[发明专利]复合材料及其制造方法

说明书

一种复合材料包含具有多个纤维的非织造层和具有多个延伸单元的聚合物膜层。可以想到，该延伸单元每个包含延伸远离该非织造层的连续侧壁。该纤维的至少一个延伸到该延伸单元的一个或多个中。

交叉参考的相关申请

本申请要求2016年6月10日提交的美国临时专利申请62/348,343的优先权权益，其整个内容通过参考引入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于吸收性器物的复合材料和制造复合材料的方法。

背景技术

非织造材料通常用于吸收性器物例如尿布和妇女卫生巾。非织造材料经常用作这种吸收性器物的顶部片部件，在这种情况中期望实现柔软度，因为该顶部片与吸收性器物的穿用者皮肤接触。非织造材料的高蓬松度(loft):总厚度之比经常指示柔软度，因为该非织造材料是可压缩的，其又赋予包含该非织造材料的吸收性器物的穿用者以柔软感觉。虽然相对高蓬松度的非织造物当贴着皮肤使用时感觉柔软和凉爽，但是通常需要特定的加工来实现这样的特性，这会增加产品的成本。

通过插入和去除带倒钩的针来实现纤维缠绕是产生相对高蓬松度的非织造材料的一种已知方法，但是该方法相对缓慢和昂贵。用于产生高蓬松度的非织造材料的更快生产方法是用于松散纤维的水力缠绕的水刺(spunlacing)方法。水刺方法可以通过使用基本上为针的形状和直径的高压水射流来水力缠绕纤维，以制造触摸柔软和凉爽的相对高蓬松度的软非织造材料。

水刺是一种通过使纤维经受多行细高压水射流，来将松散纤维的纤网(web)缠绕到多孔带或移动穿孔或图案化筛上来形成片结构的方法。水刺方法使用非常细的高速水射流(基本上为针的直径)的阵列代替带倒钩的针，来缠绕纤维以获得纤网的完整性，同时获得相对高蓬松度的非织造材料。针状水射流通过高压集管来施加，压力可以是2000psi到高于8000psi。水针射流孔典型地直径为约0.005英寸，单个集管可以在一行中包含约30-约80个孔/英寸。3-8个集管可以放置于在加工方向上对齐的一行中，并且未缠绕纤维的纤网可以在加工方向上在穿孔带或筛状材料上移动。真空区存在于带下面来提取水。在纤维经水力缠绕成纤网之后，该纤网可以干燥和卷绕成卷，该卷然后可以在转化和用作吸收性器物中的层时展开。在发生蓬起(lofting)时水刺方法通常不会有助于生成与膜层的层合体，这是因为水射流的高压和针状形状会损坏该膜层，并且可能会从非织造层中除去该膜的大部分或全部。

纺粘非织造物的成本低于水刺非织造物，但是典型地具有小得多的蓬松度，而且经常不如其他非织造材料那样软。用于制造非织造纤网的纺粘方法是已知的。在所谓的Reicofil系统中，将聚合物粒料进料到挤出机中，挤出机将连续纤维通过具有多个小开口的模具挤出。聚合物离开模具时，纤维被细化或拉伸和冷却。然后通过集管或其他装置提供的空气流来将纤维纺成到随机的位置。在纤维纺成后，纤维无规布置在由开口筛材料制成的移动带上，来产生纺成纤维垫。可以施加吸力来确保缠绕的纤维在基本上水平取向上平坦放置，并且基本上钉在移动筛上。

然后可以将缠绕纤维的垫进料到压延机辊压区中，并且一个辊具有光滑表面和一个辊具有排成图案的凸点。可以将两个辊加热到高于纤维中聚合物熔点的温度。由于凸点将垫压向光滑辊，所以垫被压缩。施加到垫的热和压力产生了粘合点，其使纤维就位来产生纺粘非织造纤网。

非织造材料，无论是通过纺粘、气流铺置、梳理、水刺、水力缠绕或其他方法制造，都具有基重，其定义为在正方形区间(典型地计量为平方米)内包含于其中的纤维的质量(典型地计量为克)，以使得该基重计量为克/平方米(“gsm”)。另外，全部纤维具有被称为旦尼尔的厚度或直径。具有较重旦尼尔纤维和较少纤维的非织造材料的基重可能与具有较轻或较细旦尼尔的纤维和许多纤维的非织造材料相同。特征如蓬松度(厚度)，其是从非织造纤网顶部测量到非织造纤网底部的距离，对于给定质量的纤维可以通过选择纤维旦尼尔和产生蓬起的加工技术来操控，同时缠绕或粘合纤维纤网，以使得该纤网将具有拉伸强度和纤网完整性。遗憾地，该纺粘方法不会有助于生产较高蓬松度的非织造物，因为它具有水平纤维的倾向。