CN102844009A - 具有回弹性共成形层的吸收性复合材料 - Google Patents

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Abstract

描述了在吸收性制品中置于顶片与底片之间的吸收性复合材料,该吸收性复合材料包括置于顶片与底片之间的第一吸入层、和置于顶片与底片之间的保留层,其中第一吸入层和保留层中的一个包括回弹性共成形材料。当第一吸入层包括回弹性共成形材料时,保留层包括高密度氢键合绒毛/超吸收性聚合物材料、射流喷网材料、超吸收性聚合物/粘性复合材料、和泡沫材料中的一种。该吸收性复合材料还可包括置于顶片与底片之间的分布层,该分布层包括熔喷微纤维材料、射流喷网材料、和泡沫材料中的一种。

Description

具有回弹性共成形层的吸收性复合材料
背景
该申请要求提交于2010年4月16日的申请号61/324,982的优先权。将申请号61/324,982的全部内容以引用方式并入本文中。
用于吸收尿液、血液、和基于血液的流体的高吸收性制品如失禁垫和衣服、月经垫(例如,卫生巾)、卫生棉条、伤口敷料、绷带和手术帘的开发是具有挑战性的。例如在失禁垫和月经垫的情况中,消费者期望在舒适和贴合、流体的保留、以及最低限度的沾污方面具有高水平的性能。总之,认为流体从垫渗漏到内衣上是不可接受的。虽然已经对用于这样的结构的结构和材料进行了许多改进,但提高这样的垫的性能仍然是一项艰巨的事业。消除渗漏,特别是沿着大腿内侧的渗漏,同时不降低贴合和舒适感,也并不总能满足消费者渴望的需求。
目前垫的吸收结构通常包括一个或多个纤维层以从可渗透顶片中收集排出的流体并将其分布于下层的储存区域。用于现有产品的相对较薄版本的吸收结构通常包括与可渗透顶片相邻的流体收集或吸入层。该吸入层通常由气流法纤网或合成性无纺纤网制得。该吸入层以下为主要吸收芯,该吸收芯通常由气流法或湿法纤网制得。
由纤维层制成的现有吸收结构有许多问题。一个问题是在确保顶片足够干燥方面存在困难。这样的结构造成衣物和身体污染的机会也更大。这是由于吸收结构缺乏回弹性,导致垫的聚束。该回弹性的缺乏以及随之发生的聚束也可导致这些现有的垫提供使用者以较差的合身感和舒适感。Dyer的第5,849,805号美国专利确认了传统的吸收结构和传统的吸收纤维纤网未解决该问题的议题。
一种尝试性的解决方案用泡沫代替纤维吸入层和吸收层,如购自俄亥俄州辛辛那提的宝洁公司的ALWAYS INFINITY普通型垫中所使用的INFINICEL泡沫。该泡沫往往比纤维纤网更加昂贵。
共成形无纺纤网是熔喷纤维基体和吸收性材料(例如,绒毛浆纤维)的复合材料,在多种应用中用作吸收层,包括吸收性制品、吸收性干巾、湿巾和拖把。大多数传统共成形纤网采用由聚丙烯均聚物形成的熔喷纤维。然而,这样的共成形材料有时遇到的问题是当共成形材料受到弯曲力时可能会无足够的回弹性。例如,当共成形擦拭物被弄皱时,共成形材料无法恢复到其原始的平坦、无皱褶状态。另一个实例是在个人护理吸收产品中用作吸收芯的共成形材料有聚束的倾向。
因此,目前需要一种改进的共成形无纺纤网以用于各种应用,所述改进的共成形无纺纤网显示对弯曲力抵抗力的提高并在折叠后显示恢复平坦状态的倾向。这样的改进的共成形无纺纤网可与其它多种材料结合以产生可用于个人护理吸收性制品中的下一代吸收性复合材料。
概述
本发明人在提高吸收性制品方面进行了深入细致的研发努力,并且已开发出用于具有足够湿性和干性弹力以及足够吸收性的吸收芯的吸收性复合材料,而不主要使用昂贵的泡沫。本发明人也发现他们可通过将回弹性共成形材料与其它材料合并来调整这些性能,以赋予其高回弹性和吸收性能。
本发明提供了一种在吸收性制品中置于顶片与底片之间的吸收性复合材料,所述吸收性复合材料包括置于顶片与底片之间的第一吸入层,和置于顶片与底片之间的保留层,其中所述第一吸入层和所述保留层中的一个包括回弹性共成形材料。当所述第一吸入层包括回弹性共成形材料时,所述保留层包括高密度氢键合绒毛/超吸收性聚合物材料、射流喷网材料、超吸收性聚合物/粘性复合材料和泡沫材料中的一种。吸收性复合材料还可以包括置于顶片与底片之间的分布层,所述分布层包括熔喷微纤维材料、射流喷网材料、和泡沫材料中的一种。
本发明还提供了一种在吸收性制品中置于顶片与底片之间的吸收性复合材料,所述吸收性复合材料包括第一吸入层和置于顶片与底片之间的保留层,所述第一吸入层包括共成形材料、回弹性共成形材料、气流法材料、粘合梳理纤网(BCW)材料、和泡沫材料中的一种,所述保留层包括共成形材料、回弹性共成形材料、气流法材料、高密度氢键合绒毛/超吸收性聚合物材料、射流喷网材料、超吸收性聚合物/粘性复合材料和泡沫材料中的一种,其中所述第一吸入层和所述保留层中的一个包括回弹性共成形材料。
本发明还提供了一种在吸收性制品中置于顶片与底片之间的吸收性复合材料,所述吸收性复合材料包括第一吸入层以及置于所述顶片与所述底片之间的保留层,所述第一吸入层包括回弹性共成形材料,所述保留层包括共成形材料、回弹性共成形材料、气流法材料、高密度氢键合绒毛/超吸收性聚合物材料、射流喷网材料、超吸收性聚合物/粘性复合材料和泡沫材料中的一种。
本发明还提供了一种具有顶片和底片的吸收性个人护理制品,所述制品包括置于顶片与底片之间的吸收性复合材料,所述吸收性复合材料包括第一吸入层以及置于所述顶片与所述底片之间的保留层,所述第一吸入层包括回弹性共成形材料,所述保留层包括共成形材料、回弹性共成形材料、气流法材料、高密度氢键合绒毛/超吸收性聚合物材料、射流喷网材料、超吸收性聚合物/粘性复合材料和泡沫材料中的一种。
本发明还提供了一种制备具有吸收性复合材料的吸收性个人护理制品的方法,所述方法包括将吸收性材料流与熔喷纤维流并合以形成复合材料流;在成形表面上收集所述复合材料流以形成回弹性共成形无纺纤网;和将所述回弹性共成形无纺纤网与顶片和底片相结合。
本发明还提供了一种适用于具有顶片和底片的吸收性制品的吸收性复合材料,所述吸收性复合材料包括:包括置于所述顶片与所述底片之间的泡沫材料的吸入层,所述吸入层具有多个穿过该吸入层的孔;以及置于所述顶片与所述底片之间的保留层,其中所述保留层包括回弹性共成形材料。
本文对本发明的其它特征和方面进行了更详细的讨论。
附图的简要说明
参照以下说明书、所附权利要求和附图,本发明的上述和其它特征和方面以及实现该特征和方面的方式将变得更加显而易见,并且本发明自身将更易于理解。
图1为形成本发明所述的共成形纤网的方法的一个方面的示意性说明;
图2为图1所示的装置的某些特征的说明;
图3为根据本发明形成的有纹理的共成形无纺纤网的一个方面的剖视图;
图4为有纹理的共成形无纺纤网的一个方面的照片;
图5为来自图4的有纹理的共成形无纺纤网被弄皱并放松之后的照片;
图6为有纹理的共成形无纺纤网的另一个方面的照片;
图7为来自图6的有纹理的共成形无纺纤网被弄皱并放松之后的照片;
图8为纳入了本发明所述的吸收性复合材料的女性卫生制品的示意性局部剖切平面图;
图9为纳入了本发明所述的吸收性复合材料的女性卫生制品的局部示意性侧视图;
图10为用于测试本发明所述的吸收性复合材料的吸收性复合材料轮廓上的孔型图案的实施例的示意性平面图;和
图11为用于测试本发明所述的吸收性复合材料的吸收性复合材料轮廓的实施例的示意性平面图。
在本说明书和附图中引用字符的重复使用旨在代表本发明相同或类似的特征或元件。
详述
本领域技术人员要理解的是,本讨论仅对示例性方面进行描述,而不是为了限制本发明的更宽的范围。
现在详细参照本发明的各方面,在下文对其中的一个或多个实施例进行描述。以解释的方式而不是限制本发明的方式提供每个实施例。事实上,在不偏离本发明的范围或实质的前提下可对本发明作出各种修改和变化对本领域技术人员是显而易见的。例如,说明或描述为一个方面的部分的特征可用于另一个部分以产生又一个方面。因此,本发明旨在涵盖该修改和变化。
如本文所使用,术语“无纺纤网”通常是指具有单个纤维或线的结构的纤网,所述单个纤维或线为交互的,但不是以如在针织物中的可识别的方式进行交互。无纺纤织物或纤网的实例包括但不限于,熔喷网、纺粘网、粘合梳理纤网、气流法纤网、共成形纤网、水力缠结网等。
如本文所使用,术语“纺粘纤网”通常是指含有小直径基本连续纤维的纤网。通过将熔融的热塑性材料从多个细密、通常为圆形的喷丝嘴的毛细管中挤出,然后迅速通过例如引出拉拔和/或其它众所周知的纺粘法机理降低所挤出纤维的直径。对纺粘纤网的生产的描述和说明见于例如Appel等人的第4,340,563号美国专利、Dorschner等人的第3,692,618号美国专利、Matsuki等人的第3,802,817号美国专利、Kinney的第3,338,992号美国专利、Kinney的第3,341,394号美国专利、Hartman的第3,502,763号美国专利、Levy的第3,502,538号美国专利、Dobo等人的第3,542,615号美国专利、和Pike等人的第5,382,400号美国专利,为了所有目的将其全部内容引入本文作为参考。当沉积于收集表面上时,纺粘纤维通常不发粘。纺粘纤维的直径有时可小于约40微米,且通常为约5至约20微米。
一般而言,本发明涉及具有回弹性共成形层和任选的至少一个或多个其它层的吸收性复合材料。如以下更详细描述的回弹性共成形层由含有熔喷纤维基体和吸收性材料的回弹性共成形无纺纤网形成。吸收性复合材料可用于个人护理或其它合适的制品中。
作为一个实例,吸收性复合材料可用作女性卫生制品中的吸收性元件。如图8所示,女性卫生制品70包括剥离条72,所述剥离条72借助衣物结合粘合剂74粘结于衣物侧底片76的一侧上。以结构粘合剂将底片76的另一侧结合至吸收层78。吸收层78结合至体侧衬垫或顶片80。本发明所述的吸收性复合材料84可适当取代吸收层78。希望地,使用吸收性复合材料84可在佩戴产品时抑制产品的聚束,从而提高整体效率和降低渗漏。本领域技术人员熟知其它用于形成具有吸收芯材料的个人护理制品的合适构造。在一个希望的方面,吸收性复合材料84具有有纹理的表面。有纹理的表面希望地位于朝向顶片80的位置,以促进流体更快吸入和使吸收芯具有更高的吸收性。
除回弹性共成形材料外,置于顶片80与不可透液体的底片76之间的本发明所述的吸收性复合材料84包括一至三层。如图9所示,吸收性复合材料84可包括可选的第一液体吸入层86、任选的第二液体吸入层88或任选的第一分布层90、保留层94、和任选的第二分布层96。在吸收性复合材料84内部的层通常以面对面的朝向放置。
在本发明的多个方面中,第一吸入层86可比保留层94更宽和/或更长,并可制成矩形以外的形状以在佩戴时更好地贴合身体。在本发明的另一个方面中,包括回弹性共成形材料的层可为最宽和/或最长的层。在本发明的又一个方面中,包括气流法材料的层可为最宽和/或最长的层。
第一吸入层和保留层86、94中至少一个包括分别充当流体吸入材料或流体保留材料的回弹性共成形材料。对于第一吸入层86包括回弹性共成形材料的方面,吸收性复合材料84包括另外一层,该另外一层可为第二液体吸入层88、第一分布层90、保留层94、或第二分布层96。对于保留层94包括回弹性共成形材料的方面,吸收性复合材料84包括另外一层,该另外一层可为第一液体吸入层86、第二液体吸入层88、第一分布层90、或第二分布层96。
下面更详细地描述每层包括的材料。第一吸入层86可包括共成形材料、回弹性共成形材料、气流法材料、粘合梳理纤网(BCW)材料、或泡沫材料,且还可包括绒毛浆。第二液体吸入层88可包括BCW材料,气流法材料、或泡沫材料。第一分布层90可包括射流喷网材料,熔喷微纤维材料,或泡沫材料。保留层94可包括共成形材料、回弹性共成形材料、或气流法材料,其中每种还可包括超吸收性材料(SAM)。替代地,保留层94可包括高密度氢键合绒毛/超吸收性聚合物材料、射流喷网材料、超吸收性聚合物/粘性复合材料或泡沫材料。这些保留层材料中的任何一个还可包括绒毛浆。最后,第二分布层96可包括熔喷微纤维材料、射流喷网材料、或泡沫材料,并还可包括绒毛浆。
本发明所述的吸收性复合材料84可用于多种制品中。例如,吸收性复合材料84可并入能够吸收水或其它流体的吸收性制品中。这样的吸收性制品的实例包括但不限于,个人护理吸收性制品,如尿布、训练裤、吸收性内裤、失禁制品、女性卫生产品(例如,卫生巾)、泳衣、婴儿湿巾、手套毛巾等;医用吸收性制品,如服装、开窗材料、护理垫、床垫、绷带、吸收帘、和医疗湿巾;餐饮服务擦拭物;服饰制品;袋等。本领域技术人员熟知适合形成这样的制品的材料和工艺。DiPalma等人的第5,649,916号美国专利;Kielpikowski的第6,110,158号美国专利;Blaney等人的第6,663,611号美国专利描述了该吸收性制品的若干实例,为了所有目的将其全部内容以引用方式并入本文。Fell等人的美国专利申请公开号2004/0060112A1,以及Damico等人的第4,886,512号美国专利;Sherrod等人的第5,558,659号美国专利;Fell等人的第6,888,044号美国专利;和Freiburger等人的第6,511,465号美国专利还描述了其它合适的制品,为了所有目的将其全部内容引入本文作为参考。当在吸收性制品中采用时,本发明所述的吸收性复合材料84能够形成吸收芯的组件或本领域众所周知的吸收性制品的任何其它吸收性组件。
术语“共成形”通常是指熔喷纤维和吸收性纤维如纤维素纤维的共混物,可通过气流形成熔喷聚合物材料并同时将悬浮在气流中的纤维喷入熔喷纤维流中而形成。共成形材料也可包括其它材料,如超吸收性材料。在成形表面上如网带所提供的表面上收集熔喷纤维和吸收纤维(和其它任选的材料)。成形表面可包括置于成形表面上的可透过气体的材料。Georger等人的第5,508,102号和第5,350,624号美国专利、和Anderson的第4,100,324号美国专利中进一步描述了共成形材料,将其全部内容引入本文作为参考,以其不互相抵触为限。
如本文所使用,术语“回弹性共成形”通常是指包括熔喷纤维基体和吸收性材料的回弹性共成形无纺纤层,其中熔喷纤维构成30wt%至约99wt%的纤网,而吸收性材料构成1wt%至约70wt%的纤网,此外,其中熔喷纤维由含有至少一种丙烯/α-烯烃共聚物的热塑性组合物形成,所述丙烯/α-烯烃共聚物的丙烯含量为约60摩尔%至约99.5摩尔%,而α-烯烃含量为约0.5摩尔%至约40摩尔%,其中共聚物的密度为约0.86至约0.90克/立方厘米,并且虽然实际考虑能够降低高端熔体流动速率范围,但根据ASTM测试方法D1238-E在230°C下测得组合物的熔体流动速率为约120至约6000克/10分钟。
共成形无纺纤网的熔喷纤维占纤网的30wt%至约99wt%,而吸收性材料占纤网的约1wt%至约70wt%。更优选地,共成形无纺纤网的熔喷纤维占纤网的45wt%至约99wt%,而吸收性材料占纤网的约1wt%至约55wt%。熔喷纤维由以下描述的含有至少一种丙烯/α-烯烃共聚物的热塑性组合物形成,所述丙烯/α-烯烃共聚物具有特定的单体含量、密度、熔体流动速率等。对特定类型的丙烯/α-烯烃共聚物的选择为所得到的组合物提供改进的热性能以形成共成形纤网。例如,热塑性组合物在相对缓慢的速率下结晶,从而使纤维在形成过程中保持微弱的粘性。该粘性可提供多种益处,如在纤网形成的过程中提高熔喷纤维粘附在吸收性材料上的能力。熔喷纤维可占共成形纤网的约30wt%至约99wt%,在特定方面中为约45wt%至约99wt%,在更特定的方面中为约50wt%至约90wt%,在更加特定的方面中为约50wt%至约80wt%。同样,吸收性材料可占共成形纤网的约1wt%至约70wt%,在特定方面中为1wt%至约55wt%,在更特定的方面中为10wt%至约50wt%,在更加特定的方面中为约20wt%至约50wt%。
除了提高熔喷纤维的粘结能力,本发明所述的热塑性组合物也可赋予所得到的共成形结构其它益处。例如在某些方面中,可使用三维成形表面赋予共成形纤网纹理。在这样的方面中,熔喷纤维的相对缓慢的结晶速率能够提高其吻合三维成形表面轮廓的能力。然而,纤维一旦结晶,熔喷纤维就能够达到高于传统聚丙烯的一定程度的回弹性,从而允许其保留并恢复三维形状以及共成形纤网上的高度纹理化的表面。
在形成过程中纤维粘性延长的另一个益处是多层共成形无纺纤网的层之间的层附着强度增加,产生分层所必要的额外的剪切能。该层附着强度的增加能够降低或消除对能够负面影响片材特性如厚度和密度的压纹的需要。在由多层共成形无纺纤网制得的擦拭物的分配过程中特别需要增加的层附着强度。使用本文所述的三维成形表面所赋予的纹理可通过增加层之间的接触表面积来进一步提高层附着强度。
现在将更加详细地描述本发明的各方面。
本发明的热塑性组合物含有至少一种丙烯和α-烯烃的共聚物,所述α-烯烃如C2-C20α-烯烃、C2-C12α-烯烃、或C2-C8α-烯烃。合适的α-烯烃可为直链或支链的(例如,一个或多个C1-C3烷基支链,或芳基基团)。特定实例包括乙烯、丁烯;3-甲基-1-丁烯;3,3-二甲基-1-丁烯;戊烯;具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的戊烯;具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的己烯;具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的庚烯;具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的辛烯;具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的壬烯;乙基、甲基或二甲基取代的癸烯;十二烯;苯乙烯等。特别需要的α-烯烃共聚单体为乙烯、丁烯(例如1-丁烯)、庚烯和辛烯(例如,1-辛烯或2-辛烯)。这样的共聚物的丙烯含量为约60摩尔%至约99.5摩尔%,在进一步的方面中为约80摩尔%至约99摩尔%,在更进一步的方面中为约85摩尔%至约98摩尔%。同样地,α-烯烃含量可为约0.5摩尔%至约40摩尔%,在进一步的方面中为约1摩尔%至约20摩尔%,在更进一步的方面中为约2摩尔%至约15摩尔%。在形成丙烯共聚物的不同的分子量分数中,α-烯烃共聚单体的分布通常是随机且均匀的。
丙烯/α-烯烃共聚物的密度可为α-烯烃的长度和含量的函数。也就是说,α-烯烃的长度越长,所存在α-烯烃的含量越高,共聚物的密度越低。一般来说,密度较高的共聚物能够更好地形成三维结构,而密度较低的那些具有更好的弹性和回弹性能。因此,为了在纹理和回弹性之间达到最佳平衡,通常选择密度为约0.860克/立方厘米(g/cm3)至约0.900g/cm3的丙烯/α-烯烃共聚物,在进一步的方面中为约0.861至约0.890g/cm3,在更进一步的方面中为约0.862g/cm3至约0.880g/cm3。此外,通常选择密度为约每立方厘米0.860克(g/cm3)至约0.940g/cm3的热塑性组合物,在进一步的方面中为约0.861至约0.920g/cm3,在更进一步的方面中为约0.862g/cm3至约0.900g/cm3
通常可采用多种已知技术中的任意一种来形成熔喷纤维中所使用的丙烯/α-烯烃共聚物。例如,可使用自由基或配位催化剂(例如,Ziegler-Natta)来形成烯烃聚合物。优选地,共聚物由单位点配位催化剂形成,如金属茂催化剂。这样的催化剂***产生丙烯共聚物,其中共聚单体随机分布在分子链内并均匀地分布在不同的分子量分数中。在例如Datta等人的第7,105,609号美国专利;Datta等人的第6,500,563号美国专利;Yang等人的第5,539,056号美国专利;和Resconi等人的第5,596,052号美国专利中描述了金属茂催化的丙烯共聚物,为了所有目的将其全部内容引入本文作为参考。金属茂催化剂的实例包括双(正丁基环戊二烯基)二氯化钛、双(正丁基环戊二烯基)二氯化锆、双(环戊二烯基)氯化钪、双(茚基)二氯化锆、双(甲基环戊二烯基)二氯化钛、双(甲基环戊二烯基)二氯化锆、二茂钴、环戊二烯基三氯化钛、二茂铁、二氯二茂铪、异丙基(环戊二烯基-1-芴基)二氯化锆、二氯二茂钼、二茂镍、二氯二茂铌、二茂钌、二氯二茂钛、氢氯二茂锆、二氯二茂锆等。使用金属茂催化剂制备的聚合物通常具有较窄的分子量范围。例如,金属茂催化的聚合物可以具有4以下的多分散度(Mw/Mn)、控制的短链支化分布和控制的立构规整度。
在特定的方面中,丙烯/α-烯烃共聚物占用于形成熔喷纤维的热塑性组合物的约50wt%或更多,在进一步的方面中为约60wt%或更多,在更进一步的方面中为约75wt%或更多。在其它方面中,丙烯/α-烯烃共聚物占用于形成熔喷纤维的热塑性组合物的至少约1wt%且低于约49wt%,在特定的方面中为至少约1%且低于约45wt%,在进一步的方面中为至少约5%且低于约45wt%,在更进一步的方面中为至少约5wt%且低于约35wt%。当然,只要不对复合材料的所需性能产生不利影响,其它热塑性聚合物也可用于形成熔喷纤维。例如,熔喷纤维可含有其它聚烯烃(例如,聚丙烯、聚乙烯等)、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、嵌段共聚物等。在一个方面中,熔喷纤维可包含其它的丙烯聚合物,如聚丙烯均聚物或丙烯共聚物。其它丙烯聚合物,例如可由基本全同立构的聚丙烯均聚物或共聚物形成,其含有的其它单体等于或低于10%重量百分比,即按重量计至少约90%的丙烯。这样的聚丙烯可以以接枝、无规或嵌段共聚物的形式存在,可主要为结晶,因为其具有约110°C以上的明确熔点,在进一步的方面中为约115°C以上,在更进一步的方面中为约130°C以上。在Datta等人的第6,992,159号美国专利中描述了这些其它的聚丙烯的实例,为了所有目的将其全部内容以引入本文作为参考。
在特定方面中,其它聚合物可占热塑性组合物的约0.1wt%至约90wt%,在进一步的方面中为约0.5wt%至约50wt%,在更进一步的方面中为约1wt%至约30wt%。同样,上述丙烯/α-烯烃共聚物可占热塑性组合物的约15wt%至约99.9wt%,在进一步的方面中为约50wt%至约99.5wt%,在更进一步的方面中为约70wt%至约99wt%。
用于形成熔喷纤维的热塑性组合物也可含有如本领域已知的其它添加剂,如表面活性剂、熔体稳定剂、加工稳定剂、热稳定剂、光稳定剂、抗氧化剂、热老化稳定剂、增白剂等。亚磷酸盐稳定剂(例如,IRGAFOS,购自Tarrytown的Ciba Specialty Chemicals,纽约,和DOVERPHOS,购自Dover的Dover Chemical Corp.,俄亥俄州)为示例性的熔体稳定剂。此外,受阻胺类稳定剂(例如,CHIMASSORB,购自Ciba Specialty Chemicals)为典型的热和光稳定剂。此外,受阻酚通常用作抗氧化剂。一些合适的受阻酚包括购自Ciba Specialty Chemicals(Ciba)的商品名为IRGANOX的那些,如IRGANOX酚1076、1010或E 201。当采用时,这样的添加剂(例如,抗氧化剂、稳定剂、表面活性剂等)以可为用于形成熔喷纤维的热塑性组合物的约0.001wt%至约15wt%的量存在,在进一步的方面中为约0.005wt%至约10wt%,在更进一步的方面中为约0.01wt%至约5wt%。可将一种或多种表面活性剂加入聚合物组合物中以使聚合物纤维更易湿润并提高共成形材料的流体吸入性能。合适的表面活性剂包括阳离子型、阴离子型、两性的和非离子型表面活性剂。特别适合的内部表面活性剂购自Techmer PM,Clinto,田纳西,为亲水性熔体添加剂PPM15560表面活性剂。当采用时,各表面活性剂的量可以用于形成熔喷纤维的热塑性组合物的约0.5wt%至约10wt%的量存在,在进一步的方面中为约1.0wt%至约7.5wt%,在更进一步的方面中为约1.5wt%至约5wt%。也可将表面活性剂应用于熔喷纤维外部作为局部处理。
通过选择某些聚合物及其含量,所得到的热塑性组合物的热性能会比熔喷网中通常所采用的聚丙烯均聚物更优越。例如,热塑性组合物在性质上通常比熔喷网中通常所采用的聚丙烯均聚物更加无定形。为此,通过测量其“半结晶时间”-即一半材料成为晶体所需的时间,发现热塑性组合物的结晶速率更慢。例如,在125°C温度下测得热塑性组合物的半结晶时间通常大于约5分钟,在进一步的方面中为约5.25分钟至约20分钟,在更进一步的方面中为约5.5分钟至约12分钟。相反地,传统聚丙烯均聚物的半结晶时间通常为5分钟或更短。此外,热塑性组合物的熔融温度(“Tm”)可为约100°C至约250°C,在进一步的方面中为约110°C至约200°C,在更进一步的方面中为约140°C至约180°C。热塑性组合物的结晶温度(“Tc”)(在10°C/min的冷却率下测定)可为约50°C至约150°C,在进一步的方面中为约80°C至约140°C,在更进一步的方面中为约100°C至约120°C。可使用本领域技术人员熟知的差示扫描量热法(“DSC”)来测定半结晶时间、熔融温度和结晶温度。
也可在特定范围内选择热塑性组合物的熔体流动速率以优化所得到的熔喷纤维的性能。熔体流动速率为当在230°C下在10分钟内施加2160克的力时,被迫通过挤出式流变仪孔(直径为2.09mm(0.0825英寸))的聚合物的重量(以克计)。一般来说,熔体流动速率足够高以提高熔融加工性,但不会高到对纤维与吸收性材料的结合性能产生不利的影响。因此,在本发明的大多数方面中,根据ASTM测试方法D1238-E测量的热塑性组合物的熔体流动速率为每10分钟约120至约6000克,在进一步的方面中为每10分钟约150至约3000克,在更进一步的方面中为每10分钟约170至约1500克。
术语“熔喷纤维”是指将熔融的热塑性材料从多个细密、通常为圆形的模具毛细管中挤出,作为线或丝进入高速的、通常加热的气(例如,空气)流中所形成的纤维,所述气流能够削减熔融的热塑性材料的丝以降低其直径。在共成形工艺的特定情况中,熔喷纤维流与一个或多个从不同方向引入的材料流相交。之后,通过高速气流携带熔喷纤维和其它材料并沉积在收集表面上。熔喷纤维在所形成的纤网中的分布和方向取决于几何和工艺条件。在某些工艺和设备条件下,所产生的纤维可基本“连续”,定义为当在10x或20x放大倍率下通过显微镜检查多个视野时具有几个分离、碎纤维或锥形端。当产生“连续”熔喷纤维时,在单个纤维长度内的单个纤维的侧面通常平行并且具有最小的纤维直径差异。相反地,在其它条件下,纤维会张拉过度,线股断裂并形成一系列不规则的、离散的纤维长度和许多断头。已变细的断裂纤维的回缩通常会产生较大的聚合物团。这样的工艺公开于例如Butin等人的第3,849,241号美国专利中,以与其一致的方式将其内容引入本文作为参考。
熔喷纤维可为单组分或多组分。单组分纤维通常由单个挤出机挤出的聚合物或聚合物的共混物形成。多组分纤维通常由不同的挤出机挤出的两种或多种聚合物(例如,双组分纤维)形成。可将聚合物排列在纤维的横截面上定位基本恒定的不同区域中。可以任意所需构型排列组分,如皮-芯式、并行式、饼式、海岛式、三岛式、牛眼式或本领域已知的各种其它排列。Taniguchi等人的第4,789,592号美国专利、Strack等人的第5,336,552号美国专利、Kaneko等人的第5,108,820号美国专利、Kruege等人的第4,795,668号美国专利、Pike等人的第5,382,400号美国专利、Strack等人的第5,336,552号美国专利、和Marmon等人的第6,200,669号美国专利描述了用于形成多成分纤维的各种方法,为了所有目的将其全部内容引入本文作为参考。也可形成具有各种不规则形状的多组分纤维,如Hogle等人的第5,277,976号美国专利、Hills的第5,162,074号美国专利、Hills的第5,466,410号美国专利、Largman等人的第5,069,970号美国专利、和Largman等人的第5,057,368号美国专利所描述,为了所有目的将其全部内容引入本文作为参考。应注意通常使用润湿剂处理熔喷材料以用于如本文所述的应用。可使用任何润湿性处理。
通常可在共成形无纺纤网中采用任何吸收性材料,如吸收性纤维、颗粒等。在一个方面中,吸收性材料包括由各种制浆过程形成的纤维,如牛皮纸浆、亚硫酸盐浆、热磨机械浆等。浆纤维可包括软木纤维,其平均纤维长度基于长度加权平均值大于1mm,特别是约1.5至5mm。这样的软木纤维可包括但不限于,北方软木、南方软木、红杉、红雪松、铁杉、松树(例如,南方松树)、云杉(例如,黑云杉)、其组合等。适用于本发明的示例性的市售浆纤维包括购自华盛顿,Federal Way的Weyerhaeuser Co.的浆纤维,名称为“CF-405”。也可以使用硬木纤维,如桉树、枫树、桦树、白杨等。在某些情况下,特别需要桉树纤维以提高纤网的柔软性。桉树纤维也可提高亮度,增加不透明度,并改变纤网的孔结构以提高其芯吸能力。此外,如果需要,可使用从回收材料中获得的二次纤维,如来自来源例如新闻纸、再生纸板和办公废纸的纤维浆。此外,其它天然纤维也可用于本发明,如竹、蕉麻、印度草、马利筋绒、菠萝叶等。此外,在某些情况下,也可利用合成纤维。
除浆纤维外或与浆纤维结合,吸收性材料也可包括以纤维、颗粒、凝胶等形式存在的超吸收性材料。一般来说,超吸收性材料为在含有0.9重量百分数的氯化钠水溶液中,能够吸收至少约其重量10倍的水溶胀性材料,在某些情况下,至少约其重量20倍或至少约30倍。超吸收性材料可由天然、合成和改性的天然聚合物和材料形成。如Mitchell等人第6,623,576号美国专利中所公开,合成的超吸收性聚合物的实例包括含有轻度交联的未中和酸性吸水性树脂和轻度交联的未中和的碱性吸水性树脂的材料。此外,实例包括聚(丙烯酸)和聚(甲基丙烯酸)、聚(丙烯酰胺)、聚(乙烯基醚)、马来酸酐与乙烯基醚和α-烯烃的共聚物、聚(乙烯基吡咯烷酮)、聚(乙烯基吗啉酮)、聚(乙烯醇)、及其混合物和共聚物的碱金属盐和铵盐。此外,超吸收性材料包括天然和改性的天然聚合物,如淀粉、水解的丙烯腈接枝淀粉、丙烯酸接枝淀粉、甲基纤维素、壳聚糖、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素,和天然树胶,如藻酸盐、黄原胶、刺槐豆胶等。天然和完全或部分合成的超吸收性聚合物的混合物也可用于本发明。特别合适的超吸收性聚合物为HYSORB 8760超吸收性(购自Charlotte的BASF,北卡罗来纳州)和FAVOR SXM 9500超吸收性材料(购自Greensboro的EVONIK Stockhausen,北卡罗来纳州)。
本发明所述的共成形纤网通常由工艺制备而成,其中至少一个熔喷模头(例如,两个)排列在滑槽附近,通过所述滑槽加入吸收性材料,同时形成纤网。Anderson等人的第4,100,324号美国专利、Georger等人的第5,350,624号美国专利、和Georger等人的第5,508,102号美国专利、以及Keck等人的美国专利申请公开号2003/0200991和Dunbar等人的2007/0049153公开了该共成形技术的某些实例,为了所有目的将其所有内容引入本文作为参考。
参照图1,例如,显示了用于形成本发明所述的共成形纤网的设备的一个方面。在该方面中,设备分别包括挤出机14或14’的颗粒料斗12或12’,可将丙烯/α-烯烃热塑性组合物引入其中。挤出机14和14’各自具有挤压螺杆(未显示),通过常规的驱动马达(未显示)进行驱动。当聚合物通过挤出机14或14’前进时,由于驱动马达驱动的挤出螺杆的旋转而将其逐渐加热至熔融状态。可在多个分离的步骤中实现加热,当其分别通过挤出机14和14’的分离的加热区域向熔喷模具16和18前进时温度逐渐升高。熔喷模具16和18可为另一种加热区域,其中热塑性树脂的温度保持在高水平以便挤出。
如上所述,当使用两个或多个熔喷模头时,应懂得由单个模头产生的纤维可为不同类型的纤维。也就是说,一种或多种尺寸、形状、或聚合组合物可不同,并且纤维可为单组分或多组分纤维。例如,第一熔喷模头可产生较大的纤维,如平均直径约为10微米或更大的纤维,在进一步的方面中约为15微米或更大,在更进一步的方面中为约20至约50微米,而第二模头可产生较小的纤维,如平均直径约为10微米或更小的纤维,在进一步的方面中约为7微米或更小,在更进一步的方面中为约2至约6微米。此外,希望每个模头能够挤出大约相同的量的聚合物,以使由每个熔喷模头得到的共成形无纺纤网材料的基重的相对百分比基本相同。供选择地,相对基重产生偏离也是可取的,以使一个模头或另一个负责以基重计的大部分共成形纤网。作为一个具体的实例,对于基重为每平方码1.0盎司或“osy”(每平方米34克或“gsm”)的熔喷纤维无纺纤网材料,希望第一熔喷模头产生熔喷纤维无纺纤网材料的基重的约30%,而一个或多个随后的熔喷模头产生剩余的熔喷纤维无纺纤网材料的基重的70%。一般来说,共成形无纺纤网的总基重为约10gsm至约350gsm,更特别地为约17gsm至约200gsm,仍更特别地为约25gsm至约150gsm。
设置每个熔喷模具16和18以使每个模具的两个牵伸气流汇合来形成单一气流,当熔融线20离开每个熔喷模具的洞或孔24时可夹带并牵伸熔融线20。熔融线20形成直径通常小于孔24的直径的纤维,或根据牵伸的程度形成微纤维。因此,每个熔喷模具16和18具有相应的含有夹带的热塑性聚合物纤维的单一气流26和28。调整含有聚合物纤维的气流26和28以汇合在碰撞区域30。通常以相对于成形表面的一定角度排列熔喷模头16和18,如Georger等人的第5,508,102号美国专利和第5,350,624号美国专利中所描述。参照图2,例如,熔喷模具16和18可以角度α取向,所述角度α由平面“A”的切线到两个模具16和18测得。如图所示,平面“A”通常与成形表面58平行(图1)。通常,将每个模具16和18的角度设置为约30至约75度,在进一步的方面中为约35°至约60°,在更进一步的方面中为约45°至约55°。模具16和18可取向相同或不同的角度。事实上,实际上可通过使一个模具朝向与另一个模具不同的角度来加强共成形纤网的纹理。
再次参照图1,在碰撞区域30将吸收性纤维32(例如,绒毛浆纤维)分别加入热塑性聚合物纤维20和21的两股气流26和28中。将吸收性纤维32分别引入热塑性聚合物纤维20和21的两股气流26和28中的目的是在合并的热塑性聚合物纤维流26和28的内部产生逐渐分布的吸收性纤维32。这可通过将含有吸收性纤维32的第二气流34并入热塑性聚合物纤维20和21的两股气流26和28之间来实现,以使所有三股气流以可控的方式汇合。由于其在形成后仍然相对发粘并且为半熔融状态,因此熔喷纤维20和21在与吸收性纤维32时可同时粘附并缠绕在吸收性纤维32上以形成连贯的无纺结构。
为实现纤维的合并,可采用任意传统设备,如具有多个齿38的分选滚轴36,所述齿38适于将吸收性纤维的垫或棉胎分离成单个吸收性纤维32。当采用时,通过滚轴装置42将纤维32的片材或垫40加至分选滚轴36中。当分选滚轴36的齿38将纤维32的垫40分离为单独的吸收性纤维32后,通过喷嘴44将单个纤维32输送至热塑性聚合纤维流中。外壳46包围分选滚轴36并在外壳46和分选滚轴36的齿38的表面之间提供通道或间隙48。借助气道50将气体例如空气供给至分选滚轴36的表面和外壳46之间的通道或间隙48中。气道50在喷嘴44和间隙48的交叉点52处能够进入通道或间隙48中。足量供应气体以充当通过喷嘴44输送吸收性纤维32的介质。从气道50供应的气体也可充当将吸收性纤维32从分选滚轴36的齿38中除去的辅助手段。可通过任意常规装置供应气体,例如鼓风机(未显示)。预期的是,添加剂和/或其它材料可加入或夹带在气流中以处理吸收性纤维32。通常大约以吸收性纤维32离开分选滚轴36的齿38的速度通过喷嘴44传输单个吸收性纤维32。换言之,当吸收性纤维32离开分选滚轴36的齿38并进入喷嘴44时,通常从其离开分选滚轴36的齿38的那一点开始在大小和方向上保持其速度。Anderson等人的第4,100,324号美国专利更加详细地讨论了这样的装置。
如果希望,可调整二次气流34的速度以实现性能不同的共成形结构。例如,当在碰撞区域30接触时调整二次气流34的速度使其高于热塑性聚合物纤维20和21的各股气流26和28的速度时,吸收性纤维32以渐变式结构并入共成形无纺纤网54中。也就是说,吸收性纤维32在共成形无纺纤网54之间的浓度高于在外表面的浓度。另一方面,当在碰撞区域30接触时二次气流34的速度小于热塑性聚合物纤维20和21的各股气流26和28的速度时,吸收性纤维32以基本均匀的方式并入共成形无纺纤网54中。也就是说,吸收性纤维32在共成形无纺纤网54中的浓度基本相同。这是由于吸收性纤维32的低速流被吸入热塑性聚合物纤维20、21的高速流中会增强涡流混合,导致吸收性纤维32的连续分布。
为了将热塑性聚合物纤维20、21和吸收性纤维32的复合材料流56转化为共成形无纺纤结构54,将收集装置定位于复合材料流56的路径中。收集装置可为由滚轴60驱动的成形表面58(例如,袋、鼓、线、布等),如图1中箭头62所示进行旋转。热塑性聚合物纤维20、21和吸收性纤维32的合并流在成形表面58的表面上作为连贯的纤维基体被收集,以形成共成形无纺纤网54。如果希望,可采用真空箱(未显示)辅助将接近熔融的熔喷纤维牵引至形表面58上。所得到的有纹理的共成形结构54是连贯的,并可从成形表面58上移除而作为自支撑无纺材料。
应懂得本发明绝不限于上述方面。例如,在供选择的方面中,可采用基本沿着成形表面延伸的第一和第二熔喷模头,其方向基本横跨成形表面的运动方向。模头可同样排列在基本垂直的位置,即垂直于成形表面,以使由此产生的熔喷纤维直接喷在成形表面上。本领域熟知的这样的构型在例如Dunbar等人的第2007/0049153号美国专利申请中详细描述。此外,虽然上述方面采用多个熔喷模头以产生不同尺寸的纤维,也可采用单个模头。在例如Lassig等人的第2005/0136781号美国专利申请中描述了这样的工艺的实例,为了所有目的将其全部内容引入本文作为参考。
如上所示,在某些情况下需要形成具有纹理的共成形纤网。再次参照图1,例如本发明的一个方面采用了本质上带孔的成形表面58,以使纤维能够被拉过表面的开口并形成从对应的成形表面58中开口的材料表面突起的三维布样丛。带孔表面可以通过使一些纤维穿透的足够的开口的任意材料来提供,如高度可穿透的成形丝线。丝线编织的几何形状和加工条件可用于改变材料的纹理或丛。特定选择取决于所述的峰大小、形状、深度、表面丛“密度”(即,每单位面积的峰或丛的数量)等。例如在一个方面中,丝线的开口面积为约35%至约65%,在进一步的方面中为约40%至约60%,在更进一步的方面中为约45%至约55%。一个示例性的高开口区域成形表面为Albany International Co.of Albany,New York生产的FORMTECH 6成形丝线。这样的丝线的“丝线目数”为每平方英寸约六股乘六股(每平方厘米约2.4乘2.4股),即,每平方英寸产生约36个孔或“洞”(约每平方厘米5.6个),因此能够在每平方英寸材料中形成约36个丛或峰(每平方厘米约5.6个峰)。FORMTECH 6成形丝线的经纱直径为约1毫米聚酯,纬纱直径为约1.07毫米聚酯,标称透气度约为41.8m3/min(1475ft3/min),标称厚度约为0.2厘米(0.08英寸),开口区域约为51%。另一个购自Albany International Co.示例性的成形表面为FORMTECH 10成形丝线,其丝线目数为每平方英寸约10股乘10股(每平方厘米约4乘4股),即每平方英寸产生约100个孔或“洞”(每平方厘米约15.5个),因此能够在每平方英寸材料中形成约100个丛或峰(每平方厘米约15.5个峰)。另一个合适的成形丝线为FORMTECH 8成形丝线,其开口面积为47%,也购自Albany International。当然,也可采用其它成形丝线和表面(例如,鼓、板、垫等)。例如,可使用表面刻有凹陷的垫以使共成形纤维填充凹陷,产生与凹陷相对应的丛。凹陷(丛)可呈现各种形状,包括但不限于圆形、方形、矩形、涡旋状、肋骨状、线形、云状等。另外,表面变化可包括但不限于交替的编织图案、交替的链尺寸、释放涂层(例如,硅酮、含氟化学物等)、静电耗散处理等。Dunbar等人的第2007/0049153号美国专利申请描述了可采用的其它合适的带孔表面。
无论采用何种特定的纹理化方法,本发明所述的熔喷纤维所形成的丛均能够更好地保持所需形状和表面轮廓。即,由于熔喷纤维以相对较慢的速率结晶,因此在沉积在成形表面时为柔软的,使其能够覆盖并贴合表面轮廓。当纤维结晶后,它们能够保持形状并形成丛。所得到丛的大小和形状取决于所使用的成形表面的类型、所沉积的纤维类型、在丝线下方用于将纤维吸在成形表面上和成形表面中的空气真空的体积、和其它相关因素。例如,丛可从材料表面突出约0.25毫米至至少约9毫米,在进一步的方面中,为约0.5毫米至约3毫米。一般来说,丛充满了纤维因此在用于擦拭和擦洗时具有理想的弹性。
图3显示了有纹理的共成形纤网100的横截面的图示,所述共成形纤网100具有第一外表面122和第二外表面128。外表面122、128中至少一个具有三维表面纹理。例如在图3中,第一外表面122具有三维表面纹理,其包括从共成形材料的平面向上延伸的丛或峰124。共成形纤网100的三维性大小的一种表示为峰-谷比,计算方法为整体厚度“T”除以谷深度“D”。当根据本发明进行纹理化时,共成形纤网100的峰谷比通常为约5或更小,在进一步的方面中为约0.1至约4,在更进一步的方面中为约0.5至约3。丛24的数量和排列根据所需的最终用途而有所不同。在纹理较稠密的特定方面中,有纹理的共成形纤网100每平方厘米会具有约2至约70个丛24,在其它方面中,每平方厘米具有约5至50个丛24。在纹理较稀疏的某些方面中,共成形纤网100每平方米会具有约100至约20,000个丛,在进一步的方面中每平方米具有约200至约10,000个丛。有纹理的共成形纤网100也可在网120的第二表面上显示三维纹理。该情况尤其会出现在基重较低的材料中,如由于“镜像”而基重小于约每平方米70克的材料,其中材料的第二表面显示峰偏移或在材料的第一外表面122的峰之间显示。在这种情况下,如上所述测量外表面122、128的谷深度D,然后相加以确定总的材料谷深度。
参照以下共成形测试方法和实施例能够更好地理解本发明所述的共成形材料100。
共成形测试方法
熔体流动速率:
熔体流动速率(“MFR”)为当在230°C下在10分钟内施加2160克的负荷时,被迫通过挤出式流变仪孔(直径为2.09mm(0.0825英寸))的聚合物的重量(以克计)。除非另有说明,通常根据ASTM测试方法D1238-E测定熔体流动速率。
热性能:
根据ASTM D-3417,通过差示扫描量热法(DSC)测定熔融温度和结晶温度。差示扫描量热计为装备液氮冷却配件和UNIVERSAL ANALYSIS 2000(4.6.6版)分析软件程序的DSC Q100差示扫描量热计,均购自T.A.Instruments Inc.ofNew Castle,Delaware。为避免直接接触样品,使用镊子或其它工具。将样品置于铝盘中,在分析天平上精确称量0.01毫克。用盖子将材料样品压在盘上。通常将树脂颗粒直接放入称量盘中并切割纤维以适应放置在称量盘上并覆盖盖子。
如差示扫描量热计的操作手册中所述,使用铟金属标准物校准差示扫描量热计并进行基线校正。将材料样品放入差示扫描量热计的测试室中以进行测试,使用空盘作为对照。所有测试均在使用每分钟55-立方厘米的氮气(工业级)净化测试室后进行。对于树脂颗粒样品,加热和冷却程序为2-循环测试,从测试室平衡至-25°C时开始,接着是第一加热周期,以每分钟10°C的加热速率加热至温度为200°C,接着在200°C下平衡样品3分钟,接着是第一冷却周期,以每分钟10°C的冷却速率冷却至温度为-25°C,接着在-25°C下平衡样品3分钟,然后是第二加热周期,以每分钟10°C的加热速率加热至温度为200°C。所有测试均在使用每分钟55-立方厘米的氮气(工业级)净化测试室后进行。然后使用UNIVERSAL ANALYSIS 2000分析软件程序评价结果,确定并对熔融和结晶温度进行量化。
共成形的实施例
如上所述以及如图1所示,共成形纤网的各种样品由两股加热的熔喷纤维流和单一的纤维化的浆纤维流形成。在各种样品中,熔喷纤维由以下聚合物组合物形成:
1.实施例1的聚合物组合物为丙烯均聚物,其密度为0.91g/cm3,熔体流动速率为1200g/10分钟(230°C,2.16kg),结晶温度为113℃,熔融温度为156℃,购自LyondellBasell Industries in Rotterdam,The Netherlands,商品名为METOCENE MF650X聚合物。
2.实施例2的聚合物组合物为75wt%丙烯均聚物(ACHIEVE 6936G1聚合物)和25wt%丙烯/乙烯共聚物(VISTAMAXX 2370聚合物,密度为0.868g/cm3,熔体流动速率为200g/10分钟(230°C,2.16kg))的共混物,密度为0.89g/cm3,熔体流动速率为540g/10分钟(230°C,2.16kg),购自ExxonMobilChemical Corp.of Houston,Texas。
3.实施例3的聚合物组合物为基于烯烃的弹性体(VISTAMAXX 2330聚合物,密度为0.868g/cm3,熔体流动速率为290g/10分钟(230°C,2.16kg),乙烯含量为13.0wt%),购自ExxonMobil Chemical Corp.ofHouston,Texas。
各个聚合物组合物还含有3.0wt%的表面活性剂(IRGASURF HL 560表面活性剂,购自Ciba/BASF of Charlotte,North Carolina)。浆纤维为完全处理的南方软木浆,购自Weyerhaeuser Co.ofFederal Way,Washington,名为“CF-405”。
对于每个实施例,以每小时每英寸模具尖端2.0磅聚合物的速率通过直径为.020英寸的孔将每种熔喷纤维流的聚合物供应至各自的熔喷模具,以获得50wt%的熔喷纤维含量。碰撞区域与成形丝线的距离(即,成形高度)约为12英寸,熔喷模具尖端之间的距离约为6英寸。位于浆纤维流上游的熔喷模具朝向相对于浆流48°的角度,另一个熔喷模具(位于浆流下游)朝向相对于浆流48°的角度。成形丝线为FORMTECH 8成形丝线(AlbanyInternational Corp.of Albany,New York)。为了获得不同类型的丛,将橡胶垫置于成形丝线的上表面。一个这种垫的厚度约为0.95厘米,并含有以六角形阵列排列的孔。孔的直径约为0.64厘米,间隔约0.95厘米(中心到中心)。也可使用其它类型的垫(例如,云状)。真空箱位于成形丝线下方以协助网的沉积,将其设置为30英寸水柱。
为了证明共成形纤网的回弹性质,对每个实施例的样品进行“揉皱”测试。每种样品为三英寸乘七英寸。对干燥和湿润的样品进行测试。湿润样品具有加入该样品中的3x其重量的水。通过在测试者手中轻轻做成团状来挤压每种样品,并保持10秒。然后释放样品,轻轻抖开并铺在板上,之后不以任何方式使样品平展。图4显示揉皱前的实施例1的样品照片。图5显示完成揉皱测试后的实施例1的样品照片。图6显示揉皱前的实施例3的样品照片。图7显示完成揉皱测试后的实施例3的样品照片。从图4-7可看出实施例3的样品的回弹性更强,即在揉皱测试后展开的比实施例1的样品更平坦。同样发现实施例2的样品与实施例3的样品具有相似的表现。
在本发明的另一个方面中,吸收性复合材料84的其中一层可包括气流法材料。气流法材料,如果在保留层94中,那么也可包括用于共成形层的上述种类的超吸收性材料,其包括超吸收性聚合物颗粒或超吸收性聚合物纤维。在任意层的气流法材料也可包括用于共成形层的上述种类的绒毛浆纤维。市售气流法材料包括购自Concert Gatineau of Gatineau,Quebec,Canada的气流法材料。气流法材料是绒毛浆和粘合纤维的组合,对其进行加热将粘合纤维熔化成绒毛浆以产生稳定结构。
气流法材料可由第一组纤维、优选地以第二组纤维的形式存在的粘合剂的共混物构成,并还可包括超吸收性材料。对组合进行固化以形成稳定的气流法吸收结构。在该方面中的气流法材料可具有预定的约50gsm至约600gsm的基重。优选地,气流法材料的基重为约100gsm至约400gsm。最优选地,气流法材料的基重为约200gsm。第一组纤维可为纤维素纤维如绒毛浆纤维,其长度较短,具有较高的旦尼尔值,并且为亲水性的。第一组纤维可由100%的软木纤维构成。优选地,第一组纤维为南方松木牛皮纸浆纤维,其长度为约2.5mm,旦尼尔值大于2.0。可通过在Kajanni分析仪上进行粗糙度测试来测定纤维素纤维的旦尼尔值以获得粗糙度值,单位为毫克每100米(mg/100m)。然后以粗糙度值除以常数值11.1以获得普通织物旦尼尔值,单位为克每9000米(g/9000m)。用于第一组纤维的合适材料包括购自Weyerhaeuser Company of Federal Way,Washington的Weyerhaeuser NB 416浆纤维和CF 405部分处理的绒毛浆纤维,和购自Georgia Pacific of Atlanta,Georgia的Golden Isles 4881和4825绒毛浆纤维,但可使用任何合适的绒毛浆纤维。
保留层的粘合剂部分可为化学涂层。优选地,保留层的粘合剂部分可包括第二组纤维。第二组纤维可为合成性粘合纤维。合成性粘合纤维可购自几个供应商,包括Fibervisions Incorporated of Athens,Georgia和Fibervisions a/sof Varde,Denmark。其它粘合纤维的供应商为Huvis Corporation of SouthKorea和Far Eastern Textile Company Ltd.of Taiwan。优选地,第二组纤维为双组分纤维,其具有由聚乙烯鞘包围的聚酯芯。供选择地,第二组纤维可为双组分纤维,其具有由聚乙烯鞘包围的聚丙烯芯。在供选择的方面中,可使用由不同类型的这些合成性粘合纤维制成的气流法材料。
构成第二组纤维的纤维通常长度较长,并且旦尼尔值比构成第一组纤维的纤维小。第二组纤维的纤维长度可为约3mm至约6mm。3mm的纤维长度性能较好。第二组纤维的纤维的旦尼尔值小于或等于2.0。第二组纤维应对水分不敏感,并可为卷曲或非卷曲的。优选卷曲纤维,因为其更易于加工。
气流法材料也可含有超吸收性材料。超吸收性材料为每克超吸收性材料能够吸收至少10克水的材料。超吸收性材料优选为小颗粒的形状,但也可使用纤维、薄片或其它形式的超吸收性材料。合适的超吸收性材料为购自EVONIK Stockhausen,Inc.of Greensboro,North Carolina的FAVOR SXM 9500超吸收性材料。也可使用其它相似类型的超吸收性材料,其中一些购自BASFof Charlotte,North Carolina,如HYSORB 8760超吸收性材料。优选地,超吸收性材料以重量百分比为约5%至约60%的量存在。
气流法材料中所存在的单个组分的量可不相同。此外,组分可均匀或不均匀地分布在气流法材料中。然而已发现以下百分比可很好地用于形成较薄的吸收性制品。第一组纤维按重量计可占气流法材料的约30%至约85%。第二组纤维按重量计可占气流法材料的约5%至20%。超吸收性材料按重量计可占气流法材料的约5%至约60%。已发现以约77%的第一组纤维,约8%的第二组纤维,和约15%的超吸收性材料形成气流法材料可以很好地用于吸收和保留尿液和月经。
第一组纤维能够以按重量计高于第二组纤维的百分比存在于气流法材料中。通过使用较高百分比的第一组纤维可降低气流法材料的总成本。第一组纤维也可以确保吸收性制品具有足够的流体吸收能力。纤维素纤维如绒毛浆纤维通常比合成粘合纤维便宜。为了获得良好的性能,第二组纤维可组成按重量计至少约5%的气流法材料,以确保气流法材料具有足够的拉伸强度。如上所述,气流法材料应为组分的混合物。
在本发明的一个方面中,在约165摄氏度的温度下加热固化约8秒至约10秒的时间后,在基本干燥的条件下将气流法材料挤压至密度为每立方厘米约0.05克g/cm3至约0.3g/cm3。优选地,在基本干燥的条件下将气流法材料挤压至密度为约0.07g/cm3至约0.22g/cm3。最优选地,在基本干燥的条件下将气流法材料挤压至密度为约0.12(g/cm3)。这种对气流法材料的挤压有助于形成薄的吸收性制品。
当用于吸入层时,气流法材料通常不包括超吸收性材料,并且密度为0.05g/cm3至0.15g/cm3。用于保留层的气流法材料通常包括超吸收性材料,并且密度为0.1g/cm3至约0.3g/cm3
应注意的是,组成气流法材料的稳定材料应在机器方向上具有足够的拉伸强度以将其缠绕在卷轴上,之后可将其展开并在转换设备上进行处理。通过改变粘合纤维的含量,调整固化条件,改变纤维挤压的比重,以及本领域技术人员已知的其它方式,可获得足够的拉伸强度。已发现,气流法材料的拉伸强度至少应为12牛顿每50mm(N/50mm)。优选地,气流法材料的拉伸强度至少应为18N/50mm。更优选地,气流法材料的所需拉伸强度至少应为25N/50mm。可使用测试仪测试材料的拉伸强度,如购自MTS SystemsCorporation of Research Triangle Park,North Carolina的Model MTS/Sintech1/S测试仪。出于本发明目的,通过将稳定材料的50mm条带固定在拉伸测试仪的两个可移动的卡爪之间来测量在峰值负荷的拉伸强度。最初两卡爪分离约10cm的距离。然后以25cm/分钟的速率将两卡爪向彼此远离的外侧移动直到材料条带断裂。将拉伸强度记录为峰值负荷。
在本发明的另一个方面中,保留层94可包括高密度氢键合绒毛/超吸收性聚合物材料,如购自EAM Corporation of Jesup,Georgia的NOVATHIN吸收芯。这些材料包括绒毛浆和超吸收性材料的混合物,该混合物在两层纸巾或其它无纺纤材料之间形成并致密化以在纸巾套之间形成高密度复合材料。特别合适的超吸收性聚合物为HYSORB 8760超吸收性材料(BASF ofCharlotte,North Carolina)和FAVOR SXM 950超吸收性材料(购自EVONIKStockhausen ofGreensboro,North Carolina)。组合物通常不包括化学粘合剂。组合还可包括合成性粘合纤维。
基本重量可为80至800gsm。密度可为0.1至0.45g/cc。颗粒物含量可为0-70%。作为致密化过程的一部分,可在组合物上压印不同图案,包括平滑、圆形、或定制的粘合花纹。
氢键合过程消除了用于稳定网的合成纤维和/或乳胶与烤箱的组合使用。替代地,其依赖于在压延步骤中用于引发氢键合的温度和压力的组合,从而使网稳定。该技术的主要优势为避免了昂贵单元操作而简化了生产过程。其它优势包括由于不含影响吸收性的材料如合成纤维和粘合剂而使颗粒物如超吸收性材料的容量更大,吸收效率更高。
在本发明的又一个方面中,一层或多层可包括射流喷网材料。射流喷网材料包括将熔喷纤维用作结构的一部分(例如,层压物)。对材料施加水力缠结以促进各种纤维和/或细丝的缠结。这导致更高程度的缠结并允许在层压物中使用各种其它纤维材料。此外,使用熔喷纤维可降低水力缠结层压物所需的能量的量。在射流喷网或水力缠结粘合技术中,通常将足够数量的具有松散端部(例如,短纤维和木纤维)、较小直径和较高纤维流动性的纤维纳入纤维网中以包裹和缠结在纤维细丝、泡沫、网等交叉点周围。如果没有这样的纤维,网的粘合性会较差。认为无松散端部并且流动性较小的连续的大直径细丝是用于缠结的较差纤维。然而,发现熔喷纤维可有效包裹并缠结或缠绕。这是由于纤维具有较小的直径和较高的表面积,以及当喷射机传送足够高的能量流时,纤维断裂、运动并缠结其它纤维这一事实。不论熔喷纤维是否为上述层状形式或混合形式,均会发生该现象。
熔喷纤维(例如,微纤维)的使用提供改善的产品,因为在层压物中的熔喷纤维和其它材料例如纤维材料的缠结得到改善。因此,由于熔喷纤维具有相对大的长度和相对小的厚度,在层压物中熔喷纤维围绕其它材料的缠结得到提高。此外,熔喷纤维具有相对高的表面积、较小的直径,并且彼此间相隔足够的距离以允许在层压物中的其它纤维材料自由移动并缠绕在熔喷纤维上和内部。此外,由于熔喷纤维数量众多并具有相对高的表面积、小的直径、并且几乎连续,该纤维可极好地将松散纤维(例如,木纤维和短纤维)与自身粘合。将该纤维固定或层压至熔喷纤维上需要相对低的能量的缠结能量。
使用水力缠结技术包括其它机械缠结技术而不是仅使用其它粘合技术来对纤维材料进行机械缠结(例如,机械粘合),可提供强度、完整性和手感和悬垂性提高的复合无纺纤维纤网材料,并允许更好地控制其它产品的属性,如吸收性、湿强度等。
射流喷网布的一个实例为OPTIMAL GSM 30-250100%Rayon布,购自Baiksan Lintex Co.,Ltd.of Siheung-City,South Korea。
射流喷网布通常是指受到水力缠结处理的材料。虽然射流喷网布相对廉价、可透气、并且能够变形,通常认为变形是永久性的并可描述为不可恢复的拉伸。早已知道直径非常小的纤维或微纤维的无纺纤网可透过空气和水蒸气,同时保持对液体和/或颗粒的相对不可渗透性。可利用纤维成形工艺例如熔喷工艺,通过挤出非弹性体热塑性聚合物来制备小直径纤维的有用纤网。虽然由非弹性体聚合物形成的熔喷纤维的无纺纤网相对低廉并可透气,但高度缠结的纤网往往对拉伸力响应较差。通常认为在该材料中发生的延伸为永久性的、不可恢复的延伸(即,不可恢复的拉伸)。例如,通常认为由传统热塑性聚丙烯制备的无纺纤网具有不可恢复的拉伸。
在本发明的再一个方面中,吸收性复合材料84的一层或多层可包括泡沫材料如购自The Dow Chemical Company of Midland,Michigan的材料。Mork等人的第6,627,670B2号美国专利、Bland等人的第6,071,580号美国专利、Strandburg等人的第7,439,276B2号美国专利、和Vansumeren等人的第WO2008/036942A2号PCT公开、Kim等人的第WO2007/011728A2号PCT公开、Menning的第WO2008/052122A1号PCT公开、和Stockton等人的第WO2008/100842A1号PCT公开描述了代表性的吸收性泡沫材料,将其全部内容以引入本文作为参考,以其不互相抵触为限。
这样的吸收性聚合物泡沫材料具有互连开放泡孔的亲水的、柔软的聚合物泡沫结构。可用于定义优选的聚合物泡沫的特征为泡孔(cell)结构。泡孔,尤其是通过包围相对无单体的水相液滴的含有单体的油相聚合来形成的泡孔的形状通常基本上为球形。这些球形泡孔通过开口彼此相连,以下将所述开口称为泡孔之间的孔。该球形泡孔的大小或“直径”和泡孔间的开口(孔)的直径通常用于表征泡沫。由于在给定的聚合物泡沫样品中的泡孔和泡孔间的孔未必为大致相同的尺寸,因此通常指定平均泡孔和孔径(即,平均泡孔和孔直径)。
泡孔和孔径为能够影响泡沫的许多重要机械和性能特征的参数,包括这些泡沫的流体芯吸性能,以及在泡沫结构内部形成的毛细管压力。许多技术可用于确定泡沫的平均泡孔和孔径。最有用的技术涉及基于泡沫样品的扫描电子显微照片的简单测量。泡沫可用作水性流体的吸收剂,平均泡孔径优选为约20至约200μm,更优选为约30至约190μm,最优选为约80至约180μm;数均孔径为约5至约45μm,优选为约8至约40μm,最优选为约20至约35μm。
例如,Bland等人的第6,071,580号美国专利描述了吸收性的、挤出的、开放泡孔热塑性泡沫。泡沫的开放泡孔含量约为50%或更高,平均泡孔径高达约1.5毫米。当吸收液体时,泡沫能够吸收其理论容量的50%或更多的液体。泡沫的平均等效孔径优选地为约5微米或更大。泡沫优选地基本上具有泡孔壁和泡孔支柱结构。也描述了采用通过延伸挤出模具的挤出物产生的泡沫来吸收液体的方法,和通过将表面活性剂应用于泡沫的暴露表面而提高开放泡孔泡沫吸收性的方法,使表面活性剂保留在表面,不会浸渗相当的距离而进入泡沫中。
合适的泡沫材料也可包括各种类型的泡沫,包括但不限于热塑性泡沫、高内相乳液(HIPE)泡沫和反向高内相乳液(I-HIPE)泡沫,和其它合适的聚合物泡沫,包括但不限于Ko等人的第7,053,131号美国专利、Krueger等人的第7,358,282号美国专利、和DesMarais等人的第5,692,939号美国专利、和Radwanski等人的第US2006/0148917号美国专利申请公开所公开的聚合物泡沫,将其全部内容引入本文作为参考,以其不互相抵触为限。一种合适泡沫材料的实例为具有负泊松比的聚氨酯泡沫。通常在传统卫生巾中用作底片的材料也是合适的。Osborn,III等人的第5,611,790号美国专利描述了可延长的底片材料的实例,将其全部内容引入本文作为参考,以其不互相抵触为限。Zhang等人的第US2006/0246272号美国专利申请公开中描述了合适的吸收性泡沫材料的其它实例,将其全部内容引入本文作为参考,以其不互相抵触为限。
在本发明的另一个方面,保留层94可包括超吸收性聚合物/粘性复合材料,包括可伸展的超吸收性聚合物/粘性复合材料。Tanzer等人的第5,411,497号美国专利、Tanzer等人的第5,433,715号美国专利,和Schewe等人的第7,247,215号美国专利、和Nhan等人的第2005/0096623A1号美国专利申请公开描述了这样的复合材料,将其全部内容引入本文作为参考,以其不互相抵触为限。
在本发明的又一个方面中,吸收性复合材料84的一层或多层可包括粘合梳理纤网(BCW),如Latimer等人的第5,364,382号美国专利,Latimer等人的第5,429,629号美国专利,和Bishop等人的第5,486,166号美国专利,将其全部内容引入本文作为参考,以其不互相抵触为限。BCW材料的一般基本重量包括30-300gsm的基本重量。这些专利描述了BCW浪涌技术和BCW浪涌材料的制备方法。
在本发明的另一个方面中,吸收性复合材料84的一层或多层可包括熔喷微纤维材料。这样的熔喷微纤维材料的一个实例为50gsm熔喷条白色亲水熔喷纤维材料,购自Yuhan-Kimberly Kimcheon Nonwoven Mill of KimCheonCity,KyungSangBuk-Do,Korea。该材料的聚丙烯纤维直径为1-5微米,复合材料密度为0.124-0.218g/cc,孔径为15-18微米(最大21-30微米),还可包括可润湿的表面活性剂如购自Cytec Industries Inc.of West Paterson,NewJersey的AEROSOL GPG表面活性剂。
用于吸收血液,和基于血液的流体的高吸收性制品如月经垫(例如,卫生巾)、卫生棉条、伤口敷料、绷带和手术帘的开发是具有挑战性的。与水和尿液相比,血液和基于血液的流体如月经为相对复杂的混合物,具有溶解和未溶解成分(例如,红血球或血红细胞)。特别地,基于血液的流体如月经比水和尿液粘度更大。该更高的粘度妨碍传统吸收性材料有效并快速地将这些基于血液的流体运输至远离初始流出点的区域的能力。这些基于血液的流体中未溶解的元素也可能堵塞这些吸收性材料的毛细管。这使得用于吸收基于血液的流体如月经的吸收***的设计尤为困难。
在月经垫的情况中,女性期望在舒适和贴合、流体的保留、和最低限度的沾污方面具有高水平的性能。总之,认为流体从垫渗漏到内衣上是不可接受的。虽然对月经垫结构和用于该结构的材料进行了许多改进,但提高该月经垫的性能仍然是一项艰巨的事业。然而消除渗漏,特别是沿着大腿内侧的渗漏,同时不降低贴合和舒适感,也并不总能满足消费者渴望的需求。
目前月经垫(例如卫生巾)的吸收结构通常包括一个或多个纤维层以从可渗透顶片中收集排出的流体并将其分布于下层的储存区域。用于现有月经产品的相对薄版本的吸收结构通常包括与可渗透顶片相邻的流体收集或吸入层。该吸入层通常由气流法织物纤网或合成性无纺物制成。该吸入层以下为主要吸收芯,该吸收芯通常由气流法或湿法织物制得。
由纤维层制成的现有吸收月经吸收结构有许多问题。其中一个困难是确保顶片足够干燥。这样的结构造成内裤和身体污染的机会也更大。这是由于吸收结构缺乏回弹性,导致垫的聚束。该回弹性的缺乏以及随之发生的聚束也可导致这些现有的月经垫提供使用者较差的合身和舒适感。Dyer的第5,849,805号美国专利中确认了传统的月经吸收结构和传统的吸收纤维纤网未解决该问题的议题。
一种尝试性的解决方案用泡沫代替纤维吸入层和保留层,如购自TheProcter and Gamble Company of Cincinnati,Ohio的ALWAYS INFINITY普通型垫中所使用的INFINICEL泡沫。这样的泡沫往往比纤维纤网更加昂贵。
共成形无纺纤网是熔喷纤维基体和吸收性材料(例如,绒毛浆纤维)的复合材料,在多种应用中用作吸收层,包括吸收性制品、吸收性干毛巾、湿毛巾和拖把。大多数传统共成形纤网采用由聚丙烯均聚物形成的熔喷纤维。然而,这样的共成形材料有时遇到的问题是当共成形材料受到弯曲力时无足够的回弹性。例如,如图4和5所示,当共成形擦拭物被弄皱时,共成形材料无法恢复到其原始的平坦、无皱褶状态。另一个实例是在个人护理吸收产品中用作吸收芯的共成形材料有聚束的倾向。
因此,本文所公开的改进的共成形无纺纤网可用于各种应用,并且显示对弯曲力的抵抗力的提高且在折叠后显示恢复平坦状态的倾向。如图6和7所示,这样的改进的共成形无纺纤网可与其它多种材料结合以产生用于个人护理吸收性制品的下一代吸收性复合材料。
本发明人在改善吸收性制品方面进行了深入细致的研发努力,并且已开发出用于吸收芯的吸收性复合材料,所述吸收芯具有足够的湿性和干性回弹力和足够的吸收性,不需主要使用昂贵的泡沫。本发明人也发现他们可通过将回弹性共成形材料与其它材料合并来调整这些特性,赋予其高的回弹性和吸收性能。
当消费者对以泡沫代替纤维纤网的商品进行测试时,纳入了本文所述材料的产品产生了意想不到和令人惊讶的结果。将月经垫与纳入了INFINICELHIPE泡沫的市售ALWAYS INFINITY普通型垫进行比较,所述月经垫包括215gsm 50%VISTAMAXX聚合物的回弹性共成形材料/50%绒毛浆共混物吸入层86与包括EAM 150gsm NOVATHIN高密度氢键合绒毛/超吸收性聚合物材料的保留层94结合,所述超吸收性聚合物材料包括25%的超吸收剂。尽管两种技术手段和成本不同,两种产品均获得了同等的总购买意向并且对舒适和吸收性的感受相同。由于猜测更昂贵的INFINICEL泡沫带来的益处超出所测试的低成本的回弹性共成形/NOVATHIN材料组合,因此该结果是意想不到的。以相同方式测试其它不包括回弹性共成形层或INFINICEL泡沫的市售产品,但未提供与该段所描述的两种产品相同的舒适度。
如上所述,由于吸收结构缺乏回弹性,导致垫的聚束,因此现有的采用纤维纤网的月经吸收结构造成内裤和身体污染的机会也更大。该回弹性的缺乏以及随之发生的聚束也可导致这些现有的月经垫提供使用者以较差的合身和舒适感。相反,如表1所述,本文所公开的吸收结构解决了该问题。
表1:消费者测试结果
Figure BDA00002261637100281
上述数字代表五级分制的单元分等法,5代表更好。在前两列中的结果无统计学显著意义。在第三列的结果显示与前两列具有统计学显著差异,显示较差的结果。
参照以下吸收性复合材料测试方法和实施例可更好地理解本发明所述的吸收性复合材料84。
吸收性复合材料测试方法:侧挤压测试
侧挤压测试通过对垫样品进行侧向挤压,且然后进行减压来测量女性垫样品的柔软度和回弹性。使用CRE(恒速伸长率)拉力测试仪(如MTSSINTECH 500/S model,序号500S/062696/203或等同物)以进行该测试。数据采集软件为MTS TESTWORKS for Windows Ver.4.11C(MTS SystemsCorporation,Eden Prairie,MN)。根据所测试样品的峰力值,侧挤压元件选自50牛顿或最大100牛顿,以使大部分峰负荷值落入侧挤压元件全量程值的10-90%间。在该测试中,将垫的两个边缘(即层压物的衬垫和外覆层)夹在拉力测试仪的顶端和底部夹持部,样品的中心对准夹持部的中心,样品位于夹持部正中。夹持面宽度为3英寸(76.2mm),夹持部的近似高度为1.0英寸(25.4mm)。在挤压和减压模式下测试速度为5±0.04英寸/min(127±1mm/min)。将初始测量长度设置为55mm。当测试开始时,夹持部彼此相向运动以挤压样品,直到夹持部距离为20±1mm。然后在测试结束时夹持部返回其初始位置。可测试干燥样品。此外,可用5mL流体润湿所测试的干燥样品并在润湿条件下重新测试。
绘制压力与距离的图像以产生挤压曲线。当从挤压状态下释放样品时也可绘制压力与距离的图像,产生减压曲线。
该测试仪的三个重要的测试参数如下。峰挤压力(gf)为在挤压曲线中检测到的达到挤压距离的最大力。较高的值表明需要更大的力将产品挤压至特定的厚度。在实际应用中,消费者佩戴产品并将其挤压在她的双腿之间。较高的峰值力表明需要更大的努力挤压产品。挤压能(gfcm)为挤压曲线下的面积。较高的值表明产品更加难以挤压。在实际应用中,这意味着需要更多的能量将产品挤压在双腿之间。该参数考虑了所有的点而不只是峰值力。最后,挤压回弹性(%)为减压与挤压面积的比值。更高的值表明更大的回复率。在实际应用中,消费者佩戴产品并将其挤压在她的双腿之间。当放开时产品恢复原来的状态。这有利于降低聚束和扭曲问题。理想地,在舒适度方面,人们需要易于挤压(峰值力较低,能量较低)和回弹的产品。
相同的测试方法用于产生表2中的湿挤压和回弹数据,除了使用注射器将流体散布在体侧衬垫的整个区域中来将5ml月经模拟物加入干燥垫中。所使用的月经模拟物由稀释至按体积计30%的血细胞比容水平的猪血以及加入至带有模拟月经的粘蛋白成分的剪切的粘稠蛋清制成。该模拟物购自Cocalico Biologicals,Inc.of Reamstown,Pennsylvania,并且也在Achter等人的第5,883,231号美国专利,和Misek等人的第7,632,258号美国专利中进行了描述,将其全部内容引入本文作为参考,以其不互相抵触为限。
吸收性复合材料的实施例
实施例A:市售的ALWAYS INFINITY普通型月经垫。
实施例B:U by KOTEX CLEANWEAR普通型垫。
对于以下实施例,VISTAMAXX 2330聚合物购自ExxonMobil ChemicalCorp.,CF 405浆纤维购自Weyerhaeuser Co.,和FAVOR SXM9500超吸收性颗粒购自Evonik Stockhausen,Inc。
实施例1:生产并测试具有如图11所描述的形状的垫,所述垫包括第一吸入层(86)和保留层(94),所述第一吸入层(86)包括具有108gsmVISTAMAXX 2330聚合物和108gsm CF405浆纤维的回弹性共成形材料,所述保留层(94)包括EAM NOVATHINJ1501825DTNB材料(高密度氢键合绒毛/超吸收性聚合物材料)。
实施例2:生产并测试具有如图10所描述的形状但无孔(95)的垫;所述垫包括第一吸入层(86)和保留层(94),所述第一吸入层(86)包括具有108gsm VISTAMAXX 2330聚合物和108gsm CF405浆纤维的回弹性共成形材料,所述保留层(94)包括EAM NOVATHIN J1501825DTNB材料(高密度氢键合绒毛/超吸收性聚合物材料)。
实施例3:生产并测试具有如图10所描述的形状但无孔(95)的垫;所述垫包括第一吸入层(86)、保留层(94)和分布层(96),所述第一吸入层(86)包括具有108gsm VISTAMAXX 2330聚合物和108gsm CF 405浆纤维的回弹性共成形材料,所述保留层(94)包括EAM NOVATHINJ1501825DTNB材料(高密度氢键合绒毛/超吸收性聚合物材料),所述分布层(96)包括2层50gsm熔喷纤维。
实施例4:生产并测试具有如图10所描述的形状但无孔(95)的垫;所述垫包括第一层和第二层,所述第一层包括具有108gsm VISTAMAXX 2330聚合物和108gsmCF405浆纤维的回弹性共成形材料,所述第二层包括Glatfelter Airlaid DT200.102。
实施例5:生产并测试具有如图10所描述的形状的垫;所述垫包括第一吸入层(86)和保留层(94),所述第一吸入层(86)包括密度为0.07g/cc的150gsm聚烯烃泡沫和0.5osy纺粘基材,所述保留层(94)包括由108gsmVISTAMAXX 2330聚合物、75gsmCF405浆纤维、和32gsm FAVOR SXM9500超吸收性颗粒制成的215gsm共成形材料。形成贯穿两层的41个孔(95)的孔图案,每个孔直径为3mm,排列为如图10所描述的图案。图10所描述的垫的轮廓用于在上下文中显示孔(95)的一般联系。
实施例6:生产并测试具有如图10所描述的形状但无孔(95)的垫;所述垫包括第一吸入层(86)和保留层(94),所述第一吸入层(86)包括具有108gsm VISTAMAXX 2330聚合物和108gsm CF 405浆纤维的回弹性共成形材料,所述保留层(94)包括由108gsm VISTAMAXX 2330聚合物、75gsmCF 405浆纤维、和32gsm FAVOR SXM9500超吸收性颗粒制成的215gsm共成形材料。
实施例7:生产并测试具有如图10所描述的形状但无孔(95)的垫;所述垫包括第一吸入层(86)和保留层(94),所述第一吸入层(86)包括具有108gsm VISTAMAXX 2330聚合物和108gsm CF 405浆纤维的回弹性共成形材料,所述保留层(94)包括100gsm射流喷网材料。
表2:测试结果:侧挤压测试
-VM2330是指购自ExxonMobil Chemical Corp.的VISTAMAXX 2330聚合物
-CF 405是指购自Weyerhaeuser Co.的CF 405浆纤维。
-SXM9500是指购自Evonik Stockhausen,Inc.的FAVOR SXM9500超吸收性颗粒。
-由于垫的形状也可影响测量的可挤压性和回弹性,将图11所示的垫形状用于实施例1,如图10所示的垫形状用于实施例2-7。
上述包括回弹性共成形材料各实施例具有相当于或低于ALWAYSINFINITY普通型垫的峰值力。
虽然从具体方面对本发明进行了详细描述,但应懂得本领域技术人员在理解前述内容后能够容易地想到这些方面的改变、变化和等同方式。因此,本发明的范围应确定为所附权利要求和其任何等同方式的范围。此外,应指出本文所描述的任何给定范围旨在包括任何且全部较小的包含范围。例如,45-90的范围也包括50-90、45-80、46-89等。

Claims (22)

1.一种在吸收性制品中置于顶片与底片之间的吸收性复合材料,所述吸收性复合材料包括:
置于顶片与底片之间的第一吸入层;和
置于顶片与底片之间的保留层,
其中所述第一吸入层和所述保留层中的一个包括回弹性共成形材料。
2.根据权利要求1所述的吸收性复合材料,其中所述第一吸入层包括回弹性共成形材料,并且其中所述保留层包括共成形材料、回弹性共成形材料、粘合梳理纤网(BCW)材料、和气流法材料中的一种。
3.根据权利要求2所述的吸收性复合材料,其中,所述保留层还包括超吸收性材料。
4.根据权利要求2所述的吸收性复合材料,其中,所述保留层还包括绒毛浆。
5.根据权利要求1所述的吸收性复合材料,其中所述第一吸入层包括回弹性共成形材料,并且其中所述保留层包括高密度氢键合绒毛/超吸收性聚合物材料、射流喷网材料、超吸收性聚合物/粘性复合材料和泡沫材料中的一种。
6.根据权利要求5所述的吸收性复合材料,其中,所述保留层还包括绒毛浆。
7.根据权利要求1所述的吸收性复合材料,其中,所述保留层包括回弹性共成形材料,并且其中所述第一吸入层包括共成形材料、回弹性共成形材料、气流法材料、粘合梳理纤网(BCW)材料和泡沫材料中的一种。
8.根据权利要求7所述的吸收性复合材料,其中,所述第一吸入层还包括绒毛浆。
9.根据权利要求7所述的吸收性复合材料,其中,在所述保留层中的所述回弹性共成形材料包括超吸收性材料。
10.根据权利要求1所述的吸收性复合材料,还包括置于顶片与底片之间的分布层,所述分布层包括熔喷微纤维材料、射流喷网材料和泡沫材料中的一种。
11.根据权利要求1所述的吸收性复合材料,其中所述第一吸入层包括回弹性共成形材料,并且其中所述保留层包括高密度氢键合绒毛/超吸收性聚合物材料。
12.根据权利要求1所述的吸收性复合材料,其中,所述第一吸入层包括回弹性共成形材料,并且其中所述保留层包括气流法材料。
13.根据权利要求1所述的吸收性复合材料,其中,所述第一吸入层和所述保留层均包括回弹性共成形材料。
14.根据权利要求13所述的吸收性复合材料,其中,所述保留层还包括超吸收性材料。
15.根据权利要求1所述的吸收性复合材料,还包括通常与所述第一吸入层平行放置的第二吸入层,所述第二吸入层包括气流法材料、粘合梳理纤网(BCW)材料、回弹性共成形材料和泡沫材料中的一种。
16.根据权利要求1所述的吸收性复合材料,其中,所述吸入层位于所述顶片与所述保留层之间,并且其中所述保留层位于所述底片与所述吸入层之间。
17.一种在吸收性制品中置于顶片与底片之间的吸收性复合材料,所述吸收性复合材料包括:
第一吸入层,所述第一吸入层包括共成形材料、回弹性共成形材料、气流法材料、粘合梳理纤网(BCW)材料和泡沫材料中的一种;和
置于顶片与底片之间的保留层,所述保留层包括共成形材料、回弹性共成形材料、气流法材料、高密度氢键合绒毛/超吸收性聚合物材料、射流喷网材料、超吸收性聚合物/粘性复合材料和泡沫材料中的一种,其中所述第一吸入层和所述保留层中的一个包括回弹性共成形材料。
18.一种适合在吸收性制品中置于顶片与底片之间的吸收性复合材料,所述吸收性复合材料包括:
第一吸入层,所述第一吸入层包括回弹性共成形材料;和
置于顶片与底片之间的保留层,所述保留层包括共成形材料、回弹性共成形材料、气流法材料、高密度氢键合绒毛/超吸收性聚合物材料、射流喷网材料、超吸收性聚合物/粘性复合材料和泡沫材料中的一种。
19.一种具有顶片和底片的吸收性个人护理制品,所述制品包括:
置于顶片与底片之间的吸收性复合材料,所述吸收性复合材料包括第一吸入层以及置于所述顶片与所述底片之间的保留层,所述第一吸入层包括回弹性共成形材料,所述保留层包括共成形材料、回弹性共成形材料气流法材料、高密度氢键合绒毛/超吸收性聚合物材料、射流喷网材料、超吸收性聚合物/粘性复合材料和泡沫材料中的一种。
20.一种制备具有吸收性复合材料的吸收性个人护理制品的方法,所述方法包括:
将吸收性材料流与熔喷纤维流合并以形成复合材料流;
在成形表面上收集所述复合材料流以形成回弹性共成形无纺纤网;和
将所述回弹性共成形无纺纤网与顶片和底片相结合。
21.一种适用于具有顶片和底片的吸收性制品的吸收性复合材料,所述吸收性复合材料包括:
包括置于所述顶片与所述底片之间的泡沫材料的吸入层,所述吸入层具有多个穿过该吸入层的孔;和
置于所述顶片与所述底片之间的保留层,其中所述保留层包括回弹性共成形材料。
22.根据权利要求21所述的吸收性复合材料,其中,所述保留层具有多个穿过该保留层的孔。
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