Системы крепления с применением комбинаций механических креплений и пен

Системы крепления с применением комбинаций механических креплений и пен

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Описание

Данная заявка является частичным продолжением заявки с №11/260356, озаглавленной «Нетканое полотно и система крепления, которые включают автоадгезивный материал», поданной в Агентство по патентам и товарным знакам США 27 октября 2006. Полное содержание заявки №11/260356 включено сюда путем ссылки.

Предшествующий уровень техники

Традиционные механические крепления крючок-петля широко применяются во множестве продуктов и изделий, таких как подгузники, обувь, одноразовые халаты и т.д. Несмотря на их распространенность они имеют некоторые недостатки. Материал, содержащий крючки, обычно жесткий и непроницаемый, и когда его применяют в изделиях, носимых на или около тела человека, он может раздражать кожу или вызывать чувство дискомфорта. Материал, содержащий крючки, обычно не может быть растянут или значительно деформирован. Кроме того, в некоторых областях применения сцепление крючков с петлями часто может вызвать затруднение при разъединении, или крючки могут прилипать к непредназначенным для этого поверхностям. Высокоабразивная природа материала, содержащего крючки, также может стать причиной повреждения некоторых поверхностей. Разъединение крючков и петель также может вызвать громкий и неприятный звук, что затрудняет осторожное расстегивание крепления. Кроме того, в некоторых областях применения желательна низкая прочность на отрыв, но высокая прочность на сдвиг в плоскости, где обычные крепления крючок-петля дают избыточно высокую прочность на отрыв для достижения заданного уровня прочности сдвига в плоскости.

Были предложены варианты креплений крючок-петля, в которых для сцепления с крючками применяют вспененный слой, но замена недорогого гибкого материала, содержащего петли, более толстыми, обычно более дорогими пенами, по-видимому, не дает значительных преимуществ и не затрагивает известные ограничения слоев с крючками.

Существует необходимость в улучшенном механическом креплении, которое решает одну или более из указанных выше проблем.

Сущность изобретения

Для удовлетворения указанной выше потребности авторы данного изобретения провели интенсивные исследования и опытно-конструкторские работы, в результате которых появилось открытие улучшенного механического крепления. Один из вариантов данного изобретения включает механическое крепление, имеющее вспененный слой, который включает множество свободно располагающихся элементов, и, по меньшей мере, один отдельный участок крепления, содержащий механический скрепляющий материал и материал подложки, имеющий первую поверхность, присоединенную к механическому скрепляющему материалу, и вторую поверхность, присоединенную к вспененному слою.

Другой вариант данного изобретения включает механическое крепление, имеющее гибкий слой и множество первых отдельных участков крепления, содержащих механический скрепляющий материал и материал подложки, имеющий первую поверхность, присоединенную к механическому скрепляющему материалу, и вторую поверхность, присоединенную к гибкому слою. Механические крепления также содержат множество вторых отдельных участков крепления, содержащих вспененный слой крепления, который присоединен к гибкому слою и включает поверхность, содержащую множество свободно располагающихся элементов.

В еще одном варианте данного изобретения представлено одноразовое впитывающее изделие, имеющее внешний слой, подкладку со стороны тела, впитывающую сердцевину, расположенную между подкладкой со стороны тела и внешним слоем, и, по меньшей мере, одно механическое крепление. Механическое крепление имеет гибкий слой, множество первых отдельных участков крепления, содержащих механический скрепляющий материал, и материал подложки, имеющий первую поверхность, присоединенную к механическому скрепляющему материалу, и вторую поверхность, присоединенную к гибкому слою, и множество вторых отдельных участков крепления, содержащих вспененный скрепляющий слой, который присоединен к гибкому слою и включает поверхность, содержащую множество свободно располагающихся элементов.

Краткое описание чертежей

На ФИГ.1 представлен вид в перспективе, иллюстрирующий пример нетканого полотна.

На ФИГ.2А-2С показаны разрезы, иллюстрирующие пример двухкомпонентных нитей, которые могут применяться в нетканом полотне, показанном на ФИГ.1.

На ФИГ.3 представлен вид в перспективе, иллюстрирующий другой пример нетканого полотна.

На ФИГ.4 показан вид сбоку примера технологической линии, которая может применяться для получения нетканого полотна.

На ФИГ.5 представлен увеличенный вид, иллюстрирующий часть примера полотна, которое может быть получено на примере технологической линии, показанном на ФИГ.4.

На ФИГ.6 показан вид в перспективе, иллюстрирующий пример системы крепления,

На ФИГ.7 показан увеличенный вид сбоку примера системы крепления, показанной на ФИГ.6.

На ФИГ.8 показан пример впитывающего изделия, которое включает систему крепления, показанную на ФИГ. 6.

На ФИГ.9 показана микрофотография СЭМ с увеличением 50Х поперечного разреза поверхности вспененного слоя, соединенного с нетканым полотном.

На ФИГ.10 показана микрофотография СЭМ с увеличением 50Х поверхности вспененного слоя.

На ФИГ.11 показана микрофотография СЭМ с увеличением 50Х поверхности вспененного слоя, включающего модификатор поверхности.

На ФИГ.12 показана микрофотография СЭМ с увеличением 50Х поперечного разреза вспененного слоя, включающего модификатор поверхности.

На ФИГ.13 изображено устройство, применяемое для испытания прочности на сдвиг соединения при сгибании.

На ФИГ.14 показана геометрия бокового вида изогнутой части устройства на ФИГ.13.

На ФИГ.15 показан другой вид аппарата, применяемого для испытания прочности на сдвиг соединения при сгибании.

На ФИГ.16 изображена конфигурация испытательных полосок, применяемых для измерения прочности на отрыв.

На ФИГ.17 представлен вид сверху примера механического крепления.

На ФИГ.18 представлен вид в разрезе механического крепления на ФИГ. 17 вдоль линии А-А.

На ФИГ.19 представлен вид сверху другого примера механического крепления, где участок крепления присоединен к гибкому слою с применением соединения методом ультразвукового соединения.

На ФИГ.20 изображен вид в разрезе механического крепления на ФИГ.19 вдоль линии А-А.

На ФИГ.21 изображен вид сверху альтернативной конфигурации механического крепления, имеющего множество участков крепления.

На ФИГ.22 показан вид в разрезе механического крепления на ФИГ.21 вдоль линии А-А.

На ФИГ.23 показан увеличенный вид примера участка крепления.

На ФИГ.24 показан вид сверху одноразового впитывающего изделия, включающего механические крепления, где впитывающее изделие показано в растянутом и разложенном виде, где показана поверхность изделия, которая контактирует с кожей потребителя, и где часть изделия отрезана, чтобы показать расположенные под ней характерные особенности.

На ФИГ.25 показан вид сверху альтернативной конфигурации механического крепления, имеющего отдельные участки крепления и гибкий слой, который расположен между участков крепления.

На ФИГ.26 показан вид сверху двух альтернативных конфигураций механический креплений, имеющих различное расположение участков крепления для обеспечения различных линий сгиба.

Определения

В данном описании вспененный материал является «открытоячеистым», если, по меньшей мере, 60% ячеек во вспененной структуре, которые имеют размер, по меньшей мере, 1 микрометр (1 мкм), находятся в жидкостном сообщении, по меньшей мере, с одной соседней ячейкой. В одном варианте, по меньшей мере, 80% ячеек во вспененной структуре, которые имеют размер, по меньшей мере, 1 мкм, находятся в жидкостной сообщении, по меньшей мере, с одной соседней ячейкой.

В данном описании термин «нить» относится к вытянутому экструдату, полученному пропусканием полимера через формующее отверстие (например, головку). Нить может включать волокно, которое представляет собой прерывную нить, имеющую определенную длину, или филаментную нить, которая представляет собой непрерывную нить материала.

В данном описании термин «сетчатая пена», как это принято среди специалистов в данной области техники, означает твердые вспененные материалы, в которых практически все промежуточные «стенки с проемами» или мембраны ячеек удалены из ячеек, в результате чего сеть состоит преимущественно из взаимосвязанных элементов вдоль контуров ячеек, образованных во время вспенивания.

Сетчатые пены, таким образом, отличаются от пен, в которых стенки с проемами попросту сломаны, или пен, в которых только наиболее удаленные от центра стенки с проемами или поверхностный слой были удалены физическими средствами. Сетчатые пены, вследствие общего отсутствия мембран ячеек, одинаково высокопроницаемы для газа и жидкости, что обеспечивает незначительную сопротивляемость потоку жидкости, несомненно гораздо меньше, чем у пен, в которых мембраны ячеек были сохранены.

Сетчатость обычно достигается известными методами обработки пены, применяемыми к пене после формирования ячеек. Эти методы могут включать применение щелочной обработки (например, см. патент США №3266927, выдан Fritz et al. 16 августа 1966), воздействие другими реакционноспособными соединениями, такими как озон, или тепловая обработка пены, удаляющая все или практически все «стенки с проемами», разделяющие ячейки по всей площади пены. В некоторых случаях другие виды обработки, такие как направленные взрывы, применяют для удаления мембран вокруг части ячеек (например, пена может быть помещена во взрывную камеру, содержащую взрывчатую газообразную среду, которую потом взрывают). Пример обработки пены взрывом представлен в патенте США №4906263, выданном von Blucher et al. 6 марта 1990.

Прокалывание иглой также может применяться для раскрытия вспененного материала с закрытыми ячейками, как описано в патенте США №4183984, выданном Browers et al. 15 января 1980. Другие способы получения вспененного материала с открытыми ячейками описаны в патенте США №6720362, выданном Park et al. 13 апреля 2004.

В одном варианте осуществления изобретения сетчатость присутствует только во внешних частях вспененного слоя на и рядом с поверхностью, с которой он сцеплен.

Альтернативно, ячеистый вспененный материал может быть по своей природе сетчатым при получении. Согласно патенту США №3661674, выданному Higgs et al. 9 мая 1972, природная сетчатая полиэфирная полиуретановая пена может быть получена, например, взаимодействием пенообразующих ингредиентов в присутствии вещества, замедляющего вязкость, такого как дополнительный полиэфир, содержащий кислотный компонент, который является таким же, как кислотный компонент полиэфира, применяемого для получения вспененного материала, но который имеет гидроксильное число от 10 до 100 и вязкость менее чем 200 пуаз.

В данном описании термин «растягивающийся» относится к материалам, которые, при применении к ним растягивающего усилия, могут быть увеличены до растянутого размера, который составляет, по меньшей мере, 150% от исходного размера (т.е. на, по меньшей мере, 50% больше, чем исходный, нерастянутый размер) в одном или более направлении без разрыва. Термин «эластичный» относится к материалам, которые растягиваются и которые, при снятии растягивающего усилия, сокращаются (восстанавливаются) на, по меньшей мере, 50% от разницы между растянутым размером и исходным размером. Например, материал, имеющий исходный размер 20 см, может называться растягивающимся, если он может быть увеличен до размера, по меньшей мере, 30 см без разрыва. Тот же материал является эластичным, если после растяжения до 30 см, он сжимается до размера 25 см или менее при снятии растягивающего усилия.

В данном описании термин «денье» относится к мере масса-на-единицу-длины линейного материала, определенной как количество граммов на 9000 метров. Термин может относиться как к отдельному волокну, так и к пучку волокон (пряже).

В данном описании термин «децитекс» (аббревиатура «дтекс») является термином, сходным с денье, за исключением того, что он обозначает массу в граммах 10000 метров пряжи или волокна.

В данном описании термин «гидроперепутывание» относится к методике обработки полотна с применением высокоскоростных струй воды, получаемых из отверстий под высоким давлением, где волокна или нити в полотне перераспределяются под влиянием водного удара. В качестве примера, в патенте США №3485706, выданном Evans 23 декабря 1969, описание которого дано здесь путем ссылки до той степени, которая не противоречит сказанному здесь, описан процесс гидроперепутывания для производства нетканых полотен. Во время гидроперепутывания нетканое полотно обычно располагают на перфорированной формующей поверхности, там оно подвергается ударам водных струй, в процессе чего волокна или нити полотна нетканого полотна становятся перепутанными, тем самым создавая нетканое полотно со сцеплением и целостностью, в то время как определенные характеристики формующей поверхности помогают создавать желаемый узор нетканого полотна. Перед выходом из выпускных отверстий вода может иметь давление вплоть до 60 МПа (600 бар). Выпускные отверстия могут иметь диаметр от 0,05 до 0,25 мм и могут быть расположены на расстоянии 20-160 меш. Струи ударяют о поверхность нетканого полотна, проникают в него и вытекают в отверстия в перфорированной поверхности (подложка полотна) и через щели отсоса. В этом способе волокна перепутаны, что может вызвать уплотнение и связывание нетканого полотна. См. также патент США №5389202, выданный Everhart et al. 14 февраля 1995, описание которого дано здесь путем ссылки до той степени, которая не противоречит сказанному здесь.

Перфорированная поверхность может быть практически плоской или трехмерной, и может быть перфорированной металлической поверхностью, металлической сеткой, полимерной сеткой или полотном, таким как полотно, полученное сквозной сушкой, известное в бумажной отрасли, или другая поверхность. Родственные примеры методики гидроперепутывания найдены, например, в патенте США №4805275, выданном Suzuki et al. 21 февраля 1989, где описаны трехмерные пористые поверхности. См. также заявку на патент США №2002/0025753, опубликованную Putnam et al. 28 февраля 2002.

В данном описании термин «группа свободно располагающихся элементов» относится к одному или более взаимосвязанных элементов, которые вытянуты на некоторое расстояние от целой ячейки вспененного материала, где элементы в группе связаны с той же целой ячейкой. Если первый и второй элементы из первой и второй ячеек соответственно соединяются на стыке и имеют третий элемент (свободно располагающийся элемент), продолжающийся от стыка, первый и второй элемент считаются частью закрытой ячейки, и группа свободно располагающихся элементов будет состоять из третьего элемента. Если третий элемент разветвляется на два других свободно располагающихся элемента на конце, противоположном месту стыка, третий элемент и два других свободно располагающихся элемента являются частью группы свободно располагающихся элементов.

В данном описании термин «свободная длина», относящийся к свободно располагающемуся элементу или группе свободно располагающихся элементов, означает линейное расстояние свободно располагающегося элемента или группы свободно располагающихся элементов соответственно от ближайшей части первых целых ячеек во вспененном материале, присоединенной к свободно располагающемуся элементу или группе свободно располагающихся элементов.

Вспененный слой

В одном варианте, вспененный слой содержит открытоячеистую пену, такую как меламиновая пена, пенополиуретан или другие известные открытоячеистые пены. Такие вспененные материалы обычно содержит стержневидные опоры, образующие сетчатое переплетение, которое определяет ячейки во вспененных материалах.

Пены на основе меламина могут включать пены, производимые в настоящее время компанией BASF, расположенной в Ludwigshafen, Germany под торговым наименованием BASOTECT®. Например, может применяться BASOTECT® 2011 с плотностью около 0,01 г/см³. Блоки из пены на основе меламина производятся компанией Procter & Gamble, расположенной в Cincinnati, Ohio, под торговым наименованием MR. CLEAN®. Подобные материалы продаются под наименованием CLEENPRO™ от LEC, Inc., расположенной в Tokyo, Japan (выполнение некоторых продуктов показано в

http://www.users.bigpond.com/jmc.au/CLEENPRO/CLEENPRO-E.htm

и http://www.users.bigpond.com/jmc.au/CLEENPRO/CLEENPRO%20Family-E.htm, которые oбe напечатаны 13 ноября 2003). Пена на основе меламина также продается для акустической и тепловой изоляции многими компаниями, такими как American Micro Industries, расположенная в Chambersburg, Pennsylvania.

Примеры потенциально полезных сетчатых пен включают сетчатые пенополиуретаны от компании Foamex, Inc., расположенной в Linwood, Pennsylvania, такие как пена SIF-60z; и сетчатые пены следующих фирм: Crest Foam Industries, Inc., расположенной в Moonachie, New Jersey, включая сетчатые пены FilterCrest®; Scottfoam Corporation, расположенной в Eddystone, Pennsylvania; Swisstex, Inc., расположенной в Greenville, South Caroline; Recticell, расположенной в Chicago, Illinois; и пены, производимые Caligen Europe BV, расположенной в Breda, the Netherlands, дочерней компанией British Vita PLC, расположенной в Manchester, England.

Примеры сетчатых пен также описаны в патентной литературе, включая патент США №3171820, выданный Vilz et al. 2 марта 1965; патент США №4631077, выданный Spicer et al. 23 декабря 1986; патент США №4656196, выданный Kelly et al.7 апреля 1987; и патент США №4540717, выданный Mahnke et al. 10 сентября 1985. Также потенциальное применение могут иметь открытоячеистые пены, продаваемые Sydney Health & Son, расположенной в Burslem, Stoke on Trent, United Kingdom, включая сетчатые пены, описанные как имеющие 75 пор на дюйм. Сетчатые пены могут включать полиуретановые, сложные полиэфирные и простые полиэфирные типы, а также другие известные сетчатые пены. Другие пены, которые могут рассматриваться, включают описанные в патенте США №4062915, выданном Stricharczuk et al. 13 декабря 1977.

Размер пор в промышленных открытоячеистых пенах обычно выражают в количестве пор на дюйм (п/д), основываясь на измерении пор вдоль прямой линии известной длины, а также может быть выражен в порах на сантиметр (п/см). В соответствии с данным изобретением, вспененный материал во вспененном слое может иметь один из следующих типовых размеров пор: от около 1 п/см до около 200 п/см; от около 3 п/см до около 180 п/см; от около 10 п/см до около 150 п/см; от около 15 п/см до около 130 п/см; от около 15 п/см до около 100 п/см; или от около 20 п/см до около 65 п/см.

Свободно располагающиеся элементы вспененного материала, только в качестве примера, могут иметь эффективный диаметр около 0,3 микрона или более, такой как около 1 микрона или более, около 3 микронов или более, или около 10 микронов или более, например следующие: от около 0,3 микрона до около 30 микронов; от около 1 микрона до около 30 микронов; от около 3 микронов до около 30 микронов; от около 1 микрона до около 20 микронов; и от около 1 микрона до около 10 микронов. Свободная длина свободно располагающихся элементов, свободная длина множества или группы свободно располагающихся элементов, эффективной для присоединения принимающего слоя, свободная длина типового свободно располагающегося элемента, средняя свободная длина свободно располагающихся элементов на поверхности вспененного материала или медианная свободная длина свободно располагающихся элементов на поверхности вспененного материала может быть любой из: более чем около 3 микронов; более чем около 10 микронов; более чем около 20 микронов; более чем около 50 микронов; более чем около 100 микронов; более чем около 500 микронов; более чем около 1000 микронов; и более чем около 2000 микронов, например от около 10 микронов до около 2000 микронов, или от около 50 микронов до около 1000 микронов, или от около 100 микронов до около 500 микронов. Соотношение свободной длины свободно располагающегося элемента (или его похожие измерения, описанные выше) к эффективному диаметру свободно располагающегося элемента может быть около 5 микронов или более, 10 микронов или более, 20 микронов или более, 50 микронов или более, и 100 микронов или более, например от около 5 микронов до около 100 микронов, или от около 10 микронов до около 200 микронов.

Другие открытоячеистые вспененные материалы также могут рассматриваться, такие как слой пеноаминопласта (например, пены, полученные из карбамидоформальдегидных смол или меламинформальдегидных смол), пенофенопласта, такого как пена, полученная из фенолформальдегидных смол. Любой пеноаминопласт или другая открытоячеистая пена, описанная в патенте США №4125664, выданном Giesemann 14 ноября 1978, описание которого дано здесь путем ссылки до той степени, которая не противоречит сказанному здесь, могут применяться для производства изделий в соответствии с данным изобретением. Другие пены, которые могут применяться в соответствии с данным изобретением, включают пены, описанные в патенте США №4666948, выданном Woemer et al. 19 мая 1987; патенте США №5234969, выданном dark et al. 10 августа 1993; патенте США №6133332, выданном Shibanuma 17 октября 2000; и заявке на мировой патент №WO 91/14731, опубликованной Mäder et al. 3 октября 1991, описание которых дано здесь путем ссылок до той степени, которая не противоречит сказанному здесь.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения вспененный слой содержит термореактивную пену, и термореактивные компоненты вспененного слоя могут составлять свыше 50%, свыше 60%, свыше 80% или свыше 90 мас.% вспененного слоя. Альтернативно, твердые полимерные компоненты вспененного слоя могут состоять практически из одного или более термореактивных материалов. В другом варианте осуществления данного изобретения вспененный слой может практически не содержать термопластичных материалов. В другом варианте осуществления данного изобретения вспененный слой может не содержать более 50% любого из компонентов, выбранных из полиолефиновых материалов, полиуретанов, силиконов и сложных полиэфиров.

Вспененный слой может содержать более одного типа пены. Например, неоднородные вспененные слои могут состоять из структур или композиций, подобных тем, которые описаны в патенте США №5817704, выданном Shiveley et al. 6 октября 1998, описание которого дано здесь путем ссылки до той степени, которая не противоречит сказанному здесь. Два или более типа вспененного материала могут быть смешаны или объединены вместе во время производства пены, или существующие пены могут быть наслоены или соединены вместе другим методом.

Вспененный слой может быть отрезан или разрезан до любой желаемой толщины и может быть разрезан таким образом, чтобы принять плоскую, синусоидальную или другую геометрическую форму. Принципы отрезания и разрезания вспененного слоя описаны в европейском патенте №ЕР 191475, опубликованном Gotoh et al. 20 августа 1986; патенте США №5670101, выданном Nathoo et al. 23 сентября 1997, в котором показан нож (объект №32 на фигуре 3), который разрезает вспененный материал единовременно на множество слоев, предположительно с помощью множества режущих пластин; и в патенте США №6245697, выданном Conrad et al. 12 июня 2001, в котором описано применение острой возвратно-поступательной режущей пластины для разрезания вспененного материала на тонкие слои толщиной, например, от около 0,5 мм до около 5 мм.

Другой способ разрезания вспененного материала на тонкие небольшие слои (например, около 1 мм толщиной или более) найден в заявке на патент Японии № JP 2001-179684А, опубликованном Toshiro 3 июля 2001, в котором описано присоединение укрепляющего слоя к вспененному материалу перед разрезанием для более легкой обработки тонкого слоя. Вспененный материал с усиливающим слоем прессовали в зажиме и затем приближали к режущей пластине, которая отрезала тонкий слой от основной части вспененного материала. Дополнительно к данному изобретению, усиливающий слой, такой как нетканое полотно или бумажная полоска, может быть приклеен к толстому блоку вспененного материала, и затем материал берут в зажим и наталкивают на лезвие ножа, расположенного так, чтобы отрезать тонкую часть вспененного материала, присоединенного к усиливающему слою. Оставшийся более толстый блок вспененного материала затем снова присоединяют ко второму усиливающему слою одной стороной, и вспененный материал, смежный с усиливающим слоем, может быть отрезан, как описано выше, и процесс может повторяться до тех пор, пока вспененный материал не будет практически полностью разрезан на множество тонких слоев, присоединенных к усиливающему слою. Обе стороны исходного блока вспененного материала могут быть присоединены к усиливающему слою, при желании, что при необходимости позволяет при конечном разрезании разделить вспененный материал на два тонких слоя, которые оба присоединены к усиливающим слоям.

В дополнение к отрезанию от больших блоков вспененного материала вспененный материал может быть получен непосредственно в виде тонкого слоя с применением таких способов, которые описаны в международной заявке на № WO 98/28118, опубликованной Peterson et al. 2 июля 1998.

Вспененный материал также может быть перфорирован, как и усиливающий слой. Один из способов перфорирования вспененных материалов описан в международной заявке WO 00/15697, опубликованной Park et a. 23 марта 2000. Вспененный материал также может иметь множество коротких разрезов или вытянутых отверстий, наносимых под прямым углом к плоскости вспененного материала, например, как материалы с разрезами в патенте США №5397316, выданном La Von et al.14 марта 1995.

Усиливающий слой

Вспененный слой может быть усилен лежащим под ним усиливающим слоем, таким как нетканое полотно, папиросная бумага, тканое полотно, мешковина и подобные. В одном варианте осуществления данного изобретения усиливающий слой обычно может содержать целлюлозные волокна и может содержать бумажный материал, такой как усиленная латексом крепированная бумага, некрепированная бумага, полученная сушкой проходящим через бумажное полотно воздухом, усиленная влагостойкими смолами или другими связующими агентами, другие однослойные или многослойные тканевые структуры (многослойные ткани обычно могут потребовать прослойки связующими средствами, такими как клеевое соединения для хорошей механической целостности), совместно формованный слой, содержащий волокна древесной целлюлозы, перемешанные с термопластичным материалом, которые связаны термически (например, с применением нагретого воздуха, нагретых каландров и т.д.), и материал, полученный аэродинамическим способом, содержащий двухкомпонентные связующие волокна, связанный гидравлическим способом материал, содержащий гидравлически перепутанные бумажные волокна на нетканом субстрате, и подобные. Усиливающий слой, такой как полотно, может содержать множество слоев, связанных вместе.

Вспененные слои, присоединенные к усиливающим слоям, описаны в заявке на патент США с серийным номером 10/744238, поданной Chen et al. 22 декабря 2003, описание которого дано здесь путем ссылки до той степени, которая не противоречит сказанному здесь. Хотя продукты, описанные Chen et al. преимущественно предназначены для получения очищающих устройств, комбинации вспененных слоев и усиливающих слоев, описанные ими, могут быть адаптированы для данного изобретения.

Усиливающий слой может быть одинаковым по протяженности со вспененным слоем или может перекрывать только часть вспененного слоя, или может продолжаться за пределами всех или любой из боковых сторон вспененного слоя.

Присоединение усиливающего полотна к вспененному материалу может быть осуществлено адгезивными средствами, подходящими для сохранения хорошей гибкости изделия. Кроме того, адгезивные средства также могут придать хорошую прочность во влажных или мокрых условиях и при деформациях, обычно возникающих во время применения изделия. В одном варианте осуществления данного изобретения адгезивные средства содержат не растворимый в воде термоплавкий адгезивный материал, имеющий твердость по Шору А. около 95 или менее, предпочтительно около 75 или менее, более предпочтительно около 55 или менее, еще более предпочтительно около 40 или менее, и наиболее предпочтительно около 30 или менее, например от около 10 до около 95, или от около 20 до около 55. Применяемые адгезивные материалы могут включать, но не ограничены ими, те, которые описаны в патенте США №6541679, выданном Betrabet et al. 1 апреля 2003, и патенте США №5827393, выданном Kinzelmann et al. 27 октября 1998, а также коммерческие термоплавкие клеи HYSOL® от Henkel Loctite Corporation, расположенной в Rocky Hill, Connecticut, а также полиолефиновые, уретановые и полиамидные термоплавкие клеи. Адгезивный материал может иметь температуру стеклования от около -10°С до около +30°С, или от около 10°С до около 25°С. Предел прочности при растяжении адгезивного материала может быть, по меньшей мере, около 100 фунтов/дюйм², по меньшей мере, около 300 фунтов/дюйм², или, по меньшей мере, около 500 фунтов/дюйм².

В одном варианте осуществления данного изобретения адгезивные средства могут содержать адгезивный материал с множеством гидрофильных групп, подходящих для поддержания хорошей адгезии к целлюлозному материалу, даже когда целлюлозный материал влажный. Такие адгезивные материалы могут содержать ЭВА (эти-ленвинилацетат) и могут включать, например, EVA HYSOL® термоплавкие клеи, коммерчески доступные от Henkel Loctite Corporation, расположенной в Rocky Hill, Connecticut, включая 232 EVA HYSOL®, 236 EVA HYSOL®, 1942 EVA HYSOL®, 0420 EVA HYSOL® SPRAYPAC®, 0437 EVA HYSOL® SPRAYPAC®, CoolMelt EVA HYSOL®, QuikPac EVA HYSOL®, SuperPac EVA HYSOL® и WaxPac EVA HYSOL®. Адгезивные материалы на основе ЭВА могут быть модифицированы добавлением агентов, придающих клейкость, и других кондиционеров, таких как придающая клейкость смола Wingtack 86 производства Goodyear Corporation, расположенной в Akron, Ohio.

В другом варианте осуществления данного изобретения адгезивные средства содержат эластомерный адгезивный материал, такой как адгезивный материал на основе каучука или силикона, включая силиконовые герметики и латексные адгезивные материалы, такие как акриловый латекс. В одном варианте осуществления данного изобретения, однако, адгезивный материал практически не содержит натуральный латекс или белки, связанные с натуральным латексом. В другом варианте осуществления данного изобретения адгезивные средства практически не содержат любой вид латекса.

Адгезивные средства также могут содержать волокна или частицы, которые либо липкие, либо могут быть нагреты до частичного расплавления для объединения волокнистого полотна с вспененными слоями. Например, могут применяться двухкомпонентные связующие волокна, где волокна включают оболочку, имеющую более низкую температуру плавления, чем у волокна сердцевины (например, полипропиленовая или полиэтиленовая оболочка вокруг сложнополиэфирной сердцевины). Связующие волокна могут быть наноситься в отдельной свободной форме, или могут быть в виде предварительно связанной легкоплавкой форме. В одном варианте осуществления данного изобретения адгезивные средства включают сочетание адгезивных частиц или волокон, таких как двухкомпонентные связующие волокна, и термоплавкого или реакционноспособного адгезивного материала. Например, двухкомпонентные связующие волокна могут присутствовать на или в усиливающем слое до нанесения термоплавкого клея или другого текучего или жидкого адгезива (например, распылением, экструзией или печатью) либо на усиливающий слой, либо на пену, с последующим соединением усиливающего слоя и вспененного слоя и необязательным применением тепла или других отверждающих средств. Частицы адгезивного компонента уже могут быть активными (например, частично расплавленными) в момент, когда пену присоединяют к усиливающему слою.

В общем, адгезивные средства могут быть нанесены из распылительных насадок, пистолета для склеивания, шариковых аппликаторов, экструдеров, глубокой печатью, флексографической печатью, струйной печатью, нанесением покрытия и т.д. Адгезивные средства могут быть, но не обязательно, однородно нанесены либо на поверхность вспененного слоя, либо на поверхность усиливающего слоя, либо обоих, и могут быть селективно нанесены в области, в которых необходима повышенная прочность, например по периметру поверхности контактирования усиливающего слоя и вспененного слоя. Адгезивные средства также могут быть нанесены в виде узора или по существу в случайном порядке.

Вспененный слой может иметь толщину от около 1 до около 15 мм, от около 2 до около 12 мм, от около 3 до около 10 мм, и от около 4 до около 8 мм. Соотношение толщины усиливающего слоя к толщине вспененного слоя может быть любым из: от около 1 до около 200; от около 3 до около 10; от около 4 до около 10; от около 0,2 до около 2: от около 0,3 до около 2; от около 0,3 до около 1; менее 1; менее около 1; более около 1; и от около 0,5 до около 1,5.

Усиливающий слой, присоединенный к вспененному слою, может быть нетканым полотном, бумажным полотном, пленкой, перфорированным полотном, многослойным полотном и подобными. Подходящие нетканые полотна могут включать полотна, полученные выдуванием из расплава, нетканые полотна фильерного способа производства, полотна, полученные скреплением водяными струями под давлением, и подобные. Усиливающий слой может быть эластомерным, таким как полотна, описанные в патенте США №4707398, выданном Boggs 17 ноября 1987; патенте США №4741949, выданном Morman et al. 3 мая 1988; и патенте США №. 5520980, выданном Morgan et al. 28 мая 1996. Усиливающий слой может быть многослойным материалом, соединенным с сужением, или другим растягивающимся многослойным материалом.

Альтернативно, вспененный слой может быть получен таким образом, что усиливающий слой является единым с самим вспененным материалом. Например, одинарный слой вспененного материала может быть получен с покрытием на одной стороне, которое может усилить вспененный материал. Так же вспененный слой может иметь по существу закрытые ячейки на одной стороне и по существу открытые ячейки на другой стороне. Такой вспененный слой может быть примером «градиентного вспененного материала», имеющего градиент в направлении толщины в соответствии с такими свойствами материала, как размер пор, открытость пор, плотность и т.д. Градиентные вспененные материалы, имеющие одну усиленную сторону, могут быть получены из пен, имеющих покрытие на одной стороне, или из закрытоячеистых вспененных материалов, в которых одна поверхность превращена в открытоячеистый вспененный материал с применением химических или механических средств для удаления «окошек» из вспененного материала и освобождения свободно располагающихся элементов на одной поверхности.

Кроме того, вспененный слой также может содержать адгезивный материал для дополнительного улучшения связывания вспененного материала с принимающим слоем. Адгезивный материал может быть представлен на выступах или продолжении усиливающего слоя таким образом, чтобы обработанная адгезивом зона приходилась не на сам вспененный материал, а на присоединенную часть другого материала, или адгезивный материал может присутствовать на поверхности или внутри основной части вспененного материала. В одном варианте осуществления данного изобретения вязкий адгезивный материал присутствует во вспененном материале, но необязательно на поверхности вспененного материала, таким образом, чтобы адгезивное соединение не возникало, когда вспененный материал контактирует с другим материалом, если только вспененный материал не нагружен до такой степени, что внутренний адгезив контактирует с другим материалом (например, с принимающим слоем). Чувствительный к давлению адгезивный материал может быть распылен на поверхности вспененного материала, или впрыснут, или пропитан во вспененный материал с получением расположенных на расстоянии друг от друга отложений во вспененном материале. Адгезивная часть, присоединенная к вспененному слою, может быть защищена высвобождаемой бумагой или другими средствами для предотвращения преждевременного присоединения.

В другом варианте осуществления данного изобретения добавление адгезивных средств в систему крепления вспененного слоя может помочь повысить прочность на отрыв системы крепления вспененного слоя, если желательна более высокая прочность на отрыв.

Принимающий материал

Принимающий материал для применения в принимающем слое в соответствии с данным изобретением может быть петельным материал