流體可滲透的結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)的制作方法
【專利摘要】本公開涉及一種包括流體可滲透的結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)的一次性吸收制品，該纖維網(wǎng)包括熱穩(wěn)定的纖維，所述纖維使用熱來熱粘結(jié)在一起，從而產(chǎn)生熱穩(wěn)定的基礎(chǔ)基底。該基礎(chǔ)基底通過機(jī)械處理而被質(zhì)構(gòu)化，從而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)，所述纖維網(wǎng)具有小于1.5mm的老化厚度、至少5mm的垂直芯吸高度、至少10,000cm2/(Pa·s)的滲透性和至少5cm3/g的比體積。該結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)提供最佳流體芯吸能力和流體采集能力，并且其旨在用于流體管理應(yīng)用。
【專利說明】流體可滲透的結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)
[0001] 本申請是中國發(fā)明專利申請（申請日：2010年6月3日；申請?zhí)枺?01080024556. 4; 發(fā)明名稱：流體可滲透的結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)）的分案申請。 發(fā)明領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及流體可滲透的纖維網(wǎng)，尤其是具有最佳流體采集和分配能力的流體可 滲透的纖維網(wǎng)。
[0003] 發(fā)明背景
[0004] 商業(yè)織造織物和非織造織物通常包括被成形為纖維的合成聚合物。這些織物通常 用實(shí)心纖維來制備，所述實(shí)心纖維具有通常為0. 9g/cm3至1. 4g/cm3的高固有總體密度。所 述織物的總體重量或基重常常取決于用來促進(jìn)可接受的厚度、強(qiáng)度和保護(hù)性感知的所期望 的織物的不透明度、機(jī)械特性、柔軟性/松軟性、或具體的流體交互作用。通常，需要這些特 性的組合來獲得所期望的性能水平。
[0005] 使用合成纖維非織造材料的一個關(guān)鍵方面是它們的功能性。就許多織物和非織造 材料而言，其功能是為產(chǎn)品提供所期望的感覺；使其更柔軟或使其感覺更自然。就其它織物 或非織造材料而言，所述功能性對于改善產(chǎn)品的直接性能是很重要的。例如，一次性吸收制 品通常包括非織造頂片、底片和位于所述頂片和底片之間的吸收芯。非織造頂片為可滲透 的以允許流體穿過并到達(dá)吸收芯。為了控制因涌流引起的滲漏和回滲，在頂片和吸收芯之 間設(shè)置流體采集層，所述流體采集層通常包括至少一個非織造層。所述非織造采集層能夠 吸收流體并將其傳送給吸收芯。采集層在執(zhí)行該功能時的有效性在很大程度上取決于所述 層的厚度和用來形成所述層的纖維的特性。然而，厚度會導(dǎo)致對于消費(fèi)者來講不可取的膨 松度。因此，采集層的最佳厚度常常是針對流體處理的厚度和針對舒適性的薄度之間的折 衷結(jié)果。因此，期望流體采集層具有針對流體采集的厚度和針對舒適性的薄度。此外，由于 在材料處理、貯藏和正常使用期間所誘導(dǎo)的壓縮力的緣故，厚度難以保持。因此，也期望提 供一種非織造材料，所述材料具有在正常處理、包裝和使用期間可維持的牢靠厚度。此外， 還期望提供一種用于增強(qiáng)接近其最終用途的非織造材料的厚度的方法，以便使在材料處理 和轉(zhuǎn)換加工期間所誘導(dǎo)的此類壓縮力的影響最小化。
[0006] 發(fā)明概沭
[0007] 本發(fā)明涉及一種包括熱塑性纖維的流體可滲透的結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)。結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)具 有小于1. 5mm的老化厚度、至少5mm的垂直芯吸高度、至少10, 000cm2/(Pa · S)的滲透性和 至少5cm3/g的比體積。熱塑性纖維優(yōu)選地為熱穩(wěn)定的且不可延伸的以便它們在如下所述 的機(jī)械處理期間在纖維網(wǎng)平面中發(fā)生斷裂，并且為堅(jiān)硬的以耐受使用期間的壓縮力。纖維 優(yōu)選地具有至少〇. 5GPa的模量并且使用熱來熱粘結(jié)在一起，從而產(chǎn)生熱穩(wěn)定的纖維網(wǎng)基 礎(chǔ)基底。雖然纖維形狀包括實(shí)心圓形和中空圓形，但其它形狀包括三葉形、△形或任何其 它增加纖維表面積以增加垂直芯吸能力的多葉形纖維形狀。
[0008] 纖維網(wǎng)基礎(chǔ)基底包括第一表面和第二表面，所述表面均被機(jī)械地處理以向基礎(chǔ)基 底賦予局部平面外厚度從而形成結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)。結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)包括第一區(qū)域和設(shè)置在第一 區(qū)域中的多個離散的第二區(qū)域。第二區(qū)域形成纖維網(wǎng)的第二表面上的間斷和第一表面上的 移位纖維。移位纖維沿第二區(qū)域的第一側(cè)面固定并且鄰近第一表面沿第二區(qū)域的與第一側(cè) 面相對的第二側(cè)面分離，從而形成遠(yuǎn)離纖維織物的第一表面延伸的松散端部。優(yōu)選地，至少 50%且小于100%的移位纖維具有松散端部，從而提供用于收集流體的自由體積。
[0009] 在一個實(shí)施方案中，流體可滲透的結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)包括多個過度粘結(jié)區(qū)域，所述過 度粘結(jié)區(qū)域設(shè)置在各第二區(qū)域之間的第一區(qū)域中。過度粘結(jié)區(qū)域可在各第二區(qū)域之間連續(xù) 地延伸從而形成凹陷，所述凹陷提供用于流體采集的附加的空隙體積以及用于提供流體分 配以增強(qiáng)滲透性的導(dǎo)槽。
[0010] 流體可滲透的結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)旨在用于期望具有最佳流體采集和分配能力的流體 管理應(yīng)用。
[0011] 包括本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)的一次性吸收制品還可包括底座和吸收芯。底座可包 含頂片和底片。吸收芯可位于頂片和底片之間并且可包括第一吸收層和第二吸收層。第一 吸收層可包括第一基底，并且第二吸收層可包括第二基底。第一吸收層和第二吸收層還可 包括沉積在第一基底和第二基底上的吸收性粒狀聚合物材料和覆蓋相應(yīng)的第一基底和第 二基底上的吸收性粒狀聚合物材料的熱塑性粘合劑材料。
[0012] 可將第一吸收層和第二吸收層組合在一起，使得所述第一吸收層的熱塑性粘合劑 材料的至少一部分接觸所述第二吸收層的熱塑性粘合劑材料的至少一部分，吸收性粒狀聚 合物材料在第一基底和第二基底之間設(shè)置在吸收性粒狀聚合物區(qū)域中，并且吸收性粒狀聚 合物材料基本上連續(xù)地被分配在吸收性粒狀聚合物材料區(qū)域上。
[0013] 附圖概沭
[0014] 通過參照以下說明、所附權(quán)利要求和附圖，將會更好地理解本發(fā)明的這些和其它 特征、方面和優(yōu)點(diǎn)，其中：
[0015] 圖1為用于制造根據(jù)本發(fā)明的纖維網(wǎng)的設(shè)備的示意圖。
[0016] 圖1A為用于制造根據(jù)本發(fā)明的層壓體纖維網(wǎng)的備選設(shè)備的示意圖。
[0017] 圖2為圖1所示設(shè)備的一部分的放大視圖。
[0018] 圖3為結(jié)構(gòu)化基底的局部透視圖。
[0019] 圖4為圖3所示結(jié)構(gòu)化基底的放大部分。
[0020] 圖5為圖4所示結(jié)構(gòu)化基底的一部分的剖面圖。
[0021] 圖6為圖5所示結(jié)構(gòu)化基底的一部分的平面圖。
[0022] 圖7為圖2所示設(shè)備的一部分的橫截面圖。
[0023] 圖8是用于形成本發(fā)明纖維網(wǎng)的一個實(shí)施方案的設(shè)備的一部分的透視圖。
[0024] 圖9是用于形成本發(fā)明纖維網(wǎng)的設(shè)備的一部分的放大透視圖。
[0025] 圖10為結(jié)構(gòu)化基底的局部透視圖，所述結(jié)構(gòu)化基底具有移位纖維的熔融粘結(jié)部 分。
[0026] 圖11為圖10所示結(jié)構(gòu)化基底的放大部分。
[0027] 圖12a_12f為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化基底的一部分的平面圖，其示出了粘結(jié)區(qū)域和/或 過度粘結(jié)區(qū)域的各種圖案。
[0028] 圖13為結(jié)構(gòu)化基底的一部分的剖面圖，其示出了粘結(jié)區(qū)域和/或過度粘結(jié)區(qū)域。
[0029] 圖14為結(jié)構(gòu)化基底的一部分的剖面圖，其示出了結(jié)構(gòu)化基底的相對表面上的粘 結(jié)區(qū)域和/或過度粘結(jié)區(qū)域。
[0030] 圖15為本發(fā)明的纖維網(wǎng)的一部分的顯微照片，其示出了以低纖維位移變形形成 的帳篷狀結(jié)構(gòu)。
[0031] 圖16為本發(fā)明的纖維網(wǎng)的一部分的顯微照片，其示出了由增加的纖維位移變形 引起的基本的纖維斷裂。
[0032] 圖17a和17b為本發(fā)明纖維網(wǎng)的一些部分的顯微照片，其示出了結(jié)構(gòu)化基底的多 個部分，所述部分被切割以便確定移位纖維的數(shù)目。
[0033] 圖18為本發(fā)明的纖維網(wǎng)的一部分的顯微照片，其確認(rèn)了沿結(jié)構(gòu)化基底的尖端粘 結(jié)的移位纖維的位置，所述位置被切割以便確定移位纖維的數(shù)目。
[0034] 圖19a至19c為異形纖維（shaped fiber)構(gòu)型的橫截面。
[0035] 圖20為平面內(nèi)徑向滲透性設(shè)備配置的示意圖。
[0036] 圖21a至21c為圖20所示的平面內(nèi)徑向滲透性設(shè)備配置的一部分的備選視圖。
[0037] 圖22為用于圖20所示平面內(nèi)徑向滲透性設(shè)備配置的流體遞送貯存器的示意圖。
[0038] 圖23為如本發(fā)明的一個實(shí)施方案所述的尿布的平面圖。
[0039] 圖24為沿圖23的截線2-2截取的圖23所示尿布的剖面圖。
[0040] 圖25為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方案的吸收芯層的局部剖面圖。
[0041] 圖26為如本發(fā)明的另一個實(shí)施方案所述的吸收芯層的局部剖面圖。
[0042] 圖27為圖25所示吸收芯層的平面圖。
[0043] 圖28為如本發(fā)明的一個實(shí)施方案所述的第二吸收芯層的平面圖。
[0044] 圖29a為吸收芯的局部截面圖，其包括圖27和28所示第一吸收芯層和第二吸收 芯層的組合。
[0045] 圖29b為吸收芯的局部截面圖，其包括圖27和28所示第一吸收芯層和第二吸收 芯層的組合。
[0046] 圖30為圖29a和29b所示吸收芯的平面圖。
[0047] 發(fā)明詳沭
[0048] 定義：
[0049] 本文所用術(shù)語"活化"是指由相互嚙合的齒和凹槽所產(chǎn)生的拉伸應(yīng)變促使中間纖 維網(wǎng)部分拉伸或延伸的任何方法。此類方法已被發(fā)現(xiàn)可用于生產(chǎn)許多制品，包括可透氣薄 膜、拉伸復(fù)合材料、開孔材料和質(zhì)構(gòu)化材料。就非織造纖維網(wǎng)而言，拉伸可導(dǎo)致纖維的重新 取向、纖維的纖度和/或橫截面的改變、基重的減小和/或中間纖維網(wǎng)部分中的受控纖維破 壞。例如，常見活化方法為本領(lǐng)域稱為環(huán)軋制的方法。
[0050] 本文所用術(shù)語"嚙合深度"是指相對活化構(gòu)件的相互嚙合的齒和凹槽伸入到彼此 中的程度。
[0051] 本文所用術(shù)語"非織造纖維網(wǎng)"是指以下纖維網(wǎng)：所述纖維網(wǎng)具有被夾在中間的 單根纖維或紡線的結(jié)構(gòu)但不呈如織造或針織織物中的重復(fù)圖案，所述織造或針織織物通常 不具有無規(guī)取向的纖維。非織造纖維網(wǎng)或織物已通過許多種方法來形成，例如熔噴法、紡粘 法、水纏繞法、氣流成網(wǎng)法和粘合粗梳纖維網(wǎng)法，包括粗梳熱粘結(jié)法。非織造織物的基重通 常用每平方米的克數(shù)（g/m 2)表示。層壓體纖維網(wǎng)的基重是各組分層和任何其它添加組件 的總基重。纖維直徑通常用微米表示；纖維尺寸也可用旦尼爾表示，旦尼爾是每纖維長度 的重量的單位。適用于本發(fā)明的非織造織物或?qū)訅后w纖維網(wǎng)的基重可在以下范圍內(nèi)：6g/m2 至300g/m2,優(yōu)選地10g/m2至200g/m2,更優(yōu)選地15g/m 2至120g/m2,并且最優(yōu)選地20g/m2至 100g/m 2。
[0052] 本文所用"紡粘纖維"是指通過將熔融熱塑性材料從噴絲頭的多個細(xì)的、通常圓 形的毛細(xì)管擠出為長絲，隨后通過外加力迅速減小擠出長絲的直徑而形成的較小直徑的纖 維。紡粘纖維在被沉積在收集面上時一般不發(fā)粘。紡粘纖維大體上為連續(xù)的并具有大于7 微米、更具體地講介于約10和40微米之間的平均直徑（得自至少10個樣本）。
[0053] 本文所用術(shù)語"熔噴法"是指以下形成纖維的方法：將熔融熱塑性材料擠壓通過多 個細(xì)小的、通常圓形的沖模毛細(xì)管而作為熔融線或長絲進(jìn)入會聚的高速且通常受熱的氣體 (例如，空氣）流中，從而拉細(xì)熔融熱塑性材料的長絲以減小其直徑，該直徑可達(dá)微纖維直 徑。其后，熔噴纖維由高速氣流運(yùn)載并沉積于收集表面上（常常在其仍然發(fā)粘時）以形成 隨機(jī)分布的熔噴纖維的纖維網(wǎng)。熔噴纖維為可連續(xù)的或不連續(xù)的且平均直徑一般小于10 微米的微纖維。
[0054] 本文所用術(shù)語"聚合物" 一般包括但不限于均聚物、共聚物，例如嵌段、接枝、無規(guī) 和間規(guī)共聚物、三元共聚物等，以及它們的共混物和改性物。此外，除非另有具體限定，術(shù)語 "聚合物"包括所述材料的所有可能的幾何構(gòu)型。所述構(gòu)型包括但不限于全同立構(gòu)、無規(guī)立 構(gòu)、間同立構(gòu)和隨機(jī)對稱。
[0055] 本文所用術(shù)語"單組分"纖維是指僅僅利用一種聚合物由一個或多個擠出機(jī)形成 的纖維。這并非旨在排除由其中已加入少量添加劑以用于著色、抗靜電特性、潤滑、親水性 等的一種聚合物形成的纖維。這些添加劑例如用于著色的二氧化鈦一般以小于約5重量％ 且更典型地約2重量％的量存在。
[0056] 本文所用術(shù)語"雙組分纖維"是指已由至少兩種不同的聚合物形成的纖維，所述聚 合物由單獨(dú)的擠出機(jī)擠出但紡粘在一起以形成一根纖維。雙組分纖維有時也稱作共軛纖維 或多組分纖維。聚合物橫跨雙組分纖維的橫截面排列在基本上恒定定位的明顯不同的區(qū)域 中，并沿著雙組分纖維的長度連續(xù)延伸。例如，這種雙組分纖維的構(gòu)型可以是一種聚合物被 另一種聚合物圍繞的皮/芯型排列，或者可以是并列型排列、餅式排列，或"海島型"排列。
[0057] 本文所用術(shù)語"雙成分纖維"是指作為共混物由同一個擠出機(jī)擠出的由至少兩種 聚合物形成的纖維。雙成分纖維不含有橫跨纖維的橫截面在相對恒定定位的明顯不同的區(qū) 域中排列的多種聚合物組分，并且所述多種聚合物通常沿著纖維的整個長度不是連續(xù)的， 而是通常形成隨機(jī)開始和結(jié)束的纖維。雙成分纖維有時也稱作多成分纖維。
[0058] 本文所用術(shù)語"非圓形纖維"描述具有非圓形橫截面的纖維且包括"異形纖維"和 "毛細(xì)管道纖維"。此類纖維可為實(shí)心的或中空的，并且它們可為三葉形、Λ形，并且優(yōu)選 為在其外表面上具有毛細(xì)管道的纖維。毛細(xì)管道可以具有多種橫截面形狀，如"U形"、"Η 形"、"C形"和"V形"。一種優(yōu)選的毛細(xì)管道纖維為Τ-401，命名為4DG纖維，可得自Fiber Innovation Technologies (Johnson City, TN)。T-401 纖維為聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET 聚酯）。
[0059] "設(shè)置"是指制品的一個元件相對于制品的另一個元件的放置。例如，可將元件在 特定的地方或位置與尿布的其它元件成形（接合和定位）為單一結(jié)構(gòu)或成形為接合到尿布 的另一個元件的獨(dú)立元件。
[0060] "可延展的非織造材料"為可伸長至少50%而無破裂或斷裂的纖維質(zhì)非織造纖維 網(wǎng)。例如，當(dāng)在23±2°C和50±2%的相對濕度下測試時，具有100mm初始長度的可延展材 料在以100% /分鐘的應(yīng)變速率發(fā)生應(yīng)變時可至少伸長至150_。某種材料可在一個方向 (例如CD)上為可延展的，但在另一個方向（例如MD)上為不可延展的?？裳诱沟姆强椩觳?料一般由可延展的纖維構(gòu)成。
[0061] "可高度延展的非織造材料"為可伸長至少100%而無破裂或斷裂的纖維質(zhì)非織造 纖維網(wǎng)。例如，當(dāng)在23±2°C和50±2%的相對濕度下測試時，具有100mm初始長度的可高 度延展的材料在以100% /分鐘的應(yīng)變速率發(fā)生應(yīng)變時可至少伸長至200mm。某種材料在 一個方向（例如CD)上為可高度延展的，但在另一個方向（例如MD)上為不可延展的或在 其它方向上為可延展的。可高度延展的非織造材料一般由可高度延展的纖維構(gòu)成。
[0062] "不可延展的非織造材料"為在伸長達(dá)到50%的伸長率之前就發(fā)生破裂或斷裂的 纖維質(zhì)非織造纖維網(wǎng)。例如，當(dāng)在23±2°C和50±2%的相對濕度下測試時，具有100mm初 始長度的不可延展材料在以100% /分鐘的應(yīng)變速率發(fā)生應(yīng)變時不能夠伸長50mm以上。不 可延展的非織造材料在縱向（MD)和橫向（CD)上均是不可延展的。
[0063] "可延展的纖維"為以下纖維：當(dāng)在23±2°C和50±2%的相對濕度下測試時，所述 纖維在以100% /分鐘的應(yīng)變速率發(fā)生應(yīng)變時伸長至少400 %而不發(fā)生破裂或斷裂。
[0064] "可高度延展的纖維"為以下纖維：當(dāng)在23±2°C和50±2%的相對濕度下測試時， 所述纖維在以100% /分鐘的應(yīng)變速率發(fā)生應(yīng)變時伸長至少500%而不發(fā)生破裂或斷裂。
[0065] "不可延展的纖維"為以下纖維：當(dāng)在23±2°C和50±2%的相對濕度下測試時，所 述纖維在以100% /分鐘的應(yīng)變速率發(fā)生應(yīng)變時伸長小于400%而不發(fā)生破裂或斷裂。 [0066] "親水的或親水性"是指水或鹽水快速浸濕纖維或纖維材料的表面的纖維或非織 造材料。芯吸水或鹽水的材料可被歸類為親水的。一種用于測量親水性的方法是通過測量 其垂直芯吸能力。就本發(fā)明而言，如果非織造材料表現(xiàn)出至少5_的垂直芯吸能力，則其為 親水的。
[0067] "接合"是指這樣一些構(gòu)型：其中將一個元件直接連接到另一個元件從而使該元件 直接固定到另一個元件；也指這樣一些構(gòu)型：其中將一個元件連接到中間構(gòu)件，繼而再把 中間構(gòu)件連接到另一個元件，從而使該元件間接固定到另一個元件。
[0068] "層壓體"是指通過本領(lǐng)域已知的方法例如粘合劑粘結(jié)、熱結(jié)合、超聲波結(jié)合而彼 此結(jié)合的兩種或更多種材料。
[0069] "縱向"或"MD"為在纖維網(wǎng)移動穿過制造過程時平行于該纖維網(wǎng)的行進(jìn)方向的方 向。在縱向的±45度以內(nèi)的方向被認(rèn)為是"縱向"。"橫向"或"⑶"為基本上垂直于縱向 并在大致由纖維網(wǎng)限定的平面內(nèi)的方向。在橫向的小于45度內(nèi)的方向被認(rèn)為是橫向。
[0070] "外側(cè)"和"內(nèi)側(cè)"分別指相對于第二元件而相對遠(yuǎn)離或靠近吸收制品的縱向中心 線設(shè)置的元件的位置。例如，如果元件A處于元件B的外側(cè)，則元件A比元件B更遠(yuǎn)離縱向 中心線。
[0071] "芯吸"是指通過毛細(xì)管力將流體的活性流體傳送通過非織造材料。芯吸速率是指 每單位時間的流體運(yùn)動，或即流體在指定時段內(nèi)行進(jìn)了多遠(yuǎn)。
[0072] "采集速率"是指材料吸取限定量的流體的速度或流體穿過材料所用的時間量。
[0073] "滲透性"是指流體在X-Y平面中流過材料的相對能力。使得具有高滲透性的材料 能夠比具有較低滲透性的材料具有更高的流體流動速率。
[0074] "纖維網(wǎng)"是指能夠被卷繞成輥的材料。纖維網(wǎng)可為薄膜、非織造材料、層壓體、開 孔層壓體等。纖維網(wǎng)的面是指其二維表面中的一個，而不是指其邊緣。
[0075] "X-Y平面"是指由移動纖維網(wǎng)的縱向和橫向或長度限定的平面。
[0076] "吸收制品"是指吸收和容納身體流出物的裝置，更具體地講，是指緊貼或鄰近穿 著者的身體放置以吸收和容納由身體排泄的各種流出物的裝置。吸收制品可包括尿布、褲、 訓(xùn)練褲、成人失禁內(nèi)衣、婦女衛(wèi)生制品等。如本文所用的術(shù)語"體液"或"身體流出物"包括 但不限于尿液、血液、陰道排出物、乳汁、汗液和糞便。本發(fā)明的優(yōu)選的吸收制品為尿布、褲 和訓(xùn)練褲。
[0077] "吸收芯"是指以下結(jié)構(gòu)：所述結(jié)構(gòu)通常設(shè)置在吸收制品的頂片和底片之間來用于 吸收和容納由吸收制品所接收的液體，并且可包括一個或多個基底、設(shè)置在所述一個或多 個基底上的吸收性粒狀聚合物材料、以及位于吸收性粒狀聚合物材料和所述一個或多個基 底的至少一部分上的熱塑性組合物，所述組合物用于將吸收性粒狀聚合物材料固定在所述 一個或多個基底上。在多層的吸收芯中，吸收芯還可包括覆蓋層。所述一個或多個基底和 覆蓋層可包括非織造材料。此外，吸收芯基本上不含纖維素。吸收芯不包括吸收制品的采 集系統(tǒng)、頂片或底片。在某一實(shí)施方案中，吸收芯將基本上由所述一個或多個基底、吸收性 粒狀聚合物材料、熱塑性組合物、以及任選的覆蓋層組成。
[0078] "吸收性聚合物材料"、"吸收膠凝材料"、"AGM"、"超吸收劑"和"超吸收材料"在本文 中可互換使用并且是指以下交聯(lián)聚合材料：當(dāng)使用離心保留容量測試（Edana 441.2-01) 來測定時，所述聚合材料可吸收至少5倍于它們自身重量的含水的0. 9%鹽水溶液。
[0079] 本文所用術(shù)語"吸收性粒狀聚合物材料"是指呈顆粒形式以致在干燥狀態(tài)時可流 動的吸收性粒狀聚合物材料。
[0080] 如本文所用，"吸收性粒狀聚合物材料區(qū)域"是指芯的以下區(qū)域，其中第一基底264 和第二基底272被大量的超吸收顆粒隔開。在圖30中，吸收性粒狀聚合物材料區(qū)域的邊界 由重疊的圓的周邊來限定。在此周邊之外的第一基底264和第二基底272之間可存在一些 額外的超吸收顆粒。
[0081] 本文所用"透氣氈"是指粉碎的木漿，其為纖維素纖維的一種形式。
[0082] "包括"及"包含"是開放式術(shù)語，每個均指定其后所述的例如一個組件的存在，但 不排除本領(lǐng)域已知的或本文所公開的其它特征例如元件、步驟或組件的存在。
[0083] "基本上由…組成"在本文中用來將主題（例如權(quán)利要求中所述的主題）的范圍限 制于指定的材料或步驟、以及不會實(shí)質(zhì)性地影響主題的基本和新的特性的材料或步驟。 [0084] "一次性的"是以其普通的含義使用，是指在不同時長內(nèi)的有限數(shù)目的使用事件 (例如小于約20次事件，小于約10次事件，小于約5次事件，或小于約2次事件）之后被處 理或被丟棄的制品。
[0085] "尿布"是指一般被嬰兒和失禁患者圍繞下體穿著以便環(huán)繞穿著者的腰部和腿部 并且特別適于接收和容納尿液和糞便的吸收制品。如本文所用，術(shù)語"尿布"也包括下文所 定義的"褲"。
[0086] 如本文所用的"褲"或"訓(xùn)練褲"是指為嬰兒或成人穿著者設(shè)計(jì)的具有腰部開口和 腿部開口的一次性衣服。通過將穿著者的兩腿伸入腿部開口并將褲提拉到圍繞穿著者下體 的適當(dāng)位置，可將褲穿到使用者身上的適當(dāng)位置。褲可使用任何合適的技術(shù)來預(yù)成形，所述 技術(shù)包括但不限于利用可重復(fù)扣緊和/或不可重復(fù)扣緊的粘結(jié)（例如，縫合、焊接、粘合劑、 膠粘劑粘結(jié)、扣件等）將制品的各部分接合在一起。褲可在沿該制品圓周的任何地方預(yù)成 形（例如，側(cè)扣緊、前腰區(qū)扣緊）。盡管本文采用了術(shù)語"褲"，但所述褲通常也稱作"閉合尿 布"、"預(yù)緊固尿布"、"套穿尿布"、"訓(xùn)練褲"和"尿布褲"。合適的褲公開于1993年9月21 日授予Hasse等人的美國專利5, 246, 433 ; 1996年10月29日授予Buell等人的美國專利 5,569,234 ;2000年9月19日授予Ashton的美國專利6, 120,487 ;2000年9月19日授予 Johnson等人的美國專利6, 120, 489 ;1990年7月10日授予Van Gompel等人的美國專利 4, 940, 464 ; 1992年3月3日授予Nomura等人的美國專利5, 092, 861 ;提交于2002年6月 13 日的題目為 "Highly Flexible And Low Deformation Fastening Device" 的美國專利 公布2003/0233082八1;1999年4月27日授予1(1丨116等人的美國專利5,897,545和1999年 9月28日授予Kline等人的美國專利5, 957, 908。
[0087] "基本上不含纖維素"在本文中用來描述制品例如吸收芯包含按重量計(jì)小于10% 的纖維素纖維，小于5%的纖維素纖維，小于1 %的纖維素纖維，不含纖維素纖維，或不超過 非顯著量的纖維素纖維。非顯著量的纖維素材料將不會實(shí)質(zhì)性地影響吸收芯的薄度、柔韌 性或吸收性。
[0088] 如本文所用，"基本上連續(xù)地分配"是指在吸收性粒狀聚合物材料區(qū)域內(nèi)，第一基 底264和第二基底272被大量的超吸收顆粒隔開。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，在第一基底264和第二基 底272之間的吸收性粒狀聚合物材料區(qū)域內(nèi)可存在少數(shù)偶然的接觸區(qū)域。第一基底264和 第二基底272之間的偶然的接觸區(qū)域可為有意的或無意的（例如人為的制造偏差），但不形 成幾何形狀例如枕塊、口袋、管、絎縫圖案等等。
[0089] 如本文所用，"熱塑性粘合劑材料"應(yīng)被理解為包括形成纖維的聚合物組合物，并 且所述纖維被施加到超吸收材料上以期在干燥狀態(tài)和潤濕狀態(tài)時均可固定超吸收材料。本 發(fā)明的熱塑性粘合劑材料在超吸收材料上形成纖維性網(wǎng)絡(luò)。
[0090] 關(guān)于本文所公開的所有數(shù)值范圍，應(yīng)該理解，在整個說明書中給出的每一最大數(shù) 值限度包括每一較低數(shù)值限度，就像這樣的較低數(shù)值限度在本文中是明確地寫出的一樣。 此外，在整個說明書中給出的每一最小數(shù)值限度包括每一較高數(shù)值限度，就像這樣的較高 數(shù)值限度在本文中是明確地寫出的一樣。此外，在整個說明書中給出的每一數(shù)值范圍包括 落在該較寬數(shù)值范圍內(nèi)的每一較窄數(shù)值范圍，并且還包括該數(shù)值范圍內(nèi)的每個單獨(dú)的數(shù)， 就像這樣的較窄數(shù)值范圍和單獨(dú)的數(shù)在本文中是明確地寫出的一樣。
[0091] 本發(fā)明具體涉及以下方面：
[0092] 項(xiàng)1. 一種一次性吸收制品，所述一次性吸收制品包括：
[0093] 底座，所述底座包括頂片和底片；
[0094] 基本上不含纖維素的吸收芯，所述吸收芯位于所述頂片和所述底片之間并且包括 第一吸收層和第二吸收層，所述第一吸收層包括第一基底并且所述第二吸收層包括第二基 底，所述第一吸收層和第二吸收層還包括沉積在所述第一基底和第二基底上的超吸收性粒 狀聚合物材料和覆蓋相應(yīng)的第一基底和第二基底上的吸收性粒狀聚合物材料的熱塑性粘 合劑材料，所述第一吸收層和第二吸收層組合在一起，使得所述第一吸收層的所述熱塑性 粘合劑材料的至少一部分接觸所述第二吸收層的熱塑性粘合劑材料的至少一部分，所述吸 收性粒狀聚合物材料在所述第一基底和第二基底之間設(shè)置在吸收性粒狀聚合物材料區(qū)域 中，并且所述吸收性粒狀聚合物材料基本上連續(xù)地被分配在所述吸收性粒狀聚合物材料區(qū) 域上；和
[0095] 位于所述頂片和所述吸收芯之間的采集系統(tǒng)，其中所述采集系統(tǒng)包括具有熱塑性 纖維的流體可滲透的結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)，其中所述纖維網(wǎng)具有小于1. 5_的老化厚度、至少5_ 的垂直芯吸高度、至少10, 〇〇〇cmV(Pa · s)的滲透性、以及至少5cm3/g的結(jié)構(gòu)化基底比體 積。
[0096] 項(xiàng)2.如項(xiàng)1所述的一次性吸收制品，其中所述結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)的纖維為熱穩(wěn)定的。
[0097] 項(xiàng)3.如前述任一項(xiàng)所述的一次性吸收制品，其中所述結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)的纖維為連 續(xù)的、未卷曲的紡粘纖維。
[0098] 項(xiàng)4.如前述任一項(xiàng)所述的一次性吸收制品，其中所述結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)的纖維為熱 點(diǎn)粘結(jié)的。
[0099] 項(xiàng)5.如前述任一項(xiàng)所述的一次性吸收制品，其中所述結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)的垂直芯吸 高度為至少20mm，優(yōu)選地至少50mm。
[0100] 項(xiàng)6.如前述任一項(xiàng)所述的一次性吸收制品，其中所述結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)的結(jié)構(gòu)化基 底比體積為至少l〇cm 3/g。
[0101] 項(xiàng)7.如前述任一項(xiàng)所述的一次性吸收制品，其中所述結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)具有至少 10cm的MD水平傳送（水平芯吸距離）。
[0102] 項(xiàng)8.如前述任一項(xiàng)所述的一次性吸收制品，其中所述結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)具有至少 20, 000cmV(Pa · s)的滲透性。
[0103] 項(xiàng)9.如前述任一項(xiàng)所述的一次性吸收制品，其中所述結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)的纖維包括 PET，優(yōu)選地包括PET和coPET。
[0104] 項(xiàng)10.如前述任一項(xiàng)所述的一次性吸收制品，其中所述結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)的纖維包括 異形纖維，優(yōu)選地其中所述異形纖維為多葉形的。
[0105] 項(xiàng)11.如前述任一項(xiàng)所述的一次性吸收制品，其中所述結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)具有小于2 秒的老化第二透濕。
[0106] 項(xiàng)12.如前述任一項(xiàng)所述的一次性吸收制品，其中所述結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)具有小于 3. 0g的回滲。
[0107] 項(xiàng)13.如前述任一項(xiàng)所述的一次性吸收制品，其中所述結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)具有介于 30g/m 2和80g/m2之間的基重。
[0108] 項(xiàng)14.如前述任一項(xiàng)所述的一次性吸收制品，其中所述結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)的老化厚度 大于0· 5mm〇
[0109] 項(xiàng)15.如前述任一項(xiàng)所述的一次性吸收制品，其中所述結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)具有包括至 少50%的熱塑性纖維的纖維含量。
[0110] 項(xiàng)16.如前述任一項(xiàng)所述的一次性吸收制品，其中：
[0111] 將所述吸收性粒狀聚合物材料以著陸區(qū)域和所述著陸區(qū)域之間的接合區(qū)域的相 應(yīng)圖案沉積在所述第一基底和第二基底上，使得所述吸收性粒狀聚合物材料非連續(xù)地被分 配在第一基底和第二基底上；以及
[0112] 將所述第一吸收層和第二吸收層組合在一起，使得所述吸收性粒狀聚合物材料的 相應(yīng)圖案彼此偏移。
[0113] 項(xiàng)17.如前述任一項(xiàng)所述的一次性吸收制品，其中所述吸收性粒狀聚合物材料區(qū) 域基本上在整個所述吸收芯上延伸。
[0114] 項(xiàng)18.如前述任一項(xiàng)所述的一次性吸收制品，其中所述吸收性粒狀聚合物材料區(qū) 域基本上完全從所述吸收芯的前部延伸至后部。
[0115] 項(xiàng)19.如前述任一項(xiàng)所述的一次性吸收制品，其中所述吸收芯基本由所述第一基 底和第二基底、所述吸收性粒狀聚合物材料、以及所述熱塑性粘合劑材料組成。
[0116] 項(xiàng)20.如前述任一項(xiàng)所述的一次性吸收制品，其中所述吸收芯具有前端和后端以 及從所述后端延伸至所述前端的縱向軸線、以及多個吸收區(qū)，所述多個吸收區(qū)的每一個均 具有以不同的量存在的吸收性粒狀聚合物材料，優(yōu)選地其中存在從所述多個吸收區(qū)中的一 個到另一個的吸收性粒狀聚合物材料的量的逐漸過渡。
[0117] 本發(fā)明提供一種通過活化合適的基礎(chǔ)基底而形成的結(jié)構(gòu)化基底。所述活化誘導(dǎo)纖 維位移并形成三維質(zhì)地，所述質(zhì)地增加基礎(chǔ)基底的流體采集特性。也可改進(jìn)基礎(chǔ)基底的表 面能以增加其流體芯吸特性。將參照用于由基礎(chǔ)基底制造結(jié)構(gòu)化基底的優(yōu)選方法和設(shè)備來 描述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化基底。一種優(yōu)選的設(shè)備150示意地示出于圖1和圖2中并且在下文中 更詳細(xì)地討論。
[0118] 某礎(chǔ)某底
[0119] 本發(fā)明的基礎(chǔ)基底20為一種由松散集合的熱穩(wěn)定纖維形成的流體可滲透的纖維 質(zhì)非織造纖維網(wǎng)。本發(fā)明的纖維為不可延展的，其在前文中被定義為伸長小于300%而不發(fā) 生破裂或斷裂；然而，形成本發(fā)明的基礎(chǔ)基底的不可延展的纖維優(yōu)選地伸長小于200%而 不發(fā)生破裂或斷裂。所述纖維可包括短纖維，所述短纖維是使用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)粗梳技術(shù)、氣流成 網(wǎng)技術(shù)或濕法成網(wǎng)技術(shù)而被成形為纖維網(wǎng)；然而，優(yōu)選的是連續(xù)紡粘纖維，所述連續(xù)紡粘纖 維使用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)紡粘類技術(shù)而形成紡絲非織造纖維網(wǎng)。下文更詳細(xì)地討論用于生產(chǎn)紡絲纖 維網(wǎng)的纖維和紡絲方法。
[0120] 本發(fā)明的纖維可具有各種橫截面形狀，所述形狀包括但不限于：圓形、橢圓形、星 形、三葉形、具有3-8片葉的多葉形、矩形、Η形、C形、I形、U形和其它各種偏心形。也可使 用中空纖維。優(yōu)選的形狀為圓形、三葉形和Η形。圓形纖維是最廉價(jià)的，因此從經(jīng)濟(jì)角度來 講是優(yōu)選的；但三葉形異形纖維提供增加的表面積，因此從功能角度來講是優(yōu)選的。圓形和 三葉形纖維形狀也可為中空的；然而，實(shí)心纖維是優(yōu)選的。中空纖維是有用的，因?yàn)樗鼈兣c 具有相同形狀和旦尼爾的實(shí)心纖維相比在等同的旦尼爾下具有更高的抗壓性能。
[0121] 本發(fā)明中的纖維趨于大于典型的紡粘非織造材料中所存在的那些。由于異形纖維 的直徑可能難以確定，因此常常參考纖維的旦尼爾。旦尼爾被定義為以克計(jì)的9000延米長 度的纖維的質(zhì)量，用dpf(旦尼爾/長絲）來表示。就本發(fā)明而言，優(yōu)選的旦尼爾范圍為大 于ldpf且小于lOOdpf。更優(yōu)選的旦尼爾范圍為1. 5dpf至50dpf，并且還更優(yōu)選的范圍為 2. Odpf至20dpf，并且最優(yōu)選的范圍為4dpf至lOdpf。
[0122] 形成本發(fā)明基礎(chǔ)基底的松散集合的纖維在活化和對應(yīng)的纖維位移之前被粘結(jié)。纖 維網(wǎng)可為弱粘結(jié)的以便纖維具有高水平的活動性并且趨于在張力下從粘結(jié)部位拉出；或可 為完全粘結(jié)的，其具有高得多的粘結(jié)部位完整性，使得纖維表現(xiàn)出極小的纖維活動性并且 在張力下趨于斷裂。形成本發(fā)明的基礎(chǔ)基底的不可延展的纖維優(yōu)選地為完全粘結(jié)的以形成 不可延展的纖維網(wǎng)材料。如下文所更詳述，不可延展的基礎(chǔ)基底優(yōu)選地用于通過纖維位移 來形成結(jié)構(gòu)化基底。
[0123] 基礎(chǔ)基底的完全粘結(jié)可在一個粘結(jié)步驟中進(jìn)行，例如在制造基礎(chǔ)基底期間進(jìn)行。 作為另外一種選擇，可存在用以制造預(yù)粘結(jié)的基礎(chǔ)基底的一個以上的粘結(jié)步驟，例如基礎(chǔ) 基底在制造時可僅略微粘結(jié)或不足粘結(jié)以提供足夠的完整性從而將其收卷起來。隨后，基 礎(chǔ)基底可經(jīng)受其它粘結(jié)步驟以獲得完全粘結(jié)的纖維網(wǎng)，例如在即將使基礎(chǔ)基底經(jīng)受本發(fā)明 的纖維位移過程之前。此外，在基礎(chǔ)基底的制造和纖維位移之間的任何時間還可存在粘結(jié) 步驟。所述不同的粘結(jié)步驟也可賦予不同的粘結(jié)圖案。
[0124] 用于粘結(jié)纖維的方法詳述于Albin Turbak 的"Nonwovens: Theory, Process, Perfo rmance and Testing"(Tappi 1997)中。典型的粘結(jié)方法包括機(jī)械纏結(jié)、水壓纏結(jié)、針刺和 化學(xué)粘結(jié)和/或樹脂粘結(jié)；然而，熱粘結(jié)例如利用熱的通氣粘結(jié)和利用壓力和熱的熱點(diǎn)粘 結(jié)為優(yōu)選的，其中熱點(diǎn)粘結(jié)為最優(yōu)選的。
[0125] 通氣粘結(jié)如下執(zhí)行：使加熱的氣體穿過集合的纖維以產(chǎn)生整體的非織造纖維網(wǎng)。 熱點(diǎn)粘結(jié)涉及向離散的位置施加熱和壓力以在非織造纖維網(wǎng)上形成粘結(jié)部位。實(shí)際粘結(jié)部 位包括多種形狀和尺寸；包括但不限于卵形、圓形和四邊的幾何形狀。總的總體熱點(diǎn)粘結(jié) 面積介于2%和60%之間，優(yōu)選地介于4%和35%之間，更優(yōu)選地介于5%和30%之間，并 且最優(yōu)選地介于8%和20%之間。本發(fā)明的完全粘結(jié)的基礎(chǔ)基底具有8%至70%，優(yōu)選地 12%至50%，并且最優(yōu)選地介于15%和35%之間的總的總體粘結(jié)面積。熱點(diǎn)粘結(jié)針密度介 于5針/cm 2和100針/cm2之間，優(yōu)選地介于10針/cm2和60針/cm2之間，并且最優(yōu)選地介 于20針/cm 2和40針/cm2之間。本發(fā)明的完全粘結(jié)的基礎(chǔ)基底具有10針/cm2至60針/ cm2,優(yōu)選地20針/cm2至40針/cm2的粘結(jié)針密度。
[0126] 熱粘結(jié)要求纖維由可熱粘結(jié)的聚合物例如熱塑性聚合物和由其制成的纖維制成。 就本發(fā)明而言，纖維組合物包括可熱粘結(jié)的聚合物。優(yōu)選的可熱粘結(jié)的聚合物包括聚酯樹 月旨，優(yōu)選地PET樹脂，更優(yōu)選地PET樹脂和coPET樹脂，它們提供如下文所更詳述的可熱粘 結(jié)的、熱穩(wěn)定的纖維。就本發(fā)明而言，熱塑性聚合物含量以按纖維的重量計(jì)大于約30%，優(yōu) 選地大于約50 %，更優(yōu)選地大于約70 %，并且最優(yōu)選地大于約90 %的含量存在。
[0127] 由于粘結(jié)的緣故，基礎(chǔ)基底在縱向（MD)和橫向（CD)上均具有機(jī)械特性。MD拉伸 強(qiáng)度介于lN/cm和200N/cm之間，優(yōu)選地介于5N/cm和100N/cm之間，更優(yōu)選地介于10N/ cm和50N/cm之間，并且最優(yōu)選地介于20N/cm和40N/cm之間。⑶拉伸強(qiáng)度介于0. 5N/cm 和50N/cm之間，優(yōu)選地介于2N/cm和35N/cm之間，并且最優(yōu)選地介于5N/cm和25N/cm之 間?；A(chǔ)基底也應(yīng)當(dāng)具有介于1. 1和10之間，優(yōu)選地介于1. 5和6之間，并且最優(yōu)選地介 于1. 8和5之間的MD對⑶拉伸強(qiáng)度比率的特征比率。
[0128] 粘結(jié)方法也影響基礎(chǔ)基底的厚度。基礎(chǔ)基底厚度也取決于給定測量位置中所存在 的纖維的數(shù)目、尺寸和形狀?；A(chǔ)基底厚度介于0. l〇mm和1. 3mm之間，更優(yōu)選地介于0. 15mm 和1. 0mm之間，并且最優(yōu)選地介于0· 20mm和0· 7mm之間。
[0129] 基礎(chǔ)基底還具有特征不透明度。不透明度為穿過基礎(chǔ)基底的光的相對量的量度。 不受理論的束縛，據(jù)信特征不透明度取決于給定測量位置中所存在的纖維的數(shù)目、尺寸、類 型、形態(tài)和形狀。不透明度可使用 TAPPI Test Method T 425om-〇l"0pacity of Paper(15/ d geometry, II luminant A/2degrees, 89% Reflectance Backing and Paper Backing)，' 來測量。所述不透明度以百分比測量。就本發(fā)明而言，基礎(chǔ)基底的不透明度大于5%，優(yōu)選 地大于10 %，更優(yōu)選地大于20 %，還更優(yōu)選地大于30 %，并且最優(yōu)選地大于40 %。
[0130] 相對高的不透明度是所期望的，因?yàn)橐淮涡晕罩破返牟杉到y(tǒng)所包括的結(jié)構(gòu)化 纖維網(wǎng)可幫助掩蓋下面的吸收芯所可能受到的臟污。吸收芯的臟污可歸因于吸收了體液例 如尿液或低粘度的糞便。為了節(jié)省成本，吸收制品行業(yè)當(dāng)前趨于減小所述不同吸收制品組 件的基重。因此，如果使用低基重頂片，則與高基重頂片相比，頂片將很可能具有較低的不 透明度。此外，如果應(yīng)用開孔頂片，則所述孔也允許看見吸收制品的下面的層，例如采集系 統(tǒng)和吸收芯。因此，結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)的高不透明度在吸收制品使用低基重頂片和/或開孔頂 片的實(shí)施方案中是尤其期望的。在本發(fā)明的一個實(shí)施方案中，一次性吸收制品包括以下頂 片，所述頂片具有5g/m 2至25g/m2,更優(yōu)選地8g/m2至16gm2的基重。
[0131] 基礎(chǔ)基底具有特征基重和特征密度。基重被定義為每單位面積的纖維/非織造材 料的質(zhì)量。就本發(fā)明而言，基礎(chǔ)基底的基重介于l〇g/m2和200g/m2之間。基礎(chǔ)基底密度通 過將基礎(chǔ)基底基重除以基礎(chǔ)基底厚度來確定。就本發(fā)明而言，基礎(chǔ)基底的密度介于14kg/m 3 和200kg/m3之間?；A(chǔ)基底還具有基礎(chǔ)基底比體積，所述比體積為基礎(chǔ)基底密度的倒數(shù)， 以cm 3/g測量。
[0132] 某礎(chǔ)某底的改件
[0133] 在本發(fā)明中，可改性基礎(chǔ)基底以優(yōu)化其流體分散和采集特性以便用于流體管理較 為重要的產(chǎn)品中。流體分散特性可通過以下方式來增強(qiáng)：改變基礎(chǔ)基底的表面能以增加親 水性和對應(yīng)的芯吸特性。改性基礎(chǔ)基底的表面能是任選的并且通常是在制造基礎(chǔ)基底時進(jìn) 行?？赏ㄟ^以下方式來影響流體采集特性：通過纖維位移來改性基礎(chǔ)基底的結(jié)構(gòu)以引導(dǎo)3D 質(zhì)地，所述3D質(zhì)地增加基底的厚度或膨松度和對應(yīng)的比體積。
[0134] 表面能
[0135] 基礎(chǔ)基底的親水性與表面能相關(guān)?；A(chǔ)基底的表面能可通過以下方式來改性：局 部表面處理、對纖維表面化學(xué)接枝或通過等離子或電暈處理對纖維表面進(jìn)行反應(yīng)氧化，然 后通過氣體反應(yīng)加成進(jìn)行進(jìn)一步的化學(xué)粘結(jié)。
[0136] 基礎(chǔ)基底的表面能也可受到用于生產(chǎn)基礎(chǔ)基底的纖維的聚合材料的影響。聚合 材料可具有固有親水性或可通過以下方式變成親水的：通過熔融添加劑以化學(xué)方式使聚合 物、纖維表面和基礎(chǔ)基底表面改性，或?qū)⒕酆喜牧吓c其它誘導(dǎo)親水行為的材料組合。用于聚 丙烯的材料的實(shí)例為源自Ciba的fRGASURF:' HL560和源自Eastman Chemical的PET 共聚物、用于PET的eastone's:'類聚合材料。
[0137] 也可通過局部地處理纖維來影響表面能。纖維表面的局部處理一般涉及表面活 性劑，所述表面活性劑通過泡沫、噴霧器、濕潤輥或其它合適的技術(shù)以稀釋狀態(tài)加入到乳液 中，然后干燥?？赡苄枰植刻幚淼木酆衔餅榛诰郾┗蚓蹖Ρ蕉姿狨サ木酆衔锵怠Ｆ?它聚合物包括脂族聚酰胺酯；脂族聚酯；芳族聚酯，包括聚對苯二甲酸乙二酯及共聚物、聚 對苯二甲酸丁二酯及共聚物；聚對苯二甲酸丙二酯及共聚物；聚乳酸及共聚物。被稱作去 垢性聚合物（SRP)的一類材料也適用于局部處理。去垢性聚合物為一類材料，它們包括低 分子量聚酯聚醚、聚酯聚醚嵌段共聚物和非離子聚酯配混物。這些材料中的一些可作為熔 融添加劑加入，但它們的優(yōu)選用途是作為局部處理劑。該類材料的商業(yè)實(shí)例以Texcare?系 列產(chǎn)品得自Clariant。
[0138] 結(jié)構(gòu)化某底
[0139] 對基礎(chǔ)基底20的第二改性涉及機(jī)械地處理基礎(chǔ)基底以產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)基底 (術(shù)語"結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)"和"結(jié)構(gòu)化基底"在本文中互換使用）。結(jié)構(gòu)化基底被定義為：（1) 基礎(chǔ)基底，其通過纖維重新排列和纖維分離和斷裂被永久地變形，從而產(chǎn)生永久的纖維錯 位（下文稱作"纖維位移"）使得結(jié)構(gòu)化基底所具有的厚度值高于基礎(chǔ)基底的的厚度值；和 任選地（2)基礎(chǔ)基底，其通過過度粘結(jié)被改性（下文稱作"過度粘結(jié)"）以形成低于基礎(chǔ)基 底的厚度的壓縮區(qū)域。纖維位移方法涉及通過棒、針、鈕、結(jié)構(gòu)化篩網(wǎng)或帶或其它合適的技 術(shù)來永久地機(jī)械移位纖維。所述永久的纖維錯位提供與基礎(chǔ)基底相比的附加厚度。所述附 加厚度增加基底的比體積并且還增加基底的流體滲透性。過度粘結(jié)改善基礎(chǔ)基底的機(jī)械特 性并且可增強(qiáng)移位纖維區(qū)域之間的用于流體管理的導(dǎo)槽的深度。
[0140] 纖維位移
[0141] 前述基礎(chǔ)基底可使用圖1所示的設(shè)備150來加工以形成結(jié)構(gòu)化基底21，所述結(jié)構(gòu) 化基底的一部分示出于圖3-6中。如圖3所示，結(jié)構(gòu)化基底具有X-Y平面中的第一區(qū)域2 和設(shè)置在整個第一區(qū)域2中的多個第二區(qū)域4。第二區(qū)域4包括在結(jié)構(gòu)化基底21的第二表 面14上形成間斷16的移位纖維6和具有從第一表面12伸出的松散端部18的移位纖維6。 如圖4所示，移位纖維6從第二區(qū)域4的第一側(cè)面11延伸，并且是分離的和斷裂的，從而沿 與第一側(cè)面11相對的第二側(cè)面13、鄰近第一表面12形成松散端部18。就本發(fā)明而言，鄰 近第一表面12是指纖維斷裂發(fā)生在第一表面12和移位纖維的峰或遠(yuǎn)端部分3之間，優(yōu)選 地比移位纖維6的遠(yuǎn)端部分3更靠近第一表面12。
[0142] 纖維分離或斷裂的位置主要?dú)w因于形成基礎(chǔ)基底的不可延伸的纖維；然而，移位 纖維的形成和對應(yīng)的纖維斷裂也受到用于形成基礎(chǔ)基底的粘結(jié)程度的影響。包括完全粘結(jié) 的不可延展的纖維的基礎(chǔ)基底提供以下結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)由于其纖維強(qiáng)度、纖維硬度和粘結(jié) 強(qiáng)度的緣故而以低纖維位移變形形成帳篷狀結(jié)構(gòu)，如圖15中的顯微照片所示。一旦纖維位 移變形被延伸，則觀察到基本的纖維斷裂通常集中在一個側(cè)面上，如圖16中的顯微照片所 /_J、1 〇
[0143] 產(chǎn)生圖4中的具有松散端部18的移位纖維6的目的是，通過產(chǎn)生空隙體積來增 加結(jié)構(gòu)化基底的比體積以超過基礎(chǔ)基底的比體積。就本發(fā)明而言，已發(fā)現(xiàn)在第二區(qū)域中產(chǎn) 生具有至少50%且小于100%的松散端部的移位纖維6形成以下結(jié)構(gòu)化基底：所述結(jié)構(gòu)化 基底具有增加的厚度和在使用期間可維持的對應(yīng)比體積。（見下文提供的表6中的實(shí)施例 1N5 - 1N9)在本文其它所述的某些實(shí)施方案中，可將移位纖維6的松散端部18進(jìn)行熱粘結(jié) 以便改善抗壓性能和對應(yīng)的可維持性。下文更詳細(xì)地討論了具有熱粘結(jié)的松散端部的移位 纖維6和用于生產(chǎn)所述移位纖維的方法。
[0144] 如圖5所示，第二區(qū)域4中的移位纖維6表現(xiàn)出了以下厚度，所述厚度大于第一區(qū) 域2的厚度32 (其通常與基礎(chǔ)基底厚度相同）。具有移位纖維6的第二區(qū)域4的尺寸和形 狀可根據(jù)所用的技術(shù)而有所變化。圖5示出了結(jié)構(gòu)化基底21的橫截面，所述橫截面示出了 第二區(qū)域4中的移位纖維6。移位纖維6的厚度34描述了由移位纖維6引起的結(jié)構(gòu)化基底 21的第二區(qū)域4的厚度。如圖所示，移位纖維厚度34大于第一區(qū)域厚度32。優(yōu)選的是，移 位纖維厚度34至少110%地大于第一區(qū)域厚度32,更優(yōu)選地至少125%地大于第一區(qū)域厚 度32,并且最優(yōu)選地至少150 %地大于第一區(qū)域厚度32。移位纖維厚度34的老化厚度介 于0· 1mm和5mm之間，優(yōu)選地介于0· 2mm和2mm之間，并且最優(yōu)選地介于0· 5mm和1. 5mm之 間。
[0145] 結(jié)構(gòu)化基底21的每單位面積上的具有移位纖維6的第二區(qū)域4的數(shù)目可如圖3 所示的那樣有變化。一般來講，面密度無需在結(jié)構(gòu)化基底21的整個區(qū)域上為均勻的，但第 二區(qū)域4可被限于結(jié)構(gòu)化基底21的某些區(qū)域，例如具有預(yù)定形狀例如線、條、帶、圓形等的 區(qū)域。
[0146] 如圖3所示，由第二區(qū)域4占據(jù)的總面積為總面積的不足75%，優(yōu)選地小于50%， 并且更優(yōu)選地小于25%，但為至少10%。第二區(qū)域的尺寸和第二區(qū)域4之間的間距能夠改 變。圖3和圖4示出了長度36、寬度38、以及第二區(qū)域4之間的間距37和39。圖3所示 的第二區(qū)域4之間的縱向上的間距39為優(yōu)選地介于0· 1mm和1000mm之間，更優(yōu)選地介于 0· 5mm和100mm之間，并且最優(yōu)選地介于1mm和10mm之間。第二區(qū)域4之間的橫向上的側(cè) 面至側(cè)面間距37介于0. 2mm和16mm之間，優(yōu)選地介于0. 4mm和10mm之間，更優(yōu)選地介于 0· 8mm和7mm之間，并且最優(yōu)選地介于1mm和5. 2mm之間。
[0147] 如圖1所示，結(jié)構(gòu)化基底21可由從進(jìn)給輥152供應(yīng)的大致平面的二維非織造基礎(chǔ) 基底20來形成。設(shè)備150使基礎(chǔ)基底20在縱向MD上移動至由互嚙輥104和102A所形成 的輥隙116,所述輥形成具有松散端部18的移位纖維6。具有移位纖維6的結(jié)構(gòu)化基底21 任選地行進(jìn)至在輥104和粘結(jié)輥156之間形成的輥隙117,所述粘結(jié)輥粘結(jié)移位纖維6的松 散端部18。結(jié)構(gòu)化基底22從輥隙117任選地行進(jìn)至互嚙輥102B和104以將結(jié)構(gòu)化基底 22從輥104上移除，并且任選地將其傳送至在輥102B和粘結(jié)輥158之間形成的輥隙119， 其中在結(jié)構(gòu)化基底23中形成過度粘結(jié)區(qū)域，所述結(jié)構(gòu)化基底23最終被收取在進(jìn)給輥160 上。雖然圖1示出的是如所述的那樣用于尚未完全粘結(jié)的基礎(chǔ)基底的工序序列，但希望使 該過程反向以便在形成移位纖維6之前在基礎(chǔ)基底中形成粘結(jié)區(qū)域。就該實(shí)施方案而言， 將從類似于圖1所示的收取進(jìn)給輥160的進(jìn)給輥來供應(yīng)基礎(chǔ)基底20并且使其移動至在輥 102B和粘結(jié)輥158之間形成的輥隙119,其中基底在進(jìn)入到在互嚙輥102B和104之間形成 的輥隙118之前被粘結(jié)，在所述輥隙118處具有松散端部18的移位纖維6在第二區(qū)域4中 形成。
[0148] 雖然圖1示出的是由進(jìn)給輥152供應(yīng)的基礎(chǔ)基底20,但基礎(chǔ)基底20也可由如本領(lǐng) 域已知的任何其它進(jìn)給裝置例如花彩纖維網(wǎng)來供應(yīng)。在一個實(shí)施方案中，基礎(chǔ)基底20可直 接由纖維網(wǎng)制造設(shè)備例如制造非織造纖維網(wǎng)的生產(chǎn)線來提供。
[0149] 如圖1所示，第一表面12對應(yīng)基礎(chǔ)基底20的第一側(cè)面、以及結(jié)構(gòu)化基底21的第 一側(cè)面。第二表面14對應(yīng)基礎(chǔ)基底20的第二側(cè)面、以及結(jié)構(gòu)化基底21的第二側(cè)面。一般 來講，使用本文所用術(shù)語"側(cè)面"的普通用法以描述大致二維的纖維網(wǎng)例如非織造材料的兩 個主表面?；A(chǔ)基底20為非織造纖維網(wǎng)，所述非織造纖維網(wǎng)包括基本上無規(guī)定向的纖維， 艮P，至少相對于縱向和橫向來講是無規(guī)定向的。所謂"基本上無規(guī)定向"是指以下無規(guī)定向： 由于加工條件的緣故，所述無規(guī)定向可顯示出定向在縱向上的纖維的量高于定向在橫向上 的纖維的量，反之亦然。例如，在紡粘法和熔噴法中，將連續(xù)的纖維股線沉積于沿縱向移動 的支撐件上。盡管試圖使紡粘或熔噴非織造纖維網(wǎng)的纖維被定向成為真正"無規(guī)"的，但通 常與橫向上的情況相反，較高百分比的纖維被定向在縱向上。
[0150] 在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，可期望在纖維網(wǎng)的平面中相對于縱向故意將顯著百 分比的纖維定向在預(yù)定取向上。例如，可能的情況是，由于輥104上的齒距和放置（如下文 所述）的緣故，可期望生產(chǎn)具有呈某個角度例如60度或平行于纖維網(wǎng)的縱向軸線的優(yōu)勢纖 維定向的非織造纖維網(wǎng)。此類纖維網(wǎng)可通過以需要的角度將搭接的纖維網(wǎng)組合的方法來生 產(chǎn)，并且如果需要可將纖維網(wǎng)粗梳成成品纖維網(wǎng)。具有高百分比的具有預(yù)定角度的纖維的 纖維網(wǎng)可在統(tǒng)計(jì)上偏置更多的纖維以在結(jié)構(gòu)化基底21中形成移位纖維，如下文所詳述。
[0151] 基礎(chǔ)基底20可直接從纖維網(wǎng)制造過程提供或間接地由進(jìn)給輥152提供，如圖1所 示?；A(chǔ)基底20可通過本領(lǐng)域已知的方法來預(yù)加熱例如通過在油加熱或電加熱的輥上加 熱。例如，可加熱輥154以在纖維位移過程之前預(yù)加熱基礎(chǔ)基底20。
[0152] 如圖1所示，當(dāng)基礎(chǔ)基底20在輥154上沿縱向移動并且移動至第一組反轉(zhuǎn)互嚙輥 102A和104的輥隙116時，進(jìn)給輥152在箭頭指示的方向上旋轉(zhuǎn)。輥102A和104為設(shè)備 150的第一組互嚙輥。第一組互嚙輥102A和104運(yùn)行以形成移位纖維并且有利于基礎(chǔ)基 底20中的纖維斷裂以制造下文稱作結(jié)構(gòu)化基底21的結(jié)構(gòu)化基底?；л?02A和104更 清楚地顯示于圖2中。
[0153] 參見圖2,其更詳細(xì)地示出了用于在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化基底21上制造移位纖維的設(shè) 備150的一部分。設(shè)備150的該部分在圖2中被示出為軋輥100,并且包括一對互嚙輥102 和104(分別對應(yīng)于圖1中的輥102A和104)，它們各自圍繞軸線A旋轉(zhuǎn)，軸線A平行地處 在同一平面內(nèi)。雖然設(shè)備150被設(shè)計(jì)成使得基礎(chǔ)基底20經(jīng)過一定角度的旋轉(zhuǎn)后保持在輥 104上，但圖2基本上示出了當(dāng)基礎(chǔ)基底20穿過設(shè)備150上的輥隙116并且作為具有移位 纖維6的區(qū)域的結(jié)構(gòu)化基底21而退出時的情況。所述互嚙輥可由金屬或塑料制成。金屬 輥的非限制性實(shí)例將為鋁或鋼。塑料輥的非限制性實(shí)例將為聚碳酸酯、丙烯腈丁二烯苯乙 烯（ABS)和聚苯醚（ΡΡ0)?？蓪⑦@些塑料填充上金屬或無機(jī)添加劑材料。
[0154] 如圖2所示，輥102包括多個脊106和對應(yīng)的凹槽108,它們可圍繞輥102的整個 圓周完整地延伸。在一些實(shí)施方案中，取決于在結(jié)構(gòu)化基底21中需要的圖案，輥102 (以及 同樣地輥102A)可包括脊106,其中一些部分已被移除，例如通過蝕刻、銑削或其它機(jī)加工 過程移除，使得脊106中的一些或全部不沿圓周連續(xù)，而是具有斷裂或間隙?？膳帕袛嗔鸦?間隙以形成圖案，包括簡單的幾何形狀圖案例如圓形圖案或菱形圖案，但也可包括復(fù)合圖 案例如徽標(biāo)和商標(biāo)。在一個實(shí)施方案中，輥102可具有類似于輥104上的齒的齒，如下文更 充分地描述。以此方式，有可能在結(jié)構(gòu)化基底21的兩個側(cè)面12, 14上均具有移位纖維6。
[0155] 輥104類似輥102,但不具有可圍繞整個圓周完整地延伸的脊，輥104所包括的多 行沿圓周延伸的脊已被改進(jìn)為數(shù)行沿圓周間隔開的齒110,所述齒圍繞輥104的至少一部 分以間隔開的關(guān)系延伸。輥104的各行齒110被對應(yīng)的凹槽112分開。在操作中，輥102 與104嚙合使得輥102的脊106延伸到輥104的凹槽112內(nèi)，并且輥104的齒110延伸到 輥102的凹槽108內(nèi)。相互嚙合更詳細(xì)地示于圖7的橫截面示意圖中，下文會加以討論。 輥102和104這兩者或其中之一可通過本領(lǐng)域已知的方法加熱，例如使用熱油填充輥或電 加熱輥。
[0156] 如圖3所示，結(jié)構(gòu)化基底21具有第一區(qū)域2和多個離散的第二區(qū)域4,所述第一區(qū) 域由基礎(chǔ)基底20的大致平面的二維構(gòu)型來限定在結(jié)構(gòu)化基底21的兩個側(cè)面上，并且所述 多個離散的第二區(qū)域由間隔開的移位纖維6和間斷16來限定，所述移位纖維和間斷可起因 于基礎(chǔ)基底20的纖維的整體延伸部。第二區(qū)域4的結(jié)構(gòu)取決于所考慮的結(jié)構(gòu)化基底21的 側(cè)面而有區(qū)別。就圖3所示的結(jié)構(gòu)化基底21的實(shí)施方案而言，在與結(jié)構(gòu)化基底21的第一 表面12相關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)化基底21的側(cè)面上，每個離散的第二區(qū)域4均可包括多個移位纖維 6,所述移位纖維從第一表面12向外延伸并且具有松散端部18。移位纖維6包括在Z方向 上具有顯著取向的纖維，并且每個移位纖維6均具有沿第二區(qū)域4的第一側(cè)面11鄰近第一 表面12設(shè)置的基座5、靠近第一表面12在第二區(qū)域4的與第一側(cè)面11相對的第二側(cè)面13 處分離或斷裂的松散端部18和在Z方向上與第一表面12相距最大距離的遠(yuǎn)端部分3。在 與第二表面14相關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)化基底21的側(cè)面上，第二區(qū)域4包括間斷16,所述間斷由結(jié)構(gòu) 化基底21的第二表面14上的纖維取向間斷16來限定。間斷16對應(yīng)輥104的齒110刺入 基礎(chǔ)基底20的位置。
[0157] 如本文所用，第二區(qū)域4的"整體"（如當(dāng)使用"整體延伸部"時其中的"整體"）是 指第二區(qū)域4的起源于基礎(chǔ)基底20的纖維的纖維。因此，例如移位纖維6的斷裂纖維8可 為塑性變形的和/或從基礎(chǔ)基底20延伸的纖維，并且可因此與結(jié)構(gòu)化基底21的第一區(qū)域 2成一整體。換句話講，纖維中的一些但非全部已斷裂，并且此類纖維起初就已存在于基礎(chǔ) 基底20中。如本文所用的"整體"旨在區(qū)別于為了制造移位纖維而引入到或加入到單獨(dú)前 體纖維網(wǎng)中的纖維。盡管本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化基底21，22和23的一些實(shí)施方案可利用此類加 入的纖維，但在一個優(yōu)選的實(shí)施方案中，移位纖維6的斷裂纖維8是與結(jié)構(gòu)化基底21成一 整體的。
[0158] 可理解的是，適用于在移位纖維6中具有斷裂纖維8的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化基底21的 基礎(chǔ)基底20應(yīng)當(dāng)包括以下纖維：所述纖維具有足夠的纖維固定性和/或塑性變形以斷裂并 形成松散端部18。圖4和圖5將此類纖維顯示為松散纖維端部18。就本發(fā)明而言，移位纖 維6的松散纖維端部18是所期望的，以便產(chǎn)生用于收集流體的空隙空間或自由體積。在一 個優(yōu)選的實(shí)施方案中，至少50%，更優(yōu)選地至少70%且小于100%的在Z方向上被擠出的纖 維為具有松散端部18的斷裂纖維8。
[0159] 第二區(qū)域4可被成型為在X-Y平面和Z平面中均形成圖案以產(chǎn)生可在形狀、尺寸 和分配上變化的比體積分布。
[0160] 具有用于圖2所示結(jié)構(gòu)化基底21的實(shí)施方案的移位纖維6的代表性第二區(qū)域示 出于圖3-6中的其它放大的視圖中。所述代表性移位纖維6為在輥104上的細(xì)長齒110上 形成的類型，使得移位纖維6包括多個斷裂纖維8,所述斷裂纖維為基本上對齊的，使得移 位纖維6具有明顯的縱向取向和縱向軸線L。移位纖維6還具有在MD-CD平面內(nèi)大致正交 于縱向軸線L的橫向軸線T。在圖2-6所示的實(shí)施方案中，縱向軸線L平行于縱向。在一個 實(shí)施方案中，所有間隔開的第二區(qū)域4均具有大致平行的縱向軸線L。在優(yōu)選的實(shí)施方案 中，第二區(qū)域4將具有縱向取向，即第二區(qū)域?qū)⒕哂屑?xì)長形狀并且將不為圓形的。如圖4所 示，并且如圖5和6更清楚地所示，當(dāng)在輥104上使用細(xì)長齒110時，在結(jié)構(gòu)化基底21的一 個實(shí)施方案中，移位纖維6的斷裂纖維8的一個特征為斷裂纖維8的優(yōu)勢方向性對齊。如 圖5和6所示，當(dāng)在平面圖例如圖6中觀察時，有許多斷裂纖維8可具有相對于橫向軸線T 的基本上均勻的對齊。所謂"斷裂"纖維8是指移位纖維6開始于第二區(qū)域4的第一側(cè)面 11上并且在結(jié)構(gòu)化基底21中沿第二區(qū)域4的與第一側(cè)面11相對的第二側(cè)面13分離。
[0161] 因此，如可參照設(shè)備150來理解，結(jié)構(gòu)化基底21的移位纖維6通過機(jī)械地變形基 礎(chǔ)基底20來制造，所述基礎(chǔ)基底可被描述為大致平面的和二維的。所謂"平面的"和"二維 的"只是簡單地指纖維網(wǎng)相對于成品結(jié)構(gòu)化基底1為平坦的，所述成品結(jié)構(gòu)化基底具有由于 第二區(qū)域4的形成而賦予的明顯的、平面外的、Z方向上的三維性。"平面的"和"二維的"不 旨在隱含任何特定平坦度、光滑度或維數(shù)。隨著基礎(chǔ)基底20穿過輥隙116,輥104的齒110 進(jìn)入輥102A的凹槽108,并且同時將纖維擠出基礎(chǔ)基底20的平面外以形成第二區(qū)域4,包 括移位纖維6和間斷16。實(shí)際上，齒110 "擠過"或"穿透"基礎(chǔ)基底20。隨著齒110的尖 端擠過基礎(chǔ)基底20,纖維的主要取向在橫向上并橫跨齒110的部分被齒110擠出基礎(chǔ)基底 20的平面外，并且在Z方向上拉伸、拉拽和/或塑性變形，導(dǎo)致形成第二區(qū)域4,包括移位纖 維6的斷裂纖維8。主要大致平行于縱向軸線L定向的，即在基礎(chǔ)基底20的縱向上定向的 纖維可被齒110簡單地展開，并且基本上保持在基礎(chǔ)基底20的第一區(qū)域2中。
[0162] 在圖2中，設(shè)備100被示出處于一種構(gòu)型，所述構(gòu)型具有一個圖案輥例如輥104,和 一個非圖案凹槽輥102。然而，在某些實(shí)施方案中，可優(yōu)選使用兩個圖案輥來形成輥隙116， 所述兩個圖案輥在各自輥的相同或不同的對應(yīng)區(qū)域中具有或者相同或者不同的圖案。這種 設(shè)備可生產(chǎn)出以下纖維網(wǎng)：所述纖維網(wǎng)具有從結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)21的兩個側(cè)面突出的移位纖 維6,以及壓花到纖維網(wǎng)21中的宏圖案。
[0163] 可通過改變齒110的數(shù)目、間距和尺寸并且如果必要對輥104和/或輥102進(jìn)行相 應(yīng)的尺寸變化來改變移位纖維6的數(shù)目、間距和尺寸。這種變化，加上基礎(chǔ)基底20中可能 的變化和加工中的變化例如線速度，允許制造用于很多目的很多不同的結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)21。
[0164] 從對結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)21的描述可看出，移位纖維6的斷裂纖維8可起源于結(jié)構(gòu)化基 底21的第一表面12或第二表面14并從所述第一表面或第二表面延伸。當(dāng)然，移位纖維6 的斷裂纖維8也可從結(jié)構(gòu)化基底21的內(nèi)部19延伸。如圖5所示，移位纖維6的斷裂纖維 8由于已被擠出基礎(chǔ)基底20的大致二維平面而延伸（即，在如圖3所示的"Z方向"上被擠 出）。一般來講，第二區(qū)域4的斷裂纖維8或松散端部18包括與纖維網(wǎng)第一區(qū)域2的纖維 成一整體并從所述第一區(qū)域的纖維延伸的纖維。
[0165] 由于纖維的塑性變形和泊松比的影響，斷裂纖維8的延伸可伴隨造成纖維橫截面 尺寸（例如圓形纖維的直徑）的總體減小。因此，移位纖維6的斷裂纖維8的一些部分的平 均纖維直徑可小于基礎(chǔ)基底20的纖維以及第一區(qū)域2的纖維的平均纖維直徑。已發(fā)現(xiàn)，纖 維橫截面尺寸上的減小在移位纖維6的基座5和松散端部3的中間最大。據(jù)信這是由于位 于移位纖維6的基座5和遠(yuǎn)端部分3處的纖維的一些部分鄰近輥104的齒110的尖端（下 文更詳細(xì)說明），使得它們在加工期間以摩擦方式被鎖定和固定。在本發(fā)明中，由于高纖維 強(qiáng)度和低纖維伸長率的緣故，纖維橫截面的減小是極小的。
[0166] 圖7以橫截面示出了包括脊106和齒110的互嚙輥102 (以及下文所述的102A和 102B)和104的一部分。如圖所示，齒110具有齒高TH(注意TH也可適用于脊106的高度； 在一個優(yōu)選的實(shí)施方案中，齒高和脊高相等），并且齒與齒的間距（或脊與脊的間距）稱為 節(jié)距P。如圖所示，嚙合深度（DOE) E為輥102和104的互嚙程度的量度，并且是從脊106的 尖端測量至齒110的尖端。取決于基礎(chǔ)基底20的特性和本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化基底1的所期望 的特征，嚙合深度E、齒高TH和節(jié)距P可按需要改變。例如，一般來講，為了在移位纖維6中 獲得斷裂纖維8,需要足夠的嚙合水平E以將移位纖維伸長并塑性地變形至纖維發(fā)生斷裂 的點(diǎn)。此外，第二區(qū)域4的所期望的密度（結(jié)構(gòu)化基底1的每單位面積上的第二區(qū)域4)越 大，則節(jié)距應(yīng)當(dāng)越小，并且齒長TL和齒距TD應(yīng)當(dāng)越小，如下所述。
[0167] 圖8示出了具有多個齒110的輥104的一個實(shí)施方案的一部分，所述齒適用于從 紡粘非織造基礎(chǔ)基底20制造紡粘非織造材料的結(jié)構(gòu)化基底21或結(jié)構(gòu)化基底1。圖8所示 的齒110的放大視圖示于圖9中。在輥104的該視圖中，齒110具有約1. 25mm的均勻的 圓周長度尺寸TL，所述圓周長度尺寸一般從前緣LE至齒尖111處的后緣TE測量，并且所 述齒在圓周上彼此均勻地間隔開約1. 5mm的距離TD。為了從基礎(chǔ)基底20制造纖維質(zhì)結(jié)構(gòu) 化基底1，輥104的齒110可具有的長度TL的范圍為約0· 5mm至約3mm，并且間距TD為約 0· 5mm至約3mm,齒高TH的范圍為約0· 5mm至約10mm,并且節(jié)距P介于約1mm(0· 040英寸） 和2. 54mm(0· 100英寸）之間。嚙合深度E可為約0.5mm至約5mm(直到接近齒高TH的最大 值）。當(dāng)然，E、P、TH、TD和TL可各自彼此獨(dú)立地變化以獲得所期望的移位纖維6的尺寸、 間距和面密度（結(jié)構(gòu)化基底1的每單位面積上的移位纖維6的數(shù)目）。
[0168] 如圖9所示，每個齒110具有尖端111、前緣LE和后緣TE。齒尖111可倒圓以最 小化纖維斷裂，并且優(yōu)選地為細(xì)長的并且具有對應(yīng)于第二區(qū)域4的縱向軸線L的大致縱向 的取向。據(jù)信為了獲得結(jié)構(gòu)化基底1的移位纖維6, LE和TE應(yīng)當(dāng)幾乎完全正交于輥104的 局部周向表面120。同樣，從頂端111和LE或TE的過渡應(yīng)當(dāng)為相對尖銳的角度，例如直角， 所述角度具有足夠小的曲率半徑使得在應(yīng)用時齒110可在LE和TE處推穿過基礎(chǔ)基底20。 一種備選齒尖111可為平坦表面以優(yōu)化粘結(jié)。
[0169] 再參見圖1，在移位纖維6形成之后，結(jié)構(gòu)化基底21可在旋轉(zhuǎn)輥104上行進(jìn)至輥 104和第一粘結(jié)輥156之間的輥隙117。粘結(jié)輥156可有利于多種粘合技術(shù)。例如，粘結(jié)輥 156可為用于在輥隙117中賦予熱能的加熱的鋼輥，從而在移位纖維6的遠(yuǎn)端（尖端）處熔 融粘結(jié)結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)21的鄰近纖維。
[0170] 在一個優(yōu)選的實(shí)施方案中，如下文關(guān)于優(yōu)選的結(jié)構(gòu)化基底所述，粘結(jié)輥156為被 設(shè)計(jì)成向結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)21賦予足夠熱能的加熱的輥，以便熱粘結(jié)移位纖維6的遠(yuǎn)端的鄰近 纖維。熱粘合能夠以如下方式實(shí)現(xiàn)：通過直接熔融粘合鄰近纖維，或通過熔融中間熱塑性介 質(zhì)例如聚乙烯粉末，所述中間熱塑性介質(zhì)繼而粘附鄰近纖維。為此目的，可將聚乙烯粉末加 入到基礎(chǔ)基底20中。
[0171] 可將第一粘結(jié)輥156充分地加熱以熔融或部分地熔融移位纖維6的遠(yuǎn)端3處的纖 維。第一粘結(jié)輥156中所需的熱量或熱容量取決于移位纖維6的纖維的熔融特性和輥104 的旋轉(zhuǎn)速度。第一粘結(jié)輥156中所需的熱量還取決于第一粘結(jié)輥156和輥104上的齒110 的尖端之間的誘導(dǎo)壓力，以及在移位纖維6的遠(yuǎn)端3處所期望的熔融程度。
[0172] 在一個實(shí)施方案中，第一粘結(jié)輥156為加熱的鋼質(zhì)圓筒形軋輥，其被加熱以具有 足以熔融粘結(jié)移位纖維6的鄰近纖維的表面溫度。第一粘結(jié)輥156可由內(nèi)電阻加熱器、由 熱油、或由用于制作熱輥的本領(lǐng)域已知的任何其它裝置加熱。第一粘結(jié)輥156可由本領(lǐng)域 已知的合適的馬達(dá)和聯(lián)動裝置來驅(qū)動。同樣，第一粘結(jié)輥可安裝在可調(diào)節(jié)的支撐件上，使得 輥隙117可被精確地調(diào)節(jié)和設(shè)定。
[0173] 圖10示出了在通過輥隙117被加工成結(jié)構(gòu)化基底22之后的結(jié)構(gòu)化基底21的一 部分，所述部分無需其它加工即可成為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化基底21。結(jié)構(gòu)化基底22類似前文所 述的結(jié)構(gòu)化基底21，不同的是移位纖維6的遠(yuǎn)端3是粘結(jié)的，并且優(yōu)選地為熱熔融粘結(jié)的， 使得鄰近纖維被至少部分地粘結(jié)以形成遠(yuǎn)側(cè)設(shè)置的熔融粘結(jié)部分9。在通過上述方法形成 了移位纖維6之后，可加熱移位纖維6的遠(yuǎn)端部分3以熱接合纖維的一些部分使得鄰近纖 維部分彼此接合以形成移位纖維6,所述移位纖維具有也稱作"尖端粘結(jié)"的熔融粘結(jié)部分 9〇
[0174] 遠(yuǎn)側(cè)設(shè)置的熔融粘結(jié)部分9可通過向移位纖維6的遠(yuǎn)端部分施加熱能和壓力來制 造。遠(yuǎn)側(cè)設(shè)置的熔融粘結(jié)部分9的尺寸和質(zhì)量可通過改進(jìn)以下因素來改進(jìn)：賦予移位纖維 6的遠(yuǎn)端部分的熱能的量、設(shè)備150的線速度、以及施加熱的方法。
[0175] 在另一個實(shí)施方案中，遠(yuǎn)側(cè)設(shè)置的熔融粘合部分9可通過應(yīng)用輻射熱來制作。艮P， 在一個實(shí)施方案中，粘結(jié)輥156可由輻射熱源來置換或補(bǔ)充，使得輻射熱能夠以足夠的距 離和對應(yīng)的足夠時間指向結(jié)構(gòu)化基底21，以使移位纖維6的遠(yuǎn)側(cè)設(shè)置的部分中的纖維部分 被軟化或熔融。輻射熱可由任一已知的輻射加熱器施加。在一個實(shí)施方案中，輻射熱可由 電阻加熱絲提供，所述加熱絲相對于結(jié)構(gòu)化基底21被設(shè)置成使得其以足夠接近的、間隔一 致的距離在CD方向上延伸，以致當(dāng)纖維網(wǎng)相對于加熱絲移動時，輻射熱能至少部分地熔融 移位纖維6的遠(yuǎn)側(cè)設(shè)置的部分。在另一個實(shí)施方案中，可將加熱的直發(fā)電燙筒例如用于熨 燙衣物的手持燙筒保持在移位纖維6的遠(yuǎn)端3的近旁，使得由燙筒來產(chǎn)生熔融。
[0176] 如上所述地加工結(jié)構(gòu)化基底22的有益效果是，移位纖維6的遠(yuǎn)端3可在輥隙117 中的一定量的壓力下熔融而無需壓縮或整平移位纖維6。同樣地，可通過在成形之后提供熱 粘結(jié)來產(chǎn)生和定形三維網(wǎng)或可以說"固定"其形狀。此外，當(dāng)結(jié)構(gòu)化基底22經(jīng)受壓縮力或 剪切力時，遠(yuǎn)側(cè)設(shè)置的粘結(jié)或熔融粘結(jié)部分9還可有助于保持移位纖維6的膨松結(jié)構(gòu)和結(jié) 構(gòu)化基底的老化厚度。例如，在由于向進(jìn)給輥上卷繞和后續(xù)退繞而導(dǎo)致壓縮之后，如上文所 公開的那樣加工成的具有包括與第一區(qū)域2成一整體但從該區(qū)域延伸的纖維的移位纖維6 并且具有遠(yuǎn)側(cè)設(shè)置的熔融粘結(jié)部分9的結(jié)構(gòu)化基底22可具有改善的形狀保持。據(jù)信通過 將移位纖維6的遠(yuǎn)端部分處的鄰近纖維粘結(jié)在一起，可使纖維在受到壓縮時經(jīng)歷較少的無 規(guī)坍縮；即，移位纖維6的整個結(jié)構(gòu)趨于一起移動，從而在遇到無序化事件例如壓縮和/或 與摩擦纖維網(wǎng)的表面相關(guān)聯(lián)的剪切力時，可具有更好的形狀保持。
[0177] 在一個參照圖1所述的備選實(shí)施方案中，基底20在輥154上沿縱向移動并移動 到第一組反轉(zhuǎn)互嚙輥102A和104的輥隙116,其中嚙合深度介于0. 01英寸和0. 15英寸之 間，使得發(fā)生局部纖維位移但只存在極少（如果有的話）的纖維斷裂。然后纖維網(wǎng)行進(jìn)至 在輥104和粘結(jié)輥156之間形成的輥隙117,其中部分移位纖維的尖端被粘結(jié)。在穿過了輥 隙117之后，結(jié)構(gòu)化基底22行進(jìn)至在輥104和102B之間形成的輥隙118,其中嚙合深度大 于輥隙116處的嚙合深度，使得移位纖維被進(jìn)一步移位從而形成斷裂纖維。該過程可導(dǎo)致 更大數(shù)目的移位纖維6被熔融粘結(jié)部分9接合。
[0178] 過度粘結(jié)是指在先前已經(jīng)受過纖維位移的基底上進(jìn)行的熔融粘結(jié)。過度粘結(jié)為任 選的工序。過度粘結(jié)可在線進(jìn)行，或者作為另外一種選擇，可在獨(dú)立的轉(zhuǎn)換加工過程中進(jìn) 行。
[0179] 過度粘結(jié)依賴熱和壓力以將長絲按一致的圖案熔合在一起。一致的圖案被定義為 可沿結(jié)構(gòu)化基底的長度再現(xiàn)的圖案以便可觀察到重復(fù)圖案。過度粘結(jié)通過增壓的輥隙來進(jìn) 行，其中所述輥的至少一個為加熱的，優(yōu)選地兩個輥均為加熱的。如果過度粘結(jié)是在基礎(chǔ)基 底已經(jīng)被加熱的情況下進(jìn)行，則增壓的輥隙將無需為加熱的。過度粘結(jié)區(qū)域11的圖案的實(shí) 例示出于圖12a至12f中；然而，其它過度粘結(jié)圖案也是可能的。圖12a示出了過度粘結(jié)區(qū) 域11，其在縱向上形成連續(xù)圖案。圖12b示出了在縱向和橫向上均具有的連續(xù)過度粘結(jié)區(qū) 域11以便形成過度粘結(jié)11的連續(xù)網(wǎng)絡(luò)。該類型的系統(tǒng)可用單步驟過度粘結(jié)輥或多輥粘結(jié) 系統(tǒng)來產(chǎn)生。圖12c示出了在縱向上不連續(xù)的過度粘結(jié)區(qū)域11。圖12c所示的MD過度粘 結(jié)圖案也可包括CD上的以連續(xù)或非連續(xù)設(shè)計(jì)連接MD過度粘結(jié)線的過度粘結(jié)區(qū)域11。圖 12d示出了在MD上形成波浪圖案的過度粘結(jié)區(qū)域11。圖12e示出了形成交叉縫式圖案的 過度粘結(jié)區(qū)域11，并且圖12f示出了波形交叉縫式圖案。
[0180] 過度粘結(jié)圖案無需為均勻分布的，并且可為輪廓狀的以適應(yīng)具體的應(yīng)用。受過度 粘結(jié)影響的總面積小于纖維網(wǎng)的總面積的75%，優(yōu)選地小于50%，更優(yōu)選地小于30%，并 且最優(yōu)選地小于25%，但應(yīng)當(dāng)為至少3%。
[0181] 圖13示出了過度粘結(jié)的特征。過度粘結(jié)區(qū)域11具有相對于基礎(chǔ)基底20的第一 區(qū)域厚度32的厚度特性，所述第一區(qū)域厚度是在過度粘結(jié)區(qū)域之間測量。過度粘結(jié)區(qū)域11 具有壓縮厚度42。過度粘結(jié)區(qū)域具有結(jié)構(gòu)化基底21上的特征寬度44和過度粘結(jié)區(qū)域之間 的間距46。
[0182] 第一區(qū)域厚度32為優(yōu)選地介于0· 1mm和1. 5mm之間，更優(yōu)選地介于0· 15mm和 1. 3mm之間，更優(yōu)選地介于0. 2mm和1. 0mm之間，并且最優(yōu)選地介于0. 25mm和0. 7mm之間。 過度粘結(jié)區(qū)域厚度42為優(yōu)選地介于0. 01mm和0. 5mm之間，更優(yōu)選地介于0. 02mm和0. 25mm 之間，還更優(yōu)選地介于0. 03mm和0. 1mm之間，并且最優(yōu)選地介于0. 05mm和0. 08mm之間。過 度粘結(jié)區(qū)域11的寬度44介于0. 05mm和15mm之間，更優(yōu)選地介于0. 075mm和10mm之間， 還更優(yōu)選地介于〇. 1_和7. 5_之間，并且最優(yōu)選地介于0. 2_和5_之間。不要求過度 粘結(jié)區(qū)域11之間的間距46在結(jié)構(gòu)化基底21中是均勻的，但極限值將在0.2mm和16mm范 圍內(nèi)，優(yōu)選地介于〇. 4mm和10mm之間，更優(yōu)選地介于0. 8mm和7mm之間，并且最優(yōu)選地介于 1mm和5. 2mm之間。過度粘結(jié)區(qū)域11的間距46、寬度44和厚度42是基于結(jié)構(gòu)化基底21 的所期望特性例如拉伸強(qiáng)度和流體處理特性。
[0183] 圖13示出了可在結(jié)構(gòu)化基底21的一個側(cè)面上產(chǎn)生具有過度粘結(jié)厚度42的過度 粘結(jié)11。圖14示出了過度粘結(jié)11可根據(jù)用來制造結(jié)構(gòu)化基底21的方法而位于結(jié)構(gòu)化基 底21的任一側(cè)面上。位于結(jié)構(gòu)化基底21的兩個側(cè)面12, 14上的過度粘結(jié)11可為所期望 的以在結(jié)構(gòu)化基底與其它非織造材料組合時產(chǎn)生通道從而進(jìn)一步有助于對流體的管理。例 如，雙側(cè)面的結(jié)構(gòu)化基底可用于多層的高體積流體采集系統(tǒng)。
[0184] 討度粘結(jié)方法
[0185] 參見圖1中的設(shè)備，結(jié)構(gòu)化基底23可具有粘結(jié)部分，所述粘結(jié)部分不位于或不僅 僅位于移位纖維6的遠(yuǎn)側(cè)設(shè)置的部分處。例如，通過替代平坦的圓筒形軋輥而使用配合脊 狀輥來作為粘結(jié)輥156,可粘結(jié)結(jié)構(gòu)化基底23的其它部分，例如在第二區(qū)域4之間的第一區(qū) 域2中的第一表面12上的某些位置處進(jìn)行粘結(jié)。例如，可在第一表面12上在各行移位纖 維6之間作出熔融粘結(jié)的材料的連續(xù)線。熔融粘結(jié)的材料的連續(xù)線形成如前所述的過度粘 結(jié)區(qū)域11。
[0186] 一般來講，盡管示出了一個第一粘結(jié)輥156,但在該過程的此階段可能存在一個以 上的粘結(jié)輥，使得粘結(jié)發(fā)生在一系列輥隙117中和/或涉及不同類型的粘結(jié)輥156。此外， 代替僅使用一個粘結(jié)輥，可提供數(shù)個類似的輥以向基礎(chǔ)基底20或結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)21轉(zhuǎn)移各 種物質(zhì)，例如各種表面處理劑以賦予功能性的有益效果?？衫糜糜谔幚韯┑倪@種應(yīng)用的 本領(lǐng)域已知的任何方法。
[0187] 在穿過輥隙117之后，結(jié)構(gòu)化基底22行進(jìn)至在輥104和102B之間形成的輥隙118， 其中輥102B優(yōu)選地相同于輥102A。圍繞輥102B行進(jìn)的目的是從輥104上移除結(jié)構(gòu)化基底 22而不干擾在其上形成的移位纖維6。由于輥102B如同輥102A -樣與輥104互嚙，因此 當(dāng)結(jié)構(gòu)化基底22卷繞在輥102B周圍時，移位纖維6可貼合到輥102B的凹槽108中。在穿 過輥隙118之后，結(jié)構(gòu)化基底22可被收取在進(jìn)給輥上以便被進(jìn)一步加工為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化 基底23。然而，在圖1所示的實(shí)施方案中，結(jié)構(gòu)化基底22通過輥102B和第二粘結(jié)輥158之 間的輥隙119來加工。第二粘結(jié)輥158在設(shè)計(jì)上可與第一粘結(jié)輥156完全相同。第二粘結(jié) 輥158可提供足夠的熱以至少部分地熔融結(jié)構(gòu)化基底22的第二表面14的一部分，從而形 成多個非相交的、基本連續(xù)的過度粘結(jié)區(qū)域11，所述過度粘結(jié)區(qū)域?qū)?yīng)于輥102B的脊106 的尖端和輥158的基本平坦的光滑表面之間的輥隙壓力。
[0188] 第二粘結(jié)輥158可用作所述方法中的所述唯一一個粘結(jié)步驟（即，無需首先通過 粘結(jié)移位纖維6的遠(yuǎn)端來形成結(jié)構(gòu)化基底22)。在這種情況下，結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)22將為在其 第二側(cè)面14上具有粘結(jié)部分的結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)23。然而，一般來講，結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)23優(yōu)選地 為一種雙面過度粘結(jié)的結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)22,其在其第一側(cè)面12或第二側(cè)面14上具有移位纖 維6的粘結(jié)遠(yuǎn)端（尖端粘結(jié)）和多個非相交的、基本連續(xù)的熔融粘結(jié)區(qū)域。
[0189] 最后，在結(jié)構(gòu)化基底23形成之后，可將其收取在進(jìn)給輥160上，以便貯藏并進(jìn)一步 加工為其它產(chǎn)品中的組件。
[0190] 在一個備選實(shí)施方案中，可使用圖1A所示的方法將第二基底21A添加到結(jié)構(gòu)化基 底21上。第二基底21A可為薄膜、非織造材料或第二如前所述的基礎(chǔ)基底。就該實(shí)施方案 而言，基礎(chǔ)基底20在輥154上沿縱向移動并且移動到第一組反轉(zhuǎn)互嚙輥102A和104的輥 隙116,其中所述纖維被完全移位從而形成斷裂纖維。然后纖維網(wǎng)行進(jìn)至在輥104和粘結(jié)輥 156之間形成的輥隙117,其中第二基底21A被導(dǎo)入并粘結(jié)到移位纖維6的遠(yuǎn)端部分3。在 穿過輥隙117之后，結(jié)構(gòu)化基底22行進(jìn)至在輥104和102B之間形成的輥隙118,其中嚙合 深度為零使得輥104和102B不嚙合，或嚙合深度小于在輥102A和104之間的輥隙116處 形成的嚙合深度，使得在結(jié)構(gòu)化基底中不發(fā)生附加的纖維位移。作為另外一種選擇，就該實(shí) 施方案而言，可設(shè)定輥隙118處的嚙合深度使得在第二基底21A中發(fā)生變形，但在結(jié)構(gòu)化基 底22中不發(fā)生附加的纖維位移。換句話講，輥隙118處的嚙合深度仍然小于輥隙116處的 嚙合深度。
[0191] MM
[0192] 用來形成用于本發(fā)明基礎(chǔ)基底的纖維的組合物可包括熱塑性聚合材料和非熱塑 性聚合材料。熱塑性聚合材料必須具有適用于熔體紡絲的流變學(xué)特征。聚合物的分子量 必須足夠高以使得能夠在聚合物分子之間產(chǎn)生纏結(jié)，但又足夠低以成為可熔體紡絲的。就 熔體紡絲而言，熱塑性聚合物所具有的分子量低于約1，〇〇〇, 000g/m〇l，優(yōu)選地約5, 000g/ mol至約750, 000g/mol，更優(yōu)選地約10, 000g/mol至約500, 000g/mol，甚至更優(yōu)選地約 50, 000g/mol至約400, 000g/mol。除非另外指定，所指的分子量為數(shù)均分子量。
[0193] 熱塑性聚合材料能夠相對快速地固化（優(yōu)選地在拉伸流動下），并且形成熱穩(wěn)定 的纖維結(jié)構(gòu)，如通常在已知工藝?yán)鐚Χ汤w維的紡絲拉伸工藝或紡粘連續(xù)纖維工藝中所遇 到的那樣。優(yōu)選的聚合材料包括但不限于聚丙烯和聚丙烯共聚物、聚乙烯和聚乙烯共聚物、 聚酯和聚酯共聚物、聚酰胺、聚酰亞胺、聚乳酸、聚羥基鏈烷酸酯、聚乙烯基醇、乙烯-乙烯 醇、聚丙烯酸酯、以及它們的共聚物和它們的混合物。其它合適的聚合材料包括如美國公布 2003/0109605A1和2003/0091803中所詳述的熱塑性淀粉組合物。其它合適的聚合材料包 括乙烯丙烯酸、聚烯烴羧酸共聚物、以及它們的組合。所述聚合物描述于美國公布6746766、 US 6818295、US 6946506和美國專利申請03/0092343中。常見的熱塑性聚合物纖維級的 材料是優(yōu)選的，最值得注意的是聚酯基樹脂、聚丙烯基樹脂、聚乳酸基樹脂、聚羥基鏈烷酸 酯基樹脂和聚乙烯基樹脂以及它們的組合。最優(yōu)選的為聚酯和聚丙烯基樹脂。
[0194] 適用于本發(fā)明的熱塑性聚合物的非限制性實(shí)例包括脂族聚酰胺酯；脂族聚酯；芳 族聚酯，包括聚對苯二甲酸乙二酯（PET)及共聚物（coPET)、聚對苯二酸丁二醇酯及共聚 物；聚對苯二甲酸丙二酯及共聚物；聚對苯二甲酸丁二酯及共聚物；聚丙烯和丙烯共聚物； 聚乙烯和聚乙烯共聚物；脂族/芳族共聚酯；聚已酸內(nèi)酯；聚（羥基鏈烷酸酯），包括聚（羥 基丁酸酯-共-羥基戊酸酯）、聚（羥基丁酸酯-共-己酸酯）或其它高級的聚（羥基丁酸 酯-共-鏈烷酸酯），如授予Noda的美國專利5, 498, 692中所提及的，該專利以引用方式并 入本文；衍生自脂族多羥基化合物的聚酯和聚氨酯（即，二烷?；酆衔铮?；聚酰胺；聚乙 烯/乙烯醇共聚物；乳酸聚合物，包括乳酸均聚物和乳酸共聚物；丙交酯聚合物，包括丙交 酯均聚物和丙交酯共聚物；乙交酯聚合物，包括乙交酯均聚物和乙交酯共聚物；以及它們 的混合物。優(yōu)選的為脂族聚酰胺酯、脂族聚酯、脂族/芳族共聚酯、乳酸聚合物和丙交酯聚 合物。
[0195] 合適的乳酸和丙交酯聚合物包括以下乳酸和/或丙交酯的均聚物及共聚物，它們 所具有的重均分子量的范圍一般為約10, 〇〇〇g/mol至約600, 000g/mol，優(yōu)選地約30, 000g/ mol至約400, 000g/mol，更優(yōu)選地約50, 000g/mol至約200, 000g/mol。可商購獲得的聚乳酸 聚合物的一個實(shí)例包括得自Chronopol Incorporation (Golden, Colorado)的多種聚乳酸 和以商品名EcoPL/V5出售的聚交酯。合適的可商購獲得的聚乳酸的實(shí)例為源自Cargill Dow 的 NATUREW0RKS 和源自 Mitsui Chemical 的 LACEA。優(yōu)選的為具有約 160° 至約 175°C 的熔融溫度的聚乳酸的均聚物或共聚物。也可使用改性的聚乳酸和不同的立體構(gòu)型，例如 具有至多75%的D-異構(gòu)體焊料的聚L-乳酸和聚D，L-乳酸。用以生產(chǎn)高熔融溫度PLA聚 合物的任選的D和L異構(gòu)體的外消旋組合也是優(yōu)選的。這些高熔融溫度PL聚合物為具有 180°C以上的熔融溫度的特別的PLA共聚物（應(yīng)當(dāng)理解，D異構(gòu)體和L異構(gòu)體被處理為不同 的立體單體）。這些高熔融溫度通過特別地控制結(jié)晶尺寸以增加平均熔融溫度來獲得。
[0196] 取決于所用的具體的聚合物、方法和纖維的最終用途，一種以上的聚合物可為所 期望的。本發(fā)明的聚合物以一定量存在以改善纖維的機(jī)械特性、纖維的不透明度，優(yōu)化流體 與纖維的交互作用，改善熔體的可加工性，并且改善對纖維的拉細(xì)。聚合物的選擇和用量也 將決定纖維是否為可熱粘結(jié)的并且是否影響最終產(chǎn)品的柔軟性和質(zhì)地。本發(fā)明的纖維可包 括單一聚合物、聚合物的共混物，或可為包含一種以上的聚合物的多組分纖維。本發(fā)明中的 纖維為可熱粘結(jié)的。
[0197] 多成分共混物可為所期望的。例如，可使用該技術(shù)來混合和紡制聚乙烯和聚丙烯 的共混物（下文稱作聚合物混合體）。另一個實(shí)例為具有不同粘度或單體含量的聚酯的共 混物。也可生產(chǎn)多組分纖維，所述多組分纖維在每種組分中包含可區(qū)分的化學(xué)物質(zhì)。非限 制性實(shí)例可包括25熔體流動速率（MFR)聚丙烯與50MFR聚丙烯的混合物，以及25MFR均聚 物聚丙烯與25MFR聚丙烯和作為共聚單體的乙烯的共聚物的混合物。
[0198] 更優(yōu)選的聚合材料具有110°C以上，更優(yōu)選地130°C以上，甚至更優(yōu)選地145°C以 上，還更優(yōu)選地160°C以上，并且最優(yōu)選地200°C以上的熔融溫度。用于本發(fā)明的另一種優(yōu) 選的材料為具有高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚合物。優(yōu)選的是最終用途纖維形式的-l〇°C以上的 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，更優(yōu)選地〇°C以上，還更優(yōu)選地20°C以上，并且最優(yōu)選地50°C以上。該特 性組合產(chǎn)生在高溫下穩(wěn)定的纖維。該類型材料的示例性實(shí)例為聚丙烯、聚乳酸基聚合物和 聚對苯二甲酸酯（PET)基聚合物系。
[0199] 仵詵材料
[0200] 任選地，可將其它成分摻入到用來形成用于基礎(chǔ)基底的纖維的可紡絲組合物中。 所述任選的材料可用來改進(jìn)可加工性和/或用來改進(jìn)最終產(chǎn)品的物理特性例如不透明度、 彈性、拉伸強(qiáng)度、濕強(qiáng)度和模量。其它有益效果包括但不限于穩(wěn)定性（包括氧化穩(wěn)定性）、亮 度、顏色、柔韌性、回彈力、可使用性、加工助劑、粘度調(diào)節(jié)劑和氣味控制。任選材料的實(shí)例包 括但不限于二氧化鈦、碳酸鈣、著色顏料、以及它們的組合?？杉尤肫渌砑觿┮宰鳛榱畠r(jià) 的填充劑或加工助劑，所述其它添加劑包括但不限于無機(jī)填充劑例如鎂、鋁、硅和鈦的氧化 物。其它合適的無機(jī)材料包括但不限于含水硅酸鎂、二氧化鈦、碳酸鈣、粘土、白堊、氮化硼、 石灰石、硅藻土、云母、玻璃、石英和陶瓷。此外，還可使用無機(jī)鹽，包括但不限于堿金屬鹽、 堿土金屬鹽和磷酸鹽。
[0201] 任選地，可將其它成分摻入到所述組合物中。這些任選成分可存在的量按所述組 合物的重量計(jì)小于約50%，優(yōu)選為約0. 1 %至約20%，更優(yōu)選為約0. 1 %至約12%?？墒褂?所述任選材料來改變可加工性和/或改變最終產(chǎn)品的物理特性，例如彈性、拉伸強(qiáng)度和模 量。其它有益效果包括但不限于穩(wěn)定性（包括氧化穩(wěn)定性）、亮度、柔韌性、顏色、回彈力、可 使用性、加工助劑、粘度調(diào)節(jié)劑、生物降解能力和氣味控制。非限制性實(shí)例包括鹽、增滑劑、 結(jié)晶加速劑或減速劑、氣味掩蔽劑、交聯(lián)劑、乳化劑、表面活性劑、環(huán)糊精、潤滑劑、其它加工 助劑、熒光增白劑、抗氧化劑、阻燃劑、染料、顏料、填充劑、蛋白質(zhì)及其堿金屬鹽、蠟、粘性樹 月旨、填料、以及它們的混合物。增滑劑可用來幫助減小纖維中的粘著性或摩擦系數(shù)。此外， 增滑劑還可用來改善纖維穩(wěn)定性，尤其是在高濕度或高溫度中。一種合適的增滑劑為聚乙 烯。也可將熱塑性淀粉（TPS)加入到聚合物組合物中。特別重要的是聚合物添加劑，它們 用來減少在生產(chǎn)和使用聚酯熱塑性材料尤其是PET過程中所產(chǎn)生的靜電積聚。此類優(yōu)選材 料為乙醛酸清除劑、乙氧基化山梨醇酯、甘油酯、烷基磺酸鹽、以及它們的組合和混合物、以 及配混的衍生物。
[0202] 可加入其它添加劑以作為廉價(jià)的填充劑或加工助劑，所述其它添加劑包括無機(jī)填 充劑例如鎂、鋁、硅和鈦的氧化物。其它無機(jī)材料包括水合硅酸鎂、二氧化鈦、碳酸鈣、粘土、 白堊、氮化硼、石灰石、硅藻土、云母玻璃石英和陶瓷。此外，可使用無機(jī)鹽作為加工助劑，所 述無機(jī)鹽包括堿金屬鹽、堿土金屬鹽、磷酸鹽。能改進(jìn)熱塑性淀粉共混物纖維的水反應(yīng)性的 其它任選材料為硬脂酸酯基鹽例如硬脂酸鈉、硬脂酸鎂、硬脂酸鈣和其它硬脂酸鹽，以及松 香組分例如脂松香。
[0203] 可將親水劑加入到所述聚合物組合物中。親水劑可用本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的標(biāo) 準(zhǔn)方法來加入。親水劑可為低分子量聚合材料或化合物。親水劑也可為具有較高分子量的 聚合材料。親水劑可按〇. 01重量％至90重量％的量存在，其中優(yōu)選的范圍為0. 1重量％ 至50重量％，并且還更優(yōu)選的范圍為0. 5重量％至10重量％。親水劑可在樹脂制造商生產(chǎn) 初始樹脂時加入，或可在制造纖維時作為擠出機(jī)中的母料加入。優(yōu)選的試劑為聚酯聚醚、聚 酯聚醚共聚物和用于聚酯基體聚合物的非離子聚酯化合物。也可加入乙氧基化的低分子量 和高分子量多烯屬化合物?？蓪⒃鋈輨┘尤氲竭@些材料中以有助于更好地加工這些材料， 并且制造出更均勻且更均一化的聚合物化合物。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會理解，可在配混步 驟中附加地使用增容劑以產(chǎn)生具有熔融添加劑的聚合物混合體，所述添加劑并非固有地對 基體聚合物起作用。例如，可通過使用馬來酸聚丙烯作為增容劑來將基座聚丙烯樹脂與親 水的聚酯聚醚共聚物組合。
[0204] 纖維
[0205] 形成本發(fā)明中的基礎(chǔ)基底的纖維可為單組分或多組分。術(shù)語"纖維"被定義為固 化的聚合物形狀，所述形狀具有大于1，〇〇〇的長度對厚度比率。本發(fā)明的單組分纖維也可 為多成分的。如本文所用的成分被定義為物質(zhì)或材料的化學(xué)物種。如本文所用的多成分纖 維被定義為包含一種以上的化學(xué)物種或材料的纖維。多成分和混合體聚合物在本發(fā)明中具 有相同的含義并且可互換使用。一般來講，纖維可為單組分類型或多組分類型。如本文所 用的組分被定義為纖維中的與纖維的另一部分具有空間關(guān)系的單獨(dú)部分。如本文所用的術(shù) 語多組分被定義為具有一個以上的彼此具有空間關(guān)系的單獨(dú)部分的纖維。術(shù)語多組分包 括雙組分，其被定義為具有兩種彼此具有空間關(guān)系的單獨(dú)部分的纖維。多組分纖維的不同 組分排列在橫跨纖維橫截面的基本不同的區(qū)域內(nèi)，并沿纖維的長度連續(xù)地延伸。用于制造 多組分纖維的方法是本領(lǐng)域熟知的。多組分纖維的擠出在20世紀(jì)60年代已是人們所熟知 的。DuPont為多組分技術(shù)的領(lǐng)先的技術(shù)開發(fā)者，其以US 3, 244, 785和US 3, 704, 971提供 了對用來制造這些纖維的技術(shù)的技術(shù)說明。R. Jeffries的"Bicomponent Fibers"(Merrow Publishing，1971)為雙組分技術(shù)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。最近的出版物包括"Taylor-Made Polypropylene and Bicomponent Fibers for the Nonwoven Industry，',Tappi Journal, 1991 年 12 月（第 103 頁）；和來自 Woodhead Publishing 由 Nakajima 編訂的 "Advanced Fiber Spinning Technology，'。
[0206] 在本發(fā)明中形成的非織造織物可包含多種類型的單組分纖維，它們是從不同的擠 出系統(tǒng)中通過同一噴絲頭遞送出來的。在該實(shí)例中，擠出系統(tǒng)為一種多組分?jǐn)D出系統(tǒng)，該系 統(tǒng)將不同的聚合物遞送至獨(dú)立毛細(xì)管。例如，一個擠出系統(tǒng)將遞送聚對苯二甲酸酯，并且另 一個遞送聚對苯二甲酸酯共聚物，使得共聚物組合物在不同的溫度下熔融。在第二實(shí)例中， 一個擠出系統(tǒng)可遞送聚對苯二甲酸酯樹脂，并且另一個可遞送聚丙烯。在第三實(shí)例中，一個 擠出系統(tǒng)可遞送聚對苯二甲酸酯樹脂，并且另一個可遞送分子量與第一聚對苯二甲酸酯樹 脂不同的附加的聚對苯二甲酸酯樹脂。該系統(tǒng)中的聚合物比率可在95:5至5:95,優(yōu)選地 90:10 至 10:90 和 80:20 至 20:80 范圍內(nèi)。
[0207] 雙組分纖維和多組分纖維可為并列型、皮-芯型、橘瓣型、帶型、海島型構(gòu)型、或它 們的任何組合。外皮在芯周圍可為連續(xù)的或非連續(xù)的。示例性多組分纖維的非包含性實(shí)例 公開于美國專利6, 746, 766中。皮與芯的重量比為約5:95至約95:5。本發(fā)明的纖維可具 有不同的幾何形狀，所述幾何形狀包括但不限于：圓形、橢圓形、星形、三葉形、具有3-8片 葉的多葉形、矩形、Η形、C形、I形、U形和其它各種偏心形。也可使用中空纖維。優(yōu)選的形 狀為圓形、三葉形和Η形。所述圓形纖維形狀和三葉形纖維形狀也可為中空的。
[0208] "高度拉細(xì)的纖維"被定義為具有高拉伸比率的纖維?？偫w維拉伸比率被定義為纖 維在其最大直徑（這通常是剛剛退出毛細(xì)管之后的結(jié)果）處對其最終用途時的最終纖維直 徑的比率?？偫w維拉伸比率將大于1. 5,優(yōu)選地大于5,更優(yōu)選地大于10,并且最優(yōu)選地大于 12。這對于獲得觸覺特性和有用的機(jī)械特性是必要的。
[0209] 本發(fā)明的異形纖維的纖維"直徑"被定義為外接所述纖維的外周邊的圓的直徑。就 中空纖維而言，所述直徑不是中空區(qū)域的直徑而是實(shí)心區(qū)域的外邊緣的直徑。就非圓形纖 維而言，纖維直徑是使用圍繞所述葉片的最外點(diǎn)或所述非圓形纖維的邊緣而外接的圓來測 量。該外接圓的直徑可稱作該纖維的有效直徑。優(yōu)選地，高度拉細(xì)的多組分纖維將具有小 于500微米的有效纖維直徑。更優(yōu)選地，所述有效纖維直徑將為250微米或更小，甚至更優(yōu) 選地100微米或更小，并且最優(yōu)選地小于50微米。通常用來制造非織造材料的纖維將具有 約5微米至約30微米的有效纖維直徑。本發(fā)明中的纖維趨于大于典型的紡粘非織造材料中 所存在的那些。因此，具有小于10微米的有效直徑的纖維是不適用的。適用于本發(fā)明的纖 維具有大于約10微米，更優(yōu)選地大于15微米，并且最優(yōu)選地大于20微米的有效直徑。纖 維直徑通過紡絲速度、質(zhì)量產(chǎn)出和共混組合物來控制。當(dāng)將本發(fā)明中的纖維制造成離散層 時，該層可與附加層相組合，所述附加層可包含細(xì)纖維，甚至納米尺寸的纖維。
[0210] 術(shù)語紡絲直徑是指纖維具有大于約12. 5微米，至多50微米的有效直徑。該直徑 范圍由大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)紡絲設(shè)備來產(chǎn)生。微米和微米（μπι)的含義相同，并且可互換使用。熔 噴直徑小于紡絲直徑。通常，熔噴直徑為約〇. 5至約12. 5微米。優(yōu)選的熔噴直徑范圍為約 1至約10微米。
[0211] 由于異形纖維的直徑可能難以確定，因此常常參考纖維的旦尼爾。旦尼爾被定義 為以克計(jì)的9000延米長度的纖維的質(zhì)量，用dpf(旦尼爾/長絲）來表示。因此，當(dāng)從直徑 轉(zhuǎn)換為旦尼爾時也考慮纖維的固有密度，并且反之亦然。就本發(fā)明而言，優(yōu)選的旦尼爾范圍 為大于ldpf且小于lOOdpf。更優(yōu)選的旦尼爾范圍為1. 5dpf至50dpf，并且還更優(yōu)選的范 圍為2. Odpf至20dpf，并且最優(yōu)選的范圍為4dpf至lOdpf。就聚丙烯而言，旦尼爾與直徑 的關(guān)系的一個實(shí)例為，密度為約0. 900g/cm3的ldpf實(shí)心圓形聚丙烯纖維具有約12. 55微 米的直徑。
[0212] 就本發(fā)明而言，希望纖維具有有限的延展性并且表現(xiàn)出耐受壓縮力的硬度。本發(fā) 明的纖維將具有大于5克/長絲的個體纖維斷裂載荷。纖維的拉伸特性是遵循由ASTM標(biāo) 準(zhǔn)D 3822-91大體描述的規(guī)程或等同測試來測量，但所用的實(shí)際測試詳述于下文中。拉伸 模量（除非另外指明，為ASTM標(biāo)準(zhǔn)D3822-91中所指定的初始模量）應(yīng)當(dāng)大于0. 5GPa(吉 帕斯卡），更優(yōu)選地大于1. 5GPa，還更優(yōu)選地大于2. OGPa，并且最優(yōu)選地大于3. OGPa。更高 的拉伸模量將產(chǎn)生提供可維持的比體積的更堅(jiān)硬的纖維。實(shí)例將在下文中提供。
[0213] 在本發(fā)明中，可調(diào)整纖維的親水性和疏水性。所述基體樹脂特性可具有通過共聚 作用產(chǎn)生的親水特性（例如某些聚酯（源自Eastman Chemical的EAST0NE，一般為磺基聚 酯類聚合物）或聚烯烴例如聚丙烯或聚乙烯的情況），或具有被加入到所述基體樹脂中以 使其成為親水的材料。添加劑的示例性實(shí)例包括ciba Irgasurf?類添加劑。本發(fā)明中的纖 維也可在其制造之后被處理或涂覆以使它們成為親水的。在本發(fā)明中，耐用親水性是優(yōu)選 的。耐用親水性被定義為在一次以上的流體交互作用之后保持親水特征。例如，如果測試 所評測樣本的耐用親水性，則可將水澆注在樣本上并且觀察潤濕情況。如果樣本浸濕，則其 為初始地親水的。然后用水將樣本完全地漂洗并且將其干燥。所述漂洗最好通過將樣本放 到大容器中來進(jìn)行，并且攪動十秒鐘，然后進(jìn)行干燥。干燥之后的樣本在再次接觸水時應(yīng)當(dāng) 也會浸濕。
[0214] 本發(fā)明的纖維為熱穩(wěn)定的。纖維熱穩(wěn)定性被定義為在沸水中具有小于30%的收縮 率，更優(yōu)選地小于20 %的收縮率，并且最優(yōu)選地小于10 %的收縮率。本發(fā)明中的一些纖維 將具有小于5%的收縮率。收縮率通過測量被放置在沸水中并持續(xù)一分鐘之前和之后的纖 維長度來確定。高度拉細(xì)的纖維將使得能夠生產(chǎn)出熱穩(wěn)定的纖維。
[0215] 本發(fā)明中的基礎(chǔ)基底中所用的纖維形狀可由實(shí)心圓形、中空圓形和各種多葉形等 形狀的異形纖維組成。具有彼此明顯不同的橫截面形狀的異形纖維的混合物被定義為如下 的至少兩個纖維：當(dāng)用掃描電鏡檢查剖面圖時，它們具有足以相區(qū)別的不同的橫截面形狀。 例如，兩個纖維可為三葉形形狀，但一個三葉形具有長腿，而另一個三葉形具有短腿。雖然 不是優(yōu)選的，但如果一個纖維為中空的并且另一個為實(shí)心的，即使總體橫截面形狀是相同 的，所述異形纖維也可為明顯不同的。
[0216] 多葉形異形纖維可為實(shí)心的或中空的。多葉形纖維被定義為沿纖維的外表面具有 一個以上的拐點(diǎn)。拐點(diǎn)被定義為當(dāng)垂直于纖維軸線來切割纖維時垂直于纖維表面所作垂線 的斜率絕對值的變化。異形纖維也包括月牙形、卵形、正方形、菱形、或其它合適的形狀。
[0217] 實(shí)心圓形纖維在合成纖維行業(yè)中已為人們所知許多年了。這些纖維在纖維橫截面 的整個寬度上具有基本上在光學(xué)上連續(xù)的物質(zhì)分布。這些纖維可包含微空隙或內(nèi)部原纖 化，但被認(rèn)為是基本上連續(xù)的。在實(shí)心圓形纖維的外表面不存在拐點(diǎn)。
[0218] 本發(fā)明的圓形或多葉形的中空纖維將具有中空區(qū)域。中空纖維的實(shí)心區(qū)域圍繞中 空區(qū)域。中空區(qū)域的周邊也是實(shí)心區(qū)域的內(nèi)周邊。中空區(qū)域可為與中空纖維相同的形狀， 或中空區(qū)域的形狀可為非圓形的或非同心形的。在纖維中可存在一個以上的中空區(qū)域。
[0219] 中空區(qū)域被定義為纖維的不包含任何材料的部分。其也可被描述為空隙區(qū)域或空 白空間。中空區(qū)域?qū)?gòu)成纖維的約2%至約60%。優(yōu)選地，中空區(qū)域?qū)?gòu)成纖維的約5% 至約40%。更優(yōu)選地，中空區(qū)域構(gòu)成纖維的約5%至約30%，并且最優(yōu)選地構(gòu)成纖維的約 10%至約30%。所述百分比是針對中空纖維的橫截面區(qū)域（即二維的）給定的。
[0220] 就本發(fā)明而言，必須控制中空區(qū)域的百分比。所述中空區(qū)域百分比優(yōu)選地大于 2%，否則中空區(qū)域的有益效果是不明顯的。然而，中空區(qū)域優(yōu)選地小于60%，否則纖維可能 會塌縮。所期望的中空百分比取決于所用的材料、纖維的最終用途、以及其它纖維特征和用 途。
[0221] 具有彼此明顯不同的橫截面形狀的兩個或更多個異形纖維的平均纖維直徑按以 下方式來計(jì)算：測量每個纖維類型的平均旦尼爾，將每個異形纖維的旦尼爾轉(zhuǎn)換為等同的 實(shí)心圓形纖維直徑，將按百分比總纖維含量加權(quán)的每個異形纖維的平均直徑累加在一起， 并且除以纖維類型（不同的異形纖維）的總數(shù)目。平均纖維纖度也按以下方式來計(jì)算：通 過纖維密度的關(guān)系來轉(zhuǎn)換平均纖維直徑（或等同的實(shí)心圓形纖維直徑）。如果平均直徑為 高于或低于至少約10%，則認(rèn)為纖維具有不同的直徑。具有彼此明顯不同的橫截面形狀的 所述兩個或更多個異形纖維可具有相同的直徑或不同的直徑。此外，異形纖維還可具有相 同的旦尼爾或不同的旦尼爾。在一些實(shí)施方案中，異形纖維將具有不同的直徑和相同的旦 尼爾。
[0222] 多葉形纖維包括但不限于最常見的類型例如三葉形和Λ形。多葉形纖維的其它 合適的形狀包括三角形、正方形、星形或橢圓形。這些纖維被最精確地描述為具有至少一個 斜率拐點(diǎn)。斜率拐點(diǎn)被定義為沿纖維表面的周邊的纖維的斜率發(fā)生變化的點(diǎn)。例如，Λ形 三葉形纖維將具有三個斜率拐點(diǎn)，并且明顯的三葉形纖維將具有六個斜率拐點(diǎn)。本發(fā)明中 的多葉形纖維一般將具有小于約50個斜率拐點(diǎn)，并且最優(yōu)選地小于約20個斜率拐點(diǎn)。多 葉形纖維一般可被描述為非圓形的，并且可為實(shí)心的或中空的。
[0223] 本發(fā)明的單成分和多成分纖維可呈許多不同的構(gòu)型。如本文所用的成分被定義為 是指物質(zhì)或材料的化學(xué)物種。纖維在構(gòu)型上可為單組分的。如本文所用的組分被定義為纖 維中的與纖維的另一部分具有空間關(guān)系的單獨(dú)部分。
[0224] 在纖維形成之后，可進(jìn)一步處理纖維或可處理粘結(jié)織物?？杉尤胗H水性或疏水性 整理劑以改性織物的表面能和化學(xué)性質(zhì)。例如，疏水性纖維可用潤濕劑來處理以有利于吸 收含水液體。粘結(jié)織物也可用包含表面活性劑、顏料、增滑劑、鹽或其它材料的局部溶液來 處理以進(jìn)一步改性纖維的表面特性。
[0225] 本發(fā)明中的纖維可為卷曲的，雖然優(yōu)選的是纖維不是卷曲的。卷曲纖維一般以兩 種方法產(chǎn)生。第一方法是在已經(jīng)紡絲了纖維之后機(jī)械地變形所述纖維。將纖維熔融紡絲， 拉伸至最終長絲直徑并且一般通過齒輪或填塞箱來機(jī)械地處理，所述齒輪或填塞箱賦予二 維或三維褶皺。該方法用于產(chǎn)生最粗梳短纖維；然而，粗梳短纖維織物不是優(yōu)選的，因?yàn)樗?述纖維不是連續(xù)的，并且由卷曲纖維制成的織物在使用纖維變形技術(shù)之前一般非常膨松。 用于卷曲纖維的第二方法為擠出多組分纖維，所述多組分纖維能夠在紡絲工藝中卷曲。本 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會認(rèn)識到，存在許多制造雙組分卷曲紡粘纖維的方法；然而，就本發(fā) 明而言，考慮將三種主要技術(shù)用于制造卷曲的紡絲非織造材料。第一技術(shù)為卷曲，其由于紡 絲線中的差異聚合物結(jié)晶而發(fā)生在紡絲線中，所述差異聚合物結(jié)晶起因于聚合物類型的差 另IJ、聚合物分子量特征（例如，分子量分布）或添加劑含量。第二方法為在將纖維紡絲成紡 絲基底之后對其進(jìn)行有差別的收縮。例如，加熱紡絲纖維網(wǎng)可因初紡纖維中的結(jié)晶度差異 而導(dǎo)致纖維收縮，例如在熱粘結(jié)過程期間。導(dǎo)致卷曲的第三方法是機(jī)械地拉伸纖維或紡絲 纖維網(wǎng)（一般用于機(jī)械地拉伸已粘結(jié)在一起的纖維網(wǎng)）。所述機(jī)械拉伸可暴露出所述兩種 聚合物組分之間應(yīng)力-應(yīng)變曲線中的差異，這可導(dǎo)致卷曲。
[0226] 后兩種方法通常被稱為潛在卷曲法，因?yàn)樗鼈儽仨氃诶w維被紡絲之后活化。在本 發(fā)明中，對于卷曲纖維的使用存在優(yōu)先順序。可使用粗梳短纖維織物，只要它們具有小于 1. 3_的基礎(chǔ)基底厚度即可。紡絲或紡粘織物為優(yōu)選的，因?yàn)樗鼈儼杀痪砬倪B續(xù)長 絲，只要基礎(chǔ)基底的厚度小于1.3mm即可。就本發(fā)明而目，基礎(chǔ)基底包含小于100重量％的 卷曲纖維，優(yōu)選地小于50重量％的卷曲纖維，更優(yōu)選地小于20重量％的卷曲纖維，更優(yōu)選 地小于10重量％的卷曲纖維，并且最優(yōu)選地0重量％的卷曲纖維。未卷曲的纖維是優(yōu)選的， 因?yàn)榫砬^程可減少被傳送到纖維表面上的流體的量，并且卷曲也可因減小了基礎(chǔ)基底的 比密度而減少基礎(chǔ)基底的固有毛細(xì)管作用。
[0227] 短長度纖維被定義為具有小于50mm的長度的纖維。在本發(fā)明中，連續(xù)纖維相對于 短切纖維是優(yōu)選的，因?yàn)樗鼈兲峁﹥煞N附加的有益效果。第一有益效果是，流體可被傳送更 大距離而沒有纖維端部，因此提供增強(qiáng)的毛細(xì)管作用。第二有益效果是，連續(xù)纖維產(chǎn)生具有 更高拉伸強(qiáng)度和硬度的基礎(chǔ)基底，因?yàn)檎辰Y(jié)網(wǎng)絡(luò)具有連續(xù)的纖維基質(zhì)，所述纖維基質(zhì)集體 地比由短長度纖維構(gòu)成的纖維基質(zhì)具有更高的互連程度。優(yōu)選的是，本發(fā)明的基礎(chǔ)基底包 含極少的短長度纖維，優(yōu)選地小于50重量％的短長度纖維，更優(yōu)選地小于20重量％的短長 度纖維，更優(yōu)選地小于10重量％，并且最優(yōu)選地〇重量％的短長度纖維。
[0228] 所生產(chǎn)出的用于本發(fā)明的基礎(chǔ)基底的纖維優(yōu)選地為可熱粘結(jié)的。本發(fā)明中的可熱 粘結(jié)被定義為以下纖維：當(dāng)將所述纖維的溫度升高成接近或超過它們的峰值熔融溫度時它 們會軟化，并且它們在至少低的外加壓力的影響下會粘著或熔合在一起。就熱粘結(jié)而言，總 纖維熱塑性含量應(yīng)當(dāng)超過30重量％，優(yōu)選地超過50重量％，還更優(yōu)選地超過70重量％，并 且最優(yōu)選地超過90重量％。
[0229] 紡絲工藝
[0230] 形成本發(fā)明中的基礎(chǔ)基底的纖維優(yōu)選地為形成紡絲織物的連續(xù)長絲。紡絲織物被 定義為由基本連續(xù)的長絲形成的、基本上不具有內(nèi)聚拉伸特性的未粘結(jié)織物。連續(xù)長絲被 定義為具有高的長度對直徑比率的纖維，其具有超過10, 〇〇〇: 1的比率。本發(fā)明中的構(gòu)成紡 絲織物的連續(xù)長絲不是短纖維、短切纖維或其它有意制造的短長度纖維。本發(fā)明中的連續(xù) 長絲平均為超過100mm長，優(yōu)選地超過200mm長。本發(fā)明中的連續(xù)長絲也不是有意或無意 卷曲的。
[0231] 本發(fā)明的紡絲工藝使用如美國專利3, 802, 817 ;5, 545, 371 ;6, 548, 431和 5, 885, 909中所公開的高速紡絲工藝來進(jìn)行。在這些熔融紡絲工藝中，擠出機(jī)提供熔融聚合 物給熔體泵，所述熔體泵遞送比體積的熔融聚合物，所述熔融聚合物通過由大量毛細(xì)管構(gòu) 成的紡絲組合件傳送而成形為纖維，其中纖維通過空氣驟冷區(qū)被冷卻并被氣動拉伸以減小 它們的尺寸而成為高度拉細(xì)的纖維，從而通過分子水平的纖維取向增加纖維強(qiáng)度。然后將 拉伸的纖維沉積到常常稱作成形帶或成形臺的多孔帶上。
[0232] 本發(fā)明的用來制造連續(xù)長絲的紡絲工藝將包含100至10, 000毛細(xì)管/米，優(yōu)選 地200至7, 000毛細(xì)管/米，更優(yōu)選地500至5, 000毛細(xì)管/米，并且還更優(yōu)選地1，000至 3, 000毛細(xì)管/米。本發(fā)明中的聚合物質(zhì)量流量/毛細(xì)管將大于0. 3GHM(克/孔/分鐘）。 優(yōu)選的范圍為0. 4GHM至15GHM，優(yōu)選地介于0. 6GHM和10GHM之間，還更優(yōu)選的介于0. 8GHM 和5GHM之間，并且最優(yōu)選的范圍為1GHM至4GHM。
[0233] 本發(fā)明中的紡絲工藝包含用于制造高度拉細(xì)的、未卷曲的連續(xù)長絲的單一工序。 所擠出的長絲是通過驟冷空氣區(qū)被拉伸，其中它們在被拉細(xì)的同時也被冷卻和固化。此 類紡絲工藝公開于 US 3338992、US 3802817、US 4233014US 5688468、US 6548431B1、US 6908292B2 和美國專利申請 2007/0057414A1 中。EP 1340843B1 和 EP 1323852B1 中所述的 技術(shù)也可用來生產(chǎn)所述紡絲非織造材料。所述高度拉細(xì)的連續(xù)長絲是自聚合物從噴絲頭退 出開始被直接拉伸至拉細(xì)裝置，其中當(dāng)紡絲織物在成形臺上形成時，連續(xù)長絲直徑或旦尼 爾基本上不改變。本發(fā)明中的一種優(yōu)選的紡絲工藝包括拉伸裝置，所述拉伸裝置在噴絲頭 出口至氣動式拉伸裝置之間氣動地拉伸纖維，從而使得纖維能夠沉積到成形帶上。所述工 藝不同于從噴絲頭機(jī)械地拉伸纖維的其它紡絲工藝。
[0234] 用于本發(fā)明的紡絲工藝在單一步驟中生產(chǎn)出熱穩(wěn)定的、連續(xù)的、未卷曲的纖維，所 述纖維具有如前文所揭露的限定的固有拉伸強(qiáng)度、纖維直徑或旦尼爾。優(yōu)選的聚合材料 包括但不限于聚丙烯和聚丙烯共聚物、聚乙烯和聚乙烯共聚物、聚酯和聚酯共聚物、聚酰 胺、聚酰亞胺、聚乳酸、聚羥基鏈烷酸酯、聚乙烯基醇、乙烯-乙烯醇、聚丙烯酸酯、以及它 們的共聚物和它們的混合物。其它合適的聚合材料包括如美國公布2003/0109605A1和 2003/0091803中所詳述的熱塑性淀粉組合物。其它合適的聚合材料包括乙烯丙烯酸、聚 烯烴羧酸共聚物、以及它們的組合。所述聚合物描述于美國專利6746766、US 6818295、US 6946506和美國公布的專利申請03/0092343中。常見的熱塑性聚合物纖維級的材料是優(yōu) 選的，最值得注意的是聚酯基樹脂、聚丙烯基樹脂、聚乳酸基樹脂、聚羥基鏈烷酸酯基樹脂 和聚乙烯基樹脂以及它們的組合。最優(yōu)選的為聚酯和聚丙烯基樹脂。示例性聚對苯二甲酸 酯（除非另行指出，在下文中稱作聚酯）樹脂為Eastman F61HC(IV = 0· 61dl/g)、Eastman 9663 (IV = 0. 80dl/g) > DuPont Crystar 4415 (IV = 0. 61gl/g) 〇 一種合適的共聚酯為 Eastman 9921(IV-0.81)。適用于本發(fā)明的聚酯的固有粘度（IV)范圍為0. 3dl/g至0.9dl/ g，優(yōu)選地0. 45dl/g至0. 85dl/g，并且更優(yōu)選地0. 55dl/g至0. 82dl/g。固有粘度為聚合物 分子量的量度，并且是聚合物領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的。本發(fā)明中的聚酯纖維可為混合體、 單組分和異形的。一個優(yōu)選的實(shí)施方案為多葉形、優(yōu)選地三葉形聚酯纖維，它們是由旦尼爾 在3dpf和8dpf之間的0. 61dl/g的樹脂制成。雖然在本發(fā)明中最常提到的是PET，但也可 使用其它聚對苯二甲酸酯聚合物，例如PBT、PTT、PCT。
[0235] 已意外地發(fā)現(xiàn)，可在紡粘工藝中使用樹脂特性的特定組合來生產(chǎn)出高旦尼爾的熱 粘結(jié)的PET非織造材料。已發(fā)現(xiàn)，Eastman F61HC PET聚合物和Eastman 9921coPET提供 一種用于生產(chǎn)可熱粘結(jié)的但熱穩(wěn)定的纖維的理想組合。所述意外的發(fā)現(xiàn)是，F(xiàn)61HC和9921 可通過獨(dú)立毛細(xì)管以在70:30至90:10范圍內(nèi)的比率（F61HC:9921比率）被擠出，并且所 得纖維網(wǎng)可被熱粘結(jié)在一起以產(chǎn)生熱穩(wěn)定的非織造材料。該實(shí)例中的熱穩(wěn)定的被定義為在 沸水中經(jīng)過5分鐘之后在MD上具有小于10%的收縮率。熱穩(wěn)定性通過采用大于4000米/ 分的紡絲速度以及在圓形纖維和異形纖維中均產(chǎn)生在ldpf至lOdpf范圍內(nèi)的長絲旦尼爾 來獲得。已形成了在5g/m 2至100g/m2范圍內(nèi)的基重。已生產(chǎn)出的這些織物具有熱點(diǎn)粘結(jié)。 這些類型的織物可用于各種應(yīng)用中，例如一次性吸收制品、烘干機(jī)襯片和屋頂氈料。如果需 要，多束系統(tǒng)可單獨(dú)地使用或可具有細(xì)旦纖維直徑層，將所述細(xì)旦纖維直徑層放置在兩個 紡絲層之間然后粘結(jié)在一起。
[0236] -個附加的優(yōu)選的實(shí)施方案是使用聚丙烯纖維和紡絲非織造材料。聚丙烯的優(yōu) 選樹脂特性為在以下范圍內(nèi)的熔體流動速率：介于5MFR(以克/10分鐘計(jì)的熔體流動速 率）和400MFR之間，其中優(yōu)選的范圍介于10MFR和100MFR之間，并且還更優(yōu)選的范圍介于 15MFR和65MFR之間，其中最優(yōu)選的范圍介于23MFR和40MFR之間。用來測量MFR的方法概 述于ASTMD1238中，在230°C溫度下用2. 16kg的質(zhì)量來測量。
[0237] 由單組分和多組分纖維制成的非織造產(chǎn)品也將表現(xiàn)出某些特性，具體地講，強(qiáng)度、 柔韌性、柔軟性和吸收性。強(qiáng)度的測量包括干拉伸強(qiáng)度和/或濕拉伸強(qiáng)度。柔韌性與硬度 有關(guān)，并且可歸因于柔軟性。柔軟性一般被描述為生理感知的屬性，其同時與柔韌性和質(zhì)地 有關(guān)。吸收性涉及產(chǎn)品吸收流體的能力以及保留流體的容量。本發(fā)明中的吸收性不涉及纖 維自身的攝取水的內(nèi)部區(qū)域，例如在紙漿纖維、再生纖維素纖維（例如人造絲）中所發(fā)現(xiàn)的 那樣。由于一些熱塑性聚合物固有地?cái)z取少量的水（例如聚酰胺），因此將水?dāng)z取量限制于 小于10重量％，優(yōu)選地小于5重量％，并且最優(yōu)選地小于1重量％。本發(fā)明中的吸收性起 源于纖維和非織造結(jié)構(gòu)的親水性，并且主要取決于纖維表面積、孔徑和粘結(jié)交會部位。毛細(xì) 管作用用來描述流體與纖維質(zhì)基底交互作用的一般現(xiàn)象。毛細(xì)管作用的性質(zhì)是本領(lǐng)域的技 術(shù)人員非常了解的，并且詳述于Albin Turbak 的"Nonwovens: Theory, Process, Performanc e and Testing" 中，見第 4 章。
[0238] 形成本發(fā)明中的基礎(chǔ)基底的紡絲纖維網(wǎng)將具有介于lg/g(克/克）至lOg/g之 間，更優(yōu)選地介于2g/g和8g/g之間，并且最優(yōu)選地介于3g/g和7g/g之間的吸收性攝取值 或保持容量（C m#)。該攝取值的測量按以下方式進(jìn)行：稱重在MD上15cm長和在⑶上5cm 寬的干樣本（以克計(jì)），干重為，然后將樣本浸沒在蒸餾水中并持續(xù)30秒，然后從水中取 出樣本，將其堅(jiān)直地懸掛（在MD上）10秒，然后再次稱重樣本，濕重。最終濕樣本重 量（m s)減去干樣本重量（mT)再除以干樣本重量（mT)就得到樣本的吸收性或保持容量 保持），即：
[0239]
【權(quán)利要求】
1. 一種一次性吸收制品，所述一次性吸收制品包括： 底座，所述底座包括頂片和底片； 基本上不含纖維素的吸收芯，所述吸收芯位于所述頂片和所述底片之間并且包括第一 吸收層和第二吸收層，所述第一吸收層包括第一基底并且所述第二吸收層包括第二基底， 所述第一吸收層和第二吸收層還包括沉積在所述第一基底和第二基底上的吸收性粒狀聚 合物材料和覆蓋相應(yīng)的第一基底和第二基底上的吸收性粒狀聚合物材料的熱塑性粘合劑 材料，所述第一吸收層和第二吸收層組合在一起，使得所述第一吸收層的所述熱塑性粘合 劑材料的至少一部分接觸所述第二吸收層的熱塑性粘合劑材料的至少一部分，所述吸收性 粒狀聚合物材料在所述第一基底和第二基底之間設(shè)置在吸收性粒狀聚合物材料區(qū)域中，并 且所述吸收性粒狀聚合物材料基本上連續(xù)地被分配在所述吸收性粒狀聚合物材料區(qū)域上； 和 位于所述頂片和所述吸收芯之間的采集系統(tǒng)，其中所述采集系統(tǒng)包括具有熱塑性纖維 的流體可滲透的結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)， 其中所述纖維網(wǎng)具有小于1. 5mm的老化厚度、至少5mm的垂直芯吸高度、至少 10, 000cm2/(Pa · s)的滲透性、以及至少5cm3/g的結(jié)構(gòu)化基底比體積； 其中所述結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)具有小于3. 0g的回滲。
2. 如權(quán)利要求1所述的一次性吸收制品，其中所述纖維為連續(xù)的，未卷曲的紡粘纖維， 所述紡粘纖維包括至少30%的PET樹脂且具有圓形、三葉形或Η形的橫截面形狀；其中所 述纖維是通過棒、針、鈕、結(jié)構(gòu)化篩網(wǎng)、帶或它們的結(jié)合來永久地機(jī)械移位而結(jié)構(gòu)化的。
3. 如權(quán)利要求1所述的一次性吸收制品，其中所述結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)的纖維為熱穩(wěn)定的。
4. 如權(quán)利要求1所述的一次性吸收制品，其中所述結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)的纖維為熱點(diǎn)粘結(jié) 的。
5. 如權(quán)利要求1所述的一次性吸收制品，其中所述結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)的垂直芯吸高度為至 少 20mm。
6. 如權(quán)利要求1所述的一次性吸收制品，其中所述結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)的垂直芯吸高度為至 少 50mm。
7. 如權(quán)利要求1所述的一次性吸收制品，其中所述結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)的結(jié)構(gòu)化基底比體積 為至少l〇cm3/g。
8. 如權(quán)利要求1所述的一次性吸收制品，其中所述結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)具有至少10cm的MD 水平傳送。
9. 如權(quán)利要求1所述的一次性吸收制品，其中所述結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)具有至少20, 000cm2/ (Pa · s)的滲透性。
10. 如權(quán)利要求1所述的一次性吸收制品，其中所述結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)的纖維包括PET和 coPET〇
11. 如權(quán)利要求1所述的一次性吸收制品，其中所述結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)具有小于2秒的老化 第二透濕。
12. 如權(quán)利要求1所述的一次性吸收制品，其中所述結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)具有介于30g/m2和 80g/m2之間的基重。
13. 如權(quán)利要求1所述的一次性吸收制品，其中所述結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)的老化厚度大于 0. 5mm〇
14. 如權(quán)利要求1所述的一次性吸收制品，其中所述結(jié)構(gòu)化纖維網(wǎng)具有包括至少50% 的熱塑性纖維的纖維含量。
15. 如權(quán)利要求1所述的一次性吸收制品，其中： 將所述吸收性粒狀聚合物材料以著陸區(qū)域和所述著陸區(qū)域之間的接合區(qū)域的相應(yīng)圖 案沉積在所述第一基底和第二基底上，使得所述吸收性粒狀聚合物材料非連續(xù)地被分配在 第一基底和第二基底上；以及 將所述第一吸收層和第二吸收層組合在一起，使得所述吸收性粒狀聚合物材料的相應(yīng) 圖案彼此偏移。
16. 如權(quán)利要求1所述的一次性吸收制品，其中所述吸收性粒狀聚合物材料區(qū)域基本 上在整個所述吸收芯上延伸。
17. 如權(quán)利要求1所述的一次性吸收制品，其中所述吸收性粒狀聚合物材料區(qū)域基本 上完全從所述吸收芯的前部延伸至后部。
18. 如權(quán)利要求1所述的一次性吸收制品，其中所述吸收芯基本由所述第一基底和第 二基底、所述吸收性粒狀聚合物材料、以及所述熱塑性粘合劑材料組成。
19. 如權(quán)利要求1所述的一次性吸收制品，其中所述吸收芯具有前端和后端以及從所 述后端延伸至所述前端的縱向軸線、以及多個吸收區(qū)，所述多個吸收區(qū)的每一個均具有以 不同的量存在的吸收性粒狀聚合物材料。
20. 如權(quán)利要求19所述的一次性吸收制品，其中存在從所述多個吸收區(qū)中的一個到另 一個的吸收性粒狀聚合物材料的量的逐漸過渡。
【文檔編號】A61F13/538GK104146831SQ201410414958
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2010年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2009年6月3日
【發(fā)明者】E.B.邦德, C.克里普納, U.弗羅利赫 申請人:寶潔公司