用于制造压花纤维网的方法 发明领域 本发明涉及用于制造包括多个离散的延伸元件的压花纤维网的方法。
发明背景
材料纤维网诸如热塑性薄膜具有多种用途, 包括用作吸收制品的组件材料 ( 诸如 顶片和底片 )、 包装 ( 诸如流动包裹、 收缩包装膜和塑料袋 )、 垃圾袋、 食品包裹物、 牙线、 擦 拭物、 电子元件等。就材料纤维网的这些用途中的许多而言, 可有益地使材料纤维网具有 纹理化表面, 所述纹理化表面可为材料纤维网的表面提供所期望的触觉印象、 视觉印象和 / 或听觉印象。
表现出柔软且丝般触觉印象的聚合物纤维网可通过真空成形法或液压成形法来 制造。在典型的真空成形法中, 将前体纤维网加热并放置到成形结构上。然后真空迫使前 体纤维网适形于成形结构的纹理。取决于成形结构的纹理和适形程度, 所得的聚合物纤维 网具有可提供柔软且丝般触觉印象的纹理。 尽管真空成形法可适用于制造柔软且丝般聚合 物纤维网, 但真空成形法通常受到与能够施加到前体纤维网上的压力大小相关的限制。因 此, 通常需要在放置到成形结构上之前加热前体薄膜以显著地软化或熔融前体薄膜以便将 前体薄膜真空成形到成形结构上。由于加热步骤和由所述方法产生的有限压力的缘故, 真 空成形法因此在所述方法可执行速度方面是一种低效率的方法。
在典型的液压成形法中, 将前体纤维网放置到成形结构上, 并且高压和高温喷水 迫使前体纤维网适形于成形结构的纹理。取决于成形结构的纹理, 所得的聚合物纤维网可 具有可提供柔软且丝般触觉印象的纹理。 液压成形法虽然能够生产出柔软且丝般的聚合物 纤维网, 但其通常为一种涉及到使用高压和高温喷水和后续干燥步骤 ( 包括脱水步骤 ) 的 高成本且低效率的方法。
压花为一种如下的方法, 其通常涉及对基底进行机械加工以导致基底在压力下适 形于雕刻在或以其他方式形成在压花辊上的图案的深度和轮廓。 所述方法被广泛地用于消 费品的生产中。 制造商们使用压花方法向产品中赋予纹理或浮雕图案, 所述产品由纺织物、 纸材、 合成材料、 塑性材料、 金属和木材制成。
压花方法已被用来向聚合物薄膜提供纹理。然而, 此类压花方法通常需要将熔融 树脂挤出到成形结构上, 或在放置到成形结构上之前加热前体纤维网, 然后进行压花以生 产出压花纤维网。然后冷却压花纤维网, 通常通过冷却用来压花加热过的前体纤维网或熔 融树脂的压花辊或板来冷却。所述冷却步骤常常用来定形压花纤维网中的纹理。然而, 这 些加热步骤和冷却步骤为所述方法增加了不可取的成本和低效率以及复杂程度。此外, 此 类压花方法通常还涉及到相对长的保压时间, 这可导致缓慢低效的方法。
使用常规的压花方法通常也难以赋予前体纤维网相对小尺度的纹理。此外, 典型 的压花方法还趋于生产出在整个纤维网中具有相对均匀厚度的压花纤维网。
例如, 美国专利 5,972,280 公开了一种压花方法, 该方法利用压花辊的热雕刻表 面和在腔室内部所施加的静压来加热纤维网并使它在压花辊的表面上变形。 这种方法采用 通常处在纤维网的软化温度以上的高温和约 0.007MPa 至约 0.7MPa 的较低压力。因此, 压
花图案因设置在纤维网的单面上的刻痕而成形而不影响纤维网的相对表面。
尽管存在本领域的认识, 但仍然期望开发出一种更高效的用于制造压花纤维网的 方法, 所述纤维网具有所期望的触觉印象、 视觉印象和 / 或听觉印象, 尤其是压花纤维网在 压花纤维网的所期望的区域中表现出薄化。在某些方面, 一种期望的方法就所述方法所需 要的能量和资源而言是高效的。在某些方面, 一种期望的方法能够高速地运行。在某些方 面, 一种期望的方法能够在相对低的温度诸如环境温度下运行。
发明概述
在一个实施方案中, 一种用于制造压花纤维网的方法包括将前体纤维网在静态气 压充气室和具有多个离散的突起元件的成形结构之间喂入。 所述方法还包括从静态气压室 施加压力顶靠与成形结构相对的前体纤维网, 从而产生横跨前体纤维网的足以使前体纤维 网适形于成形结构的离散的突出元件压差以形成包括具有开口近端的多个离散的延伸元 件的压花纤维网。
对于本领域的技术人员来讲, 通过阅读以下结合附图所作的发明详述、 实施例和 所附权利要求, 发明的附加特征可变得显而易见。
附图简述 图 1 是根据本公开的一个实施方案的成形结构的一部分的透视图 ;
图 2 是图 1 所示的成形结构的一部分的放大透视图 ;
图 3 为根据本公开的一个实施方案的成形结构的顶视图 ;
图 4 为根据本公开的一个实施方案的成形结构的突出元件的侧视图 ;
图 5 为显示根据本公开的一个实施方案的成形结构的侧视图的显微照片 ;
图 6 为通过根据本公开的一个实施方案的方法所形成的压花纤维网的一部分的 透视图 ;
图 7 为通过根据本公开的一个实施方案的方法所形成的压花纤维网的一部分的 剖面图 ;
图 8 为通过根据本公开的一个实施方案的方法所形成的压花纤维网的一部分的 透视图, 所述部分具有包括开口远端的离散的延伸元件 ;
图 9 为根据本公开的一个实施方案的方法的示意图, 其示出了静态气压室 ;
图 10A 为通过根据本公开的一个实施方案的方法所形成的压花纤维网的显微照 片底视图 ; 并且
图 10B 为通过根据本公开的一个实施方案的方法所形成的压花纤维网的显微照 片底视图。
虽然在说明书之后提供了特别指出和清楚地要求保护本发明的权利要求书, 但是 据信通过下面的描述并结合附图可以更充分地理解本发明。为了更清楚地显示其它元件, 某些附图可通过省略选择的元件进行简化。在任何示例性实施方案中, 除了在相应的文字 说明书明白无误地描述之外, 某些附图中元件的此类省略并不一定代表具体元件的存在或 不存在。附图中没有一个是必定按比例绘制的。
发明详述
本文公开了一种用于形成压花纤维网的方法, 所述方法克服了前述现有技术的缺 点中的一个或多个。具体地讲, 该方法的实施方案现在使一种更高效的纤维网压花方法成
为可能。例如, 该方法的实施方案现在能够赋予纤维网相对小尺度的纹理。此外, 该方法 的实施方案现在还能够避免现有技术所需的麻烦的加热步骤和冷却步骤。此外, 该方法的 实施方案也不需要现有技术的方法所需要的长保压时间。此外, 与现有技术静态压力法相 比, 该方法的各实施方案可允许形成具有开口近端和开口或闭合远端的三维离散的延伸元 件。在某些实施方案中, 该方法可用来形成可用作例如包装材料诸如气泡膜的宏观尺度的 结构。
该方法一般包括将前体纤维网在静压充气室和成形结构之间喂入。 成形结构包括 多个离散的突出元件。 该方法还包括从静压充气室施加足以使前体纤维网适形于成形结构 的离散的突出元件的压力顶靠前体纤维网和成形结构, 以形成包括具有开口近端的多个离 散的延伸元件的压花纤维网。下面更进一步详细地描述了该方法的这些方面。
成形结构
可用于本发明的方法的成形结构包括多个离散的突出元件和完全围绕着所述离 散的突出元件的平面。 本发明的成形结构的离散的突出元件按照比例相对于在压花方法中 用在模具上的典型图案要小。成形结构的离散的突出元件也具有较高的纵横比。这种特性 组合可允许本发明的所述方法生产包括具有薄化远端的较高纵横比的延伸元件的压花纤 维网, 甚至不用加热前体纤维网乃至以高速生产。
本发明的成形结构 ( 例如针对图 1 所提到的成形结构 8) 用于制造本发明的方法 中的压花纤维网。成形结构有时候被称为成形筛网。图 1 在局部透视图中显示本发明的成 形结构 8 的一部分。图 1 的离散的突出元件 10 从成形结构第一表面 12 伸出具有于大致柱 形的柱状形状。
图 2 是图 1 所示成形结构 8 的进一步放大的局部透视图, 并且与图 7 中的压花纤 维网 18 的类似视图相比较。离散的突出元件 10 可用下面所描述的方法制造以从第一表面 12 延伸到远端 14。如图 2 所示, 离散的突出元件 10 可具有从相邻突出之间的第一表面 12 至远端 14 所测得的最小振幅测得的高度 (“hp” )。同样, 第一表面 12 构成完全围绕着离 散的突出元件 10 的平面区域。突出元件高度可为至少约 30 微米, 至少约 50 微米, 至少约 75 微米, 至少约 100 微米, 至少约 150 微米, 至少约 250 微米, 或者至少约 380 微米。突出 元件 10 具有直径 (“dp” ); 对于大致圆柱形的结构, 其为外直径。对于突出元件 10 的非均 匀的横截面和 / 或非圆柱形结构, 直径 dp 被测量为在突出元件 10 的 1/2 高度 hp 处的突出 元件的平均横截面尺寸, 如图 2 所示。突出元件可具有可为约 10 微米至约 5,000 微米的直 径。其它合适的直径包括例如约 50 微米至约 500 微米, 约 65 微米至约 300 微米, 约 75 微 米至约 200 微米, 约 100 微米至约 25,000 微米, 约 500 微米至约 5000 微米, 或约 800 微米 至约 2,500 微米的直径。在某些实施方案中, 突出元件可具有较大的直径用于成形宏尺度 离散的延伸元件。例如, 突出元件可具有至多约 2.5 厘米, 至多约 2 厘米, 至多约 1.5 厘米, 至多约 1cm, 至多约 0.5 厘米, 或至多约 0.1 厘米的直径。 在一个实施方案中, 成形结构的突 出元件将具有小于约 500 微米或小于约 300 微米的直径。
对于每个突出元件 10, 可确定定义为 hp/dp 的突出元件纵横比。突出元件 10 可 具有至少约 0.5, 至少约 0.75, 至少约 1, 至少约 1.5, 至少约 2, 至少约 2.5, 或至少约 3 或更 高的纵横比 hp/dp。突出元件 10 可具有在两个相邻的突出元件 10 之间的中心至中心间距 Cp, 其为约 100 微米至约 1,020 微米, 为约 100 微米至约 640 微米, 为约 150 微米至约 500微米, 或为约 180 微米至约 430 微米。
一般来讲, 据信两个相邻突出元件 10 之间的实际距离 ( 即, 边缘至边缘尺寸 ) 应 当大于前体纤维网厚度 t 的二倍以确保前体纤维网在相邻突出元件 10 之间的变形合适。 离 散的突出元件 10 通常将具有约 30 微米至约 800 微米, 约 30 微米至约 650 微米, 约 50 微米 至约 500 微米, 或者约 60 至约 300 微米的边缘至边缘间距。
一般来讲, 本发明的成形结构对于成形结构的给定部分而言将包括至少约 95 个 离散的突出元件每平方厘米, 至少约 240 个离散的突出元件每平方厘米, 约 350 至约 10,000 个离散的突出元件每平方厘米, 约 500 至约 5,000 个离散的突出元件每平方厘米, 或者约 700 至约 3,000 个离散的突出元件每平方厘米。
在某些实施方案中, 成形结构的给定部分可包括如在前面段落中所述的离散的突 出元件的面密度, 并且成形结构的其它部分根本不包括离散的突出元件。在其它实施方案 中, 成形结构的离散的突出元件可位于成形结构的不同水平面上。
一般来讲, 因为每个单独的突出元件 10 的实际高度 hp 可变化, 多个突出元件 10 的平均高度 (“hpavg” ) 可通过确定在成形结构 8 的预定面积上的突出元件平均最小幅度 (“Apmin” ) 和突出元件平均最大幅度 (“Apmax” ) 而确定。类似地, 对于变横截面尺寸, 可对 于多个突出 8 确定平均突出直径 (“dpavg” )。此类振幅和其他尺寸的测量可通过本领域已 知的任何方法诸如计算机辅助扫描显微术和相关数据处理来进行。因此, 对于成形结构 8 的预设部分而言, 突出元件 10 的平均纵横比 (“ARpavg” ) 可表示成 hpavg//dpavg。突出元件 10 的尺寸 hp 和 dp 可根据用于制造成形结构 8 的已知技术规范间接地确定, 如下面更全面 公开的那样。
在一个实施方案中, 离散的突出元件的平均高度 hpavg 对前体纤维网的厚度的比率 为至少约 1 ∶ 1, 至少约 2 ∶ 1, 至少约 3 ∶ 1, 至少约 4 ∶ 1, 或者至少约 5 ∶ 1。这个比率 对确保前体纤维网被足够拉伸以便它变成永久变形来生产本发明的压花纤维网是重要的, 尤其是在所期望的工艺条件和速度下。
图 3 是本发明的成形结构的一个实施方案的顶视图。成形结构包括完全被平面区 域 16 围绕的多个离散的突出元件 10。
成形结构的离散的突出元件可具有远端, 它们可为平直的、 圆形的或尖锐的, 这取 决于是否希望它生产具有带开口 ( 在成形结构上要求较尖锐的突出元件 ) 或闭合 ( 在成形 结构上要求更圆形的突出元件 ) 远端的延伸元件的压花纤维网。成形结构的离散的突出元 件的圆形远端可具有某个尖端半径, 例如为约 5 微米至约 150 微米, 约 10 微米至约 100 微 米, 约 20 微米至约 75 微米, 或者约 30 微米至约 60 微米。
离散的突出元件的侧壁可为完全直立的或者可为锥形的。在一个实施方案中, 离 散的突出元件具有锥形侧壁, 因为锥形侧壁可允许纤维网在压花后更容易地与成形结构分 离。 在一个实施方案中, 侧壁通常将具有约 0°至约 50°, 约 2°至约 30°, 或者约 5°至约 25°的锥度。
图 4 显示成形构件 8 的离散的突出元件 10 的一个实施方案的剖面图, 其中离散的 突出元件 10 的圆形远端 14 具有约 46 微米 (0.0018 英寸 ) 的尖端半径。离散的突出元件 10 的侧壁具有约 11°的锥度。
图 5 是包括具有如图 4 所描述的尺寸的多个离散的突出元件的成形结构的显微照片。 在一个实施方案中, 突出元件 10 的直径是恒定的或者随着振幅增大而减小。如图 2 所示, 例如, 突出元件 10 的直径或最大的横向截面尺寸靠近第一表面 12 最大并且稳固地 减小到远端 14。 这种结构据信对帮助确保压花纤维网可从成形结构 8 容易地移除是令人满 意的。
成形结构的离散的突出元件可包括多种不同的横截面形状, 例如大致圆柱形的或 非圆柱形性的形状, 包括圆形、 椭圆形、 正方形、 三角形、 六方形、 梯形、 脊形、 金字塔形、 雪 人、 蘑菇、 球形、 砂漏形等以及它们的组合。
成形结构 8 可由可进行成形的任何材料制成以让突出元件 10 具有所需的尺寸来 制造本发明的压花纤维网, 它在成形结构 8 所经历的工艺温度范围内是尺寸上稳定的, 具 有至少约 30MPa, 至少约 100MPa, 至少约 200MPa, 至少约 400MPa, 至少约 1,000MPa, 或者至少 约 2,000MPa 的拉伸模量 ; 至少约 2MPa, 至少约 5MPa, 至少约 10MPa, 或者至少约 15MPa 的屈 服强度 ; 和至少约 1%, 至少约 5%, 或者至少约 10%的断裂应变。已发现随着成形结构的 材料模量增加, 较高的高纵横比突出元件形成较好的压花纤维网, 只要它具有足够的断裂 应变 ( 即, 不太脆 ) 以便不断裂。对于模量和屈服强度数据, 可依照已知的方法通过测试确 定数值, 并可以 100% / 分钟的应变速率在标准的 TAPPI 条件下进行测试。
在一个实施方案中, 突出元件 10 与成形结构 8 整体制成。 就是说, 或是通过移除材 料或是通过装配材料作为一个整体结构制造成形结构。例如, 具有所需的相对小尺度的突 出元件 10 的成形结构 8 可通过以如下方式局部选择性地除去材料来制造 : 诸如通过化学蚀 刻、 机械蚀刻, 或通过使用高能量源诸如放电机 (EDM) 或激光来消融, 或通过电子束 (e 束 ), 或通过电化学加工 (ECM)。 在一个实施方案中, 成形结构一般可根据美国专利 4,342,314 的 教导通过光蚀刻层压方法来构造。
在制造成形结构 8 的一种方法中, 易于激光改性的基体材料被激光 “蚀刻” 以选择 性地移除材料来形成突出元件 10。所谓 “易于激光改性的” 是指所述材料可通过激光以可 控制的方式选择性地被移除, 要认识到, 在激光方法中所用光线的波长以及功率水平可需 要与材料相匹配 ( 或反之亦然 ) 以便结果最优。激光蚀刻可通过已知的激光技术来实现, 选择必要的波长、 功率和时间参数以生产出所述期望的突起元件尺寸。目前已知的易于激 光改性的材料包括热塑性塑料诸如聚丙烯、 乙缩醛树脂诸如源自 DuPont(Wilmington DE,
USA) 的热固性塑料诸如交联聚酯、 或环氧化物、 乃至金属诸如铝、 铜、 黄铜、 镍、不锈钢、 或它们的合金。 任选地, 热塑性和热固性材料可充满颗粒或纤维填充料以增强对于 某些光波长的激光的相容性和 / 或改善模量或韧性以制造更耐用的突出元件 10。例如, 某 些聚合物例如 PEEK 可通过用足够数量的中空碳纳米管纤维均匀填充聚合物以较高分辨率 和以较高的速度进行激光加工。
在一个实施方案中, 成形结构可以连续方法进行激光加工。 例如, 可将聚合材料诸 如 提供为圆柱形形式以作为基体材料, 所述基体材料具有中心纵向轴线、 外表 面和内表面, 所述外表面和内表面限定基体材料的厚度。也可将其提供为实心辊。活动激 光源可大致正交于所述外表面指向。 所述活动激光源可在某个方向上平行于基体材料的中 心纵向轴线移动。所述圆柱形基体材料可围绕中心纵向轴线旋转, 同时激光源加工或蚀刻 基体材料的外表面以按某种图案除去基体材料的选定部分, 所述图案限定多个离散的突出元件。每个突出元件可各具有大致圆柱形的和柱状形状, 如本文所公开的那样。通过当圆 柱形基体材料转动时平行于圆柱形基体材料的纵向轴线移动激光源, 可协调相对运动即转 动和激光运动使得当圆柱形基体材料的每次完全转动时, 突出元件的预定图案可类似于螺 栓的 “螺纹” 以连续方法被成形。
本发明的成形结构可为如下形式 : 平板、 辊、 带、 套管等。在一个实施方案中, 成形 结构为辊的形式。
成形结构的底部表面可为例如多孔的或无孔的。 例如, 底部表面可包括开口, 开口 具有足够小的宽度以便前体纤维网不会变形进入开口中, 开口通过允许空气通过成形结构 给成形结构通风。在一个实施方案中, 提供了一个部件以允许所捕集的任何空气在纤维网 下方逸出。 例如, 可提供真空辅助来在纤维网下方移除空气, 例如通过使空气通过成形结构 中的排气孔, 以便不增大生产压花纤维网所需要的必需压力。
成形结构的底部表面可为例如多孔的或无孔的。 例如, 底部表面可包括开口, 开口 具有足够小的宽度以便前体纤维网不变形进入开口中, 开口通过允许空气通过成形结构给 成形结构通风。在一个实施方案中, 提供了一个部件以允许所捕获的任何空气在纤维网下 方逸出。 例如, 可提供真空辅助来在纤维网下方移除空气, 例如通过使空气通过成形结构中 的排气孔, 以便不增大生产压花纤维网所需要的必需压力。 本发明的成形结构任选地还可包括凹痕或孔。如果成形结构还包括凹痕或孔, 当 与本发明的一种方法中的静压充气室结合使用时, 前体纤维网可被静压充气室迫使进入成 形结构的凹痕或孔中, 使得离散的延伸元件可在前体纤维网中成形, 从前体纤维网与其中 成形结构的突出元件由其成形离散的突出元件的表面相对的表面伸出。因此, 可生产两侧 压花的纤维网, 在压花纤维网的每侧上具有不同的延伸元件的图案或尺寸。取决于在成形 结构和静压充气室之间所生成的压力以及突出元件的几何形状和任选的成形结构的凹痕 或孔, 压花纤维网的离散的延伸元件可具有闭合或开口远端。
静压充气室
参见图 9, 利用静压充气室 36 来提供顶靠前体纤维网 34 的力以使前体纤维网 34 适形于成形结构 8 的离散的突出元件 10。优选地, 静压充气室 36 为静态气压室。气体可为 空气、 氮气、 二氧化碳等、 或它们的组合。
静态气压室 36 在前体纤维网 34 上施加压力。静态气压室 36 可包括限定与前体 纤维网 34 相邻的充气室 40 的罩 38。罩 38 可包括至少一个高压气体入口 42, 以允许高压 气体或其它流体进入罩 38, 从而产生静压条件。在静态气压条件下, 没有速度和密度冲击 在未压花的前体纤维网 34 上, 与动压源例如气刀一样。恰恰相反, 在罩 38 中保持静态高气 压, 其在前体纤维网 34 的面向静压充气室 36 表面和前体纤维网 34 的面向成形结构 8 表面 之间产生横跨前体纤维网的压差。在一个实施方案中, 罩 38 可宽于前体纤维网, 前体纤维 网可增强与罩 38 所形成的密封。压差足以迫使前体纤维网 34 适形于成形结构 8 的离散的 突出元件 10。压差可例如通过在前体纤维网 34 的面向成形结构 8 的表面上施用真空而增 强。
适用的静态气压室也描述于 2010 年 3 月 11 日提交的题目为 “APPARATUS FOR EMBOSSING A WEB” 的美国临时专利申请序列号 ____/____, ____(P&G Case 11639P) 中, 以 及描述于美国专利 5,972,280 中。
前体纤维网
根据本公开的方法将前体纤维网 34 转换加工成压花纤维网 16。适用的前体纤维 网包括可由横跨前体纤维网 34 的静压充气室 36 生成的压差进行变形的材料, 使得前体纤 维网 34 适形于成形结构 8 的离散的突出元件 10 以生产压花纤维网 16。
前体纤维网 34 通常包括合成材料、 金属材料、 生物材料 ( 具体地讲, 动物衍生材 料 )、 或它们的组合。前体纤维网 34 可任选地包括纤维素材料。在一个实施方案中, 前体 纤维网 34 不含纤维素材料。适用前体纤维网的非限制性实例包括薄膜例如聚合物或热塑 性薄膜、 箔例如金属箔 ( 例如, 铝、 黄铜、 铜等 )、 包括供应充足的聚合物的纤维网、 泡沫、 包 括纤维的 ( 例如, 的纤维质非织造纤维网、 胶原薄膜、 丁聚糖膜、 人造丝、 玻璃纸 等。合适的前体纤维网还包括这些材料的层压体或共混物。
如果所述前体为纤维网, 则所述纤维网通常将具有高密度使得其行为类似于薄膜 材料。这种高密度纤维网的一个实例为 在一个实施方案中, 前体纤维网 34 为聚合物薄膜。合适的聚合物薄膜包括热 塑性薄膜诸如聚乙烯、 聚丙烯、 聚苯乙烯、 聚对苯二甲酸乙二酯 (PET)、 聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)、 聚乙烯醇 (PVA)、 尼龙、 聚四氟乙烯 (PTFE)( 例如, 特氟隆 )、 或它们的组合。合适的 聚合物薄膜可包括聚合物的共混物或混合物。
在某些实施方案中, 前体纤维网 34 可为纤维网, 所述纤维网包括供应充足的聚合 物诸如聚交酯、 聚乙交酯、 聚羟基链烷酸酯、 多糖、 聚己酸内酯等、 或它们的混合物。
压花之前的前体纤维网 34 的厚度通常将在约 5 至约 300 微米, 约 5 微米至约 150 微米, 约 5 微米至约 100 微米, 或约 15 微米至约 50 微米的范围内。其它合适的厚度包括约 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 20、 30、 40、 50、 60、 70、 80、 90、 100、 150、 200、 250 或 300 微米。
前体纤维网诸如聚合物纤维网通常将具有约 -100 ℃至约 120 ℃, 或约 -80 ℃至 约 100℃, 或其他合适范围内的玻璃化转变温度。前体纤维网诸如聚合物纤维网可具有约 100℃至约 350℃的熔点。例如, 由 LDPE 或者 LDPE 和 LLDPE 的共混物形成的前体纤维网 34 具有约 110℃至约 122°的熔点。由聚丙烯形成的前体纤维网 34 具有约 165℃的熔点。由 聚酯形成的前体纤维网 34 具有约 255℃的熔点。由尼龙 6 形成的前体纤维网 34 具有约 21 5℃的熔点。由 PTFE 形成的前体纤维网 34 具有约 327℃的熔点。
在一个实施方案中, 该方法在小于前体纤维网的熔点的温度下进行。 例如, 该方法 可在比前体纤维网的熔点低 10℃的温度下进行。在另一个实施方案中, 该方法在大体上等 于前体纤维网的熔点的温度下进行。在一个实施方案中, 该方法在大于前体纤维网的玻璃 化转变温度的温度下进行。
任选地, 在该方法中, 在压花之前可增塑前体纤维网 34 以使其脆性减小。
在一个实施方案中, 前体纤维网 34 是应变硬化的。前体纤维网 34 的应变硬化性 质可为所期望的以有利于前体纤维网 34 适形于成形结构 8 的离散的突出元件 10。这对于 生产其中期望压花纤维网 16 的延伸元件 22 的闭合远端 24 的压花纤维网可为优选的。
前体纤维网 34 可为具有足够的材料特性以通过本公开的压花方法成为本文所述 的压花纤维网 16 的任何材料例如聚合物膜。前体纤维网 34 通常将具有屈服点并且前体纤 维网 34 优选地被拉伸超过其屈服点以形成压花纤维网 16。就是说, 前体纤维网 34 应当具 有足够的屈服特性, 使得前体纤维网 34 可应变到某一程度而不破裂以生产具有闭合远端
24 的预期的离散的延伸元件 22, 或者在压花纤维网 16 包括具有开口远端 24 的离散的延伸 元件 22 的情况下破裂形成开口远端 24。 如下面所公开的那样, 加工条件例如温度对于给定 的聚合物可变化以允许它伸展而破裂或不破裂来形成具有所期望的离散延伸元件 22 的压 花纤维 16。 因此, 一般来讲, 已发现被用作用于生产压花纤维网 16 的前体纤维网 34 的原材 料表现出低屈服和高延伸率特性。此外, 如前所述, 前体纤维网优选地应变硬化。适于用作 前体纤维网 34 的薄膜的实例包括包含如下物质的薄膜 : 低密度聚乙烯 (LDPE)、 线性低密度 聚乙烯 (LLDPE)、 以及线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯的共混物 (LLDPE/LDPE)。
前体纤维网 34 也必须为可充分变形的并具有足够的用作前体纤维网 34 的延展 性。如本文所用, 术语 “可变形的” 描述如下的材料 : 当被拉伸超过其弹性极限时, 所述材料 将大体上保持其新形成的构象, 并且在或靠近所得压花纤维网 16 的离散的延伸元件 22 的 远端 24 和 / 或沿着其侧壁表现出薄化。
一 种 被 发 现 适 于 用 作 前 体 纤 维 网 34 的 材 料 为 得 自 The Dow Chemical Company(Midland, MI, USA) 的 DOWLEX 2045A 聚乙烯树脂。具有 20 微米厚度的这种材料的 薄膜可具有至少 12MPa 的拉伸屈服强度 ; 至少 53MPa 的极限拉伸强度 ; 至少 635%的极限伸 长率 ; 和至少 210MPa 的拉伸模量 (2%正割 )( 以上测量值每个均根据 ASTM D 882 确定 )。 其它合适的前体纤维网包括得自 RKW US, Inc.(Rome, Georgia) 的约 25 微米 (1.0mil) 厚 且具有约 24 克 / 平方米 (“gsm” ) 的基重的聚乙烯薄膜以及得自 RKW US, Inc. 的具有约 14gsm 的基重和约 15 微米厚度的聚乙烯 / 聚丙烯薄膜。 前体纤维网 34 可为两个或更多个纤维网的层压体, 并且可为共挤出的层压体。例 如, 前体纤维网 34 可包括两个层, 并且前体纤维网 34 可包括三个层, 其中最内层被称为芯 层, 并且所述两个最外层被称为表皮层。在一个实施方案中, 前体纤维网 34 包括具有约 25 微米 (0.001 英寸 ) 总体厚度的三层共挤出层压体, 其中芯层具有约 18 微米 (0.0007 英寸 ) 的厚度 ; 以及每个表皮层具有约 3.5 微米 (0.00015 英寸 ) 的厚度。在一个实施方案中, 这 些层可包括具有不同应力 / 应变和 / 或弹性特性的聚合物。
前体纤维网 34 可使用在常规共挤出薄膜制造设备上生产多层的薄膜的常规规程 来制造。 如果需要包括共混物的层, 可首先干共混上述各组分的粒料, 然后在喂入该层的挤 出机中进行熔融混合。 作为另外一种选择, 如果在挤出机中发生了不充分混合, 则可首先干 燥共混所述粒料, 然后在预配混挤出机中进行熔融混合, 随后在薄膜挤出之前重新制粒。 用 于制造前体纤维网 34 的合适的方法公开于美国专利 5,520,875 和美国专利 6,228,462 中。
一般来讲, 在压花纤维网 16 上形成高面密度 ( 或低平均中心至中心间距 ) 的离散 的延伸元件 22 的能力会受到前体纤维网 34 的厚度的限制。
在某些实施方案中, 前体纤维网 34 还可任选地包括表面活性剂。如果利用的话, 优选的表面活性剂包括来自非离子族的那些例如 : 醇乙氧基化物、 烷基酚乙氧基化物、 羧酸 酯、 甘油酯、 脂肪酸的聚氧乙烯酯、 与松香酸相关的脂族羧酸的聚氧乙烯酯、 脱水山梨醇酯、 乙氧基化脱水山梨醇酯、 乙氧基化天然脂肪、 油、 和蜡、 脂肪酸的乙二醇酯、 羧基氨化物、 二 乙醇胺缩合物、 和聚环氧烷嵌段共聚物。所选定的表面活性剂的分子量可在约 200 克 / 摩 尔至约 10,000 克 / 摩尔的范围内。优选的表面活性剂具有约 300 至约 1,000 克 / 摩尔的 分子量。
如果利用的话, 最初混合进前体纤维网 34 中的表面活性剂含量按总的前体纤维
网 34 重量计可多达 10%。在优选的分子量范围 (300-1,000 克 / 摩尔 ) 中的表面活性剂可 以较低含量进行添加, 一般为整个前体纤维网 34 重量的约 5%或以下。
在某些实施方案中, 前体纤维网 34 也可在所述共混聚合物中包括二氧化钛。可提 供二氧化钛以便增大压花纤维网 16 的不透明度。二氧化钛可按前体纤维网 34 例如低密度 聚乙烯的重量计至多约 10%的量加入。
任选地, 可在前体纤维网 34 的一个或多个层中加入其它添加剂诸如颗粒材料例 如颗粒状皮肤处理剂或防护剂, 或者吸收气味活性添加剂例如沸石。 在一些实施方案中, 当 用于皮肤接触应用时, 包括颗粒物质的压花纤维网可允许活性物质以非常直接和有效的方 式接触皮肤。具体地讲, 在一些实施方案中, 离散的延伸元件 22 的形成可在或靠近它们的 远端 24 暴露颗粒物质。 因此, 活性物质诸如皮肤护理剂可局限在或靠近离散的延伸元件 22 的远端 24 以允许当压花纤维网 16 用于皮肤接触应用时皮肤直接接触到此类皮肤护理剂。
如果用于前体纤维网 34, 则颗粒物质的平均粒度通常将为 0.2 至约 200 微米或者 约 5 微米至约 100 微米。 使用某些颗粒材料诸如云母干涉颗粒可显著地改善压花纤维网 16 的视觉外观。
前体纤维网 34 也可任选地包括用来向材料赋予某种颜色的着色剂诸如颜料、 色 淀、 调色剂、 染料、 墨或其他试剂, 以改善压花纤维网 16 的视觉外观。 本文合适的颜料包括无机颜料、 珠光颜料、 干涉颜料等。 合适的颜料的非限制性实 例包括滑石、 云母、 碳酸镁、 碳酸钙、 硅酸镁类、 硅酸铝镁盐、 二氧化硅、 二氧化钛、 氧化锌、 红 氧化铁、 黄氧化铁、 黑氧化铁、 炭黑、 群青颜料、 聚乙烯粉末, 甲基丙烯酸酯粉末, 聚苯乙烯粉 末, 丝粉、 结晶纤维素、 淀粉、 钛酸云母、 氧化铁钛酸云母、 氯氧化铋等。
合适的着色纤维网描述于 2010 年 3 月 11 日提交的题目为 “COLORED WEB MATERIAL COMPRISING A PLURALITY OF DISCRETE EXTENDED ELEMENTS” (P&G 案号 11634) 的共同未决 的美国专利申请序列号 ____/____, ____、 和 2010 年 3 月 11 日提交的题目为 “WEB MATERIAL EXHIBITING VIEWING-ANGLE DEPENDENT COLOR AND COMPRISING A PLURALITY OF DISCRETE EXTENDED ELEMENTS” (P&G 案号 11635) 的美国专利申请序列号 ____/____, ____ 中。
前体纤维网 34 也可任选地包括填料、 增塑剂等。
压花纤维网
前体纤维网 34 根据本公开的方法来加工以形成压花纤维网 16, 所述压花纤维网 可具有各种所期望的结构特征和特性诸如所期望的柔软手感和审美上悦人的视觉外观。 前 体纤维网 34 被设置在成形结构 8 和所提供的静压充气室 36 之间以使前体纤维网 34 适形 于成形结构 8 的离散的突出元件 10。参见图 6, 从而产生了具有离散的延伸元件 22 的压花 纤维网 16。如图 7 所示, 离散的延伸元件 22 具有开口近端 30 和开口 ( 如图 8 所示 ) 或闭 合远端 24( 如图 6 和 7 所示 )
在一个实施方案中, 通过本文所述的方法得到的压花纤维网 16 可具有类似于美 国专利 7,402,723 或 7,521,588 所详述的结构 10。
所述三维的压花纤维网 16 从前体纤维网 34 生产出, 所述前体纤维网可为单层的 材料纤维网或多层的共挤出的或层压材料纤维网, 如前文所述。层压薄膜材料可为共挤出 的, 如本领域已知的用于制造层压薄膜的材料, 包括具有表皮层的薄膜。在图 6 所示的实施 方案中, 前体纤维网 34 为两层的层压薄膜, 所述薄膜包括第一层 18 和第二层 20。
离散的延伸元件 22 被成形为纤维网的突起延伸部, 一般位于其第一表面 26 上。 压 花纤维网 16 上的离散的延伸元件 22 的数目、 尺寸和分配情况可基于所期望的柔软感、 声音 效应和视觉效应来预定。为在一次性吸收制品或包装中应用例如顶片、 底片或纺粘纸包装 材料, 期望离散的延伸元件 22 仅从压花纤维网 16 的一个表面突出。因此, 当将压花纤维网 16 用作一次性吸收制品中的顶片时, 可定向压花纤维网 16 使得离散的延伸元件 22 接触皮 肤给予优良的柔软印象。此外, 具有包括闭合远端 24 的离散的延伸元件 22 还可导致回渗 减少, 即, 减少在首次穿过了顶片的孔达到下面的吸收层之后被再引入到顶片的表面中的 流体的量。
参见图 7, 离散的延伸元件 22 可被描述成从压花纤维网 16 的第一表面 28 突出。 同样, 离散的延伸元件 22 可被描述成与前体纤维网 34 成一整体, 并通过前体纤维网 34 的 永久局部塑性变形而形成。离散的延伸元件 22 可被描述成具有限定敞开的近侧部分 30 和 闭合或开口远端 24 的侧壁 28。 离散的延伸元件 22 各具有从相邻的延伸元件之间的最小振 幅 Amin 至在闭合或敞开的远端 24 处的最大振幅 Amax 测得的高度 h。离散的延伸元件 22 具 有直径 d, 对于大致圆柱形结构 10 而言, 其为在横向截面处的外直径。 “横向” 是指大致平行 于第一表面 26 的平面。就具有非均匀横向截面的大致柱状离散的延伸元件 22 和 / 或非圆 柱形结构的离散的延伸元件 22 而言, 直径 d 被测量为离散的延伸元件的 1/2 高度 h 处的平 均横向截面尺寸。因此, 对于每个离散的延伸元件, 可确定被定义为 h/d 的纵横比。离散的 延伸元件可具有至少约 0.2, 至少约 0.3, 至少约 0.5, 至少约 0.75, 至少约 1, 至少约 1.5, 至 少约 2, 至少约 2.5, 或者至少约 3 的纵横比 h/d. 离散的延伸元件 22 通常将具有至少约 30 微米, 至少约 50 微米, 至少约 65 微米, 至少约 80 微米, 至少约 100 微米, 至少约 120 微米, 至少约 150 微米, 或者至少约 200 微米的高度 h。 延伸元件通常将具有与前体纤维网的厚度 至少相同的高度, 或至少 2 倍的前体纤维网的厚度, 或优选地至少 3 倍的前体纤维网的厚度 的高度。离散的延伸元件 22 通常将具有约 50 微米至约 5,000 微米, 约 50 微米至约 3,000 微米, 约 50 微米至约 500 微米, 约 65 微米至约 300 微米, 或约 75 微米至约 200 微米的直径 d。在某些实施方案中, 离散的延伸元件 22 可具有至多约 2.5 厘米, 至多约 2 厘米, 至多约 1.5 厘米, 至多约 1cm, 至多约 0.5 厘米, 或者至多约 0.1 厘米的较大的直径 d。
就具有大致非柱状或不规则形状的离散的延伸元件 22 而言, 离散的延伸元件的 直径可被限定为两倍的离散的延伸元件在 1/2 高度处的回转半径。
就具有形状诸如脊的离散的延伸元件而言, 所述脊在整个材料纤维网上纵向地延 伸使得延伸元件具有开口的延伸元件的侧壁的一部分, 离散的延伸元件的直径可被限定为 延伸元件在 1/2 高度处的两个相对侧壁之间的平均最小宽度。
一般来讲, 由于任何单个离散的延伸元件的实际高度 h 可能难以确定, 并且由于 实际高度可有变化, 因此多个离散的延伸元件 22 的平均高度 havg 可通过确定压花纤维网 16 的预定区域上的平均最小振幅 Amin 和平均最大振幅 Amax 来确定。此类平均高度 hpavg 通常将 落在上述高度范围内。类似地, 对于变横截面尺寸, 可确定多个离散的延伸元件 22 的平均 直径 davg。此类平均直径 davg 通常将落在上述直径范围内。此类振幅和其他尺寸的测量可 通过本领域已知的任何方法, 诸如通过计算机辅助扫描显微术和数据处理来进行。 因此, 压 花纤维网 16 的预定部分上的离散的延伸元件 22 的平均纵横比 ARavg 可被表示为 havg//davg。
在一个实施方案中, 离散的延伸元件的直径为恒定的或随着振幅的增加而减小( 振幅在闭合远端或开口远端 24 处增加至最大值 )。离散的延伸元件 22 的直径或平均横 向截面尺寸在近侧部分可为最大, 并且横向截面尺寸稳固地减小至远端。这种结构 10 据信 有助于确保压花纤维网 16 可从成形结构 8 容易地移除。在另一个实施方案中, 离散的延伸 元件 22 的直径随着振幅的增大而增大。例如, 离散的延伸元件 22 可具有蘑菇形状。
前体纤维网 34 的薄化可由于所要求的形成高纵横比离散的延伸元件 22 的较深冲 压而发生。例如, 在闭合或开口远端 24 处和 / 或沿着侧壁可观察到薄化。所谓 “观察到” 是 指当在放大的横截面上观察时薄化是明显的。 此类薄化可为有益的, 因为当触摸时, 薄化的 部分对压缩或剪切提供极小的阻力。例如, 当一个人在表现出离散的延展元件 22 的侧面上 接触压花纤维网 16 时, 人的指尖首先接触离散的延展元件 22 的闭合或开口远端 24。由于 离散的延展元件 22 的高纵横比以及远端 24 处和 / 或沿着侧壁前体纤维网 34 的壁减薄的 缘故, 离散的延伸元件 22 提供对由人的手指施加在压花纤维网 16 上的压缩或剪切的很小 阻力。这种阻力不足表现为柔软感, 非常类似于丝绒织物的触感。
在闭合或开口远端 24 处和 / 或沿着侧壁前体纤维网 34 的薄化可相对于前体纤维 网 34 的厚度或者相对于完全围绕着压花纤维网 16 的离散的延伸元件 22 的平面区域的厚 度进行测量。前体纤维网 34 通常将表现出相对于前体纤维网 34 的厚度至少约 25%, 至少 约 50%, 或者至少约 75%的减薄。前体纤维网 34 通常将表现出相对于围绕着压花纤维网 16 的离散的延伸元件 22 的平面区域的厚度至少约 25%, 至少约 50%, 至少约 75%, 或者至 少约 85%的减薄。
应当指出的是, 仅具有如本文所公开的离散的延伸元件 22 且不具有宏观孔或包 括开口远端 24 的离散的延伸元件 22 的流体不可渗透的纤维网可为其中不要求流体渗透性 的任何应用提供柔软性。 因此, 在一个实施方案中, 所述方法生产在其至少一个表面上表现 出柔软和丝般触觉印象的压花纤维网 16, 压花纤维网 16 的丝般感觉表面表现出离散的延 伸元件 22 的图案, 每个离散的延伸元件 22 均是纤维网表面的突出延伸部并具有限定开口 近侧部分 30 和闭合或开口远端 24 的侧壁, 离散的延伸元件 22 在开口近侧部分 30 处或靠 近其具有最大的横向截面尺寸。
压花纤维网 16 也可表现出改善的声音效应。例如, 当处理或手工操作时, 与前体 纤维网 34 相比, 压花纤维网 16 产生较小的声音。任选地, 当触摸或摩擦时, 某些压花图案 可产生与众不同的所期望的声音。
可最优化离散的延伸元件 22 的 “面密度” , 所述面密度为第一表面 26 的每单位面 积上的离散的延伸元件 22 的数目, 并且压花纤维网 16 通常将包括约 4 至约 10,000, 约 95 至 约 10,000, 约 240 至约 10,000, 约 350 至约 10,000, 约 500 至约 5,000, 或约 700 至约 3,000 个离散的延伸元件 22/ 平方厘米。一般来讲, 可优化中心至中心间距以便触觉印象适合, 而 同时最小化离散的延伸元件 22 之间材料例如流体的捕集。相邻离散的延伸元件 22 之间的 中心至中心间距可为约 100 微米至约 1,000 微米, 约 30 微米至约 800 微米, 约 150 微米至 约 600 微米, 或者约 180 微米至约 500 微米。
当压花纤维网 16 用作一次性吸收制品的顶片时, 压花纤维网 16 还可包括允许流 体流过压花纤维网 16 的宏观孔。
用于制造压花纤维网的方法
再次参见图 9, 用于成形压花纤维网 16 的方法包括在静压充气室 36 和成形结构 8之间喂送到前体纤维网 34, 和施加足以使前体纤维网 34 的各部分适形于成形结构 8 的离散 的突出元件 10 的来自静压充气室 36 的气压抵靠前体纤维网 34 和成形结构 8, 从而形成具 有离散的延伸元件 22 的压花纤维网 16。 取决于所产生的压力和成形结构 8 的形貌, 前体纤 维网 34 适形于成形结构 8 可为部分适形、 基本适形或完全适形。尽管不受理论的束缚, 据 信开口远端 24 可通过在前体纤维网 34 适形于成形结构 8 的离散的突出元件 10 的同时使 前体纤维网 34 局部破裂而成形。
为了永久地变形前体纤维网 34 以形成压花纤维网 16, 外加压力一般足以将所述 前体拉伸超过其屈服点。
该方法可为批量方法或连续方法。批量方法可涉及提供单独的前体纤维网 34 材 料片放置在成形结构 8 和静压充气室 36 之间。
连续方法可涉及提供前体纤维网 34 材料卷, 将其退绕并送进成形结构 8 和静压充 气室 36 之间。成形结构 8 可例如呈辊的形式。当前体纤维网 34 通过成形结构 8 辊和静压 充气室 36 之间时, 形成了压花纤维网 16。
该方法可具有相对短的保压时间。如本文所用, 术语 “保压时间” 是指将压力施加 到前体纤维网 34 的给定部分的时间量, 通常前体纤维网 34 的给定部分放置在成形结构 8 和静压充气室 36 之间花费的时间量。 所述压力通常被施加到前体纤维网 34 上不到约 5 秒, 不到约 1 秒, 不到约 0.5 秒, 不到约 0.1 秒, 不到约 0.01 秒, 或则不到约 0.005 秒的保压时 间。例如, 保压时间可为约 0.5 毫秒至约 50 毫秒。即使用这么相当短的保压时间, 也可生 产出本文所述的具有所期望的结构特征的压花纤维网。因此, 本公开的方法使得能够高速 地生产压花纤维网。
前体纤维网 34 可按至少约 0.01 米 / 秒, 至少约 1 米 / 秒, 至少约 5 米 / 秒, 或至 少约 10 米 / 秒的速率在成形结构 8 和静压充气室 36 之间喂入。其它合适的速率包括例如 至少约 0.01、 0.05、 0.1、 0.5、 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9 或 10 米 / 秒。
取决于诸如成形结构 8 的离散的突出元件 10 的形状和所施加的压力之类的因素, 通过本公开的方法生产的压花纤维网 16 的延伸元件的远端 24 可为或是闭合的或开口的。
所述方法可在环境温度下执行, 意思是没有热量被有意施加到成形结构 8 和 / 或 前体纤维网 34 上。 然而, 应当认识到, 由于成形结构 8 和静压充气室 36 之间的压力的缘故, 可生成热量, 尤其是在连续方法中。因此, 成形结构 8 和 / 或静态气压室的气体可被冷却以 便将加工条件维持在所期望的温度例如环境温度。
该方法也可用具有高温的前体纤维网 34 来进行。例如, 前体纤维网 34 的温度可 小于前体纤维网 34 的熔点。例如, 前体纤维网 34 的温度可为在前体纤维网 34 的熔点之下 至少约 10℃。前体纤维网 34 特别是包括聚乙烯类的前体纤维网 34 在加工期间可具有约 10℃至约 200℃, 约 10℃至约 120℃, 约 20℃至约 110℃, 约 10℃至约 80℃, 或者约 10℃至 约 40℃的温度。 前体纤维网 34 在加工期间可通过采用用于静压充气室 36 的热流体压力源 加热前体纤维网 34 和 / 或通过加热成形结构 8 而加热。例如, 可采用加热的气体作为静压 充气室 36 的压力源。
在一个实施方案中, 在成形结构和柔顺基底之间提供前体纤维网之前, 不加热所 述前体纤维网。 在另一个实施方案中, 在成形结构和柔顺基底之间提供前体纤维网之前, 不 加热前体纤维网、 成形结构和柔顺基底。一般来讲, 本发明的方法可在约 10℃至约 200℃, 约 10℃至约 120℃, 约 10℃至约 80℃, 或者约 10℃至约 40℃的温度下来执行。所述温度可通过例如非接触温度计例如红外 线温度计或者激光温度计来测量, 测量在静压充气室和成形结构 8 之间的辊隙处的温度。 所述温度也可采用温度敏感材料例如得自 Paper Thermometer Company 的 Thermolabel 来 确定。
用静压充气室 36 提供平均压力。 平均压力足以使被设置在成形结构 8 和静压充气 室 36 之间的前体纤维网 34 适形于成形结构 8 的离散的突出元件 10 以形成压花纤维网 16。 一般来讲, 在成形结构 8 和静压充气室 36 之间所提供的平均压力为约 0.1MPa 至约 25MPa, 约 1MPa 至约 20MPa, 约 0.5MPa 至约 10MPa, 约 10MPa 至约 25MPa, 或者约 0.5MPa 至约 5MPa。
所述方法任选地还可包括在在成形结构 8 和静压充气室 36 之间提供前体纤维网 34 之前给前体纤维网 34 和 / 或成形结构 8 施用增滑剂。这对降低前体纤维网 34 和成形结 构 8 之间的摩擦可为有益的, 特别是在连续方法中。适用增滑剂的非限制性实例包括硅氧 烷、 滑石、 润滑油等。
所述方法任选地可与其它方法相组合以进一步处理压花纤维网 16。 在一个实施方 案中, 此类附加方法可在同一加工生产线上与所述方法相组合以生产例如吸收制品。在一 个实施方案中, 将该方法与可在压花纤维网 16 中赋予宏观孔的方法诸如 US 2006/0087053 A1 或 US 2005/0064136 A1 所述的方法相组合。这种方法的组合可生产出可适于用作吸收 制品中的顶片的宏孔的压花纤维网 16。这种宏孔的压花纤维网 16 可通过将其与其他吸收 制品组件诸如吸收芯、 底片等相组合而被后续地转换加工成吸收制品, 优选地在相同方法 的制造线上进行转换加工。 除了前文所述的方法以外, 还设想到用于制造压花纤维网的可供选择的方法。所 述方法还可包括施加来自第二压力源的压力。第二压力源可选自由下列组成的组 : 静态液 体压力充气室、 静态气体压力充气室、 速度气体压力源诸如气刀、 速度液体压力源诸如常规 的液压成形法中所用的压力源、 和柔顺基底。美国临时专利申请号 61/159,906 公开了用于 本公开的方法的一种适用的柔顺基底。由第二压力源作用在前体纤维网 34 上的压力通常 将类似于由前文所述的静压充气室 36 作用在前体纤维网 34 上的那些压力。第二压力源可 在静压充气室之前或之后顶靠前体纤维网施加压力。例如, 所述方法可包括采用多个静压 充气室。在一个实施方案中, 提供至少两个静压充气室, 并且在成形结构 8 和第一静压充气 室之间将压力施加在前体纤维网 34 的第一部分上。然后可在成形结构 8 和第二静压充气 室之间将压力施加在前体纤维网 34 的第一部分上。这可进一步使所记录的前体纤维网的 一部分适形于成形结构的同一离散的突出元件。 这可允许增强通过该方法所形成的离散的 延伸元件。
压花纤维网的用途
所述压花纤维网可用于许多不同的方面, 包括用作吸收制品的组件材料 ( 诸如顶 片、 底片或防粘纸包裹物 )、 包装 ( 诸如流动包裹、 收缩包装膜或塑料袋 )、 垃圾袋, 食品包裹 物、 牙线、 擦拭物、 电子元件、 壁纸、 衣服、 围裙、 窗口覆盖物、 餐具垫、 书籍封面等。
实施例
下面是用于制造本发明的压花纤维网的方法的非限制性实施例。实施例 1
采用静态气压充气室和具有约 1550 个离散的突出元件每平方厘米 ( 约 10,000 个离散的突出元件每平方英寸, 100 目 ) 的成形结构生产压花纤维网。成形结构由 DELRIN Acetal 制成并具有约 1mm 的厚度。离散的突出元件具有约 250 微米的高度, 约 105 微米的 直径 ( 在 1/2 高度处测量 ) 和约 270 微米的中心至中心间距。离散的突出元件的侧壁是锥 形的, 成约 8°的角度。突出元件的远端具有约 88 微米的直径。离散的突出元件相对于相 邻的突出元件是偏移的。
所用的前体纤维网 34 为获自 RKW US, Inc. 的聚乙烯薄膜, 其为约 15 微米厚并且 具有约 14.2 克 / 平方米 (“gsm” ) 的基重。
压花方法采用具有成形结构的高速研究压机在约 20 ℃的环境温度下执行。高 速研究压机详细描述于美国专利公布号 2009/0120308 中, 并且被设计用来模拟用于压花 前体纤维网 34 的连续生产线工艺。压机包括具有被橡胶 (40A 硬度氯丁橡胶 ) 围绕着的 25mm×25mm 开口的进气歧管板, 其连接到高压源以传输压力给静态气压室。成形结构接 合进气歧管板的橡胶到约 1.8mm 的压缩距离, 在成形结构和橡胶之间密封前体纤维网。从 而通过静态气压充气室产生了横跨前体纤维网的压差, 其中大气压存在于前体纤维网的面 向成形结构侧上以及约 2MPa 的压力存在于前体纤维网的相对侧上, 来自静态气压充充气 室。操纵压机来模拟 205mm 的成形结构辊直径。在成形结构 8 和静态气压充气室之间以约 2.74m/s 的模拟速率喂入前体纤维网 34。保压时间为约 0.19 秒。所得的压花纤维网包括 具有约 100 微米的平均高度和开口远端 ( 如图 10A 所示 ) 或闭合远端 ( 如图 10B 所示 ) 的 离散的延伸元件。 不应将本文所公开的量纲和值理解为对所引用精确值的严格限制。相反, 除非另 外指明, 每个这样的量纲旨在表示所引用的值和围绕该值功能上等同的范围。 例如, 所公开 的量纲 “40mm” 旨在表示 “约 40mm” 。
除非另行指出, 当本文结合一个实施方案公开某个技术特征时, 该特征可与其他 实施方案或权利要求中所公开的任何其他特征相结合。
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