CN1525911A - 穿孔层压材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种穿孔热塑性织物组织，它具有至少一个第一层(8)并具有许多穿孔，它们穿过第一层(8)延伸。所述穿孔具有一个三维的、最好大约锥形或圆柱形的结构(18)。第二层构成所述结构(18)的内表面(20)，而第一层构成所述结构(18)的外表面(21)。第一层具有一种热塑性材料，其熔点低于第二层的热塑性材料的熔点。

Description

穿孔层压材料
技术领域
本发明涉及一种具有至少一个第一层和一个第二层的穿孔层压材料以及一种制造方法和一种产品。
背景技术
例如由EP 0 472 992 B1已知一种穿孔材料。在那里描述了一种非织造织物，它具有一个具有开孔的增强的表面区。通过一个具有许多未加热销的辊和一个位于对面的具有许多相应开孔的辊产生开孔。非织造织物的纤维除开孔区域以外应该是基本上未增强的。由此使纤维能够保持活动，因此使纤维在相应的压力负荷下也能够再封闭开孔。
发明内容
本发明的目的是，实现一种具有三维结构的穿孔的热塑性织物组织，该织物组织就其结构而言具有一定的加压不敏感性。
这个目的通过一种具有权利要求1特征的穿孔热塑性织物组织、一种具有权利要求7特征的用于制造穿孔层压材料的方法、一种具有权利要求11特征的产品和一种具有权利要求12或13特征的穿孔装置得以实现。有利的扩展结构在各自的从属权利要求中给出，其中其它实施形式在下面的描述中给出。
本发明具有一种穿孔的热塑性织物组织，它具有至少一个第一层并具有许多穿孔。穿孔穿过第一层延伸，其中穿孔具有一个三维的、最好大约锥形或圆柱形的结构。至少一个第二层至少局部地与第一层连接。穿孔也穿过第二层延伸。第二层构成结构的内表面，而第一层构成结构的外表面。此外第一层具有一个热塑性材料，其熔点低于第二层热塑性材料的熔点。
有利的是，所述第一层至少局部地在穿孔区域熔化并由此使结构稳定。一个扩展结构规定，第二层在穿孔区域至少尽可能地不熔化。按照另一实施形式规定，第二层在穿孔区域完全不熔化。
因此通过相应的温度影响实现由于用于产生穿孔的织物组织的机械影响而使穿孔织物组织保持变形。温度影响最好同时与一个对于一个穿孔织物组织的未穿孔织物组织的变形过程相结合。例如，这个过程可以通过轧光机实现，该轧光机具有至少一个第一辊和一个第二辊。第一辊最好具有穿孔结构，它与第二辊的凹入结构啮合。在织物组织穿过这个轧光机时实现变形过程。如果同时加热从第一辊表面凸出来的凸起结构，由此对第一层的热塑性材料施加影响，而对第二层的热塑性材料最好尽可能不施加影响，则能够使结构稳定。
对不同的热塑性材料的不同熔点的选择能够对那些层赋予不同的特性。第二层最好在一个产品中至少局部地构成一个外表面，这个第二层尽可能在变形过程中不受加入能量的影响。尤其这样选择第二层的熔化温度，使表面特性在第二层中尽可能保持不变。这一点尤其在纤维、尤其是无纺织物纤维方面的应用是重要的，例如在用于卫生用品时，但是也包括用于工业产品和覆膜产品。因此最好在第一层里呈现硬化的材料，而第二层保持不受加入能量的影响并由此具有不变的软度。此外，除了在变形过程中加入能量以外还存在这种可能性，即，在变形过程开始时加入能量。例如这一点可以通过超声波、热辐射或者也可以通过化学反应实现。后者例如通过涂覆化学试剂、激活化学试剂或从第一层中析出化学试剂实现，由此使第一层的热塑性材料至少部分地硬化。为此例如至少在穿孔区域最好通过喷雾装置将硬化介质直接涂覆到第一层上。由此使第二层基本不受影响。介质的涂覆可以在变形过程之前或之后进行。
按照另一实施形式，介质也可以涂覆在第一层与第二层之间。在变形过程期间例如将能量输送到织物组织，由此使介质产生化学反应，例如对于乳液、和/或物理反应，例如对于热溶解。反应最好产生介质自动硬化，由此使第一层和第二层稳定。此外介质可以是这种形式，使它用来作为粘接剂。由此不仅直接使穿孔周围的区域稳定，而且使织物组织的其它区域也稳定。
由下表示例性地给出有利的热塑性材料组合：
第二层的材料 第一层的材料
纺粘型非织造织物PP 纺粘型非织造织物PE
梳理PP 纺粘型非织造织物PE
纺粘型非织造织物PP 纺粘型非织造织物BICO，例如PP/PE
纺粘型非织造织物PP 梳理BICO，例如PP/PE最好含有PET(例如10％至40％之间)
薄膜PP 薄膜PE
无纺织物PP 薄膜PE
纺粘型非织造织物BICO PP/PE 纺粘型非织造织物PE
纺粘型非织造织物BICO PP/PE 薄膜PE
无纺织物PP 高膨松非织造织物BICO PP/PE
纺粘型非织造织物HDPE 梳理BICO，例如PP/PE最好含有PET(例如10％至40％之间)
无纺织物PP 梳理PE
无纺织物PP 低熔点PP无纺织物，例如SoftspunTM
纺粘型非织造织物BICO PP/PE 梳理BICO PP/PE
测得的面积重量如下：
第二层的面积重量[gsm] 第一层的面积重量[gsm]
从约10至约50 从约10至约50
第一层的面积重量最好重于第二层的面积重量。
试验结果如下：
方法              单位  试样A  试样B  试样C  试样D  试样E
面积重量          [g/m2]  30  20+30  20+30  26+30  27+30
抗断强度MD        [N/50mm]  26.63  62.97  75.44  39.07  41.87
抗断强度CD        [N/50mm]  23.52  24.27  29.91  17.71  10.83
抗断强度比MD/CD  1.13  2.60  2.52  2.21  3.87
断裂伸长率MD      [％]  21.93  23.87  27.18  17.56  18.07
断裂伸长率CD      [％]  30.14  39.25  41.58  78.84  75.72
5N时的伸长率MD    [％]  2.52  1.25  1.11  1.67  1.77
5N时的伸长率CD    [％]  7.83  9.03  7.20  22.54  35.28
10N时的伸长率MD   [％]  5.19  2.31  2.12  3.27  3.12
10N时的伸长率CD   [％]  12.06  14.78  12.28  38.16  62.38
附和粘附力        [N/25.4mm]  -  0.160  0.173  0.037  0.031
第二层纤度        [dtex]  2.4  2.3  2.3  2.4  4.2
上浆水平(Add-On Level)顶层(Topsheet)    [％]  0.56  0.60  0.60  0.16  0.20
粘渗              [s]  5.68  5.52  10.18  203.34  3.61
再润湿            [g]  0.109  0.098  0.113  0.105  0.105
孔径-尺寸比MD/CD  1.11  1.19  1.17  1.41  1.18
孔面积            [mm2]  1.28  1.30  1.29  0.90  1.11
敞露面积率(理论)  [％]  19.69  19.95  19.77  13.85  17.06
敞露面积率(实际)  [％]  18.40  18.99  17.84  15.65  17.39
试样A是PP纺粘型非织造织物并用来作为比较材料。试样B在第二层中具有纺粘型非织造织物而在第一层中具有梳理Bico材料。试样C在第二层中具有纺粘型非织造织物而在第一层中具有梳理材料。试样D在第二层中具有BICO纺粘型非织造织物而在第一层中具有梳理Bico非织造织物。试样E在第二层中具有HDPE纺粘型非织造织物而在第一层中具有梳理Bico材料。所有试样在穿孔前都分别作为单层粘接。
如同尤其在实际的与理论的敞露面积比以及孔径比MD/CD所指出的那样，圆形开孔也能够实现穿孔稳定。孔径尺寸对于MD在1至1.8mm之间而对于CD在0.8至1.7mm之间。
速度对于孔径具有其它影响，织物组织以该速度通过穿孔装置。织物组织以5m/s至130m/s的速度输送通过。有利地将该速度调整到45m/s至120m/s、尤其是60m/s至95m/s之间用于制造稳定的穿孔。对于在小于0.5mm以下范围内的孔径尺寸可以调节到一个更高的运行速度。在这里速度可以调整到200m/s，最好超过150m/s。孔径尺寸例如在0.5至0.1mm范围里。所述穿孔辊根据材料在一个辊基上最好为约100°至160°之间。加热时的油温例如调整到135℃至180℃之间，而对碾辊最好具有45℃至95℃、尤其是55℃至75℃之间的温度。
按照另一思想，一个穿孔装置具有一个用于待穿孔织物组织的速度，这样设置该穿孔装置，使织物组织以一个超过120°、最好超过150°的包缠角沿着对碾辊输送。此外由于缠绕使与对碾辊处于接触的材料上的张力减小。由此实现一个特别稳定的穿孔。
按照另一扩展结构，所述对碾辊具有一个覆层，最好是橡胶覆层。该覆层的厚度为1.5mm至15mm之间，尤其是至少4mm。穿孔辊的凸起可以嵌进覆层。这种嵌入在深度上最好为约2.5至约6mm之间。
按照一个实施形式，一个双层的待穿孔织物组织在一个集成的制造工艺中生产。例如在加工非织造织物时一个纺粘型非织造织物设备具有一个或多个横梁供使用。通过一个横梁例如制造一个具有低熔点的聚合混合物而通过一个第二横梁制造一个BICO PP/PE非织造织物。此外也可以在预加工材料上镀覆一个第二层然后接着穿孔。此外存在这种可能性，即，在串联中制造第一层和第二层并在一个与其分开的加工过程中穿孔。此外，如同例如非织造织物示例所示那样，存在这种可能性，采用薄膜与无纺织物的组合。例如可以在一个例如梳理非织造织物上挤出薄膜并接着输送到穿孔装置。
如果按照一个实施形式，采用无纺织物作为第一层，由此实现，无纺织物纤维可以部分地熔化并以这种方法使结构的几何形状稳定。在此无纺织物纤维至少局部地失去其形状。按照另一实施形式，无纺织物纤维在绝大部分上保持其形状并具有粘附力。按照另一实施形式，第一层纤维至少局部地掺杂第二层非织造织物的纤维，尤其是以相互嵌入的形式。而例如两个相互分开加工的无纺织物层在其间可以具有一个材料限制层，两个局部相互混合的无纺织物层具有一个材料过渡。在材料过渡以外与另一层一样的一层只分别具有一个热塑性材料。这样一种结构尤其通过一个串联工艺制造。穿孔织物组织最好具有一个状态过渡，或者按照另一扩展结构，至少局部地在穿孔区域具有一个例如完全的纤维交织。第一层和第二层最好以相同的方法制造。也存在这种可能性，分别具有不同特性的不同材料可以形成一个穿孔织物组织。而当一个非织造织物至少绝大部分具有PP时，另一非织造织物绝大部分由HDPE或DAPP组成。此外存在着对不同的非织造织物制造方法进行组合的可能性，尤其是采用高膨松的具有纺粘型非织造织物的短纤维非织造织物或也可以采用具有纺粘型非织造织物的熔吹非织造织物以及其它组合。
按照另一实施形式，第一层与一个第三层连接。该第三层具有热塑性材料，其熔点高于第一层的热塑性材料的熔点。由此实现“三明治”形式的生产，其中中间层负责在三层中的三维结构的稳定性。
按照本发明的另一思想，一种方法用于制造一个穿孔层压材料，该层压材料具有至少一个第一层和一个第二层。第一层的一个热塑性塑料比第二层的热塑性塑料具有一个更低的熔点。第一层和第二层一起被输送到一个穿孔轧光机，其中在穿孔轧光机中一个轧光机的凸起、最好至少近似针形的凸起刺穿第一层和第二层并最好加热凸起，其中第二层在第一层之前与凸起接触。
按照另一扩展结构，通过与凸起接触不使第二层熔化，而第一层至少局部地变得粘糊。
按照另一方法第二层在一个未熔化状态穿送通过轧光机，而第一层至少局部地熔化。但是，按照另一扩展结构也可以规定，温度或能量加入高到使第一层热塑性材料至少局部地失去原始结构并在冷却时又被增强。此外，在相应地调整温度时存在这种可能性，第一层中的长丝被熔化且同时保持其长丝结构。
附图说明
借助下面的附图详细描述其它有利的特征、实施形式和扩展结构。在那里所述的特征可以与上面对其它实施形式的描述相结合。其中：
图1一个第一穿孔装置，其中一个待穿孔织物组织被直接输送到一个穿孔辊上，
图2一个第二穿孔装置，其中一个待穿孔织物组织首先被放到一个环绕辊上，
图3另一穿孔装置和
图4、5一个穿孔的原理过程。
具体实施方式
图1示出一个具有一个穿孔辊2的穿孔装置1。一个对碾辊3设置在该穿孔辊2对面。另一第三辊4与对碾辊错置。从穿孔辊2延伸出来的凸起5至少局部地与对碾辊3以及与第三辊4处于啮合。所述穿孔辊2、对碾辊3和第三辊4构成一个穿孔轧光机6。辊的旋转速度可以通过相应的减速器或电机控制进行调整。在穿孔轧光机6中送入一个热塑性织物组织7。这种热塑性织物组织是一种平面形成物，按照这种实施形式，它具有一个第一层8和一个第二层9。在这种情况下，第一层8和第二层9分别从一个退卷器10输送到穿孔轧光机6。但是在这之前，第一层8和第二层9一起通过一个拉幅辊11输送。通过借助于拉幅辊11一起输送两层8、9，使得两个层8、9完全没有形成皱纹地实现相互平铺。此外，为了使热塑性织物组织7处于张力下，按照这种实施形式，所述穿孔装置1具有至少一个导向辊12。如图中所示，所述导向辊12与拉幅辊11是独立的。但是也存在这种可能性，即，通过将导向辊与拉幅辊组合起来实现材料张力，第一层8和第二层9通过拉幅辊11直接输送到穿孔轧光机6。热塑性织物组织7在穿孔装置1中至少局部地被加热。在这种情况下，热能通过一个热风机13吹到织物组织7上。所述热风机13可以紧靠穿孔轧光机6设置。所述热风机13最好直接设置到穿孔辊2。由热风机13流出的加热介质的温度适应于第一层热塑性材料的软化温度。按照一个实施形式，介质至少被加热到接近这个温度。按照一个扩展结构，所述介质具有这样的温度，使第一层被加热到一个位于第一层热塑性材料的软化温度与第二层热塑性材料的软化温度之间的温度。对于其它的能量加入方法最好也选择这样一种用于待穿孔织物组织的温度范围。在此那个温度是关键的，该温度作用于第一层热塑性材料。由于例如在由热风机13排出直到出现在织物组织7上和将能量继续传递到第一层8上的能量损失，可以将介质调整到一个更高的温度。相应地例如对于穿孔辊2的凸起5的加热和对于其它加入能量的方法也有效。
在图1中所示的对碾辊3最好在其表面上具有开孔14，这些开孔伸进对碾辊3中。所述开孔14在其尺寸上基本对应于穿孔辊2的凸起5。这些开孔14可以是小圆孔、小长孔或也可以是通道，就如同例如通过在对碾辊3表面上通过形成小路所产生的那样。通过穿孔辊2与对碾辊3的共同缝隙使热塑性织物组织7穿孔。穿孔的热塑性织物组织沿着对碾辊3继续输送到第三辊4，其中最好冷却热塑性织物组织7。通过对碾辊3与第三辊4的相互作用使第三辊4上的热塑性穿孔织物组织7被取下，从那里被输送到一个导向辊12，从导向辊将穿孔的热塑性织物组织7又到达一个拉幅辊11。热塑性织物组织7从拉幅辊11到达一个卷绕器15。穿孔的织物组织7的卷绕在一定的张力下实现，该张力可以通过导向辊12也可以通过拉幅辊11进行调整。尤其是张力的适配性取决于使织物组织7到达卷绕器15的速度。所述拉幅辊11负责在卷绕时不产生皱纹。同时这样调整该张力，即，不产生三维结构上的相互拉伸和由此产生的损坏。通过这种方法，加工的三维织物组织结构能够比没有被熔化过的热塑性织物组织7以更高的张力卷绕。
如图1所示，预加工的层被一起输送并接着卷绕。通过穿孔所实现的第一层与第二层的连接足以通过卷绕器15支承材料用于继续加工，而不存在两个层8、9再相互分离的危险。但是按照一个在这里未详细示出的扩展结构存在这种可能性，使用一个织物组织，该织物组织在穿孔前和/或穿孔后通过一般的、在现有技术中已知的方法相互间至少局部地被连接在一起。
图2示出一个与图1近似的第二穿孔装置16，它仍然具有一个穿孔轧光机6。在此也从退卷器10开始对热塑性织物组织7进行穿孔并通过一个卷绕器15进行卷绕。但是第二穿孔装置16与第一穿孔装置1的区别是，首先将第一层8和第二层9输送到对碾辊3，在那里通过热风机13加热然后才接着输送到穿孔辊2。由此通过对碾辊3的旋转速度和那个用于第一层8和第二层9的退卷速度调节一个在热塑性织物组织7中调整的材料张力。此外在安放到对碾辊3上能够使要加在第一层8上的能量通过第二层9上面加入，而第一层8不必直接与介质产生接触。此外穿孔轧光机6具有一个后置于穿孔辊2的导向辊17。该导向辊17最好这样设置，在织物组织7又被输送到第三辊4上之前，使穿孔的织物组织7在张力作用下首先离开穿孔辊2也包括第三辊4。该导向辊17尤其是对于材料宽度＞500mm是有利的。在此对穿孔轧光机6还可以补充一个拉幅辊，但是在这里没有详细示出这两个拉幅辊。
在图1和图2中所示的穿孔装置1、2具有3个辊，它们构成穿孔轧光机6。如图所示那样，这样布置辊相互间的位置，使其辊中心点基本设置在一条直线上。但是辊也可以相互错开地设置，这意味着，以一个最好在160°至40°之间的角度设置。此外，所述穿孔装置1、2还可以附加地包括例如喷雾设备、超声波设备、测量设备等装置。
图3示出一个第三穿孔装置19，其中，穿孔轧光机6只具有一个对碾辊3和一个穿孔辊2。织物组织7首先安放到对碾辊3上，其中织物组织在那里保持一个包缠角，该包缠角如图所示，最好大于180°，尤其是在190°至220°之间的范围里面。
图4和图5以简示图示出一个热塑性织物组织7的穿孔过程，该织物组织具有一个第一层8和一个第二层9。当第一层8至少在穿孔区域至少局部被熔化、最好至少局部被完全熔化期间，第二层9保持其形状。由此得到一个通过穿孔构成的三维结构18的稳定性，其中第一层8构成结构18的外表面21，而第二层9构成结构18的内表面20。
层压材料或织物组织的产品例如适用于卫生用品、保健和家用产品、尤其是擦拭布、医疗用品、生产时的表面应用、过滤材料、保护覆膜、建筑用纺织品、一次性用品。

Claims (16)

1.一种穿孔热塑性织物组织(7)，具有
-至少一个第一层(8)并
-具有许多穿孔，它们穿过第一层(8)延伸，其中穿孔具有一个三维的、最好例如大致锥形的或圆柱形的结构(18)，
其特征在于，
-至少一个第二层(9)至少局部地与第一层(8)连接，
-穿孔也穿过第二层(9)延伸，
-第二层(9)构成该结构(18)的一个内表面(20)，而第一层(8)构成结构(18)的一个外表面(21)和
-第一层(8)具有热塑性材料，其熔点低于第二层(9)的热塑性材料的熔点。
2.如权利要求1所述的穿孔织物组织(7)，其特征在于，在穿孔区域至少局部地使第一层(8)熔化并使结构(18)稳定。
3.如权利要求1或2所述的穿孔织物组织(7)，其特征在于，所述第二层(9)在穿孔区域至少尽可能地不被熔化。
4.如权利要求3所述的穿孔织物组织(7)，其特征在于，所述第二层(9)在穿孔区域完全不被熔化。
5.如上述权利要求中任一项所述的穿孔织物组织(7)，其特征在于，所述第一层(8)和第二层(9)具有纤维，这些纤维至少局部地在穿孔区域相互交织在一起。
6.如上述权利要求中任一项所述的穿孔织物组织(7)，其特征在于，所述第一层(8)和第二层(9)以相同的方法进行制造。
7.一种用于制造穿孔层压材料的方法，该层压材料具有至少一个第一层(8)和一个第二层(9)，其中第一层(8)的热塑性塑料具有一个比第二层(9)的热塑性材料更低的熔点并且将第一层(8)和第二层(9)一起输送到一个穿孔轧光机(6)，其中在穿孔轧光机(6)中，一个穿孔辊(2)的凸起(5)、最好至少象针一样的凸起将第一层(8)和第二层(9)刺穿，其中第二层(9)在第一层(8)之前与凸起(5)接触。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二层(9)保持不被熔化，但是第一层(8)至少局部地变成粘糊糊的。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二层(9)保持不被熔化，但是第一层(8)至少局部地被熔化。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一层(8)的长丝被熔化但是保持其长丝结构。
11.如权利要求7至10中任一项所述的方法，其特征在于，所述凸起(5)被加热。
12.如权利要求7至11中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一层(8)至少被加热到第二层(9)的热塑性材料的软化温度。
13.一种具有如权利要求1所述的织物组织(7)和/或按照权利要求7所述方法制成的层压材料的产品，其特征在于，所述第二层(9)至少局部地构成产品的一个表面。
14.一种穿孔装置(1；16)，具有一个有凸起(5)的穿孔辊(2)和一个对碾辊(3)，所述凸起(5)至少局部地与对碾辊啮合，其特征在于，存在一个第三辊(4)，所述穿孔辊(2)的凸起(5)至少局部地与该第三辊啮合。
15.一种穿孔装置(19)，具有一个有凸起(5)的穿孔辊(2)和一个对碾辊(3)，所述凸起(5)至少局部地与对碾辊啮合，其特征在于，这样设置用于待穿孔织物组织的输送，即，在进行穿孔前，使织物组织(7)通过一个超过120°、最好超过150°的包缠角沿着对碾辊(3)进行导引。
16.如权利要求12或13所述的穿孔装置(1；16；19)，其特征在于，所述对碾辊具有一个至少比穿孔辊的温度低大约30℃的温度。
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