其他元件。合适的附接方法已在上文针对用于将顶片1924接合到吸收制品1900的其他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部件。吸收芯可包括包封吸收材料的芯包裹物或芯袋(下文的“芯包裹物”)。术语“吸收芯”不包括LMS或既不是芯包裹物的整体部分又不置于芯包裹物内的吸收制品的任何其它部件。吸收芯可包括以下各项、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”或“沙漏”形状的吸收芯周边可沿其宽度朝向芯的中间或“裆”区渐缩。以这种方式，吸收芯在旨在置于吸收制品的裆区中的吸收芯区域中可具有相对较窄的宽度。
本公开的吸收芯1928可包含吸收材料，其具有包封在芯包裹物内的高含量的超吸收聚合物(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可包含能够吸收大量流体的多种水不溶性但水溶胀性的聚合物。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含量可为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100％并包括100％。与通常包含例如介于40％至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，这提供相对较薄的芯。吸收材料可包含小于15％重量百分比或小于10％重量百分比，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％重量百分比的天然或合成纤维，或甚至可以基本上不含或不含天然和/或合成纤维，具体地列举在指定范围以及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，具体地列举在指定范围以及其中或由此形成的所有范围内的所有0.1％增量。
吸收芯1928还可包括大致平面的顶侧和大致平面的底侧。如在图4所示的平面视图中从顶部来看时，该芯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'。吸收材料可以按比朝向后侧更高的量朝向前侧分配，因为在具体制品的前部可需要更大的吸收性。吸收材料可在芯的任何部分中具有不均匀的基重或均匀的基重。芯包裹物可由两种非织造材料、基底、层合体或其他材料1916、1916'形成，其沿吸收芯的侧面被可至少部分地密封。芯包裹物可沿其前侧、后侧、以及两个纵向侧被至少部分地密封，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、基底或非织造物1916可以至少部分地围绕第二材料、基底或非织造物1916'以形成芯包裹物。第一材料1916可围绕第二材料1916'的邻近第一侧边1903和第二侧边1904的部分。
具有各种芯设计的包含相对较高含量的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，吸收材料可例如通过施加吸收材料的单一连续层来获得。吸收材料(具体地，SAP)的连续层还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中基本上连续地分布，如例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1960，该吸收材料可为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1960，该吸收材料也可为100％或更少的SAP。
纤维热塑性粘合剂材料可至少部分地接触着陆区域中的吸收材料1960并且至少部分地接触接合区域中的材料1916和1916'。这赋予热塑性粘合剂材料的纤维质层基本上三维的结构，所述结构本身与长度方向和宽度方向上的尺度相比为具有相对较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，该吸收材料可为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、材料或非织造物。典型的附接为所谓的C-包裹物和/或夹心包裹物。在C-包裹物中，基底中的一者的纵向边缘和/或横向边缘在另一个基底上方折叠以形成翼片。然后，这些翼片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1928下方折叠并且在该位置中粘结。
芯包裹物可沿吸收芯的所有侧部被至少部分地密封，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。
芯包裹物还可由单一基底形成，该基底可将吸收材料包封在一包包裹物中，并沿芯的前侧和后侧以及一个纵向密封件来密封。
吸收制品1900可包括一对阻隔腿箍1934。每个阻隔腿箍可由一片材料形成，该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液体和其它身体流出物的改善的抑制性。阻隔腿箍1934由直接或间接接合到顶片1924和/或底片1925的近侧边缘1964以及游离的端边1966界定，其旨在接触穿着者的皮肤并与之形成密封件。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，该粘结部可由胶粘、熔合粘结或其他合适的粘结方法的组合而制成。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成一整体，或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，但可朝向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可包括靠近该游离端边1966的膜的一个、两个或更多个弹性股线或条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，该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)，并可相对于阻隔腿箍1934在外部放置。衬圈箍1932可提供围绕穿着者的大腿的更好密封。每个衬圈腿箍可包括在吸收制品的基础结构中介于腿部开口区域中的顶片1924和底片1925之间的一个或多个弹性带1933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。阻隔腿箍可以许多不同的构型来构造，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整体部分，诸如以侧片形式由顶片1924和/或底片1925形成。另选地，如图4所示，耳片(1946,1940)可以为通过胶粘、热压花和/或压力粘结而附接的独立元件。后耳片1940可以是可拉伸的以有助于接片1942附接到着陆区1944，并将胶粘尿布保持在围绕穿着者腰部的适当位置。后耳片1940还可为弹性的或可延展的，以通过初始适形地贴合吸收制品为穿着者提供更舒适和适形性贴合，并且当吸收制品加载有流出物时在整个穿着期间维持该贴合性，因为弹性化耳片允许吸收制品的侧边伸展和收缩。
LMS 1950的一个功能是快速采集流体并将其以有效方式分配到吸收芯1928。LMS1950可包括一个或多个层，其可形成一体层或可保持为可彼此附接的离散层。LMS 1950可包括附加层：分配层1954和/或采集层1952，其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。合适的示例性LMS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。
分配层1954可例如包含按重量计至少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2008/0312622 A1(Hundorf)中。
采集层1952可例如设置在分配层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、熔喷层以及其他纺粘层或另选地梳理成网的化学粘结非织造物。采集层1952可包括气流成网或湿法成网纤维素、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筒纤维网(其可诸如通过固态成形来加工以增加空隙空间)，或粘结在一起以形成高蓬松材料的合成纤维和纤维素纤维的组合。另选地，采集层1952可包括吸收开孔泡沫。非织造材料可以被胶乳粘结。
吸收制品1900的LMS 1950可包括通道，该通道一般能够使吸收制品更好的适形于穿着者的身体结构，从而导致增加的运动自由度和减小的间隙。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，如上文所讨论的。另外，LMS 1950中的通道还可提供增加的空隙空间以将尿液、BM或其他身体流出物保持并分配在吸收制品内，从而导致减小的渗漏和皮肤接触。LMS 1950中的通道还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出时)以有利于实现吸收制品在穿着者身上的正确对准。因此，此类物理差异可以是例如在视觉和/或触觉上明显的。
如先前所述，本发明的材料纤维网可用作一次性吸收制品的顶片，该一次性吸收制品的示例包括卫生巾1710和前文所讨论的尿布1900。
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。在这种情况下，材料纤维网可形成以下的至少一部分：顶片；顶片和采集层；顶片和分配层；采集层和分配层；吸收制品的顶片。非织造纤维网中的物层的数量也可根据非织造层合体的具体用途来确定。
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(其各自在本领域中是已知的)可定位在吸收制品的顶片和吸收芯之间。
设想实施例：
实施例A：一种可透过的透气粘结的纤维网，其包含各自具有外表面的双组分芯-皮短纤维和/或长丝，其中皮包含热塑性聚合物材料和亲水性熔体添加剂和/或触觉改性熔体添加剂，其中透气粘结的纤维网横跨整个或部分的纤维网经受热能施加，使得熔体添加剂起霜区域设置在短纤维和/或长丝的外表面中的每一者的至少一部分上。
实施例A1：根据实施例A所述的可透过的透气粘结的纤维网，其中芯为聚对苯二甲酸乙二醇酯，并且皮为聚乙烯。
实施例A2：根据实施例A所述的可透过的透气粘结的纤维网，其中芯为聚对苯二甲酸乙二醇酯，并且皮为共聚对苯二甲酸乙二醇酯。
实施例A3：根据实施例A所述的可透过的透气粘结的纤维网，其中芯为共聚对苯二甲酸乙二醇酯，并且皮为聚乙烯。
实施例A4：根据实施例A至A3中任一项所述的可透过的透气粘结的纤维网，其中芯包含存在于皮中的相同熔体添加剂。
实施例A5：根据实施例A至A3中任一项所述的可透过的透气粘结的纤维网，其中芯不包含存在于皮中的熔体添加剂。
实施例A6：根据实施例A和A3所述的可透过的透气粘结的纤维网，其中共聚对苯二甲酸乙二醇酯具有约160℃的熔融温度。
实施例A7：根据实施例A和A4所述的可透过的透气粘结的纤维网，其中芯包含聚乳酸，并且皮包含聚乙烯。
实施例A8：根据实施例A所述的可透过的透气粘结的纤维网，其中芯包含共聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚乳酸，并且其中皮中的熔体添加剂包含BrijS2。
实施例A9：根据实施例A所述的可透过的透气粘结的纤维网，其中芯包含聚对苯二甲酸乙二醇酯，并且皮包含聚乳酸。
实施例A10：根据实施例A所述的可透过的透气粘结的纤维网，其中皮包含聚丙烯，并且芯包含聚对苯二甲酸乙二醇酯。
实施例A11：根据实施例A至A10中任一项所述的可透过的透气粘结的纤维网，其中如通过接触角方法测量的熔体添加剂起霜区域比热塑性聚合物材料更具亲水性。
实施例A12：根据实施例A至A11中任一项所述的可透过的透气粘结的纤维网，其中皮组分和熔体添加剂相匹配以促进熔体添加剂的自动起霜。
实施例A14：根据实施例A至A12中任一项所述的可透过的透气粘结的纤维网，其中多组分短纤维和/或长丝包括梳理成网短纤维。
实施例A15：根据实施例A至A12中任一项所述的透气粘结的纤维网，其中多组分短纤维和/或长丝包括长丝。
实施例A16：一种制备其上具有多个熔体添加剂起霜区域的可透过的透气粘结的纤维网的方法，该方法包括以下步骤：
获得多根纤维和/或长丝，所述多根纤维或长丝中的每一根为双组分纤维和/或长丝，所述双组分纤维和/或长丝各自包含构成皮的第一组分聚合物基体和构成芯的第二组分聚合物基体，其中纤维和/或长丝中的每一根还包含与第一组分聚合物基体共混的亲水性熔体添加剂和/或触觉改性熔体添加剂；以及
向所述多根纤维和/或长丝施加能量，以导致熔体添加剂在皮的表面上起霜。
实施例B：一种用于制备包含多根纤维和/或长丝的透气粘结的非织造纤维网的方法，该方法包括以下步骤：提供包含多根芯-皮纤维的非织造纤维网，该皮包含第一聚合物基体，并且该芯包含第二聚合物基体，其中皮形成纤维和/或长丝中的每一根的外表面，并且其中皮包含与第一聚合物基体共混的亲水性熔体添加剂和/或触觉改性熔体添加剂；以及横跨整个或部分的非织造纤维网施加能量，使得熔体添加剂在纤维和/或长丝的至少一部分的外表面上起霜。
实施例B1：根据实施例B所述的方法，其中芯的熔融温度高于皮的熔融温度。
实施例B2：根据实施例B至B1中任一项所述的方法，其中芯包含聚对苯二甲酸乙二醇酯，并且皮为聚乙烯。
实施例B3：根据实施例B至B1中任一项所述的方法，其中芯为聚对苯二甲酸乙二醇酯，并且皮为共聚对苯二甲酸乙二醇酯。
实施例B4：根据实施例B至B1中任一项所述的方法，其中芯为共聚对苯二甲酸乙二醇酯，并且皮为聚乙烯。
实施例B5：根据实施例B至B4中任一项所述的方法，其中芯包含存在于皮中的相同熔体添加剂。
实施例B6：根据实施例B至B4中任一项所述的方法，其中芯不包含存在于皮中的熔体添加剂。
实施例B7：根据实施例B和B4中任一项所述的方法，其中共聚对苯二甲酸乙二醇酯具有约160℃的熔融温度。
实施例B8：根据实施例B至B7中任一项所述的方法，其中施加能量的步骤与透气粘结非织造纤维网同时进行。
实施例B9：根据实施例B至B8中任一项所述的方法，还包括在透气粘结过程之后向非织造纤维网施加能量的步骤。
实施例B10：根据实施例B至B8中任一项所述的方法，其中非织造纤维网包含多根短长度纤维，并且其中施加能量的步骤在透气粘结之前的梳理法中发生。
实施例B11：根据实施例B至B10中任一项所述的方法，其中非织造纤维网基本上不含胶乳。
实施例B12：根据实施例B至B11中任一项所述的方法，其中向非织造纤维网施加能量的步骤使非织造纤维网经受温度，所述温度比亲水性熔体添加剂的熔融起始温度低优选地大于5℃但不超过20℃，并且更优选地介于10℃和15℃之间。
实施例B13：根据实施例B至B12中任一项所述的方法，其中进行横跨非织造纤维网施加能量的步骤持续超过1天且短于7天。
实施例B14：根据实施例B至B12中任一项所述的方法，其中芯的熔融温度比皮的熔融温度高至少20℃。
实施例B15：根据前述实施例B至B14中任一项所述的方法，其中用红外加热器或鼓式干燥器进行横跨非织造纤维网施加能量的步骤。
实施例C：一种透气粘结的纤维网，其包含各自具有外表面的多组分短纤维和/或长丝，其中短纤维和/或长丝中的每一根至少包含第一热塑性聚合物材料和第二热塑性聚合物材料，以及与第一热塑性聚合物材料和/或第二热塑性聚合物材料中的至少一者共混的亲水性熔体添加剂或触觉改性熔体添加剂，短纤维和/或长丝中的每一根包括外表面，其中透气粘结的纤维网横跨整个纤维网经受热能施加，使得熔体添加剂起霜区域设置在短纤维和/或长丝的外表面中的每一者的至少50％上。
实施例C1：根据实施例C所述的透气粘结的纤维网，其中短纤维和/或长丝是非圆形的。
实施例C2：根据前述实施例C至C1中任一项所述的透气粘结的纤维网，其中短纤维和/或长丝包括选自以下中的至少一者的横截面：三叶形、Δ形、“U形”、“H形”、“C形”和“V形”。
实施例C3：根据前述实施例C至C2中任一项所述的透气粘结的纤维网，其中短纤维和/或长丝为并列型双组分纤维。
实施例C4：根据前述实施例C至C3中任一项所述的透气粘结的纤维网，其中在多组分短纤维和/或长丝的不同组分中使用不同的熔体添加剂。
实施例C5：根据前述实施例C至C4中任一项所述的透气粘结的纤维网，其中第一聚合物材料包含第一熔体添加剂，并且第二聚合物材料包含第二熔体添加剂，其中第一熔体添加剂和第二熔体添加剂包含不同的组合物。
实施例C6：根据前述实施例C至C5中任一项所述的透气粘结的纤维网，其中第二聚合物材料具有比第一聚合物材料高的Tg。
实施例C7：根据实施例C至C6中任一项所述的透气粘结的纤维网，其中第二聚合物材料具有大于25℃，优选地大于40℃，更优选地大于50℃的Tg。
实施例C8：根据实施例C至C7中任一项所述的透气粘结的纤维网，其中多组分短纤维和/或长丝包括梳理成网短纤维。
实施例C9：根据实施例C至C7中任一项所述的透气粘结的纤维网，其中多组分短纤维和/或长丝包括长丝。
实施例C10：根据实施例C至C2和C4至C9中任一项所述的透气粘结的纤维网，其中多组分短纤维和/或长丝以皮/芯型排列构造。
实施例C11：根据任何实施例C10所述的透气粘结的纤维网，其中芯为聚对苯二甲酸乙二醇酯，并且皮为聚乙烯。
实施例C12：根据任何实施例C10所述的透气粘结的纤维网，其中多组分短纤维和/或长丝，其中芯为聚对苯二甲酸乙二醇酯并且皮为共聚对苯二甲酸乙二醇酯。
实施例C13：根据任何实施例C10所述的透气粘结的纤维网，其中多组分短纤维和/或长丝，其中芯为共聚对苯二甲酸乙二醇酯并且皮为聚乙烯。
实施例C14：根据任何实施例C10所述的透气粘结的纤维网，其中多组分短纤维和/或长丝，其中芯包含存在于皮中的相同熔体添加剂。
实施例C15：根据任何实施例C10所述的透气粘结的纤维网，其中多组分短纤维和/或长丝，其中芯不包含存在于皮中的熔体添加剂。
实施例C16：根据任何实施例C10所述的透气粘结的纤维网，其中多组分短纤维和/或长丝，其中芯包含聚乳酸并且皮包含聚乙烯。
实施例C17：根据任何实施例C10所述的透气粘结的纤维网，其中多组分短纤维和/或长丝，其中芯包含共聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚乳酸，并且其中皮中的熔体添加剂包含Brij S2。
实施例C18：根据任何实施例C10所述的透气粘结的纤维网，其中多组分短纤维和/或长丝，其中芯包含聚对苯二甲酸乙二醇酯，并且皮包含聚乳酸。
实施例C19：根据任何实施例C10所述的透气粘结的纤维网，其中多组分短纤维和/或长丝，其中皮包含聚丙烯并且芯包含聚对苯二甲酸乙二醇酯。
实施例C20：根据实施例C至C19中任一项所述的透气粘结的纤维网，其中透气粘结的纤维网被用作设置在顶片和吸收芯之间的吸收制品的采集层。
实施例C21：根据实施例C至C19中任一项所述的透气粘结的纤维网，其中透气粘结的纤维网基本上不含胶乳。
实施例D：一种制备包含多根长丝和/或短纤维的非织造纤维网的方法，该方法包括以下步骤：获得多根长丝，所述长丝包含第一聚合物基体以及与第一聚合物基体共混的亲水性熔体添加剂和/或触觉改性熔体添加剂；粘结或缠结所述多根长丝和/或短纤维；在比亲水性熔体添加剂和/或触觉改性熔体添加剂的熔融起始温度低的温度下将所述多根长丝和/或短纤维回火，其中该温度比熔融起始温度低至少5℃，更优选地介于10℃和15℃之间，并且不大于20℃。
实施例D1：根据实施例D所述的方法，其中所述多根长丝和/或短纤维包括双组分长丝。
实施例D2：根据实施例D1所述的方法，其中双组分长丝和/或短纤维另外包含第二聚合物基体，其中第一聚合物基体具有比第二聚合物基体的Tg低的Tg。
实施例D3：根据实施例D2所述的方法，其中第一聚合物基体的Tg和第二聚合物基体的Tg之间的差值为至少20℃，更优选地至少25℃。
实施例D4：根据实施例D至D3中任一项所述的方法，其中第一聚合物基体的Tg为至少50℃。
实施例D5：根据实施例D至D3中任一项所述的方法，其中第一聚合物基体的Tg小于50℃。
实施例D6：根据实施例D5中任一项所述的方法，其中亲水性熔体添加剂和/或触觉改性熔体添加剂具有至少700g/mol的分子量。
实施例D7：根据实施例D2至D6中任一项所述的方法，其中双组分长丝和/或短纤维以芯-皮构型排列，其中第一聚合物基体构成皮并且第二聚合物基体构成芯，并且其中第一聚合物基体与第二聚合物基体的重量百分比比率优选地小于50/50；更优选地小于40/60；并且最优选地小于30/70。
实施例D8：根据实施例D2至D6中任一项所述的方法，其中双组分长丝和/或短纤维以芯-皮构型排列，其中第一聚合物基体构成皮并且第二聚合物基体构成芯，并且其中第一聚合物基体与第二聚合物基体的重量百分比比率优选地大于50/50，更优选地大于60/40，并且最优选地大于70/30。
实施例D9：根据实施例D2至D6所述的方法，其中双组分长丝和/或短纤维以并列构型排列，并且其中第一聚合物基体包含亲水性熔体添加剂。
实施例D10：根据实施例D9所述的方法，其中第二聚合物基体包含触觉改性剂。
实施例D11：根据实施例D至D10中任一项所述的方法，其中熔体添加剂以介于0.1重量％至10重量％，更优选地0.5重量％至6重量％，并且最优选地1重量％至3重量％之间的量存在。
实施例E：一种制备包含多根长丝和/或短纤维的非织造纤维网的方法，该方法包括以下步骤：获得多根长丝和/或短纤维，所述长丝和/或短纤维包含第一聚合物基体以及与第一聚合物基体共混的亲水性和/或触觉改性熔体添加剂；粘结或缠结所述多根长丝和/或短纤维；在多个离散位置处向所述多根长丝和/或短纤维提供能量。
实施例E1：根据实施例E所述的方法，其中所述多根长丝和/或短纤维包括双组分长丝。
实施例E2：根据实施例E1所述的方法，其中双组分长丝和/或短纤维另外包含第二聚合物基体，其中第一聚合物基体具有比第二聚合物基体的Tg低的Tg。
实施例E3：根据实施例E2所述的方法，其中第一聚合物基体的Tg和第二聚合物基体的Tg之间的差值为至少20℃，更优选地至少25℃。
实施例E4：根据实施例E至E3中任一项所述的方法，其中第一聚合物基体的Tg为至少50℃。
实施例E6：根据实施例E4中任一项所述的方法，其中亲水性熔体添加剂和/或触觉改性熔体添加剂具有至少700g/mol的分子量。
实施例E6：根据实施例E至E5中任一项所述的方法，其中亲水性熔体添加剂和/或触觉改性熔体添加剂包括大于25℃，更优选地大于40℃的熔体温度。
实施例E7：根据实施例E2至E6中任一项所述的方法，其中双组分长丝以芯-皮构型排列，其中第一聚合物基体构成皮并且第二聚合物基体构成芯，并且其中第一聚合物基体与第二聚合物基体的重量百分比比率优选地小于50/50；更优选地小于40/60；并且最优选地小于30/70。
实施例E8：根据实施例E2至E7中任一项所述的方法，其中双组分长丝以芯-皮构型排列，其中第一聚合物基体构成皮并且第二聚合物基体构成芯，并且其中第一聚合物基体与第二聚合物基体的重量百分比比率优选地大于50/50，更优选地大于60/40，并且最优选地大于70/30。
实施例E9：根据实施例E2至E6所述的方法，其中双组分长丝以并列构型排列，并且其中第一聚合物基体包含亲水性熔体添加剂。
实施例E10：根据实施例E9所述的方法，其中第二聚合物基体包含触觉改性剂。
实施例E11：根据实施例E至E10中任一项所述的方法，其中熔体添加剂以介于0.5重量％至10重量％之间，更优选地1重量％至8重量％，并且最优选地2重量％至6重量％的量存在。
测试
玻璃化转变温度和熔融温度
根据ASTM D3418-15测定基础基体聚合物和纯熔体添加剂两者的Tg和熔点。当熔体添加剂不可直接获得时，可使用“溶剂洗涤程序”中所述的萃取从热处理的基底收集它。
长丝直径和旦尼尔测试
非织造基底的样品中的长丝或纤维的直径通过使用扫描电镜(SEM)和图像分析软件来测定。选择500倍至10,000倍的放大率使得长丝或纤维被适宜地放大以用于测量。使这些样品溅射有金或钯化合物以避免长丝或纤维在电子束中带电和振动。使用用于测定长丝直径的手动程序。使用鼠标和光标工具，搜寻随机选择的长丝的边缘，并且然后横跨其宽度(即，垂直于该点处的长丝方向)测量至长丝的另一个边缘。就非圆形长丝或纤维而言，横截面的面积使用图像分析软件来测量。然后有效直径通过计算直径来计算，如发现的区域是圆形那样。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或纤维。以这种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次此类测量并且然后记录所有的数据用于统计分析。记录的数据用于计算长丝直径的平均值(均值)、长丝直径的标准偏差和长丝直径的中值。另一个有用的统计量为计算低于某个上限的长丝或纤维的群体量。为了测定该统计量，对软件进行编程以计数有多少长丝直径的结果低于上限，并且将该计数(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，例如诸如低于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。
就圆形长丝或纤维而言，由以下公式限定横截面积：
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，给定以米(或微米)计的物理圆形长丝直径，从这些关系式计算出以旦尼尔计的长丝直径。我们将单个圆形长丝的所测直径(以微米计)表示为D。
在长丝或纤维具有非圆形横截面的情况下，长丝直径的测量测定为并且设置成等于水力直径，如上所讨论的。
质均直径
如下计算长丝的质均直径：
质均直径，
其中
假定样品中的长丝是圆形的/圆柱形的，
di＝样品中的第i根长丝的实测直径，
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。
测定重量的重量损失测试
测定重量的重量损失测试可用于测定本公开的非织造基底中的类脂酯(例如，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。然后将样品取出，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％。
熔体添加剂的存在
通过比较经过和未经过溶剂洗涤的非热活化基底来确定熔体添加剂的存在(与表面涂层相反)。非活化区域可使用如前所述的“通过FTIR/ATR确定活化区”方法来鉴定，并从基底切除用于分析。需要收集大约2.0克。
鉴定合适的溶剂，该溶剂可有效地溶解添加剂但不会溶胀基体或从基体中溶解任何另外的添加剂。对于PP中的GTS，丙酮为合适的溶剂。
将1.00g±0.01g非热活化基底称重到500mL烧瓶中，并且加入100mL溶剂。然后在20℃下，以900rpm将基底与溶剂搅拌30分钟。滗出溶剂，并且再次用100mL溶剂填充烧瓶。在20℃下以900rpm再次将混合物搅拌30分钟。滗出溶剂，并且在40℃下将非织造物干燥过夜。
制备两个熔膜，第一个熔膜的非活化区域未经洗涤，第二个熔膜的非活化基底经溶剂洗涤后用于分析。如“通过FTIR定量总熔体添加剂浓度”中所述制备和分析熔膜。在来自经洗涤膜和未经洗涤膜中每一者的三(3)个随机选择的位点上进行FTIR透射测量，以计算总浓度。分别计算并记录三次平行测定的算术平均值，并且将经洗涤浓度和未经洗涤浓度精确记录至0.1％。记录未经洗涤浓度除以经洗涤浓度的比率。大于20的比率表示使用表面涂层而非熔体添加剂。
聚合物基体中的熔体添加剂的FTIR(反射率和ATR)测量结果通过峰值归一化来量化。选择一个专属于熔体添加剂并且必须不受样品混合物中其他组分或杂质干扰的吸收带。该信号表示为E1。示例为介于1806cm-1和1660cm-1之间的GTS峰。选择第二条专属于聚合物基体并且必须不受样品混合物中的样品基体或其他杂质干扰的带。该信号用于归一化特定样本的路径长度。该信号表示为E2。示例为介于985cm-1和950cm-1之间的聚丙烯(PP)峰。本文所述的FTIR方法专门针对这些实施例PP中的GTS描述，但本领域的技术人员可选择类似的峰以有利于分析其他熔体添加剂和基体。
通过FTIR定量总熔体添加剂浓度
使用透射FTIR(合适的仪器为Thermo Scientific公司的Nicolet 6700或等同仪器)测量纤维和/或长丝中的总GTS。使用由PP中GTS的已知混合物制备的标准膜进行校准，并可将其用于定量纤维上和纤维内GTS的总浓度。所有测试均在保持在23℃±2℃和50％±2％相对湿度下的调理室中进行。在进行测试之前，将样品在相同条件下调理2小时。
通过将基础聚合物(例如聚丙烯)与活性GTS混合来制备校准标样。以PP中的GTS为0.0％、0.4％、1.2％、2.0％、4.0％、12.0％和20.0％重量/重量的浓度制备55cm3体积的每种标样。首先将组分精确称重，然后置于实验室翻滚搅拌器(合适的搅拌器为购自WillyA.Bachofen AG Maschinenfabrik的Turbula T2C或等同仪器)中并混合10分钟。接着将混合物添加到实验室捏合机(合适的仪器为Thermo Electron公司的Haake Polydrive搅拌器或等同仪器)中并且在180℃下以10rpm捏合2分钟，然后再次以60rpm捏合另外8分钟。在捏合后，将每种混合物研磨(合适的研磨机为Wanner C13.20sv或等同仪器)，然后压入膜中。
使用热压机(合适的压机为Graseby Specac热压机，或等同仪器)为每种浓度制备一个熔膜。将25mg标准混合物置于两个铝箔之间并且熔融直至压制形式达到175℃，用5000kg重量压制2.0分钟，然后在无压力下以水冷却形式冷却20分钟。所得膜应具有59μm至62μm的均匀厚度。
在以下条件下，在每个校准膜上的三个不同位置上执行透射FTIR：从550cm-1至4000cm-1在1.0的分辨率和1.0的放大率下扫描64次。在测量每个新样本之前进行背景扫描。测量两个峰以便定量，一个峰与PP相关联，并且第二个峰与GTS相关联。使用合适的软件，在1025cm-1和950cm-1之间绘制一条基线，并测量距985cm-1至950cm-1波数之间的最高峰的高度差。然后，在1806cm-1和1660cm-1之间绘制一条基线，并且测量距这两个波数之间的最高峰的高度差。
使用峰比归一化进行校准。特定波长λ下的消光值E被定义为：
E(λ)＝∈·c·d
其中c＝吸收物质的重量分数；d＝辐射样品路径长度的厚度，并且∈＝吸收系数。对于来自物质A和物质B的两组分体系，公式将表示为：
E(λ)＝∈A(λ)·cA·d+∈B(λ)·cB·d
为了消除由路径长度造成的影响，可使用两个峰面积的比率：
此处E1是指1660cm-1和1806cm-1之间的峰值，并且E2是指950cm-1和985cm-1之间的峰值。考虑在两组分体系中，单个重量分数χ加起来为1，这得到：
此处，组分的重量分数与路径长度无关。绘制E1/E2的比率相对于校准样品浓度的曲线，并执行最小二乘线性拟合。
该校准被定义为：
其中对应于用于将峰值比与％GTS浓度相关的校准系数。
在从所关注位点切除的25mg非织造物上进行样品非织造物的分析。再次使用热压机制备膜，将样本置于两个铝箔之间并且熔融直至压制形式达到175℃，用5000kg重量压制2.0分钟，然后在无压力下以水冷却形式冷却20分钟。所得膜应具有59μm至62μm的均匀厚度。
使用与标样相同的条件，在每个样本膜上的三个不同位置处执行透射FTIR。按照与标样类似的方式收集在1025cm-1和950cm-1区域以及1806cm-1和1660cm-1区域中的峰高。使用上文针对三次平行测定导出的校准系数计算GTS％，并将其报告为算术平均值，精确至0.1％。
经由FTIR/ATR定量热活化区
利用锗和金刚石晶体两者，使用衰减全反射(ATR)FTIR(合适的仪器为ThermoScientific的Nicholet 6700，或等同仪器)测量纤维和/或长丝上的GTS表面富集。该仪器应当能够根据Thermo Scientific应用指南50581中所述的高级ATR校正算法校正ATR信号以匹配透射FTIR信号。校正按制造商操作程序的规定应用。所有测试均在保持在23℃±2℃和50％±2％相对湿度下的调理室中进行。在进行测试之前，将样品在相同条件下调理2小时。
利用锗晶体和金刚石晶体两者，使用FTIR ATR测量GTS的表面富集。选择锗晶体，将样本放置在ATR工作台上，使所关注位点居中在晶体下方。使用探针将晶体贴在样本上压制至68.9N/mm2的压力。在550cm-1至4000cm-1的波数之间，在每0.482cm-1一个数据点的分辨率、1.0的放大倍数下收集64次扫描，在每0.482cm-1一个数据点的分辨率、1.0的放大倍数和1反弹测量类型下收集64次扫描。在每次测量之间，必须用异丙醇彻底清洁晶体和柱塞，以防止与先前的分析有偏差。清洁后，等待至少10分钟，然后开始新的测量，以确保工作台和晶体上不存在残留异丙醇。使用上述参数，每15分钟收集一次背景光谱。从每个测量的样品光谱中减去该背景光谱。在三个不同但等效的位点上收集光谱，总共3条光谱。对于锗和金刚石晶体两者，使用该方案重复光谱。测量两个峰以便定量，一个峰与PP相关联，并且第二个峰与GTS相关联。
可通过应用以下公式(该公式来自Thermo Scientific应用指南50581)来校正ATR信号以匹配透射FTIR信号：
其中：
A＝ATR强度
E0＝边界处的隐失波的电场
α＝每单位厚度样品的吸收系数
dp＝穿透深度
n1＝晶体的折射率
n2＝样品的折射率
使用以下公式计算每个晶体的穿透深度(dp)：
其中n为折射率，θ为入射角，并且λ为入射波长。对于PP和PE，将样品的折射率取为1.49。例如，锗晶体(折射率＝4.0并且入射角＝42°)将提供0.41μm的穿透，并且金刚石晶体(折射率＝2.4并且入射角＝42°)将提供1.51μm的穿透。必须基于所使用仪器的具体配置来计算值。
使用合适的软件绘制一条介于1806cm-1和1660cm-1之间的基线，并且测量距这两个波数之间的最高峰的高度差。这是E1。然后，在1025cm-1和950cm-1之间绘制一条基线，并测量距985cm-1和950cm-1波数之间的最高峰的高度差。这是E2。使用以下公式，由如本文采用“通过FTIR定量总熔体添加剂浓度”方法所测定的校准系数x进行定量：
针对三次平行测定计算GTS％，并将其报告为算术平均值，精确至0.1％。
接触角方法
使用配备有具有27号钝头不锈钢针的1mL容量气密性注射器的测角仪和合适的图像分析软件(合适的仪器为FTA200,First Ten Angstroms,Portsmouth,VA，或等同仪器)，使用利用如本文所述细节改动的ASTM D7490-13来测定基底上的接触角。根据ASTM规范D1193-99，使用一种测试流体：II型试剂水(蒸馏水)。所有测试均将在约23℃±2℃和约50％±2％的相对湿度下进行。
从被测试制品的顶片中取下50mm乘50mm待测试的样本，小心不接触所关注区域，否则在收集或后续分析期间会污染表面。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。
根据制造商的说明将测角仪设置在隔振工作台上并调平工作台。视频捕获装置必须具有从液滴击中样本表面的时间到其无法从样本表面分辨出的时间能够捕获至少10-20个图像的采集速度。典型的是900个图像/秒的捕获速率。取决于样本的疏水性/亲水性，液滴可能会或可能不会快速润湿样品的表面。在缓慢采集的情况下，应当采集图像直到2％体积的液滴被吸收到样本中。如果非常快地采集，如果第二图像显示超过2％的体积损失，则应当使用第一分辨图像。
将样本放置在测角仪的工作台上，并且将注射针调节至距表面由仪器制造商推荐的距离(通常为3mm)。如果有必要，调节样本的位置以将目标位点放置在针尖下方。将视频装置聚焦，以便可捕获样本表面上液滴的清晰图像。启动图像采集。将5μL±0.1μL液滴沉积到样本上。如果由于运动导致液滴形状发生可见变形，则在不同但等效的目标位置处重复。从存在2％液滴体积损失的图像上，对液滴进行两个角度测量(每个液滴边缘一个)。如果两个边缘上的接触角相差超过4°，则应排除该值并在样本上的等效位置处重复测试。在样本上识别另外五个等效位点，并重复总共6次测量(12个角度)。计算样本该侧的算术平均值并精确报告至0.01°。以类似的方式，测量6滴样本相对侧上的接触角(12个角度)并分别精确报告至0.01°。
用于测定纤维和/或长丝上的接触角的SEM方法
当期望单根纤维或长丝上的接触角时，可利用用于测定接触角的SEM方法。将尺寸为1cm×2cm的矩形样本从一次性吸收产品的顶片中切下，小心不要接触样本表面或破坏材料的结构。样本应当包括通过前文所述的通过FTIR/ATR测试方法确定活化区而识别的任何热活化区。就额外的热活化区位于样本外部来说，应当获得额外的样本以容纳所有识别的热活化区。样本的长度(2cm)与制品的纵向中心线对准。使用镊子轻轻地处理样本边缘，并且使用双面胶带将其以面向皮肤侧朝上平整安装在SEM样本夹持器上。使用由小业余喷枪装置产生的水滴细雾喷涂样本。用于产生液滴的水是电阻率为至少18MΩ-cm的蒸馏去离子水。调节喷枪，使得液滴各自具有约2pL的体积。将大约0.5mg水滴均匀地且轻轻地沉积到样本上。在施加水滴后，立即通过将安装的样本浸入液氮中，将其冷冻。冷冻后，将样品转移至-150℃的低温扫描电镜制备室中，用Au/Pd涂覆，并且转移至-150℃的低温扫描电镜室中。使用Hitachi S-4700低温扫描电镜或等同仪器来获得纤维和/或长丝上液滴的高分辨率图像。液滴被随机选择，但仅当液滴在显微镜中取向成使得液滴从纤维表面延伸的投影被近似最大化时，液滴才适于成像。这将参照图6A-9B进一步讨论。液滴与纤维之间的接触角由所拍摄的图像直接确定，如通过线3700A、3700B、3800A、3800B、3900A、3900B、4000A和4000B所示。对二十个单独液滴成像，从其进行四十个接触角测量(在每个成像液滴的每一侧上一个)，并且计算这四十个接触角测量的算术平均值并将其报告为该样本的接触角。
参照图6A-9B提供图像的实施例。图6A-7B为示出在尚未施加组合物时纤维和/或长丝上低温冷冻的水滴的示例性图像。图8A-9B为示出在已施加组合物时纤维和/或长丝上低温冷冻的水滴的示例性图像。如前所述，应当将液滴的投影最大化以确保测量适当的接触角。示例性液滴投影4100B示于图9B中。
差示扫描量热法：
所有测试均在DSC Q 2000(TA Instruments)上进行。
如DIN EN ISO 11357中所述进行DSC，细节如下：对于母料(以及通常添加剂/PP共混物)从-40℃至200℃，以及对于纯添加剂从-60℃至80℃，以2次全面加热和1次冷却运行进行DSC扫描，加热和冷却速率为10K/min。在加热和冷却运行之间，将样品在等温条件下保持180秒。所有测量均在20mL/min的恒定氦气流(作为吹扫气体)下进行。使用第二次加热运行来确定熔融起始温度和熔融温度。熔融温度被确定为熔融峰的最小值。熔融起始温度被确定为通过熔融峰的交叉点的切线与外推基线之间的交叉点。
分子量
获得重均摩尔质量(Mw)的凝胶渗透色谱法(GPC)可使用具有在线干涉折射计的多角度光散射检测(GPC-MALS)来进行。合适的系统为DAWN DSP激光光度计和Optilab DSP干涉折射计(Wyatt Technology公司)或等同仪器。必须取决于待分析的聚合物来选择溶剂以确保样品的完全溶解。另外，必须选择GPC柱，使得聚合物在色谱柱的线性响应区域内洗脱出，远离总排斥体积和总包含体积。使用Zimm拟合方法计算重均摩尔质量(Mw)。
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。对任何文献的引用不是对其作为与本发明的任何所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一个或多个参考文献的组合提出、建议或公开任何此类发明的认可。另外，当该文献中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文献中相同术语的任何含义或定义矛盾时，应当服从在该文献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 (16)

1.一种具有第一表面(20)和第二表面(30)的可透过的非织造纤维网，其厚度由所述第一表面和所述第二表面限定，所述非织造纤维网还包含：
多根纤维和/或长丝，其中所述多根纤维和/或长丝中的每一根包含第一组分聚合物基体，所述第一组分聚合物基体形成所述纤维和/或长丝中的每一根的外表面，并且其中所述第一组分聚合物基体包含亲水性熔体添加剂和/或触觉改性熔体添加剂，并且其中所述亲水性熔体添加剂和/或触觉改性熔体添加剂存在于至少在下列区域中的一者处的所述纤维和/或长丝的所述外表面上：在所述纤维和/或长丝之间的多个接合点处；在穿过所述非织造纤维网的所述厚度的多个局部区域处；或穿过所述整个非织造纤维网的所述厚度。
2.根据权利要求1所述的非织造纤维网，其中所述第一组分聚合物基体的玻璃化转变温度优选地小于25℃，更优选地小于15℃，最优选地小于10℃。
3.根据前述权利要求中任一项所述的非织造纤维网，其中所述亲水性熔体添加剂和/或触觉改性熔体添加剂具有大于25℃的熔融温度。
4.根据前述权利要求中任一项所述的非织造纤维网，其中所述纤维和/或长丝中的每一根包括双组分纤维。
5.根据权利要求4所述的非织造纤维网，其中所述双组分纤维和/或长丝以皮-芯构型排列，其中所述第一组分聚合物基体构成所述皮并且第二组分聚合物基体构成所述芯。
6.根据前述权利要求中任一项所述的非织造纤维网，其中所述多根纤维和/或长丝为短长度纤维。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的非织造纤维网，其中所述多根纤维和/或长丝为连续长丝。
8.根据权利要求1和4至7中任一项所述的非织造纤维网，其中所述第一组分聚合物基体的所述玻璃化转变温度优选地大于25℃，更优选地大于40℃，并且最优选地大于50℃。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的非织造纤维网，其中所述第一组分聚合物基体的所述玻璃化转变温度低于所述第二组分聚合物基体的玻璃化转变温度。
10.根据权利要求9所述的非织造纤维网，其中所述第二组分聚合物基体的所述玻璃化转变温度大于25℃，更优选地大于40℃，并且最优选地大于50℃。
11.一种一次性吸收制品，其包括顶片、底片和设置在所述顶片与所述底片之间的吸收芯，所述一次性吸收制品还包括设置在所述顶片与所述吸收芯之间的根据前述权利要求中任一项所述的非织造纤维网。
12.根据前述权利要求中任一项所述的非织造纤维网，其中如通过用于测定接触角的接触角方法和SEM方法分别测定的，所述第一表面和/或第二表面比所述亲水性熔体添加剂更加疏水，所述亲水性熔体添加剂存在于所述纤维和/或长丝之间的多个接合点处的所述纤维和/或长丝的所述外表面上。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的非织造纤维网，其中所述亲水性熔体添加剂和/或触觉改性熔体添加剂设置在穿过所述非织造纤维网的所述厚度的多个局部区域处的所述外表面上。
14.根据权利要求1至11中任一项所述的非织造纤维网，其中所述亲水性熔体添加剂和/或触觉改性熔体添加剂设置在穿过所述整个非织造纤维网的所述厚度的所述外表面上。
15.根据前述权利要求中任一项所述的非织造纤维网，其中所述非织造纤维网为透气粘结的。
16.一种制造具有熔体添加剂起霜位点的非织造纤维网的方法，所述方法包括下列步骤：
形成具有多根纤维和/或长丝的非织造纤维网，所述长丝或纤维中的每一根具有第一组分聚合物基体以及与所述第一组分聚合物基体共混的亲水性熔体添加剂或触觉改性熔体添加剂；
将热能施加至所述非织造纤维网以促进起霜，所述热能以下列方式中的至少一种方式施加：通过鼓式干燥器或红外加热器横跨整个所述非织造纤维网；横跨整个所述非织造纤维网持续介于1天至7天之间的时间段；在所述非织造纤维网上的多个离散位置中，从而产生多个离散的熔体添加剂起霜区域；在透气粘结方法中或在所述多根纤维和/或长丝是在拉伸和/或干燥过程期间施加的纤维的情况下横跨整个所述非织造纤维网。
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