Нетканые основы

Нетканые основы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение, в сущности, относится к нетканым основам для использования в товарах, таких как абсорбирующие изделия или салфетки, а также в упаковках и упаковочных материалах для товаров. Настоящее изобретение также, в сущности, относится к абсорбирующим изделиям, содержащим нетканые основы, а также к способам их изготовления.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Нетканые основы могут быть полезны в широком разнообразии применений. Различные нетканые основы могут содержать основы спанбонд-мелтблаун-спанбонд ("SMS"), содержащие внешние слои из термопластов, полученных по технологии спанбонд (например, из полиолефинов) и внутренние слои из термопластов, полученных по технологии мелтблаун. Некоторые нетканые основы, или в дополнение или вместо термопластов, полученных по технологии мелтблаун, могут содержать тонкие волокна (т.е., волокна, имеющие диаметр менее одного микрометра ("N-волокна") для создания, например, основ "SMNS" или основ "SNS". Такие нетканые основы могут содержать слои спанбонда, которые являются прочными, и внутренние слои мелтблауна и/или слои тонких волокон, которые являются пористыми, однако могут при этом замедлять быстрое просачивание текучих веществ, таких как, например, жидкости тела, или проникновение бактерий через нетканые основы.

В абсорбирующих изделиях, таких как подгузники, трусы для приучения к горшку, изделия для взрослых, страдающих недержанием, а также изделия для женской гигиены, нетканые основы используются для различных целей. Для различных применений барьерные свойства нетканых основ играют значительную роль при функционировании нетканых основ, например, при функционировании в качестве барьера для проникновения текучего вещества. Абсорбирующие изделия могут содержать множество элементов, таких как проницаемый для жидкости материал или верхний лист, предназначенный для расположения вблизи кожи пользователя, непроницаемый для жидкости материал или нижний лист, предназначенный для расположения вблизи или на внешней поверхности абсорбирующего изделия, различные барьерные слои или манжеты, и абсорбирующую сердцевину, расположенную по меньшей мере частично между проницаемым для жидкости материалом и непроницаемым для жидкости материалом.

При изготовлении различных компонентов абсорбирующих изделий и других товаров часто используют пленки, например, эластомерные пленки. Например, пленки могут быть использованы в проницаемых для жидкости слоях, непроницаемых для жидкости слоях, барьерных манжетах, барьерных слоях, боковых панелях или в других компонентах абсорбирующих изделий или других товаров. Пленки обеспечивают высокую сопротивляемость потоку текучего вещества и, таким образом, обеспечивают идеальные барьерные свойства. Это справедливо даже для сформованных, перфорированных пленок, поскольку область пленки вокруг отверстий обеспечивает отличную защиту от потока текучего вещества, а также от повторного намокания. Однако, пленки являются довольно дорогостоящими и менее комфортными для пользователя, по сравнению с неткаными основами. По этой причине, производители товаров, включающих пленки, обычно пытаются уменьшить количество пленок в своих продуктах. Таким образом, существует потребность в нетканых основах, свойства которых могут соответствовать или приближаться к соответствию особым полезным свойствам пленок, таким как малое время просачивания текучего вещества с низким поверхностным натяжением, одновременно обеспечивая комфорт для пользователя, а также преимущества в плане стоимости для производителей. Также существует потребность в нетканых основах, характеризующихся более низкой основной массой, по сравнению со стандартными неткаными основами, но при этом характеризующихся одинаковым со стандартными неткаными основами временем просачивания текучего вещества, для дополнительной экономии затрат для производителей.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном воплощении настоящее изобретение отчасти относится к нетканой основе, содержащей один или более слоев волокон. Нетканая основа характеризуется удельной площадью поверхности в диапазоне от приблизительно 0,5 м²/г до приблизительно 5 м²/г.

В другом воплощении настоящее изобретение отчасти относится к нетканой основе, содержащей один или более слоев волокон. Нетканая основа характеризуется отношением времени просачивания текучего вещества с низким поверхностным натяжением к основной массе, находящимся в диапазоне от приблизительно 0,37 с/(г/м²) до приблизительно 5 с/(г/м²).

В другом воплощении настоящее изобретение отчасти относится к нетканой основе, содержащей один или более слоев волокон. Нетканая основа характеризуется удельной площадью поверхности в диапазоне от приблизительно 0,5 м²/г до приблизительно 5 м²/г, а также отношением времени просачивания текучего вещества с низким поверхностным натяжением к основной массе в диапазоне от приблизительно 0,37 с/(г/м²) до приблизительно 5,0 с/(г/м²).

В другом воплощении настоящее изобретение отчасти относится к нетканой основе, содержащей один или более слоев волокон. Удельная площадь поверхности нетканой основы увеличивается по меньшей мере на 10% в течение предопределенного периода времени после формирования нетканой основы в условиях окружающей среды. Указанный предопределенный период времени составляет более приблизительно 24 часов.

В другом воплощении настоящее изобретение отчасти относится к нетканой основе, содержащей множество волокон. По меньшей мере некоторые волокна имеют среднемассовый диаметр волокна свыше 8 мкм, и удельную площадь поверхности по меньшей мере 1,6 м²/г.

В другом воплощении настоящее изобретение отчасти относится к нетканой основе, содержащей множество волокон. По меньшей мере некоторые волокна имеют среднемассовый диаметр волокна свыше 10 мкм, и удельную площадь поверхности по меньшей мере 1,6 м²/г.

В другом воплощении настоящее изобретение отчасти относится к нетканой основе, содержащей множество волокон. По меньшей мере некоторые волокна имеют среднемассовый диаметр волокна свыше 12 мкм, и удельную площадь поверхности по меньшей мере 0,8 м²/г.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Вышеупомянутые и другие признаки и преимущества настоящего изобретения, а также способы их достижения наряду с самим изобретением, станут более понятны исходя из нижеследующего описания неограничивающих воплощений изобретения, приведенных в сочетании с сопроводительными фигурами, на которых:

Фиг. 1 - вид сверху абсорбирующего изделия (уложенного в плоском состоянии без упругого сокращения), при этом обращенная к одежде поверхность направлена на смотрящего в соответствии с одним из неограничивающих воплощений;

Фиг. 2 - вид в перспективе абсорбирующего изделия согласно фиг. 1, при этом эластичные элементы находятся в свободном/сокращенном состоянии в соответствии с одним из неограничивающих воплощений;

Фиг. 3 - вид в поперечном сечении абсорбирующего изделия согласно фиг. 1, выполненного вдоль линии 3-3 в соответствии с одним из неограничивающих воплощений;

Фиг. 4 - схематического изображение формовочной машины, используемой для изготовления нетканой основы, в соответствии с одним из неограничивающих воплощений;

Фиг. 5 - пример вида в поперечном сечении нетканой основы в трехслойной конфигурации в соответствии с одним из неограничивающих воплощений;

Фиг. 6 - вид в перспективе нетканой основы согласно фиг. 5, при этом различные части нетканых слоев вырезаны для того, чтобы было видно состав каждого нетканого слоя в соответствии с одним из неограничивающих воплощений;

Фиг. 7 - вид в поперечном сечении нетканой основы в четырехслойной конфигурации в соответствии с одним из неограничивающих воплощений;

Фиг. 8 - вид в перспективе нетканой основы согласно фиг. 7, при этом различные части нетканых слоев вырезаны для того, чтобы было видно состав каждого нетканого слоя в соответствии с одним из неограничивающих воплощений;

Фиг. 9 - вид сверху абсорбирующего изделия, представляющего собой гигиеническую прокладку, которая может содержать нетканые основы согласно настоящему изобретению, в соответствии с одним из неограничивающих воплощений;

Фиг. 10-12 - фотографии нетканой основы, содержащей фибриллы в ее слоях спанбонда, выполненные с помощью сканирующего электронного микроскопа ("СЭМ"), в соответствии с различными неограничивающими воплощениями;

Фиг. 13-15 - дополнительные СЭМ-фотографии нетканой основы, содержащей фибриллы в ее слоях спанбонда, в соответствии с различными неограничивающими воплощениями;

Фиг. 16-18 - СЭМ-фотографии видов в поперечном сечении частей нетканой основы, содержащей фибриллы в ее слоях спанбонда, выполненные с помощью сканирующего электронного микроскопа ("СЭМ"), в соответствии с различными неограничивающими воплощениями;

Фиг. 19 - СЭМ-фотография части участка скрепления, имеющего область скрепления, где множество фибрилл простирается от области скрепления, в соответствии с одним из неограничивающих воплощений;

Фиг. 20-22 - СЭМ-фотографии видов в поперечном сечении частей участка скрепления, имеющего область скрепления, нетканой основы, при этом множество фибрилл простирается от области скрепления в соответствии с различными неограничивающими воплощениями;

Фиг. 23 - пример графика, отображающего влияние добавки для модификации свойств расплава, представляющей собой тристеарат глицерина, на удельную площадь поверхности нетканых основ согласно настоящему изобретению, по сравнению с удельной площадью поверхности стандартных нетканых основ без тристеарата глицерина в соответствии с одним из неограничивающих воплощений;

Фиг. 24 - пример графика зависимости отношения времени просачивания текучего вещества с низким поверхностным натяжением (секунды) к основной массе (г/м²) (секунды / (г/м²)), от количества тристеарата глицерина (г/м²) в нетканой основе в соответствии с одним из неограничивающих воплощений;

Фиг. 25 - пример графика зависимости удельной площади поверхности (м²/г) от времени (часы) после формирования нетканой основы или нетканого слоя для нетканых основ согласно настоящему изобретению в соответствии с одним из неограничивающих воплощений;

Фиг. 26 - пример столбчатой диаграммы времени просачивания текучего вещества с низким поверхностным натяжением (секунды) применительно к различным нетканым основам согласно настоящему изобретению, по сравнению со стандартной нетканой основой SMS с основной массой 13 г/м² в соответствии с одним из неограничивающих воплощений;

Фиг. 27 - пример графика зависимости времени просачивания текучего вещества с низким поверхностным натяжением (секунды) от процентного содержания по весу тристеарата глицерина в композиции, используемой для формования волокон, в соответствии с одним из неограничивающих воплощений;

Фиг. 28 - пример графика зависимости времени просачивания текучего вещества с низким поверхностным натяжением (секунды) от процентного содержания по весу тристеарата глицерина в композиции, используемой для формования волокон, в соответствии с одним из неограничивающих воплощений. Нижняя линия представляет нетканую основу из материала, полученного по технологии спанбонд, с основной массой 19 г/м². Средняя линия представляет нетканую основу из материала, полученного по технологии спанбонд, с основной массой 16 г/м². Верхняя линия представляет нетканую основу из материала, полученного по технологии спанбонд, с основной массой 13 г/м².

Фиг. 29 - пример графика зависимости времени просачивания текучего вещества с низким поверхностным натяжением (секунды) от диаметра волокна (мкм) в соответствии с одним из неограничивающих воплощений;

Фиг. 30 - пример графика зависимости отношения времени просачивания текучего вещества с низким поверхностным натяжением (секунды) от количества тристеарата глицерина (г/м²) в различных нетканых основах в соответствии с одним из неограничивающих воплощений;

Фиг. 31 - вид в перспективе салфетки или чистящей основы, причем салфетка или чистящая основа могут содержать нетканые основы согласно настоящему изобретению в соответствии с одним из неограничивающих воплощений;

Фиг. 32 - вид в перспективе упаковки для товаров, при этом часть упаковки может содержать нетканые основы согласно настоящему изобретению в соответствии с одним из неограничивающих воплощений;

Фиг. 33 - СЭМ-фотография вида в поперечном сечении нетканой основы согласно настоящему изобретению, при этом жирные эфиры в волокнах, полученных по технологии спанбонд, были растворены с применением гравиметрического метода весовых потерь в соответствии с одним из неограничивающих воплощений;

Фиг.34 - СЭМ-фотография вида в поперечном сечении волокна, полученного по технологии спанбонд, согласно фиг. 33 в соответствии с одним из неограничивающих воплощений;

Фиг. 35 - пример графика зависимости среднемассового диаметра волокна (ось X) от удельной площади поверхности (ось Y) в соответствии с одним из неограничивающих воплощений; и

Фиг. 36 - изображение отверстия, используемого при выполнении испытания на время просачивания текучего вещества с низким поверхностным натяжением, раскрытого в настоящем документе.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

В этом разделе описаны различные неограничивающие воплощения настоящего изобретения для обеспечения общего понимания принципов устройства, работы, изготовления и использования нетканых основ, а также способы их формирования, раскрытые в настоящем документе. Один или более примеров таких неограничивающих воплощений показаны на приложенных чертежах. Специалистам в данной области будет понятно, что нетканые основы, а также способы их формирования, описанные, в частности, в настоящем документе и показанные на сопроводительных фигурах, являются неограничивающими воплощениями, приведенными в качестве примеров, а также, что объем различных неограничивающих воплощений настоящего изобретения определяется исключительно формулой изобретения. Признаки, показанные или описанные применительно к одному неограничивающему воплощению, могут быть скомбинированы с признаками других неограничивающих воплощений. Предполагается, что такие модификации и изменения входят в объем настоящего раскрытия.

Определения:

В настоящем документе следующие термины имеют следующие значения:

Термин "абсорбирующее изделие" относится к одноразовым устройствам, таким как подгузники для младенцев, детей или взрослых, или продукты для людей, страдающих недержанием, трусы для приучения к горшку, гигиенические прокладки, тампоны и подобные, располагаемым в непосредственной близости к телу или естественным отверстиям тела пользователя с целью абсорбирования и удерживания различных продуктов выделения (например, мочи, фекалий, менструальных выделений), выделяемых телом. Определенные абсорбирующие изделия могут содержать верхний лист или проницаемый для жидкости слой, нижний лист или непроницаемый для жидкости слой, а также абсорбирующую сердцевину, расположенную по меньшей мере частично между верхним листом и нижним листом. Указанные изделия могут также содержать поглощающую систему (которая может состоять из одного или нескольких слоев) и, как правило, другие компоненты. Примеры абсорбирующих изделий согласно настоящему изобретению будут далее показаны в виде подгузника на липучках и гигиенической прокладки в нижеследующем описании и на фигурах. Однако, ничто в данном описании не должно рассматриваться, как ограничивающее объем охраны, обеспечиваемый формулой изобретения, основанной на показанных и описанных примерах абсорбирующих изделий. В сущности, настоящее изобретение применимо к любому подходящему виду абсорбирующих изделий (например, трусы для приучения к горшку, продукты для взрослых, страдающих недержанием, гигиенические прокладки). Во избежание сомнений, абсорбирующие изделия не включают салфетки. Салфетки определены далее в описании и также включены в объем настоящего изобретения.

Термин "условия окружающей среды" означает стандартные условия, наблюдающиеся после изготовления нетканой основы и/или абсорбирующего изделия, условия хранения нетканой основы и/или абсорбирующего изделия, в частности, условия при 20°С+/-7°С при относительной влажности 50%+/-30%.

Термин "товар" включает любые продукты, такие как, например, абсорбирующие изделия, салфетки (влажные или сухие), чистящие изделия или изделия для вытирания пыли, фильтры, фильтрующий материал, зубные щетки или батарейки.

Термин "основная масса" определен в испытании на основную массу, раскрытом ниже в настоящем документе. Основная масса указывается в граммах на квадратный метр (г/м²).

Термин "область скрепления" относится к области отдельных участков скрепления.

Термин "поперечное направление" обозначает направление, в сущности перпендикулярное направлению движения в машине.

Термин "диаметр", применительно к волокнам, раскрыт в испытании на определение физического диаметра и диаметра в денье, приведенном далее в настоящем документе. Физический диаметр волокон указывается в микрометрах.

Термин "эластичная жила" или "эластичный элемент" относится к ленте или жиле (т.е., с намного большей длиной, по сравнению с шириной и высотой или диаметром ее поперечного сечения), которые могут представлять собой часть собирающего компонента внутренней или наружной манжеты изделия.

Термин "волокно" относится к любому типу искусственного волокна, нити или фибриллы, непрерывных или прерывающихся, производимых в результате процесса формования, технологии мелтблаун, фибриллирования из расплава, фибриллирования пленок или в результате электропрядения, или любого другого подходящего процесса.

Термин "пленка" относится к полимерному материалу, имеющему подобную коже структуру, и не содержащему отдельно различимых волокон. Таким образом, "пленка" не включает нетканый материал. В целях настоящего изобретения, подобный коже материал может быть перфорированным, содержать отверстия или он может быть микропористым и при этом все равно условно являться "пленкой".

Термин "фибриллы" относится к выступам, продолговатым выступам или бугоркам, протяженным наружу от поверхности или в сущности радиально наружу от внешней поверхности волокна. В некоторых случаях указанные выступы, продолговатые выступы или бугорки могут быть протяженными радиально наружу относительно продольной оси волокна. Радиально наружу - означает в пределах от 1 до 89 градусов относительно продольной оси. В других случаях указанные выступы, продолговатые выступы или бугорки могут простираться радиально наружу от поверхности волокна по меньшей мере в продольной центральной трети волокна. Указанные выступы, продолговатые выступы или бугорки содержат, состоят из, или состоят в сущности из (т.е. содержат в пределах от 51% до 100% или от 51% до 99%) добавок для модификации свойств расплава, таких как жирные эфиры. Указанные выступы, продолговатые выступы или бугорки вырастают из волокон после формирования нетканой основы лишь по истечении некоторого периода времени (например, 6-100 часов) в условиях окружающей среды. Фибриллы можно увидеть через СЭМ при увеличении по меньшей мере в 1000 раз.

Термин "гидрофобный" относится к материалу или композиции, характеризующимся углом контакта более или равным 90°, согласно публикации "Contact Angle, Wettability, and Adhesion", American Chemical Society, под редакцией Robert F. Gould и защищенной авторским правом в 1964. В определенных воплощениях гидрофобные поверхности могут характеризоваться углами контакта более 120°, более 140° или даже более 150°. Гидрофобные жидкие композиции являются в сущности несмешиваемыми с водой. Термин "гидрофобная добавка для модификации свойств расплава" относится к гидрофобной композиции, которая была включена в качестве добавки в термоплавкую композицию (т.е., была смешана с термопластичным расплавом), из которой затем формовали волокна и/или основу (например, посредством технологии спанбонд, мелтблаун, фибриллирования из расплава или экструдирования).

Термин "гидрофобное поверхностное покрытие" относится к композиции, которая была нанесена на поверхность для того, чтобы сделать поверхность гидрофобной или более гидрофобной. Термин "композиция для обеспечения гидрофобного поверхностного покрытия" означает композицию, которую наносят на поверхность или основу, такую как нетканая основа, для обеспечения гидрофобного поверхностного покрытия.

Термин "соединены" или "скреплены", или "прикреплены", используемый в настоящем документе, охватывает конфигурации, в которых элемент непосредственно прикреплен к другому элементу посредством крепления указанного элемента непосредственно к другому элементу, а также конфигурации, в которых элемент опосредованно прикреплен к другому элементу посредством крепления указанного элемента к одному или нескольким промежуточным элементам, которые, в свою очередь, прикреплены к другому элементу.

Термин "текучее вещество с низким поверхностным натяжением" относится к текучему веществу, характеризующемуся поверхностным натяжением 32 мН/м+/-1,0 мН/м.

Термин "время просачивания текучего вещества с низким поверхностным натяжением" определен в раскрытом ниже испытании на время просачивания текучего вещества с низким поверхностным натяжением. Время просачивания текучего вещества с низким поверхностным натяжением указывается в секундах.

Термин "направление движения в машине" (MD) означает направление потока материалов в процессе обработки.

Термин "получаемое с помощью каландра скрепление" или "термическое скрепление" относится к скреплению, сформированному между волокнами нетканого материала под воздействие давления и температуры, причем полимерные волокна внутри скрепления плавятся или сплавляются вместе с образованием сжатой плоской области, которая может представлять собой материал в виде непрерывной пленки. Термин "получаемое с помощью каландра скрепление" не включает скрепление, сформированное с использованием адгезива, а также не включает скрепление, сформированное с использованием давления, которое определено ниже, как механическое скрепление. Термин "процесс термического скрепления" или "процесс получаемого с помощью каландра скрепления" относится к процессу, используемому для создания термического скрепления.

Термин "механическое скрепление" относится к скреплению, сформированному между двумя материалами посредством давления, ультразвукового прикрепления и/или другого процесса механического скрепления без намеренного прикладывания тепла. Термин "механическое скрепление" не включает скрепление, сформированное с использованием адгезива.

Термин "слой" относится к одному листу или слою нетканого или другого материала.

Термин "основа" относится к листоподобной структуре из одного или более слоев, такой как нетканая основа.

Термин "линейная плотность" относится к плотности в продольном направлении, измеренной в единицах массы на единицу длины волокна.

Термин "денье" относится к единице толщины волокна, равной массе (в граммах) на 9000 м волокна.

Термин "среднемассовый диаметр" относится к взвешенному по массе среднеарифметическому диаметру волокон, определенному исходя из диаметра волокна, который измеряли в соответствии с испытанием на определение физического диаметра и диаметра в денье, приведенным далее в настоящем документе. Среднемассовый диаметр волокон определяли посредством вычислений диаметра волокна, приведенных далее в настоящем документе. Среднемассовый диаметр волокон указывается в микрометрах.

Термин "среднечисловой диаметр", альтернативно, "средний диаметр" относится к взвешенному по массе среднеарифметическому диаметру волокон, определенному исходя из диаметра волокна, который измеряли в соответствии с испытанием на определение физического диаметра и диаметра в денье, приведенным далее в настоящем документе. Среднечисловой диаметр волокон определяли посредством вычислений диаметра волокна, приведенных далее в настоящем документе. Среднечисловой диаметр волокон указывается в микрометрах.

Предпочтительными являются нетканые основы, имеющие свойства, совпадающие или близкие к совпадению с некоторыми свойствами пленок. Одним предпочтительным свойством пленки для нетканого материала является способность пленки быть непроницаемой для жидкости или в сущности непроницаемой для жидкости. Обычно пленки менее "дышащие", менее комфортные и в сущности более шумные при движении, чем нетканые материалы, за исключением тех случаев, когда пленкам придают вид, более подобный нетканым материалам, с помощью дорогостоящих производственных методов. Фактически, предпочтительными являются нетканые материалы, обладающие свойствами проницаемости для текучего вещества, аналогичными или близкими таковым свойствам для пленки, поскольку с этим связаны огромная экономия денежных средств, а также более высокий уровень комфорта для пользователя. В одном из воплощений настоящее изобретение обеспечивает нетканые основы, характеризующиеся повышенными барьерными свойствами для текучего вещества. В другом воплощении настоящее изобретение обеспечивает нетканые основы, содержащие один или более слоев волокон, причем указанные нетканые основы характеризуются определенными удельными площадями поверхностей, которые больше, чем удельные площади поверхностей стандартных нетканых основ. В одном из воплощений нетканая основа согласно настоящему изобретению может содержать один или более слоев волокон, при этом множество фибрилл могут простираться наружу или радиально наружу от поверхности по меньшей мере некоторых волокон в указанных одном или более слоях волокон. Фибриллы могут обеспечивать уменьшенную проницаемость для текучего вещества (например, для жидкости или газа), особенно для жидкости, в указанном слое волокон, а также в нетканой основе в целом. Все слои нетканой основы могут иметь волокна, содержащие фибриллы, или же волокна с фибриллами могут присутствовать не во всех слоях. Другими словами, некоторые слои могут иметь волокна, не содержащие фибрилл, а другие слои могут иметь волокна с фибриллами. Некоторые слои могут иметь волокна с фибриллами и волокна без фибрилл. Удельные площади поверхностей нетканых основ, а также волокна с фибриллами будут рассмотрены более подробно ниже после более общего описания одного из примеров абсорбирующего изделия, применительно к использованию с неткаными основами согласно настоящему изобретению. Салфетки, упаковки, а также упаковочные материалы, в которых используются нетканые основы, рассматриваемые в настоящем документе, также входят в объем охраны настоящего изобретения. Они также будут рассмотрены более подробно ниже.

Нетканые основы могут содержать листы из отдельных нетканых слоев волокон, нитей, а также комбинаций волокон и нитей, скрепленных вместе с применением способов механического, термического или химического скрепления. Нетканые основы могут быть сформированы в виде относительно плоских пористых листов, изготовленных непосредственно из отдельных волокон, включая штапельные волокна, непосредственно из расплавленной пластмассы, из пластмассовых пленок и/или некоторых комбинаций из вышеупомянутых компонентов. Некоторые нетканые основы могут быть упрочнены или усилены, например, листом-подложкой. Нетканые основы могут представлять собой технические ткани, которые могут быть тканями с ограниченным сроком службы, одноразовыми тканями или очень надежными многоразовыми тканями. В различных воплощениях нетканые основы обеспечивают специфические функции, такие как абсорбирующая способность, водооталкивающая способность, упругость, эластичность, непрозрачность, мягкость и/или прочность. Такие свойства часто комбинируют для создания нетканых основ, подходящих для специфических применений, одновременно обеспечивая хороший баланс между сроком службы и стоимостью продукта. Более полная информация о способах изготовления нетканых материалов приведена, например, в "The Handbook of Nonwovens" под редакцией S.J. Russell и опубликованном Woodhead Publishing Limited и CRC Press LLC (ISBN: 978-0-8493-2596-0).

Непосредственное мокрое формование нетканых материалов из полимера

Технологии формования непрерывных и прерывающихся волокон из расплавленных материалов, как правило из термопластов, обычно называют формованием из расплава или технологией спанмелт. Технологии спанмелт могут включать как технологию мелтблаун, так и технологию спанбонд. Технология спанбонд включает подачу расплавленного полимера, который затем экструдируют через головку под давлением через большое количество отверстий в пластине, известной как фильера. Получаемые в результате непрерывные волокна охлаждают и вытягивают с помощью любых способов, таких как, например, системы вытягивания через прорезь, пушки для вытягивания или вытяжные валы (ролики). При технологиях спанлейд или спанбонд непрерывные волокна собирают в виде рыхлого материала на движущейся перфорированной поверхности, такой как, например, лента конвейера в виде проволочной сетки. Если на линии формирования многослойной нетканой основы применяется более одной фильеры, последующие нетканые слои собираются на самой верхней поверхности ранее сформированного нетканого слоя. Нетканые основы, полученные по технологии спанлейд или спанбонд, могут быть многокомпонентными (например, в виде сердцевины и оболочки, в виде "разрезанного на сегменты пирога" или конфигурации в виде островков), могут иметь множество составляющих (т.е., представлять собой смеси из множества химических веществ в одном компоненте), а также иметь множество поперечных сечений кроме цилиндрического или круглого, например трехдольчатое, овальное или полое. Примеры изготовления такого широкого разнообразия слоев или материалов, полученных по технологии спанлейд, раскрыты в патентах США №№3,502,763 (Hartmann et al.), 3,692,618 (Dorschner et al.), 3,338,992 (Kinney), 4,820,142 (Balk), 5,460,500 (Geus et al.), 6,932,590 (Geus et al.), 5,382,400 (Pike et al.), 7,320,581 (Allen et al.), и 7,476,350 (Allen).

Технология мелтблаун относится к технологии спанлейд или спанбонд в том, что формируют слой нетканой основы, при этом расплавленный полимер экструдируют через отверстия в фильере или головке, как правило, с одним рядом маленьких отверстий в указанной головке. Интенсивный быстрый поток горячего газа воздействует на и вытягивает волокна по мере их выхождения из головки и быстро вытягивает их в микроволокна с диаметрами порядка десяти микрометров и с неопределенной длиной. Это отличается от технологии спанбонд, при которой непрерывность волокон поддерживается не строгим образом. Волокна затем выдувают и укладывают посредством воздушного потока с высокой скоростью на устройство сбора, конвейер или другое полотно.

Другие нетканые слои, полученные по технологии мелтблаун, добавляют к нетканым слоям, полученным по технологии спанлейд, для формирования нетканых основ спанбонд-мелтблаун ("SM") или нетканых основ спанбонд-мелтблаун-спанбонд ("SMS"), которые сочетают в себе свойства нетканых структур из спанбонда (S) и мелтблауна (М), т.е., для формирования прочных нетканых основ с некоторыми барьерными свойствами. Описания способов изготовления таких волокон, слоев и нетканых основ, полученных по технологии мелтблаун, могут быть найдены, например, в "Superfine Thermoplastic Fibers", Van Α. Wente, Ind. Eng. Chem. Res. 48 (8) 1956, pp. 1342-46, или в патентах США №№3,849,241 (Buntin et al.) и 5,098,636 (Balk).

Другие способы изготовления еще более тонких волокон, включая волокна со средними диаметрами менее одного микрометра или 1000 нанометров ("N-волокно"), могут включать фибриллирование из расплава, усовершенствованную технологию мелтблаун или электропрядение. Усовершенствованная технология мелтблаун описана, например, в патентах США №№4,818,464 (Lau), 5,114,631 (Nyssen et al.), 5,620,785 (Watt et al.) и 7,501,085 (Bodaghi et al.). Технология фибриллирования пленок из расплава в качестве примера фибриллирования из расплава представляет собой общий класс изготовления волокон и заключается в том, что один или более полимеров расплавляют и экструдируют в виде множества различных конфигураций (например, в виде полых трубок из пленок, листов из пленок, совместно экструдированных, гомогенных или бикомпонентных пленок или нитей) и затем фибриллируют или распускают на нити. Примеры таких технологий описаны в патентах США №№4,536,361 (Torobin), 6,110,588 (Perez et al.), 7,666,343 (Johnson et al.), 6,800,226 (Gerking). Технологии электропрядения, применимые для изготовления тонких волокон, описаны в патентах США №№1,975,504 (Formhals et al.), 7,585,437 (Jirsak et al.), 6,713,011 (Chu et al.), 8,257,641 (Qi et al.); a также в "Electrospinning", A. Greiner and J. Wendorff, Angew. Chem. Int. Ed., 2007, 46(30), 5670-5703.

Волокна, полученные по технологии спанлейд или спанбонд, обычно характеризуются средним диаметром в диапазоне от приблизительно 8 микрометров для приблизительно 30 микрометров, или линейной плотностью волокна в диапазоне от 0,5 до 10 денье. Волокна, полученные по технологии мелтблаун, характеризуются диаметром, в среднем, как правило в диапазоне от 0,5 микрометров для 10 микрометров, или от 0,001 денье до 0,5 денье, при этом диапазон составляет от приблизительно 0,1 микрометра до более 10 микрометров. Тонкие волокна характеризуются средним или медианным диаметром в диапазоне от 0,1 микрометра до 2 микрометров, при этом некоторые тонкие волокна характеризуются среднечисловым диаметром менее приблизительно 1 микрометра, среднемассовым диаметром менее приблизительно 1,5 микрометра, и соотношением среднемассового диаметра к среднечисловому диаметру менее приблизительно 2.

Другие нетканые слои ("М"), полученные по технологии мелтблаун, добавляют к нетканым слоям ("S"), полученным по технологии спанлейд, для формирования нетканых основ спанбонд-мелтблаун ("SM"), нетканых основ спанбонд-мелтблаун-спанбонд ("SMS"), нетканых основ SSMMS, нетканых основ SSMMSS или других нетканых основ, которые сочетают в себе свойства нетканых структур из спанбонда (S) и мелтблауна (М), т.е., для формирования прочных нетканых основ с некоторыми барьерными свойствами для текучего вещества. То же самое может быть выполнено применительно к тонким волокнам и слоям тонких волокон, обозначенных "N", для образования SN, MN, SMN, SMNS, SMNMS, SNMN, SSMNS, SSMNNS или других подходящих комбинаций слоев.

Нетканые основы, полученные сухим и мокрым формованием

В дополнение к нетканым основам, изготовленным с помощью технологий вытягивания из расплавленных материалов, нетканые основы могут быть изготовлены и другими способами из предварительно сформованных волокон (включая натуральные волокна), например, посредством технологий сухого и мокрого формования. Технологии сухого формования включают кардование и воздушную укладку. Эти технологии могут быть скомбинированы друг с другом, например, технология сухого формования с технологией формования из расплава для формирования многослойных функциональных нетканых основ.

При процессе кардования используются волокна, разрезанные на отдельные отрезки, называемые штапельными волокнами. Тип волокна, а также требуемые свойства конечного продукта определяют длину волокна и диаметр в денье. Типичные штапельные волокна характеризуются длиной в диапазоне от 20 мм до 200 мм и линейной плотностью в диапазоне от 1 д/в до 50 д/в (денье на волокно), хотя штапельные волокна с характеристиками за указанными пределами также используются для кардования. Технология кардования преобразует такие штапельные волокна в сформованную основу. Штапельные волокна обычно продают в уплотненных брикетах, которые необходимо разрыхлить для изготовления однородных нетканых основ. Такой процесс рыхления может быть выполнен посредством комбинирования процесса рыхления брикета, грубого рыхления, деликатного рыхления или подобного процесса. Штапельные волокна зачастую перемешивают для смешивания волокон различных типов и/или для улучшения однородности. Волокна могут быть перемешаны с помощью перемешивающих бункеров для волокон, разрыхляющих устройств для брикетов, перемешивающих камер или подобными способами. Разрыхленные и смешанные волокна транспортируют к желобу, который укладывает волокна по ширине кардочесальной ма