單向閥非織造材料的制作方法
【專利摘要】一種具有單向閥性質(zhì)的材料包括：非織造基底，所述非織造基底具有第一表面和第二表面，所述第一表面具有第一表面水壓頭值，所述第二表面具有第二水壓頭值；和超疏水性制劑，所述超疏水性制劑設(shè)置在所述第一表面上，其中所述第一表面水壓頭值小于約1cm，并且其中所述第二表面水壓頭值至少大于第一表面水壓頭值4cm。另外，一種個(gè)人護(hù)理制品包括在非織造流體可滲透頂片內(nèi)的這種非織造基底，所述頂片具有面向身體的表面和相對(duì)的背側(cè)表面，所述制品還包括流體可滲透底片和至少一個(gè)設(shè)置在所述頂片與所述底片之間的中間層。
【專利說明】單向閥非織造材料
[0001] 優(yōu)先權(quán)信息
[0002] 本申請(qǐng)要求在2013年10月31日提交的標(biāo)題為"One-Way Valve Nonwoven Material" r單向閥非織造材料"）的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)61/898126的優(yōu)先權(quán)，W及在 2013年11月25日提交的標(biāo)題為而16-胖日7 Valve Nonwoven Material"("單向閥非織造材 料"）的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)61/908506的優(yōu)先權(quán)，它們的公開內(nèi)容W引用方式并入本 文。
【背景技術(shù)】
[0003] 本公開設(shè)及用于個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品特別是一次性吸收制品的非織造材料，該材料有助 于保持制品的表面看起來且感覺干凈。
[0004] 存在許多收集體液的一次性個(gè)人護(hù)理制品；然而，它們?cè)谝后w吸收能力被完全利 用之前從表面滲漏的趨勢(shì)是許多制造商面臨的持續(xù)性挑戰(zhàn)。另外，某些流體，諸如月經(jīng)和稀 便(糞便），具有使獲得良好的吸入和分布性能尤其成問題的粘彈性。特別是，運(yùn)樣的流體的 相對(duì)高的粘度和/或彈性往往會(huì)妨礙流體在吸收制品內(nèi)的吸收和分布。在其他情況下，當(dāng)月 經(jīng)組分阻塞了吸收制品中所含的顆粒或纖維之間的通道時(shí)，會(huì)妨礙吸收制品的吸入性能。 運(yùn)種現(xiàn)象通常被稱為積垢。雖然已經(jīng)嘗試通過改變流體本身的粘彈性而改善積垢效應(yīng)，但 是仍需要開發(fā)對(duì)吸收制品的實(shí)際改進(jìn)。
[0005] 除了一些一次性個(gè)人護(hù)理制品中滲漏的問題，也存在直接影響到使用者的衛(wèi)生問 題。通常體液與使用者直接接觸，運(yùn)產(chǎn)生不愉快和不潔凈的感覺。特別是對(duì)于女性衛(wèi)生產(chǎn) 品，諸如衛(wèi)生巾，通常會(huì)由身體側(cè)襯里污物所引起的不愉快或不潔凈的感覺可導(dǎo)致對(duì)產(chǎn)品 性能的感知較差并且無法獲得對(duì)產(chǎn)品最大限度的利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 因此，在本領(lǐng)域中對(duì)于可與個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品（諸如吸收制品）結(jié)合使用的處理是需要 的，該處理提供改善的吸入和分布性能、減少的滲漏、減少的污物、減少的表面再浸濕或回 流，從而實(shí)現(xiàn)總體上更清潔、更干燥和更令人愉悅的感覺和使用者體驗(yàn)。
[0007] 本公開提供一種具有單向閥性質(zhì)的材料，該材料包括:非織造基底，該非織造基底 具有第一表面和第二表面，該第一表面具有第一表面水壓頭值，該第二表面具有第二水壓 頭值;和超疏水性制劑，該超疏水性制劑設(shè)置在該第一表面上，其中第一表面水壓頭值小于 約1 cm，并且其中第二表面水壓頭值至少大于第一表面水壓頭值4cm。
[000引本公開還提供一種具有單向閥性質(zhì)的材料，該材料包括:非織造基底，該非織造基 底具有第一表面和第二表面，該第一表面具有第一表面水壓頭值，該第二表面具有第二水 壓頭值;和超疏水性制劑，該超疏水性制劑W小于約2
[0009] gsm的添加水平設(shè)置在該第一表面上，其中第二表面水壓頭值至少大于第一表面 水壓頭值4cm。
[0010] 本公開還提供一種個(gè)人護(hù)理制品，該個(gè)人護(hù)理制品包括:非織造流體可滲透頂片， 該頂片具有面向身體的表面和相對(duì)的背側(cè)表面;流體不可滲透底片；和至少一個(gè)設(shè)置在其 間的中間層，其中流體可滲透頂片包括:非織造基底，該非織造基底具有第一表面和第二表 面，該第一表面具有第一表面水壓頭值，該第二表面具有第二水壓頭值;和超疏水性制劑， 該超疏水性制劑設(shè)置在該第一表面上，其中第一表面水壓頭值小于約1cm，并且其中第二表 面水壓頭值至少大于第一表面水壓頭值4cm。
【附圖說明】
[0011] 通過參考W下說明、所附權(quán)利要求書和附圖，本公開的前述及其他特征和方面W 及實(shí)現(xiàn)它們的方式將變得更顯而易見，并且本公開本身將得到更好的理解，其中：
[0012] 圖1示出了不可潤(rùn)濕的多孔基底，由于其小的孔尺寸d和高疏水性(高接觸角，0)而 抗水的滲透；
[0013] 圖2A示意性地示出了本公開的單向閥的工作機(jī)理，其涂層向下；
[0014] 圖2B示意性地示出了本公開的單向閥的工作機(jī)理，其涂層向上；
[0015] 圖3示出了如本文所述處理過的標(biāo)準(zhǔn)紙巾的橫截面掃描電鏡(SEM)圖像，其中與在 右邊插圖中顯示的未涂布親水性纖維的表面形態(tài)相比，左邊插圖顯示了疏水涂布纖維的表 面形態(tài)；
[0016] 圖4A示出了運(yùn)樣的現(xiàn)象：W涂層側(cè)向上被引向壓力的單側(cè)涂布的基底HDPT的流體 通過比涂層側(cè)向下的流體通過更容易，從而產(chǎn)生閥窗口；
[0017] 圖4B示出了運(yùn)樣的現(xiàn)象涂層側(cè)向上被引向壓力的單側(cè)涂布的基底SPT的流體 通過比涂層側(cè)向下的流體通過更容易，從而產(chǎn)生閥窗口； W及
[0018] 圖5示出了被引向油-水混合物或乳液的單側(cè)涂布的基底的油水-分離現(xiàn)象。
[0019] 在本說明書和附圖中反復(fù)使用參考字符旨在表示本公開相同或類似的特征或元 件。附圖是表示性的，且未必按比例繪制。圖中的某些比例可能被放大了，而其他部分則可 能被最大程度縮小了。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 雖然本說明書W特別指出且清楚地要求保護(hù)本公開的權(quán)利要求書結(jié)束，但是據(jù) 信，通過W下說明將更好地理解本公開。
[0021] 除非另外指明，否則所有的百分比、份數(shù)和比率都是基于本公開組合物的總重量。 除非另外指明，否則所有運(yùn)些關(guān)于所列成分的重量均基于活性物質(zhì)水平，并因此不包括可 W包含在市售材料中的溶劑或副產(chǎn)物。術(shù)語"重量百分比"可W在本文中表示為"wt. %"。除 非提供了實(shí)際測(cè)量值的具體例子的地方，否則本文提及的數(shù)值均應(yīng)當(dāng)被視為由術(shù)語"約"加 W限定。
[0022] 如本文所用，"包括"意指可增加不影響最終結(jié)果的其他步驟和其他成分。該術(shù)語 涵蓋術(shù)語"由…組成"和"基本上由…組成"。本公開的組合物和方法/工藝可包括W下方面、 由W下方面組成和基本上由W下方面組成:本文所述的本公開的基本要素和限制，W及本 文所述的任何附加或任選成分、組分、步驟或限制。
[0023] 如本文所用，短語"吸收制品"一般是指吸收和容納體液的裝置，且更具體地講是 指緊貼皮膚或靠近皮膚放置W吸收和容納由身體排出的各種流體且具體地講粘彈性流體 的裝置。吸收制品的例子包括但不限于旨在供個(gè)人穿戴的吸收制品，諸如尿布;失禁用產(chǎn) 品；女性衛(wèi)生產(chǎn)品，諸如衛(wèi)生巾、護(hù)墊、衛(wèi)生棉和陰唇間襯墊;其他個(gè)人衣物等等。
[0024] 如本文所用，"積垢"意指隨著流體穿過多孔介質(zhì)在流體滲透性中的變化。更具體 地講，積垢是滲透性降低，其發(fā)生在當(dāng)流體的組分穿過多孔介質(zhì)并與材料結(jié)構(gòu)發(fā)生相互作 用時(shí)，從而降低多孔材料的固有滲透性。
[0025] 如本文所用的術(shù)語"親水性"是指水接觸角遠(yuǎn)低于90°的表面。
[0026] 如本文所用的術(shù)語"疏水性"是指水接觸角為從約90°至約120°的表面的斥水性 質(zhì)。
[0027] 如本文所用，"再浸濕"是指從吸收忍返回到并透過頂層、非織造表面的流體量。運(yùn) 也可稱為"回滿'。
[0028] 術(shù)語"超疏水性"是指非常有效地斥水的表面性質(zhì)。該性質(zhì)由通常超過150°的水接 觸角而量化。
[0029] 本公開設(shè)及改進(jìn)的個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品，特別是一次性吸收制品。本公開的個(gè)人護(hù)理產(chǎn) 品包括但不限于：女性衛(wèi)生產(chǎn)品，比如衛(wèi)生濕巾和月經(jīng)吸收裝置(例如，衛(wèi)生巾和衛(wèi)生棉）； 嬰兒和兒童護(hù)理產(chǎn)品，諸如一次性尿布、吸收性內(nèi)褲和訓(xùn)練褲;傷口敷料，諸如細(xì)帶;失禁用 產(chǎn)品；用于擦拭和吸收油和/或有機(jī)溶劑的產(chǎn)品等等。
[0030] 諸如女性護(hù)理吸收產(chǎn)品的一次性吸收制品例如可包括液體可滲透頂片、接合到頂 片的基本上液體不可滲透底片和在頂片與底片之間設(shè)置并保持的吸收忍。頂片可操作地能 滲透旨在由吸收制品保持或儲(chǔ)存的液體，而底片可W是基本上不可滲透或W其他方式可操 作地不可滲透預(yù)期的液體。吸收制品也可包括附加層。該附加層可W是液體吸入層、液體忍 吸層、液體分布層、傳輸層、阻擋層等等，W及它們的組合。一次性吸收制品及其部件可操作 W提供面向身體的表面(頂片的頂面)和面向衣物的表面(底片的背面）。如本文所用，"面向 身體"或"身體側(cè)"表面是指在日常使用過程中朝向穿戴者的身體設(shè)置或鄰近穿戴者的身體 放置的頂片表面。"衣物側(cè)表面"是指在日常使用過程中表面的背面遠(yuǎn)離穿戴者的身體并鄰 近穿戴者的衣物而設(shè)置的底片。合適的吸收制品在美國(guó)專利號(hào)7,632,258中更詳細(xì)地描述。
[0031] 本公開的流體可滲透頂片可W不進(jìn)行處理或者可W用超疏水性組合物處理，該組 合物有助于避免流體位于表面的頂部，流體位于表面頂部會(huì)因污物、聚積的碎片或表面上 的潤(rùn)濕而留下不愉快和/或不干凈的感覺。本公開的一次性吸收制品特別適于容納具有粘 彈性的流體，諸如月經(jīng)、粘液、血液制品和糞便等等，W減小污物面積，減少再浸濕，改善液 體吸入、分布、吸收性質(zhì)，W及減少滲漏。
[0032] 雖然本公開主要與女性衛(wèi)生產(chǎn)品（諸如衛(wèi)生巾、護(hù)墊和陰唇間墊）結(jié)合討論，但是 基于本公開對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見的是:本文所述的產(chǎn)品和方法也可W與許多其 他被設(shè)計(jì)成吸收除月經(jīng)W外的流體諸如稀便、尿液等的吸收制品結(jié)合使用。
[0033] 此外，涂層的超疏水性質(zhì)及其相對(duì)取向還允許分離不同表面能的流體，諸如油和 水，如下所述。
[0034] 本公開的吸收制品包括流體可滲透頂片，該頂片優(yōu)選地為非織造的、面向身體的 纖維片狀材料。本公開提供勝過包括熱塑性薄膜的頂片的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)榉强椩觳牧贤ǔ］^軟， 引起較少的出汗和來自汗水的刺激，并避免通常與塑料和薄膜相關(guān)的塑料感或沙沙聲。
[0035] 本公開的非織造材料包括但不限于紙巾、紡粘材料、烙噴材料、共成形材料、氣紡 材料、粘合梳理網(wǎng)材料、水力纏結(jié)(水刺)材料、它們的組合等等。例如，用來制造非織造材料 的纖維可通過烙噴工藝或紡粘工藝產(chǎn)生，包括那些在本領(lǐng)域中公知的產(chǎn)生雙組分、雙成分 或聚合物共混纖維的工藝。運(yùn)些工藝一般使用擠出機(jī)將烙融的熱塑性聚合物提供給噴絲 頭，在噴絲頭處將聚合物纖維化W產(chǎn)生可W為短纖維長(zhǎng)度或更長(zhǎng)的纖維。然后將纖維拉伸， 通常W氣動(dòng)方式拉伸，并沉積在移動(dòng)的成型墊或帶上，W形成非織造織物。紡粘和烙噴工藝 產(chǎn)生的纖維可W是微纖維。本公開的微纖維是具有不大于約75微米的平均直徑的小直徑纖 維，例如，具有從約0.5微米至約50微米的平均直徑，或更具體地講，微纖維可具有從約2微 米至約40微米的平均直徑。
[0036] 本公開的合適基底可包括非織造織物、織造織物、針織織物或運(yùn)些材料的層合物。 如本文所述，基底也可W為薄紙或紙巾。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，用于形成運(yùn)樣的基底 的材料和工藝通常是公知的。例如，在本公開中可W使用的非織造織物的一些例子包括但 不限于紙巾、紡粘網(wǎng)、烙噴網(wǎng)、粘合梳理網(wǎng)、氣紡網(wǎng)、共成形網(wǎng)、水刺或水力纏結(jié)網(wǎng)等等。在每 種情況下，用于制備非織造織物的纖維中的至少一者是含熱塑性材料的纖維。此外，非織造 織物可W是熱塑性纖維和天然纖維比如纖維素纖維(軟木漿、硬木漿、熱磨機(jī)械漿等）的組 合。一般來講，從成本和所期望的性質(zhì)的角度來看，本公開的基底為非織造織物。
[0037] 如果需要，非織造織物還可W使用本領(lǐng)域中公知的技術(shù)進(jìn)行粘合，W改善織物的 耐用性、強(qiáng)度、手感、美觀性、質(zhì)地和/或其他性質(zhì)。例如，非織造織物可W是熱粘合的（例如， 圖案粘合、空氣穿透干燥的）、超聲粘合的、粘合劑粘合的和/或機(jī)械(例如針刺)粘合的。例 如，在授予化nsen的美國(guó)專利號(hào)3,855,046、授予16乂7等人的美國(guó)專利號(hào)5,620,779、授予 Haynes等人的美國(guó)專利號(hào)5,962，112、授予Sayovitz等人的美國(guó)專利號(hào)6,093,665、授予 Romano等人的美國(guó)外觀設(shè)計(jì)專利號(hào)428，267 W及授予化own的美國(guó)外觀設(shè)計(jì)專利號(hào)390，708 中描述過各種圖案粘合技術(shù)。
[0038] 非織造織物可W通過連續(xù)的接縫或圖案粘合。作為附加的例子，非織造織物可W 沿著片材的周邊或簡(jiǎn)單地橫跨織物的寬度或橫向鄰近邊緣而粘合。也可W使用其他粘合技 術(shù)，諸如熱粘合和乳膠浸潰的組合。作為另外一種選擇和/或除此之外，樹脂、乳膠或粘合劑 可通過例如噴涂或印刷而施加到非織造織物，并干燥W提供所需的粘合。另外其他合適的 粘合技術(shù)可見述于授予Everhad等人的美國(guó)專利號(hào)5,284,703、授予Anderson等人的美國(guó) 專利號(hào)6,103,061W及授予化rona的美國(guó)專利號(hào)6,197,404。
[0039] 在另一方面，本公開的基底由包含單組分和/或多組分纖維的紡粘網(wǎng)形成。多組分 纖維是已經(jīng)由至少兩種聚合物組分形成的纖維。運(yùn)樣的纖維通常從單獨(dú)的擠出機(jī)中擠出， 但是紡到一起W形成一根纖維。相應(yīng)組分的聚合物通常彼此不同，但多組分纖維可包括相 似或相同聚合材料的單獨(dú)組分。各個(gè)組分通常在纖維的整個(gè)橫截面上布置在基本上恒定定 位的不同區(qū)域中，并基本上沿著纖維的整個(gè)長(zhǎng)度延伸。運(yùn)樣的纖維的構(gòu)型可W是例如并排 布置、餅式布置或任何其他布置。
[0040] 當(dāng)使用時(shí)，多組分纖維也可W是可分裂的。在制造可分裂的多組分纖維時(shí)，共同形 成一體式多組分纖維的單個(gè)區(qū)段沿著多組分纖維的縱向方向W某種方式連續(xù)，使得一個(gè)或 多個(gè)區(qū)段形成一體式多組分纖維外表面的一部分。換句話講，一個(gè)或多個(gè)區(qū)段沿著多組分 纖維的外周邊而暴露。例如，可分裂的多組分纖維和制備運(yùn)樣的纖維的方法在授予Pike的 美國(guó)專利號(hào)5,935,883和授予Marmon等人的美國(guó)專利號(hào)6,200,669中描述過。
[0041] 本公開的基底也可W包含共成形材料。術(shù)語"共成形材料"通常是指包括熱塑性纖 維和第二非熱塑性材料的混合物或穩(wěn)定化基質(zhì)的復(fù)合材料。例如，共成形材料可通過運(yùn)樣 的工藝制成，其中將至少一個(gè)烙噴模頭布置在斜槽附近，通過該斜槽在形成網(wǎng)的同時(shí)向網(wǎng) 添加其他材料。運(yùn)樣的其他材料可包括但不限于纖維有機(jī)材料，諸如木質(zhì)或非木質(zhì)紙漿，諸 如棉、人造絲、再生紙、漿絨毛，W及超吸收性顆粒、無機(jī)吸收材料、經(jīng)處理的聚合物短纖維 等。運(yùn)樣的共成形材料的一些例子在授予Anderson等人的美國(guó)專利號(hào)4,100,324、授予 Everhad等人的美國(guó)專利號(hào)5，284，703 W及授予Georger等人的美國(guó)專利號(hào)5，350，624中公 開過。
[0042] 另外，基底還可W由向一個(gè)或多個(gè)表面賦予了質(zhì)地的材料形成。例如，在一些方 面，基底可W由雙質(zhì)地化紡粘或烙噴材料形成，諸如在授予Lamers等人的美國(guó)專利號(hào)4， 659，609和授予Win等人的美國(guó)專利號(hào)4，833，003中描述過。
[0043] 在本公開的一個(gè)特定的方面，基底由水力纏結(jié)非織造織物形成。水力纏結(jié)工藝和 包含不同纖維的各種組合的水力纏結(jié)復(fù)合網(wǎng)在本領(lǐng)域中是已知的。典型的水力纏結(jié)工藝?yán)?用水的高壓射流來纏結(jié)纖維和/或長(zhǎng)絲W形成高度纏結(jié)的固結(jié)纖維結(jié)構(gòu)，例如非織造織物。 短纖維長(zhǎng)度的纖維和連續(xù)長(zhǎng)絲的水力纏結(jié)非織造織物例如在授予Evans的美國(guó)專利號(hào)3， 494,821?及美國(guó)專利號(hào)4,144,370中公開過。連續(xù)長(zhǎng)絲非織造網(wǎng)和紙漿層的水力纏結(jié)復(fù)合 非織造織物例如在授予Everhad等人的美國(guó)專利號(hào)5，284，703和授予Anderson的美國(guó)專利 號(hào)6,315,864中公開過。
[0044] 在運(yùn)些非織造織物之中，具有與熱塑性纖維纏結(jié)的短纖維的水力纏結(jié)非織造網(wǎng)特 別適合用作基底。在水力纏結(jié)非織造網(wǎng)的一個(gè)特定例子中，短纖維與基本上連續(xù)的熱塑性 纖維水力纏結(jié)。短纖維可W是纖維素短纖維、非纖維素短纖維或它們的混合物。合適的非纖 維素短纖維包括熱塑性短纖維，諸如聚締控短纖維、聚醋短纖維、尼龍短纖維、聚醋酸乙締 醋短纖維等等或它們的混合物。合適的纖維素短纖維包括例如紙漿、熱磨機(jī)械漿、合成纖維 素纖維、改性纖維素纖維等等。纖維素纖維可從二次資源或回收資源中獲得。合適的纖維素 纖維資源的一些例子包括原木纖維，諸如熱磨機(jī)械的、漂白的和未漂白的軟木和硬木漿。可 W從辦公廢紙、新聞紙、棟色紙料(brown paper stock)、廢舊紙板等獲得的二次或回收纖 維素纖維也可W使用。另外，植物纖維，諸如馬尼拉麻、亞麻、馬利筋、棉、改性棉、棉絨也可 W用作纖維素纖維。此外，可W使用合成纖維素纖維，比如人造絲和粘膠人造絲。改性纖維 素纖維通常通過用適當(dāng)?shù)幕鶊F(tuán)（例如，幾基、烷基、乙酸根、硝酸根等)沿著碳鏈對(duì)徑基基團(tuán) 進(jìn)行置換而形成的纖維素衍生物構(gòu)成。
[0045] -種尤其合適的水力纏結(jié)非織造網(wǎng)是聚丙締紡粘纖維的非織造網(wǎng)復(fù)合物，聚丙締 紡粘纖維是基本上連續(xù)的纖維，該復(fù)合物具有與紡粘纖維水力纏結(jié)的紙漿纖維。另一種尤 其合適的水力纏結(jié)非織造網(wǎng)是聚丙締紡粘纖維的非織造網(wǎng)復(fù)合物，該復(fù)合物具有與紡粘纖 維水力纏結(jié)的纖維素和非纖維素短纖維的混合物。
[0046] 本公開的基底可W僅由熱塑性纖維來制備，或者可W同時(shí)包含熱塑性纖維和非熱 塑性纖維。通常，當(dāng)基底同時(shí)包含熱塑性纖維和非熱塑性纖維時(shí)，按基底的重量計(jì)，熱塑性 纖維占從約10%至約90%。在一個(gè)特定的方面，按重量計(jì)，基底包含介于約10%與約30%之 間的熱塑性纖維。
[0047] 通常，非織造基底將具有在約17gsm(克每平方米)至約200gsm范圍內(nèi)的基重，更典 型地，介于約33gsm至約200gsm范圍內(nèi)的基重。實(shí)際的基重可大于200gsm，但對(duì)于許多應(yīng)用， 基重將在33gsm至150gsm的范圍內(nèi)。
[0048] 構(gòu)成基底的至少一部分的熱塑性材料或纖維可W基本上為任何熱塑性聚合物。合 適的熱塑性聚合物包括聚締控、聚醋、聚酷胺、聚氨醋、聚氯乙締、聚四氣乙締、聚苯乙締、聚 對(duì)苯二甲酸乙二醇醋、諸如聚乳酸的可生物降解的聚合物，W及它們的共聚物和共混物。合 適的聚締控包括聚乙締，例如高密度聚乙締、中密度聚乙締、低密度聚乙締和線性低密度聚 乙締;聚丙締，例如全同立構(gòu)聚丙締、間同立構(gòu)聚丙締、全同立構(gòu)聚丙締和無規(guī)立構(gòu)聚丙締 的共混物，W及它們的共混物;聚下締，例如聚（1-下締）和聚（2-下締）；聚戊締，例如聚（1- 戊締）和聚（2-戊締）；聚（3-甲基-1-戊締）；聚(4-甲基-1-戊締）W及它們的共聚物和共混 物。合適的共聚物包括由兩種或更多種不同的不飽和締控單體制備的無規(guī)和嵌段共聚物， 諸如乙締/丙締和乙締/下締共聚物。合適的聚酷胺包括尼龍6、尼龍6/6、尼龍4/6、尼龍11、 尼龍12、尼龍6/10、尼龍6/12、尼龍12/12、己內(nèi)酷胺和締化氧二胺（alkylene oxide diamine)的共聚物等等，W及它們的共混物和共聚物。合適的聚醋包括聚對(duì)苯二甲酸乙二 醇醋、聚對(duì)苯二甲酸丙二醇醋、聚對(duì)苯二甲酸下二醇醋、聚對(duì)苯二甲酸四亞甲基醋 (pol}ftetramethylene terephthalate)、聚亞環(huán)己基-1,4-二亞甲基對(duì)苯二甲酸醋 (polycyclohe巧lene-1，4-dimethylene terephthalate)，W及它們的間苯二甲酸醋共聚 物，W及它們的共混物。根據(jù)本公開，運(yùn)些熱塑性聚合物可用于制備基本上連續(xù)的纖維和短 纖維。
[0049] 在另一方面，基底可W是薄紙產(chǎn)品。薄紙產(chǎn)品可W具有均勻的或多層構(gòu)造，且由此 制得的薄紙產(chǎn)品可W具有單層結(jié)構(gòu)或多層構(gòu)造。薄紙產(chǎn)品理想地具有約10g/m2至約65g/m2 的基重，和約〇.6g/cc或更小的密度。更理想地，基重將為約40g/m2或更小，且密度將為約 0.3g/cc或更小。更理想地，密度將為約0.04g/cc至約0.2g/cc。除非另外指明，否則相對(duì)于 紙張的所有量和重量均W干燥為基礎(chǔ)?？v向上的拉伸強(qiáng)度可在每英寸寬度約lOOg至約 5000g的范圍內(nèi)。橫向上的拉伸強(qiáng)度為每英寸寬度約50g至約2,500g。吸水性通常為每克纖 維約5g水至每克纖維約9g水。
[0050] 用于制備運(yùn)樣的產(chǎn)品的常規(guī)壓制薄紙產(chǎn)品和方法是本領(lǐng)域公知的。薄紙產(chǎn)品通常 通過在多孔成形線材上沉積造紙配料而制成。一旦將配料沉積在成形線材上，它就被稱為 紙幅。紙幅通過壓制紙幅并在高溫下干燥而脫水。用于根據(jù)剛才所述的工藝制備紙幅的具 體技術(shù)和典型設(shè)備對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是公知的。在典型的工藝中，從加壓流漿箱提供 低稠度的紙漿配料，流漿箱具有用于將紙漿配料的薄沉積物遞送到成形線材上W形成潤(rùn)濕 紙幅的開口。然后通常將紙幅通過真空脫水而脫水到從約7%至約25% (W總紙幅重量計(jì)） 的纖維稠度，并進(jìn)一步通過壓制操作而干燥，在按壓操作中紙幅經(jīng)受由反向的機(jī)械構(gòu)件(例 如圓柱形漉)產(chǎn)生的壓力。然后通過在本領(lǐng)域中稱為化nkee干燥機(jī)的汽包設(shè)備進(jìn)一步按壓 和干燥經(jīng)脫水的紙幅。壓力可在化nkee干燥機(jī)中通過機(jī)械裝置(諸如反向的圓柱形滾筒)擠 壓紙幅而產(chǎn)生?？蒞采用多個(gè)化nkee干燥機(jī)滾筒，從而任選地在滾筒之間產(chǎn)生附加的壓制。 所形成的片材被認(rèn)為是致密的，原因是整個(gè)紙幅在纖維是潮濕的時(shí)候接受巨大的機(jī)械壓縮 力，然后在處于壓縮狀態(tài)的時(shí)候干燥。在其他方面，薄紙可通過在本技術(shù)領(lǐng)域中已知的起給 形成。
[0051] 本公開的一個(gè)特定方面利用不起給空氣穿透干燥技術(shù)來形成薄紙產(chǎn)品?？諝獯┩?干燥可增加紙幅的松厚度和柔軟度。運(yùn)樣的技術(shù)的例子在授予Cook等人的美國(guó)專利號(hào)5， 048,589、授予511(1曰11等人的美國(guó)專利號(hào)5,399,412、授予化^11曰郵等人的美國(guó)專利號(hào)5,510， 001、授予R叫owski等人的美國(guó)專利號(hào)5,591，309、授予胖611扣等人的美國(guó)專利號(hào)6,017,417 W及授予Liu等人的美國(guó)專利號(hào)6,432,270中公開過。不起給空氣穿透干燥通常設(shè)及W下步 驟：（1)形成纖維素纖維、水和任選的其他添加劑的配料；（2)將該配料沉積在行進(jìn)的多孔束 帶上，從而在行進(jìn)的多孔束帶的頂部上形成纖維網(wǎng)；（3)使纖維網(wǎng)接受空氣穿透干燥W將水 從纖維網(wǎng)移除；W及(4)將干燥的纖維網(wǎng)從行進(jìn)的多孔束帶移除。
[0052] 本公開的非織造材料也可W是多層層合物。多層層合物的例子是運(yùn)樣一個(gè)方面， 其中一些層為紡粘的，一些為烙噴的，諸如紡粘/烙噴/紡粘(SMS)層合物，如在授予化ock等 人的美國(guó)專利號(hào)4,041，203、授予Collier等人的美國(guó)專利號(hào)5,169,706?及授予 Bornslaeger的美國(guó)專利號(hào)4,374,888中所公開的。運(yùn)樣的層合物可通過^下方式制備：按 順序首先將紡粘織物層，然后將烙噴織物層，最后將另一紡粘層沉積到移動(dòng)成形束帶上，再 按下述方式粘合該層合物。作為另外一種選擇，織物層可W單獨(dú)地制成，收集在卷筒中，并 在單獨(dú)的粘合步驟中合并。運(yùn)樣的織物通常具有從約0.1至120SY(盎司/平方碼）（6至 400gsm)的基重，或更具體地講從約0.75至約30SY的基重。
[0053] 本公開使用超疏水組合物來處理非織造頂片W顯著地減少通常在使用諸如一次 性吸收制品的個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品過程中發(fā)生的再浸濕和沾污。處理后的頂片用作"單向閥"，其 允許流體更容易地從面向身體的表面遷移到吸收忍。由于在本公開中使用的設(shè)計(jì)和組合 物，很少有通過從吸收忍重新進(jìn)入頂片面向身體的表面的流體所引起的不期望的再浸濕或 回流。單向閥性能意味著液體在一個(gè)方向上穿透，但是在標(biāo)準(zhǔn)條件下在相反的方向上不穿 透。該特性是雙極性的形式，因?yàn)轫斊拖耠妼W(xué)中的二極管。
[0054] -種實(shí)現(xiàn)本公開的非織造頂片中的"單向閥"的方式是進(jìn)行策略性超疏水處理。 "單向閥"系統(tǒng)的使用促使流體進(jìn)入吸收層，遠(yuǎn)離消費(fèi)者的身體，W使得消費(fèi)者感覺更干燥 和清潔從而實(shí)現(xiàn)總體上改善的性能。
[0055] 為了實(shí)現(xiàn)單向閥行為，非織造基底的兩個(gè)表面中的僅一個(gè)表面將用超疏水性涂層 進(jìn)行處理，處理水平足夠高W使得能夠?qū)崿F(xiàn)表面超疏水性，但又低到足W保持非織造基底 的孔結(jié)構(gòu)打開W使得水能夠透過孔滲透。
[0056] 實(shí)驗(yàn)已證明，非織造基底的優(yōu)選處理將是W大約小于2gsm的添加水平將一個(gè)表面 涂上超疏水性制劑。當(dāng)從非織造基底的兩個(gè)不同的側(cè)面進(jìn)行測(cè)量時(shí)，非織造基底從而表現(xiàn) 出水壓頭值至少約16cm的水高差。
[0057] 當(dāng)在非織造基底的兩個(gè)不同的表面測(cè)量時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)水壓頭值約4cm水的高度差， 超疏水性制劑的添加水平是至關(guān)重要的。如果添加水平太低，則兩個(gè)表面在它們的親水/疏 水性質(zhì)方面非常相似，因?yàn)檫\(yùn)兩個(gè)表面是相同材料的兩個(gè)側(cè)面。由于在運(yùn)種情況下兩個(gè)表 面的水壓頭值非常相似，因此它們之間的差值相當(dāng)小，接近或等于0cm。
[005引相反地，如果添加水平太高（>>2gsm)，則超疏水性制劑在處理側(cè)上形成連續(xù)的 薄膜層。該薄膜層完全阻止液體從兩側(cè)滲透。運(yùn)對(duì)每個(gè)表面產(chǎn)生非常高的水壓頭值。此外， 由于在運(yùn)種情況下兩個(gè)表面的水壓頭值非常相似，因此它們之間的差值也相當(dāng)小，接近或 等于0cm。因此，在最小和最大添加水平之間的所需添加水平是可W實(shí)現(xiàn)單向閥行為的添加 水平范圍。圖4A和圖4B示出了運(yùn)一趨勢(shì)。
[0059] 添加水平范圍也取決于基底的結(jié)構(gòu)參數(shù)，諸如纖維尺寸、孔隙度、密度、均勻性和 基重。當(dāng)基底具有相對(duì)較大直徑的纖維、較高的孔隙度、較低的密度、欠均勻和/或較低的基 重時(shí)，在圖4A和圖4B中的所需添加范圍將朝右偏移，運(yùn)意味著最小和最大添加水平都將具 有更高的值。另一方面，當(dāng)基底具有相對(duì)較小直徑的纖維、較低的孔隙度、較高的密度、更均 勻和/或更高的基重時(shí)，在圖4A和圖4B中的添加范圍朝左偏移，運(yùn)意味著最小和最大添加水 平都將具有更低的值。
[0060] 可使用常規(guī)的可縮放的方法（諸如噴涂）將超疏水涂層施加在表面上。在一個(gè)方 面，使用親水性納米結(jié)構(gòu)化填料(得自Sigma Aldrich的NAN0MER PGV納米粘±)，諸如不進(jìn) 行有機(jī)改性的膨潤(rùn)±。作為疏水性組分，使用氣化乙締-丙締酸共聚物(PMC)的20wt. %水分 散體，如從D證ont獲得的（商品名是CAPST0肥ST-100)。將親水性納米粘±加到水中并進(jìn)行 超聲處理，直到產(chǎn)生穩(wěn)定的懸浮液為止。超聲處理可W在室溫下使用探頭超聲波儀 (S0NICS750W，高強(qiáng)度超聲處理器，處于30 %振幅的13mm直徑頂端)來完成。在運(yùn)些設(shè)置下， 對(duì)于形成穩(wěn)定的15.5克納米粘±-水懸浮液，用時(shí)可W為約15至約30分鐘。將納米粘±在水 中的濃度保持在總懸浮液的2wt. % W下W防止形成凝膠，形成凝膠會(huì)使得分散體過于粘稠 而不能噴涂。在室溫下將穩(wěn)定的粘±-水懸浮液置于機(jī)械混合作用下后，將含水PMC分散體 逐滴加到懸浮液中，W產(chǎn)生用于噴涂的最終分散體。在運(yùn)樣的方面中，在最終分散體中用于 產(chǎn)生超疏水涂層的各組分的濃度將如下：95.5wt. %的水，2.8%的PMC，1.7%的納米粘±; 或97.5wt. %的水，1.25%的PMC，1.25%的納米粘±。使用噴槍霧化器(Paasche化虹吸進(jìn) 料，0.55mm噴嘴)手動(dòng)地或通過將該裝置安裝到工業(yè)流體分配機(jī)器人化FD，叫tra TT系列） 上，W約15cm至約25cm的距離噴涂到纖維素基底上而施加涂料。也可W使用空氣輔助下的 EFD噴嘴，因?yàn)檫\(yùn)在噴涂應(yīng)用期間實(shí)現(xiàn)極細(xì)的霧。建議用于E抑分配系統(tǒng)的最小噴嘴直徑為 約0.35mm。風(fēng)扇有助于噴霧錐成形為楠圓形，運(yùn)對(duì)于在線性移動(dòng)的基底上產(chǎn)生連續(xù)均勻的 涂層是有用的。對(duì)于噴槍，操作依賴于穿過噴嘴的壓縮空氣W對(duì)顆粒分散體進(jìn)行虹吸進(jìn)料， 并且還有助于在噴嘴出口處的流體霧化。施加在整個(gè)噴霧器上的壓降可根據(jù)條件從約2.1 己至約3.4己變化。
[0061] 當(dāng)噴涂水性分散體時(shí)，通常會(huì)遇到一些技術(shù)困難。第一個(gè)主要的問題是:在霧化過 程中流體蒸發(fā)不充分和分散體在涂布基底上的高度潤(rùn)濕，當(dāng)水最終蒸發(fā)時(shí)，運(yùn)兩種情況由 于接觸線釘扎Contact line pinning)和所謂的"咖啡污潰效應(yīng)"會(huì)造成不均勻的涂層。第 二個(gè)主要的挑戰(zhàn)是：當(dāng)與用于噴涂的其他溶劑相比時(shí)，水相對(duì)大的表面張力。水由于其高表 面張力趨向于在噴涂應(yīng)用中形成不均勻的薄膜，因此需要非常小屯、W確保實(shí)現(xiàn)均勻的涂 層。運(yùn)對(duì)于水趨向于結(jié)珠和滾動(dòng)的疏水性基底尤其重要。據(jù)觀察，施加本公開的水性分散體 的最好方法是在霧化期間產(chǎn)生極細(xì)的液滴，并且僅施加非常薄的涂層，W免浸透基底并使 基底內(nèi)的氨鍵重新取向，在干燥后，運(yùn)種重新取向會(huì)導(dǎo)致纖維素基底(例如，紙巾）變硬。
[0062] 在另一方面，首先將涂層噴鑄在基底上，諸如標(biāo)準(zhǔn)紙板或其他纖維素基底上;將多 個(gè)噴涂過程用于實(shí)現(xiàn)不同的涂層厚度。噴涂的薄膜然后在約8(TC的烘箱中接受約30分鐘的 干燥，W除去所有多余的水?；椎某叽缈蒞是大約但不限于約7.5cmX9cm。一旦干燥后， 就對(duì)涂層的可潤(rùn)濕性（即，疏水性與親水性)進(jìn)行表征。為了確定引起超疏水性所需的最低 涂布水平，可在涂布和干燥之前W及之后將基底在微量天平（SartoHus It LE26P)上稱重。該 "最低涂布"并不嚴(yán)格意味著樣品將抵抗液體的滲透，而是水滴將在表面上結(jié)珠并順楊地滾 下?；自谕坎贾昂椭蟮木芤盒钥赏ㄟ^測(cè)定液體滲透壓（w液體的厘米數(shù)表示）的靜水 壓裝置來表征。
[0063] 接觸角的值可通過利用CCD照相機(jī)的背光式光學(xué)圖像裝置來獲得。對(duì)于動(dòng)態(tài)接觸 角滯后測(cè)量(其指定自潔性能），CCD照相機(jī)可通過高速照相機(jī)來代替，諸如REDLAKE Motion Pro照相機(jī)，W準(zhǔn)確地捕捉前進(jìn)和后退接觸角值。前進(jìn)和后退接觸角之間的差值（即，接觸角 滯后)越小，表面的自潔能力就越大。液體滲透壓可根據(jù)ASTM F903-10增加靜液柱壓力直到 液體滲透樣品為止來測(cè)定。液體滲透可通過利用CCD照相機(jī)的光學(xué)圖像裝置而記錄。
[0064] 復(fù)合涂層的可潤(rùn)濕性可W首先在紙板上進(jìn)行測(cè)試，紙板是被認(rèn)為代表一般類別的 纖維素基底(質(zhì)地化或非質(zhì)地化)的非質(zhì)地化親水性纖維素基底。將納米粘增加的濃度 滲入涂層中，直到觀察到自潔行為為止。將納米粘±加到復(fù)合涂層中的目的是為了影響涂 層的質(zhì)地。眾所周知，超疏水性和自潔行為通過兩個(gè)機(jī)制來控制，即，表面粗糖度和表面能。 還已表明，分層結(jié)構(gòu)與低表面能基團(tuán)相結(jié)合提供用于實(shí)現(xiàn)超疏水性所需的粗糖度的良好途 徑。納米粘±具有納米級(jí)厚度和微米級(jí)長(zhǎng)度的薄片結(jié)構(gòu)，當(dāng)自組裝時(shí)(通過靜電相互作用）， 產(chǎn)生上述層分層結(jié)構(gòu)。在最先觀察到自潔能力時(shí)納米粘±在復(fù)合涂層中的濃度水平為最終 復(fù)合涂層的約38wt. % (最終涂層約62wt. %的PMC)。當(dāng)將該復(fù)合涂層噴鑄在紙板上時(shí)，可實(shí) 現(xiàn)約146±3° (近超疏水)的接觸角，和約21 ±5°的接觸角滯后。較低的滯后值預(yù)期可W得到 更疏水的納米結(jié)構(gòu)化顆粒，但是基于疏水性填料的水分散體是極難實(shí)現(xiàn)的。其他納米結(jié)構(gòu) 化顆粒包括氣相二氧化娃、疏水性二氧化鐵、氧化鋒、納米粘±、片狀脫落的納米石墨片、碳 納米纖維W及它們的混合物。其他填料可包括磨碎玻璃、碳酸巧、=水合侶、滑石、=氧化 錬、飛灰、粘上W及它們的混合物。
[0065] 雖然在超疏水性的情況下，重點(diǎn)放在提高粗糖度和降低表面能上，但對(duì)于抵抗液 體滲入基底中，基底的孔尺寸和表面能是重要的因素。圖1顯示了 W理想的方式構(gòu)造的抵抗 水滲透的多孔基底(平均分布的均勻直徑d的直孔）。在運(yùn)種構(gòu)造中，用于滲透孔尺寸為d的 疏水性基底所必需的壓力由楊氏-拉普拉斯(Young-Laplace)方程A p = 4 丫 cos0/d給出，其 中g(shù)是水的表面張力，而q(q>90°)是水和基底之間的接觸角。多孔基底的疏水性越強(qiáng)（即，q 值越高），液體滲透壓Ap越大。顯而易見的是，滲透壓與孔尺寸成反比(孔越細(xì)，引起水滲透 所需要的壓力就越高）。雖然通過將相對(duì)厚的涂層處理(其他疏水制劑)施加到多孔基底能 夠影響孔尺寸，但是在涂布之后的有效孔尺寸通常已由在涂布處理之前的基底孔尺寸預(yù)先 決定。施加涂布處理的一般目的是為了降低基底的表面能。在親水的、基于纖維素的基底的 情況下，涂布處理可能不會(huì)產(chǎn)生圍繞某些纖維的均勻、低表面能薄膜，運(yùn)些纖維為親水性 的，可容易地吸收水分而導(dǎo)致0cm的液體滲透壓值。增加涂布處理應(yīng)賦予一定程度的對(duì)水滲 透的阻力。運(yùn)種方法的有效性通過液體滲透壓（即"水壓頭"，其W用于對(duì)表面進(jìn)行挑戰(zhàn)的液 體的厘米數(shù)來度量)進(jìn)行測(cè)定。該壓力越高，涂布方法在向基底賦予疏水性方面越有效。自 然地，液體滲透壓取決于所用的液體(在楊氏-拉普拉斯方程中的丫值）。由于醇具有比水更 低的表面張力，因此水和醇的混合物導(dǎo)致更低的滲透壓。
[0066] 圖2A和圖2B示出了單向閥的工作機(jī)理。對(duì)于涂層向上(CU)的取向，運(yùn)意味著未涂 布的側(cè)向下，施加到頂部(涂布側(cè)）的液滴將通過在非織造材料中的孔下垂，直到液滴接觸 忍吸掉液滴的未涂布纖維為止。相反地，對(duì)于涂布側(cè)向下而未涂布側(cè)向上(未示出），施加到 頂部(未涂布側(cè))的液滴將下垂到涂層上方的開放空間，但必須克服全部的拉普拉斯壓力闊 值才能完全滲過涂布側(cè)。該系統(tǒng)類似于電子二極管，其中，允許流體從一個(gè)方向轉(zhuǎn)移，但不 允許在相反的方向轉(zhuǎn)移。由于液體界面從CU方向下垂到疏水涂布的孔中，因此液體將被忍 吸通過未涂布的親水性纖維下方，并允許流體運(yùn)輸?shù)交變?nèi)。對(duì)于涂層向下(CD)的取向，由 于沒有未涂布的親水性纖維忍吸流體穿過，因此液體界面在流體滲透之前可W在大得多的 壓力下下垂。
[0067] 圖3示出了如上所述經(jīng)處理的標(biāo)準(zhǔn)紙巾的橫截面掃描電鏡（SEM)圖像，其中圖3很 大程度上類似于圖2B的示意圖中的CU情況。連同涂布纖維和未涂布纖維之間的間隙，可在 橫截面的頂部看見涂層。
[0068] 圖4A和圖4B示出了運(yùn)樣的現(xiàn)象：W涂層側(cè)向上被引向壓力的基底的流體通過比涂 層側(cè)向下的流體通過更容易，從而產(chǎn)生"閥窗口"。W增加的涂布間隔對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)試;該測(cè) 試顯示出：在更大gsm的涂布下，阻力差異縮小。因此，涂布水平應(yīng)保持較低。通過細(xì)化噴涂 中的精度W及通過創(chuàng)建0.25和0.75gsm的數(shù)據(jù)點(diǎn)來加寬圖4A和圖4B中的"閥窗口"是可能 的。
[0069] 圖5示出了被引向油-水混合物或乳液的單側(cè)涂布的基底的油水-分離現(xiàn)象。油已 用油紅0(0il Red 0)染成紅色，而水已用藍(lán)色食用色素染成藍(lán)色。圖5的方面(a)示出了將 低表面能流體(油)從涂布側(cè)吸收到材料中，而相對(duì)較高表面能的流體(水)已被分離出來并 停留在材料上方的超疏水涂層上。圖5的方面(b)示出了相反的情況，其中，材料的未涂布側(cè) 已經(jīng)用未染色的水飽和。當(dāng)將相同的油-水混合物引向該材料的涂布側(cè)時(shí)，水被吸收，油被 分離并留在表面上。
[0070] 基底可用于運(yùn)樣的應(yīng)用，其中，它將允許油或相對(duì)較低表面能的流體從包含較高 表面能的流體(諸如油-水乳液中的水)的流體混合物中分離。如在圖5的方面(a)中所示，一 旦與油-水混合物接觸，水將被涂層排斥，而油因其較低的表面能可被吸收。
[0071] 對(duì)于期望從分離中得到較低表面能的流體的應(yīng)用，運(yùn)種流體分離也可W反過來。 如果從未涂布側(cè)將材料引向更高表面能的流體從而使材料浸透，諸如，如在圖5的方面(b) 中未涂布側(cè)被水潤(rùn)濕就是運(yùn)種情況;則材料從混合物中分離并吸收較高表面能的流體(在 本例中為水），并使較低表面能的流體(在本例中為油）留在涂布的表面上，如在圖5的方面 (b)中所示。
[0072] 本公開提供有助于減少頂片面向身體的表面上的體液存在的超疏水性涂布非織 造材料，運(yùn)使得體液更可能引向吸收忍。
[0073] 實(shí)例
[0074] W下實(shí)例將進(jìn)一步描述和說明本公開范圍內(nèi)的多個(gè)方面。給出的實(shí)例僅用于說明 性目的，而不應(yīng)被理解為對(duì)本公開的限制，因?yàn)樵诓幻撾x本公開的精神和范圍的情況下其 許多變型形式是可能的。
[00"75] 具體地講，運(yùn)些實(shí)例描述了使用可得自Roswell，Georgia的Kimberly-Clark Professional的高密度紙巾化DPT)、SC0TT牌紙巾（SPT)和作為基底的BCW涌流材料(surge material),而所用的超疏水化學(xué)品在共同未決的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)13/193065和13/ 193145中描述過。所用的具體的皿PT是22.3磅/2880平方英尺或38gsm的化邸肥X牌硬卷紙 巾50606dSPT是UCTAD薄紙，其具有比HDPT的密度更低的密度。在基底一個(gè)表面上的運(yùn)些低 添加水平下，展示了單向閥性質(zhì)。經(jīng)處理的側(cè)展示了結(jié)珠，隨后穿過經(jīng)處理的纖維之間的孔 滲透到基底的另一側(cè)，而未經(jīng)處理的側(cè)展示了液體沿著未經(jīng)處理的側(cè)吸收和擴(kuò)散，但流體 并不穿過經(jīng)處理的側(cè)回滲。
[0076] 將超疏水性制劑噴涂在基底表面上W產(chǎn)生單向閥性能。之前在涂布基底中的努力 使用了高涂布水平，W使得涂布的表面用作防止流體穿過的阻擋層。在運(yùn)樣的高涂布水平 下，在處理過的表面上的纖維和纖維之間的孔都被超疏水性涂層化學(xué)品覆蓋，該化學(xué)品實(shí) 際上在基底上形成了連續(xù)的水不可滲透的薄膜。據(jù)發(fā)現(xiàn)，將涂層重量降低到非常低的水平， 諸如2gsm或更低，導(dǎo)致了涂布的基底呈現(xiàn)單相閥性質(zhì)。HDPT、SPT和BCW涌流材料W Igsm的基 重涂上超疏水性制劑（1.25 %的PMC、1.25 %的納米粘±和97.5 %的水)并表現(xiàn)出單向閥行 為;水可W容易地從涂布側(cè)滲入到未涂布側(cè)，但不能在相反的方向上滲透，除非在高壓力作 用下。
[0077] 圖3示出了涂層僅覆蓋表面層上的纖維，并且沒有涂層化學(xué)品阻塞和跨接纖維之 間的孔。運(yùn)種涂層結(jié)構(gòu)在使得能夠?qū)崿F(xiàn)單向閥行為上是關(guān)鍵的。雖然不局限于任何特定的 理論，但是據(jù)推測(cè)，當(dāng)涂布側(cè)向上時(shí)，水滴將在涂布表面上形成，該水滴的形成由來自涂布 纖維的排斥力而驅(qū)動(dòng)。運(yùn)些液滴最初將停留在開放的孔上方，然后將下垂到孔中，直到它們 接觸在涂布表面下方的未涂布纖維為止。由未涂布纖維產(chǎn)生的忍吸作用將穿過孔并遠(yuǎn)離涂 布側(cè)吸取液滴。運(yùn)樣，在未涂布側(cè)中的纖維網(wǎng)絡(luò)提供連續(xù)的驅(qū)動(dòng)力W將流體從進(jìn)入點(diǎn)移除。 相反，當(dāng)將流體添加到未涂布側(cè)時(shí)（即，當(dāng)涂布側(cè)在本例中向下時(shí)），流體液滴立即沿著未涂 布層忍吸到纖維網(wǎng)絡(luò)中。當(dāng)液滴最終接觸涂布的纖維時(shí)，它們必須克服全部的拉普拉斯壓 力闊值才能穿透涂布層，因?yàn)樵诳椎牧硪粋?cè)上沒有未涂布的纖維吸引流體通過。
[007引如上所述，圖4A和圖4B分別反映了對(duì)于HDPT和SPT而言涂布水平對(duì)水壓頭壓力的 影響。W涂層側(cè)向上被引向壓力的單側(cè)涂布的基底的流體通過比涂層側(cè)向下的流體通過更 容易;運(yùn)產(chǎn)生閥窗口。閥窗口決定單向閥性能。窗口越大，基底所呈現(xiàn)的單相閥性能更有效。 閥窗口隨著涂布水平的增加而減小。運(yùn)就解釋了為什么僅在適當(dāng)?shù)偷耐繉又亓肯掠^察到了 單向閥性能;在較高的涂層重量下閥窗口消失了。
[0079] 在第一具體方面，具有單向閥性質(zhì)的材料包括:非織造基底，該非織造基底具有第 一表面和第二表面，該第一表面具有第一表面水壓頭值，該第二表面具有第二表面水壓頭 值;和超疏水性制劑，該超疏水性制劑設(shè)置在該第一表面上，其中第一表面水壓頭值小于約 1cm，并且其中第二表面水壓頭值至少大于第一表面水壓頭值4cm。
[0080] 第二具體方面包括第一具體方面，其中超疏水性制劑W小于約2gsm的添加水平存 在。
[0081] 第=具體方面包括第一或第二具體方面，其中超疏水性制劑包含疏水性組分、納 米結(jié)構(gòu)化顆粒和水。
[0082] 第四具體方面包括前述具體方面中的任一個(gè)，其中疏水性組分選自氣化聚合物、 全氣化聚合物、非氣化聚合物W及它們的混合物。
[0083] 第五具體方面包括前述具體方面中的任一個(gè)，其中納米結(jié)構(gòu)化顆粒選自氣相二氧 化娃、疏水性二氧化鐵、氧化鋒、納米粘±、片狀脫落的石墨納米片、碳納米纖維W及它們的 混合物。
[0084] 第六具體方面包括前述具體方面中的任一個(gè)，其中疏水性組分是水可分散的疏水 性聚合物。
[0085] 第屯具體方面包括前述具體方面中的任一個(gè)，其中水可分散的疏水性聚合物包括 選自丙締酸單體、丙締酸前體等的共聚單體。
[0086] 第八具體方面包括前述具體方面中的任一個(gè)，其中超疏水性制劑是改性全氣化聚 合物。
[0087] 第九具體方面包括前述具體方面中的任一個(gè)，超疏水性制劑還包含選自非離子、 陽離子和陰離子表面活性劑的表面活性劑。
[0088] 第十具體方面包括前述具體方面中的任一個(gè)，超疏水性制劑還包含選自長(zhǎng)鏈脂肪 酸、長(zhǎng)鏈脂肪酸鹽、乙締-丙締酸、乙締-甲基丙締酸共聚物、橫酸、乙酸等的穩(wěn)定劑。
[0089] 第十一具體方面包括前述具體方面中的任一個(gè)，超疏水性制劑還包含選自磨碎玻 璃、碳酸巧、=水合侶、滑石、=氧化錬、飛灰、粘及它們的混合物的填料。
[0090] 第十二具體方面包括前述具體方面中的任一個(gè)，其中非織造基底為吸收性的。
[0091 ]第十=具體方面包括前述具體方面中的任一個(gè)，其中非織造基底選自紙巾、紡粘 材料、烙噴材料、共成形材料、氣紡材料、粘合梳理網(wǎng)材料、水力纏結(jié)(水刺)材料、它們的組 厶給給 1=1寸寸〇
[0092] 第十四具體方面包括前述具體方面中的任一個(gè)，其中第二表面水壓頭值大于第一 表面水壓頭值不到約16cm。
[0093] 第十五具體方面包括前述具體方面中的任一個(gè)，其中材料被構(gòu)造成通過吸收較低 表面能的流體而將較高表面能的流體留在材料的第一表面上而在第一表面上分離具有不 同表面能的流體的混合物。
[0094] 第十六具體方面包括前述具體方面中的任一個(gè)，其中材料被構(gòu)造成在第二未涂布 表面被較高表面能的流體潤(rùn)濕后通過吸收較高表面能的流體而將較低表面能的流體留在 材料的第一表面上而在第一表面上分離具有不同表面能的流體的混合物。
[0095] 在第十屯具體方面，具有單向閥性質(zhì)的材料包括:非織造基底，該非織造基底具有 第一表面和第二表面，該第一表面具有第一表面水壓頭值，該第二表面具有第二表面水壓 頭值;和超疏水性制劑，該超疏水性制劑W小于約2gsm的添加水平設(shè)置在該第一表面上，其 中第二表面水壓頭值至少大于第一表面水壓頭值4cm。
[0096] 第十八具體方面包括第十屯具體方面，其中超疏水性制劑包含疏水性組分、納米 結(jié)構(gòu)化顆粒和水。
[0097] 第十九具體方面包括前述具體方面中的任一個(gè)，其中疏水性組分選自氣化聚合 物、全氣化聚合物、非氣化聚合物W及它們的混合物。
[0098] 在第二十具體方面，個(gè)人護(hù)理制品包括:非織造流體可滲透頂片，該頂片具有面向 身體的表面和相對(duì)的背側(cè)表面;流體不可滲透底片;和至少一個(gè)設(shè)置在其間的中間層，其中 流體可滲透頂片包括:非織造基底，該非織造基底具有第一表面和第二表面，該第一表面具 有第一表面水壓頭值，該第二表面具有第二水壓頭值;和超疏水性制劑，該超疏水性制劑設(shè) 置在該第一表面上，其中第一表面水壓頭值小于約1cm，并且其中第二表面水壓頭值至少大 于第一表面水壓頭值4cm。
[0099] 本文所公開的尺寸和值不應(yīng)被理解為嚴(yán)格地限于所述的精確數(shù)值。相反，除非另 外指明，否則每個(gè)運(yùn)樣的尺寸旨在表示所述值和圍繞該值的功能上等同的范圍。例如，公開 為"40mm"的尺寸旨在表示"約40mm"。
[0100] 在本公開的"【具體實(shí)施方式】"中引用的所有文件在相關(guān)的部分中均W引用方式并 入本文;對(duì)任何文件的引用均不應(yīng)被解釋為承認(rèn)其是關(guān)于本公開的現(xiàn)有技術(shù)。在本書面文 件中的術(shù)語的任何含義或定義與W引用方式并入的文件中的術(shù)語的任何含義或定義沖突 的情況下，應(yīng)當(dāng)W賦予本書面文件中的術(shù)語的含義或定義為準(zhǔn)。
[0101] 雖然已經(jīng)示出并描述了本公開的特定方面，但對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見的 是，在不背離本公開的精神和范圍的情況下可W作出各種其他變化和修改。因此，在所附權(quán) 利要求書中意圖涵蓋所有在本公開范圍內(nèi)的運(yùn)樣的變化和修改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種具有單向閥性質(zhì)的材料，所述材料包括： 非織造基底，所述非織造基底具有第一表面和第二表面，所述第一表面具有第一表面 水壓頭值，所述第二表面具有第二表面水壓頭值;和 超疏水性制劑，所述超疏水性制劑設(shè)置在所述第一表面上，其中所述第一表面水壓頭 值小于約1 cm，并且其中所述第二表面水壓頭值至少大于所述第一表面水壓頭值4cm。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料，其中所述超疏水性制劑以小于約2gsm的添加水平存在。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料，其中所述超疏水性制劑包含疏水性組分、納米結(jié)構(gòu)化顆 粒和水。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的材料，其中所述疏水性組分選自氟化聚合物、全氟化聚合物、 非氟化聚合物以及它們的混合物。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的材料，其中所述納米結(jié)構(gòu)化顆粒選自氣相二氧化硅、疏水性二 氧化鈦、氧化鋅、納米粘土、片狀脫落的納米石墨片、炭納米纖維以及它們的混合物。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的材料，其中所述疏水性組分為可水分散的疏水性聚合物。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的材料，其中所述可水分散的疏水性聚合物包括選自丙烯酸單 體、丙烯酸前體等的共聚單體。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料，其中所述超疏水性制劑是改性的全氟化聚合物。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料，所述超疏水性制劑還包含選自非離子、陽離子和陰離子 表面活性劑的表面活性劑。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料，所述超疏水性制劑還包含選自長(zhǎng)鏈脂肪酸、長(zhǎng)鏈脂肪 酸鹽、乙烯-丙烯酸、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、磺酸、乙酸等的穩(wěn)定劑。11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料，所述超疏水性制劑還包含選自磨碎玻璃、碳酸鈣、三水 合鋁、滑石、三氧化銻、飛灰、粘土以及它們的混合物的填料。12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料，其中所述非織造基底是吸收性的。13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料，其中所述非織造基底選自紙巾、紡粘材料、熔噴材料、 共成形材料、氣紡材料、粘合梳理網(wǎng)材料、水力纏結(jié)(水刺)材料、它們的組合等等。14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料，其中所述第二表面水壓頭值大于所述第一表面水壓頭 不到約16cm。15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料，其中所述材料被構(gòu)造成通過吸收較低表面能的流體而 將較高表面能的流體留在所述材料的所述第一表面上而在所述第一表面上分離具有不同 表面能的流體的混合物。16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的材料，其中所述材料被構(gòu)造成在第二未涂布表面被較高表 面能的流體潤(rùn)濕后通過吸收所述較高表面能的流體而將較低表面能的流體留在所述材料 的所述第一表面上而在所述第一表面上分離具有不同表面能的流體的混合物。17. -種具有單向閥性質(zhì)的材料，所述材料包括： 非織造基底，所述非織造基底具有第一表面和第二表面，所述第一表面具有第一表面 水壓頭值，所述第二表面具有第二表面水壓頭值； 超疏水性制劑，所述超疏水性制劑以小于約2gsm的添加水平設(shè)置在所述第一表面上， 其中所述第二表面水壓頭值至少大于所述第一表面水壓頭值4cm。18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的材料，其中所述超疏水性制劑包含疏水性組分、納米結(jié)構(gòu)化 顆粒和水。19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的材料，其中所述疏水性組分選自氟化聚合物、全氟化聚合 物、非氟化聚合物以及它們的混合物。20. -種個(gè)人護(hù)理制品，所述個(gè)人護(hù)理制品包括:非織造流體可滲透頂片，所述頂片具 有面向身體的表面和相對(duì)的背側(cè)表面;流體不可滲透底片；和至少一個(gè)設(shè)置在其間的中間 層，其中流體可滲透頂片包括非織造基底，所述非織造基底具有第一表面和第二表面，所述 第一表面具有第一表面水壓頭值，所述第二表面具有第二水壓頭值;和 超疏水性制劑，所述超疏水性制劑設(shè)置在所述第一表面上，其中所述第一表面水壓頭 值小于約1 cm，并且其中所述第二表面水壓頭值至少大于所述第一表面水壓頭值4cm。21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的個(gè)人護(hù)理制品，其中所述非織造流體可滲透頂片選自紙巾、 紡粘材料、熔噴材料、共成形材料、氣紡材料、粘合梳理網(wǎng)材料、水力纏結(jié)(水刺)材料、它們 的組合等等。22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的個(gè)人護(hù)理制品，其中所述超疏水性制劑是改性全氟化聚合 物。
【文檔編號(hào)】F16K13/00GK106062449SQ201480068630
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2014年10月30日
【發(fā)明人】秦建, D·E·沃爾德魯普, C·M·麥加里迪斯, J·E·梅茨, T·M·舒茨尤斯
【申請(qǐng)人】金伯利-克拉克環(huán)球有限公司, 伊利諾伊大學(xué)評(píng)議會(huì)