CN114929170B - 开孔非织造纤维网及其形成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于一次性吸收制品的具有开孔的非织造纤维网。还公开了一种产生具有开孔的非织造纤维网的方法。该非织造纤维网包含大于50重量％的热塑性纤维的纤维网。每个开孔由该非织造纤维网的第一表面中的开口和侧壁限定。该开孔的该侧壁具有小于460μm的平均高度。还公开了一种包括该非织造纤维网的吸收制品。该吸收制品的顶片、底片或其他部件可以包括该非织造纤维网。

Description

开孔非织造纤维网及其形成方法
技术领域
本发明涉及适用于吸收制品中的非织造纤维网以及形成此类纤维网的方法。示例特别涉及具有开孔的梳理通风粘结的非织造纤维网，所述非织造纤维网适用于吸收制品的顶片或底片。
背景技术
吸收制品(诸如尿布、裤、成人失禁衬垫、卫生巾和卫生护垫)通常包括顶片和底片，其中吸收芯设置在顶片与底片之间。顶片和/或底片(以及任选地吸收制品的其他层)可包括非织造纤维网或由非织造纤维网组成。
希望用于吸收制品的非织造纤维网能够承受用于制造吸收制品的典型转换工艺中的加工条件。同时，重要的是非织造纤维网能够在成品吸收制品中充分执行其功能。在一些情况下，放置在非织造纤维网上的功能要求可以与将帮助它们变得对转换工艺更稳健的因素发生冲突。
顶片的外表面理想地为柔软的，例如，因为其接触穿着者的皮肤。底片的外表面也可由非织造材料提供。这可有助于改善对制品的柔软性的感知。这也可有助于产生更像内衣的织造织物的制品的印象(与在底片的外表面处具有暴露的聚合物膜的制品相比)。因此，用于提供底片的外表面的非织造织物理想地也是柔软的。
不幸的是，非织造物的柔软性可以与较差的拉伸特性相关。在转换到吸收制品期间，非常柔软的非织造物可更倾向于表现出负面行为，诸如断裂、折叠、颈缩或褶皱。
需要改善的非织造材料，该非织造材料对用于制造吸收制品的转换工艺是稳健的，并且它们自身制造起来是经济的，而不损害非织造物或吸收制品在使用时的总体功能性能。
发明内容
本发明由权利要求定义。根据一个方面，公开了一种适用于一次性吸收制品的非织造纤维网，其中所述非织造纤维网具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，并且包括多个开孔，每个开孔由所述第一表面中的开口和侧壁限定，其中所述开孔的所述侧壁具有小于约460μm的平均高度，并且所述非织造纤维网的纤维段取向指数小于0.46。
根据另一个方面，公开了一种产生具有开孔的非织造纤维网的方法，所述非织造纤维网具有第一表面和第二表面并且适用于一次性吸收制品，所述方法包括：提供前体纤维网；提供一对辊，所述一对辊包括凸辊和凹辊，所述凸辊和凹辊限定在它们之间辊隙，所述凹辊具有包括多个凹槽的外表面，所述凸辊具有包括多个销钉的外表面，其中所述销钉被构造成随着所述凸辊和所述凹辊的旋转而与所述辊隙附近的所述凹槽配合；将所述前体纤维网以一定的进料速率进料到所述一对辊；使用所述一对辊之间的所述辊隙，在所述前体纤维网中产生开孔，从而产生所述非织造纤维网，每个开孔由所述第一表面和侧壁中的开口限定；以及使所述非织造纤维网以一定的退绕速率使所述一对辊退绕，其中所述进料速率不同于所述退绕速率，并且所述退绕速率除以所述进料速率限定至少1.06的拉延比，并且所述开孔的所述侧壁具有小于460μm的平均高度。
还公开了产生如上文所概述的非织造物的如上文所概述的方法的用途。
根据另一个方面，公开了一种吸收制品，所述吸收制品包括：顶片；底片；以及在所述顶片和所述底片之间的吸收芯，其中所述顶片和所述底片中的至少一者包括如上文所概述的非织造纤维网。
该制品作为胶粘尿布在附图中示出。为便于讨论，将参考这些附图中所标引的数字来讨论吸收制品和采集-分配***。然而，除非另有明确地指明，否则不应认为附图和具体实施方式是对权利要求范围的限制。具体地，本发明也可用于各种各样的吸收制品形式，诸如裤型尿布中，它们是预成形的并且像内衣或女性防护卫生垫那样被穿着。
应当理解，上文和权利要求中公开的所有特征结构、值和范围旨在以任何组合进行组合。
附图说明
现在将参考附图以举例的方式描述本发明，附图中：
图1是示出通风粘结工艺的示意图；
图2是示出非织造物中的开孔的示意图；
图3是根据示例的开孔非织造纤维网的图像；
图4是非织造纤维网的开孔的替代图案的图像；
图5示意性地示出了用于形成开孔非织造物的工艺；
图6是示出穿过开孔非织造纤维网中的开孔的横截面的简化示意图；
图7是尿布的示意性顶部平面图；
图8是沿线2-2的图7的尿布的示意性剖视图；
图9是根据示例的开孔梳理通风粘结的非织造物的样品中的纤维段的示例性分布；
图10示出了用于测量开孔侧壁高度的设备；
图11是用于测量开孔侧壁高度的来自3D图像分析软件的屏幕截图；
图12示出了使用图11的软件时的正确聚焦条件；
图13示意性地示出了使用图11的软件对非织造纤维网的分析；
图14示出了非织造纤维网的3D扫描表面的横截面；并且
图15示出了发现合适的强度阈值的一种方式，该方式用于基于强度分布的一阶导数来辨别来自3D CT扫描数据中的空气的纤维。
应当指出的是，这些附图是图解性的，并且未按比例绘制。为了在附图中清楚方便起见，已放大或缩小这些图中各部分的相对尺寸和比例。
具体实施方式
以下描述将主要集中于非织造纤维网的示例，所述非织造纤维网用作或用于吸收制品诸如尿布或裤的顶片。然而，这仅仅是示例性的，并且应当理解，这些非织造物也适用于其他背景。类似地，应当理解，所公开的示例的变体适合用作吸收制品中的顶片和其他部件二者。
综述
非织造材料，具体地说，开孔非织造材料可用作吸收制品的部件，诸如顶片或外覆盖件。开孔的使用可以有助于改善流体处理特性(例如，侵污的收集)以及增强感知，以使得吸收制品具有良好的吸收特性。
然而，已经发现，当使用非织造材料时，失效诸如褶皱可以在转换线上发生。不希望受理论的束缚，据信当沿着MD方向在转换方向上施加张力时，褶皱由材料在厚度方向(z方向)上的“***”引起。换句话说，颈缩纤维倾向于在厚度方向上密集以引起***。因此，当材料在转换惰轮上扭曲时，***具有折叠在一起的趋势。当使用梳理非织造物诸如梳理TAB非织造物时，此类失效更严重，这些梳理非织造物是优选的，因为它们可以促进柔软性和感知柔软性。
还发现，可以通过增加非织造材料的拉伸模量来减少或避免褶皱失效。原则上，可以通过增加非织造物中的纤维的数量或通过增强纤维粘结条件来增加模量。
非织造材料的单位样品中的纤维的数量受纤维旦尼尔和基重的影响。为了增加纤维的数量，可以减少纤维旦尼尔，或者可以增加基重，或者可以进行它们两者。然而，增加基重通常增加了成本。同时，还期望顶片使吸收制品的穿着者感到干燥。增加基重和/或减少纤维旦尼尔将倾向于增加顶片中的水分保持，从而导致顶片使人感到润湿。
此外，为了增加拉伸模量而改变纤维粘结条件的任何尝试都可具有其他负面后果。例如，如果通风粘结工艺的温度增加，则非织造物可能变得更具脆性。
期望增加非织造材料的拉伸模量，而不改变基重、纤维旦尼尔或粘结条件。
令人惊讶地发现，通过控制非织造材料中的纤维段取向的分布，可以增强拉伸模量而不改变基重、纤维旦尼尔或粘结条件。纤维段的取向可以与纤维的取向不同。纤维的取向可以被定义为连接纤维末端的向量的取向。如果纤维是直的，则所有纤维段将共有与整个纤维相同的取向。然而，纤维通常不是直的。特别地，用于制造通风粘结的非织造材料的短纤维通常具有一定的卷曲。因此，即使所有纤维都沿着纵向(MD)取向，但并非所有纤维段都将沿该方向取向。
定义
如本文所用，“吸收制品”是指吸收和容纳液身体流出物的装置，更具体地讲是指与穿着者的身体紧贴或邻近放置、用于吸收和容纳由身体排放的多种流出物的装置。吸收制品可包括尿布(婴儿尿布和用于成人失禁的尿布)、裤、衬垫、女性护理吸收制品诸如卫生巾或卫生护垫等。如本文所用，术语“流出物”包括但不限于尿液、血液、***分泌物、汗液和粪便。本发明的优选的吸收制品为一次性吸收制品，更优选地为一次性尿布和一次性裤。
如本文所用，术语“自生粘结(autogenously bonding/autogenously bonded/autogenous bond)”是指使用通风粘结在粗梳非织造纤维网的离散纤维之间的粘结。自生粘结不施加固体接触压力，该固体接触压力诸如针对点粘结或压延工艺施加，并且独立于促进或有利于粘结的外部添加的添加剂(诸如粘合剂、溶剂等)来进行。
如本文所用，“双组分”是指具有横截面的纤维，该横截面包含两种离散的聚合物组分、两种离散的聚合物组分的共混物或一种离散的聚合物组分和一种离散的聚合物组分的共混物。“双组分纤维”涵盖在术语“多组分纤维”内。双组分纤维可具有总体横截面，该总体横截面被分成具有不同组分的任何形状或排列的两个子截面，包括例如同心芯-皮型子截面、偏心芯-皮型子截面、并列型子截面、径向子截面等。
“包括”、“包含”和“含有”是开放式术语；每个均指定其后特征部例如一个部件的存在，但不排除本领域中已知的或本文所公开的其它特征例如元件、步骤、部件的存在。这些基于动词“包括”的术语应当被解读为涵盖较窄的术语“基本上由…组成”，其排除未提及的显著地影响所述特征结构执行其功能的方式的任何元件、步骤或成分；并且涵盖术语“由…组成”，其排除未指定的任何元件、步骤或成分。下文所述的任何优选的或示例性实施方案不限制权利要求的范围，除非明确地指明如此进行。字词“通常”、“常常”、“有利地”等也限定特征，其不旨在限制权利要求的范围，除非明确地指明如此进行。
如本文所用，术语“横向”(或CD)是垂直于纵向(或MD)的方向。
如本文所用，“一次性的”以其普通的意义使用，意指在不同时长内的有限次数的使用(例如小于20次使用，小于10次使用，小于5次使用，或小于2次使用)之后被处理或丢弃的制品。如果一次性吸收制品为尿布、裤、卫生巾、月经垫或用于个人卫生的湿擦拭物，则一次性吸收制品一般旨在在单次使用之后被处理。
如本文所用，“尿布”和“裤”是指一般被婴儿和失禁患者围绕下体穿着，以便环绕穿着者的腰部和腿部并且特别适于接收和容纳尿液和粪便的吸收制品。在裤中，如本文所用，第一腰区和第二腰区的纵向边缘彼此附接以预形成腰部开口和腿部开口。通过将穿着者的腿伸入腿部开口并将裤吸收制品拉到穿着者下体附近的位置而将裤穿用到穿着者身上。裤可使用任何合适的方法来预成形，包括但不限于利用可重复紧固的和/或不可重复紧固的粘结(例如，缝合、焊接、粘合剂、胶粘剂粘结、扣件等)将吸收制品的各部分接合在一起。裤可在沿制品圆周的任何位置预成形(例如，侧边扣紧的、前腰扣紧的)。在尿布中，腰部开口和腿部开口仅在尿布通过如下方式被穿用到穿着者身上时才形成：用合适的紧固***使第一腰区和第二腰区的纵向边缘在双侧上(可释放地)彼此附接。
如本文所用，“纤维段”是指纤维的纵向段，其长度为0.1mm。因此，每毫米纤维长度具有10个这种纤维段。纤维中的纤维段的总数为纤维长度的10倍，单位为mm。
如本文所用，术语“纵向”(或MD)是平行于通过生产线的材料流的方向。
如本文所用，“单组分”是指由单一聚合物组分或聚合物组分的单一共混物形成的纤维，如与双组分或多组分纤维相区别。
如本文所用，“多组分”是指具有横截面的纤维，该横截面包括两个或更多个离散的聚合物组分、两个或更多个聚合物组分的离散的共混物或至少一种离散的聚合物组分和至少一种聚合物组分的离散的共混物。“多组分纤维”包括但不限于“双组分纤维”。
如本文所用，术语“未固结纤维”是指未成形为自持整体纤维网的纤维。
如本文所用，“非织造纤维网”是由固结并粘结在一起的定向或任意取向的纤维制成的纤维网。该术语不包括用纱线或长丝织造、针织或缝编的织物。非织造纤维网的基重通常用克/平方米(g/m2)表示。
如本文所用，术语“纤维网”是指能够卷绕成卷的材料。纤维网包括但不限于非织造织物。
除非另外指明，本文指定的所有尺寸和测量值均应理解为是使用本文档的“测试方法”部分中所述的对应的实验程序来测量的。
非织造纤维网
本发明的非织造物包括多个开孔，每个开孔具有侧壁。开孔的侧壁的平均高度小于约460μm，或小于约450μm，或小于约440μm。非织造物具有的非织造纤维网的纤维段取向指数可以小于约0.46，或小于约0.45，或小于约0.44。非织造纤维网的纤维段取向指数可以小于约0.41，或小于约0.35。非织造纤维网的纤维段取向指数可以为至少0.05，任选地至少0.1、0.15或0.2。
发明人已经发现，在上述范围内的纤维段取向指数(FSOI)的值提供了与具有更大FSOI值的比较非织造物相比具有更大的抗拉强度的非织造物。它可以提供具有这样的拉伸强度的非织造物，所述拉伸强度足以用于在一次性吸收制品的制造中施加的典型转换工艺。例如，它可以提供具有足以减少或避免在转换辊上发生颈缩、褶皱和折叠的拉伸强度的非织造物。
假设非织造纤维网具有基本上均匀的FSOI值。也就是说，任何5mm×5mm的包括至少一个完整开孔的非织造纤维网样品具有基本上相同的FSOI值。
不希望受理论的束缚，据信提供具有适当选定高度的开孔侧壁，并且以适当的拉延比拉伸非织造物可以有助于使所选的纤维段在纤维网中取向。特别地，它有助于使纤维段在纵向上取向。发明人已经发现，这在拉伸强度方面提供了有益的作用，并且非织造纤维网的稳健性改善与用于产生一次性吸收产品的典型转换工艺相关。
非织造纤维网可以在4％应变下在纵向上具有至少30N/cm、任选地至少33N/cm、任选地至少35N/cm、以及任选地35N/cm的拉伸模量。非织造纤维网可以在4％应变下在纵向上具有至多50N/cm、任选地至多40N/cm、任选地至多38N/cm的拉伸模量。
非织造纤维网可以具有在10至60g/m2、或20至40g/m2、或30至40g/m2的范围内、或35g/m2的基重。
非织造纤维网可以具有在5％至25％、或8％至21％、或8％至14％的范围内的总开口面积百分比。
非织造纤维网包含大于50重量％的热塑性纤维的纤维网。非织造纤维网可以包含至少60重量％的热塑性纤维的纤维网，任选地至少70重量％、80重量％、90重量％或95重量％的纤维网，另外任选地基本上由热塑性纤维组成的非织造纤维网。
此类热塑性纤维的开孔非织造纤维网可用于吸收制品的多个部件中–包括但不限于柔软性是所期望的部件，诸如吸收制品的外表面上的那些部件。
非织造纤维网可以是通风粘结的非织造纤维网。
在一些实施方案中，非织造纤维网是梳理非织造纤维网，诸如梳理通风粘结的非织造物。梳理非织造纤维网可以包含至少50重量％的短纤维的非织造纤维网。在当前描述的示例中，非织造纤维网包含按纤维网的重量计至少95％的短纤维，并且优选地基本上由短纤维组成。除了短纤维之外，梳理非织造纤维网还可由微量添加剂组成，诸如气味控制添加剂、香料、有色颜料等。
短纤维为短的纤维。在本示例中，短纤维具有38mm的平均长度。短纤维具有基本上均匀的长度。已发现，如果短纤维太短，则它们可能在梳理期间与圆筒分离。另一方面，如果短纤维太长，则可能难以将它们从圆筒中转移出来。
通过梳理工艺铺设的短纤维形成未固结纤维层。然后，该层经历通风粘结工艺以形成自生粘结纤维网。在本示例中，梳理非织造纤维网的基重为35g/m2。
通风粘结
如本文所用，通风粘结(through-air bonding)或“TAB”(也称为通风粘结(airthrough bonding)或“ATB”)是指一种粘结未固结纤维层的短纤维的工艺，其中迫使空气穿过纤维网，其中空气足够热以熔化短纤维的聚合物(或至少部分地熔化，或熔化至其中纤维表面变得足够发粘的状态)，或如果短纤维为多组分纤维，则其中空气足够热以熔化制成纤维网的纤维的聚合物中的一种聚合物(或至少部分地熔化，或熔化至其中纤维表面变得足够发粘的状态)。空气速度通常介于30米/分钟和90米/分钟之间，并且停留时间可长达6秒。聚合物的熔化和再固化提供了不同短纤维之间的粘结。
图1中示意性地示出通风粘结器。在通风粘结器70中，将温度高于短纤维的聚合物的熔融温度(或者，如果短纤维为多组分纤维，则高于第一纤维组分的熔融温度且低于第二纤维组分的熔融温度)的空气从柜72，穿过纤维网，引导到穿孔辊74中。另选地，通风粘结器可以具有平坦布置，其中空气被竖直向下引导到纤维网上。这两种配置的操作条件是类似的，主要区别在于纤维网在粘结期间的几何形状。
热空气使纤维的至少一部分熔化，以将纤维层固结并整合到纤维网中。
应当理解，通风粘结器的参数取决于诸如所用的聚合物的类型和纤维层的厚度的因素。
纤维
如上所述，本发明的非织造纤维网包含至少50重量％的热塑性纤维的非织造纤维网。
热塑性纤维可以具有在0.6分特至6.6分特、或1.3分特至4.5分特、或2.2分特至4.5分特的范围内的线密度。
可用于根据本公开的非织造纤维网的热塑性纤维包括单组分纤维以及多组分纤维。多组分纤维尤其有用。合适的多组分纤维为双组分纤维，诸如芯/皮型双组分纤维和并列型双组分纤维。芯/皮型双组分纤维可为同心纤维或偏心纤维。
单组分纤维或多组分纤维可以由聚合物材料制成，所述聚合物材料诸如聚烯烃(例如聚丙烯或聚乙烯)、聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、CoPET、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺、聚乳酸、粘胶纤维以及它们的组合。聚合物还可包括共聚物，诸如Co-PET。如果纤维包括芯/皮型双组分纤维，则希望皮由熔点低于形成芯的聚合物熔点的聚合物制成。如果使用并列型双组分纤维，则形成第一组分和第二组分的聚合物也可具有不同的熔点。如果对此类双组分纤维进行通风粘结，则选择通风粘结工艺的温度，使得具有较低熔点的组分的聚合物熔化，至少部分地转变为熔化状态(或转变为纤维表面变得足够发粘的状态)，使得纤维粘结在一起，而具有较高熔点的组分的聚合物保持基本上不受影响。
本发明的非织造纤维网可包含不同类型的纤维的混合物，诸如单组分纤维和双组分纤维的混合物。
在一些实施方案中，热塑性纤维可为短纤维。热塑性纤维可以具有在20mm至80mm、任选地30mm至60mm、任选地38mm至51mm的范围内、以及任选地38mm的平均长度。热塑性纤维的长度可以基本上均匀。纤维可以具有小于20mm、任选地小于10mm、任选地小于5mm的纤维长度的标准偏差。在一些实施方案中，短纤维可以是卷曲的多组分短纤维，任选地卷曲的双组分短纤维。短纤维可以具有在每2.5cm 13至17个(每英寸13至17个)范围内的卷曲数。卷曲的短纤维可以是具有芯-皮布置的双组分纤维，它任选地包括由聚对苯二甲酸乙二醇酯形成的芯和由聚乙烯形成的皮。在一些示例中，一定百分比的非卷曲纤维可与卷曲纤维共混；然而，高含量的非卷曲纤维可能会导致工艺故障，诸如圆筒粘连。非织造纤维网可以包含至少95重量％的卷曲纤维的非织造纤维网。在一个实施方案中，纤维具有在每2.5cm 13至17个(每英寸13至17个)范围内的卷曲数。
孔
如图2所示，非织造物600包括延伸穿过非织造物600的多个开孔610。多个开孔610可均匀地分布在非织造物600上。为确保材料的稳定性，无论开孔的具体形状和尺寸如何，大部分开孔之间的最小距离为优选地至少0.3mm，优选地至少1.0mm。这一距离在非织造物600的第二表面上以中心至中心测量。开孔通过“陆地”区域620分开，所述区域是优选地基本上平坦的–即基本上在非织造纤维网的x-y平面中。
开孔610可以朝向吸收芯向内延伸，例如当非织造物600设置在制品的面向穿着者侧之上时，或者当非织造物600设置在制品的面向衣服侧之上时。
开孔的侧壁614(在本文中也称为开孔的“裙状部”)可以延伸超过非织造物600的第二表面至少0.01mm，优选地超过非织造物600的第一表面至少0.1mm、0.2mm或0.3mm。开孔可以是渐缩的并且具有锥形形状，使得开孔的x-y尺寸在第一表面中的开口612处大于在侧壁614的远侧边缘处。
开孔的侧壁的平均高度可以小于440μm，任选地小于390μm，任选地小于360μm。开孔的侧壁的平均高度可以为至少10μm，任选地至少50μm、100μm、200μm或300μm。开孔的侧壁的高度可以基本上均匀。开孔的侧壁可以具有在小于40μm的平均高度周围的标准偏差。任选地，给定非织造纤维网中的开孔的侧壁可以在+/-40μm的平均高度的范围内。
开孔可以具有在0.2mm2至4mm2、任选地0.5mm2至2.4mm2、任选地0.5mm2至1.0mm2的范围内的每个开孔平均面积。每个开孔面积的标准偏差可以小于2mm2、任选地小于1mm2、任选地小于0.5mm2、任选地小于0.2mm2。
开孔可以基本上均匀地分布在非织造纤维网上，使得面积为35mm×20mm的纤维网的任何样品具有与任何其他这种面积基本上相同的总开口面积百分比。
在一些实施方案中，开孔可以是圆形的或椭圆形的。
给定非织造纤维网中的开孔可以具有基本上均匀的尺寸(面积)和/或形状。
孔的形状可以变化。例如，从非织造物600的第一表面或第二表面观察到的开孔的(平面图)形状可为圆形、椭圆形、矩形或多边形。优选地，孔具有圆形形状、椭圆形形状或多边形形状。开孔可以是三维的。开孔的三维形状可为圆柱(例如，具有圆形或椭圆形的底部)、棱柱(例如，具有多边形底部)、截头圆锥或棱锥。
开孔的尺寸可以在不同的非织造纤维网之间变化。当非织造纤维网被用作吸收制品(诸如顶片)的部件时，具有开孔的非织造物通常具有增加的回渗风险，即，液体从顶片下方的部件(诸如吸收芯)回流到并穿过顶片的风险。较小的孔可有助于减少回渗，并且一般趋于在穿着者的皮肤上产生较少的红色标记。因此，开孔可以具有4mm2或更小、3.5mm2或更小、3.0mm2或更小、或者2.4mm2或更小的平均尺寸。开孔的尺寸可以为至少0.2mm2，任选地至少0.5mm2。尺寸在非织造物的第一侧上确定，例如对于锥形开孔，确定较大的开孔开口。
可以使用各种不同的开孔图案。在本文描述的示例中，图案如图3所示。替代图案如图4中所示。
本示例中使用的开孔的图案(图3)产生具有8％至14％范围(取决于工艺参数)内的总开口面积百分比的非织造纤维网。每个开孔的平均面积可以在0.5mm2至2.4mm2范围内。开孔的尺寸可以基本上均匀。每个开孔面积的标准偏差为0.07mm2。据发现开孔面积在平均值周围变化+/-0.15mm2。
开孔的替代图案(图4)导致非织造纤维网的总开口面积百分比在17％至21％范围内。每个开孔的平均面积为0.53mm2。标准偏差为0.05mm2。
方法
产生本发明的开孔非织造纤维网的方法将参考图5进行描述。该图示出了用于形成开孔纤维网的示例设备和工艺。所述设备包括进料辊510；一对辊，所述一对辊包括凹辊520和凸辊530；以及任选地退绕辊550。辊隙540被限定在凹辊520和凸辊530之间。可以加热凸辊530和凹辊520中的至少一者。可以将凸辊530加热到比凹辊更高的温度。在一些实施方案中，可以将凸辊加热到在133℃至146℃范围内的温度；并且可以将凹辊加热到在108℃至136℃范围内的温度。提供了任选的冷却器560，用于在凸辊530和退绕辊550之间冷却非织造纤维网，从而在所述一对辊退绕之后冷却开孔纤维网。
具有外表面的凸辊530包括多个销钉532。具有外表面的凹辊520包括多个凹槽522，诸如凹槽和孔。在一个实施方案中，成形元件532均彼此相同。同样，凹槽522可以全部彼此相同。凸辊上的所有销钉优选地具有圆锥形状，其中基部直径在1.8mm至2.5mm范围内，高度在2.0mm至3.5mm范围内。锥形销钉的侧表面被抛光为非常平滑的。当凹辊上的凹槽是孔时，它们可以具有与销钉相似的圆锥形状，但是直径和深度可以分别比销钉的直径和高度大0.1mm至0.5mm。
凹辊520和凸辊530一起形成开孔单元。多个销钉532提供于凸辊530的表面上。对应的多个凹槽522提供于凹辊520的表面上。辊520,530被布置成使得每个销钉532随着辊502,530旋转而与辊隙540附近的相应凹槽522接合。如图所示，凹辊520被布置成顺时针旋转，并且凸辊530被布置成逆时针旋转，或反之亦然。所述一对辊上的销钉和凹槽的图案对应于非织造物中的开孔的图案(反之亦然)。
在操作期间，前体纤维网511从进料辊510展开，并以一定的进料速率进料到凹辊520。前体纤维网围绕凹辊520行进到辊隙540。在辊隙540中，非织造前体纤维网被压缩在辊520,530之间。如图所示，纤维网行进通过辊隙，其中销钉和孔之间的接合在纤维网中产生开孔。纤维被推动到销钉周围以形成开孔。每个开孔由纤维网的第一表面中的开口(面向凸辊530的表面)和裙状部(侧壁)限定。侧壁可以从纤维网的第二表面(面向凹辊520的表面)突出。侧壁的高度可以通过调节销钉与相应的凹槽之间的接合来控制(这又由凸辊与凹辊之间的间隔确定)。
辊520,530之间的间隔是可调节的，以改变销钉在凹槽中的接合深度。为了增加侧壁的高度，辊可以移动逐渐靠近，以增加接合的深度。为了减少侧壁的高度，辊可以移动逐渐远离，以减少接合的深度。
通过产生开孔，所述一对辊520,530产生开孔非织造纤维网600。纤维网600围绕凸辊530行进，直到达到退绕位置为止。纤维网使凸辊530从退绕位置退绕，从而使辊550退绕。这在退绕速率下进行。冷却器560提供于退绕位置处。开孔非织造纤维网600可以缠绕在退绕辊550上。
优选地加热辊520,530。在本文描述的示例中，将凸辊加热到133℃至146℃范围内的温度；并且将凹辊加热到108℃至136℃的温度。在该示例中，如上所述，纤维为2.2分特(2旦尼尔)PET/PE芯/皮双组分短纤维。辊之间的辊隙处的纤维网的速度为大约60m/min。如本领域的技术人员所理解，可以根据待处理的前体纤维网的组成、辊的速度和环境温度来选择辊的温度。
示例性开孔如图6的简化示意图所示。开孔非织造纤维网600包括多个开孔610，其中陆地区域620在开孔之间。每个开孔610由纤维网的第一表面中的开口612(图6中的面向上的表面)和从第二表面突出的侧壁614(图6中的面向下的表面)限定。开孔侧壁614具有如图所示的高度h。另外示意性地示出了开孔侧壁614中的单独纤维616。
如上所述，前体纤维网511以一定的进料速率通过进料辊510进料到凹辊520。开孔非织造纤维网600以一定的退绕速率通过退绕辊550使凸辊530退绕。退绕速率大于进料速率。退绕速率除以一定的进料速率限定拉延比。拉延比可以为至少约1.06，或至少约1.08。拉延比可以为至多1.2，任选地至多1.15。已经发现，至少1.06的拉延比与具有小于约460μm、或小于约450μm、或小于约440μm的平均高度的开孔侧壁组合，在纤维段取向上产生了有益作用，以使得相对于具有不同拉延比和侧壁高度的比较纤维网，开孔非织造纤维网600的纵向拉伸模量有所增加。据发现，进一步增加拉延比(例如，增加至至少1.08)同时进一步减少开孔侧壁高度(例如，减少至小于360μm)使纵向拉伸模量得以进一步增强。
不希望受理论的束缚，据信材料转换可以解释如下。大于一的拉延比意味着材料在开孔工艺期间被拉伸到一定程度。据信，在该工艺期间，非织造纤维被拉直、减少或移除卷曲，以使得大部分纤维段沿拉伸方向取向。然而，材料模量不会通过单独的拉伸增加，因为当释放张力时，非织造纤维将“回弹”到它们的原始卷曲状态。通过形成开孔结构将拉直的纤维形态固定在经处理的非织造物中。已经发现，当开孔侧壁高度低于某个值时，开孔可以固定该拉直的纤维形态以增加材料模量。据信，对开孔单元的一对辊进行加热可以软化短纤维，从而促进变形。当纤维再次冷却时，纤维形态是固定的。
开孔的区域(在非织造纤维网的x-y平面中)受到销钉532和孔522的尺寸的影响。开孔的侧壁高度受到销钉532和孔522的接合深度的影响。开孔的形状可以受到拉延比的影响。在更高的拉延比下，开孔在纵向上可以变得更加细长。
在一些实施方案中，前体纤维网单独产生，缠绕在辊中，并且通过使前体纤维网从辊展开而作为前体纤维网提供。
在其他实施方案中，产生本发明的开孔非织造纤维网的方法可以以连续工艺进行，包括产生非织造前体纤维网以及如上文所述对前体非织造纤维网进行连续开孔。非织造前体纤维网可以通过行业中熟知的非织造产生工艺来产生。
实施例
测试开孔侧壁高度和拉延比的各种组合。结果提供于下表1中。非织造纤维网如上文所述形成：
纤维类型：双组分核/皮(PET/PE)短纤维
纤维横截面：圆形
纤维直径：22μm
纤维线密度：4.4分特(4旦尼尔)
短纤维长度：38mm
卷曲数每2.5cm 13-17个(每英寸13-17个)
基重：35g/m2
凸辊温度：133℃至146℃
凹辊温度：108℃至136℃
开孔图案：参见图3
开口面积％：10.5％
孔面积：1.6mm2
表1
从表格可以看出，样品A-E具有低拉伸模量并且在转换期间产生褶皱。同时，样品F-H在转换期间具有增加的模量但无褶皱。根据下文所述的测试方法目视评估褶皱。减少的纤维段取向指数与增加的拉伸模量相关。FSOI值越小，纤维段越优先与纵向对准。FSOI值越大，非织造物的x-y平面中的纤维段的分布越各向同性。
吸收制品
参见图7和图8，描述了示例吸收制品20。图7为处于平展状态的吸收制品20(在此示为：尿布)的顶部平面图，其中部分结构被切除以更清楚地显示吸收制品20的构造。吸收制品20仅为了说明的目的示出，因为本公开可用于制备广泛多种尿布或其他吸收制品。
吸收制品20包括液体可透过的顶片24、液体不可透过的底片26、定位在顶片24和底片26中间的吸收芯28、顶片下面的任选的采集层52以及任选地采集层下面和吸收芯上面的分配层54。吸收制品20包括前腰边缘10(在卫生护垫或卫生巾中，考虑到制品显著较小并且不围绕穿着者的腰部穿着，制品的该边缘将被称为前边缘而不是前腰边缘)和后腰边缘12(在卫生护垫或卫生巾中，考虑到制品显著较小并且不围绕穿着者的腰部穿着，制品的该边缘将被称为后边缘而不是后腰边缘)以及两个纵向侧边缘13。前腰边缘10为当被穿着时旨在朝使用者的前部放置的吸收制品20的边缘，并且后腰边缘12为相对的边缘。当从处于平坦展开配置的面向穿着者侧观察吸收制品20时，吸收制品20具有纵向尺寸和横向尺寸并且可假想地被纵向轴线80划分，该纵向轴线从吸收制品20的前腰边缘10延伸至后腰边缘12，并且将吸收制品20相对于纵向轴线划分成两个基本上对称的半部，如例如图7所示。
当吸收制品20处于这种平坦展开状态时，吸收制品20也可被横向轴线90划分成沿纵向轴线80测量的相等长度的前半部和后半部。吸收制品的横向轴线90垂直于纵向轴线80并且放置在吸收制品20的二分之一纵向长度处。
吸收制品的纵向尺度基本上平行于纵向轴线80延伸，并且侧向尺度基本上平行于侧向轴线90延伸。吸收制品20可假想地被分成前区36、后区38和位于吸收制品20的前区36和后区38之间的裆区37。前区、后区和裆区各自为吸收制品20的纵向尺度的1/3。
吸收制品，尤其是尿布和裤可包括采集层52、分配层54或两者的组合(本文全部统称为采集-分配体系“ADS”50)。ADS 50的功能通常为快速采集所述流体并以高效方式将其分配至吸收芯。ADS可包括一个、两个或更多个层。在以下示例中，ADS 50包括两个层：设置在吸收芯和顶片之间的分配层54和采集层52。ADS可不含超吸收聚合物。
分配层54的功能是将入侵的流体液体分布到制品内的较大表面上，使得能够更有效地使用吸收芯的吸收容量。分配层可由基于合成或纤维素纤维并具有相对低密度的非织造材料制成。分配层通常可具有30g/m2至400g/m2，具体地80g/m2至300g/m2的平均基重。
吸收制品20还可包括采集层52，该采集层设置在顶片的正下方和吸收芯的正上方(并且如果存在的话，设置在分配层的上方)。采集层52的功能是快速采集流体使其远离顶片以便为穿着者提供良好的干燥性。采集层通常可以为或包括非织造材料，例如SMS或SMMS材料，所述非织造材料包括纺粘层、熔喷层、以及其它纺粘层或另选地梳理成网的化学粘结非织造材料。非织造材料可具体地被胶乳粘结。示例性上部采集层52公开于US 7786341中。可使用梳理成网的树脂粘结的非织造材料，尤其是在使用的纤维是实心圆形或圆形且空心的PET短纤维的情况下(例如，6旦尼尔纤维和9旦尼尔纤维的50/50或40/60混合物)。示例性粘结剂为丁二烯/苯乙烯胶乳。
除上述第一采集层之外，还可使用其它采集层。例如，薄纸层可放置在第一采集层和分配层之间。与上述采集层相比，薄纸可具有增强的毛细管分布特性。薄纸和第一采集层可具有相同尺寸或可具有不同尺寸，例如与第一采集层相比，薄纸层可在吸收制品的后部中延伸得更远。亲水性薄纸的示例为13gsm–15gsm高湿强度，由得自供应商Havix的纤维素纤维制成。
吸收芯28可包括吸收材料60，该吸收材料为纤维素纤维(所谓的“透气毡”)和封装在一个或多个纤维网中的呈颗粒形式的超吸收聚合物的共混物，参见例如授予Buell的US5151092。另选地，吸收芯28可不含透气毡，或基本上不含透气毡。
图7也示出了其他典型的尿布部件，诸如包括紧固突片42的紧固***，该紧固突片朝吸收制品20的后腰边缘12附接并朝吸收制品20的前腰边缘10与着陆区44配合。吸收制品20还可包括如本领域所已知的前耳片46和后耳片40。
吸收制品还可包括任选的其他特征结构诸如腿箍32和/或阻隔箍34、前腰特征结构和/或后腰特征结构诸如邻近吸收制品的相应的前腰边缘和/或后腰边缘附接的前弹性腰带和/或弹性腰带。
顶片24、底片26和吸收芯28可以各种众所周知的配置装配，特别是通过胶合或热压印装配。示例性尿布配置一般描述于以下专利中：US 3860003；US 5,221,274；US 5,554,145；US 5,569,234；US 5,580,411；和US 6004306。
在根据示例的优选的吸收制品中，顶片24包括如上文所述的开孔梳理通风粘结的非织造纤维网或由如上文所述的开孔梳理通风粘结的非织造纤维网组成。(注意，为了简单起见，在图7和图8的示意图中省略了顶片24中的开孔。)开孔的侧壁优选地向内引导朝向吸收芯28。吸收制品的面向身体的表面优选地包括非织造纤维网的第一表面。
另选地或除此之外，如上所述的开孔梳理通风粘结的非织造纤维网可用作液体不可透过的底片26的一部分，或用作液体不可透过的底片26的面向衣服的表面上的覆盖件。当以此方式使用时，吸收制品的面向衣服的表面优选地包括非织造纤维网。特别地，吸收制品的面向衣服的表面优选地包括非织造纤维网的第一表面–即，开孔的侧壁优选地向内引导朝向吸收芯28。
尿布20可包括可改善对液体和其他身体流出物的约束性的腿箍32。腿箍32也可称为腿围、侧翼、阻隔箍或弹性箍。通常，每个腿箍将包括一个或多个弹性绳33(在图7和图8上以夸张的形式表示)，该一个或多个弹性绳包括在尿布中，例如在腿部开口区域中包括在顶片和底片之间，以在尿布使用时提供有效的密封。腿箍通常还包括“直立”弹性侧翼(阻隔腿箍34)，该“直立”弹性侧翼改善对腿区的约束性。阻隔腿箍34通常还将包括一个或多个弹性绳35，该一个或多个弹性绳在图7和图8中以夸张的形式表示。
吸收芯28可包括封闭在芯包裹物56和58内的吸收材料60。吸收材料60可包含按吸收材料60的总重量计80％至100％的超吸收聚合物(SAP)66，诸如SAP颗粒。出于评估SAP占吸收芯28的百分比的目的，芯包裹物56和58不被认为是吸收材料60。
本发明的吸收芯28可包含例如粘合剂以有助于将SAP 66固定在芯包裹物56和58内和/或确保芯包裹物的完整性，具体地当芯包裹物由一个或多个基底制成时。芯包裹物通常延伸至比将吸收材料60包含于其内严格所需的区域大的区域。
吸收材料60可封装在一个或多个基底中。芯包裹物包括面向顶片24的顶侧56和面向底片26的底侧58，如图8所示。芯包裹物可由围绕吸收材料60折叠的单个基底制成。芯包裹物可由附接到另一基底的两个基底(一个主要提供顶侧，并且另一个主要提供底侧)制成。典型的配置为所谓的C-包裹物和/或夹心包裹物。
芯包裹物可由适用于接收和容纳吸收材料60的任何材料形成。芯包裹物可具体地由非织造纤维网形成，诸如梳理非织造织物、纺粘非织造织物(“S”)或熔喷非织造织物(“M”)，以及这些中任一种的层合体。
吸收制品可以具有面向穿着者的表面和面向衣服的表面，其中顶片包括如上文所概述的第一非织造纤维网，并且吸收制品的面向穿着者的表面包括第一非织造纤维网的第一表面。
吸收制品可以具有面向穿着者的表面和面向衣服的表面，其中底片包括如上文所概述的第二非织造纤维网，并且吸收制品的面向衣服的表面包括第二非织造纤维网的第一表面。
变体
上文给出了其中顶片和/或底片包括开孔非织造纤维网的吸收制品的示例。作为这些可能性中的任一者(或两者)的替代或补充，吸收制品的另一部件可包括开孔非织造纤维网。
尽管上文给出了尿布的示例，但开孔非织造纤维网也可用于其他吸收制品。
上文给出了开孔梳理通风粘结的非织造纤维网的示例。其他示例可以包括开孔纺粘(S)非织造纤维网或开孔熔喷(M)非织造纤维网。另外其他示例可以包含包括多个层或由多个层组成的复合材料或层合物。例如，开孔可以形成在由多个纺粘层和/或熔喷层(诸如SMS非织造纤维网或SMMS非织造纤维网)形成的非织造纤维网中。制备纺粘、熔喷和S-M组合纤维网的方法是本领域已知的。开孔设备和工艺可以如上文所述利用。
然而，据信本文所述的有利效果对于由短纤维形成的开孔梳理通风粘结的非织造纤维网特别相关。
测试方法
样品制备
当非织造物以原材料形式获得时，从原材料中切割用于测试的样本。当非织造物是成品的部件时，非织造物被使用剃刀刀片从成品中移除，使非织造物与成品的其他部件分离，从而提供非织造物样本。如有必要，可使用低温喷雾器(诸如Cyto-Freeze，德克萨斯州休斯顿控制公司(Control Company,Houston TX))来从成品的其他部件移除非织造物样本。
拉伸模量
该方法用于测定在4％伸长率下的非织造物拉伸模量。
设备：将MTS MTS CriterionTM型号42(美国明尼苏达州伊登普雷利的MTS***公司(MTS Sytems Corporation,Eden Prairie,MN,USA))或等同物用于记录非织造材料的应变-应力曲线。使用S波束设计(诸如MTS型号LSB.102或等同物)的100N负载传感器。
1.在制备用于分析的材料之前洗手，以除去可能影响结果的污垢和油。
2.如果样品批量接收(例如材料辊)，则除去样品辊或盒的任何暴露层，以确保不测量污染或损坏的材料。
3.使用剪刀，从要采样的辊上切下材料。材料样品在MD方向上必须足够长，以允许至少一个将被切下进行测试的测试样本长200mm。
4.在测试前，将样品在23±2℃(73±2℉)、50％±2％的相对湿度下调节至少2小时。
5.使用剪刀或纸张切割器，在MD方向上切下200mm长的测试样本，并且在CD方向上切下50mm宽度。
6.在开始任何测试之前根据制造商的说明校准MTS。
7.在装载每个样本之前，检查负载传感器读数为0±0.005N。如果需要，在装载样本之前根据制造商的说明对仪器进行归零。
8.将测试样本装载在MTS力规上，并且将初始标距长度设置为100mm。将力规移动速度设置为100mm/min，并且移动长度为20mm。
9.记录3.5％和4.5％材料应变的力值(牛顿)。然后，如下计算材料模量：
其中F(％应变)是给定应变下以牛顿为单位的力读数，并且样品宽度是以cm为单位的样品宽度(在这种情况下为5.0cm)。
顶片褶皱
如下所述，顶片褶皱的存在通过目测检查使用顶片制造的尿布来评估。
设备：拉伸板由6mm无色透明的丙烯酸或聚碳酸酯窗格构造。透明钩条被定位和固定到窗格上，以使尿布能够在所关注的跨度上拉动和保持紧密。透明窗格定位于光盒(诸如Art-O-Graph光垫(美国加利福尼亚州康蒙斯工作室设计公司(Studio Designs,Inc.,Commerce,CA,USA))或等同物)上。
1.将尿布放置于拉伸板上并且延伸到100％，其中顶片侧朝上。
2.检查顶片是否折叠/褶皱。也就是说，检查拉伸的尿布并且评估非织造材料上是否存在不是产品设计的一部分的任何2D或3D图案。具体而言，检查在CD或MD方向上非织造纤维网的不同部分的折叠。
纤维段取向指数(FSOI)
FSOI是纤维段各向同性/各向异性的度量。它由非织造纤维网样品的计算机断层扫描(CT)计算。测试程序中的第一阶段是获得CT扫描。
设备：X射线扫描仪，诸如GE Phoenix v|tome|x m.(购自德国温斯托夫的GE传感与检测技术有限公司(GE Sensing&Inspection Technologies GmbH,Niels-Bohr-Str.7,31515 Wunstorf,Germany))或等同物。
从非织造物样品切下面积为5mm×5mm的正方形样品，用于X射线CT扫描。样品应包括至少一个完整的开孔，以使得样品包括开孔附近的纤维以及开孔周围的陆地区域中的纤维。
然后将样品安装在样品夹持器上。然后将样品夹持器放置在X射线扫描仪中，用于CT数据采集。对于CT扫描，实现足够分辨率的选择体素尺寸将至少比纤维直径小两倍。扫描应该不含人工痕迹，非织造物纤维与背景之间具有明显的对比度。(通用指导将选择在30kv至100kv之间的电压并且投射数大于1000)。作为示例，对于GE Pheonix v|tome|x m CT扫描仪，扫描参数为：纳米管；电压：80kV；电流：300μA；管模式：3；定时：1000ms；平均值：2；跳帧：1；投射数：1500。所得的数据集为2014×2014×2014体素，其中衰减值以16位整数表示。每个体素具有4微米的边向尺寸。
测试程序的第二阶段是预处理CT扫描数据，以便进行FSOI计算。纤维坐标通过以下步骤从微型CT图像计算：
1.对微型CT数据进行重新取向以将MD和CD方向对准在x-y平面中。换句话说，将CT扫描数据的x-y平面与非织造纤维网的x-y平面对准。
2.在整个16位范围的可能强度值I中，测定强度截止阈值T，以提取纤维坐标。任何合理的阈值选择都将有效，因为后续的步骤对于纤维体素数量的轻微高估或低估是稳健的。在一个优选方法中，通过找到强度分布函数P(I)的绝对导数|dP/dI|中的局部最小值来确定截止值。这通过找到强度分布P(I)中间的最平坦的点来进行，如图15所示。使用确定的阈值T将体素数据转换为二进制(1位)数据。强度I大于阈值T的任何体素被标记为纤维的一部分；强度I小于阈值T的任何体素被标记为空。
3.通过形态骨架化方法将纤维厚度收缩到一个体素。骨架是2D图像或3D空间中的形状的内侧轴线表示。本方法使用以下骨架化实施：T.-C.Lee,R.L.Kashyap和C.-N.Chu,Building skeleton models via 3-D medial surface/axis thinningalgorithms.Computer Vision,Graphics,and Image Processing,56(6):462-478,1994。
4.删除分离的体素，它不是纤维的一部分。这些体素被视为噪声。
5.在3D矩阵数据中，相邻体素之间的最大距离将是(体素单位)。因此，在一个纤维中体素之间距离小于/>的体素对被视为相邻体素。被确定为具有3个或更多个相邻体素的体素被视为来自骨架化算法的人工痕迹，并且被除去。
程序的第三阶段是计算预处理CT数据中其余纤维的纤维取向分布。
这在以下步骤中进行：
1.可以通过相互距离来确定纤维坐标体素的连接，即在纤维中体素之间距离小于的体素对被连接为相邻体素。
2.将所有纤维分成长度为0.1mm的段。
3.将段投射到x-y平面中，并且计算每个段投射的x-y平面取向。每个段的特征在于向量(在x-y平面中)，所述向量连接该段的终点的x-y平面投射。这产生一组向量，每段一个向量。向量被定义为使得它们全部位于一半平面中(例如，使得所有向量具有从0°至+180°的取向α)。这相当于始终选择向量的起点和末点，例如选择每个向量的末点作为具有下端y坐标的终点。
4.根据取向角度α将向量分成18个框，每个框10个向量(框1：0°≤α≤10°；框2：10°<α≤20°；框3：20°<α≤30°；…；框18：170°<α≤180°)。然后从18个框计算取向分布，每框一个数据点。对于每个框，分布值从当前框中的向量的数量与所有框中的所有向量的总数的比率计算。结果绘制为具有18个框的标准化极性取向直方图。每个框的值表示落入该框中的纤维段的比例。
5.将椭圆形拟合至在极坐标中绘制的直方图数据，但椭圆形在叠加在极轴上的笛卡尔坐标中定义。椭圆拟合方法使用如Fitzgibbon等人所述的参数约束圆锥拟合方法(A.W.Fitzgibbon,M.Pilu和R.B.Fisher,“Direct Least Squares Fitting ofEllipses”,Department of Articial Intelligence,The University of Edinburgh,1996年1月)。
6.计算FSOI作为椭圆形的短轴长度与椭圆形的长轴长度的比率。
取向分布的示例性极坐标图在图9中示出。来自18个框的数据点以点表示，并且将所得的拟合椭圆曲线绘制在图中。每个点距来源的径向距离表示与该直方图框相关的值-即具有相关取向的纤维段的比例。如上文步骤6中所述，FSOI通过b和a的比率计算。该度量是旋转不变的。因此，从图9的曲线图可以看出，纵向(MD)不需要与样品的x轴对准。由于产生梳理非织造物的方式，纤维段的主要取向通常在纵向上。因此，实际上，椭圆形的长轴将大致上与纵向(MD)对准。
开孔侧壁高度
设备：3D扫描仪，诸如PRIMOS lite,510045B-LED-W-PH(来自LMI技术有限公司(LMI Technologies GmbH,Warthestrasse 32,14513Teltow/Berlin))或等同物。
软件：ODSCAD 6.3Rev.7 2016/3/8或等同物。
程序：
1.切下一块尺寸为10cm×20cm的非织造材料。
2.在不存在张力或压力的情况下，将样品保持在23±2℃/50％±5％rH的温度/相对湿度下4小时。
3.将样品放置在3D扫描仪的测试平台上，第二表面(开口侧壁侧)向上。
4.将5cm×9cm测试窗口的平板轻轻施加于样品上，如图10所示。(测试窗口是平板中的矩形开口。)
5.打开3D扫描仪并且打开ODSCAD软件。确保校准已验证。
6.通过在软件中的“应用(Applications)”菜单中点击“开始测量程序(Startmeasurement program)”开始测量。
7.如图11所示，通过点击“实时图片(Live picture)”打开投射光，并且将样品放置于光投射场下。
8.如果背景太暗，则调整亮度。在“模式(Pattern)”按钮下选择“十字准线(Crosshair)”，并且调整扫描仪的高度，使投射和混合的十字准线彼此重合，这应与图12中所示相同，从而聚焦样品。
9.通过点击“测量(Measure)”捕获3D曲线，并且通过点击“保存(Save)”将3D图像保存到扩展名为“sample ID.omc”的计算机文件。
10.从“应用(Application)”菜单的“打开文档(Open document)”中打开保存的图像，然后点击“评估(Evaluation)”按钮。选择使用“多项式过滤材料部分(polynomialfilter material part)”过滤图像。应用以下设置：排序n＝6；排除材料部分谷％：10；排除材料部分峰％：20；循环数：1；因子k：1.00。然后，点击“计算(Calculate)”按钮。
11.如图13所示，使用软件绘图工具在两个开孔610上绘制直线L。
12.点击“视图(view)”菜单中的“显示截面图(Show sectional picture)”。
13.在横截面图中，测量开孔侧壁与非开孔区域之间的垂直(z方向)距离，该距离被记录为开孔侧壁高度h。对于每个开孔，在开孔的两个相对侧上测量高度(沿直线L)，对应于横截面中的两个峰。针对每个峰以及开孔的相应侧上的非开孔(陆地)区域的最低点测量z方向距离。这示出于图14中。
14.重复测量10个开孔(20个高度差测量值)
15.计算开孔侧壁高度作为20个测量值的平均值。
总开口面积百分比
设备：3D扫描仪，诸如PRIMOS lite,510045B-LED-W-PH(来自LMI技术有限公司(LMI Technologies GmbH,Warthestrasse 32,14513 Teltow/Berlin))或等同物。
软件：ODSCAD 6.3Rev.7 2016/3/8或等同物。
程序：
1.切下一块尺寸为10cm×20cm的非织造材料。
2.在不存在张力或压力的情况下，将样品保持在23±2℃/50％±5％rH的温度/相对湿度下4小时。
3.将样品放置在3D扫描仪的测试平台上，第一表面向上(即，开孔侧壁向下)。
4.将5cm×9cm测试窗口的平板轻轻施加于样品上，如图10所示。(测试窗口是平板中的矩形开口。)
5.打开3D扫描仪并且打开ODSCAD软件。确保校准已验证。
6.通过在软件中的“应用(Applications)”菜单中点击“开始测量程序(Startmeasurement program)”开始测量。
7.如图11所示，通过点击“实时图片(Live picture)”打开投射光，并且将样品放置于光投射场下。
8.如果背景太暗，则调整亮度。在“模式(Pattern)”按钮下选择“十字准线(Crosshair)”，并且调整扫描仪的高度，使投射和混合的十字准线彼此重合，这应与图12中所示相同，从而聚焦样品。
9.通过点击“测量(Measure)”捕获3D曲线，并且通过点击“保存(Save)”将3D图像保存到扩展名为“sample ID.omc”的计算机文件。
10.从“应用(Application)”菜单的“打开文档(Open document)”中打开保存的图像，然后点击“评估(Evaluation)”按钮。
11.点击“***(system)”菜单中的“空隙面积比率计算设置”按钮，然后将参数设置为如下：在“预过滤(Pre-filtering)”页面下取消选择所有；在“切割高度(cutheights)”页面下，设置“空隙面积切割计数：1(Void area cut count:1)”、“切割高度1单位mm：-0.1000(Cut height 1in mm:-0.1000)”。这通过从3D曲线切下位于第一个表面以下超过0.1mm的任何表面来限定开孔。以此方式，每个开孔的尺寸由第一表面中的开口的尺寸隐含地限定。第一表面(高度＝0)的参考水平定义为3D扫描中像素的平均高度。
12.在“评估(Evaluation)”菜单中选择“计算空隙面积比率(calculate voidarea ratio)”。将返回总开口面积百分比。
总开口面积百分比是开孔的总面积除以样品的总面积。在该方法中，开孔的总面积对应于切割高度下方的面积。样品的总面积为35mm×20mm。换句话说，软件评估尺寸为35mm×20mm的矩形样品中的开放面积的比例。
每个开孔的面积
设备：显微镜，型号VHX-S550E，来自基恩士公司(KEYENCE CORPORATION,1-3-14,Higashinakajima,Higashiyodogawa-ku,Osaka,533-8555,Japan)。
软件：ImageJ 1.49v,Wayne Rasband，美国国立卫生研究院(NationalInstitutes of Health,USA)
程序：
1.切下一块尺寸为10cm×20cm的非织造材料。
2.使用50×放大率从该第一表面(即，开孔侧壁背对观察者)拍摄该非织造物样品的显微镜照片(显微照片)。确保视图中存在一个完整开孔。
3.使用ImageJ软件打开显微镜照片。
4.通过使用ImageJ绘图工具，在显微镜照片的比例尺上绘制直线，然后点击“分析(Analyze)”菜单中的“设置刻度(Set Scale)”，并且输入分别在“已知距离(knowndistance)”和
“长度单位(Unit of length)”的比例尺上显示的实际长度和单位。
5.然后点击“好的(OK)”。
6.使用软件绘图工具中的“手绘(freehand)”工具来标记显微镜照片中的一个开孔，确保在第一表面处的开口面积被标记(对于典型的锥形开孔，这是开孔的最大面积)。
7.选择“分析(Analyze)”菜单下的“设置测量值(Set measurements)”按钮中的“面积(Area)”。
8.然后，点击“分析(Analyze)”菜单下的“测量(Measure)”。显示开孔面积。
9.重复测试至少5个不同的开孔并且计算平均值。
短纤维长度
根据标准ASTM D5103-07(2018)进行测量。
卷曲数
根据中国国家标准方法GBT 14338-2008进行测量。
本发明的另外的示例
A.一种适用于一次性吸收制品的非织造纤维网，
所述非织造纤维网具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，
所述非织造纤维网包括多个开孔，每个开孔由所述第一表面和侧壁中的开口限定，
所述非织造纤维网包含大于50重量％的热塑性纤维，
其中所述开孔的所述侧壁具有小于约460μm的平均高度，并且
所述非织造纤维网的纤维段取向指数小于约0.46。
B.根据段落A所述的非织造纤维网，其中所述非织造纤维网在4％应变下在纵向上具有至少30N/cm、任选地至少33N/cm、任选地至少35N/cm、以及任选地35N/cm的拉伸模量。
C.根据段落A或段落B所述的非织造纤维网，其中所述开孔的所述侧壁的平均高度小于440μm、任选地小于390μm、任选地小于360μm。
D.根据段落A至段落C中任一项所述的非织造纤维网，其中所述非织造纤维网的所述纤维段取向指数小于0.41、任选地小于0.35。
E.根据段落A至段落D中任一项所述的非织造纤维网，其中所述非织造纤维网的所述纤维段取向指数为至少0.05、任选地至少0.1、0.15或0.2。
F.根据段落A至段落E中任一项所述的非织造纤维网，其中所述非织造纤维网具有在10g/m2至60g/m2、任选地20g/m2至40g/m2、任选地30g/m2至40g/m2的范围内、任选地35g/m2的基重。
G.根据段落A至段落F中任一项所述的非织造纤维网，其中所述热塑性纤维具有在0.6分特至6.6分特、任选地1.3分特至4.5分特、任选地2.2分特至4.5分特的范围内的线密度。
H.根据段落A至段落G中任一项所述的非织造纤维网，其中所述非织造纤维网是通风粘结的非织造纤维网。
I.根据段落A至段落H中任一项所述的非织造纤维网，其中所述开孔具有在0.2mm2至4mm2、任选地0.5mm2至2.4mm2、任选地0.5mm2至1.0mm2的范围内的每个开孔平均面积。
J.根据段落A至段落I中任一项所述的非织造纤维网，其中所述非织造纤维网具有的总开口面积百分比在5％至25％、任选地8％至21％、任选地8％至14％的范围内。
K.根据段落A至段落J中任一项所述的非织造纤维网，其中所述热塑性纤维是短纤维、任选地卷曲的多组分短纤维、任选地卷曲的双组分短纤维。
L.一种产生具有开孔的非织造纤维网的方法，所述非织造纤维网具有第一表面和第二表面并且适用于一次性吸收制品，所述方法包括：
提供前体纤维网，所述前体纤维网包含大于50重量％的所述热塑性纤维的纤维网；
提供一对辊，所述一对辊包括凸辊和凹辊，所述凸辊和凹辊限定在它们之间辊隙，所述凹辊具有包括多个凹槽的外表面，所述凸辊具有包括多个销钉的外表面，其中所述销钉被构造成随着所述凸辊和所述凹辊的旋转而与所述辊隙附近的所述凹槽配合；
将所述前体纤维网以一定的进料速率进料到所述一对辊；
使用所述一对辊之间的所述辊隙，在所述前体纤维网中产生开孔，从而产生所述非织造纤维网，每个开孔由所述第一表面和侧壁中的开口限定；以及
使所述非织造纤维网以一定的退绕速率从所述一对辊退绕，其中所述进料速率与所述退绕速率不同，并且所述退绕速率除以所述进料速率限定至少1.06的拉延比，并且
其中所述开孔的所述侧壁具有小于460μm的平均高度。
M.根据段落L所述的方法，其中所述拉延比为至少1.06。
N.根据段落L或段落M所述的方法，其中所述拉延比为至多1.2、任选地至多1.15。
O.根据段落L至段落N中任一项所述的方法，其中所述一对辊中的一个辊或两个辊被加热。
P.根据段落L至段落O中任一项所述的方法，其中凸辊被加热至比凹辊更高的温度。
Q.根据段落L至段落P中任一项所述的方法，还包括在开孔纤维网从所述一对辊退绕之后冷却所述开孔纤维网。
R.一种吸收制品，所述吸收制品包括：顶片；底片；以及吸收芯，所述吸收芯在所述顶片与所述底片之间，
其中所述顶片和所述底片中的至少一者包括根据段落A至段落K中任一项所述的非织造纤维网。
S.一种吸收制品，所述吸收制品包括：顶片；底片；以及吸收芯，所述吸收芯在所述顶片与所述底片之间，
其中所述顶片和所述底片中的至少一者包括通过根据段落L至段落Q中任一项所述的方法产生的非织造纤维网。
本文所公开的量纲和值不应理解为严格限于所引用的精确数值。相反，除非另外指明，否则每个此类量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。
除非明确排除或以其它方式限制，本文中引用的每一篇文献，包括任何交叉引用或相关专利或专利申请以及本申请对其要求优先权或其有益效果的任何专利申请或专利，均据此全文以引用方式并入本文。对任何文献的引用不是对其作为与本发明的任何所公开或本文受权利要求书保护的现有技术的认可，或不是对其自身或与任何一个或多个参考文献的组合提出、建议或公开任何此类发明的认可。此外，当本发明中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文献中相同术语的任何含义或定义矛盾时，应当服从在本发明中赋予该术语的含义或定义。
虽然已举例说明和描述了本发明的具体实施方案，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的实质和范围的情况下可作出各种其它变化和修改。因此，本文旨在于所附权利要求中涵盖属于本发明范围内的所有此类变化和修改。

Claims (21)

1.一种适用于一次性吸收制品的非织造纤维网，
所述非织造纤维网具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，
所述非织造纤维网包括多个开孔，每个开孔由所述第一表面和侧壁中的开口限定，
所述非织造纤维网包含大于50重量％的热塑性纤维，
其中所述开孔的所述侧壁具有小于460μm的平均高度，并且
所述非织造纤维网的纤维段取向指数小于0.46，其中所述纤维段是指纤维的纵向段，其长度为0.1mm。
2.根据权利要求1所述的非织造纤维网，其中所述非织造纤维网在4％应变下在纵向上具有至少30N/cm的拉伸模量。
3.根据权利要求2所述的非织造纤维网，其中所述非织造纤维网在4％应变下在纵向上具有至少33N/cm的拉伸模量。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的非织造纤维网，其中所述开孔的所述侧壁的平均高度小于440μm。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的非织造纤维网，其中所述非织造纤维网的所述纤维段取向指数小于0.41。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的非织造纤维网，其中所述非织造纤维网的所述纤维段取向指数为至少0.05。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的非织造纤维网，其中所述非织造纤维网具有在10g/m2至60g/m2的范围内的基重。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的非织造纤维网，其中所述热塑性纤维具有在0.6分特至6.6分特的范围内的线密度。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的非织造纤维网，其中所述非织造纤维网是通风粘结的非织造纤维网。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的非织造纤维网，其中所述开孔具有在0.2mm2至4mm2的范围内的每个开孔平均面积。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的非织造纤维网，其中所述非织造纤维网具有的总开口面积百分比在5％至25％的范围内。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的非织造纤维网，其中所述热塑性纤维是短纤维。
13.根据权利要求12所述的非织造纤维网，其中所述热塑性纤维是卷曲的多组分短纤维。
14.根据权利要求13所述的非织造纤维网，其中所述热塑性纤维是卷曲的双组分短纤维。
15.一种产生具有开孔的非织造纤维网的方法，所述非织造纤维网具有第一表面和第二表面并且适用于一次性吸收制品，所述方法包括：
提供前体纤维网，所述前体纤维网包含大于50重量％的热塑性纤维的纤维网；
提供一对辊，所述一对辊包括凸辊和凹辊，所述凸辊和凹辊限定在它们之间的辊隙，所述凹辊具有包括多个凹槽的外表面，所述凸辊具有包括多个销钉的外表面，其中所述销钉被构造成随着所述凸辊和所述凹辊的旋转而与所述辊隙附近的所述凹槽配合；
将所述前体纤维网以一定的进料速率进料到所述一对辊；
使用所述一对辊之间的所述辊隙，在所述前体纤维网中产生开孔，从而产生所述非织造纤维网，每个开孔由所述第一表面和侧壁中的开口限定；以及
使所述非织造纤维网以一定的退绕速率从所述一对辊退绕，其中所述进料速率与所述退绕速率不同，并且所述退绕速率除以所述进料速率限定了拉延比，并且所述拉延比为至少1.06，并且
其中所述开孔的所述侧壁具有小于460μm的平均高度。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述拉延比为至多1.2。
17.根据权利要求15所述的方法，其中所述一对辊中的一个辊或两个辊被加热。
18.根据权利要求15所述的方法，其中凸辊被加热至比凹辊更高的温度。
19.根据权利要求15所述的方法，还包括在开孔纤维网从所述一对辊退绕之后冷却所述开孔纤维网。
20.一种吸收制品，所述吸收制品包括：顶片；底片；以及吸收芯，所述吸收芯在所述顶片与所述底片之间，
其中所述顶片和所述底片中的至少一者包括根据权利要求1至14中任一项所述的非织造纤维网。
21.一种吸收制品，所述吸收制品包括：顶片；底片；以及吸收芯，所述吸收芯在所述顶片与所述底片之间，
其中所述顶片和所述底片中的至少一者包括通过根据权利要求15至19中任一项所述的方法产生的非织造纤维网。
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