ФОРМИРУЮЩИЙ ЛЕНТОЧНЫЙ КОНВЕЙЕР ДЛЯ ФОРМОВАННОГО НЕТКАНОГО МАТЕРИАЛА
FORMING BELT CONVEYOR FOR FORMED NON-WOVEN MATERIAL

ОБЛАСТЬ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к формованным, трехмерным нетканым материалам и изделиям, изготовленным из формованных трехмерных нетканых материалов.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Нетканые материалы используются для различных сфер применения, включая абсорбирующие средства личной гигиены, предметы одежды, средства для медицинского применения и средства для очистки. Нетканые средства личной гигиены включают в себя предметы ухода за младенцами, такие как подгузники, предметы для ухода за детьми, такие как трусики для приучения к горшку, предметы женской гигиены, такие как гигиенические прокладки и предметы для ухода за взрослыми, такие как изделия для пациентов с недержанием, урологические прокладки и урологические трусы. Нетканые предметы одежды включают защитную спецодежду и медицинскую одежду, например, хирургические халаты. Другие средства для медицинского применения включают в себя нетканые перевязочные материалы и хирургические повязки. Средства для очистки из нетканых материалов включают полотенца и салфетки. Также хорошо известны и другие виды использования нетканых материалов. Приведенный выше список не является исчерпывающим.
Различные свойства нетканых материалов определяют пригодность нетканых материалов для различных областей применения. Нетканые материалы можно спроектировать таким образом, чтобы они имели различные комбинации свойств для удовлетворения различных потребностей. Переменные свойства нетканых материалов включают свойства работы с жидкостями, такие как смачиваемость, распределение и впитываемость, прочностные характеристики, например, прочность при растяжении и прочность на разрыв, свойства мягкости, свойства долговечности, например, прочность на истирание и эстетические свойства. Физическая форма нетканого материала также влияет на функциональность и эстетические свойства нетканого материала. Нетканые материалы изначально изготавливают в листы, которые при укладке на плоскую поверхность могут иметь практически плоскую поверхность, лишенную характерных особенностей, или могут иметь множество особенностей поверхности, например, отверстие или выступы, или и то, и другое. Нетканые материалы с отверстиями или выступами зачастую называют трехмерными формованными неткаными материалами. Настоящее описание изобретения относится к трехмерным формованным нетканым материалам.
Несмотря на предшествующие достижения в области нетканых материалов, остается потребность в улучшенных нетканых материалах с характеристиками трехмерной поверхности.
Кроме того, остается потребность в процессах и оборудовании для производства улучшенных нетканых материалов с характеристиками трехмерной поверхности.
Кроме того, остается потребность в изделиях, включая абсорбирующие изделия, изготовленные с использованием улучшенных нетканых материалов с характеристиками трехмерной поверхности.
Кроме того, остается потребность в абсорбирующих изделиях, изготовленных с использованием нетканых материалов, имеющих характеристики трехмерной поверхности и которые могут быть упакованы в сжатом виде при минимизации потерь характеристик трехмерной поверхности при вскрытии упаковки.
Кроме того, остается потребность в абсорбирующих изделиях, изготовленных с использованием мягких фильерных нетканых материалов, имеющих характеристики трехмерной поверхности, у которых при использовании снижаются свойства взлохмачивания.
Кроме того, остается потребность в упаковках абсорбирующих изделий, содержащих мягкие нетканые материалы, которые имеют уменьшенную высоту стопки в пакете по сравнению с обычными упаковками абсорбирующих изделий, таким образом упаковки удобны для обращения и хранения лицами, осуществляющими уход и, таким образом производители имеют низкие затраты на распространение без потери эстетичности, впитываемости или мягкости абсорбирующего изделия.
ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В настоящем документе описывается формирующий ленточный конвейер, который используется для производства нетканой подложки. Формирующий ленточный конвейер включает в себя первую поверхность, определяющую плоскость первой поверхности и ось, параллельную продольному направлению, соответствующему направлению машины во время использования. Множество отдельных узоров ленточных конвейеров можно упорядочить в последовательном отношении относительно продольного направления. По меньшей мере, большинство из множества отдельных узоров ленточных конвейеров может включать в себя общую площадь отдельного узора ленточного конвейера, первую зону формирования, имеющую первый узор трехмерных выступающих элементов, проходящих наружу от плоскости первой поверхности, и вторую зону формирования, имеющую второй узор трехмерных выступающих элементов, проходящих наружу от плоскости первой поверхности. Первая зона формирования может иметь первое значение воздухопроницаемости, а вторая зона формирования может иметь второе значение воздухопроницаемости. Первое значение воздухопроницаемости может отличаться от второго значения воздухопроницаемости.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На ФИГ. 1 представлена фотография варианта осуществления настоящего изобретения.
На ФИГ. 2 представлена фотография варианта осуществления настоящего изобретения.
На ФИГ. 3 представлена фотография варианта осуществления настоящего изобретения.
На ФИГ. 4 показан вид в поперечном разрезе части материала по настоящему описанию изобретения, как показано на ФИГ 1.
На ФИГ. 5А представлено схематическое изображение, иллюстрирующее вид в поперечном разрезе нити, изготовленной с использованием первичного компонента А и вторичного компонента В, расположенных рядом друг с другом.
На ФИГ. 5В представлено схематическое изображение, иллюстрирующее вид в поперечном разрезе нити, изготовленной с использованием первичного компонента А и вторичного компонента В, расположенных эксцентрично в оболочке/сердцевине.
На ФИГ. 5С представлено схематическое изображение, иллюстрирующее вид в поперечном разрезе нити, изготовленной с использованием первичного компонента А и вторичного компонента В, расположенных концентрично в оболочке/сердцевине.
На ФИГ. 6 представлен вид в перспективе фотографии трехслойного двухкомпонентного волокна.
На ФИГ. 7 представлено схематическое изображение аппарата для изготовления материала по настоящему изобретению.
На ФИГ. 8 представлена деталь части аппарата для соединения материала по настоящему изобретению.
На ФИГ. 9 представлена другая деталь части аппарата для соединения материала по настоящему изобретению.
На ФИГ. 10 представлена деталь части аппарата для соединения материала по настоящему изобретению.
На ФИГ. 11 представлена фотография варианта осуществления настоящего изобретения.
На ФИГ. 12 представлена фотография части формирующего ленточного конвейера, используемого по настоящему изобретению.
На ФИГ. 13 представлен вид в поперечном разрезе части формирующего ленточного конвейера, показанного на ФИГ. 12.
На ФИГ. 14 представлено изображение части маски, используемой для изготовления формирующего ленточного конвейера, показанного на ФИГ. 12.
На ФИГ. 15 представлено изображение части маски, используемой для изготовления формирующего ленточного конвейера, показанного на ФИГ. 16.
На ФИГ. 16 представлена фотография части формирующего ленточного конвейера, используемого по настоящему изобретению.
На ФИГ. 17 представлено изображение части маски, используемой для изготовления формирующего ленточного конвейера, показанного на ФИГ. 18.
На ФИГ. 18 представлена фотография части формирующего ленточного конвейера, используемого по настоящему изобретению.
На ФИГ. 19 представлена фотография части формирующего ленточного конвейера, используемого по настоящему изобретению.
На ФИГ. 20 представлено изображение маски, используемой для изготовления формирующего ленточного конвейера, показанного на ФИГ. 19.
На ФИГ. 21 представлена фотография материала по настоящему изобретению, изготавливаемого на формирующем ленточном конвейере, показанном на ФИГ. 19.
На ФИГ. 22 представлен схематический вид в перспективе формирующего ленточного конвейера по настоящему изобретению.
На ФИГ. 23 представлен вид в горизонтальной проекции нетканой подложки, включающей нетканые материалы по настоящему изобретению.
На ФИГ. 24 представлен вид в горизонтальной проекции нетканой подложки, включающей нетканые материалы по настоящему изобретению.
На ФИГ. 25А представлен вид в горизонтальной проекции материала по настоящему изобретению с частями, удаленными для измерения локальной основной массы.
На ФИГ. 25В представлен вид в горизонтальной проекции материала по настоящему изобретению с частями, удаленными для измерения локальной основной массы.
На ФИГ. 26 представлено графическое изображение поперечного изменения основной массы в материале по настоящему изобретению.
На ФИГ. 27 показано схематическое изображение упаковки по настоящему изобретению.
На ФИГ. 28 представлен вид в горизонтальной проекции абсорбирующего изделия по настоящему изобретению.
На ФИГ. 29 представлен вид в горизонтальной проекции абсорбирующего изделия по настоящему изобретению.
На ФИГ. 30 представлен вид в поперечном разрезе секции 29-29, представленной на ФИГ. 28.
На ФИГ. 31 представлен вид в горизонтальной проекции абсорбирующего изделия по настоящему изобретению.
На ФИГ. 32 представлен вид в поперечном разрезе секции 32-32, представленной на ФИГ. 31.
На ФИГ. 33 представлен вид в горизонтальной проекции абсорбирующего изделия по настоящему изобретению.
На ФИГ. 34 представлен вид в поперечном разрезе секции 34-34, представленной на ФИГ. 33.
На ФИГ. 35 представлен вид в поперечном разрезе секции 35-35, представленной на ФИГ. 33.
На ФИГ. 36 представлена фотография варианта осуществления настоящего изобретения.
На ФИГ. 37 представлена фотография варианта осуществления настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В настоящем описании предлагается формованный нетканый материал, непосредственно сформированный на формообразующем ленточном конвейере с использованием непрерывных фильерных нитей в рамках одного процесса формования. Материал по настоящему изобретению может принимать форму соответствующую форме формирующего ленточного конвейера. Материал по настоящему изобретению, изготовленный на формирующем ленточном конвейере настоящего изобретения по способу настоящего изобретения, может быть особенно полезным для использования в изделиях личной гигиены, предметах одежды, медицинских изделиях и средствах для очистки.
Полезные свойства нетканого материала будут описаны в некоторых вариантах осуществления в настоящем документе в контексте общей площади нетканого материала. Общая площадь может представлять собой область, определяемую размерами, подходящими для определенных сфер применения, для которых различные характеристики изобретения обеспечивают полезные свойства.
2
2
2
Например, общая площадь материала может представлять собой общую площадь материала, имеющего размеры, подходящие для использования в качестве верхнего слоя, внешнего слоя нетканого материала, накопительного слоя, распределяющего слоя или слоя другого компонента для подгузника или верхнего слоя, внешнего слоя нетканого материала, накопительного слоя, распределяющего слоя или слоя другого компонента для гигиенической прокладки, верхнего слоя, внешнего слоя нетканого материала, накопительного слоя, распределяющего слоя или слоя другого компонента для урологических прокладок или урологических трусов для пациентов с недержанием или тряпки для мытья пола. Таким образом, общая площадь может быть основана на размерах ширины и длины в диапазоне от 10 см до 50 см в ширину и от 15 см до 100 см в длину, в результате чего получается общая площадь от 150 см до 500 см. Вышеупомянутые диапазоны включают четко обозначенный каждый целочисленный размер между границами диапазона. В качестве примера, общая площадь 176 см, определенная при помощи ширины 11 см и длины 16 см, описывается в вышеуказанных диапазонах. Как будет понятно из приведенного в настоящем документе описания, общая площадь формованного нетканого материала может быть меньше площади полотна из нетканого материала, частью которого она является при коммерческом производстве. То есть, в данном коммерчески изготовленном полотне нетканого материала может быть множество формованных нетканых материалов по изобретению, причем каждый из формованных нетканых материалов по изобретению имеет общую площадь, меньшую площади полотна, на котором он изготавливается.
Фотографии примеров вариантов осуществления формованных нетканых материалов 10 показаны на ФИГ. 1-3. Формованный нетканый материал 10 может представлять собой фильерную нетканую подложку, имеющую первую поверхность 12 и вторую поверхность 14. На ФИГ. 1-3, вторая поверхность 14 обращена стороной для просмотра и противоположна первой поверхности 12, которую невидно, но она изображена на ФИГ. 4. Термин «поверхность» используется в широком смысле в качестве ссылки на две стороны полотна для описательных целей и не предназначен для заключения о какой-либо необходимой плоскостности или гладкости. Хотя формованный нетканый материал 10 является мягким и гибким, он будет описан в уплощенном состоянии в контексте одной или нескольких плоскостей X-Y, параллельных уплощенному состоянию, и которые соответствуют в технологии изготовления полотна плоскости поперечного направления машины (CD) и машинного направления (MD), соответственно, как показано на ФИГ. 1-3. Длина (L) в MD и ширина (W) в CD определяют общую площадь А для материала 10. Как показано на ФИГ. 4, которая представляет собой вид в поперечном разрезе части материала 10, показанного на ФИГ. 1 для описательных целей, описываются трехмерные характеристики формованного нетканого материала, как проходящего наружу в направлении Z от плоскости X-Y первой поверхности 16 (см. ФИГ. 4). В одном варианте осуществления максимальный размер трехмерных характеристик в направлении Z может определять максимальное расстояние между плоскостью первой поверхности 16 и плоскостью X-Y второй поверхности 18, причем это расстояние можно измерить как средний размер АС формованного нетканого материала 10. Средний размер может быть определен при помощи оптических бесконтактных средств или может быть определен при помощи приборов, включая разнесенные плоские пластины, которые измеряют размер нетканого материала, размещенного между ними под заданным давлением. Необязательно, чтобы все трехмерные характеристики имели одинаковый максимальный размер в направлении Z, однако множество трехмерных характеристик могут иметь по существу тот же самый максимальный размер в направлении Z, определяемый процессом прядения и свойствами формирующего ленточного конвейера, описанного ниже.
Как показано на ФИГ. 1-4, материал 10 может иметь регулярный, повторяющийся узор множества дискретных, распознаваемых различных трехмерных элементов, включая первый трехмерный элемент 20 и второй трехмерный элемент 22 и третий трехмерный элемент 24, как показано на ФИГ. 2 и 3. Например, на ФИГ. 1, сердцевидный первый трехмерный элемент 20 заметно отличается от более мелкого второго трехмерного элемента 22, который обычно имеет треугольную форму. Распознаваемые различия могут быть визуальными, например, распознаваемые разные размеры и/или формы.
Трехмерные элементы ткани 10 формируют путем прядения волокон непосредственно на формирующем ленточном конвейере, имеющем узор соответствующих трехмерных элементов. В некотором смысле материал 10 формуют методом литья на формирующем ленточном конвейере, который определяет формы трехмерных элементов материала 10. Однако, что важно, как описано в настоящем документе, аппарат и способ по изобретению производят такой материал 10, который помимо принятия формы формирующего ленточного конвейера благодаря характеристикам формирующего ленточного конвейера и аппарата для формирования ткани придаются полезные свойства для использования в изделиях личной гигиены, предметах одежды, медицинских изделиях и средствах для очистки. В частности, ввиду природы формирующего ленточного конвейера и других элементов аппарата, как описано ниже, трехмерные элементы материала 10 имеют интенсивные свойства, которые могут отличаться в зависимости от элемента способами, которые обеспечивают полезные свойства материала 10 при использовании в изделиях личной гигиены, предметах одежды, медицинских изделиях и средствах для очистки. Например, первый трехмерный элемент 20 может иметь основную массу или плотность, которые отличаются от основной массы или плотности второго трехмерного элемента 22, и они оба могут иметь основную массу или плотность, которые отличаются от основной массы или плотности третьего трехмерного элемента 24, обеспечивая полезные эстетические и функциональные свойства, связанные с накоплением, распределением и/или поглощением жидкости в подгузниках или гигиенических прокладках.
Считается, что разница интенсивных свойств между различными трехмерными элементами материала 10 обусловлена распределением и уплотнением волокон, возникающим в результате применения аппарата и способа, описанных ниже. Распределение волокон происходит во время процесса прядения волокон, в отличие, например, от процесса следующего за изготовлением, такие как гидроспутывание или тиснение. Поскольку волокна могут свободно перемещаться во время процесса формования, при движении, определяемом характером элементов и воздухопроницаемостью формирующего ленточного конвейера и другими параметрами обработки, считается, что волокна более стабильны и окончательно сформированы в ткани 10.
Как можно увидеть на ФИГ. 1-3 и, как понятно из описания, представленного в настоящем документе, различные трехмерные элементы могут быть связаны областями относительно более высокой плотности (в отношении к внутренней части трехмерного элемента), которые могут иметь форму замкнутой фигуры (например, форму сердца, показанную на ФИГ. 1 и 3, и ромбовидную форму, показанную на ФИГ. 2 и 3). Замкнутая фигура может быть криволинейной замкнутой фигурой, такой как форма сердца, показанная на ФИГ. 1 и 3. Областями относительно более высокой плотности могут быть области материала 10, которые наиболее близко расположены в направлении Z к первой поверхности 12, такие как области 21, как показано на ФИГ. 4 и, которые могут находиться, по меньшей мере, частично в или на первой плоскости 16, когда она находятся в уплощенном состоянии. Например, как показано на ФИГ. 1, первый трехмерный элемент 20 имеет форму сердца, и, как указано в качестве одного примера первого трехмерного элемента 20А, определяется криволинейным замкнутым элементом в форме сердца. Криволинейный элемент можно понимать как линейный элемент, имеющий в любой точке своей длины тангенциальный вектор V, причем замкнутая форма такова, что тангенциальный вектор V имеет как MD, так и CD компоненты, которые изменяют значения более чем на 50% длины линейного элемента замкнутой фигуры. Конечно, фигура не должна быть полностью замкнута на 100%, но линейный элемент может иметь разрывы, которые не отвлекают от общего впечатления от замкнутой фигуры. Как обсуждается ниже в контексте формирующего ленточного конвейера, для создания замкнутой фигуры в форме сердца на материале 10, криволинейный замкнутый элемент в форме сердца с более высокой плотностью образуется при помощи соответствующего замкнутого выступающего элемента в форме сердца на формирующем ленточном конвейере, чтобы сделать закрытую фигуру сердца на ткани 10. В повторяющемся узоре отдельные формы (в случае первого трехмерного элемента, изображенного на ФИГ. 1, форма сердца) могут создавать эстетически приятные, мягкие, пушистые элементы по всей площади OA второй поверхности 14 материала 10. В варианте осуществления, в котором материал 10 используется в качестве верхнего слоя для подгузника или гигиенической прокладки, вторая поверхность 14 материала 10 может быть обращена к телу для обеспечения превосходных эстетических и эксплуатационных преимуществ, связанных с мягкостью, сопротивлением при сжатии и поглощением жидкости.
В частности, в регулярном повторяющемся узоре замкнутых трехмерных элементов, показанных на ФИГ. 1-3, считается, без привязки к теории, что размеры различных элементов, средняя основная масса всего материала 10 по всей его площади и другие описанные ниже параметры обработки, которые определяют различные интенсивные свойства, способствуют благотворному улучшению восстановления компрессии. Считается, что множество относительно близко расположенных, относительно небольших и относительно мягких трехмерных элементов может действовать как пружины, чтобы противостоять сжатию и восстанавливаться после устранения сжимающего усилия. Восстановление компрессии важно в верхних слоях, внешних слоях нетканого материала, накопительных слоях, распределяющих слоях или слоях других компонентов изделий личной гигиены, например, таких как подгузники, гигиенические прокладки или урологические прокладки или урологические трусы для взрослых пациентов с недержанием, поскольку такие изделия обычно упаковывают и складывают в сжатом состоянии. Производители средств личной гигиены стремятся сохранить большую часть (если не весь) изготовленного размера для эстетических и эксплуатационных целей. Трехмерность формованных элементов обеспечивает важные эстетические преимущества благодаря внешнему виду и мягкости на ощупь, а также приятному виду шероховатых, четко определенных форм, включая очень маленькие формы, такие как маленькие сердца, показанные на ФИГ. 2. Трехмерные элементы также обеспечивают мягкость во время использования, улучшенную впитываемость, меньшую утечку и в целом улучшенный опыт использования. Однако необходимое сжатие при складывании, упаковке, транспортировке и хранении изделий личной гигиены может привести к постоянной потере размера верхнего слоя, внешних слоев нетканого материала, накопительных слоев, распределяющих слоев или слоев других компонентов абсорбирующего изделия, тем самым ухудшая функциональные преимущества. Неожиданно мы обнаружили, что нетканые материалы настоящего изобретения в значительной степени сохраняют свои трехмерные элементы даже после упаковки методом прессования и распределения в сжатом упакованном состоянии.
В таблице 1 ниже показаны данные восстановления сжатия для двух вариантов осуществления настоящего изобретения. Пример 1 соответствует материалу 10, изображенному на ФИГ. 1 и изготовленному на формирующем ленточном конвейере, как описано со ссылкой на ФИГ. 12 и 14. Пример 2 соответствует материалу 10, изображенному на ФИГ. 2 и изготовленному на формирующем ленточном конвейере, как описано со ссылкой на ФИГ. 15 и 16. Как видно из данных, материал 10 по изобретению демонстрирует значительное преимущество в отношении восстановления компрессии при измерении при помощи испытания сжатием на долговечность. В форме упаковки абсорбирующих изделий, обладающих характеристиками восстановления сжатия по настоящему изобретению, могут иметь уменьшенную высоту стопки в пакете, однако все же обеспечивают эстетические, абсорбирующие и преимущества и преимущества мягкости изготовленного подгузника; или как будто его не упаковывали методом сжатия. Настоящее изобретение предусматривает упаковки с уменьшенной высотой стопки в пакете, которые позволяют лицам, обеспечивающим уход, легко обращаться с упаковками и хранить их, а также обеспечивают производителям экономию затрат на распространение, причем они достигаются при сохранении эстетичности, абсорбции или мягкости абсорбирующего изделия.
Пример 1.
Двухкомпонентный фильерный нетканый материал производства, который был получен путем формования в соотношении 50:50 полиэтиленовой оболочки (Aspun-6850-A, полученной от химической компании Dow) и полипропиленового сердечника (РН-835, полученного от компании LyondellBasell) в конфигурации трехслойного волокна, как показано на ФИГ. 6, которая представляет собой сканированный электронно-микроскопический снимок, на котором изображен вид в поперечном разрезе двухкомпонентного трехслойного волокна. Нетканый материал формировали на формирующем ленточном конвейере, имеющем повторяющийся узор, как описано на ФИГ. 12, как описано ниже со ссылкой на ФИГ. 7 и 8, движущемся с линейной скоростью около 25 метров в минуту до средней основной массы 30 г на квадратный метр с повторяющимся узором сердцевидной формы, как показано на ФИГ. 1. Волокна ткани дополнительно соединяли на первой стороне 12 нагретыми уплотняющими валиками 70, 72 (описанными ниже) при температуре 130°С и наматывали на катушку на намоточной машине 75.
Пример 2:
Двухкомпонентный фильерный нетканый материал производства, полученный путем формования в соотношении 50:50 полиэтиленовой оболочки (Aspun-6850-A, полученной от химической компании Dow) и полипропиленового сердечника (РН-835, полученного от компании LyondellBasell) в конфигурации трехслойного волокна, как показано на ФИГ. 6, которая представляет собой сканированный электронно-микроскопический снимок, на котором изображен вид в поперечном разрезе двухкомпонентного трехслойного волокна. Нетканый материал формировали на формирующем ленточном конвейере, имеющем повторяющийся узор, как описано на ФИГ. 16, как описано ниже со ссылкой на ФИГ. 7 и 8, движущемся с линейной скоростью около 25 метров в минуту, чтобы сформировать материал 10, имеющий среднюю основную массу 30 г на квадратный метр с повторяющимся узором ромбовидной формы, как показано на ФИГ. 2. Волокна ткани дополнительно соединяли на первой стороне 12 нагретыми уплотняющими валиками 70, 72 (описанными ниже) при температуре 130°С.
Как можно увидеть из таблицы 1, материал 10 настоящего изобретения сохраняет значительную часть размера после сжатия при относительно высоких давлениях. Например, образцы примера 1 и примера 2 сохраняют более 70% от их первоначального среднего размера после проведения испытания сжатием на долговечность при давлении 35 кПа. Испытание сжатием на долговечность представляет собой моделирование условий, с которыми сталкивается нетканый материал, если он упакован в упаковку с высоким сжатием подгузников, а затем остаются в таком состоянии во время распределения потребителю, а затем упаковку, наконец, открывает потребитель.
Настоящее изобретение может использовать процесс прядения волокна из расплава. При прядении волокна из расплава нет потери массы в экструдате. Прядение волокна из расплава отличается от другого способа прядения, например, мокрого или сухого прядения из раствора, где растворитель удаляется путем улетучивания или диффузии из экструдата, что приводит к потере массы.
Прядение может осуществляться при температуре от около 150°С до около 280°, или, в некоторых вариантах осуществления, от около 190° до около 230°. Скорость прядения волокна может составлять более 100 метров/минуту и может составлять от около 1000 до около 10000 метров/минуту и может составлять от около 2000 до около 7000 метров/минуту и может составлять от около 2500 до около 5000 метров/минуту. Скорость прядения может влиять на хрупкость формованного волокна и, как правило, чем выше скорость прядения, тем меньше хрупкость волокна. Непрерывные волокна могут быть получены при помощи фильерных способов или методов плавления с раздувом.
Материал по настоящему изобретению может включать в себя непрерывные многокомпонентные полимерные нити, содержащие первичный полимерный компонент и вторичный полимерный компонент. Нити могут быть непрерывными двухкомпонентными нитями, содержащими первичный полимерный компонент А и вторичный полимерный компонент В. Двухкомпонентные нити имеют поперечное сечение, длину и периферийную поверхность. Компоненты А и В могут быть расположены в существенно различных зонах по поперечному сечению двухкомпонентных нитей и могут непрерывно проходить вдоль длины двухкомпонентных нитей. Вторичный компонент В составляет, по меньшей мере, часть периферийной поверхности двухкомпонентных нитей непрерывно вдоль длины двухкомпонентных нитей. Полимерные компоненты А и В могут быть спряденными из расплава в многокомпонентные волокна на обычном оборудовании для прядения из расплава. Оборудование будет выбрано на основе желаемой конфигурации многокомпонентного оборудования. Коммерчески доступное оборудование для прядения из расплава можно приобрести в компании Hills, Inc., расположенной в Мельбурне, штат Флорида. Температура для прядения находится в диапазоне от около 180°С до около 230°С. Температура обработки определяется химической природой, молекулярными массами и концентрацией каждого компонента. Двухкомпонентные фильерные волокна могут иметь средний диаметр от около 6 до около 40 микрон и предпочтительно от около 12 до около 40 микрон.
Компоненты А и В могут быть расположены либо рядом друг с другом, как показано на ФИГ. 5А или эксцентрично в оболочке/сердцевине, как показано на ФИГ. 5В для получения нитей, которые имеют естественную спиральную извитость. Альтернативно, компоненты А и В могут быть расположены концентрично в оболочке/сердцевине, как показано на ФИГ. 5С. Кроме того, компоненты А и В могут быть расположены в многослойной оболочке/сердцевине, как показано на фигуре 6. Другие многокомпонентные волокна могут быть получены с использованием композиций и способов настоящего изобретения. Двухкомпонентные и многокомпонентные волокна могут быть сегментированы в виде конфигурации пирога, ленты, островов в море или любой их комбинации. Оболочка может быть непрерывной или прерывистой вокруг сердечника. Отношение массы оболочки к сердечнику составляет от около 5:95 до около 95:5. Волокна настоящего изобретения могут иметь разные геометрии, которые включают круглые, эллиптические, звездообразные, прямоугольные и другие различные эксцентричности.
Способы экструдирования многокомпонентных полимерных нитей в такие расположения хорошо известны специалистам в данной области техники.
Широкое разнообразие полимеров подходит для осуществления настоящего изобретения, включая полиолефины (такие как полиэтилен, полипропилен и полибутилен), полиэфиры, полиамиды, полиуретаны, эластомерные материалы и тому подобное. Неограничивающие примеры полимерных материалов, которые можно формовать в нити, включают природные полимеры, такие как крахмал, производные крахмала, целлюлозу и производные целлюлозы, гемицеллюлозу, производные гемицеллюлоз, хитин, хитозан, полиизопрен (цис и транс), пептиды, полигидроксиалканоаты и синтетические полимеры, включая, помимо прочего, термопластичные полимеры, такие как сложные полиэфиры, нейлоны, полиолефины, такие как полипропилен, полиэтилен, поливиниловый спирт и производные поливинилового спирта, полиакрилат натрия (материал абсорбирующего геля) и сополимеры полиолефинов, такие как полиэтилен-октен или полимеры, содержащие мономерные смеси пропилена и этилена и биодеградируемые или компостируемые термопластичные полимеры, такие как нити из полимолочной кислоты, поливиниловый спирт, нити и поликапролактоновые нити. В одном примере термопластичный полимер, выбранный из группы, состоящей из полипропилена, полиэтилена, полиэфира, полимолочной кислоты, полигидроксиалканоата, поливинилового спирта, поликапролактона, блок-сополимера стирол-бутадиен-стирола, блок-сополимера стирол-изопрен-стирола, полиуретана и их смесей. В другом примере термопластичный полимер выбирают из группы, состоящей из полипропилена, полиэтилена, полиэфира, полимолочной кислоты, полигидроксиалканоата, поливинилового спирта, поликапролактона и их смесей. Альтернативно, полимер может содержать один, полученный из мономеров, которые получены из биологического сырья, такие как биополиэтилен или биополипропилен.
Первичный компонент А и вторичный компонент В могут быть выбраны таким образом, чтобы полученная бикомпонентная нить обеспечивала улучшенное нетканое соединение и мягкость подложки. Первичный полимерный компонент А имеет температуру плавления ниже температуры плавления вторичного полимерного компонента В.
Первичный полимерный компонент А может содержать полиэтилен или статистический сополимер пропилена и этилена. Вторичный полимерный компонент В может содержать полипропилен или статистический сополимер пропилена и этилена. Полиэтилены включают линейный полиэтилен низкой плотности и полиэтилен высокой плотности. Кроме того, вторичный полимерный компонент В может содержать добавки для усиления естественной спиральной извитости нитей, снижения температуры соединения нитей и повышения стойкости к истиранию, прочности и мягкости полученного материала.
Неорганические наполнители, такие как оксиды магния, алюминия, кремния и титана, могут быть добавлены в качестве недорогих наполнителей или вспомогательных веществ, используемых в производственном процессе. Другие неорганические материалы включают водный силикат магния, диоксид титана, карбонат кальция, глину, мел, нитрид бора, известняк, диатомовую землю, кварц из слюдяного стекла и керамику.
Нити по настоящему изобретению также содержат добавку, улучшающую скольжение в количестве, достаточном для придания желаемой гаптики волокну. Используемый здесь термин «добавка, улучшающая скольжение» или «скользящее вещество» означает наружную смазку. Скользящее вещество при смешивании в расплаве со смолой, постепенно выделяется или мигрирует на поверхность во время охлаждения или после изготовления, тем самым образуя однородное, невидимо тонкое покрытие, что придает постоянные смазывающие эффекты. Скользящее вещество предпочтительно является быстродействующим скользящим веществом, способствующим быстрому цветению, и может представлять собой углеводород, имеющий одну или несколько функциональных групп, выбранных из гидроксида, арилов и замещенных арилов, галогенов, алкоксидов, карбоксилатов, сложных эфиров, ненасыщенности углерода, акрилатов, кислорода, азота, карбоксила, сульфата и фосфата.
Во время изготовления или после обработки или в ходе обоих процессов трехмерные нетканые материалы по настоящему изобретению можно обрабатывать поверхностно-активными веществами или другими веществами, чтобы либо гидрофилизировать полотно, либо сделать его гидрофобным. Это стандартная практика для нетканых материалов, используемых в абсорбирующих изделиях. Например, полотно, используемое для верхнего слоя, можно обрабатывать гидрофилизирующим материалом или поверхностно-активным веществом, чтобы сделать его проницаемым для экссудатов организма, например, мочи. Для других абсорбирующих изделий верхний слой может оставаться в своем естественном гидрофобном состоянии или еще более гидрофобным путем добавления гидрофобизирующего материала или поверхностно-активного вещества.
Подходящие материалы для получения многокомпонентных нитей материала по настоящему изобретению включают полипропилен РН-835, полученный из полиэтилена LyondellBasell и Aspun-6850-A, полученный от химической компании Dow.
Когда полиэтилен является компонентом А (оболочка), а полипропилен является компонентом В (сердцевина), двухкомпонентные нити могут содержать от около 5 до около 95% по массе полиэтилена и от около 95 до около 5% полипропилена. Волокна могут содержать от около 40 до около 60% по массе полиэтилена и от около 60 до около 40% по массе полипропилена.
Обращаясь к ФИГ. 7, описывается образец технологической линии 30 для получения материала 10 по настоящему изобретению. Технологическая линия 30 выполнена с возможностью получения ткани из двухкомпонентных непрерывных волокон, но следует понимать, что настоящее описание охватывает нетканые материалы, изготовленные из монокомпонентных или многокомпонентных нитей, имеющих более двух компонентов. Двухкомпонентные нити могут быть трехслойными.
Технологическая линия 30 включает пару экструдеров 32 и 34 для отдельной экструзии первичного полимерного компонента А и вторичного полимерного компонента В. Полимерный компонент А подается в соответствующий экструдер 32 из первого бункера 36, а полимерный компонент В подается в соответствующий экструдер 34 из второго бункера 38. Полимерные компоненты А и В могут подаваться из экструдеров 32 и 34 через соответствующие полимерные трубопроводы 40 и 42 в фильтры 44 и 45 и расплавные насосы 46 и 47, которые накачивают полимер в фильерный комплект 48. Прядильные механизмы для экструдирующих двухкомпонентных нитей хорошо известны специалистам в данной области техники и поэтому подробно не описаны в настоящем документе.
Как правило, фильерный комплект 48 включает в себя корпус, который включает в себя множество пластин, уложенных один поверх другого с узорами отверстий, выполненных с возможностью создания пути протока для направления полимерных компонентов А и В отдельно через прядильные механизмы. Фильерный комплект 48 имеет отверстия, расположенные в одном или нескольких рядах. Отверстия прядильных механизмов образуют проходящую вниз занавеску нитей, когда полимеры экструдируют через прядильные механизмы. Для целей настоящего изобретения прядильные механизмы могут быть расположены так, чтобы образовывать оболочку/сердцевину или расположенные рядом друг с другом двухкомпонентные нити, показанные на ФИГ. 5А, 5В и 5С, а также не круглые волокна, такие как трехслойные волокна, как показано на ФИГ. 6. Кроме того, волокна могут быть однокомпонентными, включающими один полимерный компонент, например, полипропилен.
Технологическая линия 30 также включает в себя вентилятор 50 для охлаждения, расположенный рядом с занавеской нитей, проходящих из прядильного механизма. Воздух из вентилятора 50 для охлаждения охлаждает волокна, выходящие из прядильного механизма. Охлаждающий воздух может быть направлен с одной стороны занавески нитей или с обеих сторон занавески нитей.
Аттенюатор 52 расположен ниже прядильного механизма и принимает охлажденные нити. Хорошо известны устройства волокнообразования или аспираторы для использования в качестве аттенюаторов при применении с полимерами для прядения из расплава. Подходящие устройства волокнообразования для использования в технологическом процессе настоящего изобретения включают в себя линейный волоконный аттенюатор типа, показанного в патенте США № 3802817 и эдуктивные пистолеты типа, показанного в патенте США № 3692168 и патенте США № 3423266, описание которых включено в настоящий документ посредством ссылки.
Как правило, аттенюатор 52 включает в себя удлиненный вертикальный проход, через который нити протягиваются подаваемым воздухом, поступающим со стороны прохода и протекающим вниз через проход. Сформованный, бесконечный, по меньшей мере, частично перфорированный формирующий ленточный конвейер 60 расположен ниже аттенюатора 52 и принимает непрерывные нити из выпускного отверстия аттенюатора 52. Формирующий ленточный конвейер 60 представляет собой ленту и перемещается вокруг направляющих валиков 62. Вакуум 64, расположенный под формирующим ленточным конвейером 60, на который наложены нити, вытягивает нити против поверхности формования. Хотя формирующий ленточный конвейер 60 показан в виде ленты на ФИГ. 8, следует понимать, что формирующий ленточный конвейер также может быть в других формах, таких как барабан. Подробная информация о конкретных формирующих ленточных конвейерах приведена ниже.
При работе технологической линии 30 бункеры 36 и 38 заполняются соответствующими полимерными компонентами А и В. Полимерные компоненты А и В расплавляют и экструдируют соответствующими экструдерами 32 и 34 через полимерные трубопроводы 40 и 42, а также фильерный комплект 48. Хотя температуры расплавленных полимеров изменяются в зависимости от используемых полимеров, когда полиэтилен и полипропилен используются в качестве первичного компонента А и вторичного компонента В соответственно, температуры полимеров могут находиться в диапазоне от около 190°С до около 240°С.
Поскольку экструдированные нити проходят ниже прядильного механизма, поток воздуха из вентилятора 50 для охлаждения, по меньшей мере, частично охлаждает нити и для определенных нитей вызывает кристаллизацию расплавленных нитей. Поток охлаждающего воздуха может проходить в направлении, по существу перпендикулярному длине нитей, при температуре от около 0°С до около 35°С и скорости от около 30,5 до около 122 метра в минуту (от 100 до около 400 футов в минуту). Нити могут быть охлаждены в достаточной степени до того, как они будут собраны на формующем ленточном конвейере 60, так что нити могут быть расположены принудительным потоком воздуха, проходящим через нити и формирующую поверхность. Охлаждение нитей уменьшает липкость нитей таким образом, что нити не прилипают друг к другу слишком сильно, прежде чем их соединяют, и их можно перемещать или размещать на формирующем ленточном конвейере во время сбора нитей на формирующем ленточном конвейере и формирования полотна.
После охлаждения нити втягивают в вертикальный проход аттенюатора 52 потоком устройства для волокнообразования. Аттенюатор можно расположить на расстоянии от 76 до 152 см (30-60 дюймов) ниже нижней части прядильного механизма.
Нити можно накладывать через выходное отверстие аттенюатора 52 на формованный, перемещающийся формирующий ленточный конвейер 60. Когда нити контактируют с формующей поверхностью формирующего ленточного конвейера 60, вакуум 64 вытягивает воздух и нити относительно формирующего ленточного конвейера 60 для образования нетканого полотна из непрерывных волокон, которое принимает форму, соответствующую форме формирующей поверхности. Как было описано выше, поскольку нити охлаждают, нити становятся не слишком липкие, и вакуум может перемещать или размещать нити на формирующем ленточном конвейере 60, когда нити собирают на формирующем ленточном конвейере 60 и формируют в материал 10.
Технологическая линия 30 дополнительно включает в себя одно или несколько соединительных устройств, таких как уплотняющие валики 70 и 72 в форме цилиндра, которые образуют зазор, через который материал может быть уплотнен, то есть изготовлен в форме пленки и который также может быть нагрет для соединения волокон. Один или оба уплотняющих валика 70, 72 можно нагреть, чтобы обеспечить улучшенные свойства и преимущества материала 10 путем соединения частей материала. Например, считается, что нагрев, достаточный для обеспечения термического соединения, улучшает свойства растяжения материала 10. Уплотняющие валики могут представлять собой пару валиков из нержавеющей стали с гладкой поверхностью с независимыми регуляторами нагрева. Уплотнительные валки могут нагреваться электрическими элементами или циркуляцией горячего масла. Зазор между уплотнительными валиками можно гидравлически регулировать, чтобы накладывать необходимое давление на материал при его прохождении через уплотнительными валиками на формующем ленточном конвейере. В варианте осуществления с размером формирующего ленточного конвейера 1,4 мм и фильерным нетканым материалом, имеющим основную массу 30 г/м2, зазор между уплотняющими валиками 70 и 72 может составлять около 1,4 мм.
В одном варианте осуществления верхний уплотнительный валик 70 может быть нагрет в достаточной степени, чтобы расплавить соединительные волокна на первой поверхности 12 материала 10, чтобы приложить силу ткани таким образом, чтобы ее можно было удалить из формирующего ленточного конвейера 60 без потери целостности. Как показано на ФИГ 8 и 9, например, валики 70 и 72 вращают в направлении стрелок, ленту 60 с фильерным материалом, наложенным на нее, который вводит в зазор, образованный при помощи валиков 72 и 70. Нагретый рулон 70 может нагревать участки ткани 10, которые прижимаются к нему при помощи выступающих элементов из смолы ленточного конвейера 60, то есть в областях 21, для создания соединенных волокон 80 на, по меньшей мере, первой поверхности 12 материала 10. Как можно понять из приведенного в настоящем документе описания, сформированные таким образом соединенные области могут принимать форму выступающих элементов формирующего ленточного конвейера 60. Например, сформированные таким образом соединенные области могут представлять собой по существу непрерывную сеть или, по существу, полунепрерывную сеть на первой поверхности 12 областей 21, которые образуют тот же узор, что и сердца, изображенные на ФИГ. 1 и ФИГ. 11. При помощи регулирования температуры и времени задержки, связывание может быть ограничено прежде всего волокнами, расположенными ближе всего к первой поверхности 12, или термическое соединение может быть достигнуто на второй поверхности 14, как показано на фигуре 11 (которая также показывает точечные связи 90, более подробно описанные ниже). Связывание также может представлять собой прерывистую сеть, например, как точечные связи 90, описанные ниже.
Выступающие элементы формирующего ленточного конвейера 60 могут быть выбраны для установления различных характеристик сети формирующего ленточного конвейера и связанных областей нетканой подложки 11 или нетканого материала 10. Сеть соответствует смоле, образующей выступающие элементы формирующего ленточного конвейера 60 и может содержать практически непрерывные, практически полунепрерывные, прерывистые сети или их комбинации. Эти сети могут описывать выступающие элементы формирующего ленточного конвейера 60, поскольку он относится к их внешнему виду или составу в плоскостях XY формирующего ленточного конвейера 60 или трехмерные элементы, включающие нетканую подложку 11 или нетканый материал 10 по настоящему изобретению.
«Практически непрерывная» сеть относится к области, в которой можно соединить любые две точки непрерывной линией, полностью проходящей внутри этой области по всей длине линии. То есть практически непрерывная сеть имеет существенную «непрерывность» во всех направлениях, параллельных первой плоскости и заканчивается только на краях этой области. Термин «по существу» в сочетании с непрерывным означает, что, хотя можно достичь абсолютной непрерывности, незначительные отклонения от абсолютной непрерывности могут быть допустимыми, если эти отклонения не оказывают существенного влияния на характеристики волокнистой структуры (или формовочного элемента), как предусмотрено и предназначено.
«По существу полунепрерывная сеть» относится к области, которая имеет «непрерывность» во всех, но по меньшей мере в одном направлении, параллельном первой плоскости, и в которой области невозможно соединить любые две точки непрерывной линией, проходящей полностью внутри этой области по всей длине линии. Полунепрерывная структура может иметь непрерывность только в одном направлении, параллельном первой плоскости. По аналогии с непрерывной областью, описанной выше, в то время как предпочтительна абсолютная непрерывность во всех направлениях, но, по меньшей мере, в одном, небольшие отклонения от такой непрерывности могут быть допустимыми, если эти отклонения не оказывают существенного влияния на характеристики волокнистой структуры.
«Прерывистая» сеть относится к дискретным и отделенным друг от друга областям, которые являются прерывистыми во всех направлениях, параллельных первой плоскости.
После уплотнения материал может покидать формирующий ленточный конвейер 60 и каландрирован через зазор, образованный каландровыми валиками 71, 73, после чего ткань может быть намотана на катушку. Как показано на схематическом поперечном сечении ФИГ. 10, каландровые валики могут представлять собой валики из нержавеющей стали, имеющие гравированный валик 84 и гладкий валик 86. Гравированный валик может иметь выступающие части 88, которые могут обеспечить дополнительное уплотнение и соединение с материалом 10. Выступающие части 88 могут представлять собой правильный узор относительно небольших разнесенных друг от друга «штифтов», которые образуют узор относительно небольших точечных связей 90 в зазоре каландровых валиков 71 и 73. Процент точечных связей в материале 10 может составлять от 3 % до 30 % или от 7 % до 20 %. Выгравированным рисунком может быть множество близко расположенных, правильной формы, в целом цилиндрических, в целом п-образных форм, причем высота штифтов находится в диапазоне от 0,5 мм до 5 мм и предпочтительно от 1 мм до 3 мм. Каландровые валики для соединения штифтов могут образовывать близко расположенные, правильные точечные связи 90 в материале 10, как показано на ФИГ. 11. Например, дальнейшее соединение может осуществляться посредством горячего воздуха.
Как показано на ФИГ. 11, в одном варианте осуществления нагретый уплотняющий валик 70 может образовывать узор связи, который может представлять собой узор связи 80 по существу непрерывной сети (например, связи соединенных между собой сердец) на первой поверхности 12 материала 10 (не показано на ФИГ. 11, поскольку повернут другой стороной в сторону просмотра), а гравированный каландровый валик 73 может образовывать относительно небольшие точечные связи 90 на второй поверхности 14 материала 10. Точечные связи 90 фиксируют разрыхленные волокна, которые в противном случае были бы склонны к взлохмачиванию или скатыванию во время использования материала 10. Преимущество получаемой структуры материала 10 наиболее очевидно при использовании в качестве верхнего слоя в изделии для личной гигиены, таком как подгузник или гигиеническая прокладка. При использовании в изделии для личной гигиены первая поверхность 12 материала 10 может быть относительно плоской (относительно второй поверхности 14) и иметь относительно большую степень связывания благодаря нагретым уплотняющим валикам, образующим связи 80, в областях ткани, прессованных выступающими элементами формирующего ленточного конвейера 60. Это соединение обеспечивает структурную целостность материалу 10, но может быть относительно жестким или грубым для кожи пользователя. Поэтому первая поверхность 12 материала 10 может быть ориентирована в подгузнике или гигиенической прокладке во внутреннюю часть изделия, то есть подальше от тела пользователя. Аналогично, вторая поверхность 14 может быть обращена к телу при использовании и находится в контакте с телом. Относительно небольшие точечные связи 90 менее восприимчивы пользователем визуально или на ощупь, а относительно мягкие трехмерные элементы визуально не склонны взлохмачиванию или скатыванию и по ощущениям остаются мягкими для тела пользователя. Дальнейшее соединение может быть использовано вместо или в дополнение к вышеупомянутому соединению.
Формирующий ленточный конвейер 60 может быть изготовлен в соответствии со способами и технологическими процессами, описанными в патенте США № 6,610,173, выданном Линдсей с соавт. 26 августа 2003 г., или в патенте США № 5,514,523, выданном Трохан с соавт. 7 мая 1996 г., или в патенте США № 6,398,910, выданном Буразин с соавт. 4 июня 2002 года, или в публикации США № 2013/0199741, опубликованной под именем Стейдж с соавт. 8 августа 2013 г., каждый из которых имеет улучшенные характеристики и узоры, описанные в настоящем документе для изготовления фильерных нетканых полотен. В изобретениях Линдсей, Трохана, Буразина и Стейдж описаны ленточные конвейеры, которые являются характерными для ленточных конвейеров для бумажного производства, изготовленные из отвержденной смолы, на тканом усиливающем элементе, причем ленточные конвейеры с улучшениями могут быть использованы в настоящем изобретении согласно описанию, приведенному в настоящем документе.
Формирующий ленточный конвейер 60, имеющий улучшенные трехмерные элементы и узоры для изготовления фильерных нетканых полотен, также может быть изготовлен согласно следующим способам и технологическим процессам и/или на следующих устройствах, в том числе с модификациями, которые желательны для структур, описанных в настоящем документе: технологические процессы ротационного трафарета согласно описанию, приведенном в патенте США №7,799,382, выданном Пейн с соавт. 21 сентября 2010 г.; экструзия полимера согласно описанию, приведенном в патенте США 2007-0170610, выданном Пейн с соавт., опубликованном 26 июля, или в патенте США № 20072005-028018, выданном Сайерс с соавт., опубликованном 22 декабря 2005 г.; привитая смоляная система согласно описанию, приведенному в патенте США 7,105,465, выданном Петель с соавт. 12 сентября 2006 г.; перфорированная пленка согласно описанию, приведенному в патенте США 8,815,057, выданном Эберхардт с соавт. 26 августа 2014 г.; последовательная обработка слоев согласно описанию, приведенному в патенте США 2006-0019567, выданном Сайерс, опубликованном 26 января 2006 г.; осаждение полимерных капель согласно описанию, приведенному в патенте США 7,005,044, выданном Крэймер с соавт. 28 февраля 2006 г.; осаждение полимерных капель с использованием абляционного материала согласно описанию, приведенному в патенте США 7,014,735, выданном Крэймер с соавт. 21 марта 2006 г.; воздухопроницаемая пленочная технология согласно описанию, приведенному в патенте США 8,454,800, выданном Моурад с соавт. 4 июня 2013 г. или патенте США 8,822,009, выданном Ривьер с соавт. 9 сентября 2014 г.; многослойные структуры ленточного конвейера, согласно описанию, приведенной в публикации США 2016-0090692 Иглз с соавт., опубликованной 31 марта 2016 г.; лазерное травление, согласно описанию, приведенному в патенте США 8,758,569, выданном Эбердж с соавт. 24 июня 2014 г. или в патенте США 8,366,878, выданном Клерелид с соавт. 5 февраля 2013 г.; технология экструдированной сетки согласно описанию, приведенному в публикации США 2014-0272269 Сайерс, опубликованной 18 сентября 2014 г.; ленточные конвейеры для нетканого материала, согласно описанию, приведенному в публикации США 2008-0199655 Моннери с соавт., опубликованной 21 августа 2008 г.; а также способы и технологические процессы производства добавок согласно описанию, приведенному в публикации США 2015-0102526 А1 Вард с соавт., опубликованной 16 апреля 2015 г., или в публикации США 2016-0159007 Миллер с соавт., опубликованной 9 июня 2016 г. или публикации WO 2016-085704, Буразин с соавт., опубликованной 17 ноября 2016 г. или в публикации США 2016-0185041 Лисагор с соавт., опубликованной 30 июня 2016 г.
Пример формирующего ленточного конвейера 60 типа, используемого в настоящем описании, и который может быть изготовлен в соответствии с описанию, приведенному в патенте США № 5,514,523, показан на ФИГ. 12. Согласно представленному описанию, усиливающий элемент 94 (такой как цельнотканый ленточный конвейер из нитей 96) тщательно покрывают жидкой светочувствительной полимерной смолой до достижения предварительно выбранной толщины. Пленку или отрицательную маску, включающую требуемые выступающие элементы повторяющихся узоров (например, на фиг. 14) накладывают на жидкую светочувствительную смолу. Затем смолу подвергают воздействию света соответствующей длины волны через пленку, например, УФ-излучение для УФ-отверждаемой смолы. Это воздействие света вызывает отверждение смолы на подверженных воздействию участках (то есть белые участки или незапечатанные участки в маске). Неотвержденную смолу (смолу под непрозрачными участками в маске) удаляют из системы, оставляя за отвержденной смолой формирование узора, иллюстрирующего, например, отвержденные элементы из смолы 92, показанные на ФИГ. 12. Другие узоры также можно сформировать, как было описано в настоящем документе.
На ФИГ. 12 показана часть формирующего ленточного конвейера 60, пригодного для изготовления материала 10, показанного на ФИГ. 1. Как показано, формирующий ленточный конвейер 60 может включать отвержденные смоляные элементы 92 на тканом усиливающем элементе 94. Усиливающий элемент 94 может быть выполнен из тканых нитей 96, как известно из техники ленточных конвейеров для бумажного производства, включая ленточные конвейеры для бумажного производства с полимерным покрытием. Элементы из отвержденной смолы могут иметь общую структуру, изображенную на ФИГ. 12, и выполнены с использованием маски 97, имеющей размеры, указанные на ФИГ. 14. Как показано на схематичном поперечном сечении на ФИГ. 13, элементы из отвержденной смолы 92 обтекают и отверждаются для «фиксации» к усиливающему элементу 94 и могут иметь ширину на дистальном конце DW от приблизительно 0,051 см (0,020 дюйма) до приблизительно 0,152 сантиметра (0,060 дюйма) или от приблизительно 0,064 сантиметра (0,025 дюйма) до приблизительно 0,076 см (0,030 дюйма) и общую высоту над усиливающим элементом 94, называемую перегрузка ОВ, от приблизительно 0,030 дюйма до приблизительно 0,120 дюйма или от приблизительно 0,50 до приблизительно 0,80 дюйма или приблизительно 0,060 дюйма. На ФИГ. 14 представлена часть маски 97, показывающая конструктивные и репрезентативные размеры для одного повторяющегося блока конструкции повторяющихся сердец на материале 10, показанном на ФИГ. 1. Белая часть 98 прозрачна для ультрафиолетового излучения и в процессе изготовления ленточного конвейера согласно описанию, изложенному в патенте США № 5,514,523 позволяет ультрафиолетовому излучению отверждать нижний слой смолы, который отверждается для образования выступающих элементов 92 на усиливающем элементе 94. После смывания неотвержденной смолы, формирующий ленточный конвейер 60, имеющий отвержденную конструкцию смолы, как показано на ФИГ. 12 получается путем скрепления концов длины ленточного конвейера, длина которого может быть определена конструкцией устройства, как показано на ФИГ. 7.
Аналогичным образом, на ФИГ. 15 представлена часть маски 97, показывающая конструкцию для одного повторяющегося блока повторяющейся конструкции на материале 10, показанном на ФИГ. 2. Белая часть 98 прозрачна для ультрафиолетового излучения и в процессе изготовления ленточного конвейера позволяет ультрафиолетовому излучению отверждать нижний слой смолы, который отверждается на усиливающем элементе 94. После смывания неотвержденной смолы, формирующий ленточный конвейер 60, имеющий отвержденную конструкцию смолы, как показано на ФИГ. 16 получается путем скрепления концов длины ленточного конвейера, длина которого может быть определена конструкцией устройства, как показано на ФИГ. 7.
Кроме того, в другом неограничивающем примере на ФИГ. 17 представлена часть маски, показывающая конструкцию для одного повторяющегося блока повторяющейся конструкции на материале 10, показанном на ФИГ. 18. Белая часть 98 прозрачна для ультрафиолетового излучения и в процессе изготовления ленточного конвейера позволяет ультрафиолетовому излучению отверждать нижний слой смолы, который отверждается на усиливающем элементе 94. После смывания неотвержденной смолы, формирующий ленточный конвейер 60, имеющий отвержденную конструкцию смолы, как показано на ФИГ. 18 получается путем скрепления концов длины материала 10.
Другой пример части формирующего ленточного конвейера 60 типа, используемого в настоящем изобретении, показан на ФИГ. 19. Часть формирующего ленточного конвейера 60, показанного на ФИГ. 19 представляет собой дискретный рисунок 61 ленточного конвейера, который может иметь длину L и ширину W, соответствующую длине L и ширине W общей площади OA нетканого материала 10. То есть формирующий ленточный конвейер 60 может иметь отдельные узоры ленточного конвейера 61 (как более подробно описано ниже со ссылкой на ФИГ. 22), каждый из которых имеет общую площадь отдельного узора ленточного конвейера DPOA, которая соответствует общей площади OA нетканого материала 10. На ФИГ. 20 представлена часть маски, показывающая конструкцию для одного повторяющегося блока повторяющейся конструкции на материале 10, показанном на ФИГ. 21. Белая часть 98 прозрачна для ультрафиолетового излучения и в процессе изготовления ленточного конвейера позволяет ультрафиолетовому излучению отверждать нижний слой смолы, который отверждается на усиливающем элементе 94. После смывания неотвержденной смолы, формирующий ленточный конвейер 60, имеющий отвержденную конструкцию смолы, как показано на ФИГ. 19 получается путем скрепления концов длины ленточного конвейера.
Часть формирующего ленточного конвейера, показанного на ФИГ. 19 иллюстрирует другое преимущество настоящего описания. Часть формирующего ленточного конвейера 60, показанного на ФИГ. 19 может изготавливать материал 10, показанный на ФИГ. 21. Материал 10, показанный на ФИГ. 21 может иметь ширину W и длину L и общую площадь OA, что делает его пригодным для использования в качестве верхнего слоя, например, в одноразовом подгузнике. Материал 10, выполненный на формирующем ленточном конвейере 60, как показано на ФИГ. 19 отличается от показанных на ФИГ. 1-3 тем, что рисунок трехмерных элементов, образованных дискретными полимерными элементами 92 на формирующем ленточном конвейере 60, не является регулярным повторяющимся рисунком по всей общей площади. Скорее, узор трехмерных выступающих элементов в общей области отдельного узора ленточного конвейера DPOA может быть описан как нерегулярный узор, охватывающий различные участки, называемые зонами. Различие между зонами может быть визуальным, то есть визуально различимым отличием, или в материале 10 различие может приводить к различию в интенсивных свойствах, таких как основная масса или плотность, или в комбинации визуальных и интенсивных свойств. Визуально различимое отличие существует, если наблюдатель в обычных условиях (видение 20/20, например, освещение достаточное для чтения) может визуально различать разницу в узорах между зонами, такими как первая зона 112 и вторая зона 122.
Материал 10 также может иметь визуально различимые зоны, соответствующие зонам формирующего ленточного конвейера. Как показано на ФИГ. 21, например, материал 10 может иметь, по меньшей мере, две, три или четыре визуально различимые зоны. Первая зона 110, имеющая первый узор трехмерных элементов и первые средние интенсивные свойства, может иметь первую область, обычно расположенную центрально внутри всей площади OA. Вторая зона 120, имеющая второй узор трехмерных элементов и вторые средние интенсивные свойства, может иметь вторую область, распределенную обычно вокруг и в одном варианте осуществления, полностью окружающая первую зону 110 по всей площади OA. Третья зона 130, имеющая третий узор трехмерных элементов и третьи средние интенсивные свойства, может иметь третью область, распределенную обычно вокруг и в одном варианте осуществления, полностью окружающая вторую зону 120 по всей площади OA. Четвертая зона 140, имеющая четвертые трехмерные элементы и четвертые средние интенсивные свойства, может иметь четвертую область, расположенную внутри всей площади OA в любом месте, например, в передней области верхнего слоя, например, конструкция сердца, показанная на ФИГ. 21. В целом, могут быть n зоны, причем n - положительное целое число. Каждая из n зон может иметь n-й узор трехмерных элементов и n-ю площадь и n-е средние интенсивные свойства.
Визуально различимые зоны, как показано на ФИГ. 21 могут содержать визуально различимые трехмерные элементы. Эти различные трехмерные элементы могут быть связаны областями относительно более высокой плотности (в отношении к внутренней части трехмерного элемента), которые могут иметь форму замкнутой фигуры, например форму сердца, показанную на ФИГ. 1 и 3, и ромбовидную форму, показанную на ФИГ. 2 и 3.
Как можно понять, вместо того, чтобы иметь постоянный повторяющийся узор, который является одинаковым во всему формирующему ленточному конвейеру, формирующий ленточный конвейер 60 по настоящему изобретению позволяет производить нетканое полотно, которое может иметь повторы нерегулярных отдельных узоров 61 ленточного конвейера, причем каждый отдельный узор 61 ленточного конвейера такой же, как и отдельный узор ленточного конвейера, показанный на ФИГ. 19. Отдельные узоры 61 ленточного конвейера могут использоваться для формирования одного материала 10, имеющего общую площадь OA, подходящую для использования в одноразовом абсорбирующем изделии, таком как, например, подгузник или гигиеническая прокладка. Материалы 10 могут быть получены последовательно, то есть на линии и, необязательно, последовательно на параллельных дорожках, причем каждая дорожка является последовательной линией материала 10. Последовательная линия материала 10 может быть изготовлена в машинном направлении вдоль оси, параллельной направлению машины. Затем нетканое полотно можно разрезать вдоль или иным способом разрезать по размеру для получения материалов 10, используемых в качестве верхних слоев в одноразовых абсорбирующих изделиях, таких как подгузники или гигиенические прокладки.
В одном варианте осуществления узор в каждой общей площади отдельного узора ленточного конвейера DPOA может быть одинаковым или различным. То есть последовательные разнесенные отдельные узоры ленточного конвейера могут быть по существу идентичными или они могут отличаться по внешнему виду и/или интенсивным свойствам, полученным на нетканых подложках, полученных на них. Например, как схематично показано на ФИГ. 22 узор трехмерных выступающих элементов в первой формирующей зоне 112 отдельного узора ленточного конвейера 61А может отличаться от узора трехмерных выступающих элементов в первой формирующей зоне 112 отдельного узора ленточного конвейера 61В. Формирующий ленточный конвейер 60, таким образом, обеспечивает гибкость в производстве нетканых полотен 10, пригодных для использования в потребительских товарах, включая одноразовые абсорбирующие изделия. Например, в одной упаковке подгузников верхние слои по меньшей мере двух подгузников могут быть разными, потому что они были получены последовательно в процессе фильерного способа обработки, как описано в настоящем документе, с последовательными отдельными узорами ленточного конвейера, имеющими разные узоры зон. В одном варианте осуществления верхний слой или внешний слой нетканого материала для одного размера подгузника может отличаться от верхнего или внешнего слоя нетканого материала другого размера подгузника, тем самым предоставляя лицу, осуществляемому уход, зрительный ориентир в отношении размера подгузника. Аналогично, в гигиенических прокладках могут использовать материал 10 для верхнего слоя, с визуальным узором трехмерных элементов, обозначающим впитываемость гигиенической прокладки. В любом случае различные узоры материалов 10 могут быть изготовлены на одном ленточном конвейере, при этом делая по желанию отдельные узоры ленточного конвейера различными.
Таким образом, изобретение может быть описано со ссылкой на ФИГ. 22, как формирующий ленточный конвейер, имеющей ось А, параллельную продольному направлению, которое является машинным направлением. Формирующий ленточный конвейер 60 может иметь множество отдельных узоров ленточного конвейера 61, упорядоченных, по меньшей мере, в одном последовательном отношении относительно продольного направления. Каждый отдельный узор ленточного конвейера 61 может иметь определенную общую площадь отдельного узора ленточного конвейера DPOA, в прямоугольной форме узора, длиной L и шириной W, как указано относительно отдельного узора ленточного конвейера 61А. Каждый отдельный узор ленточного конвейера в рамках своей общей площади DPOA может иметь первую зону формирования 112, имеющую первый узор трехмерных выступающих элементов, проходящих наружу от плоскости первой поверхности, и вторую зону формирования 122, имеющую второй узор трехмерных выступающих элементов, проходящих наружу от плоскости первой поверхности. Первая зона формирования может иметь первое значение воздухопроницаемости, а вторая зона формирования может иметь второе значение воздухопроницаемости, а первое значение воздухопроницаемости может отличаться от второго значения воздухопроницаемости. Узор в каждой последовательно упорядоченной общей площади отдельного узора ленточного конвейера DPOA может быть одинаковым или различным.
В качестве примера, и ссылаясь на отдельный узор ленточного конвейера 61 формирующего ленточного конвейера 60, показанного на ФИГ. 19, а также материал 10, показанный на фиг. 21, были определены следующие свойства. Первая зона 110 материала 10 может иметь среднюю основную массу от около 5 г/м2 до около 30 г/м2; вторая зона 120 может иметь среднюю основную массу от около 50 г/м2 до около 70 г/м 2; а третья зона 130 может иметь среднюю основную массу от около 25 г/м2 до около 60 г/м 2. Разница в основной массе от одной зоны к другой может быть объяснена различием в воздухопроницаемости формирующего ленточного конвейера 60. В варианте осуществления, используемом для изготовления материала 10, показанного на ФИГ. 20, на которой основные места для зон 110, 120 и 130 составляют 15 г/м2, 53 г/м2 и 25 г/м2 соответственно, воздухопроницаемость соответствующих зон 112, 122 и 132 формирующего ленточного конвейера 60 составляет 10,732 л/мин, 22,795 л/мин и 17,698 л/мин (379 куб. фт/мин, 805 куб. фт/мин и 625 куб. фт/мин) соответственно. Таким образом, изменяя воздухопроницаемость в зонах на формирующем ленточном конвейере 10, интенсивные свойства средней основной массы и средней плотности в зонах могут быть облегчены по всей площади материала 10.
Как можно понять из описания формирующего ленточного конвейера 60, описанного на ФИГ. 22 и со ссылкой на ФИГ. 23, в варианте осуществления нетканая подложка 11, выполненная на ленточном конвейере 60, может быть описана как нетканая подложка 11, содержащая множество частей, описанных в настоящем документе, как материалы 10, упорядоченные, по меньшей мере, в одном последовательном отношении относительно продольного направления, то есть в направлении машины, в случае изготовления на формирующем ленточном конвейере 60. на ФИГ. 23 представлено схематическое изображение фильерной нетканой подложки 11, показывающей последовательно упорядоченные материалы 10, причем каждый материал 10 имеет различный узор в различных зонах. Каждый материал 10 может иметь определенную общую площадь OA, в прямоугольной форме, длиной L и шириной W. Каждый последовательно расположенный материал 10 может иметь в своей общей площади OA по меньшей мере первую зону 110, имеющую первый узор трехмерных элементов и первые средние интенсивные свойства, а также первую область, расположенную в общей площади OA; вторую зону 120, имеющую второй узор трехмерных элементов и вторых средних интенсивных свойств, имеющую вторую область, расположенную в общей площади OA. Необязательно, может присутствовать больше зон, например, третья зона 130, имеющая третий узор трехмерных элементов и третьи средние интенсивные свойства и имеющая третью область в общей площади OA. Как показано на иллюстративном схематическом изображении ФИГ. 23, первый узор 110А материала 10А может отличаться от первого узора 110В материала 10В и может отличаться от первого узора 110С материала 10С. То же самое можно сказать и про вторые зоны 120А, 120В и 120С.
В целом, последовательно упорядоченные материалы 10 нетканой подложки 11, выполненные на формирующем ленточном конвейере 60, могут отличаться по их соответствующим площадям, интенсивным свойствам и внешнему виду. Общим интенсивным свойством является интенсивное свойство, обладающее более чем одной зоной (по отношению к зональным узорам, показанным на ФИГ. 21) или область (для регулярных повторяющихся узоров, например, показанных на ФИГ. 1). Такие интенсивные свойства волокнистой структуры могут быть средними значениями и могут включать, помимо прочего, плотность, основную массу, высоту и непрозрачность. Например, если плотность является общим интенсивным свойством двух дифференциальных зон или областей, значение плотности в одной зоне или области может отличаться от значения плотности в другой зоне или области. Зоны (такие как, например, первая зона и вторая зона) являются идентифицируемыми областями, отличающимися друг от друга различными интенсивными свойствами, усредненными внутри зоны.
После изготовления отдельные материалы ткани 10 могут быть разрезаны по размеру и использоваться в соответствии с их предполагаемыми целями, например, для верхних слоев в одноразовых абсорбирующих изделиях. Например, одноразовый подгузник 1006 в уплощенной ориентации показан на ФИГ. 24. Один материал 10 разрезается на соответствующую общую площадь и приклеивается к подгузнику 1006 с помощью средств, известных в данной области техники. Материалы 10 могут быть разрезаны перед сборкой в подгузник 1006 или во время процесса изготовления подгузника нетканая подложка 11 может быть собрана вместе с другими компонентами подгузника в виде полотна и отрезана по размеру после сборки.
Как можно понять со ссылкой на ФИГ. 24, в одном варианте осуществления нетканая подложка 11, выполненная на ленточном конвейере 60, может быть описана как нетканый материал 11, содержащий множество частей, описанных в настоящем документе, как материалы 10, упорядоченные по меньшей мере в одном последовательном отношении относительно продольного направления, то есть в направлении машины, в случае изготовления на формирующем ленточном конвейере 60 по меньшей мере в одном соотношении бок о бок, т.е. в поперечном машинном направлении, в случае изготовления на формирующем ленточном конвейере 60. На ФИГ. 24 представлено схематическое изображение фильерной нетканой подложки 11, в которой показаны последовательно упорядоченные материалы 10 на смежных дорожках 13 в направлении машины, смежные дорожки, имеющие боковые стороны каждого материала 10, выведены на ФИГ. 24 как 10D, 10Е и 10F. Каждый материал 10 может иметь определенную общую площадь OA, в прямоугольной форме, длиной L и шириной W. Каждый последовательно расположенный материал 10 может иметь в своей общей площади OA, по меньшей мере, первую зону 110, имеющую первый узор трехмерных элементов и первые средние интенсивные свойства, а также первую область, расположенную в общей площади OA; вторую зону 120, имеющую второй узор трехмерных элементов и вторых средних интенсивных свойств, имеющую вторую область, расположенную в общей площади OA. Необязательно, может присутствовать больше зон, например, третья зона 130, имеющая третий узор трехмерных элементов и третьи средние интенсивные свойства и имеющая третью область в общей площади OA. Каждый материал 10 на дорожках, расположенных бок о бок, может быть по существу идентичным или может отличаться по размеру, внешнему виду и/или интенсивным свойствам. После изготовления нетканая подложка 11 может быть намотана для продольной резки на дорожки для переработки в потребительские товары или разрезана вдоль, а затем намотана.
В качестве репрезентативной выборки для сравнения дифференциальных отличий основной массы в материале 10, выполненном с использованием регулярного повторяющегося однородного узора и в материале 10, выполненном с неоднородным зональным узором, материал 10 из примера 1 сравнивали с материалом, имеющим узор, подобный показанному на ФИГ. 21, и упоминается как пример 3. Пример 3 представляет собой двухкомпонентное фильерное нетканое полотно, изготовленное на устройстве, описанном в настоящем документе, путем формования в соотношении 50:50 полиэтиленовой оболочки (Aspun-6850-A, полученной от химической компании Dow) и полипропиленового сердечника (РН-835, полученного от компании LyondellBasell) в трехслойной конфигурации волокна. Фильерные, двухкомпонентные, трехслойные волокна были уложены на формирующий ленточный конвейер 60, движущийся с линейной скоростью около 25 метров в минуту до средней основной массы 30 г на квадратный метр на формирующий ленточный конвейер с зональным узором, как показано на ФИГ. 19. Вторая подложка была сформирована в идентичных условиях, но имела, по меньшей мере, один участок, имеющий регулярный повторяющийся, однородный узор на формирующем ленточном конвейере, как показано на ФИГ. 16, из чего была определена основная масса. Условия формования волокна, пропускная способность, скорость ленты ленточного конвейера и плотность уплотнения рулонов были одинаковыми для обеих подложек.
Пример 3
Двухкомпонентный фильерный нетканый материал производства, который был получен путем формования в соотношении 50:50 полиэтиленовой оболочки (Aspun-6850-A, полученной от химической компании Dow) и полипропиленового сердечника (РН-835, полученного от компании LyondellBasell) в конфигурации трехслойного волокна до средней основной массы 30 грамм на квадратный метр. Нетканый материал был изготовлен, как описано со ссылкой на ФИГ. 7 и 8, движущийся на формирующем ленточном конвейере с линейной скоростью около 25 м/мин для формирования ткани, имеющей зональный узор, как показано на ФИГ. 20. Волокна ткани дополнительно соединяли на первой стороне 12 нагретыми уплотняющими валиками 70, 72 при температуре 130°С и материал наматывали на катушку на намоточной машине 75.
Пример 4
Двухкомпонентный фильерный нетканый материал производства, который был получен путем формования в соотношении 50:50 полиэтиленовой оболочки (Aspun-6850-A, полученной от химической компании Dow) и полипропиленового сердечника (РН-835, полученного от компании LyondellBasell) в конфигурации трехслойного волокна до средней основной массы 30 грамм на квадратный метр. Нетканый материал был изготовлен, как описано со ссылкой на ФИГ. 7 и 8, движущийся на формирующем ленточном конвейере с линейной скоростью около 25 м/мин для формирования ткани, имеющей повторяющийся (не зональный) узор, как показано на ФИГ. 2. Волокна ткани дополнительно соединяли на первой стороне 12 нагретыми уплотняющими валиками 70, 72 при температуре 130°С и наматывали на катушку на намоточной машине 75.
2
В таблице 2 ниже показана средняя локальная основная масса, измеренная в соответствии с методом определения локализованной основной массы, описанном в настоящем документе и усредненная по 10 образцам. Образцы для измерения были взяты из материалов, как показано на ФИГ. 25А и 25В, в которых темные прямоугольники указаны там, где образец размером 3 см был удален для измерения. Как можно увидеть, материалы маркируются поперек (CD) как А-Е. Измерения показывают не только существенную разницу в основной массе между зонами зонального материала, но и распределение CD, которое графически изображено на ФИГ. 26.
Как видно из таблицы 2, материалы 10, изготовленные на формирующих ленточных конвейерах 60, имеющих зоны различной воздухопроницаемости, демонстрируют существенные изменения в укладке волокон и, таким образом, основных массах внутри CD материала 10, что указывает на способность волокон перемещаться с воздухом в зоны с высокой проницаемостью. Материал 10 с не зональным, регулярным повторяющимся узором демонстрирует примерно одинаковые основные массы в пределах CD материала.
В дополнение к различиям в воздухопроницаемости различных зон формирующего ленточного конвейера 60 структура формирующего ленточного конвейера 60 может влиять на другие интенсивные свойства зон в материале 10, такие как средний размер, средняя мягкость, средняя устойчивость к сжатию и свойства поглощения жидкости.
Другой аспект настоящего изобретения относится к коммерческим линиям фильерного способа производства, в которых используются многочисленные балки для улучшения непрозрачности и однородности материала. В некоторых случаях устройство может включать в себя тройные фильерные балки (известные в технике как «SSS») и могут быть объединены с технологией «мелтблаун» (М), например, в устройстве, известном как линия фильерного способа производства «SSMMS».
Посредством прессования материала 10, имеющего точечные связи 90, можно уменьшить взлохмачивание. Взлохмачивание означает тенденцию к тому, что волокна ослабляются и удаляются из материала 10. Ослабление и удаление могут быть вызваны фрикционным взаимодействием с производственным оборудованием при производстве одноразовых абсорбирующих изделий или другой поверхности, такой как кожа человека, взаимодействующего с материалом 10. В некоторых применениях, например, для верхних слоев в одноразовых абсорбирующих изделиях, взлохмачивание является отрицательным явлением потребления. Но связывание волокон на месте также может быть отрицательным явлением для потребителя, поскольку оно может вызвать шероховатость поверхности мягкой нетканой подложки. Мы предположили, что подложки нетканых материалов и нетканые материалы настоящего изобретения могут выдержать увеличение сцепления (и последующее уменьшение взлохмачивания) с минимальной потерей мягкости. Связывание может выполняться относительно близко расположенными точечными связями 90, причем интервал определяется желаемым уровнем уменьшения взлохмачивания. Связывание также может быть достигнуто известными способами для химически или термически связываемых нетканых волокон, таких как термическое связывание, ультразвуковое связывание, связывание под давлением, латексное адгезивное связывание и комбинации таких способов. Уменьшение взлохмачивания путем связывания проиллюстрировано в отношении примеров 5 и 6 ниже.
Пример 5
Двухкомпонентный фильерный нетканый материал был изготовлен путем формования в соотношении 50:50 полиэтиленовой оболочки (Aspun-6850-A, полученной от химической компании Dow) и полипропиленового сердечника (РН-835, полученного от компании LyondellBasell), в конфигурации трехслойного волокна до средней основной массы около 30 г на квадратный метр на формовочном ленточном конвейере, как описано со ссылкой на ФИГ. 7 и 8, при перемещении с линейной скоростью около 25 метров в минуту, чтобы сформировать материал, имеющий повторяющийся узор, как показано на ФИГ. 36. Волокна материала дополнительно связывали на первой стороне 12 с помощью уплотнительных валиков 70, 72 с уплотнительным валиком 70, нагретым до температуры 130°С для образования по существу непрерывных связей 80.
Пример 6
Двухкомпонентный фильерный нетканый материал был изготовлен путем формования в соотношении 50:50 полиэтиленовой оболочки (Aspun-6850-A, полученной от химической компании Dow) и полипропиленового сердечника (РН-835, полученного от компании LyondellBasell), в конфигурации трехслойного волокна до средней основной массы около 30 г на квадратный метр на формовочном ленточном конвейере, как описано со ссылкой на ФИГ. 7 и 8, при перемещении с линейной скоростью около 25 метров в минуту, чтобы сформировать материал, имеющий повторяющийся узор, как описано в отношении ФИГ. 37. Волокна материала дополнительно связывали на первой стороне 12 с помощью уплотнительных валиков 70, 72 с уплотнительным валиком 70, нагретым до температуры 130°С для образования по существу непрерывных связей 80. Волокна материала были дополнительно связаны путем каландрования на каландровых валиках 71, 73, причем валик 73 был гравированным валиком, имеющим выпуклые участки 88 в виде штифтов с высотой штифта 1,25 мм и открытым зазором 0,62 мм в 10 %-ном связанном узоре. Валик 73 нагревали до температуры 135°С с образованием точечных связей 90 на второй стороне 14 материала 10, как показано на ФИГ. 11.
Материалы 10 примеров 5 и 6 отличались только отсутствием или наличием точечных связей 90. Вторая сторона 14 материалов 10 подвергалась испытанию на взлохмачивание в соответствии с испытанием уровня взлохмачивания для определения эффективности точечных связей для закрепления волокон на поверхности материала. Результаты испытания на взлохмачивание примеров 5 и 6 показаны в таблице 3.
Как показано выше, точечные связи 90 приводят к резкому снижению значения взлохмачивания MD. Он неожиданно сохранял свою мягкость, впитываемость и эстетические преимущества, несмотря на обработку методом связывания, и теперь также имеет желаемую устойчивость к взлохмачиванию при использовании потребителями.
Упаковки
Абсорбирующие изделия настоящего изобретения могут быть помещены в упаковки. Упаковки могут содержать полимерные пленки и/или другие материалы. Графические изображения и/или знаки, относящиеся к свойствам абсорбирующих изделий, могут быть сформированы, нанесены в виде печатного изображения, расположены и/или помещены на внешней части упаковки. Каждая упаковка может содержать множество абсорбирующих изделий. Абсорбирующие изделия могут быть упакованы под давлением так, чтобы уменьшить размер упаковки, одновременно обеспечивая достаточное количество абсорбирующих изделий на упаковку. Упаковка абсорбирующих изделий под давлением позволяет лицу, осуществляющему уход, легко обращаться с упаковками и хранить их, а также обеспечивает производителям экономию затрат на распространение благодаря размеру упаковок.
Соответственно, упаковки абсорбирующих изделий настоящего изобретения могут иметь высоту стопки в пакете менее чем приблизительно 110 мм, менее чем приблизительно 105 мм, менее чем приблизительно 100 мм, менее чем приблизительно 95 мм, менее чем приблизительно 90 мм, менее чем приблизительно 85 мм, менее чем приблизительно 80 мм, менее чем приблизительно 78 мм, менее чем приблизительно 76 мм, менее чем приблизительно 74 мм, менее чем приблизительно 72 мм или менее чем приблизительно 70 мм, где конкретно учитываются все приращения до 0,1 мм в указанных диапазонах и все диапазоны, которые они образуют, в соответствии с испытанием на высоту стопки в пакете, описанным в настоящем документе. В качестве альтернативного варианта упаковки абсорбирующих изделий настоящего изобретения могут иметь высоту стопки в пакете от приблизительно 70 мм до приблизительно 110 мм, от приблизительно 70 мм до приблизительно 105 мм, от приблизительно 70 мм до приблизительно 100 мм, от приблизительно от 70 мм до приблизительно 95 мм, от приблизительно 70 мм до приблизительно 90 мм, от приблизительно 70 мм до приблизительно 85 мм, от приблизительно 72 мм до приблизительно 80 мм, от приблизительно 74 мм до приблизительно 78 мм, где конкретно учитываются все приращения до 0,1 мм в указанных диапазонах и все диапазоны, которые они образуют, в соответствии с испытанием на высоту стопки в пакете, описанным в настоящем документе.
На фиг. 27 проиллюстрирован пример упаковки 1000, содержащей множество абсорбирующих изделий 1004. Упаковка 1000 образует внутреннюю полость 1002, в которой расположено множество абсорбирующих изделий 1004. Множество абсорбирующих изделий 1004 расположены в виде одной или более стопок 1006.
Общее описание абсорбирующего изделия
Трехмерные нетканые материалы 10 настоящего изобретения могут быть использованы в качестве компонента абсорбирующих изделий, таких как подгузники, предметы по уходу за ребенком, такие как трусики для приучения к горшку, предметы женской гигиены, такие как гигиенические прокладки и предметы для ухода за взрослыми, такие как изделия для пациентов с недержанием, урологические прокладки и урологические трусы. Пример абсорбирующего изделия в виде подгузника 220 представлен на ФИГ. 28-30. На ФИГ. 28 представлен вид сверху подгузника 220 в плоском, выпрямленном состоянии, причем часть конструкции вырезана для более четкого представления строения подгузника 220. Обращенная к носителю поверхность подгузника 220 на ФИГ. 28 обращена к зрителю. Этот подгузник 220 показан для иллюстративной цели только в том случае, когда трехмерные нетканые материалы настоящего изобретения могут использоваться в качестве одного или нескольких компонентов абсорбирующего изделия, такого как верхний слой, поглощающий слой, верхний слой и поглощающий слой или верхний слой и/или система распределения («ADS»). В любом случае трехмерные нетканые материалы настоящего изобретения могут быть проницаемыми для жидкости.
Абсорбирующее изделие 220 может содержать проницаемый для жидкости материал или верхний слой 224, непроницаемый для жидкости материал или внешний слой 225, абсорбирующую сердцевину 228, расположенную, по меньшей мере, частично между верхним слоем 224 и внешним слоем 225 и барьерными ножными манжетами 234. Абсорбирующее изделие также может содержать ADS 250, которая в представленном примере содержит распределяющий слой 254 и накопительный слой 252, которые будут более подробно описаны ниже. Абсорбирующее изделие 220 может также содержать эластичные уплотнительные манжеты 232, содержащие эластичные элементы 233, соединенные с каркасом абсорбирующего изделия, обычно через верхний слой и/или внешний слой, и по существу плоско с каркасом подгузника.
На фиг.28 и 31 также показаны типичные элементы подгузников с лентой, такие как система крепления, содержащая крепежные язычки 242, прикрепленные к заднему краю изделия и взаимодействующие с контактной зоной 244 на передней стороне абсорбирующего изделия. Абсорбирующее изделие может также содержать другие типичные элементы, которые не представлены, такие как, например, задний эластичный элемент пояса, передний эластичный элемент пояса, поперечная барьерная манжета(-ы) и/или применение лосьона.
Абсорбирующее изделие 220 содержит переднюю поясную кромку 210, заднюю поясную кромку 212, продольно противоположную передней поясной кромке 210, первую боковую кромку 203 и вторую боковую кромку 204, расположенную сбоку от первой боковой кромки 203. Передний край пояса 210 представляет собой край изделия, предназначенный для расположения в передней части пользователя при ношении, а задний край пояса 212 представляет собой противоположный край. Абсорбирующее изделие 220 может иметь продольную ось 280, проходящую от боковой середины передней поясной кромки 210 до боковой средней точки задней поясной кромки 212 изделия и разделяя изделия на две по существу симметричные половины относительно продольной оси 280, с размещенным на нем изделием, выложенным и рассмотренным сверху, как показано на фиг. 28. Абсорбирующее изделие 220 также может иметь боковую ось 290, проходящую от продольной средней точки первой боковой кромки 203 к продольной средней точке второй боковой кромки 204. Длина изделия L может измеряться вдоль продольной оси 280 от передней поясной кромки 210 до задней поясной кромки 212. Ширина W из абсорбирующего изделия может быть измерена вдоль боковой оси 290 от первой боковой кромки 203 до второй боковой кромки 204. Абсорбирующее изделие может содержать точку С промежностной области, определенную в настоящем документе как точка, расположенная на продольной оси на расстоянии двух пятых (2/5) от L, начиная с передней кромки 210 изделия 220. Изделие может содержать переднюю поясную область 205, заднюю поясную область 206 и промежностную область 207. Передняя поясная область 205, задняя поясная область 206 и промежностная область 207 могут определять 1/3 продольной длины L абсорбирующего изделия.
Верхний слой 224, внешний слой 225, абсорбирующая сердцевина 228 и другие компоненты изделия могут быть собраны во множество конфигураций, в частности, посредством склеивания или горячего тиснения.
Абсорбирующая сердцевина 228 может содержать абсорбирующий материал, содержащий по меньшей мере 80 мас. %, по меньшей мере, 85 мас. %, по меньшей мере 90 мас. %, по меньшей мере, 95 мас. % или, по меньшей мере, 99 мас. % сверхабсорбирующих полимеров и изолирующую оболочку сердцевины, включающую сверхабсорбирующие полимеры. Изолирующая оболочка сердцевины, как правило, содержит два материала, две подложки или два нетканых материала 216 и 216' на верхней стороне и нижней стороне сердцевины. Эти типы сердцевин известны как безвоздушные сердцевины. Сердцевина может содержать один или несколько каналов, представленных на фиг.28, в виде четырех каналов 226, 226' и 227, 227'. Каналы 226, 226', 227 и 227' являются дополнительными элементами. Вместо этого сердцевина может не иметь никаких каналов или может иметь любое количество каналов.
Эти и другие компоненты примера абсорбирующих изделий будут более подробно рассмотрены далее.
Верхний слой
В настоящем описании верхний слой (часть абсорбирующего изделия, который контактирует с кожей пользователя и принимает жидкости) может быть сформирован из части или всего одного или нескольких трехмерных нетканых материалов, описанных в настоящем документе, и/или иметь один или несколько нетканых материалов, расположенных на нем/или соединенных с ним таким образом что нетканый материал(ы) контактирует(ют) с кожей пользователя. Другие части верхнего слоя (кроме трехмерных нетканых материалов) также могут контактировать с кожей пользователя. Трехмерные нетканые материалы могут быть расположены в виде полосы или пластыря поверх типичного верхнего слоя 224. Альтернативно, трехмерный нетканый материал может образовывать только центральную область CD верхнего слоя. Центральная область CD может простираться на полную длину MD верхнего слоя или на меньше полной длины MD верхнего слоя.
Верхний слой 224 может быть соединен с внешним слоем 225, абсорбирующей сердцевиной 228 и/или любыми другими слоями, как известно специалистам в данной области техники. Обычно верхний слой 224 и внешний слой 225 соединены непосредственно друг с другом в некоторых местах (например, на периферии абсорбирующего изделия или вблизи него) и опосредованно соединены друг с другом в других местах посредством прямого соединения их с одним или более других элементов изделия 220.
Верхний слой 224 должен быть податливым, мягким на ощупь и не раздражать кожу пользователя. Кроме того, часть или весь верхний слой 224 может быть проницаемым для жидкости, позволяя жидкостям легко проникать сквозь его толщину. Кроме того, часть или весь верхний слой 224 может обрабатываться поверхностно-активными веществами или другими агентами для гидрофилизации полотна или придания ему гидрофобности. Любая часть верхнего слоя 224 может быть покрыта лосьоном или композицией для ухода за кожей, как обычно описывается в данной области техники. Верхний слой 224 может также содержать или обрабатываться антибактериальными агентами.
Внешний слой
Задний слой 225 обычно представляет собой часть абсорбирующего изделия 220, расположенную рядом с поверхностью, обращенной к одежде абсорбирующей сердцевины 228 и которая предотвращает или, по меньшей мере, препятствует абсорбированию и содержанию в них жидкостей и телесных экссудатов из загрязняющих изделий, таких как простыни и нижнее белье. Внешний слой 225 обычно непроницаем или по меньшей мере по существу непроницаем для жидкостей (например, мочи). Внешний слой может, например, представлять собой или содержать тонкую пластиковую пленку, такую как термопластичная пленка, имеющая толщину от примерно 0,012 мм до примерно 0,051 мм. Другие подходящие материалы внешнего слоя могут включать воздухопроницаемые материалы, которые позволяют парам выходить из абсорбирующего изделия 220, при этом все еще предотвращая или, по меньшей мере, препятствуя прохождению жидкостей через внешний слой 225.
Внешний слой 225 может быть соединен с верхним слоем 224, поглощающей сердцевиной 228 и/или любым другим элементом абсорбирующего изделия 220 с помощью любых способов прикрепления, известных специалистам в данной области техники.
Абсорбирующее изделие может содержать внешний слой, содержащий наружную обложку или наружную обложку нетканого материала. Наружная обложка или наружная обложка нетканого материала абсорбирующего изделия 220 могут покрывать, по меньшей мере, часть или весь внешний слой 225, чтобы сформировать мягкую поверхность абсорбирующего изделия, обращенную к одежде. Наружная обложка или наружная обложка нетканого материала могут быть выполнены из высокоплотных трехмерных нетканых материалов, описанных в настоящем документе. Альтернативно, наружная обложка или наружная обложка нетканого материала может содержать один или несколько известных наружных покрывающих материалов. Если внешняя обложка содержит один из трехмерных нетканых материалов настоящего изобретения, трехмерный нетканый материал наружной обложки может соответствовать или не соответствовать (например, одному и тому же материалу, одинаковому узору) трехмерному нетканому материалу, используемому в качестве верхнего слоя или внешнего слоя и накопительного слоя абсорбирующего изделия. В других случаях внешняя обложка может иметь напечатанный или иным образом нанесенный узор, который соответствует или визуально напоминает узор трехмерных нетканых материалов, используемых в качестве верхнего слоя или верхнего слоя и слоистого материала накопительного слоя абсорбирующего изделия. Внешняя обложка может быть соединена, по меньшей мере, с частью внешнего слоя 225 посредством механического связывания, ультразвукового, термического склеивания, адгезионного связывания или других подходящих способов присоединения.
Абсорбирующая сердцевина
Абсорбирующая сердцевина является компонентом абсорбирующего изделия, которая имеет наибольшую абсорбирующую способность и которая содержит абсорбирующий материал и сердцевину для обертывания или сердцевину, охватывающую абсорбирующий материал. Абсорбирующая сердцевина не включает в себя систему поглощения и/или распределения жидкости или любой другой компонент абсорбирующего изделия, который не является неотъемлемой частью изолирующей оболочки сердцевины или не находится внутри изолирующей оболочки сердцевины. Абсорбирующая сердцевина может содержать, состоять по существу из или состоять из изолирующей оболочки сердцевины, абсорбирующего материала (например, сверхабсорбирующие полимеры и малое количество или полное отсутствие целлюлозных волокон), как описано, и клей.
Абсорбирующая сердцевина 228 может содержать абсорбирующий материал с большим количеством суперабсорбирующих полимеров (в настоящем документе сокращенно именуется «САП»), заключенных внутри изолирующей оболочки сердцевины. Содержание САП может составлять от 70 масс. % до 100 масс. % или по меньшей мере 70 масс. %, 75 масс. %, 80 масс. %, 85 мас. %, 90 мас. %, 95 мас. %, 99 мас. % или 100 мас. % абсорбирующего материала, содержащегося в изолирующей оболочке сердцевины. Для целей оценки процентного содержания САП в абсорбирующей сердцевине изолирующая оболочка сердцевины не считается абсорбирующим материалом. Абсорбирующая сердцевина может содержать воздушный войлок с содержанием сверхабсорбирующих полимеров или без них.
«Абсорбирующий материал» означает материал, который обладает некоторой абсорбционной способностью или свойствами удерживания жидкости, такой как САП, целлюлозные волокна, а также искусственные волокна. Как правило, клеи, используемые при изготовлении абсорбирующих сердцевин, не обладают или обладают абсорбционными свойствами в низкой степени и не считаются абсорбирующим материалом. Содержание САП может быть более 80 мас. %, например, по меньшей мере, 85 мас. %, по меньшей, мере 90 мас. %, по меньшей мере, 95 мас. %, по меньшей мере, 99 мас. % и даже до 100 мас. % включительно абсорбирующего материала, содержащегося внутри изолирующей оболочки сердцевины. Эта сердцевина без воздушного войлока является относительно тонкой по сравнению с обычной сердцевиной, обычно содержащей 40-60 % мас. % САП и с высоким содержанием целлюлозных волокон. Абсорбирующий материал может, в частности, содержать менее 15 мас. % или менее 10 мас. % натуральных, целлюлозных или синтетических волокон, менее 5 мас. %, менее 3 мас. %, менее 2 мас. %, менее 1% мас. %, или может даже практически не содержать натуральных, целлюлозных и/или синтетических волокон.
Как указано выше, сердцевины не содержащие воздушного войлока, с очень небольшим содержанием натуральных целлюлозных и/или синтетических волокон или без них являются довольно тонкими по сравнению с обычными сердцевинами, благодаря чему общее поглощающее изделие тоньше, чем впитывающие изделия с сердцевинами, содержащими смешанные САП и целлюлозные волокна (например, 40-60% целлюлозных волокон). Эта тонкость сердцевины может привести к ощущению потребителем снижения впитывающей способности и производительности, хотя технически это не так. В настоящее время эти тонкие сердцевины обычно используются с, по существу, плоскими или перфорированными верхними слоями. Кроме того, абсорбирующие изделия, имеющие эти тонкие сердцевины без содержания воздушного войлока, уменьшают пространство капиллярных пустот, поскольку в сердцевинах мало или нет натуральных, целлюлозных или синтетических волокон. Таким образом, иногда не хватает капиллярного пустотного пространства в абсорбирующем изделии, чтобы полностью принять множественные излияния телесных экссудатов или одно большое излияние.
Чтобы решить такие проблемы, настоящее изобретение содержит абсорбирующие изделия с этими тонкими сердцевинами, не содержащими воздушного войлока в сочетании с одним из высокоплотных трехмерных нетканых материалов, описанных в настоящем документе, в виде верхнего слоя или слоистого материала верхнего слоя и накопительного слоя. В таком случае повышается потребительское восприятие впитывающей способности и производительности благодаря увеличенной толщине абсорбирующего изделия за счет дополнительной толщины, обеспечиваемой трехмерным нетканым материалом с высокой плотностью. Кроме того, трехмерные нетканые материалы, когда они используются с этими тонкими сердцевинами, не содержащими воздушного войлока и в качестве верхнего слоя или внешнего слоя и слоистого материала накопительного слоя, добавляют капиллярное пустотное пространство обратно в абсорбирующие изделия, сохраняя при этом минимальную высоту стопки, экономию затрат для потребителей и производителей. Таким образом, абсорбирующие изделия по настоящему изобретению могут легко поглощать множественные излияния телесного экссудата или одиночные большие излияния вследствие этого увеличенного капиллярного пустотного пространства. Кроме того, абсорбирующие изделия, которые содержат нетканые материалы в качестве верхнего слоя или слоистого материала верхнего слоя и накопительного слоя, обеспечивают потребителям эстетически приятный верхний слой относительно плоского верхнего слоя или верхнего листа с увеличенной толщиной и, таким образом, восприятия потребителем впитывающей способности и рабочих характеристик.
На фиг. 33-35 отдельно показан пример абсорбирующей сердцевины 228 абсорбирующего изделия 220, изображенного на фиг. 31-32. Абсорбирующая сердцевина 228 может содержать переднюю сторону 480, заднюю сторону 282 и две продольные стороны 284, 286, соединяющие переднюю сторону 480 и заднюю сторону 282. Абсорбирующая сердцевина 228 может также содержать по существу плоскую верхнюю сторону и по существу плоскую нижнюю сторону. Передняя сторона 480 сердцевины является стороной сердцевины, предназначенной для размещения в направлении переднего края 210 пояса абсорбирующего изделия. Сердцевина 228 может иметь продольную ось 280', по существу соответствующую продольной оси 280 абсорбирующего изделия 220, если смотреть сверху на вид в горизонтальной проекции на фиг. 28. Абсорбирующий материал может быть распределен в большей степени в направлении передней стороны 480, чем в направлении задней стороны 282, поскольку в определенных абсорбирующих изделиях более высокая абсорбционная способность требуется в передней части. Передний и задний края 480, 282 сердцевины могут быть короче, чем продольные боковые края 284, 286 сердцевины. Изолирующая оболочка сердцевины может быть сформирована с помощью двух нетканых материалов, подложек, слоистых материалов или других материалов 216, 216', которые могут быть по меньшей мере частично герметично соединены вдоль сторон 284, 286 абсорбирующей сердцевины 228. Изолирующая оболочка сердцевины может быть по меньшей мере частично герметично уплотнена вдоль передней стороны 480, задней стороны 282 и двух продольных сторон 284, 286 таким образом, что абсорбирующий материал по существу не может выйти за пределы изолирующей оболочки абсорбирующей сердцевины. Первый материал, подложка или нетканый материал 216 может по меньшей мере частично окружать второй материал, подложку или нетканый материал 216' с образованием изолирующей оболочки сердцевины, как показано на фиг. 34. Первый материал 216 может окружать по меньшей мере часть второго материала 216' в непосредственной близости от первого и второго боковых краев 284 и 286.
Абсорбирующая сердцевина может содержать адгезив, например, позволяющий зафиксировать САП внутри изолирующей оболочки сердцевины и/или обеспечивающий целостность изолирующей оболочки сердцевины, в частности, если изолирующая оболочка сердцевины изготовлена из двух или более подложек. Клей может быть термоплавким клеем, поставляемым Н.В. Например, фуллер. Изолирующая оболочка сердцевины может охватывать большую площадь, чем строго необходимо для удерживания абсорбирующего материала внутри изолирующей оболочки.
Абсорбирующий материал может представлять собой непрерывный слой, содержащийся внутри изолирующей оболочки сердцевины. Альтернативно, абсорбирующий материал может состоять из отдельных карманов или полос абсорбирующего материала, заключенных в изолирующую оболочку сердцевины. В первом случае абсорбирующий материал может быть, например, получен путем нанесения одного непрерывного слоя абсорбирующего материала. Непрерывный слой абсорбирующего материала, в частности САП, также может быть получен путем объединения двух абсорбирующих слоев с абсорбирующим материалом, нанесенным по прерывистым узорам, причем полученный слой по существу непрерывно распределен по площади полимерного материала на основе абсорбирующих частиц, как описано, например, в публикации, заявки на патент США №2008/0312622 А1 (Hundorf). Абсорбирующая сердцевина 228 может содержать первый абсорбирующий слой и второй абсорбирующий слой. Первый абсорбирующий слой может содержать первый материал 216 и первый слой 261 абсорбирующего материала, который может на 100% или менее состоять из САП. Второй абсорбирующий слой может содержать второй материал 216' и второй слой 262 абсорбирующего материала, который также может на 100% или менее состоять из САП. Абсорбирующая сердцевина 228 может также содержать волокнистый термопластичный адгезивный материал 251, по меньшей мере частично связывающий каждый слой абсорбирующего материала 261, 262 с соответствующим материалом 216 или 216'. Это показано, например, на фиг. 34-35, где первый и второй слои САП используются в виде поперечных полос или «контактных участков», имеющих такую же ширину, что и желаемый участок размещения абсорбирующего материала на соответствующей подложке, до соединения. Полосы могут содержать различное количество абсорбирующего материала (САП) для обеспечения профильной основной массы вдоль продольной оси сердцевины 280'. Первый материал 216 и второй материал 216' могут образовывать изолирующую оболочку сердцевины.
Волокнистый термопластичный адгезивный материал 251 может по меньшей мере частично контактировать с абсорбирующим материалом 261, 262 на контактных участках и по меньшей мере частично контактировать с материалами 216 и 216' на переходных участках. Это придает по существу трехмерную структуру волокнистому слою термопластичного адгезивного материала 251, который сам по себе представляет по существу двухмерную структуру относительно малой толщины по сравнению с размерами в длину и в ширину. Таким образом, волокнистый термопластичный адгезивный материал может образовывать полости для покрытия абсорбирующего материала на контактных участках и при этом фиксировать этот абсорбирующий материал, который может на 100% или менее состоять из САП.
Используемые для волокнистого слоя термопластичные материалы могут обладать эластомерными свойствами, чтобы полотно, образованное волокнами на слое САП, обладало способностью к растягиванию при набухании САП.
Суперабсорбирующий полимер (САП)
САП, применяемый для целей настоящего изобретения, может включать в себя множество не растворимых в воде, но набухающих в воде полимеров, обладающих способностью абсорбировать большое количество текучих сред.
Суперабсорбирующий полимер может быть представлен в форме частиц, чтобы обладать сыпучестью в сухом состоянии. Абсорбирующие полимерные материалы в форме частиц могут быть изготовлены из полимеров на основе полиметакриловой кислоты. Однако допускается использование абсорбирующего полимерного материала на основе крахмала, а также сополимера полиакриламида, сополимера этилена и малеинового ангидрида, поперечно сшитой карбоксиметилцеллюлозы, сополимеров поливинилового спирта, поперечно сшитого полиэтиленоксида и привитого сополимера крахмала и полиакрилонитрила.
САП может иметь множество форм. Термин «частицы» относится к гранулам, волокнам, хлопьям, сферам, порошкам, пластинкам и другим формам, известным специалистам в данной области частиц суперабсорбирующего полимера. Частицы САП могут иметь форму волокон, т. е. удлиненных, остроконечных частиц суперабсорбирующего полимера. Волокна также могут иметь форму удлиненной нити, которая может быть плетеной. САП может представлять собой частицы сферической формы. Абсорбирующая сердцевина может содержать один или более видов САП.
В большинстве абсорбирующих изделий выделения пользователя преимущественно приходятся на переднюю половину абсорбирующего изделия, в частности в подгузнике. Передняя половина изделия (определяемая областью между передним краем и поперечной линией, размещенной на расстоянии половины L от передней поясной кромки 210 или задней поясной кромки 212), может поэтому содержать большую часть абсорбирующей способности сердцевины. Таким образом, по меньшей мере 60% САП или по меньшей мере 65%, 70%, 75%, 80% или 85% САП может быть сосредоточено в передней половине абсорбирующего изделия, при этом остальная часть САП размещается в задней половине абсорбирующего изделия. Альтернативно, САП может быть равномерно распределен в сердцевине или может быть распределен любым другим приемлемым образом.
2
Общее количество САП, присутствующее в абсорбирующей сердцевине, также может варьироваться в зависимости от предполагаемого пользователя. В подгузниках для новорожденных требуется меньшее количество САП, чем в подгузниках для младенцев, детей и в подгузниках для взрослых, используемых при недержании. Количество САП в сердцевине может составлять от 5 до 60 г или от 5 до 50 г. Средняя основная масса САП на (или «по меньшей мере одном» при наличии нескольких участков) участке размещения 8 САП может составлять по меньшей мере 50, 100, 200, 300, 400, 500 или более г/м. Области каналов (например, 226, 226', 227, 227'), имеющихся на участке размещения 8 абсорбирующего материала, не учитываются при расчете среднего значения основной массы.
Изолирующая оболочка сердцевины
Изолирующая оболочка сердцевины может быть изготовлена из одной подложки, материала или нетканого полотна, обернутого вокруг абсорбирующего материала, или может содержать две (или более) подложки, два (или более) материала или два (или более) нетканых полотна, которые присоединены друг к другу. Типичными способами соединения являются так называемые С-образное обертывание и/или многослойное обертывание. При С-образном обертывании, как показано, например, на фиг. 29 и 34, продольные и/или поперечные края одной из подложек загибают поверх другой подложки с образованием отворотов. Затем эти отвороты прикрепляют к внешней поверхности другой подложки, как правило, путем приклеивания.
Изолирующая оболочка сердцевины может быть выполнена из любых материалов, пригодных для размещения и удерживания абсорбирующих материалов. Типичными материалами, используемыми в производстве традиционных сердцевин, являются, в частности, бумага, ткани, пленки, нетканые или тканые материалы, или слоистые материалы, или композитные материалы на их основе.
Подложки также могут быть воздухопроницаемыми (в дополнение к проницаемости для жидкости). Соответственно, пленки, используемые для целей настоящего изобретения, могут содержать микропоры.
Изолирующая оболочка сердцевины может быть по меньшей мере частично уплотнена вдоль всех сторон абсорбирующей сердцевины таким образом, что абсорбирующий материал по существу не выходит за пределы сердцевины. Под «абсорбирующий материал по существу не выходит» понимается, что менее 5 масс. %, менее 2 масс. %, менее 1 масс. % или приблизительно 0 масс. % абсорбирующего материала выходит из изолирующей оболочки сердцевины. Термин «уплотнен» следует понимать в широком смысле. Уплотнение необязательно должно быть непрерывным вдоль всей периферии изолирующей оболочки сердцевины, но оно может быть прерывистым вдоль части или всей периферии, например, оно может быть образовано рядом точек уплотнения, расположенных на одной линии с равными промежутками друг от друга. Уплотнение может быть образовано путем приклеивания и/или термоскрепления.
Если изолирующая оболочка сердцевины образована с помощью двух подложек 216, 216', для заключения абсорбирующего материала 260 внутри изолирующей оболочки сердцевины могут использоваться четыре уплотнения. Например, первая подложка 216 может быть расположена на одной стороне сердцевины (на верхней стороне, как показано на фиг. 33-35) и может проходить вокруг продольных краев сердцевины, чтобы по меньшей мере частично обернуть противоположную нижнюю сторону сердцевины. Вторая подложка 216' может быть расположена между отворотами первой подложки 216 и абсорбирующим материалом 260. Отвороты первой подложки 216 могут быть приклеены ко второй подложке 216' для обеспечения прочного уплотнения. Эта так называемая конструкция с С-образным обертыванием может обеспечивать преимущества, такие как повышенная устойчивость к разрыву в смоченном состоянии по сравнению с многослойным уплотнением. Затем передняя сторона и задняя сторона изолирующей оболочки сердцевины также могут быть уплотнены путем приклеивания первой подложки и второй подложки друг к другу для обеспечения полной герметизации абсорбирующего материала по всей периферии сердцевины. На передней стороне и задней стороне сердцевины первая и вторая подложки могут проходить и могут быть соединены друг с другом, по существу, в направлении одной плоскости с образованием на этих краях так называемой многослойной конструкции. В так называемой многослойной конструкции первая и вторая подложки могут также проходить наружу на всех сторонах сердцевины и могут иметь плоское или по существу плоское уплотнение вдоль всей или частей периферии сердечника, как правило, образованное путем приклеивания и/или термоскрепления/соединения прессованием. В одном примере, нет необходимости придавать форму ни первой, ни второй подложкам, таким образом, их можно нарезать прямоугольниками для упрощения процесса производства, но другие формы также входят в объем настоящего изобретения.
Изолирующая оболочка сердцевины может также быть образована с помощью одной подложки, которая может охватывать абсорбирующий материал как пакетная завертка и может иметь уплотнение вдоль передней стороны и задней стороны сердцевины и одно продольное уплотнение.
Участок размещения САП
Участок размещения 208 абсорбирующего материала может быть определен периферией слоя, образованного абсорбирующим материалом 260 внутри изолирующей оболочки сердцевины, если смотреть с верхней стороны абсорбирующей сердцевины. Участок размещения 208 абсорбирующего материала может иметь различные формы, в частности так называемую форму восьмерки или песочных часов, которая характеризуется сужением вдоль ширины к середине или промежностной области сердцевины. Таким образом, область размещения 8 абсорбирующего материала может иметь относительно малую ширину в области сердцевины, предназначенной для размещения в промежностной области абсорбирующего изделия, как показано на ФИГ. 28. Это может обеспечить повышенный комфорт при носке. Участок размещения 8 абсорбирующего материала также может быть по существу прямоугольной формы, например как показано на фиг. 31-33, однако другие формы участков размещения, такие как прямоугольная, Т-образная, Y-образная формы, форма песочных часов или гантели также входят в объем настоящего изобретения. Абсорбирующий материал может быть размещен с использованием подходящих способов, которые могут обеспечить относительно точное размещение САП с относительно высокой скоростью.
Каналы
Область осаждения 208 абсорбирующего материала может содержать, по меньшей мере, один канал 226, который, по меньшей мере, частично ориентирован в продольном направлении изделия 280 (то есть имеет продольный векторный компонент), как показано на ФИГ. 28 и 29. Другие каналы могут быть по меньшей мере частично расположены в боковом направлении (т.е. имеют боковой компонент вектора) или в любом другом направлении. Далее при употреблении термина «каналы» во множественном числе подразумевается «по меньшей мере один канал». Каналы могут иметь длину L', спроецированную на продольную ось 280 изделия, которая составляет по меньшей мере 10% длины L изделия. Каналы могут быть образованы различными способами. Например, каналы могут быть образованы с помощью зон внутри участка 208 размещения абсорбирующего материала, которые могут по существу не содержать или не содержать абсорбирующего материала, в частности САП. В другом примере каналы могут быть образованы зонами внутри области осаждения 208 абсорбирующего материала, где абсорбирующий материал сердцевины содержит целлюлозу, воздушный войлок, САП или их комбинации, и каналы могут быть по существу не содержать абсорбирующий материал, в частности, САП, целлюлозу или воздушный войлок. Кроме того, или альтернативно канал (каналы) также могут быть образованы путем непрерывного или прерывистого соединения верхней стороны обертки сердцевины с нижней стороной обертки сердцевины через область осаждения 208 абсорбирующего материала. Каналы могут быть непрерывными, но допускается, что каналы могут быть прерывистыми. Система накопления-распределения жидкости или слой 250, или другой слой также может содержать каналы, которые могут соответствовать или не соответствовать каналам абсорбирующей сердцевины.
В некоторых случаях каналы могут находиться в абсорбирующем изделии по меньшей мере на том же продольном уровне, что и точка С промежностной области или боковая ось 260, как показано на фиг. 28 на примере двух продольных каналов 226, 226'. Каналы могут также проходить от промежностной области 207 или могут находиться на передней области 205 пояса и/или на задней области 206 пояса изделия.
Абсорбирующая сердцевина 228 может также содержать более двух каналов, например по меньшей мере 3, по меньшей мере 4, по меньшей мере, 5 или, по меньшей мере, 6 или более. Могут также присутствовать более короткие каналы, например, в задней поясной области 206 или передней поясной области 205 сердцевины, как представлено парой каналов 227, 227' на фиг. 28 в направлении передней части изделия. Каналы могут содержать одну или более пар каналов, расположенных симметрично или расположенных иным образом относительно продольной оси 280.
Каналы могут быть в особенности полезны в абсорбирующей сердцевине, если участок размещения абсорбирующего материала имеет прямоугольную форму, поскольку каналы могут повысить эластичность сердцевины настолько, что использование сердцевины не прямоугольной формы (формованной) является менее преимущественным. Разумеется, каналы могут также содержаться в слое САП, имеющем формованный участок размещения.
Каналы могут быть полностью расположены продольно и параллельно продольной оси или полностью расположены поперечно и параллельно боковой оси, но также могут иметь по крайней мере части, которые изогнуты.
Для снижения риска подтекания текучей среды основные продольные каналы могут не доходить до любого из краев участка 208 размещения абсорбирующего материала и, таким образом, могут быть полностью заключены внутри участка 208 размещения абсорбирующего материала сердцевины.
Наименьшее расстояние между каналом и ближайшим краем участка 208 размещения абсорбирующего материала может составлять, по меньшей мере, 5 мм.
Каналы могут иметь ширину Wc вдоль, по меньшей мере, части длины, составляющую по меньшей мере 2 мм, по меньшей мере, 3 мм, по меньшей мере, 4 мм, до, например, 20 мм, 16 мм или 12 мм. Ширина канала может быть постоянной на протяжении по существу всей длины канала или может изменяться вдоль его длины. Если каналы образованы с помощью не содержащей абсорбирующего материала зоны внутри участка 208 размещения абсорбирующего материала, шириной каналов считается ширина не содержащей материала зоны, не принимая во внимание возможное наличие изолирующей оболочки сердцевины внутри каналов. Если каналы образованы не с помощью не содержащих абсорбирующего материала зон, например главным образом посредством соединения изолирующей оболочки сердцевины через зону абсорбирующего материала, шириной каналов является ширина этого соединения.
По меньшей мере, некоторые или все каналы могут быть постоянными каналами, т. е. их целостность по меньшей мере частично сохраняется как в сухом состоянии, так и в смоченном состоянии. Постоянные каналы могут быть получены при наличии одного или более адгезивных материалов, например волокнистого слоя адгезивного материала или монтажного клея, который помогает склеивать подложку с абсорбирующим материалом внутри стенок канала. Постоянные каналы могут также быть образованы путем соединения верхней стороны и нижней стороны изолирующей оболочки сердцевины (например, первой подложки 216 и второй подложки 216') и/или верхнего слоя 224 с внешним слоем 225 посредством каналов. Как правило, адгезив можно применять для соединения обеих сторон изолирующей оболочки сердцевины или верхнего слоя и внешнего слоя посредством каналов, но возможно выполнить соединение с помощью других известных процессов, таких как соединение прессованием, ультразвуковая сварка, термоскрепление или их комбинации. Изолирующая оболочка сердцевины или верхний слой 224 и внешней слой 225 могут иметь непрерывное соединение или прерывистое соединение вдоль каналов. Предпочтительно каналы могут оставаться или становиться видимыми по меньшей мере через верхний слой и/или внешний слой, когда абсорбирующее изделие полностью заполнено текучей средой. Это может быть достигнуто путем по существу освобождения каналов от САП так, чтобы они не набухали, и выполнения их в достаточно большом размере так, чтобы они не закупоривались при смачивании. Кроме того, соединение изолирующей оболочки сердцевины с самой собой или верхнего слоя с внешним слоем посредством каналов может быть преимущественным.
Барьерные ножные манжеты
Абсорбирующее изделие может содержать пару барьерных ножных манжет 34. Каждая ножная манжета может быть образована куском материала, который прикреплен к абсорбирующему изделию, так что он может простираться вверх от обращенной к пользователю поверхности абсорбирующего изделия и обеспечивать улучшенное удержание жидкостей и других экссудатов тела приблизительно на стыке туловища и ног пользователя. Барьерные ножные манжеты ограничивают проксимальным краем 64, соединенным прямо или косвенно с верхним слоем 224 и/или задним слоем 225 и свободным концевой краем 266, предназначенным для контакта с кожей пользователя и образования уплотнения. Барьерные ножные манжеты 234 проходят по меньшей мере частично между передней поясной кромкой 210 и задней поясной кромкой 212 абсорбирующего изделия на противоположных сторонах продольной оси 280 и, по меньшей мере, расположены на уровне промежностной точки (С) или промежности область. Барьерные ножные манжеты на проксимальном крае 264 могут быть соединены с каркасом изделия посредством соединения 265, которое может быть выполнено, например, путем склеивания, адгезивного соединения или комбинации других подходящих способов соединения. Соединение 265 на проксимальном крае 264 может быть непрерывным или прерывистым. Соединение 265, ближайшая к выступающему участку ножной манжеты, ограничивает проксимальную кромку 264 стоячей частью ножной манжеты.
Барьерные ножные манжеты могут быть неотъемлемой частью верхнего слоя 224 или внешнего слоя 225 или могут быть отдельным материалом, соединенным с корпусом изделия. Каждая барьерная ножная манжета 234 может содержать один, два или более эластичных шнурков 235, расположенных близко к свободному концевому краю 266 для обеспечения лучшего уплотнения.
В дополнение к барьерным ножным манжетам 234 изделие может содержать уплотнительные манжеты 232, которые соединены с корпусом абсорбирующего изделия, в частности с верхним слоем 224 и/или внешним слоем 225 и расположены снаружи относительно барьерных ножных манжет. Уплотнительные манжеты 232 могут обеспечивать лучшее уплотнение вокруг бедер пользователя. Каждая уплотнительная ножная манжета может содержать одну или несколько эластичных нитей или эластичных элементов 233 в корпусе абсорбирующего изделия между верхним слоем 224 и внешним слоем 225 в области отверстий для ног. Все или часть барьерных ножных манжет и/или уплотнительных манжет могут быть обработаны лосьоном или другой композицией для ухода за кожей.
Система накопления-распределения
Абсорбирующие изделия настоящего изобретения могут включать в себя слой или систему 250 накопления-распределения («ADS»). Одной из функций ADS является быстрое поглощение одной или нескольких текучих сред и их эффективное распределение в абсорбирующей сердцевине. ADS может содержать один, два или более слоев, которые могут образовывать единый слой или могут оставаться отдельными слоями, присоединенными друг к другу. В одном примере ADS может содержать два слоя: распределяющий слой 254 и накопительный слой 252, расположенные между абсорбирующей сердцевиной и верхним слоем, однако настоящее изобретение не ограничивается этим.
В одном примере высокоплотные, трехмерные нетканые материалы по настоящему изобретению могут содержать верхний слой и накопительный слой в виде слоистого материала. Распределительный слой также может быть предусмотрен на стороне, обращенной к одежде, слоистого материала верхнего слоя/накопительного слоя.
Несущий слой
В случае, когда высокоплотные, трехмерные нетканые материалы по настоящему изобретению включают в себя слоистый материал верхнего слоя и накопительного слоя, может потребоваться нанесение несущего слоя для поддержки распределительного слоя (не показан), который может содержать один или несколько нетканых материалов или другие материалы. Распределяющий слой может быть нанесен на несущий слой или расположен на нем. Таким образом, несущий слой может быть размещен на промежуточном уровне между накопительным слоем и распределяющим слоем и находиться в обратном отношении с накопительным слоем и распределяющим слоем.
Распределяющий слой
Распределяющий слой ADS может содержать по меньшей мере 50 мас. % поперечно сшитых волокон целлюлозы. Поперечно сшитые волокна целлюлозы могут быть обжатыми, сплетенными или скрученными или представлять собой комбинацию обжатых, сплетенных или скрученных волокон. Такой тип материала описан в публикации патента США № 2008/0312622 A1 (Hundorf). Поперечно сшитые волокна целлюлозы обеспечивают высокую упругость и, следовательно, более высокую устойчивость первого абсорбирующего слоя к сжатию в упаковке изделия или в условиях использования, например под весом пользователя. Это может обеспечивать сердцевину большим свободным объемом, проницаемостью и способностью абсорбировать жидкость и, следовательно, уменьшением подтеканий и повышенной сухостью.
Распределяющий слой, содержащий поперечно сшитые волокна целлюлозы настоящего изобретения, может содержать другие волокна, но преимущественно этот слой может содержать по меньшей мере 50 мас. %, или 60 мас. %, или 70 мас. %, или 80 мас. %, или 90 мас. %, или даже до 100 мас. % поперечно сшитых волокон целлюлозы (включая поперечно сшивающие агенты).
Накопительный слой
Если трехмерный нетканый материал по настоящему изобретению представлен как только верхний слой абсорбирующего изделия, ADS 250 может содержать накопительный слой 252. Накопительный слой может быть размещен между распределяющим слоем 254 и верхним слоем 224. В таких случаях, накопительный слой 252 может представлять собой или может содержать нетканый материал, такой как материал SMS или SMMS, содержащий фильерные материалы, материалы, полученные аэродинамическим распылением расплава, и дополнительный фильерный слой или, в альтернативном варианте, кардный штапельный химически связанный нетканый материал. Нетканый материал может иметь латексное соединение.
Система крепления
Абсорбирующее изделие может включать в себя систему крепления. Система крепления может быть использована для обеспечения боковых натяжений вокруг внешней границы абсорбирующего изделия для удержания абсорбирующего изделия на пользователе в качестве типичного элемента подгузников с лентой. Эта система крепления не является необходимой для изделий «обучающие трусы», поскольку поясная область этих изделий уже соединена. Система крепления может содержать крепежные элементы, такие как язычки, крепежные элементы в виде крючков и петель, взаимно сцепляющиеся крепежные элементы, такие как язычки и пазы, пряжки, кнопки, защелки и/или гибридные крепежные элементы, хотя любые другие подходящие механизмы крепления также входят в объем настоящего изобретения. Контактная зона 244 обычно предусмотрена на поверхности, обращенной к предмету одежды передней поясной области 205, для крепежной детали, которая должна быть прикреплена к ней с возможностью отсоединения.
Передние и задние ушки
Абсорбирующее изделие может включать в себя передние ушки 246 и задние ушки 240. Ушки могут быть выполнены как одно целое с каркасом, например могут быть образованы верхним слоем 224 и/или внешним слоем 226 в виде боковых вставок. Альтернативно, как показано на фиг. 28, ушки могут быть отдельными элементами, присоединенными склеиванием, горячим тиснением и/или присоединенными под давлением. Задние ушки 240 могут быть растягивающимися, чтобы облегчить прикрепление язычков 242 к контактной зоне 244 и удерживать подгузники с липкой лентой на месте вокруг талии пользователя. Задние ушки 240 могут также быть эластичными и растягивающимися, чтобы обеспечить более удобную и контурную посадку, первоначально подходящим образом приспосабливая абсорбирующее изделие к пользователю и выдерживая эту посадку в течение всего прошедшего времени ношения, когда абсорбирующее изделие наполнено жидкостями или другими выделениями из организма, поскольку эластифицированные ушки позволяют сторонам абсорбирующего изделия расширяться и сжиматься.
Эластичный элемент пояса
Абсорбирующее изделие 220 может также содержать, по меньшей мере, один эластичный элемент пояса (не представлен), который помогает обеспечивать улучшенную посадку и удерживание. Эластичный элемент пояса по существу предназначен для эластичного расширения и сжатия для посадки на талии пользователя в динамике. Эластичный элемент пояса может проходить, по меньшей мере, в продольном направлении наружу от, по меньшей мере, одного края пояса абсорбирующей сердцевины 228 и по существу образует, по меньшей мере, часть задней стороны абсорбирующего изделия. Одноразовые подгузники могут быть сконструированы таким образом, чтобы иметь два эластичных элемента пояса, один из которых расположен в передней поясной области, а другой - в передней поясной области.
Цветовые сигналы
В форме абсорбирующие изделия по настоящему изобретению могут иметь разные цвета в разных слоях или их частях (например, верхний слой и накопительный слой, верхний слой и обложка нетканой сердцевины, первая часть и вторая часть верхнего слоя, первая часть и вторая часть накопительного слоя). Различные цвета могут иметь оттенок одного и того же цвета (например, темно-синий и голубой) или могут быть разными цветами (например, фиолетовым и зеленым). Различные цвета могут иметь Delta Е в диапазоне от примерно 1,5 до примерно 10, от примерно 2 до примерно 8 или от примерно 2 до примерно 6. Другие подходящие диапазоны Delta Е также входят в объем настоящего изобретения.
В одном случае различные слои поглощающих изделий могут быть соединены с использованием цветного клея. Цветной клей может быть нанесен на любой подходящий слой или слои в виде узора. Узор клея может быть дополнением к узору верхнего слоя или не дополнять его. Такой узор может увеличить внешний вид глубины в абсорбирующем изделии. В некоторых случаях окрашенный клей может быть синим.
В других случаях любой из слоев может содержать признаки, такие как печатные краски в качестве помощи для создания внешнего вида, глубинного оттиска, впитывающей способности или качественного изображения абсорбирующих изделий.
В других случаях цвета могут быть дополнены или зарегистрированы с узорами трехмерных элементов материала 10, используемого в качестве компонента в абсорбирующем изделии. Например, материал, имеющий первую и вторую зоны визуально различных узоров трехмерных элементов, может также иметь на ней напечатанный цвет, чтобы подчеркнуть, выделить, контрастировать или иным образом изменить внешний вид материала 10. Улучшения цвета могут быть полезными при передаче пользователю абсорбирующего изделия определенных функциональных характеристик материала 10 при использовании. Таким образом, цвет может использоваться в сочетании со структурными, трехмерными элементами в одном компоненте или в комбинациях компонентов для создания визуально отличительного абсорбирующего изделия. Например, вторичный верхний слой или накопительный слой могут иметь напечатанный узор цвета или цветов, которые дополняют структуру трехмерных элементов материала 10, используемого в качестве верхнего слоя в абсорбирующем изделии. Другим примером является абсорбирующее изделие, содержащее 1) абсорбирующую сердцевину, содержащую канал, 2) верхний слой с трехмерным узором, зарегистрированным или выделяющим канал или каналы в сердцевине, и 3) графический цветовой компонент, чернила печати или признаки, видимые при осмотре верхнего слоя (поверхность контакта с телом) или поверхности осмотра внешнего слоя (поверхность контакта с одеждой), чтобы дополнительно подчеркнуть функциональные особенности основного канала или каналов и общую производительность абсорбирующего изделия.
Методы испытаний:
Испытание сжатием на долговечность
Начальное измерение размера:
- Отрежьте пять образцов размером 8 см на 8 см (3 дюйма на 3 дюйма) на нетканый материал, подлежащий измерению.
- Пронумеруйте каждый образец от 1 до 5.
- Измерьте размер при 0,5 кПа с помощью стандартного шага 65 мм с помощью измерителя компании Thwing-Albert в соответствии со стандартными процедурами.
- Сообщите начальный размер для каждого из пяти образцов.
- Сообщите средний размер пяти образцов.
Метод прессования по старому методу и измерение размера
- Сложите в стопку пять образцов в переменном режиме с каждым разделенным бумажным полотенцем, стопка начинается и заканчивается образцом № 1 и 5 соответственно.
- Поместите чередующиеся образцы, сложенные в стопку, в алюминиевый держатель образцов с соответствующим весом поверх образцов (4 кПа, 14 кПа или 35 кПа).
- Поместите сложенные в стопку образцы с весом в духовой шкаф при температуре 40°С в течение 15 часов.
- Снимите вес через 15 часов, отделите образцы и измерьте размер каждого образца при 0,5 кПа с помощью стандартного шага 65 мм с помощью измерителя компании Thwing-Albert в соответствии со стандартными процедурами.
- Сообщите значение созревшего размера для каждого из пяти образцов.
- Сообщите средний созревший размер пяти образцов.
Сообщения результатов:
- Сообщите средний начальный и созревший размеры по номеру позиции
- Сообщите индекс восстановления размера:
(Средний созревший размер/ средний начальный размер) * 100
Локализованная основная масса
2
Локализованная основная масса нетканого материала может быть определена несколькими имеющимися способами, но простой репрезентативный метод включает перфорирующую матрицу, имеющую площадь 3,0 см, которая используется для вырезания участка образца полотна из выбранной области из общей площади нетканого материала. Затем кусок образца взвешивают и делят на его области, чтобы получить локализованную основную массу нетканого материала в единицах граммов на квадратный метр. Результаты представлены как среднее из 2 образцов на выбранную область.
Испытание уровня взлохмачивания
Испытание уровня взлохмачивания выполняется с использованием тестера Sutherland Rub Tester (поставляемого компанией Thwing Albert Со, West Berlin, NJ) с тканью, пропитанной оксидом алюминия (дополнительная гладкая отделка, зернистость 320, 5 см (2 дюйма) шириной, 50-ярдовый рулон, поставляемый компанией McMaster-Carr, Elmhurst, IL в качестве части 8687А229 или эквивалент), используемой в качестве абразивного материала/рецептора. После истирания образца ткань, пропитанную оксидом алюминия, и поверхность образца отделяют лентой с помощью ленты для удаления волокон (клейкая лента 3М №3187, поставляемая компанией Netherland Rubber Company в виде рулона шириной 5 см (2 д.)) для гравиметрического анализа. Используется съемный рецепторный блок массой 0,9 кг (2 фн.) (также поставляется компанией Thwing Albert Со).
Перед использованием осмотрите резиновую облицовку на рецепторном блоке и ступеньку для образца на предмет износа / повреждений и при необходимости замените в соответствии с указаниями производителя (замена пены доступна от компании Thwing Albert Со).
Отрежьте кусок ткани, пропитанной оксидом алюминия, полоской шириной 19 см на 5 см (7,5 дюйма на 2,0 дюйма). Установите ткань, пропитанную оксидом алюминия, используя зажимы на стороне рецепторного блока так, чтобы абразивная поверхность была обращена от блока, а ткань была плоская относительно нижней поверхности рецепторного блока.
Отрежьте образец из нетканого материала, который должен быть испытан размером как минимум 12 см в машинном направлении (MD) и 6 см в поперечном направлении (CD). Положите исследуемую сторону образца вниз на лабораторную скамью. Возьмите кусок 2-сторонней ленты (3М # 409, шириной 5 см (2 дюйма), дифференциал, поставляемый компанией Netherland Rubber Со, Cincinnati ОН или эквивалент) размером 12 см на 5,1 см и удалите прокладочную бумагу. Разместите ленту клейкой стороной, только что наклеенной на нетканый образец, длинным краем, параллельным MD образца. Поместите прокладочную бумагу на обращенную вверх клейкую поверхность. Отрежьте образец / ленточный слоистый материал до конечного размера 11,0 см ± 0,1 см MD на 4,0 см ± 0,1 см. CD. Удалите прокладочную бумагу и прикрепите образец к центру пластины из нержавеющей стали толщиной 1,5 мм, шириной до 65,5 мм и длиной 210 мм (подходящей для установки на образец тестера Rub Tester). Когда образец обращен вверх, поместите образец 2200 г (контактная поверхность 170 мм на 63 мм) поверх образца в течение 20 секунд, а затем удалите.
Закрепите пластину из нержавеющей стали к образцу стороной тестера Rub Tester вверх, используя встроенные зажимы. Прикрепите съемный рецепторный блок к возвратно-поступательному рычагу тестера Rub с поверхностью истирания, обращенной к образцу. Установите тестер Rub для выполнения 20 циклов со скоростью 21 цикл/с.
Осторожно удалите рецепторный блок с тестера Rub, следя за тем, чтобы не потерять свободные микроволокна с поверхности ткани, пропитанной оксидом алюминия, или поверхности образца. Поместите рецепторный блок на лабораторную скамью стороной ткани, пропитанной оксидом алюминия, вверх. Удалите стальную пластину с образцом из тестера Rub и поместите сторону образца вверх на лабораторную скамью. Вырежьте кусок ленты для удаления волокон шириной 51 мм и длиной 65,5 мм. Сложите приблизительно 5 мм конца ленты поверх него на каждом конце, чтобы облегчить обращение с лентой, не касаясь клея. Поместите на кусок прокладочной бумаги с облегченной основной массой (приблизительно 75 мм на 60 мм), чтобы защитить клейкую поверхность. Измерьте массу ленты/прокладочной бумаги и запишите ее до ближайшего 0,0001 г. Это относится к лентоотводящему волокну из ткани, пропитанной оксидом алюминия (лента А). Подготовьте вторую ленту/подкладочную бумагу аналогичным образом для лентоотводящего волокна с поверхности изнашиваемого образца (лента В) и запишите его массу до ближайшего 0,0001 г.
Возьмите ленту А и удалите прокладочную бумагу. Удерживая оба конца ленты, аккуратно промокните ткань, пропитанную оксидом алюминия, чтобы удалить нетканые волокна с поверхности. При необходимости повторите удаление всех волокон, следя за тем, чтобы не удалять частицы оксида алюминия. Замените прокладочную бумагу, измерьте массу ленты/прокладочной бумаги и запишите массу до ближайшего 0,0001 г.
Вычтите массу тары из конечной массы. Это волокнистая масса А. Возьмите ленту В и удалите прокладочную бумагу. Удерживая оба конца ленты, поместите ленту по центру образца. Поместите массу 2200 г на ленту в течение 20 секунд, а затем удалите. Удерживая оба конца ленты, поднимите ленту с поверхности образца. Замените прокладочную бумагу, измерьте массу ленты/прокладочной бумаги и запишите массу до ближайшего 0,0001 г.
2
2
Вычтите массу тары из конечной массы. Это волокнистая масса В. Уровень взлохмачивания представляет собой сумму масс волокон А и волокон В. Аналогичным образом повторите тест для десяти повторов. Получите среднее значение десяти образцов и запишите массу взлохмачивания до ближайших 0,10 мг. Рассчитайте уровень взлохмачивания как среднюю массу взлохмачивания (мг) / 44 см и сообщите до ближайших 0,01 мг/см.
Испытание воздухопроницаемости
Испытание воздухопроницаемости используется для определения уровня воздушного потока в кубических футах в минуту (куб. фт/мин) через формирующий ленточный конвейер. Испытание воздухопроницаемости проводят на испытательной модели воздухопроницаемости FX3360 Portair, разработанной компанией Textest AG, Sonnenbergstrasse 72, СН 8603 Schwerzenbach, Швейцария. В устройстве используется 20,7-миллиметровая диафрагма для воздухопроницаемости от 8,495 до 28,316 л/мин (300-1000 куб. фт/мин). Если воздухопроницаемость ниже 8495 л/мин (300 куб. фт/мин), необходимо уменьшить диафрагму; если выше 28 316 л мин (1000 куб. фт/мин), необходимо увеличить диафрагму. Воздухопроницаемость может быть измерена в локализованных зонах формирующего ленточного конвейера для определения различий в воздухопроницаемости через формующий ленточный конвейер.
Методика проведения испытания
1. Включите инструмент FX3360.
2. Выберите предварительно определенный стиль, имеющий следующую настройку:
a. Материал: стандартный
b. Свойство измерения: Воздухопроницаемость (АР)
c. Исследуемое давление: 125 Па (паскалей)
d. Т-коэффициент: 1,00
e. Контрольная точка: 2 сантиметра (0,8 дюйма).
3. Расположите 20,7 мм диафрагму на верхней стороне формующего ленточного конвейера (сторона с трехмерными выступами) в интересующем положении.
4. Выберите «Измерение пятна» на сенсорном экране тестового блока.
5. Если необходимо, сбросьте датчик перед измерением.
6. После сброса выберите кнопку «Старт», чтобы начать измерение.
7. Подождите, пока измерение не стабилизируется и не запишите значение куб. фт/мин, отображаемое на экране.
8. Для остановки измерения снова нажмите кнопку «Старт».
9. Результаты представлены как среднее значение из трех измерений.
Испытание на высоту стопки в пакете
Высоту стопки в пакете упаковки абсорбирующих изделий определяют, как описано ниже.
Оборудование
Используют толщиномер с плоской жесткой горизонтальной скользящей пластиной. Толщиномер выполнен с возможностью свободного перемещения скользящей пластины в вертикальном направлении, при этом горизонтальная скользящая пластина всегда сохраняет горизонтальную ориентацию непосредственно над плоской жесткой горизонтальной пластиной основания. Толщиномер включает в себя устройство, пригодное для измерения зазора между горизонтальной скользящей пластиной и горизонтальной пластиной основания с точностью в пределах ±0,5 мм. Горизонтальная скользящая пластина и горизонтальная пластина основания больше поверхности абсорбирующего изделия, контактирующей с каждой пластиной, т.е. каждая пластина выходит за пределы поверхности контакта упаковки абсорбирующего изделия во всех направлениях. Горизонтальная скользящая пластина оказывает на упаковку абсорбирующего изделия направленное вниз усилие 850±1 грамм-сила (8,34 Н), которое может достигаться путем помещения соответствующей массы на центр верхней поверхности горизонтальной скользящей пластины, не контактирующей с упаковкой, так, что общая масса скользящей пластины с добавленной массой составляет 850±1 грамм.
Методика проведения испытания
Упаковки абсорбирующих изделий уравновешивают при температуре 23°С ± 2°С и относительной влажности 50% ± 5 % перед измерением. Горизонтальную скользящую пластину поднимают и упаковку абсорбирующего изделия помещают по центру под горизонтальной скользящей пластиной таким образом, чтобы абсорбирующие изделия внутри упаковки были ориентированы горизонтально (см. Фиг. XX). Любую ручку или другой элемент упаковки на поверхностях упаковки, которые будут контактировать с любой из пластин, сгибают к поверхности упаковки до плоского состояния, чтобы свести к минимуму их влияние на измерение. Горизонтальную скользящую пластину медленно опускают вниз до контакта с верхней поверхностью упаковки, а затем высвобождают. Зазор между горизонтальными пластинами измеряют с точностью до ±0,5 мм в течение десяти секунд после высвобождения горизонтальной скользящей пластины. Измеряют пять идентичных упаковок (упаковки одинакового размера, содержащие одинаковое количество абсорбирующих изделий) и регистрируют среднее арифметическое значение их ширины как ширину упаковки. Рассчитывают «высоту стопки в пакете» = (ширина упаковки/количество абсорбирующих изделий на стопку) × 10 и указывают с точностью до ±0,5 мм.
Размеры и величины, описанные в настоящем документе, не следует понимать как строго ограниченные перечисленными точными числовыми значениями. Напротив, если не указано иное, каждый такой размер подразумевает как указанное значение, так и функционально эквивалентный диапазон, в который входит это значение. Например, размер, описанный как «40 мм», подразумевает «приблизительно 40 мм».
Каждый документ, упомянутый в настоящем описании, включая любой патент или заявку, на которые осуществляется перекрестная ссылка, или любой родственный патент или заявку и любую заявку на патент или патент, приоритет или преимущество по которым испрашивает данная заявка, полностью включен в настоящий документ путем ссылки, если какой-либо из документов явно не исключен или не ограничен иным образом. Упоминание любого документа не является признанием того, что он представляет собой предшествующий уровень техники в отношении любого изобретения, описанного или заявленного в настоящем документе, или что в нем самом или в любой комбинации с любой другой ссылкой или ссылками представлено, предложено или описано любое такое изобретение.
Дополнительно, в случае если какое-либо значение или определение термина в настоящем документе противоречит какому-либо значению или определению этого же термина в документе, включенном путем ссылки, приоритетным является значение или определение, закрепленное за этим термином в настоящем документе.
Несмотря на то что в настоящем документе показаны и описаны конкретные варианты осуществления настоящего изобретения, специалистам в данной области будет понятно, что допустимы и другие различные изменения и модификации без отступления от сущности и объема изобретения. Таким образом, предполагается, что прилагаемая формула изобретения охватывает все такие изменения и модификации в пределах объема данного изобретения.