專利名稱：具有三維凸出部分的膨松片材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有大量的三維凸出部分并顯示出總體上的彈性體行為和具有透氣性的膨松性片材。
背景技術(shù)：
在開發(fā)吸收性制品如衛(wèi)生巾和紙尿布時的主題是實現(xiàn)以下要求吸收性制品應(yīng)該保留從身體上排出的廢液，如月經(jīng)血和尿，但沒有泄漏；與穿戴者的皮膚直接接觸，不應(yīng)該使穿戴者有不舒適感；以及它們不會因為水合過度等原因而引起皮疹。
普通的吸收性制品在穿戴時甚至施加壓力也不易變形，因此使穿戴者感覺不舒適。它們不能與穿戴者的輪廓或運動保持一致，傾向于導(dǎo)致泄漏。朝向穿戴者的一側(cè)具有光滑表面并由較高密度的材料制成，它們易于因為水合過度而引起皮疹。
為了消除這些不便，JP-A-6-128853提出了使用有皺紋的無紡織物作為吸收性制品的頂層。所公開的有皺紋的無紡織物當在平面方向上延伸時顯示出不充分的回復(fù)性。所以，當用作吸收性制品的頂層等時，它具有不充分的對穿戴者的運動的適應(yīng)性，傾向?qū)е滦孤３艘酝?，有皺紋的無紡織物當在其厚度方向上被壓縮時具有不充分的壓縮變形性。所以，當在穿戴時由壓縮作用使之變形時，它容易與穿戴者身體緊密接觸而導(dǎo)致不適。
JP-A-62-141167教導(dǎo)了制造具有不平坦結(jié)構(gòu)的復(fù)合片材的方法，它包括將具有不同收縮率的各種無紡織物片相互重疊在一起并將它們部分接合。與上述有皺紋的無紡織物類似地，復(fù)合片材在平面方向上在伸長后的回復(fù)上以及當在厚度方向上壓縮時在可變形性上是令人不滿意的。而且，因為針織物用作具有較小熱致收縮率的片材，該復(fù)合片材在總體上具有高密度，它能夠引起水合過度。
JP-A-9-111631公開了有皺紋的無紡織物，它包括第一纖維層和在第一纖維層的一側(cè)上提供的第二纖維層，其中第一纖維層含有熱致收縮性的纖維，第二纖維層含有熱可熔性纖維。兩個纖維層在厚度方向上在線性形狀的熱粘結(jié)部分處相互結(jié)合。熱粘結(jié)部分構(gòu)成凹進區(qū)域和在熱粘結(jié)部分之間的部分構(gòu)成了凸出區(qū)域。另外，第二纖維層具有多個線性形狀的皺紋。然而，這一有皺紋的無紡織物在平面方向上在延伸后的回復(fù)性上以及當在厚度方向上壓縮時在可變形性上是令人不滿意的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供具有三維凸出部分的膨松的片材，它在平面方向上延伸后顯示足夠的回復(fù)性和在厚度方向上顯示足夠的壓縮變形性以及在總體上具有較小的密度。
本發(fā)明通過提供包括第一層和與第一層相鄰的第二層的具有三維凸出部分的膨松片材來實現(xiàn)了上述目標，該第一層和第二層按規(guī)定的圖案在多個接合點處部分地接合在一起，所述的第一層具有許多位于這些接合點之中的凸出部分，該第二層包括顯示出彈性行為的材料，并且該膨松片材顯示出總體上的彈性行為和透氣性。
本發(fā)明還提供生產(chǎn)上述膨松片材的優(yōu)選方法，它包括以下步驟用粗梳機來梳理這些纖維以形成梳理纖維網(wǎng)，它是第一層，將第一層和單獨制備的第二層相互重疊在一起，將第一層和第二層在形成規(guī)定圖案的那些部分上接合在一起，和在導(dǎo)致構(gòu)成第二層的纖維開始熱收縮的那一溫度下或在該溫度之上熱處理該接合的片材，從而使第二層收縮。
附圖簡述下面更具體地參考附圖來描述本發(fā)明，其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的膨松片材的透視圖；圖2是沿著圖1的線II-II的剖面圖；圖3A是根據(jù)本發(fā)明的另一實施方案的膨松片材的透視圖，圖3B是在圖3A中示出的膨松片材的局部放大視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的再一個實施方案的膨松片材的剖面圖，對應(yīng)圖2；圖5是根據(jù)本發(fā)明的又一個實施方案的膨松片材的剖面圖，對應(yīng)圖2；和圖6顯示了接合點的圖案。
具體實施例方式
本發(fā)明將根據(jù)它的優(yōu)選實施方案并參考附圖來描述。圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的具有三維凸出部分的膨松片材的透視圖。圖2是沿著II-II線選取的圖1的剖面圖；在圖1中示出的膨松片材10具有第一層1和與第一層1鄰接的第二層2。第一層1和第二層2在大量的接合點3處部分地接合。在這一實施方案中，接合點3各自具有圓形平面視圖并按斜方形點陣圖案不連續(xù)地排列。該接合點3比膨松片材10的其它部分具有更小的厚度和更高的密度。
這些接合點3是通過各種接合方式如熱壓型、超聲壓型或用粘結(jié)劑粘結(jié)而形成的。盡管在這一實施方案中的各個接合點3是圓形的，但它們能夠是橢圓形、三角形、矩形或這些的混合形式，或它們能夠連續(xù)形成而構(gòu)成了直線或曲線。
接合點3與膨松片材10的整個表面的面積比(對于每單位面積的膨松片材10而言接合點3的面積比率)優(yōu)選是3-50％，更優(yōu)選5-35％，這取決于膨松片材10的最終用途，以便在第一層和第二層之間獲得足夠的粘結(jié)強度，同時確保升高部分(即凸出部分)有足夠的高度以產(chǎn)生膨松度。
在本實施方案中，第一層1是纖維的聚集料，第二層2是在類型和/或組成上與構(gòu)成第一層1的纖維不同的纖維的聚集料。
該片材10具有大量的被包圍部分，它們被按照一定圖案排列的接合點3所包圍。因此，在第一層1中形成了許多被接合點3所包圍的升高或凸出部分，如圖2中所示。該三維構(gòu)型是本發(fā)明的膨松片材的眾多特征中的一個。在這一具體的實施方案中，凸出部分是填充了構(gòu)成第一層的纖維的拱曲形。根據(jù)下面描述的特定方法，有可能讓構(gòu)成每一拱曲部的外表面的那些纖維沿著拱曲部的輪廓取向。另一方面，第二層2在除了接合點3以外的其它部分中具有幾乎扁平的表面，如圖2中所示。通過肉眼觀察，該膨松片材10在其第二層一側(cè)是扁平的并在其第一層一側(cè)具有大量的凸出部分。
凸出部分的三維構(gòu)型不限于圖1和圖2中所示的拱曲形，并包括例如在圖3A中示出的皺紋。圖3A中示出的有皺紋的表面例如能夠按照在圖3B中描述的圖案形成接縫3來獲得。
如果不填充纖維，各拱曲可以是中空的，如圖4中所示。在這種情況下，作為第一層1的纖維聚集料是無紡織物或針織物。
無論該凸出部分具有何種構(gòu)型，只要在凸出部分的片材厚度T與在接合點3處的片材厚度T’之比(T/T’，參見圖2)是2或2以上，則該膨松片材10就感覺足夠的膨松。T/T’的上限是大約6，它是根據(jù)凸出部分的形狀保持性和膨松片材10的基礎(chǔ)重量來決定的。
該厚度T和T’是如下測量的。該膨松片材10被切成50厘米×50厘米的四方塊兒。將重量為10g和稍大于該切片的板放置在切片上，用例如測微儀或激光變位測量儀測量在這一狀態(tài)下的切片的厚度，該厚度是作為在凸出部分的厚度來取用的(T)。如此測量的厚度T等于下文所指的“在0.4cN/cm2壓力下的厚度”。
另一方面，使用在尺寸上等于或小于接合點3的探頭(feeler)對接合點3施加10-40N/cm2的壓力的同時，測量在接合點3處的厚度T’。該測量能夠使用與用于測量厚度T的相同儀器來進行。
根據(jù)本發(fā)明的膨松片材10的另一特征在于，當在厚度方向上被壓縮時，它具有低密度結(jié)構(gòu)而顯示出足夠的壓縮可變形性。更準確地說，取決于最終的用途，該膨松片材10優(yōu)選在0.4cN/cm2的壓力下具有5-50kg/m3、尤其10-30kg/m3的表觀密度。具有如此表觀密度的膨松片材10感覺起來比較膨松并顯示出改進的壓縮可變形性，導(dǎo)致有改進的柔韌性。該膨松片材10也優(yōu)選在34.2cN/cm2的壓力下具有20-130kg/m3、尤其30-120kg/m3的表觀密度。具有如此表觀密度的該膨松片材10具有足夠的強度以顯示出改進的三維形狀保持性并確保足夠的透氣性。當膨松片材10用作構(gòu)成吸收性制品的元件時，確保足夠的透氣性對于預(yù)防水合過度所誘發(fā)的皮疹是尤其有效的。0.4cN/cm2的壓力幾乎等于當套在穿戴者身體上時對吸收性制品所施加的壓力，而34.2cN/cm2的壓力幾乎等于在穿戴時強加于吸收性制品的身體壓力。
膨松片材10在0.4cN/cm2的壓力下的表觀密度和在34.2cN/cm2的壓力下的表觀密度是通過將基礎(chǔ)重量除以在下面所述各壓力下的厚度來獲得的。
盡管可以根據(jù)用途來改變厚度，但是考慮膨松度和壓縮可變形性，該膨松片材10的厚度優(yōu)選是在0.4cN/cm2壓力下的1.5-10mm、特別2-6mm和在34.2cN/cm2壓力下的1-5mm、特別1.5-3mm。
在0.4cN/cm2壓力下的厚度(下面稱作T1)是如下測量的。該膨松片材10被切成50mm×50mm的四方塊兒。將重量10g和稍大于該切片的板放置在測量段上。在這一狀態(tài)下板的上側(cè)的位置被稱作原始位置A。然后從測量段上移走該板，將片材的切片放置在測量段上，隨后再次將板放置在切片上。在這一狀態(tài)下板的上側(cè)的位置被稱作位置B。由位置A和位置B的差異獲得了片材10的厚度。當用激光變位測量儀(購自KEYENCE CORPORATION的CCD LASER DISPLACEMENT SENSORLK-80)測量時，可使用測微儀。當使用該測微儀時，由于該板和該測微儀帶來的壓力應(yīng)該加以控制，以使得對切片施加0.4cN/cm2的總壓力。
在34.2cN/cm2壓力下的厚度(下面稱作T2)是如下測量的。用Toyo Baldwin Co.，Ltd.提供的拉伸-壓縮試驗機RTM-100進行測量，它能夠通過以恒定的速度壓縮來使試件變形。將從膨松片材10上裁切的50mm×50mm的四方塊兒固定在試驗機上，將安裝在測力傳感器(等級5kg)上的壓縮底板以10mm/min的速率向下運動來壓縮試件。T2是通過在對測力傳感器施加的載荷下由壓縮所引起的位移來獲得的。具體地說，得到2gf的讀數(shù)(全刻度的0.1％，2kg)的壓縮底板的位置被取作原點，和讀取在0.4cN/cm2壓力下的位移X1和在34.2cN/cm2壓力下的位移X2。T2是根據(jù)公式(1)從X1、X2和T1計算的。應(yīng)該指出的是，對于原點的值被設(shè)定為0時，X1和X2的值是負數(shù)。
T2＝T1+(X2-X1) (1)優(yōu)選的是，該膨松片材10具有30-85％、特別40-70％的壓縮形變百分比，該壓縮形變百分比是通過公式(2)從T1和T2計算的壓縮形變(％)＝(T1-T2)/T1×100 (2)當用作構(gòu)成該吸收性制品的元件時，具有這一壓縮形變百分比的膨松片材10顯示出與穿戴者的輪廓或運動相適應(yīng)的改進的可變形性。
為了使該膨松片材10具有足夠的壓縮可變形性和膨松度，該膨松片材10優(yōu)選具有20-200g/m2、特別40-150g/m2的基礎(chǔ)重量。利用靈敏值為1mg的電子秤對具有50mm×50mm或更大的尺寸的膨松片材10的切片進行稱重并計算每m2的重量，獲得了基礎(chǔ)重量。
膨松片材10的第二層2是由顯示彈性行為的材料制成。當在平面方向上延伸時，第二層2發(fā)揮出規(guī)定的收縮應(yīng)力。該膨松片材10總體上顯示出彈性行為和伸展性。因此，當用作構(gòu)成吸收性制品的元件時，該膨松片材10會隨穿戴者的運動而提供良好的適應(yīng)能力和防止泄漏。該第一層1是否顯示出彈性行為都沒有關(guān)系，只要它是可延伸的。
優(yōu)選的是，該膨松片材10優(yōu)選具有從50％伸長率的50％或50％以上，特別是60％或60％以上，更優(yōu)選60-90％的回復(fù)率，從而顯示出足夠的彈性行為(在50％伸長率下的回復(fù)率將簡稱伸長回復(fù)率)。盡管伸長回復(fù)率有時候可根據(jù)延伸的方向(例如縱向和橫向)來變化，只要在至少一個任意方向上伸長回復(fù)率處在以上范圍內(nèi)，則能夠體現(xiàn)足夠的彈性行為。
伸長回復(fù)率被如下測量。由Toyo Baldwin提供的拉伸-壓縮試驗機RTM-100是以拉伸模式使用。從膨松片材10上裁切的50mm×50mm的方形樣品是以30mm的原始卡盤到卡盤的距離被固定在兩氣動卡盤之間。附著于測力傳感器(等級5kg)上的卡盤是以100mm/min的速度被提升來拉伸該樣品。當該樣品被拉伸50％，即當卡盤距離達到45mm時，卡盤的移動方向被反過來，卡盤以100mm/min的速度向下運動到原始位置。同時，記錄從測力傳感器檢測到的載荷值，與樣品的伸長率相對應(yīng)。伸長回復(fù)率能夠從公式(3)獲得
伸長回復(fù)率＝回復(fù)長度/最大伸長(＝15mm)(3)其中“回復(fù)長度”是卡盤從最大伸長(＝15mm)的位置向下運動直至測力傳感器剛一達到0的讀數(shù)為止時所移動的距離。
如上所述，由于第一層和第二層都是由纖維聚集料組成，該膨松片材10總體上具有透氣性。膨松片材的優(yōu)選透氣性是，根據(jù)Gurley透氣性，0.6sec/100ml或更低，特別是0.4sec/100ml或更低，以確保足夠的透氣性，根據(jù)JIS P8117測量。Gurley透氣性的優(yōu)選下限取決于該膨松片材10的用途。例如，用作吸收性制品的頂層或側(cè)封邊，它是大約0.3s/100ml。根據(jù)用KES-F8透氣性試驗儀測量的KES透氣性來表達，出于同樣的理由，膨松片材10的優(yōu)選透氣性是4kPa.sec/m或更低，尤其3kPa.sec/m或更低。
現(xiàn)在描述構(gòu)成第一層和第二層的纖維。構(gòu)成第一層的纖維適宜是由熱塑性聚合物制得的纖維。該熱塑性聚合物包括聚烯烴，如聚乙烯和聚丙烯；聚酯，如聚對苯二甲酸乙二醇酯；和聚酰胺。由這些熱塑性聚合物的結(jié)合物組成的芯/殼型共軛纖維或橫列型(side-by-side)共軛纖維也可使用。構(gòu)成第一層1的纖維在下文所述的構(gòu)成第二層的纖維的熱收縮溫度中或在此溫度以下基本上沒有顯示出熱收縮或不會收縮。從纖維容易制造的程度考慮，第一層的纖維的優(yōu)選細度是(盡管取決于用途來變化)0.5-20dtex、尤其1.0-10dtex。對于用作吸收性制品的組成元件，這一細度也有利于觸感。
構(gòu)成第二層的纖維是由顯示出熱收縮性能和彈性行為的熱塑性聚合物制成。此類纖維包括潛性卷曲纖維，它能夠與用于無紡織物的普通纖維類似地處理，并且當加熱到預(yù)定溫度時將形成螺旋卷曲并因此收縮。潛性卷曲纖維能夠同時產(chǎn)生熱收縮性能和彈性行為。
該潛性卷曲纖維包括具有偏心的芯/殼構(gòu)型或橫列式構(gòu)型的共軛纖維并包括收縮率不同的兩種熱塑性聚合物。有用的實例描述在JP-A-9-296325和日本專利2759331中。
第一層和第二層可以進一步包括其它纖維，例如吸水性纖維如人造絲，棉花，和親水性的丙烯酸系纖維。
作為第一層的纖維聚集料的形式包括通過梳理(下文更具體地定義)所形成的織網(wǎng)，通過熱粘結(jié)所形成的無紡織物，通過水針形成的無紡織物，由針刺法形成的無紡織物，由溶劑粘合形成的無紡織物，由紡粘形成的無紡織物，由熔體吹塑形成的無紡織物，和針織物。在第二層收縮之后，由梳理形成的織網(wǎng)構(gòu)成了填充有纖維的膨松的凸出部分，其中纖維沿著凸出的輪廓來取向，而無紡織物或針織物構(gòu)成了中空的拱曲狀的凸出部分。尤其，由梳理形成的織網(wǎng)變成非常稀疏的第一層而獲得了膨松的片材，該片材能夠輸送和保留高度粘性的流體并在厚度方向上壓縮時顯示出高度的壓縮可變形性。這里所指的高度粘性流體包括軟處理液(tools)，月經(jīng)血，人體用的清洗劑或濕潤劑，物體用的清洗劑。
由梳理形成的織網(wǎng)在被制造成無紡織物之前是纖維聚集料。即，構(gòu)成該梳理纖維網(wǎng)的纖維在進行后處理(如通過氣流法或壓延法的熱粘結(jié))以生產(chǎn)無紡織物之前處于非常松散的纏結(jié)狀態(tài)。作為第一層的該梳理纖維網(wǎng)是用第二層來接合，并且在接合之后或在接合的同時，織網(wǎng)的纖維通過熱粘結(jié)或溶劑而粘結(jié)在一起或進行機械纏結(jié)。
作為第二層的纖維聚集料的形式包括(1)通過梳理形成的、含有潛性卷曲纖維的織網(wǎng)，(2)由熱粘結(jié)、水針、針刺法、溶劑粘合、紡粘或人體吹塑所形成的熱可收縮性無紡織物，和(3)熱收縮性的網(wǎng)。術(shù)語“熱收縮性無紡織物”用于描述在加熱至預(yù)定溫度時具有收縮性能的無紡織物。
盡管取決于該膨松片材10的用途，第一層優(yōu)選具有5-50g/m2，特別15-30g/m2的基礎(chǔ)重量，顯示出足夠的膨松度和改進的壓縮可變形性，后者導(dǎo)致有改進的柔韌性。盡管取決于該膨松片材10的用途，第二層優(yōu)選具有5-50g/m2、特別15-30g/m2的基礎(chǔ)重量，這是為了與第一層同樣的理由并且還為了確保足夠的透氣性。針對第一層和第二層所使用的術(shù)語“基礎(chǔ)重量”表示在第一層和第二層接合在一起形成膨松片材10之前各自的基礎(chǔ)重量。
第一層和第二層中任何一層都可以穿孔，為的是當膨松片材10用作例如吸收性制品的頂層時改進對廢物如尿、血液和軟處理液(tools)的滲透性和減少泄漏和水合過度。第一層和第二層都能夠穿孔。在這種情況下，在第一層和第二層之間穿孔的位置可以相同或不同。
穿孔(開口)優(yōu)選具有0.2到10mm的直徑，從液體滲透性和感覺來考慮。該穿孔優(yōu)選均勻地分布在該膨松片材10的整個表面上。對于流體滲透性和感覺，優(yōu)選以0.5到20mm的間距來設(shè)置穿孔。
生產(chǎn)該膨松片材10的方法優(yōu)選包括下面的方法(1)和(2)。方法(1)包括由熱塑性聚合物制成的纖維的纖維聚集料并顯示出熱收縮性和彈性行為的第二層以及包括由熱塑性聚合物制成的纖維的纖維聚集料并在構(gòu)成第二層的纖維的熱收縮溫度中或在此溫度以下基本上沒有熱收縮性或不會收縮的第一層彼此重疊，并按照規(guī)定的圖案部分地接合在一起。出于前面提及的理由，通過梳理形成的織網(wǎng)用作第一層。接合的片材在能夠引發(fā)構(gòu)成第二層的纖維的熱收縮的溫度中或在該溫度以上進行熱處理，由此第二層收縮。接著，由該接合點包圍的第一層的部分被提升以形成三維構(gòu)型?？紤]到熱收縮的可控制性、所形成膨松片材的伸長回復(fù)率和壓縮可變形性以及由提升部分所形成的膨松度，第二層的熱收縮率優(yōu)選是20-90％，特別40-80％。該熱收縮率是根據(jù)公式(4)從收縮前的起始面積S0和收縮后的面積S1獲得的面積收縮百分率
收縮(％)＝(S0-S1)/S0×100(4)可以使用在熱粘結(jié)的無紡織物的生產(chǎn)中所使用的面板型恒溫干燥器或氣流通過型熱處理機來對第二層進行收縮處理。
當?shù)诙釉谂c第一層接合之前顯示彈性行為時，可以采用下面方法(2)。方法(2)將第一層和第二層按規(guī)定的圖案來部分地接合，其中第二層處于延伸狀態(tài)。在將第二層從伸長狀態(tài)釋放之后，被接合點包圍的第一層的部分被提升而形成了三維構(gòu)型。
應(yīng)該理解的是，本發(fā)明不局限于以上提及的特定實施方案。例如，該膨松片材可在它的第二層2上提供與第一層1相同或不同的第三層，從而具有三層結(jié)構(gòu)。三層結(jié)構(gòu)的實例示于圖5中，其中膨松片材10’具有第二層2，第一層1提供在第二層2的一側(cè)上，和第三層1’提供在第二層2的另一側(cè)上。第一層1和第三層1’在由接合點3包圍的部分中被提升而形成三維的凸出部分。
第一層1和第二層2可以由不同于前述纖維聚集料的基本上通透空氣的材料制成。例如，能夠使用空氣可滲透性的膜，穿孔膜，網(wǎng)，這些材料中兩種或多種的復(fù)合材料或這些材料中至少一種與纖維聚集料的復(fù)合材料。
包括彈性體纖維的纖維聚焦體，高彈體膜或彈性體網(wǎng)也可用作第二層2。具有由這些材料制成的第二層2的膨松片材是通過上文所述的方法(2)制備的。能夠用作第二層的彈性體包括天然橡膠，異戊二烯橡膠，聚丁橡膠，1，2-聚丁二烯，苯乙烯-丁二烯橡膠，氯丁橡膠，腈橡膠，丁基橡膠，乙丙橡膠，聚氨酯橡膠，和各種已知為熱塑性彈性體的橡膠，如具有脲烷型、苯乙烯型、酯型、烯烴型或酰胺型硬鏈段的那些，以及通過使用金屬茂催化劑獲得的乙烯-a-烯烴共聚物。
本發(fā)明的膨松片材適合用作構(gòu)成一次性用品的元件，該用品在使用一次或幾次之后可廢棄。它特別可用作一次性吸收性制品(如衛(wèi)生巾和紙尿布)或物體或人體用的一次性清潔擦拭器的組成元件。當用于一次性吸收性制品時，例如，該吸收性制品包括液體可滲透性的頂層、液體不滲透的底層和插入兩者之間的吸收性元件，該膨松片材用作該頂層、底層或側(cè)封邊的一部分。
現(xiàn)在參考實施例來更加詳細地說明本發(fā)明。下面的實施例是作為本發(fā)明的例子給出而不應(yīng)認為是有限制性的。
實施例1(1)第一層的制備將芯/殼共軛纖維NBF(SH)(可從Daiwabo Co.，Ltd.獲得；2.2dtex×51mm；芯材聚對苯二甲酸乙二醇酯；殼聚乙烯)梳理成具有基礎(chǔ)重量為30g/m2的織網(wǎng)，它用作第一層。
(2)第二層的制備將潛性卷曲纖維CPP(可以從Daiwabo Co.，Ltd.獲得；2.2dtex×51mm)梳理成基礎(chǔ)重量35g/m2的織網(wǎng)，它用作第二層。
(3)膨松片材的制備將第一層和第二層相互重疊并通過超聲壓型來部分地接合。由壓型形成的接合點各自具有圓形并排列形成如圖1中所示的斜方形點陣圖案。在接合的層上通過130℃±10℃的熱空氣歷時5-10秒，使該潛性卷曲纖維發(fā)生皺縮。結(jié)果，第二層收縮，第一層在被接合點包圍的部分中被提升而獲得具有許多凸出部分的膨松片材，如圖1中所示。各凸出部分填充有第一層的纖維，如圖2中所示。接合點的面積比是7.3％。接合點的特定圖案示于圖6中。接合點的小圓圈經(jīng)過排列形成了斜方形點陣圖案。每一接合點是小圓圈，具有大約2mm的直徑。由接合點的連線形成的各菱形具有39.3mm的長對角線P和24.2mm的短對角線R。第二層的熱收縮是通過使用在熱粘結(jié)的無紡織物的生產(chǎn)中所使用的面板型恒溫干燥器或氣流通過型熱處理機來進行進行的。在熱收縮中使用的熱空氣的溫度(130±10℃)是在被施加于片材之前熱空氣的初始溫度，即通過在空氣室附近設(shè)置的溫度感測元件檢測的初始溫度(以下同)。該術(shù)語“起始溫度”是指剛好在片材被引入其中之前在恒溫干燥器中的溫度或剛好在片材引入其中之前在熱處理機中的溫度。
實施例2按照與實施例1中類似方式制備了膨松片材，只是作為第一層的織網(wǎng)是由芯/殼共軛纖維NBF(SH)(可從Daiwabo Co.，Ltd.獲得；11dtex×51mm)制得并具有30g/m2的基礎(chǔ)重量。
實施例3(1)第一層的制備將紡粘的無紡織物PS104(可以從Mitsui Chemicals，Inc.獲得；主要成分聚丙烯；基礎(chǔ)重量20g/m2)用作第一層。
(2)第二層的制備按照與實施例1中同樣的方法制備第二層。
(3)膨松片材的制備按照與實施例1中同樣的方式，將第一層和第二層相互重疊并接合在一起。所形成的接合點示于圖3B中。如此獲得的該膨松片材具有許多有皺紋的凸出部分。各凸出部分是中空的。
對比實施例1將紡粘的無紡織物P03020(可以從Asahi Chemical IndustryCo.，Ltd.獲得；主要成分聚丙烯；基礎(chǔ)重量20g/m2)用作對比片材。
對比實施例2將PET射流噴網(wǎng)法無紡織物Sontara 8000(可以從E.I.du Pontde Nemours and Company獲得；基礎(chǔ)重量41g/m2)用作對比片材。
對比實施例3將紡粘的無紡織物PS-120(可以從Mitsui Chemicals，Inc.獲得；100％由聚丙烯組成；基礎(chǔ)重量100g/m2)用作對比片材。
對比實施例4(1)第一層的制備主要包括聚丙烯的紡粘的無紡織物PS-104(可以從MitsuiChemicals，Inc.獲得；基礎(chǔ)重量20g/m2)用作第一層。
(2)第二層的制備將熱收縮性纖維PNE(可以從Daiwabo Co.，Ltd.獲得；2.2dtex×51mm)梳理成基礎(chǔ)重量35g/m2的織網(wǎng)，它用作第二層。
(3)膨松片材的制備按照與實施例1中同樣的方式從上述第一層和第二層制備膨松片材，前提條件是由超聲壓型所形成的接合點可按圖3中所示圖案來排列。接合點的面積比是24.8％。性能評價測量在實施例和對比實施例中制得的片材的基礎(chǔ)重量，厚度(在0.4cN/cm2或34.2cN/cm2的壓力下)，接合點的厚度，壓縮形變(％)，表觀密度(在0.4cN/cm2或34.2cN/cm2的壓力下)，在縱向(MD)和橫向(CD)中的伸長回復(fù)率，和KES透氣性。所獲得的結(jié)果示于表1中。還顯示了在片材的制備中的熱收縮率(％)。該術(shù)語“縱向(MD)”是指片材在壓片機上運動的方向。在MD中的伸長回復(fù)率(在50％伸長率)是對如下試樣測量的伸長回復(fù)率，該試樣的MD與卡盤的移動方向相符。術(shù)語“橫向(CD)”是與MD垂直的方向。在CD中的伸長回復(fù)率是對如下試樣測量的伸長回復(fù)率，該試樣的CD與卡盤的移動方向相符。
根據(jù)下面的方法，還評價片材對輪廓和運動的適應(yīng)性。所獲得的結(jié)果示于表1中。對輪廓和運動的適應(yīng)性通過使用片材作為頂層，制備衛(wèi)生巾。5名成員的評議小組都接觸頂層并根據(jù)下面的打分系統(tǒng)就頂層對它們手的輪廓的適應(yīng)性進行打分。此外，該片材被切成100mm×200mm的尺寸，制備了供物體或人體用的清潔擦拭器。5名成員的評議小組用清潔擦拭器來擦拭桌子和人體并根據(jù)同樣的打分系統(tǒng)就擦拭器對它們的手和對桌子和人體的適應(yīng)性進行打分。5名成員的打分相加并除以5，得到平均值。
打分系統(tǒng)滿意 5分較滿意4分中等 3分較差 2分差1分表1
本發(fā)明實施例的膨松片材是對比片材的厚度的兩倍或更多倍。可以理解的是，本發(fā)明的片材的膨松度不能通過普通的片材來實現(xiàn)。實施例的膨松片材的表觀密度是對比片材的一半或更低，表示與普通的片材相比而言本發(fā)明的膨松片材有低密度結(jié)構(gòu)。實施例的片材在MD和CD上都顯示出了從50％伸長率的60％或60％以上的回復(fù)率，而對比片材則破裂或具有不超過50％的伸長回復(fù)率，證明實施例的片材顯示出高的從伸長狀態(tài)的回復(fù)率。與對比片材相比而言，實施例的片材顯示出了令人滿意的適應(yīng)性和高的從形變狀態(tài)的回復(fù)率。
通過詳細地描述，根據(jù)本發(fā)明的膨松片材當在平面方向上延伸時顯示出足夠的回復(fù)率和當在厚度方向上壓縮時顯示出足夠的壓縮可變形性。本發(fā)明的膨松片材特別適于用作一次性吸收性制品的組成元件。
如此描述了本發(fā)明，很顯然可在許多方面對本發(fā)明進行改動。這些變化不被認為是偏離了本發(fā)明的精神和范圍，而且對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言顯而易見的所有這些變化都被認為包括在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
本申請要求了日本專利申請No.2000-311415(2000年10月12日提出)的優(yōu)先權(quán)，它被引入本文供參考。
權(quán)利要求
1.包括第一層和與第一層相鄰的第二層的具有三維凸出部分的膨松片材，該第一層和第二層按規(guī)定的圖案在多個接合點處部分地接合在一起，該膨松片材具有許多位于這些接合點之中的凸出部分，該第二層包括顯示出彈性行為的材料，該膨松片材顯示出總體上的彈性行為并具有透氣性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的膨松片材，它具有20-200g/m2的基礎(chǔ)重量，在0.4cN/cm2的壓力下具有5-50kg/m3的表觀密度，和在34.2cN/cm2的壓力下具有20-130kg/m3的表觀密度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的膨松片材，它具有從50％伸長狀態(tài)的50％或50％以上的回復(fù)率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的膨松片材，其中第二層包括包含由熱塑性聚合物制備的并顯示出熱收縮性和彈性行為的纖維的纖維聚集料，第一層包括包含由熱塑性聚合物制備的并在所述的第二層中的顯示熱收縮性的纖維的熱收縮溫度或在該溫度以下基本上沒有熱收縮或不會收縮的那些纖維的纖維聚集料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的膨松片材，其中該第二層包括包含潛性卷曲纖維的纖維聚集料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的膨松片材，其中第一層和第二層中至少一層具有大量的穿孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的膨松片材，它用作構(gòu)成吸收性制品的一部分元件，該制品具有液體可滲透的頂層，液體不滲透的底層和插入在該頂層和底層之間的吸收性元件。
8.生產(chǎn)權(quán)利要求4的具有三維凸出部分的膨松片材的方法，它包括以下步驟由梳理機梳理纖維形成作為第一層的梳理纖維網(wǎng)，將第一層和單獨制備的第二層彼此重疊在一起，將第一層和第二層部分地接合在一起而形成規(guī)定的圖案，和在導(dǎo)致構(gòu)成第二層的纖維顯示熱收縮的那一溫度下或在該溫度之上熱處理該接合的片材，從而使第二層收縮。
全文摘要
本發(fā)明公開了具有三維凸出部分的膨松片材10。該片材包括第一層1和與第一層1相鄰的第二層2。第一層和第二層在按規(guī)定圖案分布的那些接合點上部分地接合在一起。該第一層1具有位于接合點3之中的許多凸出的部分。第二層2包括顯示出彈性行為的材料。該膨松片材10總體上顯示出彈性行為和透氣性。
文檔編號A61F13/15GK1348026SQ0113650
公開日2002年5月8日 申請日期2001年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月12日
發(fā)明者種市祥一, 金田學(xué), 小森康浩, 宮本孝信, 坂涉, 酒井吉弘 申請人:花王株式會社