CN107847355A - 低纤维脱落成像水力缠结非织造复合材料 - Google Patents

Abstract

本发明提供具有多种用途(例如，个人卫生制品、用于手术覆盖巾上开窗术吸收贴片的表面材料、吸收性手术覆盖巾上的表面材料等)的水力缠结复合材料。水力缠结复合材料包括水力缠结在一起的至少两个非织造纤维网。水力缠结复合材料可具有三维结构。另外，至少两个非织造纤维网可具有不同粘合水平和/或纤维屑水平。

Description

低纤维脱落成像水力缠结非织造复合材料

优先权

本申请根据35 U.S.C. §119(e)要求2015年7月15日提交的美国临时专利申请62/192,698号的优先权，所述申请全文明确通过引用结合到本文中。

技术领域

现公开的发明一般涉及具有多种商业用途的水力缠结复合材料。

发明背景

吸收产品，例如个人卫生制品，需要耐磨性和低纤维脱落(low linting)与优良的流体处理性质(例如，收集率和再湿)结合。个人卫生制品一般包括位于佩戴者和吸收芯之间的衬里层。该衬里的用途是提供适合与皮肤接触并容纳吸收材料的表面。衬里应可透入体液，并允许通过芯快速吸收液体，从而将液体从佩戴者皮肤以高速带走。另外，衬里应厚得足以在佩戴者对产品施加压力时(例如，在坐上时)防止液体从吸收芯迁移回到佩戴者皮肤。然而，一般用于个人卫生制品的衬里通常为薄纺粘织物。这些纺粘织物的低厚度使得不使用高性能收集和一般位于衬里和吸收芯之间的分布层得到优良再湿性质变得困难。

因此，在本领域仍至少需要显示较佳分离、柔软度、低纤维脱落、低磨损、大量和优良液体处理性质(例如，收集率和再湿)的三维复合材料。

发明概述

本发明的一个或多个实施方案可解决一个或多个上述问题。本发明的某些实施方案提供适用于多种用途(例如，个人卫生制品、用于手术覆盖巾上开窗术吸收贴片的表面材料、吸收性手术覆盖巾上的表面材料等)的水力缠结复合材料。在一个方面，水力缠结复合材料包括至少两个非织造纤维网。水力缠结复合材料可包括三维图案。另外，例如，在水力缠结前，至少两个非织造纤维网可具有不同粘合水平。

根据本发明的某些实施方案，至少两个非织造纤维网可包括第一非织造纤维网和第二非织造纤维网，且第一非织造纤维网和第二非织造纤维网至少之一可包括纺粘纤维。在本发明的某些实施方案中，第一非织造纤维网可具有第一非织造纤维网粘合水平，第二非织造纤维网可具有第二非织造纤维网粘合水平。在这些实施方案中，第一非织造纤维网粘合水平可低于第二非织造纤维网粘合水平。

根据本发明的某些实施方案，水力缠结复合材料的第一非织造纤维网面对指向水力缠结复合材料的至少一个水射流，水力缠结复合材料的第二非织造纤维网面对成像套筒，且第二非织造纤维网的粘合能量的量大于第一非织造纤维网的粘合能量至少约5%。

根据本发明的某些实施方案，第一非织造纤维网可包括纺粘纤维，第二非织造纤维网可包括纺粘纤维。在本发明的一些实施方案中，纺粘纤维可包括聚烯烃、聚酯或其组合至少之一。在本发明的一些实施方案中，纺粘纤维可包括聚丙烯、聚乙烯、聚酯或其组合至少之一。在其它实施方案中，纺粘纤维可包括聚丙烯。在本发明的这些实施方案中，纺粘纤维可包括全同立构聚丙烯。在本发明的某些实施方案中，第一非织造纤维网可包括双组分纤维。进一步按照本发明的这些实施方案，双组分纤维可包括包含聚乙烯的皮和包含聚丙烯、聚酯或生物聚合物(例如，聚乳酸(PLA)、聚羟基烷酸酯(PHA)和聚(羟基羧酸))至少之一的芯。在本发明的其它实施方案中，第一非织造纤维网可包括双组分纤维，第二非织造纤维网可包括聚丙烯纺粘纤维。

根据本发明的某些实施方案，水力缠结复合材料可具有三维图案。进一步按照本发明的这些实施方案，三维图案可包括基本平行的脊和凹陷。在本发明的某些其它实施方案中，三维图案可包括锯齿形图案。

根据本发明的某些实施方案，水力缠结复合材料可具有约0.1至约0.9的第二非织造纤维网和第一非织造纤维网之间的纤维屑比(lint ratio)。在本发明的某些实施方案中，水力缠结复合材料可具有约0.1至约0.75的第二非织造纤维网和第一非织造纤维网之间的纤维屑比。在本发明的某些实施方案中，水力缠结复合材料可具有约0.15至约0.6的第二非织造纤维网和第一非织造纤维网之间的纤维屑比。在本发明的其它实施方案中，水力缠结复合材料可具有约0.2至约0.5的第二非织造纤维网和第一非织造纤维网之间的纤维屑比。在本发明的某些实施方案中，水力缠结复合材料可具有约2gsm至约8gsm的纤维屑水平。在本发明的其它实施方案中，水力缠结复合材料可具有约2.5gsm至约6gsm的纤维屑水平。在其它实施方案中，水力缠结复合材料可具有约2.8gsm至约5gsm的纤维屑水平。根据本发明的某些实施方案，水力缠结复合材料可耐磨。在本发明的一些实施方案中，水力缠结复合材料可以为吸收性。

根据本发明的某些实施方案，水力缠结复合材料可具有约10gsm至约90gsm的基重。在本发明的某些实施方案中，水力缠结复合材料可具有约20gsm至约60gsm的基重。在本发明的其它实施方案中，水力缠结复合材料可具有约30gsm至约50gsm的基重。根据本发明的某些实施方案，水力缠结复合材料可具有约1N/gsm至约2N/gsm的强度因数。根据本发明的其它实施方案，例如，水力缠结复合材料可具有约1.25N/gsm至约1.75N/gsm的强度因数。在本发明的其它实施方案中，例如，水力缠结复合材料可具有约1.35N/gsm至约1.65N/gsm的强度因数。

根据本发明的某些实施方案，水力缠结复合材料可包括水力缠结在一起的至少两个非织造纤维网，包括第一非织造纤维网和第二非织造纤维网。在本发明的某些实施方案中，第一非织造纤维网在水力缠结前具有限定第一粘合水平的第一纤维屑水平，第二非织造纤维网在水力缠结前具有限定第二粘合水平的第二纤维屑水平，其中第一纤维屑水平大于第二纤维屑水平。本发明的某些实施方案的水力缠结复合材料可包括三维图案，例如，通过本文公开水力缠结方法形成。在本发明的某些实施方案中，第二非织造纤维网(在水力缠结前具有较低纤维屑水平和/或较高粘合水平的纤维网)面对成像套筒或表面，第一非织造纤维网面对指向水力缠结复合材料的至少一个水射流。这些实施方案的某些水力缠结复合材料例如可包括小于约0.9的值(例如，0.3-0.9)的两个非织造纤维网(在水力缠结在一起前)之间的加权纤维脱落水平比。

在另一个方面，本发明的某些实施方案提供形成水力缠结复合材料的方法。方法包括提供非织造材料，该非织造材料包括至少两个具有不同粘合水平的非织造纤维网，使得至少两个非织造纤维网包括具有第一非织造纤维网粘合水平的第一非织造纤维网和具有第二非织造纤维网粘合水平的第二非织造纤维网；并且对第一非织造纤维网直接或间接施加至少一个射流，以在非织造材料上给予三维图案。进一步按照本发明的这些实施方案，第一非织造纤维网粘合水平低于第二非织造纤维网粘合水平，第一非织造纤维网设置为面对至少一个射流，第二非织造纤维网直接或间接位于具有三维图案的成像表面或套筒上。本发明的某些实施方案的适合3D成像套筒包括例如RE38,105和RE38,505中所述的那些，其中二者的内容全文通过引用结合到本文中。在本发明的某些实施方案中，粘合水平为粘合能量，且第二非织造纤维网的粘合能量的量大于第一非织造纤维网的粘合能量至少约5%。

根据本发明的某些实施方案，方法可进一步包括预缠结至少两个非织造纤维网。进一步按照本发明的这些实施方案，可通过水力缠结法预缠结至少两个非织造纤维网。根据本发明的某些实施方案，方法可进一步包括施加亲水添加剂。在本发明的一些实施方案中，施加亲水添加剂可包括熔融分散亲水添加剂。在本发明的其它实施方案中，施加亲水添加剂可包括表面施加亲水添加剂。

根据本发明的某些实施方案，至少两个非织造纤维网可包括第一非织造纤维网和第二非织造纤维网，且第一非织造纤维网和第二非织造纤维网至少之一可包括纺粘纤维。根据本发明的某些实施方案，第一非织造纤维网可包括纺粘纤维，第二非织造纤维网可包括纺粘纤维。在本发明的一些实施方案中，纺粘纤维可包括以下至少之一：聚烯烃、聚酯、生物聚合物(例如，聚乳酸(PLA)、聚羟基链烷酸酯(PHA)和聚(羟基羧酸))或其组合。在本发明的其它实施方案中，纺粘纤维可包括聚丙烯、聚乙烯、聚酯或其组合至少之一。在其它实施方案中，纺粘纤维可包括聚丙烯。进一步按照本发明的这些实施方案，纺粘纤维可包括全同立构聚丙烯。在本发明的某些实施方案中，第一非织造纤维网可包括双组分纤维。根据本发明的这些实施方案，双组分纤维可包括皮，皮包含比形成芯的聚合物组合物在更低温度熔融的聚合物制剂。根据本发明的这些实施方案，双组分纤维可包括包含聚乙烯的皮和包含聚丙烯、聚酯或生物聚合物(例如，聚乳酸(PLA)、聚羟基链烷酸酯(PHA)和聚(羟基羧酸))至少之一的芯。在本发明的其它实施方案中，第一非织造纤维网可包括双组分纤维，第二非织造纤维网可包括聚丙烯纺粘纤维。

根据本发明的某些实施方案，水力缠结复合材料可具有三维图案。进一步按照本发明的这些实施方案，三维图案可包括基本平行的脊和凹陷。在本发明的其它实施方案中，三维图案可包括锯齿形图案。

根据本发明的某些实施方案，水力缠结复合材料可具有约0.1至约0.9的第二非织造纤维网和第一非织造纤维网之间的纤维屑比。在某些实施方案中，水力缠结复合材料可具有约0.1至约0.75的第二非织造纤维网和第一非织造纤维网之间的纤维屑比。在本发明的某些实施方案中，水力缠结复合材料可具有约0.15至约0.6的第二非织造纤维网和第一非织造纤维网之间的纤维屑比。在本发明的其它实施方案中，水力缠结复合材料可具有约0.2至约0.5的第二非织造纤维网和第一非织造纤维网之间的纤维屑比。在本发明的某些实施方案中，水力缠结复合材料可具有约2gsm至约8gsm的纤维屑水平。在本发明的某些其它实施方案中，水力缠结复合材料可具有约2.5gsm至约6gsm的纤维屑水平。在其它实施方案中，水力缠结复合材料可具有约2.8gsm至约5gsm的纤维屑水平。根据本发明的某些实施方案，水力缠结复合材料可耐磨。在本发明的一些实施方案中，水力缠结复合材料可以为吸收性。

根据本发明的某些实施方案，水力缠结复合材料可具有约10gsm至约90gsm的基重。根据本发明的某些实施方案，水力缠结复合材料可具有约15gsm至约60gsm(例如，20-60gsm)的基重。在本发明的其它实施方案中，水力缠结复合材料可具有约20gsm至约50gsm(例如，30-50gsm)的基重。根据本发明的某些实施方案，水力缠结复合材料可具有约1N/gsm至约2N/gsm的强度因数。在本发明的某些其它实施方案，例如，水力缠结复合材料可具有约1.25N/gsm至约1.75N/gsm的强度因数。在本发明的其它实施方案中，例如，水力缠结复合材料可具有约1.35N/gsm至约1.65N/gsm的强度因数。

附图简述

以下参考附图更充分地描述本发明，其中显示一些而非全部本发明的实施方案。实际上，本发明可以很多不同形式体现，而不应解释为限于本文阐述的实施方案，相反，提供这些实施方案，使得本公开满足适用的法律要求。在本文中，类似的数字指类似的元件。

图1为说明具有多个离散热粘合点的固结非织造纤维网的显微照片。

图2图示说明根据本发明的一个实施方案的水力缠结复合材料的横截面图；

图3图示说明根据本发明的一个实施方案的水力缠结复合材料的横截面图；

图4图示说明根据本发明的一个实施方案的具有锯齿形图案的水力缠结复合材料的顶部平面图；

图5A和5B图示说明可用于本发明的某些实施方案的非织造纤维网的示例性但非限制实施方案内的点粘合的范围；

图6图示说明形成本发明的实施方案的水力缠结复合材料的工艺流程图，显示预缠结至少两个非织造纤维网和施加亲水添加剂到水力缠结复合材料的任选步骤；并且

图7A和7B分别显示具有10gsm和20gsm基重面对水射流的纺粘纤维的复合材料对纤维脱落绘制的面对成像套筒的纺粘纤维和面对水射流的纺粘纤维之间的粘合能量增加百分数。

发明详述

以下参考附图更充分地描述本发明，其中显示一些而非全部本发明的实施方案。实际上，本发明可以很多不同形式体现，而不应解释为限于本文阐述的实施方案，相反，提供这些实施方案，使得本公开满足适用的法律要求。如本说明书和附加权利要求中所用，除非本文另外清楚地指明，单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数讨论对象。

根据某些实施方案，本发明包括至少部分基于至少两个非织造纤维网的水力缠结复合材料，使得水力缠结复合材料具有三维图案，且至少两个非织造纤维网具有不同粘合水平和/或纤维脱落水平。根据本发明的某些实施方案，水力缠结复合材料可显示较佳分离、柔软度、低纤维脱落和优良液体处理性质(例如，收集率和再湿)。

根据本发明的某些实施方案，词语“基本”或“基本地”可包括所指定的全量，或者根据本发明的其它实施方案可包括大部分而非指定全量。

术语“聚合物”或“聚合的”，在本文中可互换使用，可包括均聚物、共聚物(如嵌段、接枝、无规和交替共聚物、三元共聚物等)及其混合物和改性。另外，除非另外明确限制，术语“聚合物”或“聚合的”应包括所有可能的结构异构体；立体异构体，包括(没有限制)几何异构体、旋光异构体或对映异构体；和/或这些聚合物或聚合物质的任何手性分子构型。这些构型包括但不限于这些聚合物或聚合物质的全同立构、间同立构和无规立构构型。术语“聚合物”或“聚合的”应包括从不同催化剂系统制备的聚合物，包括(没有限制)齐格勒-纳塔催化剂系统和金属茂/单中心催化剂系统。术语“聚合物”或“聚合的”也应包括通过发酵过程或生物源制备的聚合物。

本文所用术语“非织造织物”和“非织造纤维网”可包括具有互层但不以针织或织造织物中相同重复方式的单独纤维、长丝和/或线的结构的纤维网。根据本发明的某些实施方案，非织造织物或纤维网可通过在本领域传统已知的任何方法形成，例如熔喷方法、纺粘方法、水力缠结、气流成网和粘合梳理纤维网方法。

本文所用术语“层”可包括在X-Y平面中存在的类似材料类型和/或功能的一般可识别组合。

本文所用术语“纺粘纤维”可包括其中通过从喷丝头的多个细、通常圆形毛细管挤出熔融热塑性材料成为长丝，然后快速减小挤出长丝直径形成的纤维。根据本发明的实施方案，纺粘纤维一般在沉积到收集表面上时没有粘性，且一般可连续。应注意到，在本发明的某些实施方案中使用的纺粘纤维可包括在文献中描述为SPINLACE®的非织造织物。

本文所用术语“熔喷纤维”可包括通过多个细模毛细管挤出熔融热塑性材料成为熔融线或长丝形成汇聚高速、通常热的气体(例如，空气)流，然后熔融的热塑性材料长丝削减其直径(根据本发明的某些实施方案可以为微纤维直径)形成的纤维。根据本发明的一个实施方案，模毛细管可以为圆形。随后，可通过高速气流携带熔喷纤维，并沉积到收集表面上，以形成无规分配熔喷纤维网。熔喷纤维为可连续或不连续且一般在沉积到收集表面上时粘性的微纤维。

本文所用术语“水力缠结”或“经水力缠结”可包括用高压水射流混合纤维粘合非织造织物的过程。数行水射流对准由可移动织物支撑的纤维网。纤维缠结由水射流和使相邻纤维互相盘绕的纤维网中产生的湍水的组合效应引导。

本文所用术语“层压材料”可以为包含两层或更多层(例如，薄膜层和纤维层)的结构。根据本发明的某些实施方案，层压结构的两层可结合在一起，使得基本部分其共同X-Y平面接界。

本文所用术语“固结”和“经固结”可包括非织造纤维网的至少部分纤维一起极接近或在其间连结(例如，在一起熔融)成粘合点，用于与未固结纤维网比较增加非织造纤维网对外力(例如，磨损和拉伸力)的抗力。粘合点例如可包括已软化或熔融且任选随后或同时紧压以在纤维网材料中形成离散或局部变形的纤维网材料的离散或局部区域。另外，术语“经固结”可包括经处理使得至少部分纤维极接近或在其间连结(例如，在一起熔融)的整个非织造纤维网，例如，通过热粘合，只作为一个实例。根据本发明的某些实施方案，可将这种纤维网认作为“经固结非织造纤维网”。另外，可将极接近或在其间连结(例如，在一起熔融)的纤维的具体离散区域(例如，单独粘合点)描述为“经固结”。

术语“加权纤维脱落水平”(WLL)定义为纤维网的纤维脱落结果(L)乘以其基重(BWt)。例如，具有10.3gsm基重和0. 18gsm纤维屑水平的纤维网具有1.85的WLL。WLL可根据以下公式计算：

WLL = (L * BWt).

术语“强度因数”也定义为SF，纤维网或复合材料在纵向(S1)和横向(S2)的条带拉伸强度的总和除以纤维网或复合材料的基重(BW)。SF可根据以下公式计算：

SF=(S1 + S2) / BW.

根据本发明的某些实施方案，可通过例如对纤维网加热和/或加压的方法完成固结。一种非限制示例性方法包括热粘合(例如，热点粘合)。由纤维网通过两个辊形成的压力辊隙，其中一个加热并包含在其表面上具有一个或多个几何形状(例如，点、菱形、圆形、椭圆形、哑铃形等)的多个凸起突出，在纤维网上给予或形成相应离散热粘合点，可完成热点粘合。本发明的某些实施方案的另外的非限制示例性固结方法也可包括超声粘合、通风粘合和水力缠结。固结的程度或范围可表示为已固结或经过固结的纤维网的总表面积的百分数，也称为“粘合面积”或“固结面积”。陈述有些不同，术语“粘合面积”和“固结面积”，在本文中可互换使用，可包括每单位面积由纤维粘合进入粘合点形成的局部点占据的面积，可表示为经固结非织造纤维网的总单位面积的百分数。例如，经固结非织造织物可包括只由非织造织物纤维在局部能量输入区域粘合形成的多个离散隔开粘合点。远离局部能量输入的纤维或纤维部分保持基本未粘合到相邻纤维。关于这一点，经固结非织造纤维网也可称为部分固结，因为纤维网的整个表面未固结。只作为实例，图1显示包含多个离散热粘合点12的经固结非织造纤维网10。虽然在图1中显示的具体经固结非织造纤维网10有约14%固结面积具有规则隔开菱形粘合点的图案(例如，各菱形粘合点具有约0.9mm长尺寸和约0.8mm短尺寸)，但本领域的技术人员可容易修改图1中所示的一般图案。例如，单独粘合点12的大小、数量、形状和相对位置可根据需要改变。

本文所用术语“双组分纤维”可包括由从单独挤出机挤出但一起纺成一根纤维的至少两种不同聚合物形成的纤维。双组分纤维有时也称为共轭纤维或多组分纤维。聚合物在基本不变位置在不同区域跨双组分纤维的横截面布置，且沿双组分纤维长度连续延伸。这种双组分纤维的结构可以为例如皮/芯布置，其中一种聚合物由另一种包围，或者可以为并列布置、夹层布置或“岛-海”布置，分别在多组分(包括双组分)纤维领域已知。“双组分纤维”可以为热塑性纤维，该纤维包括在不同聚合物制成的热塑性皮内包围的一种聚合物制成的芯纤维，或者具有不同热塑性纤维的并列布置。第一聚合物通常在不同于一般低于第二聚合物的温度熔融。在皮/芯布置中，这些双组分纤维由于皮聚合物熔融提供热粘合，同时保持芯聚合物的希望强度性质。在并列布置中，纤维收缩并卷曲，产生z-方向膨胀。

本文所用术语“纤维屑”和“纤维屑水平”可包括在操作时纤维网到脱落颗粒的倾向。这一倾向可根据标准检验方法WSP 400.0 (05)检测，并如实施例部分中修改。

I. 水力缠结复合材料

在一个方面，本发明提供适用于多种用途(例如，个人卫生制品、用于手术覆盖巾上开窗术吸收贴片的表面材料、吸收性手术覆盖巾上的表面材料等)的水力缠结复合材料。根据本发明的某些实施方案，水力缠结复合材料可包括至少两个非织造纤维网。水力缠结复合材料可包括三维图案。另外，水力缠结在一起的至少两个非织造纤维网可具有不同粘合水平和/或不同纤维屑水平。根据本发明的某些实施方案，在水力缠结在一起前，限定或关连具有较高纤维网粘合水平和/或较低纤维屑水平的水力缠结复合材料侧可限定水力缠结复合材料的可暴露于佩戴者皮肤的接触侧。根据本发明的某些实施方案，至少两个非织造纤维网可包括基本相同或不同固结面积，如下讨论。

根据本发明的某些实施方案，例如，至少两个非织造纤维网可包括第一非织造纤维网和第二非织造纤维网。在本发明的某些实施方案中，例如，第一非织造纤维网可具有(i)第一非织造纤维网粘合水平和(ii)第一固结面积；第二非织造纤维网可具有(i)第二非织造纤维网粘合水平和(ii)第二固结面积。进一步按照本发明的这些实施方案，例如，在水力缠结在一起前，第一非织造纤维网粘合水平可低于第二非织造纤维网粘合水平。至少两个非织造纤维网，包括第一非织造纤维网和第二非织造纤维网，可分别包括基本相同或不同固结面积，其中各非织造纤维网的相应固结面积可独立于各非织造纤维网的纤维网粘合水平选择。在本发明的某些实施方案，例如，第一非织造纤维网粘合水平可低于第二非织造纤维网粘合水平，而第一纤维网固结面积可大于第二非织造固结面积。在本发明的另外实施方案中，例如，第一非织造纤维网粘合水平可低于第二非织造纤维网粘合水平，而第一纤维网固结面积也可低于第二非织造固结面积。根据本发明的某些实施方案，至少两个非织造纤维网可包括基本相同固结面积(例如，所有非织造纤维网具有相互在10%、5%或3%内的固结面积)。根据本发明的某些实施方案，例如，各个和每个非织造纤维网的各粘合水平和固结面积可独立选择。

根据本发明的某些实施方案，水力缠结复合材料可包括水力缠结在一起的至少两个非织造纤维网，包括第一非织造纤维网和第二非织造纤维网。在本发明的某些实施方案中，第一非织造纤维网在水力缠结前具有限定第一粘合水平的第一纤维屑水平，第二非织造纤维网在水力缠结前具有限定第二粘合水平的第二纤维屑水平，其中第一纤维屑水平大于第二纤维屑水平。本发明的某些实施方案的水力缠结复合材料可包括三维图案，例如，通过本文公开水力缠结方法形成。在本发明的某些实施方案中，第二非织造纤维网(在水力缠结前具有较低纤维屑水平和/或较高粘合水平的纤维网)面对成像套筒或表面，第一非织造纤维网面对指向水力缠结复合材料的至少一个水射流。这些实施方案的某些水力缠结复合材料例如可包括小于约0.9的值(例如，0.3-0.9)的第二非织造纤维网和第一非织造纤维网(在水力缠结在一起前)之间的加权纤维脱落水平比。

根据本发明的某些实施方案，至少两个非织造纤维网可分别独立包括具有至少约任何以下3、5、7、10、12、14和15%和/或最多约50、45、40、30、25和20%的固结面积的所有其它非织造纤维网。只作为实例，至少两个非织造纤维网可包括具有3%和12%之间第一非织造纤维网固结面积的第一非织造纤维网和具有15%和30%之间第二非织造纤维网固结面积的第二非织造纤维网。在此示例性实施方案中，第一非织造纤维网粘合水平可包括大于第二非织造纤维网粘合水平的值。

在本发明的某些实施方案中，至少两个非织造纤维网可包括基本相同或不同粘合图案。例如，形成粘合图案的单独粘合点的大小、数量、形状和相对位置可根据需要独立改变。在本发明的某些实施方案中，例如，至少两个非织造纤维网可包括具有多个离散局部菱形粘合点的第一非织造纤维网，而第二非织造纤维网可具有多个离散局部椭圆形粘合点。作为本发明任何前述实施方案的附加或替代，第一非织造纤维网可包括第一非织造纤维网粘合图案，第二非织造纤维网可包括第二非织造纤维网粘合图案，其中第一非织造纤维网粘合图案(例如，无规图案)不同于第二非织造纤维网粘合图案(例如，规则和重复图案)。

如上提到，至少两个非织造纤维网的粘合图案可包括基本相同或不同类型粘合点(例如，通过不同固结方法形成的粘合点)。根据本发明的某些实施方案，例如，至少两个非织造纤维网分别可经过相同或不同固结方法。在各非织造纤维网上的粘合点例如可由一种或多种固结方法形成，例如压延(例如，热点粘合)或超声粘合。在本发明的某些实施方案中，例如，第一非织造纤维网可包括多个包含热点粘合的离散或局部粘合点，而第二非织造纤维网可包括多个由超声粘合技术形成的离散或局部粘合点。

根据本发明的某些实施方案，例如，第一非织造纤维网和第二非织造纤维网至少之一可包括纺粘纤维。在本发明的某些实施方案中，例如，第一非织造纤维网可包括纺粘纤维，第二非织造纤维网可包括纺粘纤维。在本发明的一些实施方案中，例如，纺粘纤维可包括聚烯烃、聚酯或其组合至少之一。在本发明的其它实施方案中，例如，纺粘纤维可包括聚丙烯、聚乙烯、聚酯或其组合至少之一。在其它实施方案中，例如，纺粘纤维可包括聚丙烯。进一步按照本发明的这些实施方案，例如，纺粘纤维可包括全同立构聚丙烯。在本发明的某些实施方案中，例如，纺粘纤维可包括聚乙烯。在本发明的这些实施方案中，例如，纺粘纤维可包括高密度聚乙烯(“HDPE”)、低密度聚乙烯(“LDPE”)、线型低密度聚乙烯(“LLDPE”)、乙烯共聚物及其任何组合。

根据本发明的某些实施方案，例如，第一非织造纤维网可包括双组分纤维。进一步按照本发明的这些实施方案，例如，双组分纤维可包括包含聚乙烯的皮和包含聚丙烯或聚酯至少之一的芯。在本发明的其它实施方案中，例如，第一非织造纤维网可包括双组分纤维，第二非织造纤维网可包括聚丙烯纺粘纤维。

根据本发明的某些实施方案，例如，水力缠结复合材料可包括多于两个非织造纤维网。示例性结构包括但不限于S₁S₁S₂、S₁S₁S₂S₂和S₁S₂ S₂，其中S₁=第一非织造纤维网，S₂=第二非织造纤维网。在其它实施方案，例如，第一非织造纤维网或第二非织造纤维网至少之一可包括SMS结构，其中S=纺粘，M=熔喷。在本发明的其它实施方案中，例如，第一非织造纤维网或第二非织造纤维网至少之一可包括层压材料。进一步按照本发明的这些实施方案，例如，层压材料可包括在两层长丝或多层长丝(例如纺粘)之间的捕获的熔喷层。

根据本发明的某些实施方案，例如，水力缠结复合材料可耐磨。在一些实施方案中，例如，本发明的水力缠结复合材料可以为吸收性。根据某些实施方案，例如，本发明的水力缠结复合材料可具有低纤维脱落。在这些实施方案中，例如，本发明的水力缠结复合材料可具有约2gsm至约8gsm的纤维屑水平。在其它实施方案中，例如，本发明的水力缠结复合材料可具有约2.5gsm至约6gsm的纤维屑水平。在其它实施方案中，例如，本发明的水力缠结复合材料可具有约2.8gsm至约5gsm的纤维屑水平。因此，在某些实施方案中，本发明的水力缠结复合材料可具有至少约任何以下2、2.25、2.5、2.75和2.8gsm和/或最多约8、7、6、5.5和5gsm (例如，约2.25-6gsm、约2-5gsm等)的纤维屑水平。

根据本发明的某些实施方案，例如，水力缠结复合材料可具有约0.1至约0.9的第二非织造纤维网和第一非织造纤维网之间的纤维屑比。在本发明的某些实施方案中，水力缠结复合材料可具有约0.1至约0.75的第二非织造纤维网和第一非织造纤维网之间的纤维屑比。在其它实施方案中，例如，本发明的水力缠结复合材料可具有约0.15至约0.6的第二非织造纤维网和第一非织造纤维网之间的纤维屑比。在其它实施方案中，例如，本发明的水力缠结复合材料可具有约0.2至约0.5的第二非织造纤维网和第一非织造纤维网之间的纤维屑比。因此，在某些实施方案中，本发明的水力缠结复合材料可具有至少约任何以下0.1、0.12、0.15、0.18和 0.2和/或最多约0.9、0.85、0.8、0.75、0.7、0.6、0.55和0.5(例如，约0.12-0.55、约0.1-0.5等)的第二非织造纤维网和第一非织造纤维网之间的纤维屑比。

根据本发明的某些实施方案，例如，在水力缠结在一起前，水力缠结复合材料可包括小于约0.9、小于约0.8或小于约0.7的第二非织造纤维网和第一非织造纤维网之间的加权纤维屑比。在本发明的某些实施方案中，例如，在水力缠结在一起前，水力缠结复合材料可包括至少约任何以下0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35和0.4和/或最多约0.95、0.9、0.85、0.8、0.75、0.7、0.65、0.6、0.55、0.5和0.45(例如，约0.3-0.9、约0.4-0.9等)的第二非织造纤维网和第一非织造纤维网之间的加权纤维屑比。

根据本发明的某些实施方案，例如，水力缠结复合材料可具有约10gsm至约90gsm的基重。在其它实施方案中，例如，本发明的水力缠结复合材料可具有约20gsm至约60gsm的基重。在其它实施方案中，例如，本发明的水力缠结复合材料可具有约30gsm至约50gsm的基重。因此，在某些实施方案中，本发明的水力缠结复合材料可具有至少约任何以下10、15、20、25和30gsm和/或最多约90、80、70、60和50gsm (例如，约15-60gsm、约20-50gsm、约20-80gsm、约10-90gsm等)的基重。

根据本发明的某些实施方案，例如，水力缠结复合材料可具有约1N/gsm至约2N/gsm的强度因数。在其它实施方案中，例如，本发明的水力缠结复合材料可具有约1.25N/gsm至约1.75N/gsm的强度因数。在其它实施方案，例如，本发明的水力缠结复合材料可具有约1.35N/gsm至约1.65N/gsm的强度因数。因此，在某些实施方案中，本发明的水力缠结复合材料可具有至少约任何以下1、1.25、1.35、1.4和1.5N/gsm和/或最多约2、1.9、1.8、1.75和1.65N/gsm (例如，约1.35-1.9N/gsm、约1.5-2N/gsm等)的强度因数。

根据本发明的某些实施方案，例如，水力缠结复合材料可具有三维图案。进一步按照本发明的这些实施方案，例如，三维图案可包括基本平行的脊和凹陷。在本发明的其它实施方案中，例如，三维图案可包括锯齿形图案。

例如，图2图示说明根据本发明的一个实施方案的水力缠结复合材料的横截面图。如图2中所示，水力缠结复合材料100包括已水力缠结在一起的第一非织造纤维网102和第二非织造纤维网104。水力缠结复合材料100也包括在第一非织造纤维网102表面上的三维图案106。虽然图2中所示的横截面图表示成像(例如，三维图案106)只影响第一非织造纤维网102，但这不应认作为限制性，因为根据本发明的某些实施方案成像过程也可影响第一和第二非织造纤维网二者。进一步按照本发明的这些实施方案，第二非织造纤维网可包括三维图案。

例如，图3图示说明根据本发明的一个实施方案的水力缠结复合材料的横截面图。如图3中所示，水力缠结复合材料200包括第一层第一非织造纤维网202a、第二层第一非织造纤维网202b、第一层第二非织造纤维网204a和第二层第二非织造纤维网204b。水力缠结复合材料200也包括在第一层第一非织造纤维网202a表面上的三维图案206。虽然图3中所示的横截面图表示成像(例如，三维图案206)只影响第一层第一非织造纤维网202a，但成像过程可影响复合材料的所有层202a, 202b, 204a, 204b。例如，复合材料的各层202a,202b, 204a, 204b也可包括三维图案。

图4例如图示说明根据本发明的一个实施方案的具有锯齿形图案的水力缠结复合材料的顶部平面图。如图4中所示，第一非织造纤维网302在一个表面上具有三维图案306(例如，锯齿形图案)。三维图案306例如包括基本平行的脊308和凹陷310。

II. 粘合水平

发明人已发现，本发明的水力缠结复合材料的两个或更多个非织造纤维网之间的不同粘合范围可控制复合材料内的纤维脱落范围。本发明的水力缠结复合材料的任何非织造纤维网可包括纺粘纤维网或熔喷纤维网。实际上，如本文中进一步公开，在某些实施方案中，本发明的水力缠结复合材料可包括纺粘层和/或熔喷层的任何组合。

一般大多数非织造纤维网在非粘合形式具有较差强度。组成非织造纤维网的单独纤维或长丝在一些形式中必须互连或连接在一起，一般通过胶粘、热粘合、机械缠结和这些技术的任何组合。根据本发明的不同实施方案，单独纤维或长丝在纤维网中变得互连或连接在一起的范围可控制纤维网内的粘合范围。

在本发明的水力缠结复合材料中使用的非织造纤维网可通过在本领域已知的任何技术变得粘合。可用于粘合非织造纤维网的示例性但非限制技术包括热粘合、胶乳粘合、热粘合、溶剂粘合、机械粘合、超声粘合、针刺、水刺、缝编及其任何组合。

热粘合包括使纤维表面相互在整个非织造纤维网熔合。例如，用于热粘合非织造纤维网的非限制技术包括通过软化纤维表面熔合纤维。供选实施方案包括然后以纤维、粉末或颗粒形式在整个非织造纤维网熔融可熔添加剂。热粘合技术的非限制实例包括压延和通风加热。

压延包括在具有压纹图案的加热圆筒之间引拉非织造纤维网，从而只使部分纤维网变得暴露于圆筒提供的热和压力。压纹的范围可决定非织造纤维网粘合的范围或水平。图5A图示说明可用于本发明的某些实施方案的非织造纤维网350的示例性但非限制实施方案内的点粘合360的范围。相比之下，图5B图示说明可用于本发明的某些实施方案的非织造纤维网350'的示例性但非限制实施方案内的点粘合360'的范围。图5A的点粘合非织造纤维网350代表相对于图5B的非织造纤维网350'较低粘合水平的非织造纤维网，因为在图5A的非织造纤维网350中粘合的总面积低于在图5B的非织造纤维网350'粘合的总面积。图5B的非织造纤维网350'中粘合面积的范围大于图5A的非织造纤维网350中粘合面积范围约250%。根据本发明的某些实施方案，具有较大粘合水平范围的非织造纤维网中粘合面积的范围大于具有较小粘合水平范围的非织造纤维网中粘合面积至少约2%、至少约4%、至少约5%、至少约8%、至少约10%、至少约15%、至少约20%、至少约25%、至少约30%、至少约40%、至少约50%、至少约75%、至少约90%、至少约100%、至少约150%、至少约200%、至少约250%、至少约300%、至少约400%或至少约500%。

当然，也有图5A和5B中所示点粘合图像以外的其它类型粘合图像。除了点粘合外，根据本发明的某些实施方案，非织造纤维网可区域粘合。在区域粘合中，在非织造织物纤维相互接触的位置遍布整个非织造织物产生粘合。这可通过多种方式完成，例如，由加热的空气、蒸汽或其它气体通过非粘合纤维网，使纤维熔融，并在接触点相互熔合。用加热的空气、蒸汽或其它气体提供到非织造纤维网的热能范围在很大程度上决定非织造纤维网内粘合的范围。根据本发明的某些实施方案，施加到具有较大粘合水平范围的非织造纤维网的热能量的量大于施加到具有较小粘合水平范围的非织造纤维网的热能量至少约1%、至少约2%、至少约3%、至少约4%、至少约5%、至少约6%、至少约7%、至少约8%、至少约9%、至少约10%、至少约12%、至少约15%、至少约20%、至少约25%、至少约30%、至少约35%、至少约40%、至少约45%、至少约50%或至少约75%。

根据本发明的实施方案，水力缠结复合材料包含至少两个纺粘层，其中这些纺粘层之一面对水射流，这些纺粘层的另一个面对成像套筒，用水射流和面对成像套筒给予水力缠结复合材料图像。本发明的某些实施方案的适合3D成像套筒包括例如RE38,105和RE38,505中所述的那些，其中二者的内容全文通过引用结合到本文中。进一步按照本发明的这个实施方案，形成面对3D成像套筒或表面的纺粘的粘合能量的量与形成面对水射流的纺粘的粘合能量比较大于至少约1%、至少约2%、至少约3%、至少约4%、至少约5%、至少约6%、至少约7%、至少约8%、至少约9%、至少约10%、至少约12%、至少约15%、至少约20%、至少约25%、至少约30%、至少约35%、至少约40%、至少约45%、至少约50%或至少约75%。

热粘合纤维、粉末或颗粒可包括可熔聚合物，例如聚乙烯、聚丙烯和聚酯。为了压延，粘合剂纤维通常为单组分。熔合过程破坏纤维、粉末或颗粒的最初形状，但在非粘合区域保持结构。

在非织造纤维网的纤维包括双组分纤维的实施方案中，较低熔点聚合物一般在或至少部分沿着双组分纤维的外表面布置。在熔融和随后粘合期间，低熔点聚合物软化并流动形成粘合，而高熔点组分基本保持其纤维形状和结构完整性。得益于本公开的本领域的技术人员应理解，非织造纤维网纤维中低熔点组分的量和提供到非织造纤维网的能量(例如，热量)范围二者将决定非织造纤维网相对于以相同方式粘合但在非织造纤维网纤维中可能有不同量低熔点组分的其它纤维网中的粘合范围和/或施加到非织造纤维网的能量(例如，热量)的范围。

通风热粘合用热空气在纤维网表面和在纤维网内部熔融纤维。热空气可在装设传送带的烘箱中吹过纤维网，或者在出现真空通过多孔滚筒时吸过纤维网。热空气的温度和速率是可决定非织造纤维网中粘合水平或范围的参数。在非织造纤维网中包括可熔添加剂的情况下，添加剂本身的性质和添加剂与非织造纤维网纤维之间的粘合强度可决定非织造纤维网内的粘合水平。

胶乳粘合包括使用粘合树脂或粘合剂，一般通过纤维网浸入粘合剂(例如，通过完全或部分饱和粘合)并去除任何过量或通过喷、起泡和/或印刷技术使粘合剂在纤维网上和/或遍布纤维网布置任何之一施加到纤维网。凹版印刷和丝网印刷是在非织造纤维网上布置粘合剂的印刷技术的非限制实例。在某些实施方案中，通过胶乳或树脂粘合粘合的本发明的水力缠结复合材料非织造纤维网中的粘合水平范围可通过形成纤维网所用粘合剂的量或甚至纤维网上覆盖粘合剂的范围来控制。在本发明的示例性实施方案中，具有较小粘合范围的非织造织物中粘合剂的量可占具有较小粘合范围的非织造织物总重量约5%重量至约35%重量，优选约10%重量至约30%重量，而具有较大粘合范围的非织造织物中粘合剂的量可占具有较大粘合范围的非织造织物总重量约15%重量至约50%重量，优选20%重量至约40%重量。

根据本发明的某些实施方案，非织造纤维网中粘合剂的类型可以不同，以在非织造纤维网之间给予不同的延伸性。不受理论限制，较弱粘合剂倾向于在非织造纤维网的纤维之间显示较小粘合度，而较强粘合剂倾向于在非织造纤维网的纤维之间显示较大粘合度。作为非限制实例，水基苯酚甲醛树脂不倾向于很好地粘合到聚酯纤维，而塑化乙烯基树脂与经聚合胺-甲醛衍生物组合已发现对聚酯显示较大粘合力。得益于本公开的本领域的技术人员应能够选择在非织造纤维网中布置达到较小或较大强度延伸性的粘合剂的类型和粘合剂的量。

在非织造纤维网的纤维材料容易被施加溶剂溶解时，可用溶剂粘合作为粘合技术。根据包括这些粘合技术的本发明的实施方案，所加溶剂的范围加上非织造纤维网本身的纤维材料的性质可决定粘合的相对范围。

根据本发明的某些实施方案，机械粘合缠绊和/或缠结纤维，以给予纤维网强度。已用机械粘合粘合的非织造纤维网中的粘合范围依赖所用机械粘合技术的类型，在此，非限制实例包括水力缠结、针刺和缝编。

在本发明的某些示例性实施方案中，一个或多个水力缠结复合材料的非织造纤维网已用水力缠结粘合。已用水力缠结粘合的非织造纤维网中的粘合范围可通过给予纤维网的水力缠结的范围控制，一般由施加到非织造纤维网单位面积的缠结流体的速度和量控制。根据本发明的其它实施方案，已针刺或缝编的纤维网中的粘合经历范围可分别决定于每单位面积针刺数、每单位面积缝编数或甚至缝编图案的变化。

超声粘合在很多方面类似于热粘合，已超声粘合的非织造纤维网中的粘合范围可由用于已热粘合的非织造纤维网的相同对应因数表示。经超声粘合的纤维网在产生高频声波的“焊头(horn)”和称为“砧座(anvil)”的旋转压延机之间引拉。声能，对应于热粘合中的热能，一般在非织造纤维网变得熔融的压延机上的压纹点通过机械振动产生局部热。

在本发明的某些实施方案中，一个或多个水力缠结复合材料的非织造纤维网用水刺法粘合。水刺法用细的高速水射流冲击在非织造纤维网上，使非织造纤维网的受冲击纤维弯曲并相互围绕缠结。穿透非织造纤维网的射流在非织造纤维网上形成图像，相当于形成结构上成像的图案。根据本发明的某些实施方案，不仅射流的体积和速度决定非织造纤维网中粘合的范围，不同成像图案也可在非织造纤维网中给予所需粘合范围。

用于形成熔喷纤维网的熔喷法例如包括通过具有多个孔的模挤出热塑性树脂。例如可用热空气汇聚流使经挤出聚合物流快速削弱成细直径纤维。可用高速空气使经成形纤维布置到收集网上。熔喷纤维网中的纤维通过缠结和粘结的组合随着相邻纤维冷却粘合，并变得遍布熔喷纤维网的不同部分结合。

熔喷纤维网内粘合的范围可通过各种不同参数控制，包括(但没有限制)经挤出树脂的温度、用于形成纤维的热空气流的温度、用于在收集网上形成熔喷纤维网纤维的空气的速度、冷却技术和在收集网上经形成纤维网冷却的速度和例如通过模孔大小控制的纤维的直径和其它过程条件及其任何组合。根据本发明的某些实施方案，收集网本身可以为另一个非织造纤维网，例如，在本发明的某些实施方案中，纺粘纤维网。

根据本发明的某些其它实施方案，整理处理非织造纤维网可决定非织造纤维网中粘合的范围或水平。本发明的水力缠结复合材料的有用整理技术包括层压，其中用于层压的薄膜的厚度和类型和施加薄膜的方式可决定非织造纤维网中粘合的范围。根据本发明的某些实施方案，可对任何一个或多个水力缠结复合材料的非织造纤维网运用表面处理，以改善非织造纤维网中粘合强度的范围或水平。

III. 形成水力缠结复合材料的方法

在另一个方面，本发明提供一种形成水力缠结复合材料的方法。方法包括提供一种非织造材料，该非织造材料包括至少两个具有不同粘合水平的非织造纤维网，使得至少两个非织造纤维网包括具有第一非织造纤维网粘合水平的第一非织造纤维网和具有第二非织造纤维网粘合水平的第二非织造纤维网；并且对第一非织造纤维网直接或间接施加至少一个射流，以在非织造材料上给予三维图案。在本发明的这些实施方案中，第二非织造纤维网粘合水平可高于第一非织造纤维网粘合水平，第二非织造纤维网可直接或间接位于具有三维图案的成像套筒上，且第一非织造纤维网可面对至少一个射流。

根据本发明的某些实施方案，例如，方法可进一步包括施加亲水添加剂。在本发明的一些实施方案中，例如，施加亲水添加剂可包括熔融分散亲水添加剂。在本发明的其它实施方案中，例如，施加亲水添加剂可包括表面施加亲水添加剂。根据本发明的某些实施方案，例如，方法可进一步包括预缠结至少两个非织造纤维网。进一步按照本发明的这些实施方案，例如，可通过水力缠结法预缠结至少两个非织造纤维网。

根据本发明的某些实施方案，例如，方法可进一步包括熔纺聚合物组合物，并形成至少一个非织造层。在本发明的一些实施方案中，例如，方法可进一步包括使水力缠结非织造织物的第一表面直接或间接位于具有三维图案的图像转移装置上，并直接或间接对水力缠结非织造织物的第二表面施加射流，以在水力缠结非织造织物上给予三维图案。例如，根据本发明的某些实施方案，图像转移装置可包括一个或多个滚筒或甚至固定到相应滚筒的一个或多个套筒。一个或多个水射流，例如，本发明的一个实施方案的高压水射流，可施加到与接触图像转移装置一侧相反的非织造物一侧。不旨在受理论限制，一个或多个水射流和通过非织造物引导的水使非织造纤维变得根据图像转移装置上的图像转移，例如，在一个或多个滚筒或固定到相应滚筒的一个或多个套筒上形成的图像，造成根据此图像遍布非织造物形成三维图案图像。此类成像技术进一步描述于例如美国专利6,314,627，标题为“Hydroentangled Fabric having Structured Surfaces”(具有纹理表面的水力缠结织物)；6,735,833，标题为“Nonwoven Fabrics having a Durable Three-DimensionalImage”(具有耐久三维图像的非织造织物)；6,903,034，标题为“Hydroentanglement ofContinuous Polymer Filaments”(聚合物长丝的水力缠结)；7,091,140，标题为“Hydroentanglement of Continuous Polymer Filaments”(聚合物长丝的水力缠结)；和7,406,755，标题为“Hydroentanglement of Continuous Polymer Filaments”(聚合物长丝的水力缠结)，各专利全文通过引用包括在本文中。

根据本发明的某些实施方案，例如，第一非织造纤维网和第二非织造纤维网至少之一可包括纺粘纤维。在本发明的某些实施方案中，例如，第一非织造纤维网可包括纺粘纤维，第二非织造纤维网可包括纺粘纤维。在本发明的一些实施方案中，例如，纺粘纤维可包括聚烯烃、聚酯或其组合至少之一。在其它实施方案中，例如，纺粘纤维可包括聚丙烯、聚乙烯、聚酯或其组合至少之一。在本发明的其它实施方案中，例如，纺粘纤维可包括聚丙烯。在本发明的这些实施方案中，例如，纺粘纤维可包括全同立构聚丙烯。在本发明的某些实施方案中，例如，纺粘纤维可包括聚乙烯。进一步按照本发明的这些实施方案，例如，纺粘纤维可包括高密度聚乙烯(“HDPE”)、低密度聚乙烯(“LDPE”)、线型低密度聚乙烯(“LLDPE”)、乙烯共聚物及其任何组合。

根据本发明的某些实施方案，例如，第一非织造纤维网和/或第二非织造纤维网可包括一种或多种双组分纤维。进一步按照本发明的这些实施方案，例如，双组分纤维可包括包含聚乙烯的皮和包含聚丙烯或聚酯至少之一的芯。在本发明的其它实施方案中，例如，第一非织造纤维网可包括双组分纤维，第二非织造纤维网可包括聚丙烯纺粘纤维。在本发明的某些实施方案中，例如，第一非织造纤维网可包括聚丙烯纺粘纤维，第二非织造纤维网可包括双组分纤维。

根据本发明的某些实施方案，例如，水力缠结复合材料可包括多于两个非织造纤维网。示例性结构包括但不限于S₁S₁S₂、S₁S₁S₂S₂和S₁S₂ S₂，其中S₁=第一非织造纤维网，S₂=第二非织造纤维网。在其它实施方案，例如，第一非织造纤维网或第二非织造纤维网至少之一可包括SMS结构，其中S=纺粘，M=熔喷。在其它实施方案中，例如，第一非织造纤维网或第二非织造纤维网至少之一可包括层压材料。在这些实施方案中，例如，层压材料可包括在两层长丝或多层长丝(例如纺粘)之间的捕获的熔喷层。

根据本发明的某些实施方案，例如，水力缠结复合材料可耐磨。在一些实施方案中，例如，本发明的水力缠结复合材料可以为吸收性。根据某些实施方案，例如，本发明的水力缠结复合材料可具有低纤维脱落。在这些实施方案中，例如，本发明的水力缠结复合材料可具有约2gsm至约8gsm的纤维屑水平。在其它实施方案中，例如，本发明的水力缠结复合材料可具有约2.5gsm至约6gsm的纤维屑水平。在其它实施方案中，例如，本发明的水力缠结复合材料可具有约2.8gsm至约5gsm的纤维屑水平。因此，在某些实施方案中，本发明的水力缠结复合材料可具有至少约任何以下2、2.25、2.5、2.75和2.8gsm和/或最多约8、7、6、5.5和5gsm (例如，约2.25-6gsm、约2-5gsm等)的纤维屑水平。

根据本发明的某些实施方案，水力缠结复合材料可具有约0.1至约0.9的第二非织造纤维网和第一非织造纤维网之间的纤维屑比。在本发明的某些实施方案中，水力缠结复合材料可具有约0.1至约0.75的第二非织造纤维网和第一非织造纤维网之间的纤维屑比。在其它实施方案中，例如，本发明的水力缠结复合材料可具有约0.15至约0.6的第二非织造纤维网和第一非织造纤维网之间的纤维屑比。在其它实施方案中，例如，本发明的水力缠结复合材料可具有约0.2至约0.5的第二非织造纤维网和第一非织造纤维网之间的纤维屑比。因此，在某些实施方案中，本发明的水力缠结复合材料可具有至少约任何以下0.1、0.12、0.15、0.18和 0.2和/或最多约0.9、0.85、0.8、0.75、0.7、0.6、0.55和0.5(例如，约0.12-0.55、约0.1-0.5等)的第二非织造纤维网和第一非织造纤维网之间的纤维屑比。

根据本发明的某些实施方案，例如，在水力缠结在一起前，水力缠结复合材料可包括小于0.9、小于0.8或小于0.7的第二非织造纤维网和第一非织造纤维网之间的加权纤维屑比。在本发明的某些实施方案中，例如，在一起水力缠结在一起前，水力缠结复合材料可包括至少约任何以下0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35和0.4和/或最多约0.95、0.9、0.85、0.8、0.75、0.7、0.65、0.6、0.55、0.5和0.45(例如，约0.3-0.9、约0.4-0.9等)的第二非织造纤维网和第一非织造纤维网之间的加权纤维屑比。

根据本发明的某些实施方案，例如，水力缠结复合材料可具有约10gsm至约90gsm的基重。在其它实施方案中，例如，本发明的水力缠结复合材料可具有约20gsm至约60gsm的基重。在其它实施方案中，例如，本发明的水力缠结复合材料可具有约30gsm至约50gsm的基重。因此，在某些实施方案中，本发明的水力缠结复合材料可具有至少约任何以下10、15、20、25和30gsm和/或最多约90、80、70、60和50gsm (例如，约20-80gsm、约10-90gsm等)的基重。

根据本发明的某些实施方案，例如，水力缠结复合材料可具有约1N/gsm至约2N/gsm的强度因数。在其它实施方案中，例如，本发明的水力缠结复合材料可具有约1.25N/gsm至约1.75N/gsm的强度因数。在其它实施方案，例如，本发明的水力缠结复合材料可具有约1.35N/gsm至约1.65N/gsm的强度因数。因此，在某些实施方案中，本发明的水力缠结复合材料可具有至少约任何以下1、1.25、1.35、1.4和1.5N/gsm和/或最多约2、1.9、1.8、1.75和1.65N/gsm (例如，约1.35-1.9N/gsm、约1.5-2N/gsm等)的强度因数。

根据本发明的某些实施方案，例如，水力缠结复合材料可具有三维图案。进一步按照本发明的这些实施方案，例如，三维图案可包括基本平行的脊和凹陷。在本发明的某些实施方案中，例如，三维图案可包括锯齿形图案。

图6例如图示说明形成本发明的实施方案的水力缠结复合材料的工艺流程图，显示预缠结至少两个非织造纤维网和施加亲水添加剂到水力缠结复合材料的任选步骤。如图6中所示，示例性方法包括任选在操作410预缠结至少两个非织造纤维网；在操作420提供一种非织造材料，该非织造材料包括至少两个具有不同粘合水平的非织造纤维网，使得至少两个非织造纤维网包括具有第一非织造纤维网粘合水平的第一非织造纤维网和具有第二非织造纤维网粘合水平的第二非织造纤维网；在操作430对第一非织造纤维网直接或间接施加至少一个射流，以在非织造材料上给予三维图案；和任选在操作440施加亲水添加剂。

因此，根据某些实施方案，本发明包括至少部分基于至少两个非织造纤维网的水力缠结复合材料，使得水力缠结复合材料具有三维结构，且至少两个非织造纤维网具有不同粘合水平。根据本发明的某些实施方案，水力缠结复合材料可显示较佳分离、柔软度、低纤维脱落和优良液体处理性质(例如，收集率和再湿)。

实施例

本公开进一步由以下实施例说明，这些实施例决不应以任何方式解释为限制性。即，以下实施例中所述的具体特征只为说明性，不为限制性。

检验方法

以下实施例的基重以与ASTM检验方法D3776一致的方式测定。结果以质量/单位面积g/m²(gsm) 的单位提供。

纤维网的条带拉伸强度根据ASTM检验方法D5035测定。

纤维脱落衡量在具有粘合带的辊对其滚轧时纤维网脱落颗粒的倾向。所用方法为WSP 400.0 (05)，有一些修改。关键修改在下面描述：

A)用于在织物片上一致和重复移动具有双侧带的辊的装置为Peter ViehoeverUberroller, Model RDG-03(由Peter Viehoever Sondermachinen, Kaarst-Buttgen,Germany制造)。移动长度设定为150。检验也可包括跨纤维网一致和重复地移动辊多于一次，每次前后移动定为一个循环。实施例中包括的纤维脱落数据用五(5)个循环测定。

B)所用双侧粘合带为3M的 415型(由3M, MN, USA制造)。

C)每样品只取6个75x425mm片，片的长度方向与纤维网的加工方向(MD)平行(不获取和检验长度方向与纤维网横向平行的样品)。

D)报告的纤维屑结果为从样品所取六个片的侧A和侧B结果的平均值。WLL从样品的该平均值和基重的平均值计算。

厚度用Thwing-Albert Instrument Company, West-Berlin, NJ, USA销售的Progauge 89-2009型测定。结果以mm报告。

透气率数据用TexTest AG, Zurich, Switzerland制造的TexTest FX3300 AirPermeability Tester透气率检验仪产生。TexTest FX3300 Air Permeability Tester透气率检验仪根据制造商说明书用38cm²孔和125Pa压降按照检验方法WSP 70.1使用。结果以单位cm³/cm²/sec报告。

根据EDANA/INDA Worldwide Strategic Partners standard tests (世界战略伙伴标准检验) WSP 70.7 (05) “Standard Test Method for Nonwovens -- RepeatLiquid Strike-Through time”(非织造物标准检验方法--重复液体穿透时间) (“WSP70.7”)和70.8 (05) “Standard Test Method for Wetback After Repeated Strike-Through Time”(在重复穿透时间后回湿的标准检验方法) (“WSP 70.8”)，通过检验样品得到穿透和再湿数据。使用Lenzing Instruments GmbH & Co KG, Lenzing, Austria的Lister AC进行WSP 70.7检验。对于WSP 70.7检验方法，5ml 0.9%盐水溶液侵入的穿透时间在第一、第二和第三次侵入后以秒记录。在对样品进行WSP 70.7检验后，根据WSP 70.8测定再湿。对于WSP 70.8检验方法，使用购自Lenzing Instruments GmbH & Co的WetBack检验装置。吸收芯用纸为ERT FF3类型，由Hollingworth & Vose, Winchcombe, England提供。再湿检验所用滤纸为ERTMWWSSHEETS类型，125mm(UPC 0041729020442)，也购自Hollingworth & Vose。

实施例1

在实施例1中制备纺粘样品。所有样品在装配有点粘合压延机的2-束Reicofil®-2纺粘生产线(Reifenhäuser Reicofil, Spicher Straβe 46, 53844 Troisdorf, Germany)上制备。用于压纹压延辊的图案为具有14%和19%之间粘合面积的典型菱形粘合图案。

所有10gsm纺粘样品用相同挤出和纺丝条件和35 MFR聚丙烯制备。样品之间的唯一差异是加热压延辊的油的设定点，以增量约5至6℃变化。关于这一点，观察到选择的最低温度接近该系列拉伸性质的最佳温度，选择的最高温度为产生最低纤维屑结果的温度。如前提到，纤维屑结果基于根据以上所述修改WSP 400.0(05)方法使样品经过五(5)个循环。

表1

以20gsm制备的样品用关于10gsm样品相同的聚合物并用相同挤出和纺丝条件制备，然而，减小收集带速度，以产生较高基重，并调节加压延辊的油的设定点温度范围，以反映较高基重。相邻粘合设定点之间的增量也为分隔约6℃，所用最低温度为产生该系列最佳拉伸性质的温度，而最高温度产生最低纤维屑。

关于10gsm样品(样品A-C)和20gsm样品(样品D-F)的粘合条件和检验结果可见于表1中。如表1中所示，最高拉伸强度不对应在系列中检测的最低纤维屑水平。

实施例2

在实施例2中，通过在中试生产线上水力缠结从样品A-C系列取得的一个纤维网和从样品A-C或样品D-F系列取得的一个纤维网，结合样品A-C和D-F。中试生产线包括第一区段，其中预缠结两个纺粘纤维网，同时在该生产线的平面区段在带顶上移动。对于这些预缠结纺粘纤维网，使用四组水射流，压力以渐进次序设定为13.8、27.6、55.2和68.9Bar。然后，将预缠结纤维网移到3D成像套筒，在此在117Bar使用两个注射器。本发明的某些实施方案的适合3D成像套筒包括例如RE38,105和RE38,505中所述的那些，其中二者的内容全文通过引用结合到本文中。所用套筒为锯齿图案套筒。缠结后，用蒸汽罐列干燥复合材料。由于中试生产线窄且长，与前体纤维网比较时，发生产品颈缩，转变成基重增加。对于较轻和较小粘合的纤维网，该影响一般更显著。

表2显示样品的构造和基重、厚度及拉伸性质。

表2

表3显示复合材料样品的纤维脱落和穿透及再湿数据。如样品3、6、8和9所示，在面对成像套筒的纤维网(顶部纤维网)为具有两个纤维网中较低纤维屑值的纤维网时，并且在前体纤维网之间的加权纤维屑水平的比例(顶部/底部或成像工具/水射流)小于0.9，且复合材料的强度因数高于1.3N/(5cm*gsm)时，或在前体纤维网的纤维屑的比例小于0.45，且复合材料的强度因数高于1.3N/(5cm*gsm)时，得到水力缠结复合材料的最低纤维屑结果。如样品2所示，结合具有低纤维屑表现的两个纤维网不产生纤维脱落方面最佳的复合材料。因此，复合材料的较低纤维屑水平和较高强度比之间似乎有关系。这一关系可能是由于在成像期间面对水射流的纤维网更多断裂，且长丝更自由地与较佳粘合纤维网的更稳定结构缠结时，改进纤维网一起固着。

表3

如果认为压延辊转移到非织造纤维网的热量与(T_平均 - T_纤维网)成比例，且T_平均为用于相应纺粘纤维的顶部和底部压延辊之间的平均油温，并假定T_纤维网(纤维网的温度)近似为25℃，则基于面对水射流的纺粘纤维和面对成像套筒的纺粘纤维之间转移的能量差的粘合水平范围百分数变化可由公式1近似。

%增加= 100 x (T_{平均, 射流} - T_{平均, 套筒}) / (T_{平均, 射流}- 25) (1)

表4显示相对于给予顶部非织造纤维网的能量，给予底部非织造纤维网的额外能量的范围的计算增加百分数，假定顶部和底部之间的粘合强度。

图7A和7B分别显示具有10gsm和20gsm基重的面对水射流的纺粘纤维的复合材料对纤维脱落绘制的面对成像套筒的纺粘纤维和面对水射流的纺粘纤维之间的粘合能量增加百分数。对于具有10gsm基重的面对成像套筒的纺粘纤维，面对水射流的纺粘纤维和面对成像套筒的纺粘纤维之间的粘合能量增加%的相关系数为-0.85，对于具有20gsm基重的面对成像套筒的纺粘纤维，相关系数为-0.81。这表明，与面对成像套筒的纺粘纤维的粘合能量比较，面对水射流的纺粘纤维的粘合能量增量引起复合材料的纤维脱落量减小。

在不脱离附加权利要求更具体阐述的本发明的精神和范围下，本领域的技术人员可进行本发明的这些和其它修改和变化。另外应了解，不同实施方案的方面可完全或部分互换。另外，本领域的技术人员应了解，前述说明只作为实例，并不是要限制本发明，本发明进一步描述于附加权利要求书中。因此，附加权利要求的精神和范围不应限于本文所含示例性变型的描述。

Claims (65)

1. 一种水力缠结复合材料，所述水力缠结复合材料包括：

至少两个非织造纤维网；和

三维图案，

其中至少两个非织造纤维网在水力缠结在一起前具有不同粘合水平。

2.权利要求1的水力缠结复合材料，其中所述至少两个非织造纤维网包括第一非织造纤维网和第二非织造纤维网，且第一非织造纤维网和第二非织造纤维网至少之一包括纺粘纤维。

3.权利要求2的水力缠结复合材料，其中所述第一非织造纤维网包括第一非织造纤维网粘合水平，和所述第二非织造纤维网包括第二非织造纤维网粘合水平，且第一非织造纤维网粘合水平低于第二非织造纤维网粘合水平。

4.权利要求2或3的水力缠结复合材料，其中所述第一非织造纤维网包括纺粘纤维，所述第二非织造纤维网包括纺粘纤维。

5.权利要求2至4中任一项的水力缠结复合材料，其中所述第一非织造纤维网面对指向水力缠结复合材料的至少一个水射流，且所述第二非织造纤维网面对成像套筒，且第二非织造纤维网的粘合能量的量大于第一非织造纤维网的粘合能量的单独量至少约5%。

6.权利要求2至5中任一项的水力缠结复合材料，其中所述纺粘纤维包括聚烯烃、聚酯或其组合至少之一。

7.权利要求6的水力缠结复合材料，其中所述纺粘纤维包括聚丙烯、聚乙烯、聚酯或其组合至少之一。

8.权利要求7的水力缠结复合材料，其中所述纺粘纤维包括聚丙烯。

9.权利要求8的水力缠结复合材料，其中所述纺粘纤维包括全同立构聚丙烯。

10.权利要求2至9中任一项的水力缠结复合材料，其中第一非织造纤维网、第二非织造纤维网或二者至少之一包括双组分纤维。

11.权利要求10的水力缠结复合材料，其中所述双组分纤维包括包含聚乙烯的皮和包含聚丙烯或聚酯至少之一的芯。

12.权利要求10或11的水力缠结复合材料，其中所述第一非织造纤维网包括双组分纤维，且所述第二非织造纤维网包括聚丙烯纺粘纤维。

13.前述权利要求中任一项的水力缠结复合材料，其中所述三维图案包括基本平行的脊和凹陷。

14.权利要求13的水力缠结复合材料，其中所述三维图案包括锯齿形图案。

15.权利要求2至14中任一项的水力缠结复合材料，其中所述水力缠结复合材料具有约0.1至约0.75的第二非织造纤维网和第一非织造纤维网之间的纤维屑比。

16.权利要求2至15中任一项的水力缠结复合材料，其中所述水力缠结复合材料具有约0.15至约0.6的第二非织造纤维网和第一非织造纤维网之间的纤维屑比。

17.权利要求2至16中任一项的水力缠结复合材料，其中所述水力缠结复合材料具有约0.2至约0.5的第二非织造纤维网和第一非织造纤维网之间的纤维屑比。

18.前述权利要求中任一项的水力缠结复合材料，其中所述水力缠结复合材料具有约2gsm至约8gsm的纤维屑水平。

19.前述权利要求中任一项的水力缠结复合材料，其中所述水力缠结复合材料具有约2.5gsm至约6gsm的纤维屑水平。

20.前述权利要求中任一项的水力缠结复合材料，其中所述水力缠结复合材料具有约2.8gsm至约5gsm的纤维屑水平。

21.前述权利要求中任一项的水力缠结复合材料，其中所述水力缠结复合材料耐磨。

22.前述权利要求中任一项的水力缠结复合材料，其中所述水力缠结复合材料为吸收性。

23.前述权利要求中任一项的水力缠结复合材料，其中所述水力缠结复合材料具有约10gsm至约90gsm的基重。

24.前述权利要求中任一项的水力缠结复合材料，其中所述水力缠结复合材料具有约20gsm至约60gsm的基重。

25.前述权利要求中任一项的水力缠结复合材料，其中所述水力缠结复合材料具有约30gsm至约50gsm的基重。

26.前述权利要求中任一项的水力缠结复合材料，其中所述水力缠结复合材料具有约1N/gsm至约2N/gsm的强度因数。

27.前述权利要求中任一项的水力缠结复合材料，其中所述水力缠结复合材料具有约1.25N/gsm至约1.75N/gsm的强度因数。

28.前述权利要求中任一项的水力缠结复合材料，其中所述水力缠结复合材料具有约1.35N/gsm至约1.65N/gsm的强度因数。

29.一种水力缠结复合材料，所述水力缠结复合材料包括：

水力缠结在一起的至少两个非织造纤维网，包括第一非织造纤维网和第二非织造纤维网；

所述第一非织造纤维网在水力缠结前具有限定第一粘合水平的第一纤维屑水平，并且所述第二非织造纤维网在水力缠结前具有限定第二粘合水平的第二纤维屑水平，其中第一纤维屑水平大于第二纤维屑水平，且第一粘合水平小于第二粘合水平；

所述水力缠结复合材料包括三维图案。

30.权利要求29的水力缠结复合材料，其中所述第二非织造纤维面对成像套筒，且所述第一非织造纤维网面对指向水力缠结复合材料的至少一个水射流。

31.权利要求29-30的水力缠结复合材料，其中在水力缠结在一起前，第二非织造纤维网和第一非织造纤维网之间的加权纤维脱落水平比小于0.9。

32.权利要求29-30的水力缠结复合材料，其中在水力缠结在一起前，第二非织造纤维网和第一非织造纤维网之间的加权纤维脱落水平比为约0.3至约0.9。

33. 一种形成水力缠结复合材料的方法，所述方法包括：

(a)提供非织造材料，该非织造材料包括至少两个具有不同粘合水平的非织造纤维网；所述至少两个非织造纤维网包括具有第一非织造纤维网粘合水平的第一非织造纤维网和具有第二非织造纤维网粘合水平的第二非织造纤维网；其中第一非织造纤维网设置为面对至少一个射流，且第二非织造纤维网至少部分与成像套筒匹配；并且

(b)对第一非织造纤维网直接或间接施加至少一个射流，以在非织造材料上给予三维图案。

34.权利要求30的方法，其中所述第一非织造纤维网粘合水平低于所述第二非织造纤维网粘合水平。

35.权利要求34的方法，其中所述第二非织造纤维网粘合水平具有大于第一非织造纤维网单独粘合能量至少约5%的粘合能量的量。

36.权利要求33至35的方法，所述方法进一步包括预缠结至少两个非织造纤维网。

37.权利要求36的方法，其中通过水力缠结法预缠结至少两个非织造纤维网。

38.权利要求33至37中任一项的方法，所述方法进一步包括施加亲水添加剂。

39.权利要求38的方法，其中施加亲水添加剂包括熔融分散亲水添加剂。

40.权利要求38的方法，其中施加亲水添加剂包括表面施加亲水添加剂。

41.权利要求33至40中任一项的方法，其中所述第一非织造纤维网和所述第二非织造纤维网至少之一包括纺粘纤维。

42.权利要求41的方法，其中所述第一非织造纤维网包括纺粘纤维，且所述第二非织造纤维网包括纺粘纤维。

43.权利要求41或42的方法，其中所述纺粘纤维包括聚烯烃、聚酯或其组合至少之一。

44.权利要求43的方法，其中所述纺粘纤维包括聚丙烯、聚乙烯、聚酯或其组合至少之一。

45.权利要求44的方法，其中所述纺粘纤维包括聚丙烯。

46.权利要求45的方法，其中所述纺粘纤维包括全同立构聚丙烯。

47.权利要求41至45中任一项的方法，其中所述第一非织造纤维网、第二非织造纤维网或二者包括双组分纤维。

48.权利要求47的方法，其中所述双组分纤维包括包含聚乙烯的皮和包含聚丙烯或聚酯至少之一的芯。

49.权利要求47或48的方法，其中所述第一非织造纤维网包括双组分纤维，且所述第二非织造纤维网包括聚丙烯纺粘纤维。

50.权利要求33至49中任一项的方法，其中所述三维图案包括基本平行的脊和凹陷。

51.权利要求50的方法，其中所述三维图案包括锯齿形图案。

52.权利要求41至51中任一项的方法，其中所述水力缠结复合材料具有约0.1gsm至约0.75gsm的第二非织造纤维网和第一非织造纤维网之间的纤维屑比。

53.权利要求41至52中任一项的方法，其中所述水力缠结复合材料具有约0.15gsm至约0.6gsm的第二非织造纤维网和第一非织造纤维网之间的纤维屑比。

54.权利要求41至53中任一项的方法，其中所述水力缠结复合材料具有约0.2gsm至约0.5gsm的第二非织造纤维网和第一非织造纤维网之间的纤维屑比。

55.权利要求41至54中任一项的方法，其中所述水力缠结复合材料具有约2gsm至约8gsm的纤维屑水平。

56.权利要求41至55中任一项的方法，其中所述水力缠结复合材料具有约2.5gsm至约6gsm的纤维屑水平。

57.权利要求41至56中任一项的方法，其中所述水力缠结复合材料具有约2.8gsm至约5gsm的纤维屑水平。

58.权利要求33至57中任一项的方法，其中所述水力缠结复合材料耐磨。

59.权利要求33至58中任一项的方法，其中所述水力缠结复合材料为吸收性。

60.权利要求33至59中任一项的方法，其中所述水力缠结复合材料具有约10gsm至约90gsm的基重。

61.权利要求33至60中任一项的方法，其中所述水力缠结复合材料具有约20gsm至约60gsm的基重。

62.权利要求33至61中任一项的方法，其中所述水力缠结复合材料具有约30gsm至约50gsm的基重。

63.权利要求33至62中任一项的方法，其中所述水力缠结复合材料具有约1N/gsm至约2N/gsm的强度因数。

64.权利要求33至63中任一项的方法，其中所述水力缠结复合材料具有约1.25N/gsm至约1.75N/gsm的强度因数。

65.权利要求33至64中任一项的方法，其中所述水力缠结复合材料具有约1.35N/gsm至约1.65N/gsm的强度因数。