CN115426993A

CN115426993A - 复合幅材

Info

Publication number: CN115426993A
Application number: CN202180026201.7A
Authority: CN
Inventors: A·扎瓦洛尼; M·皮安托尼; F·吉阿蒂尼; M·罗萨尼
Original assignee: GDM SpA
Current assignee: GDM SpA
Priority date: 2020-04-01
Filing date: 2021-03-30
Publication date: 2022-12-02
Also published as: JP2023519748A; WO2021198894A1; US20230142520A1; EP4125755A1

Abstract

复合幅材(1)包含：熔喷纤维(3)团块(2)，所述熔喷纤维团块包含熔融吹塑在一起的弹性体和亲水性添加剂；以及分散在纤维中且至少部分粘附于其上的颗粒材料(4)。

Description

复合幅材

技术领域

本发明涉及复合幅材(web)，特别是包含熔融吹塑(melted and blown)纤维和颗粒材料(例如，吸收剂或超吸材料)的复合幅材。

背景技术

本领域中已知包含熔融吹塑纤维(其被称为“熔喷”纤维)和纺粘纤维的复合幅材，其捕获颗粒材料，例如，离散颗粒形式的颗粒材料。

例如，颗粒材料可以是吸收剂或超吸聚合物材料，包含熔喷纤维和离散颗粒的复合幅材的示例在文件US6494974和EP0156160中描述并显示。

吸收(或超吸)材料是指能够保留任何液体或对含有外来物质(固体、液体或气体)的流体(液体或气体)进行过滤的材料。

对于包含其中捕获有液体吸收剂材料离散颗粒的熔喷纤维的复合幅材，存在改进相同量的吸收剂或超吸材料的离散颗粒的液体吸收能力的需要：也就是说，减少所用超吸材料离散颗粒的量，而不减少所吸收的液体量。

发明内容

在本文中，本发明提出了一种能够满足上述需要的包含熔喷纤维的复合幅材，在所述熔喷纤维中捕获有离散颗粒、特别是吸收剂或超吸材料。

更具体来说，本发明旨在提供一种包含熔喷纤维和离散颗粒(例如，吸收剂或超吸材料的离散颗粒)的复合幅材，其中，根据复合幅材的预期性能对分散和捕获在纤维中的离散颗粒的量进行优化。

该目的通过包含一项或多项所附权利要求中描述的技术特征来实现。从属权利要求对应于本发明的可行的不同实施方式。

根据一个方面，本发明涉及一种复合幅材，其包含：含有熔融吹塑的第一热塑性材料的熔喷纤维团块和分散在纤维中且至少部分粘附至纤维的颗粒材料。

根据本公开的一个方面，第一热塑性材料是弹性体或弹性材料。

实际上，复合幅材是由至少一种热塑性弹性材料形成的熔喷幅材。

在一个实施方式中，复合幅材可以包含亲水性添加剂，所述亲水性添加剂与第一热塑性材熔融吹塑在一起以使得复合幅材亲水。

特别是在颗粒材料包含吸收剂或超吸材料的情况下，可以有利地使用使复合幅材亲水的添加剂。

在该应用中，纤维的亲水性质使必须被幅材吸收的液体能够高效地到达吸收剂或超吸材料，例如分散在纤维中的超吸聚合物(SAP)。

弹性体使得纤维具有适当弹性，也就是说，具有足够弹性，从而在SAP吸收和膨胀时跟随SAP，同时使其保持在纤维基质中并防止其损失。

这样，例如，如果将根据本发明的复合幅材用于制造用于卫生用途的吸收产品(尿布)的吸收垫，垫的完整性等得到了有利的改善。

此外，由于弹性体的性质，纤维能够更大程度地变形，并且因此可以自由膨胀，吸收比其受约束情况下更多的液体；因此，吸收相同量的液体需要的SAP更少。

根据本公开的一个方面，适当减小纤维直径有助于提供足够弹性，以跟随SAP的膨胀。

根据本公开的一个方面，合适的纤维密度(即，存在于复合幅材中的纤维数量)使幅材能够更好地跟随SAP的膨胀；实际上，由于分布于其周围的纤维较少，SAP颗粒更自由地进行更好的膨胀。

根据本公开的一个方面，复合幅材包括纤维中的第二热塑性材料。

根据本公开的一个方面，复合幅材包含连接至颗粒材料分散于其中的熔喷纤维团块的辅助幅材。

有利地，由于存在于纤维中的弹性体，辅助幅材和熔喷纤维团块可以进行连接而无需使用胶水或粘合剂。实际上，尤其在挤出和吹塑期间，弹性体是粘的，并且允许纤维粘到辅助幅材上。

在超吸材料分散在纤维中的情况下，一般来说，辅助幅材有助于使填充物和结合有超吸材料的纤维团块保持在一起。

根据一个方面，本公开涉及吸收制品，例如，尿布(nappy)，其设置有包含根据本公开制造的复合幅材部件的吸收垫。

附图简要说明

本发明的其它特征和优点在包含熔喷纤维和颗粒材料的复合幅材的优选但非排他的实施方式的以下示例性(因此，是非限制性的)描述中更显而易见。

参考附图列出如下描述，所述附图仅提供用于说明目的而非限制本发明范围，其中：

-图1显示包含熔喷纤维和分散在其中的颗粒材料的复合幅材的示意侧视图；

-图2显示处于第一运行条件下的包含熔喷纤维和分散在其中的颗粒材料的复合幅材的微观图像；

-图3显示处于第二运行条件下的图1的复合幅材；

-图4显示吸收制品的示意性俯视图，所述吸收制品包含含有熔喷纤维和分散在其中的颗粒材料的复合幅材。

本发明优选实施方式的详述

参考附图，数字1表示根据本公开的复合幅材。

幅材1是称为熔喷或纺粘的类型，也就是说，通过对热塑性材料进行挤出和吹塑获得。

幅材1含有熔喷纤维3的团块(mass)或块料(bulk)或基质2。

在一个优选的实施方式中，纤维3的直径为0.1微米至30微米，优选0.5微米至10微米。

在一个优选的实施方式中，纤维3的克重为0.1gsm至300gsm，优选1gsm至20gsm。

纤维3包含至少一种熔喷的热塑性材料——亦即，置于挤出机中以制造幅材1的热塑性材料。

在一个优选的实施方式中，热塑性材料优选是聚合的——例如，聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)，其优选以70重量％至95重量％的百分比存在于纤维3中。

热塑性材料的熔体流动速率为1至2000，优选1200。

根据本发明，纤维3包含弹性体，亦即，在降低其在机械应力下的抗变形性的意义上能够降低纤维3弹性的物质。

弹性体可以单独熔融和吹塑(因此构成了所有热塑性材料)，用不同的热塑性塑料材料熔化和吹塑在一起，或者用超过一种的热塑材料熔融和吹塑(也就是说，弹性体放置在挤出机中，以制成熔喷幅材1)。

一般来说，热塑性材料是适用于熔融和吹塑的热塑性材料。优选地，一种或多种热塑性材料可以选自非详尽示例的如下材料：聚丙烯及其衍生物、聚乙烯及其衍生物、聚乳酸及其衍生物、多羟基链烷酸酯及其衍生物、纤维素及其衍生物、乙酸纤维素及其衍生物、淀粉及其衍生物、聚酯(例如聚对苯二甲酸乙二酯)、聚氨酯、聚酰胺、聚碳酸酯、一般的热塑性生物聚合物、聚甲醛及其衍生物、聚砜及其衍生物、甲基丙烯酸酯及其衍生物。

当与至少一种其它热塑性材料一起挤出时，即当其本身构成热塑性材料时，弹性体的作用具体为降低纤维3的弹性，即，使其更柔韧(flexible)和易曲折(pliable)。

在优选的实施方式中，如上文所述，纤维3可以完全由弹性热塑性材料(例如Vistamaxx^TM)制成，以变得特别有弹性。

换言之，在优选的实施方式中，弹性体本身构成第一热塑性材料，也就是说，团块2可以基本上完全由弹性体制成。

在一个实施方式中，弹性体以5重量％至30重量％的百分比存在于纤维中，并且与至少一种其它热塑性弹材料结合。

幅材1包含分散在纤维3中且至少部分粘附至纤维的颗粒材料4。

颗粒材料存在于幅材1中，克重为8至990gsm，优选50至700gsm。

在优选的实施方式中，颗粒材料4包括吸收剂或超吸材料，例如，SAP，如SavivaB3，主要用于吸收液体。

有利地，存在于纤维3中或构成纤维本身的弹性体使得纤维特别粘，尤其在熔喷期间。

就此，颗粒材料4更好地粘附至纤维上，并被纤维保留。

纤维3的克重和直径至少部分决定了其分散，有助于保留颗粒材料。

在优选的实施方式中，纤维3包含使纤维亲水的亲水性添加剂。

亲水性添加剂可以添加到挤出机中，或者例如，甚至可以在熔喷工艺后喷洒在团块2上。

如果将亲水性添加剂添加到挤出机中，亲水性添加剂可以是水基或非水基的。

优选地，亲水性添加剂与热塑性材料和弹性体一起挤出。

亲水性添加剂以1重量％至10重量％、优选3重量％至6重量％的百分比存在于纤维3中。

所述复合幅材1整体的克重优选为50至1500gsm。

在示例性实施方式中，纤维3包含聚合材料、亲水性添加剂和弹性体，并且颗粒材料包括吸收剂或超吸材料；幅材1限定了一种复合的熔喷吸收幅材，例如如图2和图3所示，分别显示在干燥条件下和在吸收液体后的潮湿条件下的幅材。

例如，以此方式制造的复合幅材1可用于制造吸收垫，用于吸收性卫生制品，或者甚至用于食品相关应用或医疗应用。

有利地，如上文所述，在另一示例中，纤维3可以通过仅对弹性体进行熔喷来制造。

弹性体存在于纤维3中，因此其弹性、克重和直径有助于在吸收材料膨胀时使其保持在一起，从而优化所谓的湿完整性，与传统纤维素填充物的10至80的值相比，其可以达到远超100。

弹性和/或纤维直径和/或纤维密度的降低有助于使活性SAP的百分比最大化，减少对其的限制，并使其在液体吸收期间自由膨胀而不会损失。

如下文所述，申请人通过测量所谓的“自由吸收”和“离心保留容量”(centrifugalretention capacity，CRC)确认了对SAP的限制减少，“自由吸收”和“离心保留容量”比现有技术解决方案更高，因此表明在百分比方面SAP用量更好。

有利地，因此，与相同量的传统吸收幅材的吸收材料相比，复合幅材1的吸收容量得以提高。

SAP损失也非常有限，意味着干完整性(小于1％)得到了很大改进。

实际上，甚至与现有技术解决方案相比，在单个产品中，SAP损失(干完整性)、SAP用量容量和湿完整性都非常有限。

用于使幅材亲水的添加剂可以喷洒在熔喷幅材上，而不是在挤出期间添加。如果颗粒材料是超吸材料，如SAP，则添加剂必须是非水基的，以免与超吸材料本身发生相互作用。

如图1中虚线所示，在优选实施方式中，复合幅材1可以包含至少一个辅助幅材5和/或6，其连接至颗粒材料4分散于其中的熔喷纤维团块2。

在幅材1同时包括辅助幅材5和6的实施方式中，其可以形成所谓“芯覆盖物”，特别是在复合幅材1为吸收性类型的情况下，优选如上所述。

在该情况下，幅材5和6有助于保留颗粒材料4，并且有助于复合幅材1的强度。

优选地，辅助幅材5和/或6包含非织造织物(例如，熔喷或纺粘织物)的幅材7，非织造织物的幅材7的克重优选1gsm至20gsm。

在一个实施方式中，复合幅材1包括至少一个辅助幅材5或6，所述辅助幅材5或6包括非织造织物(例如，导流层(ADL)或高蓬松型(high loft)织物)的幅材8。

优选，非织造织物的幅材8的克重为10gsm至300gsm，并且可以用于与保留SAP，以增加复合幅材1的强度和软度，并对所吸收的液体进行分配。

有利地，在一个实施方式中，辅助幅材5和/或6(即，非织造织物的幅材7、8)和纤维3的团块2进行连接而无需粘合剂。

更具体地，存在于纤维3中的弹性体允许将团块2结合至辅助幅材5和/或6。

优选地，在这种情况下，当纤维3进行熔融和吹塑时，其直接沉积在辅助幅材5或6上，以限定支撑层，例如，所述支撑层用作包括复合幅材1的吸收垫中的面层或采集层(acquisition layer)。

在一个实施方式中，辅助幅材5和/或6包含纤维素。

下文描述了根据本公开的复合幅材的3个示例，优选用于制作吸收垫或芯。

对于各示例，提供了申请人检测到的特性和相关性能特征的总结。

所谓“SAP用量”是指以百分比表示的复合幅材的离心保留容量(CRC)与纯SAP的CRC之间的比率，和/或以百分比表示的由复合幅材获得的自由吸收与纯SAP的自由吸收之间的比率。

离心保留容量根据Edana标准方法NWSP 2410R2测量，自由吸收根据Edana标准法NWSP 2400R2测量；下表显示了按幅材CRC/纯SAP CRC计算的SAP用量。

拉伸强度用Edana标准方法110.4.R0测量。

由于没有用于测试吸收芯完整性的标准实验室方法，因此，使用业内知名的Philip Hardy设备，根据内部方法测试湿完整性。

在这种情况下，称量各试件，并在其上倾倒50ml氯化钠(NaCl)后，将其静置15分钟；将试件悬挂在测试设备中，并记录吸收结构中的断裂和开始断裂的时间。

还使用申请人的内部方法测试了干完整性，并测量了干产品中的SAP损失。

从复合幅材1上切下试件或样品，并进行称重。

摇晃试件三次，并测量落出的SAP量；SAP损失按落出的SAP与试件总重量之比计算。

有利地，根据本公开的复合幅材在干完整性和湿完整性上获得了出色的结果。

参见图4，数字100表示根据本公开的吸收制品，例如，尿布，其仅在理解本发明所必需的范围内进行描述。

吸收制品100包括吸收部或吸收垫101和框架102，吸收垫101位于框架102上。

垫101包括如上文所述的复合幅材1的部件103。

更具体地，部件103包括在纤维团块中的至少一种弹性体和分散在纤维中的颗粒材料形式的超吸材料。

Claims

1.复合幅材，所述复合幅材包含：

-熔喷纤维(3)团块(2)，所述熔喷纤维团块至少包含熔融吹塑的第一热塑性材料和与所述第一热塑性材料熔融吹塑在一起的亲水性添加剂；所述复合幅材还包含：

-分散在纤维中且至少部分粘附至纤维的颗粒材料(4)，其中，所述第一热塑性材料是弹性体，并且所述颗粒材料(4)包括吸收剂或超吸材料。

2.如权利要求1所述的复合幅材，其中，所述弹性体以5重量％至30重量％的百分比存在于纤维中。

3.如权利要求1或2所述的复合幅材，其中，所述亲水性添加剂以1重量％至10重量％、优选3重量％至6重量％的百分比存在于纤维中。

4.如前述权利要求中任一项所述的复合幅材，其中，所述颗粒材料的克重为8至990gsm，优选50至700gsm。

5.如前述权利要求中任一项所述的复合幅材，其中，所述熔喷纤维(3)团块(2)包含以70重量％至95重量％百分比存在的第二热塑性材料。

6.如权利要求5所述的复合幅材，其中，所述第二热塑性材料的熔体流动速率为1至2000，优选熔体流动速率为1200。

7.如前述权利要求中任一项所述的复合幅材，其中，所述第一热塑性材料的熔体流动速率为1至2000，优选熔体流动速率为1200。

8.如前述权利要求中任一项所述的复合幅材，其中，所述纤维直径为0.1微米至30微米，优选0.5微米至10微米。

9.如前述权利要求中任一项所述的复合幅材，其中，所述纤维克重为0.1gsm至300gsm，优选1gsm至20gsm。

10.如前述权利要求中任一项所述的复合幅材，所述复合幅材的克重为50至1500gsm。

11.如前述权利要求中任一项所述的复合幅材，所述复合幅材包含至少一个辅助幅材(5、6)，所述辅助幅材连接至其中分散有颗粒材料(4)的熔喷纤维(3)团块(2)。

12.如权利要求11所述的复合幅材，其中，所述辅助幅材(5、6)包含非织造织物的第一幅材(7)，所述非织造织物为例如熔喷或纺粘织物，所述非织造织物的第一幅材的克重优选为1gsm至20gsm。

13.如权利要求11或12所述的复合幅材，其中，所述辅助幅材(5、6)包含非织造织物的第二幅材(8)，所述非织造织物为例如通过空气粘合的非织造织物、ADL非织造织物、高蓬松非织造织物，非织造织物的第二幅材(8)的克重优选为10gsm至300gsm。

14.如权利要求11至13中任一项所述的复合幅材，其中，所述辅助幅材(5、6)和/或非织造织物的第一幅材(7)和/或非织造织物的第二幅材(8)与熔喷纤维(3)团块(2)粘合而无需粘合剂材料。

15.一种吸收制品，其包含如前述权利要求中任一项所述的复合幅材的部件(103)。