專利名稱：吸收用品的壓花襯墊的制作方法
發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及可吸收的個(gè)人衛(wèi)生用品。尤其是它涉及一次性使用的用品，如婦女衛(wèi)生巾、尿布和訓(xùn)練褲、傷口衛(wèi)生包扎用品和繃帶和成人失禁用產(chǎn)品的吸收用品，其具有帶改良表面特性的襯墊以便提高性能。
發(fā)明的背景一次性使用的產(chǎn)品通常的結(jié)構(gòu)有頂片材料(也稱為蓋片)，吸收芯和防水的背片。某些在頂片和吸收芯之間還可以有波動(dòng)層或其他特殊的層。這里稱為“襯墊”的結(jié)構(gòu)是一種包括至少第一層(頂片)和第二層(波動(dòng)層)的互相面對的組合物。
頂片材料的作用，因?yàn)樗桥c穿著者身體接觸的層，所以要提供穿著該產(chǎn)品時(shí)使穿著者感到舒服的必需的柔軟度，而更重要的是，它應(yīng)該有能迅速吸收從穿著者身體排出的流體的結(jié)構(gòu)特性?？焖傥諏p小流體流到吸收材料周邊外面和進(jìn)行穿著者衣服中引起不希望的泄漏的污染的可能性，是很重要的。吸收材料具有從頂片釋放所吸收流體的功能，并最好有沿著吸收材料的長度、寬度和厚度散布流體以及保持流體的功能。頂片材料常由無紡織物或穿孔的膜制成。如Zelazoski等人的美國專利5,536,555和Majors等人的美國專利5,704,101所描述的那樣，可以用壓花輥和支承輥對膜頂片機(jī)械穿孔制成穿孔的膜片。在轉(zhuǎn)讓給Procter & Gamble公司的美國專利4,342,314中可以找到在這類應(yīng)用中使用的另一種材料，在該專利中描述了真空穿孔膜。
波動(dòng)層大多數(shù)典型地插入在頂片和另一層如散布或保持層之間和放入到與頂片密切接觸并且液體連通的層中。波動(dòng)層通常鄰接頂片的內(nèi)表面(離開穿著者)。一般希望將波動(dòng)層的上和/或下表面分別連接頂片和下一層，以便進(jìn)一步增加液體的傳送。
在個(gè)人衛(wèi)生用品中使用的吸收芯通常由紙漿纖維或與超級吸收顆?；旌系募垵{纖維制成。這些結(jié)構(gòu)還可以包括增加整體性的粘合纖維。
在工業(yè)上眾所周知，在設(shè)計(jì)用于吸收被損壞的衛(wèi)生用品的婦女衛(wèi)生產(chǎn)品和嬰兒衛(wèi)生產(chǎn)品的典型流體的產(chǎn)品時(shí)，遇到了困難的挑戰(zhàn)。在嬰兒衛(wèi)生產(chǎn)品中，要考慮吸收尿和糞便(BM)排泄物，而婦女衛(wèi)生用品主要考慮吸收月經(jīng)流體。由于每種流體的粘度、密度和組成各不相同，對產(chǎn)品設(shè)計(jì)者來說，每種類型的個(gè)人衛(wèi)生用品的優(yōu)化最終產(chǎn)品中使用的每種材料的吸收特性，都是不同的和復(fù)雜的挑戰(zhàn)。
在所有的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中一個(gè)共同點(diǎn)是，它們中每一個(gè)應(yīng)該有迅速吸收流體的能力，而不允許流體流到吸收用品周邊之外，同時(shí)保持流體遠(yuǎn)離頂片和穿著者身體，以便減小濕的頂片可能產(chǎn)生的濕的感覺和可能對皮膚的刺激。由于這些理由，應(yīng)該以這樣的方式開發(fā)任何產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，使每個(gè)組件與其他組件工作良好以便使它們的應(yīng)用最優(yōu)化。這意味著吸收芯應(yīng)有能力快速從頂片材料釋放所吸收物并有散布和保持流體的本領(lǐng)。
現(xiàn)有許多專利企圖滿足在柔軟度和流體吸收性之間所需的平衡。例如Aziz的美國專利4,323,068描述帶有升高的凸起部的頂片材料，以便使該表面與穿著者身體隔離從而提高干燥度。Sanford的美國專利4,041,951公開了一種頂片材料，它包含許多凹陷區(qū)，以便將穿著者的皮膚與吸收用品的潮濕隔離。但是如美國專利4,323,068所指出的那樣，該’951號發(fā)明有缺點(diǎn)，它沒有在加壓后可以維持材料凸起部的必需的結(jié)構(gòu)整體性。Mesek的美國專利3,934,588描述由長和短纖維制成的無紡織物頂片，它提供變薄的區(qū)域作為流體吸收的優(yōu)選流道。Van Hout等人的美國專利5,695,595提出形成有許多變薄區(qū)域的材料的方法，變薄區(qū)由允許蒸汽和水蒸汽透過的突起形狀構(gòu)成。Englebert等人的美國專利4,741,941描述有中空突起的無紡網(wǎng)膜，可以設(shè)計(jì)成提供合適的結(jié)構(gòu)特性，以便允許快速的吸入時(shí)間。上述的所有參考文獻(xiàn)都表示有必要改進(jìn)頂片的結(jié)構(gòu)以便使穿著者的身體與一次性使用用品分離，同時(shí)提供必需的吸收性使流體迅速地傳送到吸收芯。
但是還需要一種用于個(gè)人衛(wèi)生用品的襯墊，它將在指定的區(qū)域內(nèi)吸收流體，和能夠在加上壓力負(fù)荷后保持它的整體性同時(shí)也保持它的吸收特性。這個(gè)發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種新穎的結(jié)構(gòu)，它提高對高度粘彈性流體，如月經(jīng)或糞便(BM)流體的吸收特性，和在壓力條件下還能保持它的整體性。
發(fā)明的概要用襯墊達(dá)到了發(fā)明的各項(xiàng)目的，襯墊將通過改進(jìn)它的表面提高多孔材料的吸收特性。理想的個(gè)人衛(wèi)生用品將是這樣一種，它可以吸收流體如流體傳送到該用品時(shí)那樣快，而不會讓流體流到吸收用品周邊之外。但是，由于觀察到各種損害用品的流體特性有差別，挑選和設(shè)計(jì)個(gè)人衛(wèi)生用品中所用的材料是相當(dāng)復(fù)雜的。因此，這里描述的發(fā)明論述吸收用品的流體吸收特性，該吸收用品使用表面變型能夠保持流體和減小可能的泄漏，同時(shí)還提高它的吸收特性。
吸收粘性流體例如月經(jīng)、尿和BM的表面變型是在復(fù)合結(jié)構(gòu)上有壓花的至少一個(gè)凹部，盡管優(yōu)選有一組這樣的凹部。這里稱為襯墊的復(fù)合結(jié)構(gòu)是至少第一層(頂片)和第二層(波動(dòng)層)組成的復(fù)合物，第一和第二層互相面對?？蛇x擇地可以存在第三層，吸收層。這些組件中的任何一個(gè)可以多于一層。已經(jīng)表明在有頂片和波動(dòng)層單獨(dú)組成的結(jié)構(gòu)上壓花出凹部有最佳的效果，因而也是優(yōu)選的。
附圖的簡要描述

圖1表示本發(fā)明襯墊一組凹部的例子；圖2表示本發(fā)明襯墊一組凹部的另一個(gè)例子；圖3表示有凹部的兩層復(fù)合物的剖面圖；圖4-10表示婦女衛(wèi)生用品的各個(gè)例子，它們在產(chǎn)品上有各種構(gòu)形的凹部。
圖11表示有凹部的三層的實(shí)施例。
圖12是測速塊設(shè)備的示意圖，該設(shè)備適合用于確定材料或材料系統(tǒng)的流體吸入時(shí)間。
定義“一次性使用”包括在一次使用之后拋棄的和不打算清洗和再使用的。
如這里所用的和在權(quán)利要求書中所用的那樣，術(shù)語“包括”的意義是可兼有的或可擴(kuò)充的，和不排除附加的沒有說明的元件，組成中的組分，或方法步驟。
如這里所用的那樣，術(shù)語“無紡織物或網(wǎng)膜”指的是有混雜的單個(gè)纖維或紗線結(jié)構(gòu)的網(wǎng)膜，而不是如針織織物中所用的可識別的方式。用許多方法，例如，熔噴法、紡粘法和粘梳網(wǎng)膜法已經(jīng)形成各種無紡織物或網(wǎng)膜。無紡織物的單位重量通常用每平方碼材料的盎司數(shù)(osy)或每平方米的克數(shù)(gsm)來表示，和有用的纖維直徑一般用微米表示。(注意如要將osy轉(zhuǎn)換成gsm，用33.91乘以osy)。
“紡粘纖維”指的是小直徑的纖維，它是通過將熔融的熱塑性材料從噴絲頭的許多精細(xì)的毛細(xì)孔中擠壓出來形成的絲。例如，這樣的方法公開在Appel等人的美國專利4,340,563、Dorschner等人的美國專利3,692,618、Matsuki等人的美國專利3,802,817、Kinney的美國專利3,338,992和3,341,394、Hartman的美國專利3,502,763和Dobo等人的美國專利3,542,615中。纖維也可以有非常規(guī)的形狀，如在Hogle等人的美國專利5,277,976、Hills的美國專利5,466,410和Largman等人的5,069,970和5,057,368所描述的纖維形狀。
“共軛纖維”指的是由至少兩種聚合物形成的纖維，聚合物在纖維的橫截面內(nèi)排列在基本固定的不同區(qū)內(nèi)并沿著纖維的長度連續(xù)伸展。在Kaneko等人的美國專利5,108,820、Strack等人的美國專利5,336,552號和Pike等人的美國專利5,382,400中提出共軛纖維。
“粘梳網(wǎng)膜”指的是，由精梳或粗梳裝置送出的人造短纖維制成的網(wǎng)膜，梳理裝置將人造短纖維分離或分開并使人造短纖維在機(jī)器方向?qū)R，從而形成通常取向機(jī)器方向的纖維無紡網(wǎng)膜。這樣的纖維一般成捆購買，然后將纖維放到開松機(jī)/摻合器，或者清棉機(jī)，它們在將纖維送到粗梳裝置之前分離纖維。一旦形成網(wǎng)膜，通過幾種已知的粘合方法的一種或幾種使其粘合。如果使用的這樣一種粘合方法是粉末粘合，過程是將粉末狀粘合劑散布到網(wǎng)膜中，然后通常用加熱網(wǎng)膜來激活并用熱空氣使其粘合。
另一種合適的粘合方法是壓花粘合法，其中使用加熱的砑光輥或超聲波粘合設(shè)備，通常在局部的粘合壓花中將纖維粘合在一起，雖然如果需要，網(wǎng)膜也可以在其整個(gè)表面粘合在一起。壓花的一個(gè)例子是Hansen和Pennings的美國專利3,855,046中提出的HansenPennings或“HP”圖案，該圖案有約30％的粘合面積和有約200粘合點(diǎn)/平方英寸。HP圖案有方形的點(diǎn)或針狀粘合區(qū)，其中每個(gè)針的側(cè)邊尺寸為0.038英寸(0.965mm)，針點(diǎn)之間距離為0.070英寸(1.778mm)，和粘合深度為0.023英寸(0.584mm)。得到的圖案的粘合面積約為29.5％。另一種典型的點(diǎn)粘合圖案是擴(kuò)大的Hansen Pennings或“EHP”粘合圖案，它產(chǎn)生15％的粘合面積。還存在許多其他的粘合圖案。另一種合適的和眾所周知的粘合方法，在使用共軛人造短纖維時(shí)特別有用，是通過空氣粘合，將熱空氣通過網(wǎng)膜使其至少部分熔化網(wǎng)膜的組分從而產(chǎn)生粘合。
“氣流成網(wǎng)”是眾所周知的方法，通過它可以形成纖維無紡層。在氣流成網(wǎng)法中將長度范圍一般在約3毫米到約19毫米(mm)的小纖維束分離并夾帶到供給的空氣中，然后通常在真空供給的幫助下沉降到成形的篩網(wǎng)上。接著用例如熱空氣或噴灑粘合劑使隨機(jī)沉降的纖維互相粘合。
“共孔的”指的是一種復(fù)合物，其中(至少兩種)材料是一起成孔的從而產(chǎn)生通過各層延伸的孔。在材料之間通過輕微接觸和/或纏結(jié)和/或互相滲入和/或粘合產(chǎn)生界面。這個(gè)界面的程度或范圍取決于特定材料的組分和過程的條件。延伸通過各層的孔由通過熔融和纖維的某些流動(dòng)產(chǎn)生的纖維/膜狀的結(jié)構(gòu)表示。
“個(gè)人衛(wèi)生用品”指的是尿布、訓(xùn)練褲、有吸收性的內(nèi)褲、成人失禁用用品、婦女衛(wèi)生用品、傷口包扎用品如繃帶，和其他用品。
“婦女衛(wèi)生用品”指的是衛(wèi)生巾或墊、棉塞和褲狀襯墊。
“目標(biāo)區(qū)”指的是個(gè)人衛(wèi)生用品上穿著者通常排放污物的區(qū)域或位置。
試驗(yàn)方法測速塊吸入試驗(yàn)應(yīng)用這個(gè)試驗(yàn)確定已知量的流體進(jìn)入到材料和/或材料系統(tǒng)中的吸入時(shí)間。試驗(yàn)設(shè)備由透明的最好是丙烯酸制成的如圖12中所示的測速塊10，和定時(shí)器或秒表組成。沖切出一塊要試驗(yàn)的襯墊材料13，大小為4英寸×4英寸(102mm×102mm)。(在特殊的樣品中描述特殊的要試驗(yàn)的襯墊)。這些研究中所用的吸收用品14在下面的“試驗(yàn)材料”中描述。
測速塊10是3英寸(76.2mm)寬和2.87英寸(72.9mm)深(到紙中)且其整個(gè)高度1.125英寸(28.6mm)，它包括測速塊10底上的中心區(qū)19，中心區(qū)從測速塊10的主體向外突起且其高度0.125英寸(3.2mm)和寬度0.886英寸(22.5mm)。測速塊10有內(nèi)徑為0.186英寸(4.7mm)的毛細(xì)管12，它從一側(cè)15斜向下到中心線16，與水平線成21.8度角。毛細(xì)管12可從測速塊10的側(cè)邊15以合適的角度在測速塊10的底上方0.726英寸(18.4mm)的點(diǎn)處開始鉆一個(gè)尺寸合適的孔而形成；但是，設(shè)置成在側(cè)邊15上的鉆孔開始點(diǎn)必須完全被塞住，從而試驗(yàn)的流體將不會從那里漏出。頂孔17的直徑為0.312英寸(7.9mm)，深度為0.625英寸(15.9mm)，從而它與毛細(xì)管12相交。頂孔17與測速塊10的頂部垂直且其中心離側(cè)邊15有0.28英寸(7.1mm)。頂孔17中放入漏斗11。中心孔18是為了觀察試驗(yàn)流體的前進(jìn)，而實(shí)際上它具有進(jìn)入到圖12平面中的橢圓形。中心孔18是在測速塊10的寬度方向定中心且其底孔寬度0.315英寸(8mm)，從中心到直徑為0.315英寸(8mm)的組成橢圓各端的半圓中心的長度為1.50英寸(38.1mm)。為了觀察方便，橢圓在測速塊10底的上方0.44英寸(11.2mm)處尺寸擴(kuò)大到寬度0.395英寸(10mm)和長度1.930英寸(49mm)。頂孔17和中心孔18也可以由鉆孔制成。
要試驗(yàn)的樣品放在吸收用品14上和將測速塊10放在兩種材料的頂部。將下面制備的2毫升人造月經(jīng)流體倒入到試驗(yàn)設(shè)備漏斗11中并開始計(jì)時(shí)。流體從漏斗11流入到毛細(xì)管12中，在那里流體被傳送到在中心孔18中心的材料13或材料系統(tǒng)。流體一般朝中心孔18橢圓的各端散布。如通過測速塊10中的中心孔18和毛細(xì)管12觀察到的那樣，當(dāng)所有流體被吸收到材料或材料系統(tǒng)中時(shí)停止計(jì)時(shí)。對給定的材料或材料系統(tǒng)記錄已知量的試驗(yàn)流體的吸入時(shí)間。這個(gè)值是材料或材料系統(tǒng)的吸收性的測量值。較低的吸入時(shí)間代表需要更多的吸收系統(tǒng)。每種類型的樣品經(jīng)受5次重復(fù)試驗(yàn)且將得到的結(jié)果平均求得一個(gè)數(shù)值。
再濕試驗(yàn)應(yīng)用這個(gè)試驗(yàn)確定在加上負(fù)荷時(shí)將回到頂片表面的流體量。通過表面回來的流體量稱為再濕值。回到表面的流體越多，再濕值越大，如果回到表面的流體量較小那么再濕值較小。較小再濕值與較干燥的材料因而是較干燥的產(chǎn)品相關(guān)。
在進(jìn)行上述的吸入試驗(yàn)之后，將材料系統(tǒng)(頂片和吸收用品或者頂片、波動(dòng)層和吸收用品)放到部分裝有鹽溶液的封閉袋上面，以便將力更好地分配到該系統(tǒng)上。流體袋放到實(shí)驗(yàn)千斤頂?shù)捻斏稀０褍蓮堫A(yù)先稱重的吸墨紙放到材料系統(tǒng)的頂部。用實(shí)驗(yàn)千斤頂升起袋，材料系統(tǒng)和吸墨紙壓到固定的丙烯酸板，直到加上的總壓力為1psi(磅/平方英寸)。保持該壓力3分鐘，接著去除壓力和重新稱重吸墨紙。記錄在吸墨紙初始重量和它試驗(yàn)之后重量的差作為再濕值。每種類型的樣品經(jīng)受5次重復(fù)的試驗(yàn)并將得到的結(jié)果平均求得一個(gè)數(shù)值。
流走試驗(yàn)將4英寸乘4英寸(102mm×102mm)的材料系統(tǒng)片放到丙烯酸材料臺上，該臺有20°的傾斜角。使用距離樣品5mm的吸液管將1毫升的人造月經(jīng)放到材料系統(tǒng)的中心。用預(yù)先稱重的塑料容器收集從材料系統(tǒng)流走的任何流體和用預(yù)先稱重的紗布除去留在丙烯酸材料臺上的殘液。將紗布吸收的流體量加上塑料容器中收集的流體量就是流走值。較低的流走值暗示較好的流體吸收性。每種類型的樣品經(jīng)受5次重復(fù)的試驗(yàn)并將得到的結(jié)果平均求得一個(gè)數(shù)值。
材料測厚(厚度)以英寸表示的材料的測厚或厚度是在三種不同的壓力0.05、0.20和0.50psi下進(jìn)行測量，使用Frazier彈簧模型壓縮計(jì)#326有2英寸(50.8mm)腳的膨松度測試儀(Frazier精密儀器公司，925 Sweeney Drive，Hagerstown，馬里蘭州21740)。每種類型的樣品經(jīng)受5次重復(fù)的試驗(yàn)并將得到的結(jié)果平均求得一個(gè)數(shù)值。
人造月經(jīng)的制備在試驗(yàn)中所用的人造月經(jīng)流體是按照美國專利5,883,231由血液和蛋清制成，通過將血液分離成血漿和紅血細(xì)胞并將蛋清分離成稠和稀的部分，其中“稠”的意思是在均質(zhì)化作用之后它有大于在150秒-1下約20厘泊的粘度，將稠的蛋清與血漿結(jié)合并完全混合，和最后加上紅血細(xì)胞再次充分混合。更加詳細(xì)的步驟如下在3000rpm(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù))的速度下離心分離血液30分鐘，在這個(gè)例子中是除去豬血的纖維蛋白，雖然如果有效也可以使用其他的方法或速率和時(shí)間。分離出血漿并分別儲藏，去掉淡黃色的表皮層并拋棄，而堆積的紅血細(xì)胞也分別儲藏。應(yīng)該注意必須用某種方式對血液進(jìn)行處理，從而可以對它加工而不會凝結(jié)。對熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員來說已知各種方法，如使血液除去纖維蛋白以便除去凝結(jié)的纖維物質(zhì)，用添加劑或抗凝結(jié)化學(xué)試劑等。血液必須是不凝結(jié)的以便可以使用，任何可以達(dá)到這個(gè)目的而不會損害血漿和紅血細(xì)胞的方法都是可以接受的。
分離大的雞蛋，去掉蛋黃和卵帶而保留蛋清。通過將蛋清經(jīng)過1000微米的尼龍篩網(wǎng)過濾約3分鐘把蛋清分離成稠和稀的部分，丟掉較稀的部分。收集停留在篩網(wǎng)上蛋清稠的部分并抽入到60cc的注射器內(nèi)，然后將注射器放到可編程的注射器泵上，通過抽出和再注入器內(nèi)的流體5次使其均質(zhì)化。由速率約100毫升/分鐘、管內(nèi)徑約0.12英寸的注射器泵控制均質(zhì)化的量。均質(zhì)化后稠的蛋清有在150秒-1下約20厘泊的粘度，然后放入離心機(jī)在約3000rpm速率下轉(zhuǎn)動(dòng)約10分鐘，以便去除有機(jī)物殘?jiān)涂諝馀荨?br> 離心之后，將含有ovamucin的稠的均質(zhì)化蛋清用注射器加到300cc FENWAL傳送包裝容器。接著將60cc豬血漿加到FENWAL傳送包裝容器。夾住FENWAL傳送包裝容器，去除所有的空氣泡，將其放到Stomacher實(shí)驗(yàn)室混合器中，在那里以正常(或中等)速度混合約2分鐘。然后從混合器上取下FENWAL傳送包裝容器，加上60cc豬血的紅血細(xì)胞，用手動(dòng)揉搓混合容器內(nèi)東西約2分鐘或者直到容器內(nèi)東西顯示出均質(zhì)化。對按照這個(gè)實(shí)例制成的人造月經(jīng)，最終混合物的血球容積計(jì)應(yīng)指示紅血細(xì)胞含量約為30％重量和通常應(yīng)該至少在28-32％重量的范圍內(nèi)。蛋清量約是40％重量。
制備人造月經(jīng)所用的組分和設(shè)備是很容易找到的。下面列出所使用物品的來源。雖然其他來源的物品也可以使用只要它們近似是等價(jià)的。
血液(豬血)Cocalico Biologicals公司，449 Stevens Rd.，Reamstown，賓夕法尼亞州17567，(717)336-1990。
Fenwal傳送包裝容器，300ml，有聯(lián)接器，編號4R2014BaxterHealthcare公司，F(xiàn)enwal Divisian，Deerfield，伊利諾伊州60015。
Harvard設(shè)備可編程注射器泵型號No.55-4143Harvard設(shè)備公司，South Natick，馬薩諸塞州01760。
Stomacher 400實(shí)驗(yàn)室混合器型號No.BA 7021，系列號No.31968Seward Medical，倫敦，英格蘭，英國。
1000微米篩網(wǎng)，物品號No.CMN-1000-BSwall Parts公司，郵政信箱4650，Miami lakes，佛羅里達(dá)州33014-0650，1-800-200-4242。
測量血球比容的Hemata Stat-II裝置，系列號No.1194Z03127Separation Technology公司，1096 Rainer Drive，Altamont Springs，佛羅里達(dá)州32714。
詳細(xì)的描述在個(gè)人衛(wèi)生用品中，頂片材料是貼著穿著者皮膚的層，所以是接觸穿著者排出液體和其他排出液的第一層。頂片還用作穿著者皮膚與保持在吸收結(jié)構(gòu)內(nèi)液體之間的隔離，它應(yīng)該是適應(yīng)的，感覺柔軟和無刺激的。
可以使用許多材料形成本發(fā)明身體側(cè)的頂片，包括穿孔的塑料膜、紡織的織物、無紡網(wǎng)膜、泡沫材料和類似物。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)無紡材料特別適合用作頂片，包括聚烯烴、聚酯、聚酰胺(或其他類似形成聚合物的纖維)的長絲形成的紡粘或熔噴網(wǎng)膜，或者天然聚合物(例如人造纖維或棉花纖維)和/或合成聚合物(例如，聚丙烯或聚酯)纖維形成的粘梳網(wǎng)膜。例如，頂片可以是合成的聚丙烯絲的無紡的紡粘網(wǎng)膜。無紡網(wǎng)膜可以有在約10克/m2(gsm)到約68.0gsm范圍內(nèi)的單位重量，特別是在約14.0gsm到約42.0gsm，松密度或厚度范圍在約0.13毫米(mm)到約1.0mm，特別是從0.18mm到約0.55mm，密度在約0.025克/立方厘米(g/cc)和約0.12g/cc之間，特別是在約0.068g/cc和約0.083g/cc之間。還有，這樣的無紡網(wǎng)膜的滲透性可以從約150達(dá)西(Darcy)到約5000達(dá)西。無紡網(wǎng)膜的表面可以用選擇數(shù)量的表面活性劑，如約28％的TRITONX-102表面活性劑進(jìn)行處理或其他方法加工使其有所需程度的濕潤性和親水性。如果使用某種表面活性劑可以用任何傳統(tǒng)的方法施加到網(wǎng)膜上，如噴灑，印刷、刷涂和類似的方法。例如，無紡頂片一般由梳理的人造短纖維制成，或從熔紡工藝的長纖維制成。這些無紡網(wǎng)膜常由聚烯烴或聚酯制成，和可以是聚丙烯和聚酯或聚乙烯的共軛纖維，例如在不同的結(jié)構(gòu)中設(shè)置如鞘/芯、肩并肩排列等等。也可以使用各種纖維的混合物。這些材料可以用不同的技術(shù)粘結(jié)以便提供必需的機(jī)械整體性。這樣的方法可以包括熱粘合或通過空氣粘合、超聲波粘合或用乳膠或其他粘合劑粘合、用水或針刺纏結(jié)，等等。通常，頂片層是用熱熔或乳劑粘合劑、或超聲波或機(jī)械粘合連接到下一層和背片。
波動(dòng)層最典型的是插入在頂片和另一層如散布或保持層之間和插入到與頂片密切接觸的流體連通。波動(dòng)層通常直接在頂片的內(nèi)表面(不暴露)之下。為了進(jìn)一步提高液體的傳送，可以將波動(dòng)層的上和/或下表面分別連接到頂片和下一層?？梢詰?yīng)用合適的常規(guī)連接技術(shù)，包括但不局限于粘合劑粘合(使用水基的，溶劑基的和熱活性化的粘合劑)、熱粘合、超聲波粘合、針或釘穿孔，以及上述或其他合適的連接方法的組合。例如，如果波動(dòng)層是用粘合劑粘合的頂片，所加的粘合劑量應(yīng)該足夠產(chǎn)生所需的粘接度，而不會過份限制液體從頂片流入到波動(dòng)層中。
可以使用各種泡沫材料和紡織的和無紡的網(wǎng)膜構(gòu)造波動(dòng)層。例如，波動(dòng)層可以是由聚烯烴絲的熔噴或紡粘網(wǎng)膜組成的無紡織物層。這樣的無紡織物層可以包括短纖維或其他長度的共軛、雙組分和均聚物纖維，和這樣的纖維與其他類型纖維的混合物。波動(dòng)層也可以是天然和/或合成纖維組成的粘梳網(wǎng)膜或氣流成網(wǎng)。例如，粘梳網(wǎng)膜可以是粉末粘合梳理網(wǎng)膜，紅外粘合梳理網(wǎng)膜，或通過空氣粘合梳理網(wǎng)膜。粘梳網(wǎng)膜可以可選擇地包括不同纖維的混合物或摻合物，而在選擇的網(wǎng)膜內(nèi)的纖維長度可以在約3mm到約60mm范圍。示范性的波動(dòng)層可以有單位重量至少約0.50盎司/平方碼(約17g/m2)，在68.9帕斯卡(Pa)壓力下，密度至少約0.010克/cm2，在68.9Pa壓力下厚度至少約1.0mm，厚度恢復(fù)性至少約75％，滲透性約500到約5000達(dá)西，每單位空隙體積的表面積至少約20cm2/cm3。波動(dòng)層可以由基本疏水的材料組成，而該疏水材料可以可選擇地用表面活性劑或其他方法處理以給予所需水平的濕潤性和親水性。波動(dòng)層可以有大致均勻的厚度和橫截面。在Dodge等人的美國專利5,879,343和5,820,973中可以找到示范性的波動(dòng)材料。
在本發(fā)明的實(shí)踐中存在一組凹部是優(yōu)選的。這些凹部可以有不同的構(gòu)形，如方形，鉆石形，圓形或美化的設(shè)計(jì)。但是為了獲得最大的效益，凹部的優(yōu)選排列應(yīng)該有必要的深度和凹部之間的距離，以便允許流體吸收和同時(shí)形成物理的阻擋層用來保持流體和減小它的散布。以這樣的方式設(shè)計(jì)這些凹的結(jié)構(gòu)，使其提供流體的臨時(shí)貯槽，允許頂片以它自己的速率接納流體，而不會使流體散布?，F(xiàn)有的產(chǎn)品沒有這種凹部，在使用有低吸入時(shí)間的材料時(shí)常讓流體在不穩(wěn)定的路徑中散布。
雖然這里公開描述了產(chǎn)生這些結(jié)果的方法，對熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員來說可以建議獲得相同結(jié)果的另一種方法。一種獲得這種類型結(jié)構(gòu)的方法是使用有壓花輥和匹配母輥的砑光輥裝置。要改進(jìn)的材料同時(shí)通過砑光輥系統(tǒng)的輥隙送入。用加熱和加壓(或者超聲波)對材料永久性地壓花出凹部。這種類型的方法可以是離線操作或者可以是合并到生產(chǎn)線中。
在本發(fā)明的另一方面，通過將窄的波動(dòng)層特殊地放到產(chǎn)品的目標(biāo)區(qū)中可以節(jié)約材料。這是指波動(dòng)(第二)層將比頂片(第一)層至少窄三分之一。
用于產(chǎn)生本發(fā)明結(jié)構(gòu)的材料有熔融相容性是優(yōu)選的。“熔融相容性”，這意味著材料只通過加熱或者通過加熱和加壓可以連接在一起。不能熔融相容的材料可以用其他的方法連接在一起，例如通過纏結(jié)或通過使用粘合劑。
在使用能熔融相容的材料時(shí)，壓花之后復(fù)合物獲得高的機(jī)械強(qiáng)度，為了在使用中保持材料的整體性這是希望的。在不是最佳的實(shí)施例中材料不是熔融相容的，可以使用熱熔或乳膠粘合劑作為代替的方法以便將各層粘接。
除了表面活性劑，對本發(fā)明的材料可以施加其他的化學(xué)處理。使用戶增加興趣的一個(gè)方面是“皮膚保健”的處理，例如蘆薈，許多人相信這對皮膚健康有積極的作用。在本技術(shù)領(lǐng)域中已知其他的皮膚保健試劑。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例有吸入值小于40秒，再濕值小于0.35克，流走值小于0.50克，在壓力下厚度降低小于50％。
試驗(yàn)材料和制備用來示范本發(fā)明的材料如下無紡織物的頂片層是由3.5dpf(旦尼爾)、0.6osy(20.3gsm)的聚丙烯纖維通過紡粘法制成，該纖維含有8％重量的二氧化鈦(產(chǎn)品碼41438，Ampacet公司，660 White Plains Rd.，Tarrytown，紐約州)，并用0.3％重量的AHCOVELBase N-62可潤濕表面活性劑(ICI表面活劑性公司，Wilmington，Delaware，美國)進(jìn)行處理。這種織物有HP型粘合圖案，盡管挑選的粘合圖案對本發(fā)明的功能不是關(guān)鍵。
波動(dòng)層是由100％重量的聚丙烯/聚乙烯(PP/PE)鞘-芯共軛纖維的通過空氣粘合梳理網(wǎng)膜制成，它有6dpf、0.7osy(23.7gsm)帶HR 6整理劑，從日本Osaka的Chisso公司(纖維部)購得。
該吸收用品是按照氣流成網(wǎng)法使用250gsm，90％重量Coosa0054紙漿和10％重量Kosa(前Trexira公司和更前的Hoechst-Celanese公司)T-255纖維粘合劑制成，有密度0.14g/cc(除非另外指定)。
使用熱壓機(jī)型號OK 380，位于3416 Cantrell，Practix RDAC，Worth，佐治亞州30101的Practix MFG公司有售，在材料上壓出凹部。在熱板上所用的溫度是177℃(350°F)停留時(shí)間15秒和壓力為50psi。
為了這個(gè)試驗(yàn)制成兩組有不同的孔徑但深度相同的凸/凹結(jié)構(gòu)的板·板1有一組突起和孔，每個(gè)突起的直徑為4.5mm并從每個(gè)孔隔開1mm。每個(gè)孔有0.05cc的體積和3mm深度。這個(gè)板1生產(chǎn)的材料將有所謂的“凹部1”。
·板2有一組突起和孔，每個(gè)突起的直徑為8.5mm并從每個(gè)孔隔開1mm。每個(gè)孔有0.18cc的體積和3mm的深度。這個(gè)板2生產(chǎn)的材料將有所謂的“凹部2”。
實(shí)例為了示范每種材料的流體吸收特性，已經(jīng)用前面部分中描述的吸入、再濕和流走試驗(yàn)估價(jià)下面試驗(yàn)的基體。
1-只是紡粘織物的頂片，無壓花。
2-只是紡粘織物的頂片，壓花凹部1。
3-只是紡粘織物的頂片，壓花凹部2。
4-在波動(dòng)層上的紡粘織物頂片，無壓花。
5-在波動(dòng)層上的紡粘織物頂片，組合物采用凹部1的壓花。
6-在波動(dòng)層上的紡粘織物頂片，組合物采用凹部2的壓花。
7-在吸收芯上的紡粘織物頂片，組合物采用凹部1壓花。
8-在吸收芯上的紡粘織物頂片，組合物采用凹部2壓花。
9-在波動(dòng)層和吸收芯上的紡粘織物頂片，組合物采用凹部1的壓花。
10-在波動(dòng)層和吸收芯上的紡粘織物頂片，組合物采用凹部2的壓花。
11-在波動(dòng)層和吸收芯上的紡粘織物頂片，組合物采用凹部2的壓花。吸收芯密度為0.06g/cc。
通過壓花的凹部(可以應(yīng)用的地方)粘合在一起產(chǎn)生有改進(jìn)表面的結(jié)構(gòu)。使用前述的吸收芯試驗(yàn)所有的材料。
從材料試驗(yàn)得到的結(jié)果列在表1中。
表1
從表1中可見，通過改進(jìn)復(fù)合物的表面提高了對流體的吸收性。在頂片材料之下加上波動(dòng)層增加流體吸收性，大大減小了它的再濕值，這是分離吸收芯和頂片材料的波動(dòng)材料提供的附加容量的結(jié)果。滿足這個(gè)發(fā)明要求的材料的再濕值小于0.40gms和最好小于0.35gms。
當(dāng)凹部加到復(fù)合襯墊結(jié)構(gòu)(頂片/波動(dòng)層)時(shí)，通過試驗(yàn)中得到的吸入時(shí)間明顯減小可以看到流體吸收特性的提高。滿足這個(gè)發(fā)明要求的材料有吸入時(shí)間小于50秒和最好小于40秒。
從結(jié)果中可見，凹部的空隙體積與材料的性能有直接的關(guān)系。雖然凹部1與單層紡粘材料和無壓花的復(fù)合材料比較顯示出有改進(jìn)，但它沒有提供凹部2給予的性能優(yōu)點(diǎn)。
這個(gè)發(fā)明已經(jīng)改進(jìn)的另一個(gè)特性是減小了流體的流走值。除了凹部之外，加上波動(dòng)層能夠顯著地減小流體在吸收材料中的運(yùn)動(dòng)，在吸收用品結(jié)構(gòu)的周邊之內(nèi)保持較高的流體重。這個(gè)效果僅通過頂片和波動(dòng)材料的不壓花組合是不能得到的，因?yàn)闆]有物理的阻擋層。滿足這個(gè)發(fā)明要求的材料有小于0.60gms的流走值和最好是小于0.50gms的流走值。
下面的例子描述對包括頂片和吸收材料的吸收系統(tǒng)加上凹部的效果并與包括頂片、波動(dòng)層和吸收材料壓花在一起的系統(tǒng)比較。
表2
如在表2中所見，結(jié)果顯示氣流成網(wǎng)有高密度(0.14g/cc)的吸收芯比單層系統(tǒng)有較慢的吸入時(shí)間。相信這是由于吸收層致密性增加的結(jié)果，這可使進(jìn)入到吸收層中的流體吸收變慢。紡粘層/波動(dòng)層/吸收層的實(shí)例9和10與沒有吸收層的類似的實(shí)例5和6比較，很清楚吸入時(shí)間增加相信也是這個(gè)效果。無論如何，在所有的實(shí)例中，有凹部的樣品與平的系統(tǒng)比較都表現(xiàn)出有較低的流走值。看來改進(jìn)慢的吸入時(shí)間的一個(gè)方法是使用在壓花之前密度較低的吸收芯，如在實(shí)例中所見，使用0.06g/cc吸收用品獲得較快的吸入時(shí)間和最低的流走值。
從這個(gè)數(shù)據(jù)中可見，頂片、波動(dòng)層和吸收材料的挑選對改進(jìn)的頂片結(jié)構(gòu)的功能性有重要的作用。對上述的三層加上凹部提供更加穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)但可能損害該系統(tǒng)的吸收的功能性，這取決于選擇的材料。通過調(diào)節(jié)密實(shí)的程度和表面活性劑的類型和濃度，對特殊的應(yīng)用可以使吸收系統(tǒng)最優(yōu)化。
對這類材料結(jié)構(gòu)的共同要求是它在使用之后，或者在產(chǎn)品已經(jīng)生產(chǎn)和包裝之后保持它的整體性的能力。通常，為了優(yōu)化產(chǎn)品在貨架上占據(jù)的空間，制造者總是選擇對產(chǎn)品或者兩折或者三折，從而在產(chǎn)品上加上高壓的負(fù)荷。由于這個(gè)原因，在不同的樣品上進(jìn)行了在不同壓力下厚度損失的評估。該評估的結(jié)果列在表3中。
表3
表3表示在單個(gè)紡粘頂片中加入凹部在加上負(fù)荷時(shí)產(chǎn)生材料厚度的減小。這個(gè)效果是由于中空的壓花凹部在加上負(fù)荷時(shí)很容易喪失它的整體性，從而減小其處理流體吸收的能力。與其相反，有頂片和波動(dòng)層的系統(tǒng)在加負(fù)荷時(shí)厚度的損失量減小。
從表3中可見，由頂片、波動(dòng)層和吸收芯一起制成的結(jié)構(gòu)顯示出所有樣品中最低的厚度損失值。這是由于該方法所獲得的結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，在該方法中氣流成網(wǎng)的纖維粘合劑、頂片和波動(dòng)層一起改進(jìn)，產(chǎn)生了穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。滿足這個(gè)發(fā)明要求的材料在0.05和0.5psi壓力之間的測厚損失小于60％，最好小于50％。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到附圖，可以看到在本發(fā)明的宗旨和意圖內(nèi)在產(chǎn)品中可以有許多可能的凹部構(gòu)形。圖1和2是表示材料的圖，圖中一種兩層的材料有不同尺寸的凹部1。圖3表示兩層組成的和有凹部1的材料的橫剖面圖。圖4-10表示本發(fā)明擁有的婦女衛(wèi)生用品的各種構(gòu)形。
在圖4中，凹部1是圍繞產(chǎn)品內(nèi)部2的周邊布置。圖5表示凹部1僅布置在產(chǎn)品的目標(biāo)區(qū)3。圖6表示凹部1在略為擴(kuò)大的目標(biāo)區(qū)3中有美化的或“無規(guī)律”的設(shè)計(jì)。圖7表示凹部1布置在缺乏想象力的行并行的結(jié)構(gòu)中。圖8表示有布置成隨機(jī)圖案的凹部1的婦女衛(wèi)生墊。圖9表示在單個(gè)產(chǎn)品中布置大和小的凹部1的圖案。圖10表示凹部的行結(jié)構(gòu)，其中每個(gè)凹部都很小。圖11表示三層的材料，已經(jīng)按照本發(fā)明壓花出凹部1。
這個(gè)發(fā)明的凹部在尺寸、深度、形狀和凹部之間的間距方面都可以變化。該凹部的直徑可以大至10cm，優(yōu)選的在3到20mm范圍內(nèi)，和更優(yōu)選的約為8mm。深度可以深至20mm，優(yōu)選的在1和10mm之間，更優(yōu)選的約3mm。在凹部之間的間距將取決于所需的效果。越是緊密布置的凹部將提供更有效的流體阻擋特性，減小液體移動(dòng)出襯墊。各凹部也可以接觸，這樣它們互相液體連通從而促進(jìn)在襯墊內(nèi)流體的運(yùn)動(dòng)。但是，凹部的布置取決于它們的形狀，在凹部的邊緣之間有在約0.5到10mm之間的間距是優(yōu)選的。
用不同形狀和/或尺寸的凹部可以制備本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例。這樣做可以是純粹美學(xué)的理由或者可以是在個(gè)人衛(wèi)生用品的不同區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生不同的吸收特性。例如在尿布的情況下，它是接受尿和BM，較小凹部的圖案可以并入到產(chǎn)品中最可能接受尿的區(qū)域，而較大凹部的圖案可以并入到產(chǎn)品中最可能接受有時(shí)也可能是過稀的BM的區(qū)域?；蛘?，凹部可以只加到產(chǎn)品的目標(biāo)區(qū)或中心區(qū)，可能的結(jié)果是減小排出物的散布。還有另一個(gè)可替代的位置，凹部可以只位于產(chǎn)品的周邊上，可能的結(jié)果將是防止流體流到產(chǎn)品之外?？梢栽O(shè)計(jì)這樣凹部的組合以便改進(jìn)整個(gè)產(chǎn)品的性能和防護(hù)性。精確的尺寸、位置等取決于要處理的流體和要達(dá)到的效果。還有另一個(gè)代替的實(shí)施例可以包括其中各層如頂片和波動(dòng)層都是共孔的襯墊。這樣的共孔可以做在圖案中，使每個(gè)凹部的底中有孔。各種處理如表面活性劑或皮膚保健化學(xué)試劑的放置，也可以改變，例如只將它們放到每個(gè)凹部的底或者僅涂在襯墊的下面。還有另一個(gè)促進(jìn)流體流入到凹部中的方法是將纖維垂直于材料的平面放入到每個(gè)凹部中。該纖維能引導(dǎo)流體進(jìn)入凹部從而減小液體從該產(chǎn)品流走的可能性。
對本技術(shù)領(lǐng)域熟悉的專業(yè)人員將能理解，本發(fā)明做各種改變和變型將被認(rèn)為是在這些專業(yè)人員的能力范圍之內(nèi)。發(fā)明者打算將這樣的變化和變型都劃入本發(fā)明的范疇之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種個(gè)人衛(wèi)生用品的襯墊，包括第一層和第二層，所述兩層成互相面對的關(guān)系并有至少一個(gè)壓花凹部。
2.如權(quán)利要求1所述的襯墊，有一組離散的凹部。
3.如權(quán)利要求2所述的襯墊，其中所述一組離散的凹部有在至少一個(gè)凹部內(nèi)的垂直于所述層方向上的纖維。
4.如權(quán)利要求2所述的襯墊，其中所述第一和第二層通過某種方法粘合在一起，該方法是從包括用粘合劑、機(jī)械的、纏繞的、熱的和超聲波的一組方法中選擇的。
5.如權(quán)利要求2所述的襯墊，其中所述第一和第二層是熔融相容的。
6.如權(quán)利要求2所述的襯墊，其中所述第一層已經(jīng)用可潤濕的表面活性劑處理。
7.如權(quán)利要求6所述的襯墊，其中所述凹部每個(gè)都有底且所述第一層在每個(gè)所述凹部的底上已經(jīng)用可潤濕的表面活性劑處理。
8.如權(quán)利要求2所述的襯墊，其中所述第一層已經(jīng)用皮膚保健化學(xué)試劑處理。
9.如權(quán)利要求2所述的襯墊，其中所述第一層包括由聚烯烴纖維制成的無紡網(wǎng)膜。
10.如權(quán)利要求8所述的襯墊，其中所述的聚烯烴是聚丙烯。
11.如權(quán)利要求2所述的襯墊，還包括在所述第一層中的孔。
12.如權(quán)利要求2所述的襯墊，其中所述第一和第二層已經(jīng)是共孔的。
13.如權(quán)利要求2所述的襯墊，其中所述第一層是由膜制成，用從包括真空穿孔和機(jī)械穿孔的一組方法中選擇的方法穿孔。
14.如權(quán)利要求2所述的襯墊，其中所述第二層包括聚烯烴纖維的粘梳網(wǎng)膜，用從包括通過空氣粘合、熱粘合和粘合劑粘合的一組方法中選擇的方法進(jìn)行粘合。
15.如權(quán)利要求13所述的襯墊，還包括共軛纖維。
16.如權(quán)利要求2所述的襯墊，其中所述第二層比所述第一層更可潤濕。
17.如權(quán)利要求2所述的襯墊，其中所述第二層包括泡沫材料。
18.如權(quán)利要求2所述的襯墊，其中所述凹部位于目標(biāo)區(qū)內(nèi)。
19.如權(quán)利要求2所述的襯墊，其吸入值小于50秒。
20.如權(quán)利要求2所述的襯墊，其再濕值小于0.40克。
21.如權(quán)利要求2所述的襯墊，其流走值小于0.60克。
22.如權(quán)利要求2所述的襯墊，其在壓力下的測厚損失小于60％。
23.如權(quán)利要求2所述的襯墊，其中所述的凹部有小于10cm的直徑。
24.如權(quán)利要求2所述的襯墊，其中所述的凹部有小于20mm的深度。
25.一種婦女衛(wèi)生墊，包括權(quán)利要求2所述的織物。
26.一種尿布，包括權(quán)利要求2所述的織物。
27.一種成人失禁用產(chǎn)品，包括權(quán)利要求2所述的織物。
28.一種個(gè)人衛(wèi)生用品的襯墊，它包括第一層和第二層，所述兩層成互相面對的關(guān)系并有一組離散的壓花凹部，其中所述襯墊的吸入值小于40秒，再濕值小于0.35克，流走值小于0.50克和在壓力下測厚損失小于50％。
29.如權(quán)利要求27所述的個(gè)人衛(wèi)生用品，其中所述第二層至少比所述第一層窄三分之一。
全文摘要
提供一種個(gè)人衛(wèi)生用品的襯墊,它有至少兩層成互相面對的關(guān)系并有至少一個(gè)壓花凹部,最好是一組這樣的凹部。這些凹部可以有不同的構(gòu)形,如方形、鉆石形、圓形或美學(xué)的設(shè)計(jì)。但是為了得到最大的效益,它們應(yīng)該有必要的深度和相互之間必要的距離,以便允許流體吸收并同時(shí)對流體產(chǎn)生物理上的阻擋層以減小它的散布。該襯墊可以由頂片材料、波動(dòng)層、吸收芯壓花在一起的組合制成。
文檔編號A61F13/49GK1372451SQ00812543
公開日2002年10月2日 申請日期2000年8月14日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月7日
發(fā)明者J·布拉維曼, M·I·阿利克漢, D·G·克羅特爾, M·A·達(dá)利, E·C·達(dá)梅, E·M·約翰斯, J·N·林頓, S·C·保羅, D·C·波茨, P·A·薩塞, E·G·瓦羅納 申請人:金伯利-克拉克環(huán)球有限公司