Патент на изобретение №2209863

(54) СВЕРХЛЕГКИЙ НЕТКАНЫЙ МАТЕРИАЛ, УДОБНЫЙ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ В ИЗДЕЛИЕ

(57) Реферат:

Группа изобретений относится к ультралегкому нетканому материалу, пригодному в качестве облицовочного материала для получения различных изделий для индивидуального ухода. Материал содержит нетканое полотно, имеющее волокнистую структуру, из отдельных волокон или нитей. Основная масса составляет менее 0,40 унций/квадратный ярд (13,5 г/м²), а на своей поверхности образован рисунок соединенных зон. Полотно имеет размерную стабильность, характеризуемую показателем, вычисляемым умножением коэффициента Пуассона нетканого материала при 10% удлинении в направлении движения полуфабриката в машине для переработки его в изделие на основную массу нетканого полотна, при этом указанный показатель равен не более 1,20 унций/квадратный ярд х коэффициент Пуассона (40,5 г/м² х коэффициент Пуассона). Два других варианта выполнения нетканого материала в отличие от вышеописанного характеризуются только иным выполнением поверхности полотна: на одном из них поверхность полотна имеет рисунок непрерывно соединенных зон, на другом – рисунок прерывисто соединенных зон. Изделие для индивидуального ухода содержит в качестве облицовки первый вышеописанный нетканый материал. Способ получения полотна состоит в обеспечении нетканого волокна, имеющего волокнистую структуру несоединенных отдельных волокон или нитей с основной массой менее 0,40 унций/квадратный ярд (23,5 г/м²), на поверхности полотна рисунка соединенных зон, дающего размерную стабильность, характеризуемую вышеуказанным показателем. Группа изобретений обеспечивает получение сверхлегкого материала, обладающего прочностью и размерной стабильностью. 5 с. и 23 з.п.ф-лы, 11 ил., 13 табл.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ НАСТОЯЩЕЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение относится к сверхлегким нетканым материалам, которые обладают адекватными прочностными и эстетическими характеристиками для применения их в качестве защитных покрытий или облицовок на тканеподобных слоистых материалах. Облицовки, соответствующие настоящему изобретению, могут быть использованы на поглощающих изделиях для индивидуального ухода, например на пеленках.

ПРЕДПОСЫЛКИ ДЛЯ СОЗДАНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Легкие нетканые материалы часто находят применение в качестве внешних облицовок как на впитывающих, так и на защитных слоистых материалах. Примеры таких нетканых материалов включают в себя нетканые материалы фильерного способа производства, нетканые материалы, получаемые аэродинамическим способом из расплава, и кардованные нетканые полотна. Такие полотна могут образовывать облегающие тело облицовки на поглощающих изделиях, например подгузниках и пеленках. Облицовки выполняют функцию внутренней оболочки целлюлозной массы изделий для индивидуального ухода, например пеленок.

В пеленке облицовка является подкладкой, которая расположена между кожей ребенка и впитывающим материалом пеленки. В таком случае подкладка должна быть проницаемой для жидкостей, которые должны поглощаться впитывающим материалом так, чтобы жидкости как можно быстрее капиллярно отводились от кожи ребенка. Такие облицовки в таких изделиях выполняют роль стойкого к истиранию, но тканеподобного “защитного покрытия” на впитывающем материале. Кроме того, облицовки фильерного способа производства используют на таких изделиях, как обтирочные материалы марки CREW (выпускаемые компанией Кимберли-Кларк (Kimberly-Clark)) для чистых комнат. В этих особых обтирочных материалах впитывающие свойства обеспечивают посредством внутреннего слоя, полученного аэродинамическим способом из расплава, с облицовкой фильерного способа производства, причем облицовка фильерного способа производства сообщает изделию стойкость к истиранию и ощущение ткани.

В трехслойных защитных материалах, в которых внешние слои получают фильерным способом производства, а внутренний – аэродинамическим способом из расплава, используют облицовки фильерного способа производства для обеспечении той же функции, что и в обтирочных материалах марки CREW. Кардованные полотна или полотна фильерного способа производства часто применяют в связи с пленочными защитными материалами для обеспечения тканеподобного защитного покрытия на защитном материале. Примерами таких пленочных защитных материалов являются покрытия тыльных сторон хирургических столов и внешние слои изделий для индивидуального ухода.

Вышеописанные облицовки отчасти аналогичны облицовочному шпону, применяемому в производстве мебели. Также, как и в производстве мебели, с экономической точки зрения желательно использовать как можно более легкий шпон. Дополнительным преимуществом применения меньшего количества материала в изделиях одноразового использования является уменьшение отходов после их применения.

Машины для производства изделий для индивидуального ухода, например пеленок, должны обрабатывать множество непрерывных полотен. Такая обработка известна в производстве как “конверсия”. Большие производственные линии машин осуществляют конверсию, которая предусматривает выполнение различных технологических операций, например совмещение полотен одного поверх другого, соединение совмещенных полотен, нанесение клея на совмещенные полотна, раскрой соединенных полотен на требуемые конфигурации изделий. Такие технологические процессы многослойного дублирования материалов могут предусматривать размотку облицовки для ламинирования на другую подложку, как в случае производства трехслойных структур с внешними слоями, полученными с помощью фильерного способа производства, и внутренним – аэродинамическим способом из расплава, или размотку в машине для переработки на изделие для периферийного ламинирования соединением поверх впитывающего слоя изделия для индивидуального ухода.

В процессе выполнения этих различных технологических операций конверсии полотна должны растягиваться и наматываться на валки и подвергаться растяжению как в направлении движения полуфабриката в машине для переработки на изделие, так и в поперечном направлении, перпендикулярном направлению движения полуфабриката в машине. Если одно или большее количество полотен разрушается в процессе такой технологической обработки, то такое разрушение будет иметь склонность засорять различные устройства машины и останавливать производственный процесс до тех пор, пока засоры не будут устранены, а машина вновь не запущена. Таким образом, прочность полотен при растяжении в течение таких технологических операций конверсии должна быть адекватной для того, чтобы выдерживать такую обработку без непрерывного разрушения.

Кроме этого, каждое полотно должно быть способным подвергаться такому растяжению, поддерживаясь еще в совмещении с другими полотнами таким образом, чтобы должным образом могли выполняться такие технологические операции, как нанесение клея, приклеивание и раскрой, для получения изделия, которое будет эстетически приемлемым для потребителя. Таким образом, полотна должны иметь адекватную размерную стабильность для сопротивления постоянной деформации в процессе технологической обработки. Например, полотна должны иметь адекватную размерную стабильность, чтобы сопротивляться склонности к “поперечному сужению” при растяжении полотна в направлении движения полуфабриката в конверсионной машине. Как правило, материалы, которые сужаются в поперечном направлении, будут деформироваться, становясь длиннее в направлении движения полуфабриката в конверсионной машине и короче в поперечном направлении, перпендикулярном направлению движения полуфабриката в конверсионной машине, при преобразовании полуфабрикатов в изделия.

Как это было указано выше, легкие полотна являются желательными, поскольку они позволяют уменьшить вес всего изделия и количество материала, необходимого для облицовки, уменьшая, таким образом, стоимость всего изделия. Хотя и желательны меньшие массы, известные тканеподобные нетканые материалы теряют размерную стабильность по мере уменьшения массы. В частности, они имеют склонность к поперечному сужению в поперечном направлении, перпендикулярном направлению движения полуфабриката в машине при размотке и приложении тянущего усилия в течение технологического процесса конверсии. Такая склонность облицовки к поперечному сужению создает трудности в управлении технологическим процессом, особенно при достижении требуемой ширины облицовки конечной слоистой структуры.

Одним решением проблемы поперечного сужения было увеличение степени склеивания облицовки. Другим потенциальным решением является переход от типового точечного склеивания к общему взаимному склеиванию волокон. Легкие нетканый нейлоновый материал (реализуется под товарным знаком Сеrех), получаемый фильерным способом производства, и нетканый полиэфирный материал (реализуется под товарным знаком Reemay), полученный аэродинамическим способом из расплава, обладают размерной стабильностью и выпускаются на промышленной основе. В этих изделиях склеивание, как правило, имеет место в каждой точке контактного взаимодействия волокна с волокном, обеспечивая таким образом размерную стабильность. Такими характеристиками обладает также полиолефиновый нетканый материал фильерного способа производства, выпускаемый на промышленной основе компанией АМОКО (АМОСО). Обеспечивая получение требуемой размерной стабильности, эти материалы не имеют поверхностной подвижности волокон, которая необходима для придания ощущения подобия ткани, которое желательно для большинства облицовок изделий для индивидуального ухода.

До настоящего времени вышеупомянутые требования прочности при растяжении и требования размерной стабильности препятствовали применению полотен, которые легче приблизительно 0,40 унций/квадратный ярд (13,5 г/м²) для облицовок. Полотна, которые легче 0,40 унций/квадратный ярд (13,5 г/м²), часто не имеют требуемой прочности при растяжении и/или не обладают размерной стабильностью и, таким образом, не считаются благоприятными для конверсионных процессов.

Нетканые полотна, которые не являются благоприятными для конверсии, могут быть использованы в стандартных изделиях, выпускаемых на промышленной основе, но их размерной стабильности не достаточно, чтобы позволять им преобразовываться в изделия без существенных отходов производства и простоев технологического оборудования в течение осуществления самого технологического процесса.

ЗАДАЧИ И КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей настоящего изобретения является получение легкого нетканого материала, который может быть использован для образования облицовки.

Другой задачей настоящего изобретения является получение изделия для индивидуального ухода или другого изделия, например изделия из слоистого материала с облицовкой, образованной из легкого нетканого материала.

Еще одной задачей настоящего изобретения является получение ультралегкого нетканого материала, имеющего основную массу 0,40 унций/квадратный ярд (13,5 г/кв.м) и который пригоден для образования облицовки изделия для индивидуального ухода или другого изделия, например изделия из слоистого материала.

Другие задачи и преимущества настоящего изобретения будут изложены в части описания настоящей заявки, приведенной ниже, и частично станут очевидными из описания или могут быть обнаружены при практическом применении настоящего изобретения. Задачи и преимущества настоящего изобретения могут быть реализованы и достигнуты посредством приборного оснащения и комбинаций, описанных, в частности, в прилагаемой формуле изобретения.

Для решения указанных задач и в соответствии с целью настоящего изобретения, варианты осуществления которого подробно раскрыты в этой заявке, обеспечено получение ультралегкого нетканого полотна, которое обладает размерной стабильностью, сравнимой с более тяжелыми материалами. Сверхлегкая нетканая облицовка, которая обладает стойкостью к поперечному сужению в процессе ламинирования или переработки, обеспечивает подвижность поверхностных волокон, что в результате приводит к тому, что материал на ощупь походит на ткань. Облицовка может быть смачиваемой для применения во впитывающих изделиях или несмачиваемой для применения в защитных изделиях.

Характерно то, что настоящее изобретение направлено на получение нетканого полотна, которое имеет основную массу менее 0,40 унций/квадратный ярд (13,5 г/м²) и в котором использован либо рисунок непрерывного соединения, или высокоплотный рисунок дискретного соединения. Рисунок непрерывного соединения получают в результате каландрования полотна так, чтобы получить непрерывный рисунок области соединения в противоположность дискретному, прерывистому точечному соединению. Высокоплотный рисунок прерывистого соединения имеет множество точечных соединений, как правило, приводя в результате к плотности точек, соответствующей по меньшей мере 400 точек/квадратный дюйм (60 точек/см²).

Ультралегкие материалы, соответствующие настоящему изобретению, как правило, будут сохранять свою форму в течение растягивания и не приведут к существенному “поперечному сужению” при натяжении. Ультралегкий материал, соответствующий настоящему изобретению, минимизирует такое “поперечное сужение” и имеет размерную стабильность, которая сравнима с размерной стабильностью у материалов, которые намного тяжелее (с основной массой более 0,40 унций/квадратный ярд (13,5 г/м²)).

Материалы, соответствующие настоящему изобретению, могут быть получены из различных типов волокон, включая волокна полученные аэродинамическим способом из расплава, волокна фильерного способа производства, двухкомпонентные волокна и извитые волокна, описанные, например, в патенте США 5418045 (выданном Пайку и др.), который полностью включен в эту заявку в качестве ссылки. Ультралегкие материалы, соответствующие настоящему изобретению, могут быть использованы в качестве подкладок и облицовочных материалов во впитывающих изделиях (для индивидуального ухода) одноразового использования, например пеленках, тренировочных трусах, одежде для страдающих недержанием, изделий для гигиены женщин, например гигиенические салфетки, бандажи и аналогичные изделия, а также различные впитывающие и защитные изделия для медицинских целей, например одежды для хирургов, хирургические простыни или салфетки, стерильные оберточные материалы и аналогичные изделия. Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением могут быть получены различные слоистые материалы, например эластичные и пленочные слоистые материалы, покрывала, боковые панели, повязки на уши, поглощающие подкладки, обтирочные материалы и различные другие изделия, например трехслойные материалы, у которых внешние слои фильерного способа производства, а внутренний слой получен аэродинамическим способом из расплава.

Сопроводительные чертежи, которые включены в описание этой заявки, являются его неотъемлемой частью и иллюстрируют один вариант осуществления настоящего изобретения, и вместе с описанием предназначены для объяснения принципов настоящего изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Полное и всеобъемлющее описание настоящего изобретения, включающее в себя описание наилучшего варианта его осуществления, более конкретно изложено для обычного специалиста в этой области техники в остальной его части, со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых
фиг. 1 – вид сверху нетканого материала с рисунком несоединенных зон, соответствующего настоящему изобретению;
фиг.2 – боковой разрез нетканого материала с рисунком несоединенных зон, показанного на фиг.1;
фиг. 3 – вид сверху альтернативного варианта осуществления прерывисто соединенного нетканого материала;
фиг.4 – схематический вид сбоку устройства получения нетканого материала с рисунком несоединенных зон, соответствующего настоящему изобретению;
фиг.5 – частичное изометрическое изображение формирующего рисунок валка, который может быть использован в соответствии со способом и устройством, показанном на фиг.4;
фиг. 6 – изометрическое изображение гигиенического изделия одноразового использования, выполненного из материала, соответствующего настоящему изобретению, при этом изделие содержит подкладку или облицовку, которая покрывает впитывающий внутренний слой;
фиг. 7 – графическая иллюстрация величин коэффициента Пуассона различных материалов с рисунками несоединенных зон при данных размерах (денье) волокон и при данных основных массах в единицах унций/квадратный ярд;
фиг. 8 – графическая иллюстрация величин коэффициента Пуассона различных материалов с рисунками несоединенных зон и различных контрольных материалов при данных размерах (денье) волокон и при данных основных массах в единицах унций/квадратный ярд;
фиг. 9 – графическая иллюстрация величин коэффициента Пуассона различных прерывисто соединенных материалов при данных размерах (денье) волокон и при данных основных массах в единицах унций/квадратный ярд;
фиг.10 – графическая иллюстрация величин коэффициента Пуассона различных прерывисто соединенных материалов и различных контрольных материалов при данных размерах (денье) волокон и при данных основных массах в единицах унций/квадратный ярд;
фиг.11 – графическая иллюстрация величин коэффициента Пуассона различных материалов с рисунками несоединенных зон, различных прерывисто соединенных материалов и различных контрольных материалов при данных размерах (денье) волокон и при данных основных массах в единицах унций/квадратный ярд.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения подробно описаны со ссылками на сопроводительные чертежи, иллюстрирующие один или более его примеров. Каждый пример предназначен для пояснения настоящего изобретения без ограничения его объема и сущности. На самом деле, квалифицированному в этой области техники специалисту будет очевидно, что без отклонения от объема и сущности настоящего изобретения могут быть сделаны различные модификации и изменения. Например, элементы, иллюстрируемые и описываемые как часть одного варианта осуществления, могут быть использованы в другом варианте осуществления, чтобы дать еще один вариант осуществления. Таким образом, предполагается, что настоящее изобретение охватывает такие модификации и изменения, которые находятся в объеме прилагаемых пунктов формулы изобретения или их эквивалентов. Аналогичными ссылочными номерами на чертежах и в описании указаны аналогичные компоненты.

Определения
“Волокна фильерного способа производства” являются волокнами малого диаметра, которые получены экструдированием расплавленного термопластичного материала в виде нитей через множество мелких, как правило, круглых капилляров фильеры, причем диаметры экструдируемых нитей быстро уменьшаются. Примеры волокон фильерного способа производства описаны в патенте США 4340563 (выданном Аппелю и др.), в патенте США 3692618 (выданном Доршнеру и др.), в патенте США 3802817 (выданном Мацуки и др.), в патенте США 3338992 (выданном Кинни), в патенте США 3341394 (выданном Кинни), в патенте США 3502763 (выданном Хартману) и в патенте США 3542615 (выданном Добо и др.). Волокна фильерного способа производства, как правило, являются непрерывными и имеют средние диаметры (например, по меньшей мере 10 мкм) более семи мкм, более конкретно в диапазоне 10-40 мкм. Такие волокна могут также иметь формы, которые описаны в патенте США 5277976 (выданном Хоглу и др.), в патенте США 5466410 (выданном Хиллсу), в патенте США 5069970 (выданном Ларгману и др.) и в патенте США 5057368 (выданном Ларгману и др.), в которых описаны волокна необычной формы.

“Волокна, полученные аэродинамическим способом из расплава” являются волокнами, полученными экструдированием расплавленного термопластичного материала через множество мелких, как правило круглых, капилляров головки экструдера в виде волокон или нитей в сходящиеся высокоскоростные (как правило, горячие) газовые (например, воздушные) потоки, в которых волокна расплавленного термопластичного материала побуждаются уменьшать свой диаметр, который после такой обработки может соответствовать диаметру микроволокна. После этого волокна, полученные аэродинамическим способом из расплава, переносят высокоскоростным газовым потоком и осаждают на улавливающую поверхность для образования полотна с произвольно распределенными волокнами, полученными аэродинамическим способом из расплава. Такой способ описан, например, в патенте США 3849241 (выданном Бунтину и др.). Волокна, полученные аэродинамическим способом из расплава, являются микроволокнами (непрерывными или прерывистыми), имеющими средний диаметр, как правило, менее десяти микрон.

“Сопряженные волокна” являются волокнами, которые образованы по меньшей мере из двух полимерных смол, экструдируемых из отдельных экструдеров, но скрученных вместе для образования одного волокна. Сопряженные волокна иногда также называют многокомпонентными или бикомпонентными волокнами. Полимеры, которые, как правило, отличаются друг от друга будучи сопряженными, могут стать монокомпонентными волокнами. Полимеры, расположенные, по существу, в постоянно позиционируемых разных зонах поперечного сечения сопряженных волокон, непрерывно проходят вдоль длины сопряженных волокон. Конфигурация такого сопряженного волокна может представлять собой, например, расположение “оболочка – сердцевина”, в которой один полимер окружает другой, или расположение “бок о бок” или расположение “острова в океане”. Сопряженные волокна описаны в патенте США 5108820 (выданном Канеко и др.), в патенте США 5336552 (выданном Стракету и др.) и в патенте США 5382400 (выданном Пайку и др. ). Для двухкомпонентных волокон полимеры могут быть взяты в отношениях 75/25, 50/50, 25/75 или любом другом желательном отношении. Волокна могут иметь формы, описанные, например, в патенте США 5277976 (выданном Хоглу и др. ), в патенте США 5069970 (выданном Ларгману и др.) и в патенте США 5057368 (выданном Ларгману и др.), полностью включенных в эту заявку ссылкой, в которых описаны волокна нестандартных форм. Полимеры, пригодные для получения сопряженных волокон, включают в себя полимеры, например различные полиолефины, нейлоны, полиэфиры и другие, которые обычно используют в технологических процессах получения волокон фильерного способа производства и аэродинамического способа получения из расплава.

“Биэлементные волокна” представляют собой волокна, которые были получены по меньшей мере из двух полимеров, экструдируемых из одного эктрудера, в виде смеси. Биэлементные волокна не имеют различных полимерных компонентов, расположенных в относительно постоянно позиционированных зонах в области поперечного сечения волокна, и различные полимеры, как правило, не являются непрерывными вдоль всей длины волокна вместо того, чтобы, как правило, образовывать фибриллы или протофибриллы, которые начинаются и заканчиваются произвольно. Биэлементные волокна иногда также называют многоэлементными волокнами. Волокна этого типа описаны, например, в патенте США 5108827, выданном Гесснеру. Бикомпонентные и биэлементные волокна описаны также в книге “Полимерные смеси и композиционные материалы” Джона А. Мансона и Лесли X. Сперлинка, авторские права 1976 Plenum Press, отделение Plenum Publishing Corporation of New York, IBSN 0-306-308831-2, pp. 273-277.

“Соединенные кардованные полотна” являются полотнами, которые получены из штапельных волокон, прошедших через устройство, которое разделяет или разрывает и совмещает штапельные волокна в направлении движения полуфабриката в машине для изготовления нетканого полотна для образования нетканого полотна с волокнами, ориентированными, в общем, в направлении перемещения полуфабриката в машине для изготовления нетканого полотна. Такие волокна, как правило, покупают в тюках, которые помещают в разрыхлитель/смеситель или травильную установку, которая разделяет волокна перед кардованием. Как только полотно образовано, его соединяют одним или более из нескольких известных способов соединения. Один такой способ соединения является порошковым способом соединения, в котором порошкообразный клей распределяют в полотне и затем активируют, как правило, нагревом полотна и клея горячим воздухом. Другим пригодным способом соединения является групповое соединение по площади, в котором для соединения волокон вместе применяют нагретые каландры или оборудование для ультразвуковой сварки, обычно в локализованном рисунке соединения, при этом полотно при необходимости может быть соединено по всей его поверхности. Другим пригодным и хорошо известным способом соединения, в частности, при применении бикомпонентных штапельных волокон является соединение посредством воздуха, циркулирующего сквозь слой продукта.

“Воздушная укладка” является хорошо известным способом образования волокнистого нетканого слоя. В процессе воздушной укладки пучки небольших волокон, имеющих длины, как правило, в диапазоне от приблизительно 3 мм до примерно 19 мм, разделяются и увлекаются в подачу воздуха и затем осаждаются на формовочный экран, обычно с помощью приложения вакуума. После этого произвольно осажденные волокна соединяют между собой, применяя, например, горячий воздух или распыление клея.

Используемое в этой заявке выражение “соединение посредством воздуха, циркулирующего сквозь слой продукта” означает способ соединения нетканого бикомпонентного волокнистого полотна, в котором воздух, который достаточно нагрет, чтобы плавить один из полимеров, из которых изготовлены волокна полотна, подается под давлением через полотно. Скорость воздуха составляет 100-500 фут/мин (30-150 м/мин), а время выдержки может быть, например, 6 с. Плавление и повторное затвердевание полимера обеспечивает соединение. Соединение посредством воздуха, циркулирующего сквозь слой продукта, имеет относительно ограниченную возможность изменения, и, поскольку такой способ соединения требует плавления по меньшей мере одного компонента для выполнения соединения, он ограничен для применения с полотнами, полученными с двухкомпонентными волокнами, подобно сопряженным волокнам, или с полотнами, которые отдельно содержат клей, например волокно с низкой температурой плавления, или клеевую добавку. В устройстве для соединения посредством воздуха, циркулирующего сквозь слой продукта, воздух, имеющий температуру выше температуры плавления одного из компонентов и ниже температуры плавления другого компонента, направляют на перфорированный вал, поддерживающий полотно. В альтернативном варианте устройство для соединения посредством воздуха, циркулирующего сквозь слой продукта, может иметь плоскую конфигурацию, в которой воздух направляют на полотно в вертикальном направлении вниз. Рабочие условия обеих указанных конфигураций аналогичны, а основным различием является геометрия полотна в процессе соединения. Горячий воздух плавит полимерный компонент с меньшей температурой плавления и по этой причине образует связи между волокнами для интеграции полотна.

Используемый в этой заявке термин “рисунок несоединенных зон” или “несоединенных мест” означает рисунок материала, имеющего непрерывные соединенные зоны, ограничивающие множество дискретных несоединенных зон. Такой рисунок показан на фиг.1 и 2. Волокна или нити в дискретных несоединенных зонах размерно стабилизированы непрерывными соединенными зонами, которые окружают каждую несоединенную зону. Несоединенные зоны специально предназначены для обеспечения промежутков между волокнами или нитями в несоединенных зонах.

Используемый в этой заявке термин “рисунок прерывистого соединения” означает рисунок материала, имеющего дискретные зоны соединения, которые не являются непрерывными. В отличие от рисунка с несоединенными точками рисунок прерывистого соединения имеет множество отдельных точечных соединений, окруженных несоединенными зонами.

По эстетическим соображениям были разработаны различные конфигурации каландров, но такие конфигурации не приводили, как правило, в результате к получению высокоплотных рисунков прерывистого соединения, используемых в настоящем изобретении, как определено ниже. Как описано в патенте США 3855046 (выданном Хансену и Пеннингсу), который полностью включен в эту заявку ссылкой, пример такой конфигурации имеет точки и является конфигурацией Хансена Пеннингса или ХиП, имеющей приблизительно 30% площади соединения приблизительно с двумя сотнями соединений на квадратный дюйм (30 точек/кв.см). Конфигурация Хансена Пеннингса имеет квадратные точечные соединения, в которой каждая точка имеет боковой размер 0,038 дюйма (0,965 мм), промежуток между точками составляет 0,070 дюйма (1,778 мм), а глубина соединения составляет 0,023 дюйма (0,584 мм). Результирующая конфигурация имеет площадь соединения, составляющую приблизительно 29,5%. Другой типовой конфигурацией точечного соединения является расширенная конфигурация соединения Хансена Пеннингса, которая дает 15% площадь соединения с квадратными точками, имеющими боковой размер 0,037 дюйма (0,94 мм), промежутком между точками 0,097 дюйма (2,464 мм) и глубиной соединения 0,039 дюйма (0,991 мм). Другой типовой рисунок точечного соединения, обозначенный “714”, имеет квадратные области точечного соединения, в которых каждая точка имеет боковой размер 0,023 дюйма (0,584 мм), промежуток 0,062 дюйма (1,575 мм) между точками, и глубину соединения 0,033 дюйма (0,838 мм). Результирующий рисунок имеет соединенную площадь приблизительно 15%. Еще одним обычным рисунком является рисунок типа C-Star, который имеет площадь соединения, составляющую приблизительно 16,9%. Другие стандартные рисунки включают в себя ромбовидную конфигурацию с повторяющимися и немного смещенными ромбами, имеющую площадь соединения, составляющую приблизительно 16%, и конфигурацию проволочной сетки, имеющей вид, соответствующий ее названию, например подобно оконной сетке, с площадью соединения, составляющей приблизительно 19%. Как правило, процент площади соединения изменяется от приблизительно 10% до примерно 30% площади полотна нетканого слоистого материала. Как хорошо известно в этой области техники, точечное соединение удерживает вместе слои слоистого материала, а также придает целостность каждому отдельному слою благодаря соединению нитей и/или волокон в каждом слое.

Используемое в этой заявке выражение “высокоплотный рисунок прерывистого соединения” представляет собой рисунок прерывистого соединения, который имеет общую плотность соединения, составляющую приблизительно 400 точек/квадратный дюйм (60 точек/см²).

Используемое в этой заявке выражение “направление движения полуфабриката в машине для переработки в изделие” означает направление вдоль длины материала, получаемого в машине. Выражение “поперечное направление, перпендикулярное направлению движения полуфабриката в машине для переработки в изделие” означает направление вдоль ширины материала, то есть направление в общем перпендикулярное направлению движения полуфабриката в машине.

Используемое в этой заявке выражение “размерно стабильный” относится к материалу, который сопротивляется деформациям, например, поперечного сужения, описанного выше, которые возникают в процессе технологической обработки. “Размерно стабильный” является относительной характеристикой и отличает конкретный материал от других материалов, имеющих сравнимые основные массы и/или размеры волокон. Размерная стабильность количественно определена в этой заявке определением коэффициента Пуассона при удлинении в направлении движения полуфабриката в машине для переработки в изделие, составляющем 10%.

Методы испытаний
Следующие методы были использованы для получения данных, представленных в таблицах, приведенных в этой заявке.

Основная масса: основные массы различных материалов, описываемых в этой заявке, определяли с помощью федерального метода испытаний 191А/5041. Размеры образца материала составляли 15,24 х 15,24 см, причем для каждого материала получали три значения этого параметра и затем усредняли. Приведенные значения являются средними арифметическими значениями.

Денье: “денье” является мерой размера волокна, а конкретно – тонкости волокон, составляющих полотно, и представляет собой массу, измеренную в граммах, 9000 метров нити. Она выражается в денье/нить.

Толщина материала: толщина текстильного материала определяется как расстояние между верхней и нижней поверхностями материала, измеренная в дюймах под определенным давлением. Среднюю толщину текстильного материала обычно определяют путем измерения расстояния, на которое подвижная пластина смещается от плоскости, параллельной текстильному материалу под определенным давлением. В этой процедуре толщину образца материала размером 4 х 4 дюйма (101,6 х 101,6 мм) измеряют с помощью циферблатного компаратора оборудованного луситовой опорной планшайбой размером 5х5 дюйма (127 х 127 мм). Давление, прикладываемое весом опорной планшайбы, весом штанги крепления и дополнительными разновесами, составляет 0,40,01 фунта (1825 г). (Если не доступен образец достаточно большого размера, то планшайба может быть заменена круглой контактной поверхностью диаметром 1 дюйм (25,4 мм). В этом случае образец должен иметь диаметр, составляющий по меньшей мере 1 дюйм (25,4 мм)). Толщину образцов измеряют до ближайших тысячных дюйма. Для каждой выборки определяют толщину пяти образцов и вычисляют среднее арифметическое значение их толщин.

Воздухопроницаемость: воздухопроницаемость материала, измеряемая в кубических футах воздуха на квадратный фут материала в минуту, проходящего через материал, является мерой проницаемости материала воздухом. В течение испытания для обеспечения гарантии предписанного перепада давления между двумя поверхностями материала в испытываемой площади регулируют скорость потока воздуха через известную площадь материала. Воздухопроницаемость материала определяют исходя из этой скорости потока. Для выполнения такого испытания может быть использован прибор для определения воздухопроницаемости Textest FX-3300 производства компании Benninger Corporation of Spartanburg, South Carolina. При проведении такого испытания, как правило, используют образцы размером 8 х 8 дюймов (203,2 х 203,2 мм), хотя могут быть использованы и другие размеры, большие минимального размера 4 х 4 дюйма (101,6 х 101,6 мм). Образец зажимают в опрессовочной головке в приборе для определения воздухопроницаемости, при этом автоматически запускается вакуумный насос. Воздухопроницаемость испытываемого образца будет отображаться на дисплее в выбранных единицах измерения (как правило, в кубических футах на квадратный фут в минуту).

“Раздавливание стакана”: мягкость нетканого материала может быть измерена в соответствии с испытанием на “раздавливание стакана”. Посредством испытания на “раздавливание стакана” оценивают жесткость материала путем измерения максимальной нагрузки (называемой также “нагрузкой раздавливания стакана” или просто “раздавливанием стакана”) и энергии с помощью прибора для испытания на растяжение при постоянной скорости перемещения рабочей части. Более жесткие материалы будут иметь более высокие значения максимальной нагрузки. Измеренная максимальная нагрузка является нагрузкой, которая требуется полусферической опоре диаметром 4,5 см для раздавливания куска материала размером приблизительно 23 х 23 см, которому придана форма перевернутого стакана диаметром приблизительно 6,5 см и высотой 6,5 см в то время, как материал, которому придана форма стакана, окружен цилиндром, имеющим диаметр приблизительно 6,5 см, для поддержания равномерной деформации материала, которому придана форма стакана. Опору и стакан совмещают для предотвращения контактного взаимодействия между стенками стакана и опорой, которое может оказать влияние на считывание результатов испытания. Максимальную нагрузку измеряют в граммах (или фунтах) при опускании опоры со скоростью 400 мм/мин.

Испытание на “раздавливание стакана” дает значение всей энергии (раздавливания стакана), требуемой для раздавливания образца. Энергия раздавливания стакана является энергией, затраченной от начала испытания до момента приложения максимальной нагрузки, то есть площадью под кривой, образованной нагрузкой в граммах по одной оси и расстоянием в миллиметрах, которое проходит опора, по другой оси. По этой причине энергия раздавливания стакана выражается в г/мм (или фунт/дюйм). Меньшие значения энергии раздавливания стакана указывают на более мягкое нетканое полотно.

Пригодным устройством для измерения раздавливания стакана является прибор для испытаний при постоянной скорости перемещения рабочей части, который выпускается компанией Sintech Corporation of Cary, North Carolina. Это устройство является измерительным прибором, в котором скорость увеличения длины испытываемого образца постоянна в течение испытания.

Драпируемость: драпируемость материала выражает жесткость материала при изгибе. Для определения длины изгиба материала проводят испытание на изгиб консольной части испытываемого образца, использующее принцип изгиба консольной части испытываемого образца материала под действием собственной массы. Длина изгиба является мерой взаимодействия между массой материала и жесткостью материала, проявляемой в том, как материал изгибается под действием собственной массы. При выполнении испытания образцы размером 10-1 х 8 дюймов (254-25,4 х 203,2 мм) направляют с возможностью скольжения со скоростью 4,75 дюйм/мин (120,65 мм/мин) в направлении, параллельном их больших размеров так, чтобы передние края выступали из края горизонтальной поверхности. Длину консольной части измеряют, когда концы образцов отклоняются под действием их собственной массы до точки, в которой линия, соединяющая концы с краем платформы, образует с горизонтальной платформой угол 41,5 градусов. Чем длиннее консольная часть, тем медленнее должен изгибаться образец и, таким образом, более жестким является материал. Используемая процедура соответствует стандартному испытанию D 1388 Американского общества по испытанию материалов за исключением того, что вместо образцов размером 1 х 6 дюймов (25,4 х 152,4 мм) используют образцы размером 1 х 8 дюймов (25,4 х 203,2 мм). В этом испытании применяют оборудование, например прибор для испытания на изгиб консольной части испытываемого образца (Model 79-10 производства Testing Machines Inc. Of Amityville, New York). При использовании материалов не на основе полипропилена должны быть использованы условия Американского общества по испытанию материалов или условия TAPPI. Кроме того, 5 образцов должно быть вырезано в направлении движения полуфабриката в машине для переработки в изделие и 5 образцов должно быть вырезано в поперечном направлении, перпендикулярном направлению движения полуфабриката в машине для переработки в изделие. Длины консольных частей различных образцов записываются из линейной шкалы прибора для испытания на изгиб. Результаты представляют как длины изгиба, а образцы, вырезанные в направлении движения полуфабриката в машине для переработки в изделие, должны быть представлены отдельно от образцов, вырезанных в поперечном направлении движению полуфабриката в машине для переработки в изделие. Драпируемость выражается в дюймах и соответствует длине изгиба, разделенной на два.

Коэффициент Пуассона при 10% удлинения в направлении движения полуфабриката в машине для переработки в изделие: “Коэффициент Пуассона при 10% удлинения в направлении движения полуфабриката в машине для переработки в изделие” является мерой размерной стабильности материала. Чем меньше коэффициент Пуассона, тем лучше размерная стабильность материала. В частности, коэффициент Пуассона является мерой относительного изменения в ширину при изменении в длину. Чем лучше размерная стабильность материала, тем меньше склонность материала к поперечному сужению в течение технологического процесса переработки в изделие. Коэффициент Пуассона является безразмерной величиной, получаемой с помощью формулы

где W_o – исходная ширина образца (как правило, 75 мм или 3 дюйма);
W_i – ширина образца при длине образца L_i при данном удлинении;
L_o – исходная длина образца (как правило, 300 мм или 12 дюймов), причем значение L_o минимум в четыре раза больше значения W_o;
L_i – длина образца при данном удлинении.

Для проведения таких испытаний требуется устройство типа Sintech (или аналогичное оборудование типа Instron), как иллюстрирует следующее.

1. Для расстояния между зажимами образца, соответствующего 300 мм или 12 дюймов, длину (L_o) образца уменьшают до минимум 38 см (380 мм или 15 дюймов) при ширине (W_o) образца 75 мм или 3 дюйма. При использовании другого расстояния между зажимами образца ширина образца должна быть не более 0,25 расстояния между зажимами образца.

2. Через середину образца в поперечном направлении проводят линию. Все измерения ширины образца осуществляют на этой линии с точностью 0,50 мм или 0,02 дюйма.

3. Образец устанавливают между зажимами образца на устройстве типа Sintech при минимальном провисании или натяжения в образце.

4. Замеряют и регистрируют исходную ширину (W_o) образца с точностью 0,5 мм или 0,02 дюйма. Регистрируют также исходную длину образца (или исходное расстояние между зажимами образца).

5. Длину образца увеличивают путем увеличения расстояния между зажимами образца вручную. Как правило, это осуществляют ступенчато при удлинении на 1% на каждой ступени (то есть с 300 мм до 303 мм; с 303 мм до 306 мм; с 306 мм до 309 мм и так далее) до удлинения максимум 10%.

6. Ширину образца измеряют при первом растяжении с точностью 0,5 мм или 0,02 дюйма вместе с длиной удлиненного образца (текущее расстояние между зажимами образца). Эту операцию повторяют для всех последующих удлинений.

Испытание на растяжение при приложении однонаправленного усилия: испытание на растяжение при приложении однонаправленного усилия является мерой сопротивления разрыву или удлинения или деформации материала при воздействии однонаправленного усилия. Такое испытание известно на предшествующем уровне техники и соответствует спецификациям метода 5100 Федерального стандарта 191А методов испытаний. “Максимальное растягивающее однонаправленное усилие”, измеряемое в фунтах, является разрушающей нагрузкой перед разрушением материала, подвергаемого удлинению в одном направлении при постоянной скорости, как правило в поперечном направлении материала, перпендикулярном движению полуфабриката в машине для переработки в изделие или в направлении движения полуфабриката материала в машине для переработки в изделие. “Максимальный процент деформации растяжения при приложении однонаправленного усилия” является мерой относительного удлинения материала перед разрушением, то есть эластичности материала при постоянной скорости удлинения в одном направлении, как правило в поперечном направлении материала, перпендикулярном движению полуфабриката в машине для переработки в изделие или в направлении движения полуфабриката материала в машине для переработки в изделие. Термин “удлинение” или “деформация” означает увеличение длины образца в процессе испытания на растяжение и дается в процентах. Более высокие значения указывают на более прочный более эластичный материал. Термин “полная энергия” означает полную энергию, выражаемую в единицах массы-длины как площадь под кривой зависимости удлинения материала от нагрузки. Термин “максимальная энергия растяжения при приложении однонаправленного усилия” означает полную энергию непосредственно перед разрушением.

Ниже приведен пример испытания на растяжение при приложении однонаправленного усилия. Процедура проведения испытания на растяжение при приложении однонаправленного усилия тесно соответствует стандартам D-5034-92 и D-5035-92 и INDA 1ST 110.1-92 Американского общества по испытанию материалов при применении устройства для испытания на растяжение с постоянной скоростью, в котором скорость увеличения длины образца постоянна по времени. Испытание на растяжение при приложении однонаправленного усилия проводят в стандартных лабораторных условиях при температуре 733,6^oF (232^oС) и относительной влажности 505%. В случае несоответствия допуска должны быть 1,8^oF (1^oС) и 2% относительной влажности. В специальных случаях, например в контрольном испытании, когда требования кондиционирования не могут быть соблюдены и данные еще могут быть прямой помощью для работы, могут быть использованы другие процедуры кондиционирования при условии, что эти измененные условия указываются в протоколе. Материал измеряют только после достаточного времени, необходимого для того, чтобы образцы достигли существенного равновесия с окружающей атмосферой. Значения прочности на растяжение при приложении однонаправленного усилия и удлинения при приложении однонаправленного усилия получают при применении материала определенной ширины, как правило 4 дюйма (102 мм), ширины зажима и постоянной скорости удлинения. Образец имеет ширину, которая должна быть больше ширины зажима для получения результатов, характеризующих эффективную прочность волокон в ширине зажима в сочетании с дополнительной прочностью, которая является вкладом смежных волокон в материале. Образец шириной 4 дюйма (100 мм) центрируют при установке в зажимах устройства для испытания на растяжение, например, модели Instron Model TM, выпускаемой компанией Instron Corporation, 2500 Washington Street, Canton, Massachusetts 02021, или Thwing-Albert Model INTELLECT II, выпускаемой компанией Thwing-Albert Instrument Co., 10960 Dutton Road, Philadelphia, Pennsylvania 19154, которые имеют параллельные зажимы длиной 3 дюйма (76 мм). Это очень точно моделирует условия напряжения материала при практическом применении. Усилие прикладывают до тех пор, пока образец не разрушится. Значение разрушающего усилия и удлинение испытываемого образца считывают со шкал, циферблатов, лент самописца или компьютера, сопряженного с устройством для испытания на растяжение. Процедура испытания на растяжение при приложении однонаправленного усилия определяет эффективную прочность материала, то есть прочность волокон в конкретной ширине вместе с помощью материала из соседних волокон. Разрушающее усилие, получаемое из процедуры испытания на растяжение при приложении однонаправленного усилия, не является отражением прочности волокон, фактически захваченных между поверхностями зажима, и не может быть использована для прямого сравнения с определениями прочности волокна. Кроме того, нет прямой зависимости между испытаниями на растяжение при приложении однонаправленного усилия и испытаниями полосы, поскольку величина помощи материала зависит от типа материала и параметров конструкции.

“Максимальная растягивающая нагрузка полосы”, измеряемая в фунтах, является разрушающей нагрузкой перед разрушением полосы материала при постоянной скорости растяжения в одном направлении, как правило в поперечном направлении, перпендикулярном направлению движения полуфабриката в машине для переработки в изделие, или в направлении движения полуфабриката в машине для переработки в изделие. “Процент максимальной деформации растяжения полосы” является мерой относительного удлинения полосы материала перед разрушением, то есть эластичности полосы материала, при постоянной скорости растяжения в одном направлении, как правило в поперечном направлении, перпендикулярном направлению движения полуфабриката в машине для переработки в изделие, или в направлении движения полуфабриката в машине для переработки в изделие. Ниже приведен пример испытания полосы. Образец шириной 4 дюйма (100 мм) устанавливают центрально в зажимах устройства для испытания на растяжение и прикладывают усилие до тех пор, пока образец не разрушится. Значения разрушающего усилия и удлинения испытываемого образца считывают со шкал, циферблатов, лент самописца или компьютера, сопряженного с устройством для испытания на растяжение. Процедура испытания полосы определяет эффективную прочность материала, то есть прочность волокон в конкретной ширине вместе с помощью материала из соседних волокон.

Подробное описание
Типовое поглощающее изделие одноразового использования для индивидуального ухода содержит подкладку, облегающую тело, проницаемую для жидкости. Как, например, показано на фиг.6, пеленка 60 содержит подкладку 64, облегающую тело, проницаемую для жидкости. Для подкладки или облицовки 64 могут быть использованы различные нетканые материалы, соответствующие настоящему изобретению. Например, полотно, содержащее подкладку, облегающую тело, может быть нетканым полотном, полученным аэродинамическим способом из расплава, или фильерного способа производства из синтетических волокон, аналогичных термопластичным волокнам, например полиолефиновым волокнам, нитям, полученным аэродинамическим способом из расплава, штапельным волокнам, многокомпонентным нитям, полученным аэродинамическим способом из расплава.

Волокна могут быть образованы из множества термопластичных полимеров, причем термин “термопластичный полимер” относится к длинноцепному полимеру, который размягчается при нагреве и возвращается в свое исходное состояние при охлаждении до температуры окружающей среды. Примеры термопластиков включают в себя (без ограничения) поливинилхлориды, полиэфиры, полиамиды, полифторуглероды, полиолефины, полиуретаны, полистиролы, поливиниловые спирты, капролактамы и сополимеры вышеуказанных химических соединений, а также эластомерные полимеры, например эластичные полиолефины, сложные сополиэфиры, блок-сополимеры полиамидполиэфира, этиленвинилацетаты, блок-сополимеры, имеющие общую формулу А-В-А’ или А-В подобно сополимеру стирол/этилена бутилена, стирол-поли(этилен-пропилен)-стирол, стирол-поли(этилен-бутилен)-стирол, (полистирол/поли(этилен-бутилен)/полистирол, поли(стирол/этилен-бутилен/стирол), А-В-А-В тетраблок-сополимеры и аналогичные химические соединения.

Как хорошо известно на предшествующем уровне техники, волокна или нити, применяемые для изготовления нетканого материала, могут иметь любую пригодную морфологию и могут содержать полые или монолитные, прямые или извитые, однокомпонентные, бикомпонентные или биэлементные волокна или нити и смеси таких волокон или нитей. Все такие нетканые полотна могут быть предварительно соединены или иначе объединены при использовании известных технологий соединения нетканых полотен, например ножом горячего воздуха, уплотнительными валками, соединением посредством воздуха, циркулирующего сквозь слой продукта, ультразвуковой сваркой и прострачиванием, или соединены впоследствии при применении способов и устройств, соответствующих настоящему изобретению, или в альтернативном варианте такие нетканые полотна могут быть только соединены при использовании способов и устройств, соответствующих настоящему изобретению.

Для производства волокна на промышленной основе выпускается множество поли-олефинов, например, такими пригодными полимерами являются линейный полиэтилен низкой плотности РЕ XU 61800.41 и полиэтилен высокой плотности 25355 и 12350, производимый на промышленной основе компанией Dow Corning. Полипропилены, образующие волокно, включают в себя полипропилен Escorene PD 3445 производства компании Exxon Chemical Company и полипропилен PF-304 и PF-015 производства Monteil Chemical Co. На промышленной основе выпускается много других стандартных полиолефинов, которые включают в себя полибутилены и другие химические соединения.

Примеры полиамидов и способов их синтеза могут быть найдены в книге Дона Е. Флойда “Полимерные смолы” (Library of Congress 66-20811, Reinold Publishing, New York, 1966). Особенно пригодными полиамидами, выпускаемыми на промышленной основе, являются нейлон-6, нейлон-6,6, нейлон-11 и нейлон-12. Эти полиамиды могут быть приобретены в ряде источников, например Ember Industries of Summer, South Carolina (нейлоны Grilon и Grilamid), Atochem Inc. Polimers Division of Glen Rock, New Jersey (нейлоны Rilsan), Nytech of Manchester New Hampshire (2169, Nylon 6 и Custom Resins of Henderson, Kentucky (Nylene 401-D) и других.

Пригодные эластомерные смолы включают в себя блок-сополимеры, имеющие общую формулу А-В-А’, где А и А’ – полимерные эндблоки, каждый из которых содержит стирольную составляющую, например поливиниларен, а В – эластомерный полимерный мидблок, например диен с сопряженными двойными связями или
низший алкеновый полимер. Блок-сополимеры для блоков А и А’ и имеющиеся блок-сополимеры предназначены для охвата линейных, разветвленных и радиальных блок-сополимеров. В этом случае радиальные блок-сополимеры могут быть представлены формулой (А-В)_m-Х, в которой Х – многофункциональный атом или молекула, а (А-В)_m – излучается из Х так, что А является эндблоком. В радиальном блок-сополимере Х может быть органическим или неорганическим многофункциональным атомом или молекулой, a m – целым числом, имеющим одинаковое значение, что и функциональная группа, первоначально представленная в X. Это целое число, обычно по меньшей мере 3, а часто 4 или 5, но не ограничено этими значениями. Таким образом, в настоящем изобретении выражение “блок-сополимер” и в частности блок-сополимер “А-В-С” и “А-В” предназначены для охвата всех блок-сополимеров, имеющих такие эластомерные блоки и термопластичные блоки, как описано выше, которые могут быть экстудированы (например аэродинамическим способом из расплава). Эластомерное нетканое полотно может быть образовано, например, из эластомерных блок-сополимеров (полистирол/поли(этилен-бутилен)/полистирол). Примерами таких эластомерных сополимеров, выпускаемых на промышленной основе, являются, например, материалы, известные как материалы KRATON, производимые компанией Shell Chemical Company of Houston, Texas. Блок-сополимеры KRATON выпускаются в нескольких разных композициях, ряд которых идентифицирован в патентах США 4663220, 4323534, 4834738, 5093422 и 5304599.

В практических случаях применения настоящего изобретения могут быть также использованы полимеры, состоящие из эластомерного А-В-А-В тетраблок-сополимера. Такие полимеры описаны в патенте США 5332613, выданном Тейлору и др. В таких полимерах А является термопластичным полимерным блоком, а В – изопреновым мономерным элементарным звеном, гидрогенизированным до, по существу, поли(этилен-пропилен) мономерного элементарного звена. Примером такого тетраблок-сополимера является стирол-поли(этилен-пропилен)-стирол-поли(этилен-пропилен) или эластомерный блок-сополимер SEPSEP, производимый компанией Shell Chemical Company of Houston, Texas на промышленной основе под торговым названием KRATON G-1657.

Другими примерами эластомерных материалов, которые могут быть использованы в практических случаях применения настоящего изобретения, являются полиуретановые эластомерные материалы, например те, которые производятся под торговым названием ESTANE компанией В.F. Godrich & Co., или под торговым названием MORTHANE компанией Mortjn Thiokol Corp., полиэфирные эластомерные материалы, выпускаемые под торговым названием HYTREL компанией Е.I. DuPjnt De Nemour & Company, или известные под торговым названием ARNITEL, доступные ранее из Akzo Plastics of Amhem, Holland, а в настоящее время – из DSM of Sittard, Holland.

Другим пригодным материалом является полиэфирный блок-амидсополимер, имеющий формулу

где n – положительное целое число, РА представляет полиамидный полимерный сегмент, а РЕ представляет полиэфирный полимерный сегмент. В частности, полиэфирный блок-амидсополимер имеет температуру плавления от приблизительно 150^oС до примерно 170^oС, измеренную в соответствии с ASTM D-789; показатель плавления – от приблизительно 6 г в течение 10 минут до примерно 25 г в течение 10 минут, измеренный в соответствии с ASTM D-1238, условие Q (235 С/1 кг нагрузки); модуль упругости при изгибе – от приблизительно 20 МПа до примерно 200 МПа, измеренный в соответствии с ASTM D-790; сопротивление растяжению при разрушении – от приблизительно 29 МПа до примерно 33 МПа, измеренное в соответствии с ASTM D-638, и конечное удлинение при разрушении от приблизительно 500 процентов до примерно 700 процентов, измеренное в соответствии с ASTM D-638. Конкретный вариант осуществления полиэфирного блок-амидсополимера имеет температуру плавления около 152^oС в соответствии с ASTM D-789; показатель плавления – приблизительно 7 г в течение 10 минут, измеренный в соответствии с ASTM D-1238, условие Q (235 С/1 кг нагрузки); модуль упругости при изгибе – от примерно 12,50 МПа, измеренный в соответствии с ASTM D-790; сопротивление растяжению при разрушении – приблизительно 29 МПа, измеренное в соответствии с ASTM D-638 и конечное удлинение при разрушении – примерно 650 процентов, измеренное в соответствии с ASTM D-638. Аналогичные материалы с торговым названием РЕВАХ различного качества производятся на промышленной основе в компании ELF Atochem Inc. Of Glen Rock, New Jersey. Примеры практического применения таких полимеров описаны в патентах США 4724, 4820772 и 4923742, выданных Киллиану.

Эластомерные полимеры также включают в себя сополимеры этилена и по меньшей мере винила, как например винилацетаты, ненасыщенные алифатические монокарбоновые кислоты и сложные эфиры таких монокрабоновых кислот. Эластомерные сополимеры и образование эластомерный нетканых полотен из таких эластомерных полимеров описаны, например, в патенте США 4803117.

Термопластичные сложные сополиэфиры включают в себя сложные сополиэфиры, имеющие следующую общую формулу

где G – выбран из группы, содержащей полиоксиэтилен-альфа, омега-диол, полиоксипропилен-альфа, омега-диол, полиоксиметилен-альфа, омега-диол; а и b – положительные целые числа, имеющие значение 2, 4 и 6; a m и n – положительные целые числа, имеющие значение 1-20. Такие материалы, как правило, имеют удлинение при разрушении от приблизительно 600 процентов до примерно 700 процентов, измеренное в соответствии с ASTM D-638, и температуру плавления – от приблизительно 350^oF (176^oС) до примерно 400^oF (205^oС), измеренную в соответствии с ASTM D-2117.

Примеры таких сложных сополиэфиров, производимых на промышленной основе, известны, например, как материалы ARNITEL, доступные ранее из Akzo Plastics of Amhem, Holland, а в настоящее время – из DSM of Sittard, Holland, или известные как HYTREL, которые доступны из Е. I. DuPont de Nemours of Wilmington, Delaware. Получение эластомерного нетканого полотна из полиэфирных эластомерных материалов описано, например, в патенте США 4741949, выданном Морману и др., и в патенте США 4707398, выданном Боггсу.

Эластомерные олефиновые полимеры производятся на промышленной основе компанией Exxon Chemical Company of Baytown, Texas под торговым названием ACHIEVE для полимеров на основе полипропилена и под торговыми названиями EXACT и EXEED для полимеров на основе полиэтилена. Dow Chemical Company of Midland, Michigan имеет полимеры, выпускаемые на промышленной основе под торговым названием ENGAGE. Следует полагать, что эти материалы производятся при использовании нестереоселективных металлоценовых катализаторов в качестве “односторонних” катализаторов, тогда как специалисты Dow Chemical Company of Midland, Michigan относят их к катализаторам “ограниченной геометрии” под торговым названием INSIGT для отличия их от традиционных катализаторов Зигеля-Матта, которые имеют множество химически активных участков.

В соответствии с вариантом осуществления, соответствующим настоящему изобретению, ультралегкий материал может быть получен из нетканого полотна, имеющего волокнистую структуру, состоящую из отдельных волокон или нитей. Нетканые полотна, соответствующие настоящему изобретению, с материалами как с рисунком несоединенных зон, так и материалы прерывистого соединения будут ультралегкими материалами, которые обладают более высокой относительной размерной стабильностью по сравнению с материалами аналогичной массы, которые не были получены в соответствии с настоящим изобретением. В частности, материалы, соответствующие настоящему изобретению, будут иметь основную массу, приблизительно равную 0,40 унций/квадратный ярд (13,5 г/м²) или менее. Более конкретно, материалы, соответствующие настоящему изобретению, будут иметь основную массу приблизительно равную 0,30 унций/квадратный ярд (10,125 г/м²) или менее. Кроме того, эти материалы могут иметь основную массу, приблизительно равную 0,20 унций/квадратный ярд (6,75 г/м²) или менее. Минимальная основная масса материалов, соответствующих настоящему изобретению, будет зависеть от конкретного случая применения материала более легкой массы, являющегося объектом настоящего изобретения. Например, полотна, имеющие небольшие основные массы 0,20 унций/квадратный ярд (6,75 г/м²), могут быть использованы в настоящем изобретении, хотя любой легкий материал, имеющий характеристики, обладающие признаками настоящего изобретения, находятся в объеме изобретения.

Зоны соединения, соответствующие настоящему изобретению, материалов с рисунком несоединенных зон или прерывистого соединения будут занимать не более 50% всей контактной площади. Более конкретно, зоны соединения, соответствующие настоящему изобретению, будут находиться в диапазоне приблизительно не более 30% всей контактной площади и может быть в диапазоне не более 15% всей контактной площади. Как правило, для получения легких тканеподобных нетканых полотен, соответствующих настоящему изобретению, может оказаться приемлемой минимальная площадь соединения по меньшей мере примерно 10%, хотя в пределах объема настоящего изобретения будут находиться другие общие площади соединения в зависимости от конкретных свойств, которыми должно обладать конечное изделие. Вообще говоря, нижним пределом относительной площади соединения, приемлемым для получения нетканого ультралегкого материала, соответствующего настоящему изобретению, является точка, в которой отклонение волокна чрезмерно уменьшает целостность поверхности и долговечность материала. На значение требуемой относительной площади соединения будет оказывать влияние ряд факторов, включающих в себя тип (типы) полимерных материалов, используемых в производстве волокон или нитей нетканого полотна, имеет ли нетканое полотно одно- или многослойную волокнистую структуру и так далее. Было установлено, что приемлемыми являются площади соединения, находящиеся в диапазоне 15-50%, а более конкретно – в диапазоне 15-40%.

Для соединения полотен, соответствующих настоящему изобретению, могут быть использованы различные способы. Такие способы включают в себя соединение посредством воздуха, циркулирующего сквозь слой продукта точечного термоскрепления, как описано в патенте США 3855046, выданном Хансену и др., который полностью включен в эту заявку ссылкой. Кроме того, в некоторых случаях применения могут быть использованы другие средства соединения, например соединение в печи, ультразвуковая сварка, гидроперепутывание или их сочетание.

Как показано на фиг.1 и 2, один конкретный материал, соответствующий настоящему изобретению, может быть получен как материал 4 (с рисунком несоединенных зон), в котором непрерывно соединенные зоны 6 ограничивают множество дискретных размерно стабилизированных несоединенных зон 8 в нетканом материале 4.

Пригодный способ получения нетканого материала с рисунком несоединенных зон, соответствующего настоящему изобретению, как дополнительно иллюстрируется в этой заявке, предусматривает обеспечение нетканого материала или полотна, обеспечение первого и второго валков каландра, противостоящих друг другу, ограничивающих зону контакта между ними, причем по меньшей мере один из указанных валков нагревается и имеет на своей внешней поверхности рисунок соединения, содержащий непрерывную конфигурацию контактных площадок, ограничивающих множество дискретных отверстий, апертур или каналов, и пропускание нетканого материала или полотна в зоне контакта, образуемой указанными валками. Каждое из отверстий в указанном валке (или валках), ограниченных непрерывными контактными площадками, образует дискретную несоединенную зону по меньшей мере в одной поверхности нетканого материала или полотна, в которой волокна или нити полотна по существу или полностью не соединены. Иначе говоря, непрерывный рисунок контактных площадок в указанном валке (или валках) образует непрерывный рисунок соединенных зон, которые ограничивают множество дискретных несоединенных зон по меньшей мере на одной поверхности указанного нетканого материала или полотна. Альтернативные варианты осуществления вышеуказанного способа предусматривают предварительное соединение или укрепление нетканого материала или полотна перед пропусканием материала или полотна в зоне контакта, образованной валками каландра, или обеспечение множества нетканых полотен для образования слоистого материала с рисунком несоединенных зон. Материалы с рисунком несоединенных зон описаны в заявке на патент США 08/754419, и показаны на фиг.1 и 2, где непрерывно соединенные зоны 6 ограничивают множество дискретных размерно стабилизированных несоединенных зон 8 в нетканом материале 4.

Со ссылкой на фиг.4 и 5 будет конкретно описан один вариант осуществления способа и устройства для получения нетканого материала с рисунком несоединенных зон, соответствующего настоящему изобретению. Устройство для получения нетканого материала с рисунком несоединенных зон, соответствующего настоящему изобретению, указано общим ссылочным номером 34. Устройство 34 может содержать размотное средство 36 первого полотна и узел 40 получения рисунка несоединенных зон. Как показано на фиг.4, например, полотно 38 ультралегкого нетканого материала, имеющего основную массу менее 0,40 унций/квадратный ярд (13,5 г/м²), отбирают с размотного средства 36 и пропускают через узел 40 (получения рисунка несоединенных зон), который содержит первый, формирующий рисунок, валок 42 и второй или опорный валок 44, которые приводят в движение посредством обычного привода, например электродвигателями (не показаны). При необходимости получения многослойных слоистых материалов, соответствующих настоящему изобретению, могут быть использованы дополнительные размотные средства (не показаны) для материалов. Кроме того, очевидно, что нетканый материал может непосредственно подаваться из машины, которая производит сам материал, вместо того, чтобы отматывать его с размотного средства.

Формирующий рисунок валок 42 является круглым цилиндром, который может быть выполнен из любого пригодного прочного материала, например из стали, для уменьшения износа валков в процессе их эксплуатации. Формирующий рисунок валок 42 имеет на своей внешней поверхности рисунок контактных площадок 46, которые ограничивают множество дискретных отверстий или апертур 48. Контактные площадки 46 предназначены для образования зоны 50 контакта с гладкой или плоской внешней поверхностью противостоящего опорного валка 44, который также является круглым цилиндром, который может быть выполнен из любого пригодного прочного материала.

Как показано на фиг. 4, нетканый ультралегкий материал или полотно 38 пропускают через зону 50 контакта, образованную валками 42, 44. Каждое из отверстий 48 в формирующем рисунок валке 42 (или валках), ограниченное непрерывными контактными площадками 46, образует дискретную несоединенную зону 8 (фиг.1 и 2) по меньшей мере в одной поверхности нетканого полотна или материала 4 (фиг.1 и 2), в которой волокна или нити полотна по существу или полностью не соединены. Говоря иначе, непрерывный рисунок контактных площадок 46 в формирующем рисунок валке 42 (или валках) образует непрерывный рисунок соединенных зон 6 (фиг. 1 и 2), которые ограничивают множество дискретных несоединенных зон 8 (фиг. 1 и 2) по меньшей мере на одной поверхности нетканого материала или полотна 4.

Как это показано на фиг.5, при получении нетканого материала 4 с рисунком несоединенных зон, соответствующего настоящему изобретению, отверстия 48 могут иметь средний диаметр в диапазоне 0,050-0,25 дюймов (0,127-0,635 см), а более конкретно 0,100-0,160 дюйма (0,330-0,406 см) и глубину, измеренную от внешней поверхности формирующего рисунок валка 42, составляющую по меньшей мере приблизительно 0,020 дюйма (приблизительно 0,051 см), а более конкретно – по меньшей мере приблизительно 0,060 дюйма (0,152 см). Кроме того, хотя отверстия 48 в формирующем рисунок валке 42, как показано на фиг.5, являются круглыми, могут быть предпочтительно использованы другие формы, например овалы, квадраты, ромбы и аналогичные конфигурации.

Число или плотность отверстий 48 в формирующем рисунок валке 42 также может быть выбрано для обеспечения требуемой размерной стабильности ультралегкого материала. Формирующие рисунок валки 42, имеющие плотность отверстий в диапазоне 1,0-25,0 отверстий/см², а более конкретно – 5,0-7,0 отверстий/см², могут быть использованы для получения материала 4 с рисунком несоединенных зон, соответствующего настоящему изобретению. Кроме того, расстояния между осевыми линиями отдельных отверстий 48 могут быть выбраны в диапазоне 0,13-0,22 дюйма (3,30-5,59 мм) в направлении движения полуфабриката в машине для переработки нетканого материала в изделие и в поперечном направлении, перпендикулярном движению полуфабриката в машине для переработки нетканого материала в изделие.

Конкретное расположение или конфигурацию отверстий 48 в формирующем рисунок валке 42 выбирают так, чтобы в сочетании с размером, формой и плотностью отверстий были достигнуты требуемые уровни размерной стабильности. Например, как показано на фиг.5, отдельные отверстия 48 расположены в шахматном порядке (см. также на фиг.1). В пределах объема настоящего изобретения предусмотрены также другие конфигурации.

Часть внешней поверхности формирующего рисунок валка 42, занятая непрерывными контактными площадками 46, аналогичным образом может быть модифицирована для удовлетворения требований конечного применения материала с рисунком несоединенных зон. Степень соединения, сообщаемая нетканому ультралегкому материалу с рисунком несоединенных зон, может быть выражена как относительная площадь соединения, которая относится к части всей площади по меньшей мере одной поверхности нетканого материала 4 с рисунком несоединенных зон (см. фиг.1), которая занята соединенными зонами 6.

Температура внешней поверхности формирующего рисунок валка 42 может быть изменена путем нагрева или охлаждения относительно опорного валка 44. Нагрев или/и охлаждение могут оказать влияние на свойства полотна (полотен), подвергаемых обработке, и степень соединения одного или множества полотен, проходящих через зону контакта, образованную между вращающимися в противоположных направлениях валками 42 и 44. В варианте осуществления, показанном на фиг. 4, например, нагревают оба валка 42 и 44, желательно до одной температуры образования соединения. При получении нетканого материала с рисунком несоединенных зон, используемый определенный диапазон температур зависит от ряда факторов, включающего в себя типы полимерных материалов, используемые для получения нетканого материала с рисунком несоединенных зон, входную или линейную скорость (скорости) нетканого полотна (полотен), проходящих через зону контакта, образованную между формирующим рисунок валком 42 и опорным валком 44, и давление в зоне контакта между формирующим рисунок валком 42 и опорным валком 44.

Как показано на фиг.4, опорный валок 44 имеет намного более гладкую поверхность, чем формирующий рисунок валок 42, и предпочтительно является гладким или плоским. Однако представляется возможным, чтобы опорный валок 44 имел неглубокий рисунок на своей внешней поверхности и еще для целей настоящего изобретения считался гладким или плоским. Такие поверхности собирательно в этой заявке называют “плоскими”. Опорный валок 44 обеспечивает основание для формирующего рисунок валка 42 и полотна или полотен материала для контактного взаимодействия. Как правило, формирующий рисунок валок 42 и опорный валок 44 будут изготовлены из стали.

В альтернативном варианте осуществления опорный валок 44 может быть заменен валком для формирования рисунка (не показано), имеющего рисунок непрерывных контактных площадок, ограничивающих множество дискретных апертур или отверстий, сделанных в валке, как в вышеописанном формирующем рисунок валке 42. В таком случае, узел получения рисунка несоединенных зон будет содержать пару вращающихся в противоположном направлении формирующих рисунок валков, которые сформируют рисунок непрерывно соединенных зон, ограничивающих множество дискретных несоединенных зон на верхней и нижней поверхностях нетканого материала с рисунком несоединенных зон. Вращение противостоящих друг другу валков может быть синхронизировано так, чтобы результирующие несоединенные зоны на поверхностях материала с рисунком несоединенных зон были совмещены или расположены рядом в вертикальном направлении.

Как следует из фиг.4, формирующий рисунок валок 42 и опорный валок 44 вращают в противоположных друг другу направлениях так, чтобы обеспечивать приложение к нетканому ультралегкому полотну 38 тягового усилия через зону контакта, образованную между ними. Формирующий рисунок валок 42 имеет первую скорость вращения, измеряемую на его внешней поверхности, а опорный валок 44 имеет вторую скорость вращения, также измеряемую на его внешней поверхности. В показанном варианте осуществления первая и вторая скорости вращения по существу идентичны. Однако для создания перепада скоростей между валками, вращающимися в противоположных направлениях, скорости вращения формирующего рисунок валка и опорного валка могут быть изменены.

Как это показано в альтернативном варианте осуществления, иллюстрируемом на фиг.3, ультралегкий материал 5 может быть получен в виде точечно соединенного ультралегкого материала, в котором непрерывно соединенные зоны 7 (менее темные) ограничивают множество дискретных размерно стабилизированных точечно соединенных зон 9 (более темных) в нетканом материале 5. Материал 5 получен из нетканого полотна, имеющего волокнистую структуру из отдельных волокон или нитей. Нетканое полотно является ультралегким материалом 5 и, таким образом, имеет основную массу менее 0,40 унций/квадратный ярд (13,5 г/м²). Рисунок точечно соединенных зон 9 может иметь разные конфигурации (на фиг.3 показаны прямоугольные конфигурации), в которых плотность точечно соединенных зон 9 относительно несоединенных зон 7 не в том масштабе, чтобы ее возможно было бы иллюстрировать. Чтобы показать точечно соединенные зоны 9 в масштабе для высоких плотностей, соответствующих настоящему изобретению, точечно соединенные зоны 9 надо уплотнить, так что их трудно отличить от непрерывно соединенных зон 7, находящихся между ними.

При образовании рисунков прерывистого соединения, соответствующих настоящему изобретению, материал или полотно из волокон, подлежащих соединению, пропускают между нагретым каландром и опорным валком. Каландр профилируют таким же образом, что и несоединенные зоны материала, а опорный валок, как правило, оставляют плоским.

Как в случае варианта осуществления материала 4 с рисунком несоединенных зон, материал 5 имеет размерную стабильность, характеризуемую расчетным показателем, получаемым умножением коэффициента Пуассона полотна (при десятипроцентном удлинении в направлении движения полуфабриката в машине для переработки в изделие) на основную массу полотна, причем указанный показатель должен быть не более 1,2 унций/квадратный ярд х коэффициент Пуассона (40,5 г/м² х коэффициент Пуассона).

В дополнительном варианте осуществления настоящего изобретения ультралегкий материал, как было описано, может быть использован для получения проницаемой для жидкости подкладки 64, прилегающей к телу, для изделия для индивидуального ухода, например пеленки 60 (показанной на фиг.6). В варианте осуществления пеленки, показанном на фиг.6, впитывающий внутренний слой 66, образованный, например, из смеси гидрофильных целлюлозных волокон бумажной пыли древесной целлюлозы и частиц гелеобразователя, обладающих высокой степенью поглощения (например, суперабсорбента). Эластичные элементы могут быть расположены смежно каждому продольному краю 68 пеленки 60 для отведения и удерживания поперечных боковых краев 68 пеленки против ног пользователя. Кроме того, эластичные элементы могут быть также расположены смежно одному или обоим концевым краям 70 пеленки 60 для обеспечения упругого пояса. Пеленка может дополнительно содержать необязательные клапаны 72 для локализации жидкости, выполненные или прикрепленные к подкладке 64, прилегающей к телу. Пригодные конструкции и устройства таких клапанов для локализации жидкости описаны, например, в патенте США 4704116 (выданном Энлою), описание которого полностью включено в эту заявку ссылкой. Средство для крепления пеленки 60 вокруг пользователя может представлять собой застежку на основе крючков и петель, содержащую крючки 74, прикрепленные к внутренней и/или внешней поверхности внешней оболочки 62 в задней части пояса пеленки 60, и одну или более петель или накладок 76 из материала с рисунком несоединенных зон, имеющего петли, присоединенного к внешней поверхности внешней оболочки 62 в передней области пояса пеленки 60.

Как показано в приведенных таблицах, аббревиатура “PU” обозначает “материалы с рисунком несоединенных зон”, a “DB” означает “прерывисто соединенные материалы”. Контрольные образцы (причем все являются прерывисто соединенными материалами) в серии таблиц А имеют следующие рисунки соединения
Control #1 – площадь соединения 15-20%, 302 точек/кв.дюйм;
Control #2 – площадь соединения 9-20%, 102 точек/кв.дюйм;
Control #3 – площадь соединения 15-20%, 302 точек/кв.дюйм;
Fitessa control – площадь соединения 18%, 204 точек/кв.дюйм;
Kami control – площадь соединения 18%, 204 точек/кв.дюйм;
Polybond control – площадь соединения 18%, 204 точек/кв.дюйм.

Материал Control #1 имеет рисунок плетения проволоки фильерного способа производства. Материал Control # 2 имеет рисунок точечной матрицы, причем точки треугольной формы. Материал Control #3 имеет рисунок плетения проволоки. Остальные три контрольных образца представляют собой материалы, выпускаемые на промышленной основе, производимые компаниями Fitessa, KAMI и Polybond соответственно.

Как следует из таблиц, приведенных ниже, образцы материалов, соответствующих настоящему изобретению, указанный “прерывисто соединенный материал, обладающий признаками изобретения” в серии таблиц В, имеет плотный ромбовидный рисунок с площадью соединения в диапазоне 15-18%, но с точками соединения, очень близко отстоящими друг от друга для обеспечения плотности 460 точек/кв. дюйм (69 точек/см²). Боковой размер точки в этом рисунке составляет 0,018 дюйма (0,457 мм). Расстояние между центрами соседних точек в поперечном направлении, перпендикулярном движению полуфабриката в машине для переработки в изделие, составляет 0,086 дюйма (2,184 мм), а в направлении движения полуфабриката в машине для переработки в изделие – 0,050 дюйма (1,27 мм), при измерении в одном ряду, с чередованием рядов в шахматном порядке. Глубина соединения в этом рисунке составляет 0,024 дюйма (0,61 мм). Этот материал служит примером материала с рисунком соединенных зон, соответствующего настоящему изобретению. Образцы “материалов (с рисунком несоединенных зон), обладающих признаками изобретения” служат примером материалов (с рисунком несоединенных зон), соответствующих настоящему изобретению.

Ниже приведены полимеры, используемые для получения материалов контрольных образцов, указанных выше, и материалов, обладающих признаками изобретения (прерывисто соединенных и с рисунком несоединенных зон).

Control #1 – полипропилен 35 MFR Union Carbide E5D47 с 2% TiO₂.

Control #2 – полипропилен 35 MFR Union Carbide E5D47 с 2% TiO₂.

Control #3 – полипропилен 35 MFR Exxon 3445 с 2% TiO₂.

Прерывисто соединенный материал, обладающий признаками изобретения – полипропилен 35 MFR Union Carbide E5D47 с 2% TiO₂.

Материал # 1 с рисунком несоединенных зон, обладающий признаками изобретения – полипропилен 35 MFR Exxon 3445 с 2% TiO₂ (образцы 10, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 19, 20, 21).

Материал # 2 с рисунком несоединенных зон, обладающий признаками изобретения – полипропилен 35 MFR Exxon 3445 с 2% TiO₂ (образцы 9, 14, 17).

На фиг. 7-11 иллюстрируются графики, полученные на основе данных, приведенных в таблицах. В соответствии с настоящим изобретением коэффициент Пуассона для ультралегкого материала 5 с рисунком соединенных зон, представленный в табл.II-B, и материала 4 с рисунком несоединенных зон (фиг.1 и 2), представленный в табл.II-C, меньше, чем у контрольных образцов, представленных в табл.II-A. Коэффициент Пуассона ниже в диапазоне основных масс для денье всех волокон. Таким образом, материалы, соответствующие настоящему изобретению, имеют более высокую размерную стабильность, чем у контрольных образцов. Таблицы иллюстрируют влияние денье на коэффициент Пуассона. Материалы, соответствующие настоящему изобретению, превосходят материалы контрольных образцов при аналогичных основных массах, даже при больших денье материалов, соответствующих настоящему изобретению.

Для стандартных материалов нормальным является то, что коэффициент Пуассона увеличивается, когда уменьшается основная масса материала при постоянном денье/нить. Такого увеличения следует ожидать, поскольку меньше волокон приходится на единицу площади материала. Это будет иметь место, поскольку больше волокон будет приходиться на единицу площади. Один способ коррекции коэффициента Пуассона при постоянной основной массе заключается в уменьшении величины денье/нить. Однако в некоторых случаях разработчик полотна не может уменьшать величину денье/нить вследствие факторов, контролируемых денье. Например, уменьшение величины денье приводит также к уменьшению проницаемости или пористости, что может оказаться нежелательным для некоторых случаев применения, например в случае применения для подкладки для изделий для индивидуального ухода или облицовок впитывающих слоистых структур для обтирочных материалов, где задачи всасывания жидкости лучше решаются при более высокой проницаемости. Удивительно, что материалы, соответствующие настоящему изобретению, с большей величиной денье/нить превосходят контрольные материалы при равных основных массах, хотя контрольные образцы имели меньшую величину денье/нить, чем материалы, соответствующие настоящему изобретению. Из этого факта можно сделать такой вывод, что материалы, обладающие признаками изобретения, не только обеспечивают более высокую размерную стабильность при низких основных массах, эти материалы, соответствующие настоящему изобретению, превосходят также сравнимые материалы в том отношении, что имеют меньшую величину денье/нить с оптимизированной размерной стабильностью.

В табл. V суммируются результаты измерений коэффициента Пуассона различных материалов с основными массами менее 0,40 унций/квадратный ярд (13,5 г/м²). Материалы, для которых получены эти данные, являются материалами, имеющими самые низкие коэффициенты Пуассона при конкретной температуре соединения в частном случае применения. Температуры соединения являются поверхностными температурами формирующего рисунок валка и опорного валка, если приводится только одна температура, если же приводятся две температуры, то первое число указывает температуру поверхности формирующего рисунок валка, а второе число указывает температуру поверхности опорного валка. Кроме того, табл.V иллюстрирует произведение, получаемое в результате умножения основной массы материалов на коэффициенты Пуассона. Записи в табл.V расположены в порядке увеличения таких факторов.

Настоящее изобретение может быть количественно ограничено применением показателя, получаемого умножением основной массы нетканого полотна на коэффициент Пуассона при десятипроцентном удлинении материала в направлении движения полуфабриката в машине для переработки в изделие. Этот показатель может быть выражен в единицах унций/кв.ярд х коэффициент Пуассона. Нетканые полотна, соответствующие настоящему изобретению, являются ли они высокоплотными прерывисто соединенными материалами или материалами с рисунком несоединенных зон, будут иметь такой показатель, равный не более 1,20 унций/кв. ярд х коэффициент Пуассона (40,5 г/м² х коэффициент Пуассона).

Хотя предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения был описан при использовании специальных терминов, устройств и способов, это описание сделано только лишь для иллюстрации. Используемые слова скорее являются словами для описания, чем для ограничения. Должно быть очевидным, что обычным в этой области техники специалистом без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения могут быть сделаны различные изменения и модификации, которые изложены в формуле изобретения. Кроме того, должно быть очевидным, что аспекты различных вариантов осуществления могут заменены полностью или частично.

Формула изобретения

1. Ультралегкий размерно стабильный нетканый материал, содержащий нетканое полотно из волокон или нитей, причем указанное нетканое полотно имеет основную массу менее 0,40 унций/квадратный ярд (13,5 г/м²), а на своей поверхности – рисунок соединенных зон, указанное нетканое полотно имеет размерную стабильность, характеризуемую показателем, вычисляемым умножением коэффициента Пуассона нетканого материала при десятипроцентном удлинении в направлении движения полуфабриката в машине для переработки его в изделие на основную массу нетканого полотна, при этом указанный показатель равен не более 1,20 унций/квадратный ярд коэффициент Пуассона (40,5 г/м² коэффициент Пуассона).

2. Материал по п.1, в котором указанный рисунок соединенных зон является непрерывным.

3. Материал по п.1, в котором указанное нетканое полотно имеет основную массу менее 0,30 унций/квадратный ярд (10,125 г/м²).

4. Материал по п.1, в котором указанное нетканое полотно имеет основную массу менее 0,20 унций/квадратный ярд (6,75 г/м²).

5. Материал по п.1, в котором указанные соединенные зоны составляют не более 50% общей площади указанной поверхности.

6. Материал по п.1, в котором указанные соединенные зоны составляют не более 40% общей площади указанной поверхности.

7. Материал по п.1, в котором указанные соединенные зоны составляют не более 30% общей площади указанной поверхности.

8. Материал по п.1, в котором указанные соединенные зоны составляют не более 15% общей площади указанной поверхности.

9. Материал по п.1, в котором указанный рисунок соединенных зон содержит множество прерывистых точечных соединений.

10. Материал по п.1, в котором указанные соединенные зоны обеспечивают в результате получение полотна, имеющего плотность точек соединения, составляющую приблизительно 400 точечных соединений/квадратный дюйм (60 точек/см²).

11. Материал по п.1, в котором указанное нетканое полотно содержит нити, полученные аэродинамическим способом из расплава.

12. Материал по п.1, в котором указанное нетканое полотно содержит волокна фильерного способа производства.

13. Материал по п. 1, в котором указанное нетканое полотно содержит многокомпонентные нити.

14. Материал по п. 1, в котором указанное нетканое полотно содержит термопластичные волокна.

15. Материал по п.1, в котором указанное нетканое полотно содержит полипропиленовые волокна.

16. Изделие для индивидуального ухода, содержащее в качестве облицовки материал по п.1.

17. Изделие для индивидуального ухода по п.16, в котором указанное нетканое полотно содержит полиолефиновые волокна фильерного способа производства.

18. Изделие для индивидуального ухода по п.16, являющееся изделием для взрослых, страдающих недержанием.

19. Изделие для индивидуального ухода по п.16, являющееся изделием для гигиены женщин.

20. Изделие для индивидуального ухода по п.16, являющееся пеленкой.

21. Ультралегкий размерно стабильный нетканый материал, содержащий нетканое полотно из волокон или нитей, причем указанное нетканое полотно имеет основную массу менее 0,40 унций/квадратный ярд (13,5 г/м²), а на своей поверхности – рисунок непрерывно соединенных зон, указанное нетканое полотно имеет размерную стабильность, характеризуемую показателем, вычисляемым умножением коэффициента Пуассона нетканого материала при десятипроцентном удлинении в направлении движения полуфабриката в машине для переработки его в изделие на основную массу нетканого полотна, при этом указанный показатель равен не более 1,20 унций/квадратный ярд коэффициент Пуассона (40,5 г/м² коэффициент Пуассона).

22. Ультралегкий размерно стабильный нетканый материал, содержащий нетканое полотно из волокон или нитей, причем указанное нетканое полотно имеет основную массу менее 0,40 унций/квадратный ярд (13,5 г/м²), а на своей поверхности – рисунок прерывисто соединенных зон, указанное нетканое полотно имеет размерную стабильность, характеризуемую показателем, вычисляемым умножением коэффициента Пуассона нетканого материала при десятипроцентном удлинении в направлении движения полуфабриката в машине для переработки его в изделие, на основную массу нетканого полотна, при этом указанный показатель равен не более 1,20 унций/квадратный ярд коэффициент Пуассона (40,5 г/м² коэффициент Пуассона).

23. Способ получения ультралегкого нетканого полотна, предусматривающий обеспечение нетканого полотна, имеющего волокнистую структуру несоединенных отдельных волокон или нитей, с основной массой менее 0,40 унций/квадратный ярд (13,5 г/м²), и создание на поверхности указанного нетканого полотна рисунка соединенных зон, дающего размерную стабильность, характеризуемую показателем, вычисляемым умножением коэффициента Пуассона нетканого материала, при десятипроцентном удлинении в направлении движения полуфабриката в машине для переработки его в изделие, на основную массу нетканого полотна, при этом указанный показатель равен не более 1,20 унций/квадратный ярд коэффициент Пуассона (40,5 г/м² коэффициент Пуассона).

24. Способ по п. 23, в котором рисунок соединенных зон, созданный на указанной поверхности указанного нетканого полотна, является непрерывным.

25. Способ по п. 23, в котором рисунок соединенных зон, созданный на указанной поверхности указанного нетканого полотна, является прерывистым.

26. Способ по п.25, в котором указанный рисунок соединенных зон, созданный на указанной поверхности указанного нетканого полотна, приводит в результате к получению полотна, имеющего плотность соединения, составляющую по меньшей мере приблизительно 400 точечных соединений/квадратных дюйм (60 точек/см²).

27. Способ по п. 23, в котором для создания указанного рисунка соединенных зон на указанной поверхности указанного нетканого полотна используют валок с множеством углублений, образованных в нем.

28. Способ по п. 23, в котором для создания указанного рисунка соединенных зон на указанной поверхности указанного нетканого полотна используют валок с множеством выступов, образованных на нем.

РИСУНКИ

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 19.12.2006

Извещение опубликовано: 20.07.2010 БИ: 20/2010