CN118525115A - 柔软吸收性共成形非织造幅材 - Google Patents

柔软吸收性共成形非织造幅材 Download PDF

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Abstract

描述了柔软且结实的非织造幅材材料及形成方法。在一个实施方案中，一种形成幅材的方法能够包括将吸收材料的流与熔喷纤维的流合并，所述熔喷纤维的流包含由第一聚合物组分和第二聚合物组分形成的双组分纤维，将所合并的流收集到成形表面上，将吸收材料的流与熔喷纤维的流合并，所述熔喷纤维的流包含由所述第一聚合物组分或第三聚合物组分形成的单组分纤维，将所合并的流收集到布置在所述成形表面上的所收集的合并流上，将吸收材料的流与熔喷纤维的流合并，所述熔喷纤维的流包含双组分纤维，以及将所合并的流收集到所收集的合并流上，以形成层状非织造幅材材料。

Description

柔软吸收性共成形非织造幅材
背景技术
作为熔喷热塑性纤维材料基质和次要纤维材料的复合物形成的非织造幅材，有时称为共成形幅材，已在多种应用中用作吸收层，包括吸收制品、吸收性干擦拭物、湿擦拭物和拖把。许多传统的共成形幅材采用由聚丙烯和/或聚乙烯均聚物形成的熔喷热塑性纤维材料。在利用聚乙烯均聚物的情况下，聚乙烯含量可以增加共成形幅材的柔软度，但也会造成强度降低。不断期望共成形幅材的柔软度和强度得到持续改善。
发明内容
在第一实施方案中，一种形成层状非织造幅材材料的方法可以包括将吸收材料的第一流与熔喷聚合物纤维的一股或多股第一流合并，以形成第一复合流，所述熔喷聚合物纤维的一股或多股第一流包含由第一聚合物组分和第二聚合物组分形成的双组分纤维；将所述第一复合流收集到成形表面上；将吸收材料的第二流与熔喷聚合物纤维的一股或多股第二流合并，以形成第二复合流，所述熔喷聚合物纤维的一股或多股第二流包含由所述第一聚合物组分或第三聚合物组分形成的单组分纤维，所述第三聚合物组分与所述第一聚合物组分和所述第二聚合物组分中的任一者不同；将所述第二复合流收集到布置在所述成形表面上的所收集的第一复合流上；将吸收材料的第三流与熔喷聚合物纤维的一股或多股第三流合并，以形成第三复合流，所述熔喷聚合物纤维的一股或多股第三流包含由所述第一聚合物组分和所述第二聚合物组分形成的双组分纤维；以及将所述第三复合流收集到布置在所述成形表面上的所收集的第二复合流上，以形成所述层状非织造幅材材料。
在另一个实施方案中，一种形成层状非织造幅材材料的方法可以包括在纵向上移动成形表面；将吸收材料的第一流与熔喷聚合物纤维的第一流和熔喷聚合物纤维的第二流合并，所述熔喷聚合物纤维的第一流相对于所述吸收材料的第一流在纵向上布置于上游，所述熔喷聚合物纤维的第二流相对于所述吸收材料的第一流在纵向上布置于下游，所述吸收材料的第一流、所述熔喷聚合物纤维的第一流和所述熔喷聚合物纤维的第二流形成第一复合流，所述熔喷聚合物纤维的第一流和所述熔喷聚合物纤维的第二流中的至少一者包含由第一聚合物组分和第二聚合物组分形成的双组分熔喷聚合物纤维，其中所述第二聚合物组分形成所述双组分熔喷聚合物纤维的总聚合物含量的大于0重量％且小于或等于20重量％；将所述第一复合流收集到所述成形表面上；将吸收材料的第二流与熔喷聚合物纤维的第三流和熔喷聚合物纤维的第四流合并，所述熔喷聚合物纤维的第三流相对于所述吸收材料的第二流在纵向上布置于上游，所述熔喷聚合物纤维的第四流相对于所述吸收材料的第二流在纵向上布置于下游，所述吸收材料的第二流、所述熔喷聚合物纤维的第三流和所述熔喷聚合物纤维的第四流形成第二复合流，所述熔喷聚合物纤维的第三流和所述熔喷聚合物纤维的第四流中的至少一者包含由所述第一聚合物组分和所述第二聚合物组分形成的双组分熔喷聚合物纤维，其中所述第一聚合物组分形成所述双组分熔喷纤维的总聚合物含量的大于0重量％且小于或等于20重量％；以及将所述第二复合流收集到所述所收集的第一复合流上，以形成所述层状非织造幅材材料。
在又一个实施方案中，一种形成层状非织造幅材材料的方法可以包括将吸收材料的第一流与熔喷聚合物纤维的一股或多股第一流合并，以形成第一复合流，所述熔喷聚合物纤维的一股或多股第一流中的至少一者包含由第一聚合物组分和第二聚合物组分形成的双组分纤维；将所述第一复合流收集到成形表面上；将吸收材料的第二流与熔喷聚合物纤维的一股或多股第二流合并，以形成第二复合流，所述熔喷聚合物纤维的一股或多股第二流中的至少一者包含由所述第一聚合物组分或第三聚合物形成的单组分纤维，所述第三聚合物与所述第一聚合物组分和所述第二聚合物组分中的任一者不同；以及将所述第二复合流收集到所述所收集的第一复合流上，以形成所述层状非织造幅材材料；其中所述层状非织造幅材材料具有根据TS7柔软度测试法大于或等于2.83且小于或等于3.86的TS7柔软度值，并且其中所述层状非织造幅材材料具有根据CDT强度测试法大于或等于228gf且小于或等于312gf的CDT强度值。
本发明的其他特征和方面在下文更详细地描述。
附图说明
针对本领域普通技术人员的本发明的完整且能够实现的公开内容(包括其最佳模式)在说明书的剩余部分中参照附图更具体地阐述，在附图中：
图1是根据本公开的各方面的非织造幅材的示例性横截面的示意图；
图2是用于形成本公开的非织造幅材的方法的一个实施方案的示意图；
图3是用于形成本公开的非织造幅材的方法的一个替代实施方案的示意图；
图4是如图2和图3所示的形成非织造幅材的装置的某些特征的例示；
图5A和图5B是可用于形成根据本公开的非织造幅材的示例性纤维的示意性横截面构造；并且
图6是例示根据本公开的各方面的各种非织造幅材的强度值和柔软度值的图表。
在本说明书和附图中对附图标记的反复使用旨在代表本发明的相同或类似的特征或元件。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的各种实施方案，其一个或多个实例在下文示出。每个实例都以解释而不是限制本发明的方式提供。事实上，对于本领域技术人员显而易见的是，在不背离本发明的范围或精神的情况下，可以在本发明中做出各种修改和变化。例如，作为一个实施方案的一部分而说明或描述的特征，可以用于另一个实施方案以产生另一个实施方案。因此，本发明旨在涵盖这样的修改和变化。
如本文所用，术语“非织造织物或幅材”意指具有成夹层的但不是以规则或可识别方式的(如在针织织物中)各纤维或线的结构的幅材。它还包括已经原纤化、开孔或以其他方式处理以赋予织物样特性的泡沫和薄膜。非织造织物或幅材已由许多工艺形成，例如，熔喷工艺、纺粘工艺、水力缠络工艺和粘合梳理幅材工艺。非织造织物的基重通常以每平方码的材料盎司数(osy)或每平方米的克数(gsm)表示，而纤维直径通常以μm表示。
如本文所用，术语“微纤维”意指平均直径不大于约75μm，例如平均直径为约0.5μm至约50μm，或者更具体地，平均直径为约2μm至约40μm的小直径纤维。纤维直径的另一种常用表示是旦尼尔，定义为每9,000米纤维的克数，并且可以按照以μm平方计的纤维直径乘以以克/cc计的密度乘以0.00707来计算。较低的旦尼尔指示较细的纤维，并且较高的旦尼尔指示较粗或较重的纤维。例如，给定为15μm的聚丙烯纤维直径可以通过平方，并将结果乘以0.89g/cc和乘以0.00707来转换成旦尼尔。因此，15μm的聚丙烯纤维的旦尼尔数为约为1.42(152×0.89×0.00707＝1.415)。在美国以外，测量单位更普遍为“特(tex)”，其被定义为每千米纤维的克数。特可以计算为旦尼尔/9。
如本文所用，术语“熔喷纤维材料”意指通过以下方式形成的纤维：将熔融的热塑性材料通过多个通常为圆形的细模具毛细管以熔融的线或长丝的形式挤出到汇聚的高速气体(例如，气流)中，该高速气体使熔融的热塑性材料的长丝变细以减小其直径，该直径可以是微纤维直径。此后，熔喷纤维材料由高速气流携载并且沉积在收集表面上以形成由随机分散的熔喷纤维材料组成的幅材。熔喷纤维材料是可能连续或不连续的微纤维并且通常平均直径小于10μm。
如本文所用，术语“聚合物通量”意指聚合物通过模具的通量并以每小时每英寸模具宽度的聚合物熔体磅数(pih)或每分钟每孔的聚合物熔体克数(ghm)来指定。为了由ghm单位计算以pih计的通量，将ghm乘以每英寸纤维形成模具的纤维发射孔数(孔/英寸)，然后除以7.56。
本公开涉及组合热塑性纤维材料和次要纤维材料的非织造幅材(在本文中称为共成形幅材)，这些幅材实现了优于先前的共成形幅材的柔软度和强度组合。为了形成这种共成形幅材，将熔喷纤维材料混合在一种或多种次要纤维材料和/或颗粒中。将混合物以纤维非织造幅材的形式收集，根据一些实施方案，纤维非织造幅材可以粘合或处理以提供相干非织造材料，相干非织造材料利用了每种组分的至少一些特性。这些混合物称为“共成形”材料，因为它们是通过在成形步骤中将两种或多种材料结合成单一结构而形成的。本文描述了关于这种共成形材料和工艺的更多详情。
本公开的共成形幅材包括包含第一聚合物组分和第二聚合物组分的第一熔喷纤维(本文称为“双组分纤维”，也称为多组分纤维)和包含第一均聚物的第二熔喷纤维(本文称为“均质纤维”，也称为单组分纤维)。尽管本文使用术语“双组分纤维”，但不应理解为将这种纤维限于仅包含两种聚合物组分。相反，如本文所用的这种双组分纤维包含至少两种聚合物组分，但可以包含另外的聚合物组分。通过参照图2和图3描述的方法200和方法300，双组分熔喷纤维和均质熔喷纤维可以与次要纤维材料一起以分层的方式组合，以产生分层的共成形结构—其示意性横截面可以参照图1看到。
图1的示例横截面示出了具有第一外部区域102、第二外部区域104和中央区域106的非织造幅材100。第一外部区域102和第二外部区域104各自由次要纤维材料(图1实施方案中的纤维101)与双组分熔喷纤维103一起形成。中央区域106由次要纤维材料(例如纤维101)与均质熔喷纤维105一起形成。如图1所描绘，纤维101示为直的平端线，双组分熔喷纤维103示为较粗的曲线，且均质熔喷纤维105示为较细的曲线。应该理解，这些描绘仅仅是为了例示的目的。例如，双组分熔喷纤维103和均质熔喷纤维105实际上可以是相同的尺寸。另外，在成形幅材中双组分熔喷纤维103和均质熔喷纤维105可以布置成比图1所示更长、更连续的纤维。此外，在一些双组分熔喷纤维103和均质熔喷纤维105之间可能存在交叉或连接。然而，图1应该被理解为例示这样的一般概念，即外部区域102、104包含基本上更高浓度的双组分熔喷纤维103，而中央区域106包含基本上更高浓度的均质熔喷纤维105。虽然在成形幅材100中可能难以测量这种具体浓度，但是可以从幅材100的形成工艺中收集这种浓度。
在图1的非织造幅材100的特定实施方案中，可能特别有利的是幅材100的总基重为约20gsm至约150gsm。在更具体的实施方案中，幅材100的总基重可为约50gsm至约125gsm，或约50gsm至约80gsm。在这样的实施方案中，中央区域106可优选占幅材100总基重的20％至80％，或者在其他实施方案中占约30％至约60％。因此，第一外部区域102和第二外部区域104可占幅材100总基重的约80％至约20％，或约70％至约40％。
在一些实施方案中，第一外部区域102和第二外部区域104可以具有相等的基重。例如，如果幅材100的总基重为100gsm，并且第一外部区域102和第二外部区域104的组合基重为总基重的50％，则第一外部区域102和第二外部区域104中的每一者的基重将为25gsm。在替代实施方案中，第一外部区域102和第二外部区域104的基重可以不同。在这些实施方案中，第一外部区域102或第二外部区域104的基重可以是第一外部区域102和第二外部区域104的组合基重的约35％至约65％。作为一个例示性实例，如果非织造幅材100的基重为100gsm，第一外部区域102和第二外部区域104的组合基重为总基重的50％，并且第一外部区域102的基重为第一外部区域102和第二外部区域104的组合基重的65％，则第一外部区域102的基重将为50gsm的65％，即32.5gsm。在该实例中，第二外部区域104的基重将为17.5gsm。
在区域102、104和106中的每个区域内，幅材100的组分的基重对于驱动幅材100的所需柔软度和强度特性可能特别重要。例如，中央区域106可有利地由次要纤维材料诸如纤维101和均质熔喷纤维105组成。在中央区域106内，纤维101可以中央区域106的总基重的约55％至约85％之间的基重布置。因此，均质熔喷纤维105可以中央区域106的总基重的约15％至约45％之间的基重布置。在更具体的实施方案中，纤维101可以中央区域106的总基重的约60％至约75％之间的基重布置。然后，均质熔喷纤维105将以中央区域106的总基重的约25％至约50％之间的基重布置。
如上所述，第一外部区域102和第二外部区域104可有利地由次要纤维材料(例如纤维101)和双组分熔喷纤维103组成。第一外部区域102和第二外部区域104中的每一者可以具有以各自区域102、104的总基重的约50％至约80％之间的基重布置的纤维101。更具体地，第一外部区域102的纤维101的基重可以是第一外部区域102的总基重的约55％至约70％。同样，第二外部区域104的纤维101的基重可为第二外部区域104的总基重的约50％至约80％，或约55％至约70％。因此，第一外部区域102和第二外部区域104可各自具有双组分熔喷纤维103，其基重分别为第一外部区域102和第二外部区域104的总基重的约20％至约50％。在更具体的实施方案中，第一外部区域102和第二外部区域104可各自具有双组分熔喷纤维103，以各自区域102、104的总基重的约30％至约45％之间的基重布置。
在这些实例中的至少一些实例中，第一外部区域102和第二外部区域104可具有熔喷纤维，例如双组分熔喷纤维103，其以大于中央区域106的熔喷纤维的占第一外部区域102和第二外部区域104的基重的百分比布置，例如均质熔喷纤维105以占中央区域106的基重的百分比布置。例如，第一外部区域102和第二外部区域104可具有以大于或等于第一外部区域102和第二外部区域104总基重的约25％的基重布置的熔喷纤维，而中央区域具有以小于中央区域106基重的约20％的基重布置的熔喷纤维。在另一个实例中，第一外部区域102和第二外部区域104可具有以大于或等于第一外部区域102和第二外部区域104总基重的约30％的基重布置的熔喷纤维，而中央区域具有以小于中央区域106基重的约30％的基重布置的熔喷纤维。
强度和柔软度在很大程度上受用于形成均质熔喷纤维和双组分熔喷纤维的聚合物的量和类型驱动。在根据本公开的实施方案中，可以利用具有为幅材100提供强度的特性的第一聚合物组分。例如，第一聚合物组分可具有形成强力熔喷纤维的特性，这种强力纤维为幅材100提供强度。可以利用第一聚合物组分形成均质熔喷纤维105。在一些实施方案中，可以利用第一聚合物组分作为双组分熔喷纤维103的一种组分。
可以利用具有为幅材100提供柔软度的特性的第二聚合物组分。例如，第二聚合物组分可具有提供柔软感的特性，因此由第二聚合物组分形成的熔喷纤维可为幅材100提供柔软感。在根据本公开的一些实施方案中，可以利用第二聚合物组分作为双组分熔喷纤维103的一种组分。因此，在一些实施方案中，第一聚合物组分和第二聚合物组分可以是双组分熔喷纤维103的单独组分。在其他实施方案中，可以利用第一聚合物组分形成均质熔喷纤维105，可以利用第二聚合物组分作为双组分熔喷纤维103的一种组分，并且可以利用第三聚合物组分作为双组分熔喷纤维103的另一种组分。在这些各种实施方案的任何实施方案中，通常将会利用第一聚合物组分或第三聚合物组分为双组分熔喷纤维103提供强度，而第二聚合物组分为双组分熔喷纤维103提供柔软感。
因此，第一聚合物组分和第二聚合物组分或第一聚合物组分、第二聚合物组分和第三聚合物组分的相对量可能是幅材100整体强度和柔软度的主要驱动因素。已经发现，为幅材100提供柔软度的聚合物组分(例如这些描述的实施方案中的第二组分)的有益量是非织造幅材100总重量的0.1重量％至5重量％。更具体的实施方案可能优选为幅材100提供柔软度的聚合物组分是非织造幅材100总重量的0.25重量％至4重量％、或0.4重量％至3重量％、或0.6重量％至2.5重量％。为非织造幅材100提供强度的一种或多种聚合物组分，例如第一聚合物组分或第一聚合物组分和第三聚合物组分的组合，可以优选以非织造幅材100总重量的20重量％至40重量％的组合量存在。在更具体的实施方案中，可能优选为非织造幅材提供强度的聚合物组分以非织造幅材100总重量的23重量％至37重量％、或25重量％至35重量％、或27重量％至33重量％的量存在。
在本公开的至少一些实施方案中，可能特别优选确保为幅材100提供强度的一种或多种聚合物组分(本文称为第一聚合物组分或第一聚合物组分和第三聚合物组分)和为幅材100提供柔软度的聚合物组分(本文称为第二聚合物组分)以特定方式布置在双组分熔喷纤维103内。例如，优选第一聚合物组分或第三聚合物组分被布置为双组分熔喷纤维103的内部组分，第二聚合物组分被布置为双组分熔喷纤维103的外部组分。在本公开的特定实施方案中，优选第二聚合物组分基本上包围并覆盖双组分熔喷纤维103的第一聚合物组分或第三聚合物组分—例如其中双组分熔喷纤维103具有如图5A和图5B所示的芯鞘型或猫眼型横截面构造，第二聚合物组分301包围第一(或第三)聚合物组分303。
双组分熔喷纤维103可由各种成形横截面形成，以实现这种构造。例如，双组分熔喷纤维103可形成为具有皮芯型或猫眼型成形横截面或其他类似的成形横截面，其中第二聚合物组分包围第一聚合物组分或第三聚合物组分-诸如海岛成形横截面。但是，应该理解的是，没有第二聚合物组分包围第一聚合物组分或第三聚合物组分的的成形横截面仍在本公开考虑的双组分熔喷纤维103的范围内。例如，发现具有A-B-A成形横截面的双组分熔喷纤维103表现特别良好，在作为熔喷工艺的一部分拉伸/拉细成形纤维期间，A组分(例如第二聚合物组分)扩张并包裹B组分(例如第一聚合物组分或第三聚合物组分)。以这种方式，没有第二聚合物组分包围第一聚合物组分的成形横截面可产生具有第二聚合物事实上基本上包围和覆盖第一聚合物或第三聚合物的横截面构造的纤维。发现其他成形横截面(诸如A-B横截面)也会产生本公开的幅材100的有益性能结果，但不会达到其他熔喷纤维成形横截面的程度，所述其他熔喷纤维成形横截面允许第二聚合物组分更充分地包围和覆盖第一聚合物组分或第三聚合物组分，并且在A组分总量较低的情况下也是如此。
如本文所用，成形横截面是通向熔喷模具216的模具尖端孔口的通道内的聚合物组分的横截面构造。在授予Haynes等人的美国专利第6,474,967号中描述了形成这种双组分熔喷纤维的关键考虑因素，并且在授予Pike的美国专利第5,935,883号中描述了形成这种双组分熔喷纤维横截面的不同纤维横截面和技术，这些专利以引用的方式整体并入本文。例如，美国专利第6,474,967号描述了可用于形成双组分熔喷纤维的示例模具和断流板，并进一步描述双组分熔喷纤维103的聚合物组分的粘度足够相似可能特别重要。
用于形成多组分纤维的其他方法在授予Taniguchi等人的美国专利第4,789,592号、授予Strack等人的美国专利第5,336,552号、授予Kaneko等人的美国专利第5,108,820号、授予Kruege等人的美国专利第4,795,668号、授予Pike等人的美国专利第5,382,400号、授予Strack等人的美国专利第5,336,552号和授予Marmon等人的美国专利第6,200,669号中有所描述，这些专利以引用的方式整体并入本文用于所有目的。根据本公开的各方面可能有用的具有各种不规则横截面形状的多组分纤维在授予Hogle等人的美国专利第5,277,976号、授予Hills的美国专利第5,162,074号、授予Hills的美国专利第5,466,410号、授予Largman等人的美国专利第5,069,970号和授予Largman等人的美国专利第5,057,368号中有所描述，这些专利以引用的方式整体并入本文用于所有目的。
为了产生幅材100的强度和柔软度的最佳组合，已经发现不仅第一聚合物组(或第一和第三)和第二聚合物组分应该以如上所述的优选量布置，而且双组分熔喷纤维103应该具有特定比率的第一聚合物组或第三聚合物组分和第二聚合物组分。在这些实施方案中，第二聚合物组分的优选量是双组分熔喷纤维103的约1.5重量％至约25重量％。在更具体的实施方案中，双组分熔喷纤维103包含按双组分熔喷纤维103的重量计约1.5％至约20％、或约1.5％至约15％、或约1.5％至约10％的第二聚合物组分。已经令人惊讶地发现，其中第二聚合物组分占双组分熔喷纤维103的少至10重量％，或者甚至更低诸如1.5重量％的双组分熔喷纤维103可以产生这样的双组分熔喷纤维103，其中第二聚合物组分仍然在第一聚合物组分或第三聚合物组分周围提供相对较大的覆盖-例如，形成芯鞘型横截面构造，无论是由芯鞘型成形横截面形成还是这种芯鞘型横截面构造由不同的成形横截面(诸如A-B-A成形横截面作为一个实例)产生。以这种方式，可以利用双组分熔喷纤维103，其具有有益柔软感-第二聚合物组分基本上覆盖和包围第一(或第三)聚合物组分-以及尽可能结实，第一聚合物组分或第三聚合物组分形成尽可能多的双组分熔喷纤维103。
均质纤维
本公开的均质熔喷纤维105可优选为直径范围在约1μm至25μm之间，或更特别地在约2μm至约20μm之间，或在约2μm至约10μm之间，或在约2μm至约5μm之间的熔喷纤维。典型地，这种纤维由单个挤出机形成。均质熔喷纤维105通常可以是不连续纤维，并且具有的长度使得它们的纵横比(例如长度:直径比)大于约1,000:1，或大于5,000:1，或大于7,500:1，或大于20,000:1或大于20,000:1，或大于约30,000:1，或大于约50,000:1，或者在一些实施方案中，在整个非织造幅材100中可以基本上是连续的。
双组分纤维
本公开的双组分熔喷纤维103可优选为直径范围在1μm至25μm之间，或更特别地在约2μm至约20μm之间，或在约2μm至约10μm之间，或在约2μm至约5μm之间的熔喷纤维。典型地，这种纤维由两个或更多个挤出机形成。双组分熔喷纤维103通常可以是不连续纤维，并且具有的长度使得它们的纵横比(例如长度:直径比)大于约1,000:1，或大于5,000:1，或大于7,500:1，或大于20,000:1或大于20,000:1，或大于约30,000:1，或大于约50,000:1，或者在一些实施方案中，在整个非织造幅材100中可以基本上是连续的。
次要纤维材料
形成纤维101的次要纤维材料可选自包括一种或多种聚酯纤维、聚酰胺纤维、纤维素衍生纤维(诸如人造丝纤维和木浆纤维)、多组分纤维(诸如鞘芯型多组分纤维)、天然纤维(诸如丝纤维、羊毛纤维或棉纤维)或导电纤维或两种或多种这种次要纤维材料的混合物的组。可以利用其他类型的次要纤维材料，诸如聚乙烯纤维和聚丙烯纤维，以及两种或更多种其他类型的次要纤维材料的混合物。次要纤维材料可以是微纤维，或者次要纤维材料可以是平均直径为约300μm至约1,000μm的粗纤维。
在至少一些实施方案中，形成本公开的幅材100的纤维101的次要纤维材料在一些实施方案中可以是吸收性纤维。作为一个实例，这种吸收性纤维可以是通过各种制浆工艺形成的纤维，诸如牛皮纸浆、亚硫酸盐纸浆、热机械纸浆等。纸浆纤维可包括基于长度加权平均数具有大于1mm并且具体地约2至5mm的平均纤维长度的软木纤维。此类软木纤维包括但不限于以下北方软木、南方软木、红杉、红刺柏、铁杉、松树(例如，南方松)、云杉(例如，黑云杉)、它们的组合等等。也可以使用硬木纤维，诸如桉树、槭树、桦树、白杨等。在某些情况下，桉树纤维对于增加幅材的柔软度可能是特别理想的。桉树纤维也可以增强亮度、增加不透明度并改变幅材的孔结构以增强其芯吸能力。此外，如果需要，可以使用由再生材料获得的二次纤维，诸如来自例如新闻纸、回收的纸板以及办公废纸来源的纤维纸浆。此外，其他天然纤维也可以用于本发明中，诸如马尼拉麻、印度草、乳草丝、凤梨叶等等。此外，在一些情况下，也可利用合成纤维。
其他吸收性材料可以连同纸浆纤维一起使用，诸如纤维、颗粒、凝胶等形式的超吸收剂。一般而言，超吸收剂是在含有0.9重量％的氯化钠的水溶液中能够吸收其重量的至少约20倍，并且在一些情况下能够吸收其重量的至少约30倍的水可溶胀材料。超吸收剂可以由天然的、合成的和改性的天然聚合物和材料形成。合成的超吸收性聚合物的实例包括聚(丙烯酸)和聚(甲基丙烯酸)的碱土金属盐和铵盐、聚(丙烯酰胺)、聚(乙烯基醚)、马来酸酐与乙烯基醚和α-烯烃的共聚物、聚(乙烯基吡咯烷酮)、聚(乙烯基吗啉酮)、聚(乙烯醇)以及它们的混合物和共聚物。此外，超吸收剂包括天然聚合物和改性的天然聚合物，诸如经水解的丙烯腈接枝的淀粉、丙烯酸接枝的淀粉、甲基纤维素、脱乙酰壳多糖、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素和天然胶，诸如藻胶、黄原胶、刺槐豆胶等等。天然和完全或部分合成的超吸收聚合物的混合物也可用于本发明。
第一聚合物组分和第三聚合物组分
如以上所讨论的，第一聚合物组分和第三聚合物组分通常是热塑性塑料，并且经选择为非织造幅材100提供有益的强度特性。因此，第一聚合物组分和/或第三聚合物组分可以选自产生强力聚合物纤维的那些聚合物材料，诸如聚丙烯。可能适合非织造幅材100的第一聚合物组分和/或第三聚合物组分的其他示例性聚合物材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)和尼龙6(聚酰胺6)。当然，第一聚合物组分和/或第三聚合物组分可以利用其他合适的聚合材料，这些聚合材料具有与聚丙烯或其他列出的聚合材料相似的特性和/或产生具有相似特性的纤维。在更进一步的实施方案中，第一聚合物组分和/或第三聚合物组分可以包含单一的上述聚合物材料，或者可以是共混在一起并通过单个挤出机排出的聚合物材料的组合。
如在本公开的各种实施方案中所讨论的，非织造幅材100可以仅包括选自上述聚合材料的第一聚合物组分，该第一聚合物组分形成均质熔喷纤维105并且包含双组分熔喷纤维103的一种组分。在具有第一聚合物组分和第三聚合物组分的幅材100的实施方案中-第一聚合物组分形成均质熔喷纤维105并且第三聚合物组分包含双组分熔喷纤维103的一种组分-第一聚合物组分和第三聚合物组分可选自上述聚合材料，但可以是不同的聚合材料。
第二聚合物组分
如以上所讨论的，第二聚合物组分通常是热塑性塑料，并且经选择为非织造幅材100提供有益的柔软度特性。因此，第二聚合物组分可以选自产生柔软感的聚合物纤维的那些聚合物材料，诸如聚乙烯。当然，第二聚合物组分可以利用还有其他合适的聚合材料，这些聚合材料具有与聚乙烯相似的特性和/或产生具有相似特性的纤维。此外，第二聚合物组分可以包含单一的上述聚合物材料，或者可以是通过单个挤出机排出的这种聚合物材料的组合。尽管在双组分纤维的一部分的情况下，用于排出第二聚合物组分的挤出机可以与排出另一种不同聚合物组分的第二挤出机紧密配合操作，以形成双组分纤维。
示例幅材
根据本公开的各方面形成各种示例幅材100，并对其进行测试以确定在柔软度、强度和柔性方面的特定特性。根据替代方法200形成第一示例幅材，其中外部熔喷模具216连接到挤出机14、14”并且构造成形成双组分熔喷纤维220。内部熔喷模具218连接到挤出机14’并且构造成形成均质熔喷纤维221。因此，在这些第一实例(下面标记为分层实例(LE)1-6)的形成中，第一幅材结构由第一成形装置(例如，成形装置210a)形成，该第一幅材结构包含双组分熔喷纤维220和均质熔喷纤维221，以及次要纤维材料232。由于熔喷模具214相对于装置210a的气流234放置，双组分熔喷纤维220以较高的浓度靠近成形表面254布置。然后，将第二成形装置(例如，成形装置210b)形成的双组分熔喷纤维220和均质熔喷纤维221以及次要纤维材料232的第二混合物施加到该第一幅材结构上，形成最终幅材结构，例如实例LE1-6。由于装置210b的气流234的放置，第二混合物沉积，使得双组分熔喷纤维220以较高的浓度远离第一幅材结构布置。
实例LE1-6形成为具有70gsm的总基重，并且所利用的次要纤维材料232是纸浆绒毛。聚丙烯用作第一聚合物组分，并且聚乙烯用作第二聚合物组分，形成具有A-B-A成形横截面的双组分纤维。没有使用单独的第三聚合物组分。由第一装置210a形成的第一外层的基重和由第二装置210b形成的第二外层的基重各自为示例幅材总基重的大约25％。代表由均质熔喷纤维221与纸浆绒毛的混合物组成并由第一装置和第二装置210a、210b形成的材料的中心层的基重为示例幅材总基重的大约50％。
示例幅材(包括LE1-6示例幅材)的特定特征和测量的性能特性在下表1中示出。例如，表1包括关于次要纤维材料(例如纸浆绒毛)、第一聚合物组分(例如聚丙烯或PP)和第二聚合物组分(例如聚乙烯或PE)的总量的信息。表1另外还报告了双组分熔喷纤维220内聚乙烯的重量百分比(PE重量％)。例如，5％的重量百分比值指示双组分熔喷纤维220的聚乙烯组分占双组分熔喷纤维220总重量的大约5％。虽然这样的数字可能难以从形成的示例幅材LE1-6中测量，但是这样的重量百分比值可以容易地从成形工艺条件中确定—诸如在形成双组分熔喷纤维220中第一聚合物组分或第三聚合物组分相对于第二聚合物组分的通量。换句话说，双组分熔喷纤维220包含5重量％的聚乙烯(因此包含95重量％的聚丙烯)。幅材总PE％度量指示幅材中存在的聚乙烯总量占幅材总重量的百分比。例如，长度为10cm且宽度为20cm、基重为70gsm的幅材结构将重1.4g。因此，1.5％的幅材总PE％值意指该幅材总共含有1.4g×0.015＝0.021g PE。
表2报告了示例幅材LE1-6的性能度量。更具体地说，根据本文所述的CDT强度测试法测试示例幅材LE1-6的强度，根据本文所述的TS7柔软度测试法测试其柔软度，并根据本文所述的压杯测试法测试其柔性。表2还报告了归一化强度参数。该归一化强度参数是示例幅材的CDT强度值除以示例幅材的总聚合物含量。由于总聚合物含量在示例幅材和比较幅材中有所不同，因此通过观察相对于示例幅材的聚合物含量达到的CDT强度值，该度量可能有助于理解示例幅材的独特强度特性—聚合物含量是CDT强度值的主要驱动因素。例如，较高的归一化强度值指示对于给定水平的聚合物含量达到相对较高的CDT强度值。
形成了不同于图1的幅材结构100的第二示例幅材。这些第二示例幅材形成为具有双组分熔喷纤维220和次要纤维材料232的均质组成。这些第二示例幅材(下面标记为HE1-3)，将纸浆绒毛用于次要纤维材料232，以及将聚丙烯和聚乙烯分别用于第一聚合物组分和第二聚合物组分。示例幅材HE1-3以与示例LE1-6类似的方式形成，除了示例HE1-3由单个装置诸如装置210a形成以外。对于HE1-3示例，装置210a在气流234的两侧具有熔喷模具216，每个熔喷模具与挤出机214、214”联接并构造成形成双组分熔喷纤维220。将双组分熔喷纤维220和纸浆绒毛的复合混合物收集在成形表面258上，产生示例幅材HE1-3。示例幅材HE1-3以大约70gsm形成，其中纸浆占总70gsm基重的大约42gsm，双组分熔喷纤维220占总70gsm基重的大约28gsm。
还形成了两种示例对照幅材。第一对照幅材(CW1)是纸浆绒毛和仅包含聚丙烯的均质熔喷纤维221的均质幅材。CW1实例以与HE 1-3示例幅材相似的方式形成。第二对照幅材(CW2)是纸浆绒毛和仅包含聚乙烯的均质熔喷纤维221的均质幅材。CW2实例以与CW1示例幅材相似的方式形成。CW1和CW2实例的PE重量％值为0％和100％指示形成不含聚乙烯的CW1示例幅材，使得熔喷纤维是均质聚丙烯纤维，形成不含聚丙烯的CW2示例幅材，使得熔喷纤维是均质聚乙烯纤维。
还形成比较幅材并进行测量，以确定与LE1-6、CW1、CW2和HE1-3实例相同的强度、柔软度和柔性参数。根据授予Amundson等人的美国专利第6,028,018号的各方面形成这些第一比较幅材(下面标记为比较例1-3)，该专利描述了包含均质聚乙烯纤维外层和均质聚丙烯纤维中心层的分层非织造幅材结构。这些比较幅材1-3是根据本文公开的方法300利用三个单独的成形装置310a-c形成的。第一成形装置和第三成形装置310a、310c被构造成形成均质聚乙烯纤维(如100％ PE重量％值所示)，第二成形装置310b被构造成形成均质聚丙烯纤维。第一成形装置和第三成形装置310a、310c的熔喷和纸浆混合物(例如，形成成形幅材的外部区域)对于比较例1幅材为20gsm，而第一成形装置和第三成形装置310a、310c对于比较例2和3幅材形成25gsm的混合物。
应该注意的是，示例幅材LE1-6和HE1-3是以每小时每英寸模具宽度(PIH)的聚合物熔体磅数为2.0-3.0PIH的通量形成。尽管已经制造了具有如参照表2所述约1.0PIH至6.0PIH的相似特性的相似幅材。利用的空气温度在190℃至235℃之间，压力在20kPa至45kPa之间。PP的熔融温度；树脂依赖420-430 380-390；基于380-440树脂的熔融温度。
本领域普通技术人员将理解调整
为了高效高速生产，重要的是平衡拉细空气设置以保持连续的熔喷流线下真空：
熔融温度：
空气流量：
表1
表2
从表1和表2中可以看出，LE1-6示例幅材能够达到优于HE1-3示例幅材以及比较例1-3幅材的柔软度和强度组合。例如，比较例1-3幅材不能达到大于211gf的CDT强度值。典型的商业上可接受的CDT强度值大于225gf，或者对于某些产品甚至大于250gf。相反，所有LE1-6示例幅材能够达到大于225gf的CDT强度值，其中LE 1-4达到大于250gf的CDT强度值。另外，虽然所有HE1-3示例幅材都达到大于225gf的CDT强度值，但与LE1-6示例幅材相比，HE1-3示例幅材在TS7柔软度度量方面表现较差。
尽管LE1-6示例幅材达到优于比较例1-3幅材和HE1-3示例幅材的强度和柔软度组合，但在某些情况下利用构造类似于HE1-3示例幅材的幅材可能是有利的。例如，与LE5示例幅材相比，HE2具有更高的CDT强度值和仅略低的TS7柔软度值，LE5和H2示例幅材两者都利用具有15％重量百分比聚乙烯的双组分纤维103。另外，尽管LE2在强度和柔软度方面表现都优于HE2，但是在一些情况下，诸如可加工性等其他考虑因素可能使得HE2更为优选。
归一化强度参数还提供了LE1-6示例幅材的唯一性的指示。例如，LE1-6示例幅材相对于比较例1-3幅材都能够达到更高的归一化强度值，并且几乎所有示例幅材都能够达到大于HE1-3示例幅材的归一化强度值。具体而言，与具有相同PE重量％值的相应HE1-3示例幅材相比，LE4-6示例幅材中的每一者都能够达到更高的归一化强度值。这指示与替代幅材结构相比，LE1-6示例幅材(且特别是LE4-6示例幅材)能够在给定的聚合物水平下达到更高的强度，从而允许在根据LE1-6示例幅材的幅材结构中相对更少的聚合物含量达到期望的强度目标。
示例实施方案
根据本公开的非织造幅材100的第一示例实施方案，非织造幅材100的总基重在约50gsm至约80gsm之间，吸收材料占幅材100总基重的约60％至约80％。均质纤维105占幅材100总基重的约17％至约37％，双组分纤维103占幅材100总基重的约3％至约20％。
在这些第一示例实施方案中，均质纤维105由第一聚合物组分形成。双组分纤维103由第二聚合物组分和第一聚合物组分或第三聚合物组分形成。幅材100的第一示例实施方案中第二聚合物组分的总含量为幅材100总重量的约0.2％至约5％。在更具体的实施方案中，第二聚合物组分的总含量为幅材100总重量的约0.2％至约4％、或约0.2％至约3％、或约0.2％至约2.5％。因此，组合的第一聚合物组分和第三聚合物组分(如果有的话)的总重量为幅材100总重量的约95％至约99.8％、或约96％至约99.8％、或约97％至约99.8％、或约97.5％至约99.8％。
此外，第二聚合物组分占双组分纤维103总重量的约1.5％至约25％。在这些第一实施方案的更具体的实例中，第二聚合物组分占双组分纤维103总重量的约1.5％至约20％或约1.5％至约15％。因此，第一聚合物组分或第三聚合物组分占双组分纤维103总重量的约75％至约98.5％、或约80％至约98.5％、或约85％至约98.5％。
这些第一示例幅材可具有大于或等于约228gf、或大于或等于约274gf、或大于或等于约311gf、或在约228gf至约312gf之间、或在约242gf至约312gf之间、或在约274gf至约312gf之间、或在约280gf至约312gf之间的CDT强度值。另外，与这些CDT强度值组合，这些示例幅材可具有小于或等于约3.86、或小于或等于约3.60、或小于或等于约3.39、或小于或等于约3.25、或在约3.86至约2.83之间、或在约3.60至约2.83之间的TS7柔软度值。这些实例中更具体的实例可以具有在约228gf至约312gf之间的CDT强度值和在约2.83至约3.86之间的TS7柔软度值。在甚至更具体的实例中，CDT强度值可以在228gf至311gf之间，TS7柔软度值在约2.83至约3.60之间，或者CDT强度值可以在约242gf至约280gf之间，TS7柔软度值在约2.83至约3.60之间。与这些柔软度和强度值中的任一者组合，这些第一实例可另外具有约903gf*mm至约1358gf*mm、或约903gf*mm至约1240gf*mm、或约903gf*mm至约1085gf*mm的压杯柔性值(数字越小表示柔性越好)。
根据本公开的非织造幅材100的第二示例实施方案，非织造幅材100的总基重在约80gsm至约120gsm之间，吸收材料占幅材100总基重的约65％至约85％。均质纤维105占幅材100总基重的约12.5％至约33％，双组分纤维103占幅材100总基重的约2.5％至约17.5％。
在这些第二示例实施方案中，均质纤维105由第一聚合物组分形成。双组分纤维103由第二聚合物组分和第一聚合物组分或第三聚合物组分形成。幅材100的第一示例实施方案中第二聚合物组分的总含量为幅材100总重量的约0.2％至约3.5％。在更具体的实施方案中，第二聚合物组分的总含量为幅材100总重量的约0.2％至约3％、或约0.2％至约2.5％、或约0.2％至约2.0％。因此，组合的第一聚合物组分和第三聚合物组分(如果有的话)的总重量为幅材100总重量的约96.5％至约99.8％、或约97％至约99.8％、或约97.5％至约99.8％、或约98％至约99.8％。
此外，第二聚合物组分占双组分纤维103总重量的约1.5％至约25％。在这些第一实施方案的更具体的实例中，第二聚合物组分占双组分纤维103总重量的约1.5％至约20％或约1.5％至约15％。因此，第一聚合物组分或第三聚合物组分占双组分纤维103总重量的约75％至约98.5％、或约80％至约98.5％、或约85％至约98.5％。
根据本公开的非织造幅材100的第三示例实施方案，非织造幅材100的总基重在20gsm至50gsm之间，吸收材料占幅材100总基重的约50％至约70％。均质纤维105占幅材100总基重的约25％至约45％，双组分纤维103占幅材100总基重的约5％至约25％。
在这些第二示例实施方案中，均质纤维105由第一聚合物组分形成。双组分纤维103由第二聚合物组分和第一聚合物组分或第三聚合物组分形成。幅材100的第一示例实施方案中第二聚合物组分的总含量为幅材100总重量的约1.0％至约7.0％。在更具体的实施方案中，第二聚合物组分的总含量为幅材100总重量的约1.5％至约7.0％、或约2.0％至约7.0％、或约2.5％至约7.0％。因此，组合的第一聚合物组分和第三聚合物组分(如果有的话)的总重量为幅材100总重量的约93％至约99％、或约93％至约98.5％、或约93％至约98％、或约93％至约97.5％。
此外，第二聚合物组分占双组分纤维103总重量的约1.5％至约25％。在这些第一实施方案的更具体的实例中，第二聚合物组分占双组分纤维103总重量的约1.5％至约20％或约1.5％至约15％。因此，第一聚合物组分或第三聚合物组分占双组分纤维103总重量的约75％至约98.5％、或约80％至约98.5％、或约85％至约98.5％。
根据本公开的非织造幅材100的第四示例实施方案，非织造幅材100的总基重在约50gsm至约80gsm之间，吸收材料占幅材100总基重的约60％至约75％。第四示例实施方案没有均质纤维105，而具有以均质方式贯穿非织造幅材100布置的双组分纤维103。在这些第四示例实施方案中，双组分纤维103占幅材100总基重的约25％至约40％。
在这些第四示例实施方案中，双组分纤维103由第一聚合物组分和第二聚合物组分形成。幅材100的第四示例实施方案中第二聚合物组分的总含量为幅材100总重量的约2％至约15％。在更具体的实施方案中，第二聚合物组分的总含量为幅材100总重量的约3％至约12.5％、或约4％至约10％、或约4％至约8％。因此，第一聚合物组分的总重量为幅材100总重量的约85％至约98％、或约87.5％至约97％、或约90％至约96％、或约92％至约96％。
此外，第二聚合物组分占双组分纤维103总重量的约5％至约30％。在这些第一实施方案的更具体的实例中，第二聚合物组分占双组分纤维103总重量的约7.5％至约25％或约10％至约20％。因此，第一聚合物组分或第三聚合物组分占双组分纤维103总重量的约70％至约95％、或约75％至约92.5％、或约80％至约90％。
这些第四示例幅材可具有大于或等于约237gf、或大于或等于约283gf、或在约237gf至约347gf之间、或在约237gf至约283gf之间、或在约283gf至约347gf之间的CDT强度值。另外，与这些CDT强度值组合，这些示例幅材可具有小于或等于约4.66、或小于或等于约3.56、或在约4.66至约3.47之间、或在约4.66至约3.56之间、或在约3.27至约3.56之间的TS7柔软度值。这些实例中更具体的实例可以具有在约237gf至约283gf之间的CDT强度值和在约3.47至约3.56之间的TS7柔软度值。在甚至更具体的实例中，CDT强度值可以在约283gf至约347gf之间，TS7柔软度值在约3.47至约4.66之间。
幅材形成
根据本公开的共成形幅材100通常通过这样的工艺制成，在该工艺中将至少一个熔喷模头(例如，两个)排列在斜槽附近，通过该斜槽在形成幅材的同时添加吸收材料。此类共成形技术的一些实例公开于授予Anderson等人的美国专利第4,100,324号、授予Georger 等人的美国专利第5,350,624号；和授予Georger等人的美国专利第5,508,102号以及授予Keck等人的美国专利申请公开第2003/0200991号和授予Dunbar等人的美国专利申请公开第2007/0049153号中，所有这些专利全部以全文引用的方式并入本文用于所有目的。
参考图2，描绘了用于形成根据本公开的示例性幅材100的示例性方法200。方法200包括用于形成本公开的共成形幅材的第一装置210a。在该实施方案中，装置210a分别包括挤出机214、214’、214”的粒料漏斗212、212’、212”，聚合物组分或聚合物组分共混物可以引入这些粒料漏斗中。挤出机214、214’、214”各自具有挤出螺杆(未示出)，其由常规驱动电机(未示出)驱动。当聚合物组分前进通过挤出机214、214’、214”时，由于驱动电机使挤出螺杆旋转，聚合物组分逐渐加热至熔融状态。加热可以以多个不连续步骤完成，其温度随着其分别朝向两个熔喷模具216和218前进通过挤出机214、214’、214”的不连续加热区而逐渐升高。熔喷模具216和218可以是另一个加热区，在这里聚合物组分的温度保持在升高水平用于挤出。
每个熔喷模具216和218被构造成使得每个模具构造的两细化气流会聚以形成单股气流，该单股气流在熔融聚合物线220离开每个熔喷模具中的小孔或孔口224时夹带并拉细熔融聚合物线。熔融聚合物线220形成为具有小直径的纤维(根据细化程度可以是微纤维)，该小直径通常小于孔口224的直径。因此，每个熔喷模具216和218具有相应的单股气流226和228，该单股气流含有由聚合物组分形成的夹带熔喷纤维。
含有熔喷聚合物纤维(例如，双组分熔喷纤维103和/或均质熔喷纤维105)的气流226和228对齐以在冲击区230会聚。通常，熔喷模具216和218相对于成形表面以一定角度排列，如授予Georger等人的美国专利第5,508,102号和第5,350,624号中所述。参考图4，例如，熔喷模具216和218可以θ从与两个模具216和218相切的平面“A”测量的一定角度定向。如图所示，平面“A”大致平行于成形表面258(图2)。典型地，每个模具216和218以约30度至约75度范围的角度设置，在进一步的实施方案中以约35度至约60度范围的角度设置，并且在进一步的实施方案中以约40度至约55度范围的角度设置。模具216和218可以相同或不同的角度定向。事实上，共成形幅材的纹理实际上可通过将一个模具定向成不同于另一个模具的角度来增强。
参考图4，模具216和218间隔距离α。一般来说，距离α的范围可高达约41cm(16英寸)。在一些方面，α的范围可以从约13cm(5英寸)至约25cm(10英寸)。在其他方面，α的范围可以从约15cm(6英寸)至约21cm(8英寸)。重要的是，熔喷模具之间的距离α和每个熔喷模具的角度θ决定成形区230的位置。
从成形区230到每个熔喷模具尖端的距离(即，距离X)应设定为使纤维的每个一次气流226和228的分散最小化。例如，该距离的范围可高达约41cm(16英寸)。理想的是，该距离应该大于6cm(2.5英寸)。例如，对于约6cm(2.5英寸)至16cm(6英寸)范围内的距离X，从每个熔喷模具装置的尖端到成形区230的距离可以利用以下公式由模具尖端之间的间距α和模具角度θ确定：
X＝α/(2cosθ)
一般来说，通过在流256接触成形表面258之前选择适当的垂直成形距离(即距离β)，可以使流256的分散最小化。β是从熔喷模具216、218的尖端到成形表面258的距离。为了使分散最小化，通常期望较短的垂直成形距离。这必须通过挤出纤维在接触成形表面258之前从其粘性半熔融状态固化的需要来平衡。例如，垂直成形距离β可在距熔喷模具尖端约7cm(3英寸)至约38cm(15英寸)的范围内。理想的是，该垂直距离β可以是距模具尖端约10cm(4英寸)至约28cm(11英寸)。
垂直成形距离β的一个重要组成部分是成形区230和成形表面258之间的距离(即距离Y)。成形区230应该定位成使得整合流只有最小距离(Y)行进到达成形表面258，以最小化夹带的熔喷纤维的分散。例如，从成形区到成形表面的距离(Y)的范围可高达约31cm(12英寸)。理想地，从冲击点到成形表面的距离(Y)可以在约5cm(3英寸)至约18cm(7英寸)的范围内。从成形区230到成形表面258的距离可以利用以下公式由垂直成形距离β、模具尖端之间的间距(β)和模具角度(θ)确定：
Y＝β-((α/2)*cosθ)
夹带气体的次要纤维材料经由从喷嘴244发出的流234被引入到成形区230中。一般来说，喷嘴244定位成使其垂直轴基本上垂直于成形表面258。
在一些情况下，可能期望冷却二次空气流234。冷却二次空气流234可加速熔融或粘性熔喷纤维的骤冷，并在熔喷模具尖端和成形表面258之间提供更短的距离，这可用于最小化纤维分散。例如，二次空气流234的温度可被冷却到约65至约85华氏度。
通过平衡熔喷纤维流226和228与二次空气流234、熔喷模具的所需模具角度θ、垂直成形距离(β)、熔喷模具尖端之间的距离(α)、成形区与熔喷模具尖端之间的距离(X)以及成形区与成形表面之间的距离(Y)，可以在熔喷纤维流内提供次要纤维材料的受控整合。
再次参考图2，将次要纤维材料232分别添加到熔喷聚合物纤维220和221的两股流226和228中，并且在冲击区230处，形成流226、228和234的湍流混合。将次要纤维材料232分别引入熔喷聚合物纤维220和221的两股流226和228中以形成整合的空气流被设计成在熔喷纤维的组合流226和228中产生次要纤维材料232的分级分布。这可以通过在熔喷聚合物纤维220和221的两股流226和228之间合并含有次要纤维材料232的二次气流234来实现，使得所有三股气流以受控方式会聚。因为它们在成形后保持相对粘性和半熔融，所以熔喷聚合物纤维220和221可以与次要纤维材料232在与之接触时同时粘附和缠结以形成相干非织造结构。
为了实现纤维的合并，可以采用任何常规设备，诸如具有多个齿238的疏散辊236装置，该齿适于将次要纤维的垫或絮240分离成单独的纤维材料。馈送至疏散辊236的次要纤维材料的垫或絮240可以是纸浆纤维片(如果需要聚合物纤维和次要纸浆纤维的双组分混合物)、切断纤维垫(如果需要聚合物纤维和次要切断纤维的双组分混合物)或纸浆纤维片和切断纤维垫两者(如果需要聚合物纤维、次要切断纤维和次要纸浆纤维的三组分混合物)。
当采用时，次要纤维材料232的片或垫240通过辊装置242馈送到疏散辊236。在疏散辊236的齿238已经将纤维垫分离成单独的次要纤维材料232之后，单独的纤维通过喷嘴244向熔喷聚合物纤维220和221的两股流226和228输送。壳体246包围疏散辊236，并且在壳体246与疏散辊236的齿238的表面之间提供通道或间隙248。气体，例如空气，通过气体导管250被供应到疏散辊236的表面与壳体246之间的通道或间隙248。
气体导管250可以在喷嘴244和间隙248的接合处252进入通道或间隙248。在示例性方面，双环状歧管用作稀释空气风机272，提供将空气输送到气体导管250中的均匀空气分布。气体以足够的量供应，以用作通过喷嘴244输送次要纤维材料232的介质。从导管250供应的气体也有助于从疏散辊236的齿238去除次要纤维材料232。预期添加剂和/或其他材料可被添加到或夹带在气流中以处理次要纤维材料232。
利用单独的汽提空气风机274来提供在接点252处进入系统的二次汽提空气流，以帮助从疏散辊236的齿238上去除二次纤维材料232。利用单独的稀释空气风机272和汽提空气风机274，以允许操作者平衡汽提空气流，允许从齿238中的最佳纤维释放及二次空气流234的流速增加。
一般来说，单独的次要纤维材料232以大约次要纤维材料232离开疏散辊236的齿238的速度输送通过喷嘴244。换句话说，次要纤维材料232在离开疏散辊236的齿238并进入喷嘴244时，通常维持其在距其离开疏散辊236的齿238的点的量值和方向上的速度。这种装置在授予Anderson等人的美国专利第4,100,324号中有更详细的讨论。
如果需要，可以调节二次气流234的速度，以获得不同特性的共成形结构。例如，当调节二次气流的速度使其大于在冲击区230接触时熔喷聚合物纤维220和221的每股流226和228的速度时，吸收纤维232以梯度结构掺入到共成形非织造幅材中。也就是说，次要纤维材料232在共成形非织造幅材的外表面之间比在外表面处具有较高的浓度。另一方面，当二次气流234的速度小于在冲击区230接触时熔喷聚合物纤维220和221的每股流226和228的速度时，次要纤维材料232以基本上均质的方式掺入到共成形非织造幅材中。也就是说，次要纤维材料232的浓度在整个共成形非织造幅材中基本上相同。这是因为次要纤维材料232的低速流被吸入熔喷聚合物纤维的高速流中，以增强湍流混合，这导致次要纤维材料232的一致分布。
为了将熔喷聚合物纤维220、221和次要纤维材料232的复合流256转变成共成形非织造结构254，收集装置位于复合流256的路径中。收集装置可以是由辊260驱动并如图2中箭头262所示旋转的成形表面258(例如，带、鼓、线、织物等)。由辊260驱动按照箭头262旋转的成形表面258在纵向移动。熔喷聚合物纤维和次要纤维材料232的合并流作为纤维相干基质被收集在成形表面258的表面上以形成共成形非织造结构254。
纤维的沉积可以通过由负气压机组或线下排气系统280(如参照图4所示)供给的线下真空来辅助。与传统机器不同，线下真空可以在纵向具有多个区，例如三个区。在采用三个区的情况下，第一区在成形区域230的纵向位于上游，第二区在喷嘴244和成形区230的正下方，并且第三区在成形区230的纵向位于下游。在示例性方面，第二区具有最高的空气流量，第一区具有最小量的空气流，并且第三区具有比第一区高但比第二区低的空气流。如果发现是最佳的，它们也可以供给相同量的空气流。
根据上述装置210a和相关工艺，通过聚合物纤维与次要纤维材料的机械缠结，次要纤维材料通过熔喷聚合物纤维相互连接并保持捕获在熔喷聚合物纤维内。聚合物纤维和次要纤维材料单独的机械缠结和相互连接能够形成相干整合纤维结构(例如共成形非织造结构254)。相干整合纤维结构可由聚合物纤维和次要纤维材料形成，在两种不同类型的纤维之间没有任何粘合剂或分子键或氢键。
如图2所示，方法200可以进一步采用与装置210a基本上相似的第二装置210b。例如，装置210b可以包括相同的部件(在图2中关于装置210b类似地标记为装置210a内的相同部件)。另外，装置210b可以以与装置210a的所述操作类似的方式操作。当然，情况并非是装置210a、210b必须以完全相同的方式操作，例如，利用完全相同的工艺设置。相反，设置-例如空气流速度；材料通量；真空水平等等可以在装置210a、210b之间变化，以产生具有期望特性的不同共成形结构。
关于本公开的非织造幅材100，装置210a、210b可以一起操作以产生所描述的分层或均质幅材结构。根据方法200，可以由熔喷模具216和218生产不同的纤维，以帮助形成图1的幅材100的分层结构。例如，在方法200中，装置210a的第一模具216可以生产双组分熔喷纤维220的流226，挤出机214、214”给模具216供料。挤出机214可挤出第一(或第三)聚合物组分，而挤出机214”可挤出第二聚合物组分，第一(或第三)聚合物组分和第二聚合物组分在第一模具216内汇合形成双组分纤维。挤出机214’可挤出第一聚合物组分，从而当第一聚合物组分被迫通过第二模具218时，形成均质熔喷纤维221的流228。熔喷双组分熔喷纤维220的流226可形成幅材100的双组分熔喷纤维103，而均质熔喷纤维221的流228形成幅材100的均质熔喷纤维105。
由于双组分纤维220的流226相对于含有次要纤维材料232的二次空气流234位于上游，双组分熔喷纤维220以较高的浓度最接近成形表面258布置，并形成幅材结构254的第一外部区域-最终形成幅材100的第一外部区域102。由于均质熔喷纤维221的流228相对于含有次要纤维材料232的二次空气流234位于下游，均质熔喷纤维221以较高的浓度远离成形表面258布置在幅材结构254的次表面(例如顶面)。
幅材结构254是由装置210a形成的中间结构，然后该中间结构在根据方法200的工艺中转移到装置210b。装置210b与装置210a可能不同之处在于挤出机214’相对于装置210b的二次空气流234位于上游，而挤出机214、214”位于装置210b内的二次空气流234的下游。在装置210b内，挤出机214’和模具218-类似于装置210a的挤出机214’和模具218-负责挤出第一聚合物组分并形成均质熔喷纤维221。装置210b的挤出机214、214”和模具216-同样，类似于装置210a的挤出机214、214”和模具216-负责挤出第一(或第三)聚合物组分和第二聚合物组分并形成双组分熔喷纤维220。
由于第二装置210b的挤出机214’和模具218位于二次空气流234的上游，并且复合空气和材料流256将材料施加到来自装置210a的幅材结构254上，由第二装置210b形成的均质熔喷纤维221被施加到以较高的浓度靠近幅材结构254的次表面布置的幅材结构254上。以这种方式，第一装置和第二装置210a、210b的均质熔喷纤维221和次要纤维材料232的组合材料形成最终幅材100的中央区域，如图1中最清楚地所见。因此，由于第二装置210b的挤出机214、214”和模具216位于二次空气流234的下游，并且复合空气和材料流256将材料施加到来自装置210a的幅材结构254上，由第二装置210b形成的双组分熔喷纤维220被施加到以较高的浓度远离幅材结构254的次表面布置的幅材结构254上。以这种方式，第二装置210b的组合双组分熔喷纤维220和次要纤维材料232形成所成形幅材100的外部区域。将来自第二装置210b的双组分熔喷纤维220、均质熔喷纤维221和次要纤维材料232施加到幅材结构254上，形成非织造幅材100。
因此，方法200可用于形成非织造幅材结构，诸如非织造幅材100，其具有第一外部区域、中央区域和第二外部区域，其中外部区域比中央区域包含更高浓度的双组分熔喷纤维。中央区域比第一外部区域和/或第二外部区域中的任一者包含更高浓度的均质熔喷纤维。在一些实施方案中，第一外部区域和/或第二外部区域可以不含均质熔喷纤维，并且中央区域可以不含双组分熔喷纤维。
材料通过挤出机214、214’、214”的“通量”将影响最终幅材100中来自模具216、218的材料(例如均质纤维/双组分纤维)的量。以这种方式，通过调节聚合物组分通过挤出机214、214’、214”的通量，可以将成形幅材100中双组分熔喷纤维103和均质熔喷纤维105的基重调节到不同水平。例如，增加第一聚合物组分(或第三)和第二聚合物组分通过挤出机214、214”和模具216的通量将成比例地增加流226中双组分熔喷纤维220的量，并因此增加最终成形幅材100中双组分熔喷纤维103的量。同样，增加第一聚合物组分通过挤出机214’和模具218的通量将成比例地增加流228中均质熔喷纤维221的量，并因此增加最终成形幅材100中均质熔喷纤维105的量。降低通量将相应地降低最终成形幅材100中纤维103、105的相对量。均质熔喷纤维105与双组分熔喷纤维103的优选相对量和/或形成纤维103、105的第一聚合物组分和第三聚合物组分与第二聚合物组分的优选相对量已经在本文中详述，并且这种水平可以通过调节聚合物组分通过挤出机214、214’、214”和模具216、218的通量来达到。
此外，相对于彼此增加或降低第一(或第三)聚合物组分或第二聚合物组分通过挤出机214、214”和模具216的通量，可以形成双组分熔喷纤维，该双组分熔喷纤维具有按双组分熔喷纤维的总重量计不同百分比的第一(或第三)聚合物组分和第二聚合物组分。例如，根据本公开的各方面，通过相对于通过挤出机214的第一(或第三)聚合物组分调节通过挤出机214”的第二聚合物组分的通量，双组分熔喷纤维220(以及因此幅材100中的双组分熔喷纤维103)中的第二聚合物组分的量可以在双组分熔喷纤维总重量的约1.5％至约30％之间变化。
预期装置210a、210b的其他配置可以生产根据本公开的各方面的非织造幅材结构。例如，装置210a可仅包括被构造成形成双组分熔喷纤维220的模具216，而装置210b包括模具216和模具218两者，以形成双组分熔喷纤维220和单组分熔喷纤维221，其中模具216布置在模具218的下游。在其他实施方案中，装置210b可仅包括被构造成形成双组分熔喷纤维220的模具216，而装置210a包括模具216和模具218两者，以形成双组分熔喷纤维220和单组分熔喷纤维221，其中模具216布置在模具218的上游。
方法300代表用于形成根据本公开的非织造幅材的另一种工艺。方法300类似于方法200，除了方法300采用三个成形装置310a、310b和310c以外，如图3所示。装置310a、310b和310c均类似于先前描述的装置210a。装置310a、310b和310c中类似标记的部件与关于装置210a描述的相应部件相同。
图3的方法以与方法200相似的方式开始。例如，装置310a的第一模具216相对于二次空气流234位于上游并且产生双组分熔喷纤维220的流226，挤出机214、214”给模具216供料。双组分纤维220的流226相对于含有次要纤维材料232的二次空气流234位于上游，双组分熔喷纤维220以较高的浓度最接近成形表面258布置，形成幅材结构254的第一外部区域-最终形成幅材100的第一外部区域102。如图3所示，装置310a中均质熔喷纤维221的流228相对于含有次要纤维材料232的二次空气流234位于下游，并且因此由装置310a形成的均质熔喷纤维221以更高的浓度远离成形表面258布置在幅材结构254的次表面(例如顶面)。
由装置310a形成的幅材结构254在根据工艺300的工艺中转移到装置310b。装置310b与装置310a的不同之处在于，装置310b形成组合次要纤维材料232的流与仅均质熔喷纤维221的流的复合流256。例如，装置310b示为仅具有挤出机214’和模具218，通过它们挤出第一聚合物组分并使它们通过模具218以形成均质熔喷纤维221。因此，由装置310b形成并施加到由装置310a形成的幅材结构254上的复合纤维材料仅包括次要纤维材料232和均质熔喷纤维221。以这种方式，工艺300能够在根据本公开的成形非织造幅材100中产生更大(例如，更厚；更高基重)的中央区域106。尽管这里描述为在装置310b的挤出机214’中利用第一聚合物组分，但是应当理解，对于装置310b可以采用不同的聚合物组分(或聚合物共混物)，如在装置310a(和/或装置310c)的均质熔喷纤维的形成中所用。
在将来自装置310b的材料施加到由装置310a形成的幅材结构254上之后，形成第二中间结构254’，将第二中间结构254’馈送到装置310c。装置310c类似于方法200的装置210b。例如，装置310c具有位于装置310c的二次空气流234上游的操作以形成均质熔喷纤维221的挤出机214’和模具218。挤出机214、214”和模具216位于装置310c的二次空气流234的下游。因此，由装置310c形成的均质熔喷纤维221施加到以较高浓度靠近成形幅材结构254’布置的幅材结构254’上，并有助于最终成形幅材100的中央区域106的基重。同样，由装置310c形成的均质熔喷纤维221施加到以较高浓度远离幅材结构254’布置的幅材结构254’上，并形成最终成形幅材100的外部区域102、104。
因此，方法300可用于形成非织造幅材结构，诸如非织造幅材100，其具有第一外部区域、中央区域和第二外部区域，其中外部区域比中央区域包含更高浓度的双组分熔喷纤维。中央区域比第一外部区域和/或第二外部区域中的任一者包含更高浓度的均质熔喷纤维。在一些实施方案中，第一外部区域和/或第二外部区域可以不含均质熔喷纤维，并且中央区域可以不含双组分熔喷纤维。方法300优于方法200的优点在于，通过使整个成形装置(例如装置310b)专用于形成中央区域的一部分，方法300可以达到比方法200更高的中央区域基重。相比之下，方法200仅依赖于两个单独的成形装置的一部分来帮助形成中央区域。
所描述的方法300的替代方案也在本公开的范围内。在第一替代方法300中，第一装置310a可以仅形成双组分熔喷纤维220，而不是第一装置310a形成双组分熔喷纤维220和均质熔喷纤维221两者。因此，在这些实施方案中，第一装置310a将包括布置在二次空气流234两侧(例如上游和下游)的挤出机214、214”和模具316。中间幅材结构254将仅包含双组分熔喷纤维220和次要纤维材料232。在这些实施方案的至少一些实施方案中，第三装置310c可以相对于图3的实施方案进行类似的改进，因为装置310c可以仅形成双组分熔喷纤维220。因此，在这种实施方案中，施加到中间幅材结构254’上的材料将仅包含双组分熔喷纤维220和次要纤维材料232。这种替代实施方案可能能够更离散地控制形成幅材结构的双组分熔喷纤维103和均质熔喷纤维105的双组分熔喷纤维220和均质熔喷纤维221的量和基重。
工艺200或工艺300可以以另一种方式改进以生产替代性非织造幅材100。根据本公开的一些方面，成形装置210a、210b或310a-c可各自构造成仅形成双组分熔喷纤维220，而没有任何均质熔喷纤维221。以这种方式，工艺200或工艺300可用于形成均质的而非分层的非织造幅材100。这种非织造幅材100可以类似于图1的幅材100，除了这种幅材将没有均质熔喷纤维105，并且将具有以相对均质的布置方式布置在幅材100结构的整个厚度上的双组分熔喷纤维103。这种改进工艺用于形成本文所述的HE1-3示例幅材。
应理解，本公开决不限于上述实施方案。在一个替代实施方案中，例如，可以采用第一熔喷模头和第二熔喷模头，其沿基本上横向于成形表面的移动方向的方向基本上延伸穿过成形表面。模头同样可以基本上垂直布置，即垂直于成形表面排列，使得由此产生的熔喷纤维被直接向下吹到成形表面上。这种构造是在本领域中熟知的，并且更详细描述于例如授予Dunbar等人的美国专利申请公开第2007/0049153号中。此外，尽管上述实施方案采用多个熔喷模头以生产不同尺寸的纤维，但也可以采用单个模头。这种工艺的实例例如在授予Lassig等人的美国专利第7,168,932号中公开，该专利全文以引用方式并入本文以用于所有目的。
理想的是，纤维非织造幅材100可用作含有液体的湿擦拭物。液体可以是能够被吸收到湿擦拭基片(例如幅材100)中的任何溶液，并且可以包括提供所需擦拭特性的任何合适的组分。例如，这些组分可包括水、润肤剂、表面活性剂、芳香剂、防腐剂、螯合剂、pH缓冲剂或它们的组合，如本领域的技术人员所熟知。液体还可以含有洗剂、药物和/或其他活性剂。
每个湿擦拭物内包含的液体量可根据用于提供湿擦拭物的材料的类型、所使用的液体的类型、用于储存湿擦拭物的容器的类型以及所期望的湿擦拭物的最终用途而改变。一般来说，基于擦拭物的干重，每个湿擦拭物可包含约150至约600重量％并且期望地约250至约450重量％的液体，以改善擦拭。在一个特定的方面，湿擦拭物内包含的液体量基于湿擦拭物的干重为约300重量％至约400重量％。如果液体的量少于上述范围，则湿擦拭物可能太干并且不能充分发挥作用。如果液体的量大于上述范围，则湿擦拭物可能过饱和且潮湿，并且液体可能聚在容器底部。
每个湿擦拭物的形状可以是大致矩形，并且可以具有任何合适的展开宽度和长度。例如，湿擦拭物可具有约2.0厘米至约80.0厘米且理想地约10.0厘米至约25.0厘米的展开长度及约2.0厘米至约80.0厘米且理想地约10.0厘米至约25.0厘米的展开宽度。典型地，每个单独的湿擦拭物以折叠构造排列并且一个堆叠在另一个的上面，或者是具有穿孔以提供湿擦拭物堆的连续材料带。湿擦拭物堆可放置在容器诸如塑料桶的内部，并排列成堆进行分配，以提供最终销售给消费者的湿擦拭物包装。
本公开的非织造幅材100可替代地用于多种制品中。例如，幅材100可掺入能够吸收水或其他流体的“吸收制品”中。一些吸收制品的实例包括但不限于个人护理吸收制品，如尿布、训练裤、吸收性内裤、失禁用制品、女性卫生产品(例如，卫生巾)、泳衣等等；医疗用吸收制品，如衣物、开窗术材料、垫料、床垫、绷带、吸收性铺巾和医用擦拭物；服装制品；口袋等等。形成这样的制品的材料和方法是本领域技术人员熟知的。这样的吸收制品的若干实例在授予DiPalma等人的美国专利第5,649,916号、授予Kielpikowski的美国专利第6,110,158号和授予Blaney等人的美国专利第6,663,611号中有所描述，这些专利全文以引用方式并入本文以用于所有目的。另外其他适合的制品在授予Fell等人的美国专利申请公开第2004/0060112A1号以及授予Damico等人的美国专利第4,886,512号、授予Sherrod等人的美国专利第5,558,659号、授予Fell等人的美国专利第6,888,044号和授予Freiburger等人的美国专利第6,511,465号中有所描述，所有这些专利均全文以引用方式并入本文以用于所有目的。当用于吸收制品时，本公开的非织造幅材100可形成吸收芯的组分或本领域熟知的吸收制品的任何其他吸收组分。
虽然本发明已经就其具体实施方案进行了详细描述，但是将领会的是，本领域技术人员在获得前述内容的理解后可以容易地设想出这些实施方案的替代形式、变型形式和等同方案。因此，本发明的范围应被评估为所附权利要求及其任何等同方案的范围。另外，应该注意的是，本文呈现的任何给定范围旨在包括任何和所有较少包括的范围。例如，45-90的范围也包括50-90；45-80；46-89等。
CDT强度测试法
CDT强度测试法测量峰值载荷值，即在被拉至断裂时由样本产生的最大力。使用模切机或使用样品切割机诸如JDC精密样品切割机(Thwing-Albert Instrument Company,Philadelphia,Pa.，型号JDC 3-10，序列号37333)将样品切割成25mm宽和152mm长并在测试前在23±2℃和50±5％相对湿度下处理至少4小时，并在相同的环境条件下进行测试。样品的长度尺寸应该在切割样品的幅材的横向上延伸。CDT强度值是样品被拉至破裂时的峰值载荷，单位为克力。更具体地说，CDT强度值是当以取向与样品的纵向取向交叉的方向的力拉伸样品时的峰值载荷。
拉伸强度测试仪是MTS标准41或43和MTS TestSuite EliteTM(MTS SystemsCorp.,Research Triangle Park,NC)。选择称重传感器(load cell)，使得峰值载荷值落在称重传感器满刻度载荷的10％至90％之间-根据测试样品的强度，最大50牛顿或100牛顿的称重传感器通常可能是适当的。标距长度为76mm，且钳口宽度为76mm，大致高度为12.7mm。夹头速度为305mm/分钟，并且断裂灵敏度被设置在70％。
将样品放置在仪器的钳口中，并且以较长的维度平行于载荷施加方向而垂直和水平居中。夹具使用气动式动作来操作并且涂布有橡胶。接着开始测试并且在样品断裂时结束。测定峰值载荷并报告为样品的CDT强度值，精确至0.1gf。测试了五(5)个代表性样本，所测试的所有各个样本的算术平均值是产品的拉伸强度。
TS7柔软度测试法
使用EMTEC薄纸柔软度分析仪(“TSA”)(Emtec Electronic GmbH,Leipzig,Germany)特别是TS7值测量非织造幅材的柔软度。TSA包括具有垂直叶片的转子，这些叶片在测试件上旋转，由此施加限定的接触压力。垂直叶片与测试件之间的接触产生振动，振动由振动传感器感测。然后，传感器向个人计算机(PC)传输信号，供处理与显示。信号以频谱显示。为测量TS7值，将叶片以100mN的载荷压贴在样品上，并且叶片的转速为每秒2转。
为测量TS7值，频率分析在约1kHz至10kHz的范围内进行，将7kHz处出现的峰幅值记录为TS7值。TS7值代表样品的柔软度，并且较低的振幅与更软的样品相关。TS7值的单位为dB V2均方根(rms)。
测试样品通过切割直径为112.8mm的圆形样品来制备。在完成TSA测试之前，让全部样品在TAPPI标准温度和湿度条件下平衡至少24小时。将样品置于TSA中，其中样品的空气侧向上(收集在成形线上的样品的侧面向下)。固定样品，经由PC开始测量。PC根据标准TSA方案记录、处理和储存全部数据。所报告的值为5次重复测试的平均值，每次测试都使用新样品。
压杯测试法
如本文所用，术语“压杯”是指根据压杯测试确定的非织造织物片的柔软度的一种量度。压杯测试通过测量峰值载荷(也称为“压杯载荷”或仅“压杯”)和压碎样本所需的能量来评价织物的硬度，并继而量化样本的柔软度。图XX和YY示出了包括杯成形组件1102的压杯测试系统1100。该系统还包括位于杆1105自由端的直径为45mm的半球形压脚1108(由轻质尼龙或金属形成)。通过将样品切割成侧边为178mm的正方形来制备样本，例如使用模切机或样品切割机诸如JDC精密样品切割机(Thwing-Albert Instrument Company,Philadelphia,Pa.，型号JDC 3-10，序列号37333)。样品应在23±2℃和50±5％相对湿度的标准实验室气氛中处理和进行测试。
组件1102包括配套的顶帽形成形杯1110和1112，其至少在四个点处夹持片材1202(例如样品)。成形杯1110具有65mm的直径且为65mm高。为了形成组件1102，将片材1202放置在成形杯1112上方，其中夹持环定位在成形杯1112上。将成形杯1110放置在片材1202上方，并慢慢从成形杯1112滑下，以使样品1112共成形为杯状。滑动成形杯1110，直到使环1114接触片材1202的四个角1106，片材1202延伸到组件1102外部并被夹在环1114和杯1110之间。在将片材1202形成为杯状之后，移除杯1112。在环1114和成形杯1110之间可以有间隙，但是至少四个角1106必须固定地夹在其间。
然后将成形杯1110和由夹持环1114保持在成形杯1110中的片材1202以及样本放置在安装在拉伸测试仪上的载荷板上。定速延伸型拉伸测试仪可以是配备有计算机化的数据采集系统(诸如MTS TestSuite EliteTM，来自MTS Systems Corp.,Research TrianglePark,NC)的MTS标准42，该数据采集系统能够优选地以20数据点每秒的最小数据捕获速率在压缩模式下在两个预定距离(15-60毫米)之间计算峰值载荷和能量。
将压脚1108和杯1110对齐以避免杯壁与压脚之间的接触，该接触会影响读数。压脚1108位于距离载荷板大约75mm处(例如标距长度)。夹头速度设定为406.4mm/分钟，并且为了捕获数据，压脚1108下降通过成形杯1110的开口端，并“压碎”和扭曲内部的杯状片材1202。如通过连接到PC的拉伸测试仪测量的压脚1108从开始行进15mm至60mm的峰值载荷以克力(gf)记录并且能量以克力-长度(gf-mm)进行测量。压脚1108被设置从开始行进到至少62mm，以确保在行进60mm时捕获数据。结果是材料硬度的表现。材料越硬，峰值载荷和能量值越高。材料越软，该值越低。
示例实施方案
实施方案1：一种形成层状非织造幅材材料的方法可以包括将吸收材料的第一流与熔喷聚合物纤维的一股或多股第一流合并，以形成第一复合流，所述熔喷聚合物纤维的一股或多股第一流包含由第一聚合物组分和第二聚合物组分形成的双组分纤维；将所述第一复合流收集到成形表面上；将吸收材料的第二流与熔喷聚合物纤维的一股或多股第二流合并，以形成第二复合流，所述熔喷聚合物纤维的一股或多股第二流包含由所述第一聚合物组分或第三聚合物组分形成的单组分纤维，所述第三聚合物组分与所述第一聚合物组分和所述第二聚合物组分中的任一者不同；将所述第二复合流收集到布置在所述成形表面上的所收集的第一复合流上；将吸收材料的第三流与熔喷聚合物纤维的一股或多股第三流合并，以形成第三复合流，所述熔喷聚合物纤维的一股或多股第三流包含由所述第一聚合物组分和所述第二聚合物组分形成的双组分纤维；以及将所述第三复合流收集到布置在所述成形表面上的所收集的第二复合流上，以形成所述层状非织造幅材材料。
实施方案2：如实施方案1所述的方法，其中所述熔喷聚合物纤维的一股或多股第一流的所述双组分纤维被形成为使得所述双组分纤维内的所述第二聚合物组分的量大于所述双组分纤维的总聚合物含量的0重量％且小于或等于20重量％。
实施方案3：如实施方案2所述的方法，其中所述层状非织造幅材材料内的所述第二聚合物组分的总基重大于或等于所述层状非织造幅材材料的总基重的0.2％且小于或等于3％。
实施方案4：如实施方案3所述的方法，其中所收集的第一复合流的所述熔喷纤维的基重大于或等于所收集的第一复合流的总基重的15％且小于或等于45％。
实施方案5：如实施方案1-4中任一项所述的方法，其中所收集的第一复合流的基重大于或等于所述层状非织造幅材材料的总基重的25％且小于或等于45％。
实施方案6：如实施方案1-5中任一项所述的方法，其中所收集的第二复合流的基重大于或等于所述层状非织造幅材材料的总基重的30％且小于或等于60％。
实施方案7：如实施方案1-6中任一项所述的方法，其中所述熔喷聚合物纤维的一股或多股第一流的所述双组分纤维被形成为使得所述双组分纤维内的所述第二聚合物组分的量大于或等于所述双组分纤维的总聚合物含量的5重量％且小于或等于15重量％。
实施方案8：一种形成层状非织造幅材材料的方法可以包括在纵向上移动成形表面；将吸收材料的第一流与熔喷聚合物纤维的第一流和熔喷聚合物纤维的第二流合并，所述熔喷聚合物纤维的第一流相对于所述吸收材料的第一流在纵向上布置于上游，所述熔喷聚合物纤维的第二流相对于所述吸收材料的第一流在纵向上布置于下游，所述吸收材料的第一流、所述熔喷聚合物纤维的第一流和所述熔喷聚合物纤维的第二流形成第一复合流，所述熔喷聚合物纤维的第一流和所述熔喷聚合物纤维的第二流中的至少一者包含由第一聚合物组分和第二聚合物组分形成的双组分熔喷聚合物纤维，其中所述第二聚合物组分占所述双组分熔喷聚合物纤维的总聚合物含量的大于0重量％且小于或等于20重量％；将所述第一复合流收集到所述成形表面上；将吸收材料的第二流与熔喷聚合物纤维的第三流和熔喷聚合物纤维的第四流合并，所述熔喷聚合物纤维的第三流相对于所述吸收材料的第二流在纵向上布置于上游，所述熔喷聚合物纤维的第四流相对于所述吸收材料的第二流在纵向上布置于下游，所述吸收材料的第二流、所述熔喷聚合物纤维的第三流和所述熔喷聚合物纤维的第四流形成第二复合流，所述熔喷聚合物纤维的第三流和所述熔喷聚合物纤维的第四流中的至少一者包含由所述第一聚合物组分和所述第二聚合物组分形成的双组分熔喷聚合物纤维，其中所述第一聚合物组分占所述双组分熔喷纤维的总聚合物含量的大于0重量％且小于或等于20重量％；以及将所述第二复合流收集到所述所收集的第一复合流上，以形成所述层状非织造幅材材料。
实施方案9：如实施方案8所述的层状非织造幅材材料，其中所述熔喷聚合物纤维的第一流包含由所述第一聚合物组分和所述第二聚合物组分形成的双组分熔喷聚合物纤维，其中所述第二聚合物组分形成所述熔喷聚合物纤维的第一流的所述双组分熔喷聚合物纤维的总聚合物含量的大于0重量％且小于或等于20重量％，所述熔喷聚合物纤维的第四流包含由所述第一聚合物组分和所述第二聚合物组分形成的双组分熔喷聚合物纤维，其中所述第二聚合物组分形成所述熔喷聚合物纤维的第四流的所述双组分熔喷聚合物纤维的总聚合物含量的大于0重量％且小于或等于20重量％，并且所述熔喷聚合物纤维的第二流和所述熔喷聚合物纤维的第三流包含由所述第一聚合物形成的单组分熔喷聚合物纤维。
实施方案10：如实施方案9所述的层状非织造幅材材料，其中层状非织造幅材内的所述第二聚合物组分的总含量占所述层状非织造幅材材料的总重量的大于0重量％且小于或等于3重量％。
实施方案11：如实施方案9或10中任一项所述的层状非织造幅材材料，其中所述层状非织造幅材材料具有根据TS7柔软度测试法大于或等于2.83且小于或等于3.86的TS7柔软度值，并且其中所述层状非织造幅材材料具有根据CDT强度测试法大于或等于228gf且小于或等于312gf的CDT强度值。
实施方案12：如实施方案8-11中任一项所述的层状非织造幅材材料，还包括：将吸收材料的第三流与熔喷聚合物纤维的第五流和熔喷聚合物纤维的第六流合并，所述熔喷聚合物纤维的第五流相对于所述吸收材料的第三流在纵向上布置于上游，所述熔喷聚合物纤维的第六流相对于所述吸收材料的第三流在纵向上布置于下游，所述吸收材料的第三流、所述熔喷聚合物纤维的第五流和所述熔喷聚合物纤维的第六流形成第三复合流，其中所述熔喷聚合物纤维的第五流和所述熔喷聚合物纤维的第六流包含由所述第一聚合物组分或第三聚合物组分形成的单组分熔喷聚合物纤维，所述第三聚合物组分与所述第一聚合物组分和所述第二聚合物组分中的任一者不同；以及将所述第三复合流收集到所述所收集的第一复合流上，以使得所述第三复合流在纵向上布置在所述第一复合流和所述第二复合流之间，其中所述第二复合流被直接收集到所述第三复合流上。
实施方案13：如实施方案12所述的层状非织造幅材材料，其中所述熔喷聚合物纤维的第一流和所述熔喷聚合物纤维的第二流两者都包含由所述第一聚合物组分和所述第二聚合物组分形成的双组分熔喷聚合物纤维，其中所述第二聚合物组分形成所述熔喷聚合物纤维的第一流和所述熔喷聚合物纤维的第二流的所述双组分熔喷聚合物纤维的总聚合物含量的大于0重量％且小于或等于20重量％，并且所述熔喷聚合物纤维的第四流和所述熔喷聚合物纤维的第五流两者都包含由所述第一聚合物组分和所述第二聚合物组分形成的双组分熔喷聚合物纤维，其中所述第二聚合物组分形成所述熔喷聚合物纤维的第四流和所述熔喷聚合物纤维的第六流的所述双组分熔喷聚合物纤维的大于0重量％且小于或等于20重量％。
实施方案14：如实施方案13所述的层状非织造幅材材料，其中所述层状非织造幅材内的所述第二聚合物组分的总含量占所述层状非织造幅材材料的总重量的大于0重量％且小于或等于3重量％。
实施方案15：如实施方案13或14中任一项所述的层状非织造幅材材料，其中所述层状非织造幅材材料具有根据TS7柔软度测试法大于或等于2.83且小于或等于3.86的TS7柔软度值，并且其中所述层状非织造幅材材料具有根据CDT强度测试法大于或等于228gf且小于或等于312gf的CDT强度值。
实施方案16：一种形成层状非织造幅材材料的方法可以包括将吸收材料的第一流与熔喷聚合物纤维的一股或多股第一流合并，以形成第一复合流，所述熔喷聚合物纤维的一股或多股第一流中的至少一者包含由第一聚合物组分和第二聚合物组分形成的双组分纤维；将所述第一复合流收集到成形表面上；将吸收材料的第二流与熔喷聚合物纤维的一股或多股第二流合并，以形成第二复合流，所述熔喷聚合物纤维的一股或多股第二流中的至少一者包含由所述第一聚合物组分或第三聚合物形成的单组分纤维，所述第三聚合物与所述第一聚合物组分和所述第二聚合物组分中的任一者不同；以及将所述第二复合流收集到所述所收集的第一复合流上，以形成所述层状非织造幅材材料；其中所述层状非织造幅材材料具有根据TS7柔软度测试法大于或等于2.83且小于或等于3.86的TS7柔软度值，并且其中所述层状非织造幅材材料具有根据CDT强度测试法大于或等于228gf且小于或等于312gf的CDT强度值。
实施方案17：如实施方案16所述的方法，其中将所述吸收材料的第一流与熔喷聚合物纤维的一股或多股第一流合并以形成所述第一复合流包括将所述吸收材料的第一流与熔喷聚合物纤维的第一流和熔喷聚合物纤维的第二流合并，所述熔喷聚合物纤维的第一流和所述熔喷聚合物纤维的第二流中的每一者包含由所述第一聚合物组分和所述第二聚合物组分形成的双组分纤维其中所述第二聚合物组分形成所述双组分纤维的总聚合物含量的大于0重量％且小于或等于20重量％。
实施方案18：如实施方案16或17中任一项所述的方法，其中将所述吸收材料的第一流与熔喷聚合物纤维的一股或多股第一流合并以形成所述第一复合流包括将所述吸收材料的第一流与熔喷聚合物纤维的第一流和熔喷聚合物纤维的第二流合并，所述熔喷聚合物纤维的第一流和所述熔喷聚合物纤维的第二流中的每一者包含由所述第一聚合物组分和所述第二聚合物组分形成的双组分纤维其中所述第二聚合物组分形成所述双组分纤维的总聚合物含量的大于或等于5重量％且小于或等于15重量％。
实施方案19：如实施方案16-18中任一项所述的方法，其中将所述吸收材料的第二流与熔喷聚合物纤维的一股或多股第二流合并以形成所述第二复合流包括将所述吸收材料的第二流与熔喷聚合物纤维的多股流合并，其中所述熔喷聚合物纤维的多股流中的每一股包含由所述第一聚合物组分或第三聚合物组分形成的单组分纤维，所述第三聚合物组分与所述第一聚合物组分和所述第二聚合物组分中的任一者不同。
实施方案20：如实施方案16-19中任一项所述的方法，其中所述层状非织造幅材材料内的所述第二聚合物组分的总含量占所述层状非织造幅材材料的总重量的大于0重量％且小于或等于3重量％。

Claims (20)

1.一种形成层状非织造幅材材料的方法，所述方法包括：
将吸收材料的第一流与熔喷聚合物纤维的一股或多股第一流合并，以形成第一复合流，所述熔喷聚合物纤维的一股或多股第一流包含由第一聚合物组分和第二聚合物组分形成的双组分纤维；
将所述第一复合流收集到成形表面上；
将吸收材料的第二流与熔喷聚合物纤维的一股或多股第二流合并，以形成第二复合流，所述熔喷聚合物纤维的一股或多股第二流包含由所述第一聚合物组分或第三聚合物组分形成的单组分纤维，所述第三聚合物组分与所述第一聚合物组分和所述第二聚合物组分中的任一者不同；
将所述第二复合流收集到布置在所述成形表面上的所收集的第一复合流上；
将吸收材料的第三流与熔喷聚合物纤维的一股或多股第三流合并，以形成第三复合流，所述熔喷聚合物纤维的一股或多股第三流包含由所述第一聚合物组分和所述第二聚合物组分形成的双组分纤维；以及
将所述第三复合流收集到布置在所述成形表面上的所收集的第二复合流上，以形成所述层状非织造幅材材料。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述熔喷聚合物纤维的一股或多股第一流的所述双组分纤维被形成为使得所述双组分纤维内的所述第二聚合物组分的量大于所述双组分纤维的总聚合物含量的0重量％且小于或等于20重量％。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述层状非织造幅材材料内的所述第二聚合物组分的总基重大于或等于所述层状非织造幅材材料的总基重的0.2％且小于或等于3％。
4.如权利要求3所述的方法，其中所收集的第一复合流的所述熔喷纤维的基重大于或等于所收集的第一复合流的总基重的15％且小于或等于45％。
5.如权利要求1所述的方法，其中所收集的第一复合流的基重大于或等于所述层状非织造幅材材料的总基重的25％且小于或等于45％。
6.如权利要求1所述的方法，其中所收集的第二复合流的基重大于或等于所述层状非织造幅材材料的总基重的30％且小于或等于60％。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述熔喷聚合物纤维的一股或多股第一流的所述双组分纤维被形成为使得所述双组分纤维内的所述第二聚合物组分的量大于或等于所述双组分纤维的总聚合物含量的5重量％且小于或等于15重量％。
8.一种形成层状非织造幅材材料的方法，所述方法包括：
在纵向上移动成形表面；
将吸收材料的第一流与熔喷聚合物纤维的第一流和熔喷聚合物纤维的第二流合并，所述熔喷聚合物纤维的第一流相对于所述吸收材料的第一流在纵向上布置于上游，所述熔喷聚合物纤维的第二流相对于所述吸收材料的第一流在纵向上布置于下游，所述吸收材料的第一流、所述熔喷聚合物纤维的第一流和所述熔喷聚合物纤维的第二流形成第一复合流，所述熔喷聚合物纤维的第一流和所述熔喷聚合物纤维的第二流中的至少一者包含由第一聚合物组分和第二聚合物组分形成的双组分熔喷聚合物纤维，其中所述第二聚合物组分形成所述双组分熔喷聚合物纤维的总聚合物含量的大于0重量％且小于或等于20重量％；
将所述第一复合流收集到所述成形表面上；
将吸收材料的第二流与熔喷聚合物纤维的第三流和熔喷聚合物纤维的第四流合并，所述熔喷聚合物纤维的第三流相对于所述吸收材料的第二流在纵向上布置于上游，所述熔喷聚合物纤维的第四流相对于所述吸收材料的第二流在纵向上布置于下游，所述吸收材料的第二流、所述熔喷聚合物纤维的第三流和所述熔喷聚合物纤维的第四流形成第二复合流，所述熔喷聚合物纤维的第三流和所述熔喷聚合物纤维的第四流中的至少一者包含由所述第一聚合物组分和所述第二聚合物组分形成的双组分熔喷聚合物纤维，其中所述第一聚合物组分形成所述双组分熔喷纤维的总聚合物含量的大于0重量％且小于或等于20重量％；以及
将所述第二复合流收集到所述所收集的第一复合流上，以形成所述层状非织造幅材材料。
9.如权利要求8所述的层状非织造幅材材料，其中：
所述熔喷聚合物纤维的第一流包含由所述第一聚合物组分和所述第二聚合物组分形成的双组分熔喷聚合物纤维，其中所述第二聚合物组分形成所述熔喷聚合物纤维的第一流的所述双组分熔喷聚合物纤维的总聚合物含量的大于0重量％且小于或等于20重量％，
所述熔喷聚合物纤维的第四流包含由所述第一聚合物组分和所述第二聚合物组分形成的双组分熔喷聚合物纤维，其中所述第二聚合物组分形成所述熔喷聚合物纤维的第四流的所述双组分熔喷聚合物纤维的总聚合物含量的大于0重量％且小于或等于20重量％，并且
所述熔喷聚合物纤维的第二流和所述熔喷聚合物纤维的第三流包含由所述第一聚合物形成的单组分熔喷聚合物纤维。
10.如权利要求9所述的层状非织造幅材材料，其中所述层状非织造幅材内的所述第二聚合物组分的总含量占所述层状非织造幅材材料的总重量的大于0重量％且小于或等于3重量％。
11.如权利要求9所述的层状非织造幅材材料，其中所述层状非织造幅材材料具有根据TS7柔软度测试法大于或等于2.83且小于或等于3.86的TS7柔软度值，并且其中所述层状非织造幅材材料具有根据CDT强度测试法大于或等于228gf且小于或等于312gf的CDT强度值。
12.如权利要求8所述的层状非织造幅材材料，还包括：
将吸收材料的第三流与熔喷聚合物纤维的第五流和熔喷聚合物纤维的第六流合并，所述熔喷聚合物纤维的第五流相对于所述吸收材料的第三流在纵向上布置于上游，所述熔喷聚合物纤维的第六流相对于所述吸收材料的第三流在纵向上布置于下游，所述吸收材料的第三流、所述熔喷聚合物纤维的第五流和所述熔喷聚合物纤维的第六流形成第三复合流，其中所述熔喷聚合物纤维的第五流和所述熔喷聚合物纤维的第六流包含由所述第一聚合物组分或第三聚合物组分形成的单组分熔喷聚合物纤维，所述第三聚合物组分与所述第一聚合物组分和所述第二聚合物组分中的任一者不同；以及
将所述第三复合流收集到所述所收集的第一复合流上，以使得所述第三复合流在纵向上布置在所述第一复合流和所述第二复合流之间，其中所述第二复合流被直接收集到所述第三复合流上。
13.如权利要求12所述的层状非织造幅材材料，其中
所述熔喷聚合物纤维的第一流和所述熔喷聚合物纤维的第二流两者都包含由所述第一聚合物组分和所述第二聚合物组分形成的双组分熔喷聚合物纤维，其中所述第二聚合物组分形成所述熔喷聚合物纤维的第一流和所述熔喷聚合物纤维的第二流的所述双组分熔喷聚合物纤维的总聚合物含量的大于0重量％且小于或等于20重量％，并且
所述熔喷聚合物纤维的第四流和所述熔喷聚合物纤维的第五流两者都包含由所述第一聚合物组分和所述第二聚合物组分形成的双组分熔喷聚合物纤维，其中所述第二聚合物组分形成所述熔喷聚合物纤维的第四流和所述熔喷聚合物纤维的第六流的所述双组分熔喷聚合物纤维的大于0重量％且小于或等于20重量％。
14.如权利要求13所述的层状非织造幅材材料，其中所述层状非织造幅材内的所述第二聚合物组分的总含量占所述层状非织造幅材材料的总重量的大于0重量％且小于或等于3重量％。
15.如权利要求13所述的层状非织造幅材材料，其中所述层状非织造幅材材料具有根据TS7柔软度测试法大于或等于2.83且小于或等于3.86的TS7柔软度值，并且其中所述层状非织造幅材材料具有根据CDT强度测试法大于或等于228gf且小于或等于312gf的CDT强度值。
16.一种形成层状非织造幅材材料的方法，所述方法包括：
将吸收材料的第一流与熔喷聚合物纤维的一股或多股第一流合并，以形成第一复合流，所述熔喷聚合物纤维的一股或多股第一流中的至少一者包含由第一聚合物组分和第二聚合物组分形成的双组分纤维；
将所述第一复合流收集到成形表面上；
将吸收材料的第二流与熔喷聚合物纤维的一股或多股第二流合并，以形成第二复合流，所述熔喷聚合物纤维的一股或多股第二流中的至少一者包含由所述第一聚合物组分或第三聚合物形成的单组分纤维，所述第三聚合物与所述第一聚合物组分和所述第二聚合物组分中的任一者不同；以及
将所述第二复合流收集到所述所收集的第一复合流上，以形成所述层状非织造幅材材料；
其中所述层状非织造幅材材料具有根据TS7柔软度测试法大于或等于2.83且小于或等于3.86的TS7柔软度值，并且
其中所述层状非织造幅材材料具有根据CDT强度测试法大于或等于228gf且小于或等于312gf的CDT强度值。
17.如权利要求16所述的方法，其中将所述吸收材料的第一流与熔喷聚合物纤维的一股或多股第一流合并以形成所述第一复合流包括将所述吸收材料的第一流与熔喷聚合物纤维的第一流和熔喷聚合物纤维的第二流合并，所述熔喷聚合物纤维的第一流和所述熔喷聚合物纤维的第二流中的每一者包含由所述第一聚合物组分和所述第二聚合物组分形成的双组分纤维其中所述第二聚合物组分形成所述双组分纤维的总聚合物含量的大于0重量％且小于或等于20重量％。
18.如权利要求16所述的方法，其中将所述吸收材料的第一流与熔喷聚合物纤维的一股或多股第一流合并以形成所述第一复合流包括将所述吸收材料的第一流与熔喷聚合物纤维的第一流和熔喷聚合物纤维的第二流合并，所述熔喷聚合物纤维的第一流和所述熔喷聚合物纤维的第二流中的每一者包含由所述第一聚合物组分和所述第二聚合物组分形成的双组分纤维其中所述第二聚合物组分形成所述双组分纤维的总聚合物含量的大于或等于5重量％且小于或等于15重量％。
19.如权利要求16所述的方法，其中将所述吸收材料的第二流与熔喷聚合物纤维的一股或多股第二流合并以形成所述第二复合流包括将所述吸收材料的第二流与熔喷聚合物纤维的多股流合并，其中所述熔喷聚合物纤维的多股流中的每一股包含由所述第一聚合物组分或第三聚合物组分形成的单组分纤维，所述第三聚合物组分与所述第一聚合物组分和所述第二聚合物组分中的任一者不同。
20.如权利要求16所述的方法，其中所述层状非织造幅材材料内的所述第二聚合物组分的总含量占所述层状非织造幅材材料的总重量的大于0重量％且小于或等于3重量％。
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