CN115380138A - 用于生产变形的非织造物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于生产变形的非织造物的方法。该方法包括：以使得非织造物包含至少一个区域的方式调节所述非织造物的水含量，所述至少一个区域具有按所述区域中的非织造物的重量计至少约12％的水含量，以及使所述非织造物经历机械变形过程，所述变形过程包括所述非织造物的机械变形和所述非织造物的脱水以获得变形的非织造物。

Description

用于生产变形的非织造物的方法
技术领域
本发明涉及一种用于生产变形的非织造物的方法，该变形的非织造物具有高清晰度的变形部。
背景技术
非织造物广泛用于个人卫生的多种吸收制品，诸如用于婴幼儿的一次性尿布、用于学步儿童的训练裤、成人失禁内衣、和/或卫生巾，它们被设计成吸收和容纳身体流出物，特别是大量尿液、稀粪便***物(BM)、和/或经液。
从皮肤感觉、干燥感、舒适感、排出的体液的吸收和防止流体回流的观点来看，已提出将各种非织造物用作吸收制品的部件诸如顶片。
当考虑具有图像或图案的非织造物可具有可透气的外观，并且用独特的图案使使用者愉悦时，可能期望非织造物在其至少一个表面上具有可见的图像或图案。
通常，使用作吸收制品的部件的非织造物变形以改善制品的性能以及提供美学视觉印象。在一些情况下，可能期望变形部诸如孔、突起和压花具有清洁且清晰的形状和尺寸规整度，以提供期望的视觉质量和身体流出物的有效处理。还可能期望非织造物包含天然纤维或再生的基于纤维素的纤维。然而，这些纤维在变形过程中的行为不同于合成纤维。当非织造物含有天然纤维或再生的基于纤维素的纤维时，常规的机械开孔过程(如针开孔以及水射流开孔)可能产生低质量的孔，诸如尺寸不够小的孔、比意图形成的孔数量少的孔、孔形状和尺寸不均匀的孔、或清晰度低的孔。所有这些可能导致非织造物的视觉质量不令人满意和/或劣化的身体流出物处理。
照此，期望提供一种用于生产变形的非织造物的方法，该变形的非织造物具有清洁且清晰的变形部。
还期望提供一种用于生产变形的非织造物的方法，该变形的非织造物具有所设计的变形部。
发明内容
本发明涉及一种用于生产变形的非织造物的方法，该方法包括：以使得非织造物包含至少一个区域的方式调节所述非织造物的水含量，所述至少一个区域具有至少约12重量％的水含量，以及使所述非织造物经历机械变形过程，所述变形过程包括所述非织造物的机械变形和所述非织造物的脱水。
本发明还涉及一种用于生产变形的非织造物的方法，该方法包括：使纤维状纤维网经历缠结过程以获得非织造物，以使得所述非织造物包含至少一个区域的方式调节所述非织造物的水含量，所述至少一个区域具有至少约12重量％的水含量，以及使所述非织造物经历机械变形过程，所述变形过程包括所述非织造物的机械变形和所述非织造物的脱水。
本发明还涉及一种吸收制品，该吸收制品包括由本文公开的方法产生的非织造物。
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三维基底。然而，除非另外明确指示，否则附图和具体实施方式不应被认为限制权利要求的范围，并且本文所公开的发明也用于多种吸收制品形式中。
附图说明
在附图中，所有视图中类似的标号或其它标识表示类似的特征部。
图1是根据本发明的方法的示意图，所述方法用于制造变形的非织造物。
图2是变形过程的示例的示意图。
图3是根据本发明的另一方法的示意图，所述方法用于制造变形的非织造物。
图4是水力缠结过程的示意图。
图5是由针开孔过程产生的开孔非织造物(非织造物1)的显微图像。
图6是由针开孔过程产生的开孔非织造物(非织造物2)的显微图像。
图7是由针开孔过程产生的开孔非织造物(非织造物4)的显微图像。
图8是由针开孔过程产生的开孔非织造物(非织造物6)的显微图像。
图9是由针开孔过程产生的开孔非织造物(非织造物7)的显微图像。
图10是由针开孔过程产生的开孔非织造物(非织造物9)的显微图像。
图11是由针开孔过程产生的开孔非织造物(非织造物10)的显微图像。
图12是由水射流开孔过程产生的开孔非织造物(非织造物11)的显微图像。
图13是由压花过程产生的压花非织造物(非织造物12)的显微图像。
图14是由压花过程产生的压花非织造物(非织造物13)的显微图像。
具体实施方式
现在将描述本公开的各种非限制性形式以便在总体上理解包括具有独特工程应变特性和低表面粗糙度的后耳片的吸收制品的结构原理、功能、制造和用途。这些非限制性实施方案的一个或多个示例示出于附图中。本领域的普通技术人员将会理解，本文所描述的以及附图所示出的吸收制品是非限制性示例形式，并且本公开的各种非限制性形式的范围完全由权利要求书限定。结合一个非限制性形式所示或所述的特征部可与其它非限制性形式的特征部组合。此类修改和变型旨在被包括在本公开的范围内。
“吸收制品”是指吸收和容纳液体的可穿着装置，更具体地讲，是指与穿着者的身体紧贴或邻近放置的、用于吸收和容纳由身体排放的所述各种流出物的装置。吸收制品可包括尿布、训练裤、成人失禁内衣、女性卫生制品诸如卫生巾和卫生护垫、以及擦拭物。
如本文所用，术语“包括”是指实施本发明过程中可结合应用的各种组分、成分或步骤。因此，术语“包括”为开放式用语，并且包括限制性更强的术语“基本上由…组成”和“由…组成”。
如本文所用，术语“基于纤维素的纤维”旨在包括天然的基于纤维素的纤维、再生的基于纤维素的纤维诸如人造丝和粘胶丝、以及包含基于纤维素的内容物的合成纤维。天然的基于植物的纤维包括纤维素物质，诸如木浆；种毛，诸如棉；茎(或韧皮)纤维，诸如亚麻和***；叶纤维，诸如剑麻；以及壳纤维，诸如椰子。
如本文所用，术语“变形过程”是指通过施加应力、热、压力或应变来改变材料中至少一个区域中的材料形状或密度的过程。
如本文所用，术语“变形的非织造物”是指包括形成于其中的离散变形部的非织造物。变形部可以是形式为孔、突起、凹陷(压花)、或它们的任意组合的特征部。这些特征部可以从纤维网的一侧上的表面延伸出或从纤维网的两个表面延伸出。不同的特征部可以彼此互混。
如本文所用，术语“成形元件”是指成形构件诸如辊、板和带的表面上的能够使非织造物变形的任何元件。
“非织造物”是指由定向或任意取向的纤维制成的纤维网，不包括纸材和掺入接结纱或长丝的织造物产品、针织产品、簇成产品、缝编产品、或湿磨法毡化的产品，无论是否另外针刺。非织造材料以及用于制备它们的方法在本领域中是已知的。一般来讲，用于制备非织造材料的方法包括将纤维铺设到成形表面上，其可包括纺丝法、熔喷法、梳理法、气流成网法、湿法成网法、共成形法以及它们的组合。这些纤维可源于天然纤维或人造纤维，并且可为短纤维或连续长丝或者可原位形成。
如本文所用，术语“天然纤维”是指由植物和动物产生的细长物质，并且包括基于动物的纤维和基于植物的纤维。天然纤维可包括在没有任何收获后处理步骤的情况下收获的纤维，以及具有后处理步骤(例如像，洗涤、擦洗和漂白)的情况下的纤维。如本文所用，术语“基于植物的纤维”包括收获的纤维和包含生物基含量的合成纤维两者。收获的基于植物的纤维可以包括纤维素物质，诸如木浆；种毛，诸如棉；茎(或韧皮)纤维，诸如亚麻和***；叶纤维，诸如剑麻；以及壳纤维，诸如椰子。
用于生产变形的非织造物的方法
根据本发明的方法包括：以使得非织造物包含至少一个区域的方式调节所述非织造物的水含量，所述至少一个区域具有按所述区域中的非织造物的重量计至少约12％的水含量，以及使所述非织造物经历机械变形过程，所述变形过程包括所述非织造物的机械变形和所述非织造物的脱水。
参考图1，描绘了根据本发明的示例性方法的简化示意图，将非织造物20提供到水含量调节单元200(其中调节非织造物20的水含量，使得非织造物20包含的至少一个区域具有按该区域中的非织造物的重量计至少约12％、或至少20％、或至少约30％、或至少约40％的水含量)。
可以通过例如向织造物20施加湿气或者使用任何已知和合适的方法将非织造物20干燥来调节水含量调节单元200中的非织造物20的水含量。
在一些实施方案中，可以通过向非织造物施加湿气来调节非织造物的水含量。作为一个示例，可以通过利用腔室将非织造物加湿来调节非织造物的水含量，所述腔室配备有湿气产生机器以使腔室填充有湿气。非织造物被提供到并通过腔室，并且非织造物在其穿过腔室时被加湿，使得非织造物具有处于目标范围内的水含量。作为另一示例，可以通过利用具有多个喷嘴的水管将非织造物加湿来调节非织造物的水含量。水管可以定位在待加湿的非织造物上方，并且通过喷嘴施加水喷雾以施加水，使得非织造物具有处于目标范围内的水含量。在此类实施方案中的一些实施方案中，非织造物的整个区域被加湿。
在一些实施方案中，例如当本发明的方法是在水力缠结之后连续进行以产生非织造纤维网的在线方法时，可以通过将非织造物干燥以从非织造物中去除过量水来调节非织造物的水含量。可以使含有过量水的来自水力缠结的非织造物穿过脱水装置，诸如干燥***(其中去除过量水，使得非织造物具有处于目标范围内的水含量)。
在一些实施方案中，非织造物中的至少一个预先确定的区域的水含量可以通过定位的加湿过程来调节。例如，印刷技术如工业中熟知的柔版印刷或雕版印刷可用于将水印刷/提供到非织造物上的特定确定区域中，使得预先确定的区域如期望被加湿。
参考图1，离开水含量调节单元200的非织造物20可包含的至少一个区域具有按该区域中的非织造物的重量计约至少12％、或至少20％、或至少约30％、或至少约40％的水含量。在一些实施方案中，将非织造物20的整个区域加湿成具有按非织造物的重量计约至少12％、或至少20％、或至少约30％、或至少约40％的水含量。在其它实施方案中，非织造物20包含多个加湿区域，每个加湿区域具有按该区域中的非织造物的重量计约至少12％、或至少20％、或至少约30％、或至少约40％的水含量。加湿区域可以是预先确定的区域(其中形成变形部)。不希望受理论束缚，非织造物的水含量可能影响变形部质量。在包含基于纤维素的纤维的非织造物中，在干燥条件下的基于纤维素的纤维是经由氢键连接的。当非织造物吸收足够的湿气时，连接纤维的氢键被释放并且纤维更柔韧以移动，使得非织造物更易于变形。
形成非织造物20的纤维可源于天然纤维或人造纤维，并且可为短纤维或连续长丝或者可原位形成。非织造物20可包含基于纤维素的纤维，例如，按非织造物的重量计至少15％、或至少20％、或至少50％、或至少90％。在一个实施方案中，构成非织造物20的100％纤维是基于纤维素的纤维。
非织造物20可包含单个层。其可包含两个或更多个层，所述两个或更多个层可形成一体结构或者可保持为离散的层，所述离散的层可以通过例如热粘结、粘合剂粘结或它们的组合而至少部分地附接到彼此。本文中的一体结构旨在表示尽管它可由具有彼此不同的特性和/或组成的若干子层形成，但是它们在边界区处以某种方式混合，使得可以识别不同子层从一个过渡到另一个的区，而不是子层之间的明确边界。此类一体结构通常通过以下方式来构建：以连续方式(例如，使用气流成网或湿法成网沉积)形成一个位于另一个的顶部上的各个子层。通常，在单一材料的子层之间不使用粘合剂。然而，在一些情况下，可存在粘合剂和/或粘结剂，但其含量通常低于由单独的层形成的多层材料中的含量。
非织造物20可具有20gsm-100gsm、或25gsm-50gsm、或30gsm-50gms的基重。
参考图1，将离开水含量调节单元200的非织造物20转移到变形单元300(其中非织造物20被机械变形并脱水以产生变形的非织造物30)。
非织造物的机械变形可以经由本领域技术人员已知的各种方法来进行。机械变形过程可包括使用选自由以下组成的组的变形设备的过程：孔形成过程、突起形成过程、压花形成过程、以及它们的任意组合。非织造物的机械变形可以使用机械变形设备来进行。形成压花和/或孔的机械变形设备在本领域中是熟知的，诸如WO2011/090974和WO2015/134359。在一些实施方案中，变形过程可包括使非织造物经历变形设备，所述变形设备包括第一成形构件和第二成形构件，以及使非织造物移动通过形成于第一成形构件与第二成形构件之间的辊隙，使得当第一成形构件和第二成形构件接合时在非织造物中形成变形部。虽然为方便起见本文将主要就辊来描述设备，但应当理解，该描述将适用于具有任何其他合适构型的包括成形构件的成形结构。
图2是非织造物的机械变形的示例的示意图。使非织造物20穿过由一对辊500、两个相互啮合辊504和506形成的辊隙502，以在非织造纤维网20中形成变形部。第一辊504可包括从第一辊504向外延伸的多个第一元件诸如突起。第一辊504上的第一元件在大小、形状、高度、面积、宽度和/或尺寸上可以是各种各样的，它们可确定突起诸如孔和压花的大小、形状和尺寸。第二辊506可具有平坦表面。或者，第二辊506可包括与第一辊504的突起相互啮合的沟槽。当非织造物20包含热塑性纤维时，可将辊504和506中的至少一者加热到一定温度，该温度用于使构成非织造物20的纤维软化，但低于纤维的熔点。当纤维包含外皮/芯类型双聚物时，可将辊504和506中的至少一者加热到高于外皮聚合物的熔点的温度。在一些实施方案中，第一辊504可以形成孔(与第二辊组合)，并且第二辊506可以在非织造物20中形成突起(与第一辊组合)。第一辊506可包括多个第一成形元件诸如齿状物，以及形成在第一辊504的径向外表面中的多个第二凹部。第二辊506可包括从第二辊506径向向外延伸的多个第二成形元件，所述多个第二成形元件被构造成与第一辊504中的第二凹部至少部分地接合。
使机械变形的非织造物20脱水以产生变形的非织造物。可以通过向非织造物引入热以使非织造物所含的至少一部分水蒸发来使非织造物20脱水。可以采用非织造物制造过程中已知的各种热源中的任一种热源，诸如加热辊、炉、燃烧器和/或红外辐射、以及它们的任意组合，向非织造物引入热以使水蒸发。例如，可以通过使热源诸如加热辊与非织造物直接接触来向非织造物引入热。或者，可以通过使用炉、燃烧器或红外辐射源提供热空气来向非织造物引入热。可以通过向非织造物提供压缩来使非织造物20脱水。脱水的非织造物可具有小于约20％、或小于约15％、或小于约12％、或小于约10％的水含量。不希望受理论束缚，提示在机械变形的非织造物织物中的湿气(或水)减少，同时保持形成于非织造物中的变形部，这导致纤维之间形成可能使变形部稳定的新氢键。
在本发明的机械变形过程中，非织造物的机械变形可以是在使非织造物脱水之前进行的。或者，非织造物的机械变形和脱水可以是同时进行的。在一些实施方案中，参考图2，适用于本发明的变形过程包括：使非织造物经历变形设备，所述变形设备包括第一成形构件和第二构件，其中第一成形构件在其表面上包括第一成形元件，其中将第一成形构件和第二成形构件中的至少一者加热，以及使非织造物移动通过形成于第一成形构件与第二成形构件之间的辊隙，使得当第一成形构件和第二成形构件接合时在非织造物中形成变形部，其中非织造物与第一成形构件和第二成形构件接触足以形成变形部和发生非织造物的脱水的时间。
在一些实施方案中，变形过程包括针开孔过程。参考图2，第一辊504可包括多个第一成形元件，诸如从基部渐缩的齿状物和尖端，所述齿状物接合到第一辊。第二辊506可包括多个第一凹部，所述多个第一凹部在辊隙处与第一辊上的第一成形元件相互啮合。可以将辊504和506中的至少一者加热以在接触时间期间向非织造物引入足够的热以形成如预期的孔并且可以使非织造物中的湿气蒸发。可以考虑非织造物和加热辊的接触时间来确定辊温度。尽管可以延长接触时间而采用低温(诸如50℃)，但是这不能有效应用于高速变形过程。鉴于高非织造物生产过程的趋势，可将第一和/或第二成形构件(例如辊)加热到高于70℃、或高于80℃、或高于100℃、或高于110℃、或高于120℃的温度。
参考图1，使变形的非织造物30任选地经历干燥单元400以将变形的非织造物30进一步干燥。可将变形的非织造物30进一步干燥成具有按重量计小于约12％、小于约10％、或小于约5％的水或其它溶液含量，以防止由于微生物生长引起的问题。
在一些实施方案中，本发明的方法包括：(a)使纤维状纤维网经历缠结过程以获得非织造物，(b)以使得非织造物包含至少一个区域的方式调节非织造物的水含量，所述至少一个区域具有按非织造物的重量计至少12％的水含量，以及(c)使非织造物经历机械变形过程以产生变形的非织造物。缠结过程为水力缠结过程或针刺过程。(b)和(c)步骤可以是同时进行的。
图3描绘了根据本发明的另一示例性方法的简化示意图。参考图3，将纤维状纤维网10提供到缠结单元100以用于纤维缠结以产生非织造纤维网20。将非织造物20提供到水含量调节单元200(其中调节非织造物20的水含量，使得非织造物20包含的至少一个区域具有按该区域中的非织造物的重量计至少约12％的水含量)。使非织造物20经历变形单元300，以使非织造物机械地变形并使非织造物脱水。仍然参考图3，可以使变形的非织造物30经历干燥单元400以将变形的非织造物30干燥成具有按非织造物的重量计小于10％的水含量。
缠结单元100中的纤维缠结可以通过用于纤维缠结的任何已知方法诸如针刺法、水力缠结法、水蒸汽流(蒸汽喷射)缠结法等来进行。在一些实施方案中，使用水力缠结法进行纤维缠结。
将相对于关于图1方法的变形过程和干燥过程的以上描述应用于图3方法。
图4描绘了水力缠结非织造物制造过程的一个示例的简化示意图。如本领域所公知的那样，水力缠结(有时称作水刺、射流缠结、水缠结、水力缠结或液压针刺)为一种机械粘结方法，其中借助高压水射流来缠结非织造纤维网的纤维。可通过使用图案化转筒或带来实现图案化，所述转筒或带致使所述纤维在所述织物中形成所述转筒设计的负像图像。所形成的各种纤维组分的纤维网(通常为气流成网的、湿法成网的或梳理的，但有时也是纺粘或熔喷的等)可首先被压实并预润湿以消除气阱，然后被水针刺。参考图4，射流头32上游的纤维状纤维网10穿过射流头32并且通过水力缠结。在缠结过程中，包括多个喷射器的射流头32穿过纤维状纤维网10，所述喷射器被定位成大致形成水帘(为例示的简单性起见，图4中示出了仅一个喷射器34)。将水射流36以高压诸如150或400巴引导穿过纤维状纤维网10。如应当认识到的那样，虽然未示出，但通常使用多排喷射器34，它们可定位在纤维状纤维网10的一侧或两侧上。
水力缠结非织造物20可由任何合适的支撑***39诸如移动的网筛支撑(如图所示)或处于例如旋转的多孔转筒上。虽然未示出，但应当认识到，水力缠结***可使纤维状纤维网10暴露于一系列沿加工方向分布的射流头32，其中每个射流头以不同的压力递送水射流。所利用的射流头32的具体数量可基于例如所期望的基重、所需的粘结程度、所述纤维网的特征等等。随着水射流36渗透纤维网，被定位成紧邻纤维状纤维网10下方的抽吸狭槽38收集所述水，使得其可被过滤并返回到射流头32以供后续喷射。由射流头32递送的水射流36将其大部分动能主要消耗于重新布置纤维状纤维网10内的纤维以偏转和缠绕所述纤维从而形成一系列的联锁结。
一旦纤维状纤维网10已被水力缠结，就使非织造物20穿过脱水装置42(其中去除过量水)。脱水装置42可为任何合适的脱水***，所述脱水***包括干燥***，诸如多区段多级床式干燥机、真空***、和/或气筒式干燥机。脱水装置42用于使非织造物20脱水并将其干燥，使得非织造物20具有在约20重量％至约70重量％范围内的水含量。变形的非织造物30在干燥之后可用附加的热来进一步处理，尤其是当非织造物包含合成纤维时。合成纤维开始软化，并且这些软化的纤维彼此接触，将在纤维之间形成粘结，从而由于这些粘结部位的形成而增加结构的总体抗弯刚度。
变形的非织造物
由根据本发明的方法产生的变形的非织造物可以提供表现出高几何质量的孔，使得与比较示例的孔相比具有预期尺寸的孔数量更多。此外，由根据本发明的方法产生的变形的非织造物可以在清晰度被表示为堵塞百分比时提供具有更高清晰度的孔。不希望受理论束缚，据信在给定的开孔图案和变形部清晰度中的变形部数量增加可导致变形的非织造物具有改善的身体流出物处理性能以及改善的可见感知，以及在吸收制品或开孔非织造纤维网的制造期间稳健性增加。
图5是相关技术的变形的非织造物30(非织造物1)的显微图像，该非织造物由常规针开孔过程(其中未调节非织造物的水含量)开孔。图6-11分别是由根据本发明的方法产生的变形的非织造物(非织造物2、4、6、7、9和10)的显微图像。图2-10具有31mm×26mm的图像尺寸，并且图11具有37mm×33mm的图像尺寸。
本发明的非织造物2-10在给定孔图案中具有比使用相同工具产生的变形的非织造物1更多数量的质量孔。使用具有针图案的相同工具来产生给定非织造物1-9，所述工具旨在形成具有相同目标孔数量的相同孔图案，所述非织造物被认为在给定图案中具有相同孔数量。当孔率如下定义时，由根据本发明的方法产生的变形的非织造物可具有根据“测量”下的“孔质量测试”测量的高孔率，诸如高于30％、高于50％、高于60％、高于70％、高于80％、高于90％和高于95％。
孔率＝(质量孔的数量/目标孔的数量)×100
目标孔的数量在本文中是指旨在形成的孔的总数量，其可以通过工具设计诸如针开孔设备中的针数量来确定。
当设计孔图案时，这种高孔率可能是重要的，因为孔图案对于视觉质量以及非织造纤维网的稳健性都很重要，尤其是在吸收制品的制造过程中，并且在制造过程中有助于应变均匀分布在非织造纤维网上，有助于稳健性同时处于应变下。
图12是相关技术的非织造物(非织造物11)的显微图像(图像尺寸：36mm×20mm)，该非织造物由水射流开孔过程(其中孔表现出延伸跨过孔的杂散纤维)开孔。
参考图6-11，与相关技术诸如水射流开孔过程的那些相比，由本发明的方法产生的变形的非织造物30的变形部(在这些情况下为孔)可具有改善的孔清晰度。换句话讲，变形的非织造物30的延伸跨过或延伸到多个孔中的纤维可基本上更少。这可以改善期望的视觉质量，并且提供更好的身体流出物采集，因为孔开口足够大以克服身体流出物的表面张力。由根据本发明的方法产生的非织造物中的多个孔(其具有延伸穿过其中或延伸跨过其中的更少纤维)可以导致改善的身体流出物采集，尤其是在疏水性非织造物顶片的情形中。如果一个或多个疏水性纤维延伸穿过、部分延伸跨过或延伸到孔中，则这可以有效地减小孔的尺寸，并且通过提供小孔开口而潜在地导致身体流出物采集减少。照此，根据如下所述的孔清晰度测试，由本发明的方法形成的多个孔可以是约6％以下堵塞的、或5％以下堵塞的、或4.5％以下堵塞的。
由根据本发明的方法产生的变形的非织造物可包含第二多个变形部，使得第一多个孔和第二多个孔在变形的非织造物中形成区。每个区可包括多个孔，所述多个孔可表现出高度规则的几何质量，使得与同一区内的另一个孔相比，一个孔的形状和/或尺寸的差异很小，但孔尺寸和/或形状在各区之间变化。
可将根据本发明的变形的非织造物结合到例如吸收制品中。例如，吸收制品可具有包含变形的非织造物的部件诸如顶片和/或最外片。
变形的非织造物可在非织造物的整体上包含多个孔或多个压花，或者可在非织造物的一个或多个离散区域或区上包含多个孔或压花。非织造物可包含各自限定多个孔或多个压花的两个或更多个区，并且所述孔或所述压花在每个区内表现出高度的形状和尺寸规整度，但在各区之间具有不同的尺寸和/或不同的形状。孔或压花也可在非织造物中形成任何奇特的图案。
吸收制品
本发明也提供了一种吸收制品，所述吸收制品包括层，所述层包括根据本发明的非织造物或层合体。
本发明的吸收制品可包括顶片和接合到顶片的底片。本发明的吸收制品还可包括设置在顶片与底片之间的吸收芯。在一些实施方案中，本发明的吸收制品包括顶片或设置在顶片下方的层，该顶片或设置在顶片下方的层包括根据本发明的非织造物或层合体。
本发明的吸收制品可通过任何合适的方法来工业化生产。因此，不同的层可使用标准方法诸如压花、热粘结、胶粘或它们的任意组合来组装。
顶片
顶片可捕获体液和/或允许流体渗透到吸收制品内。对于根据本发明的非织造物，第一纤维网层优选地设置在与皮肤接触的一侧上。
底片
通常用于吸收制品的任何常规液体不可渗透的底片材料可用作底片。在一些实施方案中，由所吸收的身体***物发出的恶臭气不能透过底片，使得恶臭不逸出。底片可为或可不为可透气的。
吸收芯
可能期望吸收制品还包括设置在顶片与底片之间的吸收芯。如本文所用，术语“吸收芯”是指适用于吸收、分配和储存流体诸如尿液、血液、月经和其它身体流出物的材料或材料的组合。用于适用于吸收制品的吸收芯的任何常规材料可用作吸收芯。
测量
1.水含量测量
使用ISO方法ISO 287:2017测量水含量，该方法指定了用于确定非织造物的水含量的烘干方法。
2.显微图像
使用光学显微镜诸如VR-3200(KEYENCE,Japan)或等同物来获取样本的显微图像。选择适当的放大率和工作距离，使得孔被适当放大以用于测量。使用ImageJ软件(版本1.52e以上，National Institutes of Health,USA)来分析图像以测量孔尺寸。
3.孔质量测试
(1)样本制备
当非织造物可以原材料形式获得时，从原材料切下尺寸为50mm×50mm的样本。当非织造物是成品的部件时，使用剃刀刀片从成品产品的其它部件切去非织造物来从成品产品取出非织造物，以提供尺寸为50mm×50mm的非织造物样本。如有必要，可以使用低温冷冻喷雾(诸如Cyto-Freeze,Control Company,Houston TX)来从成品产品的其它部件取出非织造物样本。
(2)图像生成
非织造物的孔质量诸如孔尺寸、孔纵横比、孔率和孔清晰度测量是对通过在均匀表面照明条件下将样本平坦地放置在深色背景下并且使用光学显微镜诸如Keyence 3D测量***VR-3200或等同物采集数字图像而生成的图像来进行的。使用图像分析程序诸如ImageJ软件(版本1.52p以上)，National Institutes of Health,USA)和等同物来进行分析。图像需要用标尺的图像进行距离校准以得到图像分辨率，即，每毫米67.8像素。在进行自动聚焦步骤之后，显微镜采集具有矩形视野的样本图像，所述矩形视野包括孔区域，所述孔区域是含有以下的区域：i)一个整个离散的开孔图案，或ii)含有至少20个孔的至少35mm×20mm面积，以可得为准。
(3)图像分析–二元图像
在ImageJ中打开样本图像。将图像类型转换为8位。使用“最小”阈值处理方法，8位灰度图像随后转换为二元图像(其中“黑色”前景像素对应于孔区域)：如果灰度级(GL)值柱状图(范围从0至255，每个灰度级值i一个具有倾向Pi的箱(bin))正好具有两个局部极大值，灰度级值的阈值t定义为在该值情况下Pt-1>Pt并且Pt≤Pt+1。如果直方图具有两个以上的局部最大值，则使用大小为3的窗口化算术平均值迭代平滑直方图，并且迭代执行此平滑直到恰好存在两个局部最大值为止。灰度级值阈值t定义为在该值情况下Pt-1>Pt并且Pt≤Pt+1。该程序识别定位于开口的深像素峰和样本材料的较浅像素峰之间的最小群体的灰度级(GL)值。如果直方图包含零个或一个局部最大值，则该方法无法继续执行，并且不会定义输出参数。
(4)孔尺寸、纵横比、孔率和开口率
根据图像分辨率设置标度。通过使用离群值去除中值滤波器移除以上(3)图像分析中获得的二元图像中的小开口来创建滤波后的图像，如果像素比周围像素深，则所述离群值去除中值滤波器将像素替换为半径为5像素的周围面积的中值。通过使用离群值去除中值滤波器移除二元图像中的杂散纤维来基于第一滤波后的图像创建第二滤波后的图像，如果像素比周围像素明亮，则所述离群值去除中值滤波器将像素替换为半径为5像素的周围面积的中值。将测量结果设置为包括孔面积和形状描述子(即，纵横比，其为通过保持与原始选择相同的面积、取向和质心将面积选择替换为最佳拟合椭圆之后拟合椭圆的长轴长度与短轴长度之间的比率)的分析。在通过其外边缘跟踪开口并且排除尺寸低于0.10mm2的开口和在所采集的图像的边缘处的不完整开口之后获得所选开口(“质量孔”)的面积和纵横比值。
(4-1)孔尺寸
分析所有质量孔的面积值以计算孔尺寸的平均值和标准偏差，精确至0.01mm2。将平均孔尺寸报告为孔尺寸。计算所有质量孔的面积值的相对标准偏差(RSD，其被定义为标准偏差除以平均值并乘以100)，精确至1％。
(4-2)纵横比
在描述孔形状时分析所有质量孔的纵横比值以计算纵横比的平均值和标准偏差，精确至0.01。将平均纵横比报告为纵横比。计算所有质量孔的纵横比值的相对标准偏差(RSD，其被定义为标准偏差除以平均值并乘以100)，精确至1％。
(4-3)孔率
孔率通过以下公式获得。
孔率＝(质量孔的数量/目标孔的数量)×100
目标孔的数量在本文中是指旨在形成的孔的总数量，其可以通过工具设计诸如针开孔设备中的针数量来确定。将质量孔的数量除以目标孔的数量并乘以100，以得到孔率的结果。制备并分析总共五个基本上类似的重复样本。所报告的值将为五个重复样本的算术平均值，精确至1％。
(4-4)开口率
将所有质量孔的面积值的总和除以一个样本图像的矩形视野的面积，并乘以100以计算开口率。在相同视图尺寸中制备并分析总共五个重复样本。所报告的值将为五个重复样本的算术平均值，精确至0.01％。
(5)孔清晰度
孔清晰度通过测量堵塞百分比(即，由杂散纤维堵塞的孔面积的百分比)来确定。通过使用离群值去除中值滤波器移除(3)图像分析–二元图像中生成的二元图像中的小开口来创建滤波后的图像，如果像素比周围像素深，则所述离群值去除中值滤波器将像素替换为半径为6像素的周围面积的中值。使用形态学闭合滤波器从孔移除杂散纤维，该形态学闭合滤波器在填补孔中的剩余洞之前，在用于膨胀(或腐蚀)和腐蚀时填充边缘的一个相邻前景(或背景)像素的设置下执行膨胀运算，然后执行腐蚀运算。从滤波后的图像中减去原始二元图像，仅保持正值以示出孔内的杂散纤维并测量杂散纤维的总面积。然后将杂散纤维的总面积除以来自滤波后的图像的孔的总面积并乘以100，以得到作为孔清晰度报告的堵塞百分比的结果，精确至0.01％。
实施例
实施例1：变形的非织造物的制备
非织造物1：未加湿的35gsm水刺100％棉非织造物(CHTC,China)。通过本文公开的“水含量测量”测量的非织造物的水含量为按非织造物的重量计8％。使用形成多个孔的设备，采用针开孔过程连续处理非织造物以获得非织造物1。设备中的针温度为105℃，并且非织造物在工具处的接触时间为20秒。图5是根据“测量”下的显微图像获取的非织造物1的显微图像。
非织造物2：提供35gsm水刺100％棉非织造物并将其加湿，使得非织造物具有20％的水含量。使用如产生非织造物1所用相同的开孔设备和过程，采用针开孔过程连续处理非织造物。图6是根据“测量”下的显微图像获取的非织造物2的显微图像。
非织造物3-5：使用如产生非织造物2所用相同的非织造物、开孔设备和过程来产生非织造物3-5，不同之处在于使用分别为32％、40％和53％的水含量。图7是根据“测量”下的显微图像获取的非织造物4的显微图像。
非织造物6：使用如产生非织造物2所用相同的开孔设备和过程来产生非织造物6，不同之处在于使用35gsm 100％人造丝(得自Beijing Dayuan)代替35gsm 100％棉并且水含量为55％。图8是根据本文的显微图像获取的非织造物6的显微图像。
非织造物7-9：使用如产生非织造物2所用相同的非织造物、开孔设备和过程在下表1中描述的变形条件下产生非织造物7-9。图9和图10分别是根据“测量”下的显微图像获取的非织造物7和9的显微图像。
非织造物10：使用35gsm水刺100％棉非织造物，通过将非织造物加湿成具有16％的水含量并在表1中描述的变形条件下进行针开孔，来产生非织造物10。图11是根据“测量”下的显微图像获取的非织造物10的显微图像。
非织造物11：使用水射流冲压过程产生35gsm 100％棉非织造物以获得非织造物11。图12是根据“测量”下的显微图像获取的非织造物11的显微图像。
非织造物12和13：使用35gsm水刺100％棉非织造物和相同的压花设备和过程来产生非织造物12和13，不同之处在于非织造物的水含量(非织造物12中为8％并且非织造物13中为32％)如下表1中所示。图13和图14分别是根据“测量”下的显微图像获取的非织造物12和13的显微图像(图像尺寸：35mm×11mm)。
实施例2：非织造物特征
根据“测量”下的“孔质量测试”测量实施例1中产生的非织造物的质量孔的数量、孔尺寸、纵横比、孔率、孔清晰度(堵塞)，并且示于下表1中。
对于非织造物1-9，图像视野尺寸为31mm×26mm；对于非织造物10，为37mm×33mm；对于非织造物11，为36mm×20mm；并且对于非织造物12和13，为35mm×11mm。
表1
Figure BDA0003879557920000171
表1(续)
Figure BDA0003879557920000172
Figure BDA0003879557920000181
由根据本发明的方法产生的非织造物2-9具有比使用相同的开孔装置由相关技术产生的非织造物1更多的孔。
由根据本发明的方法产生的非织造物2-10具有比由相关技术产生的非织造物1更高的孔率。
由根据本发明的方法产生的非织造物2-10具有比由相关技术产生的非织造物1和11更低的纵横比。
由根据本发明的方法产生的非织造物2-10的孔的孔清晰度高于由相对技术产生的非织造物1和11。
由根据本发明的方法产生的非织造物12具有比使用相同的压花装置由相关技术产生的非织造物13更清晰的压花。
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他变化和修改。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 (22)

1.一种用于生产变形的非织造物的方法，所述变形的非织造物包含基于纤维素的纤维，所述方法包括：
(a)以使得非织造物包含至少一个区域的方式调节所述非织造物的水含量，所述至少一个区域具有按所述区域中的非织造物的重量计至少约12％的水含量，以及
(b)使所述非织造物经历机械变形过程，所述变形过程包括所述非织造物的机械变形和所述非织造物的脱水以获得变形的非织造物。
2.一种用于生产变形的非织造物的方法，所述变形的非织造物包含基于纤维素的纤维，所述方法包括：
(c)以使得非织造物包含至少一个区域的方式调节所述非织造物的水含量，所述至少一个区域具有按所述区域中的非织造物的重量计至少约12％的水含量，以及
(d)使所述非织造物经历机械变形过程，所述变形过程包括所述非织造物的机械变形和所述非织造物的脱水以获得变形的非织造物。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述脱水是通过向所述非织造物引入热来进行的。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述机械变形和所述脱水是同时进行的。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述基于纤维素的纤维是选自由以下组成的组的纤维：棉纤维、再生的纤维素纤维、以及它们的组合。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述非织造物的机械变形是通过如下过程来进行的，此过程包括：
(i)使所述非织造物经历变形设备，所述变形设备包括第一成形构件和第二成形构件，其中所述第一成形构件在其表面上包括第一成形元件，其中将所述第一成形构件和所述第二成形构件中的至少一者加热，以及
(ii)使所述非织造物移动通过形成于所述第一成形构件与所述第二成形构件之间的辊隙，使得当所述第一成形构件和所述第二成形构件接合时在所述非织造物中形成变形部。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述变形设备包括一对辊。
8.根据权利要求5或6所述的方法，其中所述非织造物与所述第一成形构件和所述第二成形构件接触足以形成所述变形部和发生所述非织造物的脱水的时间。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述非织造物的脱水产生变形的非织造物，所述变形的非织造物具有按所述变形的非织造物的重量计小于20％的水含量。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述机械变形是在所述脱水之前进行的。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述热是由选自由以下组成的组的源引入的：加热辊、炉、燃烧器、红外辐射、以及它们的组合。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述非织造物包含基于纤维素的纤维，所述基于纤维素的纤维为所述非织造物的至少50重量％。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述非织造物包括水刺纤维网。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述机械变形过程是选自由以下组成的组的过程：孔形成过程、突起形成过程、压花形成过程、以及它们的组合。
15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中非织造物的水含量是通过向所述非织造物施加湿气来调节的。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中非织造物的水含量是通过向所述非织造物中的预先确定的区域施加湿气来调节的。
17.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中非织造物的水含量是通过将所述非织造物干燥来调节的。
18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法还包括(c)将所述变形的非织造物干燥，使得所述变形的非织造物具有按所述变形的非织造物的重量计小于约12％的水含量。
19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述非织造物包含第一层和第二层，所述第一层包含基于纤维素的纤维，所述第二层包含热塑性纤维。
20.一种用于生产变形的非织造物的方法，包括：
(a)使纤维状纤维网经历缠结过程以获得非织造物，
(b)以使得所述非织造物包含至少一个区域的方式调节所述非织造物的水含量，所述至少一个区域具有按所述非织造物的重量计至少约12％的水含量，以及
(c)使所述非织造物经历机械变形过程，所述变形过程包括所述非织造物的机械变形和所述非织造物的脱水。
21.根据权利要求19所述的方法，其中所述缠结过程为水力缠结过程或针刺过程。
22.根据权利要求19或20所述的方法，其中所述机械变形和所述脱水是同时进行的。
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