НЕТКАНАЯ ВОДОРАСТВОРИМАЯ КОМПОЗИТНАЯ СТРУКТУРА Российский патент 2024 года по МПК B32B5/26 D04H1/4309 A61F13/537 

В этой заявке заявлено преимущество согласно 35 U.S.C. § 119(e) предварительной заявки на патент US 62/908,310, поданной 30 сентября 2019 г., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в целом относится к нетканым композитным структурам, смываемым салфеткам и абсорбирующим изделиям. Более конкретно, изобретение относится к композитам нетканых полотен, включающим водорастворимые волокна, включая волокнообразующие материалы из поливинилового спирта.

Уровень техники

Нетканые полотна традиционно используются во многих потребительских товарах одноразового использования, включая средства личной гигиены, такие как компоненты подгузников, женские средства ухода и при недержании у взрослых, а также одноразовые салфетки, например, в промышленности, медицине, чистящих средствах, и уход за собой/ребенком. Традиционные химические вещества, используемые в таких продуктах, например, вискозное, полипропиленовое или хлопковое волокно, как правило, неустойчивы, не поддаются биологическому разложению, являются потенциальными источниками микропластика и часто утилизируются неправильно, например, путем смыва в унитаз и попадания в сточные воды и канализационные сооружения. Известные салфетки необходимо выбрасывать в мусорное ведро, что может быть негигиенично или неудобно для пользователя. Неправильная утилизация этих предметов может привести к засорению труб в доме, образованию «fatburgs» (твердые жировые отложения) или скоплению застывшей массы биоразлагаемых и небиоразлагаемых материалов, состоящих из застывшего жира и кулинарного жира, а также одноразовых салфеток в бытовых и муниципальных системах сточных вод, что способствует океаническому микропластику и требует изменения поведения потребителей.

Таким образом, было бы выгодно создать нетканую структуру с использованием химических веществ, которые более биоразлагаемы, не способствуют образованию микропластика и даже растворимы в воде, которые имеют подходящие механические свойства, чтобы выдерживать нагрузки, прикладываемые к одноразовым потребительским товарам (например, растирание салфеткой или движение ребенка во время ношения подгузника) и наличие резервуара для жидкости, например, для загрузки лосьонов в салфетки и/или удержания жидкости в принимающем жидкость слое.

Сущность изобретения

В одном из аспектов настоящего изобретения предложено нетканое композитное изделие, имеющее первый слой первого нетканого полотна, включающего первое множество волокон, имеющих первый диаметр, второй слой второго нетканого полотна, включающего второе множество волокон, имеющих второй диаметр, и первую поверхность контакта, включающую по меньшей мере часть первого нетканого полотна и по меньшей мере часть второго нетканого полотна, при этом часть первого нетканого полотна и часть второго нетканого полотна сплавлены, и при этом второй диаметр меньше, чем первый диаметр, и первое множество волокон, второе множество волокон или оба содержат водорастворимый волокнообразующий материал из поливинилового спирта.

В другом аспекте изобретения предложено носимое абсорбирующее изделие, включающее в себя абсорбирующую сердцевину, имеющую сторону, обращенную к пользователю, и сторону, обращенную наружу, и впитывающий жидкость слой, при этом впитывающий жидкость слой включает нетканое полотно, содержащее множество волокон, включая водорастворимый волокнообразующий материал из поливинилового спирта.

В другом аспекте изобретения предложено абсорбирующее изделие, включающее в себя проницаемый для жидкости верхний слой, непроницаемый для жидкости нижний слой, абсорбирующую сердцевину и впитывающий жидкость слой, включающий нетканое полотно, содержащее множество волокон, включающее водорастворимый волокнообразующий материал из поливинилового спирта.

В другом аспекте настоящего изобретения предложена смываемая влажная салфетка, включающая нетканое композитное изделие согласно настоящему изобретению.

Другой аспект настоящего изобретения предусматривает использование композитного изделия согласно настоящему изобретению в смываемой влажной салфетке.

Другой аспект настоящего изобретения предусматривает использование композитного изделия настоящего изобретения в носимом абсорбирующем изделии.

В другом аспекте настоящего изобретения предлагается способ формирования композитного изделия согласно настоящему изобретению, где способ включает нанесение на первый слой, включающий первое нетканое полотно, второй слой, включающий второе нетканое полотно, в условиях, достаточных для сплавления по меньшей мере часть первого нетканого полотна к участку второго нетканого полотна, таким образом образуя первую поверхность контакта.

Другой аспект настоящего изобретения относится к нетканому изделию, содержащему жидкость, при этом нетканое изделие, содержащее жидкость, включает в себя нетканое полотно сердцевины, содержащее первое множество волокон, включающее первый материал, волокнообразующий из поливинилового спирта, при этом нетканое полотно сердцевины содержит жидкость, жидкость-содержащий активный агент, и наружное нетканое полотно, содержащее второе множество волокон, содержащих второй волокнообразующий материал из поливинилового спирта, при этом нетканое полотно сердцевины заключено во внешнее нетканое полотно.

В другом аспекте настоящего изобретения предложен способ формирования содержащего жидкость нетканого изделия согласно настоящему изобретению, включающий контактирование нетканого полотна сердцевины с жидкостью, содержащей активный агент, покрытие нетканого полотна сердцевины наружным нетканым полотном и герметизация внешнего нетканого полотна для закрытия нетканого полотна сердцевины.

Предполагается, что для композиций, описанных в настоящем документе, необязательные признаки, включая, но не ограничиваясь, компоненты и диапазоны их состава, волокнообразующие материалы, диапазоны диаметров волокон, многослойные конструкции, геометрию волокон и/или механические свойства, выбирают из различных аспектов и вариантов осуществления, предусмотренных в настоящем документе.

Дополнительные аспекты и преимущества будут очевидны специалистам в данной области из обзора следующего подробного описания. Несмотря на то, что составные структуры, смываемые салфетки и впитывающие изделия согласно настоящему изобретению допускают различные варианты осуществления, нижеследующее описание включает конкретные варианты осуществления с пониманием того, что раскрытие носит иллюстративный характер и не предназначено для ограничения раскрытия конкретными вариантами осуществления, описанными в настоящем документе.

Краткое описание фигур

Для дальнейшего облегчения понимания настоящего изобретения к нему прилагаются 3 фигуры.

Фиг. 1 показывает поперечное сечение волокна различной формы, где линия указывает диаметр волокна.

Фиг. 2 представляет собой иллюстрацию нетканого полотна, где внешние поверхности полотна обозначены как 100 и 101.

Фиг. 3 показывает поверхность 200, где первое нетканое полотно 201 перекрывается вторым нетканым полотном 202.

Фиг. 4A представляет собой иллюстрацию нетканого полотна, обозначенного продольным направлением как 301 и поперечного направления как 300, и включающего второе нетканое полотно 302, имеющее ту же длину, что и нетканое полотно в продольном направлении 301.

Фиг. 4B представляет собой иллюстрацию обертывания нетканого полотна вокруг второго нетканого полотна 302 в направлении 301 продольного направления.

Фиг. 5А представляет собой иллюстрацию нетканого полотна, обернутого вокруг и окружающего второе нетканое полотно (не показано), имеющее швы 303 в нескольких точках вдоль продольного направления и вдоль поперечной кромки 304.

Фиг. 5B представляет собой иллюстрацию нетканого полотна, обернутого вокруг и окружающего второе нетканое полотно (не показано), имеющее швы 303 в нескольких точках вдоль продольного направления, которые были разрезаны 305 для формирования разовых доз 306, имеющих фланцы 307.

Фиг. 6 представляет собой иллюстрацию одного способа складывания нетканого полотна.

Фиг. 7 представляет собой иллюстрацию одного способа складывания нетканого полотна.

Фиг. 8 показывает различные виды установки для испытания на горизонтальное капиллярное затекание (Horizontal Wicking).

Фиг. 9A представляет собой график кривой Уошберна для полотна согласно настоящему изобретению в зависимости от средней степени гидролиза волокнообразующего материал из поливинилового спирта в полотне.

Фиг. 9B представляет собой график зависимости скорости затекания нетканого полотна согласно настоящему изобретению от средней степени гидролиза волокнообразующего материала из поливинилового спирта, в полотне.

Фиг. 9C представляет собой график зависимости степени абсорбции нетканого полотна согласно настоящему изобретению от средней степени гидролиза волокнообразующего материала из поливинилового спирта, в полотне.

Фиг. 10 представляет собой интервальный график зависимости способности нетканого полотна по абсорбции жидкости согласно настоящему изобретению от средней степени гидролиза волокнообразующего материала из поливинилового спирта, в полотне.

Фиг. 11А представляет собой график кривой Уошберна для нетканого полотна согласно настоящему изобретению в зависимости от средней степени гидролиза волокнообразующего материала из поливинилового спирта, в многослойном изделии.

Фиг. 11В представляет собой график зависимости скорости капиллярного затекания нетканого полотна согласно настоящему изобретению от средней степени гидролиза волокнообразующего материала из поливинилового спирта, в многослойном изделии.

Фиг. 11C представляет собой график зависимости скорости впитывания нетканого полотна согласно настоящему изобретению от средней степени гидролиза волокнообразующего материала из поливинилового спирта, в многослойном изделии.

Фиг. 12 представляет собой интервальный график зависимости способности нетканого полотна абсорбировать жидкость согласно настоящему изобретению от средней степени гидролиза волокнообразующего материала из поливинилового спирта, в многослойном изделии.

Фиг. 13А представляет собой график кривой Уошберна для нетканого полотна согласно настоящему изобретению в зависимости от средней степени гидролиза волокнообразующего материала из поливинилового спирта, в многослойном изделии.

Фиг. 13В представляет собой график зависимости скорости капиллярного затекания нетканого полотна согласно настоящему изобретению от средней степени гидролиза волокнообразующего материала из поливинилового спирта, в многослойном изделии.

Фиг. 13C представляет собой график зависимости скорости впитывания нетканого полотна согласно настоящему изобретению от средней степени гидролиза волокнообразующего материала из поливинилового спирта, в многослойном изделии.

Фиг. 14 представляет собой интервальный график зависимости способности нетканых полотен по поглощению жидкости по настоящему изобретению от средней степени гидролиза волокнообразующего материала из поливинилового спирта, в многослойном изделии.

Раскрытие изобретения

В настоящем изобретении предложены нетканые композитные изделия, смываемые салфетки, абсорбирующие изделия, нетканые изделия, содержащие жидкость, а также способы их изготовления и использования. Нетканые композитные изделия согласно настоящему изобретению включают первый слой, включающий первое нетканое полотно, включающее первое множество волокон, имеющих первый диаметр, второй слой, включающий второе нетканое полотно, включающее второе множество волокон, имеющих второй диаметр, и первую поверхность контакта, содержащую, по меньшей мере, часть первого нетканого полотна и, по меньшей мере, часть второго нетканого полотна, при этом часть первого нетканого полотна и часть второго нетканого полотна сплавлены, и при этом второй диаметр меньше, чем первый диаметр, и первое множество волокон, второе множество волокон или оба включают волокнообразующего материала из поливинилового спирта.

Нетканые композитные изделия согласно настоящему изобретению могут обеспечивать одно или несколько преимуществ, включая, но не ограничиваясь, улучшенное впитывание жидкости по сравнению с однослойными неткаными изделиями, улучшенную загрузку лосьона и удержание по сравнению с однослойными неткаными изделиями, улучшенную биоразлагаемость по сравнению с традиционными неткаными изделиями, улучшенную смываемость по сравнению с традиционными неткаными изделиями, улучшенная мягкость по сравнению с традиционными неткаными изделиями, улучшенные механические свойства (например, модуль, прочность на растяжение, удлинение, удельную прочность и/или прочность на разрыв) по сравнению с однослойными чесанными неткаными материалами, включая идентичное водорастворимое волокно и/или улучшенное распределение и растворение по сравнению с традиционными неткаными изделиями. Смываемые салфетки по настоящему изобретению могут обеспечивать одно или несколько преимуществ, включая, но не ограничиваясь, улучшенную загрузку и удержание лосьона по сравнению с традиционными салфетками, улучшенное впитывание жидкости по сравнению с традиционными салфетками, улучшенную мягкость по сравнению с традиционными салфетками, улучшенную смываемость по сравнению с традиционными салфетками и/или улучшенную биоразлагаемость, дисперсию и/или растворение по сравнению с традиционными салфетками. Абсорбирующие изделия согласно настоящему изобретению могут обеспечивать одно или несколько преимуществ, включая, но не ограничиваясь, улучшенное впитывание жидкости по сравнению с традиционными впитывающими жидкость слоями впитывающих изделий, улучшенное удержание жидкости в сравнении с традиционными впитывающими жидкость слоями впитывающих изделий, улучшенную мягкость по сравнению с традиционными впитывающими жидкость слоями, и/или улучшенную биоразлагаемость, дисперсию и/или растворимость по сравнению с традиционными салфетками.

Используемый здесь и если не указано иное, термин «нетканое полотно» относится к полотну или листу, содержащему, состоящему из или по существу состоящему из волокон, расположенных (например, в процессе чесания) и связанных друг с другом. Кроме того, используемый здесь термин «нетканое полотно» включает любую структуру, включающую нетканое полотно или лист, включая, например, нетканое полотно или лист, на поверхность которого нанесена пленка. Способы изготовления нетканых полотен из волокон хорошо известны в данной области техники, например, как описано в Nonwoven Fabrics Handbook, подготовленном Ian Butler, edited by Subhash Batra et al., Printing by Design, 1999, полностью включенного в настоящий документ посредством ссылки. Используемый здесь и если не указано иное, термин «пленка» относится к непрерывной пленке или листу, например, полученному методом литья или экструзии.

Используемый в настоящем документе и если не указано иное, термин «водорастворимый» относится к любому волокну, нетканому полотну, нетканому композитному изделию или пленке, имеющим время растворения 300 секунд или менее при определенной температуре, как определено в соответствии с MSTM-205, как указано в настоящем документе. Например, время растворения необязательно может составлять 200 секунд или меньше, 100 секунд или меньше, 60 секунд или меньше или 30 секунд или меньше при температуре примерно 80°С, примерно 70°С, примерно 60°С, примерно 50°С, примерно 40°С, примерно 20°С или примерно 10°С. В вариантах осуществления, в которых температура растворения не указана, водорастворимое волокно, нетканое полотно или нетканое композитное изделие имеют время растворения 300 секунд или менее при температуре не выше примерно 80°C. Используемый здесь и если не указано иное, термин «растворимый в холодной воде» относится к любому волокну, нетканому полотну или нетканому композитному изделию, имеющему время растворения 300 секунд или менее при 10°C, как определено в соответствии с MSTM-205. Например, время растворения необязательно может составлять 200 секунд или меньше, 100 секунд или меньше, 60 секунд или меньше, или 30 секунд при 10°С. В вариантах осуществления, «водорастворимая пленка» означает, что при толщине 1,5 мил пленка растворяется за 300 секунд или менее при температуре не выше, чем 80°C. Например, водорастворимая пленка толщиной 1,5 мил (около 38 мкм) может иметь время растворения 300 секунд или меньше, 200 секунд или меньше, 100 секунд или меньше, 60 секунд или меньше, 30 секунд или меньше или 20 секунд. или менее при температуре примерно 70°С, примерно 60°С, примерно 50°С, примерно 40°С, примерно 30°С, примерно 20°С или примерно 10°С.

Используемый здесь термин «содержащий» означает, что различные компоненты, ингредиенты или стадии могут быть совместно использованы при осуществлении настоящего раскрытия. Соответственно, термин «содержащий» включает в себя более ограничительные термины «состоящий в основном из» и «состоящий из». Композиции по настоящему изобретению могут содержать, состоять в основном из или состоять из любых требуемых и необязательных элементов, раскрытых в настоящем документе. Изобретение, иллюстративно раскрытое в настоящем документе, может быть реализовано на практике в отсутствие какого-либо элемента или этапа, которые конкретно здесь не раскрыты.

Все проценты, части и соотношения, упомянутые в настоящем документе, основаны на общей сухой массе волокна, нетканого полотна, нетканого композитного изделия, смываемой салфетки или впитывающего изделия по настоящему изобретению, в зависимости от обстоятельств, и всех измерений, выполненных при температуре около 25°C, если не указано иное. Все такие массы, относящиеся к перечисленным ингредиентам, основаны на активном уровне и, следовательно, не включают носители или побочные продукты, которые могут быть включены в коммерчески доступные материалы, если не указано иное.

Все указанные здесь диапазоны включают все возможные подмножества диапазонов и любые комбинации таких подмножеств диапазонов. По умолчанию диапазоны включают указанные конечные точки, если не указано иное. Когда указан диапазон значений, подразумевается, что каждое промежуточное значение между верхним и нижним пределом этого диапазона и любым другим указанным или промежуточным значением в указанном диапазоне охватывается раскрытием. Верхний и нижний пределы этих меньших диапазонов могут независимо включаться в меньшие диапазоны, а также охватываются раскрытием с учетом любого специально исключенного предела в указанном диапазоне. В тех случаях, когда указанный диапазон включает один или оба предела, диапазоны, исключающие один или оба из этих включенных пределов, также рассматриваются как часть раскрытия.

Явно предполагается, что для любого числового значения, описанного в настоящем документе, например, в качестве параметра описываемого предмета или части диапазона, связанного с описываемым предметом, альтернативой, которая составляет часть описания, является функционально эквивалентный диапазон, окружающий конкретное числовое значение (например, для размера, раскрытого как «40 мм», рассматриваемый альтернативный вариант осуществления - "около 40 мм"). Аналогичным образом, значение, описанное как «примерно», явно включает в качестве альтернативного варианта само конкретное значение (например, для конечной точки, описанной как «около 40», предполагаемым альтернативным вариантом осуществления является «40»).

Используемые в настоящем документе и если не указано иное, термины «мас.%» и «% масс.» предназначены для обозначения состава идентифицированного элемента в «сухих» (неводных) частях по массе всего волокна, нетканого полотна, нетканого композитного изделия, смываемой салфетки или абсорбирующего изделия.

Используемый в настоящем документе и если не указано иное, термин «PHR» («phr») предназначен для обозначения состава идентифицированного элемента в частях на сто частей полимерной смолы или частей на сто частей волокнообразующего материала (будь то PVOH или другая полимерная смола) в водорастворимом волокне, нетканом полотне, нетканом композитном изделии, смываемой салфетке или абсорбирующем изделии.

Волокнообразующий материал

Как правило, волокна согласно настоящему изобретению могут включать один волокнообразующий материал или комбинацию (т.е. смесь) волокнообразующих материалов. Отдельное волокно может включать один из нескольких водорастворимых волокнообразующих материалов, один или несколько нерастворимых в воде волокнообразующих материалов или комбинацию водорастворимых и нерастворимых в воде волокнообразующих материалов. Волокна настоящего изобретения обычно могут включать синтетический волокнообразующий материал, натуральный волокнообразующий материал, волокнообразующий материал на растительной основе, волокнообразующий материал на биологической основе, биоразлагаемый волокнообразующий материал, компостируемый волокнообразующий материал или их комбинацию. Волокнообразующие материалы на растительной основе могут быть природными (например, хлопок) или восстановленными (например, бамбук).

Водорастворимые волокнообразующие материалы

Как правило, водорастворимые волокнообразующие материалы могут представлять собой водорастворимые полимеры. Водорастворимые полимеры могут включать, но не ограничиваться ими, поливиниловый спирт, полиакрилат, водорастворимый акрилатный сополимер, поливинилпирролидон, полиэтиленимин, пуллулан, водорастворимый природный полимер, включая, но не ограничиваясь ими, гуаровую камедь, аравийскую камедь, ксантановую камедь, каррагинан и водорастворимый крахмал, производные водорастворимых полимеров, включая, но не ограничиваясь ими, модифицированные крахмалы, этоксилированный крахмал и гидроксипропилированный крахмал, сополимеры вышеперечисленного и комбинации любого из вышеперечисленного. Еще другие водорастворимые полимеры могут включать полиалкиленоксиды, полиакриламиды, полиакриловые кислоты и их соли, водорастворимые целлюлозы, простые эфиры целлюлозы, сложные эфиры целлюлозы, амиды целлюлозы, поливинилацетаты, поликарбоновые кислоты и их соли, полиаминокислоты, полиамиды, желатины, метилцеллюлозы, карбоксиметилцеллюлозы и их соли, декстрины, этилцеллюлозы, гидроксиэтилцеллюлозы, гидроксипропилметилцеллюлозы, мальтодекстрины, полиметакрилаты и комбинации любого из вышеперечисленного. Такие водорастворимые полимеры, будь то PVOH или другие полимеры, коммерчески доступны из различных источников.

В вариантах осуществления, водорастворимый волокнообразующий материал содержит поливиниловый спирт, полиакрилат, поливинилпирролидон, полиэтиленимин, гуаровую камедь, аравийскую камедь, ксантановую камедь, каррагинан, водорастворимый крахмал, водорастворимую целлюлозу, простой эфир целлюлозы, сложный эфир целлюлозы, амид целлюлозы или их комбинацию. В вариантах осуществления, водорастворимый волокнообразующий материал содержит полиакрилат, поливинилпирролидон, полиэтиленимин, гуаровую камедь, аравийскую камедь, ксантановую камедь, каррагинан, водорастворимый крахмал, водорастворимую целлюлозу, эфир целлюлозы, сложный эфир целлюлозы, амид целлюлозы или их комбинацию.

Поливиниловый спирт представляет собой синтетический полимер, обычно получаемый путем алкоголиза, обычно называемого гидролизом или омылением, поливинилацетата. Полностью гидролизованный PVOH, в котором практически все ацетатные группы были преобразованы в спиртовые группы, представляет собой высококристаллический полимер с сильными водородными связями, который растворяется только в горячей воде - при температуре выше, чем примерно 140° F (около 60°C). Если после гидролиза поливинилацетата остается достаточное количество ацетатных групп, то есть полимер PVOH частично гидролизуется, то полимер слабее связан водородными связями, менее кристалличен и вообще растворим в холодной воде - менее, чем около 50 °F (около 10 °C). Таким образом, частично гидролизованный полимер представляет собой сополимер винилового спирта и винилацетата, который представляет собой сополимер PVOH, но обычно его называют PVOH.

В некоторых вариантах осуществления, поливиниловый спирт включает модифицированный поливиниловый спирт, например, сополимер. Модифицированный поливиниловый спирт может включать сополимер или более высокий полимер (например, терполимер), включающий один или несколько мономеров в дополнение к группам винилацетата/винилового спирта. Необязательно, модификация является нейтральной, например, обеспечивается этиленом, пропиленом, N-винилпирролидоном или другими видами незаряженных мономеров. Необязательно, модификация представляет собой катионную модификацию, например, обеспечиваемую положительно заряженными мономерами. Необязательно модификация представляет собой анионную модификацию, например, обеспечиваемую отрицательно заряженными мономерами. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления, поливиниловый спирт включает анионно-модифицированный поливиниловый спирт. Анионно-модифицированный поливиниловый спирт может включать частично или полностью гидролизованный сополимер PVOH, который включает анионное мономерное звено, мономерное звено винилового спирта и необязательно мономерное звено винилацетата (т.е. когда он не полностью гидролизован). В некоторых вариантах осуществления, сополимер PVOH может включать два или более типов анионных мономерных звеньев. Общие классы анионных мономерных звеньев, которые можно использовать для сополимера PVOH, включают звенья виниловой полимеризации, соответствующие виниловым мономерам сульфокислот и их сложным эфирам, виниловым мономерам монокарбоновых кислот, их сложным эфирам и ангидридам, дикарбоновым мономерам, имеющим полимеризуемую двойную связь, их сложным эфирам и ангидридам и солям щелочных металлов любого из вышеперечисленных. Примеры подходящих анионных мономерных звеньев включают виниловые полимеризационные звенья, соответствующие виниловым анионным мономерам, включая винилуксусную кислоту, малеиновую кислоту, моноалкилмалеат, диалкилмалеат, малеиновый ангидрид, фумаровую кислоту, моноалкилфумарат, диалкилфумарат, итаконовую кислоту, моноалкилитаконат, диалкилитаконат, цитраконовую кислоту, моноалкилцитраконат, диалкилцитраконат, цитраконовый ангидрид, мезаконовую кислоту, моноалкилмезаконат, диалкилмезаконат, глутаконовую кислоту, моноалкилглутаконат, диалкилглутаконат, глутаконовый ангидрид, алкилакрилаты, (алкил)акрилаты, винилсульфоновую кислоту, аллилсульфоновую кислоту, этиленсульфокислоту, 2-акриламидо-1-метилпропансульфокислоту, 2-акриламидо-2-метилпропансульфокислоту, 2-метилакриламидо-2-метилпропансульфокислоту, 2-сульфоэтилакрилат, соли вышеуказанных щелочных металлов (например, натрия, калия, или другие соли щелочных металлов), сложные эфиры вышеперечисленных (например, метиловый, этиловый или другие C1-C4 или C6 алкиловые эфиры) и их комбинации из вышеперечисленного (например, несколько типов анионных мономеров или эквивалентные формы одного и того же анионного мономера). В некоторых вариантах осуществления, сополимер PVOH может включать два или более типов мономерных звеньев, выбранных из нейтральных, анионных и катионных мономерных звеньев.

Уровень включения одного или нескольких анионных мономерных звеньев в сополимеры PVOH конкретно не ограничивается. В вариантах осуществления, одно или несколько анионных мономерных звеньев присутствуют в сополимере PVOH в количестве от примерно 1 мол.% или 2 мол.% до примерно 6 мол.% или 10 мол.% (например, по меньшей мере 1,0, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0, 3,5 или 4,0 мол.% и/или до приблизительно 3,0, 4,0, 4,5, 5,0, 6,0, 8,0 или 10 мол.% в различных вариантах осуществления).

Поливиниловые спирты могут изменять характеристики растворимости. Специалистам в данной области известно, что ацетатная группа в полимере сополи(винилацетата и винилового спирта) (гомополимер PVOH) гидролизуется или кислотным или щелочным гидролизом. По мере увеличения степени гидролиза полимерная композиция, изготовленная из гомополимера PVOH, будет иметь повышенную механическую прочность, но пониженную растворимость при более низких температурах (например, требующих температуры горячей воды для полного растворения). Соответственно, воздействие на гомополимер PVOH щелочной средой (например, в результате отбеливающей добавки для стирки) может превратить полимер из полимера, который быстро и полностью растворяется в данной водной среде (например, в среде холодной воды), в полимер, который растворяется медленно и/или не полностью в водной среде, что может привести к образованию нерастворенного полимерного остатка в конце цикла стирки.

Сополимеры PVOH с боковыми карбоксильными группами, такие как, например, полимеры винилового спирта/гидролизованного метилакрилата натриевой соли, могут образовывать лактоновые кольца между соседними боковыми карбоксильными и спиртовыми группами, что снижает растворимость сополимера PVOH в воде. В присутствии сильного основания лактоновые кольца могут раскрываться в течение нескольких недель при относительно теплых (окружающих) условиях и условиях высокой влажности (например, посредством реакций раскрытия лактонных колец с образованием соответствующих боковых карбоксильных и спиртовых групп с повышенной растворимостью в воде). Таким образом, в противоположность эффекту, наблюдаемому с гомополимерами PVOH, считается, что такой сополимер PVOH может стать более растворимым, благодаря химическому взаимодействию между полимером и щелочным составом внутри пакета во время хранения. Следовательно, по мере старения упаковки могут становиться все более склонными к преждевременному растворению во время цикла стирки в горячей воде (номинально 40 °C), что, в свою очередь, может снизить эффективность некоторых активных веществ для стирки из-за присутствия отбеливающего агента и, как следствие, снижения pH.

Конкретные сульфокислоты и их производные, имеющие способные к полимеризации виниловые связи, могут быть сополимеризованы с винилацетатом с получением растворимых в холодной воде полимеров PVOH, которые стабильны в присутствии сильных оснований. Катализируемые основаниями продукты алкоголиза этих сополимеров, которые используются в составе водорастворимых волокон, представляют собой сополимеры винилового спирта и сульфонатной соли, которые быстро растворяются. Сульфонатная группа в сополимере PVOH может превращаться в группу сульфокислоты в присутствии ионов водорода, но группа сульфокислоты по-прежнему обеспечивает превосходную растворимость полимера в холодной воде. В вариантах осуществления, сополимеры винилового спирта и соли сульфоната не содержат остаточных ацетатных групп (т.е. полностью гидролизуются) и, следовательно, не поддаются дальнейшему гидролизу ни кислотным, ни щелочным гидролизом.

Как правило, по мере увеличения количества модификации растворимость в воде увеличивается, поэтому достаточная модификация с помощью сульфонатных или сульфокислотных групп ингибирует водородные связи и кристалличность, обеспечивая растворимость в холодной воде. В присутствии кислотных или основных соединений сополимер обычно не изменяется, за исключением сульфонатных или сульфокислотных групп, которые сохраняют превосходную растворимость в холодной воде даже в присутствии кислотных или основных веществ. Примеры подходящих сомономеров сульфоновой кислоты (и/или их производных солей щелочных металлов) включают винилсульфоновую кислоту, аллилсульфоновую кислоту, этиленсульфоновую кислоту, 2-акриламидо-1-метилпропансульфоновую кислоту, 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновую кислоту, 2-метакриламидо-2-метилпропансульфокислота и 2-сульфоэтилакрилат, при этом предпочтительным сомономером является натриевая соль 2-акриламидо-2-метилпропансульфокислоты (AMPS).

Водорастворимые полимеры, будь то полимеры поливинилового спирта или другие полимеры, можно смешивать. Когда смесь полимеров включает смесь полимеров поливинилового спирта, смесь полимеров PVOH может включать первый полимер PVOH («первый полимер PVOH»), который может включать гомополимер PVOH или сополимер PVOH, включающий один или несколько типов анионных мономерных звеньев (например, тер-(или более высокий со-) полимер) и второй полимер PVOH («второй полимер PVOH»), который может включать гомополимер PVOH или сополимер PVOH, включающий один или несколько типов анионных мономерных звеньев (например, тер- (или более высокий со-) полимер). В некоторых аспектах, смесь полимеров PVOH включает только первый полимер PVOH и второй полимер PVOH (например, бинарную смесь двух полимеров). Альтернативно или дополнительно, полимерная смесь PVOH или волокно или нетканый материал, изготовленные из нее, могут быть охарактеризованы как не содержащие или по существу не содержащие другие полимеры (например, другие водорастворимые полимеры, в частности, другие полимеры на основе PVOH, или и то, и другое). Используемый здесь термин «практически не содержащие» означает, что первый и второй полимеры PVOH составляют по меньшей мере 95 мас.%, по меньшей мере 97 мас.% или по меньшей мере 99 мас.% от общего количества водорастворимых полимеров в водорастворимом волокне или пленке. В других аспектах, водорастворимое волокно или нетканый материал могут включать один или несколько дополнительных водорастворимых полимеров. Например, смесь полимеров PVOH может включать третий полимер PVOH, четвертый полимер PVOH, пятый полимер PVOH и т. д. (например, один или несколько дополнительных гомополимеров PVOH или сополимеров PVOH с анионными мономерными звеньями или без них). Например, водорастворимое волокно или нетканый материал могут включать по меньшей мере третий (или четвертый, пятый и т. д.) водорастворимый полимер, который отличается от полимера PVOH (например, кроме гомополимеров PVOH или сополимеров PVOH, с добавлением или без добавления анионных мономерным звеньев).

Степень гидролиза (DH) гомополимеров PVOH и сополимеров PVOH, включенных в водорастворимые волокна и нетканые полотна по настоящему изобретению, может находиться в диапазоне от примерно 75% до примерно 99,9% (например, от около 79% до около 92%, от около 80% до около 90%, от около 88% до около 92%, от около 86,5% до около 89% или около 88%, 90% или 92%, например, для растворимых в холодной воде композиций; около 90% до около 99%, от около 92% до около 99%, от около 95% до около 99%, от около 98% до около 99%, от около 98% до около 99,9%, около 96%, около 98%, около 99% или более, чем 99%). По мере снижения степени гидролиза волокно или пленка, изготовленные из полимера, будут иметь меньшую механическую прочность, но более быструю растворимость при температурах ниже примерно 20°C. По мере увеличения степени гидролиза волокно или пленка, изготовленные из полимера, становятся механически прочнее, а способность к термоформованию снижается. Степень гидролиза PVOH может быть выбрана таким образом, чтобы растворимость полимера в воде зависела от температуры и, таким образом, также влияла на растворимость волокна или пленки, изготовленных из полимера и дополнительных ингредиентов. В одном варианте волокно или пленка являются растворимыми в холодной воде. Для полимера сополи(винилацетата и винилового спирта), который не включает какие-либо другие мономеры (например, гомополимер, не сополимеризованный с анионным мономером), растворимое в холодной воде волокно или пленка, растворимая в воде при температуре менее 10 °C, может включать PVOH со степенью гидролиза в диапазоне от примерно 75% до примерно 90%, или в диапазоне от примерно 80% до примерно 90%, или в диапазоне от примерно 85% до примерно 90%. В другом варианте, волокно или пленка являются растворимыми в горячей воде. Для полимера сополи(винилацетата и винилового спирта), который не включает какие-либо другие мономеры (например, гомополимер, не сополимеризованный с анионным мономером), растворимое в горячей воде волокно или пленка, растворимая в воде при температуре не менее 60°C, может включать PVOH со степенью гидролиза не менее примерно 98%.

Степень гидролиза смеси полимеров также может быть охарактеризована взвешенной среднеарифметической степенью гидролиза (). Например, () для полимера PVOH, который включает два или более полимеров PVOH, рассчитывают по формуле,

где Wi представляет собой массовый процент соответствующего полимера PVOH, а H_i представляет собой соответствующие степени гидролиза. Когда говорят, что полимер имеет определенную степень гидролиза, полимер может представлять собой отдельный полимер поливинилового спирта, имеющий указанную степень гидролиза, или смесь полимеров поливинилового спирта, имеющую указанную среднюю степень гидролиза.

Вязкость полимера PVOH (μ) определяют путем измерения свежеприготовленного раствора с использованием вискозиметра Brookfield LV типа с адаптером UL, как описано в British Standard EN ISO 15023-2:2006 Annex E Brookfield Test method. В международной практике вязкость 4% водных растворов поливинилового спирта указывается при 20°C. Все вязкости, указанные здесь в сантипуаз (сП), следует понимать как относящиеся к вязкости 4% водного раствора поливинилового спирта при 20°C, если не указано иное. Точно так же, когда полимер описан как имеющий (или не имеющий) определенную вязкость, если не указано иное, подразумевается, что указанная вязкость является средней вязкостью для полимера, который по своей природе имеет соответствующее молекулярно-массовое распределение, т.е. логарифм средней вязкости, как описано ниже. В данной области техники хорошо известно, что вязкость полимеров PVOH коррелирует со среднемассовой молекулярной массой полимера PVOH, и часто вязкость используется в качестве показателя вязкости .

Для справки, в полимерной смеси первый полимер PVOH обозначается как имеющий первую вязкость раствора 4% при 20°C (μ₁), а второй полимер PVOH обозначается как имеющий вторую вязкость раствора 4% при 20°C (μ₂). В различных вариантах осуществления, первая вязкость μ₁ может находиться в диапазоне от примерно 4 сП до примерно 70 сП (например, по меньшей мере, примерно 4, 8, 10, 12 или 16 сП и/или примерно до 12, 16, 20, 24, 28, 30, 32, 35, 37, 40, 45, 48, 50, 56, 60 или 70 сП, например, от примерно 4 до примерно 70 сП, от примерно 4 до примерно 60 сП, от примерно 4 сП до от примерно 46 сП, от примерно 4 до примерно 24 сП, от примерно 10 сП до примерно 16 сП, или от примерно 10 сП до примерно 20 сП, или от примерно 20 сП до примерно 30 сП). Альтернативно или дополнительно, вторая вязкость μ₂ может находиться в диапазоне от примерно 4 сП до примерно 70 сП (например, по меньшей мере, примерно 4, 8, 10, 12 или 16 сП и/или примерно до 12, 16, 20, 24, 28, 30, 32, 35, 37, 40, 45, 48, 50, 56, 60 или 70 сП, например, от примерно 12 до примерно 30 сП, от примерно 10 сП до примерно 16 сП или примерно 10 сП до примерно 20 сП или от примерно 20 сП до примерно 30 сП). Когда смесь полимеров PVOH включает три или более полимеров PVOH, выбранных из полимера PVOH и сополимеров PVOH, приведенные выше значения вязкости могут применяться к каждому полимеру PVOH или сополимеру PVOH в отдельности. Таким образом, среднемассовая молекулярная масса водорастворимых полимеров, включая первый сополимер PVOH и второй сополимер PVOH, может находиться в диапазоне от примерно 30000 до примерно 175000, или от примерно 30000 до примерно 100000, или от примерно 55000 до примерно 80 000, например. Когда речь идет о средней вязкости полимерной смеси PVOH, используется средневзвешенная натуральная логарифмическая вязкость . Для полимера PVOH, в состав которого входят два или более полимера PVOH, рассчитывают по формуле , где μ_i - вязкость соответствующих полимеров PVOH.

Нерастворимые в воде волокнообразующие материалы

Волокна согласно настоящему изобретению могут включать нерастворимые в воде волокнообразующие материалы. Как правило, нерастворимые в воде волокнообразующие материалы включают любой материал, который не растворяется в течение 300 секунд или менее при температуре 80°C или менее, как определено с помощью MSTM-205. Подходящие нерастворимые в воде волокнообразующие материалы включают, но не ограничиваются ими, хлопок, целлюлозу, полиэстер, полиэтилен (например, полиэтилен высокой плотности и полиэтилен низкой плотности), полипропилен, поликарбонат, полибутилентерефталат, полиэтилентерефталат, полиамид, термопластичный полиуретан, древесную массу, распушенную целлюлозу, абаку, вискозу, полимолочную кислоту, нейлон 6, целлюлозу, крахмал, коноплю, джут, лен, рами, сизаль, багассу, банановое волокно, кружевное дерево (лагетту), шелк, сухожилия, кетгут, шерсть, шелк из морских водорослей, мохер, ангору, кашемир, коллаген, актин, нейлон, дакрон, искусственный шелк, бамбуковое волокно, модал, диацетатное волокно, триацетатное волокно и их комбинации.

В некоторых вариантах осуществления, нерастворимый в воде волокнообразующий материал содержит хлопок, целлюлозу, коноплю, джут, лен, рами, сизаль, багассу, банановое волокно, лагетту, шёлк, жилы, кетгут, шерсть, шёлк из морских водорослей, мохер, ангору, кашемир, коллаген, актин, нейлон, дакрон, искусственный шелк, бамбуковое волокно, модал, диацетатное волокно, триацетатное волокно, полипропилен, поликарбонат, полибутилентерефталат, полиэтилентерефталат, полиамид, термопластичный полиуретан, вискозу или их комбинация. В вариантах осуществления, нерастворимый в воде волокнообразующий материал содержит хлопок, целлюлозу, шерсть, бамбуковое волокно, полипропилен, поликарбонат, вискозу или их комбинацию. В вариантах осуществления, нерастворимый в воде волокнообразующий материал содержит целлюлозу, шерсть, полипропилен, вискозу или их комбинацию.

Вспомогательные ингредиенты

Волокна согласно настоящему изобретению могут включать другие вспомогательные агенты и агенты для обработки, включая, но не ограничиваясь, пластификаторы, добавки, улучшающие совместимость пластификаторов, поверхностно-активные вещества, смазывающие вещества, разделительные агенты, наполнители, разбавители, сшивающие агенты, антиадгезивы, антиоксиданты, агенты, снижающие клейкость, пеногасители, материалы, поглощающие жидкость (например, суперабсорбирующие полимеры), отшелушивающие вещества, наночастицы, такие как слоистые наноглины силикатного типа (например, монтмориллонит натрия), отбеливающие агенты (например, метабисульфит натрия, бисульфит натрия или другие), отталкивающие агенты, такие как горькие вещества (например, соли денатония, такие как бензоат денатония, сахарид денатония и хлорид денатония; октаацетат сахарозы; хинин; флавоноиды, такие как кверцетин и наринген; и квассиноиды, такие как квассин и бруцин) и острые вещества (например, капсаицин, пиперин, аллилизотиоцианат, и резинфератоксин), и другие функциональные ингредиенты в количествах, подходящих для их назначения. Конкретные такие вспомогательные агенты и агенты для обработки могут быть выбраны из тех, которые подходят для использования в водорастворимых волокнах, или тех, которые подходят для использования в водорастворимых нетканых полотнах.

В некоторых вариантах реализации, волокна согласно настоящему изобретению содержат пластификатор. Пластификатор представляет собой жидкость, твердое или полутвердое вещество, которое добавляют к материалу (обычно смоле или эластомеру), делая этот материал более мягким, более гибким (путем снижения температуры стеклования полимера) и более легким в обработке. Полимер может быть пластифицирован изнутри путем химической модификации полимера или мономера (например, путем прививки пластификатора к основной цепи полимера). В дополнение или в качестве альтернативы полимер может быть пластифицирован снаружи путем добавления подходящего пластификатора к волокнообразующему материалу. Дополнительно или в качестве альтернативы, пластификатор может быть добавлен в качестве покрытия на сформированное волокнистое или нетканое полотно. Вода признана очень эффективным пластификатором для PVOH и других полимеров; включая, но не ограничиваясь ими, водорастворимые полимеры, однако летучесть воды ограничивает ее полезность, поскольку полимерные волокна, нетканые полотна и пленки должны иметь по крайней мере некоторую устойчивость (прочность) к различным условиям окружающей среды, включая низкую и высокую относительную влажность.

Пластификатор может включать, но не ограничиваясь ими, глицерин, диглицерин, сорбит, этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, дипропиленгликоль, тетраэтиленгликоль, пропиленгликоль, полиэтиленгликоли с молекулярной массой до 400, неопентилгликоль, триметилолпропан, простые полиэфирполиолы, сорбит, 2-метил-1,3-пропандиол (MPDiol®), этаноламины и их смеси. Общее количество неводного пластификатора, содержащегося в волокне, может составлять примерно 1 мас. % до приблизительно 45 мас. %, или примерно от 5 мас. % до примерно 45 мас. %, или примерно 10 мас. % до примерно 40 мас. %, или примерно 20 мас.% до примерно 30 мас. %, около 1 мас. % до примерно 4 масс.%, или примерно 1,5 мас.% до примерно 3,5 мас.%, или примерно 2,0 мас.% до примерно 3,0 масс.%, например, около 1 мас.%, около 2,5 мас.%, примерно 5 мас.%, примерно 10 мас.%, примерно 15 мас. %, около 20 мас. %, около 25 мас. %, около 30 мас. %, около 35 мас. %, или примерно 40 мас. % в расчете на общую массу волокна.

В некоторых вариантах реализации, волокна согласно настоящему изобретению содержат поверхностно-активное вещество. Поверхностно-активные вещества для использования в волокнах хорошо известны в данной области техники. Необязательно, включают поверхностно-активные вещества, чтобы способствовать диспергированию волокон во время обработки, например, кардочесания. Подходящие поверхностно-активные вещества для волокон по настоящему изобретению включают, но не ограничиваются ими, диалкилсульфосукцинаты, лактилированные эфиры жирных кислот глицерина и пропиленгликоля, лактиловые эфиры жирных кислот, алкилсульфаты натрия, полисорбат 20, полисорбат 60, полисорбат 65, полисорбат 80, эфиры алкилполиэтиленгликоля, лецитин, ацетилированные сложные эфиры жирных кислот глицерина и пропиленгликоля, лаурилсульфат натрия, ацетилированные эфиры жирных кислот, оксид миристилдиметиламина, хлорид триметилталлового алкиламмония, четвертичные аммониевые соединения, соли щелочных металлов высших жирных кислот, содержащие приблизительно от 8 до 24 атомов углерода, алкилсульфаты, алкилполиэтоксилатсульфаты, алкилбензолсульфонаты, моноэтаноламин, этоксилат лаурилового спирта, пропиленгликоль, диэтиленгликоль, их соли и комбинации любого из вышеперечисленного.

Подходящие поверхностно-активные вещества могут включать неионогенные, катионогенные, анионогенные и цвиттерионные классы. Подходящие поверхностно-активные вещества включают, но не ограничиваются ими, пропиленгликоли, диэтиленгликоли, моноэтаноламин, полиоксиэтиленированные полиоксипропиленгликоли, этоксилаты спиртов, этоксилаты алкилфенолов, третичные ацетиленовые гликоли и алканоламиды (неионогенные), полиоксиэтиленированные амины, соли четвертичного аммония и кватернизованные полиоксиэтиленированные амины (катионные), соли щелочных металлов высших жирных кислот, содержащие примерно от 8 до 24 атомов углерода, алкилсульфаты, алкилполиэтоксилатсульфаты и алкилбензолсульфонаты (анионные) и оксиды аминов, N-алкилбетаины и сульфобетаины (цвиттерионы). Другие подходящие поверхностно-активные вещества включают диоктилсульфосукцинат натрия, лактилированные сложные эфиры жирных кислот глицерина и пропиленгликоля, молочные эфиры жирных кислот, алкилсульфаты натрия, полисорбат 20, полисорбат 60, полисорбат 65, полисорбат 80, лецитин, ацетилированные сложные эфиры жирных кислот глицерина и пропиленагликоля и ацетилированные сложные эфиры жирных кислот и их комбинации. Поверхностно-активные вещества могут быть включены или добавлены к волокнообразующему материалу. В различных вариантах осуществления, количество поверхностно-активного вещества в волокне находится в диапазоне от примерно 0,01 мас.% до примерно 2,5 мас.%, от примерно 0,1 мас.% до примерно 2,5 мас.%, от примерно 1,0 мас.% до примерно 2,0 мас.% , примерно от 0,01 мас.% до 0,25 мас.% или примерно от 0,10 мас.% до 0,20 мас.%.

В некоторых вариантах реализации, волокна по настоящему изобретению практически не содержат вспомогательных веществ. Используемый здесь и если не указано иное, «практически не содержащий вспомогательных веществ» означает, что волокно включает менее примерно 0,01 мас.%, менее примерно 0,005 мас.% или менее примерно 0,001 мас.% вспомогательных веществ в пересчете на общую массу волокна.

Активные агенты

В вариантах осуществления, волокна могут включать один или более активных агентов как часть волокна или на его поверхности. Активный агент, когда он присутствует в волокне в количестве, по меньшей мере, примерно 1 мас.% или в диапазоне от примерно 1 мас.% до примерно 99 мас.%, придает волокну дополнительную функциональность. В вариантах осуществления, активный агент выбран из группы, состоящей из фермента, масла, ароматизатора, красителя, поглотителя запаха, отдушки, пестицида, удобрения, окислителя, отшелушивающего вещества, материала, абсорбирующего жидкость, активатора, кислотного катализатора, металлического катализатора, поглотителя ионов, моющего средства, дезинфицирующего средства, поверхностно-активного вещества, пластификатора, отбеливателя, компонента отбеливателя, мягчителя ткани и их комбинации. В вариантах осуществления, активный агент выбран из группы, состоящей из фермента, масла, ароматизатора, красителя, поглотителя запаха, отдушки, пестицида, окислителя, отшелушивающего вещества, вещества, поглощающего жидкость, моющего средства, дезинфицирующего средства, поверхностно-активного вещества, пластификатора, отбеливателя, отбеливающего компонента, мягчителя ткани и их комбинации. В вариантах осуществления, активный агент выбран из группы, состоящей из фермента, масла, поглотителя запаха, отдушки, отшелушивающего вещества, вещества, поглощающего жидкость, моющего средства, дезинфицирующего средства и их комбинации.

В некоторых вариантах реализации, активный агент может содержать фермент. Подходящие ферменты включают ферменты, отнесенные к любой из шести общепринятых категорий Комиссии по ферментам (EC), т.е. оксидоредуктазы EC 1 (которые катализируют реакции окисления/восстановления), трансферазы EC 2 (которые переносят функциональную группу, например, метильную или фосфатную группу), гидролазы ЕС 3 (которые катализируют гидролиз различных связей), лиазы ЕС 4 (расщепляющие различные связи способами, отличными от гидролиза и окисления), изомеразы ЕС 5 (катализирующие изомеризационные изменения внутри молекулы) и лигазы EC 6 (которые соединяют две молекулы ковалентными связями). Примеры таких ферментов включают дегидрогеназы и оксидазы в ЕС 1, трансаминазы и киназы в ЕС 2, липазы, целлюлазы, амилазы, маннаназы и пептидазы (также известные как протеазы или протеолитические ферменты) в ЕС 3, декарбоксилазы в ЕС 4, изомеразы и мутазы в ЕС 5, а также синтетазы и синтазы ЕС 6. Подходящие ферменты из каждой категории описаны, например, в патенте США № 9394092, полное раскрытие которого включено в настоящее описание посредством ссылки.

Ферменты для использования в чистящих средствах могут включать один или несколько ферментов протеазы, амилазы, липазы, дегидрогеназы, трансаминазы, киназы, целлюлазы, маннаназы, пептидазы, декарбоксилазы, изомеразы, мутазы, синтетазы, синтазы и оксидоредуктазы, в том числе ферменты оксидоредуктазы, катализирующие образование отбеливающих веществ.

Предполагается, что фермент для применения в настоящем документе может происходить из любого подходящего источника или комбинации источников, например бактериальных, грибковых, растительных или животных источников. В одном варианте осуществления, смесь двух или более ферментов будет поступать по меньшей мере из двух различных типов источников. Например, смесь протеазы и липазы может происходить из бактериального (протеаза) и грибкового (липаза) источников.

Необязательно, фермент для использования в настоящем документе, включает, но не ограничиваясь ими, любой класс ферментов или представителей, описанных в настоящем документе, представляет собой фермент, который работает в условиях щелочного pH, например, для использования при очистке, т.е. рН в диапазоне от примерно 8 до примерно 11. Необязательно, фермент для применения в настоящем документе, включает, но не ограничиваясь этим, любой класс или член фермента, описанный в настоящем документе, представляет собой такой фермент, который работает при температуре в диапазоне от примерно 5°C до примерно 45°С.

Другой класс вариантов осуществления, включает один или несколько поглотителей запаха в качестве активных агентов. Подходящие поглотители запаха для использования в качестве активных агентов в соответствии с изобретением включают, но не ограничиваются ими, цеолиты и комплексные цинковые соли рицинолеиновой кислоты. Активный агент, поглощающий запах, может также содержать фиксаторы, которые хорошо известны в данной области техники как преимущественно нейтральные по запаху отдушки, включая, но не ограничиваясь ими, экстракты лабданума, стиракса и производные абиетиновой кислоты.

Другой класс вариантов осуществления, включает одну или несколько отдушек в качестве активных агентов. Используемый здесь термин «отдушка» относится к любому применимому материалу, который является достаточно летучим для создания запаха. Варианты осуществления, включающие отдушки в качестве активных агентов, могут включать отдушки, которые являются ароматом приятным для людей, или альтернативно отдушки, которые являются ароматом, отталкивающим людей, животных и/или насекомых. Подходящие отдушки включают, но не ограничиваются ими, фруктовые ароматы, включая, но не ограничиваясь ими, ароматы лимона, яблока, вишни, винограда, груши, ананаса, апельсина, клубники, малины, мускуса и цветов, включая, но не ограничиваясь, ароматы похожие на лаванды, похожие на розу, похожие на ирис и похожие на гвоздику. Необязательно отдушка представляет собой ароматизатор, который не является также ароматизатором. Другие ароматы включают травяные ароматы, включая, но не огрничиваясь, ароматы розмарина, тимьяна и шалфея; и лесные ароматы, полученные из запахов сосны, ели и других лесов. Отдушки также могут быть получены из различных масел, включая, но не ограничиваясь, эфирные масла, или из растительных материалов, включая, но не ограничиваясь, мяту перечную, мяту курчавую и т.п. Подходящие душистые масла можно найти в патенте US 6458754, полностью включенном в настоящее описание посредством ссылки. Подходящие душистые масла включают, но не ограничиваются ими, 4-(2,2,6-триметилциклогекс-1-енил)-2-ен-4-он, ацетальдегидфенилэтилпропилацеталь, 2,6,10-триметил-9-ундеценаль, 2-пропениловый эфир гексановой кислоты, 1-октен-3-ол, транс-анетол, изобутил(z)-2-метил-2-бутеноат, диэтилацеталь анисальдегида, 3-метил-5-пропил-циклогезен-1-он, 2,4-диметил-3-циклогексен-1-карбальдегид, транс-4-деценаль, деканалаль, 2-пентилциклопентанон, этилантранилат, эвгенол, 3-(3-изопропилфенил)бутанол, метил-2-октиноат, изоэвгенол, цис-3-гексенилметилкарбонат, линалоол, метил-2-нонинонат, 2-гидроксиметиловый эфир бензойной кислоты, нональ, октаналь, 2-ноненнитрил, 4-нонанолид, 9-децен-1-ол и 10-ундецен-1- др. Применимые отдушки также можно найти в патентах US 4534981, 5112688, 5145842, 6844302 и Perfumes Cosmetics and Soaps, Second Edition, под редакцией W.A. Poucher, 1959, которые полностью включены сюда посредством ссылки. Эти ароматы включают акацию, лист черной смородины, шипр, цикламен, папоротник, гардению, боярышник, гелиотроп, жимолость, гиацинт, жасмин, сирень, лилию, магнолию, мимозу, нарцисс, свежескошенное сено, цветы апельсина, орхидеи, резеду, душистый горошек, клевер (trefle), туберозу, ваниль, фиалку, желтофиоль и тому подобное.

Отдушки могут включать душистые вещества. Душистое вещество может включать чистое душистое вещество, инкапсулированное душистое вещество или их смеси. Предпочтительно душистое вещество включает чистое душистое вещество. Часть душистого вещества может быть инкапсулирована в инкапсулят ядро-оболочка. В другом типе воплощения, душистое вещество не будет инкапсулировано в капсулу ядро/оболочка.

Используемый в данном документе термин «душистое вещество» включает парфюмерное сырье (PRMs) и парфюмерные аккорды. Используемый здесь термин «сырье для парфюмерии» относится к соединениям с молекулярной массой по меньшей мере около 100 г/моль, которые полезны для придания запаха, отдушки, эссенции или аромата либо сами по себе, либо в сочетании с другими сырьевыми материалами для парфюмерии. Используемые здесь термины «ингредиент душистого вещества» и «парфюмерное сырье» являются взаимозаменяемыми. Используемый здесь термин «нота» относится к смеси двух или более PRMs.

Типичные PRM включают среди прочего спирты, кетоны, альдегиды, сложные эфиры, простые эфиры, нитриты и алкены, такие как терпен. Список распространенных PRM можно найти в различных справочных источниках, например, «Perfume and Flavor Chemicals», Vols. I и II; Steffen Arctander Allured. Pub.Co. (1994) и «Perfumes: Art, Science and Technology", Miller, P. M. and Lamparsky, D., Blackie Academic and Professional (1994). PRMs характеризуются точками кипения (B.P.), измеренными при нормальном давлении (760 мм рт.ст.), и их коэффициентом распределения октанол/вода (P). Основываясь на этих характеристиках, PRMS можно разделить на душистые вещества Квадрант (Quadrant) I, Квадранта II, Квадранта III или Квадранта IV.

Применимые отпугивающие насекомых отдушки включают один или несколько пестицидов из дихлорфоса, пиретрина, аллетрина, наледа и/или фентиона, раскрытых в патенте US 4664064, полностью включенном в настоящее описание посредством ссылки. Подходящими репеллентами от насекомых являются цитронеллаль (3,7-диметил-6-октаналь), N,N-диэтил-3-метилбензамид (ДЭТА), ванилин и эфирные масла, извлеченные из куркумы (Curcuma longa), кафрского лайма (Citrus hystrix), трава цитронеллы (Cymbopogon winterianus) и базилик мохнатый (Ocimum americanum). Более того, применимые репелленты от насекомых могут представлять собой смеси репеллентов от насекомых.

В альтернативных вариантах осуществления, активный агент может необязательно представлять собой поглотитель ионов. Подходящие поглотители ионов включают, но не ограничиваются ими, цеолиты. Необязательно, цеолиты могут быть добавлены к водорастворимым упаковкам, содержащим моющие средства для стирки или моющие средства для мытья посуды, заключенные внутри, в качестве смягчителя воды.

Неорганические и органические отбеливатели являются подходящими чистящими активными агентами для использования здесь. Неорганические отбеливатели включают пергидратные соли, включая, но не ограничиваясь ими, пербораты, перкарбонаты, перфосфаты, персульфаты и персиликатные соли. Неорганические пергидратные соли обычно представляют собой соли щелочных металлов. Перкарбонаты щелочных металлов, особенно перкарбонат натрия, являются подходящими пергидратами для использования здесь. Органические отбеливатели могут включать органические пероксикислоты, включая диацил- и тетраацилпероксиды, в частности, но не ограничиваясь ими, дипероксидодекандиовую кислоту, диперокситетрадекандиовую кислоту и дипероксигексадекандиовую кислоту. Пероксид дибензоила представляет собой подходящую органическую пероксикислоту в соответствии с изобретением. Другие органические отбеливатели включают пероксикислоты, конкретными примерами которых являются алкилпероксикислоты и арилпероксикислоты.

В одном классе вариантов осуществления, активные агенты могут включать активаторы отбеливания, в том числе предшественники органических надкислот, которые усиливают отбеливающее действие в процессе очистки при температуре 60 °C и ниже. Активаторы отбеливания, подходящие для использования здесь, включают соединения, которые в условиях пергидролиза дают алифатические пероксикарбоновые кислоты, содержащие от 1 до 10 атомов углерода или от 2 до 4 атомов углерода, и/или необязательно замещенную пербензойную кислоту. Подходящие вещества несут O-ацильные и/или N-ацильные группы с указанным числом атомов углерода и/или необязательно замещенные бензоильными группами. Подходящие вещества включают, но не ограничиваются ими, полиацилированные алкилендиамины, в частности тетраацетилэтилендиамин (TAED), ацилированные производные триазина, в частности 1,5-диацетил-2,4-диоксогексагидро-1,3,5-триазин (DADHT), ацилированные гликолурилы, в частности тетраацетилгликолурил (TAGU), N-ацилимиды, в частности N-нонаноилсукцинимид (NOSI), ацилированные фенолсульфонаты, в частности, н-нонаноил- или изононаноилоксибензолсульфонат (n- или изо-NOBS), ангидриды карбоновых кислот, в частности фталевый ангидрид, ацилированные многоатомные спирты, в частности триацетин, диацетат этиленгликоля и 2,5-диацетокси-2,5-дигидрофуран, а также триэтилацетилцитрат (ТЕАС).

В вариантах осуществления, которые содержат смягчители ткани в качестве активных агентов, различные смягчители ткани, поддающиеся стирке, особенно неосязаемые смектитовые глины из патента США 4062647, полностью включенные в настоящий документ в качестве ссылки, а также другие глины для смягчителей, известные в данной области техники, можно дополнительно использовать для обеспечения преимуществ кондиционера для белья одновременно с очисткой ткани. Глиняные мягчители можно использовать в сочетании с аминовыми и катионными мягчителями, как описано, например, в патентах US 4375416 и 4291071, которые полностью включены в настоящее описание посредством ссылки.

В некоторых вариантах осуществления, активный агент может включать дезинфицирующие средства. Дезинфицирующие средства, подходящие для использования в настоящем документе, могут включать, но не ограничиваются ими, перекись водорода, неорганические перекиси и их предшественники, метабисульфит натрия, соединения на основе катионов четвертичного аммония, хлор, активированный уголь и гипохлорит.

В некоторых вариантах осуществления, активный агент может включать поверхностно-активные вещества. Подходящие поверхностно-активные вещества для использования здесь могут включать, но не ограничиваются ими, пропиленгликоли, диэтиленгликоли, моноэтаноламин, полиоксиэтиленированные полиоксипропиленгликоли, этоксилаты спиртов, этоксилаты алкилфенолов, третичные ацетиленовые гликоли и алканоламиды (неионогенные), полиоксиэтиленированные амины, соли четвертичного аммония и кватернизованные полиоксиэтиленированные амины (катионные), соли щелочных металлов высших жирных кислот, содержащие от 8 до 24 атомов углерода, алкилсульфаты, алкилполиэтоксилатсульфаты и алкилбензолсульфонаты (анионные), оксиды аминов, N-алкилбетаины и сульфобетаины (цвиттерионные), диоктилсульфосукцинат натрия, лактилированные сложные эфиры жирных кислот глицерина и пропиленгликоля, сложные эфиры молочных кислот жирных кислот, алкилсульфаты натрия, полисорбат 20, полисорбат 60, полисорбат 65, полисорбат 80, лецитин, ацетилированные сложные эфиры жирных кислот глицерина и пропиленгликоля и ацетилированные сложные эфиры жирных кислот, и их комбинации.

Активные агенты могут быть твердыми или жидкими. Активные агенты, которые представляют собой твердые вещества, могут иметь средний размер частиц (например, Dv50) по меньшей мере примерно 0,01 мкм или, например, размер в диапазоне от примерно 0,01 мкм до примерно 2 мм.

В вариантах осуществления, волокна нетканых полотен, композитных изделий, смываемых салфеток, изделий, содержащих жидкость, и абсорбирующих изделий согласно настоящему изобретению включают водорастворимое волокно, нерастворимое в воде волокно или их комбинацию, при этом волокна могут иметь одинаковый или разный диаметр, длину, удельную прочность, форму, жесткость, эластичность, растворимость, температуру плавления, температуру стеклования и/или волокнообразующий материал.

В вариантах осуществления, в которых волокно содержит водорастворимое волокно, водорастворимое волокно может включать любой из водорастворимых полимерных волокнообразующих материалов, описанных в настоящем документе. Как правило, водорастворимое волокно может содержать один водорастворимый полимерный волокнообразующий материал или смесь водорастворимых волокнообразующих материалов. В вариантах осуществления, водорастворимое волокно состоит из одного водорастворимого полимерного волокнообразующего материала. В вариантах осуществления, водорастворимое волокно включает смесь водорастворимых полимеров.

В некоторых вариантах осуществления, множество водорастворимых волокон включает волокнообразующие материалы из поливинилового спирта (PVOH). В усовершенствовании предшествующего варианта осуществления, водорастворимые волокнообразующие материалы включают гомополимер PVOH. В другом усовершенствовании предшествующего варианта осуществления, водорастворимый волокнообразующий материал включает сополимер PVOH. В вариантах осуществления, водорастворимое волокно включает смесь материалов, образующих волокно из поливинилового спирта. В усовершенствовании предшествующего варианта осуществления, водорастворимое волокно включает один или несколько волокнообразующих материалов из гомополимера PVOH. В другом усовершенствовании предшествующего варианта осуществления, водорастворимое волокно включает один или более волокнообразующих материалов из сополимера PVOH. В еще одном усовершенствовании предшествующего варианта осуществления, водорастворимый полимер включает один или более волокнообразующих материалов на основе гомополимера PVOH и один или более волокнообразующих материалов на основе сополимера PVOH.

В вариантах осуществления, где водорастворимое волокно содержит смесь гомополимера поливинилового спирта и поливинилового сополимера, гомополимер поливинилового спирта может составлять от примерно 15 до примерно 70 мас.% от общей массы водорастворимого волокна, например, по меньшей мере примерно 15 мас.%, по меньшей мере примерно 20 мас.%, по меньшей мере примерно 25 мас.%., по меньшей мере примерно 30 мас.%, по меньшей мере примерно 40 мас.%, по меньшей мере примерно 50 мас.%, или по меньшей мере примерно 60 мас.% и до примерно 70 мас.%, до примерно 60 мас.%, до примерно 50 мас.%, до примерно 40 мас.% или до примерно 30 мас.%, в расчете на общую массу смеси водорастворимых полимеров, и может представлять собой один гомополимер или смесь одного или нескольких гомополимеров (например, имеющих разную вязкость и/или степень гидролиза). Водорастворимый сополимер поливинилового спирта может составлять от примерно 30 мас.% до примерно 85 мас.% от общей массы смеси водорастворимых полимеров, например, по меньшей мере примерно 30 мас.%, по меньшей мере примерно 40 мас.%, по меньшей мере примерно 50 мас.%, по меньшей мере примерно 60 мас.%, по меньшей мере примерно 70 мас.%, по меньшей мере примерно 75 мас.% или по меньшей мере примерно 80 мас.%, и до примерно 85 мас.%, до примерно 80 мас.%, до примерно 70 мас.%, до примерно 60 мас.%, до примерно 50 мас.% или до примерно 40 мас.%, в расчете на общую массу смесь водорастворимых полимеров и может представлять собой отдельный сополимер или смесь одного или нескольких сополимеров. Смесь может состоять из гомополимера поливинилового спирта и сополимера поливинилового спирта. Смесь может состоять из гомополимера поливинилового спирта и множества сополимеров поливинилового спирта. Смесь может состоять из более чем одного гомополимера поливинилового спирта и более, чем одного сополимера поливинилового спирта.

Биоразлагаемость

Полимеры поливинилового спирта, как правило, биоразлагаемы, поскольку они разлагаются в присутствии воды и ферментов в аэробных, анаэробных, почвенных и компостных условиях (в присутствии воды). В целом, когда степень гидролиза полимера поливинилового спирта увеличивается примерно до 80%, активность биоразложения полимера поливинилового спирта увеличивается. Без намерения быть связанным теорией считается, что увеличение степени гидролиза выше 80% не оказывает заметного влияния на биоразлагаемость.

Без намерения быть связанным теорией, считается, что хотя степень полимеризации полимера поливинилового спирта практически не влияет на способность к биологическому разложению волокна или нетканого полотна, изготовленного из полимера, температура полимеризации может иметь существенное влияние на биоразлагаемость пленки или нетканого материала, поскольку температура полимеризации может влиять на кристалличность и агрегатный статус полимера. В частности, по мере снижения кристалличности гидроксильные группы полимерной цепи становятся менее выровненными в структуре полимера, а полимерные цепи становятся более неупорядоченными, позволяя цепям накапливаться в виде аморфных агрегатов, тем самым снижая доступность упорядоченных полимерных структур, так что ожидается, что активность биоразложения будет снижаться для механизмов биодеградации почвы и/или компоста, при которых полимер не растворяется.

Кроме того, стереорегулярность гидроксильных групп полимеров поливинилового спирта оказывает большое влияние на уровень биоразлагаемости, и чем изотактичнее гидроксильные группы полимерной последовательности, тем выше становится активность деградации. Без намерения быть связанными какой-либо теорией считается, что, поскольку стереорегулярность гидроксильных групп полимеров поливинилового спирта оказывает большое влияние на уровни биоразлагаемой активности, замена функциональных групп, отличных от гидроксильных групп (например, анионных функциональных групп AMPS, карбоксилатных групп, или лактоновых групп), как ожидается, снизит уровень биоразлагаемой активности по сравнению с гомополимером поливинилового спирта, имеющим ту же степень гидролиза, за исключением случаев, когда сама функциональная группа также является биоразлагаемой, и в этом случае биоразлагаемость полимера может быть увеличена заменой. Кроме того, считается, что хотя уровень биоразлагаемой активности замещенного поливинилового спирта может быть меньше, чем у соответствующего гомополимера, замещенный поливиниловый спирт все же будет проявлять способность к биоразложению. Кроме того, без намерения быть связанным теорией, предполагается, что для биоразложения почвы и/или компоста нетканое полотно, изготовленное из волокна поливинилового спирта, будет иметь более высокие уровни активности биоразложения по сравнению с водорастворимой пленкой, изготовленной из аналогичного полимера поливинилового спирта, за счет увеличения площади поверхности полимера, обеспечиваемой нетканым полотном, по сравнению с пленкой.

Способы определения активности биодеградации известны в данной области. Подходящие стандарты включают OECD 301B (готовая биоразлагаемость), OECD 302B (присущая биоразлагаемость), OECD 311 (анаэробная) и ASTM D5988 (почва).

Свойства волокна

Множество водорастворимых волокон может быть получено любым способом, известным в данной области техники, например, прядением из геля мокрым способом при охлаждении, прядением термопластичных волокон, выдуванием из расплава, формованием волокна с эжектированием высокоскоростным потоком воздуха (spun bonding - спанбонд), электроформованием, ротационным формованием, операциями непрерывного производства нитей, операции по производству жгута волокна и их комбинации.

В некоторых вариантах осуществления, волокна включают водорастворимые волокна, изготовленные прядением из геля мокрым способом при охлаждении, выдуванием из расплава, формованием волокна с эжектированием высокоскоростным потоком воздуха (spun bonding - спанбонд),или их комбинацией. В вариантах осуществления, волокна включают водорастворимые волокна, которые получают методом прядения из геля мокрым способом при охлаждении и прочесывают в нетканые полотна. В вариантах осуществления, волокна включают водорастворимые волокна, а нетканые полотна, полученные из них, формируют в непрерывном процессе выдувания из расплава. В вариантах осуществления, волокна включают водорастворимые волокна, а нетканые полотна, полученные из них, формируют в непрерывном процессе формованием волокна с эжектированием высокоскоростным потоком воздуха (spun bonding). В данной области техники принято называть волокна и нетканые полотна способом, используемым для их получения. Таким образом, любую ссылку в данном документе, например, на «волокно, выдуваемое из расплава» или «кардочесанный нетканый материал», не следует понимать как ограничение продукта за счет процесса для конкретного метода выдувания из расплава или метода кардочесания, а скорее просто как идентификацию конкретное волокно или ткань. Таким образом, термины обработки могут использоваться для различения волокон и/или нетканых материалов, не ограничивая указанное волокно и/или нетканый материал получением с помощью какого-либо конкретного процесса.

Волокна согласно настоящему изобретению могут быть двухкомпонентными волокнами. Используемый здесь термин «двухкомпонентные волокна», если не указано иное, относится не к волокну, включающему смесь волокнообразующих материалов, а, скорее, к волокнам, включающим две или более отдельных областей волокнообразующих материалов, при этом состав материалов образующих волокна различаются в зависимости от региона. Примеры двухкомпонентных волокон включают, но не ограничиваются ими, двухкомпонентные волокна сердцевина/оболочка, двухкомпонентные волокна «остров в море» и двухкомпонентные волокна «бок о бок». Двухкомпонентные волокна сердцевина/оболочка обычно включают сердцевину, содержащую первый состав волокнообразующих материалов (например, один волокнообразующий материал или первую смесь волокнообразующих материалов), и оболочку, содержащую второй состав волокнообразующих материалов (например, одиночный волокнообразующий материал, который отличается от материала сердцевины, или вторую смесь волокнообразующих материалов, которая отличается от первой смеси волокнообразующих материалов сердцевины). «Остров в море» двухкомпонентные волокна обычно включают в себя первую непрерывную «морскую» область, имеющую первый состав волокнообразующих материалов, и дискретные «островные» области, рассеянные в нем, имеющие второй состав волокнообразующих материалов, который отличается от первого состава. Двухкомпонентные волокна, расположенные бок о бок, обычно включают первую область, проходящую по длине волокна и включающую первую композицию волокнообразующих материалов, примыкающую по меньшей мере ко второй области, проходящую по длине волокна и включающую вторую композицию волокнообразующих материалов, которая отличается от первой композиции. Такие двухкомпонентные волокна хорошо известны специалистам.

Волокна согласно изобретению могут быть гидрофобными и/или гидрофильными волокнами. Используемый здесь термин «гидрофобное волокно», если не указано иное, относится к любому волокну, имеющему гидрофобную поверхность. Волокно может иметь гидрофобную поверхность, когда волокно включает, например, гидрофобный волокнообразующий материал, волокно представляет собой двухкомпонентное волокно типа сердцевина/оболочка, включающее гидрофобный волокнообразующий материал в оболочке, и/или волокно имеет поверхностную обработку включения гидрофобного поверхностно-активного вещества на его поверхность. Аналогичным образом, как используется в настоящем документе и если не указано иное, «гидрофильное волокно» относится к любому волокну, поверхность которого является гидрофильной. Волокно может иметь гидрофильную поверхность, когда волокно включает, например, гидрофильный волокнообразующий материал, волокно представляет собой двухкомпонентное волокно типа сердцевина/оболочка, включающее гидрофильный волокнообразующий материал в оболочке, и/или волокно имеет поверхностную обработку включения гидрофильного материала на их поверхность. Без намерения быть связанным теорией, считается, что гидрофильное волокно нетканого материала может способствовать капиллярному действию/затеканию жидкости с поверхности нетканого материала, обеспечивая улучшенное поглощение жидкости по сравнению с идентичным нетканым материалом, который не включает гидрофильное волокно.

Волокна согласно настоящему изобретению могут содержать один или несколько волокнообразующих материалов, описанных в настоящем документе. Когда волокно включает один полимерный волокнообразующий материал из PVOH, степень гидролиза волокна такая же, как степень гидролиза полимера PVOH. Когда волокно включает два или более полимерных волокнообразующих материала из PVOH, степень гидролиза волокна представляет собой среднеарифметическое значение степени гидролиза отдельных полимеров PVOH. Не желая быть связанными какой-либо теорией, полагают, что по мере увеличения степени гидролиза волокна гидрофильность волокна увеличивается, и в результате увеличивается скорость затекания волокна. Таким образом, нетканые полотна, включающие волокна с относительно высокой средней степенью гидролиза, могут быть особенно подходящими для применений, в которых скорость впитывания является основным фактором, например, для изделий, пригодных для носки, где желательно обеспечить быстрое впитывание жидкости с кожи потребителя. В вариантах осуществления, в которых скорость затекания является основным фактором, волокна по настоящему изобретению могут иметь степень гидролиза (в среднем) от примерно 95% до примерно 99,9%.

Форма волокна конкретно не ограничена и может иметь формы поперечного сечения, включая, помимо прочего, круглую, овальную (также называемую лентой), треугольную (также называемую дельта), трехдольную и /или другие многолепестковые формы (фиг. 1). Понятно, что форма волокна не обязательно должна быть идеально геометрической, например, волокно, имеющее круглую форму поперечного сечения, не обязательно должно иметь идеальный круг в качестве площади поперечного сечения, а волокно, имеющее треугольное поперечное сечение форма обычно имеет закругленные углы. Не желая быть связанными теорией, считается, что гигроскопические волокна в нетканом полотне, форма которых обеспечивает капиллярное или канальное направленное прохождение жидкости (например, трехлепестковое волокно), могут способствовать капиллярному действию/затеканию жидкости из поверхность нетканого материала, обеспечивающая улучшенное поглощение жидкости по сравнению с идентичным нетканым материалом, имеющим форму волокна, которая не включает капиллярный или канальный канал.

Следует понимать, что диаметр волокна относится к диаметру поперечного сечения волокна вдоль самой длинной оси поперечного сечения. Когда волокно описывается как имеющее (или не имеющее) определенный диаметр, если не указано иное, подразумевается, что указанный диаметр является средним диаметром для определенного типа упомянутого волокна, т.е. множества волокон, изготовленных из волокнообразующего материала поливинилового спирта, имеет средний арифметический диаметр волокна по множеству волокон. Для форм, которые обычно не считаются имеющими «диаметр», например, треугольник или многолепестковая форма, диаметр относится к диаметру окружности, описывающей форму волокна (фиг. 1).

Волокна, согласно настоящему изобретению, обычно имеют диаметр в диапазоне примерно от 10 микрон до 300 микрон, например, по меньшей мере 10 микрон, по меньшей мере 15 микрон, по меньшей мере 20 микрон, по меньшей мере 25 микрон, по меньшей мере 50 микрон, по меньшей мере 100 мкм или по меньшей мере 125 мкм и до примерно 300 мкм, до примерно 275 мкм, до примерно 250 мкм, до примерно 225 мкм, до примерно 200 мкм, до примерно 100 мкм, до примерно от около 50 микрон, до около 45 микрон, до около 40 микрон или до около 35 микрон, например, в диапазоне от около 10 микрон до около 300 микрон, от около 50 микрон до около 300 микрон, от около 100 микрон до около 300 микрон микрон, от примерно 10 микрон до примерно 50 микрон, от примерно 10 микрон до примерно 45 микрон или от примерно 10 микрон до примерно 40 микрон. В вариантах осуществления, водорастворимые волокна, используемые для изготовления вододиспергируемых нетканых полотен согласно настоящему изобретению, могут иметь диаметр от более, чем 100 микрон до примерно 300 микрон. В вариантах осуществления, волокна содержат целлюлозу, имеющую диаметр в диапазоне от примерно 10 микрон до примерно 50 микрон, от примерно 10 микрон до примерно 30 микрон, от примерно 10 микрон до примерно 25 микрон, от примерно 10 микрон до примерно 20 микрон или примерно 10 микрон до примерно до 15 микрон. В вариантах осуществления, волокна содержат водорастворимый волокнообразующий материал и имеют диаметр от примерно 50 микрон до примерно 300 микрон, от примерно 100 микрон до примерно 300 микрон, от примерно 150 микрон до примерно 300 микрон или от примерно 200 микрон до примерно 300 микрон. В вариантах осуществления, диаметры множества водорастворимых волокон, используемых для изготовления диспергируемых в воде нетканых полотен согласно настоящему изобретению, имеют по существу одинаковые диаметры. Используемый здесь диаметр волокон является «по существу однородным», если разница в диаметре между волокнами составляет менее, чем 10%, например, 8% или менее, 5% или менее, 2% или менее или 1% или менее. Волокна, имеющие по существу одинаковые диаметры, могут быть получены с помощью процесса прядения геля мокрым способом при охлаждении или прядения термопластичных волокон, как описано здесь. Кроме того, при использовании смеси волокон средний диаметр волокон можно определить, используя средневзвешенное значение отдельных волокон.

Волокна согласно настоящему изобретению, используемые для изготовления нетканых полотен и изделий из нетканого композитного материала согласно настоящему изобретению, обычно могут иметь любую длину. В вариантах осуществления, длина волокон может находиться в диапазоне от примерно 20 мм до примерно 100 мм, от примерно 20 мм до примерно 90 мм, от примерно 30 мм до примерно 80 мм, от примерно 10 мм до примерно 60 мм или от примерно 30 мм до примерно 60 мм, например, по меньшей мере, примерно 30 мм, по меньшей мере, примерно 35 мм, по меньшей мере, примерно 40 мм, по меньшей мере, примерно 45 мм или по меньшей мере, примерно 50 мм и до примерно 100 мм, примерно до 95 мм, до примерно 90 мм, до примерно 80 мм, до примерно 70 мм или до примерно 60 мм. В вариантах осуществления, длина водорастворимых волокон может составлять менее, чем примерно 30 мм или в диапазоне от примерно 0,25 мм до менее, чем примерно 30 мм, например, по меньшей мере примерно 0,25 мм, по меньшей мере примерно 0,5 мм, по меньшей мере примерно 0,75 мм, по меньшей мере примерно 1 мм, по меньшей мере примерно 2,5 мм, по меньшей мере примерно 5 мм, по меньшей мере примерно 7,5 мм или по меньшей мере примерно 10 мм и до примерно 29 мм, до примерно 28 мм, до примерно 27 мм, примерно до 26 мм, примерно до 25 мм, примерно до 20 мм или примерно до 15 мм. Волокна могут быть любой длины путем разрезания и/или скручивания экструдированной полимерной смеси. В вариантах осуществления, волокно может представлять собой непрерывную нить, например, полученную с помощью таких процессов, как формованием волокна с эжектированием высокоскоростным потоком воздуха (spun bonding - спанбонд), выдуванием из расплава, электроформованием, ротационным формованием, при этом непрерывная нить изготавливается и подается непосредственно в форму полотна. Кроме того, при использовании смеси волокон среднюю длину волокон можно определить, используя средневзвешенное значение отдельных волокон.

Волокна согласно настоящему изобретению обычно могут иметь любое отношение длины к диаметру. В вариантах осуществления отношение длины к диаметру волокон может быть больше, чем примерно 2, больше, чем примерно 3, больше, чем примерно 4, больше, чем примерно 6, больше, чем примерно 10, больше, чем примерно 50, больше, чем примерно 60, больше, чем примерно 100, более, чем примерно 200, более, чем примерно 300, более, чем примерно 400 или более, чем примерно 1000.

Водорастворимые волокна, используемые для изготовления водорастворимых нетканых полотен согласно настоящему изобретению, обычно могут иметь любую удельную прочность (разрывная нагрузка). Удельная прочность волокна коррелирует с грубостью волокна. Как правило, по мере снижения разрывной нагрузки волокна увеличивается его шероховатость. Волокна, используемые для изготовления водорастворимых нетканых полотен согласно настоящему изобретению, могут иметь удельную прочность в диапазоне от примерно 1 до примерно 100 сН/дтекс (cN/dtex), или от примерно 1 до примерно 75 сН/дтекс, или от примерно 1 до примерно 50 сН/дтекс, или от примерно 1 до примерно 45 сН/дтекс, или от примерно 1 до примерно 40 сН/дтекс, или от примерно 1 до примерно 35 сН/дтекс, или от примерно 1 до примерно 30 сН/дтекс, или от примерно 1 до примерно 25 сН/дтекс, или от примерно 1 до примерно 20 сН/дтекс, или от примерно 1 до примерно 15 сН/дтекс, или от примерно 1 до примерно 10 сН/дтекс, или от примерно 1 до примерно 5 сН/дтекс, или от примерно 3 до примерно 8 сН/дтекс, или от примерно 4 до примерно 8 сН/дтекс, или от примерно 6 до примерно 8 сН/дтекс, или от примерно 4 до примерно 7 сН/дтекс, или от примерно 10 до примерно 20, или от примерно 10 до примерно 18, или от примерно 10 до примерно 16, или от примерно 1 сН/дтекс, примерно 2 сН/дтекс, около 3 сН/дтекс, около 4 сН/дтекс, около 5 сН/дтекс, около 6 сН/дтекс, около 7 сН/дтекс, около 8 сН/дтекс, около 9 сН/дтекс, около 10 сН/дтекс, около 11 сН/дтекс, около 12 сН/дтекс, около 13 сН/дтекс, около 14 сН/дтекс или около 15 сН/дтекс. В вариантах осуществления, волокна могут иметь удлинение при разрыве от примерно 3 сН/дтекс до примерно 10 сН/дтекс. В вариантах осуществления, волокна могут иметь удлинение при разрыве от около 7 сН/дтекс до около 10 сН/дтекс. В вариантах осуществления, волокна могут иметь удлинение при разрыве от примерно 4 сН/дтекс до примерно 8 сН/дтекс. В вариантах осуществления, волокна могут иметь удлинение при разрыве от примерно 6 сН/дтекс до примерно 8 сН/дтекс.

В вариантах осуществления, в которых волокна получают в процессе прядения геля мокрым способом при охлаждении, получаемые волокна обычно могут иметь любую удельную прочность при разрыве, как описано в настоящем документе. В усовершенствованиях предыдущего варианта осуществления волокна могут иметь удельную прочность при разрыве в диапазоне от около 3 до около 15, от около 3 до около 13, от около 3 сН/дтекс до около 10 сН/дтекс, от около 5 сН/дтекс до около 10 сН/дтекс, или от примерно 6 сН/дтекс до примерно 10 сН/дтекс, от примерно 7 сН/дтекс до примерно 10 сН/дтекс, от примерно 4 сН/дтекс до примерно 8 сН/дтекс, или от примерно 6 сН/дтекс до примерно 8 сН/дтекс.

Волокна, используемые для изготовления водорастворимых нетканых полотен согласно настоящему изобретению, обычно могут иметь любую тонкость. Тонкость волокна коррелирует с массой волокна к его длине. Основной физической единицей тонкости волокна является 1 текс, который равен 1000 м волокна массой 1 г. Обычно используется единица дтекс (dtex), представляющая 1 г/10 000 м волокна. Тонкость волокна может быть выбрана для получения нетканого полотна, имеющего подходящую жесткость/осязание нетканого полотна, жесткость при кручении, отражение и взаимодействие со светом, поглощение красителя и/или других активных веществ/добавок, легкость прядения волокна в производственный процесс и однородность готового изделия. В целом, по мере увеличения тонкости волокон получаемые из них нетканые материалы демонстрируют более высокую однородность, улучшенную прочность на растяжение, растяжимость и блеск. Кроме того, без намерения быть связанными какой-либо теорией считается, что более тонкие волокна приведут к более медленному времени растворения по сравнению с более крупными волокнами в зависимости от плотности. Кроме того, без намерения быть связанными какой-либо теорией, при использовании смеси волокон среднюю тонкость волокон можно определить, используя средневзвешенное значение отдельных компонентов волокна. Волокна можно охарактеризовать как очень тонкие (дтекс ≤ 1,22), тонкие (1,22≤ дтекс ≤ 1,54), средние (1,54≤ дтекс ≤ 1,93), слегка грубые (1,93≤ дтекс ≤ 2,32) и грубые (дтекс ≥2,32). Нетканое полотно согласно настоящему изобретению может включать очень тонкие, тонкие, средние, слегка грубые волокна или их комбинацию. В вариантах осуществления, волокна имеют тонкость в диапазоне от примерно 1 дтекс до примерно 10 дтекс, от примерно 1 дтекс до примерно 7 дтекс, от примерно 1 дтекс до примерно 5 дтекс, от примерно 1 дтекс до примерно 3 дтекс или от примерно 1,7 дтекс до примерно 2,2 дтекс. В вариантах осуществления, волокна имеют тонкость около 1,7 дтекс. В вариантах осуществления, волокна имеют тонину около 2,2 дтекс.

Множество водорастворимых волокон может быть получено любым способом, известным в данной области техники, например, прядением термопластичных волокон, прядением из геля мокрым способом с охлаждением, выдуванием из расплава, формованием волокна с эжектированием высокоскоростным потоком воздуха (спанбонд -spun bonding), электроформованием, ротационным формованием, операциями непрерывного производства нитей, операции по производству жгута волокна и их комбинации.

Прядение из геля мокрым способом с охлаждением

В некоторых вариантах осуществления, множество волокон включает волокна, изготовленные в соответствии с процессом прядения из геля мокрым способом с охлаждением, причем процесс прядения из геля мокрым способом с охлаждением включает стадии

(a) растворение волокнообразующего полимера (или полимеров) в растворе с образованием полимерной смеси, при этом полимерная смесь необязательно включает вспомогательные агенты;

(b) экструдирование полимерной смеси через фильеру в ванну для отверждения с образованием экструдированной полимерной смеси;

(c) пропускание экструдированной полимерной смеси через ванну для замены растворителя;

(d) необязательно влажное вытягивание экструдированной полимерной смеси; и

(e) окончательную обработку экструдированной полимерной смеси для получения волокон.

Растворителем, в котором растворяют волокнообразующий полимер, может быть любой растворитель, в котором растворим полимер. В вариантах осуществления растворитель, в котором растворяют полимер, включает полярный апротонный растворитель. В вариантах осуществления растворитель, в котором растворяют полимер, включает диметилсульфоксид (ДМСО).

Обычно ванна для отверждения включает охлажденный растворитель для гелеобразования экструдированной полимерной смеси. Ванна для отверждения обычно может иметь любую температуру, которая способствует отверждению экструдированной полимерной смеси. Ванна для отверждения может включать смесь растворителя, в которой растворим полимер, и растворителя, в котором полимер не растворим. Растворитель, в котором полимер не растворим, обычно является первичным растворителем, при этом растворитель, в котором не растворяется полимер, составляет более 50% смеси.

После прохождения через ванну для отверждения экструдированный гель полимерной смеси можно пропустить через одну или несколько ванн для замены растворителя. Ванны для замены растворителя предназначены для замены растворителя, в котором растворим полимер, на растворитель, в котором полимер не растворяется, для дальнейшего отверждения экструдированной полимерной смеси и замены растворителя, в котором растворим полимер, на растворитель, который легче испаряется, тем самым сокращая время сушки. Ванны с заменой растворителя могут включать серию ванн с заменой растворителя, имеющих градиент растворителя, в котором растворим полимер, с растворителем, в котором полимер не растворяется, серию ванн с заменой растворителя, содержащих только растворитель, в котором полимер не растворяется, или ванну с одной заменой растворителя, содержащую только растворитель, в котором полимер не растворяется.

Готовые волокна иногда называют штапельными волокнами, короткими волокнами или целлюлозой. В вариантах осуществления, окончательная обработка включает сушку экструдированной полимерной смеси. В вариантах осуществления, окончательная обработка включает резку или скручивание экструдированной полимерной смеси для формирования отдельных волокон. Мокрая вытяжка экструдированной полимерной смеси обеспечивает практически одинаковый диаметр экструдированной полимерной смеси и, таким образом, вырезанных из нее волокон. Вытяжка отличается от выдавливания, как это хорошо известно в данной области техники. В частности, экструдирование относится к процессу изготовления волокон путем продавливания смеси смолы через головку фильеры, тогда как вытягивание относится к механическому вытягиванию волокон в продольном направлении для обеспечения ориентации полимерной цепи и кристаллизации для повышения прочности и удлинения при разрыве волокна.

В вариантах осуществления, в которых волокна получают в процессе прядения из геля мокрым способом с охлаждением, волокнообразующий полимер может быть, как правило, любым волокнообразующим полимером или их смесью, например, двумя или более различными полимерами, как в целом описано в настоящем документе. В уточнениях вышеприведенного варианта осуществления, полимер(ы) могут иметь любую степень полимеризации (DP), например, в диапазоне от 10 до 10 000 000, например, по меньшей мере 10, по меньшей мере 20, по меньшей мере 50, по меньшей мере 100, по меньшей мере 200, по меньшей мере 300, по меньшей мере 400, по меньшей мере 500, по меньшей мере 750 или по меньшей мере 1000 и до 10 000 000, до 5 000 000, до 2 500 00, до 1 000 000, до 900 000, до 750 000, до 500 000, до 250 000, до 100 000, до 90 000, до 75 000, до 50 000, до 25 000, до 12 000, до 10 000, до 5 000 или до 2 500, например в диапазоне от 1000 до примерно 50000, от 1000 до примерно 25000, от 1000 до примерно 12000, от 1000 до примерно 5000, от 1000 до примерно 2500, от примерно 50 до примерно 12000, от примерно 50 до примерно 10000, от примерно 50 до примерно 5000, от примерно 50 до от около 2500, от около 50 до около 1000, от около 50 до около 900, от около 100 до около 800, от около 150 до около 700, от около 200 до около 600 или от около 250 до около 500. В вариантах осуществления, DP составляет по меньшей мере 1000. В вариантах осуществления, волокнообразующий полимер содержит полимер поливинилового спирта, имеющий DP в диапазоне от 1000 до примерно 50000, от 1000 до примерно 25000, от 1000 до примерно 12000, от 1000 до примерно 5000, от 1000 до примерно 2500, от примерно 50 до примерно 12000, от около 50 до около 10000, от около 50 до около 5000, от около 50 до около 2500, от около 50 до около 1000, от около 50 до около 900, от около 100 до около 800, от около 150 до около 700, от около 200 до около 600 или около от 250 до примерно 500. В вариантах осуществления, волокнообразующий полимер содержит поливиниловый спирт, имеющий DP в диапазоне от 1000 до примерно 50000, от 1000 до примерно 25000, от 1000 до примерно 12000, от 1000 до примерно 5000 или от 1000 до примерно 2500.

Прядение термопластичных волокон

Прядение термопластичных волокон хорошо известно в технике. Вкратце, прядение термопластичного волокна включает следующие этапы:

(а) приготовление полимерной смеси, включающей волокнообразующий полимер, необязательно включающий вспомогательные вещества;

(b) экструдирование полимерной смеси через фильеру с образованием экструдированной полимерной смеси;

(c) необязательное вытягивание экструдированной полимерной смеси; и

(d) окончательную обработку экструдированной полимерной смеси для получения волокон.

Готовые штапельные волокна, получаемые в процессе прядения термопластичных волокон, могут быть обработаны путем сушки, резки и/или скручивания для образования отдельных волокон. Вытягивание экструдированной полимерной смеси механически вытягивает волокна в машинном направлении, способствуя ориентации и кристалличности полимерных цепей для повышения прочности и прочности волокон. Приготовление полимерной смеси для формования термопластичных волокон обычно может включать (а) приготовление раствора волокнообразующего материала и легколетучего растворителя таким образом, чтобы после экструдирования раствора через фильеру, когда раствор контактирует с потоком горячего воздуха, растворитель легко испаряется, оставляя после себя твердые волокна, или (b) плавление полимера, так что после экструдирования горячего полимера через фильеру полимер затвердевает за счет охлаждения холодным воздухом. Метод прядения термопластичных волокон отличается от метода прядения из геля с мокрым охлаждением, по крайней мере, тем, что (а) в методе прядения термопластичных волокон экструдированные волокна затвердевают путем испарения растворителя или закалки горячих твердых волокон холодным воздухом, а не использование ванны затвердевания; и (b) в методе мокрого и холодного формования из геля необязательную вытяжку выполняют, когда волокна находятся в гелеобразном, а не в твердом состоянии.

Волокнообразующие материалы для изготовления волокон в процессе прядения термопластичных волокон обычно могут быть любыми волокнообразующими полимерами или их смесью, например, двумя или более различными полимерами, при условии, что полимер или их смесь обладают подходящей растворимостью в легколетучем растворителе и/или имеют точку плавления ниже температуры их разложения и отличаются от нее. Кроме того, когда для изготовления волокна используется смесь волокнообразующих полимеров, волокнообразующие материалы должны иметь одинаковую растворимость в легколетучем растворителе и/или иметь аналогичные тепловые профили, чтобы два или более волокнообразующих материала плавились при одинаковых температурах. Напротив, волокнообразующие материалы для получения волокон из процесса формования геля мокрым способом с охлаждением не так ограничены, и волокна могут быть получены из смеси любых двух или более полимеров, растворимых в одной и той же системе растворителей, и система растворителей не обязательно быть единственным растворителем или даже летучим растворителем.

Волокнообразующий полимер(ы) для изготовления термопластичных волокон может иметь степень полимеризации (DP), например, в диапазоне от 10 до 10000, например, по меньшей мере 10, по меньшей мере 20, по меньшей мере 50, по меньшей мере 100, по меньшей мере 200, по меньшей мере 300, по меньшей мере 400, по меньшей мере 500, по меньшей мере 750 или по меньшей мере 1000 и до 10 000, до 5 000, до 2 500, до 1 000, до 900, до 750, до 500 или до 250. В вариантах осуществления DP составляет менее, чем 1000.

Прядение из расплава

Прядение из расплава хорошо известно в данной области техники и понимается как относящееся как к процессам формования волокна с эжектированием высокоскоростным потоком воздуха (спанбонд), так и к процессам выдувания из расплава. Прядение из расплава представляет собой непрерывный процесс, при котором нетканое полотно изготавливается непосредственно в процессе формирования волокна. Как таковые, формованные из расплава волокна не обрабатываются и не обрезаются до какой-либо постоянной длины (например, штапельные волокна не изготавливаются с помощью этих процессов). Кроме того, формование из расплава не включает стадию вытяжки, и, следовательно, единственным контролем диаметра получаемых волокон, спряденных из расплава, является размер отверстий, через которые экструдируются формирующие волокна материалы, а полимерные цепи обычно не ориентированы, в любом конкретном направлении.

Вкратце, прядение из расплава включает следующие стадии:

(а) приготовление полимерной смеси, включающей волокнообразующий полимер, необязательно включающий вспомогательные вещества;

(b) экструдирование полимерной смеси в матричную наладку (экструзионную головку) с образованием экструдированной полимерной смеси;

(c) гашение экструдированной полимерной смеси;

(d) нанесение закаленной экструдированной полимерной смеси на ленту с образованием нетканого полотна; и

(e) скрепление нетканого полотна.

В процессе эжектирования высокоскоростным потоком воздуха (спанбонд), экструдированная полимерная смесь закачивается в матричную наладку в виде расплавленного полимера и охлаждается холодным воздухом после прохождения через матричную наладку. В процессе выдувания из расплава, экструдированная полимерная смесь закачивается в матричную наладку, через которую продувается горячий воздух, и охлаждается после выхода из матричной наладки и вступления в контакт с воздухом температуры окружающей среды. В обоих процессах волокна непрерывно сбрасываются на ленту или барабан, что обычно облегчается созданием вакуума под лентой или барабаном.

Диаметр волокон из расплав обычно находится в диапазоне от примерно 0,1 до примерно 50 микрон, например, по меньшей мере примерно 0,1 микрон, по меньшей мере примерно 1 микрон, по меньшей мере примерно 2 микрон, по меньшей мере примерно 5 микрон, по меньшей мере примерно 10 микрон, по меньшей мере примерно 15 микрон или по меньшей мере примерно 20 микрон и до примерно 50 микрон, до примерно 40 микрон, до примерно 30 микрон, до примерно 25 микрон, до примерно 20 микрон, до от примерно 15 микрон, до примерно 10 микрон, от примерно 0,1 микрон до примерно 50 микрон, от примерно 0,1 микрон до примерно 40 микрон, от примерно 0,1 микрон до примерно 30 микрон, от примерно 0,1 микрон до примерно 25 микрон, от примерно 0,1 микрон до примерно 20 микрон, от примерно 0,1 микрон до примерно 15 микрон, от примерно 0,1 микрон до примерно 10 микрон, от примерно 0,1 микрон до примерно 9 микрон, от примерно 0,1 микрон до примерно 8 микрон, от примерно 0,1 микрон до примерно 7 микрон, от примерно 0,1 микрон до примерно 6 микрон, примерно 0,1 микрон от примерно 6 микрон, от примерно 5 микрон до примерно 35 микрон, от примерно 5 микрон до примерно 30 микрон, от примерно 7,5 микрон до примерно 25 микрон, от примерно 10 микрон до примерно 25 микрон или от примерно 15 микрон до примерно 25 микрон. В данной области техники хорошо известно, что процессы выдувания из расплава могут обеспечить получение микротонких волокон, имеющих средний диаметр в диапазоне примерно 1-10 микрон, однако процесс выдувания из расплава имеет очень большие различия в диаметре от волокна к волокну, например, вариация 100-300%. Кроме того, в данной области техники хорошо известно, что фильерные волокна могут иметь больший средний диаметр волокна, например, обычно от примерно 15 до примерно 25 микрон, но улучшенную однородность между волокнами, например, примерно 10% отклонение.

Волокнообразующий материал для процессов тепловой экструзии (например, прядения из расплава, прядения термопластичных волокон) более ограничен, чем для процесса прядения из геля мокрым способом с охлаждением. Как правило, степень полимеризации для процессов тепловой экструзии ограничивается диапазоном от примерно 200 до примерно 500. Поскольку степень полимеризации снижается ниже 200, вязкость волокнообразующего материала становится слишком низкой, и отдельные волокна, полученные путем прокачки материала через матричную наладку, не сохраняют надлежащего разделения после выхода из матричной наладки. Точно так же, когда степень полимеризации увеличивается выше 500, вязкость становится слишком высокой, чтобы эффективно прокачивать материал через достаточно маленькие отверстия в матричной наладке, чтобы проводить процесс на высоких скоростях, что приводит к потере эффективности процесса и однородности волокна и/или нетканого материала. Кроме того, процессы, требующие нагревания волокнообразующего материала, не подходят для гомополимеров поливинилового спирта, поскольку гомополимеры обычно не обладают требуемой термической стабильностью. Более того, известно, что перерабатываемые в расплаве полимеры представляют собой полимеры, имеющие вязкость 5 сП или менее. Таким образом, процессы прядения из геля с мокрым охлаждением преимущественно могут обеспечивать волокна из полимеров, включая гомополимеры и сополимеры поливинилового спирта, имеющие вязкость более, чем 5 сП, которые в противном случае недоступны для переработки в волокна.

Процесс прядения из геля мокрым способом с охлаждением выгодно обеспечивает одно или несколько преимуществ, таких как получение волокна, которое включает смесь водорастворимых полимеров, обеспечение контроля диаметра волокон, получение волокон относительно большого диаметра, обеспечение контроля длины волокон, обеспечение контроля над прочностью волокон, получение волокон с высокой прочностью, получение волокон из полимеров, имеющих высокую степень полимеризации, и/или обеспечение волокон, которые можно использовать для получения самонесущего нетканого полотна. Непрерывные процессы, такие как способ формования волокна с эжектированием высокоскоростным потоком воздуха, выдувание из расплава, электропрядение и ротационное прядение, как правило, не позволяют смешивать водорастворимые полимеры (например, из-за трудностей согласования индекса расплава различных полимеров), формируя изделия большого диаметра (например, более 50 микрон), контролируя длину волокон, обеспечивая высокую прочность волокон, а также использование полимеров, имеющих высокую степень полимеризации. Кроме того, процесс прядения из геля с мокрым охлаждением предпочтительно не ограничивается полимерами, которые перерабатываются только в расплаве, и, следовательно, может получить доступ к волокнам, изготовленным из волокнообразующих материалов, имеющих очень высокую молекулярную массу, высокие температуры плавления, низкий индекс текучести расплава или их комбинацию, обеспечивая волокна, имеющие более сильные физические свойства и отличающиеся химическими функциональными возможностями по сравнению с волокнами, полученными в процессе тепловой экструзии.

Нетканое полотно

Нетканые полотна по настоящему изобретению обычно представляют собой листовые структуры, имеющие две внешние поверхности, при этом нетканые полотна включают в себя множество волокон. Используемый здесь и если конкретно не указано иное, «внешняя поверхность» нетканого полотна относится к сторонам листовой структуры, обозначенным 100 и 101 на фиг. 2. Нетканое полотно обычно относится к расположению волокон, связанных друг с другом, при этом волокна не являются ни ткаными, ни вязаными. Как правило, множество волокон может быть расположено в любой ориентации. В вариантах осуществления, множество волокон расположены случайным образом (т.е. не имеют ориентации). В вариантах осуществления, множество волокон расположены с однонаправленной ориентацией. В вариантах осуществления, множество волокон расположены в двунаправленной ориентации. В некоторых вариантах осуществления, множество волокон являются разнонаправленными и имеют различное расположение в разных областях нетканого полотна. В вариантах осуществления, нетканое полотно может включать водорастворимое волокно одного типа. В вариантах осуществления, нетканое полотно может включать один тип нерастворимого в воде волокна. В вариантах осуществления, нетканое полотно может включать один тип водорастворимого волокна и один или несколько различных типов нерастворимых в воде волокон. В вариантах осуществления, нетканое полотно может включать один или несколько различных типов водорастворимых волокон и один или несколько различных типов нерастворимых в воде волокон. В вариантах осуществления, нетканое полотно может состоять из водорастворимых волокон или состоять по существу из водорастворимых волокон. В вариантах осуществления, нетканое полотно может состоять или по существу состоять из нерастворимых в воде волокон. В некоторых вариантах осуществления, нетканое полотно может включать один тип волокнообразующего материала (т.е. все волокна имеют одинаковый состав волокнообразующего материала), но может включать волокна, полученные одним или несколькими процессами волокнообразования, например, прядением из геля мокрым способом с охлаждением, формованием термопластичных волокон, выдуванием из расплава, формованием волокна с эжектированием высокоскоростным потоком воздуха (спанбонд) или их комбинация. В некоторых вариантах осуществления, нетканое полотно может включать один тип волокнообразующего материала, и волокна изготавливаются в результате единого процесса волокнообразования. В некоторых вариантах осуществления, нетканое полотно может включать два или более волокнообразующих материала (например, смеси волокон, имеющих различные составы волокнообразующих материалов, волокна, включающие смеси волокнообразующих материалов, или и то, и другое), и волокна могут быть получены одним или несколькими способами формования волокон, например, прядение из геля мокрым способом с охлаждением, формование термопластичных волокон, выдувание из расплава, способ формования волокна с эжектированием высокоскоростным потоком воздуха (спанбонд) или их комбинация. В некоторых вариантах осуществления, нетканое полотно может включать два или более волокнообразующих материала, и волокна изготавливаются в результате одного процесса волокнообразования. В вариантах осуществления, волокна нетканого полотна могут иметь по существу одинаковые диаметры или разные диаметры.

В вариантах осуществления, в которых нетканые полотна по настоящему изобретению включают смесь водорастворимых волокон, включая первое водорастворимое волокно и второе водорастворимое волокно, первое и второе водорастворимые волокна могут иметь разный диаметр, длину, удельную прочность (разрывную нагрузку), форму, жесткость, эластичность, растворимость, температуру плавления, температуру стеклования (Tg), волокнообразующий материал, цвет или их комбинация. В вариантах осуществления, в которых нетканые полотна по настоящему изобретению включают смесь нерастворимых в воде волокон, включая первое нерастворимое в воде волокно и второе нерастворимое в воде волокно, первое и второе нерастворимые в воде волокна могут иметь различие в диаметре, длине, прочности, форме, жесткости, эластичности, растворимости, температуре плавления, температуре стеклования, волокнообразующем материале, цвете или их комбинации.

Как правило, нетканые полотна могут характеризоваться средней степенью гидролиза волокнообразующего материала из поливинилового спирта, используемого при изготовлении волокна нетканого материала. Если нетканое полотно состоит из одного типа волокон, степень гидролиза нетканого полотна такая же, как и степень гидролиза одиночного типа волокон. В вариантах осуществления, нетканые полотна по настоящему изобретению могут включать смесь волокон, где каждое волокно имеет разную степень гидролиза. В таких случаях степень гидролиза нетканого полотна представляет собой средневзвешенное арифметическое значение степени гидролиза отдельных типов волокон. В вариантах осуществления, где нетканые полотна наслаиваются для получения нетканых изделий, нетканое изделие имеет степень гидролиза, которая представляет собой среднее арифметическое значение степени гидролиза для отдельных слоев полотна. В вариантах осуществления, в которых нетканое полотно или изделие должно использоваться для впитывания влаги (например, предмет одежды, в котором жидкость отводится от кожи пользователя), полотно или изделие может иметь среднюю степень гидролиза в диапазоне примерно 95-99,9%, примерно 96-99% или примерно 97-98%. В вариантах осуществления, в которых нетканое полотно или изделие должно использоваться для способности поглощать жидкости (например, салфетка для очистки разливов), полотно или изделие может иметь среднюю степень гидролиза в диапазоне примерно 93-97%, примерно 94% -96%, или около 95%, и, кроме того, может быть соединен воздухом, а не каландрованием. Как показано в приведенных ниже примерах, когда нетканые полотна, имеющие аналогичные составы, были соединены воздухом, способность поглощать жидкость значительно увеличилась по сравнению с неткаными полотнами, которые были соединены каландрированием. Скрепленные воздухом нетканые полотна включали термопластичный волокнистый материал на уровне 5 мас.% или менее (в расчете на общую массу волокон) для облегчения склеивания. Без намерения быть связанным теорией считается, что чем выше уровень связывания в нетканом полотне, тем ниже способность абсорбировать жидкость. Соответственно, также предполагается, что условия связывания могут быть выбраны для увеличения способности абсорбировать жидкость для нетканого полотна, изготовленного из определенного типа волокна. Без намерения быть связанными какой-либо теорией считается, что воздушное склеивание обеспечивает получение нетканого полотна с большей абсорбирующей способностью по сравнению с каландровым скреплением, и что по мере увеличения времени пребывания нетканых полотен с каландровым скреплением поглощающая способность уменьшается.

Способы получения нетканых полотен

Нетканые материалы согласно настоящему изобретению могут быть изготовлены из волокон с использованием любых известных в данной области способов. Как известно в данной области техники, когда волокна фильеруются или выдуваются из расплава, волокна непрерывно укладываются для образования нетканого полотна с последующим соединением волокон.

Штапельные волокна могут быть прочесаны или уложены аэродинамическим способом и соединены для получения нетканого полотна. Способы кардочесания и воздушной укладки хорошо известны в данной области техники. Кроме того, как известно в данной области техники, поскольку прочесаные полотна обычно прочнее в машинном направлении, чем в поперечном направлении из-за выравнивания волокон во время прочесывания, в процессе прочесывания обычно используются два съемных цилиндра для получения прочесаного полотна двухслойного типа, имеющего первый слой с первой прочностью в поперечном направлении и второй слой со второй прочностью в поперечном направлении для придания дополнительной прочности всему кардованному нетканому полотну в поперечном направлении. Используемый в настоящем документе и если не указано иное, термин «кардный нетканый материал» охватывает кардные нетканые полотна однослойного типа, а также многослойные (например, двухслойные, трехслойные и т.п.) кардные нетканые полотна. Таким образом, будет понятно, что, когда такое прочесанное нетканое полотно двухслойного типа используется в качестве слоя в композитном изделии согласно настоящему изобретению, двухслойное прочесанное нетканое полотно считается однослойным. Как известно в технике, воздушная укладка аналогична чесанию, за исключением того, что волокна сдуваются с цилиндров на ленту или барабан с использованием вакуума, что из-за турбулентности воздуха приводит к тому, что нетканые материалы, уложенные аэродинамическим способом, обычно не имеют направленности волокон. Таким образом, нетканые материалы, уложенные аэродинамическим способом, обычно имеют одинаковую прочность в машинном и поперечном направлениях.

Способы скрепления нетканых полотен хорошо известны в данной области техники. В общем, связывание может включать термическое, механическое и/или химическое связывание. Термическое соединение может включать, помимо прочего, получение в форме пленки, тиснение, воздушное и ультразвуковое соединение. Механическое скрепление может включать, помимо прочего, гидроперепутывание (спанлейс), иглопробивание и скрепление стежками. Химическое связывание может включать, но не ограничивается этим, связывание растворителем и связывание смолой.

Термическое соединение обычно достигается путем применения тепла и давления и обычно сохраняет размер пор, форму и выравнивание, полученные в процессе кардочесания/формования из расплава. Условия термоскрепления могут быть легко определены специалистом в данной области техники. В общем, если приложенное тепло и/или давление слишком низкое, волокна не будут достаточно связываться, чтобы образовать отдельно стоящее полотно, а если тепло и/или давление слишком высокое, волокна начнут сплавляться друг с другом. Химический состав волокна определяет верхний и нижний пределы температуры и/или давления для термоскрепления. Без намерения быть связанными какой-либо теорией считается, что при температурах выше 235°С волокна на основе поливинилового спирта разлагаются. Каландровое скрепление, также называемое в данной области техники термическим точечным скреплением, использует гравированный каландр и гладкий контрвалец для обеспечения локального приложения тепла и давления для формирования пленкообразных армирующих структур по всему нетканому материалу. Каландрование можно использовать с нетканым полотном, полученным любым из раскрытых здесь процессов. Как правило, каландрированное нетканое полотно, формованное из расплава, имеет типичную площадь скрепления около 10-25% поверхности нетканого материала, а нетканое полотно, прошедшее каландрирование, имеет типичную площадь скрепления около 20% или более. Расположение точек скрепления может быть шестиугольным, прямоугольным и т.п., и каждая точка рисунка скрепления может иметь такую форму, как ромбы и эллипсы. В данной области техники общепризнано, что соединения эллиптической формы обеспечивают более гладкие участки соединения и повышенную прочность. Способы тиснения для термоскрепления волокон известны. Тиснение может быть односторонним или двухсторонним. Как правило, тиснение водорастворимых волокон включает одностороннее тиснение с использованием одного тиснительного валика, состоящего из упорядоченного кругового массива и стального валика с гладкой поверхностью. По мере усиления тиснения (например, по мере того, как полотну придаются элементы поверхности), площадь поверхности полотна увеличивается. Без намерения быть связанными какой-либо теорией ожидается, что по мере увеличения площади поверхности полотна увеличивается и растворимость полотна. Соответственно, свойства растворимости нетканого полотна можно преимущественно регулировать путем изменения площади поверхности посредством тиснения.

Соединение через воздух обычно требует высокого содержания термопласта в нетканом полотне и двух материалов с различной температурой плавления. При воздушном соединении несклеенное нетканое полотно циркулирует вокруг барабана, в то время как горячий воздух течет снаружи барабана к центру барабана. Склеивание воздухом позволяет получать нетканые материалы с низкой плотностью и более высокой удельной массой (например, от более чем 20 до примерно 2000 г/м²). Нетканые материалы, скрепленные воздушным соединением, обычно очень мягкие.

Гидроперепутывание также известно в данной области техники как спанлейс (гидросплетение) или струйное кружево, и соединение достигается путем контакта нетканого материала с рядом струй воды под высоким давлением, которые физически переплетают волокна нетканого материала. Нетканые материалы, связанные гидроперепутыванием, обычно мягкие и драпируемые, могут иметь высокое удлинение в поперечном направлении, могут иметь высокую прочность в машинном направлении и не содержат химических связующих веществ и не имеют тиснения в результате термического связывания.

Химическое связывание обычно включает связывание растворителем и связывание смолой. В частности, при химическом связывании обычно используется связующий раствор растворителя и смолы (например, латекс или отходы полимера, оставшиеся после изготовления волокон). Нетканый материал можно покрыть раствором связующего и приложить тепло и давление для отверждения связующего и соединения нетканого материала. Связующий раствор можно наносить, погружая нетканый материал в ванну со связующим раствором, распыляя связующий раствор на нетканый материал, выдавливая связующий раствор на полотно (вспенивание) и/или нанося связующий раствор в виде печати или глубокой печати.

Химическое связывание может привести к образованию более мелких и менее упорядоченных пор по сравнению с порами кардочесания/формования из расплава. Без намерения быть связанным теорией считается, что если раствор смолы, используемый для химического связывания, достаточно концентрирован и/или приложено достаточное давление, может быть сформировано непористое диспергируемое в воде нетканое полотно. Растворитель, используемый при химическом связывании, вызывает частичное растворение существующих волокон в полотне, что приводит к сварке и соединению волокон друг с другом. Таким образом, в общем случае растворителем для химического связывания может быть любой растворитель, который может, по меньшей мере, частично растворять один или несколько волокнообразующих материалов из волокон нетканого материала. В вариантах осуществления, растворитель выбирают из группы, состоящей из воды, этанола, метанола, ДМСО, глицерина и их комбинации. В вариантах осуществления, растворитель выбирают из группы, состоящей из воды, глицерина и их комбинации. В вариантах осуществления, связующий раствор содержит растворитель, выбранный из группы, состоящей из воды, этанола, метанола, ДМСО, глицерина и их комбинации, и дополнительно содержит смолу, выбранную из группы, состоящей из поливинилового спирта, латекса и поливинилпирролидона. Связующее, содержащееся в растворе, помогает в процессе сварки, чтобы обеспечить более прочное с механической точки зрения полотно. Температура полимерного раствора особо не ограничена и может обеспечиваться при комнатной температуре (около 23°С).

В некоторых вариантах осуществления, для соединения нетканого полотна может использоваться второй слой волокон. В вариантах осуществления, по меньшей мере один нетканый слой композитных изделий согласно настоящему изобретению соединен с использованием второго слоя нетканого полотна/волокон. В вариантах осуществления, по меньшей мере, два нетканых слоя композитных изделий согласно настоящему изобретению соединены с использованием дополнительного слоя нетканого полотна/волокон. В вариантах осуществления, по меньшей мере, один нетканый слой композитных изделий согласно настоящему изобретению соединен с использованием термического, механического или химического соединения отдельно или в дополнение к соединению с использованием дополнительного слоя нетканого полотна/волокон.

Базовая масса/пористость

Нетканые полотна можно охарактеризовать по базовой массе. Базовая масса нетканого материала представляет собой массу на единицу площади нетканого материала. Базовая масса может быть изменена путем изменения условий производства, как это известно в данной области техники. Нетканое полотно может иметь одинаковую базовую массу до и после связывания. В качестве альтернативы метод связывания может изменить базовую массу нетканого полотна. Например, когда связывание происходит за счет применения тепла и давления, толщина нетканого материала (и, таким образом, площадь нетканого материала) может быть уменьшена, тем самым увеличивая базовую массу. Соответственно, как используется здесь и если не указано иное, базовая масса нетканого материала относится к базовой массе нетканого материала после связывания.

Нетканые полотна по настоящему изобретению обычно могут иметь любую базовую массу в диапазоне от примерно 0,1 г/м² до примерно 700 г/м², от примерно 0,5 г/м² до примерно 600 г/м², от примерно 1 г/м² до примерно 500 г/м², от примерно 1 г/м² до примерно 400 г/м², от примерно 1 г/м² до примерно 300 г/м², от примерно 1 г/м² до примерно 200 г/м², от примерно 1 г/м² до примерно 100 г/м², от примерно 30 г/м² до примерно 100 г/м², от примерно 20 г/м² до примерно 100 г/м², от примерно 20 г/м² до примерно 80 г/м² или от примерно 25 г/м² до примерно 70 г/м².

В вариантах осуществления, нетканое полотно может быть прочесано и иметь базовую массу от примерно 5 г/м² до примерно 15 г/м², от примерно 7 г/м² до примерно 13 г/м², от примерно 9 г/м² до примерно 11 г/м², или около 10 г/м². В вариантах осуществления, нетканое полотно может быть прочесано и может иметь базовую массу 30 г/м² или более, например, в диапазоне от 30 г/м² до примерно 70 г/м², примерно от 30 г/м² до примерно 60 г/м², от примерно 30 г/м² до примерно 50 г/м², от примерно 30 г/м² до примерно 40 г/м² или от примерно 30 г/м² до примерно 35 г/м². В вариантах осуществления, нетканое полотно может быть получено формованием из расплава и иметь базовую массу в диапазоне от примерно 1 г/м² до примерно 20 г/м², от примерно 2 г/м² до примерно 15 г/м², примерно 3 г/м² до примерно 10 г/м², от примерно 5 г/м² до примерно 15 г/м², от примерно 7 г/м² до примерно 13 г/м², от примерно 9 г/м² до примерно 11 г/м² или примерно 10 г/м². В вариантах осуществления, нетканое полотно может быть получено формованием из расплава и может иметь базовую массу от примерно 0,1 г/м² до примерно 10 г/м², от примерно 0,1 г/м² до примерно 8 г/м², от примерно 0,2 г/м² до примерно 6 г/м², от примерно 0,3 г/м² до примерно 4 г/м², от примерно 0,4 г/м² до примерно 2 г/м² или от примерно 0,5 г/м² до примерно 1 г/м² .

С базовой массой связана объемная плотность волокна и пористость нетканого материала. Нетканые полотна, приготовленные и перед связыванием, обычно имеют плотность волокон около 30% или менее по объему, т.е. для данного объема нетканого материала 30% или менее объема составляют волокна, а оставшийся объем воздух. Таким образом, нетканые полотна обычно являются высокопористыми. Объемная плотность волокна и пористость нетканого материала являются обратно пропорциональными характеристиками нетканого материала, например, нетканый материал, имеющий объемную плотность волокна около 30% по объему, будет иметь пористость около 70% по объему. В данной области техники хорошо известно, что по мере увеличения объемной плотности волокна пористость уменьшается. Объемная плотность волокна может быть увеличена за счет увеличения удельной массы нетканого материала, например, путем связывания путем применения тепла и давления, потенциально уменьшая толщину (и, следовательно, объем) нетканого материала. Соответственно, как используется здесь и если не указано иное, объемная плотность волокна и пористость нетканого материала относятся к объемной плотности волокна и пористости нетканого материала после связывания.

Нетканые полотна настоящего изобретения обычно могут иметь любую пористость в диапазоне от примерно 50% до примерно 95%, например, по меньшей мере примерно 50%, по меньшей мере примерно 60%, по меньшей мере примерно 70%, по меньшей мере примерно 75% или по меньшей мере от примерно 80% до примерно 95%, до примерно 90%, до примерно 85%, до примерно 80%, до примерно 75%, до примерно 70% или в диапазоне от примерно от 50% до примерно 95%, от примерно 50% до примерно 80%, от примерно 50% до примерно 70%, от примерно 60% до примерно 75%, от примерно 60% до примерно 80%, от примерно 60% до примерно 90%, примерно 75% до примерно 85%, от примерно 75% до примерно 90% или от примерно 75% до примерно 95%.

Размер пор можно определить с помощью методов анализа поверхности с большим увеличением и упорядоченной поверхности, включая, помимо прочего, теорию Брунауэра-Эммета-Теллера (БЭТ), малоугловое рассеяние рентгеновских лучей (МУРР/SAXS) и молекулярную адсорбцию.

Нетканые полотна настоящего изобретения обычно могут иметь любую толщину. Подходящие толщины могут включать, но не ограничиваются этим, от примерно 5 до примерно 10000 мкм (1 см), от примерно 5 до примерно 5000 мкм, от примерно 5 до примерно 1000 мкм, от примерно 5 до примерно 500 мкм, от примерно 200 до примерно 500 мкм, примерно от 5 до примерно 200 мкм, от примерно 20 до примерно 100 мкм, или от примерно 40 до примерно 90 мкм, или от примерно 50 до 80 мкм, или от примерно или примерно от 60 до 65 мкм, например, 50 мкм, 65 мкм, 76 мкм или 88 мкм. Нетканые полотна в соответствии с настоящим изобретением могут быть охарактеризованы как сильноразрыхленные или слаборазрыхленные. В общем, упругость (рыхлость) относится к отношению толщины к основной массе. Высокоразрыхленные нетканые полотна могут характеризоваться высоким отношением толщины к базовой массе. Используемый здесь термин «высокоразрыхленный» относится к нетканому полотну согласно настоящему изобретению, имеющему базовую массу, как определено в настоящем документе, и толщину, превышающую 200 мкм. Толщина нетканого полотна может быть определена согласно ASTM D5729-97, ASTM D5736 и ISO 9073-2:1995 и может включать, например, воздействие на нетканое полотно нагрузки 2 Н и измерение толщины. Материалы с высоким разрыхлением можно использовать в соответствии с известными в данной области способами, например, склеиванием через воздух или перекрестным укладыванием, при котором используется перекрестный укладчик для складывания несвязанного полотна на себя для создания объема и основной массы. Без намерения быть связанным теорией, в отличие от водорастворимых пленок, где растворимость пленки может зависеть от толщины пленки; считается, что растворимость нетканого полотна, включающего водорастворимые волокна, не зависит от толщины полотна. В связи с этим считается, что, поскольку отдельные волокна обеспечивают большую площадь поверхности, чем водорастворимая пленка, независимо от толщины пленки, параметр, ограничивающий приближение воды к волокнам и, тем самым, растворение волокон в водорастворимом нетканом полотне является основной массой.

Растворимость в воде нетканого полотна в соответствии с настоящим изобретением обычно зависит от типа волокна (волокон), использованного для изготовления полотна, а также от плотности нетканого полотна. Без намерения быть связанными какой-либо теорией считается, что профиль растворимости нетканого полотна соответствует тому же профилю растворимости волокна (волокон), которые используются для получения нетканого полотна, и профиль растворимости волокна обычно соответствует тому же профилю растворимости волокнообразующего полимера(ов). Например, для нетканых полотен, содержащих волокна PVOH, степень гидролиза полимера PVOH может быть выбрана таким образом, чтобы это также влияло на растворимость нетканого полотна в воде. В общем, при данной температуре, когда степень гидролиза полимера PVOH увеличивается от частично гидролизованного (88% DH) до полностью гидролизованного (≥98% DH), растворимость полимера в воде обычно снижается. Таким образом, в одном варианте нетканое полотно может быть растворимым в холодной воде. Для полимера сополи(винилацетата и винилового спирта), который не включает никаких других мономеров (например, не сополимеризован с анионным мономером), растворимое в холодной воде полотно, растворимое в воде при температуре менее 10 °C, может включать волокна PVOH со степенью гидролиза в диапазоне от примерно 75% до примерно 90%, или в диапазоне от примерно 80% до примерно 90%, или в диапазоне от примерно 85% до примерно 90%. В другом варианте, нетканое полотно может быть растворимым в горячей воде. Для полимера сополи(винилацетата и винилового спирта), который не включает какие-либо другие мономеры (например, не сополимеризованный с анионным мономером), водорастворимое в горячей воде полотно, растворимое в воде при температуре по меньшей мере около 60 °C, может включать волокна PVOH со степенью гидролиза не менее примерно 98%.

Модификация PVOH обычно увеличивает растворимость полимера PVOH. Таким образом, ожидается, что при данной температуре растворимость нетканого полотна, полученного из сополимера PVOH, будет выше растворимости нетканого полотна, полученного из гомополимера PVOH, имеющего ту же степень гидролиза, что и сополимер PVOH. Следуя этим тенденциям, водорастворимое нетканое полотно, обладающее специфическими характеристиками растворимости, может быть разработано путем смешивания полимеров с волокнами и/или волокон с нетканым полотном.

Включение нерастворимого в воде волокна в нетканое полотно также можно использовать для создания нетканого полотна, обладающего определенной растворимостью и/или замедленным распадом (например, когда нетканое полотно включено в смываемую салфетку). Без намерения быть связанными какой-либо теорией считается, что по мере того, как массовый процент нерастворимого в воде волокна, включенного в нетканое полотно, увеличивается (исходя из общей массы нетканого полотна), растворимость нетканого полотна обычно уменьшается и стабильность смоченной смываемой салфетки повышается, что предотвращает разрушение во время использования и поддерживает смываемость салфетки. При контакте с водой при температуре, равной или превышающей температуру растворимости водорастворимого волокна, нетканое полотно, содержащее водорастворимое волокно и нерастворимое в воде волокно, начнет диспергироваться по мере растворения водорастворимого волокна, тем самым разрушая структуру полотна и/или увеличивая пористость нетканого полотна. Аналогичным образом, замедленное разрушение и/или растворение нетканого полотна по настоящему изобретению может быть достигнуто за счет использования смеси водорастворимых волокон, имеющих различные свойства растворимости и/или различные температуры растворимости. В вариантах осуществления, в которых нетканое полотно включает водорастворимое волокно и нерастворимое в воде волокно, отношение растворимого волокна к нерастворимому волокну особо не ограничено. Водорастворимое волокно может содержать от примерно 1% до примерно 99%, от примерно 20% до примерно 80%, от примерно 40% до примерно 90%, от примерно 50% до примерно 90% или от примерно 60% до примерно 90% по массе от общей массы волокон и нерастворимые в воде волокна могут составлять от примерно 1% до примерно 99%, от примерно 20% до примерно 80%, от примерно 10% до примерно 60%, от примерно 10% до примерно 50% или примерно от 10% до примерно 40% по массе от общей массы волокон.

Кроме того, для водорастворимого нетканого полотна по мере увеличения основной массы полотна скорость растворения полотна снижается, при условии, что состав волокна остается постоянным, поскольку растворяемого материала становится больше. Например, ожидается, что при данной температуре водорастворимое нетканое полотно, изготовленное из волокон, содержащих полимер(ы) PVOH и имеющее базовую массу, например, 40 г/м², будет растворяться медленнее, чем аналогичное водорастворимое нетканое полотно, имеющее базовую массу, например, 30 г/м². Соответственно, базовая масса также может быть использована для изменения характеристик растворимости нетканого полотна. Нетканое полотно обычно может иметь любую базовую массу в диапазоне от примерно 1 г/м² до примерно 700 г/м², от примерно 1 г/м² до примерно 600 г/м², от примерно 1 г/м² до примерно 500 г/м², примерно от 1 г/м² до примерно 400 г/м², от примерно 1 г/м² до примерно 300 г/м², от примерно 1 г/м² до примерно 200 г/м², от примерно 1 г/м² до примерно 100 г/м², примерно 30 г /м² до примерно 100 г/м², примерно от 20 г/м² до примерно 100 г/м², примерно от 20 г/м² до примерно 80 г/м² или примерно от 25 г/м² до примерно 70 г/м².

Без намерения быть связанными какой-либо теорией считается, что растворимость (с точки зрения времени до полного растворения) водорастворимого нетканого полотна должна превосходить растворимость водорастворимой пленки того же размера (Д x Ш ) и/или массы, приготовленной из того же полимера PVOH. Это связано с большей площадью поверхности нетканого материала по сравнению с пленкой, что приводит к более быстрому растворению.

Механические свойства

Как хорошо известно в данной области техники, термин продольное направление (MD) относится к направлению движения полотна при производстве нетканого полотна, например, на коммерческом оборудовании для изготовления нетканых материалов. Аналогично, термин поперечное направление (CD) относится к направлению в плоскости полотна, перпендикулярному направлению обработки. В отношении нетканых композитных изделий, салфеток, абсорбирующих изделий или других изделий, содержащих нетканое композитное изделие согласно настоящему изобретению, термины относятся к соответствующим направлениям изделия в отношении нетканого полотна, используемого для изготовления изделия.

Прочность (разрывная нагрузка) нетканого полотна может быть такой же или отличной от прочности волокон, используемых для изготовления полотна. Без намерения быть связанным теорией считается, что прочность нетканого полотна связана с прочностью нетканого полотна, при этом более высокая прочность обеспечивает более высокую прочность нетканого полотна. Как правило, прочность нетканого полотна может быть изменена за счет использования волокон, имеющих различную прочность. Прочность нетканого полотна также может зависеть от обработки. Как правило, нетканые полотна согласно настоящему изобретению могут иметь относительно высокую прочность на разрыв, т.е. нетканые полотна представляют собой самонесущие полотна, которые можно использовать в качестве единственного материала для изготовления изделия и/или пакета. В вариантах осуществления, нетканое полотно представляет собой самонесущее полотно. Напротив, нетканые полотна, которые получают в соответствии с процессами выдувания из расплава, электропрядения и/или ротационного прядения, обычно имеют низкую прочность на разрыв и могут не быть самонесущими или пригодными для использования в качестве единственного полотна для формирования изделия или пакета. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления нетканое полотно не является самонесущим и используется в сочетании со вторым нетканым полотном.

В вариантах осуществления, нетканые полотна по настоящему изобретению могут иметь отношение прочности на разрыв в продольном направлении к прочности в поперечном направлении (MD:CD) в диапазоне от примерно 0,5 до примерно 1,5, от примерно 0,75 до примерно 1,5, от примерно 0,80 до примерно 1,25, от примерно 0,90 до примерно 1,1, или от примерно 0,95 до примерно 1,05, или примерно 1. В вариантах осуществления, нетканые полотна по настоящему изобретению имеют отношение удельной прочности MD:CD от примерно 0,8 до примерно 1,25. В вариантах осуществления, нетканые полотна по настоящему изобретению имеют отношение удельной прочности MD:CD от примерно 0,9 до примерно 1,1. В вариантах осуществления, нетканые полотна по настоящему изобретению имеют удельная прочность около 1. Не желая ограничиваться теорией, считается, что по мере того, как отношение удельной прочности MD:CD приближается к 1, долговечность нетканого материала увеличивается, обеспечивая превосходную устойчивость к разрушение нетканого материала, когда к нетканому материалу прилагается нагрузка во время использования, например, протирание смываемой салфеткой, содержащей нетканый материал согласно настоящему изобретению, или вытягивание/выдергивание нетканого материала, вызванное движением при ношении носимого абсорбирующего изделия.

Как правило, нетканые полотна согласно настоящему изобретению имеют более шероховатую поверхность по сравнению с водорастворимой пленкой, что обеспечивает меньший контакт между поверхностью и нетканым полотном, чем между поверхностью и водорастворимой пленкой. Преимущественно, эта шероховатость поверхности обеспечивает нетканому полотну более низкий коэффициент динамического трения и отношение коэффициента статического трения к коэффициенту динамического трения, получающееся по сравнению с сопоставимой пленкой, улучшенное ощущение для потребителя (т.е. более мягкое, похожее на ткань на ощупь, вместо резинового на ощупь) и/или улучшенная эстетика (т.е. менее глянцевая, чем водорастворимая пленка). Соответственно, волокна должны быть достаточно грубыми, чтобы обеспечить шероховатость поверхности получаемого нетканого полотна, но не настолько грубыми, чтобы создавать сопротивление.

Вспомогательные ингредиенты

Нетканые полотна по настоящему изобретению могут включать вспомогательные вещества и/или агенты для обработки. Вспомогательные агенты и агенты для обработки, когда они включены в нетканое полотно, могут быть распределены по всему полотну, например, между волокнами, или нанесены на одну или несколько поверхностей нетканого полотна. Вспомогательные агенты могут быть добавлены к нетканому полотну во время процесса прядения из расплава с использованием процесса «совместного формования», разработанного Kimberly Clark, как хорошо известного в данной области техники. Вспомогательные агенты и агенты для обработки могут включать, но не ограничиваться ими, пластификаторы, присадки, улучшающие совместимость пластификаторов, поверхностно-активные вещества, смазывающие вещества, разделительные агенты, наполнители, разбавители, сшивающие агенты, антиадгезивы, антиоксиданты, агенты, снижающие клейкость, противовспенивающие агенты, наночастицы, такие как слоистые наноглины силикатного типа (например, монтмориллонит натрия), отбеливающие агенты (например, метабисульфит натрия, бисульфат натрия или другие), аверсивные агенты, такие как горькие вещества (например, соли денатония, такие как бензоат денатония, денатония сахарид и хлорид денатония; октаацетат сахарозы; хинин; флавоноиды, такие как кверцетин и наринген; и квассиноиды, такие как квассин и бруцин) и острые вещества (например, капсаицин, пиперин, аллилизотиоцианат и резинфератоксин) и другие функциональные ингредиенты в подходящих количествах для своих целей. Конкретные такие вспомогательные агенты и агенты для обработки могут быть выбраны из тех, которые подходят для использования в водорастворимых волокнах, или тех, которые подходят для использования в водорастворимых пленках.

В некоторых вариантах осуществления, нетканое полотно содержит пластификатор. При включении в/на нетканое полотно пластификатор может быть, например, любым пластификатором или их комбинацией, описанными в настоящем документе для использования с волокнами настоящего изобретения. Общее количество включенного неводного пластификатора может составлять примерно 1 мас.% до примерно 45 мас.%, или примерно от 5 мас.% до примерно 45 мас.%, или примерно 10 мас. % до примерно 40 мас. %, или примерно 20 мас. % до примерно 30 мас. %, примерно 1 мас. % до примерно 4 мас. %, или примерно 1,5 мас. % до примерно 3,5 мас. %, или примерно 2,0 мас. % до примерно 3,0 масс. %, например примерно 1 мас. %, примерно 2,5 мас. %, примерно 5 мас.%, примерно 10 мас.%, примерно 15 мас. %, примерно 20 мас. %, примерно 25 мас. %, примерно 30 мас. %, примерно 35 мас. %, или примерно 40 мас. % в расчете на общую массу нетканого полотна.

В вариантах осуществления, нетканое полотно включает поверхностно-активное вещество. При включении в/на нетканое полотно поверхностно-активное вещество может быть, например, любым поверхностно-активным веществом или их комбинацией, описанными в настоящем документе для использования с волокнами настоящего изобретения. В различных вариантах осуществления, содержание поверхностно-активного вещества может составлять от примерно 0,01 мас. % до примерно 2,5 мас. %, от примерно 0,1 мас. % до примерно 2,5 мас. %, от примерно 1,0 мас. % до примерно 2,0 мас. %, примерно от 0,01 мас. %до 0,25 мас. %, или примерно от 0,10 мас. % до 0,20 мас. % в расчете на общую массу нетканого полотна.

В вариантах осуществления, нетканые полотна настоящего изобретения практически не содержат вспомогательных веществ. Используемый здесь и если не указано иное, «практически не содержащий вспомогательных веществ» означает, что нетканое полотно включает менее примерно 0,01 мас. %, менее примерно 0,005 мас. % или менее примерно 0,001 мас. % вспомогательных агентов в пересчете на общую массу нетканого полотна.

В вариантах осуществления, вододиспергируемое нетканое полотно может быть окрашено, пигментировано и/или окрашено для обеспечения улучшенного эстетического эффекта по сравнению с водорастворимыми пленками. Подходящие красители могут включать индикаторный краситель, такой как индикатор pH (например, тимоловый синий, бромтимол, тимолфталеин и тимолфталеин), индикатор влаги/воды (например, гидрохромные чернила или лейкокрасители) или термохромные чернила, при этом чернила меняют цвет при повышении и/или понижении температуры. Подходящие красители включают, но не ограничиваются ими, трифенилметановый краситель, азокраситель, антрахиноновый краситель, периленовый краситель, индигоидный краситель, пищевой, лекарственный и косметический краситель (FD&C), органический пигмент, неорганический пигмент или их сочетание. Примеры красителей включают, но не ограничиваются ими, FD&C Red #40; Красный #3; FD&C Черный #3; Черный #2; перламутровый пигмент на основе слюды; FD&C Желтый #6; Зеленый #3; Синий #1; Синий #2; диоксид титана (пищевой); блестящий черный; и их комбинация.

При включении в водорастворимое волокно краситель может быть обеспечен в количестве от 0,01% до 25% по массе водорастворимой полимерной смеси, например, 0,02%, 0,05%, 0,1%, 0,5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23% и 24% по массе водорастворимой полимерной смеси.

Активные агенты

В вариантах осуществления, нетканые полотна по настоящему изобретению могут включать активный агент. Активный агент, как правило, может быть любым активным агентом, описанным в настоящем документе для применения с волокнами изобретения. Активный агент может быть добавлен к нетканому полотну во время прочесывания штапельных волокон, укладки непрерывных волокон и/или может быть добавлен к нетканому полотну перед связыванием. Активные агенты, добавленные к волокнам во время прочесывания или осаждения, могут быть распределены по всему нетканому полотну. Активные агенты могут быть добавлены к нетканому полотну во время процесса прядения из расплава с использованием процесса «совместного формования», разработанного Kimberly Clark, как хорошо известно в данной области техники. Активные агенты, добавляемые к нетканому полотну после прочесывания или осаждения и до или после связывания, могут быть избирательно добавлены к одной или обеим сторонам нетканого полотна. Кроме того, на поверхность салфеток, абсорбирующих изделий или других изделий, изготовленных из нетканых полотен, можно добавлять активные вещества.

Активный агент, когда он присутствует в нетканом полотне в количестве по меньшей мере примерно 1 мас.% или в диапазоне от примерно 1 мас.% до примерно 99 мас.%, придает нетканому полотну дополнительные функциональные возможности. В вариантах осуществления, активный агент выбран из группы, состоящей из фермента, масла, ароматизатора, красителя, поглотителя запаха, отдушки, пестицида, удобрения, окислителя, отшелушивающего вещества, вещества, поглощающего жидкость, активатора, кислотного катализатора, металлического катализатора, поглотителя ионов, моющего средства, дезинфицирующего средства, поверхностно-активного вещества, пластификатора, отбеливателя, компонент отбеливателя, кондиционера для белья и их комбинация, как описано в настоящем документе. В вариантах осуществления, активный агент выбран из группы, состоящей из фермента, масла, ароматизатора, красителя, поглотителя запаха, отдушки, пестицида, окислителя, отшелушивающего вещества, вещества, абсорбирующего жидкость, моющего средства, дезинфицирующего средства, поверхностно-активного вещества, пластификатора, отбеливателя, отбеливающего компонента, кондиционер для белья и их комбинация. В вариантах осуществления, активный агент выбран из группы, состоящей из фермента, масла, поглотителя запаха, отдушки, отшелушивающего вещества, вещества, поглощающего жидкость, моющего средства, дезинфицирующего средства и их комбинации.

Активные агенты могут быть твердыми или жидкими. Активные агенты, которые представляют собой твердые вещества, могут иметь средний размер частиц (например, Dv50) по меньшей мере примерно 0,01 мкм или, например, размер в диапазоне от примерно 0,01 мкм до примерно 2 мм. Жидкие активные вещества можно наносить непосредственно на нетканое полотно, смешивать с порошком-носителем или микрокапсулировать. В вариантах осуществления, которые содержат порошок-носитель, средний размер частиц порошка-носителя может составлять, например, по меньшей мере примерно 0,01 мкм или в диапазоне от примерно 0,01 мкм до примерно 2 мм.

В одном классе вариантов осуществления, активный агент инкапсулирован, что обеспечивает контролируемое высвобождение активного агента. Подходящие микрокапсулы могут включать или быть изготовлены из одного или нескольких из меламиноформальдегида, полиуретана, мочевиноформальдегида, хитозана, полиметилметакрилата, полистирола, полисульфона, политетрагидрофурана, желатина, гуммиарабика, крахмала, поливинилпирролидона, карбоксиметилцеллюлозы, гидроксиэтилцеллюлозы, метилцеллюлозы, арабиногалактана, поливинилового спирта, полиакриловой кислоты, этилцеллюлозы, полиэтилена, полиметакрилата, полиамида, поли(этиленвинилацетата), нитрата целлюлозы, силиконов, поли(лактидекогликолида), парафина, карнаубского воска, спермацета, пчелиного воска, стеариновой кислоты, стеарилового спирта, глицерилстеаратов, шеллака, фталат ацетата целлюлозы, зеина и их комбинации. В одном типе воплощения, микрокапсула характеризуется средним размером частиц (например, Dv50) по меньшей мере примерно 0,1 микрона или, например, в диапазоне от примерно 0,1 микрона до примерно 200 микрон. В альтернативных вариантах осуществления, микрокапсулы могут образовывать агломераты отдельных частиц, например, когда отдельные частицы имеют средний размер частиц по меньшей мере около 0,1 микрона или в диапазоне от около 0,1 микрона до около 200 микрон.

В вариантах осуществления, в которых активный агент наносят на одну или несколько сторон нетканого полотна или на изделие, активный агент можно наносить любым подходящим способом. В одном варианте осуществления, один или несколько стационарных порошковых распылителей используются для направления потока порошка активного агента на полотно или изделие с одного или более направлений, в то время как полотно или изделие транспортируются через зону нанесения покрытия с помощью ленточного конвейера. В альтернативном варианте осуществления, изделие транспортируется через суспензию порошка активного агента в воздухе. В еще одном альтернативном варианте осуществления, изделия смешивают в барабане с порошком активного агента в корытообразном устройстве. В другом варианте осуществления, который можно комбинировать с любым другим вариантом осуществления, используют электростатические силы для усиления притяжения между порошком активного агента и изделием. Этот тип процесса обычно основан на отрицательном заряде частиц порошка и направлении этих заряженных частиц на заземленные предметы. В других альтернативных вариантах осуществления, порошок активного агента наносится на изделие с помощью вспомогательного инструмента для переноса, включая, но не ограничиваясь этим, вращающиеся щетки, контактирующие с порошком, или припудренные перчатки, которые могут переносить порошок из контейнера на изделие. В еще одном варианте осуществления, порошок активного агента наносят растворением или суспендированием порошка в неводном растворителе или носителе, который затем разбрызгивают и распыляют на нетканый материал или изделие. В одном типе воплощения, растворитель или носитель впоследствии испаряется, оставляя после себя порошок активного агента. В одном классе вариантов осуществления, порошок активного агента наносят на нетканый материал или изделие в точной дозе. В этом классе вариантов осуществления, используется оборудование для нанесения сухой смазки с закрытой системой, такое как аппликатор порошка PekuTECH PM 700 D. В этом процессе порошок активного агента, необязательно порциями или непрерывно, подается в загрузочный желоб оборудования для нанесения. Нетканые полотна или изделия переносятся с выходной ленты стандартной машины для производства пакетов с вращающимся барабаном на конвейерную ленту машины для нанесения порошка, при этом на нетканое полотно или изделие наносится контролируемая доза активного агента.

Жидкие активные агенты могут быть нанесены на нетканое полотно или изделие, например, путем центрифугирования, распыления раствора, такого как аэрозольный раствор, нанесения покрытия валиком, покрытия струей, покрытия поливом, экструзии, покрытия ножом и их комбинаций.

Композитные изделия

Композитные изделия согласно настоящему изобретению включают, по меньшей мере, два слоя нетканых полотен. Композитные изделия согласно настоящему изобретению могут иметь первый слой первого нетканого полотна, включающего первое множество волокон первого диаметра, второй слой второго нетканого полотна, включающего второе множество волокон второго диаметра, и первую поверхность, содержащую, по меньшей мере, часть первого нетканого полотна и, по меньшей мере, часть второго нетканого полотна, при этом часть первого нетканого полотна и часть второго нетканого полотна сплавлены, и при этом второй диаметр меньше, чем первый диаметра, и первое множество волокон, второе множество волокон или оба содержат водорастворимый волокнообразующий материал из поливинилового спирта. Любой нетканый слой композитного изделия может включать ламинированную на него водорастворимую пленку. Водорастворимая пленка может быть изготовлена из любого полимера, описанного здесь как водорастворимый волокнообразующий материал.

Композитные изделия согласно настоящему изобретению могут обеспечивать одно или несколько преимуществ, включая, но не ограничиваясь, повышенную механическую прочность по сравнению с нетканым полотном, идентичным одному слою композитного изделия взятому отдельно, улучшенную функцию поглощения жидкости по сравнению с нетканым полотном, идентичным одному слою составного изделия взятому отдельно (например, для впитывающего жидкость слоя подгузника или для впитывающей салфетки), и/или улучшенное удержание жидкостей и/или активных композиций по сравнению с нетканым полотном, идентичным одному слою композитного изделия взятому отдельно (например, активный лосьон для влажной салфетки).

Первая поверхность контакта, включающая, по меньшей мере часть первого нетканого полотна и по меньшей мере часть второго нетканого полотна, представляет собой область композита, где первое и второе нетканые полотна перекрываются, а первое множество волокон и второе множество волокон перемешаны, как показано на фиг. 3. Как показано на фиг. 3, в целом часть первого нетканого полотна 201, которая образует первую поверхность контакта 200, представляет собой внешнюю поверхность первого нетканого полотна. В вариантах осуществления, первая поверхность контакта составляет 50% или менее толщины первого нетканого полотна, 40% или менее, 30% или менее, 25% или менее, 20% или менее, 10% или менее, 5% или менее, 2,5% или менее или 1% или менее от толщины первого нетканого полотна. В вариантах осуществления, первая поверхность контакта составляет по меньшей мере 0,1%, по меньшей мере 0,5%, по меньшей мере 1% или по меньшей мере 5% толщины первого нетканого материала. В вариантах осуществления, первая поверхность раздела составляет от примерно 0,1% до примерно 25% толщины первого нетканого материала. В общем, как показано на фиг. 3 часть второго нетканого полотна 202, которая образует поверхность контакта, представляет собой внешнюю поверхность второго нетканого полотна. В вариантах осуществления, поверхность контакта составляет 75% или менее, 70% или менее, 60% или менее, 50% или менее, 40% или менее, 30% или менее, 25% или менее, 20% или менее, или 15% или менее толщины второго нетканого полотна. В вариантах осуществления, первая поверхность контакта составляет по меньшей мере 1%, по меньшей мере 5%, по меньшей мере 10%, по меньшей мере 20%, по меньшей мере 25%, по меньшей мере 30% или по меньшей мере 40% толщины второго нетканого полотна. В вариантах осуществления, первая поверхность раздела составляет от примерно 1% до примерно 75% толщины второго нетканого полотна.

Как используется в настоящем документе и если не указано иное, два слоя нетканых полотен являются «сплавленными», если по крайней мере часть волокон из каждого полотна соединена с волокнами из другого полотна. Как описано здесь, связывание волокон включает спутывание волокон. Два слоя нетканых полотен могут быть сплавлены любым подходящим способом. В вариантах осуществления, часть первого нетканого полотна и часть второго нетканого полотна сплавляются термически, растворителем или и тем, и другим. В вариантах осуществления, часть первого нетканого полотна и часть второго нетканого полотна сплавлены термически. Термическое плавление может включать использование тепла и/или давления. В вариантах осуществления, одно или оба из двух отдельных нетканых полотен могут быть нагреты до тех пор, пока волокна не станут мягкими, а затем полотна могут быть спрессованы вместе таким образом, чтобы при охлаждении волокон, по меньшей мере, часть волокон из каждого полотна была связана по меньшей мере с частью волокна из другого полотна. В вариантах осуществления, одно или оба из первого и второго нетканых полотен могут формоваться из расплава и накладываться в технологическом процессе таким образом, что нагретые мягкие волокна наносятся непосредственно на предварительно сформированное нетканое полотно после прохождения через узел матрицы и сплавляются с волокнами предварительно сформированного нетканого материала, образующие сплавленный интерфейс. В вариантах осуществления, часть первого нетканого полотна и часть второго нетканого полотна сплавлены растворителем. Сплавление в растворителе может включать нанесение связующего раствора на одно или оба нетканых полотна с последующим контактированием нетканых полотен таким образом, что после высыхания по меньшей мере часть волокон каждого полотна связывается по меньшей мере с частью волокон другого полотна. Сплавление в растворителе может происходить как отдельный процесс, включающий два отдельных предварительно сформированных полотна, или может представлять собой поточный процесс, в котором связующий раствор наносится на предварительно сформированное нетканое полотно, а второе нетканое полотно формируется на предварительно сформированном нетканом полотне в непрерывный процесс. Связующий раствор для сплавления нетканого полотна с растворителем может представлять собой любой связующий раствор, описанный в данном документе для связывания. Используемое здесь и, если не указано иное, «предварительно сформированное нетканое полотно» включает нетканые полотна, сформированные, но не скрепленные, и нетканые полотна, которые были сформированы и скреплены. Используемый здесь и, если не указано иное, «отдельный нетканый материал» включает нетканые материалы, образованные путем прочесывания или воздушной укладки штапельных волокон или с помощью непрерывных процессов, и нетканые материалы могут быть скреплены или не связаны. В вариантах осуществления, сплавление двух нетканых полотен также можно использовать для соединения одного или обоих нетканых полотен.

В вариантах осуществления, первая поверхность сплавлена с растворителем, и растворитель выбран из группы, состоящей из воды, этанола, метанола, ДМСО, глицерина и их комбинации. В вариантах осуществления, первая поверхность раздела сплавлена с растворителем, и растворитель выбран из группы, состоящей из воды, глицерина и их комбинации. В вариантах осуществления, первая поверхность сплавляется растворителем с использованием связующего раствора, содержащего поливиниловый спирт и воду, глицерин или их комбинацию. В вариантах осуществления, первая поверхность сплавляется растворителем с использованием связующего раствора, содержащего поливиниловый спирт, латекс или их комбинацию и воду, глицерин или их комбинацию.

Используемый в настоящем документе и если не указано иное, идентифицированный тип волокна имеет диаметр, который «меньше» диаметра другого идентифицированного типа волокна, если средний диаметр волокна для идентифицированного типа волокна меньше среднего диаметр волокна другого идентифицированного типа волокна. Например, идентифицированный тип волокна может иметь перекрывающееся распределение размера диаметра с другим типом волокна и все же иметь меньший диаметр, пока средний диаметр волокна для идентифицированного типа волокна меньше, чем средний диаметр волокна другого типа волокна. В вариантах осуществления, меньший тип волокна имеет средний диаметр волокна, который меньше, чем наименьший диаметр распределения диаметра по размерам для более крупного типа волокна. Разница в диаметре присутствует, если разница может быть визуализирована с помощью проекционного микроскопа, как указано в ISO137: 2015. В вариантах осуществления, разница в диаметре между меньшим типом волокна и большим типом волокна может быть субмикронной, например, если используется несколько слоев, формованных из расплава. В вариантах осуществления, разница в диаметре между волокнами меньшего размера и волокнами большего размера может составлять от примерно 1 микрона до примерно 300 микрон, от примерно 5 микрон до примерно 300 микрон, от примерно 5 микрон до примерно 250 микрон, от примерно 5 микрон до примерно 200 микрон, от примерно 10 микрон до примерно 150 микрон, от примерно 10 микрон до примерно 100 микрон, от примерно 10 микрон до примерно 90 микрон, от примерно 15 микрон до примерно 80 микрон, от примерно 15 микрон до примерно 70 микрон, от примерно 20 микрон до примерно 60 микрон, от примерно 20 микрон до примерно 50 микрон или от примерно 25 микрон до примерно 45 микрон. В вариантах осуществления, разница в диаметре между волокном меньшего размера и волокном большего размера может составлять от примерно 5 микрон до примерно 75 микрон. В вариантах осуществления, разница в диаметре между меньшим типом волокна и большим типом волокна может составлять от примерно 20 микрон до примерно 80 микрон. Не вдаваясь в теорию, считается, что получение композита из двух нетканых полотен, где нетканые полотна сплавлены, а второе нетканое полотно имеет меньший диаметр волокна, чем первое нетканое полотно, может улучшить скорость адсорбции/абсорбции и пропускную способность композитного изделия по текучей среде, прямую адсорбцию/поглощение от волокон большего диаметра к волокнам меньшего диаметра для предпочтительного перемещения жидкости; увеличивают отношение поверхности к объему нетканого композитного изделия по сравнению с материалами одного диаметра, что приводит к увеличению несущей способности и/или улучшению дисперсии и/или полному растворению нетканого композитного изделия по сравнению с нетканым материалом, имеющим один диаметр. Средние диаметры волокон в отдельных слоях полотна могут быть любыми указанными здесь диаметрами. В вариантах осуществления, первое множество волокон в первом слое первого нетканого материала может иметь диаметр от примерно 10 микрон до примерно 300 микрон, от примерно 50 микрон до примерно 300 микрон или от примерно больше, чем примерно 100 микрон до примерно 300 микрон. В вариантах осуществления, первое множество волокон может иметь средний диаметр от более примерно 100 микрон до примерно 300 микрон. В вариантах осуществления, в которых нетканый слой нетканого композитного материала включает смесь типов волокон, имеющих разные диаметры, если распределение диаметров волокон является мономодальным, средний диаметр волокон относится к среднему диаметру волокон смеси. Смесь типов волокон может иметь бимодальное или более высокое распределение диаметров волокон в слое нетканого материала. Когда смесь волокон имеет бимодальное или более модальное распределение диаметра, волокно имеет меньший диаметр, чем волокна указанной смеси, когда средний диаметр волокна меньше среднего для распределения волокон наименьшего диаметра смеси, и волокно больше, чем волокна указанной смеси, когда волокно имеет средний диаметр волокна, который больше, чем среднее значение для распределения волокон большего диаметра в смеси.

В вариантах осуществления, композитное изделие дополнительно содержит третий слой третьего нетканого полотна, содержащего третье множество волокон. В вариантах осуществления, в которых нетканое композитное изделие включает третий слой третьего нетканого полотна, второй слой может быть расположен между первым слоем и третьим слоем и, по меньшей мере, вторая часть второго нетканого полотна и по меньшей мере часть третьего нетканого полотна могут быть сплавлены, обеспечивая вторую поверхность контакта. Вторая поверхность контакта, включающая в себя по меньшей мере вторую часть второго нетканого полотна и по меньшей мере часть третьего нетканого полотна, представляет собой область композита, где перекрываются второе и третье нетканые полотна и второе множество волокон и третье множество волокон перемешаны. В некоторых вариантах осуществления, и в зависимости от толщины второго слоя второго нетканого полотна, первое множество волокон и третье множество волокон могут быть перемешаны и/или сплавлены таким образом, что не будет четкого разграничения между первой границей контакта и второй границей контакта. Как правило, часть второго нетканого полотна, которая образует вторую поверхность контакта, представляет собой внешнюю поверхность второго нетканого полотна, противоположную внешней поверхности второго нетканого полотна, сплавленного с первым нетканым полотном. В вариантах осуществления, вторая поверхность контакта содержит 75% или менее, 70% или менее, 60% или менее, 50% или менее, 40% или менее, 30% или менее, 25% или менее, 20% или менее, или 15% или менее толщины второго нетканого полотна. В вариантах осуществления, вторая поверхность контакта составляет по меньшей мере 1%, по меньшей мере 5%, по меньшей мере 10%, по меньшей мере 20%, по меньшей мере 25%, по меньшей мере 30% или по меньшей мере 40% толщины второго нетканого полотна. В вариантах осуществления, вторая поверхность контакта составляет от примерно 1% до примерно 75% толщины второго нетканого полотна. В вариантах осуществления, часть третьего нетканого полотна, которая образует вторую поверхность раздела, представляет собой внешнюю поверхность третьего нетканого полотна. В вариантах осуществления, вторая поверхность контакта составляет 50% или менее толщины третьего нетканого полотна, 40% или менее, 30% или менее, 25% или менее, 20% или менее, 10% или менее, 5% или менее, 2,5% или менее или 1% или менее от толщины первого нетканого полотна. В вариантах осуществления, вторая поверхность раздела составляет по меньшей мере 0,1%, по меньшей мере 0,5%, по меньшей мере 1% или по меньшей мере 5% толщины третьего нетканого материала. В вариантах осуществления, вторая поверхность раздела составляет от примерно 0,1% до примерно 25% толщины третьего нетканого материала.

В вариантах осуществления, вторая часть второго нетканого полотна и часть третьего нетканого полотна сплавлены термически, растворителем или и тем, и другим. В вариантах осуществления, вторая часть второго нетканого полотна и часть третьего нетканого полотна сплавляются термически. В вариантах осуществления, вторая часть второго нетканого полотна и часть третьего нетканого полотна сплавлены растворителем.

В вариантах осуществления, вторая поверхность контакта сплавлена с растворителем, и растворитель выбран из группы, состоящей из воды, этанола, метанола, ДМСО, глицерина и их комбинации. В вариантах осуществления, вторая поверхность контакта сплавляется с растворителем, и растворитель выбирают из группы, состоящей из воды, глицерина и их комбинации. В вариантах осуществления, вторая поверхность контакта сплавляется растворителем с использованием связующего раствора, содержащего поливиниловый спирт и воду, глицерин или их комбинацию. В вариантах осуществления, вторая поверхность контакта сплавляется растворителем с использованием связующего раствора, содержащего поливиниловый спирт, латекс или их комбинацию и воду, глицерин или их комбинацию.

В вариантах осуществления, первый слой первого нетканого полотна и второй слой второго нетканого полотна имеют разную пористость. Как используется в настоящем документе, и, если не указано иное, два нетканых полотна имеют «различную пористость», когда разница в пористости нетканого полотна составляет по меньшей мере около 1%. В вариантах осуществления, разница в пористости между двумя слоями нетканых полотен в композитных изделиях может составлять от примерно 1% до примерно 20%. Например, один слой нетканого полотна в композитном изделии может иметь пористость около 80%, а второй слой нетканого полотна в композитном изделии может иметь пористость около 85%, т.е. разница в пористости составляет 5%. В вариантах осуществления, пористость второго нетканого полотна меньше, чем пористость первого нетканого полотна. В вариантах осуществления, пористость второго нетканого полотна такая же, как пористость первого нетканого полотна. Как используется в настоящем документе и, если не указано иное, два нетканых полотна имеют «одинаковую пористость», если разница в значениях пористости между двумя неткаными полотнами составляет менее 1%.

В вариантах осуществления, в которых композитное изделие содержит третий слой третьего нетканого полотна, пористость третьего нетканого полотна может быть такой же или отличной от пористости первого нетканого полотна. В вариантах осуществления, третье нетканое полотно может иметь такую же пористость, как и первое нетканое полотно. В вариантах осуществления, третье нетканое полотно может иметь пористость, отличную от пористости первого нетканого полотна. В вариантах осуществления, третье нетканое полотно может быть менее пористым, чем первое нетканое полотно. В вариантах осуществления, третье нетканое полотно может иметь такую же пористость, как и второе нетканое полотно. В вариантах осуществления, третье нетканое полотно может иметь пористость, отличную от пористости второго нетканого полотна. В вариантах осуществления, третье нетканое полотно может быть менее пористым, чем второе нетканое полотно. В вариантах осуществления, второе нетканое полотно может быть менее пористым, чем первое нетканое полотно, а третье нетканое полотно может быть менее пористым, чем второе нетканое полотно. В вариантах осуществления, нетканое композитное изделие может иметь градиент пористости между слоями нетканого полотна, при этом одна внешняя поверхность композитной структуры может иметь наибольшую пористость, а другая внешняя поверхность композитной структуры может иметь наименьшую пористость. В вариантах осуществления, композитная структура может иметь градиент пористости между слоями нетканого полотна, при этом внешние поверхности композитной структуры могут иметь наибольшую пористость, а средний(е) слой(и) композитной структуры могут иметь наименьшую пористость. В вариантах осуществления, композитная структура может включать четвертый или более высокий слой нетканых полотен, так что средний слой (слои) может включать второй и третий слои нетканых полотен (для четырехслойной композитной структуры) или третий слой нетканого полотна (для пятислойной композитной конструкции).

Без намерения быть связанными какой-либо теорией, считается, что, когда пористость композитной структуры имеет градиент, композитная структура предпочтительно имеет усиленное затекание жидкости с более пористой внешней поверхности на менее пористую внешнюю поверхность или менее пористую внешнюю поверхность среднего слоя(ев).

Множество волокон в любом заданном слое нетканого материала композитного изделия может быть любым из раскрытых здесь волокон и может быть одинаковым или различным. В вариантах осуществления, состав волокнообразующих материалов в первом множестве, втором множестве и третьем множестве волокон может быть одинаковым или различным, например, иметь любую разницу в диаметре, длине, прочности, форме, жесткости, эластичности, растворимости, температуре плавления, температуре стеклования (Tg), волокнообразующем материале, цвете или их комбинации. В следующей таблице показаны предполагаемые композитные изделия, в которых нетканые слои могут включать волокна, имеющие три различных состава волокон, где каждая буква «А», «В» и «С» относится к определенному составу волокна, а «-» означает, что рассматриваемое композитное изделие не включает третий слой нетканого полотна. Каждая из волокнистых композиций A, B и C может быть (а) волокном одного типа, включающим один волокнообразующий материал, (b) волокном одного типа, включая смесь волокнообразующих материалов, (с) смесью типов волокон, каждый тип волокна включает один волокнообразующий материал, (d) смесью типов волокон, каждый тип волокна включает смесь волокнообразующих материалов, или (е) смесь типов волокон, каждый тип волокна включает один волокнообразующий материал или смесь волокнообразующих материалов.

В вариантах осуществления, первое множество волокон включает водорастворимый волокнообразующий материал из поливинилового спирта. В вариантах осуществления, второе множество волокон включает водорастворимый волокнообразующий материал из поливинилового спирта. В вариантах осуществления, первое множество волокон и второе множество волокон включают водорастворимый волокнообразующий материал из поливинилового спирта. В вариантах осуществления, включающих третий слой нетканого полотна, имеющего третье множество волокон, третье множество волокон может включать водорастворимый волокнообразующий материал из поливинилового спирта. В вариантах осуществления, волокнообразующий материал из поливинилового спирта, может присутствовать в одном или нескольких типах волокон во множестве волокон. Водорастворимые волокнообразующие материалы из поливинилового спирта из любого из первого множества, второго множества или третьего множества волокон могут представлять собой любой водорастворимый волокнообразующий материал из поливинилового спирта, раскрытый в данном документе. В вариантах осуществления, в которых два или более из первого множества волокон, второго множества волокон и/или третьего множества волокон включают волокнообразующий материал из поливинилового спирта, поливиниловый спирт может быть одинаковым или различным в каждом множестве, может быть единственный волокнообразующий материал или часть смеси волокнообразующего материала в каждом множестве, и если каждое множество включает другой волокнообразующий материал из поливинилового спирта, разница может заключаться в диаметре, длине, прочности, форме, жесткости, эластичности, растворимости, точки плавления, температуры стеклования (Tg), волокнообразующием материале, цвете или их комбинации. В вариантах осуществления, водорастворимый волокнообразующий материал из поливинилового спирта, включает гомополимер поливинилового спирта, сополимер поливинилового спирта или их комбинацию. В вариантах осуществления, поливиниловый спирт включает сополимер, и сополимер может представлять собой анионно-модифицированный поливиниловый спирт. В вариантах осуществления, поливиниловый спирт включает анионно-модифицированный поливиниловый спирт, а анионно-модифицированный поливиниловый спирт включает (алкил)акрилат-модифицированный поливиниловый спирт, малеат-модифицированный поливиниловый спирт, сульфонат-модифицированный поливиниловый спирт или их комбинацию.

В вариантах осуществления, волокна из первого множества волокон, второго множества волокон и/или третьего множества волокон могут включать водорастворимый волокнообразующий материал, отличный от волокнообразующего материала на основе поливинилового спирта. В вариантах осуществления, волокна из первого множества волокон, второго множества волокон и/или третьего множества волокон могут включать смесь водорастворимых волокнообразующих материалов, включая волокнообразующий материал из поливинилового спирта и водорастворимый волокнообразующий материал, отличный от волокнообразующего материала на основе поливинилового спирта. В вариантах осуществления, водорастворимые волокнообразующие материалы, отличные от волокнообразующего материала на основе поливинилового спирта, могут включать полиакрилат, поливинилпирролидон, полиэтиленимин, гуаровую камедь, аравийскую камедь, ксантановую камедь, каррагинан, водорастворимый крахмал, водорастворимую целлюлозу, простой эфир целлюлозы, сложный эфир целлюлозы, амид целлюлозы или их комбинацию. В вариантах осуществления, первое множество волокон включает водорастворимый волокнообразующий материал, выбранный из группы, состоящей из полиакрилата, поливинилпирролидона, полиэтиленимина, гуаровой камеди, аравийской камеди, ксантановой камеди, каррагинана, водорастворимого крахмала, водорастворимой целлюлозы, простого эфира целлюлозы, сложного эфира целлюлозы, амида целлюлозы и их комбинации. В вариантах осуществления, второе множество волокон включает водорастворимый волокнообразующий материал, выбранный из группы, состоящей из полиакрилата, поливинилпирролидона, полиэтиленимина, гуаровой камеди, аравийской камеди, ксантановой камеди, каррагинана, водорастворимого крахмала, водорастворимой целлюлозы, простого эфира целлюлозы, сложного эфира целлюлозы, амида целлюлозы и их комбинации. В вариантах осуществления, третье множество волокон включает водорастворимый волокнообразующий материал, выбранный из группы, состоящей из полиакрилата, поливинилпирролидона, полиэтиленимина, гуаровой камеди, аравийской камеди, ксантановой камеди, каррагинана, водорастворимого крахмала, водорастворимой растворимой целлюлозы, простого эфира целлюлозы, сложного эфира целлюлозы, амида целлюлозы и их комбинации.

В вариантах осуществления, волокна из первого множества волокон, второго множества волокон и/или третьего множества волокон могут включать описанный здесь нерастворимый в воде волокнообразующий материал. В вариантах осуществления, нерастворимый в воде волокнообразующий материал может включать целлюлозу, хлопок, коноплю, джут, лен, рами, сизаль, багассу, банановое волокно, кружевное дерево (лагетту), шелк, сухожилия, кетгут, шерсть, шелк из морских водорослей, мохер, ангору, кашемир, коллаген, актин, нейлон, дакрон, искусственный шелк, бамбуковое волокно, модал, диацетатное волокно, триацетатное волокно, полипропилен, поликарбонат, полибутилентерефталат, полиэтилентерефталат, полиамид, термопластичный полиуретан, эластичный полипропилен, вискозу или их комбинацию. В вариантах осуществления, нерастворимый в воде волокнообразующий материал включает целлюлозу. В вариантах осуществления, нерастворимый в воде волокнообразующий материал включает целлюлозу, хлопок, коноплю, джут, лен, рами, сизаль, багассу, банановое волокно, кружевное дерево (лагетту), шелк, сухожилия, кетгут, шерсть, шелк из морских водорослей, мохер, ангору, кашемир, коллаген, актин, нейлон, дакрон, искусственный шелк, бамбуковое волокно, модал, диацетатное волокно, триацетатное волокно, полипропилен, поликарбонат, полибутилентерефталат, полиэтилентерефталат, полиамид, термопластичный полиуретан, эластичный полипропилен, вискозe или их комбинации.

Следующие варианты осуществления предусмотрены для первого, второго и третьего множества волокон и любого дополнительного множества волокон, содержащихся в композитном материале, например, когда композитное изделие включает дополнительные слои нетканого материала (т.е. четвертый слой, пятый слой и т.д.):

Тип одиночного волокна Смесь типов волокон (материал, формирующий одиночное волокно, или смесь) Материал, формирующий одиночное волокно водорастворимый PVOH 2 или более водорастворимых волокон, содержащих PVOH водорастворимый не содержащий-PVOH 2 или более водорастворимых волокон, не содержащих PVOH Не растворимый в воде 2 или более нерастворимого в воде материала, содержащего волокна Смесь волокнообразующих материалов 2 или более водорастворимых PVOH 1 или более водорастворимых волокон, содержащих PVOH, и 1 или более водорастворимых волокон, не содержащих PVOH 2 или более водорастворимых, не содержащий PVOH 2 или более нерастворимых в воде 1 или более водорастворимых волокон, содержащих PVOH, и 1 или более нерастворимых в воде материалов, содержащих волокна 1 или более водорастворимых PVOH и 1 или более водорастворимых не содержащих-PVOH 1 или более водорастворимых PVOH и 1 или более нерастворимых в воде 1 или более водорастворимых волокон, не содержащих PVOH, и 1 или более нерастворимых в воде материалов, содержащих волокна 1 или более водорастворимых не содержащих-PVOH и 1 или более нерастворимых в воде

В вариантах осуществления первое множество волокон включает один тип волокна. В усовершенствованиях предыдущих вариантов осуществления, один тип волокна включает единственный волокнообразующий материал, выбранный из водорастворимого волокнообразующего материала из поливинилового спирта, водорастворимого волокнообразующего материала, отличного от поливинилового спирта, и нерастворимого в воде волокнообразующего материала. В дополнительном усовершенствовании, один тип волокна включает смесь волокнообразующих материалов, состоящую из двух или более из водорастворимого волокнообразующего материала на основе поливинилового спирта, водорастворимого волокнообразующего материала, отличного от поливинилового спирта, нерастворимого в воде волокнообразующего материал и их комбинации. В вариантах осуществления, первое множество волокон включает смесь волокон. В вариантах осуществления, первое множество волокон включает волокна одного типа, причем волокно одного типа включает волокнообразующий материал, выбранный из группы, состоящей из гомополимера поливинилового спирта, сополимера поливинилового спирта и их комбинации.

В вариантах осуществления, второе множество волокон включает один тип волокна. В усовершенствованиях предыдущих вариантов осуществления, один тип волокна включает единственный волокнообразующий материал, выбранный из водорастворимого волокнообразующего материала из поливинилового спирта, водорастворимого волокнообразующего материала, отличного от поливинилового спирта, и нерастворимого в воде волокнообразующего материала. В дополнительном усовершенствовании, один тип волокна включает смесь волокнообразующих материалов, состоящую из двух или более водорастворимого волокнообразующего материала из поливинилового спирта, водорастворимого волокнообразующего материала, отличного от поливинилового спирта, нерастворимого в воде волокнообразующего материала и их комбинации. В вариантах осуществления, второе множество волокон включает смесь волокон. В вариантах осуществления, второе множество волокон включает волокна одного типа, при этом один тип волокон содержит водорастворимый волокнообразующий материал. В усовершенствованиях предшествующего варианта осуществления, водорастворимый волокнообразующий материал включает водорастворимый волокнообразующий материал из поливинилового спирта, водорастворимый волокнообразующий материал, отличный от поливинилового спирта, или их комбинацию. В вариантах осуществления, второе множество волокон включает волокна одного типа, а один тип волокон включает нерастворимый в воде волокнообразующий материал. В вариантах осуществления, второе множество волокон включает смесь типов волокон, и по меньшей мере одна из смесей типов волокон включает водорастворимый волокнообразующий материал.

В вариантах осуществления, третье множество волокон включает один тип волокна. В усовершенствованиях предыдущих вариантов осуществления, один тип волокна включает единственный волокнообразующий материал, выбранный из водорастворимого волокнообразующего материала из поливинилового спирта, водорастворимого волокнообразующего материала, отличного от поливинилового спирта, и нерастворимого в воде волокнообразующего материала. В дополнительном усовершенствовании, один тип волокна включает смесь волокнообразующих материалов, состоящую из двух или более водорастворимых волокнообразующих материалов из поливинилового спирта, водорастворимого волокнообразующего материала, отличного от поливинилового спирта, нерастворимого в воде волокнообразующего материала и их комбинации. В вариантах осуществления, третье множество волокон включает смесь волокон. В вариантах осуществления, первое множество волокон включает волокна одного типа, причем один тип волокон включает волокнообразующий материал, выбранный из группы, состоящей из гомополимера поливинилового спирта, сополимера поливинилового спирта и их комбинации. В вариантах осуществления, третье множество волокон включает смесь типов волокон. В вариантах осуществления, третье множество волокон такое же, как и первое множество волокон.

В вариантах осуществления, первое множество волокон, второе множество волокон, третье множество волокон или их комбинация включают в себя волокнообразующий материал на природной основе, волокнообразующий материал на растительной основе, волокнообразующий материал на биологической основе, биоразлагаемый волокнообразующий материал, компостируемый волокнообразующий материал или их комбинацию.

В вариантах осуществления, первое нетканое полотно имеет отношение удельной прочности на разрыв (MD:CD) от примерно 0,5 до примерно 1,5. В вариантах осуществления, первое нетканое полотно имеет отношение MD:CD от примерно 0,8 до примерно 1,25. В вариантах осуществления, первое нетканое полотно имеет отношение MD:CD от примерно 0,9 до примерно 1,1. В вариантах осуществления, второе нетканое полотно имеет отношение удельной прочности на разрыв (MD:CD) от примерно 0,5 до примерно 1,5. В вариантах осуществления, второе нетканое полотно имеет отношение MD:CD от примерно 0,8 до примерно 1,25. В вариантах осуществления, второе нетканое полотно имеет отношение MD:CD от примерно 0,9 до примерно 1,1. В вариантах осуществления, третье нетканое полотно имеет отношение удельной прочности на разрыв (MD:CD) от примерно 0,5 до примерно 1,5. В вариантах осуществления, третье нетканое полотно имеет отношение MD:CD от примерно 0,8 до примерно 1,25. В вариантах осуществления, третье нетканое полотно имеет отношение MD:CD от примерно 0,9 до примерно 1,1. В вариантах осуществления, нетканое композитное изделие имеет соотношение удельной прочности на разрыв (MD:CD) в диапазоне от примерно 0,5 до примерно 1,5, от примерно 0,8 до примерно 1,25, от примерно 0,9 до примерно 1,1 или от примерно 0,95 до примерно 1,05. В вариантах осуществления, нетканое композитное изделие имеет отношение MD:CD от примерно 0,8 до примерно 1,5. В вариантах осуществления, нетканое композитное изделие имеет отношение MD:CD примерно от 0,9 до 1,1. Соотношение MD:CD нетканого композитного изделия связано с соотношением MD:CD каждого отдельного слоя нетканого полотна, присутствующего в композитном изделии. Без намерения быть связанным теорией считается, что MD:CD композитного изделия нельзя определить, рассматривая MD и CD каждого слоя нетканого полотна по отдельности, но необходимо измерить MD и CD нетканого композитного изделия. Без намерения быть связанными какой-либо теорией считается, что по мере того, как отношение прочности на разрыв MD:CD нетканого композитного изделия приближается к 1, долговечность композитного изделия увеличивается, обеспечивая превосходную стойкость к разрушению нетканого материала при воздействии нагрузки на нетканый материал во время использования. Кроме того, без намерения быть связанными какой-либо теорией, считается, что отношение MD:CD композитного изделия, включающего по меньшей мере один слой нетканого полотна, полученного прядением из расплава, будет иметь отношение MD:CD ближе к 1:1, чем у идентичного композитного изделия, за исключением всех кардных слоев.

В вариантах осуществления, первое множество волокон, второе множество волокон, третье множество волокон или их комбинация включают двухкомпонентное волокно. В вариантах осуществления, первое множество волокон включает двухкомпонентное волокно. В вариантах осуществления, второе множество волокон включает двухкомпонентное волокно. В вариантах осуществления, третье множество волокон включает двухкомпонентное волокно. В вариантах осуществления, первое и второе множество волокон содержат двухкомпонентное волокно. В вариантах осуществления, первое и третье множество волокон содержат двухкомпонентное волокно. В вариантах осуществления, второе и третье множество волокон содержат двухкомпонентное волокно. В вариантах осуществления, первое, второе и третье множество волокон содержат двухкомпонентное волокно. В вариантах осуществления, в которых первое, второе и/или третье множество волокон содержат двухкомпонентное волокно, двухкомпонентное волокно может включать сердцевину волокнообразующего материала, окруженную оболочкой из волокнообразующего материала, при этом волокнообразующий материал оболочки имеет большую растворимость в воде, чем сердцевина волокнообразующего материала, для данной температуры воды.

В вариантах осуществления, первое множество волокон, второе множество волокон, третье множество волокон или их комбинация включают пластификатор, поверхностно-активное вещество или их комбинацию. В вариантах осуществления, нетканое композитное изделие по настоящему изобретению включает активный агент, абсорбирующий материал или их комбинацию. В усовершенствованиях предшествующего варианта осуществления, первое множество волокон, второе множество волокон, третье множество волокон или их комбинация включают активный агент, абсорбирующий материал или их комбинацию. В вариантах осуществления, нетканое композитное изделие по настоящему изобретению включает активный агент, включающий фермент, масло, ароматизатор, краситель, поглотитель запаха, отдушку, пестицид, удобрение, окислитель, активатор, кислотный катализатор, металлический катализатор, поглотитель ионов, моющее средство, дезинфицирующее средство, поверхностно-активное вещество, отбеливатель, компонент отбеливателя, смягчитель тканей или их комбинацию. В вариантах осуществления, нетканое композитное изделие по настоящему изобретению включает активный агент, включающий фермент, масло, краситель, поглотитель запаха, ароматизатор, пестицид, окислитель, поглотитель ионов, моющее средство, дезинфицирующее средство, поверхностно-активное вещество, отбеливатель, компонент отбеливателя, смягчитель ткани или их комбинацию. В вариантах осуществления, нетканое композитное изделие по настоящему изобретению включает активный агент, включая масло, краситель, поглотитель запаха, ароматизатор, поглотитель ионов, дезинфицирующее средство или их комбинацию. В вариантах осуществления, в которых нетканое композитное изделие содержит душистое вещество, душистое вещество может быть инкапсулировано.

Слои нетканого полотна композитного изделия, как правило, могут быть получены с использованием любых описанных здесь способов. В некоторых вариантах осуществления, первый слой первого нетканого полотна может быть кардным слоем. В вариантах осуществления, второй слой второго нетканого полотна может представлять собой слой, полученный прядением из расплава. В вариантах осуществления, первый слой включает кардный слой, а второй слой включает слой, полученный прядением из расплава. В вариантах осуществления, первый слой может быть кардным слоем, а второй слой может быть слоем, полученным методом экструзии с раздувом из расплава. В вариантах осуществления, первый слой может представлять собой кардный слой, а второй слой может представлять собой слой воздушной укладки. В вариантах осуществления, первый слой может представлять собой кардный слой, включающий волокна, включающие волокнообразующий материал из поливинилового спирта, а второй слой может представлять собой слой, выдуваемый из расплава, включающий волокна, включающие низкомолекулярный гомополимер поливинилового спирта, имеющий вязкость около 5 сП или менее. В вариантах осуществления, первый слой может представлять собой кардный слой, включающий волокна, включающие волокнообразующий материал из поливинилового спирта, а второй слой может представлять собой слой, полученный аэродинамической укладкой, включающий целлюлозные волокна. В вариантах осуществления, третий слой может быть кардным слоем или слоем, формованным из расплава. В вариантах осуществления, третий слой может быть кардным слоем. В вариантах осуществления, третий слой может представлять собой слой, полученный методом экструзии с раздувом из расплава. В вариантах осуществления, первый слой может представлять собой кардный слой, второй слой может представлять собой слой, полученный прядением из расплава, а третий слой может представлять собой кардный слой. В вариантах осуществления, первый слой может представлять собой кардный слой, второй слой может представлять собой слой, полученный аэродинамическим способом, а третий слой может представлять собой слой, полученный прядением из расплава.

Базовая масса нетканых композитных изделий согласно настоящему изобретению не имеет особых ограничений и может находиться в диапазоне от примерно 5 г/м² до примерно 150 г/м², от примерно 5 г/м² до примерно 125 г/м², примерно от примерно 5 г/м² до примерно 100 г/м², от примерно 5 г/м² до примерно 70 г/м², от примерно 5 г/м² до примерно 50 г/м², от примерно 5 г/м² до примерно 30 г/м². В вариантах осуществления, нетканые композитные изделия согласно настоящему изобретению могут иметь базовую массу от примерно 5 г/м² до примерно 50 г/м². В вариантах осуществления, нетканые композитные изделия согласно настоящему изобретению могут иметь базовую массу от примерно 50 г/м² до примерно 150 г/м². В вариантах осуществления, первый слой нетканого полотна может иметь базовую массу от примерно 30 г/м² до примерно 70 г/м², а нетканое композитное изделие может иметь базовую массу от примерно 60 г/м² до примерно 150 г/м². В вариантах осуществления, первый слой нетканого полотна может иметь базовую массу от примерно 5 г/м² до примерно 15 г/м². В вариантах осуществления, первый слой нетканого полотна может иметь базовую массу от примерно 5 г/м² до примерно 15 г/м², а нетканое композитное изделие может иметь базовую массу в диапазоне от примерно 15 г/м² до примерно 50 г/м². В вариантах осуществления, третий слой нетканого полотна может иметь базовую массу от примерно 5 г/м² до примерно 15 г/м². В вариантах осуществления, первый слой нетканого полотна может иметь базовую массу от примерно 5 г/м² до примерно 15 г/м², и третий слой нетканого полотна может иметь базовую массу от примерно 5 г/м² до примерно 15 г/м². В вариантах осуществления, второй слой нетканого полотна может быть включен в композитное изделие в количестве от примерно 2,5 мас.% до примерно 10 мас.% в расчете на общую массу композитного изделия. В вариантах осуществления, второй слой нетканого полотна может быть включен в композитное изделие в количестве от примерно 2,5 мас.% до примерно 10 мас.% в расчете на общую массу композитного изделия, и первый слой нетканого полотна может быть включен в состав композитного изделия в количестве от примерно 90 мас.% до примерно 97,5 мас.% в расчете на общую массу композитного изделия. В вариантах осуществления, второй слой нетканого полотна может быть включен в композитное изделие в количестве от примерно 2,5 мас.% до примерно 10 мас.% в расчете на общую массу композитного изделия, и первый слой нетканого полотна и третий слой нетканого полотна вместе входят в состав от примерно 90 мас.% до примерно 97,5 мас.% в расчете на общую массу композитного изделия. В вариантах осуществления, третий слой нетканого полотна может быть включен в композитное изделие в количестве от примерно 2,5 мас.% до примерно 10 мас.% в расчете на общую массу композитного изделия, и первый слой нетканого полотна и второй слой нетканого полотна вместе составляют от около 45 мас.% до около 48 мас.% в расчете на общую массу композитного изделия.

В вариантах осуществления, диаметры волокон первого множества волокон могут быть по существу одинаковыми. В вариантах осуществления, диаметры волокон второго множества волокон могут быть по существу одинаковыми. В вариантах осуществления, диаметры третьего множества волокон могут быть по существу одинаковыми. В вариантах осуществления, диаметры первого множества волокон и третьего множества волокон могут быть по существу одинаковыми. В вариантах осуществления, диаметры волокон каждого из первого множества волокон, второго множества волокон и третьего множества волокон могут быть по существу одинаковыми.

Как правило, волокна из первого множества, второго множества и/или третьего множества могут иметь прочность на разрыв (разрывная нагрузка) от примерно 3 сН/дтекс до примерно 10 сН/дтекс, необязательно от примерно 3 сН/дтекс до примерно 5 сН/дтекс, от примерно 4 сН/дтекс до примерно 7 сН/дтекс, от примерно 7 сН/дтекс до примерно 10 сН/дтекс, от примерно 4 сН/дтекс до примерно 8 сН/дтекс, от примерно 5 сН/дтекс до примерно 8 сН/дтекс, или от примерно 6 сН/дтекс до примерно 8 сН/дтекс. В вариантах осуществления, волокна из первого множества, второго множества и/или третьего множества могут иметь прочность на разрыв от 4 сН/дтекс до 8 сН/дтекс. В вариантах осуществления, волокна из первого множества, второго множества и/или третьего множества могут иметь прочность на разрыв от примерно 6 сН/дтекс до примерно 8 сН/дтекс. В вариантах осуществления, волокна из первого множества, второго множества и/или третьего множества могут иметь прочность на разрыв от примерно 3 сН/дтекс до примерно 5 сН/дтекс. В вариантах осуществления, волокна из первого множества могут иметь прочность на разрыв в диапазоне от около 4 сН/дтекс до около 8 сН/дтекс. В вариантах осуществления, в которых множество волокон включает смесь типов волокон, прочность на разрыв смеси волокон представляет собой взвешенное среднеарифметическое значение прочности на разрыв каждого типа волокон.

В вариантах осуществления, нетканое композитное изделие может иметь улучшенный модуль, предел прочности при растяжении, относительное удлинение, прочность на разрыв или их комбинацию в продольном направлении, поперечном направлении или в обоих направлениях по сравнению с идентичным изделием, содержащим только первый слой. В вариантах осуществления, нетканое композитное изделие может иметь улучшенный модуль, предел прочности при растяжении, удлинение, прочность на разрыв или их комбинацию в направлении движения по сравнению с идентичным изделием, содержащим только первый слой. В вариантах осуществления, нетканое композитное изделие может иметь улучшенный модуль, предел прочности при растяжении, относительное удлинение или их комбинацию в поперечном направлении по сравнению с идентичным изделием, содержащим только первый слой. В вариантах осуществления, нетканое композитное изделие может иметь улучшенный модуль, предел прочности при растяжении, удлинение, прочность на разрыв или их комбинацию в направлении обработки и поперечном направлении по сравнению с идентичным изделием, содержащим только первый слой.

Способы изготовления композитных изделий.

Как правило, композитные изделия могут быть изготовлены с использованием любого процесса, известного в данной области техники, подходящего для соединения двух или более слоев нетканых полотен таким образом, что по меньшей мере часть первого слоя и часть второго слоя сплавляются, тем самым формируя поверхность контакта.

В вариантах осуществления, способ формирования нетканых композитных изделий согласно настоящему изобретению может включать следующие стадии:

(a) нанесение на первый слой, включающий первое нетканое полотно, второго слоя, содержащего второе нетканое полотно, в условиях, достаточных для сплавления по меньшей мере части первого нетканого полотна по меньшей мере с частью второго нетканого полотна, тем самым формируя первую поверхность контакта; и

(b) необязательно, нанесение на второй слой, содержащий второе нетканое полотно, третьего слоя, содержащего третье нетканое полотно, в условиях, достаточных для сплавления по меньшей мере второй части второго нетканого полотна с по меньшей мере частью третьего нетканого полотна, тем самым формируя вторую поверхность контакта.

В вариантах осуществления, стадии (а) и (b) могут быть повторены для включения дополнительных слоев нетканого материала в композитную структуру, например, четвертого слоя нетканого материала, пятого слоя нетканого материала и т. д.

Как правило, условия, достаточные для сплавления по меньшей мере части первого нетканого полотна по меньшей мере с частью второго нетканого полотна и/или для сплавления по меньшей мере второй части второго нетканого полотна по меньшей мере с частью третьего нетканого полотна может включать термическое сплавление и/или сплавление с растворителем, как описано в настоящем документе.

В вариантах осуществления, термическое сплавление включает в себя контактирование части первого нетканого полотна с частью второго нетканого полотна, второй части второго нетканого полотна с частью третьего нетканого полотна или и того, и другого, при этом одно из первого нетканого полотна или второго нетканого полотна, или одно из второго нетканого полотна или третьего нетканого полотна находятся в нагретом состоянии, так что одна или более частей нетканых полотен, подлежащих сплавлению, находятся в размягченном состоянии. В вариантах осуществления, термическое сплавление включает контактирование части первого нетканого полотна с частью второго нетканого полотна, когда второе нетканое полотно находится в нагретом состоянии. В вариантах осуществления, приведение в контакт части первого нетканого полотна с частью второго нетканого полотна, когда второе нетканое полотно находится в нагретом состоянии, включает формирование волокон второго нетканого полотна и нанесение волокон второго нетканого полотна на первое нетканое полотно в поточном процессе, так что волокна второго нетканого полотна осаждаются после экструзии через матричную наладку перед охлаждением и/или закалкой. В вариантах осуществления, термическое сплавление включает контактирование второй части второго нетканого полотна с частью третьего нетканого полотна, когда второе нетканое полотно находится в нагретом состоянии. В вариантах осуществления, контактирование второй части второго нетканого полотна с частью третьего нетканого полотна, когда второе нетканое полотно находится в нагретом состоянии, включает формирование волокон второго нетканого полотна и осаждение волокон второго нетканого полотна на первое нетканое полотно в поточном процессе, так что волокна второго нетканого полотна укладываются после экструзии через матричную наладку перед охлаждением и/или закалкой, с последующим осаждением третьего нетканого полотна на все еще нагретый второй слой нетканого полотна перед охлаждением и/или закалкой второго нетканого полотна.

В некоторых вариантах осуществления, сплавление с растворителем включает нанесение растворителя на часть первого нетканого полотна, часть второго нетканого полотна или на обе части перед нанесением второго нетканого полотна на первое нетканое полотно, чтобы тем самым сформировать первую поверхность раздела. В вариантах осуществления, сплавление с растворителем включает нанесение растворителя на вторую часть второго нетканого полотна, часть третьего нетканого полотна или на то и другое перед нанесением третьего нетканого полотна на второе нетканое полотно, чтобы тем самым сформировать вторую поверхность раздела. В вариантах осуществления, сплавление с растворителем включает нанесение растворителя на часть первого нетканого полотна перед нанесением второго нетканого полотна. В вариантах осуществления, сплавление с растворителем включает нанесение растворителя на вторую часть второго нетканого полотна перед нанесением третьего нетканого полотна. Растворителем для сплавления растворителя может быть любой растворитель или связующий раствор, описанные в настоящем документе для сплавления растворителя и химического связывания. В вариантах осуществления, часть первого нетканого полотна, часть второго нетканого полотна, вторая часть второго нетканого полотна, часть третьего нетканого полотна или их комбинации, по меньшей мере, частично растворимы в растворителе. В вариантах осуществления, растворитель включает воду, глицерин или их комбинацию. В вариантах осуществления, плавление в растворителе дополнительно включает применение давления после нанесения второго и/или третьего слоев нетканого полотна.

В вариантах осуществления вышеупомянутых способов, первый слой может содержать прочесанный нетканый материал. В вариантах осуществления вышеизложенных способов, третий слой может содержать нетканое полотно, полученное прочесыванием, или нетканое полотно, полученное прядением из расплава. В вариантах осуществления вышеупомянутых способов, второй слой может включать нетканое полотно, полученное прядением из расплава, или нетканое полотно, полученное аэродинамической укладкой. В вариантах осуществления, первый слой может включать кардный нетканый материал, второй слой может включать нетканый материал, полученный прядением из расплава, а третий слой может включать кардный нетканый материал. В вариантах осуществления, первый слой может включать кардное нетканое полотно, второй слой может включать нетканое полотно с выдувания из расплава, а третий слой может включать нетканое полотно с прочесом. В вариантах осуществления, второй слой может включать нетканое полотно аэродинамической укладки. В вариантах осуществления первый, слой может включать кардный нетканый материал, второй слой может включать нетканый материал аэродинамической укладки, а третий слой может включать нетканый материал полученный прядением из расплава. В вариантах осуществления, первый слой может включать кардный нетканый материал, второй слой может включать нетканый материал, полученный аэродинамической укладкой, а третий слой может включать нетканый материал, полученный способом выдувания из расплава. В вариантах осуществления, нетканое композитное изделие может включать пять слоев нетканого полотна, при этом первый слой может включать нетканое полотно, полученное прочесыванием, второй слой может включать нетканое полотно, полученное аэродинамической укладкой, третий слой может включать нетканое полотно, полученное прядением из расплава, четвертый слой может включать в себя нетканое полотно, полученное аэродинамической укладкой, а пятый слой может включать в себя нетканое полотно, полученное прочесыванием. В вариантах осуществления, нетканое композитное изделие может включать пять слоев нетканого полотна, при этом первый слой может включать нетканое полотно, полученное прочесыванием, второй слой может включать нетканое полотно, полученное аэродинамической укладкой, третий слой может включать нетканое полотно, полученное методом выдувания из расплава, четвертый слой может включать включают нетканое полотно, полученное аэродинамической укладкой, а пятый слой может включать нетканое полотно, прочесанное кардной прокладкой. В вариантах осуществления второе нетканое полотно может включать материал, образующий целлюлозное волокно.

Смываемые салфетки

Смываемые салфетки согласно настоящему изобретению обычно включают нетканое композитное изделие согласно настоящему изобретению.

Используемый в данном документе термин «смываемый» относится к нетканому полотну, композитному изделию или другому изделию, содержащему нетканое полотно или композитное изделие, которое диспергируется в водной среде, например, в системе жидких сточных вод, так что утилизация полотна(-ен) или изделие(-я) не приводят к застреванию таких предметов в трубах водопроводной системы или их накоплению с течением времени, вызывающему закупорку такой трубы. Промываемые изделия имеют то преимущество, что они более пригодны для переработки в процессах переработки или могут быть просто смыты, например, в септических и муниципальных системах очистки сточных вод, так что после использования полотно или изделие не нужно закапывать, сжигать или иным образом утилизировать.

Смываемые салфетки могут включать множество волокон, при этом множество волокон может включать водорастворимые волокна и нерастворимые в воде волокна. Водорастворимое волокно смываемого нетканого полотна может включать любой из описанных здесь водорастворимых полимеров. В вариантах осуществления, водорастворимые волокна включают полимер поливинилового спирта. В усовершенствовании предшествующего варианта, водорастворимое волокно включает гомополимер PVOH. В другом усовершенствовании предшествующего варианта осуществления, водорастворимое волокно включает сополимер PVOH. В вариантах осуществления, водорастворимое волокно включает смесь полимеров поливинилового спирта. В усовершенствовании предшествующего варианта, водорастворимое волокно включает один или несколько гомополимеров PVOH. В другом усовершенствовании предшествующего варианта осуществления, водорастворимое волокно включает один или несколько сополимеров PVOH. В еще одном усовершенствовании предшествующего варианта осуществления, водорастворимый полимер включает один или несколько гомополимеров PVOH и один или несколько сополимеров PVOH.

В некоторых вариантах осуществления, водорастворимое волокно включает смесь водорастворимых полимеров. В усовершенствованиях предшествующих вариантов осуществления, смесь водорастворимых полимеров может включать полимер поливинилового спирта или смесь полимеров поливинилового спирта, включающую гомополимер поливинилового спирта, сополимер поливинилового спирта или их комбинацию. В дополнительных усовершенствованиях, водорастворимое волокно может включать смесь водорастворимых полимеров, включая гомополимер поливинилового спирта и сополимер поливинилового спирта.

В некоторых вариантах осуществления, водорастворимое волокно включает двухкомпонентное волокно. В уточнениях вышеизложенного, двухкомпонентное волокно включает волокно типа сердцевина/оболочка. Не желая быть связанными теорией, считается, что двухкомпонентное волокно может обеспечить стабильность смываемой салфетке во время хранения и использования благодаря составу оболочки и легко растворимому, разлагающемуся или компостируемому отработанному изделию, подлежащему утилизации на основе состав ядра.

В вариантах осуществления, смываемое нетканое полотно может включать множество водорастворимых волокон, включая первое водорастворимое волокно и второе водорастворимое волокно, при этом первое и второе водорастворимые волокна могут иметь разный диаметр, длину, прочность на разрыв, форму, жесткость, эластичность, растворимость, температуру плавления, температуру стеклования (Tg), водорастворимый полимер, цвет или их комбинацию.

Как описано ранее, нерастворимые в воде волокна обычно включают волокна, изготовленные из любого материала, который не растворяется в течение 300 секунд или менее при температуре 80°C или менее, как определено MSTM-205. Подходящие нерастворимые в воде волокнистые материалы включают, но не ограничиваются ими, хлопок, полиэстер, полиэтилен (например, полиэтилен высокой плотности и полиэтилен низкой плотности), полипропилен, древесную массу, распушенную целлюлозу, абаку, вискозу, полимолочную кислоту, нейлон 6, нерастворимую целлюлозу, нерастворимый крахмал, коноплю, джут, лен, рами, сизаль, багассу, банановое волокно, авокадо, шелк, сухожилия, кетгут, шерсть, шелк из морских водорослей, мохер, ангору, кашемир, коллаген, актин, нейлон, дакрон, искусственный шелк, бамбуковое волокно, модал, диацетатное волокно, триацетатное волокно и их комбинации.

Количество водорастворимого волокна в смываемом нетканом полотне может варьироваться от примерно по меньшей мере примерно 20, 25, 30, 40, 50 или 60 мас.% и/или до примерно 90, 85, 80, 75, 70, 60, 50 или 40 мас.% в расчете на общую массу смываемого нетканого полотна, например примерно 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80 , 85 или 90 мас.% в расчете на общую массу смываемого нетканого полотна.

Количество нерастворимого в воде волокна в смываемом нетканом полотне может варьироваться от примерно по меньшей мере примерно 5, 10, 15, 20, 40, 50 или 60 мас.% и/или до примерно 75, 70, 60, 50, 40, 30 или 25 мас.%, в расчете на общую массу смываемого нетканого полотна, например, примерно 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60 , 65, 70 или 75 мас.% в расчете на общую массу смываемого нетканого полотна.

Отношение нерастворимого в воде волокна к водорастворимому волокну в смываемом нетканом полотне может варьироваться от примерно 1:18 до примерно 4:1, от примерно 1:10 до примерно 3:1, от примерно 1:5 до примерно 2:1 или примерно 1:2 до примерно 2:1, например примерно 1:18, 1:16, 1:14, 1:12, 1:10, 1:5, 1:3, 1:2 , 1:1, 2:1, 3:1 или 4:1.

Без намерения быть связанным теорией, для нетканых полотен, содержащих только волокна поливинилового спирта, по мере увеличения смываемости механическая стабильность снижается. Таким образом, изобретатели обнаружили, что при включении в нетканое полотно нерастворимых в воде волокон способность к смыванию все же может повышаться без ущерба для механической стабильности полотна.

Для смываемых нетканых материалов, содержащих поливиниловый спирт, смываемость увеличивается по мере увеличения растворимости в воде, но растворимость в воде и механическая стабильность имеют обратную зависимость. Соответственно, выбор конкретного поливинилового спирта, а также любых дополнительных водорастворимых и/или нерастворимых в воде волокон может иметь важное значение для сохранения механической целостности полотна, а также наличия подходящих характеристик смываемости. Например, такие параметры, как DH и процентная модификация гомополимера или сополимера поливинилового спирта, могут влиять на смываемость и механические свойства волокна.

Смываемые салфетки по настоящему изобретению могут включать очищающий лосьон. Смываемые салфетки согласно настоящему изобретению обычно содержат волокна, имеющие достаточно высокую поверхностную энергию, чтобы позволить волокнам легко смачиваться чистящим лосьоном на этапе смачивания в процессе изготовления салфетки. Таким образом, в вариантах осуществления, по меньшей мере, часть по меньшей мере одного внешнего слоя нетканого композитного изделия смываемой салфетки включает гидрофильное волокно. В вариантах осуществления, по меньшей мере, часть каждого внешнего слоя нетканого композитного изделия, используемого для изготовления смываемой салфетки, включает гидрофильное волокно.

Неограничивающие примеры применения салфеток включают очистку поверхностей, очистку кожи, использование в автомобилях, уход за детьми, уход за женщинами, мытье волос, а также удаление или нанесение макияжа, кондиционеры для кожи, мази, солнцезащитные средства, репелленты от насекомых, лекарства, лаки промышленная и институциональная очистка.

Состав лосьона

Смываемые салфетки по настоящему изобретению могут содержать состав лосьона для увлажнения субстрата для облегчения очистки. В вариантах осуществления, в которых смываемая салфетка представляет собой салфетку для личной гигиены, композиция лосьона может также включать ингредиенты для успокоения, смягчения или ухода за кожей, для улучшения ощущения от лосьона, для улучшения удаления остатков с кожи, для обеспечения приятных запахов и/или для предотвращения роста бактерий, например.

Композиции лосьона могут иметь рН около 5,5 или около него, что близко к физиологическому рН кожи. Композиции лосьонов с низким pH могут иметь pH около 3,8 или около этого значения и могут быть полезны в случаях, когда салфетка используется для удаления щелочных остатков, таких как остатки фекальных масс, и помогает восстановить здоровый кислый pH кожи примерно 5 и/или сделать раздражители из фекальных масс не раздражающими, например, путем инактивации фекальных ферментов. Лосьоны с низким pH могут также ингибировать рост микробов. В вариантах осуществления, в которых рН композиции лосьона составляет около 4 или менее, волокна первого множества волокон, второго множества волокон и/или третьего множества волокон могут включать сополимер поливинилового спирта. Сополимер может быть представлен как единственный волокнообразующий материал в волокне из смеси волокон или как один компонент волокнообразующего материала в волокне, включающем смесь волокнообразователей. В усовершенствованиях предшествующего варианта осуществления, волокна могут включать смесь сополимеров и гомополимеров поливинилового спирта. Сополимеры и гомополимеры поливинилового спирта могут быть получены в соотношении от примерно 1:1 до примерно 4:1. В дополнительных усовершенствованиях предшествующих вариантов осуществления волокна, содержащие сополимер поливинилового спирта, могут быть смешаны с нерастворимыми в воде волокнами.

Композиции лосьона могут содержать суперувлажнитель, модификатор реологии, смягчающее средство и/или эмульгатор. Суперувлажнитель может присутствовать в количестве примерно от 0,01% до 0,2% по массе суперувлажнителя от общей массы композиции лосьона. Суперувлажнитель может быть выбран из группы, состоящей из трисилоксанов, полиэфирдиметиконов, в которых полиэфирная функциональность представляет собой ПЭГ, ППГ или их смесь, и смеси вышеперечисленных.

Модификатор реологических характеристик может присутствовать в количестве примерно от 0,01% до 0,5% по массе реологических характеристик в расчете на общую массу композиции лосьона. Модификатор реологии может быть выбран из группы, состоящей из ксантановой камеди, модифицированной ксантановой камеди и их комбинации.

Смягчающее средство, если оно присутствует, может представлять собой загущающее смягчающее средство. Подходящие смягчающие средства включают, но не ограничиваются ими, глицериды подсолнечного масла ПЭГ-10, подсолнечное масло, пальмовое масло, оливковое масло, масло эму, масло бабассу, масло вечерней примулы, пальмоядровое масло, масло печени трески, хлопковое масло, масло жожоба, масло семян пенника лугового, масло сладкого миндаля, масло канолы, соевое масло, масло авокадо, сафлоровое масло, кокосовое масло, кунжутное масло, масло рисовых отрубей, масло виноградных косточек, минеральное масло, изопропилстеарат, изостеарилизононаноат, диэтилгексилфумарат, диизостеарилмалат, триизоцетил цитрат, стеарилстеарат, метилпальмитат, метилгептилизостеарат, вазелин, ланолиновое масло и ланолиновый воск, спирты с длинной цепью, такие как цетиловый спирт, стеариловый спирт, бегениловый спирт, изостеариловый спирт и 2-гексилдеканол, миристиловый спирт, диметиконовый флюс различной молекулярной массы и их смеси, стеариловый эфир ППГ-15 (также известный как арлатон Е), масло ши, оливковое масло, подсолнечное масло, кокосовое масло, масло жожоба, масло какао, сквален и сквален, изопарафины, полиэтиленгликоли различной молекулярной массы, полипропиленгликоли различной молекулярной массы или их смеси.

Эмульгатор, если он присутствует, может быть твердым при комнатной температуре. Подходящие эмульгаторы включают, но не ограничиваются ими, лаурет-23, цетет-2, цетет-10, цетет-20, цетет-21, цетеарет-20, стеарет-2, стеарет-10, стеарет-20, олет-2, олет-10, олет-20, стеарет-100, стеарет-21, ПЭГ-40 сорбитан перолеат, ПЭГ-8 стеарат, ПЭГ-40 стеарат, ПЭГ-50 стеарат, ПЭГ-100 стеарат, сорбитана лаурат, сорбитан пальмитат, сорбитан стеарат, сорбитан тристеарат, сорбитан олеат, сорбитан триолеат, полисорбат 20, полисорбат 21, полисорбат 40, полисорбат 60, полисорбат 61, полисорбат 65, полисорбат 80, полисорбат 81, полисорбат 85, гидрогенизированное касторовое масло ПЭГ-40, эфир лимонной кислоты, микрокристаллический воск, парафиновый воск, пчелиный воск, карнаубский воск, озокеритовый воск, цетиловый спирт, стеариловый спирт, цетеариловый спирт, миристиловый спирт, бегениловый спирт и их смеси.

В некоторых вариантах осуществления, очищающий лосьон включает водную эмульсию, включающую смягчающее средство и эмульгатор.

Очищающий лосьон может дополнительно содержать увлажнители, включая, но не ограничиваясь ими, глицерин, пропиленгликоль и фосфолипиды; ароматизаторы, такие как эфирные масла и душистые вещества, как описано здесь; консерванты; ферменты; красители; маслопоглотители; пестициды; удобрение; активаторы; кислотные катализаторы; металлический катализатор; поглотители ионов; моющие средства; дезинфицирующие средства; поверхностно-активные вещества; отбеливатели; отбеливающие компоненты; и смягчители для ткани. В вариантах осуществления, очищающий лосьон включает отдушку, консервант, фермент, краситель, маслопоглотитель, пестицид, поглотитель ионов, моющее средство, дезинфицирующее средство или их комбинацию.

Консерванты предотвращают рост микроорганизмов в жидком лосьоне, смываемой салфетке и/или подложке, на которой используется салфетка. Консерванты могут быть гидрофобными или гидрофильными. Подходящие консерванты включают, но не ограничиваются ими, парабены, такие как метилпарабены, пропилпарабены, алкилглицинаты, производные йода и их комбинации.

Загрузка лосьона может составлять от 150% до 480%. Используемый здесь термин «загрузка» относится к комбинированию изделие из нетканого композитного материала с композицией лосьона, т.е. композиция лосьона загружается на или в изделие из нетканого композитного материала, независимо от способа, используемого для комбинирования изделия из нетканого композита с композицией лосьона, т.е. погружение, распыление, раскатывание и т. д. «Нагрузка лосьона» относится к количеству лосьона, загруженного на или в изделие из нетканого композитного материала, и выражается как масса лосьона к массе сухого (ненагруженного) изделия из нетканого композита, в процентах. Может быть желательным, чтобы смываемая салфетка была наполнена лосьоном до такой степени, чтобы часть лосьона можно было легко перенести на субстрат (например, на кожу или другую очищаемую поверхность) во время использования. Перенос может облегчить очистку, обеспечить приятное ощущение для пользователя (например, ощущение гладкости кожи или прохлады от испарения) и/или сделать возможным перенос соединений для обеспечения полезных функций на подложке.

Смываемые салфетки могут представлять собой изделия из нетканого композитного материала, имеющие высокую плотность промежуточных пространств между волокнами, из которых состоит салфетка. Чтобы сохранить достаточное количество лосьона на поверхности салфетки для переноса на субстрат, большая часть промежуточного пространства в салфетке может быть заполнена лосьоном. Лосьон в промежуточном пространстве может быть недоступен для переноса на субстрат, так что излишки лосьона могут быть загружены в салфетку в количестве, достаточном для подачи пользователю сигнала о том, что лосьон доступен для переноса на подложку, например, обеспечивая адекватное ощущение влажности. Преимущественно нетканые композитные изделия, используемые в смываемых салфетках, могут иметь градиент пористости, как описано в настоящем документе, что может облегчить нанесение лосьона на салфетку.

Смываемая салфетка может быть изготовлена путем смачивания нетканого композитного изделия по меньшей мере 1 граммом жидкого очищающего лосьона на грамм сухого волокнистого композита. Подходящие способы нанесения очищающего лосьона на субстрат включают, но не ограничиваются ими, погружение, распыление, прокладку, экструзионное покрытие и покрытие окунанием. После увлажнения смоченное композитное изделие можно сложить, уложить в стопку, отрезать по длине и упаковать по желанию. Смываемые салфетки, как правило, имеют достаточные размеры, чтобы их можно было удобно использовать, и в то же время достаточно малы, чтобы их можно было легко сбросить в канализационную систему. Смоченное композитное изделие может быть разрезано или сложено до таких размеров в процессе производства или может быть больше по размеру и иметь такие средства, как перфорация, позволяющие пользователю отделять отдельные салфетки от полотна желаемого размера.

Как правило, нетканое композитное изделие по настоящему изобретению можно использовать в смываемой салфетке. В вариантах осуществления, смываемые салфетки согласно настоящему изобретению содержат изделие из нетканого композитного материала согласно настоящему изобретению и очищающий лосьон. В вариантах осуществления, смываемые салфетки согласно настоящему изобретению состоят из нетканого композитного изделия согласно настоящему изобретению и очищающего лосьона.

Абсорбирующие изделия

Нетканые полотна и нетканые композитные изделия согласно настоящему изобретению можно использовать в качестве воспринимающего жидкость слоя для абсорбирующих изделий. Абсорбирующие изделия могут включать в себя нагрудники, нагрудные прокладки, коврики для ухода, чистящие салфетки (например, салфетки для мытья пола), подгузники, трусы-подгузники, прокладки при недержании, салфетки и другие изделия (например, подгузники при недержании у взрослых, прокладки при недержании у взрослых, трусы при недержании у взрослых, холст для приучения к горшку, коврики для приучения к горшку, штаны для приучения к горшку и коврики для дрессировки домашних животных, например коврики для щенков), межгубные приспособления, менструальные прокладки, прокладки для нижнего белья, гигиенические салфетки, тампоны, впитывающие коврики, впитывающие прокладки, впитывающие рулоны, перевязочные материалы для ран и тому подобное. В одном аспекте любое из вышеуказанных изделий может быть одноразовым изделием. Термин «одноразовый» относится к изделиям, которые разработаны или предназначены для выбрасывания после однократного использования. То есть одноразовые изделия не предназначены для стирки или иного восстановления или повторного использования, и в некоторых вариантах осуществления они могут не поддаваться стирке, восстановлению или повторному использованию.

Используемый здесь термин «абсорбирующее изделие» включает изделия, которые абсорбируют и содержат экссудаты тела. Предполагается, что термин «впитывающее изделие» включает подгузники, изделия для страдающих недержанием, гигиенические прокладки и т.п. Термин «изделия, для страдающих недержанием» включает прокладки, нижнее белье (прокладки, удерживаемые на месте подвесной системой какого-либо типа, такой как ремень и т.п.), вкладыши для абсорбирующих изделий, усилители емкости для абсорбирующих изделий, трусы, прокладки и тому подобное, независимо от того, носят ли их взрослые или другие лица, страдающие недержанием. По меньшей мере, некоторые из таких впитывающих изделий предназначены для впитывания жидкостей организма, таких как менструальные выделения или кровь, вагинальные выделения, моча, пот, грудное молоко и фекалии.

Используемый здесь термин «подгузники» относится к устройствам, которые предназначены для размещения на коже пользователя для поглощения и удержания различных экссудатов, выделяемых телом. Подгузники обычно носят младенцы и лица, страдающие недержанием мочи, на нижней части туловища, чтобы окружить талию и ноги носителя. Примеры подгузников включают подгузники для младенцев или взрослых и подгузники, похожие на трусы, такие как тренировочные трусы. «Тренировочные трусы», как используется в данном документе, относится к одноразовым предметам одежды, имеющим прорези для талии и прорези для ног, предназначенные для ношения младенцами или взрослыми. Трусы можно надеть на пользователя, вставив ноги пользователя в отверстия для ног и сдвинув трусы в положение вокруг нижней части туловища пользователя. Трусы могут быть предварительно сформированы любым подходящим способом, включая, помимо прочего, соединение частей изделия с помощью повторно застегивающихся и/или не застегивающихся соединений (например, шва, сварки, клея, когезионного соединения, застежки и т.д.). Трусы могут быть предварительно сформированы в любом месте по окружности изделия (например, застегиваться сбоку, застегиваться спереди на талии).

Впитывающие изделия согласно настоящему изобретению обычно содержат проницаемый для жидкости верхний слой, непроницаемый для жидкости нижний слой, соединенный с верхним слоем, и воспринимающий жидкость слой и абсорбирующую сердцевину между верхним слоем и нижним слоем. В вариантах осуществления, в которых абсорбирующее изделие представляет собой носимое изделие (например, изделия для страдающих недержанием, гигиенические салфетки и т.п.), изделие может иметь сторону, обращенную к пользователю, и сторону, обращенную наружу. Как правило, проницаемый для жидкости верхний слой находится на обращенной к пользователю стороне, а непроницаемый для жидкости нижний слой - на внешней обращенной стороне абсорбирующего изделия. Абсорбирующая сердцевина, как правило, представляет собой структуру в виде листа и, когда она предназначена для ношения, имеет сторону, обращенную к носителю, и сторону, обращенную наружу.

Как правило, проницаемый для жидкости верхний лист может представлять собой любой проницаемый для жидкости верхний слой, известный в данной области техники. Для носимого изделия верхний лист может быть полностью или частично эластичным или может быть укорочен, чтобы обеспечить пустое пространство между верхним листом и абсорбирующей сердцевиной. Как правило, непроницаемый для жидкости нижний слой может представлять собой любой непроницаемый для жидкости нижний слой, известный в данной области техники. Нижний слой предотвращает контакт выделений, абсорбированных абсорбирующей сердцевиной и содержащихся внутри формы изделия, с любым субстратом, с которым может контактировать абсорбирующее изделие. Нижний лист может быть непроницаемым для жидкостей и включать ламинат из нетканого материала и тонкой пластиковой пленки, такой как термопластичная пленка. Подходящие пленки для нижнего слоя включают пленки, производимые компанией Tredegar Industries Inc., Терре-Хот, штат Индиана, и продаваемые под торговыми названиями X15306, X10962 и X10964. Другие подходящие материалы нижнего слоя могут включать воздухопроницаемые материалы, которые позволяют парам выходить из абсорбирующего изделия, в то же время препятствуя прохождению жидкости через задний слой. Примеры воздухопроницаемых материалов могут включать такие материалы, как тканые полотна, нетканые полотна и композиционные материалы, например, производимые Mitsui Toatsu Col, Япония, под названием ESPOIR NO, и компанией EXXON Chemical Co., Бэй-Сити, Техас, под обозначением EXXAIRE.

Абсорбирующая сердцевина расположена между верхним листом и нижним листом. Абсорбирующая сердцевина может содержать любой абсорбирующий материал, который обычно способен абсорбировать и удерживать жидкости, такие как моча и другие экссудаты тела. Абсорбирующая сердцевина может включать широкий спектр абсорбирующих жидкость материалов, обычно используемых в одноразовых подгузниках и других абсорбирующих изделиях, таких как суперабсорбирующий полимер, измельченная древесная масса (воздушный войлок), крепированная целлюлозная вата; абсорбирующие пены, абсорбирующие губки, абсорбирующие гелеобразующие материалы или любой другой известный абсорбирующий материал или комбинации материалов. Абсорбирующая сердцевина может включать незначительные количества (менее примерно 10%) неабсорбирующих жидкость материалов, таких как клеи, воски, масла и т.п.

Как правило, впитывающий жидкость слой включает нетканое полотно по настоящему изобретению, включающее множество волокон, включая водорастворимый волокнообразующий материал из поливинилового спирта. Множество волокон может включать один тип волокна или смесь типов волокон, и волокна могут включать единственный формирующий волокно материал из поливинилового спирта или смесь волокнообразующих материалов, включая волокнообразующий материал из поливинилового спирта.

В некоторых вариантах реализации, между впитывающей сердцевиной и верхним листом может быть предусмотрен впитывающий жидкость слой. В носимых вариантах осуществления, впитывающий жидкость слой может быть расположен на обращенной к пользователю стороне поглощающей сердцевины. В вариантах осуществления слой, воспринимающий жидкость, может быть расположен между абсорбирующей сердцевиной и изнаночным слоем. В вариантах, пригодных для носки, впитывающий жидкость слой может быть расположен на внешней обращенной стороне впитывающей сердцевины. В вариантах реализации изобретения, слой, воспринимающий жидкость, обернут вокруг абсорбирующей сердцевины. Принимающий жидкость слой может представлять собой единый лист, обернутый вокруг абсорбирующей сердцевины, или может быть выполнен в виде двух отдельных слоев, соединенных между собой. Без намерения быть связанными какой-либо теорией, считается, что включение впитывающего жидкость слоя между впитывающей сердцевиной и изнаночным листом или на внешней стороне впитывающей сердцевины эффективно предотвращает утечку жидкости из впитывающего изделия, обеспечивая дополнительное впитывание жидкости материалом для улавливания перелива жидкости со стороны верхнего слоя и/или стороны, обращенной к пользователю.

Как правило, впитывающий жидкость слой может находиться в непосредственном контакте с впитывающей сердцевиной, может включать пространство между впитывающей сердцевиной и впитывающим жидкость слоем или может включать промежуточный слой между впитывающей сердцевиной и впитывающим жидкость слоем. В вариантах осуществления слой, воспринимающий жидкость, находится в контакте с абсорбирующей сердцевиной. В вариантах осуществления абсорбирующее изделие включает промежуточный слой, расположенный между принимающим слоем и абсорбирующей сердцевиной. В вариантах осуществления, впитывающий жидкость слой находится в контакте с впитывающей сердцевиной на стороне верхнего листа/стороне, обращенной к пользователю, и между впитывающим слоем и впитывающей сердцевиной на стороне изнаночной стороны/внешней стороне, обращенной к пользователю, предусмотрен промежуточный слой. В вариантах осуществления, впитывающий жидкость слой находится в контакте с впитывающей сердцевиной на стороне изнаночного листа/стороне, обращенной наружу, и между впитывающим слоем и впитывающей сердцевиной на стороне верхнего слоя/стороне, обращенной к пользователю, предусмотрен промежуточный слой. Промежуточный слой может представлять собой, например, второй проницаемый для жидкости слой или впитывающий жидкость слой, включенный для облегчения распространения жидкости от точки осаждения до покрытия всей площади абсорбирующей сердцевины.

В вариантах осуществления, абсорбирующее изделие включает в себя абсорбирующую сердцевину и впитывающий жидкость слой, при этом впитывающий жидкость слой включает нетканое полотно, включающее множество волокон, включая водорастворимый волокнообразующий материал из поливинилового спирта, и впитывающий жидкость слой включает нетканое композитное изделие, содержащее первый слой нетканого полотна, содержащего первое множество волокон, второй слой нетканого полотна, содержащего второе множество волокон, и, необязательно, третий слой нетканого полотна, при этом слой нетканого полотна, второй слой нетканого полотна и/или третий слой нетканого полотна может представлять собой нетканое полотно, включающее водорастворимый волокнообразующий материал из поливинилового спирта. В вариантах осуществления, носимое абсорбирующее изделие включает в себя абсорбирующую сердцевину, имеющую сторону, обращенную к пользователю, и сторону, обращенную наружу, и впитывающий жидкость слой, при этом впитывающий жидкость слой включает нетканое полотно, содержащее множество волокон, в том числе водорастворимый волокнообразующий материал из поливинилового спирта, а принимающий жидкость слой включает нетканое композитное изделие, содержащее первый слой нетканого полотна, содержащего первое множество волокон, второй слой нетканого полотна, содержащего второе множество волокон, и, необязательно, третий слой нетканого полотна, при этом слой нетканого полотна, второй слой нетканого полотна и/или третий слой нетканого полотна может представлять собой нетканое полотно, включающее образующий водорастворимый волокнообразующий материал из поливинилового спирта.

В вариантах осуществления, абсорбирующее изделие включает слой, впитывающий жидкость, который представляет собой нетканое композитное изделие согласно настоящему изобретению. В вариантах осуществления, носимое абсорбирующее изделие включает в себя впитывающий жидкость слой, который представляет собой нетканое композитное изделие согласно настоящему изобретению.

В вариантах осуществления, впитывающий жидкость слой может представлять собой один слой нетканого полотна, как раскрыто в настоящем документе, при этом слой нетканого полотна включает водорастворимый волокнообразующий материал из поливинилового спирта. В вариантах осуществления, нетканое композитное изделие по настоящему изобретению можно использовать в воспринимающем жидкость слое. В вариантах осуществления, принимающий жидкость слой включает нетканое композитное изделие согласно настоящему изобретению. В вариантах осуществления, принимающий жидкость слой состоит из нетканого композитного изделия согласно настоящему изобретению.

Нетканые изделия, содержащие жидкость

Нетканые полотна по настоящему изобретению можно использовать в нетканых изделиях, содержащих жидкость. Нетканые изделия, содержащие жидкость, могут быть изделиями с единичной дозой для точного дозирования жидкостей, включая активные агенты. Жидкости, включающие активные агенты, могут включать, но не ограничиваться ими, жидкие композиции для ухода за домом, такие как моющие средства для стирки, чистящие композиции, кондиционеры для белья или моющие средства для мытья посуды, жидкие композиции для личной гигиены, такие как шампунь, гель для душа или крем для бритья, или не - бытовые, не предназначенные для личного ухода композиции, такие как жидкие сельскохозяйственные продукты, такие как удобрения и пестициды. Жидкость обычно может включать неводную жидкость, которая не растворяет нетканое изделие. Подходящие жидкости включают, но не ограничиваются ими, 1,2-пропандиол, этанол, глицерин, пропиленгликоль, дипропиленгликоль, метилпропандиол и их смеси. Другие низшие спирты, низкомолекулярные полиолы, C1-C4 алканоламины, такие как моноэтаноламин и триэтаноламин, также могут быть использованы. Используемый здесь термин «низкомолекулярный полиол» представляет собой молекулу с более чем двумя гидроксильными группами, которая имеет молекулярную массу в диапазоне от 50 г/моль до 1000 г/моль, от 50 г/моль до 800 г/моль или 50 г/моль до 600 г/моль. Жидкость может присутствовать на уровнях в диапазоне от примерно 0,1% до примерно 98% в расчете на общую массу жидкости и активного агента, от примерно 1% до примерно 75% или от примерно 5% до примерно 50%, для например, около 10%, около 25%, около 45%, около 40%, около 45%, около 48% или около 50%. Как правило, жидкость содержит менее, чем 50% воды, менее 25% воды, менее 20% воды, менее 10% воды, менее 5% воды, или от около 0,001 до около 20%, или от около 0,001 до около 10% воды.

Активный агент в жидкости может включать, но не ограничиваться этим, одну или несколько групп из фермента, масла, ароматизатора, красителя, поглотителя запаха, отдушки, пестицида, удобрения, окислителя, активатора, кислотный катализатор, металлический катализатор, поглотитель ионов, моющее средство, дезинфицирующее средство, поверхностно-активное вещество, отбеливатель, компонент отбеливателя и кондиционер для белья. В вариантах осуществления, активный агент содержит один или несколько ферментов и одно или несколько поверхностно-активных веществ.

Преимущественно, нетканые полотна настоящего изобретения могут поглощать и/или адсорбировать жидкие композиции в сетку волокон и на поверхность волокон, чтобы обеспечить достаточное количество активных веществ для разовой дозы. Нетканое полотно, имеющее абсорбированную/адсорбированную на нем жидкую композицию, может быть обернуто или иным образом заключено во второе нетканое полотно для обеспечения барьера между активным веществом и руками потребителя. Соответственно, потребители могут с успехом обращаться с жидкостями, содержащими нетканые изделия согласно настоящему изобретению, без загрязнения рук потребителей или других поверхностей. В отличие от пакетов с разовой дозой, состоящих из пленок, которые используются для изготовления жидких моющих средств для стирки, жидкости, содержащие нетканые изделия согласно настоящему изобретению, могут растворяться быстрее и полнее, чем пленка, благодаря увеличению площади поверхности, обеспечиваемой волокнами нетканого материала.

Как правило, нетканое полотно, содержащее жидкость, включает нетканое полотно сердцевины, включающее первое множество волокон, включающее первый образующий волокна материал из поливинилового спирта, при этом нетканое полотно сердцевины включает жидкость, содержащую активный агент, и нетканое полотно наружной части, включающее второе множество волокон, содержащих второй образующий волокна материал из поливинилового спирта, при этом нетканое полотно сердцевины заключено во внешнее нетканое полотно. В вариантах осуществления, внешнее нетканое полотно обернуто вокруг первого нетканого полотна. Как показано на фиг. 4А, нетканое полотно может иметь направление обработки 301 и поперечное направление 302. Нетканое полотно может быть обернуто вокруг нетканого полотна сердцевины 302, например, путем складывания нетканого полотна вокруг оси, например, вдоль направления обработки (фиг. 4B). В вариантах осуществления, внешнее нетканое полотно может иметь форму рукава или оболочки, а сердцевина нетканого полотна может быть снабжена рукавом или оболочкой. Рукав или конверт можно изготовить из одного нетканого полотна, например, сложив полотно пополам и запаяв длинный край, чтобы получить структуру рукава с двумя отверстиями, через которые можно вставить нетканое полотно сердцевины, или путем сгибания полотна пополам, и запечатывание двух из трех краев для образования конверта или структуры кармана с одним отверстием, через которое можно вставить нетканое полотно сердцевины. В качестве альтернативы, рукав или конверт могут быть изготовлены из двух нетканых полотен, которые сложены и запечатаны по двум противоположным краям (для образования рукава) или по трем краям (для образования кармана или конверта). В вариантах осуществления, нетканый материал сердцевины и наружный нетканый материал имеют одинаковую длину по меньшей мере в одном измерении. Например, в вариантах осуществления, в которых внешний нетканый материал обернут вокруг нетканого полотна сердцевины, и вариантах осуществления, в которых внешний нетканый материал выполнен в виде рукава, нетканый материал сердцевины может иметь ту же длину, что и внешний нетканый материал. Напротив, в вариантах осуществления, в которых внешнее нетканое полотно выполнено в виде конверта или кармана, нетканое полотно сердцевины обязательно будет короче, чем оболочка или карман, поскольку три стороны оболочки или кармана запечатаны перед введением нетканого полотна сердцевины.

Как правило, нетканое полотно сердцевины содержит жидкость, а жидкость содержит активное вещество. До воздействия жидкости на нетканое полотно сердцевины, нетканое полотно сердцевины может иметь плотность в сухом состоянии в диапазоне от примерно 15 г/кв.м до примерно 200 г/кв.м, от примерно 20 г/кв.м до примерно 175 г/кв.м, от примерно 25 г/кв.м до примерно 150 г/кв.м, или от примерно 30 г/кв.м до примерно 120 г/кв.м. Сердцевина нетканого полотна может быть пропитана жидкостью. В вариантах осуществления, масса нетканого полотна сердцевины, содержащего жидкость, в два-десять раз превышает массу нетканого полотна сердцевины до добавления жидкости. В вариантах осуществления, нетканый материал сердцевины содержит от примерно 5 до примерно 30 г жидкости, от примерно 5 до примерно 25 г жидкости, от примерно 8 до примерно 20 г жидкости, от примерно 8 до примерно 19 г жидкости, от примерно 10 до примерно 19 г жидкости или от примерно 12 до примерно 18 г жидкости. В вариантах осуществления, нетканое полотно сердцевины, содержащее жидкость, имеет массу жидкости от примерно 30 г/кв.м до примерно 2000 г/кв.м, от примерно 40 г/кв.м до примерно 1750 г/кв.м, от примерно 50 г/кв.м до примерно 1500 г/кв.м, от примерно 60 г/кв.м до примерно 1200 г/кв.м, примерно 100 г/кв.м до примерно 1000 г/кв.м, от примерно 200 г/кв.м до примерно 800 г/кв.м или от примерно 300 г/кв.м до примерно 600 г/кв.м. То есть количество жидкости на квадратный метр нетканого полотна с сердцевиной составляет от примерно 30 г до примерно 2000 г, от примерно 40 г до примерно 1750 г, от примерно 50 г до примерно 1500 г, от примерно 60 г до примерно 1200 г, примерно 100 г. до примерно 1000 г, от примерно 200 г до примерно 800 г или от примерно 300 г до примерно 600 г.

Как правило, нетканое полотно сердцевины может состоять из одного слоя нетканого полотна или может содержать несколько слоев нетканого полотна (например, отдельных слоев или уложенных друг на друга путем складывания), необязательно ламинированных или соединенных вместе. В вариантах осуществления, нетканое полотно сердцевины, будь то однослойное или многослойное нетканое полотно, может быть сложено само по себе, чтобы обеспечить более толстую сердцевину для нетканого изделия, содержащего жидкость. Количество сложений нетканого полотна сердцевины конкретно не ограничено и будет зависеть от желаемой толщины нетканого изделия, содержащего жидкость. В вариантах реализации, нетканое изделие, содержащее жидкость, может иметь общую толщину (включая как наружное нетканое полотно, так и нетканое полотно сердцевины) от примерно 2 до примерно 50 мм, от примерно 3 до примерно 45 мм, от примерно 4 до примерно 40 мм, примерно 5 мм до около 35 мм, от около 5 до около 30 мм или от около 5 до около 25 мм.

Как правило, внешнее нетканое полотно может состоять из одного слоя нетканого полотна или может содержать несколько слоев нетканого полотна (например, отдельных слоев или уложенных друг на друга путем складывания), необязательно ламинированных или соединенных вместе. В вариантах осуществления, наружное нетканое полотно может иметь плотность от около 15 г/кв.м до около 400 г/кв.м, от около 20 г/кв.м до около 300 г/кв.м, от около 25 г/кв.м до около 250 г/кв.м, от около 30 г/кв.м до около 210 г/кв.м или от около 30 г/кв.м до около 140 г/кв.м. В вариантах осуществления, наружное нетканое полотно может иметь толщину от примерно 0,5 мм до примерно 6,0 мм, от примерно 0,75 мм до примерно 4,5 мм или от примерно 1,0 до примерно 3,0 мм. Преимущественно, основная масса и толщина внешнего нетканого полотна могут быть выбраны так, чтобы обеспечить барьер между активным агентом и окружающей средой, чтобы не загрязнять активным агентом вторичную упаковку, поверхности или руки потребителей. Внешнее нетканое полотно также предпочтительно обеспечивает поверхность, на которую можно нанести клеймо, печать или тиснение. В вариантах осуществления маркировка, такая как логотип или инструкции, может быть напечатана на внешнем нетканом полотне так, чтобы маркировка была видна потребителю. В вариантах осуществления, внешнее нетканое полотно может иметь тиснение с рисунком. На внешнее нетканое полотно можно наносить печать, тиснение или иную маркировку перед формированием нетканого изделия, содержащего жидкость, и/или после формирования нетканого изделия, содержащего жидкость.

Как правило, по меньшей мере, часть нетканого полотна сердцевины может находиться в контакте по меньшей мере с частью внешнего нетканого полотна. В вариантах осуществления, часть нетканого полотна сердцевины, контактирующая с частью нетканого полотна с наружной стороны, может быть краем или периферией нетканого полотна сердцевины, а часть нетканого полотна с наружной стороны, контактирующая с частью нетканого полотна сердцевины, может быть краем или периферией. В вариантах осуществления, часть нетканого полотна сердцевины, находящаяся в контакте с частью внешнего нетканого полотна, может быть герметизирована или иным образом связана с наружным нетканым полотном. В вариантах осуществления, нетканое полотно сердцевины и внешнее нетканое полотно могут быть запечатаны по меньшей мере с одной кромки, по меньшей мере с двух краев или по меньшей мере с трех краев. В вариантах осуществления, часть нетканого полотна сердцевины, находящаяся в контакте с частью нетканого полотна с внешней стороны, может представлять собой часть лицевой стороны нетканого полотна сердцевины, а часть нетканого полотна с наружной стороны, контактирующая с нетканым полотном сердцевины, может представлять собой часть лицевой стороны внешнего нетканого полотна. В вариантах осуществления, нетканое полотно сердцевины может плотно прилегать к внешнему нетканому полотну, так что нетканое полотно сердцевины по существу заполняет внутренний объем, образованный наружным нетканым полотном. Используемый здесь и, если не указано иное, нетканое полотно сердцевины «по существу заполняет» означает, что по меньшей мере 70% внутреннего объема, образованного наружным нетканым полотном, занято нетканым полотном сердцевины. В вариантах осуществления, нетканое полотно сердцевины занимает по меньшей мере 70%, по меньшей мере 75%, по меньшей мере 80%, по меньшей мере 85%, по меньшей мере 90%, по меньшей мере 95% или по меньшей мере 98% внутреннего объема, образованного наружное нетканое полотно.

Как правило, форма и размеры нетканого изделия, содержащего жидкость, особо не ограничиваются. В вариантах осуществления, размер и форма изделия из нетканого материала, содержащего жидкость, выбираются таким образом, чтобы изделие, содержащее жидкость, помещалось на ладони потребителя. В вариантах осуществления, максимальная длина в любом измерении составляет примерно 7 дюймов (17,78 см), примерно 6 дюймов (15,24 см), примерно 5 дюймов (12,70 см) или примерно 4 дюйма (10,16 см). В вариантах осуществления, максимальная длина в любом измерении составляет по меньшей мере примерно 0,5 дюйма (1,27 см), по меньшей мере примерно 1 дюйм (2,54 см), по меньшей мере примерно 1,5 дюйма (3,81) или по меньшей мере примерно 2 дюйма (5,08 см). В вариантах осуществления, максимальная длина в любом измерении составляет от примерно 2 дюймов (5,08 см) до примерно 4 дюймов (10,16 см). В вариантах реализации нетканое изделие, содержащее жидкость, имеет форму, выбранную из группы, состоящей из четырехугольника, треугольника, круга, звезды, сердца, восьмиугольника, пятиугольника, шестиугольника, семиугольника, овала, полумесяца, полукруга, креста, трилистника, четырехлистника, капли, пентаграммы, гексаграммы, октаграммы, короны, снежинки, щита, облака, стрелы и комбинации всего вышеперечисленного.

Как правило, нетканое изделие, содержащее жидкость, может включать волокна, содержащие любой описанный здесь волокнообразующий материал. В вариантах осуществления, нетканое полотно сердцевины содержит волокна, включающие первый волокнообразующий материал из поливинилового спирта, выбранный из гомополимера поливинилового спирта, сополимера поливинилового спирта и комбинации вышеперечисленного. В вариантах осуществления, первый поливиниловый спирт содержит сополимер поливинилового спирта, содержащий анионно-модифицированный поливиниловый спирт. В вариантах осуществления, анионно-модифицированный поливиниловый спирт включает модифицированный (алкил)акрилатом поливиниловый спирт, малеат-модифицированный поливиниловый спирт, сульфонат-модифицированный поливиниловый спирт или их комбинацию. В вариантах осуществления, первый поливиниловый спирт содержит гомополимер поливинилового спирта.

В вариантах осуществления, наружное нетканое полотно содержит волокна, включающие второй волокнообразующий материал из поливинилового спирта, выбранный из гомополимера поливинилового спирта, сополимера поливинилового спирта и комбинации вышеперечисленного. В вариантах осуществления, второй поливиниловый спирт содержит сополимер поливинилового спирта, содержащий анионно-модифицированный поливиниловый спирт. В вариантах осуществления, анионно-модифицированный поливиниловый спирт включает (алкил)акрилат-модифицированный поливиниловый спирт, малеат-модифицированный поливиниловый спирт, сульфонат-модифицированный поливиниловый спирт или их комбинацию. В вариантах осуществления, второй поливиниловый спирт содержит гомополимер поливинилового спирта.

В вариантах осуществления, нетканое полотно сердцевины содержит первое множество волокон, содержащих первый волокнообразующий материал из поливинилового спирта, и первое множество волокон дополнительно содержит один или более волокнообразующих материалов, выбранных из группы, состоящей из полиакрилата, поливинилпирролидона, полиэтиленимин, гуаровой камеди, аравийской камеди, ксантановой камеди, каррагинана, водорастворимого крахмала, водорастворимой целлюлозы, простого эфира целлюлозы, сложного эфира целлюлозы и амида целлюлозы. В вариантах осуществления, наружное нетканое полотно содержит второе множество волокон, содержащих второй волокнообразующий материал из поливинилового спирта, и второе множество волокон дополнительно содержит один или более волокнообразующих материалов, выбранных из группы, состоящей из полиакрилата, поливинилпирролидона, полиэтиленимина, гуаровой камеди, аравийской камеди, ксантановой камеди, каррагинана, водорастворимого крахмала, водорастворимой целлюлозы, простого эфира целлюлозы, сложного эфира целлюлозы и амида целлюлозы.

Как правило, первый поливиниловый спирт нетканого полотна сердцевины и второй поливиниловый спирт наружного нетканого полотна могут быть одинаковыми или разными. В вариантах осуществления, в которых первый и второй поливиниловые спирты различаются, волокнообразующий материал из первого поливинилового спирта и волокнообразующий материал из второго поливинилового спирта могут иметь разную вязкость, степень гидролиза, степень сополимеризации, тип модификации сополимера или их сочетание.

Как правило, нетканое полотно сердцевины перед добавлением жидкости может быть таким же или отличным от внешнего нетканого полотна. Преимущественно, содержащие жидкость нетканые изделия могут обеспечить потребительский продукт, содержащий жидкие композиции, которые похожи на ткань на ощупь, и приятны по ощущениям, в отличие от продаваемых в настоящее время пакетов, изготовленных из водорастворимых полимерных пленок, которые имеют неприятный каучуковый вид или ощущение пластмассы при обращении с ним потребителя. Жидкость, содержащая нетканые изделия, может иметь оценку мягкости от 1 до 5, как определено с использованием раскрытого здесь метода оценки мягкости.

Нетканое изделие, содержащее жидкость, может быть приготовлено контактированием нетканого полотна сердцевины с жидкостью, содержащей активный агент, обволакиванием нетканого полотна сердцевины наружным нетканым полотном и герметизацией наружного нетканого полотна для окружения нетканого полотна сердцевины.

В вариантах осуществления, способ изготовления нетканого изделия, содержащего жидкость, дополнительно включает складывание нетканого полотна сердцевины на себя от 2 до 50 раз, от 3 до 45 раз, от 4 до 40 раз, от 5 до 35 раз или от от 6 до 30 раз. Как показано на фигурах 6 и 7, складывание нетканого полотна сердцевины на себя обеспечивает более толстую нетканую сердцевину. Способ складывания особо не ограничивается и может быть гармошкой (фиг. 6) или складываться непрерывно в одном направлении (фиг. 7). После складывания слои могут быть необязательно соединены друг с другом с использованием любого метода соединения, известного в данной области техники.

Как правило, при контактировании нетканого полотна сердцевины с жидкостью, содержащей активный агент, можно использовать любой способ, известный в данной области техники, для нанесения жидкой композиции на подложку. Способы приведения в контакт включают, но не ограничиваются этим, одно или несколько из нанесения методом глубокой печати, покрытия окунанием, покрытия щелевой штамповки, покрытия проволокой, покрытия заливкой, покрытия распылением и погружения нетканого полотна сердцевины в ванну с жидкостью, содержащей активный агент. В вариантах осуществления, сгибание происходит после контактирования, и контактирование включает одно или несколько из следующего: нанесение методом глубокой печати, нанесение погружением, нанесение покрытия с прорезью, нанесение покрытия проволокой, нанесение заливкой и покрытия напылением. В вариантах осуществления, складывание происходит перед контактированием, и контактирование включает погружение нетканого полотна сердцевины в ванну с жидкостью, содержащей активный агент.

В вариантах осуществления, способ дополнительно включает подготовку внешнего нетканого полотна путем сложения, укладки в стопу, складывания или ламинирования нескольких слоев нетканого полотна. Одно или несколько нетканых полотен могут быть наложены друг на друга и, необязательно, соединены и/или ламинированы вместе.

В целом, покрытие нетканого полотна сердцевины внешним нетканым полотном может включать любой процесс, посредством которого внешнее нетканое полотно образует внутреннее пространство, а нетканое полотно с сердцевиной размещается во внутреннем пространстве. В вариантах осуществления, оборачивание нетканого полотна сердцевины наружным нетканым полотном включает обертывание нетканого полотна сердцевины внешним нетканым полотном, введение нетканого полотна сердцевины в оболочку, содержащую наружное нетканое полотно, или введение нетканого полотна сердцевины в рукав, содержащий наружное нетканое полотно. В вариантах осуществления, обертывание включает горизонтальную обтекаемую упаковку. Затем внешнее нетканое полотно может быть герметизировано вместе в направлении движения обработки, чтобы образовалась трубка вокруг нетканого полотна сердцевины, содержащего жидкость, содержащую активный агент.

Как показано на Фигуре 4, внешнее нетканое полотно может иметь продольное направление (301) и поперечное направление (302), а нетканое полотно сердцевины (302) может быть обернуто путем обертывания наружного нетканого полотна вокруг нетканого полотна сердцевины. Как показано на фиг. 5, запечатывание может включать запечатывание внешнего нетканого полотна в двух или более точках в направлении движения (303). Запечатывание может дополнительно включать запечатывание внешнего нетканого полотна вдоль, по меньшей мере, одного края поперечного края (304). Герметизация может включать любой способ герметизации, известный в данной области техники, например термосваривание, сварка растворителем и герметизация клеем. Как правило, нагреванием или растворителем обрабатывают только область, которая должна формировать уплотнение. Тепло или растворитель можно применять любым способом. Если используется растворитель или влажная герметизация или сварка, может быть предпочтительным также применение тепла. Предпочтительные способы герметизации/сварки влажным или растворяющим способом включают избирательное нанесение растворителя, например, путем распыления или печати его на герметизируемой области с последующим приложением давления к этим областям для образования герметика. Например, можно использовать уплотнительные ролики и ленты (необязательно также обеспечивающие тепло). Растворитель для герметизации/сварки растворителем может включать любой подходящий растворитель, например, полярный растворитель, включая воду и/или глицерин. Без намерения быть связанными какой-либо теорией считается, что герметизация раствором приведет к более низкой кристалличности нетканых волокон, что, в свою очередь, может способствовать меньшему количеству остатков, остающихся после растворения содержащего жидкость нетканого изделия.

Нетканое изделие, содержащее жидкость, может быть приготовлено в технологическом процессе. Как показано на Фигуре 5B, способ приготовления нетканого изделия, содержащего жидкость, может дополнительно включать разрезание нетканого изделия в поперечном направлении (305) вдоль шва в продольном направлении (303) для получения разовой дозы с фланцем (307). Для разделения отдельных доз можно использовать систему высечки (фиг. 5В (306)). Прорези предусмотрены между уплотнениями между единицами дозы, так что вокруг каждой разовой дозы будет создан фланец. В вариантах осуществления, фланец может иметь размер не менее 1 мм и не более 10 мм, например, от примерно 1,5 мм до примерно 9 мм, от примерно 2 мм до примерно 7,5 мм или от примерно 2,5 мм до примерно 5 мм. Затем отдельные разовые дозы могут быть собраны, взвешены и разделены для помещения во вторичную упаковку.

Тест на растворение и дезинтеграцию (MSTM 205)

Нетканое полотно, водорастворимая пленка или композитная структура могут быть охарактеризованы или протестированы на время растворения и время дезинтеграции в соответствии с методом испытаний MonoSol 205 (MSTM 205), известным в данной области техники. См., например, патент US 7022656. Приведенное ниже описание относится к нетканому полотну, хотя оно в равной степени применимо к водорастворимой пленке или композитной структуре.

Аппаратура и материалы:

Стакан на 600 мл

Магнитная мешалка (модель Labline № 1250 или аналогичная)

Якорь магнитной мешалки (5 см)

Термометр (от 0 до 100 °C ± 1 °C)

Шаблон, нержавеющая сталь (3,8 см x 3,2 см)

Таймер (0 - 300 секунд, с точностью до секунды)

Рамка диапозитива Polaroid 35 мм (или аналогичное)

Держатель рамки диапозитива 35 мм MonoSol (или аналогичный)

Дистиллированная вода

Для каждого тестируемого нетканого полотна вырезают три образца для испытаний из образца нетканого полотна размером 3,8 см х 3,2 см. Образцы должны быть вырезаны из участков полотна, равномерно расположенных в поперечном направлении полотна. Затем каждый испытуемый образец анализируют, используя следующую процедуру.

Фиксируют каждый образец в отдельной рамке диапозитива 35 мм.

Наполните химический стакан 500 мл дистиллированной воды. Измерьте температуру воды с помощью термометра и, при необходимости, нагрейте или охладите воду, чтобы поддерживать температуру на уровне температуры, для которой определяется растворение, например, 20°C (около 68°F).

Отмечают высоту столба воды. Размещают магнитную мешалку на основание держателя. Помещают стакан на магнитную мешалку, добавляют якорь магнитной мешалки в стакан, включают мешалку и регулируют скорость перемешивания до тех пор, пока не образуется воронка, которая составляет около одной пятой высоты водяного столба. Отмечают глубину воронки.

Закрепляют рамку диапозитива 35 мм в зажиме типа «крокодил» держателя диапозитива 35 мм так, чтобы длинный конец держателя диапозитива был параллелен поверхности воды. Регулятор глубины держателя должен быть установлен таким образом, чтобы при опускании конец зажима находился на 0,6 см ниже поверхности воды. Одна из коротких сторон держателя диапозитива должна быть рядом со стенкой стакана, а другая должна располагаться непосредственно над центром якоря мешалки так, чтобы поверхность нетканого полотна была перпендикулярна потоку воды.

Одним движением опустите закрепленный держатель и зажим в воду и запустите таймер. Распад происходит, когда нетканое полотно разрывается. Когда все видимое нетканое полотно удаляется из держателя рамки, поднимают рамку из воды, при этом проверяют раствор на предмет нерастворённых фрагментов нетканого полотна. Растворение происходит, когда все фрагменты нетканого полотна больше не видны, а раствор становится прозрачным.

Результаты должны включать следующее: полную идентификацию пробы; индивидуальные и средние времена дезинтеграции и растворения; и температура воды, при которой были испытаны образцы.

Метод определения растворимости отдельных волокон

Растворимость отдельного волокна можно охарактеризовать температурой разрыва в воде. Температуру разрыва волокна можно определить следующим образом. На волокно фиксированной длины 100 мм воздействует нагрузка 2 мг/дтекс. Температура воды начинается с 1,5°C и затем повышается на 1,5°C каждые 2 минуты, пока волокно не порвется. Температура, при которой происходит разрыв волокна, называется температурой разрыва в воде.

Растворимость отдельного волокна можно также охарактеризовать температурой полного растворения. Температуру полного растворения можно определить следующим образом. 0,2 г волокон фиксированной длины 2 мм добавляют к 100 мл воды. Температура воды начинается с 1,5°C и затем повышается на 1,5°C каждые 2 минуты до полного растворения волокна. Образец перемешивают при каждой температуре. Температуру, при которой волокно полностью растворяется, называют температурой полного растворения.

Метод испытания диаметра

Диаметр отдельного волокна или волокна в нетканом полотне определяют с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) или оптического микроскопа и программного обеспечения для анализа изображений. Увеличение от 200 до 10 000 раз выбирают таким образом, чтобы волокна были достаточно увеличены для измерения. При использовании СЭМ образцы напыляются золотом или соединением палладия, чтобы избежать электрического заряда и вибрации волокна в электронном луче. Используется ручная процедура определения диаметров волокон по изображению (на экране монитора), полученному с помощью РЭМ или оптического микроскопа. С помощью мыши и курсора отыскивается край случайно выбранного волокна, а затем измеряется его ширина (т.е. перпендикулярно направлению волокна в этой точке) до другого края волокна. Масштабированный и откалиброванный инструмент анализа изображений обеспечивает масштабирование для получения фактических показаний в микронах. Для волокон в нетканом полотне несколько волокон выбираются случайным образом из образца нетканого полотна с помощью СЭМ или оптического микроскопа. По меньшей мере, две части нетканого полотна отрезают и испытывают таким образом. Всего проводят не менее 100 таких измерений, после чего все данные записывают для статистического анализа. Записанные данные используются для расчета среднего значения волокон, стандартного отклонения волокон и медианного диаметра волокон.

Прочность на растяжение, модуль и испытание на удлинение

Нетканое полотно, водорастворимая плёнка или композитная структура, характеризующиеся или подлежат испытанию на предел прочности при растяжении в соответствии с испытанием на предел прочности при растяжении (TS), модуль упругости (или напряжение при растяжении) в соответствии с испытанием на модуль упругости (MOD), и удлинение, согласно тесту на удлинение, анализируют следующим образом. Приведённое ниже описание относится к нетканому полотну, в то время как оно в равной степени применимо к водорастворимой плёнке или композитной структуре. Процедура включает определение предела прочности при растяжении и определение модуля упругости при удлинении на 10% в соответствии с ASTM D 882 («Стандартный метод испытаний свойств при растяжении тонких пластиковых листов») или эквивалентным. Устройство для испытания на растяжение INSTRON (тестер на растяжение модели 5544 или аналог) используют для сбора данных для нетканого полотна. Для каждого измерения в продольном направлении (MD) (если применимо) испытывают как минимум три испытательных образца, каждый из которых вырезан надёжными режущими инструментами для обеспечения стабильности размеров и воспроизводимости. Испытания проводят в стандартной лабораторной атмосфере при температуре 23±2,0°C и относительной влажности 35±5%. Для определения предела прочности при растяжении или модуля упругости готовят образцы нетканого полотна шириной 1 дюйм (2,54 см). Затем образец переносят в машину для испытаний на растяжение INSTRON, чтобы продолжить испытание, минимизируя воздействие окружающей среды с относительной влажностью 35%. Устройство для испытания на растяжение подготавливают в соответствии с инструкциями производителя, устанавливают датчик нагрузки на 500 Н и калибруют. Соответственно устанавливают зажимы и грани (зажимы INSTRON с губками модели 2702-032, с резиновым покрытием и шириной 25 мм, или аналогичные). Образцы устанавливаются в устройство для испытания на растяжение и анализируют для определения 100% модуля растяжения (т.е. напряжения, необходимого для достижения 100% удлинения плёнки), предела прочности при растяжении (т.е. напряжения, необходимого для разрыва плёнки) и относительного удлинения (длина образца при разрыве) относительно исходной длины образца). В целом, чем выше % удлинения образца, тем лучше характеристики технологичности нетканого полотна (например, повышенная формуемость в упаковки или пакеты).

Определение основной массы

Базовая масса определяется в соответствии со стандартом ASTM D3776/D3776M-09a (2017). Вкратце, вырезают образец площадью не менее 130 см² или несколько нарезанных образцов меньшего размера, взятых из разных мест образца и имеющих общую площадь не менее 130 см². Образец (образцы) взвешивают для определения массы на аналитических весах с верхней загрузкой с разрешением ± 0,001 г. Весы защищены от сквозняков и других помех ветрозащитной витриной. Образцы ткани можно взвешивать вместе. Масса рассчитывается в унциях на квадратный ярд, унциях на погонный ярд, погонных ярдах на фунт или граммах на квадратный метр с точностью до трех значащих цифр.

Определение скорости пропускания паров влаги

Скорость пропускания паров влаги (MVTR) определяют в соответствии с MSTM-136. MVTR определяет, сколько влаги в день проходит через образец нетканого полотна, пленки или композита. Приведенное ниже описание относится к нетканому полотну, хотя оно в равной степени применимо к водорастворимой пленке или композитной структуре.

Аппаратура и материалы:

Permatran-W Модель 3/34 (или эквивалент)

Баллон со сжатым газом азота (99,7% или выше)

Тройник регулятора (номер детали 027-343)

Регулятор основного питания

Вода для ВЭЖХ (или эквивалентная)

Шприц 10 мл с наконечником Luerlok (номер по каталогу 800-020)

Перчатки неопудренные

Высоковакуумная смазка (артикул 930-022)

(2) Тестовые ячейки

Шаблон для резки

Разделочная доска

Лезвие бритвы с ручкой

Устойчивая к порезам перчатка

Проверяют, что давление азота выше 300 фунтов на квадратный дюйм, давление на тройнике регулятора газа-носителя составляет 29 фунтов на квадратный дюйм (не должно превышать 32 фунтов на квадратный дюйм), а давление регулятора основной линии подачи составляет 35 фунтов на квадратный дюйм. Открывают дверцу на панели приборов, чтобы получить доступ к увлажнителю и проверить уровень воды. Если уровень воды низкий, наполняют шприц водой, пригодной для ВЭЖХ, и вставляют фитинг шприца в «порт заполнения» резервуара. Открывают «Клапан заполнения», повернув его на 2-3 оборота против часовой стрелки, затем нажимают на поршень шприца, чтобы нагнетать воду в резервуар. Закрывают «Клапан заполнения» и вынимают шприц. Примечание: не допускайте превышения уровня воды над линией, отмеченной рядом с резервуаром.

Подготовка и испытание образцов: для каждого нетканого полотна, подлежащего испытанию, берут образец полотна и кладут его на разделочную доску. Помещают шаблон поверх полотна и с помощью лезвия бритвы с ручкой вырезают образец. При вырезании образца следует убедиться, что надета устойчивая к порезам перчатка. Откладывают образец в сторону. Смазывают уплотнительные поверхности верхней части испытательной ячейки консистентной смазкой для высокого вакуума. Устанавливают образец плёнки на верхнюю часть испытательной ячейки. Примечание. Ориентация может иметь значение. Если материал однородный, ориентация не критична. Если это многослойный и ламинированный материал, помещают многослойную плёнку или ламинат с барьерным покрытием или ламинат вверх, по направлению к верху ячейки. Например, одностороннее полотно из PVOH с восковым покрытием следует монтировать восковой стороной вверх, направляя воск в сторону газа-носителя (азота). Помещают верхнюю часть испытательной ячейки поверх нижней части испытательной ячейки. Следует убедится, что испытательная ячейка надёжно закреплена. Нажимают кнопку загрузки/выгрузки ячейки, чтобы открыть лоток для ячеек. Берут испытательную ячейку за передний и задний края и опускают её прямо вниз. Полностью закрывают лоток для ячеек, осторожно подтолкнув его прямо к панели. Нажимают кнопку загрузки/выгрузки ячейки, чтобы зафиксировать ячейку. Примечание. Необходимо услышать щелчок. Повторяют со вторым образцом.

После того, как образцы загружены и прибор готов, необходимо установить параметры испытания. Примечание. Существует два типа параметров испытания: параметры ячейки и параметры прибора. Параметры ячейки специфичны для каждой ячейки, в то время как параметры прибора являются общими для всех ячеек. Следует коснуться «кнопки тестирования» на экране. В разделе «Автотест» выбирают «Вкладка А». Касаются вкладки «Ячейка». Заполняют следующие поля, касаясь каждого кружка: ID, Площадь (см'2), Толщина (мил). Примечание: Площадь шаблона составляет 50 см2. Повторяют для «Вкладки B». Касаются вкладки «Инструмент». Прикоснувшись к каждому кружку, заполняют следующие поля: Температура ячейки (°C) и относительная влажность проверочного газа (%). Примечание. Следует убедиться, что 100% относительной влажности отключена. Температура ячейки может быть установлена от минимум 10°C до максимум 40°C. Относительная влажность проверочного газа может быть установлена от 5% до 90%. Если требуется 100% относительная влажность, требуется другой метод. Повторяют для «Вкладки B». После установки параметров испытания выбирают «Начать выбор» или «Начать все» в зависимости от номера образца. Примечание. Индикатор для каждой ячейки на передней панели будет зелёным, указывая на начало испытания.

Измерения удельного поверхностного сопротивления

Поверхностное удельное сопротивление нетканых полотен и пленок можно измерить в соответствии с ASTM D257.

Рейтинг мягкости

Ощущение на ощупь нетканого полотна, нетканого изделия, содержащего жидкость, или нетканого композитного изделия согласно настоящему изобретению связано с мягкостью образца и может быть оценено с использованием относительных методов тестирования. Тестер, выполняющий оценку мягкости, использовал чистые руки, чтобы ощупать образцы любым образом или методом, выбранным индивидуумом, для определения рейтинга мягкости нетканых полотен и изделий согласно настоящему изобретению по сравнению с контрольным материалом, содержащим нетканое полотно, состоящее из волокон, состоящих из гомополимеров поливинилового спирта, имеющих степень гидролиза 88%, волокон с сечением 2,2 дтекс / 51 мм, имеющих рейтинг мягкости 1 (самый мягкий) и контрольного материала, представляющего собой нетканое полотно, состоящее из волокон, состоящих на 75% из поливинилспиртовых гомополимеров, имеющих степень гидролиза 88%, волокна, имеющие сечение 2,2/51 мм, и 25% волокна ПЭТФ 22 дтекс/38 мм, имеющие показатель мягкости 5 (самый грубый/самый грубый). Ручная панель может быть проведена в слепом исследовании, чтобы оценщики не могли повлиять на свое восприятие названий образцов. Образцы могут быть оценены от 1 до 5.

Испытание на горизонтальное впитывание

Нетканые материалы были испытаны на горизонтальное впитывание, как описано здесь. Испытания проводились в вытяжном шкафу с выключенным вентилятором. Испытываемые жидкости выдерживают на воздухе в течение времени, необходимого для того, чтобы позволить жидкостям уравновеситься до комнатных условий. Полоски нетканого материала вырезали таким образом, чтобы направление движения обработки было параллельно направлению движения жидкости. Стеклянная чашка Петри используется в качестве резервуара для жидкости и заполняется жидкостью до максимально возможного уровня для проверки затекания. Крышка чашки Петри помещается рядом с чашкой Петри для поддержки нетканого полотна. На крышке чашки Петри имеется зажим для крепления конца нетканой полоски, чтобы он не прилипал к стеклу. Пример установки показан на фигуре 8. Снята видеосъемка жидкости, проходящей через нетканое полотно с линейкой в поле зрения. Расстояния, пройденные жидкостью в миллиметрах, записывают в разные моменты времени. Расстояние во времени построено для получения скорости впитывания. Горизонтальное впитывание происходит в три этапа: задержка смачивания, период Уошберна (линейный поток раствора через субстрат) и период спада. Данные, использованные для наклона Уошберна, скорости впитывания и степени впитывания, были получены после 30 секунд испытания, что полностью соответствует периоду Уошберна. Скорость была определена в соответствии со следующими уравнениями:

Поглощающая способность и скорость

Нетканые материалы были протестированы на поглощающую способность и скорость, как описано в настоящем документе. Для определения емкости поглощения жидкости (LAC%) испытуемые образцы погружали (по одному) в испытательную жидкость на глубину 20 мм на 60 секунд. Испытываемые образцы осушались вертикально в течение 120 секунд. LAC% затем рассчитывается в соответствии со следующим уравнением:

.

Скорость впитывания (объемная скорость впитывания на единицу площади), Q/A, рассчитывается путем умножения скорости впитывания, полученной в результате теста на горизонтальное впитывание, на объемную долю образца нетканого материала,

Объемную долю можно определить путем погружения взвешенного сухого образца нетканого материала в диск с известным объемом воды.

Замочите нетканый материал на 15 секунд, дайте стечь 30 секунд над блюдом. Измерьте количество воды (объем), потерянной из чаши, и рассчитайте объемную долю по уравнению: .

ПРИМЕРЫ

Нетканые полотна примеров были изготовлены из одного или нескольких волокон, выбранных из группы, состоящей из Волокна D, Волокна E, Волокна F и Волокна G, которые описаны ниже.

Волокно D представляет собой коммерчески доступное штапельное волокно PVOH, включающее гомополимер PVOH, имеющий степень гидролиза (DH) 88% и тонкость 1,7-2,2 дтекс. Волокно D растворяется в воде при температуре 20°C при следующих условиях: 10 г волокна помещают в сосуд емкостью 500 мл, а затем дистиллированную воду в 30 раз больше веса образца волокна. Воду слегка перемешивают, и образец полностью растворяется через несколько минут, обычно в течение 15 минут.

Волокно E представляет собой коммерчески доступное штапельное волокно PVOH, включающее гомополимер PVOH, имеющий степень гидролиза (DH) 96% и тонкость 1,4-2,2. Волокно E растворяется в воде при температуре 40°C при следующих условиях: 10 г волокна помещают в сосуд емкостью 500 см³, а затем дистиллированную воду в 30 раз больше веса образца волокна. Воду слегка перемешивают, и образец полностью растворяется через несколько минут, обычно в течение 15 минут.

Волокно F представляет собой коммерчески доступное штапельное волокно PVOH, включающее гомополимер PVOH, имеющий степень гидролиза (DH) 98% и тонкость 1,4-2,2. Волокно F растворяется в воде при температуре 70°C при следующих условиях: 10 г волокна помещают в сосуд емкостью 500 см³, а затем дистиллированную воду в 30 раз больше веса образца волокна. Воду слегка перемешивают, и образец полностью растворяется через несколько минут, обычно в течение 15 минут.

Волокно G представляет собой коммерчески доступное штапельное волокно PVOH, включающее гомополимер PVOH, имеющий степень гидролиза (DH) 99+% и тонкость 1,7 дтекс. Волокно G растворяется в воде при температуре 95°C при следующих условиях: 10 г волокна помещают в сосуд емкостью 500 см³, а затем дистиллированную воду в 30 раз больше веса образца волокна. Воду слегка перемешивают, и образец полностью растворяется через несколько минут, обычно в течение 15 минут.

Пример 1

Различные нетканые полотна были изготовлены с использованием волокон, содержащих один волокнообразующий материал PVOH. Волокна состояли из гомополимеров PVOH, имеющих разную степень гидролиза. В частности, волокно D, волокно E, волокно F и волокно G, имеющие DH 88%, 96%, 98% и 99% соответственно, использовали отдельно или в смесях 50/50 (по весу) для получения нетканого полотна со средней DH 88% (волокна D), 92% (волокна D/E), 93% (волокна D/F), 93,5% (волокна D/G), 96% (волокна E), 97% (волокна E /F волокна), 97,5% (E/G волокна), 98% (F волокна), 98,5% (F/G волокна) и 99+% (G волокна). Волокна были соединены каландрированием для образования нетканых полотен. Нетканое полотно, имеющее среднее значение DH 88%, подвергали каландрированию при 40 фунтов на квадратный дюйм, скорости 2 фута в минуту (футов в минуту) и температуре 140°С. Остальные нетканые полотна подвергали каландрированию при давлении 40 фунтов на кв. дюйм и температуре от 140°C до 190°C со скоростью 1-2 фута в минуту, по мере необходимости и в зависимости от DH волокон, для достижения той же степени связывания, что и у нетканого материала, имея средний DH 88%. Степень связывания считалась одинаковой для двух нетканых полотен, когда прочность на разрыв полотен была одинаковой (± 5%), измеренной в соответствии с раскрытым здесь испытанием на прочность на растяжение. Полученные нетканые полотна тестировали на горизонтальное впитывание и поглощающую способность и скорость в соответствии со способами, представленными в настоящем документе.

Жидкости, протестированные с различными неткаными полотнами, представляли собой деионизированную воду, гексан, синтетическую кровь и синтетическую мочу. Синтетическая кровь представляла собой 94%-ную водную смесь гемоглобина, аминокислот, белка и других неопасных компонентов. Синтетическая моча представляла собой 97% водную смесь мочевины, гептагидрата сульфата магния, дегидрата хлорида кальция и хлорида натрия.

Как показано на фигуре 9, для воды и синтетической мочи, по мере того, как средняя DH нетканого полотна увеличивалась, наклон Уошберна, скорость капиллярного затекания и скорость абсорбции увеличивались, для синтетической крови, когда средняя DH увеличивала наклон Уошберна и скорость впитывания увеличивалась, а скорость впитывания сохранялась, а для гексана, когда DH нетканого полотна увеличивалась на каждом из уклонов Уошберна, скорость впитывания и скорость абсорбции уменьшались.

Как показано на фигуре 10, для способности впитывания жидкости волокна с высокой DH оказывали большее влияние на емкость, чем волокна с низкой DH, когда были представлены в смеси, скорее демонстрируя влияние правил смесей на впитывающую способность. Нетканые полотна, состоящие только из хлопкового материала, также тестировали для сравнения.

Пример 2

Различные многослойные нетканые полотна были изготовлены с использованием нетканых полотен, включающих волокна, содержащие один волокнообразующий материал из PVOH. Волокна состояли из гомополимеров PVOH, имеющих разную степень гидролиза. В частности, волокно D, волокно E, волокно F и волокно G, имеющие DH 88%, 96%, 98% и 99+% соответственно, использовали отдельно или в смесях. Волокна первого слоя чесали, а волокна второго слоя укладывали поверх волокон первого слоя. Два слоя одновременно соединяли каландрированием в нетканые полотна и многослойные нетканые изделия. Нетканое полотно(я), имеющее среднюю DH 88%, подвергали каландрированию при 40 psi (фунтов на кв. дюйм), 2 FTM и температуре 140°C. Остальные нетканые полотна подвергали каландрированию при давлении 40 фунтов на кв. дюйм и температуре от 140°C до 190°C при 1-2 FTM, по мере необходимости и в зависимости от DH волокон, для достижения той же степени связывания, что и у нетканого материала, имеющего среднюю ДН 88%. Степень связывания считалась одинаковой для двух нетканых полотен, когда прочность на разрыв полотен была одинаковой (± 5%), измеренной в соответствии с раскрытым здесь испытанием на прочность на разрыв (растяжение). Изделия со средней DH 92% (нетканые материалы из волокон 50/50 D/E), 93% (нетканые материалы из волокон 50/50 D/F), 93,5% (нетканые материалы из волокон 50/50 D/G), 94% (25/75 нетканые материалы из волокон D/E), 95,2% (нетканые материалы из волокон 10/90 D/E), 96% (нетканые материалы из волокон E), 97% (нетканые материалы из волокон 50/50 E/F) и 97,5% (50/50 нетканые материалы из волокон E/G) были получены путем объединения двух нетканых полотен с одинаковым составом и базовым весом.

Все многослойные изделия были протестированы на горизонтальное впитывание и поглощающую способность и скорость в соответствии с методами, представленными в настоящем документе.

Жидкости, протестированные с различными неткаными полотнами, представляли собой DI (деионизированную воду), гексан, синтетическую кровь и синтетическую мочу. Синтетическая кровь представляла собой 94%-ную водную смесь гемоглобина, аминокислот, белка и других неопасных компонентов. Синтетическая моча представляла собой 97% водную смесь мочевины, гептагидрата сульфата магния, дегидрата хлорида кальция и хлорида натрия.

Как показано на Фигуре 11, для всех жидкостей, кроме гексана, по мере увеличения средней DH многослойного изделия наклон Уошберна, скорость затекания и скорость впитывания увеличивались. Для гексана по мере увеличения DH многослойного изделия наклон Уошберна, скорость капиллярного затекания и скорость абсорбции оставались относительно стабильными с небольшим увеличением.

Как показано на фигуре 12, для способности абсорбировать жидкость слои с высоким DH оказывали большее влияние на способность, чем волокна с низким DH, когда они были представлены в смеси, скорее демонстрируя влияние правил смесей на абсорбционную способность. Нетканые полотна, состоящие только из хлопкового материала, также тестировали для сравнения.

Пример 3

Различные многослойные нетканые полотна были изготовлены с использованием нетканых полотен, содержащих волокна, содержащие один волокнообразующий материал из PVOH. Волокна состояли из гомополимеров PVOH, имеющих разную степень гидролиза. В частности, волокно D, волокно E, волокно F и волокно G, имеющие DH 88%, 96%, 98% и 99+%, соответственно, использовали по отдельности. Волокна первого слоя чесали, а волокна второго слоя укладывали поверх волокон первого слоя. Два слоя одновременно соединяли каландрированием в нетканые полотна и многослойные нетканые изделия. Нетканое полотно подвергали каландрированию при 40 фунтов на кв. дюйм (psi), 2 FPM (фута в минуту) и температуре 150°С. Некоторые однослойные изделия также были изготовлены с использованием соединения воздухом. Связывание воздухом проводилось при 180°С, на скорости 6:50. Нетканые полотна, которые были соединены воздухом, включали волокна PVOH, имеющие DH 96%, и волокна из полиэтилентерефталата (PET) до 5 мас.% для облегчения связывания. Для многослойных изделий DH считалась средней DH двух слоев. Изделия, имеющие среднее значение DH 92% (нетканые материалы из волокон D/ нетканый материал из волокон E), 93% (нетканый материал из волокна D/нетканые материалы из волокна F), 93,5% (нетканый материал из волокна D/ нетканые материалы из волокон G), 97% (нетканый материал из волокна E/ нетканые материалы из волокон F) и 97,5% (нетканый материал из волокна Е/ нетканые материалы из волокон G) были получены путем объединения двух нетканых полотен с разным составом, но имеющих одинаковую базовую массу.

Многослойные изделия, состоящие из двух разных нетканых полотен, испытывали на горизонтальное затекание и поглощающую способность и скорость в соответствии со способами, представленными в настоящем документе. Испытания проводились несколько раз с многослойными изделиями в первой ориентации, когда верхний слой DH был обращен вверх, и во второй ориентации, когда нижний слой DH был обращен вверх. Заметных различий в скоростях затекания между двумя ориентациями обнаружено не было.

Жидкости, протестированные с различными неткаными полотнами, представляли собой DI (деионизированную воду), гексан, синтетическую кровь и синтетическую мочу. Синтетическая кровь представляла собой 94%-ную водную смесь гемоглобина, аминокислот, белка и других неопасных компонентов. Синтетическая моча представляла собой 97% водную смесь мочевины, гептагидрата сульфата магния, дегидрата хлорида кальция и хлорида натрия.

Изделия продемонстрировали ту же тенденцию, что и в примере 1, где наклон Washburn увеличивался с увеличением среднего DH.

Как показано на Фигуре 13, для всех жидкостей, кроме гексана, по мере увеличения средней DH многослойного изделия наклон Уошберна, скорость капиллярного затекания и скорость абсорбции увеличивались. Для гексана, по мере увеличения DH многослойного изделия, наклон Уошберна, скорость капиллярного затекания и скорость абсорбции оставались относительно стабильными с небольшим увеличением. Данные на фигуре 13 были собраны для каландрированных изделий, когда нетканое полотно имело ориентацию, при которой верхняя сторона DH была обращена вверх, а нижняя сторона DH подвергалась воздействию жидкостей.

Как показано на Фигуре 14, характеристики нетканых материалов зависели от средней DH для изделия и типа связывания. Более высокие значения LAC% были продемонстрированы для нетканых материалов, связанных воздухом, по сравнению с их аналогами, связанными каландрированием. Эта тенденция свидетельствует о том, что при более высокой степени сквязывания, например, при каландрировании (с более высокими температурами, давлением и более длительным временем пребывания, чем процесс с продувкой воздухом), LAC изделия уменьшается. Метки по оси x на фигуре 14 относятся к следующим нетканым полотнам согласно настоящему изобретению: «смесь Е» представляет собой однослойное нетканое полотно, состоящее из волокон Е (из примера 1), «смесь Е, 1,75% ПЭТ» однослойное нетканое полотно, включающее волокна Е и 1,75 мас.% волокон ПЭТ, «смесь Е, 2,5% ПЭТ» представляет собой однослойное нетканое полотно, включающее волокна Е и 2,5 мас.% волокон ПЭТ, «смесь Е, 5% ПЭТ» однослойное нетканое полотно, включающее волокна Е и 5 мас.% волокон ПЭТ, «многослойное Е» представляет собой двухслойное нетканое полотно, в котором каждый слой состоит из волокон Е (из примера 2), «смесь Е/F» представляет собой двухслойное нетканое полотно многослойное нетканое изделие, в котором один слой состоит из волокон E, и один слой состоит из волокон F, а «смесь E/G» представляет собой двухслойное нетканое изделие, в котором один слой состоит из волокон E, и один слой состоит из волокон G. Нетканые полотна, состоящие только из хлопкового материала, также тестировали для сравнения.

Пример 4

Однослойные нетканые полотна были изготовлены из смеси волокон поливинилового спирта (волокно E) и волокон полимолочной кислоты (PLA) или хлопковых волокон. В нетканых полотнах, волокна поливинилового спирта составляли 50 мас. % от общей массы волокна, а остальные 50 мас. % составляли волокна PLA или хлопковые волокна. Волокна поливинилового спирта прочесывали вместе с волокнами PLA или хлопковыми волокнами и подвергали каландрированию при 40 фунтов на квадратный дюйм и 140°C. Полученные нетканые полотна имели базовую массу около 50 г/м².

Таким образом, пример 4 демонстрирует получение гетерогенных нетканых полотен, включающих водорастворимые волокна и нерастворимые в воде волокна.

Предшествующее описание дано только для ясности понимания, и из него не следует понимать никаких ненужных ограничений, поскольку модификации в рамках объема раскрытия могут быть очевидны специалистам в данной области техники.

Все патенты, публикации и ссылки, цитируемые здесь, настоящим полностью включены в качестве ссылки. В случае противоречия между настоящим раскрытием и включенными патентами, публикациями и ссылками, настоящее раскрытие должно иметь преимущественную силу.

Изобретение относится к нетканым композитным структурам, применяемым во многих потребительских товарах одноразового использования, включая средства личной гигиены, а также одноразовые салфетки, и уход за собой/ребенком. Нетканое изделие, содержащее жидкость, включает нетканое полотно сердцевины, содержащее первое множество волокон, содержащих первый волокнообразующий материал из поливинилового спирта, при этом нетканое полотно сердцевины содержит жидкость, причем жидкость содержит активный агент; и наружное нетканое полотно, содержащее второе множество волокон, содержащее второй волокнообразующий материал из поливинилового спирта, при этом нетканое полотно сердцевины окружено внешним нетканым полотном. Изобретение обеспечивает создание нетканой структуры с использованием химических веществ, которые хорошо биоразлагаемы, не способствуют образованию микропластика и даже растворимы в воде, которые имеют подходящие механические свойства, чтобы выдерживать нагрузки, прикладываемые к одноразовым потребительским товарам, и наличие резервуара для жидкости, например, для загрузки лосьонов в салфетки и/или удержания жидкости в принимающем жидкость слое. 27 з.п. ф-лы, 22 ил., 2 табл., 2 пр.

1. Нетканое изделие, содержащее жидкость, содержащее:

нетканое полотно сердцевины, содержащее первое множество волокон, содержащих первый волокнообразующий материал из поливинилового спирта, при этом нетканое полотно сердцевины содержит жидкость, причем жидкость содержит активный агент; и

наружное нетканое полотно, содержащее второе множество волокон, содержащее второй волокнообразующий материал из поливинилового спирта,

при этом нетканое полотно сердцевины окружено внешним нетканым полотном.

2. Нетканое изделие, содержащее жидкость, по п. 1, отличающееся тем, что внешнее нетканое полотно обернуто вокруг первого нетканого полотна.

3. Нетканое изделие, содержащее жидкость, по п. 1, отличающееся тем, что наружное нетканое полотно имеет форму рукава или оболочки, а сердцевина нетканого полотна находится в рукаве или оболочке.

4. Нетканое изделие, содержащее жидкость, по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что нетканое полотно сердцевины имеет первую длину в первом направлении и наружное нетканое полотно имеет вторую длину, равную первой длине в первом измерении.

5. Нетканое изделие, содержащее жидкость, по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что нетканый материал сердцевины пропитан жидкостью.

6. Нетканое изделие, содержащее жидкость, по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что масса нетканого полотна сердцевины, содержащего жидкость, в два-десять раз превышает массу нетканого полотна сердцевины до добавления жидкости, содержащей активный агент.

7. Нетканое изделие, содержащее жидкость, по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что нетканое полотно сердцевины содержит от примерно 5 г до примерно 30 г жидкости, от примерно 5 г до примерно 25 г жидкости, от примерно 8 г до примерно 20 г жидкости, примерно от 8 г до 19 г жидкости, от 10 г до 19 г жидкости или от 12 г до 18 г жидкости.

8. Нетканое изделие, содержащее жидкость, по любому из пп. 1-7, отличающееся тем, что нетканое полотно сердцевины, содержащее жидкость, имеет вес жидкости от примерно 30 г/кв.м до примерно 2000 г/кв.м, от примерно 40 г/кв.м до примерно 1750 г/кв.м, от примерно 50 г/кв.м до примерно 1500 г/кв.м, от примерно 60 г/кв.м до примерно 1200 г/кв.м, от примерно 100 г/кв.м до примерно 1000 г/кв.м, от примерно 200 г/кв.м до примерно 800 г/кв.м или от примерно 300 г/кв.м до примерно 600 г/кв.м.

9. Нетканое изделие, содержащее жидкость, по любому из пп. 1-8, отличающееся тем, что нетканое полотно сердцевины имеет массу в сухом состоянии в диапазоне от примерно 15 г/кв.м до примерно 200 г/кв.м, от примерно 20 г/кв.м до примерно 175 г/кв.м, от примерно 25 г/кв.м до около 150 г/кв.м или от около 30 г/кв.м до около 120 г/кв.м.

10. Нетканое изделие, содержащее жидкость, по любому из пп. 1-9, отличающееся тем, что наружное нетканое полотно имеет базовую массу от примерно 15 г/кв.м до примерно 400 г/кв.м, от примерно 20 г/кв.м до примерно 300 г/кв.м, от примерно 25 г/кв.м до примерно 250 г/кв.м, от примерно 30 г/кв.м до примерно 210 г/кв.м или от примерно 30 г/кв.м до примерно 140 г/кв.м.

11. Нетканое изделие, содержащее жидкость, по любому из пп. 1-10, отличающееся тем, что наружное нетканое полотно имеет толщину от примерно 0,5 мм до примерно 6,0 мм, от примерно 0,75 мм до примерно 4,5 мм или от примерно 1,0 до примерно 3,0 мм.

12. Нетканое изделие, содержащее жидкость, по любому из пп. 1-11, отличающееся тем, что сердцевина нетканого полотна является однослойной или состоит из множества слоев нетканого полотна.

13. Нетканое изделие, содержащее жидкость, по любому из пп. 1-12, отличающееся тем, что по меньшей мере часть нетканого полотна сердцевины находится в контакте по меньшей мере с частью внешнего нетканого полотна.

14. Нетканое изделие, содержащее жидкость, по любому из пп. 1-13, отличающееся тем, что нетканое изделие, содержащее жидкость, имеет множество краев, а нетканое полотно сердцевины и наружное нетканое полотно запечатаны по меньшей мере на двух краях множества краев.

15. Нетканое изделие, содержащее жидкость, по любому из пп. 1-14, дополнительно содержащее по меньшей мере одну маркировку или по меньшей мере один рисунок на внешнем нетканом полотне, например, полученный в результате струйной печати или тиснения.

16. Нетканое изделие, содержащее жидкость, по любому из пп. 1-15, отличающееся тем, что нетканое изделие имеет форму, выбранную из группы, состоящей из четырехугольника, треугольника, круга, звезды, сердца, восьмиугольника, пятиугольника, шестиугольника, семиугольника, овала, полумесяца, полукруга, креста, трилистника, четырехлистника, капли, пентаграмма, гексаграммы, октаграммы, короны, снежинки, щита, облака, стрелы, и сочетание вышеперечисленного.

17. Нетканое изделие, содержащее жидкость, по любому из пп. 1-16, отличающееся тем, что изделие имеет толщину от около 2 до около 50 мм, от около 3 до около 45 мм, от около 4 до около 40 мм, от около 5 до около 35 мм, от примерно 5 до примерно 30 мм или от примерно 5 до примерно 25 мм.

18. Нетканое изделие, содержащее жидкость, по любому из пп. 1-17, отличающееся тем, что максимальная длина в любом измерении составляет примерно 7 дюймов (17,78 см), примерно 6 дюймов (15,24 см), примерно 5 дюймов (12,70 см) или примерно 4 дюйма (10,16 см).

19. Нетканое изделие, содержащее жидкость, по любому из пп. 1-18, отличающееся тем, что максимальная длина в любом измерении составляет по меньшей мере примерно 0,5 дюйма (1,27 см), по меньшей мере примерно 1 дюйм (2,54 см) или по меньшей мере примерно 1,5 дюйма (3,81 см).

20. Нетканое изделие, содержащее жидкость, по любому из пп. 1-19, отличающееся тем, что каждое из первого волокнообразующего материала из поливинилового спирта и второго волокнообразующего материала из поливинилового спирта независимо выбраны из гомополимера поливинилового спирта, сополимера поливинилового спирта и комбинации, изложенной выше.

21. Нетканое изделие, содержащее жидкость, по п. 20, отличающееся тем, что сополимер поливинилового спирта содержит анионно-модифицированный поливиниловый спирт.

22. Нетканое изделие, содержащее жидкость, по п. 21, отличающееся тем, что анионно-модифицированный поливиниловый спирт включает (алкил)акрилат-модифицированный поливиниловый спирт, малеат-модифицированный поливиниловый спирт, сульфонат-модифицированный поливиниловый спирт или их комбинацию.

23. Нетканое изделие, содержащее жидкость, по любому из пп. 1-22, отличающееся тем, что первое множество волокон или второе множество волокон дополнительно содержат один или несколько волокнообразующих материалов, выбранных из группы, состоящей из полиакрилата, поливинилпирролидона, полиэтиленимина, гуаровой камеди, аравийской камеди, ксантановой камеди, каррагинана, водорастворимого крахмала, водорастворимой целлюлозы, простого эфира целлюлозы, сложного эфира целлюлозы и амида целлюлозы.

24. Нетканое изделие, содержащее жидкость, по любому из пп. 1-23, отличающееся тем, что первый волокнообразующий материал из поливинилового спирта содержит гомополимер поливинилового спирта.

25. Нетканое изделие, содержащее жидкость, по любому из пп. 1-24, отличающееся тем, что второй волокнообразующий материал из поливинилового спирта содержит гомополимер поливинилового спирта.

26. Нетканое изделие, содержащее жидкость, по любому из пп. 1-25, отличающееся тем, что первый волокнообразующий материал из поливинилового спирта и второй волокнообразующий материал из поливинилового спирта являются одними и теми же.

27. Нетканое изделие, содержащее жидкость, по любому из пп. 1-26, отличающееся тем, что первый волокнообразующий материал из поливинилового спирта и второй волокнообразующий материал из поливинилового спирта имеют разную вязкость, степень гидролиза, степень сополимеризации или их комбинацию.

28. Нетканое изделие, содержащее жидкость, по любому из пп. 1-27, отличающееся тем, что активный агент включает одно или несколько веществ, выбранных из группы: фермент, масло, ароматизатор, краситель, поглотитель запаха, отдушка, пестицид, удобрение, окислитель, активатор, кислотный катализатор, металлический катализатор, поглотитель ионов, моющее средство, дезинфицирующее средство, поверхностно-активное вещество, отбеливатель, компонент отбеливателя и смягчитель для белья.