專利名稱：非織造毛圈材料以及有關(guān)方法和產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及非織造材料和纖網(wǎng)，以及其生產(chǎn)方法。更具體地說，本發(fā)明涉及用作機(jī)械連接系統(tǒng)例如鉤-圈機(jī)械連接系統(tǒng)中毛圈材料(loop material)的卷曲纖維非織造材料。
背景技術(shù)：
機(jī)械固定系統(tǒng)，例如常稱為“鉤-圈”固定系統(tǒng)的類型，已經(jīng)在各種消費(fèi)和工業(yè)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。一些這種應(yīng)用的例子包括一次性個(gè)人護(hù)理吸收制品、防護(hù)服、布料、運(yùn)動(dòng)物品設(shè)備和各種其它制品。通常，這種鉤-圈固定系統(tǒng)用于其中希望在兩個(gè)或多個(gè)材料或制品之間有可再固定連接的場合。這些機(jī)械固定系統(tǒng)在許多情況下代替了用于產(chǎn)生這種可再固定連接的其他常規(guī)設(shè)備，例如安全圈、扣、箍緊接頭、拉鏈等。
機(jī)械固定系統(tǒng)通常使用兩種部件，即“陽性”或鉤型部件，和“陰性”或圈型部件。鉤部件通常包括許多半剛性的鉤型元件，以錨接或連接在基材上。在本領(lǐng)域中熟知的圈部件包括來自多個(gè)圈突出而成的回彈性支持材料。鉤部件的鉤型元件設(shè)計(jì)用于使毛圈材料的圈引入鉤，從而形成兩種部件的鉤和圈元件之間的機(jī)械連接。這些機(jī)械連接的作用是防止在正常使用過程中各部件的分離。
機(jī)械固定系統(tǒng)可以有利地用于一次性個(gè)人護(hù)理吸收制品，例如一次性尿布、一次性衣物、一次性婦女護(hù)理用品、一次性失禁產(chǎn)品等。另外，機(jī)械固定系統(tǒng)可以有利地用于其它一次性制品，例如手術(shù)服和手術(shù)檔帷、病人檢查用服裝、工業(yè)工作服和清潔室服裝，的機(jī)械連接系統(tǒng)。由于這些一次性產(chǎn)品是作為單次使用的物品，在較短的使用期、通常僅僅幾小時(shí)后就被棄去，所以重要的是在設(shè)計(jì)這些產(chǎn)品中降低材料的總費(fèi)用和無論在何處均可能夠降低生產(chǎn)成本。因此，一直需要一種用于機(jī)械固定系統(tǒng)的便宜的毛圈固定材料，特別是以其本身用于一次性個(gè)人護(hù)理吸收產(chǎn)品和一次性防護(hù)制品中。
發(fā)明概述本發(fā)明提供一種用于一次性制品例如一次性個(gè)人護(hù)理吸收產(chǎn)品和一次性防護(hù)制品中的非織造毛圈材料。在一方面，該非織造毛圈材料包含單組分纖維，這些單組分纖維是螺旋卷曲的并具有基本圓形的橫截面，和所述非織造材料包含多個(gè)由基本連續(xù)粘合區(qū)域限定的離散的非粘合區(qū)域，其中這些非粘合區(qū)域占所述非織造毛圈材料的第一和第二平面表面中的第二平面表面的約85-約50％。卷曲的纖維可以包含烯烴的無規(guī)共聚物。非織造毛圈材料可以還含有非卷曲的纖維，在這種情況下，非卷曲纖維的大部分位于第一平面表面之中或之上，而卷曲纖維的大部分位于該材料的第二平面表面之中或之上。本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)非織造材料的方法，包括以下步驟提供形成纖維用熱塑性組合物，從所述熱塑性組合物形成許多具有基本圓形橫截面的熔融單組分纖維，將熔融纖維進(jìn)行差異驟冷，形成具有基本圓形橫截面的卷曲的單組分纖維，將卷曲的纖維沉積在成形表面上，形成非粘合的非織造纖網(wǎng)，然后在熱和壓力下將非粘合纖網(wǎng)粘合，形成基本連續(xù)粘合區(qū)域的圖案，所述粘合區(qū)域限定多個(gè)離散的非粘合區(qū)域，和其中所述非織造材料具有約85-約50％的非粘合區(qū)域。在一方面，該方法另外包括在沉積卷曲纖維的步驟之前在所述成形表面上提供許多非卷曲纖維。該方法可以任選地包括將所得材料經(jīng)受拉伸力作用的步驟。
本發(fā)明還提供一次性制品，其包含內(nèi)側(cè)和外側(cè)，鉤材料，和構(gòu)成至少一部分該制品外側(cè)的非織造毛圈材料，和所述非織造毛圈材料還包含具有基本圓形橫截面的螺旋卷曲的連續(xù)單組分纖維。鉤材料可以位于制品上或者與制品連接的短小突出物(tab)上，所述短小突出物以使得鉤容易疊放和容易與毛圈材料配合的方式位于制品上。也就是說，具有鉤材料的短小突出物以使得容易與毛圈材料面對(duì)面放置從而使鉤能夠與毛圈材料配合的方式放置。
本發(fā)明還提供一次性尿布，其包含襯里、外罩和位于襯里和外罩之間的吸收芯，和進(jìn)一步包含機(jī)械固定系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有含有鉤材料的短小突出物和毛圈材料，其中所述毛圈材料構(gòu)成至少一部分外罩，和其中毛圈材料具有含有大部分非卷曲纖維的第一平面表面和含有大部分螺旋卷曲的基本圓形橫截面的單組分纖維的第二平面表面，和其中第二平面表面暴露在外罩上。在某些方面，毛圈材料以熱方式以點(diǎn)式粘合圖案進(jìn)行圖案粘合，而在另一些方面，毛圈材料以熱方式與點(diǎn)式非粘合粘合圖案進(jìn)行圖案粘合。
附圖簡述

圖1是本發(fā)明的非織造毛圈材料的一個(gè)示例性實(shí)施方案的頂視圖。
圖2是用于生產(chǎn)紡粘纖維的非織造纖網(wǎng)的示例性方法和設(shè)備的示意側(cè)視圖。
圖3是可以在圖2方法中使用的圖案輥的部分透視圖。
圖4是使用本發(fā)明非織造毛圈材料作為圈墊的一次性尿布的透視圖。
定義在這里和權(quán)利要求中，術(shù)語“含有”是包含性的或開放式的，不排除額外的未指出的元件、組成組分或方法步驟。因此，術(shù)語“包含”包括約束性更強(qiáng)的術(shù)語“基本由......組成”和“由......組成”。
在這里使用的術(shù)語“聚合物”通常包括、但不限于均聚物、共聚物，例如嵌段、接枝、無規(guī)和交替共聚物，三元共聚物等，以及它們的共混物和改性形式。此外，除非另有具體說明，術(shù)語“聚合物”應(yīng)該包括該材料的所有可能立體構(gòu)型。這些構(gòu)型包括、但不限于全同立構(gòu)、間同立構(gòu)和無規(guī)對(duì)稱。
在這里使用的術(shù)語“纖維”表示短纖維和連續(xù)長絲，除非另有說明。
在這里使用的術(shù)語“單組分”纖維表示使用僅僅一個(gè)組分從一個(gè)或多個(gè)擠出機(jī)形成的纖維。單組分纖維與多組分纖維的區(qū)別在于前者在纖維的橫截面上沒有不同組分在基本恒定位置的多個(gè)不同區(qū)域。這并不排除由其中已經(jīng)為了顏色、抗靜電性能、潤滑、親水性等加入少量添加劑的一種聚合物形成的纖維。
在這里使用的術(shù)語“多組分”纖維表示由至少兩種組分聚合物形成的纖維，或由具有不同性能或添加劑的相同聚合物形成的纖維，所述聚合物從單獨(dú)的擠出機(jī)擠出，但是一起紡絲形成一種纖維。多組分纖維有時(shí)也稱為共軛纖維或雙組分纖維。聚合物在多組分纖維的橫截面上按照基本恒定位置的不同區(qū)域排列，并沿著多組分纖維的長度連續(xù)地延伸。這種多組分纖維的結(jié)構(gòu)可以例如是皮/芯結(jié)構(gòu)，其中一種聚合物被另一種聚合物包圍，或可以是并列結(jié)構(gòu)，或其它本領(lǐng)域公知的結(jié)構(gòu)。例如，多組分纖維描述在Kaneko等的美國專利5,108,820、Strack等人的美國專利5,336,552和Pike等人的美國專利5,382,400中。
在這里使用的術(shù)語“非織造纖網(wǎng)”或“非織造材料”表示具有單個(gè)纖維或長絲的互相鋪置結(jié)構(gòu)的纖網(wǎng)，但是不是象毛圈織物或機(jī)織織物中那樣以可看作是相同的方式。非織造纖網(wǎng)能夠通過許多方法形成，例如熔噴法、紡粘法、氣流成網(wǎng)法和梳理纖網(wǎng)法。
術(shù)語“紡粘”非織造纖網(wǎng)或材料表示一種小直徑纖維或長絲的非織造纖維或長絲材料，是通過將熔融的熱塑性聚合物以纖維形式從噴絲板的多個(gè)毛細(xì)孔擠出形成的。擠出的纖維被冷卻，同時(shí)被噴射器或其它公知的拉伸機(jī)械拉伸。被拉伸的纖維通常以無規(guī)的各向同性方式沉積或鋪置在成形表面上，形成松散纏結(jié)的纖維纖網(wǎng)，然后鋪置的纖維纖網(wǎng)經(jīng)粘合工藝，賦予其物理整體性和尺寸穩(wěn)定性。紡粘織物的生產(chǎn)例如公開在Appel等人的美國專利4,340,563和Matsuki等人的3,802,817中。
在這里使用的術(shù)語“圖案粘合”表示通過一種或多種本領(lǐng)域公知的方法按照不會(huì)粘合材料整個(gè)表面的方式進(jìn)行粘合。例如，熱圖案粘合包括將纖維織物或纖網(wǎng)或要粘合的其它片層材料在壓輥和砧輥之間經(jīng)過，至少兩種輥之一被加熱。壓輥通常以使得整個(gè)織物不在其整個(gè)表面上粘合的方式具有圖案。或者，兩個(gè)輥可以都具有圖案。出于功能以及美學(xué)原因，已經(jīng)開發(fā)了各種壓輥的圖案。熱圖案粘合的例子包括、但不限于熱點(diǎn)粘合圖案，例如在Hansen和Pennings的美國專利3,855,046中，在這里引入供參考，稱為“H&P”圖案，約200個(gè)粘合處/平方英寸，具有約30％的粘合區(qū)域。另一個(gè)熱點(diǎn)粘合圖案的例子是擴(kuò)張的Hansen and Pennings或“EHP”粘合圖案，產(chǎn)生約15％的粘合區(qū)域。熱圖案粘合的另一個(gè)有用的例子是圖案非粘合的或點(diǎn)式非粘合的熱粘合方法，描述在Stokes等人的美國專利5,858,515中，在這里引入供參考，其中一個(gè)或兩個(gè)壓延被雕花，使得其表面有連續(xù)圖案的陸地區(qū)域，限定多個(gè)離散的開孔、孔隙或洞。在這些輥表面中的每個(gè)開孔形成在非織造纖網(wǎng)材料表面中的離散的非粘合區(qū)域，其中纖網(wǎng)的纖維基本或完全未粘合。
發(fā)明詳述這里公開了一種適合用作機(jī)械連接系統(tǒng)例如鉤-圈機(jī)械連接系統(tǒng)的毛圈材料的非織造材料。還公開了一種生產(chǎn)本發(fā)明的非織造毛圈材料的方法。下面參考說明特定實(shí)施方案的附圖和參考下面描述的某些其它示例性實(shí)施方案說明本發(fā)明。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然的是這些實(shí)施方案不代表本發(fā)明的全部范圍，本發(fā)明的范圍可以更廣泛地包含所附權(quán)利要求包括的變型和等價(jià)形式。這意味著權(quán)利要求的范圍擴(kuò)展到所有這些變型和等價(jià)形式。
圖1是本發(fā)明的示例性非織造毛圈材料的頂視圖。術(shù)語“毛圈”的使用并不將本發(fā)明的毛圈材料限制為僅僅其中離散的分開形成的材料的毛圈用于接收和配合互補(bǔ)性鉤材料的鉤元件的材料。相反，本發(fā)明的毛圈材料包括纖維狀的非織造織物或纖網(wǎng)，其中各纖維是卷曲的纖維，形成松散的纖網(wǎng)結(jié)構(gòu)，在纖維之間具有相當(dāng)大的空隙部分，使得纖維能夠與鉤元件配合，且這些纖維不是必須形成為獨(dú)立的圈。各種鉤材料和鉤元件，例如反向J形、反向T形和通常蘑菇狀的鉤，是本領(lǐng)域公知的。再參見圖1，非織造毛圈材料4以最簡單的形式包含具有連續(xù)粘合區(qū)域6的非織造材料，所述連續(xù)粘合區(qū)域6限定了多個(gè)離散的尺寸穩(wěn)定的非粘合區(qū)域8。在連續(xù)粘合區(qū)域6內(nèi)，非織造材料的纖維被粘合或融合在一起，和有利地是基本非纖維狀的，和可以例如包含膜狀區(qū)域。在非粘合區(qū)域8中，非織造材料的纖維是基本上或完全沒有粘合或融合，使得它們保持其松散的纖維狀結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的非織造毛圈材料可以具有約20-100g/m2(“gsm”)的基重，和更特別是約40-約80gsm。在另一方面，非織造毛圈材料可以具有約0.4-約1.2毫米或更大的織物厚度或脹量(bulk)。
圖2示意說明了一種形成本發(fā)明的非織造毛圈材料的方法。在圖2中，生產(chǎn)線10包括擠出機(jī)12，用于將從聚合物料斗14加入擠出機(jī)12的聚合物熔融和擠出。聚合物從擠出機(jī)12經(jīng)由聚合物管道16喂入噴絲板18。噴絲板18具有限定的開孔，通常按照一列或多列排列。當(dāng)熔融的聚合物經(jīng)由噴絲板擠出時(shí)，噴絲板開孔形成向下延伸的纖維幕20。
適用于本發(fā)明的聚合物包括公知的適用于生產(chǎn)非織造纖網(wǎng)和材料的聚合物，例如聚烯烴、聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯和它們的共聚物和共混物。合適的聚烯烴包括、但不限于聚乙烯，例如高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯和線型低密度聚乙烯；聚丙烯，例如全同立構(gòu)聚丙烯、間同立構(gòu)聚丙烯，全同立構(gòu)聚丙烯和無規(guī)聚丙烯的共混物；聚丁烯，例如聚(1-丁烯)和聚(2-丁烯)；聚戊烯，例如聚(1-戊烯)和聚(2-戊烯)；聚3-甲基-1-戊烯；聚4-甲基-1-戊烯；以及它們的共聚物和共混物。合適的共聚物包括，但不限于從兩種或多種不同的不飽和烯烴單體制備的無規(guī)和嵌段共聚物，例如乙烯/丙烯共聚物、丁烯/丙烯共聚物和乙烯/丁烯共聚物。示例性的烯烴共聚物包括含有約99.5-約90重量％的丙烯和約0.5-約10重量％乙烯或具有至少4個(gè)碳原子的其它α-烯烴共聚單體的那些，所述其它α-烯烴例如是1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯或1-辛烯。
合適的聚酰胺包括，但不限于尼龍6、尼龍6/6、尼龍4/6、尼龍11、尼龍12、尼龍6/10、尼龍6/12、尼龍12/12，己內(nèi)酰胺和氧化烯二胺的共聚物等，以及它們的共混物和共聚物。合適的聚酯包括，但不限于聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯、聚亞環(huán)己基-1，4-二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯、以及它們的間苯二甲酸酯共聚物，以及它們的共混物。
示例性的生產(chǎn)線10包括驟冷鼓風(fēng)機(jī)22，位于從噴絲板18延伸出來的纖維幕20的鄰近。來自驟冷鼓風(fēng)機(jī)22的空氣將從噴絲板18延伸出來的纖維20驟冷。驟冷空氣可以如圖2所示指向纖維幕的一側(cè)，或者指向纖維幕的兩側(cè)。在這里使用的術(shù)語“驟冷”通常表示使用比纖維冷的介質(zhì)降低纖維的溫度，例如使用冷空氣流、室溫空氣流，或輕微至中等加熱的空氣流。
為了生產(chǎn)卷曲纖維，當(dāng)纖維20處于基本熔融狀時(shí)對(duì)其施加差異驟冷。在這里使用的術(shù)語“差異驟冷”表示當(dāng)纖維從噴絲板被拉出來時(shí)以對(duì)纖維橫截面一側(cè)施加與另一側(cè)不同的應(yīng)力的方式來使用驟冷介質(zhì)。賦予差異應(yīng)力引起纖維以螺旋方式扭曲或成螺旋狀，即“卷曲”。差異應(yīng)力可以例如使用單個(gè)驟冷空氣鼓風(fēng)機(jī)形成，如圖2所示，其將驟冷空氣以較高的空氣速度例如約600-700英尺/分鐘(約183-213米/分鐘)輸送。在給定工藝中為了賦予螺旋卷曲所需要的驟冷空氣速度可以或高或低，這取決于許多工藝因素，例如聚合物的選擇、聚合物熔體的溫度、驟冷空氣的溫度、纖維速度、驟冷空氣鼓風(fēng)機(jī)與纖維幕之間的距離以及單位面積上噴絲孔的數(shù)目(進(jìn)而纖維的數(shù)目)。
或者，當(dāng)驟冷介質(zhì)從兩側(cè)指向纖維幕時(shí)，差異應(yīng)力可以通過將纖維幕一側(cè)的驟冷鼓風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)得比纖維幕另一側(cè)上的驟冷鼓風(fēng)機(jī)具有顯著更高的空氣速度或顯著更低的空氣溫度來產(chǎn)生。熔融狀纖維的差異驟冷例如公開在Sawyer等人的專利5,427,845中，在這里引入供參考。盡管在本領(lǐng)域已經(jīng)知道生產(chǎn)螺旋卷曲的雙組分纖維或螺旋卷曲的具有某種形狀的或葉片形橫截面的纖維，但是沒有要求這些生產(chǎn)方法當(dāng)使用差異驟冷時(shí)產(chǎn)生螺旋卷曲，雙組分和有某種形狀的纖維，與單組分圓形纖維相比，需要更特殊的纖維生產(chǎn)設(shè)備。
如上所述，許多聚合物和共聚物可以用于通過將熔融狀纖維進(jìn)行差異驟冷形成卷曲單組分纖維。根據(jù)工藝變量例如熔體溫度和可行的驟冷空氣溫度和驟冷空氣流速，可以理想地選擇更容易在差異驟冷條件下形成卷曲纖維的聚合物。在這方面，共聚物，特別是烯烴的共聚物，例如從兩種或多種不同的不飽和烯烴單體制備的無規(guī)和嵌段共聚物，例如丙烯和乙烯的無規(guī)共聚物，和丙烯和丁烯的無規(guī)共聚物，可以在差異驟冷條件下形成卷曲。
再次參見圖2，用于接收驟冷后的纖維的纖維拉伸裝置或吸絲器24位于噴絲板18和驟冷鼓風(fēng)機(jī)22之下。用于熔融紡絲聚合物的纖維拉伸裝置或吸絲器是本領(lǐng)域熟知的。合適的用于本發(fā)明方法的纖維拉伸裝置包括，但不限于線形纖維吸絲器，其類型描述在Matsuki等人的美國專利3,802,817和Appel等人的美國專利4,340,563和4,405,297中，都引入本文供參考。如通常所述，纖維拉伸裝置70包括細(xì)長立式通道，纖維經(jīng)過該通道通過從通道側(cè)進(jìn)入的并向下流過通道的吸入空氣而被拉伸。吸入空氣通過鼓風(fēng)機(jī)提供(未顯示)。纖維拉伸裝置24將纖維拉細(xì)，也就是對(duì)纖維施加向下的力，從而減少從噴絲板18初始擠出的直徑。一般而言，所得纖維每根纖維的旦數(shù)可以為約1-10旦尼爾(“旦尼爾”或“dpf”)，有利地是約2-約6旦尼爾。旦尼爾是衡量單位長度的纖維質(zhì)量的計(jì)量單位，其中，1旦尼爾為每9000米纖維1g。
環(huán)狀有小孔的成形表面26位于纖維拉伸裝置24之下，用于接收來自纖維拉伸裝置24出口的纖維。位于有小孔的成形表面26之下的真空源28可以有利地用于將拉細(xì)的纖維拉到有小孔的成形表面26上。在有小孔的成形表面26上接收的纖維包含松散連續(xù)纖維的非織造纖網(wǎng)30，它們開始使用壓棉裝置32壓綿，從而幫助將纖網(wǎng)轉(zhuǎn)移到粘合裝置上。壓棉裝置32可以有利地是例如本領(lǐng)域公知的機(jī)械壓輥。
生產(chǎn)線10還包括圖案粘合設(shè)備40，例如熱圖案壓輥，如圖2所示，用于將非織造纖網(wǎng)熱粘合成互相連接粘合的纖網(wǎng)44。如上所述，圖案粘合是一種將纖維融合在一起的方法，例如通過施加熱和壓力形成粘合。所選擇的圖案可以是點(diǎn)粘合圖案或點(diǎn)式非粘合圖案，這取決于特定的最終用途和對(duì)于該應(yīng)用而言對(duì)纖維“拉出”的容忍性。在正常使用鉤-圈固定系統(tǒng)過程中解開或除去鉤材料時(shí)，用作與鉤配合的圈的纖維可以在或多或少的程度上具有被從纖維狀非織造纖網(wǎng)結(jié)構(gòu)中拉出的趨勢。示例性圖案非粘合或點(diǎn)式非粘合熱粘合方法描述在Stokes等人的美國專利5,858,515中，在這里引入供參考。Stokes等人描述的圖案非粘合方法減少了纖維的拉出，從而是一種對(duì)于需要盡少出現(xiàn)纖維拉出的應(yīng)用而言特別有用的方法。
在點(diǎn)式非粘合的粘合中，壓輥之一或兩個(gè)被雕花，使得其表面有陸地區(qū)域的連續(xù)圖案，用于限定多個(gè)離散的開孔、空隙或洞。在這些輥的表面中通過連續(xù)陸地區(qū)域限定的每個(gè)開孔形成在非織造纖網(wǎng)材料的表面中的離散的非粘合區(qū)域，其中纖網(wǎng)的纖維是基本上或完全未粘合的。在圖3中顯示了示例性的壓輥60，具有點(diǎn)式非粘合的表面雕花，具有連續(xù)陸地區(qū)域62，后者限定了多個(gè)離散的開孔或空隙64。開孔64的尺寸、形狀、數(shù)目和結(jié)構(gòu)可以改變以滿足非織造毛圈材料的特定最終需要。通過連續(xù)陸地區(qū)域62賦予非織造毛圈材料的粘合程度可以以粘合區(qū)域的百分比來表示，即非織造毛圈材料的至少一個(gè)表面的區(qū)域被圖1中表示的連續(xù)粘合區(qū)域占據(jù)的部分，由參考數(shù)字6表示?；蛘?，這可以用非粘合區(qū)域的百分比表示，即包含可用作圈的松散纖維的非織造毛圈材料的百分?jǐn)?shù)。一般而言，適用于非織造毛圈材料的粘合區(qū)域百分比的下限(或者對(duì)于非粘合區(qū)域的上限)是纖維拉出會(huì)明顯降低圖案非粘合材料的表面完整性和持久性時(shí)的粘合區(qū)域百分比。對(duì)于可以允許少量至中等量的纖維拉出的應(yīng)用，這種非粘合百分比可以合適地高達(dá)約85％。對(duì)于不太希望纖維拉出的其它應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)具有約80-約50％的非粘合區(qū)域百分比的非織造毛圈材料是合適的。
盡管上面相對(duì)于單個(gè)纖維紡絲設(shè)備或“紡絲機(jī)組(spin bank)”來說描述了圖2和生產(chǎn)線10，但是可以使用多于一個(gè)紡絲機(jī)組的特定實(shí)施方案。例如，生產(chǎn)線可以使用多個(gè)紡絲機(jī)組，其中每個(gè)紡絲機(jī)組通過使用差異驟冷生產(chǎn)卷曲纖維，和在每個(gè)紡絲機(jī)組中，來自每個(gè)隨后(或“下游”)單元的卷曲纖維沉積在成形表面位于前一(“上游”)紡絲機(jī)組的纖維頂部上，和在最后的紡絲機(jī)組已經(jīng)沉積其纖維之后，該纖網(wǎng)然后被進(jìn)一步經(jīng)由上述壓綿裝置和經(jīng)由粘合裝置向下游輸送。但是，當(dāng)使用多個(gè)紡絲機(jī)組時(shí)，應(yīng)該注意的是不需要所有紡絲機(jī)組都形成卷曲纖維。相反，僅僅必要的是要用于與機(jī)械固定系統(tǒng)的鉤配合的非織造毛圈材料的表面包含卷曲纖維。
另外，其它變種是可能的。當(dāng)使用多個(gè)紡絲機(jī)組時(shí)，每個(gè)紡絲機(jī)組可以都紡絲相同的聚合物，例如聚丙烯，或者丙烯和乙烯的無規(guī)共聚物，或聚酯?；蛘?，所有紡絲機(jī)組例如不需要都使用相同的聚合物，和另外每個(gè)紡絲機(jī)組不需要生產(chǎn)相同尺寸的纖維。作為以上組合的實(shí)施方案的例子，可以使用雙紡絲機(jī)組生產(chǎn)線，其中第一個(gè)或上游紡絲機(jī)組用于紡絲非卷曲的聚丙烯纖維，第二或下游紡絲機(jī)組用于紡絲卷曲的無規(guī)共聚物纖維，第二紡絲機(jī)組將卷曲纖維沉積在來自第一紡絲機(jī)組的非卷曲纖維上。非卷曲纖維可以例如是約2-約5旦尼爾，卷曲纖維例如是約3-約6旦尼爾。含有來自兩個(gè)紡絲機(jī)組的纖維的纖網(wǎng)然后進(jìn)一步經(jīng)由壓棉裝置和粘合裝置向下游輸送，形成在材料一面上具有大部分卷曲纖維而在材料的另一面上具有大部分非卷曲纖維的非織造毛圈材料。還應(yīng)該注意的是，盡管每個(gè)紡絲機(jī)組可以以大約相等的質(zhì)量生產(chǎn)速率生產(chǎn)纖維，但是它們另外可以以顯著不同的質(zhì)量生產(chǎn)速率生產(chǎn)纖維，其中一個(gè)紡絲機(jī)組例如生產(chǎn)最終非織造毛圈材料基重的2/3，而另一個(gè)紡絲機(jī)組生產(chǎn)1/3。
再次參見圖2，生產(chǎn)線10還包括卷繞輥50，用于卷取粘合的纖網(wǎng)44。雖然在這里沒有顯示，但是在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行各種在本領(lǐng)域公知的另外的潛在工藝和/或整理步驟，例如纖網(wǎng)切割、拉伸、處理、在非織造毛圈材料上印刷，和/或其它操作。例如，十分有利的是用彩色圖案印刷非織造毛圈材料，提供視覺上更具美感的材料。另外，作為在卷繞輥50上卷取非織造纖網(wǎng)的另一個(gè)選擇，非織造纖網(wǎng)可以立即進(jìn)入各種轉(zhuǎn)化或形成整體產(chǎn)品的操作。
作為另一個(gè)特別的例子，可以有利地將非織造材料進(jìn)行少量的拉伸(約5-約15％)以進(jìn)一步提供在非粘合區(qū)域中的纖維的蓬松性或空隙，從而允許與鉤更多的配合。這種拉伸可以在材料縱向(即生產(chǎn)材料的方向，稱為機(jī)械方向)或在材料橫向(與生產(chǎn)材料的方向垂直的方向，也稱為機(jī)械橫向)上進(jìn)行，可以通過本領(lǐng)域公知的方法完成，例如使用拉幅機(jī)進(jìn)行橫向拉伸，或通過在一系列驅(qū)動(dòng)夾持輥之間的拉伸速度差異進(jìn)行縱向拉伸。作為一個(gè)具體例子，約10％的縱向拉伸力可以通過將材料輸送經(jīng)過一系列驅(qū)動(dòng)夾持輥而施加到材料上，其中第二對(duì)驅(qū)動(dòng)夾持輥以比第一對(duì)輥快10％的速度驅(qū)動(dòng)。
本發(fā)明的非織造毛圈材料用于各種一次性個(gè)人護(hù)理吸收制品和一次性防護(hù)制品中的機(jī)械連接系統(tǒng)。一次性個(gè)人護(hù)理吸收制品包括，但不限于嬰兒和兒童護(hù)理吸收制品，例如尿布和訓(xùn)練褲，一次性泳衣，成人失禁護(hù)理衣物，婦女護(hù)理制品如衛(wèi)生巾，繃帶和傷口敷料等。一次性防護(hù)制品包括，但不限于手術(shù)服和手術(shù)檔帷，病人檢查服，工業(yè)工作服和清潔室服裝。這些一次性個(gè)人護(hù)理和防護(hù)制品通常具有朝向身體的一面，對(duì)著或朝向使用者的身體穿戴或放置，和背向使用者身體的非面向身體的一面。當(dāng)本發(fā)明的非織造毛圈材料用作這種一次性個(gè)人護(hù)理和防護(hù)制品的機(jī)械連接系統(tǒng)的一部分時(shí)，可以通常置于該制品的外側(cè)或非朝向身體的一面之上或與其連接，或者該制品的外側(cè)或非朝向身體的一面可以完全由本發(fā)明的非織造毛圈材料組成。鉤材料將通常位于制品上的短小突出物之上或構(gòu)成它，方便地位于制品之上，使得使用者或穿著者能將鉤突出物與非織造毛圈材料疊放，也就是能容易地將鉤突出物面對(duì)面地與非織造毛圈材料放置，使得鉤部件能與毛圈材料的纖維配合。
參見圖4，顯示了示例性個(gè)人護(hù)理制品例如尿布70。作為大多數(shù)個(gè)人護(hù)理吸收制品的典型例子，尿布70包括液體可滲透的體側(cè)襯里74，即面向身體側(cè)或內(nèi)側(cè)，和液體不能透過的外罩72，即非面向身體側(cè)或外側(cè)。各種織造或非織造織物可以用于體側(cè)襯里74，例如聚烯烴纖維的紡粘非織造纖網(wǎng)，或天然和/或合成纖維的粘合梳理纖網(wǎng)。外罩72由薄的阻隔液體的材料形成，例如紡粘-熔噴層、紡粘-熔噴-紡粘層或熱塑性聚合物薄膜層。聚合物薄膜外罩可以壓花和/或進(jìn)行無光整理，以提供更具美感、令人愉快的外觀，或可以是由織造或非織造織物和熱塑性薄膜形成的層合材料。外罩72可以任選地由“能呼吸”的材料組成，該材料能透過蒸氣或氣體，但基本不能透過液體，例如本領(lǐng)域公知的那些。外罩材料的例子包括、但不限于McCormack等人的美國專利6,309,736中公開的那些，在這里引入供參考。
在襯里74和外罩72之間的是吸收芯(未顯示)，例如由親水性纖維素木漿絨毛纖維和高吸收性膠凝顆粒(例如超吸收材料)的共混物形成。尿布70可以另外包括任選的防漏擋片76，由體側(cè)襯里74制成或與其連接。對(duì)于這種防漏擋片合適的結(jié)構(gòu)和排列例如描述在Enloe的美國專利4,704,116中，在這里引入供參考。另外，尿布可以任選包括本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的其它元件，包括，但不限于彈性羅口腿邊、彈性腰帶等。
為了保證尿布70圍繞穿戴者，尿布具有一些類型的與其連接的固定裝置。如圖4所示，固定裝置是鉤-圈固定系統(tǒng)，包括鉤元件78，其與尿布后背腰帶區(qū)域中的外罩72的內(nèi)表面和/或外表面連接，和包括一個(gè)或多個(gè)毛圈元件或小塊補(bǔ)片80，其由本發(fā)明的非織造毛圈材料制成，與尿布70前腰帶區(qū)域中的外罩72的外表面連接。非織造毛圈材料可以通過公知的連接手段固定在尿布70的外罩72上，包括、但不限于粘合劑、熱粘合、超聲粘合或這些手段的組合。作為另一個(gè)實(shí)施方案，非織造毛圈材料可以覆蓋基本全部或全部的外罩72的外表面。這樣的一個(gè)例子是由熱塑性薄膜/非織造毛圈材料層合材料構(gòu)成的外罩材料。
雖然在這里作為參考引用了種種專利，但是如果引入的材料與說明書中有任何不一致，應(yīng)該以目前的說明書為準(zhǔn)。另外，雖然通過具體實(shí)施方案詳述了本發(fā)明，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然的是，可以在不偏離本發(fā)明精神和范圍的情況下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改進(jìn)、變化和其它改變。所以，權(quán)利要求書覆蓋從屬權(quán)利要求涵蓋的所有這些改進(jìn)、變化和其它改變。
權(quán)利要求
1.一種用于個(gè)人護(hù)理制品的非織造毛圈材料，該毛圈材料包含具有基本圓形橫截面的螺旋卷曲的連續(xù)單組分纖維，所述非織造毛圈材料具有第一平面表面和第二平面表面，所述非織造毛圈材料還包含多個(gè)由基本連續(xù)粘合區(qū)域限定的離散的非粘合區(qū)域，其中這些非粘合區(qū)域占所述非織造毛圈材料的第二平面表面的約85-約50％。
2.權(quán)利要求1的非織造毛圈材料，其中所述螺旋卷曲的連續(xù)單組分纖維包含選自聚烯烴以及其共聚物的熱塑性聚合物。
3.權(quán)利要求2的非織造毛圈材料，其中所述熱塑性聚合物是烯烴的無規(guī)共聚物。
4.權(quán)利要求2的非織造毛圈材料，其中所述非織造毛圈材料還包含非卷曲的連續(xù)纖維。
5.權(quán)利要求4的非織造毛圈材料，其中所述卷曲的單組分纖維包含丙烯和乙烯的無規(guī)共聚物，和其中所述非卷曲的纖維包含聚丙烯。
6.權(quán)利要求5的非織造毛圈材料，其中所述第一平面表面包含大部分所述非卷曲的纖維，和其中所述第二平面表面包含大部分所述卷曲的纖維。
7.權(quán)利要求6的非織造毛圈材料，其具有約20-約100克/平方米的基重。
8.權(quán)利要求7的非織造毛圈材料，其具有約40-約80克/平方米的基重。
9.權(quán)利要求7的非織造毛圈材料，其具有約0.4-約1.2毫米的脹量。
10.權(quán)利要求9的非織造毛圈材料，其中所述卷曲纖維是約3-約6旦尼爾，所述非卷曲的纖維是約2-約5旦尼爾。
11.一次性制品，包含權(quán)利要求1的非織造毛圈材料。
12.一次性制品，包含權(quán)利要求6的非織造毛圈材料。
13.一種生產(chǎn)非織造材料的方法，包括以下步驟a)提供形成纖維的熱塑性聚合物組合物；b)從所述熱塑性聚合物組合物形成許多熔融單組分纖維，所述熔融單組分纖維具有基本圓形橫截面；c)將所述熔融纖維進(jìn)行差異驟冷，形成具有基本圓形橫截面的卷曲的單組分纖維；d)將所述卷曲的單組分纖維沉積在成形表面上，形成非織造纖網(wǎng)材料；和然后e)在熱和壓力下將所述非織造纖網(wǎng)粘合，形成限定多個(gè)離散的非粘合區(qū)域的基本連續(xù)粘合區(qū)域的圖案，和其中所述非織造材料具有約85-約50％的非粘合區(qū)域。
14.權(quán)利要求13的方法，其中另外包括在沉積所述卷曲纖維的步驟之前在所述成形表面上提供許多非卷曲纖維的步驟。
15.權(quán)利要求14的方法，其中所述形成纖維的熱塑性聚合物組合物是烯烴的無規(guī)共聚物，和其中所述非卷曲纖維包含聚丙烯。
16.權(quán)利要求15的方法，其中所述形成纖維的熱塑性聚合物組合物是丙烯和乙烯的無規(guī)共聚物。
17.權(quán)利要求16的方法，還包括在所述粘合步驟之后使所述非織造材料經(jīng)受拉伸力作用的步驟。
18.權(quán)利要求17的方法，其中所述拉伸力是縱向拉伸力的5-15％。
19.一次性制品，其包含與身體接觸的內(nèi)側(cè)和不與身體接觸的外側(cè)，鉤材料，和非織造毛圈材料，其中所述毛圈材料構(gòu)成所述不與身體接觸的外側(cè)的至少一部分，和其中所述非織造毛圈材料還包含許多具有基本圓形橫截面的螺旋卷曲的連續(xù)單組分纖維。
20.權(quán)利要求19的一次性制品，其中所述非織造毛圈材料包含第一和第二平面表面，其中所述第一平面表面包含大部分所述非卷曲纖維，和所述第二平面表面包含大部分所述卷曲纖維，和其中所述第二平面表面暴露在所述制品的所述不與身體接觸的外側(cè)。
21.權(quán)利要求20的一次性制品，其中所述卷曲纖維包含丙烯和乙烯的無規(guī)共聚物，和其中所述非卷曲纖維包含聚丙烯。
22.權(quán)利要求20的一次性制品，其還包含短小突出物，和其中所述鉤材料位于所述短小突出物上，和其中所述短小突出物與鉤材料適用于與所述毛圈材料疊放和配合。
23.權(quán)利要求21的一次性制品，其還包含短小突出物，和其中所述鉤材料位于所述短小突出物上，和其中所述短小突出物與鉤材料適用于與所述毛圈材料疊放和配合。
24.權(quán)利要求22的一次性制品，其中所述毛圈材料在其表面上包含點(diǎn)式非粘合的粘合圖案，所述點(diǎn)式非粘合的粘合圖案包含由基本連續(xù)粘合區(qū)域限定的多個(gè)離散的非粘合區(qū)域。
25.權(quán)利要求22的一次性制品，其中所述毛圈材料在其表面上包含點(diǎn)式粘合的粘合圖案，所述點(diǎn)式粘合的粘合圖案包含由基本非粘合區(qū)域隔開的多個(gè)離散的粘合區(qū)域。
26.權(quán)利要求23的一次性制品，其中所述毛圈材料在其表面上包含點(diǎn)式非粘合的粘合圖案，所述點(diǎn)式非粘合的粘合圖案包含由基本連續(xù)粘合區(qū)域限定的多個(gè)離散的非粘合區(qū)域，其中所述非粘合區(qū)域占所述非織造毛圈材料的所述第二平面表面的約85-約50％。
27.一次性尿布，其包含與身體接觸的襯里、外罩和位于襯里和外罩之間的吸收芯，和機(jī)械固定系統(tǒng)，所述機(jī)械固定系統(tǒng)包括非織造毛圈材料和含有鉤材料的短小突出物，其中所述非織造毛圈材料構(gòu)成所述外罩的至少一部分，和具有含有大部分非卷曲纖維的第一平面表面和含有大部分螺旋卷曲的基本圓形橫截面的連續(xù)單組分纖維的第二平面表面，和其中所述非織造毛圈材料的第二平面表面是暴露的。
28.權(quán)利要求27的一次性尿布，其中所述卷曲的單組分纖維包含丙烯和乙烯的無規(guī)共聚物，和所述非卷曲纖維包含聚丙烯。
29.權(quán)利要求28的一次性尿布，其中所述毛圈材料在其表面上包含點(diǎn)式粘合的粘合圖案，所述點(diǎn)式粘合的粘合圖案包含由基本非粘合區(qū)域隔離的多個(gè)離散的粘合區(qū)域。
30.權(quán)利要求28的一次性尿布，其中所述毛圈材料在其表面上包含點(diǎn)式非粘合的粘合圖案，所述點(diǎn)式非粘合的粘合圖案包含由基本連續(xù)粘合區(qū)域限定的多個(gè)離散的非粘合區(qū)域。
31.權(quán)利要求30的一次性尿布，其中所述非粘合區(qū)域占所述非織造毛圈材料的第二平面表面的約85-約50％。
全文摘要
本發(fā)明提供用于在鉤－圈機(jī)械連接系統(tǒng)中的毛圈材料的非織造纖維材料，以及其生產(chǎn)方法，所述非織造材料具有卷曲的單組分纖維，其具有基本圓形的橫截面，和所述纖網(wǎng)還可以含有非卷曲纖維。本發(fā)明還提供包含非織造毛圈材料的一次性制品，包括一次性個(gè)人護(hù)理吸收制品，例如尿布、婦女護(hù)理衛(wèi)生巾，和成人失禁制品，和一次性防護(hù)制品例如手術(shù)檔帷和手術(shù)服和其它防護(hù)性服裝。
文檔編號(hào)D04H3/00GK1681462SQ03822031
公開日2005年10月12日 申請(qǐng)日期2003年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月30日
發(fā)明者J·阿赫恩, C·E·博里安二世, J·泰, B·S·福貝斯, S·鐘, B·金, 李鎮(zhèn)熙, 寧新, 俞圭英 申請(qǐng)人:金伯利-克拉克環(huán)球有限公司