專利名稱：非織造結(jié)構(gòu)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及層狀復(fù)合材料。更具體說，本發(fā)明涉及具有有益的層合 強(qiáng)度以及一種或多種其他有益性質(zhì)的層狀復(fù)合材料，這些性質(zhì)包括懸垂性
(drapeability)、懸掛性、耐磨性、液體吸收性、柔軟性和/或視覺吸引力。
背景技術(shù)：
非織造材料廣泛應(yīng)用于許多市售個人護(hù)理產(chǎn)品中，包括例如擦拭巾和婦 女衛(wèi)生產(chǎn)品，例如衛(wèi)生巾、襯墊和棉塞等。在許多這樣的應(yīng)用中，希望非織 造材料耐磨，從而在使用中維持材料的完整性。申請人還認(rèn)識到，也希望這 種耐磨的材料具有其他有益的性質(zhì)。
例如，申請人認(rèn)識到，希望耐磨材料中還限定有視覺的圖案。這些圖案 能夠傳遞諸如品牌認(rèn)知度和美學(xué)標(biāo)準(zhǔn)等信息，而且還能夠提供功能效果(例如 將需要吸收的流體引導(dǎo)到適當(dāng)?shù)奈恢?。還希望上述圖案在使用中具有良好的 清晰度和持久性。
申請人還認(rèn)識到，希望提供耐磨材料，尤其是圖案化的耐磨材料，這些 材料具有額外的有益性質(zhì)，例如"可懸垂性"以向使用者提供舒適性。本文所
用術(shù)語"可懸垂性"是指從材料的一端以懸臂方式提起時，該材料由于重力作 用而以基本上垂直的樣子懸吊的趨勢。具有高度可懸垂性的材料傾向于適應(yīng) 鄰接表面的形狀，例如使用者的皮膚表面，從而提高由這種高度懸垂材料構(gòu) 成的產(chǎn)品的使用者的舒適性。申請人還認(rèn)識到，在某些應(yīng)用中還希望耐磨非 織造材料具有膨松性(即密度低)。
但是，申請人進(jìn)一步認(rèn)識到，具有較高可懸垂性特征的常規(guī)材料常常相 對致密、薄型、光滑，因而在缺乏柔軟感，而柔軟感卻是許多產(chǎn)品所希望 的。例如，通過常規(guī)射流噴網(wǎng)技術(shù)(即水力纏結(jié)技術(shù))制造了許多相對可懸垂的 材料，但是這些材料總是在耐磨性、層合強(qiáng)度、膨松性或其他性質(zhì)中的一種
4或多種方面存在缺陷。而且，這些常規(guī)可懸垂的材料通常缺乏視覺圖案，而 這些視覺圖案可用于向使用者傳遞信息。
因此，申請人認(rèn)識到，在許多種類的制品的應(yīng)用中，需要具有理想的高 度耐磨性和視覺圖案特征的獨(dú)特組合的非織造材料。此外，申請人還認(rèn)識 到，需要制備這種材料的獨(dú)特方法，這些方法包括但不限于通過非織造材料 的水力纏結(jié)技術(shù)來生產(chǎn)這些材料。

發(fā)明內(nèi)容
申請人通過制備具有獨(dú)特且所需的較高層合強(qiáng)度與高度可懸垂性和/或低 密度性質(zhì)的組合的纖維性復(fù)合材料結(jié)構(gòu)而滿足了上述需要。
根據(jù)一方面，本發(fā)明提供了層狀復(fù)合材料，該層狀復(fù)合材料包括抗拉強(qiáng)
度至少約為5 N/5cm的流體可滲透的纖維性錨定層和纏結(jié)圍繞所述錨定層的 纖維層，所述復(fù)合材料包括纏結(jié)區(qū)截面和非纏結(jié)區(qū)截面，所述纏結(jié)區(qū)和非纏 結(jié)區(qū)視覺上相互區(qū)別。
還提供了制備某種復(fù)合材料的方法，該方法包括促使流體流與包括非粘 結(jié)纖維層和抗拉強(qiáng)度至少約5 N/5cm的流體可滲透的錨定層的層狀結(jié)構(gòu)相接 觸，所述錨定層被設(shè)置成至少部分地掩蔽來自流體流的所述非粘結(jié)纖維層， 得到包括纏結(jié)區(qū)截面和非纏結(jié)區(qū)截面的復(fù)合材料，所述纏結(jié)區(qū)和非纏結(jié)區(qū)視 覺上相互區(qū)別。
根據(jù)另一方面，提供了制備層狀復(fù)合材料的方法，該方法包括促使流動 流與包括非粘結(jié)纖維層和抗拉強(qiáng)度至少約5 N/5cm的流體可滲透的錨定層的 層狀結(jié)構(gòu)相接觸，所述層狀結(jié)構(gòu)得到地貌成形表面的支持，并且所述層狀結(jié) 構(gòu)的接觸時間足以使所述層狀結(jié)構(gòu)適應(yīng)所述地貌成形表面。


現(xiàn)在將參考附圖來描述本發(fā)明的實(shí)施方式，其中
圖1是本文所述本發(fā)明的層狀復(fù)合材料的一個實(shí)施方式的截面圖。
圖2是本文所述本發(fā)明的層狀復(fù)合材料的另一個實(shí)施方式的截面圖。圖3是本文所述本發(fā)明的層狀復(fù)合材料的另一個實(shí)施方式的俯視平面 圖，示出了其額外的特征。
圖4是由圖3中的線3-3得到的層狀復(fù)合材料的截面圖。 圖5的截面圖描繪了根據(jù)適應(yīng)本文所述本發(fā)明各實(shí)施方式的方法的層狀 復(fù)合材料的形成。
圖6的截面圖描繪了根據(jù)適應(yīng)本文所述本發(fā)明各實(shí)施方式的方法的層狀 復(fù)合材料的形成。
圖7是可用于形成適應(yīng)本文所述本發(fā)明各實(shí)施方式的層狀復(fù)合材料的掩 蔽物的立體圖。
圖8是適應(yīng)本文所述本發(fā)明各實(shí)施方式的形成圖案的層狀復(fù)合材料810 的一段長度的平面圖。
圖9的截面圖描繪了根據(jù)本文所述本發(fā)明各實(shí)施方式的層狀復(fù)合材料的 圖案形成。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)一些實(shí)施方式，本發(fā)明涉及一種層狀復(fù)合材料，該復(fù)合材料包括流 體可滲透的纖維性錨定層和纖維纏結(jié)圍繞所述錨定層的纖維層，與常規(guī)非織 造結(jié)構(gòu)相比，所述復(fù)合材料具有較高層合強(qiáng)度與較高可懸垂性和/或低密度(高 膨松性或"膨松")中的一種或多種性質(zhì)的獨(dú)特組合。在某些實(shí)施方式中，這種 獨(dú)特的材料還具有耐磨、持久、柔軟、舒適和/或吸收性等有益性質(zhì)。在某些 實(shí)施方式中，這些材料還可用于提供各種其他優(yōu)點(diǎn)，包括流體吸收或流體隔 離、清潔、以及在多種產(chǎn)品中的剝脫能力。
具體說，申請人根據(jù)下文詳述的"層合強(qiáng)度測試"，測定了根據(jù)本發(fā)明某
些實(shí)施方式的復(fù)合材料的層合強(qiáng)度。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，所得較高層合 強(qiáng)度值表示復(fù)合材料的錨定層和纖維纏結(jié)所述錨定層的纖維層對抗施力所導(dǎo) 致的相互脫粘的能力較高，而較低層合強(qiáng)度值則表示兩層對抗施力導(dǎo)致的脫 粘的能力較低。此外，申請人還認(rèn)識到，較高的層合強(qiáng)度傾向于與層狀復(fù)合 材料的消費(fèi)者期望的"持久性"相關(guān)。根據(jù)某些實(shí)施方式，本發(fā)明復(fù)合材料的 層合強(qiáng)度值約為20克或更高，更優(yōu)選約50克或更高，甚至更優(yōu)選約100克或更高。
申請人還根據(jù)下文詳述的"可懸垂性測試"測定了本發(fā)明結(jié)構(gòu)的可懸垂 性，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的那樣。申請人還認(rèn)識到，在某些實(shí)施方式 中，本發(fā)明結(jié)構(gòu)不僅具有所需的高層合強(qiáng)度(如上所述)，而且具有較高的可懸 垂性與上述性質(zhì)的組合。具體說，根據(jù)某些實(shí)施方式，本發(fā)明結(jié)構(gòu)的可懸垂
性(基于重量/MCB)大于約4克/平方米/克(gsm/g)或更大，優(yōu)選大于約6 gsm/g，甚至更優(yōu)選約8 gsm/g到約16 gsm/g。
申請人還根據(jù)下文詳述的"密度測試"測定了本發(fā)明某些優(yōu)選實(shí)施方式的 復(fù)合材料的密度，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的那樣。申請人還認(rèn)識到，在某 些實(shí)施方式中，本發(fā)明結(jié)構(gòu)不僅具有所需的高層合強(qiáng)度(如上所述)，而且具有 較低的密度與上述性質(zhì)的組合。根據(jù)某些實(shí)施方式，本發(fā)明結(jié)構(gòu)的密度等于 或小于約0.15 g/cc，優(yōu)選等于或小于約0.12 g/cc，甚至更優(yōu)選約0.12 g/cc到 約0.03 g/cc。
根據(jù)某些實(shí)施方式，申請人認(rèn)識到，除了較高的層合強(qiáng)度與較高的可懸 垂性和/或較低密度的組合之外，本發(fā)明復(fù)合材料還具有選自下組的一種或多 種性質(zhì)較高吸收容量、較高的抗拉強(qiáng)度、期望的厚度、及其兩種或多種的 組合。例如，在本發(fā)明的某些實(shí)施方式中，層狀復(fù)合材料的吸收容量大于約3 g/g，優(yōu)選大于約4 g/g，更優(yōu)選約5 g/g。在某些實(shí)施方式中，復(fù)合材料沿機(jī) 器方向的抗拉強(qiáng)度(根據(jù)下文詳述的"抗拉強(qiáng)度測試"測定，如本領(lǐng)域技術(shù)人員 所理解的那樣)約為10 N/5cm或更高，優(yōu)選約15 N/5cm或更高，更優(yōu)選約20 N/5cm或更高。本發(fā)明復(fù)合材料的厚度可根據(jù)任意各種制品的使用進(jìn)行優(yōu) 化，并且可采用特定制品任何合適的/期望的厚度。在某些優(yōu)選的實(shí)施方式 中，本發(fā)明復(fù)合材料的厚度小于約10mm，優(yōu)選小于約5mm，更優(yōu)選小于約 2mm，甚至更優(yōu)選約0.3mm到約2mm。
圖1的截面圖描繪了與本文所述本發(fā)明各實(shí)施方式相一致的一個實(shí)施方 式的層狀復(fù)合材料100。該層狀復(fù)合材料IOO包括流體可滲透的纖維性錨定層 IIO和具有纖維120的纖維層122，所述纖維層122的至少一部分纏結(jié)圍繞所 述錨定層110。
所述流體可滲透的錨定層110可包括能滲透流體的任何合適的纖維材
7表示氣體或液體如水(或其他物質(zhì))可催動通過流體可滲透的錨定層110的截面，即從流體可滲透的錨定層110的外表面112穿過流體 可滲透的錨定層110而出現(xiàn)在流體可滲透的錨定層110的內(nèi)表面114。在某些 優(yōu)選的實(shí)施方式中，為了促使流體移動通過流體可滲透的錨定層110，所述流 體可滲透的錨定層110包括互聯(lián)孔116的網(wǎng)絡(luò)。在某些優(yōu)選的實(shí)施方式中， 錨定層中開放區(qū)域的百分比約為25%或更高。優(yōu)選地，所述流體可滲透的錨 定層110通常還耐受促使高壓流體如水或空氣通過時導(dǎo)致的溶解和機(jī)械降 解。在某些實(shí)施方式中，流體可滲透的錨定層110較薄，例如厚度小于約 2000微米，更優(yōu)選約為3-2000微米。流體可滲透的錨定層110可以是任何合 適的基重。在某些優(yōu)選的實(shí)施方式中，錨定層的基重約為5-20gsm，更優(yōu)選約 5-15 gsm。并且，所述流體可滲透的錨定層110優(yōu)選機(jī)械一體化，導(dǎo)致其抗拉 強(qiáng)度至少約為5 N/5cm。此外，期望所述流體可滲透的錨定層優(yōu)選撓性程度較 高(即傾向于不具有剛性)，申請人認(rèn)識到這有益于與摻入錨定層的材料有關(guān)的 可懸垂性。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，流體可滲透的錨定層110包含或基本上由聚合物 材料構(gòu)成，例如粘結(jié)的纖維材料，包括紡絲粘結(jié)或熱粘結(jié)，如通過空氣粘結(jié) 的(through-air bonded)的材料等。"通過空氣粘結(jié)的"表示通過各種方式(如梳理) 定向的纖維通過加熱的空氣流而粘結(jié)在一起。"紡絲粘結(jié)"表示將來自多個噴 絲頭纖細(xì)(通常為圓形)毛細(xì)管的熔化的熱塑性聚合物以纖維形式擠出而進(jìn)行熔 融紡絲，然后通過牽拉快速降低擠出纖維的直徑，然后使纖維驟冷。紡絲粘 結(jié)的纖維通常是連續(xù)的纖維。合適的紡絲粘結(jié)材料是由直徑約3-20微米的纖 維形成的，纖維長度大于約200毫米。錨定層纖維可包括以下材料，例如聚 烯烴，如聚丙烯，聚乙烯，聚丙烯、聚乙烯形成的雙組分纖維，或它們的組 合。然后可壓制紡絲粘結(jié)的纖維以提高強(qiáng)度或降低厚度。在優(yōu)選的實(shí)施方式 中，流體可滲透的錨定層110包括或基本上由紡絲粘結(jié)的材料構(gòu)成。流體可滲透的錨定層110的外表面112是基本上耐磨的表面。"耐磨性" 表示外表面112能夠耐受通過外表面112的彈性物品(例如手或其他身體表面) 的降解。層狀復(fù)合材料100包括纖維120，纖維120的至少一部分纏結(jié)圍繞流體 可滲透的錨定層110。纖維優(yōu)選與纖維層122相關(guān)。纏結(jié)圍繞流體可滲透的錨 定層110的纖維優(yōu)選包括相互關(guān)聯(lián)或與所述流體可滲透的錨定層110(例如)通 過纏結(jié)關(guān)聯(lián)的多種纖維或纖絲。這樣，流體可滲透的錨定層110實(shí)際上用作 層狀復(fù)合材料100的"骨架"。纖維圍繞流體可滲透的錨定層110的纏結(jié)通常導(dǎo)致纖維層122和流體可 滲透的錨定層110關(guān)于界面124的粘結(jié)。雖然界面124在圖1中描繪成大致 直線，但界面124通常具有一定的厚度。界面124的性質(zhì)是圍繞流體可滲透 的錨定層110扭曲、紐結(jié)、打結(jié)或以其他方式纏結(jié)的纖維的性質(zhì)。在某些優(yōu)選的實(shí)施方式中，錨定層110和圍繞錨定層110纏結(jié)的纖維層 122的纖維基本上不含由纖維和/或錨定層110的熔化形成的粘結(jié)和/或采用化 學(xué)粘合劑形成的粘結(jié)。如本文所用，術(shù)語"基本上不含由纖維和/或錨定層110 的熔化形成的粘結(jié)和/或采用化學(xué)粘合劑形成的粘結(jié)"表示不到10重量％纖維 層122的纖維通過熔化或化學(xué)粘合劑粘結(jié)于錨定層110。優(yōu)選地，基本上不含 由纖維和/或錨定層110的熔化形成的粘結(jié)和/或采用化學(xué)粘合劑形成的粘結(jié)的 材料中不到5%，更優(yōu)選沒有纖維層112的纖維通過熔化或化學(xué)粘合劑粘結(jié)于 錨定層110。雖然申請人不希望受任何操作理論的束縛，但相信通過將纖維層 122的纖維與流體可滲透的錨定層110的粘結(jié)限定成物理纏結(jié)而不是熔化粘結(jié) 或化學(xué)粘合劑，所得層狀復(fù)合材料100的可懸垂程度更高。可選擇許多纖維中的任何一種用于纖維層122。合適的纖維的例子包括 由纖維素、聚酯、人造絲、聚烯烴、聚乙烯醇、聚酰胺或其他合成纖維、其 兩種或多種的組合等物質(zhì)衍生的纖維。某些優(yōu)選的纖維包括纖維素、聚酯、 人造絲、或聚烯烴本身、或其兩種或多種的組合。市售合適的纖維的例子包 括購自德國凱爾漢的凱爾漢纖維公司(Kelheim Fibers, Kelheim, Germany)的 "Galaxy"人造絲纖維，或購自澳大利亞蘭咨的蘭咨有限公司(Lenzing AG， Lenzing， Austria)的Tencel天絲(lyocell)纖維。在某些本發(fā)明的實(shí)施方式中，纖維包括纖維素，例如木漿。在一個本發(fā) 明的實(shí)施方式中，纖維層122包含約0%-100%的木槳，更優(yōu)選約5%-50%。在本發(fā)明某些優(yōu)選的實(shí)施方式中，木漿的氫鍵結(jié)合能力降低。氫鍵結(jié)合能力降低的木漿可通過以下方法形成，該方法包括在約15°C-60°C的溫度下 用堿金屬鹽濃度約2-25重量％的堿金屬鹽水溶液處理木槳液體懸浮液的步 驟，處理時間約為5-60分鐘。適合苛性處理的試劑包括但不限于堿金屬氫 氧化物，例如氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化,丐、氫氧化銣、氫氧化鋰和節(jié)基 三甲基氫氧化銨。尤其優(yōu)選氫氧化鈉進(jìn)行堿處理，以產(chǎn)生適合形成本發(fā)明超 吸收性纖維質(zhì)纖維的纖維質(zhì)纖維。優(yōu)選用包含約4-30重量％氫氧化鈉(或任何 其他合適的苛性物質(zhì))，更優(yōu)選約6-20重量％，最優(yōu)選約12-16重量％(以溶液 重量計(jì))的含水溶液處理木漿?？列蕴幚砜稍谄住⒓兓透稍锲陂g或之后進(jìn) 行。優(yōu)選地，苛性處理在漂白和/或干燥過程期間進(jìn)行。這樣得到的木漿有時 被稱為"苛性提取木槳"或"絲光處理木漿"。適用于本發(fā)明的市售苛性提取木漿 包括例如，Porosanier-J-HP，購自喬治亞州捷斯的雷諾性能纖維分部(Rayonier Performance Fibers Division, Jesup, Ga.)， Buckeye's HPZ，購自佛羅里達(dá)州派 帝科技公司(Buckeye Technologies, Perry, Fla.)，禾B TRUCELL，購自華盛頓州 聯(lián)邦大道的威爾漢森公司(Weyerhaeuser company, Federal Way, Wash.)。在本發(fā)明另一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，氫鍵結(jié)合能力降低的木漿是交聯(lián) 的。"交聯(lián)"表示主要是纖維內(nèi)化學(xué)交聯(lián)鍵合的纖維質(zhì)纖維。即，交聯(lián)鍵合主 要發(fā)生在單根纖維的纖維素分子之間，而不是不同纖維的纖維素分子之間。交聯(lián)的纖維可通過多種方法形成，例如(1)1966年3月11日授予F. H. Steiger的美國專利3,241,553所述的方法，該方法包括使纖維在含有交聯(lián)劑和 催化劑的含水溶液中交聯(lián)而形成個體化交聯(lián)纖維，或(2)1965年12月21日授 予L. J. Bernardin的美國專利3,224,926所述的方法，該方法包括將溶脹的纖 維浸漬到含有交聯(lián)劑的含水溶液中，通過機(jī)械作用脫水和分離纖維，并在升 高的溫度下干燥纖維以實(shí)現(xiàn)交聯(lián)，得到個體化交聯(lián)纖維，同時纖維處于基本 上獨(dú)立的狀態(tài)；以及其他方法。適用于本發(fā)明的市售交聯(lián)木漿包括例如，華 盛頓聯(lián)邦大道的威爾漢森公司(Weyerhauser Corporation, Federal Way, Wash.) 的哥倫布改良纖維(Columbus Modified Fiber),等級弁CHB416。在某些實(shí)施方式中，層狀復(fù)合材料100優(yōu)選基本上不含織造、編結(jié)、簇 絨或縫編的纖維，即層狀復(fù)合材料優(yōu)選包括由纖維直接形成而非紗線形成的 纖維材料。10除纖維之外，纖維層122可包括吸收制品中使用的非織造物的制造領(lǐng)域所公知的各種其他材料。例如，纖維層122可包含聚合物或其他化學(xué)纖維裝飾或顆粒材料，例如分布在纖維中用于提高流體吸收性質(zhì)的超吸收體，或有利于特定外觀的顏料或其他光反射性試劑。纖維層122優(yōu)選基本上不含可能 提高復(fù)合材料的剛性或降低其可懸垂性的化學(xué)粘合劑。纖維層122的整個厚度方面在纖維組成上可均質(zhì)或異質(zhì)。在某些優(yōu)選的 實(shí)施方式中，纖維層122包括異質(zhì)混合物，例如包含纖維素或合成纖維。在 某些其他優(yōu)選的實(shí)施方式中，纖維層122是均質(zhì)層，例如基本上由纖維素纖 維或基本上由合成纖維構(gòu)成。在本發(fā)明某些優(yōu)選的實(shí)施方式中，50重量％以上纖維層122的纖維由長 度直徑比大于約300的纖維構(gòu)成。雖然這些纖維可以是人造短纖維或連續(xù)纖 絲，優(yōu)選纖維是人造短纖維。纖維可以是纖維素纖維，例如木漿或棉花，合 成纖維，例如聚酯、人造絲、聚烯烴、聚乙烯醇、多組分(芯-殼)纖維，及其 兩種或多種的組合?？刹捎煤线m的方法，包括下文詳述的方法，將纖維設(shè)置 成相互關(guān)聯(lián)。本發(fā)明的纖維層可以是任何合適的基重。在某些優(yōu)選的實(shí)施方式中，纖 維層122的基重約為20-200gsm，優(yōu)選約20-150 gsm。在可選的實(shí)施方式中，如圖2所示，纖維層122本身由多層或疊層構(gòu) 成。圖2描繪了最上層纖維層210和下層纖維層220。在一個實(shí)施方式中，最 上層纖維層210包括或基本上由一種或多種合成纖維如烯烴或聚酯或雙組分 纖維構(gòu)成，下層纖維層220包括或基本上由纖維素纖維構(gòu)成。而且，雖然圖2 描繪了僅由兩層構(gòu)成的纖維層122，也考慮具有各種組成的額外的層。此外，雖然圖1和2描繪了在層狀復(fù)合材料110 —端的單個流體可滲透 的錨定層110,本發(fā)明范圍內(nèi)還包括在層狀復(fù)合材料IOO相對端的第二流體可 滲透的錨定層110，從而形成"夾心"結(jié)構(gòu)， 一個或多個纖維層一起夾在兩個流 體可滲透的錨定層之間。在這種構(gòu)型中，存在兩個獨(dú)立的耐磨表面?？苫谒栊再|(zhì)來調(diào)整層狀復(fù)合材料的性質(zhì)。例如，通常為了實(shí)現(xiàn)較低 密度和較高的可懸垂性，可選擇(例如)主要為聚酯、人造絲或其摻混物。如果 希望提供高吸收容量且成本較低，則可選擇主要為木漿。為了平衡所有這些性質(zhì)，纖維層122本身可包括這些材料的獨(dú)立層。
在本發(fā)明的某些實(shí)施方式中，層狀復(fù)合材料具有視覺圖案。圖3是適應(yīng) 本文所述本發(fā)明實(shí)施方式的層狀復(fù)合材料的俯視平面圖。該層狀復(fù)合材料100 包括離散的凸起區(qū)域300，凸起區(qū)域300周圍圍繞有下層區(qū)域基質(zhì)310。圖4 是由圖3中的線3-3得到的截面圖，揭示其各個特征。凸起區(qū)域300和下層區(qū) 域310視覺上相互區(qū)別，例如，普通肉眼觀察者在距層狀復(fù)合材料100為12 英寸觀察時，應(yīng)能夠容易地辨別凸起區(qū)域與下層區(qū)域310之間的差別或?qū)?比。在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，優(yōu)選凸起區(qū)域300的高度320約為0.1-5mm，更優(yōu)選約0.5-2mm，長度或?qū)挾戎辽偌s為0.5mm，更優(yōu)選至少約 lmm，最優(yōu)選至少約3mm。
在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，凸起區(qū)域300未纏結(jié)未粘結(jié)，即在凸起區(qū) 域300中流體可滲透的錨定層110與纖維層122之間的界面330處沒有明顯 的粘結(jié)。在該本發(fā)明的實(shí)施方式中，流體可滲透的錨定層110與纖維層122 的大致粘結(jié)僅在下層區(qū)域310中存在，即沿界面340。這樣，層狀復(fù)合材料 100內(nèi)存在纏結(jié)區(qū)360的截面和非纏結(jié)區(qū)350的截面(其界限在圖4中以虛線 表示)。
圖4描繪了層狀復(fù)合材料100，它具有纏結(jié)區(qū)360的連續(xù)截面(基質(zhì))以及 大致位于所述纏結(jié)區(qū)連續(xù)截面內(nèi)的多個離散的非纏結(jié)區(qū)350的截面，常常需 要這種構(gòu)型以使層狀復(fù)合材料100具有足夠的抗拉強(qiáng)度。然而，也考慮了凸 起區(qū)域和下層區(qū)域的其他構(gòu)型。例如，凸起區(qū)域可沿層狀復(fù)合材料100的整 個寬度或長度排列而不是以離散區(qū)域350的形式被下層區(qū)域360圍繞或基本 上位于下層區(qū)域360內(nèi)。而且，相對于圖3所示的材料，纏結(jié)區(qū)和非纏結(jié)區(qū) 的含義可"顛倒"，例如纏結(jié)區(qū)可大致位于非纏結(jié)區(qū)內(nèi)。
在某些優(yōu)選的實(shí)施方式中，本發(fā)明層狀復(fù)合材料是射流噴網(wǎng)結(jié)構(gòu)。就是 說，它們是由水力纏結(jié)或"射流噴網(wǎng)"方法得到的材料，優(yōu)選這些方法如本文 所述。申請人發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)纖維非織造結(jié)構(gòu)，尤其是常規(guī)射流噴網(wǎng)結(jié)構(gòu)相 比，本發(fā)明結(jié)構(gòu)具有有益的耐磨性和出乎意料的良好層合強(qiáng)度和/或可懸垂性 和/或密度。這些性質(zhì)新的出乎意料的組合提供了本發(fā)明結(jié)構(gòu)在多種應(yīng)用中的 顯著優(yōu)點(diǎn)，所述應(yīng)用包括但不限于個人護(hù)理制品，如婦女衛(wèi)生產(chǎn)品和擦拭
12巾。
在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，所述層狀復(fù)合材料可用作衛(wèi)生護(hù)墊如衛(wèi)生 巾或內(nèi)褲襯墊的組分。例如，層狀復(fù)合材料可用作內(nèi)褲襯墊或衛(wèi)生巾的面層 或一體化面層/吸收芯層。
在某些優(yōu)選的實(shí)施方式中，層狀復(fù)合材料中流體可滲透的錨定層110能 夠朝使用者的身體取向，因而流體可滲透的錨定層110構(gòu)成衛(wèi)生護(hù)墊面向身
體表面的一部分。在某些優(yōu)選的實(shí)施方式中，層狀復(fù)合材料可用作衛(wèi)生巾或 內(nèi)褲襯墊的一體化面層/吸收芯層。本發(fā)明層狀復(fù)合材料構(gòu)成的這種一體化面 層/吸收芯層是有益的，因?yàn)檫@種一體化的覆蓋層能夠提高耐磨性、柔軟性、 吸收性和可懸垂性，所有這些性質(zhì)有助于提高使用者的舒適性。
在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，采用纖維非織造材料作為擦拭巾的組分， 例如"嬰兒擦巾"、個人護(hù)理/化妝品擦巾或用于個人清潔的擦拭巾(干巾或濕 巾)、或用于無生命物體表面清潔的擦拭巾。本發(fā)明層狀復(fù)合材料可用作單層 擦拭巾或在多層擦拭巾作為一層或多層。優(yōu)選地，層狀復(fù)合材料的耐磨表面 位于擦拭巾的外表面上，接觸使用者的皮膚。本發(fā)明層狀復(fù)合材料構(gòu)成的擦 拭巾是有益的，因?yàn)椴潦媒聿粌H具有優(yōu)良的耐磨性(因而具有持久性)而且具有 柔軟性、可壓縮性和吸收性。
本發(fā)明的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明層狀復(fù)合材料可通過申請人發(fā)現(xiàn)的多種新方法中的任一種進(jìn)行制 備。例如，根據(jù)某些實(shí)施方式，該結(jié)構(gòu)可通過以下方法進(jìn)行制備，該方法包 括促使流體流與層狀結(jié)構(gòu)相接觸，所述層狀結(jié)構(gòu)包括纖維和流體可滲透的錨 定層，所述流體可滲透的錨定層的定位能夠至少部分地掩蔽纖維層免于接觸
流體流。
圖5顯示了本發(fā)明一個實(shí)施方式的進(jìn)行水力纏結(jié)(hydroentangling)步驟的 方法。水力纏結(jié)步驟包括提供纖維層520，纖維層520鋪設(shè)在篩網(wǎng)590(例如金 屬或塑料篩網(wǎng))上，篩網(wǎng)590又位于可移動的傳送裝置(未示出)上。術(shù)語"層" 表示與該組件的長度和寬度205相比，厚度量綱顯著較小的纖維組件。例 如，層520的厚度約小于其寬度的10%，例如約小于寬度的2%。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，纖維薄層200基本上平面，厚度小于約20毫米，例優(yōu)選小于約5 毫米。纖維薄層的組成和性質(zhì)參考上文纖維層122中所述以及圖1和2中所示。
纖維層520相互非粘結(jié)。"非粘結(jié)"表示薄層520中的纖維相互疏松關(guān) 聯(lián)，該層的抗拉強(qiáng)度非常低，例如小于約5N/5cm。在可選的實(shí)施方式中， 纖維層520在射流噴網(wǎng)之前相互粘結(jié)(例如疏松粘結(jié))。
流體可滲透的錨定層110位于纖維層520的頂部。因而纖維層520和流 體可滲透的錨定層110形成待纏結(jié)的目標(biāo)網(wǎng)材550。操作中，目標(biāo)網(wǎng)材550在 噴嘴530的范圍內(nèi)沿機(jī)器方向移動，流體流508(優(yōu)選液體，更優(yōu)選水)從噴嘴 流出?？紤]纖維層520以任何合適的方向，用任何適合的壓力沖擊目標(biāo)550 以形成穩(wěn)定的網(wǎng)材。優(yōu)選地，流體流508沿基本上垂直的方式，在約500-5000psi的壓力下定向沖擊層。本文所用術(shù)語"基本上垂直"表示例如約20-0 度，優(yōu)選約10-0度，更優(yōu)選約5-0度，最優(yōu)選約0度。
目標(biāo)網(wǎng)材550可在與流體流508接觸之前、接觸期間、和/或接觸之后， 以任何適合纏結(jié)目標(biāo)的速度沿機(jī)器方向移動。在某些實(shí)施方式中，穩(wěn)定網(wǎng)材 210以至少約10英尺/分鐘(fpm)，例如約50-250 fpm的速度沿機(jī)器方向移動。
纏結(jié)步驟完成后，流體可滲透的錨定層圍繞纖維層纏結(jié)，形成本發(fā)明的 層狀復(fù)合材料，以上述方式并且如圖1和2中所示的實(shí)施例所述。
圖6描繪了類似于圖5所示的目標(biāo)網(wǎng)材的水力纏結(jié)，只是促使流體流 508通過相對于噴嘴530移動的掩蔽物600。掩蔽物508可圍繞一系列導(dǎo)軌或 輥軸660旋轉(zhuǎn)，從而在各個時間點(diǎn)，使不同位置的掩蔽物600對準(zhǔn)流體流 508。
掩蔽物600對流體流508具有空間可變的滲透性。具體說，如圖6和圖 7(掩蔽物600的立體圖)所示，通過包括高滲透性部分620和低滲透性部分 630的圖案形成所述空間可變的滲透性。高滲透性部分620可以是開放空間 (基本上允許所有流體通過該高滲透性部分620)。或者，高滲透性部分620可 包括支持篩網(wǎng)，例如圖7所述的篩網(wǎng)650，該篩網(wǎng)足以向掩蔽物600提供機(jī)械 支持，但不會妨礙顯著部分流體流508的流體。在一個實(shí)施方式中，高滲透 性部分620的開放面積至少約占50%，更優(yōu)選至少約65%。
14相對地，掩蔽物600的低滲透性部分630通常阻斷大部分或優(yōu)選所有與 其接觸的流體流508免于接觸目標(biāo)網(wǎng)材550。
在第一個時間瞬間，當(dāng)噴嘴530位于掩蔽物的高滲透性部分620上方 時，噴嘴530下方的目標(biāo)網(wǎng)材550部分與流體流508接觸而發(fā)生纏結(jié)。相 反，在第二個時間瞬間，當(dāng)噴嘴530位于掩蔽物的低滲透性部分630上方 時，噴嘴530下方的目標(biāo)網(wǎng)材550部分不與流體流508接觸(或者可選地發(fā)生 最小接觸)，因而保持相對非纏結(jié)。
在掩蔽物完全旋轉(zhuǎn)一周的時間間隔內(nèi)(即一個完整的圖案循環(huán))，掩蔽物 600上高滲透性部分620和低滲透性部分630的圖案轉(zhuǎn)移到目標(biāo)網(wǎng)材550的一 段長度上，形成圖案化的層狀復(fù)合材料。 一段長度800的圖案化層狀復(fù)合材 料810的一個例子如圖8所示。然后重復(fù)該過程，產(chǎn)生一系列相同長度的層 狀復(fù)合材料，然后(例如通過切割)將這些材料相互分離。
注意在圖8中，顯示在均一平面背景上的非纏結(jié)凸起的花卉圖案。注 意，如果掩蔽物800的低滲透性部分630不是完全開放的(例如包括篩網(wǎng)，如 圖7所示)，則一些篩網(wǎng)的阻斷部分實(shí)際上可能"轉(zhuǎn)移"到層狀復(fù)合材料上形成 少部分凸起的背景特征850，例如細(xì)線或小室，這些背景特征850分布在纏結(jié) 區(qū)的大部分區(qū)域860中，向?qū)訝顝?fù)合材料提供拉伸力。
上面具有重復(fù)圖案的層狀復(fù)合材料的長度800(如果在平整表面上鋪設(shè)， 即掩蔽物的長度)可變化，例如約為50厘米到約IO米。注意長度80的邊界如 圖8中虛線所示。
掩蔽物800可通過本領(lǐng)域已知的各種方法進(jìn)行制備。例如，掩蔽物800 可通過選擇蝕刻金屬平板進(jìn)行制備。該平板可由撓性的鋁、不銹鋼或銅片形 成，或由聚合物材料形成，包括塑料或橡膠(可強(qiáng)化)，其厚度約為0.05毫米 到約0.5毫米。
雖然圖6-8描繪了形成具有視覺圖案的層狀復(fù)合材料的一種方法，但也 考慮了其他方法。例如，不采用相對于噴嘴移動的掩蔽物，而是在某些位置 選擇性地阻塞噴嘴，從而得到與纏結(jié)的下層區(qū)域鄰接或散布在纏結(jié)的下層區(qū) 域中的非纏結(jié)的凸起區(qū)域的線狀物或條狀物。
在本發(fā)明的又一個實(shí)施方式中，采用地貌成形表面來提供視覺圖案。在
15該本發(fā)明的實(shí)施方式中，促使流體流與在地貌成形表面上支持的目標(biāo)網(wǎng)材相 接觸。地貌支持構(gòu)件通常包括一系列峰谷以及一系列開孔，例如類似于美國
專利5,827,597和5,674,587(都授予James等)所述的地貌支持構(gòu)件，該專利的 內(nèi)容被納入本文作為參考。 一系列峰谷設(shè)置可通過任何合適的技術(shù)，例如機(jī) 械鉆孔、激光鉆孔、激光消融、光柵掃描、激光調(diào)制等技術(shù)形成。
在本發(fā)明方法的實(shí)施方式中，包括纖維層和流體可滲透的錨定層的層狀 結(jié)構(gòu)位于地貌支持構(gòu)件上。流體流導(dǎo)向?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)，將層狀結(jié)構(gòu)模塑到地貌支 持構(gòu)件上并使纖維層圍繞流體可滲透的錨定層發(fā)生纏結(jié)。
在圖9所示一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，流體可滲透的錨定層900與地貌支 持構(gòu)件910直接接觸，纖維層920位于所述流體可滲透的錨定層上。這樣， 纖維層920至少部分地掩蔽流體可滲透的錨定層免于接觸流體。纖維層920 可包括各種材料，例如纖維層122中描述的那些。
在另一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，纖維層包括纖維素如面積，優(yōu)選上述絲光 處理或交聯(lián)的木漿。在另一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，纖維層920包括至少兩個 獨(dú)立的層，例如直接位于流體可滲透的錨定層900上的合成纖維層930，和直 接位于長纖維層930上的纖維素纖維層940(例如木槳)。在該實(shí)施方式中，流 體流508相繼沖擊纖維素纖維層940，長纖維層930，流體可滲透的錨定層 900，然后沖擊地貌支持構(gòu)件910。在該本發(fā)明的實(shí)施方式中，合成纖維層 930和流體可滲透的錨定層900起阻擋作用，防止較短的纖維素纖維朝地貌支 持構(gòu)件910中形成的引流孔960輸送。因此，短纖維素纖維阻塞引流孔960 而導(dǎo)致過程困難的機(jī)會很小。
實(shí)施例
下面的實(shí)施例是為了闡述本發(fā)明而不是旨在以任何方式限制本發(fā)明。 實(shí)施例1
在下面的各個實(shí)施例中，將目標(biāo)網(wǎng)材放置在旋轉(zhuǎn)圓柱形滾筒上的80目金 屬篩網(wǎng)形成表面上。目標(biāo)網(wǎng)材包括纖維材料層和流體可滲透的錨定層。采用 的流體可滲透的錨定層是從BBA纖維網(wǎng)材公司(BBA Fiberweb)購得的12gsm紡絲粘結(jié)的聚丙烯層。該纖維材料是基于各基重的70%人造絲纖維和30%聚 酯纖維的摻混物。滾筒旋轉(zhuǎn)以使纖維層以100fpm的線性速度移動。噴嘴的取 向能夠垂直于目標(biāo)網(wǎng)材排出加壓水流以沖擊目標(biāo)網(wǎng)材。噴嘴被設(shè)置成以每英 寸30個噴嘴的噴嘴密度間隔排成一排。所有纖維層經(jīng)過初始穩(wěn)定化處理，該 處理中使水通過每個直徑0.005英寸的噴嘴在600psi下排出以疏松粘結(jié)纖 維，然后與紡絲粘結(jié)的聚丙烯發(fā)生纏結(jié)。滾筒完全旋轉(zhuǎn)6次，使纖維層上的 給定點(diǎn)通過噴嘴排6次。從噴嘴排出的水壓可變化。
采用層合強(qiáng)度測試測定每個樣品的層合強(qiáng)度，過程如下(得到層合強(qiáng)度值 (LSV)):
切下需要測定的1英寸xl英寸的材料樣品(包括錨定層和纖維纏結(jié)圍繞錨 定層的纖維層)。用雙面粘合膠帶(Scotch雙面膠#666型)將該樣品在兩個不銹 鋼立方體的表面上(表面尺寸約1英寸xl英寸)展平，從而將樣品夾在兩個立 方體表面之間。將設(shè)置在兩個立方體之間的樣品在5psi或更高的壓力下壓制 至少6秒。然后，以2英寸/分鐘的十字頭速度將立方體十字頭拉離，用 Instron測力計(jì)測量力隨時間的變化。層合強(qiáng)度值等于樣品記錄的峰值負(fù)荷(與 Instron輸出圖形顯示上的第一峰相關(guān))。
在各種纖維非織造結(jié)構(gòu)上進(jìn)行下面的可懸垂性測試以確定本發(fā)明的可懸 垂性(基重/MCB)。通過仿照ASTMD 4032-82圓形彎曲過程的測試確定改良 的圓形彎曲剛性(MCB)，對該過程進(jìn)行相當(dāng)大的修改，按照以下步驟進(jìn)行。 所述圓形彎曲過程是使材料發(fā)生同時的多方向變形，其中樣本的一個表面變 成凹面，另一個表面變成凸面。所述圓形彎曲過程給出與抗彎曲性相關(guān)的作 用力值，同時在所有方向上對剛性進(jìn)行平均。
所述圓形彎曲過程需要的設(shè)備是改進(jìn)的圓形彎曲剛性測試機(jī)，具有以下 部件
1. 拋光平滑的鋼板平臺，尺寸為102.0毫米xl02.0毫米x6.35毫米，具有 18.75毫米直徑的孔。所述孔的搭接邊緣呈45度角，深度為4.75毫米；
2. 柱塞的總長度為72.2毫米，直徑為6.25毫米，球端半徑為2.97毫米， 針尖突出0.88毫米，針的底部直徑為0.33毫米，針的尖端半徑小于0.5毫 米，所述柱塞與所述孔以同心方式固定，各面的間隙相等。注意針尖的作用
17僅僅是防止測試樣本在測試期間發(fā)生橫向移動。因此，如果針尖對測試樣本 造成明顯的負(fù)面影響(例如，刺破充氣構(gòu)件)，則不應(yīng)使用針尖。所述柱塞的底 部應(yīng)當(dāng)高于孔板頂部有相當(dāng)距離。球端的向下沖程從這個位置開始到孔板的 最底部結(jié)束；
3. 測力計(jì)，更具體而言是Instron反向壓縮負(fù)載單元。所述負(fù)載單元的負(fù) 載范圍約為0.0-2000.0克；
4. 致動器，更具體而言是帶有反向壓縮負(fù)載單元的1122型Instron致動 器。所述1122型Instron致動器由馬塞諸塞州卡頓的昂斯朗工程公司(Instron Engineering Corporation, Canton, Mass)制造。
為了進(jìn)行所述測試的下述過程，每個待測制品需要3個代表性樣品。由 操作者選擇將要檢測的非織造結(jié)構(gòu)的位置。在3個樣品的相應(yīng)位置處各切割 下37.5毫米x37.5毫米的測試樣本。在切割樣本之前，去除所有剝離紙或包裝 材料，并且用滑石之類的非粘性粉末覆蓋任何暴露的粘合劑，例如衣服定位 用的粘合劑?；瘧?yīng)當(dāng)不影響B(tài)W和MCB測量。
測試者不應(yīng)折疊或彎曲測試樣本，對樣本的處理操作必須保持最小，并 且限于邊緣處，以防止影響抗彎曲性質(zhì)。
圓形彎曲過程如下。將樣本在21°C+/-rC，相對濕度50%+/-2.0%的房間 中放置2小時，使其平衡。
測量各切割測試樣本的重量(以克為單位)，并除以0.0014因子。這是基 重，單位是克/平方米(gsm)。對獲得的各測試樣本的基重值進(jìn)行平均，給出平 均基重(BW)。在上述算式中可以使用該平均基重(BW)。
將測試樣本放置在柱塞下的孔板中央，使測試樣本的面向身體的層朝向 柱塞，而樣本的屏障層朝向平臺。柱塞速度設(shè)定為每一沖程全長50.0厘米/分 鐘。檢査指示器的零點(diǎn)，需要時進(jìn)行調(diào)節(jié)。啟動柱塞。在測試過程中應(yīng)當(dāng)避 免觸及測試樣本。記錄最大作用力讀數(shù)(精確到克)。重復(fù)以上步驟，直到全部 3個測試樣本都進(jìn)行了測試。對記錄的3個測試值進(jìn)行平均，給出平均MCB 剛性。以上算式中可以使用該平均MCB值。可懸垂性的計(jì)算為基重除以上述 測定的平均MCB值。
在各個纖維薄層和纖維非織造結(jié)構(gòu)上進(jìn)行下面的密度測試以確定本發(fā)明的密度。
切出寬度5厘米的材料條。為測定沿機(jī)器方向的抗拉強(qiáng)度，將材料條設(shè) 置成機(jī)器方向?yàn)榭v向取向。為測定橫向于機(jī)器方向的抗拉強(qiáng)度，將材料條設(shè)
置成橫向于機(jī)器方向?yàn)榭v向取向。采用Emveco量規(guī)完成測試，施加壓力 0.07psi，尺足大小為2500 mm2。數(shù)字顯示精確到0.0025厘米。5次讀數(shù)取平 均，記為厚度。抬起量規(guī)尺足，將產(chǎn)品樣品置于基準(zhǔn)面上，使量規(guī)的尺足大 約位于產(chǎn)品樣品感興趣位置的中心。當(dāng)尺足下降時，必須小心防止尺足落到 產(chǎn)品樣品上或施加了過量的力。尺足以0.1英寸/秒的速率下降。向樣品施加 0.07 p.s.i.g.的負(fù)荷，讀數(shù)穩(wěn)定約10秒。然后獲取厚度讀數(shù)。對至少3個產(chǎn)品 樣品重復(fù)該過程，然后計(jì)算平均厚度。樣品質(zhì)量除以體積(長度x寬度x上述測 定的平均厚度)計(jì)算得到密度。
實(shí)施例1A
將紡絲粘結(jié)材料層置于纖維層下方(即纖維層位于噴嘴和流體可滲透的錨 定層之間)。噴嘴壓力為1500 psi。網(wǎng)材移動通過噴嘴4次。所得層狀復(fù)合材 料的層合強(qiáng)度(LSV)為25克(g)，厚度0.77毫米，基重85gsm，密度0.11 g/cc，可懸垂性7.9 gsm/g。
實(shí)施例1B
將紡絲粘結(jié)材料置于纖維層下方。噴嘴壓力為1500 psi。網(wǎng)材移動通過 噴嘴8次。所得層狀復(fù)合材料的層合強(qiáng)度(LSV)為65克(g)，厚度0.73毫米， 基重88gsm，密度0.12g/cc，可懸垂性8.6 gsm/g。
實(shí)施例1C
將紡絲粘結(jié)材料層置于纖維層上方。噴嘴壓力為1500 psi。網(wǎng)材移動通 過噴嘴4次。所得層狀復(fù)合材料的層合強(qiáng)度(LSV)為32克(g)，厚度0.90毫 米，基重90gsm，密度0.10g/cc，可懸垂性9.1 gsm/g。
實(shí)施例1D將紡絲粘結(jié)材料層置于纖維層上方。噴嘴壓力為1500 psi。網(wǎng)材移動通 過噴嘴8次。所得層狀復(fù)合材料的層合強(qiáng)度(LSV)為106克(g)，厚度0.85毫 米，基重83gsm，密度0.10g/cc，可懸垂性11.8 gsm/g。
實(shí)施例m
將紡絲粘結(jié)材料層置于纖維層底部。噴嘴壓力為2000 psi。網(wǎng)材移動通 過噴嘴4次。所得層狀復(fù)合材料的層合強(qiáng)度(LSV)為47克(g)，厚度0.79毫 米，基重86gsm，密度0.11g/cc，可懸垂性8.5 gsm/g。
實(shí)施例1F
將紡絲粘結(jié)材料層置于纖維層底部。噴嘴壓力為2000 psi。網(wǎng)材移動通 過噴嘴8次。所得層狀復(fù)合材料的層合強(qiáng)度(LSV)為281克(g)，厚度0.78毫 米，基重89gsm，密度0.12g/cc，可懸垂性10.3 gsm/g。實(shí)施例1G
將紡絲粘結(jié)材料層置于纖維層上方。噴嘴壓力為2000 psi。網(wǎng)材移動通 過噴嘴4次。所得層狀復(fù)合材料的層合強(qiáng)度(LSV)為205克(g)，厚度0.86毫 米，基重83gsm，密度0.10g/cc，可懸垂性12.5 gsm/g。
實(shí)施例1H
將紡絲粘結(jié)材料層置于纖維層上方。噴嘴壓力為2000 psi。網(wǎng)材移動通 過噴嘴8次。所得層狀復(fù)合材料的層合強(qiáng)度(LSV)為341克(g)，厚度0.92毫 米，基重83gsm，密度0.10g/cc，可懸垂性11.8 gsm/g。
實(shí)施例2
在每個下面的實(shí)施例中，將目標(biāo)網(wǎng)材置于旋轉(zhuǎn)圓柱形滾筒的80目金屬篩 網(wǎng)形成表面上。目標(biāo)網(wǎng)材包括在兩個單獨(dú)的流體可滲透的錨定層之間的纖維 材料層。采用的流體可滲透的錨定層是從BBA纖維網(wǎng)材公司(BBA Fiberweb) 購得的12gsm紡絲粘結(jié)的聚丙烯層。該纖維材料是基于各基重或木漿的70%人造絲纖維和30%聚酯纖維的摻混物。滾筒旋轉(zhuǎn)以使纖維層以100fpm的線性 速度運(yùn)動。噴嘴的取向能夠垂直于目標(biāo)網(wǎng)材排出加壓水流以沖擊目標(biāo)網(wǎng)材。 噴嘴被設(shè)置成以每英寸30個噴嘴的噴嘴密度間隔排成一排。除了木漿層，所 有合成纖維的纖維層經(jīng)過初始穩(wěn)定化處理，該處理中使水通過每個直徑0.005 英寸的噴嘴在600psi下排出以疏松粘結(jié)纖維，然后與紡絲粘結(jié)的聚丙烯發(fā)生 纏結(jié)(在表2中稱為"預(yù)粘結(jié)")。滾筒完全旋轉(zhuǎn)的次數(shù)可變。從噴嘴排出的水壓 可變化。
對比例2A
纖維層包括木漿。噴嘴壓力為600 psi。網(wǎng)材移動通過噴嘴4次。所得層 狀復(fù)合材料在頂層界面(最接近噴嘴)的層合強(qiáng)度為lg，底層界面(離開噴嘴最 遠(yuǎn))的層合強(qiáng)度為lg，厚度1.65 mm，基重204 gsm，密度0.124g/cc，可懸垂 性1.47 gsm/g。
對比例2B
纖維層包括絲光處理的木漿。噴嘴壓力為600 psi。網(wǎng)材移動通過噴嘴7 次。所得層狀復(fù)合材料在頂層界面(最接近噴嘴)的層合強(qiáng)度為2g，底層界面 (離開噴嘴最遠(yuǎn))的層合強(qiáng)度為lg，厚度1.69mm，基重197 gsm，密度0.117 g/cc，可懸垂性1.35 gsm/g。
實(shí)施例2C
纖維層包括絲光處理的木漿。噴嘴壓力為1200 psi。網(wǎng)材移動通過噴嘴4 次。所得層狀復(fù)合材料在頂層界面(最接近噴嘴)的層合強(qiáng)度為41g，底層界面 (離開噴嘴最遠(yuǎn))的層合強(qiáng)度為6g，厚度1.42mm，基重195 gsm，密度0.137 g/cc，可懸垂性1.40gsm/g。
實(shí)施例2D
纖維層包括絲光處理的木漿。噴嘴壓力為1200 psi。網(wǎng)材移動通過噴嘴8 次。所得層狀復(fù)合材料在頂層界面(最接近噴嘴)的層合強(qiáng)度為100g，底層界面(離開噴嘴最遠(yuǎn))的層合強(qiáng)度為31g，厚度1.58mm，基重207 gsm，密度 0.131 g/cc，可懸垂性1.25 gsm/g。
實(shí)施例2E
纖維層包括絲光處理的木漿。噴嘴壓力為1200 psi。網(wǎng)材移動通過噴嘴 16次。所得層狀復(fù)合材料在頂層界面(最接近噴嘴)的層合強(qiáng)度為255g，底層 界面(離開噴嘴最遠(yuǎn))的層合強(qiáng)度為109g，厚度1.32mm，基重192 gsm，密度 0.145 g/cc，可懸垂性1.39 gsm/g。
實(shí)施例2F
纖維層包括合成纖維的摻混物。噴嘴壓力為1500 psi。網(wǎng)材移動通過噴 嘴4次。所得層狀復(fù)合材料在頂層界面(最接近噴嘴)的層合強(qiáng)度為23g，底層 界面(離開噴嘴最遠(yuǎn))的層合強(qiáng)度為llg，厚度0.95mm，基重98 gsm，密度 0.103 g/cc，可懸垂性4.90 gsm/g。
實(shí)施例2G
纖維層包括合成纖維的摻混物。噴嘴壓力為1500 psi。網(wǎng)材移動通過噴 嘴8次。所得層狀復(fù)合材料在頂層界面(最接近噴嘴)的層合強(qiáng)度為35g，底層 界面(離開噴嘴最遠(yuǎn))的層合強(qiáng)度為24g，厚度0.89mm，基重97 gsm，密度 0.109 g/cc，可懸垂性5.39 gsm/g。
實(shí)施例3
在每個下面的實(shí)施例中，將樣品置于具有"特里科針織物("圖案的一系列 峰谷的地貌成形表面(縮醛軸套)上，類似于美國專利5,827,597中所述，該專 利也包括凸起的花卉圖案。采用的流體可滲透的錨定層是從BBA纖維網(wǎng)材公 司(BBA Fiberweb)購得的10 gsm紡絲粘結(jié)織物層。滾筒旋轉(zhuǎn)以使纖維層以 100fpm的線性速度運(yùn)動。噴嘴垂直于纖維層取向，并被設(shè)置成以每英寸30個 噴嘴的噴嘴密度間隔排成一排。滾筒完全旋轉(zhuǎn)6次，使纖維層上的給定點(diǎn)通 過噴嘴排6次。
22實(shí)施例3A
纖維層920是總基重為60 gsm的30%聚酯纖維和70%人造絲纖維的摻混 物的預(yù)粘結(jié)層。所得層狀復(fù)合材料具有優(yōu)異的層合強(qiáng)度和耐磨性以及邊界清 晰的圖形。
實(shí)施例3B
重復(fù)實(shí)施例2A的實(shí)驗(yàn)，只是將90 gsm的絲光處理木漿層(Porosanier， 購自雷諾公司(Rayonier Corporation))置于上述預(yù)粘結(jié)合成纖維層上方。層合和 圖形邊界優(yōu)良。
表1顯示了上述實(shí)施例中制備和測定的材料以及相關(guān)的密度、層合強(qiáng)度 和可懸垂性。這些值清楚表明，本發(fā)明的材料有益地且意外地具有高層合強(qiáng) 度以及高可懸垂性或低密度之一或兩者的獨(dú)特組合。由表1也可以知道，將 流體可滲透的錨定層置于纖維層上方能改善層合強(qiáng)度而仍然保持高度可懸垂 性。
還應(yīng)指出，對于其他類似的工藝條件，當(dāng)流體可滲透的錨定層在纖維層 上方取向時，流體可滲透的錨定層和纖維層之間的層合強(qiáng)度也出乎意料地較 高。這些高層合強(qiáng)度不會損害可懸垂性或密度。
而且，表2還表明，意外地可形成同時具有高度可懸垂性、低密度和抗 分層性質(zhì)的耐磨的"夾心結(jié)構(gòu)"的材料。還意外地發(fā)現(xiàn)，這種高層合強(qiáng)度的材 料可以在較低噴嘴壓力下制備，尤其對于較高的基重。表l
實(shí)施例錨定層 的定位psi通過次數(shù)層合強(qiáng)度 (g.)厚度(mm)基重 (gsm)密度 (g/cc)MCB (g.)可懸垂性
1A IB底層 底層1500 15004 825 650.77 0.7385 88O.U 0.1211 107.9 8.6
1C ID頂層 頂層1500 15004 832 1060.90 0.85卯 830.10 0.10109.1 11.8
IE IF底層 底層2000 20004 847 2810.79 0.7886 890.11 0.1210 98.5 10.3
1G 1H頂層 頂層2000 20004 8205 3410.86 0.9283 900.10 0.10812.5 11.8
表2
層合強(qiáng)度，g厚度基重密度MCB實(shí)施例 芯psi通過次數(shù)頂層界面底層界面mmgsmg/cm3MCB, g可懸垂性
對比例1多孔木漿6004111.652040.1241391.47
對比例2多孔木漿6007211.691970.1171461.35
3 多孔木漿120044161.421950.1371391.40
4 多孔木漿12008100311.582070.1311651.25
5 多孔木漿1200162551091.321920.1451381.39
7 多孔木漿15004131221.482080.1411301.60
8 預(yù)粘結(jié)1500423110.95980.103204.卯
9 預(yù)粘結(jié)1500835240.89970.109185.39
2權(quán)利要求
1. 一種層狀復(fù)合材料，其包括抗拉強(qiáng)度至少約為5N/5cm的流體可滲透的纖維性錨定層和包含纏結(jié)在所述錨定層周圍的纖維的纖維層，所述復(fù)合材料包括纏結(jié)區(qū)截面和未纏結(jié)區(qū)截面，所述纏結(jié)區(qū)和未纏結(jié)區(qū)視覺上相互區(qū)別。
2. 如權(quán)利要求l所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述材料的LSV大于約20克。
3. 如權(quán)利要求l所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述材料的LSV大于約50克。
4. 如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述材料的可懸垂性大于約8 gsm/g。
5. 如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述材料的可懸垂性大于約16gsm/g。
6. 如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述材料的密度小于約0.15 g/cc。
7. 如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述材料的密度小于約0.12 g/cc。
8. 如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述錨定層選自下組-紡絲粘結(jié)的材料，通過空氣粘結(jié)的材料，及其兩種或多種的組合。
9. 如權(quán)利要求8所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述錨定層包括由一種或多種聚烯烴纖維構(gòu)成的紡絲粘結(jié)的材料。
10. 如權(quán)利要求l所述的復(fù)合材料，其特征在于，纖維纏結(jié)圍繞所述錨定層的所述纖維層的至少一部分纖維包括纖維素纖維。
11. 如權(quán)利要求IO所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述纖維素纖維包括木漿。
12. 如權(quán)利要求10所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述木漿包括絲光處理的木漿。
13.—種個人護(hù)理產(chǎn)品，其包含如權(quán)利要求i所述的材料。
14. 如權(quán)利要求13所述的個人護(hù)理產(chǎn)品，其特征在于，所述產(chǎn)品包括衛(wèi)生護(hù)墊或擦拭巾。
15. 如權(quán)利要求13所述的個人護(hù)理產(chǎn)品，其特征在于，所述產(chǎn)品是衛(wèi)生護(hù)墊，其面層包含如權(quán)利要求1所述的材料。
16. 如權(quán)利要求13所述的個人護(hù)理產(chǎn)品，其特征在于，所述錨定層構(gòu)成所述衛(wèi)生護(hù)墊面向身體的表面。
17. —種形成層狀復(fù)合材料的方法，所述方法包括促使流體流與包括非粘結(jié)纖維層和抗拉強(qiáng)度至少約5 N/5cm的流體可滲透的錨定層的層狀結(jié)構(gòu)相接觸，所述錨定層被定位至至少部分地掩蔽所述非粘結(jié)纖維層，以免于接觸所述流體流，得到包括纏結(jié)區(qū)截面和非纏結(jié)區(qū)截面的復(fù)合材料，所述纏結(jié)區(qū)和非纏結(jié)區(qū)視覺上相互區(qū)別。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，所述方法還包括將可移動的掩蔽物置于所述流體流和所述層狀結(jié)構(gòu)之間以至少部分地掩蔽所述層狀結(jié)構(gòu)免于接觸所述流體流。
19. 如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述流體流使所述非粘結(jié)纖維層的至少一部分纖維纏結(jié)圍繞所述錨定層。
20. 如權(quán)利要求17所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述錨定層包括由一種或多種聚烯烴纖維構(gòu)成的紡絲粘結(jié)的材料。
21. 如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述非粘結(jié)纖維層的至少一部分包括纖維素纖維。
22. 如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述纖維素纖維包括絲光處理木漿。
全文摘要
本發(fā)明提供了層狀非織造結(jié)構(gòu)，其包括水可滲透的纖維性錨定層和具有纏結(jié)在所述錨定層周圍的纖維的纖維層，包括圖案化和非圖案化的結(jié)構(gòu)。還提供了包括上述結(jié)構(gòu)的個人護(hù)理產(chǎn)品以及所述結(jié)構(gòu)的制備方法。
文檔編號D04H5/00GK101522974SQ200780024523
公開日2009年9月2日 申請日期2007年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月29日
發(fā)明者H·恩古耶 申請人:麥克內(nèi)爾-Ppc股份有限公司