表面积增大的纤维结构及其制造方法技术

一种纤维结构，它具有至少限定第一平面且具有第一高度的第一区域，和由第一平面向外延伸从而限定第二高度的第二区域，其中第二区域包括多个纤维支撑物。至少部分纤维支撑物包括纤维圆顶和在第二高度上由其侧向延伸的纤维悬臂部分。该悬臂部分由第一平面升高，在它们之间形成袋。在与第一平面垂直的截面中，纤维支撑物具有在第一高度下测定的截面基数和截面周长，其中截面周长与截面基数之间的比率大于４／１。还公开了夹层纤维结构，它包括至少一个具有多个纤维悬臂部分的纤维板。用于制造该纤维结构的方法包括提供多根置于偏向部件上的纤维的步骤，该偏向部件具有背面和与该背面相对的网面以及偏向导管部分，该偏向导管部分包括多个从由该背面形成的平面升高的悬挂部分，从而在两者之间形成间隙空间；还包括将纤维偏向导管中的步骤，从而使部分偏向纤维置于所述的间隙空间中，由此形成纤维圆顶和由其侧向延伸的悬臂部分。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制造较高强度、柔软的吸收纤维网毡，如纸毡的方法。更进一步地讲，本专利技术涉及带一定结构的纤维网毡、用于制造这种带结构的纤维网毡的设备以及制造方法。
技术介绍
由纤维网毡制得的产品可以用于多种用途。例如纸巾、面纸、尿布以及类似物经常用于现代工业化社会中。对这种产品的大量需求形成了对这类产品进行改进的要求。如果纸产品，如纸巾、面纸、尿布、手纸、拖把头及类似物需要执行所需的任务而且获得更广泛的认可，它们就必须具有某些物理特性。在这些特性中，较重要的是强度、柔软度和吸收性。强度是纸毡在使用过程中保持其物理完整性的能力。柔软性是消费者将该纸用于所需目的时他们所感受到的愉快的触感。吸收性使该纸吸收并保持流体特别是水、水溶液和悬浮液。重要的不仅在于一定纸量所能保持的绝对流体量，还在于该纸吸收流体的速度。可以从下列普通转让的美国专利中了解到包括加强部件和树脂结构的对流空气干燥造纸带和/或用这些带制得的纤维网毡，这些美国专利作为参考而引入本文4,514,345(1985年4月30日授予Johnson等人)；4,528,239(1985年7月9日授予Trokhan)；4,529,480(1985年7月16日授予Trokhan)；4,637,859(1987年1月20日授予Trokhan)；5,098,522(1992年3月24日授予Smurkoski等人)；5,245,025(1993年9月14日授予Trokhan等人)；5,260,171(1993年11月9日授予Smurkoski等人)；5,275,700(1994年1月4日授予Trokhan)；5,328,565(1994年7月12日授予Rasch等人)；5,334,289(1994年8月2日授予Trokhan等人)；5,431,786(1995年7月11日授予Rasch等人)；5,496,624(1996年3月5日授予Stelljes，Jr.等人)；5,500,277(1996年3月19日授予Trokhan等人)；5,514,523(1996年5月7日授予Trokhan等人)；5,527,428(1996年6月18日授予Trokhan等人)；5,554,467(1996年9月10日授予Trokhan等人)；5,566,724(1996年10月22日授予Trokhan等人)；5,624,790(1997年4月29日授予Trokhan等人)；5,628,876(1997年5月13日授予Ayers等人)；5,679,222(1997年10月21日授予Rasch等人)；5,714,041(1998年2月3日授予Ayers等人)；5,900,122(1999年5月4日授予Huston)；以及5,948,210(1999年9月7日授予Huston)。在上述现有技术的带中，树脂结构与可以透过流体的加强部件(如纺织结构，或毡)连接在一起。该树脂结构可以是连续的、半连续的，包括多个独立的突起物，或者其任意组合。该树脂结构由加强部件向外延伸，形成该带的网面(即在造纸过程中，网放在该表面上)、与该网面相对的背面以及在它们之间延伸的偏向导管。该偏向导管提供了在造纸过程中在施加压差时供造纸纤维偏向的空间。由于这一质量，这些造纸带在本领域内作为“偏向部件”而为人们所知。术语“造纸带”和“偏向部件”在本文中交替使用。公开在上述专利中的在这种偏向部件上制成的纸，通常其特征在于具有至少两个不同的区域具有第一高度并且通常具有相对较高密度的区域，以及由第一区域延伸到第二高度并且通常具有相对较低密度的区域。第一区域通常由还没有偏向到偏向导管中的纤维形成，而第二区域通常由已经偏向到该偏向部件偏向导管中的纤维形成。利用具有连续树脂结构和多个离散分布在其中的独立偏向导管的带制得的纸包括连续的高密度网络区和多个分布在其中的独立的低密度支撑物(或圆顶)，后者是分开的并且由网络区延伸。该连续高密度网络区主要是设计用来提供强度，而多个低密度支撑物主要是设计用来提供柔软性和吸收性。这种带已经在工业上成功制造，如Bounty纸巾，Charmin卫生纸，以及Charmin Ultra卫生纸，所有这些产品均由本受让人制造和销售。典型地，纤维结构的某些吸收性方面与其表面积高度关联。也就是说，对于给定的纤维网毡(包括纤维组合物、基础重量等)来说，该毡的表面积越大，毡的吸收性就越高。在带有一定结构的毡中，低密度的分布在毡中的支撑物增加了毡的表面积，从而增加了毡的吸收性。但是通过增加包括相对较低密度的支撑物的面积来增加毡的表面积将会导致包括相对较高密度的网络区(用于产生强度)的毡面积下降。也就是说，增加包括支撑物的面积相对于包括网络的面积的比将对纸张的强度产生不利影响，其原因在于支撑物与网络区相比具有相对较低的内在强度。因此，人们非常需要保持好主要提供强度的高密度网络区的表面积与主要提供柔软性和吸收性的低密度网络区的表面积之间的比例的平衡性。现在，已经发现高密度区域与低密度区域的面积在纤维结构中可以有效地独立，例如纤维结构的表面积可以增加，但不会牺牲纤维结构的强度。更进一步地讲，已经发现，通过使用本专利技术的偏向部件形成新型纤维结构，相对较低密度和吸收性支撑物的表面积可以充分增加，但不会降低相对较高密度网络的面积。因此，本专利技术提供了一种新型具有较高强度、柔软且吸收性纤维结构以及用于制造这种纤维结构的方法。更具体地讲，本专利技术提供了一种具有至少两个区域的纤维结构具有第一高度以及由第一区域延伸从而限定第二高度的第二区域，该第二区域具有较高的表面积，这可以增加纤维结构的吸收性能。本专利技术还提供了一种纤维结构，其中第二区域包括纤维圆顶和由该圆顶向外延伸的纤维悬臂部分。该纤维悬臂部分增加了第二区域的表面积并且在一些实施方案中形成袋子，该袋子基本上包括在该纤维悬臂部分与第一区域之间的间隙空间。这些袋子能容纳额外的液体并且进一步增加了纤维结构的吸收性。本专利技术还提供了用于制造这种纤维结构的新型偏向部件。更具体地讲，本专利技术提供了具有带图案的结构的偏向部件，该结构具有形成间隙的悬挂部分，在制造本专利技术的纤维结构的过程中，纤维会偏向到该间隙中，从而形成纤维悬臂部分。本专利技术的还提供了用于制造这种偏向部件的方法。在一种实施方案中，这种偏向部件具有多层结构，它是通过将至少两层面对面连接在一起而形成的。这些层中每一层均具有偏向导管部分。一层的偏向导管部分是可透过流体的并且其位置使得该层一部分对应于其它层的偏向导管并且由此而具有多个悬挂部分。在另一实施方案中，这种偏向部件包括单层结构，其中悬挂部分通过将一层可固化的材料经过本专利技术的新型遮蔽罩进行固化而形成，该遮蔽罩包括不同的不透明区域。在另一实施方案中，这种偏向部件可以通过将一层可固化的材料经过本专利技术的新型遮蔽罩进行固化而形成，该遮蔽罩具有不透明区域和透明区域以及三维构形。本专利技术还提供了用于选择性固化可固化材料，如光敏树脂材料方法中的新型遮蔽罩。这种遮蔽罩还可以用于制造本专利技术的偏向部件。更具体地讲，本专利技术提供了一种具有透明区域和不透明区域图案的遮蔽罩，该不透明区域具有不同的不透明度。本专利技术还提供了一种遮蔽罩，其中不透明区具有在至少一个方向上梯度性逐渐变化的透明度。本专利技术还提供了一种遮蔽罩，本文档来自技高网...

【技术保护点】
纤维结构（５００），包括至少一个第一区域（５１０）和一个第二区域（５４０），该至少第一区域（５１０）具有第一高度并且限定了第一平面，而该至少第二区域（５４０）包括多个支撑物，它们由第一平面向外延伸，从而限定第二高度，该纤维结构特征在于该 多个纤维支撑物包括纤维圆顶（５３０）和纤维悬臂部分（５４９），它们在第二高度处由圆顶（５３０）向旁边延伸，从而在第一区域和纤维悬臂部分之间形成基本上空的空袋（５６０）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：DW卡贝尔，PD特罗汉，
申请(专利权)人：宝洁公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]