專利名稱：在多個(gè)方向具有增強(qiáng)延展性的穩(wěn)定網(wǎng)面的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有增強(qiáng)延展性的穩(wěn)定材料以及制造該材料的機(jī)械后加工方法。高延展性材料，例如無(wú)紡網(wǎng)面和薄膜網(wǎng)面，尤其適合用于諸如尿布、失禁短褲、訓(xùn)練褲、女性衛(wèi)生衣物之類的一次性吸濕用品，原因在于該材料能夠用于用品上需要高延展性來(lái)幫助緊貼身體的部位。
發(fā)明的
背景技術(shù)：
無(wú)紡網(wǎng)面可以低成本地制成用品及用品上的部件，在一次或幾次使用后即可丟棄。典型產(chǎn)品包括尿布、訓(xùn)練褲、抹布、衣物、失禁短褲、女性衛(wèi)生衣物等類似用品。
還可對(duì)無(wú)紡網(wǎng)面進(jìn)行處理使其具有某些特性。例如，1993年9月14日授予Hassenboehler，Jr.等人的美國(guó)專利No.5,244,482揭示了一種處理無(wú)紡網(wǎng)面的方法。該方法中將無(wú)紡網(wǎng)面在一增高的溫度下加熱并單向拉伸以便固化和穩(wěn)定無(wú)紡網(wǎng)面。這種無(wú)紡網(wǎng)面在加工后的特征呈現(xiàn)為增強(qiáng)的彈性。這種彈性增加被視為由于加熱無(wú)紡網(wǎng)面而注入的新“記憶”所形成的。對(duì)于希望增強(qiáng)延展性而非彈性的用品則不需要類似的加熱。另外，這種單向拉伸以及在增高溫度下加熱制成的無(wú)紡網(wǎng)面常常造成纖維脆化并且無(wú)紡網(wǎng)面顯示更強(qiáng)的光澤。對(duì)于許多與皮膚接觸的用品，例如尿布護(hù)層，上述特性就與人們所期望的柔軟、無(wú)塑感(低光澤)等類似于布的特征相反。最后，為使無(wú)紡網(wǎng)面固化和穩(wěn)定的加熱過(guò)程增加了處理的復(fù)雜性和成本。
1991年1月1日授予Morman的美國(guó)專利No.4,981,747揭示了一種“可逆收縮的”材料。不穩(wěn)定的收縮材料必須在高拉伸度的狀態(tài)下纏繞在重卷輥上，直到執(zhí)行加熱處理步驟使材料穩(wěn)定為止。這種材料將出現(xiàn)上述針對(duì)優(yōu)選皮膚接觸性用品列出的種種缺陷，而且增強(qiáng)的是材料的彈性而非延展性。
1993年6月13日授予Morman的美國(guó)專利No.5,226,992揭示了一種生產(chǎn)復(fù)合彈性收縮粘結(jié)材料的方法。拉伸力作用于至少一種可收縮材料，例如可收縮無(wú)紡網(wǎng)面，使材料收縮或固化。代之以加熱已固化的無(wú)紡網(wǎng)面，該專利公布的方法是，當(dāng)拉伸的固化無(wú)紡網(wǎng)面處于拉伸狀態(tài)時(shí)，將拉伸的固化無(wú)紡網(wǎng)面疊加在彈性材料上并將其與彈性材料結(jié)合在一起。通過(guò)當(dāng)拉伸的固化無(wú)紡網(wǎng)面處于拉伸狀態(tài)時(shí)將其與彈性材料結(jié)合，無(wú)紡網(wǎng)面限制為其收縮的尺寸。對(duì)于生產(chǎn)穩(wěn)定的可延展網(wǎng)面，且不將無(wú)紡網(wǎng)面附著于附加彈性層，該專利并未提供方法。
本發(fā)明的目的是提供一種穩(wěn)定的可延展的截面收縮無(wú)紡網(wǎng)面。它能夠纏繞成輥軸狀或結(jié)織(festooned)的形式，便于后序轉(zhuǎn)換或組合應(yīng)用。
本發(fā)明另一個(gè)目的是提供一種能夠通過(guò)機(jī)械拉伸方式快速延展的穩(wěn)定的可延展的截面收縮無(wú)紡網(wǎng)面。
本發(fā)明再一個(gè)目的是為生產(chǎn)穩(wěn)定的可延展的截面收縮無(wú)紡網(wǎng)面提供一種后加工方法。
本發(fā)明又一個(gè)目的是為生產(chǎn)穩(wěn)定的可延展的截面收縮無(wú)紡網(wǎng)面提供一種后加工方法，該方法不要求加熱可收縮材料到某一增高溫度，可提高可收縮無(wú)紡網(wǎng)面延展性而非彈性并基本保持其原始特性。
在此使用的術(shù)語(yǔ)“彈性”指的是任何在張力作用下可拉伸(即拉長(zhǎng))至少60％(即加以拉伸力的長(zhǎng)度至少是其放松后未加力長(zhǎng)度的160％)，并且在釋放拉伸力后拉伸量至少恢復(fù)55％的材料。
在此使用的術(shù)語(yǔ)“延展性”指的是任何在張力作用下至少可拉伸60％而不至嚴(yán)重失效(即拉伸后長(zhǎng)度至少是其放松后未加力長(zhǎng)度的160％)，但在釋放拉伸力后拉伸量恢復(fù)不到55％的材料。
在此使用的術(shù)語(yǔ)“高度延展性”指的是任何在張力作用下至少可拉伸100％而不至嚴(yán)重失效(即拉伸后長(zhǎng)度至少是其放松后未加力長(zhǎng)度的200％)，但在釋放拉伸力后拉伸量恢復(fù)不到55％的材料。
在此使用的術(shù)語(yǔ)“穩(wěn)定”指的是能夠以任意常規(guī)或慣用網(wǎng)面儲(chǔ)放方式存放而不需要加熱或附加或結(jié)合其它網(wǎng)面來(lái)使材料穩(wěn)定的本發(fā)明中的材料。這類存放方式包括諸如低拉伸卷軸或結(jié)織于盒中的材料。
在此使用的術(shù)語(yǔ)“無(wú)紡網(wǎng)面”指的是具有以不規(guī)則方式交織的單獨(dú)纖維或絲線結(jié)構(gòu)的網(wǎng)面。過(guò)去，可以通過(guò)多種工藝制成無(wú)紡網(wǎng)面。例如熔噴工藝、紡粘工藝和粘結(jié)粗梳工藝。
在此使用的術(shù)語(yǔ)“收縮材料”指的是通過(guò)施加與希望收縮方向垂直的拉伸力使其在至少一個(gè)方向收縮的任何材料。
在此使用的術(shù)語(yǔ)“可收縮材料”指的是任何可被收縮的材料。
在此使用的術(shù)語(yǔ)“收縮百分比”指的是可收縮材料未收縮尺寸與穩(wěn)定的收縮尺寸在收縮方向的差值除以未收縮尺寸并乘以100后所得的比率。
在此使用的術(shù)語(yǔ)“復(fù)合彈性材料”指的是包含了結(jié)合到穩(wěn)定的可延展的截面收縮材料中的彈性件的材料。彈性件既可以間斷點(diǎn)的方式又可以連續(xù)粘結(jié)的方式結(jié)合到穩(wěn)定可延展的截面收縮材料中。結(jié)合是在彈性件與穩(wěn)定的可延展的截面收縮材料處于并置結(jié)構(gòu)時(shí)完成的。復(fù)合彈性材料的彈性方向通常與穩(wěn)定的可延展的截面收縮材料的收縮方向平行，并可沿此方向拉伸到穩(wěn)定的可延展的截面收縮材料的斷裂點(diǎn)。復(fù)合彈性材料可以多于兩層。
在此使用的術(shù)語(yǔ)“聚合物”通常包含但不限于諸如嵌段聚合物、接枝聚合物、不規(guī)則聚合物、交替共聚物、三元共聚物等的均聚物、共聚物，及其混合物和改性物質(zhì)。而且，除非特別限定外，術(shù)語(yǔ)“聚合物”包括材料的所有可能的分子幾何結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)包括均衡對(duì)稱、間同對(duì)稱以及不規(guī)則對(duì)稱，但也不限于此。
在此使用的術(shù)語(yǔ)“表面路徑長(zhǎng)度”指的是沿該材料指定方向的外型表面測(cè)出的長(zhǎng)度。
發(fā)明概述本發(fā)明提供了一種制造穩(wěn)定的可延展的截面收縮材料的方法，包括下列步驟提供可收縮材料；沿第一方向送進(jìn)可收縮材料；使可收縮材料在與第一方向垂直的方向上承受拉伸力；使收縮的材料承受機(jī)械穩(wěn)定作用，以便獲得穩(wěn)定的可延展的截面收縮材料；穩(wěn)定的可延展的截面收縮材料在被驅(qū)動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒的外表面與緊靠轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒表面而壓住穩(wěn)定的可延展的截面收縮材料的裝置之間通過(guò)；通過(guò)阻擋件阻擋穩(wěn)定的可延展的截面收縮材料通過(guò)；導(dǎo)引穩(wěn)定可延展材料遠(yuǎn)離圓筒表面。
穩(wěn)定的可延展的截面收縮材料在與第一方向相垂直的方向或與第一方向平行的方向是能輕易伸展的。機(jī)械穩(wěn)定化收縮材料的優(yōu)選方法包括使收縮材料在與第一方向垂直的方向上承受增量展張。
本方法還可包括將穩(wěn)定的可延展的截面收縮材料纏繞在收料輥上或者結(jié)織于盒中這一附加步驟。
本方法還可包括將穩(wěn)定的可延展的截面收縮材料結(jié)合到彈性材料中以形成復(fù)合彈性材料這一附加步驟。
如果材料為可拉伸材料，則可通過(guò)沿與期望收縮方向垂直的方向拉伸使之收縮?？墒湛s材料可以是在室溫下能有效收縮的任何材料。這類可收縮材料包括針織和松散紡成的網(wǎng)面、粘結(jié)粗梳無(wú)紡網(wǎng)面，紡粘無(wú)紡網(wǎng)面或熔噴無(wú)紡網(wǎng)面?？墒湛s材料可以有多層，例如多紡粘層以及/或者多熔噴層，或者薄膜層?？墒湛s材料可以由聚合物制成，例如聚烯烴類。典型的聚烯烴類物質(zhì)包括聚丙烯、聚乙烯、乙烯共聚物、丙烯共聚物及其混合物?？墒湛s材料可以是非彈性材料，例如非彈性無(wú)紡材料。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明盡管本發(fā)明包括了用于具體指出并明確表示要求保護(hù)的發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)，可以相信，通過(guò)以下結(jié)合附圖所進(jìn)行的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的說(shuō)明可以對(duì)本發(fā)明有更好的理解，其中，同樣的標(biāo)號(hào)用來(lái)表示基本相同的部分，其中

圖1是制成本發(fā)明的收縮無(wú)紡材料示例性工藝過(guò)程的示意圖；圖2是穩(wěn)定輥筒裝置的放大透視圖；圖3是控制導(dǎo)引Micrexing裝置的放大示意圖；圖4是示例性可收縮材料在拉伸及收縮之前的平面圖；圖5是示例性收縮材料的平面圖；圖6是示例性復(fù)合彈性材料在部分展張狀態(tài)下的平面圖；圖7是制成本發(fā)明的收縮材料另一示例性工藝過(guò)程的示意圖；圖8是不適于成形收縮材料的帶間距凸紋樣式的平面圖；圖9是適于成形收縮材料的本發(fā)明凸紋樣式的平面圖；圖10是適于成形收縮材料的本發(fā)明中另一凸紋樣式的平面圖。
本發(fā)明的詳細(xì)描述參見(jiàn)圖1，圖中示意性表示制造根據(jù)本發(fā)明的穩(wěn)定的可延展的截面收縮材料的工藝過(guò)程20。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)供料輥23按照箭頭所示方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，一塊可收縮的材料22，從該供料輥23上展開(kāi)，并按照箭頭所示方向行進(jìn)。該可收縮材料22的行進(jìn)方向就是機(jī)器的運(yùn)動(dòng)方向或第一個(gè)方向。該可收縮的材料通過(guò)由疊置配置的兩個(gè)輥28和30組成的S-形滾壓裝置26的壓區(qū)25。
該可收縮的材料22可利用已知的無(wú)紡網(wǎng)面擠壓方法(例如，已知的熔噴法，或已知的紡粘法)制造，并直接通過(guò)上述S形滾壓裝置的壓區(qū)25，不需要首先貯存在上述供料輥上。
該可收縮的材料22，按照上述疊置配置的兩個(gè)輥28和30的回轉(zhuǎn)方向箭頭所示的反S形路徑，通過(guò)該S-形滾壓裝置26的壓區(qū)25。從該S-形滾壓裝置26出來(lái)后，該可收縮的材料22通過(guò)由機(jī)械穩(wěn)定形裝置38的兩個(gè)增量展張輥34和36構(gòu)成的壓區(qū)32。因?yàn)樵揝-形滾壓裝置26的輥的圓周線速度，控制成比該機(jī)械穩(wěn)定裝置38的輥圓周線速度小，因此，該可收縮材料22在該S-形滾壓裝置26和該機(jī)械穩(wěn)定裝置38的增量展張輥34和36之間形成的壓區(qū)32之間被拉伸。通過(guò)調(diào)整上述S-形滾壓裝置和機(jī)械穩(wěn)定裝置的輥的圓周線速度之差，可將該可收縮的材料22拉伸成截面收縮所希望的量，并保持在這樣一種拉伸和截面收縮的狀態(tài)下。上述機(jī)械穩(wěn)定裝置38可以提供一種能與其他材料結(jié)合的穩(wěn)定的收縮材料。
因?yàn)樵摽墒湛s的材料22是在上述S-形滾壓裝置26，和機(jī)械穩(wěn)定裝置的增量展張輥34和36之間形成的壓區(qū)32之間拉伸的，因此，拉力沿著與上述的第一方向平行，或與上述的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方向或機(jī)械方向(MD)平行的方向，作用在該可收縮的材料上。該可收縮的材料22在與上述的第一方向平行的方向上的拉伸，造成該可收縮的材料在與該第一方向垂直的方向，或與CD方向或機(jī)械的橫向方向平行的方向上收縮。
如果在進(jìn)入上述S-形滾壓裝置26的壓區(qū)25之前，該可收縮的材料22在機(jī)械運(yùn)動(dòng)的橫向方向或CD方向的表面路徑長(zhǎng)度尺寸為Z，則當(dāng)該可收縮的材料22在上述S-形滾壓裝置和機(jī)械穩(wěn)定裝置的增量展張輥34和36之間的壓區(qū)32之間拉伸時(shí)，該材料22的截面收縮，使得在CD方向的新的表面路徑長(zhǎng)度尺寸Z′，比上述CD方向的表面路徑長(zhǎng)度尺寸Z小。優(yōu)選的是，在CD方向的新的表面路徑長(zhǎng)度尺寸Z′，比未拉伸前的CD方向的表面路徑長(zhǎng)度尺寸Z小大約75％；較優(yōu)選的是比未拉伸前的CD方向的表面路徑長(zhǎng)度尺寸Z小大約50％；最優(yōu)選的是比該尺寸Z小大約30％。例如，初始CD方向的表面路徑長(zhǎng)度尺寸Z為10英寸的該材料22，可使其收縮至CD方向的表面路徑長(zhǎng)度尺寸Z′為5英寸；即為初始時(shí)CD方向的表面路徑長(zhǎng)度尺寸Z為10英寸的50％。
確定上述網(wǎng)面的表面路徑長(zhǎng)度尺寸的方法，可在本說(shuō)明書(shū)的下面幾部分中所述的“試驗(yàn)方法”部分中找到。
還可以使用其他方法來(lái)拉伸該可收縮的材料22(例如，用拉幅機(jī)來(lái)進(jìn)行拉伸)。
該可收縮的材料22可以是可延展的材料，彈性材料或沒(méi)有彈性的無(wú)紡材料。該可收縮的材料22可以是一種紡粘網(wǎng)面，一種熔噴網(wǎng)面，或一種粗梳粘合網(wǎng)面。如果該可收縮的材料為由熔噴法得出的纖維制成的網(wǎng)面，則該材料可能包括一些熔噴法得出的微纖維。該可收縮的材料22還可以由構(gòu)成聚合物(例如，聚烯烴)的纖維制成。典型的聚烯烴包括聚丙烯，聚乙烯，乙烯共聚物，丙烯共聚物和丁烯共聚物中的一種或多種。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，該可收縮的材料22可以是一種(例如)至少一層紡粘網(wǎng)面與至少一層熔噴網(wǎng)面、粗梳粘合網(wǎng)面或其他適當(dāng)?shù)牟牧线B接而成的多層材料。另外，該可收縮的材料22也可以是例如紡粘網(wǎng)面，熔噴網(wǎng)面或粗梳粘合網(wǎng)面等的一種單層材料。
該可收縮的材料22也可以是由兩種或多種不同纖維的混合物，或者纖維與微粒的混合物制成的一種復(fù)合材料。這種混合物可通過(guò)將纖維和/或顆粒加入帶有熔噴纖維的氣流中，使該熔噴纖維和其他材料(例如，木槳，人造短纖維)及顆粒(例如，通常稱為超級(jí)吸濕材料的水解膠體(水凝膠)微粒)，在該熔噴纖維收集在一個(gè)收集裝置上之前，進(jìn)行緊密的纏結(jié)混合，以形成由任意散布的熔噴纖維和其他材料制成的一種粘合網(wǎng)面而形成的。
由纖維制成的該無(wú)紡網(wǎng)面應(yīng)通過(guò)粘合連接起來(lái)，以形成一種可以經(jīng)受得住收縮的粘合網(wǎng)面結(jié)構(gòu)。適當(dāng)?shù)恼澈戏椒ò?但不局限于)化學(xué)粘合法，熱粘合法(例如，點(diǎn)軋光法)，水力纏結(jié)法和針刺結(jié)合法。
圖2為上述機(jī)械穩(wěn)定裝置38的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的放大的透視圖。該機(jī)械穩(wěn)定裝置使用了具有至少在一定程度上是互補(bǔ)的三維表面的兩個(gè)彼此相對(duì)的加壓器。如圖2所示的機(jī)械穩(wěn)定裝置38包括兩個(gè)增量展張輥34和36。當(dāng)該兩個(gè)增量展張輥按照箭頭所示方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，上述可收縮的材料22通過(guò)由該兩個(gè)增量展張輥34和36形成的壓區(qū)32。最上邊的增量展張輥34包括許多圍繞該輥34的整個(gè)圓周延伸的齒40，和相應(yīng)的槽41。最下邊的增量展張輥36包括許多圍繞該輥36的整個(gè)圓周延伸的齒42，和相應(yīng)的槽43。輥34上的齒40與輥36上的槽43互相咬合或嚙合，而輥36上的齒42與輥34上的槽41互相咬合或嚙合。
輥34和36上的齒40和42，分別在基本上與該可收縮的網(wǎng)面22的行進(jìn)方向(或第一方向)垂直的方向上，或者在基本上與該可收縮的材料22的寬度平行的方向上延伸。即是說(shuō)，齒40和42在與機(jī)械運(yùn)動(dòng)的橫向方向(或CD方向)平行的方向上延伸。該兩個(gè)增量展張輥34和36，在基本上與該收縮網(wǎng)面的收縮方向垂直的方向上，逐漸遞增地拉伸該收縮網(wǎng)面，從而使該可收縮的材料22穩(wěn)定，使該網(wǎng)面在通過(guò)該兩個(gè)增量展張輥34和36，并且在該可收縮材料上的展張力去除后，仍可保持在收縮的狀態(tài)下。通過(guò)使該可收縮材料穩(wěn)定，該截面收縮的材料基本上可保持其收縮后的寬度，不會(huì)回復(fù)至其先前的寬度。
在由于通過(guò)上述兩個(gè)增量展張輥34和36之間的壓區(qū)32而被穩(wěn)定以后，該穩(wěn)定的收縮材料22包括許多穩(wěn)定的凸紋44。這些穩(wěn)定的凸紋44，在該穩(wěn)定的收縮材料22的整個(gè)寬度上沿著基本上是直線的方向互相平行地延伸。圖中所示的穩(wěn)定凸紋44，是在基本上與CD方向(或機(jī)械運(yùn)動(dòng)的橫向方向)平行的方向上延伸的。如圖2所示，每一個(gè)穩(wěn)定形的凸紋都從該穩(wěn)定的收縮材料22的一個(gè)邊緣，至其另一個(gè)邊緣延伸，橫越該定形的收縮材料22。這點(diǎn)非常重要，因?yàn)檫@可使纖維橫越該網(wǎng)面的整個(gè)寬度穩(wěn)定，從而使該網(wǎng)面穩(wěn)定。如果該穩(wěn)定凸紋44不是完全橫越該可收縮的材料22延伸，則該可收縮材料上的沒(méi)有凸紋的部分會(huì)回復(fù)其先前的寬度。例如，如圖8所示的彼此間隔開(kāi)的凸紋不能有效地使該材料定形。在單個(gè)凸紋之間的那些部分的材料不能被定形，因此，該材料可以回復(fù)其先前的寬度。
為了在上述無(wú)紡網(wǎng)面上進(jìn)行所希望的定形，上述增量展張輥34和36可以包括任何數(shù)目的齒和槽。另外，該齒和槽可以是非直線形的，例如，可以是曲線的、正弦波形的、鋸齒形的等。另外，該齒和槽可以在不是與該可收縮的網(wǎng)面行進(jìn)方向垂直的方向上延伸。例如，該齒和槽可以與CD方向成一定角度延伸，但最好不要與MD方向或機(jī)械運(yùn)動(dòng)方向平行延伸，因?yàn)檫@種形式的增量展張會(huì)使網(wǎng)面的寬度擴(kuò)大，達(dá)不到使網(wǎng)面收縮的目的。
在通過(guò)上述兩個(gè)增量展張輥34和36之后，該穩(wěn)定收縮的材料22被送往裝置45。圖3為該裝置45的放大圖。裝置45可提供通俗地稱為“Micrexing”的控制導(dǎo)引處理過(guò)程。Micrex Corporation of Walpoe，Massachusetts生產(chǎn)一種可進(jìn)行所述Micrexing處理的與裝置45相同的裝置。由可延展的截面收縮的材料22制成的網(wǎng)面，在圓筒47的圓周表面46和驅(qū)動(dòng)裝置48之間通過(guò)。該圓筒47可在所帶箭頭指示的方向上被驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)，而該驅(qū)動(dòng)裝置48則將該穩(wěn)定的、可伸長(zhǎng)的、收縮的材料22壓緊在該圓筒47的圓周表面46上。一個(gè)阻擋件49阻止該定形的，可延展的截面收縮材料22通過(guò)。阻擋件49具有一個(gè)在上述圓筒的回轉(zhuǎn)方向上，與該圓筒47的圓周表面46成一個(gè)銳角的表面50。該表面50引導(dǎo)該穩(wěn)定的可延展的截面收縮材料，離開(kāi)該圓筒47的圓周表面。有關(guān)Micrexing操作和裝置的更詳細(xì)說(shuō)明在1996年7月12日授予Walton的美國(guó)專利3260778號(hào)，1969年2月11日授予Walton的美國(guó)專利3426405號(hào)，和1992年6月2日授予Walton等人的美國(guó)專利5117540號(hào)中作了敘述。這里引入這些專利中的每一種專利供參考。
再參見(jiàn)圖1，在該可收縮的材料22通過(guò)上述控制導(dǎo)引裝置45以后，該材料卷繞在收料輥52上。在收縮的狀態(tài)下，使該可收縮的材料定形，可以將該材料在收縮的狀態(tài)下纏繞在上述卷取輥上；然后在以后用于所希望的最終用途。一旦該可收縮的材料經(jīng)過(guò)機(jī)械方式穩(wěn)定處理或定形，則該材料適合于在傳統(tǒng)的尿布高速加工設(shè)備上進(jìn)行處理，而不需要特殊的處理設(shè)備。
該穩(wěn)定的收縮的材料，可以容易地在與收縮方向平行的方向上延展。即是說(shuō)，該穩(wěn)定的收縮的材料，可以容易地在機(jī)械運(yùn)動(dòng)的橫向方向，或者是與上述第一方向垂直的方向上延展。該定形的收縮材料在與上述第一方向垂直的方向上的延展性，是由收縮工序和穩(wěn)定工序提供的。另外，該穩(wěn)定的、可延展的截面收縮材料，也容易在與上述第一方向平行的方向上延展。在該第一方向上的延展性，由上述控制導(dǎo)引Micrexing工序提供的。因此，該穩(wěn)定的、收縮的和經(jīng)過(guò)micrex處理的材料，容易在兩個(gè)方向(即與上述第一方向平行的方向，和與上述第一方向垂直的方向)上伸長(zhǎng)。
當(dāng)施加一個(gè)拉力時(shí)，該定形的、可延展的截面收縮材料在與上述第一方向垂直的方向上可伸長(zhǎng)至少大約60％而不會(huì)嚴(yán)重失效(即該材料的拉伸后的長(zhǎng)度至少大約為其松馳狀態(tài)下未拉伸長(zhǎng)度的160％)。最好，當(dāng)施加一個(gè)拉力時(shí)，該穩(wěn)定的，可拉伸的收縮材料在與上述第一方向垂直的方向上，可伸長(zhǎng)至少大約100％而不會(huì)嚴(yán)重失效(即，其拉伸后的長(zhǎng)度，至少大約為其松馳狀態(tài)下的未拉伸長(zhǎng)度的200％)。因?yàn)樵摲€(wěn)定的、可拉伸的收縮材料是可伸長(zhǎng)的，而不是彈性的；因此，當(dāng)去除該拉伸伸長(zhǎng)力時(shí)，該穩(wěn)定可延展的截面收縮材料，不會(huì)恢復(fù)超過(guò)其伸長(zhǎng)的55％；而優(yōu)選的是，當(dāng)去除拉伸伸長(zhǎng)力時(shí)，該材料不會(huì)恢復(fù)超過(guò)其伸長(zhǎng)的25％。
當(dāng)施加一個(gè)較小的拉力時(shí)，該穩(wěn)定的可延展的截面收縮材料，在與上述第一方向垂直的方向上，優(yōu)選的是伸長(zhǎng)至少大約60％；更優(yōu)選的是至少伸長(zhǎng)大約100％或更多，而不會(huì)嚴(yán)重失效。當(dāng)施加一個(gè)小于大約300克的拉力，或較優(yōu)選的想是施加一個(gè)小于大約200克的偏移力，或最優(yōu)選的是施加一個(gè)小于大約100克的偏移力時(shí)，該穩(wěn)定的可延展的截面收縮材料，在與上述第一方向垂直的方向上，最好伸長(zhǎng)至少大約60％，更優(yōu)選的是伸長(zhǎng)大約100％，而不會(huì)嚴(yán)重失效。
當(dāng)施加一個(gè)拉力時(shí)，該穩(wěn)定的、可延展的截面收縮材料還可在與上述第一方向平行的方向上伸長(zhǎng)至少大約20％而不會(huì)嚴(yán)重失效(即，該材料的拉伸后的長(zhǎng)度至少大約為其松馳狀態(tài)下的未拉伸長(zhǎng)度的120％)。最好是，當(dāng)施加一個(gè)拉力時(shí)，該穩(wěn)定的、可延展的截面收縮材料，在與上述第一方向平行的方向上，伸長(zhǎng)至少大約30％而不會(huì)嚴(yán)重失效(即，該材料的拉伸的后的長(zhǎng)度，至少大約為其松馳狀態(tài)下的未拉伸長(zhǎng)度的130％)。
當(dāng)施加較小的拉力時(shí)，該穩(wěn)定的、可延展的截面收縮材料，在與上述第一方向平行的方向上，最好伸長(zhǎng)至少大約20％；而更優(yōu)選的是，伸長(zhǎng)至少大約30％或更多，而不會(huì)嚴(yán)重失效。當(dāng)施加一個(gè)小于大約100克，較理想是，施加一個(gè)小于大約200克，或最理想是，施加一個(gè)小于大約300克的偏移力時(shí)，該穩(wěn)定的、可延展的截面收縮材料，在與上述第一方向平行的方向上，最好伸長(zhǎng)至少大約20％，更理想是，伸長(zhǎng)至少大約30％，而不會(huì)嚴(yán)重失效。
因?yàn)楫?dāng)施加一個(gè)小的拉力時(shí)，該穩(wěn)定的、可伸長(zhǎng)材料，可以在與上述第一方向平行和垂直的兩個(gè)方向上伸長(zhǎng)，而不會(huì)嚴(yán)重失效；因此，該定形的，可延展的截面收縮材料特別適合于在一次性使用的吸濕物品(例如，尿布，大小便失禁用的針織三角褲，訓(xùn)練穿的褲子和婦女衛(wèi)生衣服等)中使用。該材料可以用在這些吸濕物品的一些部分上，在該部分上，該材料在多個(gè)方向上較大的延展性有助于使該吸濕物品貼緊使用者的身體。
可以在圖1所示的裝置中使用的傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)裝置，和其他一些傳統(tǒng)的裝置都是眾所周知的，因此，為了清楚起見(jiàn)，在圖1的示意圖中，沒(méi)有表示這些裝置。
圖9為用于使上述可收縮的材料穩(wěn)定的另一種適當(dāng)?shù)耐辜y樣式的平面圖。該樣式包括許多在基本上與機(jī)械運(yùn)動(dòng)的橫向方向平行的方向上，連續(xù)橫越網(wǎng)面205的整個(gè)寬度延伸的直線形凸紋210。該樣式還包括許多與機(jī)械運(yùn)動(dòng)的橫向方向成一定角度，并與上述壓花210成一定角度，連續(xù)地橫越該網(wǎng)面205的整個(gè)寬度延伸的直線形凸紋212。該網(wǎng)面205還包括許多與機(jī)械運(yùn)動(dòng)的橫向方向成一定角度，并與上述壓花210和212成一定角度，連續(xù)地橫越該網(wǎng)面205的整個(gè)寬度延伸的直線形凸紋214。凸紋212和214可以彼此之間，并與凸紋210成任何一個(gè)角度延伸。
圖10是用于使該可收縮的材料穩(wěn)定的又一種凸紋樣式的平面圖。該樣式包括許多與機(jī)械運(yùn)動(dòng)的橫向方向成一定角度，連續(xù)地橫越網(wǎng)面220的整個(gè)寬度延伸的直線形凸紋222。該網(wǎng)面220還包括許多與機(jī)械運(yùn)動(dòng)的橫向方向成一定角度，并與該壓花222成一定角度，連續(xù)地橫越該網(wǎng)面220的整個(gè)寬度延伸的直線形凸紋224。該凸紋222和224最好互相垂直。然而，該直線形凸紋222和224之間的其他夾角也可以使用。
圖9和圖10所示的凸紋樣式是將上述收縮的材料，通過(guò)由兩個(gè)刻有花紋的壓縮輥所形成的壓區(qū)送進(jìn)而得出的。每一個(gè)壓縮輥包括許多分別與上述增量展張輥34和36上的齒40和42相似的升高表面。每一個(gè)壓縮輥上的這些升高表面是彼此互補(bǔ)的和互相嚙合的；這些升高表面壓縮該收縮材料，形成如圖9和圖10所示的凸紋樣式。由上述兩個(gè)刻有花紋的壓縮輥造成的壓縮作用使上述可收縮材料的眾多單根纖維定形，從而可以在該材料收縮的狀態(tài)下，使該網(wǎng)面穩(wěn)定。
另外，刻有花紋的壓縮輥可以包括一個(gè)具有該升高表面花紋的花紋輥，和一個(gè)具有光滑表面的砧座輥。該花紋輥上的升高表面將該收縮的材料壓緊在該砧座輥上，以形成如圖9和圖10所示的凸紋樣式。
然后，將上述穩(wěn)定的、可延展的截面收縮材料與彈性件連接，以形成彈性復(fù)合材料。最好是在該彈性件處在基本上未張緊的狀態(tài)下，使該穩(wěn)定的可延展的截面收縮材料，與該彈性件結(jié)合。該穩(wěn)定的、可延展的截面收縮材料和該彈性件，可以在該彈性件處在張緊或未張緊的狀態(tài)下，沿著該材料和該彈性件的共同伸長(zhǎng)表面的至少一部分，間斷地或基本上連續(xù)地互相連接在一起。該穩(wěn)定的，可延展的截面收縮材料，可以在將它從一個(gè)輥(例如，卷取輥50)上取下以后，與該彈性件連接；或者在該材料經(jīng)過(guò)micrexing處理后，與該彈性件連接。
該彈性件可由任何適當(dāng)?shù)膹椥圆牧现瞥?。一般，任何?gòu)成樹(shù)脂或包含樹(shù)脂的混合物的彈性纖維都可用于由彈性纖維制成的無(wú)紡網(wǎng)面；和任何構(gòu)成樹(shù)脂或包含樹(shù)脂的混合物的適當(dāng)?shù)膹椥员∧ざ伎捎糜诒景l(fā)明的彈性薄膜。例如，該彈性體可以是由一般結(jié)構(gòu)式為A-B-A′的嵌段共聚物制成的一種彈性薄膜。在該結(jié)構(gòu)式中，A和A′每一個(gè)都是包含大約一半的苯乙烯(例如，聚乙烯芳烴)的一種熱塑性聚合物的末端段；而B(niǎo)為一種彈性聚合物的中間段(例如，共軛二烯或低烯烴聚合物)?？捎糜谥圃鞆椥云钠渌湫偷膹椥泽w薄膜包括聚氨基甲酸酯彈性體材料(例如，B.F.Goodrich & Company生產(chǎn)的商標(biāo)為ESTANE的聚氨基甲酸酯彈性體材料)，聚酰胺彈性體材料(例如，由Rilsan公司生產(chǎn)的、商標(biāo)名為PEBAX的聚酰胺彈性體材料)，和聚酯彈性體材料(例如，由E.I.杜邦De Nemours & Company生產(chǎn)的、商標(biāo)名為Hytrel的聚酯彈性體材料)。
為了改善各種組成成分的加工性能，還可以將聚烯烴與彈性體聚合物混合。該聚烯烴必需是在與該彈性體聚合物混合，且在高壓高溫條件下是可以以混合形式擠出的。有用的可供混合的聚烯烴材料有(例如)聚乙烯，聚丙烯和聚丁烯，包括乙烯共聚物，聚丙烯共聚物和丁烯共聚物。
該彈性件也可以是對(duì)壓敏的彈性體粘接片。例如，該彈性材料本身可以是發(fā)粘的；或者，另一種可供選擇的方法是，可將一種可相配的發(fā)粘樹(shù)脂加到上述的可擠出的彈性體成分中，以形成可以作為對(duì)壓敏粘接劑的彈性體片，并將該彈性體片與拉伸的截面收縮的無(wú)彈性的網(wǎng)面粘接在一起。該彈性片也可以是包括二塊或多塊單獨(dú)的粘接網(wǎng)面或薄膜的多層材料。另外，該彈性體片可以是其中一層或多層包含彈性和無(wú)彈性纖維或微粒的混合物的多層材料。
其他適當(dāng)?shù)目勺鳛樯鲜鰪椥约褂玫膹椥泽w材料有在其中包括可受熱收縮的彈性體薄膜，成形彈性體稀洋紗，和彈性體泡沫材料等的“顏色鮮艷的(live)”合成橡膠或天然橡膠。在一個(gè)特別的優(yōu)選實(shí)施例中，該彈性件包括可從Conwed Plastics公司得到的一種彈性體的稀洋紗。
上述可收縮的材料22的原來(lái)的尺寸，與經(jīng)過(guò)拉伸或收縮和Micrexing處理后的尺寸之間的關(guān)系，決定了上述彈性的復(fù)合材料的近似的拉伸極限。因?yàn)樯鲜隹墒湛s的材料可以在諸如機(jī)械運(yùn)動(dòng)的方向，或機(jī)械運(yùn)動(dòng)的橫向方向的方向上拉伸和回復(fù)至其收縮尺寸，因此該彈性復(fù)合材料可在與該可收縮的材料22大致相同的方向上拉伸。
例如，參見(jiàn)圖4、5和6，如果希望制備一塊在多方向(即與上述第一個(gè)方向平行和垂直的兩個(gè)方向)上可拉伸至150％伸長(zhǎng)的彈性復(fù)合材料，則如圖4示意性地表示的、并且不一定是按比例的寬度為“X”(例如250厘米)的可收縮的材料的寬度，可以拉伸，使該材料收縮至寬度“Y”大約為100厘米。圖5所示的收縮的材料，用機(jī)械方法進(jìn)行穩(wěn)定處理，以形成穩(wěn)定的、可延展的截面收縮材料。當(dāng)施加一個(gè)較小的力時(shí)，該材料就在與收縮的方向平行的方向(即在與上述第一方向垂直的方向)上伸長(zhǎng)。然后，對(duì)該穩(wěn)定的、可延展的截面收縮材料進(jìn)行Micrexing處理，以形成一種當(dāng)施加較小的力時(shí)，可在與收縮方向垂直的方向(即在與上述第一方向平行的方向)上伸長(zhǎng)的材料。再將該穩(wěn)定的、可延展的截面收縮材料，與一個(gè)至少可拉伸至尺寸為250厘米×250厘米的100厘米×100厘米的方形的彈性件連接。如圖6示意性所示，并且不一定按比例的最終得出的彈性復(fù)合材料的寬度“Y”，大約為100厘米；并且可在與上述第一方向垂直的方向上拉伸至伸長(zhǎng)至少大約為150％；而該收縮材料的原來(lái)寬度“X”為250厘米。該材料還可在與上述第一個(gè)方向平行的方向上拉伸至少大約150％的伸長(zhǎng)；而使該收縮材料的原來(lái)長(zhǎng)度為250厘米。從這個(gè)例子中可看出，上述彈性件的彈性極限只需為該彈性復(fù)合材料的理想的最小彈性極限一樣大即可以。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖7，圖中示意性表示了制造本發(fā)明的一種收縮材料的另一工藝過(guò)程100。
可收縮的材料122從一個(gè)供料輥123上展開(kāi)，并且當(dāng)該供料輥123按照旁邊箭頭所示的方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，該材料122沿著旁邊箭頭所示的方向行進(jìn)。該可收縮的材料122通過(guò)由疊置配置的輥128和130構(gòu)成的S-形滾壓裝置126的壓區(qū)125。
該可收縮的材料122可用公知的無(wú)紡擠壓方法(例如，熔噴法或紡絲粘合法)制造；并且可以直接通過(guò)該S-形滾壓裝置的壓區(qū)125，而不需要首先貯存在一個(gè)供料輥上。
該可收縮的材料122，按照箭頭所示的上述疊置配置的輥128和130的轉(zhuǎn)動(dòng)方向的反S-形路徑通過(guò)上述S-形滾壓裝置126的壓區(qū)125。從該S-形滾壓裝置126出來(lái)的該可收縮的材料122，通過(guò)由壓力輥142和144組成的壓力滾壓裝置140的壓區(qū)145。由于上述S-形滾壓裝置126的輥圓周線速度，控制成比該壓力滾壓裝置140的輥圓周線速度小，因此，該可收縮的材料122，在該S-形滾壓裝置126和壓力滾壓裝置140的加壓壓區(qū)之間被拉伸。通過(guò)調(diào)整上述這些輥的速度差，可將該可收縮的材料122拉伸成使其截面收縮一個(gè)所希望的量，并保持在這種拉伸的、截面收縮狀態(tài)下。從該壓力滾壓裝置140出來(lái)后，該收縮材料122通過(guò)由兩個(gè)增量展張輥153和154組成的機(jī)械穩(wěn)定裝置152的壓區(qū)151。因?yàn)樯鲜鰤毫L壓裝置140的輥圓周線速度控制成比該機(jī)械穩(wěn)定裝置152的輥圓周線速度小或彼此相等，因此，該材料在壓力滾壓裝置140和該機(jī)械穩(wěn)定裝置152之間保持在拉伸和/或收縮狀態(tài)下。從該機(jī)械穩(wěn)定裝置152出來(lái)后，該收縮材料送入控制導(dǎo)引Micrexing裝置160中。該micrexing裝置包括圓筒162；一個(gè)用于將該材料122壓緊在該圓筒162表面上的裝置164；和一個(gè)阻擋該材料122通過(guò)，然后引導(dǎo)該材料122離開(kāi)該圓筒圓周表面的阻擋件166。在離開(kāi)該micrexing裝置160之后，該穩(wěn)定的收縮材料122被卷繞在收料輥170上。
可以用在圖7所示的裝置中的通常的驅(qū)動(dòng)裝置和其他通常的裝置，都是眾所周知的，因此，為了清楚起見(jiàn)，在圖7的示意圖中，沒(méi)有表示這些裝置。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)穩(wěn)定形的、可延展的截面收縮材料的方法，其特征在于，該方法包括下列步驟(a)提供可收縮材料；(b)沿第一方向送進(jìn)可收縮材料；(c)使可收縮材料在與第一方向垂直的方向上承受拉伸力；(d)使收縮的材料承受機(jī)械穩(wěn)定作用，以便獲得穩(wěn)定的可延展的截面收縮材料；(e)穩(wěn)定的可延展的截面收縮材料在被驅(qū)動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒的外表面與緊靠轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒表面而壓住穩(wěn)定的可延展的截面收縮材料的裝置之間通過(guò)；(f)通過(guò)阻擋件阻擋穩(wěn)定的可延展的截面收縮材料通過(guò)；(g)導(dǎo)引穩(wěn)定可延展材料遠(yuǎn)離圓筒表面。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟d)包括使該收縮材料經(jīng)受增量展張。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述增量展張包括使該收縮材料通過(guò)由兩個(gè)增量展張輥構(gòu)成的壓區(qū)送進(jìn)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，每一個(gè)所述的增量展張輥包括許多齒和許多槽。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述機(jī)械穩(wěn)定作用包括使該收縮材料通過(guò)由兩個(gè)刻有花紋的壓縮輥形成的壓區(qū)送進(jìn)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述刻有花紋的壓縮輥橫越該收縮材料的整個(gè)寬度形成連續(xù)壓縮穩(wěn)定的凸紋。
7.如上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述可收縮的材料是從由下列網(wǎng)面組成的一組網(wǎng)面中選擇出來(lái)的一種網(wǎng)面粗梳的纖維粘合網(wǎng)面，紡粘纖維網(wǎng)面，熔噴纖維網(wǎng)面，和包括所述網(wǎng)面中的至少一種網(wǎng)面的一種多層材料。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括一個(gè)附加的工序f)將該穩(wěn)定的、可延展的截面收縮材料與一個(gè)彈性件結(jié)合在一起。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該穩(wěn)定的、可延展的截面收縮材料由阻擋件引導(dǎo)離開(kāi)圓筒的圓周表面。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述阻擋件在該圓筒的回轉(zhuǎn)方向上，具有與該圓筒的圓周表面形成銳角的表面。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種具有增強(qiáng)延展性的穩(wěn)定材料和制造該材料的方法。在可收縮的材料上施加一個(gè)拉伸力,使該材料在與第一方向垂直的方向上收縮。然后,使該收縮材料經(jīng)受機(jī)械定形,以形成一種穩(wěn)定、可延展的截面收縮材料。再使該穩(wěn)定的、可延展的截面收縮材料在一個(gè)被驅(qū)動(dòng)作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的圓筒的圓周表面,和一個(gè)將該穩(wěn)定的,可延展的截面收縮材料壓緊在該圓筒圓周表面上的裝置之間通過(guò)。一個(gè)阻擋件阻止該穩(wěn)定的、可延展的截面收縮材料通過(guò),并引導(dǎo)該材料離開(kāi)該圓筒的圓周表面。該穩(wěn)定的、可延展的截面收縮材料容易在與該第一個(gè)方向平行,和與該第一個(gè)方向垂直的方向上伸長(zhǎng)。
文檔編號(hào)D04HGK1257558SQ98805263
公開(kāi)日2000年6月21日 申請(qǐng)日期1998年3月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月23日
發(fā)明者道格拉斯·H·本森, 約翰·J·柯羅 申請(qǐng)人:普羅克特和甘保爾公司