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专利名称:压制的吸收性织物的制作方法
技术领域:
本发明涉及使用较小压力形成致密化非织造织物的方法和设备。该方法包括在压制之前加热开放式结构,该设备包括该加热的单元。
背景技术:
通过压制形成吸收性结构,能提供足够的吸收能力以用于有合适尺寸的产品。吸收性结构包括敷伤绷带,尿布,卫生巾,棉栓,内裤衬垫,唇间器件,尿失禁用品,肉制品托盘衬垫,鞋垫等。
通过略微过度压制该结构并使其恢复或膨胀至要求的尺寸,能使许多吸收性结构,比如棉栓和吸收性织物获得形状稳定性。也可以对该结构进行热定型。这种处理方法的一个实例如Johst等的美国专利4081884中所述。该专利公开了以下方法径向压制含有纤维素纤维的棉栓坯体,将经过径向压制的棉栓坯体置于加热室中,并轴向压制棉栓同时加热至少约5秒。该方法需要很长时间才能使棉栓定型。
吸收性织物的制造方法通常包括压制织物使其致密化至要求程度。这种方法的一个例子如Tan等的美国专利5916670中所述,其中使用加热压延机将材料压制成具有要求密度的织物。
虽然没有具体讨论这些参考文献中进行压制所需要的压缩能量,但是凭我们的经验,径向压制纤维织物所需要的能量非常大。这一压力也限制了工业上生产密度提高了的纤维织物,但不破坏加工设备或纤维结构的能力,并从而限制了由于压制织物中使用的过度压力而产生的织物吸收容量下降。
因此,需要的是具有低密度弛豫(如实施例中所定义)的致密化吸收性织物。还需要一种采用较低压力制造致密化织物的方法,以减轻损坏织物和设备的风险。
发明概述本发明的一个目的是提供具有低密度弛豫的致密化吸收性纤维织物。能制造出更高密度结构或部分结构,而不会对材料造成明显损坏。
本发明另一个目的是提供可用比其他方法小的压力制造具有低密度弛豫的致密化吸收性纤维织物的方法,能降低损坏织物和设备的风险。
本发明提供了一种用于一次性吸收体的新颖吸收性结构。该结构包括含有至少约5重量%纤维素材料的非织造纤维织物,,密度弛豫小于约20%。
本发明还涉及制造致密化非织造织物的新颖方法。该方法包括以下步骤形成含有至少约5重量%纤维素材料的开放式结构;加热至少部分开放式结构到至少约40℃的温度;压制经加热的开放式结构,;使致密化非织造织物不再压制。
附图简要说明
图1所示是有本发明致密化吸收性织物的卫生巾的顶视图。
图2所示是制造致密化吸收性织物的传统设备和方法的示意图。
图3所示是根据本发明实施方式制造致密化吸收性织物的设备和方法的示意图。
图4所示是根据本发明另一个实施方式制造致密化吸收性织物的设备和方法的示意图。
图5所示是根据本发明另一个实施方式制造致密化吸收性织物的设备和方法的示意图。
图6所示是根据本发明另一个实施方式制造致密化吸收性织物的设备和方法的示意图,综合图4和5的实施方式的特征。
优选实施方式的详细说明通过以下具体说明,附图,和非限制性实施例,本发明进一步的特征和优点将更清晰。
说明书和权利要求书中所用术语“开放式结构”及其变化形式是指受到显著压制形成致密化织物之前的可压缩结构。比如,这些开放式结构可以是通过梳理,气流铺置,或其他方法形成的,。
说明书和权利要求书中所用术语“可压缩”及其变化形式是指能被压缩成受压形态,也能在接触足量水分或液体时膨胀成相对未受压形态的结构。
本发明涉及适用于一次性吸收制品的新颖吸收性结构,这些吸收体例如是卫生巾,内裤衬垫,尿布,尿失禁用品,敷伤绷带等。吸收性结构具有包含至少约5重量%纤维素材料的非制造纤维织物,,和小于约20%的密度弛豫。该吸收性纤维织物任选包括非纤维素材料,比如纤维,超级吸收性材料等。该纤维织物优选具有较高密度,在一具体实施例中,。较好的,-。更好的,-。
吸收性纤维织物在经过平滑压延辊压制之后,可以具有基本均匀的密度,或者在经过压纹处理之后,至少部分区域具有增大的密度。如果对织物进行压纹处理,则能保持较高水平的松密度。这种结构适用于一些尿布和其他更蓬松的吸收性产品。当然,压制部分织物所需压力较低和增大的密度弛豫小于20%有利于局部致密化部分。
这种吸收性结构可以被用于一次性吸收制品中。这些一次性吸收制品的例子包括但并不限于卫生巾,尿布,尿失禁用品,绷带和其他敷伤用品,棉栓,内裤衬垫,鞋垫,肉制品托盘衬垫等。这些制品能与身体直接接触,吸收体液,并在使用过一次之后丢弃。这些一次性吸收制品通常至少由一层覆盖层,吸收系统和隔离层形成。吸收系统可以由单一层或者由两个或多个层形成,第一吸收层和第二吸收层。图
1所示是部分由本发明的致密化吸收性织物所形成的卫生巾20的例子。卫生巾20包括覆盖层42,吸收系统44,和隔离层50。
覆盖层42是密度较低,蓬松的非织造织物材料。覆盖层42可以仅由一种纤维,如聚酯或聚丙烯组成,或者由双组分或具有低熔点组分和高熔点组分的共轭纤维组成。纤维可以选自各种天然和合成材料,比如尼龙,聚酯,人造丝(与其他纤维组合),棉,丙烯酸纤维和类似物,及其它们的组合。其中的一个例子是Montreal,Canada的Johnson&-ThinCottonyDryCover的卫生巾的非织造覆盖层。
双组分纤维可以由聚酯内芯和聚乙烯壳组成。使用适当的双组分材料能形成可熔性的非织造织物。这种可熔性织物的例子如1985年11月15日公布的Mays的美国专利4555446中所述。使用可熔性织物能简化操作,可以将覆盖层固定在相邻的第一吸收层和/或隔离层上。
覆盖层42宜具有较高的润湿度,虽然构成覆盖层的单根纤维可能不是特别亲水的。覆盖层材料中还应该含由大量较大的孔隙。这是因为覆盖层42旨在迅速吸收体液并使其离开人体至沉积处。优选构成覆盖层42的纤维不会在被润湿时失去其物理性质,换言之,不会在接触水或体液时发生皱缩或失去其回弹性。可以对覆盖层42进行处理,使液体能很容易通过。覆盖层
42还起到将液体迅速转移至吸收系统44的其他层的作用。因此,优选覆盖层42是可润湿的,亲水和多孔。如果由聚丙烯等合成疏水纤维或双组分纤维组成,则可以用表面活性剂处理覆盖层42,使其具有要求的可润湿度。
或者,覆盖层42也可以由具有较大孔隙的聚合膜制成。由于具有高孔隙度,所以这种膜能起到将体液迅速转移至吸收系统内层的作用。在本发明中,可以使用如美国专利4690679中所述的多孔共挤出膜以及Montreal,Canada的Johnson&。
可以将覆盖层42压印在吸收性系统44的其余层上,通过使覆盖层与下一个层熔合,促使液体转移。这种熔合作用可以在局部,在多处位置或者在覆盖层42与吸收系统44的整个接触表面上发生。或者,覆盖层42通过粘合等其他方式被固定在吸收系统44上。
与覆盖层42的内侧相邻并优选与覆盖层42粘合的是形成部分吸收系统44的第一吸收层46。通过第一吸收层46能从覆盖层42接受体液,并将其保留直到下方的第二吸收层能对液体进行吸收。
第一吸收层46可以由纤维材料构成,比如木浆,聚酯,人造丝,柔性泡沫材料,或类似物,或其组合。第一吸收层46中还可以含有热塑性纤维,起到稳定该层并保持其结构整体性的作用。可以用表面活性剂对第一吸收层
46的一个或两个侧面进行处理,提高其可润湿性,虽然总体而言第一吸收层46是比较亲水的,可能不需要进行处理。优选第一吸收层46的两侧都与相邻层粘合,即,覆盖层42和下方的第二吸收层48。适用第一吸收层的实例是MemphisTennessee的BUCKEYE所售商品名为VIZORB3008的空气粘合木浆。
与第一吸收层46紧邻并优选与之粘合的是第二吸收层48。第二吸收层48是由本发明的致密化吸收性织物形成的。以下进一步具体说明其组成和结构。
位于吸收系统44下方的是含有不渗液的膜材料的隔离层50,能防止被截留在吸收系统44中的液体离开卫生巾弄脏使用者的内衣。优选隔离层50由聚合膜制成。
覆盖层42和隔离层50沿着其边缘部分结合,形成容纳有吸收系统44的封闭体或凸缘密封体。这种结合可以通过粘合,热粘合,超声波粘合,射频密封,机械折边,和类似方法及其组合实现。周边密封线如图1中所示,其标记号是52。
吸收性织物致密化的吸收性织物通常是将开放式结构压制成密度更大的更薄产品而形成的。织物不再被压制之后,会略微膨胀,至其最终尺寸。致密化织物可以具有均匀密度,或者具有不同密度的区域。这种传统方法的说明如图2所示,其中,开放式结构100通过一对压延辊104的辊隙102,形成致密化吸收性织物105。压延辊104可以被加热,冷却的,或基本保持室温。
本发明的致密化织物可以由图3-6中所示方法形成,这些方法将在下面详细讨论。形成本发明致密化吸收性织物106的开放式结构100是含有至少约5重量%的纤维素材料的一种材料。这些材料是湿敏的,在潮湿条件下进行压制时能形成氢键。更优选,致密化吸收性织物中含有大约35到100重量%的纤维素材料,更优选含有大约50到75重量%的纤维素材料。致密化吸收性织物中还含有其他非纤维素材料,包括但并不限于聚酯,聚乙烯醇,聚烯烃,聚***,聚酰***,聚丙烯***,SAP(超级吸收性聚合物),水凝胶等。这些非纤维素材料最多占致密化吸收性织物的约95重量%。更优选非纤维素材料占致密化吸收性织物的大约0到65重量%,最优选占大约25到50重量%。这里用“重量%”表示每单位重量最终材料的物质重量。比如,10重量%SAP表示对每100克/平方米材料基重,含有10克/平方米的SAP。
在加热之前,开放式结构100的水含量至少约为4重量%,较好约8-13重量%。加热之后,开放式结构保持足够水含量,以促进纤维之间充分键合,从而保持致密化吸收性织物的尺寸。优选致密化吸收性织物具有小于约13重量%,更优选小于约10重量%,最优选约2到10重量%的水含量。
织物中可以使用的材料包括纤维,泡沫材料,和颗粒或其他离散材料。可用于开放式结构100的纤维素材料是本领域中众所周知的,包括天然纤维,比如木浆,棉,亚麻,黄麻,***,泥炭苔等。纤维素材料还可以包括加工的材料,包括纤维素衍生物,如再生纤维素
(包括粘胶人造丝和lyocell),***纤维素,羧***纤维素等。木浆可以从机械或化学机械方法,亚硫酸盐,牛皮纸,打浆废料,有机溶剂浆料等获得。软木和硬木都是适用的。优选使用软木木浆。不需要使用化学松解剂,交联剂等,对用于该材料的纤维素纤维进行处理。
较好的,织物中具有较大比例的纤维。纤维可以是上述任何材料,具有用用的截面,包括多分支和无分支的。市售多分支再生纤维素纤维已有多年。已知这些纤维具备比不分支纤维提高的特定吸收性。这些纤维的商品例子有从AcordisLtd.,Spondon,England获得的DanufilVY三叶型人造胶粘纤维。这些纤维的具体说明参见Wilkes等的美国专利5458835,其内容参考结合于此。
开放式结构100中可以含有任何本领域众所周知的超吸收性聚合物(SAP)。本发明中术语“超吸收性聚合物”(或“SAP”)。本发明的超吸收性聚合颗粒可以是无机或有机的交联亲水聚合物,比如聚乙烯醇,聚环氧乙烷,交联淀粉,瓜尔豆胶,黄原胶等。颗粒可以是粉末,粒子,微粒或纤维形式。用于本发明的优选超吸收性聚合物颗粒是交联聚丙烯酸酯,例如由Osaka,Japan的SumitomoSeikaChemicalsCo.
,*提供的产品。
制得的致密化吸收性织物106具有广范围的基重。其基重在大约40-700克/平方米范围。在一个特定例子中,其基重在大约150-350克/平方米范围。优选其基重在大约200-300克/平方米范围,更优选约250克/平方米。
致密化吸收性织物106可以制成三层或四层的层压体或层状体。这些层状体包括一个底层,一个或两个中间层,和一个顶层。三层和四层材料的具体例子如下所述。任何层或所有层中都可以含有SAP。每个层中SAP的浓度(重量%)根据具体SAP的性质而各不相同。
从多层进行制备时,所形成的致密化吸收性织物106的最终厚度很小。-。在一个具体例子中,-,-。当然,如果只有部分织物被致密化或进行压纹,则未致密化区域明显较厚。因此,压纹织物的整体厚度可能大于约5毫米。
方法本发明的方法从开放式结构开始。开放式结构可以是非织造织物,随机取向或基本均匀取向的材料体,比如纤维,泡沫材料,或颗粒等。
本领域技术人员可以按照需要采用各种方法形成适用于本发明的非织造织物。例如,可以将纤维连续计量送入锯齿开松机中而开松和/或掺混。如用空气将经过混合的纤维通过管道输送至梳理工序,形成纤维织物。或者,如上所述,将纤维开松和