CN1348516A - 含有微粒的熔喷纤维网 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有熔喷纤维和微粒的熔喷纤维网。微粒表面渗透到一个或多个熔喷纤维中,从而嵌入到所述一个或多个熔喷纤维中并由其保持固定。表面渗透到一个或多个熔喷纤维中的任何微粒的渗透量通常较小,从而任何微粒可留下一定量的表面区域与纤维网所暴露于其下的任何介质产生相互作用。

Description

含有微粒的熔喷纤维网
【发明背景】
本发明涉及一种熔喷纤维网，具体地说，涉及一种带有熔喷纤维和微粒的熔喷纤维网。
【背景技术】
出于各种不同的目的，需要提供一种包含微粒的熔喷纤维网，其中，预定量的微粒保持在纤维网中，并可使纤维网的“起尘”(也就是，令人不希望地从纤维网中掉出的微粒)量最小。
过去曾经提出了各种的方法来将微粒保持在纤维网中。一种方法是自支承的牢固柔性整合的低压降多孔片状产品，该产品含有均匀三维结构的离散微粒。除了微粒以外，该片状产品还包括均匀分布有微粒的熔喷纤维纤维网。尽管熔喷纤维和微粒仅仅是点接触，但微粒还是通过机械缠结的方式固定到纤维网中。(预制的本体相互接触时就会形成“点接触”。其与“面接触”不同，例如，液体材料落在基片上时，就会在基片上流散开，然后就地硬化。)尽管微粒机械缠结在纤维网的空隙中，但在处理时，一部分微粒仍会令人不希望地从纤维网中掉出。
另一种方法是利用粘结聚合物形成熔喷纤维网。除了嵌入到纤维网中以外，该方法的微粒还粘结到熔喷纤维的表面。尽管这被看作是对微粒通过点接触保持在纤维网中的一种改进，但这种方法却采用了较为昂贵的粘结聚合物来实现其目的。
因此，迫切需要提供一种改进的熔喷纤维网，该熔喷纤维网具有基本上均匀并相似分布的微粒，微粒不只是仅仅通过点接触或机械缠结的方式保持在纤维网中，且基本上消除了起尘现象。
【发明内容】
本发明涉及一种改进的熔喷纤维网，该熔喷纤维网具有基本上均匀并相似分布的微粒，并基本上消除了起尘现象。
在本发明的一个实施例中，基本上不起尘的熔喷纤维网包括至少一个空气成形的不含微粒的层，该层具有熔喷纤维和人造短纤维。人造短纤维至少与一些熔喷纤维相接触，从而将熔喷纤维相互间隔开来。而且，人造短纤维通过与熔喷纤维相互缠结的方式保持在不含微粒的层中。除了包括至少一个空气成形的不含微粒的层以外，该实施例的基本上不起尘的纤维网还包括至少一个空气成形的含有微粒的层，该层具有熔喷纤维、微粒和人造短纤维。微粒通过表面渗透到熔喷纤维中的方式被保持在含有微粒的层中。与不含微粒的层类似，含有微粒的层中的人造短纤维至少与一些熔喷纤维相接触，从而将熔喷纤维相互间隔开来。而且，人造短纤维通过与熔喷纤维相互缠结的方式保持在含有微粒的层中。
在本发明的另一个实施例中，基本上不起尘的熔喷纤维网包括至少一个空气成形的层，该层具有熔喷纤维和微粒。微粒通过表面渗透到熔喷纤维中的方式保持在所述层中。
在本发明的又一个实施例中，基本上不起尘的熔喷纤维网包括至少一个具有熔喷纤维、微粒和人造短纤维的层。微粒通过表面渗透到熔喷纤维中的方式保持在所述层中。人造短纤维至少与一些熔喷纤维相接触，从而将熔喷纤维相互间隔开来。而且，人造短纤维通过与熔喷纤维相互缠结的方式保持在所述层中。
【附图说明】
通过下面的说明书、权利要求书和附图，可对本发明前述的和其它的特征、目的和优点有更好的了解：
图1示出了设有两台熔喷纤维成形装置和用于喷涂微粒的下游装置的成形设备。
图2示出了设有三台熔喷纤维成形装置和两台用于喷涂微粒的下游装置的成形设备。
图3示出了本发明粘结在一起的双层纤维网的横截面，其中，一层纤维网包含微粒。
图4示出了本发明粘结在一起的三层纤维网的横截面，其中，两层纤维网包含微粒。
图5示出了本发明粘结在一起的三层纤维网的横截面，其中，一层纤维网包含微粒。
图6示出了成形设备的另一种实施方式，其中，纤维网上设有压纹，并与承载片组合在一起。
图7示出了一个具有本发明纤维网的吸收用品。
图8是图7所示吸收用品沿线8-8的横截面图。
图9是具有本发明纤维网的另一种吸收用品的局部剖开的透视图。
图10是具有本发明纤维网的吸收用品的顶视图，其中示出了纵向压纹线和位于吸收用品周边内侧的连续周边密封。
图11是凝固的热塑性聚合熔喷纤维的放大横截面图。
图12是通过表面渗透到超过一个熔喷纤维中而保持在本发明纤维网内的微粒的放大图。
图13是通过表面渗透到至少一个熔喷纤维中而保持在本发明纤维网内的微粒的放大图。
图14是放大10倍的扫描电子显微图，其中示出了直径约为20-300微米的微粒表面渗透到本发明共同成形(coform)纤维网的一个或多个熔喷纤维中的例子。
图15是放大10倍的扫描电子显微图，其中示出了直径约为20-300微米的微粒表面渗透到本发明共同成形纤维网的一个或多个熔喷纤维中的例子。
图16是放大10倍的扫描电子显微图，其中示出了直径约为20-300微米的微粒表面渗透到本发明共同成形纤维网的一个或多个熔喷纤维中的例子。
图17是放大10倍的扫描电子显微图，其中示出了直径约为20-300微米的微粒表面渗透到本发明共同成形纤维网的一个或多个熔喷纤维中的例子。
图18是放大10倍的扫描电子显微图，其中示出了直径约为20-300微米的微粒表面渗透到本发明共同成形纤维网的一个或多个熔喷纤维中的例子。
图19是放大10倍的扫描电子显微图，其中示出了直径约为5-25微米的微粒表面渗透到本发明共同成形纤维网的一个或多个熔喷纤维中的例子。
【发明的具体实施方式】
本发明的熔喷纤维网通常包括至少一个具有熔喷纤维和微粒的层。
这里，术语“熔喷纤维”表示经过多个细小的通常为圆形的模具毛细管将熔融热塑性材料作为熔融线或纤维丝挤入热空气高速流而形成的纤维，热空气高速流可将熔融热塑性材料纤维丝拉细，从而减小其直径。此后，熔喷纤维由高速气流携载并沉积在一个收集表面上，从而形成随机分布有熔喷纤维的纤维网。Buntin的US3849241、Meitner等人的US4307143和Wisneski等人的US4707398都对熔喷技术进行了描述，这里作为参考对其进行引用。
在一个典型的熔喷过程中，当离开成形模时，挤出的纤维丝或纤维通常就开始冷却或淬冷。当各个熔喷纤维冷却时，它就开始固化。固化过程通常从熔喷纤维的外部开始，并向熔喷纤维的中部发展。当熔喷纤维冷却时，如图11所示，它就形成一个表面或表皮700。尽管存在表皮，但通常还保留有熔融或半熔融的内芯702，直到熔喷纤维的芯部冷却并达到其固化温度为止。在现有的将微粒材料混入到熔喷纤维网中的方法中，微粒材料大约在室温条件下进入熔喷纤维流中。缺少粘结聚合物，通过与熔喷纤维点接触或机械缠结可将这种室温微粒材料保持在任何的成品熔喷纤维网中。尽管点接触和机械缠结在将一部分微粒材料保持在纤维网中是略为有效的，但仍有一部分微粒材料既不能充分地与熔喷纤维点接触也不能充分地机械缠结在熔喷纤维中，因此，在处理纤维网时，这部分微粒材料就易散开或容易变得易散。由于存在一部分易散开或容易变得易散的微粒材料，这些纤维网就会存在起尘的问题。另外，如果使用粘结聚合物，在室温条件下添加的微粒材料就通过粘结在熔喷纤维表面而保持在任何纤维网上。尽管使用粘结聚合物会减少起尘，但粘结聚合物与包含非粘结剂的聚合物相比却较为昂贵。
与微粒材料通过点接触或机械缠结而保持在熔喷纤维网中的情况不同，本发明提供了一种改进的也是未知的将微粒保持在熔喷纤维网中的方法，在不使用昂贵的粘结聚合物的情况下，该方法基本上消除了起尘的问题。本发明利用可承受与一个或多个熔喷纤维的冲击力而且还基本上保持着微粒的完整性的任何热稳定性微粒。(这里所用的术语“热稳定性”通常是指其物理、化学或其它性能在其受热后基本保持不变的任何微粒。)尽管不希望受任何特定理论的约束，但我们相信，将微粒大致加热到纤维可从成形模中被挤出的温度，每个微粒中的一部分就会嵌入和渗透到一个或多个熔喷纤维的表皮中。当它渗透到一个或多个固化熔喷纤维中时，加热微粒的这部分就嵌入一个或多个固化熔喷纤维中，并由一个或多个固化熔喷纤维固定保持。尽管微粒的一部分嵌入到一个或多个熔喷纤维中并被固定保持，但微粒在一个或多个熔喷纤维中的这种“表面渗透”通常希望能留下一定量的微粒表面区域，以便与本发明纤维网所暴露于其下的任何介质产生相互作用。图12-19示出了一个或多个微粒表面渗透到一个或多个熔喷纤维中的各种不同的情况。
如图1所示，成形设备20包括两台熔喷装置30、130和一台带孔的皮带输送装置60。第一熔喷装置30包括成形模32，成形模32具有模头33和一对导管34和36。材料供应和输送装置38将聚合物输送到挤出机40，挤出机40可再将聚合物输送到成形模32。包含熔喷纤维的第一初级流42通过Anderson等人于1978年7月11日获得授权的美国专利US4100324中所描述的熔喷技术形成，这里作为参考引用上述专利。总之，该成形方法包括将熔融聚合材料经成形模32挤出而形成聚合物流，并通过与导管34和35供应的热空气流汇合来使聚合物流变细。
形成包含单独木纤维或其它人造短纤维的第一次级流44，并使其汇入包含熔喷纤维的第一初级流42，从而在一个步骤中使单独木纤维与熔喷纤维缠结在一起。单独木纤维的长度通常约为0.5-10毫米，长度与最大宽度比约为10∶1-400∶1。单独木纤维的横截面的不规则宽度约为10微米，厚度约为5微米。在图示的成形设备中，第一次级流44由第一熔喷装置30的浆粕片剥离装置(divellicating apparatus)52形成。(Appel于1974年2月26日获得授权的美国专利US3793678就公开了上述浆粕片剥离装置，这里作为参考引用上述专利。)剥离装置52包括一个普通的拨棉辊46(picker roller)，拨棉辊46上带有拨棉齿(picker teeth)，以便将木浆片48剥离成单独的木纤维。木浆片48沿拨棉辊径向进入拨棉辊46。拨棉辊46的拨棉齿将木浆片48剥离成单独的木纤维。成品单独木纤维经成形导管50向第一初级流42输送。通道54用于向拨棉辊46提供充足的处理空气，从而将其用作输送介质以接近拨棉齿的速度经成形导管50来输送单独木纤维。处理空气可通过未示出的普通装置来进行提供，例如：鼓风机。为了避免大量的纤维凝结或聚结在一起(通常被称为纤维絮凝)，单独木纤维应当以其从木浆片48上剥离下来后离开拨棉齿的大致相同的速度经成形导管50进行输送。Anderson等人于1978年7月11日获得的美国专利US4100324就详细地记载了上述用于形成缠结有木纤维的熔喷纤维纤维网的装置。然后，将包含缠结于其中的来自第一次级流44的木纤维的第一初级流42导入到在成形模32下方通过的活动成形表面62上。活动成形表面62上设有由风机68和70驱动的抽吸装置64和66，抽吸装置从活动成形表面62的下方抽取气体并均匀地将缠结的熔喷纤维和木纤维铺设在活动成形表面上。活动成形表面62最好是一个具有渗透性的皮带。除了由第一辊72支承以外，活动成形表面62还由第二辊74支承。尽管图中示出了两个抽吸装置，但位于活动成形表面下方的抽吸装置的数目和大小可按照已知的任何适当方式进行变化。另外，活动的带孔皮带装置60可设有未示出的集尘装置，以避免微粒和纤维散落到空气中。
如图1所示，第一熔喷装置30铺设一层缠结有木纤维或其它人造短纤维的熔喷纤维，并将其作为第一层80。第一层80在第二熔喷装置130的下方通过，在该处铺设第二层82并与第一层80连接到一起。第二层82由第二熔喷装置130形成。第二熔喷装置包括一台挤出机140，挤出机140由材料供应和输送装置138供料。挤出机140向基本上与第一熔喷装置30的成形模32类似的成形模132进行供料，第二熔喷装置130的成形模132具有模头133和一对导管134和136，热空气流可通过导管134和136而供应给第二初级流142。当来自导管134和136的空气流在第二初级流142中汇合并溶入挤出纤维时，挤出纤维就被熔喷成熔喷纤维。第二熔喷装置130与第一熔喷装置30的不同之处在于：其还设有一个通常表示为微粒供应装置160的微粒供应源，微粒供应装置160包括储料斗162，储料斗162具有供料装置164和供料导管168，供料装置164通向高速热空气源166，供料导管168提供一个与第二初级流142相汇合的热微粒第一三级流。当与第二初级流142汇合时，第一三级流的部分热微粒就嵌到和渗透到一个或多个固化熔喷纤维表面中，并嵌入一个或多个熔喷纤维中且由其固定保持。产生的包含微粒的熔喷纤维再与第二次级流144所提供的单独木纤维相互缠结，第二次级流144从第二熔喷装置130的剥离装置152经成形导管150流出，并与第二初级流142汇合。在剥离装置152中，当木浆片148从浆粕供应辊149上展开时，拨棉辊146转动并剥开木浆片148。木浆片被剥开并经过成形导管150与第二初级流142汇合。处理气体(通常为空气)经剥离装置152的通道154供入。然后，将具有与含微粒的熔喷纤维相互缠结的木纤维的第二初级流142作为第二层82在铺设点165处导入到第一层80上。抽吸装置66帮助进行铺设。在铺设时，第二层82的一些熔喷纤维和木纤维就沿成形线85与第一层80的熔喷纤维和木纤维相互混合在一起。这种相互混合应使附着在一起的双层纤维网便于处理和使用。但是，如果将第一层80和第二层82拉开，它们将基本上在成形线85处分离。在离开第一辊72后，双层纤维网可由未示出的已知装置如切割器和堆垛机进行进一步处理。除了由第一辊72支承以外，活动成形表面62还由第二辊74支承。
图2所示的装置是图1所示装置的一种改进形式，其中，第一熔喷装置30和第二熔喷装置130设置在活动成形表面62上方。在活动成形表面的下方设有至少三个抽吸装置64、66和169。除了第一和第二熔喷装置以外，还设有第三熔喷装置230。与第一和第二熔喷装置一样，第三熔喷装置230也包括一台挤出机240，挤出机240由材料供应和输送装置238供料，并通向成形模232。成形模232具有模头233和一对导管234和236，热空气流经过导管234和236供应给第三初级流242。当来自导管234和236的气流在第三初级流242处汇合并溶入挤出纤维时，挤出纤维就被熔喷成熔喷纤维。与第二熔喷装置130一样，第三熔喷装置230与第一熔喷装置30的不同之处在于：其还设有一个通常表示为微粒供应装置260的微粒供应源，微粒供应装置260包括储料斗262，储料斗262具有供料装置264和供料导管268，供料装置264通向高速热空气源266，供料导管268提供一个与第三初级流242相汇合的热微粒第二三级流270。当第二三级流270与第三初级流242汇合时，部分热微粒就嵌入到和渗透到一个或多个固化熔喷纤维的表皮中，并嵌入一个或多个熔喷纤维中且由其固定保持。产生的包含微粒的熔喷纤维再与第三次级流244所提供的单独木纤维相互缠结，第三次级流244从第三熔喷装置230的剥离装置252经成形导管250流出，并与第三初级流242汇合。在剥离装置252中，当木浆片248从浆粕供应辊249上展开时，拨棉辊246转动并剥开木浆片248。木浆片被剥开并经过成形导管250与第三初级流242汇合。处理气体(通常为空气)经剥离装置252的通道254供入。在图2中，第一层80由第一熔喷装置30铺设。包含微粒的第二层82来自第二熔喷装置130，第三层84来自第三熔喷装置230并被铺设。在铺设时，第二层82的一些熔喷纤维和木纤维就沿成形线85与第一层80的熔喷纤维和木纤维相互混合在一起。第三层84的一些熔喷纤维和木纤维沿成形线85’与第二层82的熔喷纤维和木纤维相互混合在一起。这种相互混合应使附着在一起的三层纤维网便于处理和使用。但是，如果将第一层80和第二层82拉开，它们将基本上在成形线85处分离。类似地，如果将第二层82和第三层84拉开，它们将基本上在成形线85，处分离。在离开成形设备20后，相互附着在一起的三层纤维网89可由已知装置如切割器和堆垛机进行处理，以备作为吸收用品进行使用。因此，图2所示的成形设备可形成在第二和第三层两者之一中或上述两者中带有微粒的熔喷纤维网，或者在微粒供应装置260不工作的情况下形成仅第二层带有微粒的熔喷纤维网。
由于熔喷纤维通常比木纤维要长、薄、柔软和易弯曲，因此，当两种纤维流汇合在一起时，熔喷纤维就扭缠在相对较短、粗和硬的木纤维上。这种扭缠将两种不同类型的纤维在没有任何大分子粘结剂或氢键的情况下以纤维相互牢固、持久连接的方式相互连接在一起。在产生的基体中，熔喷纤维保持较高的柔性，很多熔喷纤维通过与较硬的木纤维结合而相互间隔开。缠结的木纤维是自由的，当基体承受各种不同的扭力时，木纤维就会改变它们的取向，但扭力消失后，熔喷纤维网的弹性和韧性就促使木纤维回到其原始位置。附着在一起的纤维网基本上由两种不同的纤维经机械缠结和混合而成。
本发明已对双层或三层纤维网的形成过程进行了描述。但是，本发明还包括可制造仅有一层的共同成形(coform)纤维网和超过三层的共同成形纤维网。例如，如果第一熔喷装置30不工作的话，图1所示的成形设备就可形成含有微粒的单层共同成形纤维网。因此，本发明还包括含有微粒的单层纤维网，或者还包括在一层或多层中含有微粒的各种多层结构的多层产品。
图3是由图1所示的方法和装置生产的附着在一起的双层纤维网的横截面图。第一层80包括与不含微粒的熔喷纤维缠结在一起的木纤维。第二层82包括与含有微粒的熔喷纤维缠结在一起的木纤维。图3中也示出了微粒86。由于每层的一些熔喷纤维和木纤维相互混合在一起，因此，第一层80和第二层82的成形线85略微不规则。
图4是由图2所示的方法和装置生产的附着在一起的三层纤维网89的横截面图。如图所示，第一层80包括与不含微粒的熔喷纤维缠结在一起的木纤维。第二层82和第三层84每个都包括与含有微粒的熔喷纤维缠结在一起的木纤维。图4中还示出了微粒86。由于第一和第二层的一些熔喷纤维和木纤维相互混合在一起，因此，第一层80和第二层82之间的成形线85略微不规则。类似地，由于第二和第三层的一些熔喷纤维和木纤维相互混合在一起，因此，第二层82和第三层84之间的成形线85’略微不规则。
图5示出了按照本发明生产的熔喷纤维网的另一种实施方式。在图5中，附着在一起的纤维网具有三层。第一层80和第三层84包括与不含微粒的熔喷纤维缠结在一起的木纤维。第二层82包括与含有微粒的熔喷纤维缠结在一起的木纤维。图5中还示出了微粒86。由于第一和第二层的一些熔喷纤维和木纤维相互混合在一起，因此，第一层80和第二层82之间的成形线85略微不规则。类似地，由于第二和第三层的一些熔喷纤维和木纤维相互混合在一起，因此，第二层82和第三层84之间的成形线85’略微不规则。这种纤维网结构的优点是微粒不暴露在纤维网的任何一个外层表面上。
图6示出了一种与图1所示成形设备类似的成形设备，但其具有一些可供选择的外围装置，这些外围装置包含在本发明的成形设备中。在铺设层状纤维网420的第一层80之前，将基片410布置在活动成形表面62上。基片410通常为一个可渗透的片，例如纺粘织物片，其不会干扰气流流过活动成形表面62。在铺设辊418的作用下，可渗透的材料从辊416上铺设到活动成形表面62上。如果需要提高层状纤维网420的强度，其可通过超声波或通过提高温度来进行压纹，从而将熔喷纤维在压纹区域平整成膜状结构。这种膜状结构可将木纤维更加牢固地固定在压纹区域。因此，在图6所示的装置中，层状纤维网420从超声波压纹工作台经过，超声波压纹工作台设有紧贴花纹砧辊424振动的超声波压头422。可选择压纹条件(例如：压力、速度、输出功率)和压纹图案，从而使纤维网具有所需的特性。尽管任何给定材料的特定压纹条件取决于材料的组成，压纹区域所占据的纤维网面积在通过压纹压辊后大约是5-50％的纤维网表面面积，其需要一种断续的图案。而且可通过利用加热的压纹辊来进行压纹。除了可提高纤维网的强度以外，压纹处理还可提高纤维网的表面性能。此外，还可再将一个顶片430铺设到层状纤维网420上。顶片可以是可渗透的片、不可渗透的片或是另外一种吸收材料。顶片430在铺设辊434的作用下从辊432上释放下来进行铺设。最好，在层状纤维网420的下方也铺设一个托片或底片440。如果不使用成形片时，就特别需要这种托片或底片，它有助于对纤维网进行处理，然后可将其去掉。因此，本发明并不仅仅提供各种类型的一层或多层纤维网。而且，这种纤维网还可具有包含微粒的单层，或者包括在一层或多层中含有微粒的各种多层结构的多层产品。
具有熔喷纤维和木纤维的层状产品的组成以及具有熔喷纤维、木纤维和微粒材料的层状产品的组成可在很大的范围内变化。熔喷纤维和木纤维按照这里所述方式的气体成形法产生一种统称为共同成形的纤维网。这种共同成形纤维网可在大约10％的熔喷纤维和大约90％的木纤维与大约90％的熔喷纤维和大约10％的木纤维之间进行变化。通常，还有一种添加到纤维网中的表面活性剂来帮助润湿聚合物。
有多种热塑性形成纤维的聚合物可用于形成熔喷纤维，因此，可通过适当地选择聚合物或其组成来使纤维网具有不同的物理性能。在多种适用的热塑性形成纤维的聚合物中，可预计从聚烯烃(如聚丙烯和聚乙烯)、聚酰胺、聚酯(如聚对苯二甲酸乙二醇酯)和热塑性弹性物(如聚氨酯)中找到最广泛地用于制备这里所述纤维网的材料。
吹成共同成形物的人造短纤维可以是可提高共同成形物的吸收性或其它性能的任何纤维。适当的人造短纤维包括聚酯纤维、尼仑纤维、棉纤维和木纤维。优选的人造短纤维是木纤维，因为由浆粕形成的木纤维尺寸适当、成本低、吸收性好。
“微粒”、“微粒群”、“颗粒”、“颗粒组”以及类似的术语表示通常呈离散单元形式的颗粒材料。微粒可包括粒子、粉粒、粉末或球粒。因此，根据本发明，微粒可具有可使每一个加热微粒的一部分渗透到一个或多个固化熔喷纤维中的任何所需的形状。所需的微粒形状包括立方体形、杆形、多面体形、球形或半球形、圆形或半圆形、角形、不规则形等。这里也可使用类似针、纤维和絮片的具有较大的最大尺寸/最小尺寸比的形状。所需形状的微粒可带有涂层(具有颗粒芯、多孔固体实芯、固体实芯、半固体芯、液芯、半液芯、气态芯、半气态芯或其组合的凝胶涂层、蛋白质涂层和类似的涂层)或不带有涂层(多孔固体、固体、半固体和类似物)。在本发明的一些纤维网中可使用一种以上的微粒，这可在混合体中或在不同的层中进行使用。“微粒”和“颗粒”也可用于表示包含一种以上微粒、颗粒或类似物的聚集体。
可渗透到一个或多个固化熔喷纤维中的多种微粒可用于三维结构中，在此三维结构中，微粒可与其所暴露于其下的介质相互作用(例如，化学或物理反应，或物理接触和变化或被改性)。本发明所用的各种微粒具有很强的吸收性。适合于本发明的超强吸收材料可在熔喷过程中保持其微粒完整性并具有良好的存储、处理和抗胶粘性。典型的超强吸收材料是取自淀粉的不溶于水的水解胶体微粒，它遇水膨胀但不溶于水。而且，适合于本发明的超强吸收材料是由水解交联聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、丙烯酸聚合物的聚合物或它们的共聚物。这种材料在交联的情况下就不可溶解，在干燥时呈固态，并可在气流中进行加热和吹制，并在嵌入到一个或多个固化熔喷纤维中时保持其完整性。
适合于控制从用于吸收月经、血、尿液以及其它排泄物这类体液的吸收用品所发出的气味的微粒也属于本发明的范围。适当的控制气味的微粒包括活性炭或活性碳、小苏打、几丁质、除味材料(如粘土、硅藻土、沸石)和带有活性铝土的高锰酸钾络合物，它们可单独使用或组合后进行使用。
本发明的各实施例中还包括可控制空气和蒸气中所含气味的微粒，并包括可缓慢地释放出遮蔽气味的微粒材料。利用可缓慢地释放出所含气味的吸收材料来释放遮蔽气味，这与超强吸收用品缓慢地释放出水分的机理类似。例如，使用吸附在颗粒状硅石表面的香味，将定时释放的香味掺入到熔喷纤维网中。以微粒的形式掺入到纤维网中的其它除味剂和遮蔽气味还包括通常用作化学遮蔽剂的maladate。
包含在熔喷纤维网中的微粒量由纤维网的特殊用途来确定。在本发明中，微粒可以任何的量进行添加，从最小量到使微粒仍保留在纤维网中而不使纤维网丧失其完整性或在处理时微粒不会从纤维网中掉出所能达到的量。微粒约占含有微粒的层的重量的0.1-80％。通常，最好，任何特定层的共同成形物在约90％重量百分比的木纤维到约50％重量百分比木纤维之间和在约10％重量百分比的熔喷纤维到约50％重量百分比的熔喷纤维之间变化，以便具有较高的吸收性和良好的处理性能。
为使纤维网具有特殊的综合性能，除了纤维网的组分和定量以外，在初级和次级流中具有多个可控制的变量。在初级流中可以控制的工艺参数是气体温度、气体体积、聚合物挤出率、聚合物温度以及气体与聚合物(质量流量)比；成形模导管中的气体温度最好约为600-700°F(约315-372℃)；成形模导管内的气体体积最好约为每分钟250-455立方英尺(每秒约118000-215000立方厘米)；聚合物挤出率最好是每个孔每分钟约0.25克；气体与聚合物(质量流量)比最好约为10∶1-100∶1。在次级流中可控制的变量是气体流量和拨棉辊速度、气体速度和人造短纤维的尺寸；气体速度最好约为每分钟3000-15000英尺(约每秒15-76米)；人造短纤维的尺寸长度通常大约是3毫米量级。在三级流中可控制的变量包括气体温度、气体体积和微粒尺寸；气体温度通常约为130-390°F(约54-200℃)，最好约150-300°F(约65-150℃)；气体体积最好约为每分钟5-20立方英尺(约每秒2400-95000立方厘米)；微粒的直径通常约为10-350微米。为使熔喷纤维与微粒碰撞时断裂的可能性最小，最好，冲击力(也就是，微粒的速度和质量)不大于单个熔喷纤维的拉伸强度(也就是，按原始熔喷纤维每单位横截面面积上所承受的力来测量的熔喷纤维破坏或拉断之前所能承受的最大应力)。如果需要，可有适合于本发明的其它气体流。
也可控制初级和次级流之间的关系，通常希望初级和次级流中的气体速度比约为5∶1-10∶1。初级和次级流在其汇合点处的夹角也是可变的，但通常希望两个流相互垂直地汇合在一起。类似地，两个流所汇合的特定点在上游方向上相对于成形模的模头而在下游方向上相对于活动成形表面也是可变的。
也可控制初级和三级流之间的关系，通常希望初级和三级流中的气体体积比约为12∶1-90∶1，当然这取决于微粒的尺寸和质量。初级和三级流在其汇合点处的夹角也是可变的，但通常希望两个流相互垂直地汇合在一起。类似地，两个流所汇合的特定点在上游方向上相对于成形模的模头而在下游方向上相对于活动成形表面也是可变的。
如果在碰撞时热微粒可渗透到一个或多个固化熔喷纤维的表面中，那么，在成形模的模头与活动成形表面之间，带有热微粒的三级流可汇入带有熔喷纤维的初级流中。因此，根据所采用的聚合物和熔喷方法，汇合点通常在模头下方大约0-2英寸(大约0-51毫米)的地方。最好，汇合点在模头下方大约0.5-1英寸(大约13-25毫米)的地方。为使微粒离开微粒供应装置的供料导管时微粒散失到周围环境的残留热量最少，最好，微粒离开供料导管并与初级流汇合时所经过的距离约为0-1英寸(约0-25毫米)。更好的是，微粒离开供料导管并与初级流汇合时所经过的距离约为0-0.5英寸(约0-13毫米)。
本发明已描述了共同成形纤维网的成形过程。形成不包含木纤维或其它额外人造短纤维的气体成形熔喷纤维网顺序层也包含在本发明中，其中，第一层不含微粒，而第二或其它顺序层含有微粒。另外，形成不包含木纤维或其它额外人造短纤维的气体成形熔喷纤维网单层也包含在本发明中，其中，单层包含有微粒。例如，如果第一熔喷装置30和第二熔喷装置130的剥离装置152不工作的话，图1所示的成形设备可形成带有微粒的单层熔喷纤维网。这里所用的术语“熔喷层”和“熔喷片”的含义是缠结有不含人造短纤维的熔喷纤维的气体成形熔喷层，而前述的术语“共同成形”是包含人造短纤维和熔喷纤维的一个层。通常，气体成形熔喷层成形过程中所用的气体是空气。因此，这一过程有时被称为空气成形或空气形成过程，其通常可产生一个或多个空气成形层。
在另一个实施例中，层状纤维网可在浆粕片剥离装置不工作的情况下由图1、2和6所示的装置制成。在又一个实施例中，与一个或多个熔喷层附着在一起的一个或多个共同成形层结构也是可能实现的。由于共同成形层的吸收性较高，因此，共同成形层设置在熔喷层之上。熔喷层和共同成形层的各种组合结构的成形过程也属于本发明的内容，其中，微粒可位于熔喷层或共同成形层中。
本发明含有微粒的纤维网根据其所用的微粒情况可用于各种不同的场合。这种纤维网特别适合于用作吸收用品，例如：失禁者的会阴罩(perinealshield)和内裤、床垫、手巾、妇女卫生用品，以及人体包扎用品如伤员的绷带。
本发明的方法使纤维网基本上不起尘。由于提供了一种基本上不起尘的纤维网，因此，本发明的纤维网可方便地模切成预定形状的各种物品，而不会有微粒从纤维网的边缘或模切物品上掉落下来。模切纤维网的这种性能可使制造商能够更有效和经济地生产出吸收用品，从而降低生产成本，使消费者可享受到价格低廉的商品。基本上不起尘的纤维网的另一个优点是模切吸收用品不必经历额外的步骤和增加花费去对周边进行密封来将微粒保持在模切用品中。另外，本发明某一特定实施方式的纤维网的优点是微粒不暴露于表面。
根据掺入的微粒类型的不同，本发明的纤维网具有各种不同的用途。例如，可用作吸收用品。图7和8示出了这样一种吸收用品的例子。图7和8所示的吸收用品450由图3所示的吸收材料构成。吸收用品450具有不可渗透的聚合物包层454和侧部渗透件452。不可渗透的包层在456和458处通过胶线粘结到渗透衬件上。在460和462处对吸收用品的端部进行超声波密封。不含微粒材料的共同成形材料层80面向穿戴者的身体。吸收用品450可用于吸收任何的身体渗出物。根据所用的微粒材料类型，吸收用品通常可用作失禁者用品、卫生巾、尿布或伤口绷带。
图9示出了吸收用品的另一个实施例。在图9中，吸收用品610设计成供妇女穿戴使用来吸收体液，如月经、血、尿液和其它排泄物。吸收用品610可以是一个卫生巾、内裤衬里、内裤罩、失禁者穿的衣服或类似的物品。卫生巾比内裤衬里或内裤罩能吸收更多的液体。卫生巾通常比内裤衬里要长、宽和厚，其含有可增加其吸收能力的超强吸收材料或其它类型的材料，例如泥炭。卫生巾的长度约为6-13英寸(约152-330毫米)，宽度约为2-5英寸(约51-127毫米)，厚度约为0.25-25毫米。卫生巾可具有各种形状，如矩形、沙漏形、椭圆形或跑道形。
另外，内裤衬里相对较薄和小，其可含有超强吸收材料，但一般不含有超强吸收材料。内裤衬里的长度约为5-10英寸(约127-254毫米)，宽度约为2-3英寸(约51-76毫米)，厚度约为1.3-3.6毫米。
失禁者穿的衣服的尺寸通常大于或等于卫生巾的尺寸。失禁者穿的衣服的长度约为6-33英寸(约152-838毫米)，宽度约为2.5-30英寸(约64-762毫米)，厚度约为19-76毫米。失禁者穿的衣服通常为矩形或沙漏形。
吸收用品610包括可渗透液体的表层612、不可渗透液体的阻隔层614和设置在上述两者之间的吸收层616。表层612由无纺材料如纺粘材料制成。阻隔层614可由薄的聚乙烯膜构成。可去掉表层612和阻隔层614，这两层的作用可由其它装置来实现。例如，吸收层616的顶表面可用作表层，并用粘结涂层或泡沫层来代替阻隔层。
吸收用品616具有面向身体的表面和面向衣服的表面。吸收用品616可以是一种由各种天然或合成纤维制成的亲水材料，上述天然或合成纤维包括纤维素纤维、表面活性剂处理过的熔喷纤维、木纤维、再生纤维素或棉纤维、或者浆粕和其它纤维的混合物。所需的吸收材料是由图1所示的成形装置制造的含有微粒的共同成形材料。通常，由约70％重量百分比的木纤维和约30％重量百分比的聚丙烯熔喷纤维组成的共同成形混合物较好。
吸收材料还可包含在受热和受压下可产生永久变形的热塑性聚合物。这种材料包括聚丙烯、尼仑、聚乙烯、聚酯等。这种材料通常与梳理的织物、熔喷和纺粘织物相粘结。
表层612、阻隔层614和吸收层616相互夹在一起而构成一个垫618。垫618包括中央部分620和两个纵向延伸的侧部622和624。侧部622和624可以是直线型的或非直线型的，从而垫618可具有各种不同的形状结构。例如，垫618可以是矩形、跑道形、沙漏形或椭圆形结构。
垫618整个厚度均匀。这可使垫618在制造过程中由一块较大的层状材料模切而成。另外，象Beal等人于1995年7月4日获得授权的美国专利US5429630中所描述的那样，垫618可选择地设有翼片，这里作为参考引用上述专利。
垫618可包括多个压纹区域630。在图9中，压纹区域630表示为平行于吸收用品610纵向轴线的正弦线。压纹区域可通过将表层固定到吸收层616上而整体叠加到吸收用品610上。采用压纹线显示出波纹或波浪线，从而消费者可将其与流体吸收联系起来。压纹区域630在吸收用品610的整个宽度范围内均匀地间隔开。压纹区域630还可呈点、花或类似的形式。
压纹线630可通过使层状材料从两个压辊之间通过来形成，下辊是压力辊，上辊是压纹辊。压纹可使表层612向下压入到吸收层616中，这有助于使吸收用品610保持在一起。
垫618由一个包括表层612、阻隔层614和吸收层616的大块层状材料制成。垫618可由该片材料模切而成，其具有面向身体的表面632和面向衣服的表面634。面向身体的表面632由可渗透液体的表层612构成，面向衣服的表面634由不可渗透液体的阻隔层614构成。
如图9所示，吸收用品610还包括固定到面向衣服的表面634上的连接装置636。连接装置636可以是一种粘结衣服的粘结剂，其提供了一种用于可拆卸地将垫618固定到内衣裆部分上的装置。工作性能较好的粘结衣服的粘结剂是NS34-5516粘结剂，其可从位于10 Finderne Ave.，Bridgewater，NJ 08807的National Starch Company公司购买到。连接装置636可包括位于中央部分620处的粘结层640。连接装置636的特殊结构和形状是可以改变的。
如图9所示，吸收用品610还包括至少一片覆盖在连接装置636上的揭纸646。揭纸646和垫618具有共同相连的外周边，以便于在制造过程中进行模切。也可切去揭纸，使其覆盖住所有的粘结层，但具有位于至少一部分垫618的外周边内的结构。例如，揭纸可延伸吸收用品610的长度，而窄于吸收用品610的总宽度。揭纸也可被切成大于垫618，例如，在其一端具有外伸部分，这样，消费者可抓住揭纸很方便地将揭纸从垫618上除去。
吸收用品610可由包括表层612、阻隔层614、吸收层616、连接装置636和揭纸646的层状材料片模切而成。模切操作可使制造商有效而经济地生产吸收用品610。将低成本的产品提供给消费者。
图10示出了一种吸收用品648，例如：卫生巾或内裤衬里。吸收用品648的结构除了其包括连续的压纹线650以外，其余都与图9所示的吸收用品相同，压纹线650位于吸收用品648的外周边向内大约1/64-1/2英寸(约0.4-13毫米)的地方。压纹线650使表层和吸收层之间形成一体，其优点是：在将用品从内衣的裆部除去时，能将用品保持在一起。吸收用品648呈跑道形，其纵向轴线为X-X，横向轴线为Y-Y。吸收用品648还包括多个相对于纵向轴线X-X在吸收用品648的整个长度范围延伸的正弦压纹线652。压纹线652可延伸到周边压纹线650之外。当吸收用品648是一片卫生巾时，其表面面积约小于30平方英寸(约194平方厘米)。最好，当吸收用品648是一片卫生巾时，其表面面积约小于25平方英寸(约161平方厘米)。当吸收用品648是一块内裤衬里时，其表面面积约小于20平方英寸(约129平方厘米)。
当吸收用品是一片卫生巾时，其基重约小于每平方米400克，最好是约小于每平方米300克，更好的是约小于每平方米250克。对于内裤衬里，基重可约小于每平方米200克。最好，当吸收用品是一块内裤衬里时，其基重约小于每平方米190克；最好是约小于每平方米170克，更好的是约小于每平方米150克。对于包含微粒材料的内裤衬里，微粒可以每平方米约0.5-30克的量掺入到熔喷纤维中，而无纺吸收用品的基重约为每平方米40-350克。
                   实施例
下面将描述本发明各种不同的实施例。本领域技术人员可从这里所公开的说明书中了解属于本发明权利要求书范围内的其它实施方式。应当认为说明书和实施例仅仅是示意性的，本发明的范围和宗旨由权利要求书限定。除非另有说明，这里所采用的份额、百分比和比例都是指重量比。
                  实施例1
熔喷方法情况：
    聚合物情况：
        聚合物：ESCORENE聚丙烯(粒状树脂)，等级牌号PD 3505G，
            可从Exxon Chemical Company公司购买，地址：13501
             Katy Freeway，Houston，TX 77079-1398，USA。
        聚合物在模头处的温度：大约521°F(约272℃)
        模头压力：约83psig
        成形模导管中的空气间隙：18-20‰英寸
        成形模导管中的空气平均温度：约570°F(约299℃)
    微粒情况：
        微粒：小苏打，微粒直径约为5-350微米
        三级流的流出温度：约165°F(约74℃)
        三级流的气体体积：约每分钟20立方英尺(约每秒95000立
            方厘米)
    浆粕/聚合物比：70/30
    共同成形物本体(Coform Only)：每平方米170克
上述方法的结果是微粒以大约每平方米2-3克的预定量掺入到熔喷纤维网中。
                  实施例2
除了微粒是ABSCENTS5000以外，实施例1采用与实施例4相同的熔喷方法条件。微粒的直径约为20-300微米。这里所述方法的结果是微粒以大约每平方米2-3克的预定量掺入到熔喷纤维网中。
                  实施例3
熔喷方法情况：
    聚合物情况：
        聚合物：PRO-FAX聚丙烯(聚丙烯同聚物，同聚物颗粒)，
        等级牌号PF-015，可从Himont Incorporated公司购买，
        地址：Hercules Plaza，Wilmington，Delaware
         19894，USA
    聚合物在模头处的温度：大约510°F(约265℃)
    模头压力：约86psig
    成形模导管中的空气间隙：18-20‰英寸
    成形模导管中的空气平均温度：约565°F(约296℃)
微粒情况：
    微粒：85％的小苏打和15％的ABSCENTS5000(ABSCENTS
    5000是一种可控制气味的微粒，可从UOP LLC公司购
    买，地址：25 East Algonquin Road，P.O.Box 5017，
    Des Plains，Illinois 60017，USA)，微粒直径约
    为5-300微米
        三级流的流出温度：约155°F(约68℃)
        三级流的气体体积：约每分钟20立方英尺(约每秒95000立
            方厘米)
    浆粕/聚合物比：70/30
    共同成形物本体：每平方米170克
上述方法的结果是ABSCENTS5000微粒以大约每平方米2-3克的预定量掺入到熔喷纤维网中。
                  实施例4
除了微粒是ABSCENTS5000以外，实施例4采用与实施例3相同的熔喷方法情况。微粒的直径约为20-300微米。这里所述方法的结果是微粒以大约每平方米2-3克的预定量掺入到熔喷纤维网中。
                  实施例5
除了微粒是可从UOP LLC公司购买的可控制气味的微粒ABSCENTS3000以外，实施例5采用与实施例3相同的熔喷方法条件。微粒的直径约为5-25微米。这里所述方法的结果是微粒以大约每平方米2-3克的预定量掺入到熔喷纤维网中。
                  实施例6
熔喷方法情况：
    聚合物情况：
        聚合物：聚丙烯(粒状)，等级牌号PD 3485，可从Exxon
            Chemical Company公司购买。
        聚合物在模头处的温度：大约519°F(约271℃)
        模头压力：约85psig
        成形模导管中的空气间隙：18-20‰英寸
        成形模导管中的空气平均温度：约571°F(约299℃)
    微粒情况：
        微粒：85％的小苏打和15％的ABSCENTS5000，微粒直径
            约为5-300微米
        三级流的流出温度：约155°F(约68℃)
        三级流的气体体积：约每分钟20立方英尺(约每秒95000立
            方厘米)
    浆粕/聚合物比：70/30
    共同成形物本体：每平方米170克
上述方法的结果是ABSCENTS5000微粒以大约每平方米2-3克的预定量掺入到熔喷纤维网中。
                 实施例7
除了微粒是ABSCENTS5000以外，实施例7采用与实施例6相同的熔喷方法情况。微粒的直径约为20-300微米。这里所述方法的结果是微粒以大约每平方米2-3克的预定量掺入到熔喷纤维网中。
                 实施例8
除了微粒是UOP LLC公司的ABSCENTS3000以外，实施例8采用与实施例6相同的熔喷方法条件。微粒的直径约为5-25微米。这里所述方法的结果是微粒以大约每平方米2-3克的预定量掺入到熔喷纤维网中。
根据前面的描述，可获得本发明的一些优点并得到其它的优良结果。
在不脱离本发明范围的情况下，可对上述的方法和熔喷纤维网做出各种变化，因此，前述的描述和附图所示都只是示意性的，而不是限制性的。

Claims (17)

1.一种基本上不起尘的熔喷纤维网，其包括：
(a)至少一个空气成形的不含微粒的层，该层具有熔喷纤维和人造短纤维，人造短纤维至少与一些熔喷纤维相接触，从而将熔喷纤维相互间隔开来，而且，人造短纤维通过与熔喷纤维相互缠结的方式被保持在该不含微粒的层中；以及
(b)至少一个空气成形的含有微粒的层，该层具有熔喷纤维、微粒和人造短纤维，微粒通过表面渗透到熔喷纤维中的方式被保持在该含有微粒的层中，人造短纤维至少与一些熔喷纤维相接触，从而将熔喷纤维相互间隔开来，而且，人造短纤维通过与熔喷纤维相互缠结的方式被保持在该含有微粒的层中。
2.根据权利要求1所述的纤维网，其特征在于，含有微粒的层包括重量百分比约0.1-80％的微粒。
3.根据权利要求1所述的纤维网，其特征在于，微粒是热稳定性微粒。
4.根据权利要求1所述的纤维网，其特征在于，人造短纤维是木纤维。
5.根据权利要求1所述的纤维网，其特征在于，该纤维网是模切的。
6.根据权利要求1所述的纤维网，其特征在于，其在至少两个不合微粒的层之间还包括至少一个含有微粒的层。
7.根据权利要求6所述的纤维网，其特征在于，微粒是热稳定性微粒。
8.根据权利要求6所述的纤维网，其特征在于，人造短纤维是木纤维。
9.根据权利要求6所述的纤维网，其特征在于，该纤维网是模切的。
10.一种基本上不起尘的熔喷纤维网，其包括至少一个空气成形的层，该层具有熔喷纤维和微粒，微粒通过表面渗透到熔喷纤维中的方式被保持在所述层中。
11.根据权利要求10所述的纤维网，其特征在于，微粒是热稳定性微粒。
12.根据权利要求10所述的纤维网，其特征在于，该纤维网是模切的。
13.一种基本上不起尘的熔喷纤维网，其包括至少一个具有熔喷纤维、微粒和人造短纤维的层，微粒通过表面渗透到熔喷纤维中的方式被保持在所述层中，人造短纤维至少与一些熔喷纤维相接触，从而将熔喷纤维相互间隔开来，而且，人造短纤维通过与熔喷纤维相互缠结的方式被保持在所述层中。
14.根据权利要求13所述的纤维网，其特征在于，含有微粒的层包括重量百分比约0.1-80％的微粒。
15.根据权利要求13所述的纤维网，其特征在于，微粒是热稳定性微粒。
16.根据权利要求13所述的纤维网，其特征在于，人造短纤维是木纤维。
17.根据权利要求13所述的纤维网，其特征在于，该纤维网是模切的。
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