具有中空凸起的流體纏結(jié)層壓纖網(wǎng)以及制造其的工藝和設(shè)備的制造方法
【專利說(shuō)明】具有中空凸起的流體纏結(jié)層壓纖網(wǎng)w及制造其的工藝和設(shè) 備
【背景技術(shù)】
[0001] 纖維性非織造纖網(wǎng)材料在許多應(yīng)用中廣泛使用，所述應(yīng)用包括但不局限于吸收性 結(jié)構(gòu)和擦拭產(chǎn)品，其中許多是一次性的。尤其是，該樣的材料通常用于個(gè)人護(hù)理吸收性物品 例如尿布、尿褲、訓(xùn)練褲、女性衛(wèi)生產(chǎn)品、成人失禁產(chǎn)品、綱帶和擦拭產(chǎn)品例如嬰兒和成人濕 巾。它們還通常用于清潔產(chǎn)品，例如濕的或干的一次性擦拭物，其可用清潔化合物和其它化 合物處理，所述化合物設(shè)計(jì)為手工使用或與清潔器具例如拖把配合使用。另一個(gè)應(yīng)用是美 容用品例如清洗和卸妝墊和擦拭物。
[0002] 在許多的該些應(yīng)用中，立維度和增加的表面面積是有利的屬性。該在用于上述個(gè) 人護(hù)理吸收性物品和清潔產(chǎn)品的身體接觸材料中尤為如此。個(gè)人護(hù)理吸收性物品的主要功 能之一是吸收和保持身體分泌物例如血液、月經(jīng)、尿液和排便。通過(guò)提供具有中空凸起的 纖維性非織造物，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)一些屬性。首先，通過(guò)提供凸起，所述全部層壓品可被制造為 當(dāng)使使用的材料最少化時(shí)具有更高厚度。增加的材料厚度有助于加強(qiáng)使用者皮膚與所述吸 收巧的分離，因此改善了對(duì)更干燥皮膚的預(yù)期。通過(guò)提供凸起，在所述凸起之間形成基座區(qū) 域，當(dāng)所述分泌物被吸收時(shí)，所述基座區(qū)域可暫時(shí)地將分泌物與所述凸起高點(diǎn)隔開(kāi)，因此減 少了皮膚接觸且提供了更佳的皮膚受益。第二，通過(guò)提供該樣的凸起，可減少所述分泌物在 成品中的擴(kuò)散，因此使更少的皮膚受到污染。第=，通過(guò)提供凸起，所述中空部自身可用作 流體儲(chǔ)器W臨時(shí)儲(chǔ)存身體分泌物且之后允許所述分泌物豎直移動(dòng)至整個(gè)產(chǎn)品的下層。第 四，通過(guò)減少總的皮膚接觸，具有該樣凸起的纖維性非織造物層壓品可向所接觸的皮膚提 供更柔軟的感覺(jué)因此加強(qiáng)了所述層和整個(gè)產(chǎn)品的觸覺(jué)美學(xué)。第五，當(dāng)該樣的材料用作產(chǎn)品 例如尿布、尿褲、訓(xùn)練褲、成人失禁產(chǎn)品和女性衛(wèi)生產(chǎn)品的身體接觸內(nèi)襯材料時(shí)，在所述產(chǎn) 品被移除的情況下所述內(nèi)襯材料還提供用作清潔輔助的功能。在該些產(chǎn)品通常會(huì)遭遇到的 月經(jīng)和較低粘度排便的情況下尤為如此。再一次地，該樣的材料可提供在清潔和防滲漏方 面的額外益處。
[0003] 在清潔產(chǎn)品的情況下，所述凸起同樣可提供增加的總體表面面積，用于收集和容 納從被清潔的表面移除的材料。此外，清潔化合物和其它化合物可被裝入所述中空凸起W 儲(chǔ)存并進(jìn)而在使用時(shí)將該些清潔物和其它化合物釋放至被清潔的表面上。
[0004] 已進(jìn)行其它嘗試W提供纖維性非織造纖網(wǎng)，其將提供上述屬性且滿足上述任務(wù)。 一個(gè)該樣的方法是使用各種類型的壓花W形成=維度。該在一定程度上起作用，然而需要 高基重W形成具有顯著外形的結(jié)構(gòu)。此外，在所述壓花工藝中固有的是起始厚度的損失，該 源于W下事實(shí)，即壓花本質(zhì)上是擠壓和接合工藝。此外，為了在非織造織物中"固定"所述 壓花，致密部段通常被融合W形成通常不透流體的烙接點(diǎn)。因此損失了用于使流體流經(jīng)所 述材料的一部分面積。而且，"固化"所述織物可引起所述材料硬化且變得觸摸起來(lái)粗趟。
[0005] 另一個(gè)提供上述屬性的方法是在=維形成的表面上形成纖維性纖網(wǎng)。所造成的結(jié) 構(gòu)通常具有在低基重下很小的回彈性（假設(shè)使用的是具有期望美學(xué)屬性的柔軟纖維），且 形貌在纏繞在漉上且經(jīng)過(guò)后續(xù)的轉(zhuǎn)化過(guò)程時(shí)顯著退化。該在所述=維形成工藝中通過(guò)使所 述=維形狀填充纖維而部分地解決。然而，該通常由于使用更多材料導(dǎo)致更高成本并且犧 牲柔軟性，而且導(dǎo)致所獲得的材料對(duì)于某些應(yīng)用而言不美觀的情況。
[0006] 另一個(gè)提供上述屬性的方法是給纖維性纖網(wǎng)打孔。根據(jù)工藝流程，該可生成平的 二維纖網(wǎng)或具有一定=維度的纖網(wǎng)，其中移位的纖維被推出原始纖網(wǎng)的平面。通常，=維度 的范圍受到限制，且在足夠的載荷下，所述移位的纖維可能朝其原始位置被推回，導(dǎo)致所述 孔至少局部關(guān)閉。為了 "固化"在原始纖網(wǎng)平面之外的所述移位纖維的打孔過(guò)程易于降低 原始纖網(wǎng)的柔軟性。有孔材料的另一個(gè)問(wèn)題是，當(dāng)它們被引入最終產(chǎn)品時(shí)（該經(jīng)常借助于 粘合劑完成），由于它們的開(kāi)放結(jié)構(gòu)，粘合劑會(huì)經(jīng)常輕易滲透非織造物中的孔，即從其下側(cè) 至其頂部暴露的表面，從而發(fā)生所不希望的問(wèn)題、例如粘合劑在轉(zhuǎn)化過(guò)程中積累或在成品 的多個(gè)層之間形成非預(yù)期的結(jié)合。
[0007] 結(jié)果是，仍然存在對(duì)一種材料W及工藝流程和設(shè)備的需要，所述材料W及工藝流 程和設(shè)備提供滿足上述需求的=維特征。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明針對(duì)含有帶凸起的纖維性非織造層的流體纏結(jié)層壓品，所述凸起優(yōu)選為中 空的且從所述層壓品的一個(gè)表面延伸出，且還針對(duì)制造該樣的層壓品和將它們加入終端產(chǎn) 品的工藝和設(shè)備。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的流體纏結(jié)層壓纖網(wǎng)，在能夠加有其它層的同時(shí)，包括支撐層和非織 造凸起纖網(wǎng)，該支撐層具有相反的第一和第二表面W及厚度，而該非織造凸起纖網(wǎng)含有多 個(gè)纖維并具有相反的內(nèi)外表面W及厚度。該支撐層的第二表面接觸該凸起纖網(wǎng)的內(nèi)表面， 而在該凸起纖網(wǎng)中的多個(gè)第一纖維形成從凸起纖網(wǎng)外表面向外延伸的多個(gè)凸起。在該凸起 纖網(wǎng)中的多個(gè)第二纖維與該支撐層纏結(jié)W形成所獲得的流體纏結(jié)層壓纖網(wǎng)。
[0010] 該層壓品的帶凸起的凸起纖網(wǎng)部分提供廣泛的多種屬性，所述屬性使其適用于眾 多終端用途。在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述凸起的全部或至少一部分限定出中空的內(nèi)部。
[0011] 該支撐層可由包括連續(xù)纖維纖網(wǎng)的多種材料制成，例如紡粘材料，或其可由更短 纖維的短切纖維纖網(wǎng)制成。該凸起纖網(wǎng)也可由連續(xù)纖維纖網(wǎng)和短切纖維纖網(wǎng)二者制成，但 對(duì)于凸起纖網(wǎng)期望的是具有比該支撐層更少的纖維與纖維的接合或纖維纏結(jié)W促進(jìn)所述 凸起的形成。
[0012] 支撐層和凸起纖網(wǎng)可各自根據(jù)特殊的終端用途應(yīng)用被制成不同基重。所述層壓品 和工藝流程的獨(dú)特屬性是制造對(duì)于應(yīng)用而言被認(rèn)為是低基重的層壓品的能力，所述應(yīng)用包 括但不局限于個(gè)人護(hù)理吸收性產(chǎn)品和食品包裝件。例如，根據(jù)本發(fā)明的流體纏結(jié)層壓纖網(wǎng) 可具有約25至約100克每平方米（gsm)之間的總基重，且該支撐層可具有約5至約40克 每平方米之間的基重，而該凸起纖網(wǎng)可具有約10至約60克每平方米之間的基重。由于該 層壓品形成的方式和兩個(gè)相對(duì)于形成過(guò)程有不同功能的不同層的使用，該樣的基重范圍是 可行的。結(jié)果是，所述層壓品能夠在商業(yè)環(huán)境中制造，其迄今為止由于不能處理單獨(dú)纖網(wǎng)和 形成有利的凸起而被認(rèn)為是不可行的。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的層壓纖網(wǎng)可被引入用于大量廣泛使用的吸收性物品，包括但不局限 于尿布、尿褲、訓(xùn)練褲、失禁器件、女性衛(wèi)生產(chǎn)品、綱帶和擦拭物。通常該樣的產(chǎn)品會(huì)包括身 體側(cè)內(nèi)襯或皮膚接觸材料、面向衣服材料也被稱作背片和被置于所述身體側(cè)內(nèi)襯和背片之 間的吸收巧。就該點(diǎn)而言，該樣的吸收性物品可具有至少一個(gè)層，所述層至少部分地由本 發(fā)明的流體纏結(jié)層壓纖網(wǎng)構(gòu)成，包括但不局限于該吸收性物品的外表面之一。如果該外表 面是身體接觸表面，那么該流體纏結(jié)層壓纖網(wǎng)可單獨(dú)使用或與吸收性材料的其它層組合使 用。此外，所述流體纏結(jié)層壓纖網(wǎng)優(yōu)選在所述層壓品的支撐層部分中可包括水凝膠、也稱為 超級(jí)吸收性材料。如果所述層壓纖網(wǎng)被用作在該吸收性物品的衣服側(cè)的外部表面上，那么 其最好附接不透液層例如膜層至該支撐層的第一或外部表面并將該不透液層定位成朝該 吸收性物品的內(nèi)側(cè)，如此，該凸起纖網(wǎng)的凸起位于該吸收性物品的外側(cè)上。該種相同類型的 構(gòu)造也可被用在食品包裝中W吸收來(lái)自所述包裝內(nèi)容物的流體。
[0014] 對(duì)于該樣的吸收性物品來(lái)說(shuō)同樣非常普遍的是具有通常稱作"涌流"或"轉(zhuǎn)移" 層的可選層，其被置于所述身體側(cè)內(nèi)襯和吸收巧之間。當(dāng)該樣的產(chǎn)品呈例如尿布或成人失 禁器件的形式時(shí)，它們也可包括位于所述產(chǎn)品的側(cè)邊緣處的前和/或后腰部區(qū)域內(nèi)的叫做 "耳部"的部分。該些耳部可將產(chǎn)品繞穿用者的軀體固定，通常與粘合劑和/或機(jī)械鉤圈扣 合系統(tǒng)配合。在某些應(yīng)用中，所述扣合系統(tǒng)連接至所述耳部的遠(yuǎn)端且附接至位于該產(chǎn)品前 腰部分上的稱作"正面貼"或"帶安置區(qū)"的部分。根據(jù)本發(fā)明的流體纏結(jié)層壓纖網(wǎng)可被用 于任何一個(gè)或多個(gè)該些部件和產(chǎn)品的全部或一部分。
[0015] 當(dāng)該樣的吸收性物品呈例如訓(xùn)練褲、尿褲或設(shè)計(jì)為像內(nèi)衣一樣穿戴和穿著的其它 產(chǎn)品的形式時(shí)，該樣的產(chǎn)品會(huì)通常包括連接該產(chǎn)品的前后腰區(qū)的被稱作"側(cè)片"的部分。該 樣的側(cè)片可同時(shí)包括彈性和非彈性部分而本發(fā)明的流體纏結(jié)層壓纖網(wǎng)也可被用作該些側(cè) 片的全部或一部分。
[0016] 因此，該樣的吸收性物品可具有至少一個(gè)層，該層的全部或部分包含本發(fā)明的流 體纏結(jié)層壓纖網(wǎng)。
[0017] 同樣在本文公開(kāi)的是用于形成根據(jù)本發(fā)明的流體纏結(jié)層壓纖網(wǎng)的若干設(shè)備配置 和工藝流程。一種該樣的工藝流程包括W下工藝步驟；提供凸起形成表面，其限定出多個(gè)在 其中的成形孔且所述成形孔彼此間隔并在其間具有基座區(qū)。所述凸起形成表面能夠沿機(jī)器 方向W凸起形成表面速度移動(dòng)。此外提供一種凸起流體纏結(jié)裝置，其具有多個(gè)凸起流體噴 嘴，能夠從所述凸起流體噴嘴朝所述凸起形成表面的方向噴射多個(gè)加壓的凸起流體射流。
[0018] 然后提供具有相反的第一和第二表面的支撐層和具有多個(gè)纖維和相反的內(nèi)外表 面的非織造凸起纖網(wǎng)。該凸起纖網(wǎng)被喂送至凸起形成表面上，其中該凸起纖網(wǎng)的外表面被 定位成鄰接該凸起形成表面。該支撐層的第二表面被喂送至該凸起纖網(wǎng)的內(nèi)表面上。引導(dǎo) 來(lái)自所述多個(gè)凸起流體噴嘴的纏結(jié)流體的多個(gè)加壓的凸起流體射流沿從支撐層第一表面 朝向凸起形成表面的方向，W造成a)凸起纖網(wǎng)中的位于該凸起形成表面中的成形孔的附 近的多個(gè)第一纖維被導(dǎo)入所述成形孔W形成從凸起纖網(wǎng)外表面向外延伸的多個(gè)凸起，和b) 該凸起纖網(wǎng)中的多個(gè)第二纖維與支撐層纏結(jié)W形成層壓纖網(wǎng)。所述纏結(jié)可W是凸起纖網(wǎng)的 纖維與支撐層纏結(jié)的結(jié)果，或也可W是當(dāng)該支撐層也是纖維性結(jié)構(gòu)時(shí)該支撐層的纖維與凸 起纖網(wǎng)的纖維纏結(jié)的結(jié)果或所述兩種纏結(jié)工藝的組合。此外，在該凸起纖網(wǎng)中的第一和多 個(gè)第二纖維可W是相同的多個(gè)纖維，尤其當(dāng)所述凸起間隔很近時(shí)，因?yàn)橥焕w維一如果其 具有足夠的長(zhǎng)度一可同時(shí)形成凸起并與支撐層纏結(jié)。
[0019] 在所述凸起在凸起纖網(wǎng)中形成并且凸起纖網(wǎng)與支撐層附接W形成層壓纖網(wǎng)之后， 所述層壓纖網(wǎng)從凸起形成表面中移除。在所述工藝流程和設(shè)備的某些實(shí)施方式中，有利的 是，多個(gè)流體射流的方向造成中空凸起的形成。
[0020] 在一優(yōu)選設(shè)計(jì)中，所述凸起形成表面包含織構(gòu)化滾筒，雖然也能夠由帶系統(tǒng)或帶 絲系統(tǒng)形成所述形成表面。在某些實(shí)施方式中有利的是所述凸起形成表面的基座區(qū)不是流 體可滲透的，在其它情況下它們可W是可滲透的，尤其當(dāng)所述成形表面是多孔成形線材時(shí)。 若需要，所述形成表面可W形成為除所述孔之外的凸起區(qū)域，W便在根據(jù)本發(fā)明的流體纏 結(jié)層壓纖網(wǎng)的基座區(qū)中形成凹陷或孔。
[0021] 在所述設(shè)備的替代實(shí)施方式中，所述凸起纖網(wǎng)和/或支撐層可W與凸起形成表面 移動(dòng)速度相等的速度或W更快或更慢的速度被喂入凸起成形工藝流程中。在該工藝流程的 某些實(shí)施方式中，有利的是凸起纖網(wǎng)W高于支撐層被喂送至凸起纖網(wǎng)的速度被喂送至凸起 形成表面。在其它情況下，可能有利的是，將凸起纖網(wǎng)和支撐層都W高于凸起形成表面的速 度喂送至凸起形成表面。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，將材料超喂至工藝流程中為所述凸起的形成提供了凸 起纖網(wǎng)內(nèi)的額外的纖維性結(jié)構(gòu)。材料被喂入該工藝流程的速率稱作超喂率。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，尤 其是在超喂率在約10%至約50%之間時(shí)可制造良好成形的凸起，意味著所述材料被喂入 工藝流程和設(shè)備的速度比所述凸起形成表面的速度快約10%至約50%。該尤其對(duì)于向所 述工藝流程和設(shè)備超喂凸起纖網(wǎng)是有利的。
[0022] 在所述工藝流程和設(shè)備的替代形式中，在凸起形成步驟之前提供預(yù)層壓步驟。在 該個(gè)實(shí)施例中，給所述設(shè)備和工藝流程提供對(duì)流體可滲透的層壓形成表面。所述層壓形成 表面能夠沿機(jī)器方向W層壓形成速度移動(dòng)。作為上述工藝流程和設(shè)備的另一實(shí)施例，凸起 形成表面被提供，其限定出在該表面中的多個(gè)成形孔且所述成形孔彼此間隔并在其間具有 基座區(qū)。所述凸起形成表面也能夠沿所述機(jī)器方向W凸起形成表面速度移動(dòng)。所述設(shè)備和 工藝流程還包括層壓流體纏結(jié)裝置，該裝置具有多個(gè)層壓流體噴嘴，其能夠從所述層壓流 體噴嘴沿朝向?qū)訅盒纬杀砻娴姆较驀娚淅p結(jié)流體的多個(gè)加壓的層壓流體射流，且所述設(shè)備 和工藝流程還包括凸起流體纏結(jié)裝置，其具有多個(gè)凸起流體噴嘴，其能夠從所述凸起流體 噴嘴沿朝向凸起形成表面的方向噴射纏結(jié)流體的多個(gè)加壓的凸起流體射流。
[0023] 作為其它工藝流程和設(shè)備，然后提供具有相反的第一和第二表面的支撐層和具有 多個(gè)纖維和相反的內(nèi)外表面的凸起纖網(wǎng)。所述支撐層和凸起纖網(wǎng)被喂送至層壓形成表面 上，在此位置處纏結(jié)流體的多個(gè)加壓的層壓流體射流從多個(gè)層壓流體噴嘴被引入所述支撐 層和凸起纖網(wǎng)，W引起該凸起纖網(wǎng)的至少一部分纖維與該支撐層纏結(jié)，W形成層壓纖網(wǎng)。
[0024] 在該層壓纖網(wǎng)形成之后，其被喂送至該凸起形成表面上，且該凸起纖網(wǎng)的外表面 鄰接該凸起形成表面。接著，來(lái)自多個(gè)凸起流體噴嘴的、纏結(jié)流體的多個(gè)加壓的凸起流體射 流沿從支撐層第一表面朝向凸起形成表面的方向被引入層壓纖網(wǎng)中，W引起凸起纖網(wǎng)中位 于凸起形成表面的成形孔附近的多個(gè)第一纖維被引入成形孔W形成從凸起纖網(wǎng)外表面向 外延伸的多個(gè)凸起。該樣形成的流體纏結(jié)層壓纖網(wǎng)隨后