專利名稱：壓制的吸收性織物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用較小壓力形成致密化非織造織物的方法和設(shè)備。該方法包括在壓制之前加熱開放式結(jié)構(gòu)，該設(shè)備包括該加熱的單元。
背景技術(shù)：
通過壓制形成吸收性結(jié)構(gòu)，能提供足夠的吸收能力以用于有合適尺寸的產(chǎn)品。吸收性結(jié)構(gòu)包括敷傷繃帶，尿布，衛(wèi)生巾，棉栓，內(nèi)褲襯墊，唇間器件，尿失禁用品，肉制品托盤襯墊，鞋墊等。
通過略微過度壓制該結(jié)構(gòu)并使其恢復(fù)或膨脹至要求的尺寸，能使許多吸收性結(jié)構(gòu)，比如棉栓和吸收性織物獲得形狀穩(wěn)定性。也可以對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱定型。這種處理方法的一個(gè)實(shí)例如Johst等的美國(guó)專利4081884中所述。該專利公開了以下方法徑向壓制含有纖維素纖維的棉栓坯體，將經(jīng)過徑向壓制的棉栓坯體置于加熱室中，并軸向壓制棉栓同時(shí)加熱至少約5秒。該方法需要很長(zhǎng)時(shí)間才能使棉栓定型。
吸收性織物的制造方法通常包括壓制織物使其致密化至要求程度。這種方法的一個(gè)例子如Tan等的美國(guó)專利5916670中所述，其中使用加熱壓延機(jī)將材料壓制成具有要求密度的織物。
雖然沒有具體討論這些參考文獻(xiàn)中進(jìn)行壓制所需要的壓縮能量，但是憑我們的經(jīng)驗(yàn)，徑向壓制纖維織物所需要的能量非常大。這一壓力也限制了工業(yè)上生產(chǎn)密度提高了的纖維織物，但不破壞加工設(shè)備或纖維結(jié)構(gòu)的能力，并從而限制了由于壓制織物中使用的過度壓力而產(chǎn)生的織物吸收容量下降。
因此，需要的是具有低密度弛豫(如實(shí)施例中所定義)的致密化吸收性織物。還需要一種采用較低壓力制造致密化織物的方法，以減輕損壞織物和設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個(gè)目的是提供具有低密度弛豫的致密化吸收性纖維織物。能制造出更高密度結(jié)構(gòu)或部分結(jié)構(gòu)，而不會(huì)對(duì)材料造成明顯損壞。
本發(fā)明另一個(gè)目的是提供可用比其他方法小的壓力制造具有低密度弛豫的致密化吸收性纖維織物的方法，能降低損壞織物和設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)。
本發(fā)明提供了一種用于一次性吸收體的新穎吸收性結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)包括含有至少約5重量％纖維素材料的非織造纖維織物，局部密度大于約0.2克/立方厘米，密度弛豫小于約20％。
本發(fā)明還涉及制造致密化非織造織物的新穎方法。該方法包括以下步驟形成含有至少約5重量％纖維素材料的開放式結(jié)構(gòu)；加熱至少部分開放式結(jié)構(gòu)到至少約40℃的溫度；壓制經(jīng)加熱的開放式結(jié)構(gòu)，形成局部密度大于約0.2克/立方厘米的致密化非織造織物；使致密化非織造織物不再壓制。
附圖簡(jiǎn)要說明

圖1所示是有本發(fā)明致密化吸收性織物的衛(wèi)生巾的頂視圖。
圖2所示是制造致密化吸收性織物的傳統(tǒng)設(shè)備和方法的示意圖。
圖3所示是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式制造致密化吸收性織物的設(shè)備和方法的示意圖。
圖4所示是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式制造致密化吸收性織物的設(shè)備和方法的示意圖。
圖5所示是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式制造致密化吸收性織物的設(shè)備和方法的示意圖。
圖6所示是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式制造致密化吸收性織物的設(shè)備和方法的示意圖，綜合圖4和5的實(shí)施方式的特征。
優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)說明通過以下具體說明，附圖，和非限制性實(shí)施例，本發(fā)明進(jìn)一步的特征和優(yōu)點(diǎn)將更清晰。
說明書和權(quán)利要求書中所用術(shù)語“開放式結(jié)構(gòu)”及其變化形式是指受到顯著壓制形成致密化織物之前的可壓縮結(jié)構(gòu)。比如，這些開放式結(jié)構(gòu)可以是通過梳理，氣流鋪置，或其他方法形成的，包括使用一些小型壓延機(jī)使密度保持小于約0.1克/立方厘米。
說明書和權(quán)利要求書中所用術(shù)語“可壓縮”及其變化形式是指能被壓縮成受壓形態(tài)，也能在接觸足量水分或液體時(shí)膨脹成相對(duì)未受壓形態(tài)的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明涉及適用于一次性吸收制品的新穎吸收性結(jié)構(gòu)，這些吸收體例如是衛(wèi)生巾，內(nèi)褲襯墊，尿布，尿失禁用品，敷傷繃帶等。吸收性結(jié)構(gòu)具有包含至少約5重量％纖維素材料的非制造纖維織物，具有大于約0.2克/立方厘米的局部密度，和小于約20％的密度弛豫。該吸收性纖維織物任選包括非纖維素材料，比如纖維，超級(jí)吸收性材料等。該纖維織物優(yōu)選具有較高密度，在一具體實(shí)施例中，具有大于約0.2克/立方厘米的局部密度。較好的，第二吸收層48具有大約0.25-0.4克/立方厘米的密度。更好的，該密度約為0.25-0.35克/立方厘米。
吸收性纖維織物在經(jīng)過平滑壓延輥壓制之后，可以具有基本均勻的密度，或者在經(jīng)過壓紋處理之后，至少部分區(qū)域具有增大的密度。如果對(duì)織物進(jìn)行壓紋處理，則能保持較高水平的松密度。這種結(jié)構(gòu)適用于一些尿布和其他更蓬松的吸收性產(chǎn)品。當(dāng)然，壓制部分織物所需壓力較低和增大的密度弛豫小于20％有利于局部致密化部分。
這種吸收性結(jié)構(gòu)可以被用于一次性吸收制品中。這些一次性吸收制品的例子包括但并不限于衛(wèi)生巾，尿布，尿失禁用品，繃帶和其他敷傷用品，棉栓，內(nèi)褲襯墊，鞋墊，肉制品托盤襯墊等。這些制品能與身體直接接觸，吸收體液，并在使用過一次之后丟棄。這些一次性吸收制品通常至少由一層覆蓋層，吸收系統(tǒng)和隔離層形成。吸收系統(tǒng)可以由單一層或者由兩個(gè)或多個(gè)層形成，第一吸收層和第二吸收層。圖1所示是部分由本發(fā)明的致密化吸收性織物所形成的衛(wèi)生巾20的例子。衛(wèi)生巾20包括覆蓋層42，吸收系統(tǒng)44，和隔離層50。
覆蓋層42是密度較低，蓬松的非織造織物材料。覆蓋層42可以僅由一種纖維，如聚酯或聚丙烯組成，或者由雙組分或具有低熔點(diǎn)組分和高熔點(diǎn)組分的共軛纖維組成。纖維可以選自各種天然和合成材料，比如尼龍，聚酯，人造絲(與其他纖維組合)，棉，丙烯酸纖維和類似物，及其它們的組合。其中的一個(gè)例子是Montreal，Canada的Johnson & Johnson Inc.出售的商標(biāo)為StayfreeUltra-Thin Cottony Dry Cover的衛(wèi)生巾的非織造覆蓋層。
雙組分纖維可以由聚酯內(nèi)芯和聚乙烯殼組成。使用適當(dāng)?shù)碾p組分材料能形成可熔性的非織造織物。這種可熔性織物的例子如1985年11月15日公布的Mays的美國(guó)專利4555446中所述。使用可熔性織物能簡(jiǎn)化操作，可以將覆蓋層固定在相鄰的第一吸收層和/或隔離層上。
覆蓋層42宜具有較高的潤(rùn)濕度，雖然構(gòu)成覆蓋層的單根纖維可能不是特別親水的。覆蓋層材料中還應(yīng)該含由大量較大的孔隙。這是因?yàn)楦采w層42旨在迅速吸收體液并使其離開人體至沉積處。優(yōu)選構(gòu)成覆蓋層42的纖維不會(huì)在被潤(rùn)濕時(shí)失去其物理性質(zhì)，換言之，不會(huì)在接觸水或體液時(shí)發(fā)生皺縮或失去其回彈性?？梢詫?duì)覆蓋層42進(jìn)行處理，使液體能很容易通過。覆蓋層42還起到將液體迅速轉(zhuǎn)移至吸收系統(tǒng)44的其他層的作用。因此，優(yōu)選覆蓋層42是可潤(rùn)濕的，親水和多孔。如果由聚丙烯等合成疏水纖維或雙組分纖維組成，則可以用表面活性劑處理覆蓋層42，使其具有要求的可潤(rùn)濕度。
或者，覆蓋層42也可以由具有較大孔隙的聚合膜制成。由于具有高孔隙度，所以這種膜能起到將體液迅速轉(zhuǎn)移至吸收系統(tǒng)內(nèi)層的作用。在本發(fā)明中，可以使用如美國(guó)專利4690679中所述的多孔共擠出膜以及Montreal，Canada的Johnson & Johnson Inc.所售衛(wèi)生巾上的膜作為覆蓋層。
可以將覆蓋層42壓印在吸收性系統(tǒng)44的其余層上，通過使覆蓋層與下一個(gè)層熔合，促使液體轉(zhuǎn)移。這種熔合作用可以在局部，在多處位置或者在覆蓋層42與吸收系統(tǒng)44的整個(gè)接觸表面上發(fā)生?；蛘撸采w層42通過粘合等其他方式被固定在吸收系統(tǒng)44上。
與覆蓋層42的內(nèi)側(cè)相鄰并優(yōu)選與覆蓋層42粘合的是形成部分吸收系統(tǒng)44的第一吸收層46。通過第一吸收層46能從覆蓋層42接受體液，并將其保留直到下方的第二吸收層能對(duì)液體進(jìn)行吸收。
第一吸收層46可以由纖維材料構(gòu)成，比如木漿，聚酯，人造絲，柔性泡沫材料，或類似物，或其組合。第一吸收層46中還可以含有熱塑性纖維，起到穩(wěn)定該層并保持其結(jié)構(gòu)整體性的作用?？梢杂帽砻婊钚詣?duì)第一吸收層46的一個(gè)或兩個(gè)側(cè)面進(jìn)行處理，提高其可潤(rùn)濕性，雖然總體而言第一吸收層46是比較親水的，可能不需要進(jìn)行處理。優(yōu)選第一吸收層46的兩側(cè)都與相鄰層粘合，即，覆蓋層42和下方的第二吸收層48。適用第一吸收層的實(shí)例是MemphisTennessee的BUCKEYE所售商品名為VIZORB 3008的空氣粘合木漿。
與第一吸收層46緊鄰并優(yōu)選與之粘合的是第二吸收層48。第二吸收層48是由本發(fā)明的致密化吸收性織物形成的。以下進(jìn)一步具體說明其組成和結(jié)構(gòu)。
位于吸收系統(tǒng)44下方的是含有不滲液的膜材料的隔離層50，能防止被截留在吸收系統(tǒng)44中的液體離開衛(wèi)生巾弄臟使用者的內(nèi)衣。優(yōu)選隔離層50由聚合膜制成。
覆蓋層42和隔離層50沿著其邊緣部分結(jié)合，形成容納有吸收系統(tǒng)44的封閉體或凸緣密封體。這種結(jié)合可以通過粘合，熱粘合，超聲波粘合，射頻密封，機(jī)械折邊，和類似方法及其組合實(shí)現(xiàn)。周邊密封線如圖1中所示，其標(biāo)記號(hào)是52。
吸收性織物致密化的吸收性織物通常是將開放式結(jié)構(gòu)壓制成密度更大的更薄產(chǎn)品而形成的?？椢锊辉俦粔褐浦?，會(huì)略微膨脹，至其最終尺寸。致密化織物可以具有均勻密度，或者具有不同密度的區(qū)域。這種傳統(tǒng)方法的說明如圖2所示，其中，開放式結(jié)構(gòu)100通過一對(duì)壓延輥104的輥隙102，形成致密化吸收性織物105。壓延輥104可以被加熱，冷卻的，或基本保持室溫。
本發(fā)明的致密化織物可以由圖3-6中所示方法形成，這些方法將在下面詳細(xì)討論。形成本發(fā)明致密化吸收性織物106的開放式結(jié)構(gòu)100是含有至少約5重量％的纖維素材料的一種材料。這些材料是濕敏的，在潮濕條件下進(jìn)行壓制時(shí)能形成氫鍵。更優(yōu)選，致密化吸收性織物中含有大約35到100重量％的纖維素材料，更優(yōu)選含有大約50到75重量％的纖維素材料。致密化吸收性織物中還含有其他非纖維素材料，包括但并不限于聚酯，聚乙烯醇，聚烯烴，聚胺，聚酰胺，聚丙烯腈，SAP(超級(jí)吸收性聚合物)，水凝膠等。這些非纖維素材料最多占致密化吸收性織物的約95重量％。更優(yōu)選非纖維素材料占致密化吸收性織物的大約0到65重量％，最優(yōu)選占大約25到50重量％。這里用“重量％”表示每單位重量最終材料的物質(zhì)重量。比如，10重量％SAP表示對(duì)每100克/平方米材料基重，含有10克/平方米的SAP。
在加熱之前，開放式結(jié)構(gòu)100的水含量至少約為4重量％，較好約8-13重量％。加熱之后，開放式結(jié)構(gòu)保持足夠水含量，以促進(jìn)纖維之間充分鍵合，從而保持致密化吸收性織物的尺寸。優(yōu)選致密化吸收性織物具有小于約13重量％，更優(yōu)選小于約10重量％，最優(yōu)選約2到10重量％的水含量。
織物中可以使用的材料包括纖維，泡沫材料，和顆粒或其他離散材料?？捎糜陂_放式結(jié)構(gòu)100的纖維素材料是本領(lǐng)域中眾所周知的，包括天然纖維，比如木漿，棉，亞麻，黃麻，大麻，泥炭苔等。纖維素材料還可以包括加工的材料，包括纖維素衍生物，如再生纖維素(包括粘膠人造絲和lyocell)，硝酸纖維素，羧甲基纖維素等。木漿可以從機(jī)械或化學(xué)機(jī)械方法，亞硫酸鹽，牛皮紙，打漿廢料，有機(jī)溶劑漿料等獲得。軟木和硬木都是適用的。優(yōu)選使用軟木木漿。不需要使用化學(xué)松解劑，交聯(lián)劑等，對(duì)用于該材料的纖維素纖維進(jìn)行處理。
較好的，織物中具有較大比例的纖維。纖維可以是上述任何材料，具有用用的截面，包括多分支和無分支的。市售多分支再生纖維素纖維已有多年。已知這些纖維具備比不分支纖維提高的特定吸收性。這些纖維的商品例子有從Acordis Ltd.，Spondon，England獲得的Danufil VY三葉型人造膠粘纖維。這些纖維的具體說明參見Wilkes等的美國(guó)專利5458835，其內(nèi)容參考結(jié)合于此。
開放式結(jié)構(gòu)100中可以含有任何本領(lǐng)域眾所周知的超吸收性聚合物(SAP)。本發(fā)明中術(shù)語“超吸收性聚合物”(或“SAP”)是指在0.5psi壓力下能吸收并保留至少是其重量約10倍的體液的材料。本發(fā)明的超吸收性聚合顆?？梢允菬o機(jī)或有機(jī)的交聯(lián)親水聚合物，比如聚乙烯醇，聚環(huán)氧乙烷，交聯(lián)淀粉，瓜爾豆膠，黃原膠等。顆粒可以是粉末，粒子，微粒或纖維形式。用于本發(fā)明的優(yōu)選超吸收性聚合物顆粒是交聯(lián)聚丙烯酸酯，例如由Osaka，Japan的SumitomoSeika Chemicals Co.，Ltd.以商品名SA70*提供的產(chǎn)品。
制得的致密化吸收性織物106具有廣范圍的基重。其基重在大約40-700克/平方米范圍。在一個(gè)特定例子中，其基重在大約150-350克/平方米范圍。優(yōu)選其基重在大約200-300克/平方米范圍，更優(yōu)選約250克/平方米。
致密化吸收性織物106可以制成三層或四層的層壓體或?qū)訝铙w。這些層狀體包括一個(gè)底層，一個(gè)或兩個(gè)中間層，和一個(gè)頂層。三層和四層材料的具體例子如下所述。任何層或所有層中都可以含有SAP。每個(gè)層中SAP的濃度(重量％)根據(jù)具體SAP的性質(zhì)而各不相同。
從多層進(jìn)行制備時(shí)，所形成的致密化吸收性織物106的最終厚度很小。致密化或壓紋部分的厚度約為0.5-2.5毫米。在一個(gè)具體例子中，厚度約為1.0-2.0毫米，更優(yōu)選約1.25-1.75毫米。當(dāng)然，如果只有部分織物被致密化或進(jìn)行壓紋，則未致密化區(qū)域明顯較厚。因此，壓紋織物的整體厚度可能大于約5毫米。
方法本發(fā)明的方法從開放式結(jié)構(gòu)開始。開放式結(jié)構(gòu)可以是非織造織物，隨機(jī)取向或基本均勻取向的材料體，比如纖維，泡沫材料，或顆粒等。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以按照需要采用各種方法形成適用于本發(fā)明的非織造織物。例如，可以將纖維連續(xù)計(jì)量送入鋸齒開松機(jī)中而開松和/或摻混。如用空氣將經(jīng)過混合的纖維通過管道輸送至梳理工序，形成纖維織物?；蛘?，如上所述，將纖維開松和/或摻混形成基本隨機(jī)取向的纖維體，輸送至加工工序，形成氣流鋪置的開放式結(jié)構(gòu)。
所制得氣流鋪置吸收體的密度通常較低。為了獲得更高密度，例如上述第二吸收層48的例子，要使用如圖5中所示的壓延機(jī)對(duì)氣流鋪置材料進(jìn)行壓制。采用本領(lǐng)域中眾所周知的方法進(jìn)行壓制。通常在大約100℃的溫度和大約130牛頓/毫米的負(fù)載下進(jìn)行壓制。通常上壓輥是鋼制的，而下壓輥是硬度大約為85SHD的柔性輥。優(yōu)選上下壓輥都是平滑的，不過上壓輥可以具有刻紋。
圖3所示是貼近開放式結(jié)構(gòu)100的附加加熱器108。加熱器108通過熱空氣或蒸汽的循環(huán)，能量的電磁傳輸(例如但不限于，射頻能量，紅外能量，超聲波能量，微波能量等)，振動(dòng)(例如，超聲波能量等)，在織物中插入加熱棒提供熱傳導(dǎo)等，向開式結(jié)構(gòu)100提供熱量。還可以施加輻射熱，不過這不太有效，可能需要超過一秒的停留時(shí)間。
圖4所示是另一種方法，其中，開放式結(jié)構(gòu)100，加熱壓延輥104，和致密化織物106都封閉在空間110中，從壓延輥104吸收熱量，從織物吸收水分?？臻g110中所吸收的熱量能對(duì)即將進(jìn)入內(nèi)部的開放式結(jié)構(gòu)100進(jìn)行預(yù)熱。當(dāng)然，可以通過空間110上游或內(nèi)部的附加加熱設(shè)備(未示出)來加強(qiáng)這一功效。
圖5所示是另一種方法，其中，織物以S形路徑通過壓延輥104周圍。通過這種方式，開放式結(jié)構(gòu)100在通過第一和第二壓延輥104a，104b的輥隙102形成致密化吸收性織物106之前，被第一壓延輥104a預(yù)先加熱。
最后，圖6所示是圖4和5方法的組合。在該實(shí)施方式中，織物通過環(huán)繞加熱壓延輥的S形路徑，而且該設(shè)備被封閉在空間110中，以保持熱量和水分，進(jìn)一步改善對(duì)開放式結(jié)構(gòu)100的預(yù)熱。據(jù)信，所保持的熱量和水分能加強(qiáng)織物中纖維素材料形成氫鍵的能力。
可以通過傳導(dǎo)，對(duì)流，輻射等方法對(duì)纖維織物施加熱量。這些方法包括但并不限于熱空氣或蒸汽循環(huán)，能量的電磁傳輸(例如但不限于射頻能量，紅外能量，微波能量等)，在織物中插入加熱棒提供熱傳導(dǎo)，超聲波能量等方法。在優(yōu)選方法中，通過熱空氣循環(huán)和/或?qū)訜釅貉虞伜蜕嫌慰椢镞M(jìn)行封閉的方法施加熱量。將開放式結(jié)構(gòu)加熱到至少約40℃的溫度。更優(yōu)選將開放式結(jié)構(gòu)加熱到至少約45℃，最優(yōu)選將開放式結(jié)構(gòu)加熱到至少約60℃。為了達(dá)到大約40℃到45℃的溫度，應(yīng)將壓延輥保持在大約100℃，而若將壓延輥溫度保持在大約140℃，則會(huì)使開放式結(jié)構(gòu)的溫度達(dá)到約100℃。為了防止使一些熱塑性纖維過熱或防止結(jié)構(gòu)過度干燥，最好將開放式結(jié)構(gòu)的溫度限定為低于約100℃或甚至85℃。
令人驚奇的是，在壓制前加熱纖維織物，能顯著降低壓制所需要的力和過度壓縮程度。事實(shí)上我們發(fā)現(xiàn)，在將纖維織物壓制成致密化吸收性織物之前進(jìn)行加熱能提供更一致的尺寸控制的產(chǎn)品。只需要較低壓縮力就能獲得尺寸穩(wěn)定的產(chǎn)品。
一種說明致密化織物一致性和尺寸控制程度的方法是觀察織物的密度弛豫(如以下實(shí)施例中所定義)。結(jié)合的，本發(fā)明織物的密度弛豫小于約20％，更好小于約10％，最好小于約5％。
另一種證說本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)的方式是，織物中纖維的損壞率降低。纖維損壞，包括永久纖維變形和斷裂，是在壓制織物時(shí)發(fā)生的?？梢酝ㄟ^檢查棉栓纖維發(fā)生斷裂的情況來確定纖維是否損壞。比如，檢查一定纖維長(zhǎng)度纖維(約1到1.5英寸(25-40mm))所形成的織物，確定長(zhǎng)度小于約3/4英寸(18毫米)的纖維數(shù)量或百分比。或者，可對(duì)這些織物進(jìn)行分析，確定小纖維(長(zhǎng)度小于約1/4英寸(7毫米)的纖維)的百分比。大百分比的短纖維或小纖維量表示產(chǎn)品中存在纖維損壞。
加熱之后，由于松散聚集的纖維體本身具有的隔熱性及其毛細(xì)管中截留的加熱空氣，開放式結(jié)構(gòu)100具有保持熱量的優(yōu)點(diǎn)。開放程度更高的織物的更松散毛細(xì)管能使更多熱量傳導(dǎo)進(jìn)織物中心。
我們還相信本方法能提高生產(chǎn)線速度和改善加工性能。比如，我們發(fā)現(xiàn)初期加熱纖維能減少在預(yù)壓制操作時(shí)因開放式結(jié)構(gòu)而損失纖維等材料量。本發(fā)明制造出送入后續(xù)加工工序中的更一致的連續(xù)材料。
實(shí)施例參考以下說明組成，形式和制造本發(fā)明器件的方法的具體實(shí)施例，能進(jìn)一步理解本發(fā)明。應(yīng)該理解，許多不同組成，形式和器件制備方法對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。以下實(shí)施例中的份數(shù)和百分比除非另有說明之外，都以重量計(jì)，這些實(shí)施例都只是說明性的。
實(shí)施例1采用標(biāo)準(zhǔn)纖維開松和梳理設(shè)備，將75重量％的3但尼爾Danufil VY三葉型膠粘人造絲纖維和25重量％的3旦尼爾Danufil V膠粘人造絲纖維的混合料開松，這兩種纖維都從Acordis Ltd.，Spondon，England獲得。將固定量的纖維混合料(重量W約是2克)加入具有圓柱形腔(截面積A約是5平方厘米)的不銹鋼模具中。使用與圓柱形腔匹配的圓柱形柱塞和標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室壓機(jī)壓制纖維體。為了加熱樣品，將模具和柱塞在設(shè)定為目標(biāo)溫度的烘箱中加熱。經(jīng)過足夠長(zhǎng)的時(shí)間，使模具和柱塞達(dá)到烘箱溫度，將纖維置于腔中，再對(duì)模具，柱塞和纖維加熱3分鐘，使纖維達(dá)到烘箱溫度。從烘箱中取出加熱的組件，并置于實(shí)驗(yàn)室壓機(jī)的壓板之間。施加壓力，壓制腔中的纖維體，至預(yù)定峰值壓力并釋放，然后取出經(jīng)過壓制的纖維栓，立刻測(cè)量其初始厚度T0。
經(jīng)過壓制的纖維栓具有初始體積(V0＝A*T0)和初始密度(ρ0＝W/V0)，但是壓力釋放之后纖維栓膨脹，在15到20分鐘之后達(dá)到平衡(室溫，約20℃)。雖然測(cè)試時(shí)的濕度條件通常并非關(guān)鍵，但是在高濕度條件下進(jìn)行測(cè)試會(huì)嚴(yán)重影響測(cè)試結(jié)果。然后測(cè)量平衡厚度Te，計(jì)算平衡密度(ρe＝W/(A*Te))。利用這些值，計(jì)算密度弛豫(ρ0-ρe)/ρ0。
同樣，用模具，柱塞和纖維在約20℃的室溫下制備對(duì)照樣。每個(gè)溫度和壓力下的測(cè)量結(jié)果列于表1。
表1
這些數(shù)據(jù)表明，在至少約40℃的溫度下對(duì)纖維進(jìn)行預(yù)先加熱并在壓制過程中保持熱量，與在室溫下壓制相同纖維相比，能獲得明顯更大的尺寸穩(wěn)定性。這些數(shù)據(jù)進(jìn)一步表明，對(duì)纖維進(jìn)行預(yù)先加熱時(shí)，能在較低壓力下獲得明顯更高的纖維栓密度。在大于約60℃的溫度下這種趨勢(shì)更明顯。
實(shí)施例2使用從Acordis Ltd.(Spondon，England)獲得的75重量％的3旦尼爾Danufil V膠粘人造絲纖維和從KoSa，(Houston，Texas，USA)獲得的25重量％的3旦尼爾T-224聚酯纖維的混合料，重復(fù)實(shí)施例1的過程。同樣，每個(gè)溫度和壓力下的測(cè)量結(jié)果列于表2。
表2
這些數(shù)據(jù)表明，在至少約45℃的溫度下對(duì)纖維進(jìn)行預(yù)先加熱并在壓制過程中保持熱量，與在室溫下壓制相同纖維相比，能獲得明顯更大的尺寸穩(wěn)定性。這些數(shù)據(jù)進(jìn)一步表明，對(duì)纖維進(jìn)行預(yù)先加熱時(shí)，能在較低壓力下獲得明顯更高的纖維栓密度。在大于約60℃的溫度下這種趨勢(shì)更明顯。但是對(duì)于熱塑性纖維，比如聚酯纖維，這種預(yù)先加熱方法受到限制，以防止超過屈服點(diǎn)，導(dǎo)致纖維發(fā)生永久變形，包括使纖維熔化。
實(shí)施例3使用從Acordis Ltd.(Spondon，England)獲得的3旦尼爾Danufil V膠粘人造絲纖維和從KoSa，(Houston，Texas，USA)獲得的3旦尼爾T-224聚酯纖維的不同混合料，重復(fù)實(shí)施例1的過程。但是，在這個(gè)系列中，溫度保持為75℃，而纖維比例不同。每個(gè)混合料和壓力的測(cè)量結(jié)果列于表3。
表3
這些數(shù)據(jù)表明，在約75℃的溫度下對(duì)纖維進(jìn)行預(yù)先加熱并在壓制過程中保持熱量，能提供顯著的尺寸穩(wěn)定性，甚至在具有大比例回彈性較大纖維，比如聚酯時(shí)也是如此。
以上說明和實(shí)施方式能幫助形成對(duì)本發(fā)明的完整和非限制性的理解。由于可以在不超出本發(fā)明精神和范圍情況下，對(duì)本發(fā)明作出許多變化和實(shí)施例，所以本發(fā)明由以下所附權(quán)利要求書所限定。
權(quán)利要求
1.一種形成致密化非織造織物的方法，包括以下步驟形成含有至少約5重量％纖維素材料的開放式結(jié)構(gòu)；加熱開放式結(jié)構(gòu)到至少約40℃的溫度，同時(shí)使開放式結(jié)構(gòu)中的濕度基本保持；壓制至少部分經(jīng)過加熱的開放式結(jié)構(gòu)，形成部分區(qū)域的局部密度大于約0.2克/立方厘米的致密化非織造織物；和使致密化非織造織物不再壓制。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于開放式結(jié)構(gòu)含有至少約15重量％的纖維素材料。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于開放式結(jié)構(gòu)還含有至少約5重量％的非纖維素聚合材料。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于包括加熱開放式結(jié)構(gòu)到至少約45℃的溫度。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于包括加熱開放式結(jié)構(gòu)到至少約60℃的溫度。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于加熱開放式結(jié)構(gòu)的步驟包括在開放式結(jié)構(gòu)中保持至少約2重量％的濕度。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于壓制經(jīng)過加熱的開放式結(jié)構(gòu)的步驟形成局部密度是約0.25到0.35克/立方厘米的部分。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于纖維素材料包括纖維素纖維。
9.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于非纖維素聚合材料包括纖維。
10.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于非纖維素聚合材料包括超吸收性材料。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于超吸收性材料是顆粒狀的。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于超吸收性材料是纖維。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于加熱開放式結(jié)構(gòu)的步驟包括使熱空氣流通過開放式結(jié)構(gòu)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于熱空氣是增濕的。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于加熱開放式結(jié)構(gòu)的步驟包括將電磁能量傳遞至開放式結(jié)構(gòu)。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于電磁能量選自射頻能量，紅外能量，超聲波能量和微波能量。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括將致密化非織造織物置于液體滲透性覆蓋層和不滲液的隔離層之間。
18.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于至少部分經(jīng)過加熱的開放式結(jié)構(gòu)包括基本全部經(jīng)過加熱的開放式結(jié)構(gòu)，致密化非織造織物具有大于約0.2克/立方厘米的基本均勻的密度。
19.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于至少部分經(jīng)過加熱的開放式結(jié)構(gòu)包括形成致密化非織造織物的壓紋部分的一個(gè)或多個(gè)離散區(qū)域。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于致密化非織造織物的壓紋部分是直線。
21.一種吸收性結(jié)構(gòu)，包括含有至少約5重量％纖維素材料的致密化非織造纖維織物，局部密度大于約0.2克/立方厘米，密度馳豫小于約20％。
22.如權(quán)利要求21所述的吸收性結(jié)構(gòu)，其特征在于非織造纖維織物包含至少約15重量％的纖維素材料。
23.如權(quán)利要求21所述的吸收性結(jié)構(gòu)，其特征在于纖維素材料包括纖維素纖維。
24.如權(quán)利要求21所述的吸收性結(jié)構(gòu)，其特征在于非織造纖維織物還包含至少約5重量％的非纖維素聚合物材料。
25.如權(quán)利要求24所述的吸收性結(jié)構(gòu)，其特征在于非纖維素聚合物材料包括纖維。
26.如權(quán)利要求24所述的吸收性結(jié)構(gòu)，其特征在于非纖維素聚合物材料包括超吸收性材料。
27.如權(quán)利要求26所述的吸收性結(jié)構(gòu)，其特征在于超吸收性材料是顆粒狀的。
28.如權(quán)利要求21所述的吸收性結(jié)構(gòu)，其特征在于非織造纖維織物具有至少約2重量％的水含量。
29.如權(quán)利要求21所述的吸收性結(jié)構(gòu)，其特征在于非織造纖維織物具有大于約0.4克/立方厘米的密度。
30.如權(quán)利要求21所述的吸收性結(jié)構(gòu)，其特征在于非織造纖維織物被封閉在液體滲透性覆蓋層和不滲液的隔離層之間。
31.一種形成致密化吸收性織物的設(shè)備，包括開放式結(jié)構(gòu)載體開放式結(jié)構(gòu)加熱器適用于將開放式結(jié)構(gòu)壓制成致密化吸收性織物的壓機(jī)，具有開放式結(jié)構(gòu)輸入裝置和致密化吸收性織物輸出裝置其中，開放式結(jié)構(gòu)載體與開放式結(jié)構(gòu)輸入裝置相連，開放式結(jié)構(gòu)加熱器與開放式結(jié)構(gòu)載體相連，使開放式結(jié)構(gòu)在引入壓機(jī)之前，被加熱至遠(yuǎn)高于室溫的溫度。
32.如權(quán)利要求31所述的設(shè)備，其特征在于開放式結(jié)構(gòu)載體的排列和構(gòu)形適合于承載連續(xù)的纖維織物。
33.如權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其特征在于開放式結(jié)構(gòu)載體是基本平整的。
34.如權(quán)利要求31所述的設(shè)備，其特征在于壓機(jī)是一對(duì)壓輥之間的輥隙。
35.如權(quán)利要求34所述的設(shè)備，其特征在于壓輥是平滑的。
36.如權(quán)利要求34所述的設(shè)備，其特征在于至少一個(gè)壓輥具有特殊的輪廓。
37.如權(quán)利要求36所述的設(shè)備，其特征在于壓輥是刻紋壓輥。
38.如權(quán)利要求34所述的設(shè)備，其特征在于開放式結(jié)構(gòu)載體是這對(duì)壓輥之一。
39.如權(quán)利要求31所述的設(shè)備，其特征在于開放式結(jié)構(gòu)加熱器包括封閉開放式結(jié)構(gòu)載體的空間。
40.如權(quán)利要求39所述的設(shè)備，其特征在于開放式結(jié)構(gòu)加熱器還包括與壓機(jī)相連的加熱單元。
41.如權(quán)利要求40所述的設(shè)備，其特征在于開放式結(jié)構(gòu)加熱器包括加熱壓延輥，存在于容納開放式結(jié)構(gòu)載體的空間中。
42.如權(quán)利要求41所述的設(shè)備，其特征在于開放式結(jié)構(gòu)載體是加熱壓延輥。
全文摘要
一種用于一次性吸收制品的新穎吸收性結(jié)構(gòu)，包括含有至少約5重量％纖維素材料的非織造纖維織物，局部密度大于約0.2克/立方厘米，密度弛豫小于約20％。形成致密化非織造織物的新穎方法包括形成含有至少約5重量％纖維素材料的開放式結(jié)構(gòu)；加熱至少部分開放式結(jié)構(gòu)到至少約40℃的溫度；壓制經(jīng)過加熱的開放式結(jié)構(gòu)形成致密化非織造織物，至局部密度大于約0.2克/立方厘米；從受壓狀態(tài)釋放致密化非織造織物。
文檔編號(hào)D04H1/54GK1675424SQ03818921
公開日2005年9月28日 申請(qǐng)日期2003年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月25日
發(fā)明者A·L·瓊斯, L·－H·羅伊, H·紐耶恩 申請(qǐng)人:麥克內(nèi)爾-Ppc股份有限公司