專利名稱：簇狀的層壓纖維網(wǎng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一次性吸收制品如衛(wèi)生巾的面向身體層。具體地講，本發(fā)明涉及具有改進的流體處理性質(zhì)的頂片。
背景技術(shù)：
一次性吸收制品如一次性尿布、失禁產(chǎn)品、經(jīng)期用品等被廣泛使用，并且人們已進行了許多努力來改進這些制品的有效性和功能性。通常，這些制品具有流體可滲透的面向身體層(通常稱為頂片)、流體不可滲透的面向衣服層(通常稱為底片)和夾在頂片和底片之間的吸收芯。其它部件，如采集層、次頂片和粘合扣件，也是本領(lǐng)域所熟知的。
用于一次性吸收制品中的常規(guī)面向身體層，即頂片，典型地在改進涌出流體的采集和改進干燥度之間顯示具有折衷性。例如，頂片被制成為相對親水以迅速浸濕并采集涌出的液體，但這同樣的相對親水性卻使頂片緊靠穿著者皮膚感覺潤濕，即，降低了干燥性。過去已建議用各種材料和組成結(jié)構(gòu)來提供改進的涌出物采集或改進的回滲，但是這些性質(zhì)仍舊相互關(guān)連，一個與另一個成反比。
已知在頂片中提供一定量的抗壓縮厚度有助于減少回滲。例如，已知三維成形的薄膜頂片如Procter & Gamble Co.出售的ALWAYS衛(wèi)生巾上的DRI-WEAVE頂片與典型的無紡材料頂片相比可提供較少的回滲，即，較好的干燥性。然而，一些消費者表示不喜歡聚合物薄膜頂片，而更喜歡無紡材料制成的頂片。
此外，已知的頂片典型地未被專門設(shè)計用于吸收高粘度流體，如稀軟的大便、傷口滲出物、血液和月經(jīng)。因此，典型的頂片可能泄漏、沾污、以及由于長時間接觸穿著者的皮膚而影響皮膚的健康。
因此，需要一種用于一次性吸收制品的改進的頂片，該頂片能夠在提供較高的涌出物采集速率的同時提供改進的干燥性。
另外，需要一種用于一次性吸收制品的改進的頂片，該頂片能夠在提供較高的涌出物采集速率的同時提供對穿著者而言舒適的改進干燥性。
最后，需要一種可相對廉價地制造用于一次性吸收制品的頂片的方法，所述頂片能夠在提供較高的涌出物采集速率的同時提供改進的干燥性。

發(fā)明內(nèi)容
公開了一種包括頂片、底片和設(shè)置在頂片和底片之間的吸收芯的吸收制品。所述頂片具有第一側(cè)面和第二側(cè)面，所述第一側(cè)面為面向身體側(cè)，并且所述第二側(cè)面與吸收芯保持流體連通。所述頂片還具有第一相對疏水的部件和第二相對親水的部件，所述相對親水的部件從相對疏水的部件中伸出，并被設(shè)置在頂片的兩個側(cè)面上。當用涌出物采集和回滲測試方法測定時，吸收制品顯示具有的回滲值小于約94mg，并且流體采集速率為至少約0.10毫升/秒。


圖1為適用于本發(fā)明制品的纖維網(wǎng)的透視圖。
圖2為圖1所示纖維網(wǎng)的一部分的放大視圖。
圖3為圖2的3-3截面的剖面圖。
圖4為圖3中4-4所示纖維網(wǎng)的一部分的平面圖。
圖5為用于本發(fā)明的纖維網(wǎng)成形裝置的透視圖。
圖6為圖5所示裝置一部分的橫截面圖。
圖7是適用于本發(fā)明制品的纖維網(wǎng)的一個實施方案的成形裝置的一部分的透視圖。
圖8是適用于本發(fā)明制品的纖維網(wǎng)成形裝置的一部分的放大透視圖。
圖9是適用于本發(fā)明制品的纖維網(wǎng)的另一個實施方案的一部分的放大視圖。
圖10是適用于本發(fā)明制品的纖維網(wǎng)的另一個實施方案的一部分的放大視圖。
圖11為本發(fā)明的衛(wèi)生巾部分切除的平面圖。
圖12為本發(fā)明的衛(wèi)生棉塞部分切除的透視圖。
圖13至15為適用于本發(fā)明制品的纖維網(wǎng)的顯微照片。
圖16是由本發(fā)明纖維網(wǎng)所制制品的流體采集和回滲數(shù)據(jù)圖。
具體實施例方式
圖1表示適用于本發(fā)明制品的層壓纖維網(wǎng)1，以下簡稱為纖維網(wǎng)1。纖維網(wǎng)1包括至少兩層。所述各層在本文指一般為平面、二維的前體纖維網(wǎng)，如第一前體纖維網(wǎng)20和第二前體纖維網(wǎng)21。任何一個前體纖維網(wǎng)均可為薄膜、無紡材料或紡織纖維網(wǎng)。前體纖維網(wǎng)20和21(以及任何附加纖維網(wǎng))可通過粘合劑、熱結(jié)合、超聲結(jié)合等進行接合，但優(yōu)選不使用粘合劑或其它粘合形式進行接合。如下所公開的，纖維網(wǎng)1的組成前體纖維網(wǎng)可通過由毛簇6的形成而產(chǎn)生的互鎖機械嚙合進行接合。
纖維網(wǎng)1具有第一側(cè)面3和第二側(cè)面5，術(shù)語“側(cè)面”用在一般為平面的二維纖維網(wǎng)(如當處于通常平放狀態(tài)時具有兩個側(cè)面的紙和薄膜)的常見用法中。每一前體纖維網(wǎng)20和21均分別具有第一表面12和13，并分別具有第二表面14和15(如圖3中所示)。纖維網(wǎng)1具有如纖維網(wǎng)制造領(lǐng)域通常所知的縱向(MD)和橫向(CD)。盡管本發(fā)明可以用聚合物薄膜和機織纖維網(wǎng)來實施，但在優(yōu)選的實施方案中第一前體纖維網(wǎng)20為由基本無規(guī)定向纖維構(gòu)成的無紡織網(wǎng)?！盎緹o規(guī)定向”是指由于所述前體纖維網(wǎng)的加工條件，可能MD(縱向)取向纖維的量高于CD(橫向)取向纖維的量，反之亦然。例如，在紡粘和熔噴處理中連續(xù)股纖維被沉積在縱向移動的支撐上。盡管試圖讓紡粘或熔噴無紡織網(wǎng)的纖維取向真正“隨機”，但通?？v向取向纖維的百分比與橫向的相比要稍高。在一個優(yōu)選的實施方案中，第二前體纖維網(wǎng)21是類似于第一前體纖維網(wǎng)20的無紡織網(wǎng)，或是聚合物薄膜，如聚乙烯薄膜。如果需要，該薄膜可開孔。
在一個實施方案中，纖維網(wǎng)1的第一側(cè)面3被第二前體纖維網(wǎng)21的第一表面13的外露部分和至少一個、但優(yōu)選多個離散毛簇6確定，所述離散毛簇為無紡第一前體纖維網(wǎng)20纖維的整體伸出部分。每個毛簇6均可包括多個延伸穿過第二前體纖維網(wǎng)21并且由它們的第一表面13向外的環(huán)狀、對齊的纖維8。在另一個實施方案中，每個毛簇6均可包括多根非環(huán)狀纖維18(如圖3所示)，所述非環(huán)狀纖維從第一表面13向外伸出。在另一個實施方案中，每個毛簇6均可包括多個纖維，所述纖維是無紡第一前體纖維網(wǎng)20和無紡第二前體纖維網(wǎng)21兩者纖維的整體伸出部分。
本文所用術(shù)語“無紡織網(wǎng)”指具有相互交錯但并無機織或編織織物中那樣的重復(fù)圖案的獨立纖維或絲線結(jié)構(gòu)的纖維網(wǎng)，所述機織或編織織物典型地不具有無規(guī)定向纖維。無紡織網(wǎng)或織物已經(jīng)由多種方法形成，例如熔噴法、紡粘法、水刺法、水纏繞、氣流成網(wǎng)和粘合粗梳纖維網(wǎng)法，包括粗梳熱結(jié)合。無紡織物的定量通常用克每平方米(gsm)表示。層壓纖維網(wǎng)的定量是各組成層和任何其它附加部件的組合定量。纖維直徑通常用微米表示；纖維尺寸也可以用旦表示，它是每纖維長度重量的單位。適用于本發(fā)明制品的層壓纖維網(wǎng)的定量可以為10gsm至100gsm，這取決于所述纖維網(wǎng)1的最終用途。
無紡前體纖維網(wǎng)20和/或21的組成纖維可以是如本領(lǐng)域已知的聚合物纖維。纖維可以是單組分、雙組分和/或雙成分、非圓形的(例如，毛細管道纖維)，并且可具有的主橫截面尺寸(例如，圓纖維的直徑)為0.1微米至500微米。無紡前體纖維網(wǎng)的組成纖維也可以是不同纖維類型的混合物，這些不同纖維類型在如化學(xué)(例如PE和PP)、組分(單-和雙-)、形狀(即毛細管道和圓形)等這些特征上不相同。組成纖維的范圍可以為約0.1旦至約100旦。
本文所用“紡粘纖維”是指通過如下方法形成的小直徑的纖維將熔融的熱塑性材料從噴絲頭的多個精細的且通常為圓形的毛細管擠出成為長絲，然后將擠出的長絲直徑快速減小。當紡粘纖維被沉積到收集面上時通常不發(fā)粘。紡粘纖維通常為連續(xù)的且具有的平均直徑(來自至少10個的樣本)大于7微米，更具體地講，在約10微米和40微米之間。
本文所用術(shù)語“熔噴法”是指如下形成纖維的方法將熔融的熱塑性材料通過多個精細、通常為圓形的模具毛細管以熔融絲線或細絲擠出到會聚的高速、通常為熱的氣(如空氣)流中，該氣流使熔融熱塑性材料的細絲變細以減小其直徑，該直徑可至微纖維直徑。其后，熔噴纖維仍然發(fā)粘時由高速氣流運載并沉積于收集表面上，形成無規(guī)分布的熔噴纖維的纖維網(wǎng)。熔噴纖維是連續(xù)的或不連續(xù)的微纖維，并且通常平均直徑小于10微米。
本文所用術(shù)語“聚合物”通常包括但不限于均聚物、共聚物，例如嵌段、接枝、無規(guī)及交替共聚物、三元共聚物等，以及它們的共混物和改性物。此外，除非另有具體確定，術(shù)語“聚合物”包括所述材料的所有可能的幾何構(gòu)形。所述構(gòu)形包括，但不限于，全同立構(gòu)、無規(guī)立構(gòu)、間同立構(gòu)以及隨機對稱。
本文所用術(shù)語“單組分”纖維是指僅使用一種聚合物由一個或多個擠出機成形的纖維。這并不意味著排除由其中添加了少量添加劑用于染色、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，例如用來染色的二氧化鈦，通常以小于約5％重量且更典型約2％重量的含量存在。
本文所用術(shù)語“雙組分纖維”是指由至少兩種不同的聚合物從各自的擠出機擠出但紡在一起形成一根纖維的纖維。雙組分纖維有時也指共軛纖維或多組分纖維。所述聚合物被排列在基本定位不變的截然不同的區(qū)域中，這些區(qū)域與雙組分纖維的橫截面交叉且沿著雙組分纖維的長度連續(xù)地延伸。例如，這種雙組分纖維的構(gòu)型可以是鞘/芯型排列，其中一種聚合物被另一種聚合物圍繞，或者是并列型排列、餅式排列、或“天星狀”排列。
本文所用術(shù)語“雙成分纖維”是指由同一個擠出機擠出作為共混物的至少兩種聚合物形成的纖維。雙成分纖維不具有被排列在基本定位不變的、與纖維橫截面交叉的截然不同區(qū)域中的各種聚合物組分，并且各種聚合物沿著纖維的整個長度通常不是連續(xù)的，而是通常為隨機開始和結(jié)束的成形原纖。雙成分纖維有時也指多成分纖維。
本文所用術(shù)語“非圓形纖維”描述的是具有非圓形橫截面的纖維，并且包括如本領(lǐng)域已知的“成形纖維”和“毛細管道纖維”。這些纖維可以是實心或中空的，并且它們可以是三葉形、△形，并且優(yōu)選在其外表面具有毛細管道的纖維。毛細管道可以是各種橫截面形狀，如“U形”、“H形”、“C形”、“V形”。一個優(yōu)選的毛細管道纖維為T-401，命名為4DG纖維，購自TN，Johnson City的Fiber Innovation Technologies。T-401纖維為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
本文所用術(shù)語“整體”(如用于毛簇6的“整體伸出部”中)是指毛簇6的纖維來源自前體纖維網(wǎng)20和/或21的纖維。因此，毛簇6的環(huán)狀纖維8和非環(huán)狀纖維18可以是第一前體纖維網(wǎng)20塑性變形并伸出的纖維，并且因此與第一前體纖維網(wǎng)20是一體的。類似地，對于其中第二前體纖維網(wǎng)21是包含類似可延展纖維的無紡材料的實施方案，第二前體纖維網(wǎng)21的纖維可有助于形成毛簇6。本文所用“整體”是用來區(qū)別于為了制造毛簇而引入或加入到單獨的前體纖維網(wǎng)中的纖維，例如，象常規(guī)地毯生產(chǎn)中通常所做的。
毛簇6的數(shù)量、間距和尺寸可以改變以為纖維網(wǎng)1的第一側(cè)面3提供變化的紋理。例如，如果毛簇6有充分靠近的間距，纖維網(wǎng)1的第一側(cè)面3可具有毛巾布狀織物的感覺。可供選擇地，毛簇6可以如直線形或填充形的圖案排列以造成層壓纖維網(wǎng)的一部分具有較強的紋理、柔軟性、堆積體積、吸收性或視覺圖案吸引力。例如，當毛簇6以直線或細紋圖案排列時，毛簇可具有刺繡的外觀。毛簇6也可以排列形成特定的形狀，例如花樣、字母或徽標。同樣地，單個毛簇6的尺寸大小，如高度、長度和寬度也可改變。單個毛簇可以長約3cm，并且可以單獨制造或分散在各種尺寸的毛簇之中。
第一前體纖維網(wǎng)20可以是纖維紡織或無紡織網(wǎng)，其包括具有足夠的伸長特性的纖維以使部分形成毛簇6。如下更全面地所述，在離散、局部的第一前體纖維網(wǎng)20部分將纖維在Z方向推出平面外來形成毛簇。這種推出平面外可以是由于纖維的移動，即纖維能夠相對于其它纖維移動或可謂被“拉”出平面外。然而，對大多數(shù)無紡第一前體纖維網(wǎng)20更常見的為，推出平面外是由于毛簇6的纖維至少被部分塑性拉伸并永久變形形成毛簇6。因此，在一個實施方案中，根據(jù)所需毛簇6的高度，無紡第一前體纖維網(wǎng)20的組成纖維可顯示具有的斷裂伸長率為至少約5％，更優(yōu)選至少約10％，更優(yōu)選至少約25％，更優(yōu)選至少約50％，且更優(yōu)選至少約100％。斷裂伸長率可由簡單的張力測試儀來測定，例如采用Instron張力測試儀，并且通?？梢栽谶@些纖維或纖維網(wǎng)的供應(yīng)商提供的材料數(shù)據(jù)表中找到。
應(yīng)當理解，合適的無紡第一前體纖維網(wǎng)20應(yīng)包括能夠經(jīng)受足夠塑性變形和拉伸伸長、或具有足夠的纖維移動性的纖維，從而可形成環(huán)狀纖維8。然而，人們認識到被推出第一前體纖維網(wǎng)20的第一表面12的平面外的一定百分比的纖維將不形成環(huán)，而代之的是斷裂并形成松散的末端。這些纖維在本文被稱為“松散”纖維或如圖3所示的“松散纖維末端”18。松散纖維末端18對于本發(fā)明未必是不可取的，并且在一些實施方案中，毛簇6的大多數(shù)或全部纖維可以是松散纖維末端18。松散纖維末端18也可以是由短人造短纖維組成或包含短人造短纖維的無紡織網(wǎng)來形成毛簇6的結(jié)果。在這種情況下，一些人造短纖維末端可能突出到毛簇6之中，這取決于如纖維網(wǎng)中人造短纖維的數(shù)量、人造短纖維切割長度，以及毛簇的高度等這些情況。
第一前體纖維網(wǎng)20可以是包含彈性纖維或彈性體纖維的纖維紡織網(wǎng)或無紡織網(wǎng)。彈性纖維或彈性體纖維可以被拉伸至少約50％并且可以恢復(fù)到它們原始尺寸的10％以內(nèi)。如果在無紡材料中由于纖維的移動性，纖維被簡單置換，或如果纖維被拉伸超過它們的彈性極限并塑性變形，毛簇6可以由彈性纖維形成。
為了用作本發(fā)明中的頂片，第一前體纖維網(wǎng)20與第二前體纖維網(wǎng)21相比可相對親水。在一個優(yōu)選實施方案中，第一前體纖維網(wǎng)20與本發(fā)明制品穿著者的皮膚相比也是親水的。如此，與本發(fā)明頂片接觸的流體可浸濕第一前體纖維網(wǎng)的纖維，然后利用毛細管作用通過第二前體纖維網(wǎng)21的開口4被引導(dǎo)至本發(fā)明制品的下層部件。雖然并不認為親水性或疏水性的實際測量是很關(guān)鍵的(僅第一前體纖維網(wǎng)20和第二前體纖維網(wǎng)21之間的相對親水性/疏水性)，但通常，如果第一前體纖維網(wǎng)20顯示具有的與水接觸角小于約70度，則可認為它是親水的。如果第一前體纖維網(wǎng)不是天然親水的(即，聚合物性質(zhì)是不親水的)，則可用本領(lǐng)域已知的方法使其變得親水，例如，將表面活性劑施用于纖維和/或纖維網(wǎng)。
第二前體纖維網(wǎng)21可以是幾乎任何纖維網(wǎng)材料，唯一的要求是它是不太親水的，甚至相對于第一前體纖維網(wǎng)20是疏水的，并且要求它具有足夠完整性以通過以下所述的方法形成層壓材料。在一個實施方案中，第二前體纖維網(wǎng)可以是相對于第一前體纖維網(wǎng)20具有足夠小伸長特性的薄膜或無紡織網(wǎng)，以使得在經(jīng)受來自第一前體纖維網(wǎng)20在第二前體纖維網(wǎng)21的方向上被推出平面外的纖維應(yīng)變時，第二前體纖維網(wǎng)21將破裂，例如，由于伸長破壞被撕裂，這樣使得部分第一前體纖維網(wǎng)20能夠延伸穿過(即，所謂的“穿過”)第二前體纖維網(wǎng)21從而在纖維網(wǎng)1的第一側(cè)面3上形成毛簇6，如圖1所示。在一個實施方案中，第二前體纖維網(wǎng)21為聚合物薄膜。在一個實施方案中，第二前體纖維網(wǎng)21是無紡織網(wǎng)。
圖1所示纖維網(wǎng)1的實施方案的代表性毛簇6以進一步放大的視圖示于圖2中。如圖所示，毛簇6包括多個環(huán)狀纖維8，所述環(huán)狀纖維基本上對齊使得毛簇6具有明顯的線性定向和縱向軸線L。毛簇6也具有通常在MD-CD平面內(nèi)正交于縱向軸線L的橫向軸線T。在如圖1和2所示的實施方案中，縱向軸線L平行于MD。在一個實施方案中，所有間隔開的毛簇6通常都具有平行的縱向軸線L。每單位面積纖維網(wǎng)1的毛簇6數(shù)，即毛簇6的面積密度，可以從每單位面積例如每平方厘米1簇變化到最高每平方厘米100簇。每平方厘米可有至少10個或至少20個毛簇6，這取決于最終用途。通常，在纖維網(wǎng)1的整個面積內(nèi)面積密度不要求為一致的，但毛簇6只能在纖維網(wǎng)1的某些區(qū)域內(nèi)存在，例如在具有預(yù)定形狀，如線形、條形、帶形、圓形等的區(qū)域。
通過本文說明可意識到，在纖維網(wǎng)1的許多實施方案中，開口4將具有明顯的線性定向和縱向軸線，該開口被定向為平行于它對應(yīng)的毛簇6的縱向軸線L。同樣地，開口4也將具有在MD-CD平面內(nèi)通常正交于縱向軸線的橫向軸線。
如圖1至4所示，毛簇6延伸穿過第二前體纖維網(wǎng)21中的開口4。開口4按照下面詳述的方法通過使第二前體纖維網(wǎng)21局部破裂而形成，或者以類似于纖維8的方式將第二前體纖維網(wǎng)21的纖維推出平面外而形成。破裂可能涉及第二前體纖維網(wǎng)21的簡單裂開，使得開口4保持為一個簡單的二維孔。然而，對某些材料如聚合物薄膜而言，部分第二前體纖維網(wǎng)21可以被偏轉(zhuǎn)或推出平面(即，第二前體纖維網(wǎng)21的平面)外形成折翼狀的結(jié)構(gòu)，本文稱為翼片7。翼片7的形狀和結(jié)構(gòu)高度依賴于第二前體纖維網(wǎng)21的材料性能。翼片7可具有一個或多個翼片的普通結(jié)構(gòu)，如圖1和2所示。在其它的實施方案中，翼片7可具有更象火山狀的結(jié)構(gòu)，好像毛簇6從翼片7噴發(fā)出來。
在一個實施方案中，翼片7不顯著貢獻毛簇6的材料，并且尤其是對毛簇6的觸覺品質(zhì)沒有顯著貢獻。因此，在一個實施方案中層壓纖維網(wǎng)1包括至少兩層(即，前體纖維網(wǎng)20和21)，但其中至少一層(即，圖1至4中的前體纖維網(wǎng)21)對毛簇6的觸覺品質(zhì)不產(chǎn)生顯著影響。
在一個實施方案中，翼片7可顯著伸出平面外，甚至可以說和毛簇6本身一樣高。在此實施方案中，翼片7可導(dǎo)致毛簇6更加具有彈力和更加不容易由于壓縮或彎曲力的作用而變平。因此，在一個實施方案中，層壓纖維網(wǎng)1包括至少兩層(即，前體纖維網(wǎng)20和21)，并且兩層都影響毛簇6的觸覺品質(zhì)。
在某種意義上，毛簇6可“穿過”第二前體纖維網(wǎng)21并通過與開口4的摩擦嚙合而被“鎖定”在適當?shù)奈恢?。例如，在某些實施方案中，開口4的橫向?qū)挾?即，平行于其橫向軸線測得的尺寸)可以小于形成開口的齒的最大寬度(經(jīng)下面所述的方法)。這表示在開口處一定量的恢復(fù)趨于限制毛簇6向外經(jīng)由開口4被拉回。毛簇與開口4的摩擦嚙合提供了無需粘合劑或熱結(jié)合而形成的在一個側(cè)面具有永久毛簇的層壓纖維網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
毛簇6可間隔得足夠靠近以使得有效覆蓋纖維網(wǎng)1的第一側(cè)面3。在這樣一個實施方案中，纖維網(wǎng)1的兩側(cè)看起來都包括與第一前體纖維網(wǎng)20成為一體的無紡纖維，而兩個側(cè)面3和5之間的差別在于表面紋理的差異。因此，在一個實施方案中，本發(fā)明的頂片可被描述成兩個或多個前體纖維網(wǎng)的層壓材料，其中所述層壓纖維網(wǎng)的兩個側(cè)面都基本上被僅來自一個前體纖維網(wǎng)的纖維所覆蓋。具體地講，本發(fā)明的頂片可被描述成包括第一相對疏水部件(即，第二前體纖維網(wǎng)21)和第二相對親水部件(即，第一前體纖維網(wǎng)20)，其中所述相對親水部件延伸穿過相對疏水部件，并且被設(shè)置在所述頂片的兩個側(cè)面(即，側(cè)面3和5)上。
如圖1至4所示，毛簇6的一個特點可以是纖維8或18顯著的方向?qū)R。例如，環(huán)狀、對齊的纖維8可以被描述為具有平行于Z-CD平面的有效矢量分量或主矢量分量，并且當在平面視圖(如圖4)中觀察時該環(huán)狀纖維8具有相對于橫向軸線T基本一致的對齊取向?！碍h(huán)狀”纖維8是指纖維8與第一前體纖維網(wǎng)20和/或第二前體纖維網(wǎng)21是一體的且開始和終止于它們中，但在Z方向上從纖維網(wǎng)1的第一側(cè)面3向外延伸出。關(guān)于毛簇6的環(huán)狀纖維8的“對齊”是指環(huán)狀纖維8通常全部都被定向從而，如果在如圖4的平面圖中觀察，每一個環(huán)狀纖維8都具有平行于橫向軸線T的有效矢量分量，并優(yōu)選具有平行于橫向軸線T的主矢量分量。盡管圖1至4中僅顯示了來自第一前體纖維網(wǎng)20的纖維，但應(yīng)理解這是因為在這些圖中圖示的是薄膜/無紡織網(wǎng)1，其中纖維網(wǎng)的伸長特性導(dǎo)致拉伸斷裂形成開口4，纖維8和/或18可從該開口中伸出。應(yīng)當理解如果用圖表示無紡材料/無紡織網(wǎng)1，每個前體纖維網(wǎng)20和21的纖維都可形成毛簇6，并且在這樣一種構(gòu)造中，毛簇6可顯示具有基本分層的結(jié)構(gòu)，第一前體纖維網(wǎng)20的纖維通常設(shè)置在毛簇6的內(nèi)部。
相反，非環(huán)狀纖維18與第一或第二前體纖維網(wǎng)20和/或21是一體的，但僅起始于第一或第二前體纖維網(wǎng)20和/或21內(nèi)，并具有在Z方向上從纖維網(wǎng)1的第一側(cè)面3向外伸出的自由末端。松散纖維18也可具有通常一致的對齊取向，這被描述成具有平行于Z-CD平面的有效矢量分量或主矢量分量。
對于環(huán)狀纖維8和松散纖維18兩者而言，由于制造制品時應(yīng)用的纏繞到輥上或壓縮，所述對齊是在任何制造后變形之前毛簇6的特征。如本文所用的，當在如圖4的平面圖中觀察時，以偏離縱向軸線L大于45度角定向的環(huán)狀纖維8具有平行于橫向軸線T的有效矢量分量。如本文所用的，當在如圖4的平面圖中觀察時，以偏離縱向軸線L大于60度的角定向的環(huán)狀纖維8具有平行于橫向軸線T的主矢量分量。在一個優(yōu)選的實施方案中，至少50％、更優(yōu)選至少70％、且更優(yōu)選至少90％的毛簇6的纖維8具有平行于橫向軸線T的有效矢量分量，且更優(yōu)選為平行于橫向軸線T的主矢量分量。如果需要，纖維的定向可以使用放大部件來確定，例如裝有合適測量刻度尺的顯微鏡。通常，對于在平面視圖觀察中的一段非線性纖維片斷，將縱向軸線L和環(huán)狀纖維8均作直線近似可用來確定環(huán)狀纖維8偏離縱向軸線L的角度。例如，如圖4所示，一根纖維8a用粗實線著重顯示，而它的直線近似8b用虛線表示。該纖維與縱向軸線成大約80度的角(從L逆時針測量)。
毛簇6中環(huán)狀纖維8的定向是與纖維組合物和第一或第二前體纖維網(wǎng)20和21的定向(如果使用無紡織網(wǎng)作為第二前體纖維網(wǎng)21)成對比的，對于無紡織網(wǎng)，該定向被最好地描述為具有基本無規(guī)定向的纖維對齊。在一個紡織纖維網(wǎng)實施方案中，毛簇6中環(huán)狀纖維8的定向可以與如上所述相同，但紡織前體纖維網(wǎng)的纖維將具有與用來制造該纖維網(wǎng)的具體紡織方法(如，四方編織模式)有關(guān)的定向。
在圖1所示的實施方案中，毛簇6的縱向軸線L通常沿MD方向排列。因此，毛簇6和縱向軸線L原則上可以沿相對于MD或CD的任何方向排列。因此，通?？梢哉f對于每個毛簇6，環(huán)狀、對齊的纖維8通常被排列為正交于縱向軸線L使得它們具有平行于橫向軸線T的有效矢量分量，以及更優(yōu)選具有平行于橫向軸線T的主矢量分量。
在某些實施方案中，由于如下所述的形成毛簇6的優(yōu)選方法，主要包括環(huán)狀對齊纖維8的毛簇6的另一個特點是其通常的開口結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)的特征在于確定在毛簇6內(nèi)部的開口空隙區(qū)10?！翱障秴^(qū)”不是指完全沒有任何纖維的區(qū)域；該術(shù)語是指對毛簇6總體外觀的一般性描述。因此，可能在某些毛簇6中，一根松散纖維18或多根松散纖維18可能存在于空隙區(qū)10內(nèi)?！伴_口”空隙區(qū)是指毛簇6的兩個縱向末端通常是敞開的并且沒有纖維，這樣使得毛簇6在未壓縮狀態(tài)下可形成有些象“隧道”結(jié)構(gòu)，如圖3所示。
空隙區(qū)10據(jù)信有助于纖維網(wǎng)1用作一次性吸收制品的頂片時具有驚人的流體處理性質(zhì)，如下面更全面敘述的。通過具有通常開口的末端，毛簇6提供了流體、尤其是具有固體組分的粘稠流體如月經(jīng)的“側(cè)向通道”。
描述纖維網(wǎng)1結(jié)構(gòu)的一種方式是就Z方向上的三維纖維定向而論的，例如，如圖3所示。如圖3所示，可分辨出至少三個“區(qū)域”，每個區(qū)域用Z方向上的一部分纖維網(wǎng)1來標識。被命名為區(qū)域1、Z1的纖維網(wǎng)1最底下部分通常從第一前體纖維網(wǎng)1的下表面14延伸到第二前體纖維網(wǎng)21的上表面13，并且包括第一和第二前體纖維網(wǎng)的基本非重新定向纖維。Z1的纖維相對于CD-MD平面基本上水平取向，有非常少量的Z方向。區(qū)域2，Z2，通常從第二前體纖維網(wǎng)21的上表面13延伸到空隙區(qū)10的內(nèi)邊界，并且包括基本重新定向的纖維，所述纖維相對于CD-MD平面基本垂直取向，也就是說區(qū)域Z2內(nèi)的纖維主要在Z方向內(nèi)取向，并有非常少量的CD或MD方向。在包括毛簇6末端部分31纖維的區(qū)域3，Z3中，纖維相對于CD-MD平面又通常水平取向。因此，在一個實施方案中，纖維網(wǎng)1從構(gòu)造上可被描述成無紡織網(wǎng)，其在通常平坦的狀態(tài)下確定該纖維網(wǎng)的平面，所述纖維網(wǎng)包括簇狀區(qū)、所述簇狀區(qū)具有三個區(qū)域，每個區(qū)域的特征在于區(qū)域纖維定向，其中第一和第三區(qū)域包括具有基本平行于纖維網(wǎng)平面的第一定向的纖維，并且第二區(qū)域位于第一和第三區(qū)域之間并連接第一和第三區(qū)域，所述第二區(qū)域包括具有第二定向的纖維，第二定向基本正交于纖維網(wǎng)的第一平面，也就是說，基本沒有基本平行于所述纖維網(wǎng)第一平面定向的部分。
在一個纖維網(wǎng)1用作一次性制品頂片的優(yōu)選實施方案中，兩個前體纖維網(wǎng)20和21均為無紡織網(wǎng)，同時第二前體纖維網(wǎng)21相對于第一前體纖維網(wǎng)20(以及優(yōu)選穿著者的皮膚或毛發(fā))是相對疏水的，并且兩者以相對分層的方式為毛簇6貢獻纖維。在這種頂片中，如圖10更全面描述的，最接近穿著者皮膚的大部分(如果不是全部)纖維可以相對疏水，這樣使得相對較干的纖維可以最接近穿著者的皮膚。然而，通過具有至毛簇6空隙10的側(cè)向通道，流體可接觸第一前體纖維網(wǎng)20的相對親水纖維，并且通過纖維網(wǎng)1芯吸至如吸收制品的次頂片或吸收芯這樣的部件。
由于一個制造纖維網(wǎng)1的優(yōu)選方法，纖維網(wǎng)1的第二側(cè)面5顯示具有間斷16，其特征在于通常為線性的缺口(該缺口由第一前體纖維網(wǎng)20的第二表面14的原先無規(guī)纖維所確定)已經(jīng)被下面詳述的成形設(shè)備的齒定向地(即，如圖1和3所示，在通常正交于MD-CD平面的“Z方向”)推進到毛簇6中。第一前體纖維網(wǎng)20原先無規(guī)定向的纖維所顯示具有的取向的突然改變確定了間斷16，其顯示具有直線性使得它可以被描述為具有通常平行于毛簇6的縱向軸線L的縱向軸線。由于用作第一前體纖維網(wǎng)20的許多無紡織網(wǎng)的性質(zhì)，間斷16可能不象毛簇6那樣清楚可見。為此，在纖維網(wǎng)1的第二側(cè)面5上的間斷16觀察不到且通?？赡軝z測不到，除非仔細檢查纖維網(wǎng)1。同樣，纖維網(wǎng)1的第二側(cè)面5可具有非簇狀第一前體纖維網(wǎng)20的外觀和觸感。因此在某些實施方案中，纖維網(wǎng)1在第一側(cè)面3上具有毛巾布的帶紋理的外觀和感覺，而在第二側(cè)面5上具有相對光滑、柔軟的外觀和感覺，這兩個側(cè)面均由來自同一無紡織網(wǎng)(即，第一前體纖維網(wǎng)20)的纖維所構(gòu)成。在其它實施方案中，間斷16可呈現(xiàn)為孔，且可能是經(jīng)由隧道狀毛簇6的末端穿過纖維網(wǎng)1的孔。
從對包括至少一個無紡第一前體纖維網(wǎng)20的纖維網(wǎng)1的敘述可以看出，毛簇6的纖維8或纖維18可以起源并且延伸于第一前體纖維網(wǎng)20的第一表面12或第二表面14。當然毛簇6的纖維8或纖維18也可以從第一前體纖維網(wǎng)20的內(nèi)部28延伸出來。毛簇6的纖維8或纖維18由于已被推出通常為二維的第一前體纖維網(wǎng)20的平面外(即，如圖3所示在“Z方向”被推出)而延伸。通常，毛簇6的纖維8或纖維18包括與前體纖維網(wǎng)20或21的纖維成為一體并從其上延伸的纖維。
因此，從以上描述中可以理解在一個實施方案中，纖維網(wǎng)1可被描述成由至少第一和第二前體纖維網(wǎng)的選擇性機械變形而形成的層壓纖維網(wǎng)，至少所述第一前體纖維網(wǎng)為無紡織網(wǎng)，所述層壓纖維網(wǎng)具有第一側(cè)面和第二側(cè)面，所述第一側(cè)面包括第二前體纖維網(wǎng)和多個離散毛簇，每個離散毛簇包括多個為至少第一前體纖維整體伸出部分并延伸穿過第二前體纖維網(wǎng)的簇狀纖維；所述第二側(cè)面包括第一前體纖維網(wǎng)。
由于纖維的塑性變形和泊松比效應(yīng)，纖維8或18的伸長可能伴隨著纖維橫截面尺寸(例如，對于圓形纖維的直徑)的總體減小。因此，毛簇6的對齊環(huán)狀纖維8可具有的平均纖維直徑小于第一或第二前體纖維網(wǎng)20或21的纖維的平均纖維直徑。據(jù)信這種纖維直徑的減少有助于纖維網(wǎng)1第一側(cè)面3可覺察到的柔軟性，取決于第一前體纖維網(wǎng)20的材料性能，該柔軟性可與棉毛巾布相媲美。已發(fā)現(xiàn)毛簇6在基部17和末端部分3的中間部分纖維橫截面尺寸的減小最大。相信這是由于如下面更詳細公開的優(yōu)選制造方法造成的。簡單來說，據(jù)信在毛簇6基部5和末端部分3處的部分纖維鄰近下面更詳細描述的輥104的齒110的頂端，并且在加工過程中被摩擦鎖定和固定。因而，毛簇6的中間部分更自由地被拉伸，或延長，并且因此，可經(jīng)歷相應(yīng)的纖維橫截面尺寸的減小。
參考圖5，顯示了制造纖維網(wǎng)1的裝置和方法。裝置100包括一對嚙合輥102和104，每個輥都繞軸A旋轉(zhuǎn)，所述軸A在同一平面內(nèi)是平行的。輥102包括多個凸起106和相應(yīng)的凹槽108，其繞輥102的整個圓周完整地延伸。輥104類似于輥102，但并非具有繞輥102的整個圓周完整延伸的凸起，輥104包括多排沿圓周延伸的凸起，該凸起已被改進成幾排周向間隔的齒110，該齒繞至少一部分輥104以間隔關(guān)系延伸。輥104的各排齒110被相應(yīng)的凹槽112分開。在運轉(zhuǎn)中，輥102和104互相嚙合使得輥102的凸起106伸進輥104的凹槽112，而輥104的齒110伸進輥102的凹槽108。這種嚙合更詳細地示于下面論述的圖6的橫截面圖中。輥102和104兩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。
在圖5中，裝置100被顯示為具有一個壓花輥(如輥104)和一個非壓花的帶槽輥102的優(yōu)選構(gòu)型。然而，在某些實施方案中使用兩個壓花輥104可能是優(yōu)選的，這兩個壓花輥在各自輥的同一相應(yīng)區(qū)域或不同相應(yīng)區(qū)域具有相同的或不同的圖案。這樣一個裝置可生產(chǎn)具有毛簇6的纖維網(wǎng)，所述毛簇6從纖維網(wǎng)1的兩側(cè)伸出。
以商業(yè)可行的連續(xù)方法制造纖維網(wǎng)1的方法描繪于圖5中。纖維網(wǎng)1通過機械變形前體纖維網(wǎng)(如第一和第二前體纖維網(wǎng)20和21)來制造，其每一個在被圖5所示的裝置加工之前均可以被描述成一般為平面和二維的。“平面的”和“二維的”僅僅是指纖維網(wǎng)以相對于成品纖維網(wǎng)1的平坦狀態(tài)開始加工，所述成品纖維網(wǎng)由于毛簇6的形成具有明顯的、平面外的、Z方向的三維性?！捌矫娴摹焙汀岸S的”并不指包括任何特殊的平直度、光滑度或維度。
本發(fā)明的方法和裝置在許多方面類似于命名為“Web MaterialsExhibiting Elastic-Like Behavior”的美國專利5,518,801所描述的方法，并在后來的專利文獻中被稱為“SELF”纖維網(wǎng)，“SELF”代表“結(jié)構(gòu)彈性狀薄膜”。然而，本發(fā)明的裝置和方法與‘801專利中公開的裝置和方法之間存在顯著的差別，從而在各自制造的纖維網(wǎng)中差別明顯。如下所述，輥104的齒110具有與前沿和后沿有關(guān)的具體幾何性狀，其前沿和后沿允許齒基本“穿”過相對的前體纖維網(wǎng)20、21，在本質(zhì)上使纖維網(wǎng)變形。在一個雙層層壓纖維網(wǎng)1中，齒110推動纖維8穿過形成毛簇6，使所述齒110將前體纖維網(wǎng)20和21的纖維推出平面外。因此，纖維網(wǎng)1可具有包括松散纖維末端18的毛簇6和/或環(huán)狀、對齊纖維8的“隧道狀”毛簇6，所述毛簇6延伸穿過并遠離第一側(cè)面3的表面13，不象SELF纖維網(wǎng)的“帳篷狀”肋狀元件，其每個均具有與之相連的連續(xù)側(cè)壁，即，連續(xù)的“過渡區(qū)域”，并且其不顯示具有一層穿過另一層的相互貫通。
前體纖維網(wǎng)20和21由它們各自的纖維網(wǎng)制造工藝直接提供或者由供給輥間接提供(兩者都未示出)，并且在縱向上移至反轉(zhuǎn)嚙合的輥102和104的輥隙116。前體纖維網(wǎng)優(yōu)選保持在足夠的纖維網(wǎng)張力使得使用纖維網(wǎng)處理領(lǐng)域已知的方法以通常平整的狀態(tài)進入輥隙116。當每個前體纖維網(wǎng)20、21通過輥隙116時，與輥102的凹槽108互相嚙合的輥104的齒110同時將部分前體纖維網(wǎng)20和21推出平面外形成毛簇6。在一個實施方案中，齒110實際上將第一前體纖維網(wǎng)20“推”過或“穿”過第二前體纖維網(wǎng)21。在另一個實施方案中，齒110實際上將第一和第二前體纖維網(wǎng)20和21兩者的纖維都“推”或“穿”出平面外形成毛簇6。
當齒110的頂端擠過第一和第二前體纖維網(wǎng)20、21時，主要定向于與齒110交叉的CD方向的第一前體前體纖維網(wǎng)20(和在某些實施方案中，第二前體纖維網(wǎng)21)的部分纖維被齒110推出第一前體纖維網(wǎng)20的平面外。纖維可由于纖維移動而被推出平面外，或者是它們可被在Z方向上拉伸和/或塑性變形而推出平面外。被齒110推出平面外的部分前體纖維網(wǎng)導(dǎo)致在纖維網(wǎng)1的第一側(cè)面3上形成毛簇6。主要定向為通常平行于縱向軸線L，即如圖1所示MD方向的前體纖維網(wǎng)20和21的纖維被齒110簡單伸展開，并基本保持它們原有無規(guī)定向的狀態(tài)。這就是為什么在實施方案(如圖1至4中所示的這個)中環(huán)狀纖維8可顯示具有獨特纖維定向的原因，該環(huán)狀纖維8占每個毛簇6纖維的很大百分比，所述毛簇6具有平行于毛簇6的橫向軸線T的有效矢量分量或主矢量分量。
通過上述說明可認識到，當纖維網(wǎng)1用本發(fā)明的裝置和方法制備時，前體纖維網(wǎng)20、21可具有與前體纖維網(wǎng)破壞(如由于拉伸應(yīng)力而破壞)前伸長能力有關(guān)的不同材料性質(zhì)。在一個實施方案中，無紡第一前體纖維網(wǎng)20可具有比第二前體纖維網(wǎng)21更大的纖維移動性和/或更大的纖維伸長特性，使得其纖維可充分移動或拉伸以形成毛簇6，同時第二前體纖維網(wǎng)21破裂，即，不拉伸到形成毛簇所需要的程度。在另一個實施方案中，第二前體纖維網(wǎng)21相對于第一前體纖維網(wǎng)20可具有較大的纖維移動性和/或更大的纖維伸長特性，這樣使得第一和第二前體纖維網(wǎng)20和21都形成毛簇6。在另一個實施方案中，第二前體纖維網(wǎng)21相對于第一前體纖維網(wǎng)20可具有較大的纖維移動性和/或更大的纖維伸長特性，這樣使得第二前體纖維網(wǎng)21的纖維可充分移動或拉伸以形成毛簇6，同時第一前體纖維網(wǎng)20破裂，即，不拉伸至形成毛簇6所必需的程度。
無紡前體纖維網(wǎng)的纖維能夠伸出平面外而無塑性變形的程度可取決于前體纖維網(wǎng)內(nèi)部纖維粘合的程度。例如，如果無紡前體纖維網(wǎng)的纖維僅僅是非常松散地互相纏結(jié)，那么它們將更容易互相之間滑動(即通過表面蠕動來相對于鄰近纖維移動)，并且因此更容易伸出平面外以形成毛簇。另一方面，較強粘合(例如通過大量的熱點粘合、水纏結(jié)法等)的無紡前體纖維網(wǎng)的纖維將更可能需要伸出平面外的毛簇具有更大程度的塑性變形。因此，在一個實施方案中，一個前體纖維網(wǎng)20或21可以是具有相對較低纖維間粘合的無紡織網(wǎng)，而另一個前體纖維網(wǎng)20或21可以是具有相對較高纖維間粘合的無紡織網(wǎng)，這樣使得一個前體纖維網(wǎng)的纖維可伸出平面，而另一個前體纖維網(wǎng)的纖維不會伸出平面。任選地，前體纖維網(wǎng)20或21可能具有中等程度的纖維間粘合，其使纖維移動性和纖維網(wǎng)穩(wěn)定性的組合最大化，所述纖維移動性使纖維能夠更容易地伸出平面外形成毛簇，而所述纖維網(wǎng)穩(wěn)定性使毛簇的斷裂最少。
在一個實施方案中，對于給定的最大應(yīng)變(如，由裝置100的齒110所施加的應(yīng)變)，有益的是第二前體纖維網(wǎng)21在施加的應(yīng)變所產(chǎn)生的拉伸載荷下真正破裂。也就是說，對于要設(shè)置在纖維網(wǎng)1的第一側(cè)面3上的只包括或主要包括第一前體纖維網(wǎng)20纖維的毛簇6而言，第二前體纖維網(wǎng)21必須具有足夠低的纖維移動性(若有的話)和/或相對較低的斷裂伸長率以使它在應(yīng)變下局部(即，在應(yīng)變區(qū))破裂，從而產(chǎn)生開口4，毛簇6可從該開口中伸出。
在另一個實施方案中，有益的是第二前體纖維網(wǎng)21在產(chǎn)生應(yīng)變的區(qū)域內(nèi)變形或拉伸但不破裂，這樣使得毛簇6包括部分第二前體網(wǎng)2l。
在一個實施方案中，第二前體纖維網(wǎng)21的斷裂伸長率在1％至5％的范圍內(nèi)。雖然實際需要的斷裂伸長率取決于導(dǎo)致形成纖維網(wǎng)1的應(yīng)變，但可意識到對大多數(shù)實施方案而言，第二前體纖維網(wǎng)21可顯示具有的纖維網(wǎng)斷裂伸長率為6％、7％、8％、9％、10％或更大。也可意識到實際的斷裂伸長率可取決于應(yīng)變速率，其對于如圖5所示的裝置而言是線速度的函數(shù)。用于本發(fā)明的纖維網(wǎng)的斷裂伸長率可用本領(lǐng)域已知的方法測量，如使用標準張力測試裝置(如Instron，MTS，Thwing-Albert生產(chǎn)的那些)的標準張力測試方法等。
相對于第一前體纖維網(wǎng)20而言，第二前體纖維網(wǎng)21可具有較低的纖維移動性(若有的話)和/或較低的斷裂伸長率(即，單個纖維的斷裂伸長率，或者如果是薄膜，即薄膜的斷裂伸長率)使得第二前體纖維網(wǎng)21并非伸出平面外到毛簇6的程度，而是在由形成毛簇6所產(chǎn)生的應(yīng)變下張力變?nèi)酰缤ㄟ^裝置100的齒110。在一個實施方案中，第二前體纖維網(wǎng)21相對第一前體纖維網(wǎng)20而言顯示具有足夠低的斷裂伸長率使得如果完全的話，開口4的翼片7相對毛簇6而言僅稍微伸出平面外。通常，對于毛簇6主要包含第一前體纖維網(wǎng)20纖維的實施方案，據(jù)信第二前體纖維網(wǎng)21應(yīng)具有的斷裂伸長率比第一前體纖維網(wǎng)20小至少10％，優(yōu)選小至少30％，更優(yōu)選小至少50％，甚至更優(yōu)選比第一前體纖維網(wǎng)20的小至少約100％。用于本發(fā)明的纖維網(wǎng)的相對斷裂伸長率值可用本領(lǐng)域已知的方法測量，如使用標準張力測試裝置(如Instron，MTS，Thwing-Albert生產(chǎn)的那些)的標準張力測試方法等。
在一個實施方案中，第二前體纖維網(wǎng)21可包括基本全部MD定向的纖維，如絲束纖維，使得基本無CD定向的纖維。對于這樣一個纖維網(wǎng)1的實施方案，第二前體纖維網(wǎng)21的纖維可容易在毛簇6伸出的開口4處分離。因此，在此實施方案中，第二前體纖維網(wǎng)21不必具有任何最小的斷裂伸長率，因為材料的破裂和斷裂不是形成開口4的方式。
毛簇6的數(shù)量、間距和大小可通過改變齒110的數(shù)量、間距和大小以及必要時對輥104和/或輥102進行相應(yīng)的尺寸變化來改變。這種改變，連同前體纖維網(wǎng)20、21中可能的變化使許多具有各種用于一次性吸收制品的流體處理性質(zhì)的不同的纖維網(wǎng)1成為可能。如下更全面所述，包括無紡/薄膜第一前體纖維網(wǎng)/第二前體纖維網(wǎng)組合的纖維網(wǎng)1也可被用作一次性吸收制品中的部件。然而，無紡/無紡前體纖維網(wǎng)/第二前體纖維網(wǎng)的組合也適用，其中兩個纖維網(wǎng)的纖維都對毛簇6有貢獻。
圖6表示部分嚙合輥102和104與凸起106和齒110的橫截面。如同所示，齒110具有齒高TH(注意TH也可應(yīng)用于凸起高度；在一個優(yōu)選的實施方案中齒高和凸起高度相等)，和稱作段距P的齒-齒間距(或凸起-凸起間距)。如同所示，嚙合深度E是輥102和104嚙合的量度，并且從凸起106的頂端至齒110的頂端測量。嚙合深度E、齒高TH和段距P如果需要可根據(jù)前體纖維網(wǎng)20、21的性質(zhì)和纖維網(wǎng)1的所需特性來改變。例如，通常，嚙合程度E越大，部分要形成毛簇的前體纖維網(wǎng)的纖維必須具有的必需伸長率或纖維-纖維移動特性越大。同樣，毛簇6所需的密度(每單位面積纖維網(wǎng)1上的毛簇6)越大，段距應(yīng)當越小，并且齒長TL和齒距TD應(yīng)當越小，如下所述。
圖7表示具有多個齒110的輥104的一個實施方案，該輥可用于由定量在約60gsm和100gsm之間、優(yōu)選約80gsm的無紡第一前體纖維網(wǎng)20和密度為約0.91至0.94且定量為約20gsm的聚烯烴薄膜(如，聚乙烯或聚丙烯)第二前體纖維網(wǎng)21制造纖維網(wǎng)1。
齒110的放大視圖如圖8所示。在輥104的這個實施方案中，齒110具有一致的圓周長度尺寸TL，通常從前沿LE至齒頂111處的后沿TE測得為約1.25mm，并且在圓周上以約1.5mm的距離TD相互均勻間隔開。對于由總定量在約60至約100gsm范圍內(nèi)的纖維網(wǎng)1來制造毛巾布纖維網(wǎng)1，輥104的齒110可具有的長度TL范圍為約0.5mm至約3mm，并且間距TD為約0.5mm至約3mm，齒高TH范圍為約0.5mm至約5mm，并且段距P在約1mm(0.040英寸)和約5mm(0.200英寸)之間。嚙合深度E可為約0.5mm至約5mm(直到最大值等于齒高TH)。當然，E、P、TH、TD和TL可相互獨立地變化以獲得所需的毛簇6的大小、間距和面積密度(每單位面積纖維網(wǎng)1內(nèi)的毛簇6數(shù))。
如圖8所示，每個齒110具有頂端111、前沿LE和后沿TE。齒頂111是細長的并且通常為縱向定向，與毛簇6和間斷16的縱向軸線L一致。據(jù)信為了得到可被描述成為毛巾布狀的纖維網(wǎng)1的起簇的環(huán)狀毛簇6，LE和TE應(yīng)該完全幾乎正交于輥104的局部周邊表面120。最好，從頂端111和LE或TE的過渡應(yīng)當為銳角，如直角，具有足夠小的曲率半徑使得齒110于LE和TE處能夠擠過第二前體纖維網(wǎng)21。不受理論的約束，據(jù)信齒110的頂端和LE與TE之間具有成相對銳角的頂端過渡使得齒110能夠“干凈地”，也就是說，局部和清楚地穿透前體纖維網(wǎng)20、21，這樣使得所得纖維網(wǎng)1的第一側(cè)面3可描述成“簇狀”而不是“變形”。當這樣加工時，除前體纖維網(wǎng)20和21最初可能具有的彈性外，纖維網(wǎng)1不被賦予任何特別的彈性。
在較高線速度情況下，即相對較高的纖維網(wǎng)通過旋轉(zhuǎn)輥102和104輥隙的加工速度，同樣的材料可使毛簇6顯示具有非常不同的結(jié)構(gòu)。圖9中所示的毛簇6在結(jié)構(gòu)上與圖2中所示的毛簇類似，但是顯示具有非常不同的結(jié)構(gòu)，看起來是典型的紡粘無紡第一前體纖維網(wǎng)20的結(jié)構(gòu)在相對高速下，即，高應(yīng)變速率下加工形成毛簇6。這種結(jié)構(gòu)的典型是毛簇6的最接近部分，即基部7和毛簇6的末端部分，即頂端31之間的斷裂纖維和毛簇6頂端看起來是纖維“簇叢”19的那些。簇叢19包括未斷裂的環(huán)狀纖維8并在毛簇6的頂部被其支撐，并且還包括不再與第一前體纖維網(wǎng)20成為一體的部分斷裂纖維11。也就是說簇叢19包括原來與前體纖維網(wǎng)20為一體但在足夠高的線速度下(如在如圖5所述的方法中每分鐘30米的線速度)加工后完全從前體纖維網(wǎng)20上分離的纖維部分。
因此，從以上描述中可以理解在一個實施方案中，纖維網(wǎng)1可被描述成由至少第一和第二前體纖維網(wǎng)的選擇性機械變形而形成的層壓纖維網(wǎng)，至少所述第一前體纖維網(wǎng)為無紡織網(wǎng)，所述層壓纖維網(wǎng)具有第一側(cè)面，該第一側(cè)面包括所述第二前體纖維網(wǎng)和多個離散毛簇，每個離散毛簇包括與第一前體纖維網(wǎng)成為一體但伸出第一前體纖維網(wǎng)的纖維和既不與第一前體纖維網(wǎng)為一體又不伸出第一前體纖維網(wǎng)的纖維。
盡管據(jù)信在毛簇6的末端部分處觀察到的明顯纖維定向，如簇叢19，主要是由于加工速度，但也據(jù)信它也受其它參數(shù)的影響，如前體纖維網(wǎng)20和21的纖維類型和定量以及可影響纖維-纖維粘合的加工溫度。纖維的簇叢據(jù)信出現(xiàn)在用輥104的齒110的頂端加工時相關(guān)的毛簇6部分。據(jù)信纖維在齒頂端的摩擦嚙合將纖維“鎖定”在適當位置，從而限制纖維伸長和/或纖維移動，相信是這兩種機理使毛簇6的形成成為可能。因此，可以說一旦鎖定在適當?shù)奈恢茫徑X110頂端的纖維就可斷裂，并且由于前體纖維網(wǎng)的任意纏結(jié)以及由于壓力和摩擦的纖維造成的可能冷焊，斷裂纖維11開始并保持存在于毛簇6末端3的簇叢19中。
具有相對較高定量的前體纖維網(wǎng)通常在簇叢19中具有相對較多的纖維11部分。在某種意義上，看起來好象在生產(chǎn)過程中緊靠近齒頂部110的前體纖維網(wǎng)的大多數(shù)纖維成分可僅在Z方向被簡單置換到毛簇6的末端部分3，產(chǎn)生簇叢19。包括相對低伸長率纖維或具有相對低纖維-纖維移動性(如，相對有限的纖維表面蠕動能力)的纖維的第一前體纖維網(wǎng)20看來可導(dǎo)致相對少量的纖維開始并保持存在于毛簇6末端3處的簇叢19中。纖維-纖維移動性可通過減少或消除纖維-纖維粘合來增加。熱粘合在某些無紡織網(wǎng)內(nèi)可完全消除(即，通過無粘合來避免)或減小以增加纖維-纖維移動性。類似地，水刺纖維網(wǎng)可更少纏結(jié)以增加纖維-纖維移動性。對于任何前體纖維網(wǎng)20而言，在如本文所公開的加工之前對它進行潤滑也可增加纖維-纖維移動性。例如，可在第一前體纖維網(wǎng)20進入輥102和104的輥隙116前將礦物油潤滑劑施用于其上。另外，可將增塑劑如凡士林加入某些合成纖維網(wǎng)如聚乙烯或聚乙烯和聚丙烯纖維網(wǎng)中，以增強延展性。
不受理論的束縛，據(jù)信如果第一前體纖維網(wǎng)的纖維具有高度彎曲的形狀，如卷曲纖維，那么與更線性的纖維構(gòu)象相比，所得毛簇6將具有較多的環(huán)狀纖維8和較少的斷裂纖維18。據(jù)信這種纖維構(gòu)象在兩鄰近齒之間橋連的機會較少，并且由于它們在其斷裂點以上并不容易拉伸，因此形成完整環(huán)狀結(jié)構(gòu)的機會更大。此外，這些曲線形纖維也可通過使用偏心雙組分纖維或并列型雙組分纖維(如由聚乙烯和尼龍組成的雙組分纖維)來制造。
已發(fā)現(xiàn)某些無紡織網(wǎng)，如包含短纖長度纖維的粗梳纖維網(wǎng)，當用作前體纖維網(wǎng)時，在毛簇6中產(chǎn)生非常少的環(huán)狀纖維8，這樣使得在這些纖維網(wǎng)中產(chǎn)生的毛簇6不能被描述成包括多個如以上圖1至4所述的環(huán)狀、對齊的纖維8。而是粗梳無紡織網(wǎng)可產(chǎn)生具有少量(如果有的話)環(huán)狀、對齊纖維8和大量(如果不全是的話)未對齊和/或斷裂纖維18的毛簇6。據(jù)信由粗梳纖維網(wǎng)制成的毛簇6中的纖維的未對齊是部分由于粗梳纖維網(wǎng)纖維成分的性質(zhì)。人造短纖維不是“無止境的”，而是具有的預(yù)定長度類似于約15mm至約100mm，且更典型約40mm至約80mm。因此，當粗梳纖維網(wǎng)用圖5所述的裝置來加工時，據(jù)信存在非常大的這種可能性松散的纖維末端將位于毛簇6的附近，從而在毛簇6中產(chǎn)生非環(huán)狀的纖維末端。此外，通常人造短纖維不具有與例如紡粘或熔噴纖維相同的伸長特性。然而，即使毛簇6沒有環(huán)狀纖維，纖維狀的毛簇仍然提供柔軟的有益效果，并得到可適用于一次性吸收制品中的纖維網(wǎng)。
因此，從以上描述中可以理解在一個實施方案中，纖維網(wǎng)1可被描述成由至少第一和第二前體纖維網(wǎng)的選擇性機械變形而形成的層壓纖維網(wǎng)，至少所述第一前體纖維網(wǎng)為無紡織網(wǎng)，所述層壓纖維網(wǎng)具有第一側(cè)面，該第一側(cè)面包括所述第二前體纖維網(wǎng)和多個離散毛簇，所述毛簇包括與所述第一區(qū)域成為一體但伸出所述第一區(qū)域的多個纖維。
在優(yōu)選的實施方案中，前體纖維網(wǎng)為無紡織網(wǎng)，其中存在最少量的纖維-纖維粘合。例如，前體纖維網(wǎng)可以是具有離散熱點粘合方式的無紡織網(wǎng)，這在無紡織網(wǎng)領(lǐng)域通常是已知的。然而，通常據(jù)信需要使粘合點的數(shù)量最少，并且使間距最大以便使毛簇6形成時具有某些纖維移動和錯位。通常，利用具有相對大的直徑、和/或相對高的斷裂伸長率、和/或相對中或高的纖維移動性的纖維能產(chǎn)生更好和更清楚成形的毛簇6。
盡管纖維網(wǎng)1在優(yōu)選的實施方案中被公開成由兩個前體纖維網(wǎng)制成的兩層纖維網(wǎng)，但它不必局限于兩層。例如，可由三個或多個前體纖維網(wǎng)制成三層或更多的層壓材料，只要前體纖維網(wǎng)之一可伸出平面外形成毛簇。通常，不必使用粘合劑或其它粘合方法來制造層壓纖維網(wǎng)1。纖維網(wǎng)1的組成層(如，前體纖維網(wǎng)20和21以及任何其它層)可通過毛簇6的“鎖定”效應(yīng)被保持在面對面的層壓關(guān)系，所述毛簇從第二前體纖維網(wǎng)21的開口4中伸出。在某些實施方案中，可能需要使用粘合劑或熱結(jié)合或其它粘合方法，這取決于纖維網(wǎng)1的最終使用用途。例如，包括雙組分纖維無紡織網(wǎng)的纖維網(wǎng)1可在形成毛簇6后被對流空氣粘合以提供層與層的粘合，從而獲得更大的抗剝強度和增加的毛簇穩(wěn)定性。另外，還可能需要將粘合劑施用于前體纖維網(wǎng)之一的一部分。例如，在某些實施方案中，層之間的粘合劑或熱結(jié)合可選擇性地施用于纖維網(wǎng)1的特定區(qū)域。例如，在使用粘合劑的情況下，粘合劑可以連續(xù)方式施用如槽式涂敷，或以不連續(xù)的方式施用如噴霧、擠出等。粘合劑的不連續(xù)施用可為條、帶、小滴等形式。
在多層纖維網(wǎng)1中，每個前體纖維網(wǎng)可具有不同的材料性質(zhì)，從而可提供具有與用作一次性吸收制品頂片有關(guān)的有益性質(zhì)的纖維網(wǎng)1，如下文更全面地所述。例如，為了優(yōu)異的流體處理，第一前體纖維網(wǎng)20可由相對親水的纖維組成。第二前體纖維網(wǎng)21可以是聚合物薄膜，如，聚乙烯薄膜或開孔聚乙烯薄膜，并且可以是疏水的或被變?yōu)槭杷摹．斢米饕淮涡晕罩破飞系捻斊瑫r，這種纖維網(wǎng)的毛簇6可形成上層，即，接觸身體層。沉積在上層、相對親水的毛簇上的流體迅速從相對疏水的薄膜上轉(zhuǎn)移至第二薄膜前體纖維網(wǎng)層下的第一前體纖維網(wǎng)部分。觀察到的迅速液體轉(zhuǎn)移的一個原因是由毛簇6的通常對齊纖維8、18所形成的毛細管結(jié)構(gòu)。纖維8、18在相鄰纖維之間形成方向?qū)R的毛細管，并且毛細管作用被毛簇6的最接近部分7附近的總纖維會聚所增強。
在另一個實施方案中，第一前體纖維網(wǎng)20可由相對親水的纖維構(gòu)成。第二前體纖維網(wǎng)21可由相對疏水或變得疏水的(即，顯示具有與水的接觸角大于約70度)纖維構(gòu)成。這樣一種纖維網(wǎng)的毛簇6將包括來自兩個前體纖維網(wǎng)的纖維以形成相對疏水的上層，即，用作一次性吸收制品頂片時的接觸身體層。然而，沉積在纖維網(wǎng)l上的流體可具有進入空隙10的側(cè)向通道接觸以到達相對親水的纖維，并從而被迅速傳輸至吸收制品的下層部件。在任何一個結(jié)構(gòu)中觀察到的迅速液體轉(zhuǎn)移的一個原因據(jù)信是由毛簇6的通常對齊纖維8、18所形成的毛細管結(jié)構(gòu)。纖維8、18在相鄰纖維之間形成方向?qū)R的毛細管，并且毛細管作用被毛簇6最接近部分7附近纖維的總會聚來增強。
據(jù)信迅速的流體轉(zhuǎn)移由于流體能夠通過由環(huán)狀毛簇6圍成的空隙10進入纖維網(wǎng)1而進一步增強。纖維網(wǎng)1的結(jié)構(gòu)所提供的“側(cè)向進入”能力和/或毛細管作用，及/或親水性梯度使纖維網(wǎng)1成為用于一次性吸收制品的最佳流體處理的理想材料。具體地講，多層纖維網(wǎng)1可提供流體處理特性方面的甚至更大改進。
在一個實施方案中，纖維網(wǎng)1包括無紡第一前體纖維網(wǎng)20和第二前體纖維網(wǎng)，所述無紡第一前體纖維網(wǎng)包括定量為約80gsm的紡粘無紡材料并且包括平均直徑為約33微米的聚乙烯/聚丙烯(鞘/芯型)雙組分纖維，所述第二前體纖維網(wǎng)包括定量為20gsm的聚乙烯薄膜。在此實施方案中，纖維網(wǎng)1每平方厘米有約24個毛簇6，毛簇6具有多個環(huán)狀、對齊的纖維8，其中每個的平均纖維直徑為約18微米。這種類型的纖維網(wǎng)可有益于用作一次性吸收制品的頂片，如下面有關(guān)圖11所示。例如，這種纖維網(wǎng)1除了在毛簇6區(qū)域內(nèi)之外為流體不可滲透的，所述毛簇6區(qū)域可從纖維網(wǎng)1的第一側(cè)面3芯吸流體至第二側(cè)面5。
在一個實施方案中，如圖10所示意性圖示的，可使用兩個無紡前體纖維網(wǎng)，每個前體纖維網(wǎng)具有足夠的纖維移動性或伸長使得毛簇6包括每個前體纖維網(wǎng)的纖維。在用作衛(wèi)生巾頂片的最優(yōu)選實施方案中，纖維網(wǎng)1可具有相對親水的第一前體纖維網(wǎng)20和相對疏水的第二前體纖維網(wǎng)21，這樣使得相對疏水的第二前體纖維網(wǎng)21的纖維在毛簇6的最外層伸出部分內(nèi)延伸。也就是說，在毛簇6的末端部分31，存在可在毛簇6的末端部分形成明顯疏水“帽”的疏水環(huán)狀纖維8。當纖維網(wǎng)1被用作衛(wèi)生巾中的頂片時，這種疏水帽可具有顯著的有益效果。通過存在對穿著者皮膚基本完全疏水的頂部表面，即側(cè)面3，該頂片提高了皮膚上的干燥度。然而，通過存在通向毛簇6內(nèi)下層親水纖維8的側(cè)向通道，流體可迅速通過纖維網(wǎng)1芯吸至衛(wèi)生巾的下層部件，例如吸收芯。
圖11表示部分切除的衛(wèi)生巾平面圖，所述衛(wèi)生巾將本發(fā)明的纖維網(wǎng)1作為它的部件之一。通常，衛(wèi)生巾200包括底片202、頂片206和設(shè)置在頂片206和底片202之間的吸收芯204，所述衛(wèi)生巾可在周邊210附近被接合。衛(wèi)生巾1可具有側(cè)向伸出部分，通常稱作“翼”208，其被設(shè)計來包裹衛(wèi)生巾1使用者的內(nèi)褲襠區(qū)的側(cè)面。衛(wèi)生巾(包括用作其朝向身體表面的頂片)是本領(lǐng)域熟知的，而且不需要詳細說明各種替換和任選設(shè)計。然而，注意纖維網(wǎng)1可用作底片、芯材、頂片、次頂片或翼材料中的一個或多個，或作為它們的部件。
纖維網(wǎng)1尤其可用作衛(wèi)生巾200的頂片206。圖10所述的纖維網(wǎng)1由于其可極好地采集流體涌出并分配至下層的吸收芯204、并極好地防止使用時預(yù)片206的朝向身體表面再次潤濕，尤其有益于用作衛(wèi)生巾的頂片206。如上所述，包括本發(fā)明纖維網(wǎng)(該網(wǎng)使用相對親水的無紡第一前體纖維網(wǎng)20和相對疏水的第二前體纖維網(wǎng)21制造)頂片206使得頂片206當在如圖11的平面圖中觀察時存在基本疏水的朝向身體表面。因此，在一個實施方案中，用于頂片206的纖維網(wǎng)1可被描述成具有兩個側(cè)面的簇狀層壓纖維網(wǎng)，其中一個側(cè)面突出的是基本親水的表面，而另一個側(cè)面突出的是基本疏水的表面。
頂片206可包括兩層，即，相應(yīng)于每個前體纖維網(wǎng)的一層，并且第一前體纖維網(wǎng)可被認為是次頂片。但是因為兩個纖維網(wǎng)被接合成層壓合成物，所以它們在本文被稱作頂片206。前體纖維網(wǎng)的定量可出于成本和效益的考慮而變化。通常，需要總定量在約20gsm和100gsm之間的纖維網(wǎng)1用作一次性吸收制品如衛(wèi)生巾的頂片206。第二前體纖維網(wǎng)21可以是無紡織網(wǎng)或聚合物薄膜纖維網(wǎng)。當制成親水/疏水(一個纖維網(wǎng)相對于另一個)無紡材料/薄膜層壓材料時，發(fā)現(xiàn)纖維網(wǎng)1將纖維毛簇的柔軟性和流體毛細管作用與流體不可滲透聚合物薄膜的防止回滲結(jié)合在一起。同樣地，當制成親水/疏水(一個纖維網(wǎng)相對于另一個)無紡材料/無紡層壓材料時，也發(fā)現(xiàn)纖維網(wǎng)1將消費者可接受的柔軟性與卓越的涌出流體采集和回滲性結(jié)合在一起。
如下面表1所舉例說明的及如圖16的圖所圖示說明的，在衛(wèi)生巾領(lǐng)域熟知的是在改進干燥性(即，使回滲最小)和改進月經(jīng)和其它體液的涌出物采集速率之間存在折衷。也就是說，通常對于已知包括無紡材料的頂片而言，獲得改進的干燥度是以損失涌出物采集速率為代價的。據(jù)信這是由于無紡織網(wǎng)競爭的流體處理性質(zhì)。例如，高密度的無紡織網(wǎng)可改進回滲性質(zhì)，但代價是損失涌出物采集速率。同樣地，高表面能的纖維網(wǎng)可改進涌出物采集速率，而代價是損失回滲性質(zhì)。出乎意料地，使用本發(fā)明的纖維網(wǎng)，這些不同的競爭性質(zhì)被消除了。例如，對于具有類似毛細管特性的纖維網(wǎng)而言，增加頂片上的干燥度(即，減少回滲)要求頂片相對疏水，這樣使得流體，包括月經(jīng)(盡管意識到月經(jīng)具有與水不同的流體性質(zhì))不潤濕纖維的表面。然而，這種可濕性的缺乏降低了液體進入或通過頂片的涌出物采集速率。當然，增加無紡材料纖維的可濕性以增加涌出物采集速率也具有增加頂片的回滲值的相應(yīng)效果。
因此，當在正交軸上用圖表示回滲和涌出物采集速率時，數(shù)據(jù)顯示了非常熟知和可預(yù)計的趨勢，該趨勢顯示當干燥度提高時，涌出物采集速率降低。作為實施例，圖示在圖16中的表1中的數(shù)據(jù)是使用人造月經(jīng)液(AMF)和相當于下面測試方法部分所述的涌出物采集速率和回滲測試方法的測試方法得到的。如所示，目前的市場產(chǎn)品屬于通常對應(yīng)于一般從如圖17所繪圖的左上方至右下方的對角線延伸區(qū)的區(qū)域。然而，令人驚訝的是，通過使用本發(fā)明的纖維網(wǎng)1作為頂片206，發(fā)現(xiàn)某些本發(fā)明的衛(wèi)生巾顯示具有采集速率和回滲值都很好地在所述對角線區(qū)域以上，這些衛(wèi)生巾在干燥度和涌出物采集速率上都顯示有顯著的增加。
表1AMF的涌出物采集和回滲測試


樣本1至4全部購買目前的市場產(chǎn)品。所有值是n＝10的平均值。
PP/人造絲無紡材料為70％2.2旦聚丙烯(PP)/30％5旦人造絲的粗梳共混物，購自PGI Nonwovens，命名為164-253-6。
25gsm雙組分PE/PP無紡材料為相對疏水的紡粘雙組分PE/PP(鞘/芯型)纖維無紡織網(wǎng)，得自BBA Nonwovens，Washougal，WA，命名為074YLCO09U。
親水的雙組分PE/PP為30gsm相對疏水的紡粘雙組分PE/PP(鞘/芯型)纖維無紡織網(wǎng)，得自BBA Nonwovens，Washougal，WA，命名為088YLCO09U。
“4DG”纖維為表面活性劑處理過的PET、卷曲的、5cm(2英寸)切割長度纖維，其橫截面顯示具有可用作流體毛細管的通道，得自于FiberInnovation Technologies，Johnson City，TN。這些纖維有時被稱作毛細管道纖維。
“圓形”纖維為表面活性劑處理過的PET、卷曲的、5cm(2英寸)切割長度的纖維，其具有圓形的橫截面形狀，得自于Wellman，Inc.，Charlotte，NC，命名為204型。
“％PET纖維”是指PET纖維在第一前體纖維網(wǎng)中的百分比。在所有樣本3至14中，將這些纖維與相對親水的6旦共聚PET卷曲的5cm(2英寸)切割長度雙組分粘合纖維(高溶融PET芯/低熔點PET皮)混合，所述雙組分纖維以名稱LM651購自Kanematsu USA，Gastonia，NC。所有百分比指的是重量百分比。
尤其是在使用相對較硬纖維如PET纖維的樣品中，數(shù)據(jù)顯示了迄今未獲得的結(jié)果，既提高了涌出物采集速率，又提高了干燥度(降低回滲)。這一驚人的發(fā)現(xiàn)，即干燥度和涌出物采集速率都顯示使用本發(fā)明具有顯著的定向提高，促使進一步測試，這次使用更容易重復(fù)的流體，即造紙工業(yè)流體，通常稱為PIF。PIF是用于模擬相對高粘度流體如月經(jīng)的熟知流體。使用PIF的另外測試按照下述的涌出物采集速率和回滲方法進行。PIF測試的結(jié)果示于表2和3中。表2顯示用本發(fā)明的纖維網(wǎng)代替兩個熟知的現(xiàn)有市場產(chǎn)品上的頂片的測試結(jié)果。表3表示目前用于AlwaysMaxi Regular衛(wèi)生巾的這類透氣氈芯上的本發(fā)明纖維網(wǎng)的測試結(jié)果，所述衛(wèi)生巾購自Procter &Gamble Co.，Cincinnati，OH。
通常要注意的是某些用AMF測試的樣本重復(fù)用PIF測試，并且看出結(jié)果以成比例的方式相關(guān)，而PIF使回滲和采集速率有較適中的提高。也就是說，對于給定的樣本，用PIF的測試顯示干燥度和涌出物采集速率的值成比例地小于用AMF測試的值。然而，即使使用PIF，如表2和3所示，測試值也繼續(xù)在涌出物采集速率和回滲兩方面都好于現(xiàn)有的產(chǎn)品。因此，使用AMF、月經(jīng)的測試值，和/或消費者的經(jīng)歷每個都期待顯示具有比下表中所示那些更好的結(jié)果。
表2使用目前市場產(chǎn)品的PIF測試

表2中所列的樣本是商店購買的，并且按照下面詳述的測試方法來測試。表示涌出物采集速率和回滲速率的每個值都是10次測試的平均值。在“如所購買的”條件下，測試每個樣本而不對該產(chǎn)品進行更改。如表2所示，對于每個產(chǎn)品，另外的樣本都在用如下所述的本發(fā)明纖維網(wǎng)代替現(xiàn)有頂片后進行測試。這一過程這樣完成小心取下現(xiàn)有的頂片(和，如果必要的話，任何次頂片)不致弄亂下面的吸收芯，然后，將本發(fā)明的頂片以模擬機制產(chǎn)品的方式放在該芯上。用于表2所示的測試中的本發(fā)明纖維網(wǎng)具有下列組成第一前體纖維網(wǎng)45gsm粗梳無紡織網(wǎng)，其包括80％相對親水的30旦卷曲、成形的5cm(2英寸)切割長度PET纖維(得自于Fiber InnovationTechnologies，Johnson City，TN，命名為4DG)和20％相對親水的6旦共聚PET卷曲的5cm(2英寸)切割長度雙組分粘合纖維(高溶融PET芯/低熔點PET皮)(得自于Kanematsu USA，Gastonia，NC，命名為LM651)的共混物。
第二前體纖維網(wǎng)30gsm相對疏水的紡粘雙組分PE/PP(鞘/芯型)纖維無紡織網(wǎng)，得自于BBA Nonwovens，Washougal，WA，命名為088YLCO09U。
第一和第二前體纖維網(wǎng)用上述說明中所述的方法使用上述的嚙合輥來加工。具體地講，對于每個樣本，齒輥的段距P為1.5mm，嚙合E為3.4mm，并且統(tǒng)一齒高TH為3.7mm。嚙合輥旋轉(zhuǎn)使得以約3m/min的近似速度加工所述纖維網(wǎng)。
如表2中數(shù)據(jù)所示，目前的市場產(chǎn)品通過使用包括本發(fā)明纖維網(wǎng)的頂片在回滲和采集速率上都顯示具有顯著提高。測得的流體處理參數(shù)直接影響消費者所需要的性質(zhì)。因此，通過使用包含本發(fā)明纖維網(wǎng)的頂片，可顯著改進目前的市場產(chǎn)品來遞送重要的消費者有益效果。
另外的本發(fā)明纖維網(wǎng)1用與表2中樣本1和2所用的那些相同的第二前體纖維網(wǎng)來制造，但第一前體纖維網(wǎng)和纖維特性不同，如表4所示。這些纖維網(wǎng)用下面所示的采集速率和回滲測試方法來測試，得到表3中所示的數(shù)據(jù)。對于表3中所示的數(shù)據(jù)，每個頂片是在從商店買來的ALWAYSMaxi Regular衛(wèi)生巾上取下的透氣氈吸收芯上進行測試。
表3在ALWAYS吸收芯上的本發(fā)明的PIF測試

表3中所示的每個樣本都用第一前體纖維網(wǎng)20如上述方法所述利用上述嚙合輥來加工。對于每個樣品，齒輥的段距P為1.5mm，嚙合E為3.4mm，并且統(tǒng)一齒高TH為3.7mm。嚙合輥旋轉(zhuǎn)使得以約3m/分鐘的近似速度加工所述纖維網(wǎng)。
“三葉形”纖維為表面活性劑處理過的PET、卷曲的、5cm(2英寸)切割長度纖維，其具有三葉形的橫截面形狀，得自于Fiber Innovation Technologies，Johnson City，TN。
“4DG”纖維為表面活性劑處理過的PET、卷曲的、5cm(2英寸)切割長度纖維，其橫截面顯示具有可用作流體毛細管的通道，得自于FiberInnovation Technologies，Johnson City，TN。這些纖維有時被稱作毛細管道纖維。
“圓形”纖維為表面活性劑處理過的PET、卷曲的、5cm(2英寸)切割長度纖維，其具有圓形的橫截面形狀，得自于Wellman，Inc.，Charlotte，NC，命名為Type 204。
“％PET纖維”是指PET纖維在第一前體纖維網(wǎng)中的百分比。在所有樣本3至14中，將這些纖維與相對親水的6旦共聚PET卷曲的5cm(2英寸)切割長度雙組分粘合纖維(高溶融PET芯/低熔點PET皮)共混，所述雙組分纖維以名稱LM651購自Kanematsu USA，Gastonia，NC。所有百分比指的是重量百分比。
纖維網(wǎng)定量僅指第一前體纖維網(wǎng)的定量。
如從表3中的涌出物采集速率和回滲結(jié)果可以看出，本發(fā)明的纖維網(wǎng)與其它已知頂片(參見，例如表2中的“如所購買的”值)相比提供了較好的涌出物采集速率和干燥度值。在與圖16所示類似的圖上，此數(shù)據(jù)將繪在右上象限，明顯偏離可用作一次性吸收制品頂片的現(xiàn)有已知纖維網(wǎng)。
具體地講，從表2和3中的結(jié)果可以看出本發(fā)明的纖維網(wǎng)當用作一次性吸收制品內(nèi)的頂片時，既遞送至少0.11毫升/秒的涌出物采集速率，又遞送遠小于約94mg的回滲值。在一個實施方案中，較好的一次性吸收制品(如衛(wèi)生巾)可通過利用包括本發(fā)明纖維網(wǎng)的頂片來提供，其中所述制品顯示具有的回滲值小于約75mg，流體采集速率為至少約0.5毫升/秒。在另一個實施方案中，所述制品可顯示具有的回滲值小于約25mg，而流體采集速率為至少約1.0毫升/秒。
不受理論的約束，據(jù)信較好的流體處理結(jié)果可能歸結(jié)于至少兩個因素(1)第一和第二前體纖維網(wǎng)的之間分別具有的親水性/疏水性差異；和(2)在毛簇6中存在相對較硬的纖維，所述較硬的纖維可有助于在載荷下保持厚度。也就是說，通常定向在Z方向上的相對較硬的纖維(如，如圖3所示)作為柔韌的支撐柱以提供纖維網(wǎng)的有效支座和對壓縮力的抵抗力。在一個實施方案中，據(jù)信最有益的是在第一前體纖維網(wǎng)中具有相對較硬的纖維，而在第二前體中具有相對較軟的纖維，這樣使得當形成包括來自兩個纖維網(wǎng)的兩種纖維的毛簇時(例如，如圖10所示)，相對較軟的纖維位于毛簇的最末端部分，并且因此基本所有與穿著者皮膚接觸的纖維都是相對較軟的纖維。
圖12表示月經(jīng)衛(wèi)生棉塞300的部分切除的平面圖，所述衛(wèi)生棉塞將本發(fā)明的纖維網(wǎng)1作為它的部件之一。通常，衛(wèi)生棉塞300包括壓縮的吸收芯302和覆蓋吸收芯302的流體可滲透的覆蓋包裹物304。覆蓋包裹物304可延伸出吸收芯302的一端以形成裙邊部分306。可提供移除部件如細繩308以便于使用后取出衛(wèi)生棉塞。衛(wèi)生棉塞，包括用作其體觸表面的覆蓋包裹物，是本領(lǐng)域熟知的，并且不需要詳細說明各種替換和任選設(shè)計。然而，注意纖維網(wǎng)1可用作覆蓋包裹物、吸收芯材料或移除部件材料中的一個或多個，或作為它們的部件。
以下表4表示可用于本發(fā)明制品部件中的其它纖維網(wǎng)1結(jié)構(gòu)的典型實施例，以及與在制備它們的過程中所用裝置100有關(guān)的尺寸，如上文所公開的。每個所列實施例的簡要說明在表4后。
表4裝置尺寸參量和纖維網(wǎng)尺寸的實施例


圖13是樣本1的顯微照片。樣本1的第一前體纖維網(wǎng)為定量為145克每平方米(gsm)的粗梳PET無紡織網(wǎng)，其是由38mm(1.5英寸)短纖長度的聚酯/共聚酯三葉形纖維(型號為F30A，購自FIT(Fiber Innovation Technology)Inc.，Johnson City，TN.)手工粗梳的。樣本1的第二前體纖維網(wǎng)為厚度為0.1mm(0.004英寸)的低密度聚乙烯(LDPE)薄膜，其由Huntsman FilmProducts Co.，Carrolton OH制造，命名為X420。樣品1在如以上圖5所述的裝置上生產(chǎn)，線速度為大約每分鐘3米(每分鐘10英尺)。如圖13所示，翼片7明顯地伸出第二前體纖維網(wǎng)(即，薄膜層)的平面外，并且大約覆蓋毛簇6的一半。如上所說明的，當需要更硬的、有彈力的毛簇6時這可以是可取的。
圖15是樣本2的顯微照片。樣本2的第一前體纖維網(wǎng)為紡粘PE/PP50/50芯/皮無紡材料，其定量為30gsm并由BBA，Simpsonville SC制造。樣本3的第二前體纖維網(wǎng)為褐色100％可回收的301b牛皮包裝紙，購自任何牛皮紙來源，如，Uline Shipping Supplies，Waukegan，IL。樣本2在如以上圖5所述的裝置上生產(chǎn)，線速度為大約每分鐘3米(每分鐘10英尺)如圖15所示，牛皮紙的第二前體纖維網(wǎng)可產(chǎn)生類似火山狀開口的開口4和翼片7。
圖16是樣本3的顯微照片，所述樣本包括三個前體纖維網(wǎng)。樣本3的第一和第三前體纖維網(wǎng)為定量為13.5gsm的紡粘聚丙烯無紡材料，命名為NW30，購自First Quality Nonwovens，Haxleton，PA。第一和第三前體纖維網(wǎng)是外層，將第二前體纖維網(wǎng)夾在中間，所述第二前體纖維網(wǎng)為由44mm(1.75英寸)長的人造短纖維形成的松散粘合氣流成網(wǎng)無紡織網(wǎng)，其包括聚酯纖維和PE/PP 50/50芯/皮無紡材料雙組分粘合纖維，纖維比率按重量計分別為80/20。聚酯纖維是型號為1311的纖維，而PE/PP纖維是型號為851607的纖維，兩種纖維均購自FIT(Fiber Innovation Technology)Inc.，Johnson City，TN。樣本4在如以上圖5所述的裝置上生產(chǎn)，線速度為大約每分鐘30米(每分鐘100英尺)如圖16所示，在某些纖維網(wǎng)1的實施方案中可能不談及翼片7，但只在毛簇6延伸通過的開口附近第二前體纖維網(wǎng)稍微破裂。可看出圖16中所示的毛簇6包括兩種纖維類型。在中間被夾住的氣流纖維網(wǎng)和外層之一的纖維都有助于毛簇6的形成。
從以上本發(fā)明的纖維網(wǎng)1和裝置100的說明中可以理解，可在不背離本發(fā)明的保護范圍的情況下制造出許多各種纖維網(wǎng)1的結(jié)構(gòu)，如在附加的權(quán)利要求書中受權(quán)利要求書保護的那些。例如，纖維網(wǎng)1可用露劑、藥劑、清洗流體、抗菌溶液、乳液、芳香劑、表面活性劑涂敷或處理。具體地講，相對疏水的露劑具有的親水/親脂平衡(HLB)小于或等于7。該露劑可以是凡士林基的，并且可包括皮膚處理劑和其它成分，如通常已知的美國專利申請序列號為10/444,241(記錄號8725R2)所公開的，該申請引入本文以供參考。纖維網(wǎng)1可被處理以使僅毛簇6的末端具有要涂敷的露劑，這樣該纖維網(wǎng)1可被描述成具有第一側(cè)面和第二側(cè)面的纖維網(wǎng)，其中毛簇至少部分開始于第二側(cè)面，并延伸至末端的面向身體部分，該末端面向身體部分相對于第二側(cè)面而言是相對疏水的。
裝置100可被設(shè)置成僅在纖維網(wǎng)1的一部分上形成毛簇6，或形成不同尺寸或面積密度的毛簇6。
在發(fā)明詳述中引用的所有文獻的相關(guān)部分均引入本文以供參考；任何文獻的引用并不可理解為是對其作為本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)的認可。
盡管已說明和描述了本發(fā)明的具體實施方案，但對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是，在不背離本發(fā)明的精神和保護范圍的情況下可作出許多其它的變化和修改。因此有意識地在附加的權(quán)利要求書中包括本發(fā)明范圍內(nèi)的所有這些變化和修改。
測試方法造紙工業(yè)流體(PIF)的制備試劑*羧甲基纖維素(CMC)，#C-5678 15g*甘油#G-789380g氯化鈉，A.C.S.試劑級10g碳酸氫鈉，A.C.S.試劑級 4g蒸餾水 1000mL
*[任選]靛胭脂紅染料，如Aldrich#13，116-4 0.01％*注購自Sigma Chemical Co.USA(314)771-5750或Sigma-Aldrich，Germany 49-7329-970.
步驟步驟1將80.0(+/-0.05g)甘油加入燒杯。放在一邊。
步驟2稱量15.0(+/-0.05g)CMC。
步驟3將預(yù)先稱好的CMC緩慢加入盛有甘油的燒杯中，同時用玻璃攪拌棒不斷攪拌。攪拌成漿液(CMC顆粒懸浮在甘油中)。
步驟4將300mL(+/-5mL)蒸餾水加入燒杯中，然后繼續(xù)用攪拌棒簡單混合。注僅使用少量的蒸餾水(20至50mL)將所有CMC/甘油殘余用更多的蒸餾水從攪拌棒上沖洗到燒杯中。
步驟5稱量10.0(+/-0.01g)氯化鈉。放在一邊。
步驟6稱量4.0(+/-0.01g)碳酸氫鈉。放在一邊。
步驟7將磁力攪拌棒放入甘油燒杯中，并放在磁力攪拌盤上。接通攪拌盤不斷混合該溶液。
步驟8加入所有其它試劑，然后將更多蒸餾水加入該懸浮液中使體積至大約850mL。
步驟9繼續(xù)攪拌20分鐘。溶液應(yīng)當是澄清的。
步驟10攪拌20分鐘后立刻取出磁力攪拌棒并將溶液轉(zhuǎn)移至容量瓶中。每次使用少量水(20mL至50mL)將任何剩余的殘余物從燒杯中沖洗到容量瓶中的溶液中。繼續(xù)加入更多蒸餾水使最終體積達到容量瓶上的1000mL刻度。彎月面的底部應(yīng)當與視線平面內(nèi)的蝕刻刻度水平。
步驟11*[任選]加入0.01％靛胭脂紅染料。
步驟12將磁力攪拌棒放回容量瓶中的溶液內(nèi)。再繼續(xù)混合10至15分鐘。
步驟13使用粘度計于22+/-0.5攝氏度測試PIF測試流體的粘度，用水浴和溫度計監(jiān)測并控制PIF測試流體的溫度以得到粘度讀數(shù)。對于使用的具體粘度計，請遵循粘度計生產(chǎn)商的使用說明書。選擇適當?shù)霓D(zhuǎn)子并以30RPM運行注PIF的密度為1.03。
粘度目標厘泊(cP)22攝氏度時粘度范圍為0.01-0.012Pa·s(10至12cP)厘沲(cStk)22攝氏度時粘度范圍為9.7E-6-11.64E-6m2/s(9.70至11.64cStk)注如果粘度低于該目標，則加入更多CMC。如果粘度大于該目標，則加入更多蒸餾水。
PIF的粘度隨時間而變化。因此，當儲存PIF超過24小時后，粘度測量必須每天進行或在使用前進行。按照當?shù)?地方安全處理程序來丟棄所有未使用或多余的PIF。
PIF的儲藏期限在室溫下為七天，冷藏為14天。
涌出物采集和回滲測試步驟1測試之前在20.6至25攝氏度(69至77華氏度)的溫度和46％至54％的濕度下平衡2小時，使樣本處于待測試的條件。
步驟2樣本在20.6至25攝氏度(69至77華氏度)的溫度和46％至54％的濕度的環(huán)境下測試。
步驟3 將具有1英寸乘15.24mm(0.6英寸)開口的101.6mm(4英寸)正方形塊放在待測樣品的中央。在該塊上加足夠的砝碼以獲得1.72kPa(0.25psi)的壓力。
步驟4從開口處向樣本上加入四份1mL PIF的等分試樣，然后在加入下一份之前等待每份等分試樣吸收到樣品中。
步驟5當四份PIF等分試樣中的最后一份被吸收到樣品中后，等待五分鐘，然后以大約1毫升/秒的速度加入3mL PIF以模擬月經(jīng)的涌出。記錄第一滴PIF直到樣品的上表面看不到PIF之間的時間間隔。此時間間隔被用來計算和記錄涌出物采集速率，單位為毫升/秒。
步驟6立刻取下1.72kPa(0.25psi)的塊，并等待30秒，此時將一堆七個13cm(5英寸)正方形預(yù)先稱重的AhlstromFiltration Co.#632濾紙(該濾紙也在測試之前在20.6至25攝氏度(69至77華氏度)的溫度和46％至54％的濕度下預(yù)處理2小時)放置在容納流體涌出物的樣本中心部分上。
步驟7將大小為5.31kPa(0.77psi)的砝碼放在濾紙上15秒。
步驟8取下5.31kPa(0.77psi)的砝碼，并立即稱量該濾紙。
步驟9用放上5.31kPa(0.77psi)砝碼15秒后的濾紙重量減去放上5.31kPa(0.77psi)砝碼15秒前的濾紙重量計算出回滲值，單位為克。
對于每個樣品，步驟1至9重復(fù)至少10個樣本，然后記錄10個樣本的平均值。
權(quán)利要求
1.一種吸收制品，所述吸收制品包括頂片、底片和設(shè)置在所述頂片和所述底片之間的吸收芯，所述頂片具有第一側(cè)面和第二側(cè)面，所述第一側(cè)面為面向身體側(cè)，并且所述第二側(cè)面與所述吸收芯保持流體連通，所述頂片的特征還在于a.第一相對疏水的部件和第二相對親水的部件；b.所述相對親水的部件延伸穿過所述相對疏水的部件，并且被設(shè)置在所述頂片的兩個側(cè)面上；和c.其中當用涌出物采集和回滲測試方法測定時，所述吸收制品顯示具有小于約94mg的回滲值和至少約0.10毫升/秒的流體采集速率。
2.如權(quán)利要求1所述的吸收制品，其特征還在于，所述頂片為相對疏水的纖維網(wǎng)和相對親水的無紡織網(wǎng)的層壓材料。
3.如權(quán)利要求1或2所述的吸收制品，其特征還在于，所述頂片的第一側(cè)面包括多個離散毛簇，所述毛簇包括來自所述相對親水的無紡織網(wǎng)的纖維。
4.如前述任一項權(quán)利要求所述的吸收制品，其中所述相對親水的纖維網(wǎng)或所述相對疏水的纖維網(wǎng)的所述纖維包括非圓形纖維。
5.如權(quán)利要求1所述的吸收制品，其特征還在于，當用所述涌出物采集和回滲測試方法測定時，所述吸收制品顯示具有小于約50mg，更優(yōu)選小于約25mg的回滲值和至少約0.50毫升/秒的流體采集速率。
6.一種吸收制品，所述吸收制品包括頂片、底片和設(shè)置在所述頂片和所述底片之間的吸收芯，所述頂片具有第一側(cè)面和第二側(cè)面，所述第一側(cè)面為面向身體側(cè)，并且所述第二側(cè)面與所述吸收芯保持流體連通，所述頂片的特征在于無紡織網(wǎng)和簇狀區(qū)，所述簇狀區(qū)包括第一、第二和第三區(qū)域，每個所述區(qū)域的特征在于區(qū)域纖維定向，其中所述第一和第三區(qū)域包括具有基本平行于所述頂片的平面定向的部分的纖維，并且所述第二區(qū)域位于所述第一和第三區(qū)域中間并鄰近這兩個區(qū)域，所述第二區(qū)域包括基本沒有基本平行于頂片的所述平面定向的部分的纖維。
7.一種吸收制品，所述吸收制品包括頂片、底片和設(shè)置在所述頂片和所述底片之間的吸收芯，所述頂片具有第一側(cè)面和第二側(cè)面，所述第一側(cè)面為面向身體側(cè)，并且所述第二側(cè)面與所述吸收芯保持流體連通，所述頂片的特征在于包含毛簇的無紡織網(wǎng)，所述毛簇至少部分起始于所述第二側(cè)面并延伸至末端面向身體部分，所述末端面向身體部分相對于所述第二側(cè)面是相對疏水的。
8.如權(quán)利要求7所述的吸收制品，其中所述毛簇的所述末端面向身體部分利用設(shè)置于其上的露劑組合物而變得疏水。
9.如權(quán)利要求7或8所述的吸收制品，其中所述露劑組合物包括小于或等于7的親水/親脂平衡(HIB)。
10.如權(quán)利要求9所述的吸收制品，其中所述露劑組合物包含凡士林。
全文摘要
公開了一種包括頂片、底片和設(shè)置在頂片和底片之間的吸收芯的吸收制品。所述頂片具有第一側(cè)面和第二側(cè)面，所述第一側(cè)面為面向身體側(cè)，而所述第二側(cè)面與吸收芯保持流體連通。所述頂片還具有第一相對疏水的部件和第二相對親水的部件，所述相對親水的部件延伸穿過相對疏水的部件并被設(shè)置在頂片的兩個側(cè)面上。當用涌出物采集和回滲測試方法測定時，吸收制品顯示具有的回滲值小于約94mg，并且流體采集速率為至少約0.10毫升/秒。
文檔編號A61F13/511GK1722999SQ200380105487
公開日2006年1月18日 申請日期2003年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月20日
發(fā)明者喬迪·L·霍英, 約翰·L·哈蒙斯, 蘇珊·N·勞埃德, 羅伯特·H·特納, 約翰·J·柯羅 申請人:寶潔公司