專利名稱：具有不對稱粘合結(jié)構(gòu)的改進無紡織物的制作方法
相關(guān)申請的交叉引用本申請是申請日1999年12月13日的美國專利申請No.09/460,660的部分繼續(xù)申請，所述的申請No.09/460,660本身是申請日為1999年8月13日的美國專利申請No.09/374,825的部分繼續(xù)申請。
紡粘無紡織物由連續(xù)的紗線或者長絲以隨機的方式鋪設(shè)在一個移動的輸送帶上形成。在一種典型的紡粘加工過程中，樹脂顆粒被加熱處理使之熔融然后通過一個噴絲板給料產(chǎn)生幾百個細的長絲或紗線。流體射流(例如，一種氣體如空氣)使所述的紗線被伸長，然后所述紗線被吹到或者運送到一個移動的網(wǎng)上，在該網(wǎng)上這些紗線以一種隨機的圖案被鋪放并被抽吸在該網(wǎng)上而形成織物。然后所述織物經(jīng)過一個粘合位置。所述的粘合是必要的，因為長絲或紗線沒有交織在一起。
所述的粘合位置處一般包括一個粘合輥，所述粘合輥上形成一系列完全相同的凸起點(粘合點)。這些粘合點通常彼此距離相等，并且在機器方向(MD)和橫向方向(CD)上都以一個均勻?qū)ΨQ的花紋延伸。
其他種類的無紡織物包括由短纖維，熔噴纖維，粗梳纖維和切短纖維(short cut fibers)制成的織物。在這里使用的術(shù)語“所紡出的纖維”和“纖維”包括上述的所紡出的長絲以及短纖維，熔噴纖維，粗梳纖維和切短纖維(short cut fibers)。
一個非對稱的粘合花紋可以導致一個織物在一個方向(例如MD方向)具有預期的或標準的伸長率，但是在另外一個方向(例如CD方向)具有增加的伸長率。當在機器方向上需要最小的伸長率而在橫向上需要高伸長率的情形時上述屬性是比較理想的。例如，在機器方向上任何的伸長都將使用于制造尿布的加工機器出現(xiàn)故障，而在橫向上較大的伸長是需要的，以便使每個尿布能夠圍繞使用者的腰部。
因此，本發(fā)明的一個目的就是提供一種無紡織物，該無紡織物具有一種非對稱的粘合結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的另一目的就是提供一種無紡織物，所述織物在一個第一方向(一般是CD方向上)上與一個第二方向(一般為MD方向)相比具有高的可延展性。
本發(fā)明的另一目的是提供這樣一種無紡織物，所述無紡織物在第一方向(一般為CD方向)具有低拉伸強力和高百分比伸長率，在第二方向(一般為MD方向)具有高拉伸強力和低百分比伸長率。
本發(fā)明的另外一個目的是提供這樣一種無紡織物，所述的無紡織物的制造、使用和維護簡單和經(jīng)濟。
本發(fā)明的簡要描述已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明上述目的以及相關(guān)的目的通過一種無紡織物而獲得，所述無紡織物在一個第一方向(通常為CD方向)具有高伸長率，在一個第二方向(通常為MD方向)具有低伸長率。所述無紡織物具有許多粘合點，這些粘合點形成一個總粘合區(qū)域，該區(qū)域沿著所述第二方向大于沿著所述第一方向。
所述粘合點為在所述第二方向上伸長的封閉圖形，并且所述封閉圖形優(yōu)選從下述組中選擇，該組包括沿著所述第二方向軸線平行取向的封閉圖形，或沿著所述第二方向軸線在相鄰的封閉圖形的橫向取向的封閉圖形，或與最近的封閉圖形形成組從而在它們之間形成一個封閉的結(jié)構(gòu)，該封閉的結(jié)構(gòu)在所述第二方向上是伸長的。
在一個優(yōu)選實施例中，所述的總粘合區(qū)域沿著所述第二方向是沿著所述第一方向的1.1-5.0倍。所述無紡織物具有未粘合的纖維部分和粘合的纖維部分，沿著所述第二方向上的粘合的部分/未粘合部分的比率大于沿著所述第一方向上的該比率。所述第一和第二方向互相垂直，所述第一方向優(yōu)選為所述橫向方向(CD方向)，所述第二方向優(yōu)選為所述機器方向(MD方向)。
當所述粘合點在平面中為大體上的圓形、正方形或菱形，每一粘合點在所述第二方向上比在所述第一方向上設(shè)置的彼此更近。所述粘合點在相鄰的粘合點之間形成未粘合無紡織物的間隙，在第一方向上的該未粘合無紡織物間隙長度是第二方向上相鄰粘合點之間的未粘合無紡織物間隙長度的1.1-3.0倍。
當所述粘合點在平面中為大體的橢圓形或矩形，每一粘合點相對于所述第二方向以一個不足45度的角度被伸長和延伸，并具有一個延伸長度，該延伸長度在所述第二方向上是所述第一方向上的1.1-10.0倍。所述粘合點在相鄰的橢圓形粘合點之間形成的未粘合無紡織物的間隙，在第一方向上的長度是第二方向上長度長度的1.0-3.0倍。
所述無紡織物由大體上隨機取向的纖維形成，優(yōu)選為一個紡粘無紡織物。所述粘合點通過使用一個刻花粘合輥而產(chǎn)生，該刻花粘合輥在所述無紡織物上形成粘合點。
本發(fā)明還包括一種無紡織物的層狀材料。所述無紡織物層狀材料具有一種浮雕花紋，該花紋形成在所述第二方向上伸長的封閉圖形，優(yōu)選如上述方式形成。在一個層壓位置處，一個加熱刻花硬輥與一個無紡織物鄰接設(shè)置，一個未加熱平滑柔軟輥與另外一個無紡織物鄰接設(shè)置。所述無紡織物在層壓之后具有一個高MVTR。
附圖的簡短描述在下文中通過對本發(fā)明的優(yōu)選實施例(盡管這些實施例是舉例說明性質(zhì)的)參照附圖進行詳細的描述，本發(fā)明上述的有關(guān)目的、技術(shù)特征以及優(yōu)點將獲得更充分的理解，其中

圖1為一個局部概要頂視平面圖，所示的是根據(jù)本發(fā)明的無紡織物，其中的粘合點在平面中大體為圓形；圖2為一個局部概要頂視平面圖，所示的是根據(jù)本發(fā)明的無紡織物，其中的粘合點在平面中大體為橢圓形；圖2A為一個比例大大地放大的概要頂視平面圖，所示的是位于一個刻花粘合輥上的橢圓形粘合點；圖3為一個局部概要頂視平面圖，所示的是根據(jù)本發(fā)明的無紡織物上的另外一種粘合花紋；圖4A和4B、5A和5B、6A和6B都是局部頂視平面圖，分別示出的是具有橢圓粘合點(大大放大的比例)的一個刻花粘合輥以及由此生產(chǎn)的織物(大大減小的比例)；圖7A和7B為局部示意圖，所示的是用來生產(chǎn)無紡織物層狀材料的層壓位置；圖8為一個局部概要視圖，所示的是用于將一個彈性薄膜澆鑄在一種無紡織物上的過程。
無紡織物10在一個第一方向12(由一個雙頭箭頭示出的橫向方向或CD方向)具有低拉伸強力和高百分比伸長率，而在一個第二方向14(由一個雙頭箭頭示出的機器方向或MD方向)具有高拉伸強力和低百分比伸長率。所述第一和第二方向優(yōu)選為互相垂直(即，它們彼此以直角延伸)，最佳的是所述第一方向12為橫向方向(CD)而所述第二方向14為機器方向(MD)。這樣的無紡織物在尿布制造工業(yè)中是特別需要的，尿布制造工業(yè)需要在MD方向上具有最小的伸長率而在CD方向上具有高伸長率。這些性能有利于尿布的制造同時又為穿用者的腰提供舒適的感覺。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，無紡織物的伸長發(fā)生在所述粘合點中間(而不是位于所述粘合點)。
無紡織物10具有許多粘合點20，這些粘合點形成一個總的粘合區(qū)域，該區(qū)域沿著所述MD方向14大于沿著所述CD方向12。更具體地說，總粘合區(qū)域優(yōu)選為沿著所述MD14方向是沿著CD方向12的1.1-5.0倍。
所述粘合點20在MD方向14上比在CD方向12上布置的彼此更近，這使得織物在MD方向14上相對于在CD方向上的強力和伸長率來說，具有增加的拉伸強力和減小的百分比伸長率，從而使得織物沿著CD方向12的伸長率超過織物沿著MD方向14的伸長率。
總的粘合比率可以按如下方式計算出(a)形成一個假想的矩形，該矩形具有一個長尺寸和一個短尺寸，所述長尺寸與織物的CD方向一致并完全跨過了CD方向延伸。
(b)計算由位于所述矩形內(nèi)部的粘合點形成的總粘合區(qū)域。(這里粘合區(qū)域沿著所述CD方向)(c)通過轉(zhuǎn)90度重新定向所述矩形以使所述長尺寸現(xiàn)在與織物的MD方向一致。(計算由位于所述矩形內(nèi)部的粘合點形成的總粘合區(qū)域。(這里所述粘合區(qū)域沿著所述MD方向)。這兩個粘合區(qū)域的尺寸可以在后來用于計算在CD和MD方向上粘合區(qū)域的比率。注意所述矩形的長尺寸必須超過該矩形的短尺寸，優(yōu)選為短尺寸的兩倍。
優(yōu)選的是，所述粘合點20在平面中要么大體上是圓形(圖1中點22示出)要么大體上是橢圓形(在圖2中由點24示出)，雖然其他形狀也可以使用。
現(xiàn)在具體參照圖1，在無紡織物10A中，圓形粘合點22在MD方向14上比CD方向12上設(shè)置的彼此更近一些。換言之，圓形粘合點22的中心對中心的間隔在CD方向12(參見ΔCD)上比在MD方向14上(參見ΔMD)大。
所述粘合點22在MD方向14上比在CD方向12上布置的彼此更近，這使得織物在MD方向14上相對于在CD方向12上的強力和伸長率來說，具有增加的拉伸強力和減小的百分比伸長率，從而使得無紡織物沿著CD方向12的伸長率超過織物沿著MD方向14的伸長率。
相鄰的圓形粘合點22沿著CD方向12限定出間隙30A，該間隙30A的長度為在MD方向14上相鄰的圓形粘合點22限定出的間隙30B的長度的1.1-3.0倍。所述間隙的尺寸增加了無紡織物10的延伸性能，從而使得沿著CD方向12的伸長率超過沿著MD方向14的伸長率。
在一個優(yōu)選實施例中，所述圓形粘合點22的直徑大約0.3-1.0毫米，在CD方向上中心對中心的間隔大約是直徑的2倍，在MD方向上大約是直徑的1.5倍。
圓形粘合點22的一個特別簡單然而有效的分布包括理論形成一個均勻的花紋(即，圓形粘合點22的中心對中心的間隔在MD和CD方向上都是相同的)，然后將在MD方向上延伸的圓形粘合點22的每隔一個紋路去除一個紋路，從而相對地增加了在CD方向上中心對中心的間隔，以使最后的織物在CD方向上比在MD方向上具有一個更大的百分比伸長率。相同的技術(shù)可以被用于正方形或者菱形的粘合點。
現(xiàn)在具體參照圖2，在無紡織物10B中，橢圓形粘合點24沿著MD方向14具有一個延伸長度MDE，該長度優(yōu)選為沿著CD方向12延伸長度CDE的1.1-10.0倍。在沿著MD方向14的延伸長度MDE超過沿著CD方向12的延伸長度CDE時，所獲得的織物相對于在CD方向12上的強力和伸長率來說，在MD方向14上具有更高的拉伸強力和更低的百分比伸長率，從而使得織物沿著CD方向12的伸長率超過織物沿著MD方向14的伸長率。所述橢圓形粘合點24被伸長，優(yōu)選地是以一個相對于MD方向14不足45度的角度延伸。所述橢圓形粘合點在MD方向14上比在CD方向12上可以設(shè)置的彼此更近一點，從而使得沿著CD方向12的伸長率超過沿著MD方向14的伸長率。
所述橢圓形粘合點24優(yōu)選為環(huán)形花紋(中心部分24a形成一個平臺，外圍部分24b形成一個斜坡)，并形成一個粘合的橢圓形(包括所述的環(huán)形)，所述粘合的橢圓形優(yōu)選的長度或者長軸尺寸為大約0.0347in.(0.882毫米)，優(yōu)選的寬度或短軸尺寸大約0.02in.(0.526毫米)。
一個橢圓形粘合點24的中心這里被認為是長軸和短軸的交叉點。相鄰的橢圓形粘合點24的中心在所述MD方向14的間隔(ΔMD)優(yōu)選大約0.0598in.(1.521毫米)，在CD方向12上的間隔(ΔCD)為優(yōu)選大約3.5毫米。
相鄰的橢圓形粘合點24沿著CD方向12限定出的未粘合無紡織物的間隙30A的長度大于由相鄰的橢圓形粘合點24沿著MD方向14限定出的未粘合無紡織物的間隙30B。未粘合無紡織物的間隙的尺寸增加了無紡織物10的伸長率性能，從而使得沿著CD方向12的伸長率超過沿著MD方向14的伸長率。矩形的粘合點也可被用于替代橢圓形粘合點。
從不同的透視角度觀看本發(fā)明的無紡織物10，該無紡織物10具有未粘合的纖維部分30和粘合的纖維部分32，所述未粘合纖維部分30的特征為沒有粘合點20，所述粘合的纖維部分32特征為具有粘合點20。所述的粘合部分32/未粘合部分30的比率(面積比)沿著MD方向14比沿著CD方向12大。與現(xiàn)有技術(shù)的無紡織物相比，本發(fā)明的無紡織物能保持預期的柔軟度，蓬松性，纖維束縛性，抗磨性，粘合強度和總體的粘合區(qū)域。
現(xiàn)在具體參照圖2A，在無紡織物10上的粘合點20優(yōu)選通過熱粘合工藝產(chǎn)生，該熱粘合工藝使用一個刻花粘合輥10’，該刻花粘合輥上具有凸起20’在所述無紡織物10上形成接合點20。圓形或橢圓形粘合點22或24比多角形粘合點優(yōu)選。另外，每個粘合點20可以是一些組合在一起的更小的粘合點的集合。
典型的紡粘無紡織物包括使用熱熔、化學的或機械的粘合技術(shù)來確保紡制短纖維粘合在一起，本發(fā)明適用于所有這樣的技術(shù)。例如，在一種粘合技術(shù)中，所述織物被通過一個光滑加熱輥和一個刻花輥之間，所述的刻花輥包括所需要的粘合點形狀以及/或者花紋。在另外一個粘合技術(shù)中，所述織物被通過一個超聲波焊接裝置和刻花輥之間。在另外一個方法中，使用粘合劑將紡制的短纖維在粘合點粘合在一起。
如圖2A中最好地示出，位于所述刻花粘合輥10’上的每個凸起20’形成一個凸起的中心部分或一個平臺24a’，該部分被一個帶有斜坡的環(huán)24b’環(huán)繞，該帶有斜坡的環(huán)在所述平臺24a’和輥10’的基準面之間形成一個相對來講平滑的過渡。優(yōu)選所述環(huán)24b’的斜坡大約為22度。
相應(yīng)于圓形粘合凸起的斜坡環(huán)，圖1中的所述無紡織物10沒有示出具有外部斜坡作為一部分的圓形粘合點22。另一方面，圖2的無紡織物10示出了這樣一種斜坡環(huán)24b作為橢圓形粘合點24的一部分。實際上，這里可以有或者沒有一個區(qū)域相當于凸起20’的斜坡環(huán)，這要根據(jù)無紡織物10的自然彈性系數(shù)來決定。當無紡織物10的彈性低時，其將會精確地保持所述凸起20’的構(gòu)形，所述凸起20’構(gòu)形用于使無紡織物10變形(如圖2中所示)。另一方面，當所述無紡織物10的彈性高時，在無紡織物中相應(yīng)于所述凸起環(huán)24b’，在無紡織物10中最初形成一個斜坡區(qū)域或環(huán)24b，但是很快在無紡織物中所述環(huán)24b就消失或者被掩飾了，因為由凸起環(huán)24b’作用而僅僅局部變形的有彈性的纖維會回復到原始的構(gòu)形，從而破壞了無紡織物環(huán)24b而僅僅留下了相應(yīng)于所述凸起平臺24a’的完全凹陷區(qū)域24a。應(yīng)當理解，不論粘合點20是一個圓形22或一個橢圓形24，這個現(xiàn)象都會發(fā)生。示出無紡織物10的剩余的圖形將會示出一個相應(yīng)于凸起20’的環(huán)24b’的斜坡區(qū)域24b，但是應(yīng)當牢記在心，當這并不是需要時，可以使用適當?shù)牟牧鲜沟眠@個區(qū)域局部或完全地消除。
圖3示意地示出另外一種根據(jù)本發(fā)明的無紡織物10C。很明顯，正方形或多角形(矩形，六角形等)粘合點可以被采用代替橢圓形或圓形粘合點。
圖3所示為一個具有使用橢圓形粘合點24作為花紋的無紡織物10C，該無紡織物10C為圖2中示出無紡織物的一個變體。相鄰的橢圓形粘合點24沿著CD方向12限定出的無紡織物的間隙的長度是沿著MD方向14相鄰橢圓形粘合點24限定出的間隙的1.1-3.0倍。
在這里示出的每種花紋中，無紡織物都具有許多粘合點，這些粘合點形成一個總的粘合區(qū)域，該總的粘合區(qū)域沿著MD方向上大于沿著CD方向上，以使所述無紡織物在MD方向上展現(xiàn)出低的強力和高的伸長率，而在CD方向上展現(xiàn)出高的強力和低的伸長率。
所述無紡織物10A-10C典型地落入非對稱的粘合花紋結(jié)構(gòu)的二類之一。具有圓形粘合點22的圖1為第一種類型，其中，粘合點形狀是在MD方向和CD方向上相同的(對于每個粘合點)，但是粘合點的花紋是非均勻的(這里，因為所述ΔCD超過所述ΔMD)。
其它均勻的粘合點形狀包括正方形或菱形。另一方面，具有橢圓形粘合點24的圖2和3落入到第二種類型中，其中，粘合點形狀在MD方向上和在CD方向上是不相同的(因為延伸長度MDE在MD方向14上超過在CD方向12的延伸長度CDE)，粘合點的花紋可以是均勻的或不均勻的。具有橢圓形點24的圖2落于到第二種類型中。在圖2和3中，粘合花紋在MD和CD方向上是不均勻的，這導致了在CD方向上獲得增加的伸長率。在一個均勻的粘合花紋中，在機器方向上粘合點之間的距離(ΔMD)和在橫向方向上粘合點之間的距離(ΔCD)應(yīng)當相等。
使用一種具有不均勻粘合點花紋的相同的菱形粘合點形狀，具體地講，在CD方向上粘合點中心對中心的間隔大致為在MD方向上粘合點中心對中心的間隔的3.5倍，各種重量(gsm或克每平方米)的無紡織物被制備，對二英寸寬五英寸長的樣品測試伸長率和拉伸強力，采用EDANA測試方法ERT20.2-89。所述測試獲得下列結(jié)果
為了增強刻花輥的壽命，在CD方向上優(yōu)選一種重疊的花紋以使所述刻花輥總是與被粘合的無紡織物接觸。
在這里，“伸長率”是指一個試樣在斷裂點時的百分比伸長率，“拉伸強力”是指一個試樣在斷裂點處的極限抗拉強力或強度。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當明白，為了實現(xiàn)在MD方向和CD方向上性能的變化，可以在初始的組分、粘合參數(shù)以及熱動力學參數(shù)(例如，牽伸、冷卻和驟冷參數(shù))上做一些改變。此類參數(shù)的改變會影響MD和CD方向上的性能。通過比較，只有不對稱的粘合花紋使得在一個方向上性能最小化，而在另外一個方向上性能最大化。
盡管上文所描述的實施例使用了圓形22或橢圓形24的粘合點，但是應(yīng)當明白，很多種形狀和結(jié)構(gòu)可以被用于粘合點20。
事實上，不同形狀和結(jié)構(gòu)的粘合點可以在一個單個的織物上采用。同樣地，盡管多種不對稱的粘合結(jié)構(gòu)已經(jīng)被示出在多個實施例中，但是應(yīng)當理解，其它的不對稱結(jié)構(gòu)也可以被采用。
根本的限制在于粘合點的形狀和結(jié)構(gòu)以及/或者具體的粘合花紋產(chǎn)生一種織物，該織物滿足本發(fā)明的目標，即，相對于在第二方向(一般為MD方向)的低百分比伸長率而言，在第一方向(一般為CD方向上)獲得一個高的百分比伸長率。
具體參照圖4A和4B、5A和5B、6A和6B，所述的“A”圖為刻花或花紋輥10’的粘合點20’的放大比例視圖，所述“B”圖為由此產(chǎn)生的花紋織物10的相對來講縮小比例的視圖。在圖4A和4B中，封閉的橢圓形24，24’以大體上與MD方向一致的直線被設(shè)置，在圖5A和5B中，它們被以大體上與MD方向一致的波浪線設(shè)置，在圖6A和6B中，它們以組合的形式被設(shè)置，所述的組合大體上與MD方向一致，所述的組合又形成其它的圖形100。在每個情形中，封閉花紋區(qū)域24的長度在MD(看LMD)方向比在CD方向(看LCD)大。
本發(fā)明的無紡織物優(yōu)選由所選定的大體隨機取向纖維粘合而形成，所述隨機取向的纖維起初在MD方向上和CD方向上具有相同的纖維密度以使在MD方向和CD方向之間性能的差別都是由于本發(fā)明所選擇的粘合加工過程產(chǎn)生。然而，本發(fā)明選擇的粘合加工過程也可以被應(yīng)用到一個在MD和CD方向上具有不同纖維密度的無紡織物中。(參見本發(fā)明人的待處理美國專利申請No.09/373,826，申請日為1999年8月13日，名稱為“具有高CD方向伸長率的無紡織物及其制造方法”)。當在初始無紡織物采用了不相同的纖維密度促進了在CD方向上比在MD方向上具有更大的百分比伸長率時，那么本發(fā)明所選擇的粘合花紋的采用就僅僅是增強了伸長率的比率(即，增大了在CD方向上與在MD方向上的伸長率之比)。如果開始時無紡織物的不均勻的密度促進了在MD方向上比在CD方向上更大的百分比伸長率，那么本發(fā)明選擇的粘合可能會有效地克服開始時的偏差并仍然會使織物在所述CD方向上比MD方向上具有一個更大的百分比伸長率。
本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例提供了一種從紡制短纖維制成無紡織物的方法，其中織物中所述紡制纖維的粘合密度在相對較高粘合密度的長條和相對較低粘合密度的長條之間有變化，所述的長條在機器方向上沿著織物的長度以一個交替的花紋延伸，高密度長條們由低密度長條們彼此分隔開。在橫向方向上交替的高密度和低密度長條使得織物在橫向方向上比在機器方向具有更高的百分比伸長率。
所述織物的一種料想不到的屬性是與對稱地粘合的無紡織物相比具有增加的松密度，這會產(chǎn)生增強的柔軟度。
在一個例子中，一個對稱粘合的15gsm聚丙烯紡粘織物與一個用這里描述的非對稱花紋粘合的15gsm聚丙烯紡粘織物相比，具有后者一半的厚度。
現(xiàn)在具體參照圖7A，本發(fā)明的無紡織物10可以與一個紡粘無紡織物102一起來形成一個根據(jù)本發(fā)明的無紡織物的層狀材料，該層狀材料由標號110表示。所述無紡織物10具有一個凹陷和凸出的浮雕花紋，所述花紋由所述刻花粘合輥產(chǎn)生，所述的刻花粘合輥上形成有在所述第二方向上(例如，MD方向)伸長的封閉花紋。所述紡粘無紡織物102也可以具有一個浮雕花紋。優(yōu)選地，在所述的層壓位置處，總體由標號104表示，包括一個加熱刻花硬輥114和一個沒有加熱的平滑的柔軟輥或“砧”112，所述加熱刻花硬輥114與一個無紡織物(優(yōu)選根據(jù)本發(fā)明的無紡織物10)鄰接，所述沒有加熱的平滑柔軟輥與另外一個無紡織物(優(yōu)選紡粘無紡織物102)鄰接，以使在所述層壓位置104中，所述紡粘無紡織物102將會變?nèi)彳洸⑦M入到所述無紡織物10的凹陷中。在層壓之后，所述無紡織物10(和實際上變成了層狀材料110)具有一種高的MVTR(潮濕水汽通過速率)并且在其中大體上沒有孔。
現(xiàn)在具體參照圖7B，本發(fā)明的無紡織物10可以與一種紡粘纖維102’一起來形成一個根據(jù)本發(fā)明的無紡織物的層狀材料，該層狀材料由標號110’表示。所述無紡織物10具有一個由凹陷和凸出構(gòu)成的浮雕花紋，所述花紋由所述刻花粘合輥產(chǎn)生，所述的刻花粘合輥上形成有在所述第二方向上(例如，MD方向)伸長的封閉花紋。所述紡粘纖維102’為處于一種預先粘合狀態(tài)，并且當無紡織物10由一個輸送帶120輸送通過一個設(shè)置在無紡織物10上方的供應(yīng)裝置122時，所述紡粘纖維102’由地心引力作用從所述供應(yīng)裝置122中被散布和分配下來。一旦所述紡粘纖維102’已經(jīng)被沉積在所述無紡織物10上，類似于圖7A所示的處理在一個層壓位置進行，使得所述紡粘纖維102’被柔軟化并進入所述無紡織物10的凹陷中。在層壓之后，所述無紡織物10(實際上變成了層狀材料110’)具有一種高的MVTR并且在其中實質(zhì)上沒有孔。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講應(yīng)當理解，所述粘合花紋可以由壓延(calendering)來實施，在該過程中，所述無紡織物經(jīng)過一對壓延輥的輥隙，由所述軋光輥產(chǎn)生的熱和壓力被用于將所述纖維熱熔粘合。另一方面，也可以采用一種超聲波處理，其中，所述無紡織物通過一個刻花粘合輥，超聲波能量和壓力的組合產(chǎn)生纖維的熔化粘合。
現(xiàn)在具體參照圖8，在本發(fā)明的另外一個改進的優(yōu)選實施例中，提供了一個復合材料或?qū)訝畈牧?10，由上述的無紡織物10之一和一個彈性薄膜142構(gòu)成。
典型地可棄吸收產(chǎn)品包含許多不同的無紡織物功能層或由無紡織物和聚合物形成的彈性薄膜構(gòu)成的復合材料功能層。每個這些層不得不符合具體的性能要求，因為它們在裝配或制造生產(chǎn)線上的加工期間以及在后來的使用期間都處于應(yīng)力、張力和變形的條件下。纖維組成的無紡織物給所述復合材料提供強度以及為復合材料的至少一個表面提供柔軟、紡織和干燥感覺。在加工和后來的使用期間，所述彈性聚合物薄膜為包含它的吸水產(chǎn)品提供變形后的某些彈性和恢復特性。一個透氣的彈性聚合物薄膜還提供液體(水)不透性和氣體(水汽)可透性。問題在于無紡織物和彈性薄膜的有用的組合限于那些具有物理(即，機械)特性類似的或至少可比的材料；要不然，復合材料的結(jié)構(gòu)在生產(chǎn)或使用期間受力的條件下會斷裂或者分層，即，在所述薄膜和無紡織物之間的粘合點會斷裂或者會在無紡織物中產(chǎn)生長絲的松懈或斷裂。
因此，在這個加工過程的改進中，一個彈性薄膜142被涂覆在一個本發(fā)明的無紡織物40上，優(yōu)選采用一種澆注薄膜生產(chǎn)方法(即，從一個模具144中直接將熔融的薄膜形成彈性聚合物擠出到所述織物40上)。在澆注中，彈性薄膜142從所述模具144中涂覆到所述無紡織物40上，然后在將冷卻的復合材料140由一個剝離輥150從一個冷卻輥148上移去之前，將復合材料140通過一個軋輥146和所述冷卻輥148(來冷卻所述薄膜)。澆注的薄膜具有在MD方向的分子取向。彈性薄膜142直接往無紡織物40上的澆注比分開形成然后將形成的薄膜用膠水粘合或者其它方式粘合到一起形成層狀材料好，因為這樣避免了使用膠水時會必然帶來的害處(膠水會將復合材料中透氣性需要的空隙封死)。
根據(jù)本發(fā)明的的彈性薄膜/無紡織物復合材料140至少能夠承受CD方向的變形而不會在任意一個組分上失效以及不會產(chǎn)生所述彈性薄膜和無紡織物復合材料的分層。所述復合材料140呈現(xiàn)出抵沖擊能力能容許高壓縮微變形發(fā)生而不會失效或者斷裂。
本發(fā)明的彈性薄膜/無紡織物復合材料140特別適合使用于多種工業(yè)應(yīng)用(比如房子遮蓋，表面保護/小摩擦層，包裝，家具織物和床上用品，汽車覆蓋物和鞋組件)，多種衛(wèi)生保健應(yīng)用(比如背襯/外罩，廢物帶(wastebands)，拉力短褲(stretch pants)和(彈性或可延伸邊帶(elastic or extensible side bands))，以及多種醫(yī)學應(yīng)用(比如外科手術(shù)被單，外科手術(shù)衣，就地切割外罩(cut-in-placegowns)和殺菌包裹材料)。
當復合材料140具有一個低的CD方向拉伸強力，高的CD方向伸長率和低的變形能量消耗，它可以被用于用可棄尿布和衛(wèi)生巾的底板材料或用于封閉系統(tǒng)的“拉伸標記”(“stretch tabs”for the closuresystems)或者用于尿布的“側(cè)板”。當薄膜142為液體不能透過的和水汽可透過的時，復合材料140可以被用作用可棄尿布和女性衛(wèi)生產(chǎn)品(比如衛(wèi)生巾)的背層材料。形成的復合材料可以被拉長來形成透氣性的。
典型的彈性薄膜142包括熱塑性的彈性體比如聚氨基甲酸酯，KRATON，硅酮，聚烯烴聚合物等等。
應(yīng)當理解，不論澆注薄膜生產(chǎn)方法是否被使用，往根據(jù)本發(fā)明的無紡織物10上涂一個彈性薄膜142很大地減少了在CD方向上有拉伸時，所述薄膜和無紡織物之間的粘合點的斷裂或者在無紡織物中減少了產(chǎn)生稀松或斷裂的長絲。這是因為本發(fā)明的材料展現(xiàn)出增強的CD方向伸長率使得它能夠隨著彈性薄膜在CD方向上延伸。
由于本發(fā)明的無紡織物在MD方向上具有一個減少的伸長率，所以在MD方向上的一個兩軸向彈性薄膜的拉伸仍然可以在無紡織物中產(chǎn)生粘合點的斷裂或稀松或斷裂長絲。
然而，如前所述，在CD方向上的高百分比伸長率同時在MD方向上不具有高百分比伸長率，這在尿布技術(shù)領(lǐng)域中是非常理想的。
本發(fā)明的材料在多種工業(yè)應(yīng)用中可使用。例如，所述材料被用于空氣過濾的過濾器、汽車過濾器、液體過濾器和過濾袋。所述材料也被應(yīng)用在工業(yè)防護服比如潔凈室服裝，日常消費者的衣服，灰塵防護和化學藥品防護。所述材料更進一步被用作工業(yè)的抹布比如潔凈室抹布，吸油抹布，透鏡清潔抹布，以及對于低摩擦力和/或無劃痕表面的表面防護。所述材料的其它工業(yè)應(yīng)用包括房屋包裝，包裝，家具織物和床上用品，汽車覆蓋物，絕緣材料，電池隔板，鞋零組件等等。
另外，本發(fā)明的材料在多種衛(wèi)生保健應(yīng)用中可使用。例如，所述材料被用作頂層，背襯層或外部覆蓋物，褲腿套箍(leg cuffs)，束腰帶，拉伸標記，彈性或可延伸側(cè)板，和接收層或分布層(acquisitionor distribution layers)。
最后，本發(fā)明的材料在多種醫(yī)學的應(yīng)用中可使用。例如，所述材料被用作手術(shù)被單，手術(shù)服裝，就地切割外罩(cut-in-place gowns)，鞋外層(shoe covers)，膨松皺裥帽子和滅菌包裝。
上述對具體應(yīng)用的說明僅僅是為了舉例說明，而不是為了限制本發(fā)明。不同于上述工業(yè)的、衛(wèi)生保健和醫(yī)學的應(yīng)用自然地遵循按照本發(fā)明材料的物理和化學性能。
本發(fā)明的不對稱的粘合花紋材料在衛(wèi)生應(yīng)用方面特別實用，特別是作為頂層、背襯層或外層，拉伸標記，彈性或可延伸側(cè)板和接收或分布層。
概括的說，本發(fā)明提供了一種無紡織物，該無紡織物具有不對稱的粘合花紋，特別是在所述第一方向(一般CD方向)具有一個低強力和高的伸長率而在所述第二方向(一般MD方向)具有高強力和低伸長率。所述無紡織物適合于使用在尿布制造工業(yè)中，并且其制造、使用和維護都很簡單和經(jīng)濟。
現(xiàn)在，本發(fā)明的優(yōu)選實施例已經(jīng)被詳細地展示和描述，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能對其很容易地進行各種改變和改善。因此，本發(fā)明的主旨和范圍應(yīng)當解釋為僅僅由所附的權(quán)利要求作廣義的解釋和限制，而不是由前述的說明書做解釋和限制。
權(quán)利要求
1.一種無紡織物，該無紡織物在一個第一方向具有高伸長率和在一個第二方向上具有低伸長率，所述無紡織物具有許多粘合點，這些粘合點沿著所述第二方向限定出的總的粘合區(qū)域比沿著所述第一方向限定出的總粘合區(qū)域大。
2.如權(quán)利要求1的無紡織物，其特征在于，所述的總粘合區(qū)域沿著所述第二方向是沿著所述第一方向的1.1-5.0倍。
3.如權(quán)利要求1的無紡織物，其特征在于，所述的無紡織物在所述第一方向具有一個低的拉伸強力和在所述第二方向上具有一個高的拉伸強力。
4.如權(quán)利要求1的無紡織物，其特征在于，所述的粘合點在平面內(nèi)基本上為橢圓形。
5.如權(quán)利要求4的無紡織物，其特征在于，每個所述橢圓形粘合點沿著所述第二方向的延伸長度是沿著所述第一方向的延伸長度的1.1-10.0倍。
6.如權(quán)利要求4的無紡織物，其特征在于，所述的橢圓形粘合點以一個相對于所述第二方向不足45度的角度伸長和延伸。
7.如權(quán)利要求4的無紡織物，其特征在于，所述橢圓形粘合點之間在所述第一方向上限定出的未粘合無紡織物的間隙長度是所述橢圓形粘合點之間在所述第二方向上限定出的未粘合無紡織物的間隙長度的1.1-3.0倍。
8.如權(quán)利要求1的無紡織物，其特征在于，所述粘合點在平面中為圓形，在所述第二方向上比在所述第一方向上彼此之間設(shè)置得更近。
9.如權(quán)利要求8的無紡織物，其特征在于，所述圓形粘合點之間在所述第一方向上限定出的未粘合無紡織物間隙長度是所述圓形粘合點之間在所述第二方向上限定出的未粘合無紡織物間隙長度的1.1-3.0倍。
10.如權(quán)利要求1的無紡織物，該無紡織物具有未粘合的纖維部分和粘合的纖維部分，沿著所述第二方向上的粘合的部分/未粘合部分的比率大于沿著所述第一方向上的該比率。
11.如權(quán)利要求1的無紡織物，其特征在于所述第一和第二方向互相垂直。
12.如權(quán)利要求11的無紡織物，其特征在于，所述第一方向是橫向方向(CD)，所述第二方向為所述機器方向(MD)。
13.如權(quán)利要求11的無紡織物，其特征在于，所述無紡織物由基本上隨機取向的纖維形成。
14.如權(quán)利要求1的無紡織物，所述無紡織物由下述組中的織物選出，所述組包括紡粘織物、粗梳織物和熔噴織物。
15.如權(quán)利要求1的無紡織物，所述粘合點由一種加工工藝產(chǎn)生，該加工工藝選自下述組中，該組包括熱粘合工藝，該工藝使用一個刻花輥在所述無紡織物上形成粘合點；一種超聲波工藝，該工藝使用一個刻花輥在所述無紡織物上形成粘合點和使用超聲波工藝；一種化學粘合過程，使用一個刻花輥在所述無紡織物上形成粘合點和使用超聲波工藝。
16.一種無紡織物，在一個第一方向上具有低拉伸強力和高百分比伸長率，在一個第二方向上具有高拉伸強力和低百分比伸長率，所述無紡織物具有許多粘合點，這些粘合粘合點限定出的一個總粘合區(qū)域沿著所述第二方向比沿著所述第一方向大，所述總粘合區(qū)域沿著所述第二方向是沿著所述第一方向的1.1-5.0倍；所述無紡織物具有未粘合的纖維部分和粘合的纖維部分，沿著所述第二方向上的粘合的部分/未粘合部分的比率大于沿著所述第一方向上的該比率。
17.如權(quán)利要求16的無紡織物，其特征在于，每個所述粘合點在平面中基本上為橢圓形，它們沿著所述第二方向的延伸長度是沿著所述第一方向的延伸長度的1.1-10.0倍，并且相對于所述第二方向以一個不足45度的角度伸長和延伸，所述橢圓形粘合點之間在所述第一方向上的未粘合無紡織物限定出的間隙為所述粘合點在所述第二方向上未粘合無紡織物限定出間隙的1.0-3.0倍。
18.如權(quán)利要求16的無紡織物，其特征在于，每個所述粘合點在平面中為圓形，并且在所述第二方向上比在所述第一方向上彼此之間設(shè)置的更近，所述圓形粘合點之間在所述第一方向上的未粘合無紡織物限定出的間隙長度是所述圓形粘合點之間在所述第二方向上未粘合無紡織物限定出長度的1.1-3.0倍。
19.如權(quán)利要求16的無紡織物，其特征在于，所述第一和第二方向互相垂直，所述無紡織物為一種紡粘無紡織物，該紡粘無紡織物由基本上隨機取向的纖維形成，所述粘合點由一種熱粘合工藝形成，該工藝使用一個刻花輥來在所述無紡織物上形成粘合點。
20.一種無紡織物，該無紡織物在一個第一方向具有低強力和高伸長率，在一個第二方向上具有高強力和低伸長率，所述無紡織物具有許多粘合點，這些粘合點沿著所述第二方向限定出的總粘合區(qū)域比沿著所述第一方向限定出的總粘合區(qū)域大，所述圓形粘合點之間在所述第一方向的未粘合無紡織物限定出的間隙長度比所述圓形粘合點之間在所述第二方向上的未粘合無紡織物限定出的間隙長度大。
21.一種無紡織物，該無紡織物在一個第一方向具有高伸長率和在一個第二方向上具有低伸長率，所述無紡織物具有許多粘合點，這些粘合點在所述第一方向具有的中心對中心的間隔比在所述第二方向上中心對中心的間隔大。
22.如權(quán)利要求21的無紡織物，其特征在于，粘合點在平面中的形狀從下述組中選擇，包括圓形、正方形、橢圓形和菱形。
23.如權(quán)利要求21的無紡織物，其特征在于，每一粘合點由集中在一起的更小的粘合點的集合形成。
24.一種無紡織物，具有在一個第一方向的低強力和高伸長率，以及在一個第二方向的高強力和低伸長率，所述無紡織物具有許多粘合點，這些粘合點在平面中是不對稱的，每個粘合點在所述第一方向上延伸的長度比在所述第二方向上延伸的長度大。
25.如權(quán)利要求24的無紡織物，其特征在于，所述粘合點在第一方向上具有的中心對中心間隔大于在所述第二方向上中心對中心間隔。
26.一種無紡織物，該無紡織物在一個第一方向具有高伸長率和在一個第二方向上具有低伸長率，所述無紡織物具有許多粘合點，這些粘合點沿著所述第二方向限定出的總的粘合區(qū)域比沿著所述第一方向限定出的總粘合區(qū)域大，所述粘合點為在所述第二方向上伸長的封閉的圖形，該封閉圖形從下述圖形中選擇(A)沿著所述第二方向軸線平行取向；(B)沿著所述第二方向軸線在相鄰的封閉圖形的橫向取向；和(C)與最近的封閉圖形形成組合取向使得在它們之間形成一種封閉的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在所述第二方向上伸長。
27.如權(quán)利要求26的無紡織物，其特征在于，所述伸長在所述第二方向的封閉圖形沿著一個MD軸線平行取向。
28.如權(quán)利要求26的無紡織物，其特征在于，所述伸長在所述第二方向的封閉圖形沿著一個MD軸線在相鄰的封閉圖形的橫向取向。
29.如權(quán)利要求26的無紡織物，其特征在于，所述伸長在所述第二方向的封閉圖形與最近的圖形形成組取向，使得在它們之間形成一種伸長在MD方向的封閉結(jié)構(gòu)。
30.一種層狀材料，包括如權(quán)利要求26的無紡織物和一個第二無紡織物，所述無紡織物具有由凹陷和凸出形成的浮雕花紋，所述第二無紡織物進入所述無紡織物的凹陷中，所述花紋形成在所述第二方向上伸長的封閉圖形。
31.如權(quán)利要求30的層狀材料，其特征在于，所述在所述第二方向上伸長的封閉圖形從下述圖形組中選擇(A)沿著一個MD軸線平行取向；(B)沿著一個MD軸線在相鄰的封閉圖形的橫向取向；和(C)與最近的封閉圖形形成組合取向，使得在它們之間形成一種封閉的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在所述MD上伸長。
32.如權(quán)利要求30的層狀材料，在一個層壓位置處形成，該層壓位置包括一個與一個無紡織物鄰接的加熱刻花硬輥和一個與另外一個無紡織物鄰接的未加熱平滑柔軟輥。
33.如權(quán)利要求30的層狀材料，其特征在于，所述層狀材料在層壓之后具有一個高的MVTR并且在其中基本上沒有孔。
34.如權(quán)利要求30的層狀材料，其特征在于，所述第二無紡織物是紡粘型的。
35.如權(quán)利要求34的層狀材料，其特征在于，所述無紡織物是紡粘型的。
36.如權(quán)利要求30的層狀材料，其特征在于，所述無紡織物是紡粘型的。
37.一種層狀材料，包括如權(quán)利要求26的無紡織物和一個彈性薄膜，所述無紡織物具有由凹陷和凸出形成的浮雕花紋，所述彈性的薄膜進入所述無紡織物的凹陷中，所述花紋形成在所述第二方向上伸長的封閉圖形。
38.如權(quán)利要求37的層狀材料，其特征在于，所述在所述第二方向上伸長的封閉圖形從下述圖形組中選擇(A)沿著一個MD軸線平行取向；(B)沿著一個MD軸線在相鄰的封閉圖形的橫向取向；和(C)與最近的封閉圖形形成組合取向，使得在它們之間形成一種封閉的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在所述MD上伸長。
39.如權(quán)利要求37的層狀材料，在一個涂覆位置處形成，該涂覆位置包括一個與所述無紡織物相鄰的擠壓輥和一個與所述彈性薄膜相鄰的冷卻輥。
40.如權(quán)利要求37的層狀材料，其特征在于，所述無紡織物和所述彈性薄膜在應(yīng)力條件下具有可比的物理特性。
41.如權(quán)利要求37的層狀材料，其特征在于，所述彈性薄膜被涂到所述無紡織物上。
42.如權(quán)利要求37的層狀材料，其特征在于，所述彈性薄膜被澆注涂覆在所述無紡織物上。
全文摘要
一種無紡織物(10),在第一方向(通常為CD方向12)具有一個低拉伸強力和高伸長率,在第二方向(通常MD方向14)上具有高拉伸強力和低伸長率。所述無紡織物(10)具有許多粘合點(20),這些粘合點沿著所述第二方向(14)形成的總粘合區(qū)域比沿著所述第一方向(12)形成的總粘合區(qū)域大。因此,所述無紡織物具有未粘合的纖維部分(30)和粘合的纖維部分(32),沿著所述第二方向(14)比沿著所述第一方向(12)具有更大的粘合的部分/未粘合部分比率。所述粘合點(20)優(yōu)選為在平面中的圓形(22)或者橢圓形(24)。
文檔編號D04H3/14GK1382083SQ00813197
公開日2002年11月27日 申請日期2000年8月10日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月13日
發(fā)明者邁克爾·考施克, 莫迪凱·圖里 申請人:優(yōu)質(zhì)無紡布公司