起皱的和/或有孔的织物以及生产这种织物的方法

专利名称：起皱的和/或有孔的织物以及生产这种织物的方法
技术领域：
本发明涉及用于对诸如薄膜、无纺布或层压物进行起皱和/或开孔的方法，以及由该方法所生产的材料。更具体地讲，本发明涉及一种方法，其中，将所述织物送入一对反向转动的压花辊和支承辊之间，其中，光滑的支承辊的转速快于压花辊的转速，从而在所生产的材料上产生有价值的特性。
背景技术：
几乎所有个人护理吸收用品都包括一种液体可渗透的体侧衬垫材料或表层，一个吸收核心和某种类型的背材或底层，其通常为液体不可渗透的。在女性护理用品领域里，特别是就卫生巾而言，通常把有孔的薄膜用作表层，因为这种膜不吸收诸如月经的流体，因此，所述液体可快速通过，流向吸收核心，在这里它们被吸收并被所述膜上的非开孔部分所掩盖。由此可产生一种较清洁的用后外观，只要很少或没有流体从该吸收核心流回所述衬垫的表面即可保这种清洁的外观。
用于上述目的的具有一个薄膜表层的制品的例子之一是由位于俄亥俄州星星那提的Procter和Gamble公司生产的卫生巾。该制品以Always为商标上市，而且据说是按照被授予Thompson的美国专利US3,929,135的教导制成的，该专利披露了对薄膜进行真空开孔的方法，按照该专利的教导可产生更多的三维材料。尽管该方法能产生一种功能性三维材料，但可以开孔的基材类型和可用的线性速度被认为是这类真空开孔方法的固有局限。
生产有孔薄膜的另一种方法披露于被授予Endler的德国专利DE2614160中，该专利被转让给西德Krefeld的Ramisch公司。在该方法中，一个光滑的支承辊和一个压花凹辊以不同速度转动，压花辊的转速快于光滑辊的转速。在授予Giacometti的EP0598970Al中披露了一种类似方法，该专利已转让给意大利Pistoia的Pantex公司。用上述方法可以很快的线性速度对多种基质进行开孔，不过，用这种方法开孔的材料在性质上倾向于是二维的，因此，通常需要另一个波浪层或转移层在其下面，以获得可接受的流体处理能力。另外，由于压花辊运动较快，它会把材料拉入两辊之间的辊隙，并因此沿机器方向拉伸该材料，从而加重该材料的两维性。
Ball等的两项美国专利US4,854,984和4919,738披露了一种动态机械粘合方法和装置，其通过一个压花辊和支承辊将两种或两种以上材料粘接在一起，所述两辊中的一个比另一个转的快。
授予Minto并被转让给Kinberly-Clark公司的美国专利披露了熔喷无纺织物的开孔方法，而授予Zamarripa等的美国专利US4,781,962披露了用压花辊和支承辊粘接在一起的一种无纺织物和一种有孔薄膜。
上述方法可用于对包括薄膜和纤维无纺织物在内的多种材料进行开孔。除了上述公开技术之外，还需要可以被开孔和/或能够提高其三维特性的其它材料。三维材料能产生更类似于布的外观，而且美感十足。这曾经是许多开孔薄膜的共同缺陷，这些膜的特征是具有“塑料手感”和外观。因此，需要一种可渗透流体的外观更像布的材料及生产这种材料的方法。本发明的材料和方法可满足以上需求及其它需求，通过尽一步阅读以下说明书、附图和权利要求书可以证实这一点。
附图简述

图1是本发明方法和装置的侧视示意图，可将其用于对多种材料进行开孔起皱和/或层压；图2是可用于本发明的方法和装置中的压花辊的局部透视图；图3是用本发明方法开孔并起皱的薄膜的显微照片，该照片相当于例1所述材料；图4是用本发明方法开孔并起皱的薄膜的显微照片，该照片相当于例2所述材料；图5是用本发明方法开孔并起皱的薄膜的显微照片，该照片相当于例3所述材料；图6是用本发明方法开孔并层压的薄膜的显微照片，该照片相当于例4所述材料；图7是用本发明方法开孔并起皱的薄膜的显微照片，该照片相当于例5所述材料；图8是由例1-4所述材料得到的轮廓测定曲线数据的曲线图；图9是一种个人护理吸收用品(此时为卫生巾)的剖开透视图，其将本发明的材料用作表层或体侧衬垫。
本发明涉及一种用于对诸如薄膜、纤维无纺织物或这些材料或其它材料的层压物的织物材料进行开孔和/或起皱的方法和装置。当用本发明方法同时处理两种或两种以上材料时，也可将这些材料层压在一起。本发明还涉及经过起皱和/或开孔而得到的材料。
该装置包括一个压花辊和一个支承辊，并对其中之一或两者进行加热和/或冷却，以利于起皱、开孔和层压处理。在压花辊的表面有多个凸起和/或凹入部位，以产生一种三维表面，其中，只有该表面的特定部位接触通过压花辊和支承辊之间的辊隙的网状材料。与压花辊相比，支承辊具有平的表面。
所述压花辊和支承辊彼此沿反方向转动，以便将所述织物材料拉过二者之间的辊隙部分。第一或压花辊具有第一转动速度，而第二或支承辊具有第二转动速度。支承辊的第二转速大于压花辊的第一转速。
将一种或几种材料织物退绕，并送入反向转动的压花辊和支承辊之间的辊隙部分。可将所述一种或几种织物的输入速度调至小于、等于或大于压花辊的第一速度。所述一种或几种织物一从辊隙中出来就被卷绕到卷绕辊上。可将所述一种或几种织物从辊隙部分拉出的速度调整至等于或大于压花辊的第一转速并小于或等于支承辊的第二转速。
根据压花辊和支承辊之间的速度差以及两辊之间的辊隙压力，可赋予加工过的一种或几种织物各种特征。通常，支承辊的转速至少比压花辊的转速快1.8倍。在其它场合，支承辊的速度可以比压花辊的速度快6倍或6倍以上。加大该速度差可以增加被加工材料的起皱量。结果，进入辊隙的织物(可以为单层或多层材料)具有第一基重，而当其离开辊隙时具有第二基重，第二基重大于第一基重。与辊隙压力相关的速度差还可加大两辊之间的剪切程度，从而提高该方法的开孔能力。通常，所述辊隙压力的范围约为2.0～6.0Kg/线性毫米。
如果需要，可同时让两种或两种以上织物材料通过辊隙。根据选择的加工条件，可对上述材料进行层压、起皱、开孔或同时实施上述处理。所得到的材料具有多种用途，包括(但不限于)用于体人护理吸收制品的体侧衬垫或背材，如尿布、运动裤、失禁装置、拭子、绷带和诸如卫生巾的女性护理用品。上述制品通常包括一个液体可透过的表层和一个底层，在二者之间有一个吸收核心。所述表层可以包括本发明的一种或几种材料。所述制品的底层及其它部分亦是如此。
参见图1，以侧视图的形式对本发明方法进行了图解说明。用于该方法的装置总体上用元件10表示。装置10包括一个用于第一织物14的织物退绕辊12，并选择性地有一个用于第二织物18的织物退绕辊16。仅仅是为了说明起见，将第一织物退绕辊12说成具有一卷塑料膜，而将第二织物退绕辊16说成具有一卷纤维无纺织网状材料，如纺粘织物、熔融喷织物或粘合梳理织物，以及空气成网法或湿成网法织物。不过，应当理解，可以用退绕辊12和16将任何类型的织物材料输入适于本发明装置和目的的工艺流程中。为了进一步操作用本发明方法制成的材料的特性，已发现控制退绕辊12和16的速度是有利的。结果，需要为每一退绕辊设置驱动和/或制动装置(未示出)，以控制退绕辊的速度，下文将对此作更详细的说明。这种驱动和/或制动装置是众所周知的，而且通常被用在上述退绕辊上以控制张力。
如果仅采用一个退绕辊，所述第一织物14或简称为“织物”从退绕辊12上退出，并进入一个起皱和开孔装置20，该装置包括一个第一或压花辊22和一个第二或支承辊24，分别对两辊进行驱动和/或制动，以使辊22和辊24之间产生速差。例如，用于驱动压花辊22和支承辊24的合适装置包括电机(未示出)。
压花辊22通常是用诸如不锈钢的耐磨材料制成，以便尽可能地降低对该辊的磨损。压花辊22具有由凸起部分26和凹入部分28相间组成的花纹。参见图2。凸起部分26被设计用于接触支承辊24的表面。压花辊22上的凸起部分26的大小、形状、图案及数量可以改变，以满足用户的使用要求。通常，压花辊上单位面积上凸起部分的相对百分比约为5～50％，而每一凸起部分26的平均接触面积约为0.20～1.6mm2。一般，凸起部分26的高度范围约为0.25.～1.1mm，如果需要，可将该范围以外的高度用于特殊目的。因此，压花辊22单位面积接触部分的数目通常在每平方厘米压花辊约3～100个凸起部分的范围内。压花辊22上凸起部分26的足迹或形状也可以改变。可以采用的形状的几种例子为卵形、方形、圆形和菱形。
与压花辊的运转快于支承辊的现有装置和方法不同，当支承辊运转的比压花辊快时，可产生一种大不相同的材料。通过使支承辊24运转较快，由支承辊24和压花辊22上的凸起部分26将被加工的材料压实，从而产生起皱并提高该材料的基重。起皱程度部分取决于两辊之间的速度差，卷绕速度及凸起部分26之间的面积(间隙和深度)。例如，业已发现压花辊22上凸起的表面积越大、密度越高，其所产生膜也就比用较小的凸起部分26或凸起和较低的密度时所产生的膜上的孔多且明显。
压花辊22的其它理想特征是其温度可相对支承辊24改变(加热或冷却)。加热和/或冷却可影响所述织物的特性和/或其粘合度，如果同时对多层织物进行处理的活。常用的加热技术包括热油和电阻加热。
支承辊24的特征是，其表面比压花辊22光滑，而且最好是平的。不过，在支承辊或第二辊24上也可以有稍许花纹，但在本发明中仍视其为平的。例如，如果支承辊是由诸如树脂浸渍的棉或橡胶制成具有软的表面，或具有所述材料，它可以形成表面不规则性，但在本发明中仍将其视为平的。上述表面被统称为“平面”。由支承辊24提供压花辊22和待剪切织物材料的基础。通常，支承辊24是由钢材或诸如硬化橡胶、树脂处理的棉或聚亚胺酯制成。支承辊24的组成、粘度和硬度可影响在织物32上所形成的孔的形状。
支承辊24上也可以有相间设置的平面部分和凹入部分(未示出)，以便只有支承辊24上的特定部位可接触压花辊22。在压花辊22上可采用同样的技术。结果，可以对被加工织物的特定部位进行选择性地开孔和/或起皱。和压花辊22一样，也可以对支承辊24进行加热和/或冷却，以便进一步影响被加工织物的特性。
压花辊22和支承辊24以不同速度反方向转动，以形成各种类型的材料。第一或压花辊22以在其表面测得的第一转动速度转动，而第二或支承辊24以在其表面测得的第二转动速度转动。不过，就一切情况而言，支承辊24的转速比压花辊22的转速快。两辊彼此间的定位可以改变，以便在压花辊22和支承辊24之间形成辊隙部分30。辊隙压力可根据织物自身特性和希望的开孔和起皱的类型而变化。可以改变辊隙压力的其它因素包括压花辊22与支承辊24的速度差，辊的温度以及凸起部分26的大小和间距。对于诸如薄膜和无纺布之类的材料来说，辊隙压力的范围为大约2.0～6.0公斤/线性毫米(Kg/lmm)。根据用户的特殊要求也可以采用其它压力。
压花辊22和支承辊24之间的速度差，可在压花辊22的凸起部分26和支承辊24的支承表面之间产生剪切作用，该剪切作用划伤所述织物，并在织物14上形成孔。如果二者的速度差进一步加大，输入的织物便开始在压花辊22的凸起部分26上及其周围隆起，从而在该织物通过辊隙部分30将其起皱。一旦织物14通过织物起皱和开孔装置20，其特征和外形会发生明显改变，如在下面的实施例中所提供的材料的显微照片所示。当织物14离开起皱和开孔装置20时，开孔的和/或起皱的织物32就被收集在织物卷绕辊34上。与第一退绕辊12和第二退绕辊16相似，卷绕辊34由一台电机或其它动力源驱动，其速度可以改变，以调整成品织物32被绕成卷36的速度。正如下文要详细讲述的，织物32被绕在卷绕装置34上的速度也会影响织物32的特性和外观。另外，可以取消织物卷绕辊34，织物32保持呈线状(未示出)，以便作进一步处理，例如，转变成用于个人护理吸收制品的衬垫材料。
织物14的输入和输出速度可以改变，以改变加工条件。例如，织物14的输入速度可以等于或大于第一或压花辊22的速度。其速度还可以等于或小于第二或支承辊24的转速。织物或层压物离开辊隙部分30的输出速度等于或大于第一辊的速度，并小于或等于第二辊的转速。
除了用图1所示的装置和方法10处理单一的织物14之外，还可以用该装置处理多层织物，只要给该机器加装一个或几个像第二退绕辊16那样的退绕辊即可。例如，第一退绕辊12可以装配薄膜，第二退绕辊16可以装相同或不同材料，如纤维无纺织物18。将两层织物14和18以与上述相同的方法送入起皱和开孔装置20。由于材料厚度的增加，辊隙压力和加热条件也必须加以改变，以便使通过连接两种织物14和18所得到的层压物32具有理想的结果和外观。如果需要对薄膜与无纺织物组合中的薄膜进行开孔，通常将薄膜层14置于更接近压花辊22处更为有利。
在对所述方法进行说明之后，生产一系列的样品单层和多层织物层压物，以便对本发明作进一步说明。下面将列举所述样品及用于测定这些样品的方法。测定方法采用几种测定方法测定本发明材料的特性。测定所述特性的方法如下文所述。基重按照联邦测试方法(Federal Test Method)第191A/5041号测定本文所披露的各种材料的基重。样品的取样尺寸为15.24×15.24厘米，每种材料取3个值，然后平均。下面给出的是平均值。厚度通过Starrett Bulk试验测定包括层压物在内的所述材料的厚度。在该试验中，以0.05磅/英寸2(3.5g/cm2)的载荷压缩所述材料的12.7×12.7cm的样品，并在该载荷下测其厚度。较大的数值表示材料较厚。每种材料测5个样品，然后加以平均。所给出的是平均值。孔隙度按照联邦测试方法第191A/5450号测所述材料的弗雷泽透气性。每种材料测5个样品，然后加以平均，以得到报告值。表面外形(轮廓测定)由于本发明方法的处理，使很多本发明材料的表面具有改善了的外形。通过使支承辊运转得比压花辊快而在所述辊隙部分对所述织物材料进行挤压。由于机械压力及选择性的加热，可同时对所述织物材料进行起皱和开孔。发现这种起皱和开孔的材料具有改善的美学观感，因为其具有将流体从表面向下输送到其底部的能力。本发明材料的表面具有较高的轮廓，在设计中该轮廓是不规则的。如下面的轮廓测定数据所示，薄膜的孔之间的横截面的标准差在孔与孔之间很不规则。
触针轮廓测定是一种测定方法，其可以用一个从材料表面拉过的触针测该材料的表面不规则性。当触针通过所述材料时，产生一些数据，这些数据被输入一个计算机，以跟踪由触针测知的表面轮廓。可将该资料绘成曲线以显示其与标准参考线的差异，并由此显示一种材料的不规则程度。获得例1-4的表面轮廓测定数据并在下文中给出。然后将这些数据在图8中绘成曲线。
用购自Rank Taylor Hobson有限公司(Leicester，英格兰)的RankTaylor Talysurf Laser Interferometric Stylus Profilometer仪对例1-4中材料的薄膜表面进行扫描。其触针使用一个标称半径为2微米的钻石头(零件号112/1836)。在采集数据之前，用一个高度抛光的已知半径(22.0008mm)的碳化钨钢球标准物调校触针并抛光(零件编号112/1844)。在测试期间，通过一个氦/氖激光干涉仪传感器(零件号112/2033)测定触针头的垂直位置。收集数据，并用From Talysurf5.02版软件在IBM PC兼容计算机上运行对这些数据进行处理。以0.5mm/分的速度将所述触针头在样品表面上拉1.25mm的距离。该试验鉴定所述薄膜的孔之间的表面的较长的波长结构。轮廓测定仪触针通过的轨迹经过该材料的上表面，从一个孔到另一个孔。通过在孔与孔之间进行10次扫描测定每种薄膜的平均轮廓波度(Wa)。
为了实施以上方法，用所述钻石头触针对每种膜的上表面的由256个数据记录曲线组成的5mm×5mm的面积进行扫描。用一个0.25mm的滤波器对所述表面数据进行过滤，该滤波器能排除最小的表面细节，但能保留较长的波长结构。
从该滤波表面上提取10个轮廓。将每个10个轮廓组的平均轮廓绘在相同的500微米垂直范围内，作为约1.25mm的测定距离，并与平均波度(Wa)和标准误值一起示于图8中，由其构成该薄膜在孔之间的波纹结构。
实施例下面共列举了5个实施例。在例1-3中，织物14是一种热塑薄膜。在例4中使用了两种织物，包括热塑薄膜和纤维无纺织物。在例5中，所述织物是纤维无纺织物。
用于例1-3中的薄膜其厚度或胀量为0.025mm。其配方包括，以该织物的总重量的重量百分比计，76％的NA-206低密度聚乙烯(LDPE)，其密度为0.918g/cm3，其在190℃下，在2160g的载荷下的熔化指数为每10分钟13.0克。该聚合物可从康涅狄格州、Wallingford的Quautum Incorporated公司购买。该配方的其余部分为重量百分比为24％的TiO2浓缩物，其包括重量百分比为50％的TiO2和重量百分比为50％的低密度聚乙烯载体，从而使所述膜中TiO2的总重量百分比为12％，而其余88％是LDPE。所述TiO2可从纽约、MountVernon的Ampacet公司购买，其等级被定为41171。
在例4中，所述膜是厚度为0.019mm的铸膜，以该膜的总重量计，其含有重量百分比为94％的上述NA-206LLDPE和6％购自Ampacet公司的TiO2浓缩物(等级号为110313)。该浓缩物包括重量百分比为70％的TiO2和重量百分比为30％的LDPE的载体树脂。因此薄膜中TiO2的实际浓度是4％，而LDPE的浓度为96％。
用于例4中的纤维无纺织物是由并列的组合纤维制成。该纤维包括重量百分比约为50％的由Dow Chemical公司(Midland，密西根州)生产的Dow级6811A聚乙烯，以及重量百分比约为50％的由Exxon化学公司(Danien，康涅狄格州)生产的Exxon3445聚丙烯。这样生产的纤维在本质上是连续的，平均纤维直径为22μm。该无纺织物的基重为16.6g/m2(gsm)，并用购自Osi Specialties公司(Danbury,康涅狄格州)的由聚氧化亚烃改性的聚二甲基硅氧烷非离子型表面活性剂润湿包装Y12488处理该织物的纤维。该包装参见US5,057,361。加入该无纺织物中的表面活性剂以该织物的总干重计为0.4％。有关生产组合纺粘织物的更多倍息参见授予Stracle等的美国专利US5,336,552，该专利的全文被收作本文的参考。
例5中所采用的纤维无纺织物是一种由纺粘织物、熔喷织物和纺粘织物组成的三层预粘合组合物，熔喷织物位于中间。所述层压物包括位于两层约10.5gsm纺粘材料之间的一层7.0gsm的熔喷层，总层压物重量为28gsm。纺粘纤维的直径约为20μm，而熔喷纤维的直径约为3μm。对所述层压物进行点粘合，粘合面积约为15％，每cm2约有48个粘合点。该粘合树脂是购自美国Himont公司的PF-304级聚丙烯，而熔喷树脂是购自Exxon化学公司的3746G级聚丙烯。生产这种层压物的方法的一个例子记载于Brock等的US4,041,203中，该专利被收作本文参考。
用于对实施例中的织物进行开孔的设备与上述设备类似。采用三种不同的粘合压花辊。用于例1、2和5的压花辊采用交错排列的菱形凸起。该凸起的参数包括凸起高度0.38mm，等轴长度1.06mm，总凸起表面积1.12mm2，凸起密度为30.3个凸起/cm2，总粘合或接触面积为35％。用于例3的压花辊与上述压花辊类似，其凸起也是菱形的，呈交错排列，其差别在于凸起的尺寸和密度不同。用于该辊上的凸起高度为0.42mm，等轴长度0.85mm，总凸起表面积为0.72mm2、凸起密度为42.2个凸起/cm2，总粘合或接触面积占31％。在例4中压花辊采用随机排列的圆形凸起，而不是均匀的交错排列。凸起高度为0.48mm，每一个凸起的表面积为0.40mm2，凸起密度为93.5个凸起/cm2，总粘合或接触面积占37％。上述所有压花辊的从凸起的表面至凸起的表面的直径为18.0cm。支承辊由具有光滑表面的支承辊制成，直径为18cm。两辊均用内热油系统进行加热。将两辊调整至相互接触，并按以下指标调整辊隙压力。例1在该例中，将上述压花辊加热至85℃，并将支承辊加热至82℃。沿压花辊与支承辊接合部的辊隙压力为35psig(4.98Kg/lmm)。将压花辊调至转速为6.7米/分，而将支承辊的转速调至12.2米/分。使压花辊与支承辊的速度比为1.0∶1.8.对于退绕薄膜施以恒定的制动张力。薄膜的输入速度为7.3米/分。结果，该薄膜是在有较小张力的条件下被输入开孔装置的，以减少皱叠。该薄膜一离开开孔装置便以7.9m/分的速度卷绕到卷绕辊上。
所得到的薄膜如附图的图3所示。如显微照片所示，该薄膜是开孔的并略有起皱。在处理之前，薄膜的基重为25.4gsm，厚度为0.025mm，基本上无孔隙。加工以后，其基重提高至28g/cm2。厚度增至0.48mm，而孔隙度被测定为6.2标准米3/分。由于开孔而产生的开孔面积百分比为7％，远低于压花辊上的接触面积百分比31％，由此进一步证实了所得织物的起皱性质。
对例1的薄膜状织物进行上述轮廓测定。在大约1.25mm宽度上测10个样品的平均波度(Wa)为47.0μm，这10个样品的标准误差为17。该轮廓测定数据的曲线如图8所示。与其它曲线比较可以看出，例1的材料(与下面将要讨论的例2-4的材料相比)在这些材料中是第二光滑的，因为压花辊与支承辊之间的速度差较小。另外，标准误差也较低，这表明该薄膜的孔间波动比其它波膜材料更为均匀。
为了进行比较，对两种市售有孔薄膜进行相同的轮廓测定。第一薄膜为由Procter和Gamble公司(辛辛那提，俄亥俄州)生产的ALWAYS卫生巾的Driweave体测衬垫材料。其平均表面波度(Wa)为53.9，标准误差为8.9。该材料具有较高的波幅和较低标准误差，这表明在固体薄膜的孔间部分为更均匀的材料。
第二种材料为购自意大利Pieve Fissiraga(MI)的Bi-Plast公司的真空开孔薄膜(编号2AIBNN)。其平均表面波度(Wa)为27.3，标准误差为6.7。该材料与例1的有孔薄膜相比也具有较低的标准误差，表明其在孔之间为更均匀的薄膜表面。例2在该例中，将上述压花辊加热至85℃，将支承辊加热至82.2℃。沿压花辊与支承辊接合部的辊隙压力为30psig(4.23Kg/lmm)。将压花辊调至转速为3.6米/分，而支承辊的转速为12.2米/分。使压花辊/支承辊的速度比为1.0∶3.3。对退绕的薄膜施以稳定的制动张力。薄膜的输入速度为6.1米/分。薄膜一离开开孔装置便被以4.3米/分的速度卷绕到卷绕辊上。
所得到的薄膜如图4所示。由显微照片可以看出，该薄膜是有孔而且起皱的。起皱程度比在例1中更为明显，而且作为额外起皱的结果，该薄膜具有沿机器方向的拉伸特性。加工以前，该薄膜的基重为25.4gsm，厚度为0.025mm，基本上无孔隙。加工以后，其基重增至41.4gsm。厚度增至0.84mm，而测得其孔隙度为15.7标准中米3/分。由于开孔而产生的开孔面积占19％，这一比例也低于压花辊的接触面积(31％)。
对例2的薄膜状织物进行上述轮廓测定。在大约1.25mm的宽度上测定10个样品的平均波度(Wa)为90.6μm，10个样品的标准误差为42。轮廓测定数据的曲线如图8所示。通过与其它曲线比较可以看出，与例1的材料相比，例2的材料具有较大的波动程度，和较大的平均表面波度(Wa)幅度。标准误差也较大，这表明孔之间的织物材料具有更高的不规则度。例3在该例中，将上述压花辊加热至90.5℃，将支承辊加热至76.7℃。沿压花辊与支承辊之间的接合部的辊隙压力为40psig(5.74Kg/lmm)。将压花辊的表面转速调至3.0米/分，将支承辊的表面转速调至18.3米/分。这使得压花辊/支承辊的速度比为1.0∶6.0。对退绕的薄膜施以恒定的制动张力。薄膜的输入速度为7.6米/分。该薄膜一离开开孔装置便以4.9米/分的速度卷绕到卷绕辊上。
所得到的薄膜如图5所示。如显微照片所示，该薄膜是有孔且起皱的。其起皱比在例1和例2中更为明显，而且，由于额外起皱使该薄膜具有沿机器方向的拉伸和恢复特性。加工之前，薄膜的基重为25.4gsm，厚0.025mm，基本上无孔隙。加工以后，其基重增至40.3gsm。厚度增至0.81mm，测出其孔隙度为16.9标准米3/分。因开孔而形成的开孔面积占该薄膜表面积的20％。
对例3的薄膜进行上述轮廓测定。在大约1.25mm的宽度上测10个样品，其平均波度(Wa)为106.7μm,10个样品的标准误差为38。由轮廓测定数据绘成的曲线如图8所示。与其它曲线进行比较可以看出，与测定的其它材料相比，例3的材料具有较大的波动程度和较大的平均表面波度(Wa)幅度。这是因为在该例中压花辊与支承辊的速度差更大。标准误差也较高，由此表明孔之间的织物材料的不规则度比上述市售材料更高。例4在该例中，将上述压花辊加热至85℃，将支承辊加热至79.5℃。沿压花辊与支承辊的接合部的辊隙压力为5.03Kg/lmm。将压花辊的转速调至3.3米/分，将支承辊的转速调至18.3米/分。以使压花辊/支承辊的速度比为1.0∶5.5。对退绕的薄膜施以恒定的制动张力。薄膜的输入速度为3.7米/分。结果，薄膜是在略有张力的条件下输入开孔装置，以减少皱叠。与该薄膜一起，将来自第二退绕辊的上述无纺织物以相同的速度输入辊隙中。所述薄膜位于接近压花辊处，尽管在将薄膜置于该装置的支承辊一侧的其它开孔和起皱方案中也取得了成功。从辊隙的出口侧出来的材料是一种同时开孔的层压物，其具有贯串该层压物的两层的孔。参见图6。薄膜/无纺织物层压物一离开开孔装置便以3.3米/分的速度卷绕到卷绕辊上。
在开孔/粘合处理之前，薄膜的基重为18.7gsm，无纺织物的基重为16.6gsm，非粘合的组合基重为35.3gsm。在处理之后，其基重增至36.0gsm。在处理之前，薄膜厚度为0.019mm，无纺织物厚度为0.43mm组合的非粘合厚度为0.45mm。处理以后，层压物的厚度为0.33mm，表明其总厚度有所降低。孔隙度由未开孔膜的基本上为0增至13.7标准米3/分钟。该层压物的开孔面积为16％。该实施例引入注目的一点是，在孔的周围缺少残留薄膜。在仅有薄膜的样品上(例1-例3)，在孔的周围均观察到翼状部分。对于例4的一起开孔的薄膜/无纺织物层压物来说，该翼状部分几乎不可见，结果，该材料的手感十分柔软，具有无划痕的表面，而且，这被认为是缺省残留的薄膜翼片所至。这种材料可用于诸如卫生巾的个人护理吸收制品中，使薄膜一侧位于朝向吸收核心处或使无纺织物位于朝向吸收核心处。
对例4的薄膜和纤维无纺织物层压物进行上述轮廓测定。在约为1.25mm的宽度上对10个样品进行测定的平均波度(Wa)为22.0μm,10个样品的标准误差为11。由轮廓测定数据绘成的曲线如图8所示。与其它曲线进行比较可以看出，与试验的其它材料相比，例4的材料具有较低的起伏度，并具有较低的平均表面波度(Wa)幅度。据信这是由于薄膜层上的纤维无纺织物层具有缓冲作用，尽管在该实施例中压花辊与支承辊的速度差与在例3中采用的速度差几乎一样大，其具有最大的平均表面波度。标准误差也很低，由此表明孔之间的织物材料表面的不规则性较低。这也被认为是由于纤维无纺织物的缓冲作用所至。例5在该例中，将上述压花辊加热至99℃，并将支承辊加热至82℃。沿压花辊与支承辊的接合部之间的辊隙压力为5.74Kg/lmn。将压花辊的转速调至3.0米/分，将支承辊的转速调至18.0米/分。以使压花辊与支承辊的速度比为1.0∶6.0。对退绕的无纺织物施以恒定的制动张力。结果，在略有张力的条件下将纺粘/熔喷/纺粘(SMS)无纺织物层压物以6.1米/分的速度送入开孔装置中。SMS层压一离开开孔装置便以3.6米/分的速度卷绕到卷绕辊上。
所得到的薄膜如图7所示。从显微照片上可以看出，SMS层压物同时被开孔和略为起皱，开孔面积占12％。在处理以前，该织物的基重为28.4gsm，厚度为0.228mm，孔隙度为3.8标准米3/分。加工以后，其基重增至36.2gsm，厚度增至0.73mm，孔隙度增至12.3标准米3/分。
由以上实施例可以看出，本发明的方法可以提供多种材料，包括可以起皱和/或开孔的单层材料和多层材料。上述材料可用于多种目的，其用途之一作为卫生巾的衬垫材料。
进行小规模的置信消费者使用试验，以便对本发明的材料之一与覆盖在卫生巾上的常见压花辊快速薄膜进行比较。参见图9，此时的个人护理吸收制品是一种卫生巾90，它包括一个可透过液体的表层92，和一个底层94，以及位于表层92和底层94之间的吸收核心96，本发明的卫生巾采用例2的开孔并起皱的薄膜作为表层92。用作表层92的第二种薄膜是用一种更常见的方法制成的，以使压花辊的表面转速快于支承辊的。两种薄膜是用和例2相同的薄膜组合物制成。常见压花辊快速薄膜的预开孔胀量和基重分别为0.0375mm和37.5g/m2。用上述压花辊，以31％的粘合面积对该薄膜进行开孔。该压花辊的转速大约比支承辊的转速快2倍。所得到的压花辊快速薄膜的最终基重为30.5gsm，其基重由于开孔期间的薄膜拉伸而降低。该压花快速薄膜的胀量为0.64mm，开孔面积占23％，孔隙度为26.7米2/分。
两种卫生巾均采用相同的底层，该底层包括由各重6g的两层木浆绒制成的核心96，其组合胀量为9mm。底层或隔层94是厚0.025mm的低密度聚乙烯薄膜。在表层和吸收核心之间有一层33.2gsm的组合透气粘合纺粘无纺织物98，它由5旦尼尔的聚乙烯/聚丙烯并列组合纤维制成，该纤维被处理过，以使其可湿。表层放在纺粘层上面，并将卫生巾的表层和底层的边缘密封在一起。
将每种结构的12个卫生巾分给具有中等至重度月经的妇女使用。每名妇女使用两种结构的卫生巾各4小时，或直到发生泄漏。在每次使用结束时，要求上述女性评价每种结构的卫生巾的干燥度，污渍掩盖力、外表清洁度和吸收性。采用本发明表层的卫生巾(例2)的总体评价较好，特别是在外表清洁度和污渍掩盖力方面表现较好。压花辊快速表层的表面具有较小的三维度，因而使流体悬在表面，形成潮湿的表面，而本发明的材料没有这些缺陷。上述结果在很大程度上取决于压花辊快速薄膜具有较大的开孔面积和较大的孔隙度。本发明材料的弹性和不规则的表面被认为在维持清洁、干燥的表面，使其与身体隔离方面特别重要。尽管在孔之间有较大的平坦部分，但高度起皱的表面外形能保持液体与身体隔离，同时将液体运输到孔中并通过这些孔。
在对本发明做过以上详细说明之后可以理解，在不脱离本发明的实质和范围的前提下，可以对本发明做出各种改进和改变。
权利要求
1．一种用于生产具有较大基重的织物的方法，包括a)将一种具有第一基重的织物送入一组辊中，包括具有压花表面的第一辊和具有平面表面的第二辊，在两辊之间形成辊隙，b)使所述第一和第二辊沿相反方向转动，第一辊以第一转速转动，第二辊以第二转速转动，第二转速大于第一转速，c)以第二基重将所述织物从辊隙中拉出，第二基重大于所述第一基重。
2．一种用于生产有孔织物的方法，包括a)提供一组开孔辊，包括具有压花表面的第一辊和具有平面表面的第二辊，两辊之间有一个辊隙，b)使所述第一和第二辊沿相反方向转动，第一辊以第一转速转动，第二辊以第二转速转动，第二转速大于第一转速，和c)让一种织物从第一和第二辊之间的辊隙通过，以便在所述织物上形成孔。
3．如权利要求2的方法，其特征在于转动所述第一和第二辊，以产生至少约为2.0Kg/lmm的辊隙压力。
4．如权利要求2的方法，其特征在于转动所述第一和第二辊，以产生约为2.0-6.0Kg/lmm的辊隙压力。
5．如权利要求2的方法，其特征在于所述第二辊的第二转速大约比所述第一辊的第一转速快1.8倍。
6．如权利要求2的方法，其特征在于所述第二辊的第二转速大约比所述第一辊的第一转速快1.8-6倍。
7．如权利要求2的方法，还包括以大于所述第一辊的第一转速并等于或小于所述第二辊的第二转速的输入速度将所述织物输入所述辊隙。
8．如权利要求2的方法，还包括以大于所述第一辊的第一转速的拉出速度将所述织物从所述辊隙中拉出。
9．如权利要求7的方法，还包括以大于所述第一辊的第一转速的拉出速度将所述织物从所述辊隙中拉出。
10．如权利要求2的方法，还包括以大于所述第一辊的第一转速并小于所述第二辊的第二转速的拉出速度将所述织物从所述辊隙中拉出。
11．如权利要求7的方法，还包括以大于所述第一辊的第一转速并小于所述第二辊的第二转速的拉出速度将所述织物从所述辊隙中拉出。
12．如权利要求2的方法，还包括以第一基重将所述织物送入所述辊隙，并以第二基重将该织物从所述辊隙中拉出，第二基重大于第一基重。
13．一种用于生产有孔织物的方法，包括a)提供一组开孔辊，包括一个具有压花表面的第一辊和具有平面表面的第二辊，在两辊之间形成辊隙，b)使所述第一和第二辊沿相反方向转动，第一辊具有第一转动速度，而第二辊具有第二转动速度，第二转速大于第一转速，和c)让第一织物和第二织物从第一和第二辊之间的辊隙通过，以形成有孔的层压物。
14．一种有孔织物，包括在其上形成多个孔的织物，该织物在所述孔之间的部分的平均表面波度约为22μm或更大，标准误差为11或更大。
15．如权利要求14的有孔织物，其特征在于所述织物在所述孔之间的部分的平均表面波度约为47μm或更大，标准误差为17或更大。
16．如权利要求14的有孔织物，其特征在于所述织物在所述孔之间的部分的平均表面波度约为90μm或更大，标准误差为42或更大。
17．如权利要求14的有孔织物，其特征在于所述织物在所述孔之间的部分的平均表面波度约为10μm或更大，标准误差为38或更大。
18．如权利要求14的有孔织物，其特征在于所述织物在所述孔之间的部分的平均表面波度约为22～106μm，标准误差为11或更大。
19．如权利要求14的有孔织物，其特征在于所述织物在所述孔之间的部分的平均表面波度约为47～106μm，标准误差为17或更大。
20．如权利要求14的有孔织物，其特征在于所述织物在所述孔之间的部分的平均表面波度约为90-106μm，标准误差为38或更大。
21．如权利要求14的有孔织物，其特征在于所述织物是一种薄膜。
22．如权利要求14的有孔织物，其特征在于所述织物是一种纤维无纺织物。
23．如权利要求14的有孔织物，其特征在于所述织物是两层或更多层材料的层压物。
24．一种个人护理吸收制品，包括一个可透过液体的表层、一个底层和位于所述表层和底层之间的吸收核心，所述表层包括权利要求14的有孔织物。
25．如权利要求24的个人护理吸收制品，其特征在于所述制品是卫生巾。
26．如权利要求24的个人护理吸收制品，其特征在于，所述织物是一种薄膜。
27．如权利要求24的个人护理吸收制品，其特征在于所述有孔织物是薄膜和纤维无纺织物的层压物。
28．如权利要求27的个人护理吸收制品，其特征在于所述纤维无纺织物是接近所述吸收核心放置的。
29．如权利要求27的个人护理吸收制品，其特征在于所述薄膜是接近所述吸收核心放置的。
30．一种膨松织物，包括一种具有起皱表面的织物，其平均表面波度约为22μm或更大，标准误差为11或更大。
31．如权利要求30的膨松织物，其特征在于该织物的平均表面波度约为47μm或更大，标准误差为17或更大。
32．如权利要求30的膨松织物，其特征在于该织物的平均表面波度约为90μm或更大，标准误差为42或更大。
33．如权利要求30的膨胀织物，其特征在于该织物的平均表面波度约为106μm或更大，标准误差为38或更大。
34．如权利要求30的膨松织物，其特征在于该织物的平均表面浓度约为22～106μm，标准误差为11或更大。
35．如权利要求30的膨胀织物，其特征在于该织物的平均表面波度约为47-106μm，标准误差为17或更大。
36．如权利要求30的膨松织物，其特征在于该织物的平均表面波度约为90-10μm，标准误差为38或更大。
全文摘要
本发明涉及用于对诸如薄膜和纤维无纺布之类的织物(14、18)进行开孔、起皱并选择性地层皱折压的方法和装置。本发明还涉及由此所得到的材料。用于开孔和起皱的方法采用一个压花辊(22)和一个支承辊(24),支承辊的转速快于压花辊的转速。由此得到的材料看上去与常规材料有很大区别,常规材料通常是通过类似的辊,其中,压花辊和支承辊是以相同的速度转动或是压花辊的速度快于支承辊的速度。由此所得到的材料具有多种用途,其中包括(但不限于)用于个人护理吸收用品,如尿布、运动裤、女性卫生用品和绷带等的衬垫材料。
文档编号B26F1/24GK1217642SQ96195774
公开日1999年5月26日 申请日期1996年5月29日 优先权日1995年6月5日
发明者M·B·马乔尔斯, B·J·德科尔索, W·A·格奥格尔, R·J·施米特, H·M·维尔赫, G·A·泽拉佐斯基 申请人:金伯利-克拉克环球有限公司