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      多孔的非織造物的制作方法

      文檔序號:88507閱讀:331來源:國知局
      專利名稱:多孔的非織造物的制作方法
      一般來說,本發(fā)明屬于衛(wèi)生巾領(lǐng)域,用做婦女個人衛(wèi)生必備品,以便吸附月經(jīng)或類似的分泌物,或者是吸附少數(shù)小便失禁病人的尿,或是其它類似的用途。具體地說,本發(fā)明涉及的是一種非織造物,尤其是用易熔聚合物纖維制成的這種織物,用各種形狀的細小加熱針在這種織物上穿孔從而形成牢固的並且有時是熔融的小孔。這種帶孔的非織造物非常適宜用作婦女衛(wèi)生巾的外罩或外層。此外,本發(fā)明還涉及一種為這種由纖維織物作成的非織造物穿孔的設(shè)備,用于形成清晰而穩(wěn)定的孔以便吸收體液並使體液很容易地穿過這種非織造物。
      當(dāng)然,用于吸附諸如月經(jīng)之類體液的方法和多種多樣的衛(wèi)生巾全都是公知的。諸如在美國專利NO 4,397,644,NO 4,079,379中所描述過的這些衛(wèi)生巾都是眾所周知的。從概念上講,這種類型的衛(wèi)生巾都具有多層結(jié)構(gòu),即包括一個吸附體液的內(nèi)層,內(nèi)層置于不能透過體液的屏蔽層或隔離層的底層之中,還包括一個可透過體液的外層,穿過外層的邊緣把月經(jīng)或其它體液從外層送至吸附內(nèi)層。正如本專業(yè)技術(shù)人員很容易理解的那樣,這些部件之間的相互關(guān)系在本質(zhì)上是比較復(fù)雜的;但是從基本理解的這一目的出發(fā),前述這些也就足夠了。在那些非常普通的參量之中,也可以參照美國專利NO 4,184,498中所公開的成形衛(wèi)生巾。
      一般的衛(wèi)生巾通常包括一個吸收層,它是與人體接觸的最上層並且由諸如吸附紙、吸附棉、碎紙漿等親水性吸附物組成。結(jié)果,當(dāng)其中吸附了大量體液時,衛(wèi)生巾的表面變成粘乎乎的。此外,當(dāng)吸附層受到壓力作用時,已經(jīng)吸附在吸附層中的體液很可能滲出或反向流向人體使衛(wèi)生巾表面變粘。這樣,衛(wèi)生巾的最外層在使用時很不舒服並且很不衛(wèi)生。在月經(jīng)的初始階段,在相對較短的時間內(nèi)排出大量體液時這個問題就顯得特別突出。在某些情況下,吸附層不能吸附大量的排出物,體液存留在吸附層的表面,當(dāng)吸附層受到不同的身體壓力作用時就會從吸附層邊沿流出。
      然而,即使在體液流出量較少時也不必讓體液很容易地就穿過可透過體液的外層流入衛(wèi)生巾的吸附體液的內(nèi)層。人們已經(jīng)認(rèn)識到,月經(jīng)是一種帶有組成為單一成分的子宮血的復(fù)雜體液。月經(jīng)還含有細胞碎塊和類似粘液的成份。月經(jīng)的組成對于把體液從外層傳送到衛(wèi)生巾的吸附填料有重大的影響,尤其是對某些經(jīng)血一直很稠但經(jīng)血量很少的婦女更是如此。高粘度的經(jīng)血容易停留在衛(wèi)生巾外層的上部表面。
      從使用者觀點出發(fā),無論在主觀上還是在客觀上衛(wèi)生巾的上層或表層都是關(guān)系到整個產(chǎn)品效能的重要結(jié)構(gòu)部件。在說到理想的或者最佳的衛(wèi)生巾表層時,顯然會有許多兩方面的看法。對于消費者認(rèn)可的干燥的、即使在使用時也不會變臟的。因此,外層即使在使用時也應(yīng)該保持令人愉快的外觀。但是,在評價能最經(jīng)濟、最有效地實現(xiàn)公眾認(rèn)可的與布類似織物這一目的的非織造物的保持清潔、保持干燥以及使用時免除臟污的能力時,這種非織造物一般來說是不理想的。由于非織造物的存在,月經(jīng)就傾向于附著在衛(wèi)生巾的外層而達不到下面的吸收層,這是因為纖維往往堵塞了通向吸附層的通路。于是,衛(wèi)生巾就變得不舒適、潮濕、粘乎乎的,並且往往使人感到難受。
      本發(fā)明的優(yōu)點在于設(shè)計出一種改進了的衛(wèi)生巾頂層或外層,它具有與布類似的質(zhì)地與觸感但在使用時仍能保持清潔、干燥,並且相對來說能免除臟污,同通常的纖維外層大不相同。按照本發(fā)明的外層具有一個非常有益的特性,即這種外層能以相對來講較快的速度使月經(jīng)穿過外層邊緣進入位于外層下面的吸附材料內(nèi),同時又能防止這種體液再返回到外層,也就是說,本發(fā)明的改進了的外層具有極佳的回潮性能。上述的各種織物或外層都是用一種簡單的設(shè)備按相當(dāng)簡單的方法方便地制作出來的。雖然所得產(chǎn)品前述的性能提高了,但成本花費卻減至最小並且精心設(shè)計的方法也變得最簡單。其次,本發(fā)明的外層還附帶提供一種改進的遮掩衛(wèi)生巾吸附內(nèi)層或吸附填料臟污(或整體式或組合式遮掩)的措施,極大地提高了這種類型月經(jīng)期產(chǎn)品的美學(xué)特性。
      本發(fā)明的一個方面是通過一種非織造物來實現(xiàn)上述的優(yōu)點和效益,這種非織造物基本上由斷開的熱塑性纖維制成,其中包含有清晰的、穩(wěn)定的開孔,緊靠在這些孔的周圍有一個由致密的熱定形材料構(gòu)成的硬化區(qū)。纖維織物襯底最好自身粘連在一起,因此就無需另加粘接劑。當(dāng)使用打了孔的、有選擇性地硬化了的或者不連續(xù)硬化了的非織造物作衛(wèi)生巾的外層材料時,這些孔有助于吸引體液(即月經(jīng)),因此就能使體液相對來說較容易地通過織物進入衛(wèi)生巾的吸附區(qū)。
      一種新穎的旋轉(zhuǎn)式的穿孔裝置能制造出本發(fā)明所要求的多孔非織造物系統(tǒng)。這個裝置的最佳特點是,針對要穿孔的織物的物理特性而進行適當(dāng)加熱的相互配合的針孔輪提供出,為實現(xiàn)本發(fā)明最終目的而使用的、合適的設(shè)備和方便的方法。
      本發(fā)明的其它一些優(yōu)點以及對本發(fā)明的較比全面的理解將隨下面的詳細描述而變得更加清楚明顯。
      參照下述附圖就可以更好地理解本發(fā)明圖1是一個沿本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式穿孔裝置長度方向的剖視圖;
      圖2是一個沿圖1所示穿孔裝置的驅(qū)動側(cè)的部分剖視圖;
      圖3是一個沿圖1所示穿孔裝置的操作者一側(cè)的部分剖視圖;
      圖4是一個沿圖1所示的穿孔裝置的針輪方向的剖視圖;
      圖5是一個沿圖1所示的穿孔裝置的孔輪方向的剖視圖;
      圖6至圖11是在本發(fā)明的實施中使用的各種類型針的視圖;
      圖12是一個帶肩的針的剖視圖,表示了正在由熱塑性纖維構(gòu)成的非織造物上穿孔的情況。
      圖13是一個針移出后從圖12所示的非織造物的底部看去的剖視圖;
      圖14是一個沿孔輪的剖視圖,每一個針輪都是一個表示非織造物傳遞途徑的多輪系統(tǒng);
      圖15是一個婦女衛(wèi)生巾的頂層或外層的頂視圖,表示出打孔的圖形樣式;
      圖16是另一個婦女衛(wèi)生巾的頂層或外層的頂視圖,表示出打孔的樣式。
      對發(fā)明的詳細描述任何類型的由可熔的聚合長絲組成的非織造物在本發(fā)明的實施中都是有用的。例如,合適的非紡織物外層的材料是一種均勻的、經(jīng)粘紡而成的非織造物,它的纖度為1 1/2 旦尼爾或更大些。在美國專利NO 4,340,563中描述過這種材料,為了得到有關(guān)這種材料的較全面說明,請參考上述專利。還可以將這種材料稱為LDS(線性拉伸粘紡材料)。
      另一方面,粘連的粗梳壓織物在本發(fā)明的實施中也是有用的。最常用的辦法是用100%聚丙烯構(gòu)成這種粘連的粗梳壓織物,但是包含人造纖維、聚酯等的混合物也完全適用。在粘連的粗梳壓織物中還存在多種類型的空心填充的纖維。粘連的粗梳壓織物厚度一般在大約10至大約50gsm(每平方米克)之間,最好在大約18至大約24gsm之間。其纖度在大約1 1/2 至大約3旦尼爾之間。纖維長度在大約1 1/2 至大約2吋之間。另一方面,還可以將其壓制成乙基丁烯脂膜。
      另一種適用的非織造物材料是在美國專利NO 4,100,324中介紹的“Coform”,它是一種熔噴的微纖維和吸附纖維(如紙漿絨毛)的混合物。典型的熔噴纖維包括聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯對苯二酸酯、聚酰胺、丙烯?;蚰猃埨w維,或它們的混合物。另外,“Coform”可以壓制成粘紡的非織造物薄片。
      諸如在美國專利NO 4,397,644中描述過的衛(wèi)生巾外層在本發(fā)明的實施中也是有用的。這里所描述的材料主要是一種具有足夠大開口結(jié)構(gòu)的非織造熱塑性織物,它能加速月經(jīng)向吸附層的轉(zhuǎn)移。使用粘合的辦法來構(gòu)成一個整體。為此,可用加熱的辦法來實現(xiàn)粘合,例如用熱壓機碾壓,也可以用超聲裝置進行粘合。另外,還可以通過機械處理纖維的辦法來實現(xiàn)粘合,可以加熱也可以不加熱,例如用針縫。超聲粘合方法是最佳方案。這種非織造物一般由聚酯和聚丙烯結(jié)合物構(gòu)成,典型的配比數(shù)值是聚脂占30%,聚丙烯占70%。另外,這種非織造物也可以由100%聚丙烯構(gòu)成。還可能有多種類型的空心填充的纖維。這種非織造物是一種厚度通常為大約30至大約150gsm的粗梳壓織物。這種非織造物的厚度最好在大約40至大約120gsm之間。它的纖度范圍為大約1 1/2 至大約3旦尼爾,因此它可能具有很強的卷曲特性,故獲得了較大的膨松特性。最佳的厚度為大約3至大約8旦尼爾之間。纖維長度在大約1 1/2 至大約3吋之間。另外,還可以將這種材料壓制成粘紡織物。
      對本發(fā)明而言,非常適用的可熔纖維是聚乙烯塑料,聚氯乙烯/聚乙酸乙烯共聚物(現(xiàn)在由Celanese Fibre Division銷售,過去由紐約的Avtex Fibers Inc銷售),Eastman 410無定形的或晶型的聚酯纖維(由Estman Kodar Co.的子公司田納西州Kingsport的Estman Chemical Products,Inc銷售),或Chisso ES,一種雙組分聚丙烯/聚乙烯纖維(由日本的Osaka的ChissoLtd銷售)。這些可熔纖維由于它們對纖維的每一組份有不同的熔點,故除了在與其它纖維相混合的混合物中使用外,僅可作為熱塑性纖維使用。
      很容易做成能進行簡單的扎孔並挑開纖維的滾筒。但是非織造物材料一般都有一種彈性復(fù)原力,有返回到原來位置的強烈趨勢,因此剛剛形成的孔又合上了。
      已經(jīng)發(fā)現(xiàn),將在穿孔期間加熱非織造物的針尖加熱也將針孔附近的可熔聚合長絲加熱了。聚合長絲一直被加熱到低于它的熔點的某個溫度,針抽出后又將其冷卻至室溫。這樣就產(chǎn)生了在圖12和圖13所看到的硬化區(qū)168。在非織造織物中所用的可熔熱塑性纖維都是可熔化的,如果在這種非織造織物上加上足夠大的熱量和壓力,則所選的區(qū)域就將熔凝或趨于熔化並且失去了非織造材料的纖維網(wǎng)狀特性。如果放大20倍,這種材料就似乎是半透明的,其外觀就幾乎和玻璃一樣。材料的這種硬化或致密區(qū)現(xiàn)在變成是親水性的了並且能將體液吸入孔內(nèi)。當(dāng)然在操作期間還可能出現(xiàn)的情況是,某些區(qū)域?qū)嶋H上已熔解並融合,但是本發(fā)明的實施中認(rèn)為出現(xiàn)這一情況的可能性不大。
      還要注意的是,不要期望用簡單的方法穿個孔並在孔所在區(qū)域除去原來的材料就能在織物中形成牢固而干凈的孔。本發(fā)明的目的是使所有的材料或非織造物都保留在織物內(nèi),其原因在于期望在穿孔點處產(chǎn)生某種類型的深度。之所以期望有這種深度是因為它能使非織造物增加厚感或質(zhì)地感。
      通過按本發(fā)明教導(dǎo)的方式在非織造物內(nèi)穿孔,就可以在孔的硬化部分的周圍形成小凸臺170或隆起區(qū)。這一情況在某種程度上體現(xiàn)在圖12和圖13中,其中尚未硬化或致密的非織造材料170比較松散並且變厚,因此在靠近硬化區(qū)的周圍似乎像一個凸臺。這一凸臺區(qū)很小,可容納體液或月經(jīng),其原因是月經(jīng)可能很易于滯留在凸臺部分的上表面,不能進入下面的吸附區(qū)。一般而言,織物越重凸臺越高。因為硬化區(qū)的親水性更大了,所以月經(jīng)將被吸引到這些區(qū)域,然后穿過這些孔直接進入下面的吸附區(qū)。
      被加熱的針最好能在非織造物上打出清晰的真正的孔,也就是說孔本身內(nèi)不殘留任何一點纖維??字袘?yīng)沒有任何一點額外的纖維或雜質(zhì)。如果一個液滴進入由一些纖維堵塞的孔,那么這個液滴就會滯留在非織造層的上邊並且保存在堵塞了孔的入口的那個位置。顯然這是不期望發(fā)生的,因為這就在非織造物的表面上留下不期望發(fā)生的臟污和潮濕。
      這樣形成的孔的壁相對于非織造物長度方向所成的角度最好約為90°。
      簡言之,本發(fā)明的裝置可以被認(rèn)為是包括下述部件的打孔裝置包含許多針的一個部件,包含許多凹孔用于接納上述許多針的另一個部件。最好本發(fā)明的裝置是一個旋轉(zhuǎn)式的打孔系統(tǒng),使用該系統(tǒng)能夠產(chǎn)生形狀多樣的孔的組合,而且孔的分布樣式范圍很寬,該系統(tǒng)還有一個能讓非織造物通過的一個通道。旋轉(zhuǎn)式打孔裝置可以被解釋成包括兩個或多個滾筒的一個系統(tǒng),這些滾筒的安裝方式是,一個或多個滾筒與一個主滾筒的周圍表面相關(guān)連。
      可以將主滾筒描述成一個孔輪,它是一個按被加工的凹孔樣式設(shè)計而被加工或雕刻而成的孔輪。主滾筒的加熱是在內(nèi)部進行的,主滾筒的表面要進行硬化處理以抵抗擠壓力。
      針輪也是針對為在織物上穿孔所需加工的凸臺樣式設(shè)計而加工成的滾筒。針輪滾筒與孔輪滾筒要相互配合好,而且針輪上要裝配一些工具,例如打孔針、雕刻針、或二者的組合。針輪滾筒的加熱也是在內(nèi)部進行的。
      如圖1-3所示的打孔設(shè)備10包括一個框架12,框架12包括水平底座14、兩個垂直的側(cè)壁16和18以及穿過兩個側(cè)壁上端延伸的頂蓋20。側(cè)壁16,18分別包括垂直槽22,24。兩個滾輪組件26,28就裝在這些垂直槽內(nèi)。下面一個滾輪組件26包括一個中空輪30和兩個支撐軸32,34,支撐軸32,34自下面的中空輪的相反的兩端水平同軸地延伸出去。軸32的軸頸在軸承機構(gòu)36內(nèi)轉(zhuǎn)動,軸承機構(gòu)36裝在側(cè)壁18的槽24內(nèi)。
      軸32穿過槽24突出出去並且被連到齒輪40上。另一個軸34穿過槽22完全延伸出去,它的軸頸在軸承箱38內(nèi)轉(zhuǎn)動,軸34具有中空的結(jié)構(gòu),用于容納以后將要說明的電器管道。
      上邊的一個滾軸組件28示于圖4,它包括一個針輪42和兩個支撐軸44,46,軸44,46從上邊滾輪28的相反兩端縱向同軸地延伸出去。軸44的一個軸頸裝在軸承機構(gòu)48內(nèi)轉(zhuǎn)動,軸承機構(gòu)48裝在槽24內(nèi),另一個軸46的軸頸在軸承機構(gòu)50內(nèi)轉(zhuǎn)動,軸承機構(gòu)50裝在槽22內(nèi)。
      軸44穿過槽24突出出去並且連到齒輪52上,齒輪52與齒輪40嚙合。這種布置的齒輪間隙為零。軸頸46通過可控的變速器由動力源驅(qū)動。另一個軸46穿過槽22完全延伸出去,它也是中空的,從而可以容納后面將要說明的電器管道。
      用隔距塊160來固定間距,這樣就能決定由進入孔輪的針能獲得多少次穿透。
      通過旋轉(zhuǎn)式緊線器型連接器56,58可在槽24,22內(nèi)在垂直方向調(diào)節(jié)軸承機構(gòu)48,50。按這種方式即可將上邊的滾輪或針輪42相對于下邊的輪或中空輪30抬高或降低,從而即改變了在兩個滾輪之間確定的軋面的垂直深度,同時這也利于平時的維護和零件的更換。
      如圖5所示,下邊的滾輪包括一個心軸60,在心軸60上用鍵槽固定一個軸套62,軸套62用導(dǎo)熱材料構(gòu)成,典型的導(dǎo)熱材料有黃銅、鋼和鋁,最好是鋁。軸套62在軸向被夾緊在接線環(huán)64和止動環(huán)66之間。通過旋轉(zhuǎn)式緊線器型連接器68將止動環(huán)66推向軸套62,連接器68在止動環(huán)66和端環(huán)70之間活動,端環(huán)70是安裝在心軸60上的。
      在軸套62外圍的兩端呈階梯狀,由此即確定了環(huán)形肩部74,76,在此環(huán)形肩部上容納兩個蓋環(huán)78,80的內(nèi)端。蓋環(huán)78與肩部74、端環(huán)70的外圍以及止動環(huán)66的壁相嚙合,用鎖緊件82和84將蓋環(huán)78適當(dāng)鎖緊到端環(huán)70和軸套62上。蓋環(huán)80與肩部76和端環(huán)72的外圍相嚙合並且也用鎖緊件86、88適當(dāng)鎖緊。
      軸套62中包含有一個常用的電熱器90,經(jīng)電器管道92,94將電熱器90與外部電源進行電連接,通過在接線環(huán)64內(nèi)裝配的接線端96將電器管道92和94連接起來。于是電熱器90就可以被加熱,並將熱量傳送到軸套62。在軸套62內(nèi)還包括一個常用的探針98,用于監(jiān)測軸套62的溫度。
      在軸套62的外圍裝配有一個圓柱形長條,這個長條也稱之為孔輪100,它由導(dǎo)熱材料組成,例如黃鋼、鋼或鋁,其中以鋁為最佳材料。這個長條是壓合到軸套上的,而且穿過這個長條和軸套62還插入一個滾輪銷釘102以防在長條和軸套之間產(chǎn)生的相對圓周移動。通過緊靠在長條100軸向端的蓋環(huán)78,80來防止長條100的軸向移動。在長條上分布有許多小孔,小孔按預(yù)定的式樣布置,其原因下面再談。
      上邊的滾輪42包含一個心軸110,在心軸110上按照和下邊的滾輪的軸套62相同的方式也裝配有一個軸套112。軸套112也由導(dǎo)熱材料構(gòu)成,如黃銅、鋼或鋁,它在軸向被夾緊在接線環(huán)114和止動環(huán)116之間。用旋轉(zhuǎn)式緊線型連接器118將止動環(huán)116推向軸套112,連接器118在止動環(huán)116和端環(huán)120之間活動,端環(huán)120是安裝在心軸110上的。接線環(huán)114在軸向被固定在軸套112和另一個裝在心軸110上的端環(huán)122之間。
      蓋套124,126在心軸的相對兩端的周圍延伸。用鎖緊件128,130將蓋套124固定到端環(huán)120的外圍和軸套112上。用鎖緊件132,134將蓋套126固定到端環(huán)122的外圍和軸套112上。
      軸套112包含有一個常用的電加熱器140,經(jīng)電器管道142,144將電加熱器140和外部電源進行電連接。通過裝在接線環(huán)114內(nèi)的接線端146將電器管道142,144連接起來。電加熱器140即可被加熱以便將熱傳到軸套112。在軸套112內(nèi)也裝有一個常用的探針148,用于監(jiān)測軸套112的溫度。
      裝在軸套112外圍上的是一個圓柱形長條150,它由導(dǎo)熱材料組成,如黃銅、鋼或鋁,其中以鋁為最佳。長條是通過壓合裝在軸套上的,穿過長條150和軸套112插入一個滾輪銷釘102以防止長條和軸套之間的相對圓周移動。蓋套124,126的突出部分154,156復(fù)蓋著長條150的邊緣,有助于將長條150保持在其中。
      在長條150上裝有許多針152,這些針向外突出,露到蓋套124,126之外,露出的距離要大于滾輪之間的間隙深度,因此針152的尖能進入下滾輪30的孔中。為此,要將下滾輪或中空輪30的長條100中的孔安排成能和針152相互對齊,並且孔的直徑還要大于針的直徑以防針與孔壁相碰。由前述可知,可將上滾輪或針輪42稱為針輪,將下滾輪30稱為孔輪。針152最好由諸如黃銅或鋼等導(dǎo)熱材料構(gòu)成。按照針的布局方案,或從滾筒的內(nèi)部或從滾筒的外部將針152裝在長條150內(nèi)。對于在滾筒的外部布置針152的方案,一般來說要求有一個裝配針的區(qū)間,並且還要求使用一種化合物,當(dāng)用這種化合物填充這個區(qū)間時就形成了一種永久性的裝配,針就不能再拔出來了。長條150包括一個凹槽158,它朝向軸套112,針152的尾端就插在凹槽158上。針152在相對于針輪42的旋轉(zhuǎn)軸的徑向突出出去。長條100中的孔也在相應(yīng)的方向呈現(xiàn)出來所以能夠容納針尖。
      應(yīng)該理解,由于被加熱的軸套112和長條150之間的接觸以及長條150和針152尾端之間的接觸而產(chǎn)生的熱傳導(dǎo)才使針152被加熱。與其對應(yīng)的孔輪的加熱方式也和上述加熱方式類似。
      操作時,滾輪30,46同步的轉(zhuǎn)動,而織物162從兩個滾輪所確定的縫隙中通過。此時,針152與織物接觸並完全穿透過織物,將各個纖維分開,形成貫穿織物的大致呈圓柱形的孔。因針是熱的,所以被每一根熱針移動了的纖維將被硬化、壓縮或產(chǎn)生其它致密變化,然后定形成一種與玻璃類似的結(jié)構(gòu),因此這些孔就不能重新閉合。故纖維織物就自身粘合,也就是說,不需要使用膠粘劑來形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的孔。于是,在與孔輪相接觸的織物表面上,圍繞每一個孔的周圍就形成一個環(huán)形的突邊或凸臺。這些凸臺的作用就是增加了至織物的深度,改進了織物的與布類似的質(zhì)地與觸感。
      因為針152完全穿進織物,有助于使與之相接觸的纖維的熱定形,因此就保證了所有的孔都不再受破壞,即沒有任何一點本應(yīng)延伸過去的纖維絲仍殘留在這些孔中,特別是更不會把孔堵死。
      非織造物162可以從兩個滾輪的任何一邊送進裝置10。
      上面所描述的是一種兩個滾筒的結(jié)構(gòu),主滾筒裝有陰模,工作滾筒裝有陽模。然而,也可提出其它形式的實施例。例如,有三個滾筒的結(jié)構(gòu),三個滾筒可按直線排列,也可不按直線排列。利用多個滾輪的結(jié)構(gòu),可使穿孔圖形在較寬的范圍內(nèi)呈不同的變化,這是因為可以使用不同的陽模滾輪或針輪。即不必把陽模滾輪或針輪作成完全一樣的形狀或直徑。圖14中對此進行了很詳細的描述。圖14表示的是一種有三個圓形陽模滾輪或針輪的示意圖。
      為了本發(fā)明的需要,下面把陽模滾輪稱作針輪,把相應(yīng)的陰模滾輪稱作孔輪。首先應(yīng)指出,被加熱的針輪的溫度可能會比孔輪的溫度高,這並不違背本發(fā)明的原理。這是因為,從針輪傳到針尖處的熱量可能要損失掉大約10%,但這對整個操作的效率或功效毫無損失。當(dāng)然,兩個滾輪也可以保持在大致相同的溫度上。由于沒有一種簡單的方法直接把針尖加熱,因此,必須加熱針輪本身,利用傳導(dǎo)作用,使熱量傳到針尖上,從而完成本發(fā)明的穿孔操作。針輪的溫度通??杀3衷诖蠹s110°F至大約300°F,而孔輪的溫度通常在大約90°F至大約350°F的范圍內(nèi)。
      滾動裝置使非織造物移動的速度大約在每分鐘12呎至220呎的范圍內(nèi)。因為我們現(xiàn)在正在討論的是滾動工序,如果可以控制諸如熱量、針趨近織物的角度等參數(shù)的話,那么,速度提高到每分鐘500呎也是可能的。
      非織造物在經(jīng)過本發(fā)明的裝置加工之前先進行熱處理,也可能被認(rèn)為是合適的??椢镆部梢赃M行預(yù)冷處理或后冷處理,所謂后冷處理即為在進行了穿孔加工以后再進行冷處理。
      一般來說,如果提高了非織造物通過滾動裝置的速度,溫度也要增高,這兩個參量成正比關(guān)系,其原因在于,如果溫度過高,針與織物接觸時間過長,就會把織物燒壞。最好利用一種電氣裝置,使溫度和速度這兩個參量之間保持一種理想的、也是最佳的關(guān)系。
      還要特別提及的是,在滾動加工過程中,決不要讓針碰到孔輪上相應(yīng)孔的內(nèi)壁上??纵喩厦總€孔的直徑最好總是比針軸的直徑大0.01吋左右,這就是圖12中用標(biāo)號172表示的區(qū)域。選擇孔的直徑使其不與與其配合的針相互粘連,典型的數(shù)值是孔的直徑要比針軸的直徑大0.005吋。在本發(fā)明的實際使用中,為了使針穿入非織造物的深度適當(dāng),上述這個間隙是至關(guān)重要的。否則,如果加熱時間過長,針就可能與孔壁接觸。
      圖6至圖11畫出了針的各種尺寸和形狀。每一種針都能在本發(fā)明的非織造物上形成通孔。每一根針都可以裝到平面型的裝置上,或裝在前邊已描述過的某種類型的滾筒上。孔輪上的孔的形狀不必和針(或針尖)的形狀一樣,只要相關(guān)尺寸關(guān)系合適能避免相互粘連或干擾就可以,和針相比,對孔的形狀限定較少,但卻要更圓一些。
      圖11、圖12及圖14畫出了適合于本發(fā)明使用的帶軸肩的針166。
      對本發(fā)明而言,針尖的確切形狀及尺寸並非至關(guān)重要的。但是針軸164的直徑卻很重要。因為針軸164確定了所形成的織物孔的直徑,所以針軸164是至關(guān)重要的。一般來說,針軸直徑大約在0.015至大約0.125吋范圍內(nèi),在0.032至0.097吋范圍最佳。在這種情況下針的作用只是扎入織物而不損傷纖維本身。
      針本身由金屬制成,最好用鋼或黃銅,其中以鋼為最佳材料。任何種類的鋼均可在本發(fā)明中使用,其中包括硬質(zhì)鋼或軟質(zhì)鋼,例如不銹鋼。最好的金屬當(dāng)然是能夠最有效地將熱量從受熱滾輪傳導(dǎo)到針尖的金屬。
      在本發(fā)明的實施中,希望采用塑料針或塑料針頭來供設(shè)計者選擇。但是有些塑料不能承受如上所述的那樣高的工作溫度,因此需要適當(dāng)選擇材料。
      另一方法是,可以用金屬(如鋼)作針芯,外表涂以塑料。塑料涂層可以涂上,也可以用機械方法擠壓在針芯表面。帶有塑料涂層的金屬針具有特殊的優(yōu)點,因為塑料表面非常平整光滑,更容易穿進非織造物。最好的涂復(fù)材料是含氟聚合物涂料,特別是聚四氟乙烯(杜邦公司生產(chǎn)的特氟綸)。
      也可以用浸漬法將金屬針涂上塑料。在這種情況下的金屬表面必須是多孔的,足以使塑料能附著在金屬表面上。適用于浸漬法的塑料為聚丙烯、聚乙烯等材料。當(dāng)然,不僅限于這些材料。
      每一根針進入與之相配合的孔輪上的孔中,針與孔之間的間隙必須是很理想的,決不要讓金屬與金屬相接觸,如果采用塑料涂層的針則決不要讓塑料與金屬相接觸。
      針軸直徑大約在0.015至0.125吋范圍內(nèi)。這一數(shù)值是刃具的真正直徑,因此不一定代表被加工的孔的直徑。加工后的孔可能被稍稍拉大,略大于針軸的直徑??椎拇_切直徑取決于大量的因素,對每一種因素都要單獨予以考慮。
      在確定非織造物單位面積上孔的數(shù)量時,比較恰當(dāng)?shù)淖鞣☉?yīng)該是用孔所占的百分?jǐn)?shù)。這個數(shù)比單位面積上針的總數(shù)更有意義,這是因為針的直徑變化范圍很大。我們的目的是在非織造物上穿孔並使其具有某種結(jié)構(gòu)讓月經(jīng)順利穿過同時又將回流減至最小,即將體液返回到非織造物外層上來的現(xiàn)象減至最小。維持這種令人神往的產(chǎn)品正是本發(fā)明關(guān)鍵之所在。
      非織造物的開孔率占有效表面積的約20%至55%。由于受到系統(tǒng)的機械/物理限制似乎使開孔率的上限接近50%左右。開孔率最佳范圍在約40%至約50%之間。
      針本身的分布樣式可以有相當(dāng)大程度的變化。如果選擇直徑較小的針,則必須有較多數(shù)目的孔才能達到同樣的開孔率。
      建議在非織造物中沒有孔的地方,即在孔與孔之間的地方,增加一層粘接劑,這些地方也就是前面描述過的凸臺部分。附加一層粘接劑有兩方面的優(yōu)點。首先,粘接劑不會破壞非織造物與布類似的質(zhì)地與外觀。其次,粘接劑流進凸臺內(nèi)部的細小孔隙中,體液就沒有可能會滯留在那里的趨勢,因而就使衛(wèi)生巾的可見外觀得以改變??梢栽谌魏喂ば蛑屑尤胝辰觿@缭诜强椩煳锍尚螘r,或在非織造物成形后噴灑一層粘接劑,或者在穿孔或固化時涂敷一層粘接劑。質(zhì)量最好的粘接劑當(dāng)然是要能承受體溫的熱量,既不會熔化也不會被擦掉。適用的粘接劑包括聚乙烯乙二醇等。
      本發(fā)明的另一特征是在衛(wèi)生巾上著色,或者是在衛(wèi)生巾有孔的地方著色,或者是在整個外表上著色,而不管衛(wèi)生巾上有沒有按本發(fā)明所穿的孔。在外層上著色有幾個優(yōu)點。最重要的優(yōu)點就是在使用衛(wèi)生巾時有助于遮掩可見的體液。著色能減弱使用時可見的典型體液-紅色月經(jīng)的污漬。在采用多孔非織造物作外層的情況下,即在能使穿用者的身體與包含或吸滿月經(jīng)的內(nèi)層在某種程度上相隔離的情況下,上述效果更加顯著。這些孔也變得更清晰、更明顯了??梢赃x擇不同的著色方法,可以在整個織物上著色,也可局部著色??梢姽庾V中的蘭色區(qū)、蘭綠色區(qū)、綠色區(qū)的顏色為最佳顏色。還可以將顏料混在粘接劑中。此外,也可以不在外層上著色,而是在緊靠外層下邊的吸收材料上直接著色,這樣作也能得到類似的效果。
      如果希望使用更為普通的白色,可用白色涂料或不透明涂料,例如二氧化鈦(Tio2),用量可占外層材料總重量的8%左右。
      正如上面已指出的,這種多孔的非織造物適合于作婦女衛(wèi)生巾的外層。當(dāng)用這種非織造物作婦女衛(wèi)生巾的外層時,如圖12所示的凸臺170朝向穿用者的會陰部?,F(xiàn)有的用纖維布作外層的任何種類的衛(wèi)生巾,都可以使用本發(fā)明提供的非織造物外層材料。簡言之,一種婦女衛(wèi)生巾包括以下幾層一層可透過體液的外層,如由本發(fā)明提供的外層一層不能透過體液的底層,通常稱之為隔離層,再附加松緊帶等附件;由吸收能力很強的纖維材料組成的內(nèi)層,內(nèi)層可以使用已有技術(shù)中已知的任何一種材料,如木漿粕絨、多層纖維素填絮、棉或人造纖維、纖維素海綿、親水性合成海綿等等。
      不能透過體液的底層或隔離層,最好是一層薄的塑料膜,例如聚乙烯或聚丙烯薄膜,厚度約為1/2至約為1/3密爾。也可采用其它柔軟的薄膜,如聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、天然橡膠等等。另一適用的材料是聚氨基甲酸脂薄膜,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以是有孔的,也可以是致密的,可以具有吸收性能,也可以不具有吸收性能,但至少在底部表面有一層體液不能透過的硬皮層。
      這種隔離層的例子是紡粘織物,一般的規(guī)格為每平方碼紡粘織物0.4盎司,有一層厚度為0.75密爾(0.00075吋)亞乙基丙烯酸甲酯(EMA)膜,EMA表面最好朝向吸收材料那一面。
      按本發(fā)明的衛(wèi)生巾,使用起來非常舒適,能相當(dāng)快地將粘稠的月經(jīng)從非織造物外層材料上轉(zhuǎn)移到下面的吸收層上。美國專利NO 4,397,644描述的吸收層結(jié)構(gòu),包括一個主要的吸收部件,其特征是它具有相當(dāng)高的滯留體液的性能,它還包括一個能增加舒適感的第二部件,它至少部分地處在主要吸收部件和可透過體液的外層之間。能增加舒適感的第二部件可以與本發(fā)明提供的多孔非織造物外層作成一體,兩者緊密相連,互相壓擠。由此形成了體液流動的通道,將體液轉(zhuǎn)移到吸收部件上。這種體液流動系統(tǒng),也可與本發(fā)明的非織造物結(jié)合使用。
      圖15和圖16表示的是兩種在衛(wèi)生巾外層上穿孔的設(shè)計圖形。如果從衛(wèi)生巾的長度方向看,材料穿孔的密度范圍在大約1吋至2吋之間,也就是說,孔沒有擴展到衛(wèi)生巾的整個寬度。這點可從圖15和圖16中用174和180所表示的區(qū)域中看出來。沒有穿孔的部分,每邊距衛(wèi)生巾的邊線大約在0.75吋至2吋的范圍內(nèi)。
      另一方面,在衛(wèi)生巾外層上具有一個輪廓清晰的圖形,即,如圖16所示,寬度約為1吋至約為2吋的穿孔圖形沒有擴展到衛(wèi)生巾的整個長度范圍178(見圖16)。典型的情況是,孔的末端距襯墊縱向邊緣從3/4吋至大約2吋。在具有這種圖形樣式的情況下,外層穿孔的部分不和衛(wèi)生巾的邊線相接,基本上位于衛(wèi)生巾的中心或靠近中心。顯然這是它的最主要的優(yōu)點,其原因在于外層的穿孔部分是與穿用者的會陰部相對應(yīng)的。在圖15中,孔176一直擴展到衛(wèi)生巾的整個縱向長度范圍。
      顯然,本發(fā)明是結(jié)合最佳實施例加以說明的,但是不難明白,本發(fā)明不僅限于這幾個實施例。恰恰相反,應(yīng)該把各種變通、代換以及等效的改變都包括在由權(quán)利要求
      所確定的本發(fā)明的構(gòu)思及范圍之內(nèi)。
      權(quán)利要求
      1.一種成型制品,它包括一層多孔的自身粘接的纖維織物襯底,所說襯底包括一層由基本上不間斷的熱塑性纖維制成的非織造物網(wǎng),所述襯底具有許多遍布整個襯底的孔,所述襯底包括在所述孔的周邊附近各點連接所述熱塑性纖維的硬化的自身粘接區(qū)。
      2.一種如權(quán)利要求
      1所述的成形制品,其中非織造物包括聚丙烯。
      3.一種如權(quán)利要求
      1所述的成形制品,其中非織造物包括紡粘纖維。
      4.一種如權(quán)利要求
      1所述的成形制品,其中,在非織造物整個表面積的大約20%至大約55%的地方有孔。
      5.一種衛(wèi)生巾,它包括一層吸收材料,這種吸收材料支托住一層與布類似的、體液可滲透過去的外層,所述外層包括一種根據(jù)權(quán)利要求
      1所述的成形制品。
      6.一種如權(quán)利要求
      5所述的衛(wèi)生巾,其中穿孔圖形部分的寬度在大約1吋至2吋的范圍內(nèi)。
      7.一種如權(quán)利要求
      5所述的衛(wèi)生巾,其中,在外層上的穿孔圖形的長度延伸到衛(wèi)生巾的縱向的兩端。
      8.一種如權(quán)利要求
      5所述的衛(wèi)生巾,其中,在外層上穿孔圖形的長度,離衛(wèi)生巾縱向端線的距離大于3/4吋。
      9.一種如權(quán)利要求
      5所述的衛(wèi)生巾,其中,在衛(wèi)生巾外層材料的上表面著色以遮掩令人不快的顏色或臟污。
      10.一種如權(quán)利要求
      5所述的衛(wèi)生巾,其中,在最靠近外層的吸收層的最外表面上著色以掩蓋令人不快的顏色和臟污。
      11.一種在由易熔熱塑性纖維制成的非織造物上穿孔的裝置,所述裝置包括第一和第二可動部件,兩者之間確定一個織物從中通過的縫隙,所述第一部件裝有許多朝外突出的針,所述第二部件裝有帶孔的組件,當(dāng)所述部件運動時所述針尖可容納于孔中,因此所述針扎入織物,分開纖維,從而形成穿通織物的孔,以及加熱裝置,用于將所述的針及帶孔的組件加熱,從所述針及帶孔組件傳來的熱量使分開的非織造物硬化並使所述的纖維定形,並且防止這些孔隨后發(fā)生的閉合。
      12.一種如權(quán)利要求
      11所述的裝置,其中所述的第一和第二部件包括可沿大致平行的軸線轉(zhuǎn)動的滾輪,所述第一滾輪包含有一個軸套,所述的針裝在這個軸套上,所述第二滾輪含有一個軸套,所述帶孔組件裝在這個軸套上,所述的加熱裝置用來加熱這些軸套,通過熱傳導(dǎo)作用將所述針及帶孔組件加熱。
      13.一種如權(quán)利要求
      12所述的裝置,其中所述第一滾輪位于所述第二滾輪的上方。
      14.一種如權(quán)利要求
      11所述的裝置,其中所述帶孔組件包括許多孔眼,每一孔眼對準(zhǔn)相應(yīng)的一根針。
      15.一種如權(quán)利要求
      11所述的裝置,其中每一根針的軸向直徑在大約0.015吋至大約0.125吋的范圍內(nèi)。
      16.一種如權(quán)利要求
      11所述的裝置,其中具有許多向外突出的針的第一部件數(shù)目可多于一個。
      17.一種如權(quán)利要求
      16所述的裝置,其中,三個具有許多向外突出的針的第一部件與一個具有帶孔組件的第二部件相接觸。
      18.一種在由易熔聚合纖維構(gòu)成的非織造纖維織物上打孔的方法,它包括如下的工序使織物從第一和第二可動部件所確定的縫隙中通過;利用從所述部件上突起的已被加熱的針,扎入織物,並且進入第二部件上的已被加熱的帶孔組件,所述針將織物纖維分開,形成貫穿織物的孔,並且,從針上傳來的熱量使分開了的纖維定形並粘接在一起,從而就防止了隨后發(fā)生的所說孔的閉合。
      19.一種如權(quán)利要求
      18所述的方法,其中在穿孔工序中,部分纖維沿孔的方向擠出,在圍繞每一所述孔的周邊上形成凸臺。
      20.一種如權(quán)利要求
      18所述的方法,其中所述的針是通過加熱每一個所述部件的軸套而加熱的,所述針及帶孔組件就裝在所述部件的軸套上。
      21.一種如權(quán)利要求
      18所述的方法,其中在穿孔工序中,所用被加熱的針的直徑在大約0.015吋至大約0.125吋范圍內(nèi)。
      22.一種如權(quán)利要求
      18所述的方法,其中在織物通過縫隙的工序中,包括使織物從旋轉(zhuǎn)的第一和第二圓柱形滾輪所確定的縫隙中通過。
      專利摘要
      一種多孔自身粘接的纖維織物襯底。一種包含有許多孔的非織造物,每一孔周圍都有一硬化的或致密的區(qū)域以吸引體液,使其易于沿此通道流過非織造物。一種新穎的含有這種帶孔的非織造物作外層的衛(wèi)生巾,在使用期間當(dāng)保持比較清潔、比較干燥時這種衛(wèi)生巾就具有與布類似的質(zhì)地與觸感。本發(fā)明提供的旋轉(zhuǎn)式穿孔裝置能完成所需要的工序,使非織造物獲得所期望的特性。
      文檔編號D04H1/72GK86107550SQ86107550
      公開日1987年7月29日 申請日期1986年9月9日
      發(fā)明者托馬斯·彼得·范伊坦, 霍華德·阿倫·懷特黑德, 朱莉·安妮·謝特爾 申請人:金伯利-克拉克公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan
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