具有表面特征的非织造布材料制造技术

提供一种三维非织造纤网，具有小于０．０４ｇ／ｃｍ↑［３］的区域松密度、限定ｘ，ｙ－平面的顶侧基础表面和至少一个伸出到ｘ，ｙ－平面以外的宏观表面特征，其中宏观表面特征的特征在于具有一个顶点的特征，该顶点伸出到顶侧基础表面的ｘ，ｙ－平面上方至少约１ｍｍ。该宏观特征在１．２ｋＰａ载荷（Ｐ↓［ｆ］）下保持在顶侧基础表面的ｘ，ｙ－平面上方至少１ｍｍ的高度，并导致非织造纤网与放在宏观表面特征上的物品之间的接触，使得非织造纤网与放在宏观表面特征上的物品的接触面积百分率，在１．２ｋＰａ载荷（Ｐ↓［ｆ］）作用下，小于支撑物品的非织造纤网整块面积的５０％。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有表面特征的非织造布材料。
技术介绍
非织造布具有宽广应用领域，包括吸收性个人护理产品、服装、医用产品和清洁产品。非织造布个人护理产品包括婴儿护理制品如尿布，儿童护理制品如训练裤，女性护理用品如卫生巾，以及成人护理用品如失禁用品。非织造布服装包括防护工作服和医用服装如手术罩衫。其它非织造医用产品包括非织造创伤敷料和手术敷料。包含非织造布的清洁用品包括毛巾和抹布。非织造布的其他用途是众所周知的。上面列举的清单不应视为穷尽的。非织造布的各种不同性质决定了非织造布对不同领域的适用性。非织造布可设计成具有不同的性能组合以适合不同的需要。非织造布的可变性质包括液体-操纵性质如润湿性、分配和吸水性，强度性质如抗张强度和撕裂强度，柔软性、耐久性如耐磨，以及美学性质。非织造布的物理形状也影响非织造布的功能和美学性质。非织造布首先被制成片材，当铺在平坦的表面上时它可具有基本上平面的、无特征表面或者可具有由表面特征如孔或凸起或二者组成的阵列。具有孔或凸起的非织造布常常被称作三维或一定形状的非织造布。本专利技术还涉及三维或一定形状的非织造布。非织造布的制造是一门高度发展的技术。一般而言，非织造纤网及其制造涉及成形为长丝或纤维，并将长丝或纤维以造成长丝或纤维重叠或缠结的方式沉积在载体上。视所要求的纤网整体性的高低而定，随后纤网长丝或纤维可借助例如，粘合剂、加热或加压或二者，超声波粘合技术或者通过针刺或水刺缠结等处理达到粘合。在这方面，一般而言有几种生产长丝或纤维的方法；然而，两种普遍采用的方法是所谓纺粘和熔喷法，而获得的非织造布分别叫做纺粘和熔喷布。一般而言，纺粘非织造布的制造方法包括，通过纺丝板挤出热塑性材料，以高速空气流骤冷并牵伸所挤出的材料成丝，从而在成形表面形成无规纤网。此种方法被称之为熔纺。纺粘方法在大量专利中做了一般性详述，例如包括，美国专利3,802,817，授予Matsuki等人；美国专利4,692,618，授予Dorschner等人；美国专利4,340,563，授予Appel等人；美国专利3,338,992和3,341,394，授予Kinney；美国专利3,502,538，授予Levy；美国专利3,502,763和3,909,009，授予Hartmann；美国专利3,542,615，授予Dobo等人；和加拿大专利803,714，授予Harmon。另一方面，熔喷非织造布是这样制造的通过一个或多个模头挤出热塑性材料，越过挤出口型喷吹高速空气流，一般为加热的空气，从而产生空气输送的熔喷纤维幕，并将纤维幕沉积到成形表面上形成无规非织造纤网。熔喷方法在大量出版物中做了一般描述，例如，Wendt的题为“超细热塑性纤维”的文章，《工业与工程化学》(Induslrialand Engineering Chemistry)卷48，第8期(1956)，pp.1342-1346，文中描述了海军研究实验室(华盛顿特区)所做的工作；海军研究实验室报告111437，1954年4月15日；美国专利4,041,203、3,715,251、3,704,198、3,676,242和3,595,245；以及英国专利说明1,217,892。纺粘和熔喷非织造布通常可根据构成布料的长丝或纤维的直径和分子取向加以区分。纺粘和熔喷长丝或纤维的直径是平均断面尺寸。纺粘长丝或纤维的典型平均直径大于6μm，且常常具有12～40μm之间的平均直径。熔喷纤维的平均直径一般小于6μm。然而，鉴于直径至少是6微米的较大熔喷纤维也能生产，故可用分子取向来区分直径相近的纺粘与熔喷长丝和纤维。就给定纤维或长丝尺寸和聚合物的情况而言，纺粘纤维或长丝的分子取向一般地大于熔喷纤维的分子取向。聚合物纤维或长丝的相对分子取向可通过测定具有相同直径的纤维或长丝的抗张强度和双折射来确定。纤维和长丝的抗张强度是将纤维或长丝拉伸直至纤维或长丝断裂所需应力的度量方法。双折射数值按照INDA非织造物研究杂志(Journal of Nonwovens Reserarch)，1991春季刊(卷3，第2期，p.27)中描述的方法计算。聚合物纤维和长丝的抗张强度和双折射数值随着特定聚合物和其他因素而变化；然而，在纤维或长丝尺寸和聚合物一定的情况下，纺粘纤维或长丝的抗张强度通常大于熔喷纤维的抗张强度，并且纺粘纤维或长丝的双折射数值通常大于熔喷纤维的双折射数值。大量专利描述制造一定形状的或三维的非织造布的方法例如，美国专利5,575,874和5,643,653，授予Griesbach等人；美国专利4,741,941，授予Engelbert等人；和美国专利6,331,268、6,331,345和6,455,319，授予Kauschke等人。尽管此前在技术上取得了进展，但目前仍需要具有表面特征的改良非织造布和成形此种非织造布的方法。为避免混淆，重要的是澄清本申请全文描述压力和载荷时所采用的术语。确定这些数值所采用的做法详述于方法一节。为描述表面特征的回弹性，施加在表面特征上的平均压力记做Pf。就纤网的材料特征和用于体积压缩的技术而言，给出不同的压力。这就是作用在纤网上的压力或Pw。Pw是仿佛作用在具有100％与载荷或力接触的平坦材料上的压力。专利技术概述针对现有技术所遇到的困难和问题，已发现一种新非织造布材料。按照本专利技术，描述一种具有一或多个宏观表面特征的非织造布。本专利技术提供一种区域的、松密度小于0.04g/cm3的三维非织造纤网，其中非织造纤网包括规定x，y-平面的顶侧基础表面和至少一个伸出到x，y-平面以外的宏观表面特征，其中宏观表面特征的特征在于具有一个顶点的特征，该顶点伸出到顶侧基础表面的x，y-平面上方至少约1mm并在1.2kPa载荷(Pf)下保持在顶侧基础表面的x，y平面上方至少1mm的高度，且其中该宏观特征大大减少放在宏观特征上的物体的接触，以致非织造布与放在宏观表面特征上的物品之间的接触面积在1.2kPa物品对非织造纤网接触区域的载荷(Pf)下小于支撑物品的非织造纤网整块面积的50％。在一实施方案中，宏观特征的特征在于一种具有伸出到x，y-平面上方至少1.5mm的顶点的特征。在另一实施方案中，宏观特征的特征在于具有伸出到x，y-平面上方至少3mm的顶点的特征。在另一种实施方案中，宏观特征的特征在于具有伸出到x，y-平面上方至少5mm的顶点的特征。在另一种实施方案中，宏观特征的特征在于具有伸出到x，y-平面上方至少约6mm的顶点的特征。非织造纤网与放在宏观表面特征上的物品之间的接触面积，在1.2kPa物品对非织造纤网接触区域的载荷(Pf)下可小于支撑物品的非织造纤网整块面积的40％、30％，甚至小于25％。非织造纤网可包括大量宏现特征，且宏观特征的频率每100、50、10，甚至1cm2非织造纤网，在x，y-平面内，至少是1个宏观表面特征。非织造纤网的区域松密度可小于0.03，甚至小于002g/cm3。在一种实施方案中，宏现特征在1.2kPa载荷(Pf)下保持在顶侧基础表面的x，y-平面上方至少1.5mm的高度。在其他实施方案中，宏观特征在1.2kPa载荷(Pf)下保持在顶侧基础表面的x，y-平面上方至少3mm、甚至6mm的高度。在另一种实施方案中，宏观特征在1.8kPa载本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维非织造纤网，具有小于０．０４ｇ／ｃｍ↑［３］的区域松密度，并包含：限定ｘ，ｙ－平面的顶侧基础表面和至少一个伸出到ｘ，ｙ－平面以外的宏观表面特征，其中宏观表面特征的特征在于具有一个顶点，该顶点伸出到顶侧基础表面的ｘ，ｙ －平面上方至少约１ｍｍ并在１．２ｋＰａ载荷（Ｐ↓［ｆ］）下保持在顶侧基础表面的ｘ，ｙ－平面上方至少１ｍｍ的高度，其中至少一个宏观特征导致接触放在宏观表面特征上的物品，使得非织造纤网与放在宏观表面特征上的物品之间的接触面积，在１．２ｋ Ｐａ载荷（Ｐ↓［ｆ］）作用下小于支撑物品的非织造纤网整块面积的５０％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：CD芬维克，BD海恩斯，KL布朗，SC保罗，CM特鲁索克，M拉姆比多尼斯，SA巴拉蒂安，
申请(专利权)人：金伯利克拉克环球有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]