制造未粘结的吸收纤维结构的方法与流程

本发明涉及一种制造未粘结的吸收纤维结构诸如吸收垫的方法。

背景技术：

纤维结构在吸收制品诸如尿布或女性卫生制品中的应用是本领域中熟知的。纤维结构可为固结的粘结纤维网，诸如非织造纤维网，但也可为未粘结的结构，它们常常由天然纤维诸如纤维素纤维或化学改性的纤维素纤维制成。

未粘结的纤维结构可例如用作吸收芯，其中所述纤维通常与超吸收胶凝材料诸如超吸收聚合物颗粒混合。此外，此类未粘结的纤维结构还可用于叠盖吸收芯的所谓的液体采集系统。

在利用如今的用于高速地制造用于吸收制品的纤维网的工艺时，难以制备出具有相对低基重诸如低于120g/m²基重的未粘结的纤维网，因为此类纤维网通常均匀性较差，从而导致纤维网中的洞和较低的纤维网完整性。当用于吸收制品中时，洞导致纤维结构的完整性降低，这可能降低吸收制品的液体处理性能。

公布于1988年1月13日的ep-a-0252650中公开了用于制备单根化的强化纤维的工艺。所述纤维可以类似于常规纸浆成片工艺的方式直接沉积在多孔成形线上，并且被成形为纸浆片。纸浆片可被松散化或压实。在一个实施方案中，将所述单根化的强化纤维与常规纤维组合从而制成致密的纸浆片以用于随后的纤维分离并成形为吸收垫。常规纤维的掺入有利于将纸浆片干燥压缩成致密的形式。

而纤维的混合物，诸如单根化的强化纤维与常规纤维组合的混合物，可通过使用现有技术的方法被加工成吸收垫。希望提供更灵活的工艺，其中纸浆片可被转变为各种吸收垫，这些垫具有不同成分、不同轮廓、不同密度等。

因此，本发明提供了一种方法，其中在进行纤维分离之后且直接在形成纤维结构或垫之前，具有某种成分的第一纤维片的粗略分级的材料可与一种或多种第二材料混合。

技术实现要素：

本发明提供了一种制造未粘结的吸收纤维结构的方法，所述方法包括以下步骤：

a)提供呈纤维片形式的第一纤维材料；

b)对第一纤维材料片进行纤维分离以形成粗略分级的材料；

c)将粗略分级的材料与第二材料混合以形成混合物；以及

d)在多孔表面上将混合物气流成网以形成未粘结的吸收纤维结构。

附图说明

图1为本发明的一个实施方案的示意图。

图2为本发明的另一个实施方案的示意图。

图3为本发明的一个实施方案的示意图，包括铺设部分。

图4为本发明的另一个实施方案的示意图，包括铺设部分。

图5为未粘结的纤维结构的平面图。

具体实施方式

定义

“吸收制品”是指吸收和容纳身体流出物的装置，并且更具体地是指紧贴或邻近穿着者的身体放置以吸收和容纳从身体排出的各种流出物的装置。吸收制品可包括尿布、裤、训练裤、成人失禁内衣、女性卫生制品等。如本文所用，术语“体液”或“身体流出物”包括但不限于尿液、血液、阴道分泌物、乳汁、汗液和粪便。本发明优选的吸收制品为尿布、裤、训练裤和女性卫生制品诸如卫生巾和/或月经垫。

“吸收芯”是指如下结构：所述结构通常设置在吸收制品的顶片和底片之间以用于吸收和容纳由吸收制品接收的液体。吸收芯通常包括吸收材料，诸如透气毡(包含纤维素纤维)、超吸收颗粒、或吸收泡沫。在一个实施方案中，吸收芯可基本上不含纤维素(即少于1％的纤维素)，并且可包括一个或多个基底、设置在所述一个或多个基底上的吸收性聚合物材料、和吸收性颗粒聚合物材料和所述一个或多个基底的至少一部分上的热塑性组合物，所述热塑性组合物用于将吸收性颗粒聚合物材料固定在所述一个或多个基底上。在多层的吸收芯中，吸收芯还可包括覆盖层。所述一个或多个基底和覆盖层可包含非织造材料。对于本发明来讲，吸收芯不包括吸收制品的采集系统、顶片、或底片。

“吸收性聚合物材料”、“吸收胶凝材料”、“agm”、“超吸收剂”和“超吸收材料”在本文中是互换使用的并且是指交联的聚合物材料，当使用离心保留容量测试(edana441.2-01)来测量时，所述聚合材料可吸收至少5倍于它们自身重量的含水的0.9％盐水溶液。

本文所用的“吸收性颗粒聚合物材料”是指呈颗粒形式以致在干燥状态时可流动的吸收性聚合物材料。

“尿布”是指一般被幼婴和失禁患者围绕下体穿着以便环绕穿着者的腰部和腿部并且特别适于接收和容纳尿液和粪便的吸收制品。如本文所用，术语“尿布”也包括下文所定义的“裤”。

如本文所用，“裤”或“训练裤”是指为婴儿或成人穿着者设计的具有腰部开口和腿部开口的一次性衣服。通过将穿着者的腿部伸入腿部开口并将裤拉到围绕穿着者下体的适当位置可将裤穿到使用者身上的适当位置。裤可使用任何合适的技术来预成形，包括但不限于利用可重复扣紧的和/或不可重复扣紧的粘结(例，缝合、焊接、粘合剂、内聚粘合、扣件等)将制品的各部分接合在一起。裤可在沿制品周边的任何位置预成形(例如，侧边扣紧的、前腰扣紧的)。尽管本文使用的是术语“裤”，但裤通常也称为“闭合尿布”、“预紧固尿布”、“套穿尿布”、“训练裤”、和“尿布裤”。

“非织造纤维网”为定向或任意取向的纤维通过摩擦和/或内聚力和/或粘附力而粘结，或通过湿磨法而毡化的制造的片、纤维网或棉絮，不包括纸材和通过织造、编织、簇成、缝编而合并束缚的纱或长丝产品，不考虑是否另外缝过。纤维可具有天然来源或人造来源，并且可为短纤维或连续长丝或原位形成的纤维。可商购获得的纤维具有小于约0.001mm至大于约0.2mm范围内的直径，并且它们具有几种不同的形式，诸如短纤维(称作短纤维或短切纤维)、连续单纤维(长丝或单丝)、无捻连续长丝束(丝束)和加捻连续长丝束(纱)。非织造织物可通过许多方法形成，诸如熔吹法、纺粘法、溶液纺丝、静电纺纱、梳理法和气流成网法。非织造织物的基重通常用克/平方米(gsm)表示。

如本文所用，“粗略分级的材料”是指纤维材料，其中大多数纤维不是单根化的。因此，在粗略分级的材料中，大多数纤维是作为簇存在的。如本文所用，纤维簇为若干纤维的聚集(数百至多数千根纤维)。纤维簇可具有仅几毫米的直径或具有至多数厘米的直径，例如至多5cm，这取决于纤维簇被隔离并从原材料取出的程度，所述原材料通常是以密集堆积的包的形式提供的。

本发明的方法示出于图1中。齿形切割刀100在包括第一纤维材料的纤维片10的表面，优选端面上经过。优选地，纤维片10具有在0.1至0.85g/cm³范围内的堆密度。片10被第一进料装置14以第一进料速率推进到第一切割区12中。切割刀100使所述片断裂成粗略分级的材料16，并且远离切割区12传输粗略分级的材料16。

第二材料26被第二进料装置24以第二进料速率进料到第二切割区22中。优选地，第二材料26具有在0.1至0.85g/cm³范围内的堆密度。第一进料速率和第二进料速率无需相同。实际上，本发明的一个优点是，可预先选择第一进料速率和第二进料速率之间的比率以便提供包含不同比例的第一纤维材料和第二材料的不同吸收垫。

在图1中，第二材料26被示出为呈片形式20的材料。然而，出于本发明的目的，第二材料26可以任何合适的物理形式被进料给切割刀100，不限于片。

在图2中，第二材料36通过转筒34被进料给切割刀100，所述转筒计量第二材料36的进料速率。这种布置结构尤其适用于添加颗粒形式的材料，诸如吸收性颗粒聚合物材料。合适的转筒计量系统公开于2006年2月1日公布的名称为“indirectprintingofagm”的ep-a-1621165中。

图1和2的实施方案可组合起来以便提供粗略分级的第一纤维材料16与多于一种第二材料26,36的混合物，在这种情况下，所添加的材料将称作第二材料、第三材料、第四材料等。

第二材料、第三材料、第四材料等的示例为吸收材料，例如吸收性颗粒聚合物材料；纤维素纤维，例如透气毡、或单根化的强化纤维；以及其它短纤维，优选0.5mm至10mm长。在本发明的一个实施方案中，这些材料包括单根化的强化纤维的混合物，诸如ep-a-0252650中所述的那些，它们例如以90:10的比率与桉树纤维混合。在本发明的一个优选的实施方案中，第一纤维材料包括单根化的强化纤维，诸如ep-a-0252650中所述的那些。

纤维分离

切割刀100使第一纤维片断裂为粗略分级的材料16。该步骤在本文中称作纤维分离步骤或纤维分离。优选地，切割刀为齿形切割刀，更优选旋转式齿形切割刀。这种切割刀可采用筒的形式，所述筒带有围绕筒的圆周表面定位的齿。

粗略分级的第一材料在切割刀100的齿处与第二材料、第三材料、第四材料等组合，并且随后由切割刀100传输至转移区.在转移区处，将所组合的材料在多孔载体50上气流成网。

转移

图3和4示出了经由转移导管60将所组合的材料从切割刀100转移至多孔载体50的不同的实施方案。

优选地，切割刀100上的所组合的材料由从切割刀100在压力下供应的吹脱空气从介于切割刀的齿之间吹脱，并且/或者可通过在转移导管60内提供较低空气压力区域将所组合的材料从切割刀的齿之间吸脱。可通过导流板或通过空气动力学表面减小转移导管60内的空气压力，例如，所述导流板或空气动力学表面按伯努利效应减小压力。

多孔载体50可为任何合适的设计，其允许纤维沉积在其上表面上，并且随后能够将如此形成的纤维结构递送至后续工位。在一个实施方案中，多孔载体50被配置为环形带。在另一个实施方案中，多孔载体50被配置成筒的形式。在后一个实施方案中，希望筒形多孔载体50具有400mm至800mm、或500mm至600mm的直径。筒50被放置成使得多孔载体筒50的轴线基本上水平地定位。筒形多孔载体50示出于图3和4中。在这些实施方案中，施加压力差，例如通过在筒形多孔载体内施加低压力或真空。纤维沉积在与切割刀100相邻的多孔载体50的外表面的部分上。由于筒形多孔载体50的旋转，纤维结构向下移动，同时仍然被施加在筒形多孔载体50内的低压或真空保持在多孔载体50的表面上。一旦纤维结构到达更向下的位置，其经过零压区(即在筒的内部和外部无压力差)或过压区(即筒内部的压力高于筒的外部)，这允许纤维结构从筒形多孔载体50转移到位于筒形多孔载体50下方的另一个载体80诸如环形带上。在该载体80上，纤维结构将再次通过施加压力差被保持，例如利用下面的吸箱。

在一个实施方案中，纤维结构被放置在另一个结构诸如非织造纤维网、膜或多个纤维网和/或膜之上。在这些实施方案中，所有层均将由于施加的压力差的缘故而保持在载体上。纤维结构也可放置在尚未最终装配的吸收制品之上。如本文所用，术语“尚未最终装配的”是指吸收制品的一个或多个层或部件(例如紧固系统或其部分；顶片、底片、吸收芯、侧片或它们的组合)仍然缺失，并且将仅在本发明的纤维结构已被放置在所述尚未最终装配的吸收制品上之后，在后续的下游阶段接合和/或附接到吸收制品。

如果纤维网形成吸收制品中的多层采集系统的一部分，则纤维网可放置在采集系统的一个或多个其它层诸如非织造纤维网之上。例如，如果纤维结构用作吸收制品的采集系统的下层，则将纤维结构施加在采集系统的上层之上。如此装配的采集系统随后将被递送至吸收芯或吸收制品的剩余层和部件并且与它们装配在一起。

在所有这些实施方案中，所装配的层和/或部件将由于施加的压力差的缘故而保持在多孔载体50上。

然而，在另一个实施方案中，纤维结构被直接成形在多孔载体50的表面上，而下面没有附加层。

重要的是，在这种系统中，纤维结构无需被卷绕在辊以用于中间贮存，而是立即被进一步加工的并被结合到吸收制品中。因此，没有必要固结和增强纤维结构以便进行贮存(例如，通过热粘结、压力粘结、树脂粘结、粘合剂粘结、针刺、水刺、或它们的组合来进行附加粘结步骤)。相反，未粘结的纤维结构(由于缺乏任何固结步骤而具有相对低完整性)可被直接引入到吸收芯或吸收制品上。

纤维结构可用粘合剂附接到它所沉积在其上的一个或多个层。粘合剂附接可通过如下方式来进行：将纤维结构的整个表面胶粘到下面的一个或多个层或仅胶粘所述表面的选定部分。胶粘可例如通过以条图案、螺旋图案、点图案或任何其它图案施加胶来进行。然而，使用相对低的胶量就足够了，因为应当避免粘合剂渗透到纤维结构或下面的一个或多个层中，因为此类渗透将对吸收性能具有不利影响。

此外，一旦纤维结构被放置在一个或多个其它层上，被放置在所述多孔载体50或随后被放置在例如载体80上，纤维结构优选仅被横向地(即沿横向)切割。因此，纤维结构在某种程度上被稳定，从而降低了在进行切割时损坏脆弱的纤维结构的风险。为了允许与吸收制品的制造一起在线生产纤维结构(所述纤维结构用于所述吸收制品)，希望总体上恶语纤维结构的制造与以与吸收制品的制造相同的速度或约相同的速度进行。由于现代吸收制品生产线常常每分钟产生1200个吸收制品或甚至更多，这要求维结构的制造速度在200至350m/min范围内。

为了允许将纤维结构快速且容易地转移至吸收制品，纤维结构需要在纤维结构形成时就已经具有其最终宽度。这消除了沿纤维结构的纵向(即在纵向上)进行的任何后续切割步骤的必要性。尤其是当纤维结构由于缺乏任何固结步骤而单独具有低完整性时，沿纵向进行切割具有损坏纤维结构的风险。根据本发明，纤维结构因此不经历任何纵向切割(即在纵向上)。本发明的纤维结构的宽度为4cm至25cm、或5cm至15cm、或5cm至12cm。

相比于纤维结构的传统生产线，它们仅需要适应于用于制造纤维结构的设备，吸收制品的生产线需要适应于制造或供应并装配吸收制品的所有不同部件所需的众多其它设备。因此，相比于纤维结构的传统生产线，吸收制品制造线具有显著更高的空间约束。因此，有利的是具有呈筒形式的多孔载体50，因为此类载体相比于水平载体占用较少的空间。

在图3中，示出了所述构型，其中包括第一纤维材料的纤维片10的端面被第一进料装置14以第一进料速率推进到第一切割区12中。切割刀100使所述片断裂成粗略分级的材料16，并且远离切割区12传输粗略分级的材料16。第二材料26被第二进料装置24以第二进料速率进料到第二切割区22中。第一材料和第二材料在切割刀100处组合，并且经由转移导管60被转移至多孔载体50。将空气吹送70到转移导管60中以协助转移。

在图4中，示出了如下构型，其中第一材料16和第二材料26被第三材料36补充。在该实施方案中，第三材料为呈颗粒形式的吸收胶凝材料。

在图3和4中，所述工艺可被进一步修改以允许在未粘结的纤维结构54中存在差异。具体地，所述差异可沿纵向对应于未粘结的纤维结构54的节距，使得第一材料、第二材料(任选地第三材料、第四材料等)以期望的预定方式分配。例如，第一进料装置14和/或第二进料装置24(任选地第三进料装置、第四进料装置等)可以可变速度被驱动，例如带有正弦速度特征图，其中一个速度周期对应于未粘结的纤维结构54的节距。所述可变驱动机构可为例如伺服马达或凸轮驱动的(驱动机构未示出于图3,4中)。

纤维网也可以成型形式沉积在多孔载体50上，即纤维结构的纵向侧边不形成直线，而是呈现某种形状，通常为弯曲形状。这可例如通过如下方式来促进：不使载体50的整个表面成为多孔的，而是沿载体表面的侧边掩蔽某些区域。因此，离开所述开孔圆柱形筒的纤维仅被引向载体表面的由于在多孔载体50的下方所施加的低压而多孔的那些区域。

成型纤维结构在吸收制品中可为期望的，从而有利于吸收制品的窄裆部。因此，如果纤维结构在采集系统中用作吸收芯或吸收芯的一部分，则具有较窄宽度的纤维结构的部分将被放置在裆区中，而具有较宽宽度的部分被放置在前腰区和后腰区中。

图5示出了未粘结的纤维结构54的一个示例，它可大致沿循它所设置到其上的吸收芯的轮廓和构造，虽然一般来讲它也可沿纵向和/或横向较短。一般来讲，先前关于芯的中心部分、侧部和折叠引导件所公开的相同特征结构可适用于液体管理层。层54可因此包括中心部分60’、和两个折叠引导件261’,262’，所述中心部分大致纵向延伸，但其可短于芯的中心部分。这些折叠引导件可包括基本上不含液体管理材料的区域，在这种情况下，基本上不含未粘结的或松散粘结的亲水性纤维，诸如交联纤维素纤维。液体管理侧部61’,62’还可包括小翼610’-617’,620’-627’，所述小翼如图所示可在形状和模型上对应于吸收芯的小翼610-617,620-627，虽然这不是必需的。

本文所公开的量纲和值不应理解为严格限于所引用的精确数值。相反，除非另外指明，否则每个这样的量纲旨在表示所引用的值以及围绕该值功能上等同的范围两者。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。