專利名稱：壓花無紡織物的制作方法
背景布毛巾和抹布通常用于生產(chǎn)和商業(yè)環(huán)境來清潔液體和微粒。這類織造材料是吸水的并能有效地將微粒收集在該材料的織造纖維內(nèi)。這類毛巾和抹布使用后一般經(jīng)過洗滌并再使用。然而，這類織造材料存在不足。首先，所述布材料的織造結(jié)構(gòu)使得其為多孔的；液體一般透過布并能接觸使用者的手。這對(duì)使用者而言不方便，因?yàn)樗麄兊氖謺?huì)被他們想用毛巾或抹布吸收的液體弄臟。這種流體滲透使得必須使用多層布。如果被清潔的物質(zhì)是溶劑、腐蝕性材料、危險(xiǎn)化學(xué)品或其它類似危險(xiǎn)物質(zhì)，透過織造材料的液體或物質(zhì)對(duì)使用者會(huì)是危險(xiǎn)的。
其次，即使這些布毛巾和抹布被洗滌，它們一般仍含有殘余物或殘余金屬微粒，這些殘余物或殘余金屬微粒會(huì)損壞這種毛巾或抹布隨后接觸的表面并可能損傷使用者的手。最后，這類布毛巾和抹布通常是抹擦使得液體、油和油脂變模糊而不是吸收它們。
布抹布和毛巾的替代物是用漿粕纖維制備的揩布。盡管知道漿粕纖維的無紡網(wǎng)是吸水的，完全由漿粕纖維制備的無紡網(wǎng)可能不適于某些應(yīng)用，如重型刮水器，因?yàn)樗鼈兊膹?qiáng)度和抗磨性不夠。過去，使用粘合劑給漿粕纖維網(wǎng)外部增強(qiáng)。如此高濃度粘合劑會(huì)增加費(fèi)用并在使用過程中留下斑紋，這可能產(chǎn)生不適合某些應(yīng)用的表面，如汽車涂裝。當(dāng)這類外部增強(qiáng)揩布和某些揮發(fā)性或半揮發(fā)性溶劑一起使用時(shí)，也可將粘合劑萃取掉。
已經(jīng)制備了漿粕濃度高的其它揩布，所述漿粕通過水力纏結(jié)進(jìn)入長絲基質(zhì)中。這類揩布可用作重型刮水器，因?yàn)樗鼈兗任?，?duì)于重復(fù)使用強(qiáng)度又足夠。此外，這類揩布由于吸水性更高、滲透到使用者手中的液體更少而優(yōu)于布抹布和毛巾?？捎糜谥匦凸嗡鞯倪@類材料的實(shí)例可在美國專利5,284,703、5,389,202和6,784,126中找到，所有上述專利都屬于Everhart等。
這類水力纏結(jié)的漿粕揩布上的壓花圖案提供了有助于清潔和吸收油和油脂與微粒的壓花表面組織。然而，當(dāng)這類揩布由于它們吸收的液體而變濕時(shí)，壓花結(jié)構(gòu)變得不清晰且磨損。所述揩布的效率受到影響且會(huì)弄糊其隨后接觸的其它油和油脂。
現(xiàn)在需要一種水力纏結(jié)的纖維無紡復(fù)合材料，所述材料是吸水的，但變濕后在使用過程中會(huì)保持其壓花結(jié)構(gòu)。
定義本文中所用的術(shù)語“縱向”是指無紡網(wǎng)制備過程中纖維在其上面沉積的成形面的行進(jìn)方向。
本文中所用的術(shù)語“橫向”是指垂直于以上定義的縱向的方向。
本文所用的術(shù)語“漿粕”是指來自木本和非木本植物等天然來源的纖維。木本植物包括，如落葉樹和針葉樹。非木本植物包括，如棉、亞麻、細(xì)莖針茅、馬利筋屬植物、麥稈、黃麻、大麻和甘蔗渣。
本文中所用術(shù)語“纖維平均長度”是指漿粕纖維的加權(quán)平均長度，采用產(chǎn)自Kajaani Oy Electronics，Kajaani，F(xiàn)inland的FS-100型Kajaani纖維分析儀測定。按照測試步驟，用浸漬液處理漿粕樣品確保不存在纖維束或片。將每個(gè)漿粕樣品分散于熱水中并稀釋成約0.001％溶液。當(dāng)用標(biāo)準(zhǔn)Kajaani纖維分析測試步驟測試時(shí)，將約50-100ml的稀釋溶液中的各測試樣品取出。纖維加權(quán)平均長度可用下式表示Σxi=0k(xi*ni)/n]]>其中K＝纖維最大長度xi＝纖維長度ni＝長度為xi的纖維數(shù)目n＝測量的纖維總數(shù)目本文中所用的術(shù)語“纖維平均長度小的漿粕”是指包含大量短纖維和非纖維微粒的漿粕?？梢哉J(rèn)為許多次級(jí)木質(zhì)纖維漿粕是纖維平均長度小的漿粕，然而，次級(jí)木質(zhì)纖維漿粕的質(zhì)量將取決于回收纖維的質(zhì)量和前處理的種類和數(shù)量。纖維平均長度小的漿粕纖維平均長度可小于約1.2mm，所述纖維平均長度用光學(xué)纖維分析儀，如FS-100型Kajaani纖維分析儀(Kajaani Oy Electronics，Kajaani，F(xiàn)inland)測定。如纖維平均長度小的漿粕纖維平均長度可為約0.7-1.2mm。示例性纖維平均長度小的漿粕包括未處理硬木漿粕和來自辦公廢紙、新聞?dòng)眉埡图埌逅榱系却渭?jí)纖維漿粕。
本文中所用術(shù)語“纖維平均長度大的漿粕”是指包含較少量短纖維和非纖維微粒的漿粕。纖維平均長度大的漿粕一般由某些非次級(jí)(即未處理)纖維形成。已經(jīng)篩過的次級(jí)纖維漿粕也可纖維平均長度大。纖維平均長度大的漿粕一般纖維平均長度大于約1.5mm，所述纖維平均長度用光學(xué)纖維分析儀，如FS-100型Kajaani纖維分析儀(Kajaani OyElectronics，Kajaani，F(xiàn)inland)測定。如纖維平均長度大的漿粕纖維平均長度可為約1.5mm-約6mm。示例性纖維平均長度大的漿粕(其為木質(zhì)纖維漿粕)包括，如漂白過或未漂白過的未處理軟木纖維漿粕。
本文中所用術(shù)語“無紡織物或網(wǎng)”是指單個(gè)纖維或紗線組成的網(wǎng)，其中纖維或紗線交迭，但不象針織物中一樣以一種可辯認(rèn)的方式交迭。已用許多方法制備無紡織物或網(wǎng)，如熔噴法、紡粘法和粘合梳理成網(wǎng)法。無紡織物的基重通常表示為每平方碼材料的盎司數(shù)(osy)或每平方米的克數(shù)(g/m2或gsm)，而有用的纖維直徑通常表示為微米數(shù)。(注意將osy轉(zhuǎn)換成gsm，用33.91乘以osy)本文中所用術(shù)語“超細(xì)纖維”是指直徑小的纖維，其平均直徑不超過約75微米，如平均直徑為約0.5微米至約50微米，或更具體地講，超細(xì)纖維平均直徑可為約2微米至約25微米。另一經(jīng)常使用的纖維直徑表示是旦尼爾，其定義為每9000米纖維的克數(shù)且可通過以微米為單位的纖維直徑平方乘以克/立方厘米為單位的密度，乘以0.00707計(jì)算。較低的旦尼爾表示較細(xì)的纖維而較高的旦尼爾表示較粗或較重的纖維。如給定為15微米的聚丙烯纖維直徑可通過平方，將所得結(jié)果乘以0.89g/cc并乘以0.00707轉(zhuǎn)換成旦尼爾。因此，15微米聚丙烯纖維的旦尼爾為約1.42(152×0.89×0.00707＝1.415)。美國以外，度量單位更普遍為“特”，其定義為每千米纖維的克數(shù)。特可按照旦尼爾/9計(jì)算。
本文中所用的術(shù)語“紡粘”和“紡粘絲”是指直徑小的長絲，所述絲通過將熔融熱塑性材料從噴絲頭的多個(gè)細(xì)、通常為圓的毛細(xì)孔作為單絲擠出而制得，擠出絲的直徑隨后通過如牽引拉伸和/或其它眾所周知的紡粘機(jī)理迅速減小。紡粘無紡網(wǎng)的生產(chǎn)已在如Appel等的美國專利4,340,563、Dorschner等的美國專利3,692,618中說明。這些專利的內(nèi)容通過引用結(jié)合于本文中。
本文中所用的術(shù)語“熔噴”是指通過將熔融熱塑性材料通過多個(gè)細(xì)、通常為圓口毛細(xì)管作為熔融紗線或單絲擠出到會(huì)聚高速氣流(如空氣)中而制得的纖維，所述高速氣流拉長所述熔融熱塑性材料的單絲以減小其直徑，它們可成為超細(xì)纖維直徑。此后，所述熔噴纖維被高速氣流運(yùn)載并放置在凝聚面上以制得無規(guī)分散熔噴纖維網(wǎng)。這種方法已在各專利和出版物中描述，包括NRL Report 4364，B.A.Wendt，E.L.Boone和D.D.Fluharty的“Manufacture of Super-Fine Organic Fibers”；NRL Report 5265，K.D.Lawrence，R.T.Lukas和J.A.Young的“AnImproved Device For The Formation of Super-Fine Thermoplastic Fibers”和1974年11月19日頒發(fā)的Butin等的美國專利3,849,241。
本文中所用的術(shù)語“粘合梳理網(wǎng)”是指由短纖維組成的網(wǎng)，所述短纖維通常成包購買。將所述包放入將纖維分開的纖維化裝置/開松機(jī)。接著，將纖維送入通過精梳或梳理裝置，所述精梳或梳理裝置進(jìn)一步打散短纖維并將其沿縱向排列從而形成縱向定向的纖維無紡網(wǎng)。一旦形成網(wǎng)，隨后用一種或多種粘合方法將其粘合。一種粘合方法為粉末粘合，其中粉末狀粘合劑分散于整個(gè)網(wǎng)上并隨后被活化，一般通過用熱空氣加熱所述網(wǎng)和粘合劑(來使之活化)。另一粘合方法為花紋粘合法，其中采用受熱軋輥或超聲粘合裝置將纖維粘合在一起，通常整個(gè)網(wǎng)為局部粘合花紋和/或如果需要所述網(wǎng)可沿著整個(gè)表面粘合。當(dāng)采用雙組分短纖維時(shí)，通風(fēng)粘合裝置對(duì)于許多應(yīng)用是特別有利的。
本文中所用的術(shù)語“熱塑性”應(yīng)指能熔融加工的聚合物。
發(fā)明概述本發(fā)明針對(duì)三維水力纏結(jié)的無紡纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)，所述復(fù)合結(jié)構(gòu)具有至少一個(gè)可模塑無紡纖維網(wǎng)和通過水力纏結(jié)結(jié)合到所述無紡纖維網(wǎng)的纖維材料，從而所述無紡復(fù)合結(jié)構(gòu)的濕壓縮回彈比大于約0.13。在供選實(shí)施方案中，所述濕壓縮可大于約0.13，約0.13-約3.00，約0.13-約0.60，約0.13-約0.45和約0.15-約0.45。
所述無紡纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)可含有約1-約25％重量無紡纖維網(wǎng)和超過約70％重量纖維材料。在各實(shí)施方案中，所述無紡纖維網(wǎng)為紡粘長絲的無紡網(wǎng)且基重可為每平方米約7-約300克。
在各實(shí)施方案中，所述纖維材料為漿粕纖維。這類漿粕纖維可選自未處理硬木漿粕纖維、未處理軟木漿粕纖維、次級(jí)纖維、非木本纖維及其混合物。
在其它實(shí)施方案中，所述無紡纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)也可包含粘土、淀粉、微粒和高吸水性顆粒。所述無紡纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)也可包含至多約4％的松解劑。
這類無紡纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)可用于制備揩布，所述揩布具有一層或多層且基重為約20gsm-約300gsm?；蛘?，這類無紡纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)可用作包含一層或多層這類織物的吸水個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品的流體分配部分，其中所述流體分配部分的基重為約20gsm-約300gsm。
本發(fā)明還針對(duì)漿粕含量高的水力纏結(jié)無紡復(fù)合織物，所述復(fù)合織物含有約1-約25％重量長絲無紡纖維網(wǎng)和超過約70％重量的漿粕纖維材料。所述長絲無紡纖維網(wǎng)的粘合密度大于每平方英寸約100針粘合而總粘合面積小于約30％。所述無紡復(fù)合織物的濕壓縮回彈比大于約0.08。在供選實(shí)施方案中，所述濕壓縮可大于約0.13，約0.08-約3.00，約0.08-約0.60，約0.08-約0.45和約0.13-約0.45。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述長絲無紡纖維網(wǎng)為紡粘長絲的無紡網(wǎng)。在各實(shí)施方案中，所述漿粕纖維選自未處理硬木漿粕纖維、未處理軟木漿粕纖維、次級(jí)纖維、非木本纖維及其混合物。
本發(fā)明還針對(duì)制備壓花水力纏結(jié)無紡復(fù)合織物，如上述無紡纖維結(jié)構(gòu)的方法。如下所述制備所述織物將纖維材料層疊加在無紡纖維網(wǎng)層上面，通過水力纏結(jié)所述層而形成復(fù)合材料，干燥所述復(fù)合材料，加熱所述復(fù)合材料并在一對(duì)匹配壓花輥形成的壓花間隙中對(duì)其壓花。在多個(gè)實(shí)施方案中，在壓花之前加熱所述復(fù)合材料，使得復(fù)合材料表面溫度高于約140。在其它實(shí)施方案中，加熱所述復(fù)合材料，使得復(fù)合材料表面溫度高于約200且可甚至高于約300。此外，所述匹配壓花輥可被加熱。
所述無紡復(fù)合織物的各層可通過將纖維沉積在長絲制成的無紡纖維網(wǎng)層(通過干法成形或濕法成形)上來疊加?；蛘?，所述纖維層疊加在紡粘長絲的無紡纖維網(wǎng)層上。
在一個(gè)實(shí)施方案中，在水力纏結(jié)之前將粘土、活性炭、淀粉、微粒和高吸水性顆粒等材料加入疊加層。在另一實(shí)施方案中，將這類材料加入疊加的水力纏結(jié)無紡材料中。在另一供選實(shí)施方案中，將這類材料加入用于形成長絲無紡纖維網(wǎng)層上的纖維層的纖維懸浮液中。
所述方法也可包括整理步驟，其中所述復(fù)合織物經(jīng)過機(jī)械軟化、擠壓、起縐和刷絨。其它加工步驟可包括復(fù)合織物經(jīng)過染料和/或粘合劑的化學(xué)后處理。
附圖簡述

圖1為制備漿粕含量高的無紡復(fù)合織物的示例方法的示意圖。
圖2是示例粘合圖案的平面圖。
圖3是示例粘合圖案的平面圖。
圖4是示例粘合圖案的平面圖。
圖5是制備本發(fā)明壓花織物的方法的示例干燥和壓花部分的示意圖。
圖6是制備本發(fā)明壓花織物的方法的示例干燥和壓花部分的示意圖。
圖7是示例壓花圖案的平面圖。
圖8是一對(duì)使用中的壓花輥的詳細(xì)局部橫截面圖。
圖9代表含有水力纏結(jié)無紡復(fù)合材料的示例吸水性結(jié)構(gòu)。
圖10是用于對(duì)比說明圖案清晰度的壓花無紡材料的壓花表面的放大照片。
圖11是用于對(duì)比說明圖案清晰度的壓花無紡材料的壓花表面的放大照片。
圖12是用于對(duì)比說明圖案清晰度的壓花無紡材料的壓花表面的放大照片。
圖13是濕壓縮回彈比測試過程中測定的壓縮力對(duì)樣品尺寸所作的圖。
圖14是濕壓縮回彈比測試過程中測定的壓縮力對(duì)樣品尺寸所作的圖。
圖15是對(duì)比濕壓縮回彈比值和定性濕圖案清晰度觀察的條形圖。
詳述參考附圖1，在10處示意說明了制備水力纏結(jié)無紡復(fù)合織物的方法。本發(fā)明中，纖維的稀釋懸浮液由高位槽12提供并經(jīng)過均勻分散液中的閘門14沉積到常規(guī)造紙機(jī)的成形織物16上。所述纖維懸浮液可稀釋到一般用于常規(guī)造紙工藝的任意濃度。如，所述懸浮液可包含約0.01-約1.5％重量懸浮在水中的纖維。將水從纖維懸浮液中除去，得到纖維材料18的均勻纖維層。
纖維材料18的纖維可為漿粕纖維、天然非木本纖維、合成纖維或其組合物。非木本纖維源為不是木本植物纖維源的任何纖維種類。這類非木本纖維源包括，不局限于，馬力筋屬植物及相關(guān)種類的種毛纖維、馬尼拉麻葉纖維(也稱為蕉麻)、菠蘿葉纖維、印度草、細(xì)莖針茅、稻草、香蕉葉纖維、構(gòu)樹的樹皮纖維和類似纖維源。合適的合成纖維包括聚烯烴、人造絲、丙烯酸類、聚酯、醋酸酯和其它這類短纖維。
盡管應(yīng)該認(rèn)識(shí)到組成纖維材料18的纖維可選自如上所述的大范圍的纖維，下文中使用漿粕纖維的纖維網(wǎng)來進(jìn)行說明。
所述漿粕纖維可為任何纖維平均長度大的漿粕、纖維平均長度小的漿粕或它們的混合物。所述纖維平均長度大的漿粕一般纖維平均長度為約1.5mm-約6mm。示例性的平均纖維長度大的木漿粕包括產(chǎn)自Kimberly-Clark Corporation、商業(yè)名稱為Longlac 19、Coosa River 56和Coosa River 57的那些。
所述纖維平均長度小的漿粕可為如某些未處理硬木漿粕和來自如新聞?dòng)眉垺⒒厥占埌搴娃k公廢紙等的次級(jí)(即回收)纖維漿粕。所述纖維平均長度小的漿粕一般纖維平均長度小于約1.2mm，如0.7mm-1.2mm。
纖維平均長度大和纖維平均長度小的漿粕的混合物可包含較大部分纖維平均長度小的漿粕。如混合物可包含超過約50％重量纖維平均長度小的漿粕和不到約50％重量纖維平均長度大的漿粕。一個(gè)示例混合物包含75％重量纖維平均長度小的漿粕和約25％重量纖維平均長度大的漿粕。
用于本發(fā)明的漿粕纖維可為未精煉的或可拍打至各精煉度?？杉尤肷倭繚駨?qiáng)樹脂和/或樹脂粘合劑來提高強(qiáng)度和耐磨性。有用粘合劑和濕強(qiáng)樹脂包括，如產(chǎn)自Hercules Incorporated的Kymene 557 H和產(chǎn)自American Cyanamid，Inc.的Parez 631。也可將交聯(lián)劑和/或吸水劑加入漿粕混合物中。如果需要非常開放或松散的無紡漿粕纖維網(wǎng)，可將松解劑加入漿粕混合物中以減小氫結(jié)合的程度。一個(gè)示例性松解劑為產(chǎn)自Hercules Incorporated，Wilmington，Delaware、商業(yè)名稱為ProSoftTQ1003。加入如占復(fù)合材料0.1至4％重量的某些松解劑還似乎減少了測得的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)并提高了復(fù)合織物富長絲側(cè)的耐磨性。認(rèn)為所述松解劑起到潤滑劑或摩擦減低劑的作用。
無紡纖維網(wǎng)20從供應(yīng)輥22退卷出來并沿著與其相連的箭頭所示方向行進(jìn)，而供應(yīng)輥22沿著與其相連的箭頭方向旋轉(zhuǎn)。所述無紡纖維網(wǎng)20通過堆疊輥28和30形成的S-輥排列26的鉗口24。
所述無紡纖維網(wǎng)20為采用制備網(wǎng)的熔噴法、紡粘法、粘合梳理成網(wǎng)法或類似方法制備的無紡織物或網(wǎng)，所述網(wǎng)具有單個(gè)纖維或紗線交迭的結(jié)構(gòu)。所述無紡纖維網(wǎng)20優(yōu)選由任何類型的熱塑性聚合物纖維或能被軟化并模塑成所需形狀的其它聚合物纖維制成。優(yōu)選所述聚合物纖維由選自聚烯烴、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、熱塑性彈性體、含氟聚合物、乙烯基聚合物及其混合物和共聚物的聚合物制成。
盡管應(yīng)該認(rèn)識(shí)到無紡纖維網(wǎng)20可選自上述大范圍的無紡網(wǎng)生產(chǎn)類型，下文中使用由長絲無紡擠出法制備的無紡纖維網(wǎng)20來進(jìn)行說明。
無紡纖維網(wǎng)20可由公知的長絲無紡擠出法，如，公知的溶劑紡絲或熔融紡絲法制備，并直接通過鉗口24而不需首先儲(chǔ)存在供應(yīng)輥上。所述長絲無紡纖維網(wǎng)20優(yōu)選為通過紡粘法制備的熔紡長絲的無紡網(wǎng)。所述紡粘絲可由任何可熔紡聚合物、共聚物或其混合物制備。
如所述紡粘絲可由聚烯烴、聚酰胺、聚酯、聚氨酯、A-B和A-B-A′嵌段共聚物(其中A和A′為熱塑性末端嵌段而B為彈性中間嵌段)和乙烯與至少一種乙烯基單體的共聚物制備，所述乙烯基單體為如醋酸乙烯酯、不飽和脂族一元羧酸和這類一元羧酸的酯。如果所述絲由如聚丙烯等聚烯烴制備，所述無紡纖維網(wǎng)20的基重可為每平方米約3.5-約70克(gsm)。更具體地講，所述無紡纖維網(wǎng)20的基重可為約10-約35gsm。所述聚合物可包括其它材料，如顏料、抗氧劑、流動(dòng)性促進(jìn)劑、穩(wěn)定劑等。
所述長絲無紡纖維網(wǎng)20的一個(gè)重要特征是其總粘合面積小于約30％而均勻粘合密度大于每平方英寸約100次粘合。如所述長絲無紡纖維網(wǎng)20總粘合面積可為約2-約30％(通過常規(guī)光學(xué)顯微鏡法測定)而粘合密度為每平方英寸約250-約500針粘合。
這種總粘合面積和粘合密度組合可通過將長絲基體與每平方英寸超過約100針粘合的針粘合圖案粘合來達(dá)到，所述粘合圖案當(dāng)與光滑砧輥完全接觸時(shí)提供了不到約30％的總粘合表面積。希望當(dāng)與光滑砧輥接觸時(shí)，所述粘合圖案的針粘合密度可為每平方英寸約250-約350針粘合，而總粘合表面積為約10％-約25％。示例粘合圖案顯示于圖2中(714圖案)。
該粘合圖案的針密度為每平方英寸約272針。每針限定邊為約0.025英寸長的正方形粘合表面。當(dāng)針與光滑砧輥接觸時(shí)，它們產(chǎn)生約15.7％的總粘合表面積?；馗叩幕w一般具有接近該值的粘合面積?；氐偷幕w一般具有較低的粘合面積。圖3為另一示例性粘合圖案(WW13圖案)。圖3中圖案的針密度為每平方英寸約308針。每針限定一個(gè)粘合表面，所述表面具有約0.035英寸長(并分開約0.02英寸)的兩平行邊和兩相對(duì)凸邊，各自半徑為約0.0075英寸。當(dāng)針與光滑砧輥接觸時(shí)，它們產(chǎn)生約17.2％的總粘合表面積。圖4是可使用的另一粘合圖案。圖4中圖案的針密度為每平方英寸約103針。每針限定邊為約0.043英寸長的正方形粘合表面。當(dāng)針與光滑砧輥接觸時(shí)，它們產(chǎn)生約16.5％的總粘合表面積。
盡管前面討論了熱粘輥產(chǎn)生的針粘合，本發(fā)明考慮產(chǎn)生絲良好束縛而總粘合面積最小的任何形式的粘合。如，可使用熱粘合和乳膠浸漬的組合來產(chǎn)生所需粘合面積最小的絲束縛。或者和/或此外，可通過如噴涂或印刷將樹脂、乳膠或粘合劑施涂到無紡長絲并干燥以提供所需粘合。
隨后將纖維材料18放在所述無紡纖維網(wǎng)20上，所述無紡纖維網(wǎng)20擱在常規(guī)水力纏結(jié)機(jī)的多孔纏結(jié)面32上。優(yōu)選纖維材料18位于無紡纖維網(wǎng)20與水力纏結(jié)集合管34之間。所述纖維材料18和無紡纖維網(wǎng)20從下面通過一個(gè)或多個(gè)水力纏結(jié)集合管34并經(jīng)過流體噴射處理來使得所述漿粕纖維與長絲無紡纖維網(wǎng)20的絲纏結(jié)。流體噴射也推動(dòng)漿粕纖維進(jìn)入并通過無紡纖維網(wǎng)20形成而復(fù)合材料36。
或者，水力纏結(jié)可在纖維材料18和無紡纖維網(wǎng)20在同一多孔篩(即網(wǎng)眼織物)上時(shí)進(jìn)行，濕鋪在所述多孔篩上進(jìn)行。本發(fā)明還考慮將已干燥漿粕片放在長絲無紡纖維網(wǎng)上，再水化所述已干燥漿粕片到指定濃度并隨后對(duì)所述再水化漿粕片進(jìn)行水力纏結(jié)。
水力纏結(jié)可在漿粕纖維的纖維材料18高度水飽和時(shí)進(jìn)行。如，臨水力纏結(jié)之前漿粕纖維的纖維材料18可含有至多約90％重量水?；蛘?，所述漿粕纖維層可為漿粕纖維的氣流成網(wǎng)或干法成網(wǎng)層。
需要對(duì)漿粕纖維的濕法成網(wǎng)層進(jìn)行水力纏結(jié)，因?yàn)樗鰸{粕纖維可嵌入和/或與長絲基體纏繞并糾結(jié)而不妨礙“紙”粘合(有時(shí)稱為氫鍵粘合)，因?yàn)樗鰸{粕纖維保持為水合狀態(tài)?！凹垺闭澈弦埠孟窀纳屏藵{粕含量高的復(fù)合織物的耐磨性和拉伸性能。
水力纏結(jié)可采用常規(guī)水力纏結(jié)設(shè)備完成，該設(shè)備如可在如Evans的美國專利3,485,706中找到，所述專利的內(nèi)容通過引用結(jié)合于本文中。本發(fā)明的水力纏結(jié)可采用如水等任何合適工作流體進(jìn)行。所述工作流體流經(jīng)集合管，所述集合管將所述流體均勻分布到一系列獨(dú)立孔中。這些孔的直徑可為約0.003-約0.015英寸。如本發(fā)明可采用產(chǎn)自Rieter Perfojet S.A.of Montbonnot，F(xiàn)rance的集合管進(jìn)行，所述集合管包含一條帶和1排孔，所述帶具有直徑為0.007英寸的孔，每英寸30孔?？墒褂迷S多其它集合管結(jié)構(gòu)和組合。如可使用單個(gè)集合管或?qū)讉€(gè)集合管相連排列。
在水力纏結(jié)過程中，所述工作流體在每平方英寸約200-約2000磅表壓(psig)壓力下通過小孔。在上述壓力的上限，認(rèn)為復(fù)合織物可在每分鐘約1000英尺(fpm)速度下加工。流體沖擊多孔面支撐的纖維材料18和無紡纖維網(wǎng)20，所述多孔面可為，如網(wǎng)格尺寸為約40×40-約100×100的單一平面篩。所述多孔面也可為網(wǎng)格尺寸為約50×50-約200×200的多重篩。正如許多水噴射處理過程中常見的，真空槽38可直接放在水力針刺集合管或纏結(jié)集合管下游的多孔纏結(jié)面32下方，從而水力纏結(jié)復(fù)合材料36的過量水被移除。
盡管本發(fā)明的發(fā)明者不應(yīng)該堅(jiān)持某一特別操作理論，但認(rèn)為直接沖擊放在長絲無紡網(wǎng)20上的纖維材料18的纖維的工作流體柱形噴射推動(dòng)這些纖維進(jìn)入并部分通過無紡纖維網(wǎng)20中的基體或無紡絲網(wǎng)。當(dāng)流體噴射和纖維材料18的纖維與具有上述粘合特征(且旦尼爾為約5微米-約40微米)的長絲無紡纖維網(wǎng)20接觸時(shí)，纖維也與無紡纖維網(wǎng)20的絲纏結(jié)并相互纏結(jié)。如果長絲無紡纖維網(wǎng)20粘合太松散，絲一般太靈活而不能形成粘合基體來保護(hù)纖維。另一方面，如果無紡纖維網(wǎng)20的總粘合面積太大，纖維滲透可能會(huì)很差。此外，太多粘合面積也會(huì)產(chǎn)生有污點(diǎn)的復(fù)合材料36，因?yàn)楫?dāng)流體噴射打到大片非多孔粘合區(qū)時(shí)會(huì)濺開并洗走纖維。特定的粘合水平提供了粘合基體(所述粘合基體可通過僅在一側(cè)水力纏結(jié)形成復(fù)合材料36)并還提供強(qiáng)度高的有用織物和具有所需尺寸穩(wěn)定性的復(fù)合材料36。
本發(fā)明一方面，可調(diào)整沖擊纖維材料18和無紡纖維網(wǎng)20的流體噴射的能量，從而纖維材料18的纖維插入并與長絲無紡纖維網(wǎng)20纏結(jié)，以一定方式從而增強(qiáng)了復(fù)合材料36的兩面性。也就是說，可調(diào)整纏結(jié)來在復(fù)合材料36的一側(cè)產(chǎn)生高纖維濃度并在對(duì)側(cè)產(chǎn)生相應(yīng)的低纖維濃度。這種結(jié)構(gòu)可能對(duì)特別用途揩布和個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品應(yīng)用(如一次性尿布、衛(wèi)生巾、成人失禁產(chǎn)品等)特別有用?；蛘撸L絲無紡纖維網(wǎng)20可在一側(cè)與一種纖維材料而在另一側(cè)與不同的纖維材料纏結(jié)，來得到具有兩個(gè)富有纖維側(cè)面的復(fù)合材料36。這種情況下，復(fù)合材料36的兩個(gè)側(cè)面都需進(jìn)行水力纏結(jié)。
流體噴射處理后，可將復(fù)合材料36轉(zhuǎn)移到無壓干燥操作?？墒褂貌钏倬砝@輥40來將材料從水力針刺帶轉(zhuǎn)移到無壓干燥操作?；蛘?，可使用常規(guī)真空卷繞輥并轉(zhuǎn)移織物。如果需要，所述復(fù)合織物可在轉(zhuǎn)移到干燥操作之前濕法起縐。所述網(wǎng)的無壓干燥可采用圖1中42所示常規(guī)轉(zhuǎn)鼓通風(fēng)干燥設(shè)備完成。直通干燥器42可為帶有穿孔46的外旋轉(zhuǎn)滾筒44與外殼48組合來接收通過穿孔46吹入的熱空氣。直通干燥器帶50將復(fù)合材料36帶到外旋轉(zhuǎn)滾筒44的上部。強(qiáng)制通過直通干燥機(jī)42的外旋轉(zhuǎn)滾筒44的穿孔46的加熱空氣帶走復(fù)合織物36的水分。通過直通干燥機(jī)42強(qiáng)制通過復(fù)合材料36的空氣的溫度可為約200-約500。其它有用直通干燥方法和設(shè)備可在如美國專利2,666,369和3,821,068中找到，所述專利的內(nèi)容通過引用結(jié)合于本文中。
希望采用整理步驟和/或后處理加工來賦予復(fù)合材料36選定的性能。如，所述織物可用軋光輥輕輕擠壓、起縐或刷絨來提供均勻外觀和/或某些手感?；蛘吆?或此外，也可對(duì)所述織物進(jìn)行化學(xué)后處理，如粘合劑或染料。
本發(fā)明一方面，所述織物可含有各種材料，如活性炭、粘土、淀粉和高吸水性材料。如，可將這些材料加入用于形成漿粕纖維層的漿粕纖維懸浮液中。在流體噴射處理前也可將這些材料沉積在漿粕纖維層上，從而它們可通過流體噴射作用結(jié)合到復(fù)合織物中?；蛘吆?或此外，可在流體噴射處理之后將這些材料加入復(fù)合織物中。如果將高吸水性材料加入漿粕纖維懸浮液或在水噴射處理前加入漿粕纖維層，優(yōu)選所述高吸水性材料為在濕法成形和/或水噴射處理步驟期間可保持非活性并可以隨后活化的那些。常規(guī)高吸水性材料可在水噴射處理之后加入復(fù)合織物中。有用的高吸水性材料包括，如產(chǎn)自Hoechst CelaneseCorporation、商品名為Sanwet IM-5000 P的聚丙烯酸鈉高吸水材料。漿粕纖維層中高吸水性材料的比例可至多為每100克漿粕纖維約50克高吸水性材料。如，無紡網(wǎng)可含有每100克漿粕纖維約15-約30克高吸水性材料。更具體地講，無紡網(wǎng)可含有每100克漿粕纖維約25克高吸水性材料。
無紡復(fù)合織物的無紡纖維網(wǎng)20與纖維材料18的基重比會(huì)影響成品無紡復(fù)合織物的最終性能。如，如果所述纖維材料18是由漿粕纖維組成，較大百分比的漿粕纖維材料會(huì)產(chǎn)生較高吸水性。盡管無紡復(fù)合織物中較高漿粕含量提供較好吸水性，但以前難以賦予漿粕含量較高的材料(如漿粕含量超過約70％重量的材料)任何持久壓花圖案。一般來說，賦予給這種高漿粕無紡復(fù)合織物的任何壓花圖案都會(huì)被后道加工步驟消弱，包括卷繞、退卷、切條和包裝。每道加工步驟后所述壓花圖案都會(huì)變得更不清晰并在這種材料使用過程中被打濕時(shí)基本消失。
一般來說，希望所述無紡復(fù)合織物具有約1-30％重量無紡纖維網(wǎng)組分和超過約70％重量纖維組分。一些實(shí)施方案中，希望無紡復(fù)合織物具有約10-25％重量無紡纖維網(wǎng)組分和超過約70％重量纖維組分。本發(fā)明的壓花過程，如下所述，克服了對(duì)具有這些所需纖維組分重量百分比的無紡復(fù)合織物進(jìn)行壓花的缺陷。
復(fù)合材料36在干燥后進(jìn)行壓花。壓花步驟可與干燥過程連續(xù)并接近，如圖5中所示。圖5顯示了通風(fēng)干燥設(shè)備42(見圖1)的干燥操作并連續(xù)通過壓花設(shè)備52。或者，可在干燥操作后將復(fù)合材料36卷繞起來且復(fù)合材料36的卷筒72可在以后退卷并在獨(dú)立單元操作中進(jìn)行壓花，如圖6所示。
從圖5和6中可見，用一對(duì)匹配壓花輥，即陽輥56和陰輥58對(duì)復(fù)合材料36進(jìn)行壓花。陽輥56是帶有從外圍延伸出來的多根針的有圖案輥。示例性壓花針圖案可參見圖7?？墒褂闷渌鼔夯▓D案和壓花圖案組合。如，標(biāo)記、標(biāo)志和其它印刷物可用于浮凸在復(fù)合材料36上。因此壓花圖案可包括“Kimberly-Clark”或“WypAIIWipers”等詞。
陰輥58有從外圍伸入該輥的多個(gè)袋。壓花輥彼此相鄰，形成匹配壓花輥之間的壓花間隙54，復(fù)合材料36通過該間隙。陽輥56的針圖案和陰輥58的袋圖案匹配，從而當(dāng)它們彼此相關(guān)旋轉(zhuǎn)時(shí)，在壓花間隙54中陽輥56的針伸入陰輥58的袋中。
或者，所述匹配壓花輥的每個(gè)輥可有具有多根針和多個(gè)袋的圖案。這種情況下，陽輥56會(huì)有多根針和分布在針中間的多個(gè)袋。陰輥58會(huì)有陽輥56圖案的補(bǔ)充圖案，即多個(gè)袋和分布在這些袋中間的多根針。陽輥和陰輥56、58的圖案使得當(dāng)在壓花間隙54中接近時(shí)，陽輥56的針會(huì)與陰輥58的袋相互嚙合，而同時(shí)陰輥58的針會(huì)與陽輥56的袋相互嚙合。
盡管圖5和6顯示陽輥56在陰輥58的上方，它們的相對(duì)位置也可能可切換(即陰輥58可在上面)。
圖8是如圖5和6的實(shí)施方案中運(yùn)轉(zhuǎn)壓花間隙54的放大局部橫截面圖，顯示部分復(fù)合材料36寬度，其中復(fù)合材料36移出了對(duì)著觀察者的紙面。盡管為了更清楚地對(duì)壓花間隙進(jìn)行說明，復(fù)合材料36寬度的那部分僅顯示部分通過壓花間隙54，復(fù)合材料36顯然可以且通常完全通過壓花間隙54。正如所示，陰輥58的袋580與陽輥56的針560相互嚙合或容納。在這種情況下這種相互嚙合在陽輥56和陰輥58之間保持一個(gè)間隙G。該間隙確保復(fù)合材料36在壓花間隙54中會(huì)被壓花而不是壓粘。如果間隙G太小，所得材料可能比所需的更堅(jiān)、更硬。如，希望間隙G的高度大于進(jìn)入壓花間隙54的復(fù)合材料36尺寸的30％。可希望間隙G的高度大于進(jìn)入壓花間隙54的復(fù)合材料36尺寸的50％。可希望間隙G的高度大于進(jìn)入壓花間隙54的復(fù)合材料36尺寸的70％。
然而，間隙G必須足夠小，從而針可伸入對(duì)應(yīng)袋來對(duì)材料進(jìn)行壓花。如圖8中所示，針的高度為P而袋的深度為D。針的高度與袋的深度之間的關(guān)系及壓花輥之間的間隙會(huì)部分地決定在針的離散區(qū)域復(fù)合材料36如何在Z方向被推出復(fù)合材料網(wǎng)的X-Y平面。在針和袋的相互作用下該材料在Z方向基本伸展。從而該材料呈現(xiàn)或被“模塑”成匹配壓花輥56、58的圖案。盡管本發(fā)明的發(fā)明者不應(yīng)該堅(jiān)持某一特別操作理論，但認(rèn)為該材料在壓花間隙54內(nèi)在針和袋的肩部(在圖8中表示為M的區(qū)域)被伸展/拉直。
針高度P可與袋深度D相同或兩者可不同。如本發(fā)明的發(fā)明人曾采用圖7中的針圖案和相應(yīng)的袋圖案，其中針的標(biāo)稱高度為0.072英寸而袋的標(biāo)稱深度為0.072英寸。本發(fā)明的發(fā)明人也曾采用相同的圖案，其中針高度減到0.060英寸而袋保持0.072英寸深。
所得壓花復(fù)合材料66的所得尺寸將與間隙G、針高P、袋深D和進(jìn)入壓花間隙54的復(fù)合材料36的尺寸有關(guān)。理想地是，所得壓花復(fù)合材料的尺寸會(huì)是針底與袋底之間的距離，顯示于圖8是表示為B的距離。
通過確保進(jìn)入壓花間隙54的復(fù)合材料36處于較高溫度來增強(qiáng)本發(fā)明的壓花。在復(fù)合材料36進(jìn)入壓花間隙54之前對(duì)其進(jìn)行預(yù)熱提高了針和袋拉伸復(fù)合材料36的效率。通過加熱復(fù)合材料36，可減小復(fù)合材料36的模量并從而提高壓花的容易性。
復(fù)合材料可通過干燥步驟充分加熱，如果復(fù)合材料提高到足夠高溫度且壓花輥位于接近干燥操作末端的位置，所述干燥步驟后緊接著進(jìn)行壓花，如圖5中所示?；蛘?，如圖6中所示，在干燥步驟后和匹配壓花輥56、58之前可加入附加熱源62到該工藝中。這種附加熱源62可為蒸汽加熱的圓筒干燥機(jī)、楊琪干燥機(jī)、熱空氣罩、熱空氣刀、加熱隧道、通風(fēng)爐、紅外線加熱器、微波能源或本領(lǐng)域已知的、用來加熱材料網(wǎng)的其他類似裝置。一般來說，希望該材料臨進(jìn)入壓花間隙54之前將其加熱到材料表面溫度為約140或更高?？上Ｍ訜嵩摬牧系讲牧媳砻鏈囟雀哂?00。可希望溫度高于300。
盡管本發(fā)明的發(fā)明人不應(yīng)該堅(jiān)持某一特別操作理論，但認(rèn)為材料溫度需要足夠高，從而組成復(fù)合材料36的無紡纖維網(wǎng)20部分的熱塑性聚合物可被軟化，從而復(fù)合材料可在匹配壓花輥56、58的壓花間隙54中模塑。認(rèn)為無紡纖維網(wǎng)20聚合物的模量被減小了，從而匹配壓花輥上圖案的針和袋可容易地將復(fù)合材料36模塑成所述匹配壓花輥圖案確定的三維圖案。
足夠充分模塑復(fù)合材料36的所需溫度將依賴于所有與傳遞到無紡纖維網(wǎng)20的熱塑性聚合物的適時(shí)熱傳遞相關(guān)的因素。首先，熱塑性聚合物的性能將部分決定需要多少熱。軟化點(diǎn)較高的聚合物將需要更高溫度來軟化該聚合物。聚合物的較高特征熱容將要求較高溫度、更長時(shí)間暴露于較高溫度下，或兩者都需要。其次，復(fù)合材料的性能，作為整體，將影響所需熱量。高熱容纖維材料18的較高基重可能要求更高溫度來軟化無紡纖維網(wǎng)20的聚合物，其中這種纖維材料18經(jīng)過水力纏結(jié)。最后，復(fù)合材料36加熱和進(jìn)入壓花間隙54的時(shí)間也將是一個(gè)因素。如，較高線速度可能要求較高溫度來在復(fù)合材料36到達(dá)壓花間隙54之間充分提高其溫度。
盡管認(rèn)為無紡纖維網(wǎng)20的溫度是成功賦予復(fù)合材料36持久壓花圖案的最重要溫度，生產(chǎn)過程中，實(shí)際上在壓花間隙54之前不可能采用如此一個(gè)組分溫度。然而，可在緊臨壓花間隙54之前測量復(fù)合材料36的表面溫度。如可用紅外輻射槍得到這種表面溫度。
根據(jù)以上討論，本領(lǐng)域技術(shù)人員能考慮這些不同熱傳遞和材料性能來提供適用于特定工藝參數(shù)的具體復(fù)合材料36本發(fā)明的持久壓花圖案。
如圖5、6和8中所示，本方法的匹配壓花輥56、58可由鋼或滿足目標(biāo)使用條件的其它材料構(gòu)成，這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯然的。同樣，兩個(gè)壓花輥不必使用同一材料。此外，壓花輥可電加熱或所述輥可具有雙殼結(jié)構(gòu)來使得油或乙二醇和水的混合物等加熱流體可泵抽通過該輥并提供受熱表面。
加熱壓花輥56、58有助于在復(fù)合材料網(wǎng)36進(jìn)入壓花間隙54時(shí)保持其溫度。保持壓花輥接近進(jìn)入壓花間隙54的復(fù)合材料網(wǎng)36的溫度消除了復(fù)合材料網(wǎng)36和壓花輥56、58之間大溫度差的可能不利影響。如果無紡網(wǎng)和冷壓花輥之間存在大溫度差，復(fù)合材料網(wǎng)36可能足夠冷從而壓花效率差。
一般來說，當(dāng)材料通過一對(duì)未加熱壓花輥時(shí)，由于摩擦力作用，該輥會(huì)隨著連續(xù)使用熱起來。然而，當(dāng)該加工中斷時(shí)，該輥會(huì)開始冷下來。這種溫度差會(huì)導(dǎo)致在加工中斷處壓花質(zhì)量波動(dòng)。通過加熱壓花輥，壓花輥和無紡材料可保持接近某一恒定溫度，并從而避免加工中斷處可能的質(zhì)量波動(dòng)。
對(duì)于所需復(fù)合材料表面溫度，正如上述，希望將匹配壓花輥加熱到約140-約250?？上Ｍ^高的匹配壓花輥溫度來更近地匹配較高復(fù)合材料表面溫度，如果如此使用的話。這些較高溫度可包括超過約250并可超過約300的溫度。
按照本方法制備的壓花水力纏結(jié)無紡復(fù)合織物提供了具有高圖案清晰度的明顯圖案的材料，所述材料比類似以往制備的材料更有彈性。以往，按照類似方法制備的材料(如Everhart等的美國專利5,284,703中討論的材料)在離線、后處理步驟進(jìn)行壓花，其中用未加熱的一對(duì)匹配壓花輥對(duì)未加熱材料進(jìn)行壓花。這種材料會(huì)呈現(xiàn)相當(dāng)明顯的圖案，所述圖案對(duì)使用者清楚可見。然而，當(dāng)該材料被打濕時(shí)這種圖案會(huì)很快消失。
圖案清晰度是圖案對(duì)于觀察者多么明顯的定性評(píng)價(jià)。清晰度按照零到十評(píng)價(jià)。清晰度等級(jí)為零表示沒有可見圖案且沒有曾有圖案的跡象。清晰度等級(jí)為十是明顯圖案，所述圖案有清晰邊緣、確定高度和深度，且似乎是所用壓花圖案的精確壓痕復(fù)本。沒有暴露于液體的干樣品的定性清晰度圖案等級(jí)經(jīng)常稱為材料的“干清晰度”。水飽和樣品的定性圖案清晰度等級(jí)經(jīng)常稱為材料的“濕清晰度”。如上所述，材料的濕清晰度等級(jí)一般低于同一材料的干清晰度等級(jí)。
為了對(duì)比，不同程度圖案清晰度的實(shí)例顯示于圖10、11和12。圖10、11和12的放大照片都是商品揩布材料的2.5倍放大照片，所述揩布材料已在上述各條件下壓上圖7中所示壓花圖案。所用的商品材料為產(chǎn)自Kimberly-Clark Corporation，Roswell，GA的WYPALLX- 80毛巾。將各材料樣品放入一盆水中10秒然后取出。將該濕樣品放在兩張吸水紙上面并將另外兩張吸水紙放在該濕樣品上面以除去過量水。隨后對(duì)這些樣品的濕圖案清晰度進(jìn)行定性評(píng)估(即“濕清晰度”)。
圖10代表定性圖案清晰度等級(jí)為八，該圖案在臂長距離內(nèi)明顯且清晰可見。圖11代表定性圖案清晰度等級(jí)為三，該圖案看得見并可辨認(rèn)，但不明顯且圖案的邊緣不清楚。圖12代表定性圖案清晰度等級(jí)為零，沒有可見圖案且沒有該材料曾被壓花的跡象。
在上述本發(fā)明方法以前，當(dāng)用以往使用方法制備的材料在材料是干的時(shí)定性圖案清晰度等級(jí)為五時(shí)，當(dāng)圖案是干的時(shí)是可確認(rèn)的，但為實(shí)際壓花輥上可見圖案清晰度的大概一半(即形狀和深度可看見，當(dāng)圖案的邊緣不是非常清楚的)。然而，當(dāng)這種材料被打濕時(shí)，圖案清晰度被定性評(píng)價(jià)為零。沒有該材料曾被壓花的可見跡象。如上所述，具有如此圖案的揩布一旦變濕在清潔表面時(shí)將會(huì)效率低，因?yàn)樗鼤?huì)不再具有所需結(jié)構(gòu)。
通過使用上述發(fā)明方法，本發(fā)明的發(fā)明人能生產(chǎn)水力纏結(jié)無紡復(fù)合材料，所述復(fù)合材料在被打濕后具有可見、明顯圖案。本發(fā)明已能生產(chǎn)當(dāng)其是干的時(shí)定性評(píng)價(jià)為清晰度等級(jí)八到十的復(fù)合材料。也發(fā)現(xiàn)當(dāng)本發(fā)明材料被打濕時(shí)定性圖案清晰度等級(jí)為五到八。通過使揩布具有這種圖案結(jié)構(gòu)，即使是濕的，該揩布在已經(jīng)開始吸收流體后仍將能保持其清潔效率。
盡管本發(fā)明的發(fā)明人不應(yīng)該堅(jiān)持某一特別操作理論，但認(rèn)為通過本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的持久壓花圖案與無紡纖維網(wǎng)20有關(guān)。當(dāng)復(fù)合材料36受熱時(shí)，無紡纖維網(wǎng)20的聚合物被軟化，且無紡纖維網(wǎng)20在壓花間隙54中模塑。當(dāng)復(fù)合材料36冷卻時(shí)，無紡復(fù)合材料36的無紡纖維網(wǎng)20部分組成彈性結(jié)構(gòu)，在壓花圖案形狀中模塑。結(jié)合到無紡纖維網(wǎng)20的纖維材料18靠在模塑的無紡纖維網(wǎng)20上作為一種“骨架”來支撐整個(gè)無紡復(fù)合材料。在以往生產(chǎn)的材料中，由漿粕組成的纖維材料18當(dāng)被打濕時(shí)會(huì)和無紡纖維網(wǎng)20一起塌陷。采用本發(fā)明方法，如此結(jié)合的漿粕纖維當(dāng)被打濕時(shí)仍會(huì)和其它漿粕纖維密集成一定程度，但這些漿粕纖維會(huì)停留在模塑無紡纖維網(wǎng)20的彈性三維結(jié)構(gòu)上和內(nèi)部。
即使該材料在被打濕時(shí)受擠壓，該明顯圖案是彈性的。本文中所用“彈性”是指材料響應(yīng)壓力釋放時(shí)回復(fù)或“回彈”的能力。該濕彈性可用濕壓縮回彈比定量表示。材料的濕壓縮回彈比是施加壓力后材料濕彈性的量度。采用壓縮模式的可編程強(qiáng)度測量裝置來賦予濕樣品一具體系列的壓縮循環(huán)。盡管在整個(gè)壓縮循環(huán)中進(jìn)行測試，關(guān)注的信息是在材料的初始?jí)嚎s釋放后材料回彈的能力。
采用裝有計(jì)算機(jī)化數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)的Constant Rate of Extension(CRE)拉伸測試儀進(jìn)行壓縮測試。將產(chǎn)自MTS Systems Corporation，EdenPrairie，MN，USA的SINTECH 500s拉伸測試儀工作臺(tái)和運(yùn)行TestWorks4.0數(shù)據(jù)獲取軟件的計(jì)算機(jī)一起使用。采用100N負(fù)荷元件和一對(duì)圓形壓盤進(jìn)行樣品壓縮。上壓盤的直徑為2.25英寸(57.2mm)而下壓盤的直徑為3.5英寸(88.9mm)，壓縮樣品放在所述下壓盤上。上、下壓盤最初設(shè)定間隙為1.0英寸(25.4mm)。在所有測試進(jìn)行前使得負(fù)荷元件預(yù)熱至少30分鐘。
在TAPPI條件，即23±1℃(73.4±1.8)和50±2％相對(duì)濕度下制備樣品并對(duì)其進(jìn)行測試。用一模具切出4×4英寸(101.6×101.6mm)的正方形樣品。稱量干樣品并將該重量記錄為“干重”。然后將樣品浸入蒸餾水浴中10秒。隨后將該濕樣品放在兩張吸水紙上，并將另外兩張吸水紙放在該濕樣品上面來除去過量水。不使用其它砝碼。所用吸水紙為100磅重紙，測量為8.5英寸(215.9mm)×11英寸(279.4mm)。10秒后將該濕樣品從吸水紙移走并稱重且該重量記錄為“濕重”。樣品的“濃度”可通過將干重除以濕重計(jì)算。本發(fā)明材料濃度一般為0.25-0.40。隨后將濕樣品放在測試設(shè)備的下壓盤上。
對(duì)測試設(shè)備進(jìn)行編程以進(jìn)行三次壓縮循環(huán)。十字頭最初以每分鐘2英寸的速度下降直到上壓盤接觸所述樣品，而測試循環(huán)的其余部分十字頭速度減小到每分鐘0.5英寸。該軟件在測試設(shè)備記錄到壓縮力為0.05磅力的點(diǎn)認(rèn)為與樣品接觸。測試設(shè)備以獲取頻率為10記錄對(duì)應(yīng)樣品尺寸的負(fù)荷力。十字頭以每分鐘0.5英寸繼續(xù)下降，且濕樣品在上、下壓盤之間壓縮直到壓縮力達(dá)到20磅力。當(dāng)達(dá)到該力上限時(shí)，十字頭反向以卸掉濕樣品的負(fù)荷。當(dāng)測試設(shè)備記錄到小于0.05磅力的負(fù)荷時(shí)，十字頭反向以開始樣品的第二次壓縮循環(huán)。測試以與第一次壓縮循環(huán)相同的方式繼續(xù)第二次和第三次壓縮循環(huán)。
從第一次壓縮循環(huán)的回復(fù)部分期間記錄的負(fù)荷和樣品尺寸數(shù)據(jù)計(jì)算出濕壓縮回彈比(WCRR)。WCRR可用如下關(guān)系式表示W(wǎng)CRR=(B2-B1)B1]]>其中B1＝第一次回復(fù)循環(huán)在500克力處樣品尺寸B2＝第一次回復(fù)循環(huán)在50克力處樣品尺寸圖13和14是WCRR測試得到的壓縮力對(duì)樣品尺寸所作的示例性曲線。各曲線顯示了特定樣品第一次壓縮循環(huán)壓縮力對(duì)樣品尺寸所作的圖。兩圖都顯示第一次循環(huán)的最初壓縮部分為點(diǎn)Q和R之間曲線部分。第一次循環(huán)的循環(huán)回復(fù)部分顯示為點(diǎn)R和S之間的曲線部分。用于計(jì)算WCRR的樣品尺寸顯示在曲線的回復(fù)部分(點(diǎn)R和S之間)；500克力處的樣品尺寸作為B1顯示在兩圖上，而50克力處的樣品尺寸作為B2顯示在兩圖上。
圖13為具有相對(duì)低WCRR值(WCRR＝0.07)材料的數(shù)據(jù)曲線示例。圖14為本發(fā)明制備的具有相對(duì)高WCRR值(WCRR＝0.43)材料的數(shù)據(jù)曲線示例。圖13和14所示材料的描述可在如下實(shí)施例6和11的討論中找到。
較高WCRR值反映被打濕時(shí)能更好地從壓縮回復(fù)的材料。這類材料即使材料已被流體飽和后仍能保持可提供所需清潔性能的可見圖案。希望WCRR超過約0.08，因?yàn)閃CRR超過約0.08的本發(fā)明材料具有所需柔軟度、懸垂性和圖案彈性。甚至更希望材料的WCRR超過約0.13。甚至更希望材料的WCRR超過約0.15。本發(fā)明包括WCRR為約0.08-3.00的材料。本發(fā)明還包括WCRR為約0.08-約0.60的材料。本發(fā)明還包括WCRR為約0.08-約0.45的材料。
本發(fā)明的發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)WCRR測試報(bào)告的定量值附帶了圖案清晰度等級(jí)的定性描述。采用WCRR測試方法對(duì)定性評(píng)價(jià)為具有濕圖案清晰度值“0”、“3”、“5”、“7”和“10”的本發(fā)明材料樣品進(jìn)行測試。濕圖案清晰度等級(jí)和WCRR值的對(duì)比顯示于圖15。如圖15中可見，具有較高定性圖案清晰度等級(jí)的樣品的WCRR值更大。超過0.10的WCRR似乎濕圖案清晰度等級(jí)為“5”或更高。如此的圖案清晰度等級(jí)將預(yù)示被打濕時(shí)將具有良好圖案清晰度的材料。如此的圖案清晰度對(duì)于使用者而言容易看見，并提供了揩布足夠的結(jié)構(gòu)來有效地清潔液體和顆粒物質(zhì)，即使材料變濕。
應(yīng)該注意到，從第二次和第三次壓縮循環(huán)得到的數(shù)據(jù)提供了與第一次循環(huán)得到的數(shù)據(jù)類似趨勢的結(jié)果。然而，可預(yù)計(jì)到特定樣品的WCRR值，如果每次循環(huán)都計(jì)算而不是只計(jì)算第一次循環(huán)，隨著每次連續(xù)壓縮循環(huán)降低。然而，第二次和第三次循環(huán)得到的數(shù)據(jù)，方向性地給出了相同結(jié)果。較高清晰度等級(jí)與較高WCRR值一致。采用第一次壓縮循環(huán)數(shù)據(jù)計(jì)算出的WCRR發(fā)現(xiàn)了不同定性清晰度等級(jí)樣品之間的最大區(qū)別。
如上所述，由所述三維水力纏結(jié)無紡纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)制成的揩布會(huì)具有將有效清潔液體和顆粒物質(zhì)的組織，無論所述材料為濕或干的時(shí)。這種揩布可由一層這種材料制成且基重可為約7gsm-約300gsm。此外，揩布可由多層這種無紡纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)制成且基重為約20gsm-約600gsm。
本發(fā)明材料除了用作揩布外，它也可用作吸水個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品的流體分配部分。圖9是示例吸水結(jié)構(gòu)100的分解透視圖，所述吸水結(jié)構(gòu)結(jié)合了高漿粕含量無紡復(fù)合織物作為流體分配材料。圖9只顯示了示例吸水結(jié)構(gòu)的各層之間的關(guān)系，并非以任何方式限定特定產(chǎn)品中這些層可組成的不同方式。如，示例吸水結(jié)構(gòu)可具有比圖9中所示更少的層或更多的層。這里顯示的示例吸水結(jié)構(gòu)100作為多層復(fù)合材料適合用于一次性尿布、衛(wèi)生巾或其它個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品，所述吸水結(jié)構(gòu)100包含4層，頂層102、流體分配層104、吸水層106和底層108。頂層102可為熔紡纖維或絲的無紡網(wǎng)、有孔薄膜或壓花網(wǎng)。頂層102作為一次性尿布的襯里或衛(wèi)生巾或個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品的覆蓋層。頂層102的上表面110是吸水結(jié)構(gòu)100將接觸穿著者皮膚的部分。頂層102的下表面112疊在流體分配層104上面，所述流體分配層104為漿粕含量高的無紡復(fù)合織物。流體分配層104用于快速吸收來自頂層102的流體，將流體分配于所述流體分配層104，并將流體釋放到吸水層106。流體分配層104具有與頂層102的下表面112接觸的上表面114。流體分配層104還具有疊在吸水層106的上表面118上的下表面116。流體分配層104可具有不同于吸水層106的尺寸或形狀。吸水層106可為漿粕絨毛、高吸水性材料或它們的混合物組成的層。吸水層106疊在流體不透過底層108上。吸水層106具有下表面120，所述下表面120與流體不透過層108的上表面122接觸。流體不透過底層108的底表面124提供了吸水結(jié)構(gòu)100的外表面。用更常規(guī)術(shù)語，襯里層102是頂層，流體不透過底層108是底層，流體分配層104是分配層，而吸水層106是吸水芯。各層可分開制備并以任何常規(guī)方式加入其它層。這些層可組裝之前或之后裁剪或成形以提供特定吸水個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。
當(dāng)這些層經(jīng)過組裝形成如衛(wèi)生巾等產(chǎn)品時(shí)，漿粕含量高的無紡復(fù)合織物的流體分配層104提供了減小流體在頂層的停留時(shí)間、改善流體從皮膚到吸收層106的傳輸、提高吸水層106中濕氣與穿著者皮膚分離和通過將流體分配到更大部分吸收體而更有效使用吸水層106等優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)通過改善的垂直芯吸性和吸水性來提供。本發(fā)明一個(gè)方面，流體分配層104也可作為頂層102和/或吸水層106。對(duì)這種結(jié)構(gòu)特別有用的無紡復(fù)合織物具有富漿粕側(cè)和主要的長絲基體側(cè)。
此外，圖9中說明的吸水產(chǎn)品的頂層102可由本發(fā)明無紡復(fù)合材料制備。這種頂層102很可能基重小于100gsm。這種頂層102的基重將更優(yōu)選為7gsm-50gsm。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)可描述為彈性三維水力纏結(jié)纖維結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)由至少一可模塑粘合無紡纖維網(wǎng)和通過水力纏結(jié)結(jié)合到所述無紡纖維網(wǎng)的纖維材料組成。所述三維結(jié)構(gòu)具有至少一個(gè)第一平面和多個(gè)從第一平面伸出的壓花，且其中所述三維結(jié)構(gòu)的至少一部分濕壓縮回彈比超過約0.08。
進(jìn)行了一些的實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明的特性進(jìn)行說明和區(qū)別。這些實(shí)施例并非用來限定，而是用來說明本發(fā)明材料的不同特性。
實(shí)施例實(shí)施例1按照Everhart等的美國專利5,284,703的方法制備漿粕含量高的水力纏結(jié)無紡復(fù)合織物。通過將漿粕層放在0.75osy的聚丙烯紡粘纖維網(wǎng)上制備該材料。將所述紡粘材料粘合上本領(lǐng)域公知的“金屬絲織紋”圖案，如圖3中所述，粘合面積為約15％-約21％和每平方英寸約308次粘合。所述漿粕層為約50％重量北方軟木牛皮紙漿粕纖維和約50％重量南方軟木牛皮紙漿粕纖維的混合物。該材料經(jīng)過楊琪起縐。所得水力纏結(jié)復(fù)合織物的基重為116gsm。
對(duì)所得材料的濕圖案清晰度進(jìn)行評(píng)估并觀察到定性濕清晰度等級(jí)為零。
實(shí)施例2使得實(shí)施例1的材料快速通過試驗(yàn)生產(chǎn)線壓花步驟的壓花間隙。所述壓花步驟是一對(duì)都是由鋼組成、標(biāo)稱直徑為8英寸的匹配壓花輥。通過循環(huán)油對(duì)壓花輥進(jìn)行內(nèi)部加熱，加熱到195。壓花輥的壓花圖案如圖7中所示，針高為0.072英寸而袋深為0.072英寸。通過使實(shí)施例1的材料快速通過在壓花輥前面并接近壓花輥的紅外加熱裝置加熱該材料。所用加熱裝置使得空氣再循環(huán)，而兩塊中波紅外盤放置在離所述網(wǎng)3英寸處，以在所述材料進(jìn)入壓花間隙之前對(duì)其進(jìn)行加熱。
將進(jìn)入壓花間隙的材料加熱使得臨進(jìn)入壓花間隙之前材料表面溫度為117，通過對(duì)準(zhǔn)材料表面的紅外輻射槍測定。匹配壓花輥的間隙設(shè)定為0.040英寸。以每分鐘300英尺(fpm)的速度使得材料通過壓花間隙。
對(duì)所得材料的濕圖案清晰度進(jìn)行評(píng)估并觀察到定性濕清晰度等級(jí)為1。
實(shí)施例3使得實(shí)施例1的材料快速通過實(shí)施例2中描述的相同試驗(yàn)工序。壓花輥的壓花圖案如圖7中所示，針高為0.072英寸而袋深為0.072英寸。將進(jìn)入壓花間隙的材料加熱使得臨進(jìn)入壓花間隙之前材料表面溫度為183，通過對(duì)準(zhǔn)材料表面的紅外輻射槍測定。匹配壓花輥的間隙設(shè)定為0.030英寸。以每分鐘135英尺(fpm)的速度使得材料通過壓花間隙。
對(duì)所得材料的濕圖案清晰度進(jìn)行評(píng)估并觀察到定性濕清晰度等級(jí)為3。
實(shí)施例4使得實(shí)施例1的材料快速通過實(shí)施例2中描述的相同試驗(yàn)工序。壓花輥的壓花圖案如圖7中所示，針高為0.072英寸而袋深為0.072英寸。將進(jìn)入壓花間隙的材料加熱使得臨進(jìn)入壓花間隙之前材料表面溫度為182，通過對(duì)準(zhǔn)材料表面的紅外輻射槍測定。匹配壓花輥的間隙設(shè)定為0.025英寸。以每分鐘110英尺(fpm)的速度使得材料通過壓花間隙。
對(duì)所得材料的濕圖案清晰度進(jìn)行評(píng)估并觀察到定性濕清晰度等級(jí)為8。
實(shí)施例1-4顯示，濕圖案清晰度由于壓花輥接合提高、溫度提高和線速度降低而提高。正如所料，當(dāng)與較大壓花輥接合聯(lián)系在一起時(shí)，所用熱量和加熱時(shí)間的增加提高了壓花質(zhì)量。
實(shí)施例5使得類似于實(shí)施例1材料的材料快速通過實(shí)施例2中描述的相同壓花步驟。壓花輥的壓花圖案如圖7中所示，針高為0.072英寸而袋深為0.072英寸。將進(jìn)入壓花間隙的材料加熱使得臨進(jìn)入壓花間隙之前材料表面溫度為175，通過對(duì)準(zhǔn)材料表面的紅外輻射槍測定。匹配壓花輥的間隙設(shè)定為0.035英寸。以每分鐘450英尺(fpm)的速度使得材料通過壓花間隙。
對(duì)所得材料的濕圖案清晰度進(jìn)行評(píng)估并觀察到定性濕清晰度等級(jí)為3。此外，在所得材料上進(jìn)行WCRR測試并發(fā)現(xiàn)WCRR為0.073。
實(shí)施例6制備類似于實(shí)施例1材料的材料，所不同的是該材料沒經(jīng)過起縐。該材料的基重為115gsm。對(duì)所得材料的濕圖案清晰度進(jìn)行評(píng)估并觀察到定性濕清晰度等級(jí)為0。此外，在所得材料上進(jìn)行WCRR測試并發(fā)現(xiàn)WCRR為0.070。圖13顯示了對(duì)實(shí)施例6的材料進(jìn)行WCRR測試的圖。
實(shí)施例7制備類似于實(shí)施例6材料的材料，所不同的是該材料經(jīng)過楊琪起縐。該材料的基重為116gsm。對(duì)所得材料的濕圖案清晰度進(jìn)行評(píng)估并觀察到定性濕清晰度等級(jí)為0。
實(shí)施例8使得實(shí)施例7的材料快速通過實(shí)施例2中描述的相同壓花步驟。壓花輥的壓花圖案如圖7中所示，針高為0.072英寸而袋深為0.072英寸。將進(jìn)入壓花間隙的材料加熱使得臨進(jìn)入壓花間隙之前材料表面溫度為166，通過對(duì)準(zhǔn)材料表面的紅外輻射槍測定。匹配壓花輥的間隙設(shè)定為0.021英寸。以每分鐘200英尺(fpm)的速度使得材料通過壓花間隙。
對(duì)所得材料的濕圖案清晰度進(jìn)行評(píng)估并觀察到定性濕清晰度等級(jí)為7。此外，在所得材料上進(jìn)行WCRR測試并發(fā)現(xiàn)WCRR為0.213。
實(shí)施例9使得實(shí)施例6的材料快速通過類似于實(shí)施例2中描述的相同壓花步驟。壓花輥的壓花圖案如圖7中所示，針高為0.060英寸而袋深為0.072英寸。
將進(jìn)入壓花間隙的材料加熱使得臨進(jìn)入壓花間隙之前材料表面溫度為148，通過對(duì)準(zhǔn)材料表面的紅外輻射槍測定。匹配壓花輥的間隙設(shè)定為0.034英寸。以每分鐘320英尺(fpm)的速度使得材料通過壓花間隙。
對(duì)所得材料的濕圖案清晰度進(jìn)行評(píng)估并觀察到定性濕清晰度等級(jí)為3。此外，在所得材料上進(jìn)行WCRR測試并發(fā)現(xiàn)WCRR為0.094。
實(shí)施例10使得實(shí)施例6的材料快速通過實(shí)施例9中描述的相同壓花步驟。壓花輥的壓花圖案如圖7中所示，針高為0.060英寸而袋深為0.072英寸。將進(jìn)入壓花間隙的材料加熱使得臨進(jìn)入壓花間隙之前材料表面溫度為177，通過對(duì)準(zhǔn)材料表面的紅外輻射槍測定。匹配壓花輥的間隙設(shè)定為0.034英寸。以每分鐘140英尺(fpm)的速度使得材料通過壓花間隙。
對(duì)所得材料的濕圖案清晰度進(jìn)行評(píng)估并觀察到定性濕清晰度等級(jí)為5。此外，在所得材料上進(jìn)行WCRR測試并發(fā)現(xiàn)WCRR為0.112。
實(shí)施例11使得實(shí)施例6的材料快速通過實(shí)施例9中描述的相同壓花步驟。壓花輥的壓花圖案如圖7中所示，針高為0.060英寸而袋深為0.072英寸。將進(jìn)入壓花間隙的材料加熱使得臨進(jìn)入壓花間隙之前材料表面溫度為185，通過對(duì)準(zhǔn)材料表面的紅外輻射槍測定。匹配壓花輥的間隙設(shè)定為0.028英寸。以每分鐘110英尺(fpm)的速度使得材料通過壓花間隙。
對(duì)所得材料的濕圖案清晰度進(jìn)行評(píng)估并觀察到定性濕清晰度等級(jí)為10。此外，在所得材料上進(jìn)行WCRR測試并發(fā)現(xiàn)WCRR為0.427。
圖14顯示了對(duì)實(shí)施例11的材料進(jìn)行WCRR測試的圖。圖15顯示了實(shí)施例6、8、9、10和11中描述的材料的WCRR值對(duì)定性濕圖案清晰度等級(jí)作的圖。
對(duì)比實(shí)施例12-19測試對(duì)比實(shí)施例12-19的WCRR，所得WCRR結(jié)果列于表1中。
實(shí)施例12-15都是產(chǎn)自Kimberly-Clark Corporation，Roswell，GA的商品揩布。實(shí)施例12是由單層WYPALLL10 Utility Wiper組成的兩層。實(shí)施例13是四層WYPALLL20 KIMTOWELSWiper。實(shí)施例14是兩層WYPALLL20 KIMTOWELSWiper。實(shí)施例15是單層WYPALLL40 Wiper。
實(shí)施例16-19都是產(chǎn)自Georgia-Pacific，Atlanta，GA的商品揩布。實(shí)施例16是TuffMate-白色，HYDRASPUN揩布(Item#25020)。實(shí)施例17是TaskMate-白色，氣流法粘合纖維素揩布(Item#29112)。實(shí)施例18是Shur-Wipe-黃褐色，氣流法紙揩布(Item#29220)。實(shí)施例19是TaskMate-白色，雙重起縐揩布(Item#20020)。
表1
實(shí)施例20按照Everhart等的美國專利5,284,703的方法制備較輕重量、漿粕含量高的水力纏結(jié)無紡復(fù)合織物。通過將漿粕層放在0.35osy的聚丙烯紡粘纖維網(wǎng)上制備該材料。將所述紡粘材料粘合上本領(lǐng)域公知的“金屬絲織紋”圖案，如圖3中所述，粘合面積為約15％-約21％和每平方英寸約308次粘合。所述漿粕層為約50％重量北方軟木牛皮紙漿粕纖維和約50％重量南方軟木牛皮紙漿粕纖維的混合物。該材料經(jīng)過楊琪起縐。所得水力纏結(jié)復(fù)合織物的基重為45gsm。
使得所得材料快速通過實(shí)施例2中描述的壓花步驟的壓花間隙。壓花輥的壓花圖案如圖7中所示，針高為0.060英寸而袋深為0.072英寸。將進(jìn)入壓花間隙的材料加熱使得臨進(jìn)入壓花間隙之前材料表面溫度為189，通過對(duì)準(zhǔn)材料表面的紅外輻射槍測定。匹配壓花輥的間隙設(shè)定為0.012英寸。以每分鐘200英尺(fpm)的速度使得材料通過壓花間隙。
對(duì)所得材料的濕圖案清晰度進(jìn)行評(píng)估并觀察到定性濕清晰度等級(jí)為6。此外，在所得材料上進(jìn)行WCRR測試并發(fā)現(xiàn)WCRR為0.132。
實(shí)施例21類似實(shí)施例20的材料制備較輕重量、漿粕含量高的水力纏結(jié)無紡復(fù)合織物，但所得水力纏結(jié)復(fù)合織物的基重為54gsm。
使得所得材料快速通過實(shí)施例2中描述的壓花步驟的壓花間隙。壓花輥的壓花圖案如圖7中所示，針高為0.060英寸而袋深為0.072英寸。將進(jìn)入壓花間隙的材料加熱使得臨進(jìn)入壓花間隙之前材料表面溫度為165，通過對(duì)準(zhǔn)材料表面的紅外輻射槍測定。匹配壓花輥的間隙設(shè)定為0.012英寸。以每分鐘200英尺(fpm)的速度使得材料通過壓花間隙。
對(duì)所得材料的濕圖案清晰度進(jìn)行評(píng)估并觀察到定性濕清晰度等級(jí)為5。此外，在所得材料上進(jìn)行WCRR測試并發(fā)現(xiàn)WCRR為0.120。
實(shí)施例22使得實(shí)施例21的未壓花基材在一組不同壓花條件下快速通過壓花步驟。壓花輥的壓花圖案如圖7中所示，針高為0.072英寸而袋深為0.072英寸。將進(jìn)入壓花間隙的材料加熱使得臨進(jìn)入壓花間隙之前材料表面溫度為167，通過對(duì)準(zhǔn)材料表面的紅外輻射槍測定。匹配壓花輥的間隙設(shè)定為0.024英寸。以每分鐘200英尺(fpm)的速度使得材料通過壓花間隙。
對(duì)所得材料的濕圖案清晰度進(jìn)行評(píng)估并觀察到定性濕清晰度等級(jí)為6。此外，在所得材料上進(jìn)行WCRR測試并發(fā)現(xiàn)WCRR為0.133。
實(shí)施例23類似實(shí)施例20的材料制備較輕重量、漿粕含量高的水力纏結(jié)無紡復(fù)合織物，但所得水力纏結(jié)復(fù)合織物的基重為64gsm。
使得所得材料快速通過實(shí)施例2中描述的壓花步驟的壓花間隙。壓花輥的壓花圖案如圖7中所示，針高為0.060英寸而袋深為0.072英寸。將進(jìn)入壓花間隙的材料加熱使得臨進(jìn)入壓花間隙之前材料表面溫度為152，通過對(duì)準(zhǔn)材料表面的紅外輻射槍測定。匹配壓花輥的間隙設(shè)定為0.012英寸。以每分鐘150英尺(fpm)的速度使得材料通過壓花間隙。
對(duì)所得材料的濕圖案清晰度進(jìn)行評(píng)估并觀察到定性濕清晰度等級(jí)為6。此外，在所得材料上進(jìn)行WCRR測試并發(fā)現(xiàn)WCRR為0.127。
實(shí)施例24使得實(shí)施例23的未壓花基材在一組不同壓花條件下快速通過壓花步驟。壓花輥的壓花圖案如圖7中所示，針高為0.072英寸而袋深為0.072英寸。將進(jìn)入壓花間隙的材料加熱使得臨進(jìn)入壓花間隙之前材料表面溫度為150，通過對(duì)準(zhǔn)材料表面的紅外輻射槍測定。匹配壓花輥的間隙設(shè)定為0.022英寸。以每分鐘150英尺(fpm)的速度使得材料通過壓花間隙。
對(duì)所得材料的濕圖案清晰度進(jìn)行評(píng)估并觀察到定性濕清晰度等級(jí)為7。此外，在所得材料上進(jìn)行WCRR測試并發(fā)現(xiàn)WCRR為0.151。
權(quán)利要求
1.三維水力纏結(jié)無紡纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)，所述復(fù)合結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)可模塑無紡纖維網(wǎng)；和通過水力纏結(jié)結(jié)合到所述無紡纖維網(wǎng)的纖維材料，從而所述無紡纖維結(jié)構(gòu)的濕壓縮回彈比大于約0.08，優(yōu)選大于約0.13且優(yōu)選大于約0.15。
2.權(quán)利要求1的無紡纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中所述濕壓縮回彈比為約0.08-約3.00，優(yōu)選約0.13-約0.60，優(yōu)選約0.13-約0.45，且優(yōu)選約0.15-約0.45。
3.以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的無紡纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中所述無紡纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)包含約1-約25％重量可模塑無紡纖維網(wǎng)和超過約70％重量纖維材料。
4.以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的無紡纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中所述可模塑無紡纖維網(wǎng)是紡粘長絲的無紡網(wǎng)。
5.以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的無紡纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中所述無紡纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)的基重為每平方米約7-約300克。
6.以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的無紡纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中所述纖維材料為漿粕纖維。
7.權(quán)利要求6的無紡纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中所述漿粕纖維選自未處理硬木漿粕纖維、未處理軟木漿粕纖維、次級(jí)纖維、非木本纖維及其混合物。
8.以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的無紡纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)，所述無紡纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)還包含粘土、淀粉、微粒和超吸水顆粒。
9.以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的無紡纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)，所述無紡纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)還包含至多約4％的松解劑。
10.包含一層或多層以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的無紡纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)的揩布，所述揩布的基重為約7gsm-約300gsm。
11.包含一層或多層以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的無紡纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)的吸水個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品的流體分配部分，所述流體分配部分的基重為約20gsm-約300gsm。
12.制備具有無紡部分和由纖維組成的纖維部分的壓花、水力纏結(jié)無紡復(fù)合織物的方法，所述方法包括將纖維材料層疊加在無紡纖維網(wǎng)層上；通過水力纏結(jié)所述層來制備復(fù)合材料；干燥所述復(fù)合材料；加熱所述復(fù)合材料；和在一對(duì)匹配的壓花輥形成的壓花間隙中對(duì)所述復(fù)合材料進(jìn)行壓花。
13.權(quán)利要求12的方法，其中將所述復(fù)合材料在壓花間隙中壓花之前，將所述復(fù)合材料的表面加熱到溫度超過約140，優(yōu)選超過約200并優(yōu)選超過約300。
14.權(quán)利要求12或13的方法，其中所述匹配壓花輥經(jīng)過加熱。
15.權(quán)利要求12-14中任一項(xiàng)的方法，其中所述這些層通過將包含纖維懸浮液的纖維材料層沉積在通過干法成形或濕法成形的長絲的無紡纖維網(wǎng)層上來疊加。
16.權(quán)利要求12-14中任一項(xiàng)的方法，其中將所述纖維材料層疊加在紡粘長絲的無紡纖維網(wǎng)層上。
17.權(quán)利要求12-16中任一項(xiàng)的方法，所述方法還包括將一種材料在水力纏結(jié)之前加入疊加層、疊加水力纏結(jié)復(fù)合材料、或用于形成在長絲無紡纖維網(wǎng)層上的纖維材料層的纖維懸浮液的步驟；其中所述材料選自粘土、活性炭、淀粉、微粒和超吸水微粒。
18.權(quán)利要求12-17中任一項(xiàng)的方法，其中所述水力纏結(jié)無紡復(fù)合織物經(jīng)過選自機(jī)械軟化、擠壓、起縐和刷絨的整理步驟。
19.權(quán)利要求12-18中任一項(xiàng)的方法，其中所述水力纏結(jié)無紡復(fù)合織物經(jīng)過選自染料和粘合劑的化學(xué)后處理。
20.權(quán)利要求12-19中任一項(xiàng)的方法，其中所述水力纏結(jié)無紡復(fù)合織物的濕壓縮回彈比為約0.13-約3.00，優(yōu)選約0.13-約0.60，優(yōu)選約0.13-約0.45，且優(yōu)選約0.15-約0.45。
全文摘要
公開了由無紡纖維網(wǎng)和通過水力纏結(jié)結(jié)合到該無紡纖維網(wǎng)的纖維材料制成的三維水力纏結(jié)無紡復(fù)合結(jié)構(gòu)。所述無紡復(fù)合結(jié)構(gòu)當(dāng)是濕的時(shí)，更能保持壓花圖案且被壓縮后，能夠比以往發(fā)現(xiàn)的程度更大地恢復(fù)其結(jié)構(gòu)。還公開制備壓花水力纏結(jié)無紡復(fù)合織物的方法。
文檔編號(hào)D04H13/00GK101076630SQ200580042518
公開日2007年11月21日 申請(qǐng)日期2005年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月14日
發(fā)明者H·斯庫, C·F·托馬謝夫斯基, L·M·布朗 申請(qǐng)人:金伯利-克拉克環(huán)球有限公司