用於機械扣接系統的起縐非織造層壓環圈扣接材料的製作方法

2023-10-10 12:42:54 2

專利名稱：用於機械扣接系統的起縐非織造層壓環圈扣接材料的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於機械扣接系統環圈扣接材料，所說機械扣接系統指的是掛鈎與環圈扣接系統。更具體地說本發明涉及一種非織造層壓材料形式的環圈扣接材料，該材料具有一層附著在一個支撐層上的起縐非織造層，用來與一種互補掛鈎材料的掛鈎接合。
背景技術：
機械扣接系統，換句話說，即所提及的所謂掛鈎與環圈這種類型的扣接系統，已被日益廣泛地應用於各種消費和工業用途中。這些用途的一些實例包括一次性個人護理吸收用品。通常，這種掛鈎與環圈扣接系統用在這樣的場合，即需要在兩個或更多材料或用品之間進行反覆扣接連接的場合。這種機械扣接系統在很多情況下已經代替了其它傳統的用於產生這種反覆扣接連接的裝置，如扣子、扣環、拉鏈等。
機械扣接系統通常採用兩個部件-一個凸起部件(掛鈎)和一個凹陷部件(環圈)。該掛鈎部件一般包括許多半剛性的掛鈎狀的且固定或連接在一個基底材料上的部件。環圈部件通常包括一種彈性背襯材料，從該背襯材料處伸出許多豎立的環圈。掛鈎部件的掛鈎狀元件被設計成與環圈材料的環圈接合，從而在兩個部件的掛鈎和環圈元件之間形成了機械連接。這些機械連接用來防止在正常應用時部件之間的相互分離。對這種機械扣接系統所進行的設計，使它避免了由於施加一個剪切力或拉力以及一定的剝離力或拉力而使掛鈎和環圈部件產生分離，該剪切力或拉力是施加在一個平行於或由該掛鈎和環圈部分的連接表面所限定的平面內的。然而，在基本上垂直於或正交於由掛鈎與環圈部件的連接表面所限定的平面的方向上，施加一個剝離力，會使得該掛鈎元件從環圈元件處分離，其方式是，例如，使環圈元件破裂從而放開接合的掛鈎元件，或折彎彈性的掛鈎元件，直到該掛鈎元件與環圈元件分離為止。
有利的是，機械扣接系統能夠用在一次性個人護理吸收用品上，例如一次性尿布、一次性服裝、一次性失禁製品及類似物。這些一次性產品通常是只使用一次的用品，即在一段相對較短的使用期之後被扔掉，該使用期通常為數小時，並且該用品不會被洗滌和再使用。總之，理想的是在設計這種產品時要避免採用昂貴的部件。因此，在掛鈎和環圈部件用於這種產品的條件下，該掛鈎和環圈部件必須在所使用的材料和所採用的製造工藝上都相對便宜。另一方面，該掛鈎和環圈部件必須有足夠的結構完整性和衝擊韌性，能夠經受住在正常穿戴該吸收用品期間對其施加的力，以避免由於掛鈎與環圈部件過早分離或脫落而使穿戴者陷入潛在的窘境。
授權給Ott等人的美國專利No.4,761,318揭示了一種可用於一次性用品的機械扣接系統的環圈扣接材料。被該專利揭示的環圈扣接材料包括一個纖維層，該纖維層具有許多在第一表面上的的環圈，該第一表面可以與一個相配的掛鈎扣接部分可分開地接合起來，該環圈扣接材料還包括一個粘接在與第一表面相反的該纖維結構的第二表面上的熱塑樹脂層。該熱塑層將環圈固定在纖維結構上。
授權給Noel等人的美國專利No.5,032,122揭示了一種可用於一次性用品的機械扣接系統的環圈扣接材料。被該專利揭示的環圈扣接材料包括一種可定向的背襯材料和一種從該背襯延伸的複合纖維元件。這種纖維元件是由連續的長絲形成的，這些長絲位於背襯材料之上，並且在該可定向的背襯材料處於尺寸不穩定狀態時，間斷地固定在該背襯材料上。該纖維元件是這樣形成的，即使長絲在背襯材料上間隔開的固定連接區域之間抽褶，而且此時使該可定向材料向尺寸穩定狀態轉變，這樣該可定向材料沿其過程特性曲線收縮或聚集。這樣，該專利的環圈材料需要一個可定向的背襯材料，例如一種塑性或熱塑性或可熱收縮的材料，並且使該材料從尺寸穩定狀態轉變到尺寸不穩定狀態，然後又回到其尺寸穩定狀態。
授權給Goulait等人的美國專利No.5,326,612揭示了一種可用於一次性用品的機械扣接系統的環圈扣接材料。被該專利揭示的環圈扣接材料包括一種固定在背襯上的非織造纖維網。該非織造纖維網用於接納和纏繞互補掛鈎部件的掛鈎。該非織造纖維網的具體單位重量在大約5到大約42g/m2的範圍之間，其纖維間接合區小於大約百分之10，總的平面視圖結合區小於大約百分之35。
儘管有前述的參考例，但仍然需要對用於機械扣接系統的環圈扣接材料進行改進，特別是那些用於一次性個人護理吸收用品的材料。本發明的起縐非織造層壓環圈扣接材料柔軟且類似於衣服，從而依其外表和給人的感覺而言具有美學的感染力。本發明的環圈材料的製造相對便宜，特別是與傳統的由緯編、經編、織造或類似的方法形成的環圈材料相比更是如此，同時，當採用商業上可得到的掛鈎扣接材料時，它與傳統的環圈扣接材料相比，還表現出可比較和/或改進的剝離和抗剪強度。
發明概述本發明對掛鈎與環圈扣接系統的環圈扣接材料進行了改進。本發明的環圈材料具有三維表面構形，特別適用於容納和接合一種互補掛鈎材料的掛鈎元件。所說的掛鈎材料可以是各種在商業上可得的掛鈎部件中的任何一種，如在現有技術中已知的，它們通常包括一個有許多掛鈎元件從其上凸出來的基礎材料。
本發明的起縐非織造層壓環圈材料包括一層附著在一個支撐層上的起縐非織造層，該起縐非織造層例如可以是一種紡粘非織造纖維網或一種短纖維粘合梳理纖維網。支撐層可以是任何能適當地附著或粘合到起縐非織造層上的材料，包括一種塑料薄膜或其他的非織造纖維網。起縐非織造層外露的上表面具有低纖維密度和高z軸纖維取向的起絨「環圈」區，它們用來容納和接合從一種掛鈎材料上凸出來的掛鈎元件。所說起縐非織造層的起絨區被非起絨區隔開，與所說起絨區的纖維密度和高z軸纖維取向相比，所說非起絨區的纖維密度相對高些，而z軸纖維取向則相對低些。構成所說非織造層的纖維或長絲與所說下支撐層的上表面相互粘合或附著的主要區域是非起絨區；另外，除非起絨區之外，所說非織造層的纖維或長絲與所說支撐層還可以有一些次要的粘合區域。支撐層保持所說起縐非織造層壓材料的結構完整性和所說起縐非織造層的尺寸穩定性。非織造層的起縐結構在使用中還能使構成容納環圈材料的掛鈎的纖維抵抗壓縮，由此使得從掛鈎材料上凸出來的掛鈎元件很容易進入和接合。本發明的起縐非織造環圈層壓材料能夠用作一種掛鈎與環圈扣接系統的環圈材料，例如用在一次性個人護理吸收用品上的扣接系統。
適合製造本發明起縐非織造層壓環圈材料的工藝方法包括提供一個非織造層、提供一個支撐層、提供對置的其間形成一個軋點的第一和第二熱軋輥，所說第一軋輥的最外層表面帶有圖型，而所說第二軋輥的最外層表面則是平坦的，以相反的方向轉動所說第一和第二軋輥，所說第一軋輥具有第一轉動速度而所說第二軋輥則具有第二轉動速度，所說第二轉動速度比所說第一轉動速度大2至8倍，並且讓非織造層和支撐層從所說第一和第二反轉軋輥所構成的軋點內通過，以形成起縐的非織造層壓製品。通過這種成形工藝，在離開由反向轉動的型輥和砧輥所構成的軋點之後，所說非織造層的單位重量從起縐和層壓前的第一單位重量增至較高的第二單位重量。
在作為一種掛鈎與環圈扣接系統的環圈部件用於一次性個人護理吸收用品時，本發明的起縐非織造層壓環圈材料可以以不連續的環圈材料貼片形式粘合或附著在所說用品的外層或背面上。此外，所說的起縐非織造層壓環圈材料還能構成這種一次性個人護理吸收用品的整個外部覆蓋層或背面。
附圖簡述

圖1是本發明環圈材料的透視圖。
圖2是圖1的環圈材料的剖面側視圖。
圖3是與本發明環圈材料接合的一種掛鈎材料的透視圖。
圖4是圖3所示掛鈎與環圈材料的剖面側視圖。
圖5是本發明環圈材料的起縐非織造層的顯微照片。
圖6是用本發明環圈材料作環圈貼片的一次性尿布的透視圖。
圖7是製造本發明環圈材料的工藝和設備的示意側視圖。
圖8是適用於圖7工藝和設備的型輥的局部透視圖。
圖9是生產紡粘長絲非織造纖維網的典型工藝和設備的示意側圖。
發明詳述本發明涉及一種改進的環圈扣接材料，用於機械扣接系統或掛鈎與環圈扣接系統。僅為說明起見，將只結合其在一次性個人護理吸收用品上的應用對本發明進行描述，所說的材料包括尿布、訓練褲、失禁服裝、衛生巾、繃帶及類似物。就其本身而言，本發明不應該限制在這些具體的應用範圍內，本發明可以在所有可以使用掛鈎與環圈扣接系統的應用中。
本發明的環圈材料能與各種各樣的掛鈎材料一起使用。適合與本發明環圈材料一起使用的掛鈎材料有Velcro Group Company,ofManchester,New Hampshire生產的商業牌號CFM-22-1097；CFM-221121；CFM-22-1162；CFM-25-1003；和CFM-29-1005；或者是St.Paul,Minnesota的明尼蘇達礦物和製造公司生產的商業牌號CS200。適合的掛鈎材料一般每平方釐米有大約16至大約620個掛鈎，或每平方釐米有大約124至大約388個掛鈎，或每平方釐米有大約155至大約310個掛鈎。適合的掛鈎高度為大約0.00254釐米(cm)至大約0.19釐米，或為大約0.0381釐米至大約0.0762釐米。
在圖3和4中可以看到，掛鈎材料22有一個基層24，該基層上有許多從其上基本垂直凸出來的雙向掛鈎元件26。如在此所使用的述語「雙向」指的是掛鈎材料上各相鄰的掛鈎元件在掛鈎材料的機器方向上取向相反。另一方面，述語「單向」指的是掛鈎材料上各相鄰的掛鈎元件在掛鈎材料的機器方向上取向相同。
為了獲得有關本發明的穩定數據，在測定本發明的環圈材料過程中僅使用唯一種型號的掛鈎材料。從基材24的上表面25至掛鈎元件26的最高點所測的掛鈎元件26的平均總高度為H。用於本發明的掛鈎元件26的平均高度為大約0.5毫米(mm)。掛鈎材料22的掛鈎密度為大約每平方釐米265個掛鈎。基材24的厚度為大約3.5密耳。用於本發明的掛鈎材料可以是美國Velcro公司的CFM-29-1003。該掛鈎材料22的其它尺寸和性能將在以下的實施例中加以描述。
雖然在此採用的術語「掛鈎材料」表示機械扣接系統的具有接合(掛鈎)元件的部分，但這並不限定接合元件的形式僅包括「掛鈎」，而是包括任何其它的形式或形狀的接合元件，無論其是單向還是雙向的，只要如本領域所知的那樣是設計成或適合於與一種互補的環圈扣接材料接合即可，例如與本發明的起縐非織造層壓環圈材料接合。
參考圖1和2，其中顯示了一個本發明的起縐非織造層壓環圈材料10的實施例。為了明確起見，在此所用的術語「起縐非織造層壓環圈材料」用來指掛鈎與環圈扣接系統的環圈或凹陷部件，該扣接系統以其最簡單的形式，包括一種固定在支撐層或纖維網上的起縐的非織造層或纖維網。該術語不限定本發明的環圈材料只為非織造材料；例如，支撐層或纖維網不是非織造層或纖維網，如下所述。該術語「環圈」並不把本發明的環圈材料僅限定為那種用其上不連續的、分開形成的材料的環圈來容納和接合由互補的掛鈎材料組成的掛鈎元件的材料；另外，本發明的環圈材料包括纖維非織造層，其中單個纖維的功能是在沒有形成單個環圈的纖維時，與掛鈎元件接合。
在此，單獨使用術語「層」或「纖維網」有表示單件或多件的兩重含意。在此，術語「層壓」意味著一種複合材料，該材料由兩個或更多的層或纖維網組成，其材料相互附著或粘合。
再參考圖1和2，所顯示的環圈材料10包括一種起縐非織造層12，該層與支撐層14連接。非織造層12通常被描述成任何非織造纖維網，即當它根據本發明形成時，它適合於容納和接合互補的掛鈎材料的掛鈎。在此，術語「非織造層」或「非織造纖維網」含意是指一種纖維網，它具有單個的纖維或絲線結構，它們是交織的，但並不是象編織的纖維那樣交錯的。商業上可得到的熱塑聚合物材料可以被有益地用於製造纖維或長絲，用這種纖維或長絲形成非織造層12。在此，術語「聚合物」包括但不限於均聚物、共聚物如嵌段、接枝、無規和交替共聚物、三聚物等，及其摻合物和變型。另外除非另外特別說明，術語「聚合物」應該包括所有可能幾何結構的材料，包括但並不限定於全同、間規和無規對稱型。在此，術語「熱塑性聚合物」或「熱塑性聚合材料」指的是遇熱變軟，但冷卻到環境溫度時又恢復其正常狀態的長鏈聚合物。典型的熱塑性材料包括但不限於聚氯乙烯、聚酯、聚醯胺、多氟烴、聚烯烴、聚氨酯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、己內醯胺和上述物質的共聚物。用於製造非織造層12的纖維可以具有任何適當的組織結構，並且包括空心或實心的纖維、直的或捲曲的纖維、雙組分、多組分、雙成分或多成分的纖維，以及這些纖維的摻合物和混合物，正如在本領域眾所周知的那樣。
用於本發明的非織造層12的非織造纖維網可以由幾種已知的形成工藝形成，包括紡粘法、氣流鋪置、或粘合梳理纖維網形成工藝。紡粘非織造纖維網是用熔紡長絲製造的。在此，術語"熔紡長絲"指小直徑纖維和/或長絲，它們是通過從噴絲板上許多細小的、通常為圓形的毛細管中擠出一種熔化的熱塑性材料而形成的，同時通過非引出或引出型的流體噴射拉伸或其它已知的紡粘機械，使被擠出的長絲的直徑迅速減小。在以下文獻中對紡粘非織造纖維網的生產進行了描述授權給Appel等的美國專利No.4,340,563，授權給Dorschner等的美國專利No.3,692,618，授權給Matsuki等的美國專利No.3,802,817，授權給Kinney的美國專利No.3,338,992和No.3,341,394，授權給Hartmann的美國專利No.3,502,763，授權給Levy的美國專利No.3,276,944，授權給Peterson的美國專利No.3,502,538，和授權給Dobo等的美國專利No.3,542,615，所有這些文獻都包括在本文的參考資材料中。由紡粘法形成的熔紡長絲通常是連續的，並且具有大於7微米的直徑，更具體地說，其直徑在10到20微米之間。
為了進行本發明的圖1和圖2中所示的具體實施例，可以採用一種傳統的紡粘法工藝來形成熔紡長絲的非織造纖維網，該熔紡長絲是由一種可擠出的熱塑樹脂形成的，該熱塑樹脂是丙烯和乙烯的無規共聚物。一種包含百分之0.5到百分之10重量的乙烯，並且包括百分之99.5到百分之90重量的丙烯的無規共聚物被發現在本發明中很好用。
圖9示意地說明了用於生產熔紡共聚物長絲的非織造纖維網的一種適當的熔紡工藝和設備。為了形成這種熔紡共聚物長絲的熔紡纖維網(例如熔紡長絲)，將共聚材料的顆粒、切片等導入到一個擠出機82的料鬥80中。該擠出機82有一個擠出螺杆(沒有顯示)，該擠出螺杆由一個傳統的電動機(沒有顯示)驅動。由於擠出螺杆由驅動電動機驅動而轉動，共聚物向前通過擠出機82，共聚物被逐漸加熱到熔化狀態。將共聚物加熱到其熔化狀態的工作可以在多個斷續的步驟中來完成，隨著該共聚物朝著一個擠出模板84前進，它通過擠出機82中的斷續的加熱區域，使其溫度逐漸地升高。該模板84可能還是另一個加熱區域，其中共聚物的溫度被維持在一個高溫水平以便於擠出。將共聚物加熱到熔化狀態所需要的溫度多少會依賴於所採用的共聚物的類型而變化。例如，一種包含大約百分之3.2重量的乙烯和大約百分之96.8重量的丙烯的無規嵌段共聚物，可以在227℃到260℃的溫度下擠出。對擠出機82各區域和擠出模板84的加熱可以用任何傳統的加熱裝置(沒有顯示)來完成。
從有一定間隔的長絲形成裝置88出來的束流86中開始形成並排出熔化的共聚物長絲。該形成裝置88可以是任何適當的長絲形成裝置，如噴絲板、噴絲孔或類似的與熔紡工藝如紡粘工藝相關的設備。從形成裝置88中排出的熔紡長絲被拉過纖維拉伸部件87的通道85，該拉伸部件上有效地連接著高速流體源89，如空氣氣流噴射裝置。高速流體作用在向下通過通道89的熔紡長絲86上，拉伸該熔紡長絲86，並且增加了將熔紡長絲輸送到一個形成表面的速度。被排出通常道85的熔紡長絲以地規則的方式堆積在一個多孔形成表面90上，該形成表面90一般由一個放置在該形成表面90下面的真空裝置(沒有顯示)協助工作。該熔紡長絲的單絲旦數(dpf)在1.5到5.0之間，更具體地說是在2.0到2.5(dpf)之間。抽真空的目的是消除長絲不理想的散射，並且將該長絲引導到形成表面90上，以便形成一種熔紡共聚物長絲的非織造纖維網92。形成表面90依次由輥輪94支撐，該輥輪由傳統的驅動裝置(沒有顯示)驅動。
非織造纖維網92離開形成表面90，被導入並通過型輥裝置100的軋點96。型輥98用於使纖維網92進行熱粘合。平滑的砧輥99與型輥98一起，形成了熱圖型粘合軋點96。另外，在砧輥99的外表面上也可帶有一個粘合圖型。型輥98由加熱裝置(沒有顯示)加熱到適當的粘合溫度，並且由傳統的驅動裝置(沒有顯示)帶動旋轉，這樣當纖維網92通過軋點96時，形成了一系例的熱圖型粘合點。在給定線速度、粘接溫度和形成纖維網92的材料的條件下，軋點96中的軋點壓力應該足以使纖維網92達到理想的粘合度。例如，軋點壓力為每線英寸大約60至85磅(pli)(大約每線米1.07到1.51千克)是合適的。通過熱圖型粘合，長絲的纖維網92變成了一個增強了穩定性的圖型粘合纖維網102。
圖型粘合纖維網102的粘合區百分數對於本發明的起縐非織造層壓環圈材料的功能是重要的。一般來說，纖維網的粘合區百分數應該足夠的高，使得大部分通常連續的熔紡長絲有伸過至少兩個圖型粘合點的部分。這樣，在非織造纖維網中的各長絲可以更牢固地與掛鈎材料上的掛鈎元件接合，使得該環圈材料有適當的剝離強度和抗剪切強度性能。另外，足夠高的粘合區域百分比用來減少纖維的拉出，這種拉出會引起掛鈎元件從環圈材料上重複地脫離。纖維拉出的高發生率會減小環圈材料的剝離和/或抗剪強度，並且有害地影響該環圈材料的外觀(即增加的起絨)。這樣，增加粘合區的百分比可以改善環圈材料的表面完整性和耐用性。另一方面，粘合區的百分比不能太高，導致長絲間區域的面積和數量不足以讓足夠數量的掛鈎元件容納到該環圈材料中，在與環圈材料接合時該長絲間區域容納掛鈎材料的掛鈎元件。例如，在如圖9所示的紡粘設備中，圖型輥98有一個點狀粘接圖型，其粘合區在大約百分之10到百分之25或更多的範圍內，採用的粘合點密度大約為每平方釐米15.5至46.5個粘合點。另外，一個圖型輥98的粘合表面區在大約百分之13到大約百分之22之間的範圍內，或者在大約百分之15至大約百分之20的範圍內，已經發現該輥適合用在本發明中。也可以採用在上述範圍之下或之上的粘合密度，具體的粘合密度依賴於各粘合點的尺寸。然後該圖型粘合纖維網102被傳到其它的工藝和/或處理步驟。
非織造層12還可以由粘合梳理纖維網構成。粘合梳理纖維網由短纖維形成，該短纖維在出售時是成包地出售的。將這些纖維包放置在松棉機中，該松棉機將纖維分離開。然後，使纖維通過一個精梳或梳理裝置，該裝置在機器方向進一步斷開和校直短纖維，以形成一個纖維大體在機器方向取向的非織造纖維網。一旦形成了該纖維網，然後用幾種已知的粘合方法中的一種或數種將它粘合。一種粘合方法是粉末粘合劑粘合，其中將粉末粘接劑分布在纖維網上，然後通常採用以熱空氣加熱纖維網和粘接劑的方法使該粘接劑活化。另一種合適的粘合方法是圖型粘合，其中用熱軋輥或超聲波粘合設備來將纖維粘合在一起，雖然在需要時可以在纖維網的整個表面上進行粘合，但通常是以定位的粘合圖型進行粘合。另一種適當的粘合方法，特別是採用雙組分短纖維時，是通氣粘合。
通氣粘合機在本技術領域內是眾所周知的，並且不需要在此進行詳細的說明。通常，一種普通型的通氣粘合機包括一個網眼輥，該輥裝載著纖維網，還包括一個包圍該網眼輥的罩。從罩中導出一股熱空氣流並將其加到纖維網上並使其進入網眼輥。熱空氣將纖維網加熱到高於雙組分長絲的低熔點組分的熔點但低於高熔點組分的熔點的溫度。通過加熱，纖維網的低熔點聚合物部分熔化並在與鄰近纖維的交叉點上粘附在該相鄰纖維上，同時纖維的高熔點的聚合物部分還能保持纖維網的物理和尺寸的完整性。例如，當聚丙烯和聚乙烯被用作為該聚合物的組分時，通過通氣粘合機的空氣流的溫度在大約110℃至大約140℃的範圍內，氣流的速度在每分鐘大約30至大約150米的範圍。纖維網停留在通氣粘合機中的時間一般不超過約6秒鐘。然而，應該理解的是通氣粘合機的參數依賴於諸於象所採用的聚合物的類型、纖維網的厚度等這樣的因素。
氣流鋪置成網工藝是另一個眾所周知的工藝，通過該工藝可以形成非織造層12。在該氣流鋪置成網工藝中，一般長度為6到19毫米(mm)的短纖維束被分割開並且被輸送到一個空氣供給裝置中，隨後沉降到一個形成屏上，這些操作通常是在一個真空源的幫助下完成的。然後利用如熱空氣或一種霧狀粘合劑，將無規則沉降的纖維相互粘合。
為了使根據本發明的起縐非織造層12達到規定的物理特性的範圍，用於粘合非織造層的纖維或長絲的粘合工藝應該是在形成過程中能夠控制纖維結構的壓縮或緻密水平的工藝。無論採用什麼樣的形成工藝，粘合度都將取決於所用的纖維/聚合物，但是在任何情況下，理想的是在加熱步驟中控制纖維網的壓縮量。
通過採用製造本發明的起縐非織造層壓環圈材料的起縐工藝，非織造層12(見圖1和2)被起縐或「聚束」，從而在非織造層12上形成由非起絨區18分隔開的起絨區16，並由此在非織造層12上產生皺曲或皺紋。在起絨區16內，帶水的非織造層12可以物理地與支撐層14分離和/或與支撐層14脫離粘合。在起絨區16中有第一低纖維密度，而在起絨區16中的纖維呈現出第一的高z軸取向。這樣，該起絨區16能夠容納和接合互補掛鈎材料的掛鈎元件，如圖3和4所示。與起絨區16比較，非起絨區18有相對較高的第二纖維密度，這是因為在非起絨區中非織造層12的纖維被壓縮或壓實，而且該非起絨區還具有相對較低的第二z軸纖維取向。通過成形工藝對非織造層12產生的起縐還用來增加非織造材料的單位重量，因為較多的非織造材料在給定單位面積內被壓實。已經觀察到，根據產生的起縐度，非織造材料的單位重量增加了2倍之多或者更多，此起縐度是由此後描述的起縐設備所產生的。非織造層12的起縐結構提供了對壓縮非織造層12的纖維結構的阻力，從而，在使用掛鈎與環圈扣接系統時，有利於掛鈎材料22的掛鈎元件的進入和接合，圖5詳細顯示了該非織造層12的性能特點和外形。
支撐層14通常可以描述成任何材料，包括織造或非織造材料或熱塑膜，這種材料適合於與一種非織造層12的外表面粘合，以便為該非織造層12提供一層底布。例如，支撐層14可以由一種底層介質材料形成，例如，由外部覆蓋層或吸收用品的背面形成。這樣，支撐層為起縐非織造層壓材料提供了結構上的完整性，並且用來在尺寸上穩定在非織造層12中的纖維。
用來形成支撐層14的適當的膜成分包括乙烯或丙烯的均聚物和共聚物，如低密度聚乙烯(LDPE)、線型低密度聚乙烯(LLDPE)、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、高密度聚乙烯(HDPE)，或這些聚合物中的兩種或多種的混合物。這種薄膜可以是單層或多層的，並且可以用在已有技術中已知的適當的薄膜製造工藝進行成形，這些製造工藝包括，例如，吹塑法、薄膜擠出法和雙向擠出法。例如，在圖1和2所示的具體實施例中，支撐層14厚度為0.6密耳，吹塑的單層薄膜是購賣Consolidated Thermoplastics公司的標號為XBPP-133的產品，此公司在Dallas,Texas都設有辦事處。根據核磁共振(NMR)分析，以薄膜總重量為基礎，該薄膜中百分之84的重量為聚丙烯和百分之16的重量為聚乙烯。其它的用於形成支撐層14的薄膜或以包括一種多相聚合物組分或由該組分形成，如授權給Lseca等的美國專利No.5,368,927或授權給Giaclbbe的美國專利No.5,453,318所述，這些文獻都包括在本文中作為參考。一般在商業上可得到熱塑薄膜材料的原始厚度在大約0.4至大約5密耳的範圍內。
如果支撐層是由非織造材料形成的，這種非織造層可以由適當的已知工藝形成，例如由在此所描述的工藝形成。
雖然在所示的實施例中，支撐層14被說明為與非織造層12共同延伸的，但本發明並不限於此實施例。例如，非織造層12可以單獨起縐，然後直接固定或附著在一個底層介質，例如一個吸收用品的外部覆蓋層上。在這個不同的實施例中，介質起支撐層14的作用。如果由一種吸收用品的外覆蓋層形成本發明的支撐層14，該吸收用品的外覆蓋層可以是能夠提供所述支撐層14所需功能的任何合適材料。僅以實例形式來說，一種用於形成吸收用品的外覆蓋層的典型材料是聚乙烯薄膜。
參考圖7，現在將描述一種形成本發明的起縐非織造層壓環圈材料的工藝和設備。在1995年六月5日申請的、共同受讓的美國專利申請No.463,592中，詳細描述了一種適合於形成這種起縐非織造層壓材料的工藝和設備，該美國專利已包括在本文的參考資料中。然而，應該理解，可以採用任何的工藝和設備，只要這種工藝和設備適合於形成具有對於本發明人的專利所描述的功能和特性的起縐非織造層壓環圈材料即可。
在圖7中，形成本發明的起縐非織造層壓環圈材料的設備總體上表示為元件30。該設備30包括用於第一纖維網38的第一纖維網退繞器36和一個附加的用於第二纖維網34的第二纖維網退繞器32。僅為了說明的目的，第一纖維網退繞器36被描述成具有一個塑性膜的輥38，而第二纖維網退繞器32被描述成有一個非織造纖維網材料34如紡粘、氣流鋪置、溼鋪置或粘合梳理纖維網的輥。然而，應該理解，退繞器32和36可以用於餵入任何類型的纖維網材料到所示的與其相容的設備中，並且形成本發明的起縐非織造層壓環圈材料。還應該理解，雖然圖7的設備顯示了纖維網退繞器36和32，起縐部件30可以與在此描述的傳統的非織造成形和/或薄膜成形設備連接(串連)的工藝中。
為了進一步控制由圖7所示設備形成的起縐非織造層壓環圈材料的特性，已經發現控制各退繞器32和36的轉速是有利的。所以，理想的是向兩個退繞器提供驅動和/或制動裝置(沒有顯示)來控制退繞器的轉速，就象下面將要進一步詳細說明的那樣。這種驅動和/或制動裝置對於本領域的普通技術人員來說都是眾所周知的，並且一般都用於此退繞器，以控制被退繞的纖維網材料的張力。
從退繞器36上取出第一纖維網38(如果僅使用一個退繞器的話，或者簡單地稱為「纖維網」)，從第二退繞器32上取出第二纖維網34。纖維網34和38都被傳入一個起縐部件40中，該部件包括第一或圖型輥42和第二或砧輥44，該兩輥之間彼此相互驅動和/或制動，以便在兩個輥42和44之間產生轉速差。適合於驅動第一和第二輥42和44的裝置包括，如，電動機(沒有顯示)。
圖型輥42是一個正圓筒，它可由適當的耐用材料例如鋼製成，以便在使用期間降低輥的磨損。圖型輥42有一個起絨區46的圖型，該起絨區46由非起絨區或沉陷區域的圖型分開。該起絨區46設計成形成於帶有與砧輥44對置的光滑或平的外表面的軋點，該砧輥也是一個正圓筒，它可以由任何耐用材料製成。圖型輥上起絨區46的尺寸、形狀和數量可以變化，以滿足特殊最終用戶對這樣形成的起縐非織造層壓環圈材料的要求。同樣，隨最終用戶的要求，輥42上的起絨區46也可以是連續的或間斷的。一般圖型輥42上單位面積中起絨區的百分數在百分之5到百分之50之間，而各個起絨區46的平均接觸面積在大約0.20至大約1.6平方毫米(mm2)的範圍內。通常，起絨區46的高度在大約0.25至大約1.1毫米(mm)的範圍內，儘管超過此範圍的高度可以用於有此要求的具體場合。圖型輥42的單位面積的接觸區域數量一般在每平方釐米(cm2)的圖型輥42有大約3至大約100個起絨區。圖型輥42上的起絨區46的形狀、幾何結構或印跡也是可變的。橢圓、方、圓和稜形都是可以方便採用的形狀。
圖型輥42的外表面溫度可以通過針對砧輥進行加熱或冷卻來加以改變。加熱和/或冷卻可以影響被加工的纖維網的特性以及通過軋點的多重纖維網的粘合度，該軋點形成於反轉的圖型輥42和砧輥44之間。將非織造層12粘合到支撐層14上所採用的具體溫度範圍取決於幾個因素，包括用來形成非織造層12和支撐層14的材料的類型、層12和14進入形成於圖型輥42和砧輥44之間的軋點的線速度，和圖型輥42與砧輥44之間的軋點壓力。通常的加熱技術包括熱油和電阻加熱，即本領域的普通技術人員中眾所周知的那些方法。
砧輥44的外表面比圖型輥42的外表面光滑得多，最好為光的或平的。然而，為了本發明的目的，對於砧輥44來說可能有一個很小的圖型在其外表面上，而仍被認為是光滑或平的。例如，如果砧輥44有一個較軟的表面，如樹脂浸漬棉花或橡膠表面，它將變成不規則表面，然而，為了本發明的目的，仍然將它認為是光滑的或平的。這種表面總的來說都稱為「平的」。砧輥44為圖型輥42以及材料12和14的纖維網的接觸和剪切提供了基座。通常，砧輥44由鋼或象硬化橡膠、樹脂處理棉花或聚氨酯類這樣的材料製成。
砧輥44可以具有由沉陷區域(沒有顯示)分開的平區域，這樣只有砧輥44的選擇區域將與圖型輥42的起絨區46接觸。同樣的技術也可以應用於圖型輥42上。結果，可以對被加工的纖維網的具體區域有選擇地產生起縐。像圖型輥42那樣，砧輥44也可以被加熱和/或冷卻，以進一步影響被加工的纖維網的特性。
圖型輥42和砧輥44以相互相反的方向轉動，這樣拉著材料12和14的纖維網通過限定在兩輥之間的軋點。圖型輥42有一個在其外表面測得的第一轉動速度，而砧輥44有一個在其外表面測得的第二轉動速度，砧輥44的第二轉動速度大於圖型輥42的第一轉動速度。纖維網12和14的輸入速度可以調整到小於、等於或大於圖型輥42的第一轉動速度。
對置的兩個輥42和44的位置是可以變化的，以便在圖型輥42和砧輥44之間產生一個軋點。在圖型輥42和砧輥44之間的軋點區域50內的軋點壓力可根據纖維網的特性和所需要的粘合和/或起縐度來變化。其它使軋點壓力變化的因素包括圖型輥42和砧輥44之間的速度差、圖型輥42和44的溫度和起絨區46的尺寸和間隔。對於薄膜和非織造這樣的材料，一般的軋點壓力在每線毫米大約2.0至大約6.0千克(kg/lmm)的範圍內。根據特殊最終用戶的需要也可能採用其它的軋點壓力。
通過控制圖型輥42和砧輥44各自的轉速，並使砧輥44的速度超過圖型輥42的速度，可以形成本發明的起縐非織造層壓環圈材料。使砧輥44轉得比圖型輥42快，導致與圖型輥42接觸的材料，在圖7中即非織造層12，在通過形成於兩輥之間的軋點時，在圖型輥42的起絨區46的中間或附近發生起縐、被壓實或聚束。然而，與較快轉動的砧輥44接觸的材料纖維網不需要進行壓實或聚束。可以觀察到，增加圖型輥42和砧44之間的速度差可以增加被處理的材料的起縐數量。隨著非織造層12和支撐層14在軋點區域50中被粘合在一起或被層壓，在非織造材料中形成的起絨區16，該非織造材料被聚束以便在非織造層12中形成皺曲。在所示的實施例中，起絨區16包圍非織造層12中的在非起絨區18中的粘合點20。起縐度或聚束度不僅取決於兩輥之間的速度差，還取快於其它的工藝條件，包括卷繞速度、各輥的溫度和起絨區46之間的面積(間隔和深度)。一旦纖維網12和14通過了起縐部件40，由此形成的起縐的非織造層壓環圈材料52具有在圖5的顯微照片所示的那種特點和輪廓。
非織造層12和支撐層14在非織造層12的非起絨區18中的多個粘合點20處相互粘合，從而在非織造層12中形成了眾多將非起絨區18隔開的起絨區16。非織造層12和支撐層14之間的粘合或附著度應該足以防止當受到在正常使用過程中通常施加的力或壓力時，層12和14出現分層現象(即在重複扣接和將互補掛鈎材料的掛鈎元件移開的過程)。如上所述，與由起絨區16過渡到非起絨區18的區域的纖維密度相比，非起絨區18附近的粘合點20將具有較大的纖維密度，這是由上述的粘合過程所產生的非織造層12的纖維的壓縮或壓實所導致的結果。在所示的實施例中，粘合點20是分散的或不連續的被起絨區16包圍的粘合區域，在起絨區16中，非織造層12和支撐層14較小粘合或不粘合。在此所用術語「不粘合」是指缺乏足夠的強度來抵抗在本發明的起縐非織造層村環圈材料的正常使用中通常所遇到的力。
另外，可以將非織造層12和支撐層14沿著在非織造層12中非起絨區18內的眾多粘合線進行粘合，從而在非織造層12中的起絨區16中形成許多基本上連續的褶子或波紋。這些褶子或波紋的取向地基本垂直於非織造層12運動的機器方向上。「基本垂直」是指形成在非織造層12中的波紋或褶子的長軸或其延長線與機器方向的夾角為60°到120°。在此，術語「機器方向」或MD指材料或纖維在其被生產方向(在圖7中是從左至右)上的長度、術語「正交機器方向」或CD指在通常垂直於MD方向上的材料或纖維的寬度。這樣的粘合線可以是連續或不連續的並且彼此基本平行。「基本平行」的意思是說粘合線本身或粘合線的延長線或是不會交叉，或是如果交叉，其交叉所形成的內角也會小於或等於30°。
雖然非織造層12和支撐層14的粘合或層壓在此是參考圖7所示的熱軋輥42和44進行描述的，但是任何能足以將兩個層12和14層壓在一起的適當的圖型粘合方法和設備都可以使用。例如，可以使用本領域普通技術人員早已熟知的粘合劑粘合方法和設備把層12和14粘合在一起。另外，還可以使用本領域普通技術人員同樣早已熟知的超聲粘合方法和設備。
當起縐非織造層壓環圈材料52離開起縐部件40時，所說環圈材料52被卷繞在一個纖維網卷繞機54上。與第一卷繞器36和第二卷繞器32一樣，卷繞機54由一臺電動機或其他的驅動源驅動，該電動機或其他的驅動源是可變的，以便對將環圈材料52卷繞到輥子56上的速度進行調整。將層壓材料52卷繞在卷繞機54上的速度同樣會影響所說材料的性能和外觀。另外，也可以不用卷繞機54，而可以讓層壓材料52在纖維網轉換設備(未顯示)中連續在線進入下一道工序，例如，貼到一種個人護理吸收材料的外部覆蓋層或背面上。
纖維網12和14的進入速度和層壓材料52的捲曲速度兩者都可隨著工藝條件的變化而改變。例如，纖維網12和14的進入速度可以等於或大於第一可圖型輥42的轉動速度，並且等於或小於第二或砧輥44的轉動速度。離開由圖型輥42和砧輥44所形成的軋點50，層壓材料52的卷取速度可以等於或大於圖型輥42的轉動速度，並且小於或等於砧輥44的轉動速度。然而，這樣做被認為是合理的，即調整層壓材料52的卷取速度，這樣限制或完全避免材料的拉伸，以便保持材料52的三維表面構形，特別是保持起絨區16內的纖維的z軸取向。
一旦形成了本發明的起縐非織造層壓環圈材料，它可以附著在個人護理吸收用品，例如圖6所示的一次性尿布60的外部覆蓋層或背面。更具體地說，就是採用已知的連接方法，可將與連接在起縐非織造層12的表面相對的支撐層14的外露表面固定在尿布60的外部覆蓋層62上，已知的連接方法包括粘合劑、熱粘合、超聲粘合或這些方法的組合。可以採用的粘合劑有很多種，包括，但不僅限於，溶劑基的、水基的、熱熔的和壓力敏感的粘合劑。粉末粘合劑也可以施加在該材料上，並且隨後將其加熱，使該粘合劑活化並且完成粘合。
作為一種典型的個人護理吸收用品的尿布60，包括一個可滲透液體的主體橫襯64和一層液密的外部覆蓋層62。各種織造物或非織造纖維可用於主體橫襯64。例如，該主體橫襯可由聚烯烴纖維的熔噴或紡粘非織造纖維網組成，或由一種自然的和/或人造的纖維粘合梳理纖維網組成。外部覆蓋層62一般由薄的熱塑膜例如聚乙烯薄膜形成。該聚合物薄膜外部覆蓋層可以經壓絞和/或無光整理，以便提供一種更賦美感的外觀。外部覆蓋層62的其它可選擇的結構包括織造或非織造纖維纖維網，構造或處理該纖維網使其產生理想的液密水平，或者包括由織造或非織造纖維和熱塑薄膜形成的層壓製品。外部覆蓋層62可以選擇地包括可滲透蒸氣或氣體的「透氣」材料，即對蒸氣或氣體是可滲透的而對液體是不可滲透的。通過在薄膜聚合物成分中加入填充料，將該填充料/聚合物成分排入一層薄膜中然後充分地拉伸該薄膜，以便圍繞著填充料顆粒產生空隙，從而使得膜膜是透氣的，這樣就可以在聚合物薄膜中產生透氣性。通常，採用的填充料越多而且拉伸度越高，透氣度越大。
在橫襯64與外部覆蓋層62之間放置一個吸收芯66，該吸收芯是由例如親水纖維素木槳粕絨毛纖維和高吸收劑膠粒(如高吸收劑)的混合物形成的。吸收芯66通常是可壓縮的，適合於穿戴者的皮膚，並對穿戴者的皮膚無刺激性，並且可以吸收和保留排出的體液。為了本發明的目的，吸收芯66可以由一個單獨的完整的材料塊組成，或由許多各自分開的材料塊組成。吸收劑芯66的尺寸和吸收能力將與預期的使用者的尺寸以及由尿布60的預期的使用所產生的液體裝載量相適應。
可選擇將彈性元件配置在尿布60的細長邊緣68附近。該彈性元件是這樣配置，使它拉住和保持尿布的橫向側邊緣68靠在穿戴者的腿上。另外，彈性元件還可以配置在尿布70的兩個端邊緣或其中之一的附近，以便提供一個由彈性線帶製成的腰帶。
尿布60還可以包括任選的由主體橫襯製成或貼在該橫襯上的保護層片狀物72。例如，在授權給K.Enloe的美國專利No.4,704,116中描述了這種保護層片狀物的結構和配置，該專利文獻已全部包括在本文中作為參考。
為了將尿布固定在穿戴者上，該尿上將連接有某種形式的扣接裝置。如圖6所示，該扣接裝置是一種掛鈎與環圈扣接系統，它包括掛鈎元件，該掛鈎元件連接在尿布60的後腰帶區域中的外部覆蓋層62的內部和/或外部表面上，該扣接系統還包括一個或多個環圈元件或貼片76，該貼片由本發明的環圈材料製成，並且連接在尿布60的前腰帶區域中的外部覆蓋層62的外部表面上。
在描述了上述的本發明的實施例之後，將形成了一系列的起縐非織造層壓環圈材料的樣品來進一步說明本發明。這些樣品都經過檢驗以確定剝離強度、剪切強度和起縐非織造層與支撐層之間的連接度(疊合)。
環圈材料的剝離強度是其功能的一個指標。更具體地說，剝離強度是一個用來描述拉開掛鈎與環圈扣接系統的凸起和凹陷部件所需的力的大小的術語。一個測量剝離強度的方法是以180°的角度將一個元件從另一個元件上拉開。
剪切強度是另一個對掛鈎與環圈扣接系統強度的度量。剪切強度的測量方法是，將凸起和凹陷元件接合併沿連接表面限定的平面施加一個力來分離兩個元件。
本發明的起縐非織造層壓環圈材料的起縐非織造層和支撐層之間的連接或層壓度是其功能的另一個指標。分層指的是當粘合機構失效時層壓材料的各層的分離。粘合強度是對分離層壓材料的組成層所需要的平均剝離力的度量。
用於評估本發明的起縐非織造層壓環圈材料的單個樣品的試驗方法如下。
試驗方法材料單位重量在此所述的各種材料的單位重量均按照聯邦試驗方法(Federal TestMethod)No.191A/5041進行測定。樣品材料的樣品尺寸為15.24×15.24釐米，為每種材料測得三個數值，然後取平均值。下面記錄的數值為平均值。
180°剝離強度試驗180°剝離強度試驗就是把一種掛鈎與環圈扣接系統的掛鈎材料附著到環圈材料上，並且隨後把所說掛鈎材料從所說環圈材料上以180°的角度剝離下來。以克為單位把撕開兩種材料所需的最大負荷記錄下來。
為了進行試驗，需要一個滿載為5000克的連續測量伸長率的張力試驗儀，例如由營業所設在北卡羅來那的Research Triangle Park,Sintech.Inc公司提供的Sintech系統2計算機綜合試驗裝置。把一個75mm乘以102mm的環圈材料樣品放在一個平坦的、粘性的支撐表面上。把一個45mm乘以12.5mm的掛鈎材料樣品定位在所說環圈材料的上表面上方並貼在其上，所說掛鈎材料粘性且超聲地固定在一種基本非彈性的、非織造材料上。為確保均勻統一地把掛鈎材料接合到環圈材料上，用一個4磅的人力壓輥在結合到一起的掛鈎與環圈材料上輾一轉，一轉等於人力壓輥的一個向前和一個向後的行程。支撐掛鈎材料的指粘接片的一端被固定在張力試驗儀的上鉗口中，而環圈材料朝向上鉗口的端部則向下折並固定在張力試驗儀的下鉗口中。還應該對在張力試驗儀各鉗口中的相應材料的位置進行調整，以便在張力試驗儀開動之前讓相應材料上的撓度最小。所說掛鈎材料上的掛鈎元件的取向基本垂直於張力試驗儀鉗口的運動方向。以每分500mm的橫梁速度開動張力試驗儀，然後把將掛鈎材料從環圈材料上以180°的角度撕開所需的最高負荷以克為單位記錄下來。
動態抗剪強度試驗動態抗剪強度試驗就是把一種掛鈎與環圈扣接系統的掛鈎材料接合到環圈材料上，並且隨後把所說掛鈎材料橫向地從所說環圈材料表面上拉開。以克為單位把將掛鈎材料從環圈材料上撕開所需的最大負荷記錄下來。
為了進行試驗，需要一個滿載為5000克的連續測量伸長率的張力試驗儀，例如一種Sintech系統2計算機綜合試驗裝置。把一個75mm乘以102mm的環圈材料樣品放在一個平坦的、粘性的支撐表面上。把一個45mm乘以12.5mm的掛鈎材料樣品定位在所說環圈材料的上表面上方並貼在其上，所說掛鈎材料粘性且超聲地固定在一種基本非彈性的、非織造材料上。為確保均勻統一地把掛鈎材料接合到環圈材料上，用一個4磅的人力壓輥在結合到一起的掛鈎與環圈材料上輾五轉，一轉等於人力壓輥的一個向前和一個向後的行程。支撐掛鈎材料的非織造材料的一端被固定在張力試驗儀的上鉗口中，而環圈材料朝向下鉗口的端部則固定在張力試驗儀的下鉗口中。還應該對在張力試驗儀各鉗口中的相應材料的位置進行調整，以便在張力試驗儀開動之前讓相應材料上的撓度最小。所說掛鈎材料上的掛鈎元件的取向基本垂直於張力試驗儀鉗口的運動方向。以每分250mm的橫梁速度開動張力試驗儀，然後把將掛鈎材料從環圈材料上撕開所需的最高負荷以克為單位記錄下來。
粘合強度試驗為了對起縐非織造層和支撐層之間的粘合強度進行試驗，要進行一種分層或粘合強度試驗。把一個102mm乘以152mm的起縐非織造層壓環圈材料樣品割開並用手將其一端分開大約55mm的長度，以形成能放入到一種Sintech系統2計算機綜合試驗裝置的鉗口中的邊緣。所說非織造層的自由端被固定在移動的上鉗口中，而所說支撐層的自由端則固定在靜止的下鉗口中。鉗口間距設成100mm長並足以使環圈材料處於層壓狀態，以便所說鉗口能移動65mm。把樣品定位在鉗口中以便在鉗口擴張10mm之前，所說樣品會開始分層。橫梁速度設為每分300mm，然後把將非織造層從支撐層上分離下來所需的平均剝離強度以克為單位記錄下來，作為粘合強度。
實施例下面一共陳述了18個實施例。在所有這些實施例中，所說的支撐層都是吹制熱塑薄膜。根據NMR分析，按照基於薄膜總重量的單位重量百分比計，所說的薄膜成分有大約百分之84的聚丙烯和大約百分之16的聚乙烯。所說薄膜的厚度或體積為0.6密耳。這種薄膜是ConsolidatedThetmoplastics Co.公司以產品牌號XBPP-133出售的。
所說起縐非織造層壓環圈材料的樣品均用一種起縐工藝和設備製成，如在此所描述的。非織造層和薄膜支撐層一起通過在兩個反轉熱粘合軋輥之間形成的軋點，兩個反轉熱粘合軋輥包括一個型輥和一個砧輥。所說非織造層定位在靠型輥一側並與之保持接觸，而薄膜支撐層則定位在靠砧輥一側並與之保持接觸。所說型輥被加熱到大約127℃的溫度，而所說砧輥則被加熱到大約116℃的溫度。兩輥均使用內部熱油系統進行加熱。在所說型輥與砧輥之間交界面上的軋點壓力大約為每線英寸(pli)65.7磅(大約每線毫米1.17千克(kg/lmm))。通過讓非織造層和薄膜支撐層一起穿過起縐裝置，便形成了在此所述的起縐非織造層壓環圈材料。
實施例1-7在這些實施例中，所說非織造纖維網用熔紡長絲製成，使用的是一種試驗規模的設備，就是如在授權給Matsuki等人的美國專利No.3,802,817中所描述的設備。所說熔紡長絲由一種可擠出熱塑性的丙烯和乙烯無規共聚物樹脂製成，按照基於樹脂總重量的單位重量百分比計，其中含有大約百分之5.5的乙烯和大約百分之94.5的丙烯，是從營業所設在Houston,Texas的Shell Oil Company公司得到的，產品牌號為WRD6277。實際上，熔紡長絲基本是連續的並且平均纖維尺寸為2-3dpf。所說紡粘非織造纖維網的粘合區百分比為大約10％且單位重量為大約每平方米23.6克(gsm)。用在此所述的起縐裝置把所說紡粘非織造纖維網和薄膜支撐層製成一種起縐非織造層壓環圈材料。所說非織造纖維網進入型輥和砧輥之間的軋點的進入速度大約為每分11.0米(m/min)。所說型輥的轉動速度大約為6.1m/min。而所說砧輥的轉動速度則為大約18.3m/min，所得型輥/砧輥的速度差為大約3∶1。
實施例8本實施例的起縐非織造層壓環圈材料，是在與上述實施例1-7相同的工藝條件下成形的，並且使用了同樣的熔紡長絲，不同之處如下在本實施例中，所說非織造纖維網進入型輥和砧輥之間的軋點的進入速度大約為每分16.5米(m/min)。所說型輥的轉動速度大約為9.1m/min。而所說砧輥的轉動速度則為大約18.3m/min，所得型輥/砧輥的速度差為大約2∶1。
實施例9本實施例的起縐非織造層壓環圈材料，是在與上述實施例1-7相同的工藝條件下成形的，並且使用了同樣的熔紡長絲，不同之處如下在本實施例中，所說非織造纖維網的單位重量為大約16.9gsm。
實施例10本實施例的起縐非織造層壓環圈材料，是在與上述實施例8相同的工藝條件下成形的，並且使用了同樣的熔紡長絲，不同之處如下在本實施例中，所說非織造纖維網的單位重量為大約16.9gsm。
實施例11在這些實施例中，所說非織造纖維網用熔紡長絲製成，所說熔紡長絲由一種可擠出熱塑性的丙烯和乙烯無規共聚物樹脂製成，按照基於樹脂總重量的單位重量百分比計，其中含有大約百分之3.0的乙烯和大約百分之97.0的丙烯，是從營業所設在Houston,Texas的Exxon Corp公司得到的，產品牌號為9355。實際上，熔紡長絲基本是連續的並且平均纖維尺寸為2-3dpf。所說紡粘非織造纖維網的粘合區百分比為大約10％且單位重量為大約每平方米23.6克。所說非織造纖維網進入型輥和砧輥之間的軋點的進入速度大約為每分16.5米(m/min)。所說型輥的轉動速度大約為9.1m/min。而所說砧輥的轉動速度則為大約18.3m/min，所得型輥/砧輥的速度差為大約2∶1。
實施例12本實施例的起縐非織造層壓環圈材料，是在與上述實施例11相同的工藝條件下成形的，並且使用了同樣的熔紡長絲，不同之處如下在本實施例中，所說非織造纖維網的單位重量為大約16.9gsm。
實施例13本實施例的起縐非織造層壓環圈材料是在與上述實施例11相同的工藝條件下成形的並且使用了同樣的熔紡長絲，不同之處如下在本實施例中，所說非織造纖維網進入型輥和砧輥之間的軋點的進入速度大約為每分11.0米(m/min)。所說型輥的轉動速度大約為6.1m/min。而所說砧輥的轉動速度則為大約18.3m/min，所得型輥/砧輥的速度差為大約3∶1。
實施例14本實施例的起縐非織造層壓環圈材料，是在與上述實施例13相同的工藝條件下成形的，並且使用了同樣的熔紡長絲，不同之處如下在本實施例中，所說非織造纖維網的單位重量為大約16.9gsm。
實施例15本實施例的起縐非織造層壓環圈材料，是在與上述實施例12相同的工藝條件下成形的，並且使用了同樣的熔紡長絲，不同之處如下在本實施例中，所說非織造纖維網的粘合區百分比為大約15％。
實施例16本實施例的起縐非織造層壓環圈材料，是在與上述實施例14相同的工藝條件下成形的，並且使用了同樣的熔紡長絲，不同之處如下在本實施例中，所說非織造纖維網的粘合區百分比為大約15％。
實施例17本實施例的起縐非織造層壓環圈材料，是在與上述實施例13相同的工藝條件下成形的，並且使用了同樣的熔紡長絲，不同之處如下在本實施例中，所說非織造纖維網的粘合區百分比為大約15％。
實施例18本實施例的起縐非織造層壓環圈材料，在與上述實施例11相同的工藝條件下成形的，並且使用了同樣的熔紡長絲，不同之處如下在本實施例中，非織造纖維網粘合區的百分比為大約15％。
上述樣品材料具有下列特性表Ⅰ實施例附著強度剝離強度抗剪強度序號(克) (克) (克)n=3**n=4 n=41 1425 517 35292 1483 711 38053 1110 590 31884 894 518 33005 2477 483 34546 2039 405 35117 2410 419 26358 888 546 26959 N/A*504 342110N/A 365 312811940 504 3540121226 421 2646131754 627 335614N/A 518 3487151164 246 2720161190 313 2526171130 234 2638181153 239 2884*N/A--表示不能用手將紡粘非織造層從薄膜支撐層上分離下來。
**在表Ⅰ中所顯示的數值為平均值，它們是根據對實施例1-18中所描述的每種樣品材料，進行n次測量所得的測量結果的平均值。
對於某些上述樣品，在層壓之後對其樣品層壓材料、非織造層及薄膜支撐層的單位重量進行測量。
表Ⅱ實施例 層壓材料非織造層 薄膜層序號 單位重量單位重量 單位重量(克/平方米) (克/平方米) (克/平方米)n=5n=5 n=5778.2 47.6 17.0854.4 37.4 17.0961.2 N/A N/A10 47.6 N/A N/A11 57.8 37.4 20.412 51.0 27.2 23.813 78.2 44.2 34.014 64.6 32.3 30.6對上述實施例來說，雖然給出了附著強度、剝離強度和抗剪強度的具體數值，但本發明的起縐非織造層壓環圈材料並不該局限在上述數值範圍內。通常所說起縐非織造層壓環圈材料應該有一個附著強度、剝離強度和抗剪強度的綜合指標，該綜合指標適合於其預期的最終應用。更具體地說，為了避免在使用中非織造層與支撐層分離，附著強度應超過大約500克，合適的是超過大約800克。剝離強度在大約200克至大約800克範圍內或者高一些，對本發明的使用來說被認為是適宜的。同樣，對本發明的使用來說，抗剪強度大約2300克至大約4200克範圍內或者高一些被認為是適宜的。同樣，所說起縐非織造層壓環圈材料的總的單位重量也可以適合其預期的最終應用。對本發明的使用來說，認為適宜的總的單位重量在大約每平方米34克至大約每平方米85克範圍內，更確切地說是在大約每平方米44克至大約每平方米75克範圍內。
本領域的普通技術人員，可以對按照本發明製造的起縐非織造層壓環囤材料進行加工和調整，以提供在實際使用中所需的各種性能水平的產品。因此，在參考上述實例和實施例對本發明進行描述的同時，還要想到本發明能夠進一步變化。因此，本申請欲覆蓋按照本發明基本原理，並從本發明內容出發，在本發明所屬技術領域中已知或通常作法範圍內所完成的，且屬於附加權利要求限制範圍內的任何變化、應用和改進。
權利要求
1．一種起縐非織造層壓環圈材料，包括一層非織造層，其粘合區百分比在大約10％和大約25％之間；所說非織造層具有眾多起絨區，它們被眾多非起絨區隔開；所說非織造層的起絨區具有第一纖維密度和第一z軸纖維取向，而所說非織造層的非起絨區則具有第二纖維密度和第二z軸纖維取向，所說第一纖維密度低於所說第二纖維密度，而所說第一z軸纖維取向則高於所說第二z軸纖維取向；和一層支撐層；所說非織造層和所說支撐層通過在所說非起絨區內的眾多粘合點粘合在一起。
2．根據權利要求1的環圈材料，其特徵在於所說非織造層粘合區百分比在大約13％和大約20％之間。
3．根據權利要求2的環圈材料，其特徵在於所說非織造層粘合區百分比在大約15％和大約18％之間。
4．根據權利要求1的環圈材料，其特徵在於所說非織造層是一種紡粘纖維網。
5．根據權利要求1的環圈材料，其特徵在於所說非織造層是一種粘合梳理纖維網。
6．根據權利要求1的環圈材料，其特徵在於所說非織造層是一種氣流鋪置纖維網。
7．根據權利要求1的環圈材料，其特徵在於所說支撐層是一種非織造纖維網。
8．根據權利要求1的環圈材料，其特徵在於所說支撐層是一種薄膜。
9．根據權利要求1的環圈材料，其特徵在於所說非織造層含有一種聚烯烴。
10．根據權利要求9的環圈材料，其特徵在於所說非織造層含有一種無規共聚物，其中含有大約0.5％至大約10％(重量)的乙烯，和大約99.5％至大約90％(重量)的丙烯。
11．根據權利要求1的環圈材料，其特徵在於所說非織造層和所說支撐層沿眾多連續的粘合線粘合在一起。
12．根據權利要求11的環圈材料，其特徵在於所說粘合線是不連續的。
13．根據權利要求1的環圈材料，其特徵在於它的附著強度在大約500克至大約2700克之間。
14．根據權利要求1的環圈材料，其特徵在於它的剝離強度在大約200克至大約800克之間。
15．根據權利要求1的環圈材料，其特徵在於它的抗剪強度在大約2300克至大約4200克之間。
16．根據權利要求1的環圈材料，其特徵在於它的總單位重量在大約每平方米34克至大約每平方米85克之間。
17．根據權利要求16的環圈材料，其特徵在於它的總單位重量在大約每平方米44克至大約每平方米75克之間。
18．根據權利要求1的環圈材料，其特徵在於所說非織造層和所說支撐層是通過熱的方法粘合在一起的。
19．一種一次性用品，它包括一個主體橫襯；一個外部覆蓋層；一個布置在所說橫襯和所說外部覆蓋層之間的吸收結構；一個機械扣接系統，它包括一個連接到所說用品上的扣接接片，所說扣接接片含有凸起部件；和一個連接到所說外部覆蓋層上的凹陷部件，所說凹陷部件能以可鬆脫形式與所說凸起部件接合；所說凹陷部件包括權利要求1的所說環圈材料。
20．一種一次性用品，它包括一個主體橫襯；一個帶有權利要求1所說環圈材料的外部覆蓋層；一個布置在所說橫襯和所說外部覆蓋層之間的吸收結構；一個連接到所說用品上的機械扣接接片，所說扣接接片帶有能以可鬆脫形式與所說外部覆蓋層上的所說非織造層接合的凸起部件。
全文摘要
本發明的起縐非織造層壓環圈材料(10)包括一層附著在一個支撐層(14)上的起縐非織造層(12)。該起縐非織造層(12)例如可以是一種紡粘非織造纖維網或一種短纖維粘合梳理纖維網。所說支撐層(14)可以由能附著或粘合到所說起縐非織造層上的任何材料製成,這些材料包括泡沫體、塑料薄膜或其他非織造纖維網。起縐非織造層外露的上表面具有低纖維密度和高z軸纖維取向的起絨「環圈」區(16),它們用來容納並接合從一種掛鈎材料中凸出來的掛鈎元件。所說起縐非織造層的起絨區(16)被非起絨區隔開,與所說起絨區的纖維密度和z軸纖維取向相比,所說非起絨區的纖維密度相對高些而z軸纖維取向則相對低些。所說非織造層的下表面與所說下支撐層的上表面相互粘合或附著的主要區域是非起絨區(20);另外,在非起絨區之外,所說非織造層與所說支撐層還有一些次要的粘合區域。支撐層(14)保持所說起縐非織造層壓材料的結構完整性和所說起縐非織造層的尺寸穩定性。非織造層的起縐結構在使用中還能使構成容納環圈材料的掛鈎的纖維抵抗壓縮,由此使得從掛鈎材料中凸出來的掛鈎元件很容易進入和接合。本發明的起縐非織造環圈層壓材料(10)能夠用作一種掛鈎與環圈扣接系統的環圈材料,例如用在一次性個人護理吸收用品上的扣接系統。
文檔編號B29C59/02GK1207667SQ96199686
公開日1999年2月10日 申請日期1996年11月15日 優先權日1995年11月29日
發明者W·W·傑克遜, M·S·迪爾茲, 小L·J·加雷特 申請人:金伯利-克拉克環球有限公司