ЛАМИНАТНОЕ ПОЛОТНО С ПУЧКАМИ, ПОКРЫТЫМИ КОЛПАЧКАМИ
LAMINATE FABRIC WITH CAP-COVERED BUNCHES

Область применения
Настоящее изобретение относится, в общем, к ламинатному полотну с пучками, покрытыми колпачками, и к изделию, в структуру которого встроено ламинатное полотно с пучками, покрытыми колпачками.
Уровень техники
Ламинатные полотна, такие как пленки и волокнистые полотна, достаточно известны сведущим в данной области техники. Так, например, нетканые полотна часто ламинируют с полимерными пленками, и полученные таким образом материалы часто используют в производстве изделий одноразового пользования, в частности, в качестве тыльных листов абсорбирующих подгузников одноразового пользования. В таких ламинатах нетканый компонент может обеспечивать мягкость, в то время как пленочный компонент может обеспечивать непроницаемость для жидкостей.
Ламинаты, в которых нетканые волокна выступают сквозь полимерную пленку, могут использоваться для изготовления абсорбирующих структур, в которых нетканый компонент обеспечивает перенос жидкости с одной стороны полимерной пленки на другую ее сторону. Ламинат может иметь такую структуру, что сторона, собирающая жидкость, будет образована полимерной пленкой, через которую выступают нетканые волокна. Так, например, при его использовании в гигиенической прокладке или подгузнике такой ламинат может обеспечивать эффективный перенос жидкости от поверхности, обращенной к телу, вглубь гигиенической прокладки, к абсорбирующей сердцевине. Если волокна собраны в пучки, в которых волокна, образующие пучок, в целом сходятся друг с другом у основания пучка, места схождения волокон друг с другом могут обеспечивать тонкие капилляры, которые могут способствовать переносу жидкости через верхний лист. Кроме того, волокна, выступающие сквозь полимерную пленку, могут обеспечивать приятное осязательное ощущение.
В зависимости от расположения волокон нетканого материала, проступающих через полимерную пленку, и жидкости, поглощаемой пучками, волокна на стороне пленки, на которой происходит сбор жидкости, могут удерживать некоторое количество жидкости в тонких капиллярах, образующихся между волокнами. Если ламинат используется в составе абсорбирующего изделия, такого как гигиеническая прокладка, подгузник или тампон, жидкость, удерживаемая капиллярами, может выглядеть как пятно на стороне ламината, обращенной к телу. Такие пятна, образованные менструальными выделениями, влагалищными выделениями, мочой или фекальными выделениями, могут иметь неприятный вид для пользователя абсорбирующего изделия. Если ламинат используется в составе изделия типа салфетки для протирки или уборки помещений, удерживаемая салфеткой жидкость может быть особенно заметна пользователю, и наличие пятна из такой жидкости может быть неправильно истолковано пользователем как окончание срока службы салфетки, хотя такое суждение на самом деле может быть преждевременным.
В связи со сказанным выше, существует не удовлетворенная на данный момент потребность в ламинате из полимерной пленки и волокнистого полотна, в котором волокнистое полотно проступает через полимерную пленку, что обеспечивало бы улучшенные свойства маскировки жидкости, содержащейся в волокнах, проступающих через полимерную пленку.
Сущность изобретения
В настоящем изобретении предлагается ламинатное полотно, содержащее нетканое полотно, прилегающее к полимерной пленке, причем полученное ламинатное полотно содержит первую сторону, содержащую полимерную пленку и множество дискретных пучков, содержащих волокна, структурно целые с нетканым полотном и протяженные из него, причем каждый из пучков имеет основание пучка, проксимальное по отношению к нетканому полотну, и дистальную часть, находящуюся напротив основания пучка, причем по меньшей мере часть дистальной части каждого из пучков покрыта колпачком, являющимся структурным продолжением полимерной пленки и протяженным над дистальной частью дискретного пучка, причем колпачок содержит первый проем, содержащий место разрыва полимерной пленки, поверх которого является протяженным пучок.
В данном изобретении предлагается также абсорбирующее изделие, содержащее верхний лист, прилегающий к абсорбирующей сердцевине и содержащий ламинатное полотно, содержащее первую сторону, содержащую полимерную пленку и множество дискретных пучков, содержащих волокна, структурно целые с нетканым полотном и протяженные из него, причем нетканое полотно расположено между полимерной пленкой и абсорбирующей сердцевиной, причем каждый из пучков имеет основание пучка, проксимальное по отношению к нетканому полотну, и дистальную часть, находящуюся напротив основания пучка, причем по меньшей мере часть дистальной части каждого из пучков покрыта колпачком, являющимся структурным продолжением полимерной пленки и протяженным над дистальной частью дискретного пучка, причем колпачок содержит первое отверстие, содержащее место разрыва полимерной пленки, поверх которого является протяженным пучок.
Краткое описание чертежей
Фиг.1. Аксонометрический вид полотна в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.2. Увеличенный вид фрагмента полотна, изображенного на Фиг.1, с разрезом.
Фиг.3. Сечение фрагмента полотна, изображенного на Фиг.2, по плоскости 3-3.
Фиг.4. Разрез фрагмента полотна, изображенного на Фиг.1-3, по плоскости 4-4 (Фиг.3)
Фиг.5. Вид фрагмента полотна, изображенного на Фиг.4.
Фиг.6. Аксонометрический вид устройства для формирования полотна в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.7. Сечение фрагмента устройства, изображенного на Фиг.6.
Фиг.8. Аксонометрический вид фрагмента устройства для формирования полотна в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения.
Фиг.9. Увеличенный аксонометрический вид фрагмента устройства для формирования полотна в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.10. Вид гигиенической прокладки в соответствии с настоящим изобретением, с местным разрезом.
Фиг.11. Аксонометрический вид тампона в соответствии с настоящим изобретением, с местным разрезом.
Фиг.12-14. Микрофотографии фрагментов полотна в соответствии с настоящим изобретением, полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа.
Подробное описание изобретения.
На фиг.1 представлено ламинатное полотно 1 в соответствии с настоящим изобретением, далее для простоты именуемое просто как «полотно 1». Полотно 1 содержит по меньшей мере два слоя. Под данными слоями в контексте настоящего описания понимаются два в целом плоских, двухмерных исходных полотна, а именно, первое исходное полотно 20 и второе исходное полотно 21. Первое исходное полотно 20 является волокнистым нетканым полотном, а второе исходное плотно 21 является полимерной пленкой. Исходные полотна 20 и 21 (а также, возможно, прочие дополнительные полотна), могут быть скреплены друг с другом с помощью адгезивного, термического, ультразвукового и прочих способов скрепления. Как будет подробно описано ниже, исходные полотна, из которых сформировано полотно 1, могут быть механически скреплены друг с другом за счет формирования пучков 6. Типичный пучок 6 в одном из воплощений полотна 1 представлен на фиг.1, и в более увеличенном виде - на фиг.2. Пучок может представлять собой множество возвышающихся петель из волокон, или стопку волокон, структурно целых с полотном, из которого данные петли, или стопка, являются протяженными, и выходящих из его плоскости.
Полотно 1 имеет первую сторону 3 и вторую сторону 5, и термин «стороны» в контексте настоящего описания используется в общепринятом его смысле в отношении к в целом двухмерным полотнам, таким, например, как бумага или пленки, которые имеют две стороны, когда находятся в целом в плоском состоянии. Каждое их исходных полотен 20 и 21 имеет соответственно первую сторону 12 и 13, и вторую сторону 14 и 15 (смотри фиг.3). Первые стороны 12 и 13 могут быть сторонами, обращенными к телу, а вторые стороны 14 и 15 могут быть сторонами, обращенными к одежде. Полотно 1 характеризуется направлением движения материала в машине (MD) и направлением, поперечным по отношению к направлению движения материала в машине (CD), как это обычно имеет место в области изготовления полотен. Первое исходное полотно 20 может быть нетканым полотном, содержащим в сущности произвольно ориентированные волокна. Термин «в сущности произвольно ориентированные» означает, что в связи с особенностями процесса изготовления того или иного волокна, количество волокон, ориентированных в направлении MD, может быть больше, чем количество волокон, ориентированных в направлении CD, или наоборот. Так, например, в процессах типа спанбонд или выдувания волокон из расплава на опору, движущуюся в направлении MD, укладываются непрерывные нити волокон. Несмотря на стремление сделать ориентацию волокон в полотнах типа спанбонд или выдуваемых из расплава действительно «произвольной», на самом деле, как правило, немного большее количество волокон (в процентном отношении) ориентировано в направлении MD, чем в направлении CD. Второе исходное полотно 21 может быть полимерной пленкой, например, полиэтиленовой пленкой, в том числе перфорированной полимерной пленкой.
В одном из воплощений первая сторона 3 полотна 1 определяется как сторона, на которой находятся открытые участки первой поверхности 13 второго исходного полотна 21 и по меньшей мере один, а предпочтительно множество дискретных пучков 6, которые являются структурными продолжениями волокон первого нетканого полотна 20. Как показано на фиг.3, каждый пучок 6 может содержать множество сложенных петлей, выровненных друг относительно друга волокон 8, протяженных через первую поверхность 13 второго исходного полотна 21 и наружу от его первой поверхности 13. В другом воплощении каждый пучок 6 может содержать множество не образующих петель волокон 18 (как показано на фиг.3), протяженных наружу от поверхности 13.
2
2
В контексте настоящего описания термин «нетканое полотно» означает полотно, имеющее структуру из отдельных волокон или нитей, переложенных друг с другом, но не в виде повторяющейся структуры, как в тканом или вязаном полотне, в которых, как правило, нет произвольно ориентированных волокон. Нетканые полотна изготавливаются с помощью различных процессов, таких, как, например, выдувание из расплава, спанбонд, гидроспутывание, воздушная укладка, скрепление с кардованием, включая термоскрепление с кардованием. Удельный вес нетканых полотен, как правило, выражается в г/м. Удельный вес ламинатного полотна представляет собой сумму удельных весов составляющих его слоев и, возможно, дополнительно вводимых компонентов. Диаметр волокон, как правило, выражается в микрометрах (мкм). Волокна могут также характеризоваться показателем «den», представляющим собой вес единицы длины волокна. Удельный вес ламинатных полотен, подходящих для использования в настоящем изобретении, может составлять от примерно 10 г/м до примерно 500 г/м, в зависимости от конечного назначения полотна 1.
Волокна, из которых сформировано исходное нетканое полотно 20, могут содержать полимеры, такие, как полиэтилен, полипропилен, полиэфир и их смеси. Волокна могут содержать целлюлозу, вискозу, хлопок или прочие натуральные материалы, или смеси из натуральных и искусственных полимерных материалов. Волокна могут также содержать супер-абсорбирующий материал, такой, как, например, полиакрилат, прочие подходящие материалы и любые их сочетания. Волокна могут быть однокомпонентными, двухкомпонентными и/или двухсоставными, волокнами некруглого сечения (например, волокнами в виде капиллярных каналов), и могут иметь наибольший размер в поперечном сечении (например, диаметр для волокон круглого сечения), составляющий от 0,1 мкм до 500 мкм. Так, например, одним из типов волокон, подходящих для формирования нетканого полотна в соответствии с настоящим изобретением, являются нановолокна. Нановолокнами называются волокна, имеющие средний диаметр поперечного сечения менее чем 1 мкм. Нановолокнами могут быть все волокна нетканого полотна, или только часть всех волокон. Нетканое полотно может быть также сформировано из смеси волокон различных типов, различающихся по таким признакам, как химический состав (например, полиэтиленовые и полипропиленовые), количество компонентов (например, однокомпонентные и двухкомпонентные), показатель «den» (волокна типа микро-den и волокна >20 den), форма (например, волокна в виде капиллярных каналов и волокна круглого сечения) и прочие. Нетканое полотно может быть сформировано из волокон от примерно 0,1 den до примерно 100 den.
В контексте настоящего описания термин «волокна типа спанбонд» означает волокна малого диаметра, изготовленные способом экструдирования нитей расплавленного термопластического материала через множество тонких, обычно круглого сечения капилляров мундштука экструдера. После экструдирования диаметр полученных волокон быстро уменьшается. Волокна типа спанбонд к моменту их укладки на поверхность сбора уже, как правило, не прилипают друг к другу. Волокна типа спанбонд в целом, как правило, являются непрерывными и имеют средний диаметр (по результатам по меньшей мере 10 измерений) более 7 мкм, и в частности, от примерно 10 мкм до примерно 40 мкм.
В контексте настоящего описания термин «выдувание из расплава» означает процесс, в котором волокна формируются путем экструдирования расплавленного термопластического материала через множество тонких, обычно круглого сечения капилляров мундштука, в результате чего образуются расплавленные нити, которые подхватываются потоком газа, имеющего большую скорость и обычно нагретого, например, потоком горячего воздуха, в котором нити расплавленного термопластического материала уменьшаются в диаметре, то есть превращаются в микроволокна. Выдуваемые из расплава волокна уносятся быстрым потоком газа и ложатся на поверхность сбора, как правило, будучи еще достаточно липкими, в результате чего формируется полотно из произвольно ориентированных рассеянных волокон. Микроволокна, выдуваемые из расплава, могут быть непрерывными, или прерывистыми, и как правило, имеют средний диаметр менее чем 10 мкм.
В контексте настоящего описания термин «полимер» в целом включает, но не ограничивается ими, гомополимеры, сополимеры, такие, как, например, блочные сополимеры, сополимеры с мостиками, сополимеры с произвольным порядком или правильным чередованием субъединиц, терполимеры, их смеси и модификации. Кроме того, если явно не указаны какие-либо ограничения, термин «полимер» включает все возможные геометрические конформации полимерного материала. Термин «конформации» в данном контексте включает, но не ограничивается ими, конформации с изотактической, атактической, синдиотактической и произвольной симметрией.
В контексте настоящего описания термин «однокомпонентное волокно» означает волокно, сформированное при помощи одного или более экструдеров с использованием только одного полимера. Это, однако, не исключает волокон, сформированных из одного полимера, но к которому было добавлено небольшое количество добавок для придания ему цвета, антистатических, смазывающих, гидрофильных или иных свойств. Такие добавки, например, диоксид титана, добавляемый для отбеливания, как правило, в водятся в количестве до 5% процентов по весу, и наиболее часто - в количестве до 2% процентов по весу.
Термин «двухкомпонентные волокна» в контексте настоящего описания означает волокна, сформированные по меньшей мере из двух различных полимеров, выдавленных из двух различных экструдеров, но спряденных вместе, в результате чего образуется одно волокно. Двухкомпонентные волокна иногда именуются также конъюгатными волокнами, или многокомпонентными волокнами. В таких волокнах полимеры расположены в сущности в одних и тех же областях поперечного сечения волокна по всей протяженности такого волокна. Конфигурация областей в сечении двухкомпонентного волокна, образуемых различными полимерами, может быть конфигурацией типа «оболочка-сердцевина», то есть когда один полимер окружен другим, или они могут идти рядом (сечение в виде слоеного пирога), возможна также конфигурация типа «островков в море». Термин «двухсоставные волокна» в контексте настоящего описания означает волокна, полученные экструдированием через один и тот же экструдер смеси полимеров. В таких волокнах нет компонентов, соответствующих различным полимерам, расположенных в виде четких и постоянных областей поперечного сечения по длине волокон. Фрагменты, образуемые различными полимерами, как правило, не являются непрерывно протяженными по всей длине волокна, напротив, они, как правило, представляют собой волоконца, начинающиеся и обрывающиеся произвольно. Двухсоставные волокна иногда также именуются многосоставными волокнами.
В контексте настоящего описания термин «некруглые волокна» означает волокна некруглого сечения и включает профилированные волокна и волокна в виде капиллярных каналов. Такие волокна могут быть пустотелыми или сплошными, и могут иметь трехдольную (дельтовидную форму), и предпочтительно являются волокнами, имеющими на внешних поверхностях капиллярные каналы. Капиллярные каналы могут иметь различную форму поперечного сечения, например, U-образную, Н-образную, С-образную или V-образную форму поперечного сечения. Одним из подходящих типов волокон с капиллярными каналами являются волокна Т-401 из полиэтилен-терефталата производства Fiber Innovation Technologies (Джонсон-Сити, штат Теннеси, США).
В контексте настоящего описания термины «структурно целый» и «структурное продолжение», употребляемые в отношении пучков 6, относится к волокнам пучков 6, происходящим из волокон первого исходного полотна 20. Это означает, что петлеобразные волокна 8 и не образующие петель волокна 18 пучков 6 могут быть получены путем пластической деформации и/или удлинения волокон первого исходного полотна 20, вследствие чего они будут являться структурно целыми с первым исходным полотном 20. В этом смысле употребление термина «структурно целый» следует отличать от случая, когда волокна вводятся в исходное полотно, представляющее отдельный от них материал, для образования пучков, как, например, в производстве ковров.
Термины «структурно целый» и «структурное продолжение», употребляемые в отношении колпачков 7, означают, что субстрат, из которого формируются колпачки 7, происходит из полимерной пленки, из которой изготовлено второе исходное полотно 21. То есть, колпачок 7 образован пластической деформацией и растяжением материала второго исходного полотна 21, вследствие чего он является структурно целым со вторым исходным полотном 21. В этом смысле термин «структурно целый» следует отличать от случая, когда для формирования колпачков 7 их материал вводится или добавляется к отдельному от него материалу исходного полотна.
В контексте настоящего описания термин «непрозрачность» означает свойство материала или напечатанной на нем структуры частично или полностью закрывать от обозрения объект, находящийся за данным материалом, по отношению к точке, с которой ведется наблюдение. Непрозрачность может выражаться как процентное отношение коэффициента диффузного отражения света материалом, за которым находится черное тело с коэффициентом отражения 0,5%, к коэффициенту диффузного отражения света тем же материалом, когда за ним находится белое тело с коэффициентом абсолютного отражения 89%. Непрозрачность может быть измерена по процедуре, описанной в ASTM D 589-97 («Стандартный способ испытания непрозрачности бумаги», в котором используется источник рассеянного света типа А, угол падения 15°, фон из бумаги и фон с коэффициентом отражения 89%).
Через материал, имеющий высокую непрозрачность, свет практически или совсем не проходит. Через материал, имеющий низкую непрозрачность, свет проходит полностью или практически полностью. Непрозрачность может составлять от 0% до 100%. В контексте настоящего описания термин «низкая непрозрачность» относится к материалу или напечатанной на нем структуре, имеющим прозрачность менее чем 50%. Термин «высокая непрозрачность» относится к материалу или напечатанной на нем структуре, имеющим прозрачность, большую или равную 50%. Термин «непрозрачный» также относится к материалу или напечатанной па нем структуре, имеющим непрозрачность, большую или равную 50%.
В контексте настоящего описания термин «соседний» означает находящийся недалеко и подразумевает отсутствие чего-либо аналогичного между структурами, к которым он относится.
Размеры пучков 6, расстояния между ними и их количество на единицу площади могут быть различными, и изменением данных параметров можно придать различную текстуру первой стороне 3 полотна 1. Так, например, если пучки 6 расположены достаточно близко друг к другу, первая сторона 3 полотна 1 может на ощупь напоминать махровую ткань. В альтернативных воплощениях пучки 6 могут быть расположены в виде таких структур, как линии или заполненные фигуры, в результате чего отдельным частям ламинатного полотна могут быть приданы более выраженная текстура, большая мягкость, большая объемность, более высокие поглощающие свойства или более привлекательный внешний вид. Так, например, если пучки расположены в одну линию или в виде нескольких линий, образованная ими структура может выглядеть как стежок. Подобным образом, размер пучков 6, например, их высота, длина и ширина, могут быть различны. Отдельные пучки могут иметь длину до 3 см, и могут быть выполнены единичными или разбросанными среди пучков различных размеров.
Первое исходное полотно 20 может быть волокнистым тканым или нетканым полотном, содержащим волокна, имеющие достаточные характеристики растяжения, чтобы из их частей можно было сформировать пучки, как будет более подробно описано ниже. Пучки формируются путем выведения волокон из плоскости полотна в направлении Z в дискретно расположенных частях исходного полотна 20. Выведение волокон из полотна может происходить за счет их смещения из исходного положения, например, когда одни волокна могут смещаться относительно других волокон, и их можно, образно говоря, «вытянуть» из плоскости полотна. Однако наиболее часто выведение волокон из большинства первых исходных полотен 20 происходит за счет по меньшей мере частичного пластического растяжения волокон и их необратимой деформации, в результате чего образуются пучки 6. Поэтому в различных воплощениях, в зависимости от требуемой высоты пучков 6, волокна, из которых сформировано первое нетканое полотно 20, могут иметь предел растяжения до наступления разрыва, составляющий по меньшей мере примерно 5%, по меньшей мере примерно 10%, по меньшей мере примерно 25%, по меньшей мере примерно 50%, или по меньшей мере примерно 100%. Предел растяжения до разрыва может быть определен с помощь простых способов испытания волокон на растяжение, например, с помощью приборов Instron, и такие способы, как правило, указаны в сопроводительной технической документации к волокнам, предоставляемой поставщиками.
В целом предпочтительно, чтобы нетканое полотно, подходящее для использования в данном изобретении в качестве первого исходного полотна 20, содержало волокна, которые могли бы выдерживать значительную пластическую деформацию, и обладали бы также достаточной подвижностью, так чтобы из них можно было сформировать петли 8. Следует, однако, также ожидать, что определенный процент волокон, выведенных из плоскости первой поверхности 12 первого исходного полотна 20, не образует петли, а вместо этого разорвется и образует свободные концы. Такие волокна, образующие свободные концы, именуются в настоящем описании «свободными» волокнами, или «не образующими петель» волокнами 18, изображенными, в частности, на фиг.3. Не образующие петель волокна 18 не обязательно являются нежелательными для настоящего изобретения, и в некоторых случаях почти все или даже все волокна пучков 6 могут быть не образующими петель волокнами 18. Не образующие петель волокна 18 могут также образоваться при формировании пучков 6 из нетканых полотен, состоящих из штапельных волокон (или содержащих такие волокна). В таком случае концы некоторых штапельных волокон могут выступать в пучок 6, в зависимости от таких факторов, как число штапельных волокон в полотне, длина нарезки штапельных волокон и высота пучков. В некоторых случаях может быть желательным использование в исходном полотне смеси волокон различной длины, или использование волокон различной длины в различных слоях исходного полотна. Это может позволить отделить более длинные волокна от более коротких волокон. Более длинные волокна могут преимущественно сформировать пучки 6, в то время как более короткие волокна преимущественно останутся в участках полотна, в которых не сформированы пучки 6. Такая смесь волокон различной длины может, например, содержать волокна длиной 2-8 см («длинные» волокна) и волокна длиной примерно 1 см («короткие волокна»).
Первое исходное полотно 20 может быть волокнистым тканым или нетканым полотном, содержащим эластичные или эластомерные волокна. Эластичные или эластомерные волокна могут быть растянуты по меньшей мере на 50% и вновь сократиться до размера, отличающегося не более чем на 10% от их исходного размера. При этом пучки 6 из эластичных или эластомерных волокон могут быть сформированы как за счет простого смещения волокон в исходном полотне, так и за счет растяжения волокон за пределы их пластической деформации.
Второе исходное полотно 21 может быть полотном из полимерной пленки, имеющей достаточную структурную целостность для формирования из нее ламинатного полотна с помощью способа, описанного выше, и гораздо меньшие характеристики растяжения по сравнению с первым исходным полотном 20, так чтобы после растяжения волокон первого исходного полотна и выведения их из плоскости первого исходного полотна в направлении второго исходного полотна 21 второе исходное полотно 21 разрывалось из-за невозможности его дальнейшего растяжения, так чтобы части первого исходного полотна 20 смогли стать протяженными через плоскость первой поверхности 13 второго исходного полотна 21 (образно говоря, «проткнуть ее»), в результате чего на первой стороне 3 полотна 1 будут сформированы пучки 6, и на дистальной части 31 каждого из пучков 6 останется колпачок 7.
2
2
Второе исходное полотно 21 может быть микротекстурированной полимерной пленкой. Под микротекстурированной подразумевается, что между пучками 6 на втором исходном полотне 21 может содержаться множество микроструктур, имеющих такие размеры, что они могут свободно располагаться между соседними пучками 6. То есть, данные микроструктуры имеют такие размеры, что их максимальный размер будет меньше половины расстояния между соседними пучками 6. Такими микроструктурами могут быть, например, микроотверстия или микропузыри, примеры которых описаны в патентах США 7402732 (Stone с соавторами), 4839216 (Curro с соавторами), 4609518 (Curro с соавторами) и 4609518 (Curro с соавторами). Полимерная пленка может быть перфорированной полимерной пленкой с отверстиями площадью от примерно 0,01 мм до примерно 0,78 мм. Микроструктурами могут быть также приподнятые участки полотна. Приподнятые участки могут быть структурными продолжениями полимерной пленки, или могут быть участками, добавленными на поверхность полимерной пленки.
2
2
Как показано на фиг.2 или 3, пучок 6 может содержать множество образующих петли волокон 8, которые в сущности выровнены таким образом, что пучок 6 имеет отчетливую линейную ориентацию и продольную ось L. Пучок 6 может также иметь поперечную ось Т, в целом перпендикулярную продольной оси L и лежащую в плоскости MD-CD. В воплощении, изображенном на фиг.1 и 2, продольная ось L параллельна направлению MD. В одном из воплощений отстоящие на некотором расстоянии друг от друга пучки 6 имеют в целом параллельные оси L. Число пучков 6 на единицу площади полотна 1, то есть густота пучков 6, может составлять от 1 пучка на единицу площади (например, на 1 квадратный сантиметр), и даже до 100 пучков на 1 см. В зависимости от назначения полотна, в нем может быть выполнено по меньшей мере 10, или по меньшей мере 20 пучков/см. Густота пучков не обязательно должна быть постоянной по всей площади полотна 1, напротив, пучки 6 могут быть выполнены только в некоторых областях полотна 1, например, в областях, имеющих определенную форму, например, линий, полос, кругов и им подобных. Пучки 6 могут быть расположены достаточно близко друг к другу, так что они будут практически полностью покрывать первую сторону 3 полотна 1.
Как будет ясно из настоящего описания, во многих воплощениях полотна 1 проемы 4 во втором исходном полотне 21 могут иметь отчетливую линейную ориентацию и продольную ось, параллельную продольной оси L соответствующего пучка 6. Такие отверстия будут также иметь поперечную ось, в целом перпендикулярную продольной оси и находящуюся в плоскости MD-CD.
Как показано на фиг.1-4, пучки 6 являются протяженными выше проемов 4 во втором исходном полотне 21. Проемы 4 сформированы путем выполнения локальных разрывов во втором исходном полотне 21, с помощью способа, который будет подробно описан ниже. Разрыв может представлять собой простой сквозной разрез второго исходного полотна 21, после чего часть, или части второго исходного полотна 21 могут быть отогнуты или выведены из его плоскости, в результате чего из них могут быть образованы структуры в виде колпачков, именуемые далее просто колпачками 7. Форма и структура колпачков 7 могут зависеть от свойств материала второго исходного полотна 21. Колпачки могут в целом иметь структуру, подобную структуре одного или более колпачков, изображенных на фиг.1 и 2.
Пучки 6 в некотором смысле «прокалывают» второе исходное полотно 21 и фиксируются на своих местах за счет фрикционного зацепления с проемами 4. В некоторых воплощениях, ширина проема 4 в поперечном направлении (то есть измеренная параллельно его поперечной оси) может быть меньше максимальной ширины зуба, которым было сформировано отверстие (в соответствии со способом формирования отверстий, который будет описан ниже). Это означает, что материал, в котором формируются проемы 4, в некоторой степени стремится вернуться к своим размерам в окрестности проема, и это удерживает пучки от вытягивания их назад через проемы 4. Фрикционное зацепление пучков и проемов обеспечивает такую структуру полученного ламинатного полотна, что формирование пучков на одной его стороне является необратимым, а слои ламинатного полотна могут быть скреплены друг с другом без использования адгезивов или термического скрепления.
Как показано на фиг.1-4, одной из характерных черт пучков 6 может быть наличие преобладающего направления ориентации волокон 8 или 18. Так, например, можно сказать, что образующие петли ориентированные волокна 8 имеют основную составляющую вектора их направленности, параллельную плоскости Z-CD, и данные волокна имеют также в сущности все выровнены вдоль оси Т на виде сверху, как показано на фиг.4. Под словами «образующие петли» в отношении к волокнам 8 подразумевается, что волокна 8 являются структурно целыми с первым исходным полотном 20, начинаются и заканчиваются первом исходном полотне 20, но являются протяженными наружу в направлении Z в первой поверхности 13 второго исходного полотна 21. Под словом «выровненные» в отношении к образующим петли волокнам 8 пучков 6 подразумевается, что данные волокна в целом ориентированы так, что на виде сверху, как, например, на фиг.4, каждое из образующих петли волокон 8 имеет значительную составляющую вектора его направленности, параллельную поперечной оси Т, и даже могут иметь большую составляющую вектора их направленности в направлении, параллельном поперечной оси Т.
В противоположность волокнам, образующим петли, волокна 18, не образующие петель, также являются структурно целыми с первым исходным полотном 20 и имеют свободный конец, протяженный наружу в направлении Z от первой поверхности 13 второго исходного полотна 21. Не образующие петель волокна 18 также могут быть в целом одинаково выровнены, то есть иметь значительную, или большую составляющую вектора их направленности, параллельную плоскости Z-CD.
Как в случае образующих петли волокон 8, так и не образующих петель волокон 18, их выравнивание может быть характерным для пучков 6 до претерпевания ими деформации на последующих этапах производственного процесса, возникающей, например, из-за намотки полотна на катушку, или вследствие их сжатия при использовании готового изделия.
В контексте настоящего описания наличие у образующего петлю волокна 8 «значительной составляющей вектора направленности, параллельной поперечной оси Т» означает, что данное волокно ориентировано под углом, большим чем 45° к продольной оси L на виде сверху (как показано на фиг.4). В контексте настоящего описания наличие у образующего петлю волокна 8 «большей составляющей вектора направленности, параллельной поперечной оси Т», означает, что данное волокно ориентировано под углом, большим чем 60° к продольной оси L на виде сверху (как показано на фиг.4). В некоторых воплощениях по меньшей мере 50%, по меньшей мере 70%, и даже по меньшей мере 90% волокон 8 пучка 6 имеют значительную, или большую составляющую вектора направленности, параллельную поперечной оси Т. Ориентация волокон при необходимости может быть определена с помощью увеличительных приборов, таких, как, например, микроскоп, оборудованный подходящей измерительной шкалой. Если на виде сверху волокно не является отрезком прямой, то для определения угла между образующими петли волокнами 8 и продольной осью L может использоваться его приближение к отрезку прямой. Так, например, на фиг.4 одно из волокон 8а выделено жирной линией, и его прямолинейное приближение показано пунктирной линией 8b. Данное волокно образует угол примерно 80° с продольной осью (против часовой стрелки о оси L).
Ориентация образующих петли волокон 8 в пучках 6 составляет полную противоположность составу и ориентации волокон в первом исходном полотне 20, в котором, если оно является нетканым полотном, волокна характеризуются в целом произвольной ориентацией.
В одном из воплощений, изображенном на фиг.1, продольные оси L пучков 6 в целом выровнены в направлении MD. Пучки 6, а следовательно, их продольные оси L, могут быть в принципе выровнены вдоль любого направления по отношению к направлениям MD или CD. Поэтому в целом можно утверждать, что в каждом пучке 6 образующие петли волокна 8 в целом выровнены перпендикулярно продольной оси L, так что они имеют значительную составляющую вектора направленности, параллельную поперечной оси Т, и могут даже иметь большую составляющую вектора направленности, параллельную поперечной оси Т.
В некоторых воплощениях, как будет описано ниже, еще одной характерной чертой пучков 6, содержащих преимущественно образующие петли, выровненные волокна 8, может быть их в целом открытая структура, характеризующаяся наличием открытой полой области 10 внутри пучков 6, как показано па фиг.2 и 3. Полая область 10 может иметь такую форму, что она будет шире (больше) в дистальной части 31 пучка 6 и уже у основания 17 пучка 6. Под словами «полая область» не подразумевается, что данная область является совершенно свободной от каких-либо волокон. Данный термин употребляется как общее описание внешнего вида пучков. То есть, это означает, что в некоторых пучках 6 в их полых областях 10 может присутствовать не образующее петель волокно 18, или даже множество таких волокон. Под словом «открытая» в отношении полой области подразумевается, что два продольных конца пучка 6 являются в целом открытыми и свободными от волокон. Так что пучок 6 в несжатом состоянии имеет структуру, напоминающую туннель, как показано на фиг.3.
Кроме того, вследствие особенностей способа его формирования, полотно 1 имеет области 16 нарушения его непрерывности, вызванные в целом линейным смещением в прошлом произвольно ориентированных волокон второй поверхности 14 первого исходного полотна 20, в направлении Z, в целом перпендикулярном плоскости MD-CD, как показано на фиг.1 и 3, и образованием пучков 6 с помощью зубьев формирующей структуры, как будет подробно описано ниже. Резкое изменение ориентации ранее произвольно ориентированных волокон первого исходного полотна 20 вызывает разрывы, которые также имеют линейную ориентации, а именно, продольную ось, в целом параллельную продольной оси L пучка 6. В силу природы большинства нетканых материалов, которые являются наиболее подходящими для использования в качестве первого исходного полотна 20, области 16 нарушения его непрерывности могут быть заметны не так отчетливо, как пучки 6. Более того, области 16 нарушения его непрерывности полотна 1 могут быть практически незаметны, или заметны только при близком его рассмотрении. Поэтому вторая сторона 5 полотна 1 может иметь вид и давать осязательное ощущение такие же, как первое исходное полотно 20 до выполнения в нем пучков. Поэтому в некоторых воплощениях полотно 1 может иметь текстурированный вид и давать осязательное ощущение махровой ткани на первой стороне 3, и относительно гладкой на вид и на ощупь ткани на второй стороне 5. В других воплощениях области 16 нарушения непрерывности могут быть отверстиями, протяженными через полотно 1, заполненными концами пучков 6, имеющих форму туннелей.
Из описания полотна 1, содержащего первое нетканое полотно 20, можно видеть, что волокна 8 или 18 пучка 6 могут начинаться и быть протяженными от первой поверхности 12 или второй поверхности 14 первого исходного полотна 20. Естественно, что волокна 8 или 18 пучка 6 могут также начинаться изнутри 28 первого исходного полотна 20. Как показано на фиг.3, волокна 8 или 18 пучка 6 являются протяженными вследствие того, что они был выведены из плоскости в целом двухмерного первого исходного полотна 20 (в направлении Z на фиг.3). В целом волокна 8 или 18 пучков 6 содержат волокна, являющиеся структурно целыми с волокнами первого исходного полотна 20 и протяженными от него.
Поэтому из приведенного выше описания будет понятно, что в одном из воплощений полотно 1 может быть охарактеризовано как ламинатное полотно, содержащее нетканое полотно, прилегающее к полимерной пленке, и упомянутое ламинатное полотно содержит первую сторону, содержащую полимерную пленку, и множество дискретных пучков, содержащих волокна, структурно целые с нетканым полотном и протяженные от него, причем каждый из пучков имеет основание пучка, проксимальное по отношению к нетканому полотну, и дистальную часть, расположенный напротив основания пучка, причем по меньшей мере часть дистальной части каждого из пучков покрыта колпачком, причем каждый из колпачков является структурным продолжением полимерной пленки, протяженным над дистальной частью дискретного пучка, и причем колпачок содержит первый проем, содержащий место разрыва в полимерной пленке, поверх которого является протяженным пучок.
Удлинение волокон 8 или 18 может сопровождаться уменьшением их поперечного сечения (например, диаметра для круглых волокон), вызванным их пластической деформацией и прочими эффектами, характеризуемыми коэффициентом Пуассона. Поэтому выровненные, образующие петли волокна 8 пучков 6 могут характеризоваться средним диаметром волокна в пучке, меньшим, чем средний диаметр волокна в нетканом первом исходном полотне 20. То есть, участки волокон, из которых сформированы пучки 6, могут имеет средний диаметр волокна, меньший, чем диаметр волокна в нетканом полотне. Следует ожидать, что данное уменьшение диаметра волокон вносит вклад в ощущение мягкости первой стороны 3 полотна 1, и по данному ощущению мягкости получаемое ламинатное полотно будет напоминать махровую хлопковую ткань, в степени, зависящей от свойств первого исходного полотна 20. Было определено, что уменьшение поперечного сечения волокна является наибольшим на участке между основанием 17 пучка и дистальной частью 31 пучка 6. Предполагается, что это объясняется особенностями способами формирования пучков, который будет подробно описан ниже. Как показано на фиг.3, предполагается, что при формировании пучков участки волокон у оснований 17 пучков и дистальных частей 31 пучков 6 находятся в непосредственной близости к вершинам и основаниям зубцов 110 валика 104, как будет подробно описано ниже, в результате чего они во время формирования пучков находятся во фрикционном зацеплении с зубцами, то есть являются неподвижными. Поэтому промежуточные части пучков 6 имеют больше свободы для вытяжения, и соответственно, их поперечное сечение может претерпевать наибольшее уменьшение. Первое исходное полотно 20 может сжимать основание 17 пучка 6 в поперечном направлении. Основание 17 пучка 6 может быть закрытым на просвет (если волокна пучка будут расположены достаточно близко, соприкасаясь друг друга, или же оно может оставаться немного открытым на просвет. В любом случае, просвет у основания 17 пучка 6 достаточно мал. Сужение или сжатие прочих волокон у основания 17 пучка может способствовать повышению его фиксации.
Колпачки 7 являются структурными продолжениями второго исходного полотна 21, которое является полимерной пленкой. По меньшей мере часть дистальной части 31 каждого из пучков 6 покрыта колпачком 7. Как показано на фиг.1-4, колпачок 7 может иметь форму туннеля с первым проемом 51 и вторым проемом 52. Первый проем 51 содержит место разрыва 53 во втором исходном полотне, и пучок 6 является протяженным выше места разрыва 53. Колпачки 7 являются структурными продолжениями второго исходного полотна 21 в окрестности места разрыва 53. Место разрыва 53 может быть точкой или линией. Колпачок 7 формируется путем разрыва второго исходного полотна 21 по меньшей мере в одном месте разрыва 53 и вытяжения полимерной пленки из плоскости первой поверхности 13 второго исходного полотна, в результате чего формируются проемы, такие, как, например, первые проемы 51, или первые проемы 51 и вторые проемы 52. Место разрыва 53 может образовывать по меньшей мере часть границы проема 4. Остальная часть проема может быть сформирована одним или более местами дополнительных разрывов, или частями колпачка 7, проксимальными по отношению к месту, из которого колпачок 7 является структурным продолжением второго исходного полотна 21. Второе исходное полотно 21 может быть непроницаемым для жидкости в отсутствие разрыва 53.
Первый проем 51 может иметь форму дуги, так что оно будет иметь наибольшую ширину вблизи первой поверхности 13 второго исходного полотна 21, становясь все уже к части колпачка, покрывающей дистальную часть 31 пучка 6. Колпачок 7 может иметь основание 71 колпачка, расположенное вблизи первой поверхности 13 второго исходного полотна 21. Основание 71 колпачка может быть уже, чем часть колпачка 7, отстоящая дальше от основания 71 колпачка. То есть расстояние между местами 54 продолжений может быть меньше, чем максимальная протяженность колпачка 7 в поперечном направлении вдали от (то есть выше) основания 71 колпачка. Первый проем 51 может иметь форму заглавной буквы омега «Ω», то есть быть уже вблизи первой поверхности 13 второго исходного полотна 21, чем в местах между основанием 17 пучка и дистальной частью 31 пучка 6. Подобным образом, второй проем 52, если имеется, может иметь форму дуги, так что он будет иметь наибольшую ширину вблизи первой поверхности 13 второго исходного полотна 21, становясь все уже к части колпачка, покрывающей дистальную часть 31 пучка 6. Второй проем 52 может иметь форму заглавной буквы «Ω», то есть быть уже вблизи первой поверхности 13 второго исходного полотна 21, чем в местах между основанием 17 пучка и дистальной частью 31 пучка 6. Второй проем 52 может находиться напротив первого проема 51, в том смысле, что по меньшей мере часть пучка 6 будет находиться между вторым проемом 52 и первым проемом 51. Первый проем 51, второй проем 52, и любые дополнительные проемы, если таковые имеются, могут делать ламинатное полотно 1 проницаемым для жидкостей.
При наличии первого проема 51 и второго проема 52 колпачок 7 может быть структурно протяженным из первого исходного полотна 21 по меньшей мере в двух местах 54 продолжений, пространственно отделенных друг от друга первым проемом 51 и вторым проемом 52. По меньшей мере два места 54 продолжений могут быть расположены друг напротив друга на противоположных сторонах пучка 6. Колпачок 7 может быть структурно протяженным из второго исходного полотна 21 (полимерной пленки) по меньшей мере в двух местах 54 продолжений, причем каждое из мест 54 продолжений находится в непосредственной близости к месту 53 разрыва. В дополнение к первому проему 51 и второму проему 52, могут быть выполнены дополнительные проемы. Так, например, при наличии трех проемов (первый проем 51, второе проем 52 и третий проем), колпачок 7 может быть структурно протяженным из второго исходного полотна 21 по меньшей мере в трех местах 54 продолжений, пространственно разделенных друг от друга проемами (первым проемом 51, вторым проемом 52 и третьим проемом).
Как показано на фиг.5, колпачок 7 может иметь длину 61 и ширину 62. Длина 61 колпачка 7 определяется как расстояние между первым проемом 51 и вторым проемом 52. Колпачок 7 может также иметь ширину 62, определяемую как максимальный размер колпачка 7, измеренный в направлении, перпендикулярном длине 61 колпачка 7. Отношение длины колпачка 7 к ширине колпачка 7 может быть больше, чем примерно 0,5, больше, чем примерно 1, больше, чем примерно 1,5, и даже больше, чем примерно 2. В целом можно ожидать, что чем больше отношение длины колпачков 7 к их ширине, тем более заметными они будут для пользователя ламинатного полотна 1, и тем большую они имеют сопротивляемость течению жидкости вдоль поверхности полотна 1 в направлении, перпендикулярном продольной оси L пучка 6.
Можно ожидать, что пучки 7 в ламинатном полотне 1 будут полностью или частично маскировать жидкость, собранную ламинатным полотном 1 и остающуюся в капиллярах между волокнами 8, образующими пучок 6. Такое ламинатное полотно, используемое для изготовления абсорбирующего изделия, такого, как салфетка, гигиеническая прокладка, тампон или подгузник может быть привлекательно для пользователя (или лица, оказывающего уход) тем, что имеющие неприятный вид моча, менструальные выделения или фекальные жидкости, остающиеся в капиллярах между волокнами 8, образующими пучки 6, будут полностью или хотя бы частично закрыты от пользователя. В таком абсорбирующем изделии, как гигиеническая прокладка, в отсутствии колпачков 7 пучки 6 могут в сущности принимать цвет менструальных выделений, что может быть непривлекательным для пользователя. Колпачки полностью или частично закрывают пучки, в которых удерживаются менструальные выделения, вследствие чего ламинатное полотно 1 будет казаться менее красным, или даже сохранит свой исходный цвет (который оно имело до воздействия на него жидкости).
Если второе исходное полотно 21, выполненное из полимерной пленки, и колпачки 7, протяженные из него, содержат отбеливатель, такой, как, например, диоксид титана, колпачки 7 могут еще более эффективно закрывать выделения организма, удерживаемые капиллярами пучков 6, от взора пользователя. Такие колпачки 7 могут лучше сохранять исходный белый цвет полотна, который у большинства пользователей ассоциируется с чистотой.
Колпачки 7 могут иметь непрозрачность более чем примерно 10%, более чем примерно 20%, более чем примерно 30%, более чем примерно 40%, более чем примерно 50%, более чем примерно 60%, более чем примерно 70%, более чем примерно 80% или более чем примерно 90%. Колпачок может быть также совсем непрозрачным. Второе исходное полотно может иметь непрозрачность. Непрозрачность колпачков 7 может быть меньшей, чем непрозрачность второго исходного полотна, из которого являются протяженными колпачки 7, например, за счет растяжения исходного полотна 21 при формировании из него колпачков 7. Колпачки 7 могут иметь непрозрачность, составляющую от примерно 80% до примерно 95% непрозрачности второго исходного полотна. Колпачки 7 могут иметь непрозрачность, составляющую от примерно 50% до примерно 95% непрозрачности второго исходного полотна. Колпачки 7 могут иметь непрозрачность, составляющую от примерно 35% до примерно 95% непрозрачности второго исходного полотна. Чем больше непрозрачность колпачков 7, тем более эффективно колпачки 7 могут закрывать жидкости, удерживаемые в капиллярах пучков 6. Капилляры 7 могут иметь непрозрачность, меньшую, чем примерно 90% непрозрачности второго исходного полотна 21. Капилляры 7 могут иметь непрозрачность, меньшую, чем примерно 75% непрозрачности второго исходного полотна 21. Капилляры 7 могут иметь непрозрачность, меньшую, чем примерно 50% непрозрачности второго исходного полотна 21.
Второе исходное полотно может иметь толщину полимерной пленки t, а колпачки могут иметь толщину tc. Учитывая то, что колпачки 7 являются структурными продолжениями второго исходного полотна 21 и образованы вытяжением полимерной пленки из плоскости первой поверхности 13 второго исходного полотна 21, толщина tc колпачка, по меньшей мере в его части, может быть меньшей толщины t полимерной пленки. Дело в том, что для образования колпачка 7 полимерная пленка должна быть растянута по меньшей мере в части области формирования колпачка из плоского листа полимерной пленки. Толщина tc колпачка может быть непостоянной по всей протяженности первого отверстия 51 и/или второго отверстия 52. Толщина tc колпачка в дистальной его части может быть такой же, или меньшей, чем толщина t полимерной пленки, а его толщина tc в области между дистальной частью и полимерной пленкой может быть меньшей, чем толщина t полимерной пленки. Утончение колпачка 7 может придавать колпачкам мягкость на ощупь. Кроме того, из-за утончения колпачка и легкости его деформации, основные осязательные ощущения полученного ламинатного полотна, содержащего пучки 6, имеющие колпачки 7, будет определяться характеристиками пучков 6. Поэтому для получения требуемых осязательных характеристик ламинатного полотна 1 важно получить правильные характеристики пучков 6.
На фиг.6 показаны устройство и способ изготовления полотна 1 в соответствии с настоящим изобретением. Устройство 100 содержит пару входящих в зацепление друг с другом валиков 102 и 104, каждый из которых вращается вокруг своей оси А, так что оси А их вращения параллельны друг другу и лежат в одной плоскости. Валик 102 содержит множество гребней 106 и соответственно канавок 108, которые являются непрерывно протяженными по окружностям боковой поверхности валика 102. Валик 104 в целом аналогичен валику 102, но имеет то отличие, что его гребни не являются непрерывно протяженными по окружностям боковой поверхности, а вместо этого валик 104 содержит множество рядов протяженных по окружностям боковой поверхности гребней, которые были модифицированы в отстоящие на некотором расстоянии по окружностям боковой поверхности зубья 110, покрывающие по меньшей мере часть валика 104. Отдельные ряды зубьев 110 валика 104 отделены друг от друга канавками 112. При работе устройства валики 102 и 104 входят в зацепление друг с другом так, что гребни 106 валика 102 являются протяженными в канавки 112 валика 104, а зубья 110 валика 104 являются протяженными в канавки 108 валика 102. Такое зацепление более точно отображено в сечении на фиг.7, и будет более подробно описано ниже. Один из валиков 102 и 104, или оба они могут нагреваться любыми способами, применяемыми в данной области техники, например, посредством заполнения валиков горячим маслом или их электрического подогрева.
На фиг.6 изображено устройство 100, включающее один валик 104 с зубцами, и второй валик 102 с канавками, но не имеющий структуры из зубцов 104. В некоторых воплощениях, однако, может быть предпочтительным использование двух зубчатых валиков 104, содержащих одинаковые или различные структуры из зубьев, расположенные в одних и тех же или в различных областях валиков (в смысле их взаимного сопряжения). С помощью таких устройств могут быть получены полотна 1, содержащие пучки, выступающие по обе стороны поверхности полотна.
Как показано на фиг.6, способ изготовления полотна в соответствии с настоящим изобретением представляет собой непрерывный процесс. Полотно 1 может быть изготовлено путем механической деформации исходных полотен, таких, как первое исходное полотно 20 и второе исходное полотно 21, каждое из которых может быть охарактеризовано как в целом плоское и двухмерное, перед его обработкой в устройстве, изображенном на фиг.6. Под словами «плоское» и «двухмерное» понимается всего лишь то, полотна поступают на обработку данным способом в целом в плоском состоянии по отношению к готовому полотну 1, которое имеет отчетливую трехмерную структуру вследствие формирования в них пучков 6, выведенных из плоскости исходных полотен. Под словами «плоское» и «двухмерное» не подразумевается какой-либо особой гладкости, ровности полотен или пропорций их размеров.
Способ и устройство в соответствии с настоящим изобретением во многих отношениях аналогичны способу и устройству, описанным в патенте США 5518801 "Тонколистовые материалы, имеющие эластично-подобные свойства", и именуемые в последующей патентной литературе «структурными эластично-подобными пленками» (SELF). Однако, имеются значительные отличия между устройством и способом, предлагаемыми в настоящем изобретении, и устройством и способами, описанными в вышеупомянутом патенте США 5518801, и данные отличия становятся очевидными, если посмотреть на получаемые в результате полотна. Как будет описано ниже, зубья 110 валика 104 имеют определенную геометрию переднего и заднего краев, которая позволяет зубьям в сущности прокалывать исходные полотна 20, 21, а не деформировать полотно. При изготовлении двухслойного полотна 1 в соответствии с настоящим изобретением зубья 110 выводят волокна одновременно из плоскости первого исходного полотна 20 и проводят их через второе исходное полотно 21, которое, образно говоря, разрывается зубьями 110. Зубья 110 толкают волокна 8 через плоскость второго исходного полотна 21, в результате чего формируются пучки 6 и колпачки 7. Полотно 1 в соответствии с настоящим изобретением содержит пучки в форме туннелей из образующих петли волокон 8 (или пучки из не образующих петли волокон 18), выровненные друг относительно друга и протяженные через поверхность 13 первой стороны 3, в отличие от имеющих форму «палатки» ребер полотен SELF, имеющих непрерывные боковые стенки (непрерывную «переходную зону»), и в которых не происходит разрыва второго исходного полотна 21.
Исходные полотна 20 и 21 подаются непосредственно с производственных процессов их изготовления, или с подающих катушек, в направлении MD в зазор 116 между вращающимися навстречу друг другу валиками 102 и 104. Исходные полотна предпочтительно подаются под достаточным натяжением, так чтобы они входили в зазор 116 в целом в плоском виде. Подача полотен и их натяжение обеспечивается способами, хорошо известными в данной области техники. При прохождении исходных полотен 20, 21 через зазор 116 и далее, зубцы 110 валика 104, которые входят в зацепление с канавками 108 валика 102, выводят участки первого исходного полотна 20 из его плоскости и далее через плоскость второго исходного полотна 21, в результате чего образуются пучки 6. То есть, зубья 110 проталкивают волокна первого исходного полотна 20 через плоскость второго исходного полотна 21.
При прохождении вершин зубьев 110 через первое исходное полотно 20 и второе исходное полотно 21 части волокон первого исходного полотна 20, ориентированные преимущественно в направлении CD, поперек зубьев 110, выводятся зубьями из плоскости первого исходного полотна 20. Волокна могут быть выведены из плоскости за счет подвижности волокон, или за счет их растяжения и/или пластической деформации в направлении Z. Участки первого исходного полотна 20, выведенные из его плоскости зубьями 110, проталкиваются через плоскость первой поверхности 13 второго исходного полотна 21, которое вследствие его низкой растяжимости разрывается, в результате чего на первой стороне 3 полотна 1 формируются колпачки 7 и пучки 6. Волокна первого исходного полотна 20, преимущественно ориентированные в целом параллельно продольной оси L, то есть в направлении MD первого исходного полотна (фиг.1), просто разводятся в стороны друг от друга, в сущности оставаясь в своей исходной, то есть произвольной ориентации. По этой причине образующие петли волокна 8 в соответствии с настоящим изобретением получают особую ориентацию (как в воплощениях, изображенных на фиг.1-4), при которой относительно высокий процент волокон каждого из пучков 6 имеет значительную, или большую составляющую вектора направленности, параллельную поперечной оси Т пучка 6.
Из приведенного выше описания очевидно, что при изготовлении полотна 1 с помощью устройства и способом в соответствии с настоящим изобретением, материалы исходных полотен 20 и 21 должны иметь различные характеристики растяжимости, в частности, различные модули растяжения на разрыв. Так, первое (нетканое) исходное полотно 20 может иметь большую подвижность волокон и/или большие пределы растяжения по отношению ко второму исходному полотну 21, так чтобы его волокна могли достаточно смещаться или растягиваться, образуя пучки 6, а второе исходное полотно 21 при этом разрывалось, то есть чтобы оно не могло вытягиваться в такой же степени, образуя пучки.
Степень, до которой волокна исходного нетканого полотна могут быть выведены из его плоскости до наступления их пластической деформации, может зависеть от взаимного скрепления друг с другом волокон в исходном полотне. Так, например, если волокна исходного нетканого полотна лишь немного спутаны друг с другом, они с большей легкостью могут сдвигаться друг относительно друга, и поэтому легче могут быть выведены из плоскости и образовывать пучки. С другой стороны, волокна нетканого полотна, которые сильнее скреплены друг с другом, например, за счет термического скрепления, гидроспутывания или иных способов скрепления, как правило, имеют более высокие пределы наступления пластической деформации, которые должны быть достигнуты для выведения их из плоскости полотна и формирования из них пучков. Поэтому в одном из воплощений первое исходное полотно 20 может быть нетканым полотном, характеризующимся относительно слабым скреплением волокон между собой.
При заданном максимальном растяжении (вызываемом зубьями 110 устройства 100) второе исходное полотно 21 фактически должно претерпевать разрыв, так чтобы в местах его растяжения оно претерпевало локальные разрывы, и образовывались проемы 4, через которые могли бы пройти пучки 6. Если второе исходное полотно 21 будет просто деформироваться или растягиваться в областях приложения к нему растягивающих усилий, но в этих местах оно не будет рваться, пучков 6 не получится. В одном из воплощений второе исходное полотно 21 имеет предел растяжения на разрыв в диапазоне от примерно 1% до примерно 5%. Фактический максимально приемлемый предел растяжения на разрыв будет зависеть от растяжений, вызываемых в полотне 1 при его формировании, и в различных воплощениях второе исходное полотно может иметь предел растяжения на разрыв, составляющий примерно 6%, 7%, 8%, 9%, 10% или более. Следует также ожидать, что максимально допустимый предел растяжения на разрыв может зависеть от скорости растяжения, которая в случае устройства, изображенного на фиг.6, является функцией скорости подачи полотна. Предел растяжения на разрыв полотен, которые могут использоваться при реализации настоящего изобретения, может быть измерен любыми способами и устройствами, применяемыми в данной области техники, такими, как, например, стандартные способы испытания материалов на растяжение, с использованием стандартных испытательных приборов, например, производства Instron, MTS, Thwing-Albert и им подобных.
Более того, второе исходное полотно 21 должно иметь меньший предел растяжения на разрыв по сравнению с первым исходным полотном 20, так чтобы второе исходное полотно 21 не могло быть достаточно далеко выведено из своей плоскости, а вместо этого претерпевало разрыв в местах воздействия на него зубьев 110 устройства 100. В целом второе исходное полотно 21 может меть предел растяжения на разрыв, по меньшей мере на 10% меньший, чем предел растяжения на разрыв первого исходного полотна 20, или по меньшей мере на 30% меньший, предпочтительно по меньшей мере на 50% меньший, и еще более предпочтительно - по меньшей мере примерно па 100% меньший, чем предел растяжения на разрыв первого исходного полотна 20. Относительные значения пределов растяжения на разрыв полотен, используемых для реализации настоящего изобретения, могут быть измерены способами и средствами, известными в данной области техники, такими, как, например, стандартные способы испытания материалов на растяжение, с использованием стандартных испытательных приборов, например, производства Instron, MTS, Thwing-Albert и им подобных.
Число, размер пучков 6 и расстояние между ними может быть изменено путем изменения числа, размеров и расстояний между зубьями 110, и внесения соответствующих изменений в размеры валиков 102 и/или 104. Такие изменения, возможно также, в сочетании с выбором характеристик исходных полотен 20, 21, позволяют получить полотна 1, пригодные для различных целей. Так, например, полотно 1, изготовленное из первого исходного полотна 20, содержащего относительно низкомолекулярное нетканое полотно типа спанбонд из пластически растяжимых полимерных волокон, и второго исходного полотна 21, содержащего относительно мало растяжимую синтетическую полимерную пленку, может использоваться как мягкая ткань типа махровой в одежде длительного или среднего срока пользования, или в изделиях для личной гигиены, как описано в публикации WO 01/76523. Как будет более подробно описано ниже, полотно 1, содержащее сочетание первое исходное полотно (нетканое)/второе исходное полотно (пленка), может использоваться как компонент абсорбирующих изделий одноразового пользования.
На фиг.7 показано сечение валиков 102 и 104, входящих в зацепление гребнями 106 и зубьями 110. Как показано на чертеже, зубья 110 имеют высоту ТН (в некоторых воплощениях ТН может являться высотой гребней; в таких воплощениях высота зубьев равна высоте гребней), и расстоянием между рядами зубьев (или гребнями), именуемым шагом Р. Глубина зацепления Е является мерой захождения валиков 102 и 104 друг в друга, и измеряется как расстояние от вершины гребня 106 до вершины зуба 110 в плоскости сечения. Глубина Е, высота зубьев ТН и шаг Р могут варьироваться в зависимости от характеристик исходных полотен 20, 21, а также в соответствии с требуемыми характеристиками полотна 1. Так, например, в целом, чем больше глубина Е зацепления, тем большей растяжимостью или подвижностью волокон должно обладать первое исходное полотно 20. Кроме того, чем большая требуется густота пучков 6 (на единицу площади полотна 1), тем меньше должны быть шаг Р, длина TL зубьев и расстояние TD между зубьями, как будет описано ниже.
2
2
2
2
На фиг.8 показано одно из воплощений валика 104, имеющего множество зубьев 110 и пригодного для изготовления полотна 1, напоминающего махровую ткань, из нетканого первого исходного полотна 20, имеющего удельный вес от примерно 60 г/мдо примерно 100 г/м, например, примерно 80 г/м, и второго исходного полотна 21 из полиолефиновой пленки (например, полиэтиленовой или полипропиленовой) плотностью примерно 0.91-0.94 и удельным весом примерно 20 г/м.
2
Увеличенный вид зубьев 110 представлен на фиг.9. В данном воплощении валика 104 зубья 110 имеют постоянную длину TL, измеренную вдоль окружностей боковой поверхности валика от переднего края LE зуба до заднего края ТЕ зуба у вершины 111 зуба, составляющую примерно 1,25 мм, и зубья расположены на одинаковом расстоянии друг от друга по окружностям боковой поверхности на расстоянии TD, составляющем примерно 1,5 мм. Для изготовления полотна 1, напоминающего махровую ткань и имеющего суммарный удельный вес в диапазоне от примерно 60 до 100 г/м, зубья 110 валика 104 могут иметь длину TL в диапазоне от примерно 0,5 мм до примерно 3 мм, расстояние TD между ними может составлять от примерно 0,5 мм до примерно 3 мм, высота зубьев ТН может составлять от примерно 0,5 мм до примерно 5 мм, а шаг Р может составлять от примерно 1 мм (0,040 дюйма) до примерно 5 мм (0,200 дюйма). Глубина Е зацепления может составлять от примерно 0,5 мм до примерно 5 мм (вплоть до максимального значения, равного высоте ТН зубьев). Величины Е, Р, ТН, TD и TL могут быть изменены независимо друг от друга для получения требуемых размеров, густоты пучков 6 и расстояния между ними.
Как показано на фиг.9, каждый зуб 110 имеет вершину 111, передний край LE и задний край ТЕ. Вершина 111 зуба является удлиненной и в целом имеет продольную ориентацию, соответствующую продольным осям L пучков 6 и мест 16 нарушения непрерывности. Можно ожидать, что чтобы получить полотно 1 с петлеобразными пучками 6, то есть полотно, напоминающее махровую ткань, передние и задние грани LE и ТЕ зубьев должны быть практически перпендикулярны периферийной поверхности 120 валика 104. Кроме того, переход от вершины 111 зуба к переднему краю LE или заднему краю ТЕ должен происходить под прямым или острым углом, и с довольно малым радиусом закругления, так чтобы своими краями LE и ТЕ зубья могли пройти через второе исходное полотно 21. И хотя теоретически это не обязательно, можно ожидать, что относительно резкий переход от вершины 111 зуба к его переднему и заднему краям LE и ТЕ позволяет зубьям 110 проколоть первое исходное полотно 20 и разорвать второе исходное полотно 21 «чисто», то есть локально и отчетливо. Кроме того, резкий переход может способствовать образованию первых проемов 51 и вторых проемов 52. В полимерных пленках, имеющих микротекстуру, например, из микроотверстий, микропузырьков или прочих относительно малых структурных элементов в полимерной пленке (по отношению к расстоянию между пучками 6), концентрация растягивающих напряжений в определенных местах полимерной пленки (как результат наличия в ней микротекстуры) может способствовать формированию колпачков (а не просто пучок будет прорываться через полимерную пленку). При такой обработке полотну не придается никакой особой эластичности, кроме той, которой, изначально могли обладать исходные полотна 20 и 21.
Поэтому, как ясно из приведенного выше объяснения, в одном из воплощений полотно 1 может быть охарактеризованное как ламинатное полотно, сформированное локальной механической деформацией отдельных участков по меньшей мере первого исходного полотна и второго исходного полотна, из которых первое исходное полотно является нетканым полотном, а второе исходное полотно является полимерной пленкой, причем полученное ламинатное полотно имеет первую сторону, содержащую второе исходное полотно и множество дискретных пучков, содержащих волокна, структурно целые с нетканым полотном и протяженные из нетканого полотна, причем каждый пучок имеет основание пучка, проксимальное по отношению к нетканому полотну, и дистальную часть, находящуюся напротив основания пучка, и по меньшей мере часть дистальной части каждого из пучков покрыта колпачком, причем каждый из колпачков является структурным продолжением полимерной пленки, протяженным над дистальной частью дискретного пучка, и причем колпачок содержит первый проем, содержащий место разрыва в полимерной пленки, над которым является протяженным пучок.
И хотя теоретически это не обязательно, можно ожидать, что если волокна первого исходного полотна имеют немного криволинейную форму (то есть немного вьются), то получаемые пучки 6 будут содержать больше волокон 8, образующих петли, и меньше волокон 18, не образующих петель, чем в случае волокон, имеющих более прямолинейную конформацию. Можно также ожидать, что волокна, имеющие криволинейную конформацию, с меньшей вероятностью могут попасть сразу на два зуба, то есть значительно меньше вероятность их растяжения за предел разрыва, и больше вероятность формирования законченных петлеобразных структур. Такие волокна, имеющие криволинейную форму, могут быть, например, получены путем изготовления эксцентричных двухкомпонентных волокон, или волокна, в которых параллельно друг другу идут компоненты из различных материалов, например, из полиэтилена и нейлона.
Было определено, что некоторые типы нетканых полотен, например, кардованные полотна, содержащие штапельные волокна одной длины, при их использовании в качестве первого исходного полотна, дают очень мало петлеобразующих волокон 8 в пучках 6, так что пучки 6, образующиеся в таких волокнах, нельзя охарактеризовать как содержащие множество петлеобразных, выровненных волокон, как было описано выше в отношении воплощений, изображенных на фиг.1-4. Вместо этого кардованные нетканые полотна могут образовывать пучки 6, в которых имеется мало, или вовсе нет петлеобразующих, выровненных волокон 8, зато имеется множество не выровненных и не образующих петель волокон 18. Можно ожидать, что отсутствие выравнивания волокон в пучках 6, сформированных в кардованных полотнах, частично вызвано природой волокон, содержащихся в кардованном полотне. Штапельные волокна не являются «бесконечными», а имеют определенную длину, которая может составлять от примерно 15 мм до примерно 100 мм, более типичную - от примерно 40 мм до примерно 80 мм. Поэтому можно ожидать, что при обработке кардованного полотна с помощью устройства, изображенного на фиг.6, имеется гораздо более высокая вероятность того, что свободный конец волокна окажется вблизи места образования пучка 6, и в конце концов такое волокно окажется в пучке 6 и не образует петли. Более того, часто штапельные волокна не имеют таких же характеристик растяжения, как, например, волокна типа спанбонд или выдуваемые из расплава. Однако, даже если пучки 6 не содержат волокон, образующих петли, такие волокнистые пучки тем не менее могут обеспечивать ощущение мягкости полотна, и такое полотно может иметь характеристики, напоминающие характеристики махровой ткани.
Если в качестве первого исходного полотна 20 используется тканое полотно, формирование пучков 6 в нем и получаемая их структура будут очень близкими, или даже практически такими же, как у пучков 6, формируемых в нетканых полотнах. Так, например, если тканое первое исходное полотно 20 имеет растяжимые нити основы и/или утка, преимущественно ориентированные в направлении, поперечном по отношению к направлению движения материала в машине (CD), после обработки полотна в устройстве 100, описанном выше, зубья будут выводить из плоскости полотна только нити (основы или утка), ориентированные в направлении, поперечном по отношению к направлению движения материала в машине (CD). Поэтому полотно 1, полученное из тканого первого исходного полотна, может выглядеть, как махровая ткань, и обеспечивать осязательные ощущения, очень близкие к ощущениям от махровой ткани.
В некоторых воплощениях первое исходное полотно 20 является нетканым полотном, в котором силы скрепления волокон между собой минимальны. Так, например, исходное полотно может быть нетканым полотном, имеющим структуру из дискретных точек термического скрепления, известную сведущим в области производства нетканых полотен. В целом, однако, желательно, чтобы количество точек скрепления между волокнами было минимальным, а расстояния между ними были максимальны, чтобы обеспечить максимальную подвижность волокон и возможность их смещения из исходного положения при формировании пучков 6. В целом, лучшие и более отчетливые пучки 6 могут быть получены при использовании волокон, имеющих относительно большой диаметр, и/или относительно высокий предел растяжения на разрыв, и/или относительно высокую подвижность.
И хотя выше полотно 1 было описано как двухслойное полотно, изготовленное из двух исходных полотен, на самом деле не обязательно, что число его слоев должно быт ограничено только двумя слоями. Так, например, из трех или более исходных полотен может быть изготовлен ламинат, содержащий соответственно три или более слоев. Так, например, полотно 1 может содержать верхний лист, вторичный верхний лист и сердцевину, применяемые в гигиенических изделиях. Для изготовления ламинатного полотна 1 не обязательно использовать адгезив или прочие средства крепления слоев друг к другу.
Составляющие полотно 1 слои (например, исходные полотна 20 и 21, а также прочие слои, если имеются) могут удерживаться друг с другом за счет «фиксирующего» эффекта пучков, протяженных через проемы 4 во втором исходном полотне 21. В некоторых воплощениях может быть желательным использование адгезивов, термического или прочих способов скрепления слоев, в зависимости от области конечного применения полотна 1. Так, например, полотно 1, содержащее нетканые полотна из двухкомпонентных волокон, после формирования пучков может быть продуто насквозь горячим воздухом для дополнительного скрепления слоев друг с другом и увеличения прочности полотна на отрыв слоев друг от друга. Кроме того, может быть желательным нанесение адгезива по меньшей мере на часть одного из исходных полотен. Так, например, в некоторых воплощениях на некоторые участки исходных полотен, или по всей площади исходных полотен могут быть нанесены адгезив, смола или порошок для скрепления слоев друг с другом, или между ними может быть выполнено термическое скрепление. В случае нанесения адгезива, адгезив могут быть нанесен непрерывно, например, при помощи щелевого аппликатора, или прерывистым образом, например, распылением, экструдированием и прочими способами. Прерывистое нанесение адгезива может осуществляться полосами, каплями и в виде прочих структур.
В многослойном полотне 1 материал каждого из исходных полотен может обладать различными свойствами, которые придают свои преимущества полотну 1. Так, например, полотно 1, содержаще два или более исходных полотен, например, первое и второе исходное полотно, может иметь преимущества в виде улучшенных свойств поглощения жидкости, что позволяет использовать его в качестве верхнего листа абсорбирующего изделия одноразового пользования, как будет описано ниже. Для наилучшего поглощения жидкости первое исходное полотно 20 может, например, содержать относительно гидрофильные волокна. Второе исходное полотно 21 может быть полимерной пленкой, например, полиэтиленовую пленку, и может быть гидрофобным само по себе, или сделано гидрофобным. Жидкость, попадающая на верхний, относительно гидрофобный слой из полимерной пленки, будет быстро поглощаться гидрофильными пучками 6.
Одним из механизмов, обеспечивающих ускоренный перенос жидкости, могут быть капиллярные структуры, образованные в целом выровненные друг относительно друга волокнами 8 и/или 18 пучков 6. Волокна 8 и/или 18 образуют выровненные в одном направлении капилляры, заключенные между соседними волокнами, и действие данных капилляров усиливается за счет того, что упомянутые волокна сходятся друг с другом у оснований 17 пучков 6.
Можно ожидать, что ускоренный транспорт жидкости еще более усиливается за счет того, что жидкость может заходить в полотно 1 через пустоты, образованные петлеобразными пучками 6. Такое «латеральное» поступление жидкости, в сочетании с работой капилляров, и/или градиентом гидрофильности, обеспечиваемые структурой полотна 1, делают полотно 1 практически идеальным материалом для приема жидкости в абсорбирующих изделиях одноразового пользования.
В зависимости от материалов исходных полотен 20 и 21, а также размерных параметров валиков 102 и 104, включая параметры зубьев 110, могут быть получены полотна 1, имеющие физические свойства, находящиеся в самом широком диапазоне. Полотно 1 может иметь самую различную текстуру, придающую ему осязательные ощущения от мягкости до грубости, абсорбирующие свойства от полного отсутствия поглощения до высокого поглощения; объемность, от малой объемности до большой объемности, прочность на разрыв от низкой до высокой; эластичность, от низкой эластичности до высокой, например, по меньшей мере 100%-ной эластичной растяжимости; стойкость к различным химическим веществам, от низкой до высокой, в зависимости от видов химических веществ; а также многие другие свойства в самых широких диапазонах, в целом классифицируемые как защитные, например, устойчивость против щелочей, непрозрачность, эффективность поглощения воды, эффективность работы в качестве протирочного материала, эффективность поглощения масел, влагопроницаемость, устойчивость к погодным факторам, теплоизолирующие свойства, высокая механическая прочность, высокая прочность на разрыв, устойчивость к истиранию, отсутствие чрезмерного накопления электростатического заряда, сродство к покровным материалам и красителям, безопасность использования и им подобные. В целом, в зависимости от характеристик растяжимости первого исходного полотна 20, размерные параметры устройства 100 также могут быть изменены в широких пределах, что позволит получить полотно, характеризующееся различными размерами, связанными с пучками 6, включая высоту h пучков (как показано на фиг.3), и расстояние между ними (фактически определяющее количество пучков 6 на единицу площади поверхности). Кроме того, пучки могут быть расположены в линии, или заполнять различные фигуры или области ламинатного полотна 1, что достигается соответствующим расположением зубьев 110 на валике 104.
Ламинатное полотно 1 может содержать косметическую композицию. Косметическая композиция, нанесенная на поверхность абсорбирующего изделия, обращенную к телу, может оказывать уход за кожей пользователя и улучшать ее состояние. Косметическая композиция может быть полутвердой, тающей при надевании абсорбирующего изделия на тело. Косметическая композиция может быть гидрофобным полутвердым составом, предотвращающим передачу накопленной влаги от абсорбирующего изделия к телу, тем самым улучшая ощущения пользователя при ношении изделия. Пучки 6 могут в сущности не содержать косметической композиции, что позволит сохранить их свойства в отношении поглощения жидкости. Косметическая композиция может наноситься на ламинатное полотно 1 с помощью увлажнительного валика. Косметическая композиция может быть нанесена на колпачки 7. Косметическая композиция может содержать вазелин. Косметическая композиция может содержать компоненты, описанные в патентах США 5968025; 6627787; 6498284; 6426444; 6586652; 3489148; 6503526; 6287581; 6475197; 6506394; 6503524; 6626961; 6149934; 6515029; 6534074; 6149932, публикациях WO/2000/038747, EP-A 927050, или их сочетания. Косметическая композиция может быть нанесена таким образом, что более чем примерно 75% массы композиции на любом квадратном сантиметре ламинатного полотна будет нанесено на упомянутую полимерную пленку. Косметическая композиция может быть нанесена таким образом, что более чем примерно 90% массы композиции на любом квадратном сантиметре ламинатного полотна будет нанесено на упомянутую полимерную пленку.
Полотно 1 может использоваться для широкого спектра различных приложений, включая: фильтрующие листовые материалы, например, для фильтрации воздуха, жидкостей, вакуума, конденсата; антибактериальные фильтры; листовые материалы для различных электрических устройств, например, бумага для сепараторов конденсатора и упаковочные материалы для магнитных дисков; различные листовые материалы промышленного применения, например, тканевые основы различных типов для клейкой ленты, маслопоглощающие материалы, бумажный войлок; различные протирочные материалы, например, для уборки дома или медицинского назначения; материалы для протирки печатных барабанов, копировальных аппаратов, оптических систем; салфетки для ухода за ребенком, различные листовые материалы гигиенического и медицинского назначения, например, халат хирурга, покровная ткань, шапочка, маска, простынь, полотенце, марля, ткань для компрессов, подгузник, подкладочная ткань для подгузника, покровная ткань подгузника, покровный слой женской гигиенической прокладки, принимающий жидкость слой гигиенической прокладки или подгузника (находящийся под покровным слоем), сердцевина подгузника, подкладочные элементы тампонов, оболочки тампонов, тканевая основа лейкопластыря; влажные полотенца и салфетки; различные листовые материалы для изготовления одежды, например, набивка для одежды, подкладка для джемпера, одноразовое нижнее белье; тканевая основа для искусственной и синтетической кожи; скатерти, обои, занавески; оберточная бумага, упаковка для осушающих веществ; пакеты для покупок, одежды, наволочка; различные листовые материалы сельскохозяйственного назначения, например, для покрытия почвы или предотвращения эрозии, защиты от холода и солнечного цвета, занавесы, прочие покровные материалы, оберточные материалы для упаковки средств защиты растений, подкладочная бумага горшков для проращивания семян; маска для защиты органов дыхания от дыма и пыли, лабораторный халат, прочая пылезащитная одежда; различные листовые материалы для строительства, например, полотна для защиты от пыли, дренажные материалы, фильтрующие материалы, разделительные, покровные, кровельные материалы, тканевая основа для ковров, материалы для внутренней отделки стен, звукоизоляционные и вибропоглощающие листовые материалы, листы для термической обработки; листовые материалы для внутренней отделки автомобилей, например, коврики для салона и багажника, формованные материалы для потолков, подголовников, материалы сепараторов для щелочных батарей. Прочие примеры использования материалов в соответствии с настоящим изобретением включают салфетки для личной гигиены, например, салфетки для ухода за ребенком, салфетки для лица или тела.
В одном из воплощений полотно 1, или композитный материал, включающий полотно 1, может использоваться как элемент для накопления фекальных выделений. Полотно 1 может использоваться как вторичный верхний слой или подслой, помещаемый под перфорированное полотно или пленку, и принимающий и удерживающий фекальные или прочие выделения организма, имеющие низкую вязкость, и предотвращающий обратное их попадание на кожу пользователя после дефекации. Воплощения настоящего изобретения, обеспечивающие относительно большой объем полотна 1, например, за счет размеров пучков или расстояния между ними, в целом обеспечивают большую емкость накопления фекальных выделений низкой вязкости. Абсорбирующие изделия, в которых используются такие подслои или элементы для накопления фекальных выделений, описаны в патентах США 5941864; 5957906; 6018093; 6010491; 6186992; 6414215 и прочих.
2
2
2
В одном из воплощений полотно 1 содержит нетканое первое исходное полотно 20, содержащее нетканый материал типа спанбонд, имеющий удельный вес примерно 80 г/м, содержащий двухкомпонентные волокна из полиэтилена и полипропилена (конфигурации «оболочка-сердцевина») средним диаметром примерно 33 мкм, и второе исходное полотно, содержащее полиэтиленовую пленку, имеющую удельный вес примерно 20 г/см. В данном воплощении полотно 1 содержит 24 пучка 6 на 1 см, причем упомянутые пучки 6 содержат множество петлеобразных, выровненных волокон 8, имеющих средний диаметр примерно 18 мкм. Полотно такого типа может успешно использоваться для изготовления верхнего листа абсорбирующих изделий одноразового пользования, как будет подробнее описано ниже со ссылкой на фиг.10. Так, например, такое полотно 1 будет непроницаемым для жидкостей, за исключением его областей, где по пучкам 6 жидкость может проникать от первой стороны 3 полотна 1 ко второй стороне 5.
На фиг.10 представлен вид гигиенической прокладки, в качестве одного из компонентов которой используется полотно 1 в соответствии с настоящим изобретением. Изображенная гигиеническая прокладка 200 содержит тыльный лист 202, верхний лист 206 и абсорбирующую сердцевину 204, расположенную между верхним листом 206 и тыльным листом 202, которые могут быть скреплены по периферии 210. Верхний лист 206 может содержать полотно 1. Верхний лист 206 может быть обращен к абсорбирующей сердцевине 204, так что первое исходное полотно 20, из которого выходят пучки 6, может быть расположено между вторым исходным полотном 21 и абсорбирующей сердцевиной 204. Гигиеническая прокладка 200 может иметь протяженные в сторону части 208, именуемые обычно «крыльями», которые заворачиваются пользователем за края промежностной области нижнего белья. Использование в гигиенических прокладках верхних листов, обращенных к телу пользователя, хорошо известно сведущим в данной области техники, поэтому в настоящей заявке нет необходимости подробно описывать возможные варианты их конструкции. Кроме гигиенических прокладок, полотно 1 может использоваться в подгузниках, изделиях для взрослых, страдающих недержанием мочи, и прочих гигиенических изделиях. Кроме того, следует отметить, что полотно 1 может также использоваться, само по себе, или в сочетании с другими материалами, для изготовления тыльных листов, сердцевины, верхнего листа, вторичного верхнего листа и/или «крыльев». Полотно 1 может быть также многослойным и содержать, например, верхний лист, вторичный верхний лист, сердцевину и тыльный лист. Полотно 1 может содержать любое число слоев.
Полотно 1 может быть особенно подходящим для использования в качестве верхнего листа 206 гигиенической прокладки 200. Полотно 1 может быть особенно подходящим для использования в качестве верхнего листа 206 гигиенической прокладки благодаря отличному сочетанию характеристик приема и распределения жидкости и передачи ее абсорбирующей сердцевине 204, предотвращению обратного поступления жидкости к поверхности верхнего листа 206, обращенной к телу при использовании изделия, а также благодаря способности колпачков 7 закрывать жидкость, удерживаемую в капиллярах пучков 7. Обратное попадание жидкости к телу может происходить по двум причинам: (1) выдавливание поглощенной жидкости из гигиенической прокладки 200 при ее сдавливании; и/или (2) попадание влаги в верхний лист 206 и/или на него. Оптимальный верхний лист 206 должен характеризоваться максимальной скоростью приема жидкости, максимальным объемом ее удержания и минимальным обратным ее выходом.
2
2
Верхний лист 206 может быть изготовлен из нетканого первого исходного полотна 20 и второго исходного полотна 21, которым является непроницаемая для жидкости полиэтиленовая пленка. Удельный вес данных компонентов полотна может быть различным, но как правило, оптимальное соотношение цены и качества обеспечивает полотно 1, имеющее суммарный удельный вес от примерно 20 г/м до примерно 80 г/м. Полотно 1, изготовленное в форме ламината из пленки и нетканого материала может обеспечивать требуемую мягкость и одновременно капиллярность пучков из волокон, а полимерная пленка эффективно препятствует обратному проникновению жидкости к телу. Если полотно 1 используется для изготовления верхнего слоя 206 гигиенической прокладки, и его первая сторона 3 является стороной, обращенной к телу, а вторая сторона 5 сообщается с жидкостью, находящейся в абсорбирующей сердцевине, жидкость принимается пучками 6 на первой стороне 3 полотна 1, и по пучкам, как по фитилю, проходит через второе исходное полотно 21 ко второй стороне 5 полотна 1, и далее поглощается абсорбирующей сердцевиной 204. Из-за того, что пучки являются дискретными, находятся друг от друга на некотором расстоянии, и отделены друг от друга непроницаемым для жидкости вторым исходным полотном 21, обратное попадание жидкости к телу сводится к минимуму. В качестве альтернативы, полотно 1 может быть использовано таким образом, что первая сторона 3 будет стороной, находящейся в сообщении с накопленной жидкостью, а вторая сторона 5 будет стороной, обращенной к телу. Это позволяет использовать места 16 нарушения непрерывности для захода в них жидкости и ее попадания в пучки 6.
На фиг.11 показан вид с частичным разрезом менструального тампона 300, в качестве одного из компонентов которого используется полотно 1 в соответствии с настоящим изобретением. Тампон 300 содержит спрессованную абсорбирующую сердцевину 302 и проницаемую для жидкости оболочку 304, покрывающую абсорбирующую сердцевину 302. Оболочка может быть протяженной за пределы одного из концов абсорбирующей сердцевины 302, образуя юбку 306. Для облегчения извлечения тампона после его использования может быть предусмотрено некоторое средство, например, в виде нити 308. Тампоны и их внешняя оболочка хорошо известны сведущим в данной области техники, поэтому нет необходимости подробно описывать всевозможные варианты их конструкции. Следует, однако, заметить, что полотно 1 может использоваться само по себе, или как составная часть для изготовления оболочки, сердцевины и/или средства его извлечения.
На фиг.12 показано изображение (вид сверху) ламинатного полотна в соответствии с настоящим изобретением, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа. Как видно из данной микрофотографии, колпачок 7 покрывает по меньшей мере часть дистальной части 31 одного из пучков 6. Колпачок является структурно протяженным из по меньшей мере двух мест 54 продолжений исходного полотна, находящихся на противоположных сторонах пучка 6. Места 54 продолжений отделены друг от друга первым проемом 51 и вторым проемом 52. Если смотреть сверху, колпачок 7, покрывающий дистальную часть 31 определенного пучка, может скрывать от взора жидкость, например, менструальные выделения, удерживаемые в капиллярах между волокнами 8, образующими пучки 6. На фиг.12 показана также микротекстура полимерной пленки, которую в данном случае представляют отверстия 72.
На фиг.13 представлен вид сбоку ламинатного полотна в соответствии с настоящим изобретением, также полученный с помощью сканирующего электронного микроскопа. Как видно из данного чертежа, основание 71 колпачка, ближнее по отношению к первой стороне 3 ламинатного полотна 1, уже, чем часть колпачка 7, более удаленная от основания 71 колпачка. Как видно из данного чертежа, колпачок 7 имеет в целом П-образную форму.
На фиг.14 представлен вид сбоку (в направлении, перпендикулярном направлению вида на фиг.13) ламинатного полотна в соответствии с настоящим изобретением, также полученный с помощью сканирующего электронного микроскопа. Как видно из данного чертежа, колпачок 7 может иметь более чем два проема, так что он будет являться протяженным из первого исходного полотна 21 (полимерной пленки) в более чем двух дискретных местах.
2
Ламинатное полотно 1, которое может быть использовано в качестве верхнего листа 206 или оболочки 304 тампона, может быть изготовлено с помощью устройства в соответствии с настоящим изобретением. Подходящим материалом для первого исходного полотна 20 может быть нетканое полотно ВВА Bico, плотностью 28 г/см, GCAS 95001796 (фильное), состава 50%/50% полиэтилен/полипропилен производства ВВА Nonwovens. Подходящим материалом второго исходного полотна 21 может быть полотно Tredegar Х-33350 (фильное) с микротекстурой 100 элементов/дюйм производства Tredegar Corp. Для изготовления ламинатного полотна в соответствии с настоящим изобретением могут использоваться два набора параметров способа, приведенные в Таблице 1. Зубья 110 могут иметь постоянную длину TL по окружности боковой поверхности валика, равную 0,120 дюйма, расстояние TD между ними по окружности боковой поверхности валика может составлять 0,060 дюйма, шаг Р между рядами зубьев может составлять 0,060 дюйма, глубина Е зацепления может составлять 0,114 дюйма, высота Н зубьев может составлять 0,185 дюйма, радиус закругления у вершин между зубьями 100 и канавками 108 может составлять 0,005 дюйма, а радиус закругления у впадин между зубьями 100 и канавками 108 может составлять 0,015 дюйма. Температура нетканого полотна может составлять примерно 25°С. Температура полимерной пленки может быть большей, чем 25°С. Более высокая, чем 25°С, температура полимерной пленки, например, примерно 50°С, может способствовать лучшему образованию колпачков 7. В целом можно ожидать, что факторами, определяющими конечную структуру ламинатного полотна, являются упругие свойства применяемых исходных полотен, температура, микротекстура полимерной пленки, а также натяжение полотна при подаче его в устройство и на выходе из него.
Размеры и их значения, содержащиеся в данном документе, не следует рассматривать как строго ограниченные в точности приведенными значениями. Напротив, если не оговорено особо, под приведенным значением понимается данное значение в точности и все значения, находящиеся в функционально эквивалентной его окрестности. Так, например, значение, обозначенное как 40 мм, следует рассматривать как «примерно 40 мм».
Все документы, на которые приводятся ссылки в настоящем описании, включая ссылки на иные патенты и заявки, цитируются целиком, если явно не оговорено, что они цитируются частично или с ограничениями. Цитирование какого-либо документа не означает признание того, что цитируемый документ должен быть включен в уровень техники по отношению к изобретению, изложенному в настоящей заявке, или что цитируемое изобретение само по себе или в сочетании с другим документом, или другими документами, объясняет, предлагает или описывает идею настоящего изобретения. Кроме того, если какое-либо значение или определение понятия в настоящем документе не совпадает со значением или определением данного понятия в документе, на который дается ссылка, следует руководствоваться значением или определением данного понятия, содержащимся в настоящем документе.
Несмотря на то, что в данном документе иллюстрируются и описываются конкретные воплощения настоящего изобретения, сведущим в данной области техники будет очевидно, что возможно внесение прочих изменений и модификаций, не нарушающих идею и назначение изобретения. С этой целью имелось в виду в прилагаемой формуле изобретения представить все возможные подобные изменения и модификации в объеме настоящего изобретения.