[发明专利]用于递增拉伸纤维网的方法及设备

说明书

发明领域

本发明提供了一种用于递增拉伸纤维网的方法及设备。具体地讲，所 述方法及设备涉及在低应变速率下受控递增拉伸纤维网，得到具有最少纤 维网损害的改善的纤维网性能。

发明背景

单独的或作为与其它非织造材料或薄膜的层压体的非织造织物或纤维 网构成了包括一次性吸收制品在内的众多商业产品的全部或一部分，所述 一次性吸收制品例如为成人失禁产品、卫生巾、一次性尿布和训练裤。其 它商业产品包括擦拭物、防护服和手术服。非织造织物已用于制造此类个 人护理产品，这是由于有可能以低成本生产具有所期望的布状美观性的非 织造织物。一些非织造织物的弹性性能已使得它们能够用于紧身衣，并且 其柔韧性能够使穿着者以正常的自由方式活动。

非织造织物或纤维网具有夹层的单根纤维、股线或纺线的物理结构， 但不是呈如针织或编织织物中的规则的可确认方式。所述纤维可为连续或 不连续的，并且常常由来自普通种类的聚烯烃、聚酯和聚酰胺、以及众多 其它聚合物的热塑性聚合物或共聚物树脂制备。也可采用聚合物共混物纤 维或共轭多组分纤维。用于形成纤维并由合成纤维生产非织造纤维网的方 法及设备包括熔喷法、纺粘法和粗梳法。物理特性例如强度、柔软性、弹 性、吸收性、柔韧性和透气性在纤维网制备中易于控制。然而，某些性能 必须经常与其他性能保持平衡。一个实例为试图通过降低织物基重来降低 成本并同时保持合理的强度。

薄膜为许多商业产品中的另一个通用部件，所述商业产品为例如垃圾 袋、尿布底片、包装材料、弹性组件、以及诸如顶片等开孔薄膜。其它薄 膜用作可透气的阻挡层以增加舒适性。可透气的微孔薄膜包括填充的薄 膜，其包括热塑性聚合物和填充剂。这些薄膜以及其它薄膜可通过本领域 已知的多种成膜方法中的任何一种形成，所述方法包括挤出法、浇铸法或 吹塑法。

普遍认为，与非织造织物和薄膜的强度、柔软性、拉伸和/或延展性 有关的性能对于许多应用而言是可取的。柔软性可通过多种机械步骤而得 以改善，所述步骤包括拉伸非织造材料以破坏趋于硬化材料的次价键。材 料的拉伸或延展性也可通过在纤维网经过活化辊之间时对其拉伸得以改 善。活化辊具有在具有活化路径长度的辊隙处相互啮合的齿和凹槽。一般 的辊上辊活化加工具有0.5英寸或更小范围的活化路径长度。商业薄膜、 非织造材料和产品制备方法经常需要在可能的最高生产线速度下运行以获 得较低的生产成本。因此，由活化产生的拉伸可在高应变速率下发生，根 据材料的性质而定，这可造成对最终产品的损害。

在日益增加的降低材料成本的驱动下，业内正不懈地寻求方法以降低 基重或者在消费品中用较低成本的材料取代，同时保持所期望的特性例如 强度、柔软性、弹性、吸收性、柔韧性和透气性。通常缺乏此类特性的材 料可通过活化而获得此等特性。然而，一些材料，包括某些聚丙烯、聚乙 烯、聚酯和纤维素，不能够耐受商业生产所需的高应变速率。因此，需要 能够以较高加工生产线速度对低成本材料执行机械活化的方法和设备。

发明概述

本发明提供了一种利用活化构件以较低应变速率递增拉伸纤维网的方 法和设备。所述活化构件包括活化带和单一活化构件，其中所述活化带和 单一活化构件在变形区内包括多个以一定啮合深度相互互补和啮合的齿和 凹槽。啮合深度能够在变形区之上线性增加。在示例性实施方案中，变形 区可被控制成在变形区的至少一部分之上线性增加，使得变形区内置于活 化带和单一活化构件之间的纤维网以低应变速率递增拉伸。活化构件能够 形成具有相对较长的路径长度并同时在纵向上占据有限空间的变形区。

在一个实施方案中，单一活化构件为具有多个环向齿和凹槽的单一活 化辊。在该实施方案中，变形区在以一定啮合深度相互啮合的活化带的多 个齿和凹槽的第一部分与单一活化辊的多个环向齿和凹槽的弓形部分之间 形成。一系列的支撑辊沿着变形区排列，迫使活化带的多个齿和凹槽的第 一部分与单一活化辊的多个环向齿和凹槽的弓形部分啮合并控制其间的啮 合深度。在一个可供选择的实施方案中，支撑辊中的至少两个可独立地调 整以控制啮合深度。在另一个实施方案中，支撑辊被排列成控制啮合深度 在变形区的至少一部分之上线性增加，使得介于活化带和单一活化辊之间 的纤维网在变形区内以恒定的应变速率递增拉伸。