CN117915873A - 生产多层吸收性产品的方法和该方法的产品 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及多层一次性吸收性制品(24、24A)及其制造方法。在一种形式中，该方法包括形成基础材料或非织造基材(12、12A)的步骤。该方法进一步包括向基础材料(12、12A)施加多个功能层(14、14A；16、16A；18、18A；20、20A；22、22A)，以形成多层一次性吸收性制品(24、24A)的步骤。优选地，在功能层(14、14A；16、16A；18、18A；20、20A；22、22A)之一中包含脱模剂，可以对所述脱模剂进行化学或机械触发以在制品(24、24A)的再循环期间促进功能层(14、14A；16、16A；18、18A；20、20A；22、22A)从所述基础材料上的去除。
Description
相关申请的交叉参考
本申请要求2021年7月14日提交的美国临时专利申请第63/221,704号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明大体上涉及一次性吸收性制品，且更特别涉及具有多层复合结构的一次性吸收性制品的制造，所述多层复合结构可基于该制品的所需功能属性配置。
发明背景
非织造织物或基材已被普遍接受，并通常用于表现出有限的功能寿命的产品的结构中，例如一次性吸收性制品或产品中的组件，且特别是作为婴儿尿布、女性卫生产品和成人失禁装置中的性能阻隔。特别优选的非织造阻隔基材包括通过熔纺“直接成形”织物例如纺粘(spunbond)和熔喷技术的组合而生产的那些，其中与利用有限长度短纤维制造方法的非织造织物相比，所述非织造基材被快速且以降低的复杂性和成本制造。随着时间的推移，并且出于对最少化原材料消耗和废物产生二者的兴趣，利用直接成形非织造织物的工业已要求非织造织物表现出标称重量，同时实现指定的性能目标，例如流体吸收。
最小质量的连续长丝非织造基材的成功生产是一个复杂的问题，其包括形成连续长丝组分以实现所需的加工和最终用途应用的物理和美学性能属性、合适的有限流体管理性质以及通过可行的商业制造手段获得这些属性的问题，其中非织造长丝材料表现出有用的美学、物理和阻隔品质。早期现有技术首先提出了形成基础纺熔体的装置和方法(如纺粘和熔喷非织造技术所例示的)，例如在授予Butin等人的美国专利第3,849,24号、授予Hansen的美国专利第3,855,046号、授予Brock等人的美国专利第4,041,203号和授予Sommer等人的美国专利第7,611,594号中所例示。授予Timmons等人的美国专利第5,464,688号、授予Brown等人的美国专利第5,662,978和6,100,208号、授予Simpson等人的美国专利号5,023,130教导了方法，经由该方法通过应用高能量水喷射器来水刺未粘合的连续长丝。授予Turi等人的美国专利第7,858,544和8,093,163号提供了方法，其中为了获得合适的长丝移动和整合，必须具有小于10％的材料表面积的低热点粘合或允许足够的游离长丝长度及其接合的各向异性粘合模式。当更具体地回顾需要高阻隔性能的最终用途应用的现有技术时，我们再次看到对于可以进一步成形为层压或复合结构的附加材料层的需要。授予Slocum等人的美国专利第5,888,614号、授予Forte的美国专利第6,929,853号、授予Bonke等人的美国专利第6,420,002号、授予Johnstone的美国专利第7,396,498号和授予Cabrey的美国专利第6,602,809与6,706,225号二者各自涉及单独或与一种或多种其它基材组合使用膜以获取高阻隔性能材料。授予Melican的美国专利第4,232,674号教导了在卫生巾的基材上以平行条纹图案化沉积吸收性淀粉聚合物。授予Hudson的欧洲专利申请公开第4,027,732A1号教导了喷墨印刷到吸收性制品上。Schneider的美国专利第9,108,787号教导了在吸收性产品上印刷图形的各种方法。每个前述的现有技术专利均通过引用以其各自全文并入。
非织造基材可任选包括包含纺粘、常规熔喷、膜、稳定纤维、纤维素纸浆、超吸收性聚合物(SAP)及其混合物或组合的一个或多个其它层以改善流体管理。
对于生产具有改善的可回收性和/或表现出对物理与美学性能属性的改善的控制以及流体管理性质等的可支付得起的一次性吸收性制品，仍然存在未满足的需求。
发明概述
本发明涉及制造多层一次性吸收性制品的方法。该方法包括以下的步骤：形成基础材料；和将多个功能层施加到该基础材料上以形成多层一次性吸收性制品。
在一个优选形式中，通过激光喷射印刷、凹版印刷、数字印刷、泡沫印刷、增材制造和/或胶版印刷中的一种将所述层施加到基础材料。可以考虑其它印刷或沉积手段。
根据本发明的另一优选形式，所述基础材料是非织造基材、机织织物或针织织物中的一种。优选地，所述多层一次性吸收性制品是尿布、女性卫生产品或成人失禁装置。
在本发明的一个方面中，该方法进一步包括在与所述基础材料直接接触的至少一个功能层中包含脱模剂的步骤。优选地，该方法进一步包括向该多层一次性吸收性制品施加化学或机械触发因素的步骤，以促进在再循环或废物料流分选期间功能层从所述基础材料上分离。具体而言，将所述基础材料从一个或多个功能层上分离加强了再循环料流中的分选，所述一个或多个功能层可以包含具有不同可回收性水平或不同聚合物再循环标识号(RIN)的不同材料。所述化学或机械触发因素(即脱模剂)可以由含有基础材料和功能层的产品的使用者施加，或者可以由再循环者施加。
在本发明的一种广义形式中，所述功能层包括吸收层、液体管理层、皮肤接触层、透气阻隔层和缓冲层。
在本发明的另一种广义形式中，根据上述的一种或多种方法制造多层一次性吸收性制品。
本发明的其它特征和优点将从以下结合附图的更详细的说明中变得显而易见，所述附图就举例而言示出了本发明的原理。
附图概述
通过包括附图的本发明的详细解释，将更容易理解本发明。因此，本文附上特别适合于解释本发明的附图；然而，应当理解的是，这些附图仅用于描述目的，并因此不一定在所提供的测量之上按比例尺绘制。附图简要描述如下：
图1是本发明的第一方法或过程的示意图，并且图1显示了根据本发明的第一示例性非织造织物，其在各种工作站进行处理，以形成表现出常规多组分吸收性产品的属性的复合材料；和
图2是本发明的第二方法或过程的示意图，并且图2显示了根据本发明的第二示例性非织造织物，其在各种工作站进行改性，所述改性将一个或多个功能层层叠/印刷到含有脱模剂的基础材料上，所述脱模剂可以被触发以从基础材料上除去功能层，从而改善再循环。
发明详述
虽然本发明易于接受各种形式的实施方案，但是在附图中示出并将在下文中描述本发明的当前优选的实施方案，其中应理解本公开被认为是本发明的例示，且并非意在将本发明的最宽泛概念限制于所示的特定实施方案。可用于制备本发明的长丝材料中的设备本质上是常规的，并且是本领域技术人员已知的。此类设备包括挤出机、传送线、水喷射器、复卷机或解卷机、局部施加器、压延机、压实机等等。
参照图1，示意性示出了本发明的方法10的第一实施方案。方法10包括形成非织造织物形式的基础材料或基材12。优选进行基础材料12的热压延13(示意性表示为相对的辊对)，并在此后，使基础材料12随后经受多个顺序或平行工作站中的一个或多个，所述工作站向基础材料12赋予附加的功能层或属性14、16、18、20和22，例如吸收层14、液体管理层16、皮肤接触层18、透气阻隔层20、缓冲层22等。可包括其它层。可以在处理期间使基础材料12倒置19，以向基础材料12的另一侧或表面施加层14、16、18、20和22中的一个或多个。随后可以将具有层14、16、18、20和/或22的基础材料12间接地(即收集并运输到消费产品或最终产品的最终制造商)或在线直接成形地成形23为所得吸收性产品或制品24。吸收性产品或制品24是多层结构，其表现出现有技术的常规多组分吸收性产品的属性。所得吸收性产品24可以是婴儿或幼儿尿布、女性卫生产品、成人失禁装置等。虽然图1示出了本发明的一个示例性或优选的实施方案，应理解的是，基础材料12(例如纺丝成网(spunlaid)非织造材料)不需要与附加功能层的形成或沉积一致地制造。根据应用，本发明包括相对于该方法的一个或多个步骤并行或串行实施的该方法的一个或多个其它步骤。可以采用其它处理和/或整理步骤。
基础材料12可以包含纺粘、熔喷、有限长度纤维或整合的纤维结构、纸浆、薄纸、织造稀松织物等中的一种或多种。功能层14、16、18、20、22可以通过激光喷射印刷、凹版印刷、数字印刷、胶版印刷、泡沫印刷和/或增材制造等而在基础材料12上直接形成。可以采用其它方法。
在一种形式中，吸收性制品24可包括可渗透的顶部片材层，或简称为“顶部片材”，其限定与制品24的使用者接触并用于接收液体(例如尿液、月经流体、粪便或其混合物)的制品24的内表面。所述顶部片材通常由非织造物(例如纺粘聚合物)形成，并且可以包含本领域中已知的允许液体穿其而过的任何合适的相对透液的材料，例如聚丙烯、聚乙烯、尼龙、聚酯、天然棉或韧皮纤维以及这些材料的共混物的非织造纺粘或粗梳网幅。
吸收性制品24通常将进一步包括液体不可渗透的背部片材层，或简称为“背部片材”，其限定背对制品24的使用者的胯部的制品24的外表面。所述背部片材可以由聚乙烯膜或其它液体不可渗透的层或膜形成。例如，所述背部片材可包含材料例如织造或非织造材料、聚合物膜例如聚乙烯或聚丙烯热塑性膜、或膜涂覆的非织造材料。
制品24可任选包括设置在所述顶部片材和所述背部片材之间的任意数量的附加层，例如高度蓬松的芯吸纤维材料层，其用于快速收集和暂时保持排出的体液。此类层可以由若干种不同的材料形成，其包括以下材料的非织造或织造网幅：合成纤维包括聚酯、聚丙烯或聚乙烯、天然纤维包括棉或纤维素、此类纤维的共混物、泡沫、绒毛浆、开孔膜或任何等同材料或材料的组合。
重要的是，制品24将包括位于所述顶部片材和所述背部片材之间的吸收性芯。该芯包括包含丝状组分的基材，该丝状组分更特别涉及长丝材料，该长丝材料表现出有用的流体管理阻隔属性，同时保持对于该材料机械加工成有用和可接受的消费产品所需的美学和物理性能。该长丝材料包括至少一个基本上由连续长丝组成的整合网络，所述连续长丝由至少一种聚合物材料形成。合适的聚合物材料包括热熔化和热固性聚合物，其中热熔化塑料是特别优选的。所述芯可优选由Avgol Ltd.(其具有位于9Shimshon St.,LexusHouse,7th floor,Petah Tikva,4952707,Israel的办公室)制造的纺粘亲水性非织造物形成。热熔化塑料包含聚烯烃，且更优选聚丙烯或聚乙烯。适合于使用的其它聚合物包括聚酯，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯；聚酰胺；聚丙烯酸酯；聚苯乙烯；粘胶、热塑性弹性体、嵌段聚合物、聚合物合金；以及这些和其它已知的纤维形成热塑性材料的共混物。所述芯可包含分布在其中或其上的一种或多种类型的吸收性材料或超吸收性聚合物(“SAP”)。在本发明的一个优选形式中，基础材料和/或SAP中的一种或多种包括印刷或以其它方式沉积在制品24上的超吸收性聚合物。优选地，SAP是可生物降解的SAP。更优选地，SAP由WO2019195271A1和/或WO2019195272 A1中所述的聚合物制造，所述文献通过引用以其全文并入本文。在本发明的一个当前优选的形式中，SAP是由PolyGreen Group(其具有位于Aluf KalmanMagen St.,TelAviv 6107075,Israel的工厂)制造的SAPgenixTM。
参照图2，示意性地示出了本发明的方法的第二实施方案10A，其用于生产改进的一次性吸收性制品24A，例如婴儿或幼儿尿布、女性卫生产品、成人失禁装置等，其具有与现有技术的一次性吸收性产品相比改善的可回收性。方法10A包括形成非织造织物形式的基础材料或基材12A。优选进行基础材料12A的热压延13A(示意性表示为相对的辊对)，并随后使基础材料12经受多个顺序或平行工作站中的一个或多个，所述工作站向基础材料12A赋予附加的功能层或属性14A、16A、18A、20A和22A，例如吸收层14A、液体管理层16A、皮肤接触层18A(其可以是由基础材料12/12A发挥的功能或通过单独施加合适的皮肤接触化学物质、可溶性纤维层或其它类型的纤维植绒来发挥的功能)、透气阻隔层20A、缓冲层22A等。可包括其它层。可以在处理期间使基础材料12A倒置19A，以向基础材料12A的另一侧或表面施加层14A、16A、18A、20A和22A中的一个或多个。随后可以将具有层14A、16A、18A、20A和/或22A的基础材料12A间接地(即收集并运输到消费产品或最终产品的最终制造商)或在线直接成形地成形23A为所得吸收性产品或制品24A。所得吸收性产品或制品24A是多层结构，其表现出现有技术的常规多组分吸收性产品的属性，并且可以是婴儿或幼儿尿布、女性卫生产品、成人失禁装置等。虽然图2示出了本发明的另一示例性或优选实施方案，应理解的是，基材12A(例如纺丝成网非织造材料)不需要与附加功能层的形成或沉积一致地制造。根据应用，本发明包括相对于该方法的一个或多个步骤并行或串行实施的该方法的一个或多个其它步骤。可以采用其它处理和/或整理步骤。
基础材料12A可以包含纺粘、熔喷、有限长度纤维或整合的纤维结构、纸浆、薄纸、织造稀松织物等中的一种或多种。功能层14A、16A、18A、20A、22A可以通过激光喷射印刷、凹版印刷、数字印刷、泡沫印刷、增材制造和/或胶版印刷等而在基础材料12A上直接形成。可以采用其它方法。
重要的是，与基础材料12A直接接触的层14A、16A、18A、20A和22A中的一个或多个进一步包含脱模剂。当通过有意的触发因素例如pH、化学试剂、超声、阳光等触发时，脱模剂造成基础材料12A的一个或两个表面上的功能层14A、16A、18A、20A和22A变为从基础材料12上脱离。通过施加此类化学或化学机械触发条件而除去功能剂，并可以再循环基础材料12A而不被功能层14A、16A、18A、20A和22A(其可以是与基础材料12A不同的材料)污染。
从上文中，在不脱离本发明的新颖性概念的真实精神和范围的情况下，可以进行许多修改和变化。应当理解，并非意在或不应推断出关于本文中示出的特定实施方案的限制。本公开意在通过所附权利要求覆盖落入权利要求范围内的所有此类修改。
Claims (18)
1.一种制造多层一次性吸收性制品的方法，所述方法包括以下的步骤：
a.形成基础材料；和
b.向所述基础材料施加多个功能层以形成多层一次性吸收性制品。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述施加多个功能层的步骤包括激光喷射印刷、凹版印刷、数字印刷、泡沫印刷、增材制造和/或胶版印刷所述功能层。
3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在与所述基础材料直接接触的至少一个所述功能层中包含脱模剂的步骤。
4.根据权利要求3所述的方法，其进一步包括向所述多层一次性吸收性制品施加化学或机械触发因素的步骤。
5.根据权利要求4所述的方法，其进一步包括将所述多个功能层从所述基础材料上分离的步骤。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个功能层包括吸收层、液体管理层、皮肤接触层、透气阻隔层和缓冲层。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述基础材料是非织造基材、机织织物或针织织物中的一种。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述一次性吸收性制品是尿布、女性卫生产品或成人失禁装置。
9.一种根据权利要求1所述的方法制造的一次性吸收性制品。
10.一种制造多层一次性吸收性制品(24、24A)的方法(10、10A)，所述方法包括以下的步骤：
a.形成基础材料(12、12A)；和
b.向所述基础材料(12、12A)施加多个功能层(14、14A；16、16A；18、18A；20、20A；22、22A)以形成多层一次性吸收性制品(24、24A)。
11.根据权利要求10所述的方法(10、10A)，其中所述施加多个功能层的步骤包括激光喷射印刷、凹版印刷、数字印刷、泡沫印刷、增材制造和/或胶版印刷所述功能层(14、14A；16、16A；18、18A；20、20A；22、22A)。
12.根据前述权利要求10-11中任一项所述的方法(10、10A)，其进一步包括在与所述基础材料(12、12A)直接接触的至少一个所述功能层(14、14A；16、16A；18、18A；20、20A；22、22A)中包含脱模剂的步骤。
13.根据权利要求12所述的方法(10、10A)，其进一步包括向所述多层一次性吸收性制品(24、24A)施加化学或机械触发因素的步骤。
14.根据权利要求13所述的方法(10、10A)，其进一步包括将所述多个功能层(14、14A；16、16A；18、18A；20、20A；22、22A)从所述基础材料(12、12A)上分离的步骤。
15.根据前述权利要求10-14中任一项所述的方法(10、10A)，其中所述多个功能层(14、14A；16、16A；18、18A；20、20A；22、22A)包括吸收层、液体管理层、皮肤接触层、透气阻隔层和缓冲层。
16.根据前述权利要求10-15中任一项所述的方法(10、10A)，其中所述基础材料(12、12A)是非织造基材、机织织物或针织织物中的一种。
17.根据前述权利要求10-16中任一项所述的方法(10、10A)，其中所述一次性吸收性制品(24、24A)是尿布、女性卫生产品或成人失禁装置。
18.一种根据前述权利要求10-17中任一项所述的方法制造的一次性吸收性制品(24、24A)。
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