具有增強延展性的穩定網面及其製造方法
2023-05-01 10:08:41
專利名稱：具有增強延展性的穩定網面及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種具有增強延展性的穩定材料以及製造該材料的機械後加工方法。高延展性材料，例如無紡網面和薄膜網面，尤其適合用於諸如尿布、失禁短褲、訓練褲、女性衛生衣物之類的一次性吸溼用品，原因在於該材料能夠用於用品上需要高延展性來輔助適配身體的部位。
發明的
背景技術：
無紡網面可以低成本地製成用品及用品上的部件，在一次或幾次使用後即可丟棄。典型產品包括尿布、訓練褲、抹布、衣物、失禁短褲、女性衛生衣物等類似用品。
還可對無紡網面進行處理使其具有某些特性。例如，1993年9月14日授予Hassenboehler，Jr.等人的美國專利No.5,244,482揭示了一種處理無紡網面的方法。該方法中將無紡網面在一增高的溫度下加熱並單向拉伸以便固化和穩定無紡網面。這種無紡網面在加工後的特徵呈現為增強的彈性。這種彈性增加被視為由於加熱無紡網面而注入的新「記憶」所形成的。對於希望增強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製成的無紡網面常常造成纖維脆化並且無紡網面顯示更強的光澤。對於許多與皮膚接觸的用品，例如尿布護層，上述特性就與人們所期望的柔軟、無塑感(低光澤)等類似於布的特徵相反。最後，為使無紡網面固化和穩定的加熱過程增加了處理的複雜性和成本。
1991年1月1日授予Morman的美國專利No.4,981,747揭示了一種「可逆的」收縮材料。不穩定的收縮材料必須在高拉伸度的狀態下纏繞在重卷輥上，直到執行加熱處理步驟使材料穩定為止。這種材料將出現上述針對優選皮膚接觸性用品列出的種種缺陷，而且增強的是材料的彈性而非延展性。
1993年6月13日授予Morman的美國專利No.5,226,992揭示了一種生產複合彈性收縮粘結材料的方法。拉伸力作用於至少一種可收縮材料。例如可收縮無紡網面，使材料收縮或固化。代之以加熱已固化的無紡網面，該專利公布的方法是，當拉伸的固化無紡網面處於拉伸狀態時，將拉伸的固化無紡網面疊加在彈性材料上並將其與彈性材料結合在一起。通過當拉伸的固化無紡網面處於拉伸狀態時將其與彈性材料結合，無紡網面限制為其收縮的尺寸。對於生產穩定的可延展網面，且不將無紡網面附著於附加彈性層，該專利並未提供方法。
本發明的目的是提供一種穩定的可延展收縮無紡網面。它能夠纏繞成輥軸狀或結織(festooned)的形式，便於後序轉換或組合應用。
本發明另一個目的是提供一種能夠通過機械拉伸方式快速延展的穩定的可延展收縮無紡網面。
本發明再一個目的是為生產穩定的可延展收縮無紡網面提供一種後加工方法。
本發明又一個目的是為生產生產穩定的可延展收縮無紡網面提供一種後加工方法，該方法不要求加熱可收縮材料到某一增高溫度，提高可收縮無紡網面延展性而非彈性並基本保持其原始特性。
在此使用的術語「彈性」指的是任何在張力作用下可拉伸(即拉長)至少60％(即加以拉伸力的長度至少是其放鬆後未加力長度的1.6倍)，並且在釋放拉伸力後拉伸量至少恢復55％的材料。
在此使用的術語「延展性」指的是任何在張力作用下至少可拉伸60％而不至嚴重失效(即拉伸後長度至少是其放鬆後未加力長度的1.6倍)，但在釋放拉伸力後拉伸量恢復不到55％的材料。
在此使用的術語「高度延展性」指的是任何在張力作用下至少可拉伸100％而不至嚴重失效(即拉伸後長度至少是其放鬆後未加力長度的2倍)，但在釋放拉伸力後拉伸量恢復不到55％的材料。
在此使用的術語「穩定」指的是能夠以任意常規或慣用網面儲放方式存放而不需要加熱或附加結合物來使材料穩定的本發明中的材料。這類存放方式包括諸如低拉伸捲軸或結織於盒中的材料。
在此使用的術語「無紡網面」指的是具有以不規則方式交織的單獨纖維或絲線結構的網面。過去，可以通過多種工藝可以製成無紡網面。例如熔噴工藝、紡粘工藝和粘結粗梳工藝。
在此使用的術語「收縮材料」指的是通過施加與希望收縮方向垂直的拉伸力使其在至少一個方向收縮的任何材料。
在此使用的術語「可收縮材料」指的是任何可被收縮的材料。
在此使用的術語「收縮百分比」指的是可收縮材料未收縮尺寸與穩定的收縮尺寸在收縮方向的差值除以未收縮尺寸並乘以100後所得的比率。
在此使用的術語「複合彈性材料」指的是包含了結合到穩定的可延展收縮材料中的彈性件的材料。彈性件既可以間斷點的方式又可以連續粘結的方式結合到穩定可延展收縮材料中。結合是在彈性件與穩定的可延展收縮材料處於並置結構時完成的。複合彈性材料的彈性方向通常與穩定的可延展收縮材料的收縮方向平行，並可沿此方向拉伸到穩定的可延展收縮材料的斷裂點。複合彈性材料可以包含多於兩層的材料。
在此使用的術語「聚合物」通常包含但不限於諸如嵌段聚合物、接枝聚合物、不規則聚合物、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。而且，除非特別限定外，術語「聚合物」包括材料的所有可能的分子幾何結構。這些結構包括均衡對稱、間同對稱以及不規則對稱，但也不限於此。
在此使用的術語「表面路徑長度」指的是沿該材料指定方向的外型表面測出的長度。
發明概述本發明提供了一種製造穩定的可延展收縮無紡網面的方法，包括下列步驟提供可收縮無紡網面；沿第一方向送進可收縮無紡網面；使可收縮無紡網面在與第一方向垂直的方向上承受增量展張；沿與第一方向平行的方向對可收縮無紡網面施加拉伸力，使其在與第一方向垂直的方向上收縮；使收縮的無紡網面承受機械穩定化作用，以便獲得穩定的可延展收縮無紡網面。
穩定的可延展收縮無紡網面在與第一方向相垂直的方向或與收縮方向平行的方向是能輕易伸展的。機械穩定化收縮無紡網面的優選方法包括使收縮無紡網面在與第一方向平行的方向上承受增長的拉伸。
本方法還可包括將穩定的可延展收縮無紡網面纏繞在收料輥上或者結織於盒中這一附加步驟。
本方法還可包括將穩定的可延展收縮無紡網面結合到彈性材料中以形成複合彈性材料這一附加步驟。
如果材料為可拉伸材料，則可通過沿與期望收縮方向垂直的方向拉伸使之收縮。可收縮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鬆散紡成的織物、粘結粗梳無紡網面，紡粘無紡網面或熔噴無紡網面。可收縮材料可以有多層，例如多紡粘層以及/或者多熔噴層，或者薄膜層。可收縮材料可以由聚合物製成，例如聚烯烴類。典型的聚烯烴類物質包括聚丙烯、聚乙烯、乙烯共聚物、丙烯共聚物及其混合物。可收縮無紡網面可以是非彈性無紡網面，例如非彈性無紡材料。
附圖簡要說明儘管本發明包括了用於具體指出並明確表是要求保護的發明的權利要求書，可以相信，通過以下結合附圖所進行的本發明優選實施例的說明可以對本發明有更好的理解，其中，同樣的標號用來不是基本相同的部分，其中
圖1是製成本發明的收縮無紡網面示例性工藝過程的示意圖；圖2是橫向網面增強裝置的放大透視圖；圖3是穩定輥筒裝置的放大透視圖；圖4是示例性可收縮無紡網面在拉伸及收縮之前的平面圖；圖5是示例性收縮無紡網面的平面圖；圖6是示例性複合彈性材料在部分展張狀態下的平面圖；圖7是製成本發明的收縮無紡網面另一示例性工藝過程的示意圖；圖8是不適於成形收縮無紡網面的帶間距凸紋樣式的平面圖；圖9是適於成形收縮無紡網面的本發明凸紋樣式的平面圖；圖10是適於成形收縮無紡網面的本發明中另一凸紋樣式的平面圖。
發明詳細說明參照圖1，示出了製成本發明中的穩定的可延展收縮網面的工藝10。
根據本發明，當供料輥13繞輥旁箭頭所示方向旋轉時，可收縮無紡網面從供料輥13展開並沿網面上方箭頭所示方向，也即機器方向、MD方向或第一方向送進。從供料輥13送出的可收縮無紡網面穿過壓區14，壓區是由橫間網面增強裝置17的兩個增量展張輥筒15和16構成的。
可收縮無紡網面12可以通過已知的無紡擠壓工藝製成，例如熔噴工藝或紡粘工藝。然後直接穿過壓區14，不必首先存放在供料輥上。
圖2是橫向網面增強裝置17之優選實施例的放大透視圖。該裝置是由具有三維表面並至少在一定程度上相互嚙合的兩個相對方向的施力器構成。圖2中所示的橫向網面增強裝置17由增量展張輥筒15和16組成。可收縮無紡網面12穿過增量展張輥筒15和16繞箭頭所示方向旋轉時構成的壓區14。上增量展張輥筒15沿整個輥筒圓周表面布滿了大量的齒18及相應的凹槽19。下增量展張輥筒16沿整個輥筒圓周表面布滿了大量的齒20及相應的凹槽21。輥筒15上的齒18與輥筒16上的凹槽21相嚙合，同時輥筒16上的齒20與輥筒15上的凹槽19相嚙合。
輥筒15和16上的齒18和20沿著與可收縮無紡網面12送進方向平行的方向，即與可收縮無紡網面12寬度方向垂直的方向延伸。亦即齒18和20沿平行於機器方向、MD方向或第一方向延伸。增量展張輥筒15和16沿著與第一方向或機器方向相垂直的方向漸增地展張無紡網面，使得無紡網面的纖維至少在一定程度上沿橫向、CD方向或與第一方向相垂直方向定位。除了沿CD方向定位無紡網面的各條纖維外，沿CD方向或與第一方向相垂直方向所測的無紡網面表面路徑長度也將增大。當無紡網面12退出橫向網面增強裝置17後，無紡網面12上就產生許多折皺22。與進入橫向網面增強裝置17之前基本平展的無紡網面12相比，折皺22使得無紡網面的表面路徑長度增加。
從圖2中可以看出，在進入橫向網面增強裝置17構成的壓區14之前，無紡網面在CD方向的表面路徑長度為Z。在承受了增量展張輥筒15和16的作用後無紡網面產生許多折皺22，使得無紡網面12具有了較先前的CD向表面路徑長度Z更長的新的CD向表面路徑長度Z′。CD向表面路徑長度Z′優選至少比Z長10％，更為優選的是長至少20％，能長至少30％就最為優選了。無紡網面在未出現嚴重失效的情況下CD向表面路徑長度Z′可以達到尺寸Z的200％，甚至更多。例如，無紡網面12的CD向表面路徑長度Z為10英寸，展張50％後的CD向表面路徑長度Z′為15英寸。
測量無紡網面表面路徑長度的方法可在本詳細說明之後部分的測試方法一節找到。
增量展張輥筒15和16可根據需要包含任意數量的齒和凹槽。另外，齒和凹槽還可以是非線性的，例如曲線、正弦、鋸齒形等。增量展張輥筒15和16上齒和凹槽嚙合的尺寸和數量可以視情況而定。
從橫向網面增強裝置17出來後的可收縮無紡網面12穿過S型輥筒裝置26的壓區25，該壓區由疊式輥筒28和30構成。可收縮無紡網面12沿疊式輥筒28和30上轉動方向箭頭所示的反S路徑穿過S型輥裝置26的壓區25。穿出S型輥裝置26後，可收縮無紡網面12進入機械穩定裝置38的增量展張輥筒34和36構成的壓區32。由於S型輥裝置26的輥筒圓周線速度控制為低於機械穩定裝置38的輥筒圓周線速度，可收縮無紡網面12就在S型輥裝置26與機械穩定裝置38的增量展張輥筒34和36所形成的壓區32之間受到拉伸。通過調整輥筒間的速度差，可收縮無紡網面受到拉伸並收縮所期望的比例，同時保持這種拉伸後收縮的狀態。機械穩定裝置38提供了可與其他材料結合的穩定的收縮無紡網面。
當無紡網面12在S型輥裝置26和增量展張輥筒34與36形成的壓區32之間受到拉伸時，拉伸力就沿平行於第一方向、機器方向或MD方向施加給可收縮無紡網面。沿與第一方向相平行方向拉伸無紡網面12，使其在垂直於第一方向的方向上或平行於CD向橫向的方向上收縮。
進入S型輥裝置26時，無紡網面12具有CD向表面路徑長度Z′。當在S型輥裝置26和機械穩定裝置38的增量展張輥筒34和36的壓區26之間受到拉伸時，無紡網面12收縮而具有比CD向表面路徑長度Z′小的CD表面路徑長度Z″，最好是比CD向表面路徑長度Z還要小。CD向表面路徑長度Z″優選小於尺寸Z的75％，更優選小於尺寸Z的50％。最優選的是尺寸Z″小於尺寸Z的30％。例如，無紡網面12的CD向表面路徑長度Z為10英寸，經展張後擴展為長度15英寸的CD表面路徑長度Z′，然後又收縮為CD表面路徑長度Z″5英寸，這時Z″就是原CD表面路徑長度Z的50％。
還可以使用其他方法拉伸可收縮無紡網面12，例如採用拉幅機裝置。
可收縮無紡網面12可以是可延展的、有彈性的或無彈性的無紡材料。可收縮無紡網面12可以是紡粘網面、熔噴網面或者粘結粗梳網面。如果可收縮無紡網面是熔噴纖維製成的網面。則它可以包含熔噴微纖維。可收縮無紡網面可以由形成聚合物的纖維製成，例如聚烯烴類物質。典型的聚烯烴類物質包括聚丙烯、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。
在本發明的一個實施例中，可收縮無紡網面12可以是多層材料。例如，將至少一層紡粘網面與至少一層熔噴網面、粘結粗梳網面或其它合適的材料結合。或者，可收縮無紡網面12還可以是單層材料。例如紡粘網面、熔噴網面或粘結粗梳網面。
可收縮無紡網面12也可是由兩種或多種不同纖維混合或者纖維和顆粒混合製成的複合材料。將纖維和/或顆粒添加到傳送熔噴纖維的氣流中即可形成這樣的混合物，在熔噴纖維被收集到收粒設備之前即產生熔噴纖維和其它材料緊密纏結的混合物，這就形成了熔噴纖維和其他材料隨意散布的粘著網面。與熔噴纖維混合的其他材料如木槳、人造纖維以及顆粒等，顆粒如通常被稱為高吸溼材料的水解膠體(水凝膠)顆粒。
纖維的無紡網面應該是通過粘結而形成的能夠耐收縮的粘著網面結構。適合的粘結技術包括化學粘結、熱粘結，例如點砑光、水纏結和針織技術等，當然也不限於此。
圖3是機械穩定裝置38之優選實施例的放大透視圖。該機械穩定裝置包含兩個相向的施力器。施力器具有三維表面並且至少在一定程度上是相互配合的。圖3中所示的機械穩定裝置38由增量展張輥筒34和36組成。當增量展張輥筒繞箭頭方向旋轉時，可收縮無紡網面12穿過由增量展張輥筒34和36所形成的壓區32。上增量展張輥筒34包含許多齒40和相應的凹槽41，這些齒和槽繞輥筒34的整個圓周表面延伸。下增量展張輥筒36也包含許多繞輥筒圓周表面延伸的齒42和相應凹槽43。輥筒34上的齒40與輥筒36上的凹槽43相嚙合或配合，而輥筒36上的齒42又與輥筒34上的凹槽41相嚙合或配合。
輥筒34上的齒40和輥筒36上的齒42各自沿著與可收縮無紡網面12第一方向相垂直的方向或者沿著與無紡網面12寬度方向相平行的方向延伸。亦即齒40和42在與橫向或CD方向相平行的方向上延伸。增量展張輥筒34和36沿著與收縮方向垂直的方向即平行於第一方向的方向漸增地展張收縮網面，從而使收縮無紡網面12穩定化。這樣，在收縮無紡網面穿過增量展張輥筒34和36，施於其上的拉伸力釋放，無紡網面仍舊保持收縮狀態。通過將收縮無紡網面穩定化。收縮無紡網面將基本保持其收縮後的尺寸，不會回復其先前尺寸。
收縮無紡網面12穿過增量展張輥筒34和36經歷穩定化處理後，穩定的收縮無紡網面12將出現大量的穩定化凸紋44。穩定化凸紋44貫穿穩定的收縮無紡網面12的整個寬度沿相互平行的線性方向延伸。穩定化凸紋44顯示為在與CD向或橫向相平行的方向上延伸。如圖3所示，每條穩定化凸紋都是從穩定的收縮無紡網面的一端邊緣延伸至另一端邊緣。這是非常重要的，因為這使得纖維貫穿網面整個寬度方向定形，從而穩定網面。如果穩定化凸紋44並未貫穿整個可收縮無紡網面12延伸，則未壓出凸紋的部分可收縮網面將回復其先前寬度。例如，圖8所示的間隔凸紋圖案是不能有效地穩定化無紡網面的。各個凸紋之間的無紡網面部分得不到定形而回復其先前尺寸。
增量展張輥筒34和36可以包含任意數量的齒和凹槽。以便使無紡網面達到所希望的穩定程度。另外，齒和凹槽可以是非線性的，例如曲線、正弦、鋸齒形等。增量展張輥筒34和36上齒和凹槽嚙合的尺寸和數量也可以視情況而定。另外，齒和槽的分布方向也不一定沿著與無紡網面送進方向相垂直的方向。例如，齒和凹槽可以沿著與CD向成一定角度的方向延伸。但最好不要平行於MD向或機器方向，因為這類增量展張擴展的是網面的寬度，是與網面收縮的目的相牴觸的。
現在參看圖1，可收縮無紡網面12穿過機械穩定裝置38之後，卷繞在收料輥50上。將可收縮無紡網面穩定在其收縮狀態後即可使其以收縮狀態卷繞在收料輥上，便於下一步的使用。一旦可收縮無紡網面被機械穩定或定形後，它就適合在高速常規尿布加工設備上加工了，不需要其它特殊加工設備。另外，還可使用常規結織設備將可收縮無紡網面12結織在盒中存放。
穩定的收縮無紡網面可以很容易地沿平行於收縮方向的方向延伸。即穩定的收縮無紡網面可以很容易地沿橫向延伸或伸長。穩定的可延展收縮無紡網面在張力作用下至少可伸張60％，並且不會發生嚴重失效(即展張後的長度至少是放鬆狀態下未施加張力時長度的160％)。優選的是，穩定的可延展收縮無紡網面在張力作用下至少可伸張100％而不發生嚴重失效(即展張後的長度至少是放鬆狀態下未施加張力時長度的200％)。由於穩定的可延展收縮無紡網面是可延展而非有彈性的，穩定的可延展收縮無紡網面在展張力釋放後不會恢復其伸張量的55％。優選的是釋放展張力後不會恢復伸張量的25％。
在施以較低張力的情況下，穩定的可延展收縮無紡網面優選地可伸張至少60％，更優選的情況是伸張100％甚至更多而不發生嚴重失效。由於在較低張力作用下即可產生至少60％，更優選的100％甚至更多的伸張量。這就使得穩定的可延展收縮無紡網面特別適於製成一次性吸溼用品。例如，尿布、失禁短褲、訓練褲、女性衛生衣物等類似用品。原因在於它們能夠用於用品上需要高延展性而輔助適配身體的部位。
穩定的可延展收縮無紡網面在小於300克的張力作用下，優選伸張量至少為60％，更優選的情況下可以達到100％且不發生嚴重失效。張力小於200克就更為優選，張力小於100克就最優選。
由於可以與圖1所示裝置一起使用的常規驅動裝置和其它常規設備為人們所熟知，為清晰起見，就未在圖1的示意圖中畫出。
除了增量展張之外，還有其他方法適於機械地穩定收縮無紡網面。這些方法包括使用肋紋滾壓機和/或起皺輥。另一種適合的方法包括使收縮無紡網面穿過一對表面光滑輥筒形成的壓區。設定這類穩定化輥筒形成的輥筒嚙合挾緊力即可使收縮網面達到所期望的穩定化程度。
圖9是另一種適於穩定可收縮無紡網面的凸紋樣式的平面圖。該樣式包括大量沿著與橫向平行的方向貫穿網面205整個寬度的線性凸紋210。該樣式還包括許多沿著與橫向呈一定角度並與凸紋210呈一定角度連續延伸貫穿網面205的整個寬度的線性凸紋212。網面205還包括多個沿與橫向成一定角度並且也與凸紋210和212成一定夾角的方向連續延伸的貫穿網面205的整個寬度的線性凸紋214。凸紋212與214之間的夾角可以任意並且二者與凸紋210間的夾角也可以任意。
圖10是另一種適於穩定可收縮無紡網面的凸紋樣式的平面圖。該樣式包含許多貫穿網面220的整個網面寬度並與橫向呈一定角度連續延伸的凸紋222。網面220還包含許多沿著與橫向成一定角度並與凸紋222成一定夾角的方向連續延伸貫穿整個網面220寬度的凸紋224。凸紋222和224最好是相互垂直的。不過，線性凸紋222和224之間也可採用其它夾角。
通過將收縮無紡網面送進由一對壓紋輥筒形成的壓區即可壓出圖9和圖10中所示的凸紋樣式。每個輥筒上包含一些凸起表面，分別類似於輥筒34和36上的齒40及齒42。每個輥筒上的凸起表面是互補的，可以彼此嚙合並對收縮無紡網面施壓，使之產生圖9和10所示的凸紋樣式。壓紋輥筒提供的壓力使各條纖維定形，從而使整個網面穩定在其收縮狀態。
另一種方案是，壓紋輥筒裝置還可以由一個具有一定樣式凸起表面的紋路輥筒和一個表面平滑的基面輥筒組成。紋路輥筒上的凸起表面靠在基面輥筒上壓收縮無紡網面即可生成圖9和10所示的凸紋樣式。
穩定的可延展收縮無紡網面可在日後的處理中與彈性件結合。形成複合彈性材料。優選的情況是，當彈性材料處於未拉伸狀態時穩定的可延展收縮材料與其結合在一起。無論彈性件處於拉伸狀態或未拉伸狀態。穩定的可延展收縮無紡網面與彈性件都可沿著其部分共同延展表面以間斷或連續的方式相互結合。穩定的可延展收縮無紡網面可以從諸如收料輥50之類的輥筒上展開後與彈性件結合，也可以在實施了機械穩定後直接與彈性件結合。
彈性件可以由任何合適的彈性材料製成。通常，任何高彈性纖維成形樹脂或含有上述樹脂的混合物都可利用來製成彈性纖維的無紡網面。任何高彈性薄膜成形樹脂或含有上述樹脂的混合物都可利用來製成本發明的高彈性薄膜。例如，彈性材料可以是由通用化學式為A-B-A′的嵌段共聚物製成的彈性膜，其中A和A′都是熱塑性聚合物嵌段端部，包含苯乙烯部分，例如聚(乙烯基芳烴)。其中B是彈性聚合物中段，例如共軛二烯或者低烯烴聚合物。其他可用於製成彈性薄膜的典型彈性薄膜包括聚氨基甲酸(乙)酯彈性材料，例如B.F.Goodrich Company公司的ESTANE品牌的產品；聚醯胺彈性材料，例如Rilsan公司PEBAX品牌的產品；聚酯彈性材料，例如E.I.DuPont DeNemours公司的Hytrel品牌的產品。
聚烯烴還可以與彈性聚合物混合以提高混合物的可加工性。當聚烯烴與彈性聚合物混合併受到升高壓力和溫度條件的適當組合時，聚烯烴必須是一種與彈性聚合物在混合狀態下可擠壓的聚烯烴。適用的混合聚烯烴材料包括聚乙烯、聚丙烯和聚丁烯、乙烯共聚物、丙烯共聚物和丁烯共聚物也包括在內。
彈性件還可以是一種壓敏彈性粘結劑片材。例如，彈性材料本身是發粘的，或者將可混增粘樹脂添加到上述可擠壓彈性複合材料中形成可用作壓敏粘結劑的彈性片材，比如將彈性片材與已拉伸收縮的無彈性網面相粘結。彈性片材還可以是多層材料構成的，它可包括兩層或更多的單獨的粘著網面或薄膜。另外，彈性片材還可以是多層材料，其中一層或多層包含著彈性纖維或顆粒與非彈性纖維或顆粒形成的混合物。
其它適合用作彈性件的彈性物質包括「活性(live)」合成橡膠或天然橡膠，包括熱收縮彈性膜，成形的彈性稀洋紗，彈性泡沫膠等類似物質。在特定的優選實施例中，彈性件包含Conwed Plastics公司的彈性稀洋紗。
可收縮無紡網面12的原始尺寸與其經拉伸或收縮後的尺寸之間的關係就決定了複合彈性材料的近似展張極限。由於可收縮無紡網面是可展張並在一定方向上回復到收縮的尺寸，收縮方向可以是機器方向也可以是橫向，複合彈性件在與可收縮無紡網面12同樣的方向上也是可展張的。
例如，參看圖4、5、6，假設希望製備一種可展張伸展量達150％的複合彈性材料，輪廓如圖4所示但比例又不一定與圖4相同的可收縮材料寬度X為250cm，經過拉伸後收縮為寬度100cm，標號為Y。如圖4所示的收縮無紡網面經機械穩定化作用後被製成穩定的可延展收縮無紡網面。然後將穩定的可延展收縮無紡網面與寬度約為100cm並至少可展張為寬度250cm的彈性件結合在一起。生成的與圖6輪廓相似但比例不一定相同的複合彈性材料具有寬度Y為100cm，並且其至少可展張到250cm，即伸長量為可收縮材料的原始寬度的150％。從示例中可見，彈性件的彈性極限只需要與複合彈性材料的最小期望彈性極限一樣大即可。
現在參看圖7，該圖示意性說明了本發明提及的製成收縮無紡網面的另一工藝過程100。
當供料輥103繞著輥旁所示箭頭方向旋轉時，可收縮無紡網面102從供料輥103上展開，並沿著網面上方箭頭所示方向，即機器方向或第一方向送進。從供料輥103上展開的可收縮無紡網面102經過橫向網面增強裝置107的兩個增量展張輥筒105和106所形成的壓區104。網面增強裝置107採用兩個相向的施力器，施力器具有三維表面並且至少在一定程度上是相互配合的。橫向網面增強裝置107包含增量展張輥筒105和106。包含兩個增量展張輥筒的橫向網面增強裝置的詳細說明參看圖2。
可收縮的無紡網面102可以通過公知的無紡擠壓成型工藝製成。例如，人們熟知的熔噴工藝或紡粘工藝。然後，使可收縮的無紡網面直接經過壓區104，不必事先將其存放在供料輥上。
從橫向網面增強裝置107送出的可收縮無紡網面102將穿過由疊式輥筒128和130所形成的S型輥裝置126的壓區125。可收縮無紡網面102沿著疊式輥筒128和130上旋轉方向箭頭所示的反S型路徑穿過S型輥裝置126的壓區125。從S型輥裝置126穿出後，可收縮無紡網面102穿過壓力輥筒裝置140所形成的壓力壓區145，裝置140包含兩個施壓輥筒142和144。由於將S型輥裝置126的圓周線速度控制為小於壓力輥筒裝置140的圓周線速度，可收縮無紡網面102在S型輥裝置126和壓力輥裝置140的壓力壓區之間受到拉伸。通過調整兩組輥裝置速度之間的差值，可收縮無紡網面受到拉伸，並收縮所期望的尺寸而且維持這種受拉伸後收縮的狀態。從壓力輥裝置140穿出後，收縮無紡網面102穿過機械穩定裝置152所形成的壓區，裝置152包含增量展張輥筒153和154。由於壓力輥裝置140的輥筒圓周線速度控制為小於或等於機械穩定裝置152的輥筒圓周線速度，無紡網面在壓力輥裝置140和機械穩定裝置152之間維持其受拉伸和/或者收縮狀態。經過機械穩定裝置152之後，穩定的收縮無紡網面102纏繞在收料輥160上。另外，還可使用常規設備將穩定的收縮無紡網面102結織於收料盒中。
可以與圖7中的裝置一起使用的常規驅動裝置和其他常規設備已為人們所熟知，為清晰起見，未在圖7的示意圖中示出。
測量方法利用顯微圖像分析方法分析無紡網面即可判定無紡網面的表面路徑長度。
從無紡網面上切割並分離出用於測量的樣本。附著到網面上後，在垂直於「測量邊」的方向「計量標定」出半英寸長的未變形樣本長度，然後進行精確地切割，並從網面上分離下來。
然後將測量樣本固定到顯微鏡載玻片的長邊緣上。將「測量邊」向外稍微拉出載玻片邊緣一點兒(大約1mm)。在朝向載玻片的邊緣處塗上薄薄一層壓敏粘合劑，這樣可使樣本更好地固定。對於具有較深折皺的樣本。需要輕輕地展開樣本(不要施加太大的力)，以使樣本更易於與載玻片邊緣接觸和附著。這樣就改進了圖像分析時邊緣的識辨性，避免了出現需附加解釋分析「折皺」邊緣部分的可能性。
採用具有足夠高質量和放大倍數的適當的顯微測量方法，從載玻片「邊緣」以「測量邊」視圖採集每個樣本的圖像。利用下列設備來採集數據Keyence VH-6100(20倍鏡片)視頻裝置，用Sony Video印表機Mavigraph裝置製作的視頻圖像列印件。用HP ScanJet IIP掃描儀進行視頻列印件圖像掃描。使用NIH MAC Image 1.45版軟體在MacIntosh IICi計算機上進行圖像分析。
使用此設備時，首先要用具有長度0.500″、增量標記為0.005″的網格作為標定圖像來對計算機圖像分析程序進行標定設置。然後對所有要被測量的樣本進行視頻成像和視頻圖像列印。下一步，將所有視頻列印件以100dpi(256級灰度)圖像掃描為適當的Mac圖像文件格式。最後，使用Mac Image1.45電腦程式分析每個圖像文件(包括標定文件)。所有樣本將採用選定的徒手直線測量工具進行測量。在樣本的兩面邊緣進行測量並將長度記錄下來。薄的樣本只需測量一面邊緣。厚的樣本需要測量雙面邊緣。沿著切割樣本的整個計量長度進行長度測量。在某些情況下，要覆蓋整個切割樣本可能需要多個(部分重疊)圖像。在這些情況下，選擇相互重疊圖像共同的特徵並用作「標記」，使得讀取圖像長度時是毗鄰讀取而非重疊讀取。
將每段網面的5個單獨0.5」計量樣本的長度求平均值即可獲得表面路徑長度的最後確定值。每個計量樣本「表面路徑長度」是雙面邊緣表面路徑長度的平均值。
儘管上述測量方法對本發明的許多網面都適用，但為適應一些網面可能需要進行修改。
儘管本發明的特定實施例已被圖示說明和描述，但那些不偏離發明實質和範圍的多種其他變化和改動對於本領域的普通技術人員而言應該是顯而易見的。因此試圖將所有這些本發明範圍內的變化和改動覆蓋在所附權利要求書中。
權利要求
1.一種製造穩定的可延展無紡網面的方法，所述方法的特徵在於下列步驟a)提供可收縮無紡網面，優選是由纖維和一種或多種其它吸溼材料相混合的複合材料；b)將可收縮無紡網面沿第一方向送進；c)使可收縮無紡網面沿著與所述第一方向相垂直的方向承受增量展張，優選將無紡網面送入由一對增量展張輥筒構成的壓區，所述輥筒優選具有多個齒和多個凹槽；d)對可收縮無紡網面施加拉伸力使無紡網面收縮；e)使收縮無紡網面承受機械穩定化作用，製成穩定的可延展收縮無紡網面，優選將收縮無紡網面送入由一對壓紋輥筒構成的壓區，其中所述壓紋輥筒優選提供貫穿整個無紡網面寬度的連續加壓穩定化凸紋。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，在步驟e)中使收縮無紡網面沿著與所述第一方向平行的方向承受增量展張。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述可收縮無紡網面是從下列物質組中選出的一種網面粘結粗梳纖維網面、紡粘纖維網面、熔噴纖維網面，以及包括至少一種所述網面的多層材料。
4.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述纖維包括由下列物質組中選出的一種聚合物聚烯烴類、聚酯類和聚醯胺類。
5.如權利要求4所述方法，其特徵在於，所述聚烯烴是從下列物質組中選出的聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、乙烯共聚物、丙烯共聚物和丁烯共聚物中的一種或多種。
6.如權利要求1所述方法，其特徵在於，所述可收縮無紡網面是包含了纖維與一種或多種其他材料混合物的複合材料，這一種或多種其他材料是從下列物質組中選取的木槳、人造纖維、顆粒和超吸溼材料。
7.如權利要求1所述方法，其特徵在於，包括下列附加步驟f)將穩定的可延展收縮無紡網面與彈性件結合，所述彈性件優選是一種從下列物質組中選出的彈性聚合物，彈性聚烯烴類、彈性聚氨基甲酸乙酯類、彈性聚醯胺類和彈性A-B-A′嵌段共聚物類，其中A和A′是相同或相異的熱塑性聚合物，B是彈性聚合物段。
8.如權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述的彈性件包括彈性膜。
9.如權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述的彈性件包括彈性稀洋紗。
10.一種製造穩定的可延展無紡網面的方法，所述方法的特徵在於下列步驟a)提供可收縮無紡網面，優選是纖維和一種或多種其它吸溼材料相混合形成的複合材料；b)將可收縮無紡網面沿第一方向送進；c)使可收縮無紡網面承受與所述第一方向相垂直方向的增量展張，優選將無紡網面送入由一對增量展張輥筒構成的壓區，所述輥筒優選具有多個齒和多個凹槽；d)沿著與所述第一方向平行的方向對可收縮無紡網面施加拉伸力，使無紡網面沿著與所述第一方向相垂直的方向收縮；e)使收縮無紡網面承受與所述第一方向相平行方向的增量展張作用。
全文摘要
本發明提供了一種穩定的無紡網面及其製造方法,該無紡網面具有增強的延展性。可收縮無紡網面沿第一方向送進。可收縮無紡網面承受與第一方向相垂直方向上的增量展張。拉伸力施加於可收縮無紡網面以收縮無紡網面。然後,收縮無紡網面承受機械穩定化作用,製成穩定的可延展收縮無紡網面。穩定的可延展收縮無紡網面可以很容易地沿著與收縮方向相平行的方向延展。
文檔編號B29C55/14GK1253601SQ98804610
公開日2000年5月17日 申請日期1998年4月2日 優先權日1997年4月4日
發明者道格拉斯·H·本森, 約翰·J·柯羅 申請人:普羅克特和甘保爾公司