專利名稱：混合有合成纖維的吸濕材料和用于制造該材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用作一次性尿布、婦女衛(wèi)生巾產(chǎn)品與失禁裝置之類制品中的吸濕芯的吸濕材料和用于制造該吸濕材料的方法。更具體地說，本發(fā)明涉及高密度、強(qiáng)力、柔軟且具有優(yōu)越吸濕性，尤其流體收集能力的改進(jìn)性吸濕材料。
背景技術(shù)：
一次性吸濕制品如尿布、婦女衛(wèi)生巾產(chǎn)品、成年人失禁裝置等已獲取廣泛的認(rèn)可。為了使他們更有效地起作用，這類吸濕制品必須快速地吸收體液，使這些體液分布到整個吸濕制品內(nèi)，并能夠以足夠的能量保持這種體液，在置于載荷下時使體表面干燥。此外，吸濕制品需要有充分的軟性和韌性，以舒適地依隨人體表面，并能為防止下部泄漏提供緊密的配合。
雖然各種吸濕制品的設(shè)計因用途而異，但有些元件或部件對所有這類制品是共同的。吸濕制品包括透液的頂片或面層，其面層是設(shè)計成與身體表面相接觸。此面層是由考慮到不阻礙體液從身體轉(zhuǎn)移到吸濕制品的芯料的材料制成。這種面層本身不應(yīng)吸收體液，因而應(yīng)保持干燥。這種制品還包括設(shè)于制品的外表面上的不透液背片或背層，該層設(shè)計用來防止體液泄漏到制品之外。
設(shè)于面層與背層之間的是本技術(shù)領(lǐng)域中稱作吸濕芯或嵌料的吸濕件。吸濕芯的作用是吸收和保持通過面層進(jìn)入吸濕制品的體液。由于體液的源常常是局部的，就必須提供將體液分布到吸濕芯的整個尺寸范圍內(nèi)的裝置，以便竭盡可能地利用全部吸濕材料。為此，通常是在面層和吸濕芯之間設(shè)置分布件和/或改變吸收芯本身的組成。
通過設(shè)于面層與吸濕芯之間任選的過渡層、轉(zhuǎn)移層或獲取層可將體液分配到吸濕芯的不同部分上。獲取層的目的是便于體液的橫向滲開，并且進(jìn)一步快速把體液轉(zhuǎn)移和分配到吸濕芯中。盡管一種獨(dú)立獲取層基本上能夠令人滿意的起到上述所執(zhí)行作用功能，但在吸濕材料產(chǎn)品中獨(dú)立獲取層的加入會使結(jié)構(gòu)復(fù)雜并且要求增加制造步驟。其還必需增加吸濕材料制品的成本。另外，在一些應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑾Ｍ峁┮环N不使用這種獨(dú)立獲取層的吸濕材料產(chǎn)品，但該產(chǎn)品具有改進(jìn)的獲取能力。此外，這就希望提供一種具有增加獲取能力的改進(jìn)的吸濕材料產(chǎn)品，而沒有明顯增加產(chǎn)品的硬度。還希望提供一種具有導(dǎo)致形成有柔軟和柔順產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的改進(jìn)的吸濕材料產(chǎn)品。
傳統(tǒng)的吸濕芯一般是由纖維素木漿纖維基質(zhì)形成，其能夠吸收大量的流體。吸濕芯能夠用不同的方式設(shè)計成能提高體液吸濕和保持性質(zhì)。舉例來說，通過在木漿的纖維中增設(shè)超吸濕材料就可顯著提高吸濕芯的體液保持特性。超吸濕材料是本技術(shù)領(lǐng)域中周知的，其具有基本不溶于水的吸濕聚合物組分，相當(dāng)于其重量而言能吸收大量的體液并在吸濕后形成水凝膠。包含有木漿和超吸濕材料的摻合物或混合物的吸濕制品在本技術(shù)領(lǐng)域中是周知的。
超吸濕材料在吸濕芯內(nèi)的分布可以是均勻的或者是不均勻的。舉例來說，鄰近背層(遠(yuǎn)離穿用者)的部分吸濕芯可以形成比鄰近面層或獲取層的部分吸濕芯含有較多量的超吸濕芯材料。另一實例是，可將吸濕芯最靠近體液進(jìn)入處(例如獲取區(qū))的部分形成能夠把體液輸送(抽吸)到其芯料的周圍部分(例如存儲區(qū))。
除了使木漿混合超吸濕材料以外，還描述過其他各種用來改進(jìn)木漿特性的措施。例如可以用化學(xué)去粘劑使?jié){粕板較容易地被脫纖維化(例如，見US3,930,933)。此外，木漿的纖維素纖維在加入復(fù)合纖維網(wǎng)吸濕材料之前可以經(jīng)過急驟干燥(例如，見1994年6月1日公開的英國專利申請GB2272916A)。此外。木漿的單個化的纖維素纖維能夠被交聯(lián)(例如，見US4,822,453；4,888,093；5,190,563；和5,252,275)。所有這些方法都存在著要求木漿制造商在木漿制備工序中進(jìn)行費(fèi)時費(fèi)錢的步驟的缺點(diǎn)。因此，應(yīng)用這類工序?qū)@著增加木漿的成本。
盡管所有上述處理步驟都已報道能改進(jìn)用于吸濕芯的漿粕的吸濕特性，但存在著與這類處理相聯(lián)系的各種缺點(diǎn)。例如，最終用途的吸濕制品(例如婦女衛(wèi)生巾產(chǎn)品或尿布)的制造商一般是從木漿制造商中獲取片材形式的木漿。最終用途制品的制造商則必須使?jié){粕片材中的纖維散開，以便分離此漿粕片材中的各纖維束。通常，木漿只具有低的水分，這使得各纖維較脆，導(dǎo)致抖松操作中因纖維斷裂而形成微塵。如果漿粕制造商在發(fā)貨給吸濕制品制造者之前進(jìn)行這種抖松處理，這種漿粕的運(yùn)輸費(fèi)用就會增加。至少有過一家漿粕生產(chǎn)商試圖通過在窄范圍的漿粕密度和基重條件下不使用化學(xué)粘合劑生產(chǎn)急驟干燥的漿粕來解決上述問題(參看US5,262,005)。但是，即使采用這種方法，吸濕制品的制造商也仍需在購入這種漿粕后對其進(jìn)行處理。
吸濕材料的制造商曾作過眾多的嘗試來生產(chǎn)高吸濕的強(qiáng)力軟性芯材。US4,610,678公開了一種含親水纖維和超吸濕材料的氣流成網(wǎng)材料，其中這種材料是在干燥狀態(tài)下氣流成網(wǎng)而且不使用任何添加的粘合劑加以致密化。但是，這種材料的整體性差，易影響到將超吸濕材料抖落掉或顯著量的損失。US5,516,569公開了在氣流成網(wǎng)過程中，通過給吸濕材料增加顯著量的水可以減少從氣流成網(wǎng)吸濕材料中抖落掉超吸濕材料。但這種最終形成的材料較僵硬，具有低的密度和高的水份(約大于15％(重量))。US5,547,541公開了可以制成含親水纖維和超吸濕材料的高密度的氣流成網(wǎng)材料，在此材料中加入了增密劑。但應(yīng)用這種增密劑會增加材料的生產(chǎn)成本。
US 5,562,645公開了低密度(密度小于(0.25g/cm3)的吸濕材料。應(yīng)用這種低密度的膨松材料會增加運(yùn)輸和處理成本。US5,635,239公開一種吸濕材料中含有兩種絡(luò)合物成形劑，它們當(dāng)濕潤時起反應(yīng)形成絡(luò)合物。這類絡(luò)合物成形劑是聚合烯烴。EP0763364A2公開的超吸濕材料中含有陰離子和陽離子型粘合劑，它們用來將超吸濕材料保持在材料中。應(yīng)用這種成形劑和粘合劑都會增加吸濕材料的制造成本并且可能有害于環(huán)境。
US2,955,641和US5,693,162公開了(1)將蒸氣應(yīng)用于吸濕材料中，以增加吸濕材料的濕量，和(2)壓縮吸濕材料。US5,692,162還公開了使用熱砑輥(可以軋花)來形成致密結(jié)構(gòu)，并使用適合熱粘合的熱塑和熱固樹脂。
US5,919,178公開了一種制造吸濕結(jié)構(gòu)的方法，該吸濕結(jié)構(gòu)具有夾在兩個吸濕層之間的包含超吸濕材料的一個中間層，其中底層可以是薄的織物。該專利公開了當(dāng)薄層織物用作上層或下層時，薄織物的濕量應(yīng)為20％-70％(例如在線壓力為100-200kg/cm、溫度為120℃-250℃時，剛好在砑光從而將覆面料壓縮成0.1g/cm3的密度，以生產(chǎn)1mm-4mm厚的漿氈之前，用濕氣噴在薄織物上)。
一些吸濕結(jié)構(gòu)已研制出包括有由一種或多種熱塑性聚合物形成的纖維。已公布的國際申請PCT/US99/29468，公開號WO00/34567，其公開了應(yīng)用一種雙組分合成熱塑性纖維，其包括有作為芯的第一聚合物組分和圍在其外部作為外皮的第二聚合物組分。通常，熱塑性纖維部分被熔融，以形成一種粘骨架結(jié)構(gòu)。在傳統(tǒng)的產(chǎn)品中，使用一種具有圍繞芯的外皮的雙組分纖維，聚合物材料所包括的外皮熔融溫度低于芯的熔融溫度。外皮的熔融部分然后能夠隨著冷卻與其它熱塑性纖維形成熱粘合。根據(jù)WO00/34567，粘合還可以形成在塑料與漿粕纖維之間。
現(xiàn)有技術(shù)的使用熱粘合熱塑性纖維網(wǎng)的吸濕材料產(chǎn)品通常不是非常柔軟，因為現(xiàn)有技術(shù)的熱粘合方法會把一定程度增加的剛性賦給結(jié)構(gòu)。一些研究者已報道能夠觀察到?jīng)]有熔融熱塑性纖維加濕或粘合到纖維素纖維表面上(K.Kohlhammer，Dr.Klaus.“氣流成網(wǎng)的非織造織物中自交叉可鏈接的粉末樹脂”非織造織物世界，2000年6-7月，MTS出版，Kalamazoo，Michigan，U.S.A)。此外，傳統(tǒng)的熱粘合網(wǎng)會有灰塵問題和纖維屑問題。
在這種現(xiàn)有技術(shù)中，使用熱塑性纖維的結(jié)構(gòu)可提供一種增加粘合的吸濕芯，或增加粘合到吸濕芯上的獲取層，其將希望提供一種具有改進(jìn)吸濕特性的吸濕材料，例如改進(jìn)體液獲取特性，而同時提供一種仍保持相對軟和柔順并且其不會具有剛性顯著增加的材料。
一些現(xiàn)有技術(shù)的具有低密度和厚的吸濕材料結(jié)構(gòu)具有相對好的吸收體液的功能，但這種現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)的低密度和厚度具有明顯的缺點(diǎn)。因此希望提供一種改進(jìn)的吸濕芯材料，其具有較高的密度和相對的薄，而同時保持柔軟和順從性并提供良好的吸濕特性。
這樣一種改進(jìn)的吸濕材料結(jié)構(gòu)也將較好的適應(yīng)制造并且隨后進(jìn)行減少斷裂或瓦解的趨勢的處理。這樣一種改進(jìn)結(jié)構(gòu)將具有足夠抗張強(qiáng)度并且在干燥和濕的兩種條件下功能上的完整性。其還有一些優(yōu)點(diǎn)是提供這樣一種具有整體性結(jié)構(gòu)的改進(jìn)的吸濕材料以促進(jìn)和提高體液獲取物進(jìn)入到結(jié)構(gòu)中。
本領(lǐng)域不斷需要一種制造吸濕材料的改進(jìn)方法，其吸濕材料具有良好的體液獲取能力并且其滿足需用于一次性吸濕制品中的吸濕芯的吸濕性、強(qiáng)度和柔軟性要求，并且還為漿粕制造商和吸濕制品制造商兩方面帶來時間和成本的節(jié)省。
希望提供一種用于有效制造這種減少成本的改進(jìn)吸濕材料的改進(jìn)方法，并且對一貫生產(chǎn)具有吸濕、強(qiáng)度和柔軟性的預(yù)定特性的材料提供改進(jìn)。
發(fā)明概述本發(fā)明提供一種吸濕材料，其可具有相對高的密度特性，以至于由該材料制作的吸濕芯是相對薄的。這種材料表現(xiàn)出良好的吸濕特性，包括良好的體液獲取特性。此外，本發(fā)明的吸濕材料盡管具有相對高的密度，但其較軟和柔順。另外，本發(fā)明的吸濕材料具有相對高的強(qiáng)度和良好的完整性和抗張強(qiáng)度，以致于其能經(jīng)受住制造和隨后的處理以及使用。
本發(fā)明的材料具有優(yōu)良的吸收特性。吸濕材料能夠用于制造吸濕制品，例如尿布、婦女衛(wèi)生巾產(chǎn)品，或失禁裝置。該吸濕材料包括纖維素纖維和合成聚合物纖維的致密纖維網(wǎng)，并且纖維網(wǎng)具有小于約1500毫克的格利式織物硬度(Gurley Stiffness)，優(yōu)選小于1200毫克。在一個優(yōu)選的形式中，纖維網(wǎng)包括超吸濕材料，但纖維網(wǎng)基本沒有添加化學(xué)粘合劑。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選的形式中，至少一些合成聚合物纖維和纖維素纖維是通過液態(tài)穩(wěn)定粘合而連接在一起的。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選的形式中，形成在合成聚合物纖維外表面上的總表面區(qū)域的至少大部分不被熔融和再固化。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選的形式中，纖維網(wǎng)具有的密度是在約0.25g/cm3與約0.5g/cm3之間，并且纖維網(wǎng)具有的基重是在約100g/m2和650g/m2之間。
用于制造本發(fā)明吸濕材料的方法包括首先形成纖維素纖維和合成聚合物纖維的纖維網(wǎng)。
纖維網(wǎng)是在一對加熱輥之間移動，以壓實纖維網(wǎng)，而這時要保持各輥在一定溫度下以形成液態(tài)穩(wěn)定粘合，其粘合(1)至少是位于纖維素纖維和合成聚合物纖維之間，和(2)不足以產(chǎn)生大于約1500毫克的纖維網(wǎng)硬度。
在本發(fā)明第一個優(yōu)選的形式中，纖維網(wǎng)無需使用加熱烘箱而被生產(chǎn)，并且還包括超吸濕材料，但基本沒有添加化學(xué)粘合劑。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選的形式中，纖維網(wǎng)是以一選擇的速度在一對加熱輥之間移動，其加熱輥被壓紋或具有一表面圖案并且他們在一選擇的壓緊負(fù)載下把纖維網(wǎng)密度壓實到約0.25g/cm3與約0.50g/cm3之間，而這時保持各輥在一定的溫度下，其溫度不足以在所選擇的纖維網(wǎng)移動的速度和選擇的壓緊負(fù)載下使由合成聚合物纖維的外表面所限定的總表面區(qū)域的大部分被熔融，由此被壓實的纖維網(wǎng)的纖維網(wǎng)硬度小于約1500毫克，最好是小于約1200毫克。
通過下列本發(fā)明的詳細(xì)描述，權(quán)利要求書和附圖使本發(fā)明的許多其它優(yōu)點(diǎn)和特征將會變得更加清楚明了。


在附圖中，其形成說明書的一部分，其中圖1是本發(fā)明吸濕材料的第一實施例的纖維網(wǎng)或片材的放大的、局部橫截面視圖，并且在圖1中為便于舉例說明，所說明的結(jié)構(gòu)部分的高度或厚度已被夸大，并且應(yīng)該理解，圖1不必相對于各部分的厚度按比例被畫出；圖2是本發(fā)明吸濕材料的第二實施例的纖維網(wǎng)或片材的放大的、局部橫截面視圖，并且在圖2中為便于舉例說明，所說明的結(jié)構(gòu)部分的高度或厚度已被夸大，并且應(yīng)該理解，圖2不必相對于各部分的厚度按比例被畫出；圖3是舉例說明用于制造本發(fā)明改進(jìn)材料的優(yōu)選方法的裝置的簡化示意圖；圖4是用于測量吸濕材料芯吸特性裝置的簡化示意說明圖；圖5是在45°芯吸試驗中求得液體吸收性相對于距離的關(guān)系的代表性曲線圖，該試驗?zāi)軌蛟谑居趫D4的裝置上完成；圖6是舉例說明裝置簡化示意圖，其是用于制造本發(fā)明吸濕材料的不完整的形式或第一階段形式的裝置；圖7是圖6中裝置的示意圖，其表示了吸濕材料制造中的第二階段；圖8是用于吸濕材料完整制造的裝置的簡化示意圖，其第一和第二階段制造被示于圖6和7中；圖9是用于實現(xiàn)本發(fā)明吸濕材料第一階段制造的另一種裝置的簡化示意圖；圖10是用于在示于已完成圖9所示第一階段之后的材料最后階段制造的裝置的簡化示意圖；圖11表示的是本發(fā)明吸濕材料的表面的第一壓花花紋；圖12表示的是本發(fā)明吸濕材料的表面的第二壓花花紋；圖13表示的是本發(fā)明吸濕材料的表面的第三壓花花紋；圖14是根據(jù)本發(fā)明通過使用示于圖12中的壓花花紋2的方法制成的一部分吸濕材料的放大示意圖，并且示于圖14的部分材料相應(yīng)于所示的相對于壓花花紋的材料部分的特定區(qū)域，該壓花花紋是位于圖12中總體由參考標(biāo)記300表示的圓形內(nèi)；圖15是根據(jù)本發(fā)明吸濕材料一部分的掃描電子顯微鏡的顯微照片；圖16是類似于圖15的一個圖，但圖16表示了材料的不同部分；圖17是在傳統(tǒng)產(chǎn)品中使用的吸濕材料的掃描電子顯微鏡的顯微照片。
實施例詳細(xì)說明本發(fā)明提供一種改進(jìn)的吸濕材料，該材料特別適用于作如尿布、婦女衛(wèi)生巾產(chǎn)品、失禁裝置等吸濕制品中的芯料。吸濕材料也可用作任何用來吸收人體排除物(例如尿、乳房的奶水、血、月經(jīng)液)的裝置中的吸濕芯。因此，這樣的吸濕材料可以并入哺乳母親的胸罩中或是用作手術(shù)單(例如毛巾)或繃帶。
本發(fā)明的吸濕材料的優(yōu)選形式包括纖維素纖維、合成聚合物纖維和超吸濕效率的混合物。優(yōu)選的是，這些材料被氣流成網(wǎng)到一支撐層(例如，薄纖維網(wǎng))上。本發(fā)明的吸濕材料具有獨(dú)特地綜合了柔軟性、強(qiáng)度和吸濕特性，而使其特別適用于吸濕制品中。本發(fā)明的吸濕材料可以為吸濕制品制造商直接使用而不需要制造商除將其按照吸濕制品所需要的尺寸和形狀裁剪或折疊外的任何其他加工。
本發(fā)明的另外一方面是提供一種能夠用于制造吸濕材料的改進(jìn)方法，其吸濕材料是柔軟的，薄的，并且具有相對高的密度。本發(fā)明的方法的優(yōu)選形式是十分有效的，而無需使用昂貴的加熱烘箱和不要求使用化學(xué)粘合劑，膠粘劑等。這種吸濕材料具有在通常的一次性產(chǎn)品制造設(shè)備上進(jìn)一步處理的足夠整體性(強(qiáng)度)而不會使纖維斷裂。
關(guān)于含有附加物質(zhì)的目前材料的成分，這里所用的術(shù)語“重量百分?jǐn)?shù)”表示附加物質(zhì)的重量除以附加物質(zhì)和原始材料總綜合重量(如在環(huán)境狀態(tài)下測定)并乘100。例如，含有10重量％的附加的超吸濕材料的吸濕材料產(chǎn)品是指在含有初始吸濕材料和附加超吸濕材料兩材料的100g樣本中有10g超吸濕材料。
能夠用于本發(fā)明方法中的纖維素纖維在本技術(shù)領(lǐng)域中是眾所周知的，包括木漿、棉，亞麻和泥炭苔絨。木漿是較理想的。漿粕可以由機(jī)械或化學(xué)機(jī)械方法從亞硫酸鹽、牛皮紙漿、打漿的下腳料、有機(jī)溶劑漿粕等中獲取。軟木漿和硬木漿都可采用。軟木漿較為理想。在用于本發(fā)明吸濕材料中時，無需用化學(xué)去粘劑、交聯(lián)劑等來處理纖維素纖維。
如上所述，用于本吸濕材料中較理想的纖維素纖維是木漿。能用減少木料中的木質(zhì)素含量的方法來制備木漿較為理想。優(yōu)選的是，木漿中木質(zhì)素的含量應(yīng)少于約16％。更好的是，木質(zhì)素含量少于約10％。尤為更好的是木質(zhì)素少于約5％，最好的是木質(zhì)素少于約1％。正如本技術(shù)領(lǐng)域中周知的，木質(zhì)素含量是根據(jù)漿粕的Kappa值計算出的。此Kappa值是用標(biāo)準(zhǔn)的周知試驗方法(TAPPI Test 265-cm85)測定的。已測量了各種漿粕Kappa值，并用TAPPI Test 265-cm85計算木質(zhì)素含量。
為用于本發(fā)明的方法中，纖維素纖維最好是從Kappa值小于約100的木漿中制取。更好的是，Kappa值應(yīng)小于約75，50，25或10。最好的是，Kappa值小于約2.5。
木漿的一些其他特性使其特別適用于本發(fā)明的吸濕材料。絕大多數(shù)木漿中的纖維素具有很高的相對結(jié)晶度(大于約65％)。在本發(fā)明的材料的較理想的形式中，所用木漿的相對結(jié)晶度小于約65％是較好的。更好的是相對結(jié)晶度小于約50％，而最好的是相對結(jié)晶度小于約40％。類似地最好使?jié){粕具有增大的纖維卷曲值。
處理漿粕使上述特性最佳化的方式是本技術(shù)領(lǐng)域中所周知的。例如，用液氨來處理木漿已知能減少相對結(jié)晶度，增大纖維的卷曲值。急驟干燥已知能加大纖維的卷曲值和減少結(jié)晶度。漿粕的冷堿處理也增大了纖維的卷曲并減小了相對結(jié)晶度?；瘜W(xué)交聯(lián)已知可減少相對結(jié)晶度。對于本發(fā)明的材料的一種形式，由本發(fā)明的方法制造吸濕材料的纖維素纖維最好是至少部分地用冷堿處理或急驟干燥制得的。
有關(guān)冷堿提取方法的描述見于共同所有的美國專利申請系列號No.08/370,571，1995年1月18日提交，該申請是1994年1月21日提交的美國專利申請系列號No.08/184,377的部分連續(xù)申請。這兩份美國專利申請中所公開的內(nèi)容可在此結(jié)合供參考。
簡單地說，進(jìn)行堿處理一般是在溫度小于約60℃時來完成的，但較好的是在小于50℃，更好的是在約10℃至40℃之間。較理想的堿金屬鹽溶液是新配制的氫氧化鈉溶液，或是漿粕或是造紙過程的溶液副產(chǎn)物，例如半苛性的白液、氧化的白液等。其他的堿金屬如氫氧化胺和氫氧化鉀等也是可以采用的。但從成本考慮，較理想的鹽是氫氧化鈉。這種堿金屬鹽的濃度通常是該溶液的約2至25重量百分?jǐn)?shù)，較好是約6至18的重量百分?jǐn)?shù)。用于高比例快速吸濕應(yīng)用的漿粕最好以濃度約10-18％(重量)的堿金屬鹽的溶液處理。
正如本技術(shù)領(lǐng)域中周知的，在用來使?jié){粕干燥的急驟干燥方法中，漿粕被部分脫水、纖維化和送到可使?jié){粕中所含水份閃蒸掉的熱氣流中。簡單地說，這種初始稠度為30-50％(含水份50-70％)的漿粕直接送入一抖松機(jī)(例如，一種盤式提純機(jī))中，在此，借助機(jī)械作用纖維化(破碎和分離)，然后使纖維分散用于急驟干燥系統(tǒng)。此纖維化的漿粕一旦從抖松機(jī)中排出后即送入急驟干燥系統(tǒng)。此干燥系統(tǒng)本身是由兩段組成，每一段包括兩個干燥塔。纖維由高速的熱空氣送過干燥塔。第一段的入口空氣溫度約為240-260℃，而第二段的入口空氣溫度約為100-120℃。在各干燥段后，漿粕和熱空氣便送入旋風(fēng)分離器，而帶有從漿粕中蒸發(fā)出的水份的熱空氣便在此沿垂直方向排出。
在一般小規(guī)模系統(tǒng)中，這種干燥系統(tǒng)的第一段的排氣溫度約為100-120℃，而第二段的排氣溫度約為90-100℃。與此同時，材料輸送風(fēng)扇通過旋風(fēng)錐體抽出漿粕纖維并送到此系統(tǒng)的下一個部分。最后，經(jīng)過第二段旋風(fēng)分離器，被干燥的漿粕通過包括輸送環(huán)境空氣的冷風(fēng)扇的冷卻段，然后通過最后的冷卻用旋風(fēng)分離器。包括兩個干燥段、旋風(fēng)分離和冷卻在內(nèi)的整個系統(tǒng)的停留時間，在所用的供料速率(1.5kg干料/分，其是一般小規(guī)模機(jī)器的供料速率)下約30-60秒。大規(guī)模的，傳統(tǒng)的急驟干燥系統(tǒng)一般具有較高的供料速率。
在采用上述這種系統(tǒng)生產(chǎn)急驟干燥纖維的下側(cè)是生產(chǎn)最終產(chǎn)品中的定位纖維束。纖維束是在漿粕的纖維化過程中通過抖松機(jī)的機(jī)械作用形成的。此系統(tǒng)采用的是盤式提純機(jī)，其包括兩個設(shè)定間隙寬度在本例中為4mm的帶槽圓盤。一個盤處于固定位置，而另一個盤以高速轉(zhuǎn)動。漿粕送入兩個盤之間的間隙中，盤的轉(zhuǎn)動導(dǎo)致纖維沿著槽分離。不幸的是，隨著漿粕的纖維化，個別的一些纖維會相互纏結(jié)，形成若干單個纖維組成的小纖維束。當(dāng)這些纏結(jié)的纖維急驟干燥而除去水份時，這種纏結(jié)物緊固并增硬，在整個急驟干燥的漿粕內(nèi)形成小的定位的纖維束。在用急驟干燥漿粕生產(chǎn)出的最終氣流成網(wǎng)產(chǎn)品內(nèi)會出現(xiàn)大量的這種定位纖維束，就會降低產(chǎn)品的物理特性和性能。通過使用冷堿提取漿粕就能顯著地減少這種定位纖維束的量。
根據(jù)本發(fā)明的方法的一個方面(如下所述)，本發(fā)明的吸濕材料被制造成含有一種超吸濕材料。這種超吸濕材料是本技術(shù)領(lǐng)域中周知的。在此使用的術(shù)語“超吸濕材料”是指實質(zhì)上不水溶的聚合物材料，其能吸收相對其重量而言大量的流體。超吸濕材料可以取粒狀物質(zhì)、絮片、纖維等形狀。有代表性的粒狀形式包括細(xì)粒、粉粒、球粒、塊粒和團(tuán)粒。典型和較理想的超吸濕材料包括交聯(lián)聚丙烯酸鹽如鈉的聚丙烯鹽，超吸濕材料可從市場買到(如Stockhausen GmbH，Krefeld，德國)。本發(fā)明的吸濕材料的優(yōu)選的形式是含有約0-60％(重量)的超吸濕材料，更好的是約20-60％(重量)的超吸濕材料。
吸濕材抖的優(yōu)選形式圖1舉例說明了本發(fā)明的吸濕材料的一種形式。吸濕材料在圖中由參考數(shù)字20表示。材料20通常由本發(fā)明的方法制造成一個相對寬的片材，該片材可呈片的形式或大卷的形式提供給吸濕制品制造商。
材料的一般較理想的厚度在0.5-2.5mm之間。圖1中表示的材料20的不同厚度區(qū)域不一定按比例表示，在一些情況下，它可以放大以便清楚和方便圖示。
圖1中所示的吸濕材料20包括一主要的吸濕部分或芯36和一個可選的承載層22。承載層22可以例如是由天然或合成纖維構(gòu)成的紡粘、熔噴非織造物。
另外，用于承載層22的材料較理想的是薄織物。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，用作承載層的適當(dāng)?shù)谋】椢锊牧鲜潜娝苤?。最好這種薄織物由漂白的木漿制成，并且具有約273-300CFM(立方英尺/分)的透氣性。薄織物的抗張強(qiáng)度使得其在吸濕材料的成形和其它處理期間保持整體性。以牛頓/米表示的適當(dāng)?shù)腗D(加工方向)和CD(橫向方向)的抗張強(qiáng)度分別約為100-130和40-60。薄織物是每英寸具有充分量的縐紗的縐紗織物，以允許加工方向的伸長率在20-35％之間(這由SCAN P4481試驗方法確定)。用于氣流成網(wǎng)吸濕材料的薄織物可從市場上買到(例如，源自Cellu Tissue公司，2Forbes Street，East Hartford，CT 06108，美國，和由Duni AB，瑞典)。
表示在圖1中的吸濕材料結(jié)構(gòu)20的一種改進(jìn)結(jié)構(gòu)被示于圖2中，在此改進(jìn)結(jié)構(gòu)一般由參考數(shù)字20′表示。圖2中表示的材料20′的不同厚度區(qū)域不一定按比例表示，在一些情況下，它可以放大以便清楚和方便圖示。
表示在圖2中的材料20′包括一主要吸濕部分36和一承載層22，他們與上述圖1的第一實施例的材料20中的主要吸濕部分36和承載層22是一樣的。圖2中的吸濕材料20′的改進(jìn)實施例進(jìn)一步包括頂部承載層或覆蓋層38。覆蓋層38可以是薄織物或可以是其他類型的材料，其包括，但不限于，天然或合成纖維所構(gòu)成的粘附熔噴非織造物。
優(yōu)選的是，當(dāng)承載層例如薄織物層22被使用時，薄織物層22少量的埋設(shè)在主要吸濕部分36的底層內(nèi)，在加工期間，通過下面將詳細(xì)描述的一個或一些砑光輥而實現(xiàn)。
材料20和20′(圖1和2)的各實施例的主要吸濕部分36包括漿粕纖維32，在一較理想的形式中，其纖維一般具有約2.40mm的平均長度。在漿粕纖維32的一優(yōu)選形式中，至少部分漿粕纖維32是由上述冷堿提取法生產(chǎn)的。這包括在從約15℃-60℃的溫度下，用水成的堿金屬鹽水溶液處理包含纖維素纖維的漿粕的液體懸浮達(dá)約5-60分鐘的一段時間，該水成的堿金屬鹽水溶液具有所述溶液的約2％-25％(重量)的堿金屬鹽濃度。然后處理過的漿粕纖維素纖維或者經(jīng)急驟干燥或者穿過錘式粉碎機(jī)處理。
主要吸濕部分36(圖1和2)優(yōu)選的是包括上述的超吸濕材料，并且最好設(shè)置成超吸濕顆?；蛭⒘?0的形式。如果需要的話，漿粕和超吸濕材料能夠向下鋪設(shè)成到同質(zhì)混合物或非均質(zhì)混合物，其中超吸濕材料含量從近處到底部(即底部承載層22)是變化的。
典型的，吸濕制品制造商對著吸濕材料20或20′的一側(cè)上添加面層(即，頂層或覆蓋材料(未圖示))，這種面層與穿著制品的人的皮膚接觸。鄰接于面層的材料20或20′的上部能夠容納在排泄的第一時刻穿過面層的液體(例如月經(jīng)或尿)。材料20的上部迅速采集來自吸濕制品面層的液體，并將該液體分布到整個的吸濕部分36。尤其希望在液體第二和隨后排放到吸濕制品內(nèi)期間提供一種便于液體橫向散布的裝置。
本發(fā)明的一個方面是提供一種在主要吸濕部分或芯36中具有改進(jìn)獲取液體和橫向分布液體能力的吸濕材料。為此，主要吸濕部分或芯36包括合成聚合物纖維42(圖1和2)。這種合成聚合物纖維優(yōu)選的是長于漿粕纖維32。優(yōu)選的是，合成聚合物纖維是長于漿粕纖維32的約2-4倍。在此漿粕纖維長約為2mm，而合成聚合物纖維長度約為4-6mm，盡管一些合成纖維可以較短些，一些纖維可以較長些。
與具有稍微成矩形橫截面的漿粕纖維3 2相比，合成聚合物纖維42一般具有一圓形橫截面?？梢源_信本發(fā)明較為理想的是至少在一些應(yīng)用中，合成聚合物為42不要太長(不要長于4-6mm)，以便比較于使用較長的纖維確保主要吸濕部分的空隙和蓬松特性以及芯吸能力。比較于更傾向平行于主要吸濕部分的長度和寬度平面的較長的合成纖維，約6mm或更短長度的合成聚合物纖維更有可能具有與由主要吸濕部分的長度和寬度所限定的一般平面成斜角延伸的纖維長度取向。
在本發(fā)明材料呈現(xiàn)的優(yōu)選的形式中，吸濕芯部分中的合成聚合物纖維最好是由聚丙烯或聚對苯二甲酸乙二醇制成。合成聚合物纖維可都由單一的合成聚合物制成，例如聚丙烯或聚對苯二甲酸乙二醇。例如聚丙烯纖維可在高卷曲條件下形成為6.7dtex，標(biāo)準(zhǔn)長度6mm(6.7dtex(分特)數(shù)字表示纖維10,000米的重量克數(shù))。根據(jù)本發(fā)明所制造的吸濕材料的數(shù)據(jù)還包括有在高卷曲條件下具有標(biāo)準(zhǔn)長度6.35mm和6dtex的聚對苯二甲酸乙二醇纖維，和在高卷曲條件下具有標(biāo)準(zhǔn)長度12.7mm和17dtex的聚對苯二甲酸乙二醇纖維。
本發(fā)明還設(shè)想在吸濕芯部分中使用雙組分合成聚合物纖維。適合用于本發(fā)明的雙組分纖維的一個實例包括一聚丙烯芯和聚乙烯外皮并且具有標(biāo)準(zhǔn)的長度6mm和1.7dtex。
較好的是，主要吸濕部分36(圖1和2)的基重是在約100至650g/m2。承載層22的基重一般是在約15至20g/m2之間，但也可多些或少些。覆蓋層32(圖2)的基重一般是在約10和約50g/m2之間，但也可多些或少些。
吸濕材料20或20的較好的平均密度在約0.25至約0.50g/m3的范圍內(nèi)。在與環(huán)境大氣平衡之后，吸濕材料20和20的濕量優(yōu)選小于約10％(占總材料重量的重量百分比)，更好的是小于約8％，最好位于約1％與8％之間。
優(yōu)選的生產(chǎn)方法上述吸濕材料可由本發(fā)明的方法制造。本發(fā)明方法的第一優(yōu)選實施例由圖3示意性表示。圖示的方法采用了環(huán)狀絲，篩網(wǎng)或帶60，吸濕材料成分沉積于其上。
該方法允許底部承載層可任選地應(yīng)用于吸濕材料中(例如，分別描述在上述圖1和2的吸濕材料20和20中的薄織物層22)。為此，如圖3所示，薄織物網(wǎng)62從薄織物網(wǎng)輥64上退繞，并且被引導(dǎo)在環(huán)狀篩網(wǎng)60上。在成形頭工位65上一系列成形頭設(shè)置在環(huán)狀篩網(wǎng)60上。工位65包括第一成形頭71和第二成形頭72。也可提供或多或少量的成形頭。
纖維素纖維，其可包括0％-100％上述的冷堿提取的漿粕纖維，是利用傳統(tǒng)的錘式粉碎機(jī)(未表示)處理以便對纖維分別處理，被分別處理的漿粕纖維能夠在提供于各成形頭的混合系統(tǒng)中與合成聚合物纖維和超吸濕材料(例如，顆粒，微粒等)混合。成形頭71與混合系統(tǒng)81連接，并且成形頭72與混合系統(tǒng)82連接。漿粕纖維，合成聚合物纖維，和超吸濕顆?；蛭⒘Ｔ诨旌舷到y(tǒng)中被混合并且由空氣作用傳送至一個或多個成形頭。在其他方式中，漿粕纖維，合成纖維，和超吸濕顆?；蛭⒘？蓡为?dú)傳送至一個或多個成形頭，然后在成形頭內(nèi)混合在一起。一個或多個成形頭可僅進(jìn)行排出漿粕操作，而不排出合成聚合物纖維或超吸濕材料。在纖維處理或纖維素，漿粕纖維與合成聚合物纖維和/或超吸濕材料混合期間不加入化學(xué)粘合劑。
材料的混合和分配可針對每個成形頭單獨(dú)控制。例如，在一些系統(tǒng)中，在每個混合系統(tǒng)中受控制的空氣循環(huán)和帶翼攪拌器產(chǎn)生(混合系統(tǒng)81和82的漿粕和超吸濕顆粒和/或合成聚合物纖維的)基本上均勻的混合和分配。
超吸濕顆粒和合成聚合物纖維可以或者在要制造的結(jié)構(gòu)的吸濕芯部分的各處完全和同質(zhì)地混合，或者通過將超吸濕顆粒和/或合成聚合物纖維分配到所選擇的成形頭而僅包含一個特定厚度的區(qū)域。
如果需要，超吸濕顆粒和合成聚合物纖維可分別地從單獨(dú)的成形頭91和92(圖3)中單獨(dú)排出。在這種可選擇的構(gòu)造中，超吸濕顆粒成形頭91和合成聚合物纖維成形頭92能夠位于如所示的成形頭71和72的下游或能夠位于其上游，或在其他成形頭(未圖示)之間。另外，形成頭91和92上下游次序會與示于圖3的次序相反。如果單獨(dú)的成形頭91和92用于超吸濕材料和合成聚合物纖維，則附加的超吸濕顆粒和/或合成聚合物纖維還可在混合系統(tǒng)81和82中混合。作為替換，只有漿粕纖維可專門被分別輸送并經(jīng)過混合系統(tǒng)81和82以及成形頭71和72，此時超吸濕材料和合成聚合物纖維分別從成形頭91和92中排出。
來自每個成形頭的材料優(yōu)選借助真空沉積作為松散的不壓實的第一層直接落在薄織物網(wǎng)和承載層62(或直接沉積在環(huán)狀篩網(wǎng)60上)的材料層。
吸濕材料可包括一個上承載層或覆蓋層，如上述圖2的實例20中的覆蓋層38。如果將要生產(chǎn)這樣一種被覆蓋的吸濕材料，則覆蓋層片或網(wǎng)96從成形頭的下游的覆蓋層網(wǎng)輥98上退繞并且引導(dǎo)在如圖3所示的早先沉積的材料上。
吸濕材料優(yōu)選借助一個傳統(tǒng)的真空傳送裝置100從環(huán)狀篩網(wǎng)60輸送到一個包括有上輥121和下輥122的壓花工位上，其壓緊或壓實材料以形成一種增加密度的網(wǎng)。
在優(yōu)選的實施例中，上輥121一般是鋼輥，而下輥122一般是具有約85SHD硬度的彎曲輥。在優(yōu)選的方法中，上輥121具有滾花的表面，而下輥122具有光滑的表面。在一些應(yīng)用中可希望顛倒經(jīng)過輥間的網(wǎng)的取向以至于滾花輥接觸網(wǎng)的承載層62。在其他應(yīng)用中，也希望提供上輥121和下輥122兩個都具有滾花表面。
上輥121的重量承載在網(wǎng)上。作用在輥121軸上的傳統(tǒng)的液壓驅(qū)動器(未表示)可施加附加力。在本發(fā)明的一種形式中，網(wǎng)在約28和400牛頓/毫米橫向網(wǎng)寬度(160-2284磅力/英寸橫向網(wǎng)寬度)之間的載荷作用下在輥121和122之間被壓實。
加工線最好是以約30米/秒至300米/秒的線速度運(yùn)行。在優(yōu)選的實施例中，每個輥121和122被加熱到至少約120℃。輥121和122的溫度足以有助于漿粕纖維相互的氫鍵結(jié)合的形成，以及薄織物層(如果有)與漿粕纖維之間的結(jié)合，以便增加完成的吸濕材料的強(qiáng)度和整體性。這就提供了一種具有異常強(qiáng)度的完工產(chǎn)品而阻止超吸濕材料被去掉。
每個輥的溫度取決于線速度和所采用的合成聚合物纖維的類型。已發(fā)現(xiàn)可應(yīng)用本發(fā)明的方法提供這樣一種吸濕材料，其通過合成纖維被賦予有改進(jìn)的液體獲取特性而仍具有較低的格利式織物硬度(Gurley Stiffness)，并且因此柔軟和柔順。為此，根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選形式，其方法要保持輥121和122的溫度足以在合成聚合物與纖維素纖維之間形成液體穩(wěn)定粘合。術(shù)語“液體穩(wěn)定粘合”表示當(dāng)將被定為使用的吸濕材料經(jīng)受典型流體(例如，人體流體)時，該粘合隨著時間的過去而沒有顯著的退化。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的形式，在使用的特殊的線速度和壓實載荷下，輥121和122的溫度不足以產(chǎn)生結(jié)合在網(wǎng)中的合成聚合物纖維的太大表面區(qū)域的熔融。優(yōu)選的是，不多于合成聚合物纖維的外表的表面區(qū)域的一半被熔融。更好的是，明顯較少的表面區(qū)域是被熔融的。由于避免了合成聚合物纖維表面的明顯的熔融，本發(fā)明的方法使會增加網(wǎng)的剛性和硬度的再固化熱熔粘合的形成最小化。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選形式的一個方面，輥121和122提供有壓花花紋，其實例將在下面詳細(xì)描述。這樣的壓花花紋提供有較大壓實的有限面積和較少壓實的相鄰面積。被輥的壓花花紋的凸起部分更加壓實的網(wǎng)的面積經(jīng)受較大的熱傳送并由輥加壓，并且其能夠形成合成聚合物纖維的表面部分的熔融，隨后形成再固化，使相鄰的纖維素纖維以及相鄰的合成聚合物纖維產(chǎn)生熱粘合。然而，在位于壓花花紋的凸起部分之間的網(wǎng)的區(qū)域中，會在合成聚合物纖維與相鄰的纖維素纖維之間產(chǎn)生較少或沒有熱粘合。由于在整個的網(wǎng)上提供了這種未粘合或最小的粘合區(qū)域的相對大比例，使所形成的網(wǎng)的硬度能夠被控制，以至于其保持了相對的軟和柔順。另一方面，由于凸起部分的壓花花紋，在其附近，明顯熱粘合產(chǎn)生在合成聚合物纖維與纖維素纖維之間，因此足夠的剛度連同足夠的流體吸收能力一起賦予給網(wǎng)，以至于提供的網(wǎng)仍具有良好的流體獲取和吸收性能以及良好的強(qiáng)度和整體性。
當(dāng)離開輥121和122時，網(wǎng)含有非常少的水分(例如，以網(wǎng)的總重量為基準(zhǔn)，有1％-8％的水分)。被壓實和致密的網(wǎng)采用傳統(tǒng)的卷繞裝置被卷繞到輥130上。隨著網(wǎng)與環(huán)境大氣達(dá)到平衡，網(wǎng)的水分含量通常將增加，但理想的是其水分含量不要太高，最好的是在網(wǎng)的總重量的約1％-約8％之間。
通過本發(fā)明的方法制造包含超吸濕材料和具有良好流體獲取和吸收能力的合成聚合物纖維的高密度吸濕材料是有令人驚奇和意想不到的軟和柔順，并且在濕和干的兩種情況下仍有相對良好整體性的強(qiáng)度。吸濕材料可通過本發(fā)明的方法制備成具有各種范圍的基重，且不會反過來影響其柔軟性或強(qiáng)度。
通過本發(fā)明的方法制造的吸濕材料的強(qiáng)度、吸濕能力和柔順性的獨(dú)特的結(jié)合對于吸濕制品的制造商來說具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。通常，這種制造商購買漿粕，然后在制造最終制品(例如尿布、衛(wèi)生巾)時，必須在其制造車間在線加工這種漿粕。這種處理步驟可包括使?jié){粕的纖維分離、添加超吸濕材料，等等。在在線系統(tǒng)中，會由于各個步驟中的最慢的步驟而限制了可進(jìn)行這樣一些步驟的快速性。要求這樣一些處理步驟(例如纖維分離)的漿粕的實例公開在US5,262,005中。
制造商需要在線地對現(xiàn)有的材料進(jìn)行纖維分離或其他的處理就意味著整個生產(chǎn)過程實質(zhì)上使更為復(fù)雜。此外，制造商還必須購買、保養(yǎng)和操作為實施這種處理步驟所需的設(shè)備。這樣就加大了整體的生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的吸濕材料可直接并入所需的吸濕制品中，而不需要這種處理步驟。吸濕制品的制造商除了將本發(fā)明的吸濕材料成形為所需形狀外，不需要有對其進(jìn)行纖維分離或其他方式的處理。這樣，制造商就可加速組裝過程和顯著地節(jié)省費(fèi)用和時間。
根據(jù)本發(fā)明方法的各種形式可制造出本發(fā)明吸濕材料的一些不同的形式。吸濕材料的各種形式的樣品被測試以評估各種特性或性能。樣品的特性或性能還與所選擇的可買到的產(chǎn)品的特性進(jìn)行比較。測試結(jié)果被列在表I，II，III，和IV中并且在下面詳細(xì)公開了各種測試過程和隨之列出的測量結(jié)果。
測量和測試過程基重的確定吸濕材料的基重是通過從材料的一個試樣中對試樣首次稱重而確定的。測量試樣的長度和寬度。長度和寬度相乘以計算面積。然后重量除以面積，其商是基重。
密度的確定吸濕材料的密度是通過從材料的一個試樣中對試樣首次稱重而確定的。測量試樣的長度、寬度和厚度，并使其相乘以計算體積。然后試樣重量除以體積，以計算密度。
Gurley硬度的確定吸濕材料的Gurley硬度是根據(jù)用于非織造吸濕纖維領(lǐng)域中的傳統(tǒng)的Gurley硬度試驗對材料的試樣進(jìn)行試驗而確定的。利用美國紐約Troy的Gurley Precision Instruments制造的Gurley硬度試驗機(jī)(4171E型號)來測量吸濕材料的Gurley的硬度值。該儀器測量所需的外部施加彎矩，以產(chǎn)生試驗試樣條的特定尺寸的給定彎曲，該試驗試樣條在一端固定，并在另一端具有施加的集中載荷，結(jié)果得到以毫克為單位的“Gurley硬度”值。材料的Gurley硬度值越高，材料的彈性越低，由此柔軟度也低。
Gurley硬度的倒數(shù)除以1000，并以倒數(shù)克(g-1)為單位，用“柔順度”表示，并且其為表示吸濕材料的柔軟、韌性、可彎曲性的量度。
芯吸能量和標(biāo)準(zhǔn)芯吸能量的確定芯吸是吸濕材料引導(dǎo)流體離開流體進(jìn)入點(diǎn)并將流體分配到整個材料的能力。
吸濕材料的芯吸能力可以更好地通過在測試樣品的整個長度上示明芯吸性能來表征。通過計算測試樣品所吸收和芯吸的總的液體量(計算被吸收的液體對距離的曲線下面積)，便可計算出芯吸能量(吸濕材料能進(jìn)行吸濕工作的能力)。
由于吸收量是超吸濕材料含量的部分函數(shù)，這種能量可以相對于超吸濕材料含量標(biāo)準(zhǔn)化。所得的值在此稱作為“標(biāo)準(zhǔn)化芯吸能量”，單位為爾格/克(ergs/g)。
圖4表示了芯吸試樣設(shè)備。在吸濕測量裝置上接附一個45°芯吸試驗槽。此試驗槽基本上包括吸濕樣品用的圓形的流體供應(yīng)單元和45°斜坡裝置。此流體供應(yīng)單元有一矩形槽，液面由此測量單元保持成恒定高度。制備的試樣樣品的尺寸為1英寸×12英寸。樣品沿其長度每一英寸作一標(biāo)記。然后將樣品放到試驗槽的斜坡裝置上，保證樣品的其中一個邊緣浸漬到槽內(nèi)。試驗進(jìn)行了30分鐘。經(jīng)過此確定時間后移出樣品，沿著有標(biāo)志的距離處加以切斷。切下的部分置于預(yù)先稱重的鋁稱皿中。將包含有濕樣品的每個稱皿再次稱重，然后由烘箱干燥至恒重。對數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量平衡，按每一英寸測定樣品的吸濕率。對于每一樣品，將每克樣品吸收的流體量相對于至原點(diǎn)(流體源)的距離標(biāo)繪出。代表性的曲線表示在圖5中。曲線下的面積用下列公式計算[(y1)(x2-x1)+0.5(y2-y1)(x2-x1)+(y2)(x3-x2)+0.5(y3-y2)(x3-x2)+…+(yn)(xn-xn--1)+0.5(yn-yn-1)(xn-xn-1)]其中Xi是在第i英寸處的距離，而Yi是在第i英寸處的吸濕率。
然后將上述面積乘以重力常數(shù)(981cm/s2)和45°正弦值，求得功值或以爾格/克(ergs/g)為單位表示的芯吸能量值。對超吸濕材料將推導(dǎo)出的能量值通過除以百分?jǐn)?shù)超吸濕材料(％SAP)含量而標(biāo)準(zhǔn)化。
流體獲取性和再濕潤性的確定用本技術(shù)領(lǐng)域中周知的標(biāo)準(zhǔn)方法對一些樣品測試(1)液體的獲取性，和(2)再濕潤性。這些試驗測量了或吸濕產(chǎn)品吸濕材料對多種液體污染的吸收率，以及在0.5psi載荷下再濕潤的液體量。這種方法則適用于所有類型的吸濕材料，特別是用于吸收尿液方面。
流體獲取性和再濕潤性試驗開始記錄一種吸濕產(chǎn)品或材料的試驗樣品40cm×12cm(或其他要求尺寸)的干燥重量。然后在0.1psi的載荷下把80毫升的固定容積量的鹽水溶液通過一流體輸送圓柱施加到試驗樣品上。對于被吸收的全部8 0毫升溶液的時間(以秒計)記錄為“獲取時間”，并且然后試驗樣品不受干擾等待30分鐘后離開。一個預(yù)先稱重的濾紙(例如，Whatman#4(70mm))放置在溶液沖擊區(qū)域上，然后0.5psi載荷施加在試驗樣品上的濾紙上2分鐘。移開濕潤的濾紙，記錄濕重。開始干燥的濾紙重量與最終濕潤的濾紙的重量的差被記錄為試驗樣品的“再濕潤值”。其全部試驗在同樣的濕潤的樣品上重復(fù)2次。各次獲取時間和再濕潤值連同平均數(shù)值和標(biāo)準(zhǔn)偏差一起被記錄。使用液體的80毫升容積除以預(yù)先記錄的獲取時間來確定“獲取率”。對于具有一壓花側(cè)的任何樣品，其壓花側(cè)是最初經(jīng)受試驗流體的側(cè)。
試驗樣品生產(chǎn)方法和實例實例1在實例1中，示于圖1的本發(fā)明的形式是通過示于圖6-8的方法和列于表I中的各種不同的合成聚合物纖維組分而制造的。
吸濕材料的各種樣品輥是由示于圖6中的裝置上第一階段中的最開始部分所形成的材料網(wǎng)制造的，然后把部分已完成的網(wǎng)再在如圖7所示的裝置上的處理的第二階段上運(yùn)行。隨后，第二階段的網(wǎng)在如圖8所示的加工線上的第三階段被壓花。示于圖6和7中的加工線一般類似示于上述圖3中選用的加工線。示于圖6和7中的加工線包括承載網(wǎng)輥64，在環(huán)行篩網(wǎng)60上的承載網(wǎng)62從其輥上拉出位于一系列成形頭65之下，包括第一成形頭71和第二成形頭72，他們分別與混合系統(tǒng)81和82連接。
在環(huán)行篩網(wǎng)60的端部是一傳統(tǒng)的真空傳輸裝置100，并且真空傳輸裝置100的下游是一壓實工位，其包括上輥141和下輥142。這些傳統(tǒng)的光滑表面的壓實輥被加熱到約60℃。在壓實輥141和142的下游，部分地已完成的第一階段的網(wǎng)卷繞到第一中間輥146上。
在圖6所示的加工的第一階段，第一成形頭71把漿粕纖維和超吸濕顆粒沉積在承載層62上，而第二成形頭72僅沉積漿粕纖維。
根據(jù)該方法制造的所有樣品列在表I中，同樣的材料用于承載層62。它是一種薄織物，該薄織物由Cellu Tissue Corporation，2Forbes Street，East Hartford，Connecticut 06108，U.S.A銷售，指定等級3008。其是由100％南方軟木制造，并且具有基重10-11磅/3000平方英尺。其在加工方向的干抗張強(qiáng)度250-275克/英寸，和橫向方向的干抗張強(qiáng)度50-60克/英寸。加工方向上斷裂點(diǎn)的伸長率是22-28％。透氣率是每平方英尺每分鐘285立方英尺。光澤度反射能力是在457mm處為78。
在示于圖6的實例1成形方法的第一階段中，從第一成形頭71中所沉積的漿粕纖維(連同超吸濕顆粒)和從第二成形頭72所沉積的漿粕纖維是未處理的漿粕纖維，其標(biāo)記為Rayfloc-J-LD纖維，是由Rayonier，Inc.其一個辦事處在4474 Savannah Highway，Jesup，Georgia 31545，U.S.A制造。在第一階段由圖6所示的方法生產(chǎn)的底部網(wǎng)材料具有基重500克/平方米和含有55％的超吸濕顆粒的重量。
用于該方法的第一階段的超吸濕材料連同漿粕纖維是由第一成形頭71被沉積的，超吸濕顆粒是以SXM7440表示，由Stockhausen GmbH，Germany，其一個辦事處在2401 Doyle street，Greensboro，NorthCarolina 27406，U.S.A銷售。
第一階段底部網(wǎng)為了確立最少量的處理整體性的目的通過壓實輥141和142稍微松散地被壓實，在此之后該網(wǎng)被卷繞到導(dǎo)輥146上。
在實例1的第二階段，如圖7所示，網(wǎng)146(由圖6所示處理過程的第一階段制造)被安置在加工線的開始處并且運(yùn)行通過該加工線，此時附加材料由成形頭72被沉積在其上。在處理過程的第二階段，成形頭72沉積一種漿粕纖維和合成聚合物纖維的混合物或摻合物。成形頭71不操作。在圖7所示的處理過程的第二階段中由成形頭72所沉積合的成聚合物纖維和漿粕纖維的混合物是50％漿粕纖維和50％合成聚合物纖維的等重量混合物。沉積在第二階段的漿粕纖維與使用于圖6所示的加工的第一階段和上述的漿粕纖維是相同類型的。3種不同類型的合成聚合物纖維分別用于制造各種樣品，如列于表I中。
所有類型的合成聚合物纖維是在傳統(tǒng)的高卷曲(“HC”)條件下提供的，其中纖維被加捻和卷曲。在表I中，第一欄表示2種聚合物纖維“PP”，其表示為聚丙烯，和“PET”，其表示為聚對苯二甲酸乙二醇。列在表I的左手端第一欄的各合成纖維樣品包括“dtex”數(shù)，其表示這種纖維的10,000米的以克數(shù)計的重量。在表I的左手端欄中還列出了各合成聚合物纖維類型的纖維標(biāo)準(zhǔn)長度，以毫米計(mm)。
在示于圖7的處理過程的第二階段，含有合成聚合物纖維的進(jìn)一步完成的網(wǎng)運(yùn)行在一對輥151和52之間，此時壓實輥141和142(圖6所示，但圖7省去)從加工線上脫離。砑光輥151和152是保持溫度140℃的光滑表面輥。被砑光的網(wǎng)然后卷繞地導(dǎo)輥148上。
按照圖7所示的第二階段制造的實例1的網(wǎng)具有總基重550克/平方米，其具有約50％(重量)的超吸濕聚合物含量和約50％(重量)的總纖維含量(漿粕纖維和合成聚合物纖維)。纖維混合物中漿粕纖維量約91％(重量)，纖維混合物中合成聚合物纖維約9％(重量)。
如圖8所示，在用于制造列在表I中的實例1中的樣品的處理過程的第三階段中，來自第二階段的已砑光的輥148運(yùn)行通過包括有上壓花輥121和下輥122的壓花工位，相對于圖3所示的方法的優(yōu)選實施例，其是上述的類型。尤其是，下輥122是光滑表面輥，而上輥121在其表面包括有壓花花紋。
各輥121和122被保持在151℃的提高溫度。輥121和122對網(wǎng)保持提供加壓載荷，其約為240磅/線性英寸橫向網(wǎng)寬度。被壓花的網(wǎng)卷繞到輥130上(圖8)。
3種不同的壓花輥121分別用于不同樣品試驗上以便在各種樣品上提供不同的壓花花紋。壓花輥121具有一些表面凹痕使得產(chǎn)生凹下和凸起(相對于凹下)區(qū)域的花紋。3種花紋的每一種的基本復(fù)制單元分別表示在圖11，12和13中。在表I的第二欄中，3種壓花花紋的每一種用獨(dú)特的標(biāo)識數(shù)字分別地表示1(圖11)，2(圖12)，或3(圖13)?；y復(fù)制單元尺寸表示在圖中，單位為英寸。壓花輥表面下凹深度對于花紋1為0.03英寸，對于花紋2為0.03英寸，對于花紋3為0.03英寸。凸起區(qū)域表面對于花紋1是總輥花紋區(qū)域的15％，對于花紋2是總輥花紋區(qū)域的25％，對于花紋3是總輥花紋區(qū)域的10.8％。對于花紋3，凸起表面區(qū)域每平方英寸的量是142。
在表I中，樣品是用3種不同類型的合成聚合物纖維中的一種制成的(1)PP-6.7dtex，6.0mm；(2)PET-6denier(旦尼爾)，6.35mm，HC；和(3)PET-17denier，12.7mm，HC。聚丙烯(“PP”)纖維和聚酯(“PET”)纖維是由Mini Fiber，Inc.，2923 Boones Creek Road，Johnson City，Tennessee 37615 U.S.A提供。一種控制樣品被制成，而不需添加任何合成聚合物纖維，并且其列在表I中的第一行，如“控制樣品”。各3種類型合成聚合物纖維樣品的各3種標(biāo)識樣品用3種類型的壓花花紋中不同的一種進(jìn)行壓花，如表示在表I中的第二欄。各3種類型的合成聚合物纖維樣品的第四樣品是一種未壓花的網(wǎng)制成的(即，樣品是在第二階段(圖7)的端部的輥148制成)?？刂茦悠芬彩怯傻诙A段(圖7)的端部處的一個樣品制成的，以便控制樣品不被壓花。
在表I中，對于密度，硬度，流體獲取性，和再濕潤性的數(shù)值是以6個單個試驗樣品的測量或試驗的平均值所列出的。
在表I中，欄中“Acq1”，“Acq2”和“Acq3”表示流體獲取率，其是由上述的流體獲取試驗方法確定的。
在表I中，欄中所表示的“Rwet1”，“Rwet2”，“Rwet3”表示的再濕潤值，其是由上述再濕潤試驗所確定的。
表I還列出了3種不同的市場上買到的產(chǎn)品的密度，硬度和柔順性數(shù)值，所述產(chǎn)品具有一基重，該基重通常可比較于本發(fā)明被試驗的材料的基重，其結(jié)果列在表I中。然而，3種市場上買到的產(chǎn)品實質(zhì)上具有比本發(fā)明材料低的密度。
表示為“Concert 500.348”的市場上買到的產(chǎn)品是一種熱粘合的，氣流成網(wǎng)的吸濕芯，其是由Concert Fabrication Ltée，其一辦事處在Thurso，Quebec，Canada銷售，并且具有總的基重500克/平方米，并且是按下述組成短纖漿240克/平方米，粘合纖維35克/平方米，超吸濕材料225克/平方米。厚度是4.20毫米，密度是0.12克/立方厘米，干燥抗張強(qiáng)度是在加工方向是1100克/50毫米，吸濕能力是2分鐘32克/克水，和2分鐘18克/克鹽水。亮度是86％，并且再濕潤性是在5毫升的第三次浸濕(insult)之后1.4克/浸濕，在5毫升的第四次浸濕之后1.8克/浸濕，在5毫升的第五次浸濕之后0.5克/浸濕。鹽水散布/芯吸率是50毫升直徑/5毫升/2分鐘。
表示在表I中的“Concert 500.382”的市場上買到的產(chǎn)品也是一種熱粘合的，氣流成網(wǎng)的吸濕芯，其是由Concert Fabrication Ltée銷售。標(biāo)識“Concert 500.382”的市場上買到的產(chǎn)品具有總的基重500克/平方米，并且是按下述組成短纖漿215克/平方米，粘合纖維35克/平方米，超吸濕材料250克/平方米。厚度是4.20毫米，密度是0.12克/立方厘米，干燥抗張強(qiáng)度是在加工方向是1100克/50毫米，吸濕能力是2分鐘32克/克水，和2分鐘18克/克鹽水。亮度是85％，并且再濕潤性是在5毫升的第二次浸濕之后0.8克/浸濕，在5毫升的第三次浸濕之后1.2克/浸濕。鹽水散布/芯吸率是50毫升直徑/5毫升/2分鐘。
表I中標(biāo)識為“Merfin 44500T40”的市場上買到的產(chǎn)品是由Merfin International，Inc.其一辦事處在7979 Vantage Way，Della，British Colombia，Canada V4G186提供的。Merfin產(chǎn)品是一種熱粘合的，氣流成網(wǎng)的吸濕芯，其具有總的基重450克/平方米，超吸濕材料含量為183克/平方米，厚度2.95毫米/每層，密度是0.156克/立方厘米，干燥抗張強(qiáng)度是在加工方向是1100克/25.4毫米，干燥抗張強(qiáng)度在橫向方向是850克/25.4毫米。產(chǎn)品具有的吸收性是對于0.9％的鹽溶液為15.7克/克，和84.6％的保持性。對于0.9％鹽溶液50毫升浸濕，0.9％鹽溶液的再濕潤性是第一次浸濕后0.1克，第二次浸濕之后5.7克，第三次浸濕之后14.3克。
根據(jù)列在表I中數(shù)值的情況，由結(jié)合附圖6-8所述的三階段處理過程所制造的本發(fā)明的吸濕材料可以看到，當(dāng)與具有相應(yīng)基重的市場上買到的氣流成網(wǎng)產(chǎn)品比較時，即使這種產(chǎn)品具有比本發(fā)明的材料有低的密度，但本發(fā)明吸濕材料具有明顯較低的硬度(和由此較高的柔順性)。
表I

實例2在實例2中，制造和評估了具有示于圖2的構(gòu)型的本發(fā)明樣品。圖2中的結(jié)構(gòu)包括除了承載層22外的一個覆蓋層38，其附在主要吸濕部分或芯36上。樣品是根據(jù)示于圖9和10中的兩階段處理過程而制造的。由示于圖9的加工的第一階段所形成的材料被卷繞在輥148上并且被用作示于圖10中加工的第二階段的開始輥。
示于圖9加工的第一階段在許多方面類似于上述相對于圖3的優(yōu)選加工。尤其是，在示于圖9的加工的第一階段，承載網(wǎng)62從輥64上退繞并且引導(dǎo)到環(huán)狀篩網(wǎng)65處，在其之上有成形工位65，該工位具有第一成形頭71和第二成形頭72，他們分別與混合系統(tǒng)81和82連接。覆蓋層38最開始是以從輥98退繞的覆蓋層網(wǎng)96的形式提供的，纖維素纖維或漿粕纖維連同超吸濕顆粒由第一成形頭71排出到承載層62上。漿粕纖維與合成聚合物纖維一起由第二成形頭72排出。
用于兩個成形頭71和72中的漿粕纖維是一種這樣的混合物(1)參看上述實例1的Rayfloc-J-LD漿粕，和(2)上述1995年1月18日申請的申請?zhí)枮?8/370571的美國專利申請所定義的冷堿處理的纖維。在表II中，在左手端的第二欄(命名“吸濕芯纖維混合物”)中，Rayfloc-J-LD漿粕用大寫字母“A”表示，而冷堿處理的纖維用大定字母“B”表示。各類型漿粕的百分比列在表II中，其基重是相對于吸濕芯部分的總重量，但不包括承載層和覆蓋層(圖9中的承載層62或圖2中的層22，和圖9中的覆蓋層96或圖2中的覆蓋層38)。
在表II中，左手端的第二欄(命名“吸濕芯纖維混合物”)列出了在標(biāo)識“Bico”下的合成聚合物纖維，其表示雙組分纖維，這些纖維是由FiberVisions Company，其一辦事處在Engdraget 22，DK-6800Varde，Denmark提供的。這種特別的雙組分纖維是在標(biāo)識“ALAdhesin”下銷售的并且一種1.7dtex纖維，該纖維具有標(biāo)準(zhǔn)長度6毫米，50％(重量)的聚乙烯外皮圍繞50％(重量)的聚丙烯的中芯。
在表II中，一種控制試驗(Control Run)樣品列在最后一行，并且是由示于圖9和10的方法制成的，除了對于Control Run，在或是成形頭71或是成形頭72中沒有合成聚合物纖維與漿粕纖維混合。
在成形頭71中，漿粕纖維與用于實例1相同類型的，通常為Stockhausen產(chǎn)品，由SXM4750標(biāo)示的超吸濕顆粒相混合。對于各樣品試驗，在承載層網(wǎng)62與覆蓋層網(wǎng)96之間的吸濕芯部分具有基重400克/平方米，并且超吸濕制品40是40％的芯部分基重?；氐氖Ｓ?0％是由常規(guī)的漿粕纖維“A”，冷堿處理的漿粕纖維“B”，和雙組分合成聚合物纖維(“Bico”)構(gòu)成的，其百分比列在表II中左手端第二欄(命為的“吸濕芯纖維混合物”)。
承載層62表示在表II中左手端第三欄(命名為“Carrier Layer”)如標(biāo)識為“Tissue”或“Pantex”。Tissue(薄織物)是與上述實例1中所用的薄織物類型相同。術(shù)語“Pantex”表示一種通過空氣的粘合承載層或片62，其標(biāo)號為AB/S22，由Pantex sr1，其一辦事處在Via Terracini，snc，Loc.Spedalion Asnelli I-51331Agliana(PT)-Italy銷售。Pantex承載片材具有基重22克/平方米，厚度430毫米(+或-15％)，抗張強(qiáng)度/European Disposables AndNonwovens Association(“EDANA”)標(biāo)準(zhǔn)20.2-89，在加工方向至少5N/50mm，在橫向方向至少1N/50mm，延伸率/EDANA在加工方向不大于35％，在橫向方向不大于55％，瞬間通過時間/EDANA標(biāo)準(zhǔn)150.2-93不多于2秒。
覆蓋層網(wǎng)96表示在表II中左手端第四欄(命名為“頂(覆蓋)層”)。樣品試驗C和控制試驗樣品沒有覆蓋層。樣品試驗B和樣品試驗A包括一種覆蓋層網(wǎng)96，其是由Fibervisions Company(上述已表示)提供，標(biāo)識為FiberVisionsTMES-C。該產(chǎn)品具有基重40克/平方米并且是包括3.3dtex雙組分合成聚合物纖維，其具有標(biāo)準(zhǔn)纖維長度40毫米，50％(重量)的聚乙烯外皮圍繞50％(重量)的聚丙烯的中芯。
繼續(xù)參看圖9，吸濕芯部分是沿著承載層網(wǎng)62與覆蓋層網(wǎng)96之間借助一種傳統(tǒng)的真空輸送裝置100由環(huán)狀篩網(wǎng)60傳送到一個包括有上輥151和下輥152的砑光工位上。砑光輥151和152各為有光滑表面，每一輥均保持在140℃的溫度。
示于圖9的實例2的第一階段端部處的網(wǎng)被卷繞到一個中間輥148上。隨后，網(wǎng)輥148被輸送到示于圖10的第二加工工位上，在此其退繞并在一個包括有上輥121和下輥122的壓花工位處壓花。上輥121具有一個上述相應(yīng)花紋2的表面壓花花紋并且被示于圖12中。下輥122具有一個光滑表面。有花紋的上輥121和有光滑表面的下輥122對于各種樣品試驗被保持在表示于表II的一定的溫度下。在壓花工位的輥121和122的網(wǎng)保持提供表II中命名為“壓力”的欄中的壓力或輥載荷。在該欄中，“psi”表示磅/平方英寸，而“PLI”表示磅/線性英寸橫向網(wǎng)寬度。被壓花的網(wǎng)卷繞在輥130上(圖10)。
對于樣品試驗A，下承載層或Pantex側(cè)被壓花，但在其他3個樣品試驗(樣品試驗B、樣品試驗C和控制試驗)中，壓花是施加到頂部或覆蓋層上。因此，對于樣品試驗A網(wǎng)，比較于控制試驗和其他樣品試驗的網(wǎng)輥148的取向，網(wǎng)輥148必需在壓花工位(圖10)處翻轉(zhuǎn)過來。
表II

表III列出了在各樣品試驗的6樣品上進(jìn)行的6次測量或試驗的平均值，并且這些測量和試驗與上述實例1相同。表III還列出了對于市場上可買到的兩種產(chǎn)品的密度，硬度和柔順度數(shù)值，并且這種市場上可買到的兩種產(chǎn)品與上述實例1的產(chǎn)品相同。
可以看出，比較于具有較低密度的市場上可買到的產(chǎn)品，本發(fā)明的表III的樣品試驗A，B，和C具有低的Gurley硬度(較好或較高的柔順性)。
表III

表IV列出了各種樣品的密度和超吸濕材料百分比，并且還列出了芯吸能力和上面詳細(xì)描述的芯吸能力試驗所確定的芯吸能力的數(shù)值。對于2種市場上可買到的產(chǎn)品的芯吸能力試驗結(jié)果也列在表IV中，其市場上可買到的產(chǎn)品與實例1中所述的市場上可買到的產(chǎn)品相同。從表IV可以看出，樣品試驗A，樣品試驗B，和樣品試驗C中的高密度，柔軟性和本發(fā)明的吸濕材料與市場上可買到的，低密度，氣流成網(wǎng)的吸濕產(chǎn)品比較所展現(xiàn)出的芯吸能力。
表IV

另外的發(fā)明方面圖14示意表示了本發(fā)明的網(wǎng)的一個放大部分。該網(wǎng)是根據(jù)使用實例2的方法利用一般示于圖12的菱形壓花花紋No.2而生產(chǎn)的。相對于上壓花輥121(圖8)的菱形壓花花紋，示于圖14的網(wǎng)區(qū)域已位于示于圖12中圓形標(biāo)識300中。如上所述，圖12的壓花花紋具有深度0.03英寸。即，形成菱形花紋的窄的凸起部分在凹內(nèi)部之上高0.03英寸。凸起部分的表面區(qū)域僅約為總輥花紋區(qū)域的25％。當(dāng)組成網(wǎng)的纖維素纖維和合成聚合物纖維在壓花輥121下移動，網(wǎng)的一部分與壓花花紋的凸起部分接觸，并且網(wǎng)的相鄰部分被容納在花紋的凹進(jìn)部分內(nèi)。與花紋凸起部分接觸或重合的網(wǎng)的部分比網(wǎng)的相鄰部分有較大的力壓緊或壓實。圖14示出了完成的網(wǎng)中的區(qū)域，其中花紋的壓花凸起部分中的一部分位置位于由兩個間隔開的平行虛線所限定的區(qū)域內(nèi)，如由參考數(shù)字302示意表示。在圖14中，纖維素漿粕纖維是由參考數(shù)字32表示，而合成聚合物纖維是由參考數(shù)字42表示。在網(wǎng)的區(qū)域中，其是與壓花花紋凸起部分302相重合，這里在纖維素纖維32與合成聚合物纖維42之間以液體穩(wěn)定粘合的形式有令人滿意的粘合。在本發(fā)明的優(yōu)選的形式中，這種粘合是由合成聚合物纖維的部分熔融熱粘合和隨后的固化而形成的，該合成聚合物纖維與纖維素纖維相接觸。這種粘合是在較大的壓實區(qū)域上實現(xiàn)的，其壓實區(qū)域是與壓花花紋凸起部分302相重合。這些熱粘合由區(qū)域36示意表示。合成聚合物纖維32在與壓花花紋凸起部分302相重合的區(qū)域中也相互粘合。
在壓花花紋凸起部分302任一側(cè)上的橫向的網(wǎng)的面積中合成聚合物纖維與纖維素纖維或合成聚合物纖維相互之間有較少或是沒有熱粘合。
由于花紋No.2(圖12)凸起部分302僅含有壓花輥的總花紋區(qū)域的約25％，所有合成聚合物纖維的總表面區(qū)域的大部分不會熔融和再固化以形成熱粘合。
應(yīng)理解到，在網(wǎng)與壓花花紋凸起部分302相重合地壓實的區(qū)域中，這可以有一些合成聚合物纖維，其附近是纖維素纖維或其他合成纖維，但此處沒有被粘合。類似地，在由壓花花紋凸起部分302橫向移開的網(wǎng)的一些區(qū)域，此處在合成聚合物纖維與纖維素纖維之間以及在合成聚合物纖維與其他合成聚合物纖維之間可有一些粘合。然而，大多數(shù)粘合是產(chǎn)生在與壓花花紋凸起部分302相重合的相對限定的區(qū)域中。
隨著網(wǎng)在壓花工位處被壓實，橫過網(wǎng)的壓花花紋凸起部分302的菱形排列在貫穿網(wǎng)的有限面積上導(dǎo)致基本粘合的形成。有限粘合面積的花紋給網(wǎng)材提供強(qiáng)度和整體性，而沒有產(chǎn)生不希望有的僵硬結(jié)構(gòu)。實際上，吸濕材料網(wǎng)材相對地軟和柔順。在本發(fā)明的優(yōu)選形式中，至少形成在合成聚合物纖維外部上的總表面區(qū)域的大部分沒有被熔融和再固化，并且所獲取的網(wǎng)材具有小于約1500mg的Gurley硬度，優(yōu)選小于約1200mg。
圖15是本發(fā)明材料的一樣品的掃描電子顯微鏡的顯微照片，其表示了網(wǎng)材的區(qū)域，其未與壓花花紋凸起部分重合，因此其比與壓花花紋凸起部分相重合的區(qū)域經(jīng)受的壓力要小。圖15表示了纖維素纖維32a和32b和合成聚合物纖維42接近于非常少的粘合或沒有粘合。纖維素纖維32a是冷堿處理的纖維，而纖維素纖維32b未被冷堿處理。
反之，圖16表示了相同材料的一個區(qū)域，其是對著壓花花紋凸起部分或與壓花花紋凸起部分重合而形成的(例如，示于表示在圖14的壓花花紋的面積302)?？蓮膱D16看到，合成聚合物纖維42的部分與纖維素纖維32a與32b并且與其之間以及與其他合成聚合物纖維42形成有熱粘合。
圖17是上述示于表I如“Concert”500.382中市場可買到的產(chǎn)品的一部分的掃描電子顯微鏡的顯微照片。在圖17中，合成聚合物纖維是由數(shù)字242表示，而纖維素纖維是由數(shù)字232表示。在圖17中可以看到，兩個合成聚合物纖維242相互以“X”交叉并且被熱粘合。然而，一些纖維素纖維232相鄰并且部分地纏繞在合成聚合物纖維242上，但在纖維素纖維232與合成聚合物纖維242之間沒有熱粘合。
由于在所述產(chǎn)品中在纖維素纖維與合成聚合物纖維之間有少量或者沒有粘合。這就表現(xiàn)出所希望的特性和能力，其是在這樣的產(chǎn)品中如果根本上僅存在較少區(qū)域的粘合而形成的。然而，由于合成聚合物纖維在貫穿材料的一些位置處被基本上粘合在一起，和由于其沒有未粘合區(qū)花紋，本發(fā)明的發(fā)明人建立的理論(不會受到任何理論約束)是其有助于使產(chǎn)品較硬和不那么柔軟。
此外，從圖17清楚地知道，尤其是各合成聚合物纖維的全部長度具有熔融和再固化以至于其沿著其長度顯著增加各處產(chǎn)生熱粘合的能力，此處可與其他合成聚合物纖維接觸。然而，雖然有這種廣泛的熔融，但在合成聚合物纖維與相鄰的纖維素纖維之間的顯著性粘合的產(chǎn)生是最小的或基本不存在的。不會受到任何特殊理論約束，本發(fā)明的發(fā)明人的理論是在合成聚合物纖維與纖維素纖維之間沒有顯著粘合的材料將更傾向于表現(xiàn)出較低完整性和具有更多漿粕灰塵。
相反，不使用化學(xué)粘合劑，本發(fā)明的材料具有良好的結(jié)構(gòu)整體性和最小的灰塵釋放，而此時仍保持相對的軟和柔順，并且通過本發(fā)明的材料表現(xiàn)出這些所希望的特性。
由以上本發(fā)明詳細(xì)描述和其舉例說明，可清楚地知道，在不超出本發(fā)明的新穎的概念或原理的真實精神和范圍的前提下，可對其進(jìn)行各種變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種吸濕材料，其包括纖維素纖維和合成聚合物纖維的壓實纖維網(wǎng)，其中；形成在合成聚合物纖維外表面上的總表面區(qū)域的至少大部分不被熔融和再固化；和所述的纖維網(wǎng)具有小于約1500毫克的格利式織物硬度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸濕材料，其中所述的纖維網(wǎng)基本沒有添加化學(xué)粘合劑；所述的纖維網(wǎng)具有的密度是在約0.25g/cm3與約0.5g/cm3之間；和所述的纖維網(wǎng)具有的基重是在約100g/m2和650g/m2之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸濕材料，其中所述的纖維網(wǎng)具有(A)第一，第二和第三流體獲取率分別是至少1毫升/秒，至少1.25毫升/秒，和至少1.07毫升/秒；(B)第一，第二和第三再濕潤性分別是小于0.03克，小于0.1克，和小于9克；和(C)至少1,800ergs/g的標(biāo)準(zhǔn)芯吸能量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸濕材料，其中所述的纖維網(wǎng)(A)包括暴露在所述纖維網(wǎng)一側(cè)上的承載層；(B)包括與所述承載層相對的、在纖維網(wǎng)側(cè)上的暴露的覆蓋層；和(C)具有已被壓花的花紋表面凹痕，其是在一對輥之間的至少一側(cè)上形成的，每一輥具有至少120℃的溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸濕材料，其中所述的合成聚合物纖維包括聚丙烯纖維、聚對苯二甲酸乙二醇纖維、和雙組分纖維中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸濕材料，其中所述的纖維網(wǎng)包括(A)超吸濕材料的量是所述纖維網(wǎng)重量的約10％至60％；和(B)所述的合成聚合物纖維的量至少是所述纖維網(wǎng)的重量的約5％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸濕材料，其中液體穩(wěn)定粘合是形成在所述的纖維素纖維與所述的合成聚合物纖維之間。
8.一種吸濕材料，其包括纖維素纖維和合成聚合物纖維的致密纖維網(wǎng)，其中；至少一些所述的合成聚合物纖維和纖維素纖維是通過液體穩(wěn)定粘合而連接的；和所述的纖維網(wǎng)具有小于約1500毫克的格利式織物硬度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的吸濕材料，其中所述的纖維網(wǎng)基本沒有添加化學(xué)粘合劑；所述的纖維網(wǎng)具有的密度是在約0.25g/cm3與約0.5g/cm3之間；和所述的纖維網(wǎng)具有的基重是在約100g/m2和650g/m2之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的吸濕材料，其中所述的纖維網(wǎng)具有(A)第一，第二和第三流體獲取率分別是至少1毫升/秒，至少1.25毫升/秒，和至少1.07毫升/秒；(B)第一，第二和第三再濕潤性分別是小于0.03克，小于0.1克，和小于9克；和(C)至少1,800ergs/g的標(biāo)準(zhǔn)芯吸能量。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的吸濕材料，其中所述的纖維網(wǎng)(A)包括暴露在所述纖維網(wǎng)一側(cè)上的承載層；(B)包括與所述承載層相對的、在纖維網(wǎng)側(cè)上的暴露的覆蓋層；和(C)具有已被壓花的花紋表面凹痕，其是在一對輥之間的至少一側(cè)上形成的，每一輥具有至少120℃的溫度。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的吸濕材料，其中所述合成聚合物纖維包括聚丙烯纖維、聚對苯二甲酸乙二醇纖維、和雙組分纖維中的至少一種；和所述的液體穩(wěn)定粘合是形成在與所述的纖維素纖維接觸的合成聚合物纖維的熔融和再固化的部分處。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的吸濕材料，其中所述的纖維網(wǎng)包括(A)超吸濕材料的量是所述纖維網(wǎng)重量的約10％至60％；和(B)所述的合成聚合物纖維的量至少是所述纖維網(wǎng)的重量的約5％。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的吸濕材料，其中形成在所述合成聚合物纖維外部上的表面區(qū)域的至少大部分不被熔融和再固化。
15.用于制造吸濕材料的方法，其包括的步驟是(A)由纖維素纖維和合成聚合物纖維形成一種纖維網(wǎng)；和(B)所述的纖維網(wǎng)在一對加熱輥之間移動，以壓實所述的纖維網(wǎng)，此時保持每一輥的溫度以形成液體穩(wěn)定粘合，(1)該粘合是至少位于所述纖維素纖維與所述的合成聚合物纖維之間，和(2)不足以使纖維網(wǎng)產(chǎn)生大于約1500毫克的格利式織物硬度。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中步驟(B)包括(1)以選擇的速度移動所述的纖維網(wǎng)，(2)在選擇的壓實載荷下壓實所述的纖維網(wǎng)，使密度在約0.25g/cm3與約0.50g/cm3之間；和(3)保持各所述輥的溫度，其溫度不足以使纖維網(wǎng)以所選擇的纖維網(wǎng)移動速度和所選擇的壓實載荷下來熔融由所述的合成聚合物纖維外部所限定的總表面區(qū)域的大部分。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中步驟(B)包括保持所述各輥的溫度，以便僅是由所述的合成聚合物纖維的外表面所限定的總表面區(qū)域的最小部分被熔融。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中步驟(A)包括提供超吸濕材料作為部分的所述纖維網(wǎng)，其量是纖維網(wǎng)重量的約10％至60％；提供所述合成聚合物纖維，其量至少是所述纖維網(wǎng)重量的5％；和基本上不添加化學(xué)粘合劑地形成所述纖維網(wǎng)。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中步驟(B)包括采用所述的一個輥把表面凹痕的花紋壓花到所述纖維網(wǎng)的一側(cè)，此時所述的每一輥保持至少120℃的溫度；保持所選擇的纖維網(wǎng)移動速度在約30米/分鐘至300米/分鐘之間；和保持所選擇的壓實載荷在28至400牛頓/毫米橫向網(wǎng)寬度之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中步驟(A)包括形成所述纖維網(wǎng)，其具有的基重約在100克/平方米至650克/平方米之間。
全文摘要
提供一種具有改進(jìn)特性的柔軟的、高密度的吸濕材料(20)。提供一種用于制造該吸濕材料的方法。纖維網(wǎng)是由這樣的材料形成的，其包括纖維素纖維(32)和合成聚合物纖維(42)的混合物。然后纖維網(wǎng)最好是致密的并且在提高的溫度下被壓花使得進(jìn)一步增加纖維網(wǎng)的密度，以及最好是在纖維網(wǎng)的間隔開的區(qū)域中在合成聚合物纖維(42)與纖維素纖維(32)之間產(chǎn)生液體穩(wěn)定粘合。
文檔編號A61F13/53GK1511018SQ01821875
公開日2004年7月7日 申請日期2001年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月9日
發(fā)明者K·蘭加查里, K·基奈, K 蘭加查里 申請人:雷昂尼爾產(chǎn)品及財務(wù)服務(wù)公司