專利名稱：具有污跡遮掩特性的吸收制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及婦女衛(wèi)生巾等吸收制品。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及具有提高的液體吸收和污跡遮掩特性的衛(wèi)生巾。
背景技術(shù)：
在婦女衛(wèi)生巾等個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品中使用穿孔薄膜是本領(lǐng)域中眾所周知的。這些薄膜可以被用作身體接觸面層，液體吸收層或個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品的其他部分。使用這種薄膜作為婦女衛(wèi)生防護(hù)用品中的身體接觸面層時(shí)，通常會(huì)發(fā)現(xiàn)薄膜的開孔面積越大，就能越有效地將經(jīng)血轉(zhuǎn)移至防護(hù)用品的下層(比如，轉(zhuǎn)移層，吸收中心)。但是還發(fā)現(xiàn)薄膜的開孔面積越大，就越不能有效地在轉(zhuǎn)移經(jīng)血至防護(hù)用品下層時(shí)遮掩所吸收經(jīng)血形成的污跡。即，薄膜的開孔面積越大，則經(jīng)血被防護(hù)用品吸收后形成的污跡就越明顯。
本發(fā)明的目的是提供一種具有提高的液體吸收特性的吸收制品。更具體地說(shuō)，本發(fā)明的目的是提供一種具有提高的液體吸收特性、同時(shí)具有有效的污跡遮掩特性的吸收制品。
發(fā)明概述由此可知，本發(fā)明提供了一種衛(wèi)生巾，包括朝向身體的覆蓋層，以及與所述覆蓋層相鄰的從中接受液體的吸收系統(tǒng)，通過(guò)本文所述試驗(yàn)方法，測(cè)得該衛(wèi)生巾的遮掩值小于約115000、平均液體滲透時(shí)間小于約45秒、平均再濕潤(rùn)性小于約0.05克。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明附

圖1a是作為本發(fā)明吸收制品中覆蓋層的三維薄膜示意圖；附圖1b是沿著附圖1a中所示曲線B的截面圖；附圖1c是附圖1a中所示三維薄膜的放大顯微照片，所示為其頂面；附圖1d是附圖1b中所示三維薄膜的放大顯微照片，所示為其底面；
附圖2是可用于制造本發(fā)明薄膜的一種三維形狀支撐構(gòu)件的示意圖；附圖3是對(duì)工件進(jìn)行激光蝕刻，形成可用于制造本發(fā)明薄膜的三維形狀支撐構(gòu)件的設(shè)備示意圖。
附圖4是用于附圖3設(shè)備的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)示意圖；附圖5是對(duì)工件進(jìn)行激光蝕刻，形成用于制造附圖1a-1d中所示穿孔薄膜的三維形狀支撐構(gòu)件的圖形表示文件；附圖5a是附圖5中所示圖形表示文件的部分放大圖；附圖6是利用附圖5的文件蝕刻而成的工件顯微照片；附圖7所示是可用于在成膜設(shè)備上制造本發(fā)明薄膜的支撐構(gòu)件；附圖8是用于制造本發(fā)明穿孔薄膜的設(shè)備示意圖；附圖9所示是附圖8的圓內(nèi)部分；附圖10是表示本發(fā)明吸收制品污跡強(qiáng)度的平均直方圖；和(Number of Pixels像素?cái)?shù)量，Average Grey Values平均灰度值)附圖11是對(duì)工件進(jìn)行激光蝕刻，形成用于制造穿孔薄膜的三維形狀支撐構(gòu)件的圖形表示文件。
附圖12是本發(fā)明第一實(shí)施例吸收體的截面圖；和附圖13a和13b所示是可用于本發(fā)明實(shí)施例衛(wèi)生巾的三層和四層結(jié)構(gòu)的第二吸收層。
發(fā)明詳述本發(fā)明涉及婦女衛(wèi)生巾等吸收體，具有提高的液體吸收能力，同時(shí)表現(xiàn)出有效的污跡遮掩特性。
參見(jiàn)附圖12所示的本發(fā)明第一實(shí)施例衛(wèi)生巾800。衛(wèi)生巾800中包括覆蓋層842，第一吸收層846，第二吸收層848和阻擋層850。以下進(jìn)一步具體說(shuō)明這些層。
覆蓋層覆蓋層842優(yōu)選是穿孔薄膜材料，更優(yōu)選是參考附圖1-9和11并詳述如下的那種穿孔薄膜材料。
參見(jiàn)附圖1a-1e所示可用作本發(fā)明吸收體覆蓋層842的穿孔薄膜10。薄膜10中包括大量重復(fù)的互連框架12。在附圖1a-1e所示的實(shí)施例中，每個(gè)框架12中包括相對(duì)的端點(diǎn)區(qū)域12a和12b，以及相對(duì)的側(cè)壁12c和12d。每個(gè)端點(diǎn)區(qū)域12a和12b彼此間隔，每個(gè)相對(duì)的側(cè)壁12c和12d彼此間隔。在附圖1a-1d所示的特定實(shí)施例中，每個(gè)框架12都與相鄰的框架12互連。更具體地說(shuō)，如圖所示，每個(gè)框架12都與直接相鄰的框架12“分享”共同側(cè)壁12c，12d。類似的，每個(gè)框架12都與直接相鄰的框架12分享共同端點(diǎn)區(qū)域12a，12b。穿孔薄膜10中進(jìn)一步包括第一和第二橫向構(gòu)件14a和14b。如圖所示，橫向構(gòu)件14b從第一側(cè)壁12c延伸至框架12的相對(duì)側(cè)壁12d。類似的，橫向構(gòu)件14a從端點(diǎn)區(qū)域12a延伸至相對(duì)的端點(diǎn)區(qū)域12b。在附圖1a-1e所示的本發(fā)明實(shí)施例中，橫向構(gòu)件14a和14b在框架中心處相交。另外，在附圖1a-1e所示的本發(fā)明實(shí)施例中，橫向構(gòu)件14a和14b是彼此正交排列的。
雖然附圖1a-1d所示的本發(fā)明實(shí)施例中表現(xiàn)了具有兩種橫向構(gòu)件14a和14b的穿孔薄膜，但是也可以只使用單一種類的橫向構(gòu)件，只要橫向構(gòu)件基本通過(guò)框架12所限定的開孔區(qū)域即可。而且，雖然框架12被表現(xiàn)為大致六邊形形狀，但是框架12也可以采用其他形狀。橫向構(gòu)件14a和14b的優(yōu)選寬度是大約0.008密耳到0.024密耳。薄膜10中可選包括大量突起11或類似物體，排列于薄膜表面上，最好如附圖1a中所示。
薄膜10中進(jìn)一步包括大量穿孔16。每個(gè)穿孔16都由至少部分框架12和至少部分橫向構(gòu)件14a和14b限定。參見(jiàn)附圖1b所示沿附圖1a中曲線A形成的薄膜10截面圖。每個(gè)穿孔都由至少部分橫向構(gòu)件14a和14b以及部分框架12限定。更具體地說(shuō)，最好如附圖1b中所示，每個(gè)穿孔16都由框架12中每個(gè)側(cè)壁12c，12d的相應(yīng)內(nèi)壁22，24限定。每個(gè)穿孔16都由橫向構(gòu)件14b的相應(yīng)內(nèi)壁26或28以及橫向構(gòu)件14a的相應(yīng)內(nèi)壁30，32進(jìn)一步限定。最后，每個(gè)穿孔16都由相應(yīng)端點(diǎn)區(qū)域12a，12b的對(duì)應(yīng)內(nèi)壁34，36限定。
參見(jiàn)附圖1b，薄膜10中通常包括位于想象平面23中的第一基本平整頂面18，以及位于想象平面25中的相對(duì)的第二基本平整底面21。側(cè)壁12c和12d的頂面38以及端點(diǎn)區(qū)域12a和12b的頂面40也都位于平面23中。但是，橫向構(gòu)件14a和14b的頂面42和44低于平面23。更具體地說(shuō)，橫向構(gòu)件14a和14b的頂面42和44位于平面23和25下方的平面27中。優(yōu)選橫向構(gòu)件14a和14b的頂面42和44低于薄膜頂面18，即低于平面23，深度是大約5.0密耳到17.0密耳。優(yōu)選橫向構(gòu)件14a和14b的頂面42和44基本平行于想象平面23和25。
最好如附圖1c和1d中所示，側(cè)壁12c和12d的內(nèi)壁22，24，橫向構(gòu)件14a的內(nèi)壁26，28，橫向構(gòu)件14b的內(nèi)壁30，32，以及端點(diǎn)區(qū)域12a，12b的內(nèi)壁34，36共同限定穿孔16，每個(gè)這些內(nèi)壁都在平面25下方延伸，從而使每個(gè)穿孔16的底部開口低于薄膜的底部平面21，即低于想象平面25。更具體地說(shuō)，側(cè)壁12c和12d的內(nèi)壁22，24，橫向構(gòu)件14a的內(nèi)壁26，28，橫向構(gòu)件14b的內(nèi)壁30，32，以及端點(diǎn)區(qū)域12a，12b的內(nèi)壁34，36在下方延伸，從而使每個(gè)穿孔的底部開口都位于想象平面23，25和27下方的想象平面29中。注意想象平面23，25，27和29都彼此平行。
由于橫向構(gòu)件14a和14b的頂面42，44低于薄膜10的頂面18，即低于想象平面23，則第一個(gè)較大穿孔被有效限定為從薄膜10的頂面18到橫向構(gòu)件頂面42，44。橫向構(gòu)件14a和14b起到將這個(gè)較大穿孔分隔成四個(gè)較小穿孔的作用，這四個(gè)較小穿孔與該較大穿孔連通，從橫向構(gòu)件14a和14b的頂面42，44到每個(gè)穿孔16的底部開口。換句話說(shuō)，在每個(gè)框架12中，較大穿孔被限定為從平面23到平面27，大量較小穿孔與該較大穿孔連通，被限定為從平面27到平面29。在附圖1a-1d所示的實(shí)施例中，每個(gè)被限定為從平面27到平面29的較小穿孔都具有小于被限定為從平面23到27的較大穿孔總面積四分之一的面積。在采用單一橫向構(gòu)件的實(shí)施例中，每個(gè)由橫向構(gòu)件限定的較小穿孔都具有小于較大穿孔總面積二分之一的面積。為了附圖的簡(jiǎn)明和清楚，建議讀者使用附圖標(biāo)記16來(lái)識(shí)別上述“較小”和“較大”穿孔。
本發(fā)明的穿孔薄膜優(yōu)選具有大約20％到30％的開孔面積?？梢圆捎脠D像分析方法，測(cè)量穿孔或未穿孔區(qū)域的相對(duì)百分比，來(lái)確定開孔面積?；緢D像分析方法將從光學(xué)顯微鏡獲得的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成適合于加工的電子信號(hào)。電子束逐行掃描圖像。對(duì)每行進(jìn)行掃描之后，輸出信號(hào)根據(jù)亮度發(fā)生變化。白色區(qū)域產(chǎn)生較高電壓，黑色區(qū)域產(chǎn)生較低電壓。由此形成穿孔薄膜的圖像，在該圖像中，空隙是白色的，而熱塑性材料的固體區(qū)域是不同程度的灰色。
固體區(qū)域越致密，產(chǎn)生的灰色區(qū)域顏色越深。所測(cè)量圖像的每一行都被分解成采樣點(diǎn)或像素?？梢允褂靡韵略O(shè)備進(jìn)行上述分析Quantimet Q520圖像分析儀(配備5.02B版軟件和灰度存儲(chǔ)功能)，由LEICA/CambridgeInstruments Ltd.出售，以及Olympus SZH顯微鏡，具有透射光底座，平面1.0倍物鏡和2.50倍目鏡?？梢杂肈AGE MTI CCD72攝像機(jī)形成圖像。
將每種待測(cè)材料的代表片材置于顯微鏡平臺(tái)上，以10倍的顯微鏡放大設(shè)定值在視屏上清晰成像。根據(jù)代表區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量確定開孔面積。Quantimet程序輸出報(bào)告每個(gè)樣品的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。
適用于制造本發(fā)明三維穿孔薄膜的初始薄膜是薄而連續(xù)不間斷的熱塑性聚合材料薄膜。這種薄膜是可滲透或不可滲透蒸汽的；可以經(jīng)過(guò)或未經(jīng)壓紋；其一個(gè)或兩個(gè)主表面上可以經(jīng)過(guò)電暈放電處理，或者可以是未經(jīng)這種電暈放電處理的；可以在薄膜形成之后，通過(guò)在薄膜上涂布，噴涂或印刷表面活性劑的方法，或者在薄膜形成之前，將表面活性劑作為配料摻入熱塑性聚合材料的方法，用表面活性劑對(duì)其進(jìn)行處理。薄膜可以由任何熱塑性聚合材料構(gòu)成，包括但并不限于聚烯烴，比如高密度聚乙烯，線性低密度聚乙烯，低密度聚乙烯，聚丙烯；烯烴和乙烯基單體的共聚物，比如乙烯和乙酸乙烯酯或氯乙烯的共聚物；聚酰胺；聚酯；聚乙烯醇以及烯烴與丙烯酸酯單體的共聚物，比如乙烯和丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸亞乙酯的共聚物。還可以使用含有兩種或多種此類聚合材料混合物的薄膜。按照ASTM測(cè)試方法D-882，在Instron測(cè)試設(shè)備上，以50英寸/分(127厘米/分)的顎夾速度所測(cè)得待穿孔初始薄膜的加工方向(MD)和橫向(CD)延伸率應(yīng)當(dāng)至少是100％。初始薄膜的厚度優(yōu)選是均勻的，可以是大約0.5到5密耳，或是大約0.0005英寸(0.0013厘米)到0.005英寸(0.076厘米)?？梢允褂霉矓D出薄膜，也可以使用改性薄膜，比如用表面活性劑進(jìn)行處理。可以采用任何已知技術(shù)制造初始薄膜，比如澆鑄，擠出或吹塑。
對(duì)薄膜進(jìn)行穿孔的方法要求將薄膜置于帶圖案支撐構(gòu)件的表面上。對(duì)位于支撐構(gòu)件上的薄膜施加高流體壓差。液體或氣體的壓差使薄膜形成帶圖案支撐構(gòu)件的表面圖案。如果帶圖案支撐構(gòu)件中具有穿孔，則覆蓋穿孔的部分薄膜會(huì)被流體壓差洞穿，形成穿孔薄膜。形成穿孔薄膜的方法如參考文獻(xiàn)James等人共同擁有的美國(guó)專利5827597中所詳細(xì)描述。
形成這種三維穿孔薄膜的優(yōu)選方法是，將熱塑性薄膜置于具有與指定所最終薄膜形狀相應(yīng)圖案的穿孔支撐構(gòu)件表面上。向薄膜噴射熱空氣流，升高其溫度使其軟化。然后對(duì)薄膜施加真空壓力，使其與支撐構(gòu)件的表面形狀一致。進(jìn)一步拉伸覆蓋在支撐構(gòu)件穿孔上的薄膜部分，直至洞穿，在薄膜中形成穿孔。
適用于制造這些三維穿孔薄膜的穿孔支撐構(gòu)件是通過(guò)對(duì)工件進(jìn)行激光蝕刻所制成的三維形狀支撐構(gòu)件。附圖2是對(duì)工件進(jìn)行激光蝕刻，形成三維形狀支撐構(gòu)件的示意圖。
工件102中包括薄片管狀圓筒110。工件102具有未經(jīng)加工的表面部分111，以及經(jīng)過(guò)激光蝕刻的中央部分112。用于制造本發(fā)明支撐構(gòu)件的優(yōu)選工件是薄壁無(wú)縫乙縮醛管，消除了所有殘余內(nèi)部應(yīng)力。工件壁厚為1-8毫米，更優(yōu)選是2.5-6.5毫米。用于形成支撐構(gòu)件的工件直徑為1到6英尺，長(zhǎng)度為2到16英尺。但是這些尺寸是根據(jù)具體設(shè)計(jì)而選擇的。工件可以具有其他形狀和材料組成，比如丙烯酸類材料，氨酯，聚酯，高分子量聚乙烯和其他能被激光束加工的聚合物。
參見(jiàn)附圖3所示對(duì)支撐構(gòu)件進(jìn)行激光蝕刻的設(shè)備。將初始的空白管狀工件102固定在合適的軸桿或心軸121上，將其固定成圓筒形狀，使其在軸承122中繞其縱軸旋轉(zhuǎn)。利用旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)123使心軸121以受控速率旋轉(zhuǎn)。連接旋轉(zhuǎn)脈沖發(fā)生器124并監(jiān)控心軸121的轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就能隨時(shí)了解其準(zhǔn)確的徑向位置。
有一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)軌125被平行地固定在心軸121的擺翼外側(cè)，使支架126橫向通過(guò)心軸121的整個(gè)長(zhǎng)度，同時(shí)與工件102的頂面103保持恒定間隙。支架傳動(dòng)133沿著導(dǎo)軌125移動(dòng)支架，同時(shí)支架脈沖發(fā)生器124記錄支架相對(duì)工件102的側(cè)向位置。聚焦平臺(tái)127被固定在支架上。聚焦平臺(tái)127被固定在聚焦導(dǎo)軌128中。聚焦平臺(tái)127能產(chǎn)生正交于支架126的運(yùn)動(dòng)，并提供相對(duì)于頂面103的聚焦透鏡129。利用聚焦傳動(dòng)132定位聚焦平臺(tái)127，并使透鏡129聚焦。
透鏡129被固定在聚焦平臺(tái)127上，透鏡129被固定在噴嘴130中。噴嘴130中具有向其中引入壓力氣體的裝置131，用于冷卻并保持透鏡129的清潔。用于該目的的優(yōu)選噴嘴130如參考文獻(xiàn)James等人的美國(guó)專利5756962中所述。
最終轉(zhuǎn)向鏡135也被固定在支架126上，轉(zhuǎn)向鏡能將激光束136投射至聚焦透鏡129。激光器137位于遠(yuǎn)端，配備有可選的激光束轉(zhuǎn)向鏡138，能將激光束投射至最終激光束轉(zhuǎn)向鏡135。雖然也可以將激光器137直接固定在支架126上，無(wú)須使用激光束轉(zhuǎn)向鏡，但是從空間限制和激光器動(dòng)力連接方面考慮，更優(yōu)選激光器位于遠(yuǎn)端。
開啟激光器137電源時(shí)，射出的激光束136被第一激光束轉(zhuǎn)向鏡138，然后被最終激光束轉(zhuǎn)向鏡135反射，被投射至透鏡129。對(duì)激光束136的光路進(jìn)行設(shè)計(jì)，達(dá)到以下效果如果移開透鏡129，則激光束會(huì)通過(guò)心軸121的縱向中心線。如果透鏡129在位，則激光束可以在頂面103之上，之下，之中，或附近聚焦。
雖然這個(gè)設(shè)備可以使用各種激光器，但是優(yōu)選激光器是快流CO2激光器，能夠產(chǎn)生高達(dá)2500瓦的激光束。但是也可以使用50瓦的慢流CO2激光器。
附圖4是附圖3中激光蝕刻設(shè)備的控制系統(tǒng)示意圖。在操作激光蝕刻設(shè)備時(shí)，聚焦位置，旋轉(zhuǎn)速度和橫向速度的控制變量從主電腦142通過(guò)接口144被輸入驅(qū)動(dòng)電腦140中。驅(qū)動(dòng)電腦140通過(guò)聚焦平臺(tái)傳動(dòng)132控制聚焦位置。驅(qū)動(dòng)電腦140通過(guò)旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)123和旋轉(zhuǎn)脈沖發(fā)生器124控制工件102的旋轉(zhuǎn)速度。驅(qū)動(dòng)電腦140通過(guò)支架傳動(dòng)133和支架脈沖發(fā)生器134控制支架126的橫向速度。驅(qū)動(dòng)電腦140還能向主電腦142報(bào)告?zhèn)鲃?dòng)狀態(tài)和可能的出錯(cuò)情況。這個(gè)系統(tǒng)能提供確切的位置控制，能將工件102的表面分解成被稱為像素的較小面積，每個(gè)像素都包括固定數(shù)量的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)脈沖和固定數(shù)量的橫向傳動(dòng)脈沖。主電腦142也能通過(guò)接口143控制激光器137。
可以采用多種方法制造經(jīng)過(guò)激光蝕刻的三維形狀支撐構(gòu)件。一種制造此類支撐構(gòu)件的方法是對(duì)工件表面進(jìn)行激光鉆孔和激光銑削的組合。
對(duì)工件進(jìn)行激光鉆孔的方法包括沖擊鉆孔，熱熔鉆孔和光柵掃描鉆孔。
優(yōu)選方法是光柵掃描鉆孔。在這種方法中，將圖案簡(jiǎn)化成附圖11中所示的矩形重復(fù)單元141。該重復(fù)單元中含有制造指定圖案所需要的全部信息。象磚瓦一樣將其底對(duì)底邊對(duì)邊排列，就能形成更大的指定圖案。
將重復(fù)單元141進(jìn)一步分解成更小的矩形單位或“像素”142的格柵。雖然由于某些原因，這些格柵通常是正方形的，但是使用非等比像素更方便。像素本身是沒(méi)有維度的，而圖像的確切維度是在加工時(shí)確定的，即，像素寬度145和像素長(zhǎng)度146只是在實(shí)際鉆孔操作時(shí)確定的。在鉆孔過(guò)程中，所形成像素長(zhǎng)度的維度與支架脈沖發(fā)生器134產(chǎn)生的指定脈沖數(shù)量相對(duì)應(yīng)。類似的，所形成像素寬度的維度與旋轉(zhuǎn)脈沖發(fā)生器124產(chǎn)生的脈沖數(shù)量相對(duì)應(yīng)。因此，為了說(shuō)明的簡(jiǎn)便，附圖5a中所示的像素是正方形的；但是并不一定要求像素是正方形的，也可以是矩形的。
每列像素代表工件通過(guò)激光聚焦位置一次。按照需要重復(fù)該列多次，直到完成工件102。白色像素(未在附圖中示出)代表關(guān)閉激光器的指令，即激光器不發(fā)出功率，每個(gè)黑色像素代表開啟激光器的指令，即激光器發(fā)射激光束。這樣就產(chǎn)生了由1和0組成的簡(jiǎn)單二進(jìn)制文件，1或白色是關(guān)閉激光器的指令，0或黑色是開啟激光器的指令。
參見(jiàn)附圖4，蝕刻文件的內(nèi)容以二進(jìn)制格式從主電腦142通過(guò)接口143被傳輸至激光器137，1是關(guān)閉，0是開啟。通過(guò)改變每個(gè)指令之間的時(shí)間，調(diào)節(jié)指令持續(xù)時(shí)間與像素尺寸一致。完成每列文件之后，再次加工該列，或者重復(fù)，直至完成全部循環(huán)。在執(zhí)行列指令的同時(shí)，橫向傳動(dòng)緩慢移動(dòng)。將橫向速度設(shè)定為在完成蝕刻循環(huán)時(shí)，橫向傳動(dòng)正好使聚焦透鏡移動(dòng)過(guò)像素列的寬度，對(duì)下一列像素進(jìn)行加工。連續(xù)進(jìn)行以上動(dòng)作，直到文件末尾，在軸向方向再次重復(fù)文件，直到獲得要求的總寬度。
在該方法中，每次操作都能在材料中產(chǎn)生一系列狹窄切痕，而不是一個(gè)大孔。由于這些切痕定位精確，排列成行并略有覆蓋，所以疊加效果是一個(gè)孔。
制造經(jīng)過(guò)激光蝕刻的三維形狀支撐構(gòu)件的優(yōu)選方法是激光調(diào)制。激光調(diào)制是通過(guò)逐漸改變像素之間激光功率的方法而實(shí)現(xiàn)的。在激光調(diào)制中，用激光調(diào)制文件中對(duì)每個(gè)獨(dú)立像素上逐漸變化的激光功率進(jìn)行調(diào)節(jié)的指令，代替光柵掃描鉆孔的簡(jiǎn)單開啟或關(guān)閉指令。采用這種方法，就能在工件上通過(guò)單次操作形成三維結(jié)構(gòu)。
激光調(diào)制相比其他制造三維形狀支撐構(gòu)件的方法具有多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。激光調(diào)制制造的單片無(wú)縫支撐構(gòu)件上，不會(huì)因?yàn)榭p隙的存在而產(chǎn)生圖案的不匹配。采用激光調(diào)制方法，能以單次操作而不是多次操作完成支撐構(gòu)件，從而提高效率并降低成本。激光調(diào)制消除了多步驟順序操作中出現(xiàn)的圖案定位問(wèn)題。激光調(diào)制方法還能間隔一定距離，形成具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的特征形狀。通過(guò)改變對(duì)激光器的指令，就能精確控制特征圖案的深度和形狀，還能形成在截面上連續(xù)變化的特征圖案。而且，通過(guò)激光蝕刻，能夠保持穿孔的相對(duì)位置。
參見(jiàn)附圖4，在激光調(diào)制過(guò)程中，主電腦142以不同于簡(jiǎn)單“開啟”或“關(guān)閉”的格式向激光器137輸出指令。比如，用8位(字節(jié))格式代替簡(jiǎn)單二進(jìn)制文件，就能在256個(gè)可能水平上改變激光器發(fā)射的功率。使用字節(jié)格式，指令“11111111”命令激光器關(guān)閉，“00000000”命令激光器發(fā)出全部功率，指令“10000000”命令激光器發(fā)出一半的可用激光功率。
可以采用各種方法創(chuàng)建激光調(diào)制文件。其中的一種方法是使用256色度電腦成像方法使文件圖像化。在這種灰度成像方法中，黑色代表全部功率，白色代表沒(méi)有功率，各種色度的灰色代表中間功率水平?？梢允褂酶鞣N電腦成像程序使其圖像化或創(chuàng)建這種激光蝕刻文件。使用這種文件，能以每個(gè)像素為基準(zhǔn)對(duì)激光器發(fā)射的功率進(jìn)行調(diào)制，從而直接蝕刻三維形狀支撐構(gòu)件。雖然這里描述了8位格式，但是也可以使用4位，16位，24位或其他格式。
適用于激光蝕刻調(diào)制系統(tǒng)的激光器是功率輸出為2500瓦的快流CO2激光器，但是也可以使用更低功率輸出的激光器。主要的考慮因素是，激光器必須能以盡可能快的速度切換功率水平。優(yōu)選的切換速率是至少10千赫，更優(yōu)選的速率是20千赫。需要高功率切換速率從而在一秒時(shí)間內(nèi)加工盡可能多的像素。
附圖5是激光調(diào)制文件的圖形表示，包括重復(fù)單元141a，可用于形成附圖1-1a中所示穿孔薄膜的支撐構(gòu)件。附圖5a是附圖5b中所示激光調(diào)制文件的放大部分。在附圖5和5a中，黑色區(qū)域154a表示命令激光器發(fā)出全部功率的像素，從而在支撐構(gòu)件中形成一個(gè)孔，對(duì)應(yīng)于附圖1a-1d所示三維穿孔薄膜10中的穿孔16。附圖5的5a中的淺灰色區(qū)域155表示激光器接受到應(yīng)用非常低水平功率指令的像素，從而使支撐構(gòu)件表面基本保持不變。支撐構(gòu)件中的這些區(qū)域?qū)?yīng)于附圖1a中所示的突起11。附圖5和5a中各種灰度的其他區(qū)域代表對(duì)應(yīng)水平的激光功率，對(duì)應(yīng)于附圖1a-1d所示薄膜10中的各種特征圖案。比如，區(qū)域157和159對(duì)應(yīng)于薄膜10的橫向構(gòu)件14a和14b。附圖6是使用附圖5中所示文件對(duì)支撐構(gòu)件進(jìn)行壓紋所形成部分支撐構(gòu)件161的顯微照片。附圖6中所示部分支撐構(gòu)件的圖案在支撐構(gòu)件表面上重復(fù)，從而形成附圖1a-1d中所示薄膜10的重復(fù)圖案。
完成對(duì)工件進(jìn)行激光蝕刻之后，可以將其組合成附圖7中所示的結(jié)構(gòu)，作為支撐構(gòu)件。在具有激光蝕刻區(qū)域237的工件236內(nèi)部安裝兩個(gè)端承口235。這些端承口可以是冷縮配合，壓入配合的，通過(guò)所示皮帶238和螺絲239等機(jī)械裝置或其他機(jī)械裝置進(jìn)行連接。端承口能使工件保持圓筒狀，傳動(dòng)加工完畢的組件，并將完成的結(jié)構(gòu)固定在穿孔設(shè)備中。
制造這種三維穿孔薄膜的優(yōu)選設(shè)備如附圖8中所示。如圖所示，支撐構(gòu)件是一個(gè)可旋轉(zhuǎn)鼓輪753。在這個(gè)特定設(shè)備中，鼓輪以逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。鼓輪753的外側(cè)有一個(gè)熱空氣噴嘴759，能夠提供熱空氣幕簾，直接沖擊位于經(jīng)過(guò)激光蝕刻的支撐構(gòu)件上的薄膜。有特殊裝置能回撤熱空氣噴嘴759，從而防止在薄膜停止或以慢速移動(dòng)時(shí)導(dǎo)致其過(guò)熱。鼓風(fēng)機(jī)757和加熱器758共同工作，向噴嘴759供應(yīng)熱空氣。真空頭760位于鼓輪753中，直接與噴嘴759相對(duì)?？梢詫?duì)真空頭760進(jìn)行徑向調(diào)整并定位，使其接觸鼓輪753的內(nèi)表面。真空源761能連續(xù)抽空真空頭760。
冷卻區(qū)域762位于鼓輪753內(nèi)部，并接觸其內(nèi)表面。冷卻區(qū)域762中具有冷卻真空源763。在冷卻區(qū)域762中，冷卻真空源763通過(guò)薄膜中形成的穿孔抽出周圍空氣，使穿孔區(qū)域中形成的圖案定型。真空源763還能使薄膜固定在鼓輪753的冷卻區(qū)域762中，并消除因?yàn)榇┛缀蟊∧さ木砝@而產(chǎn)生的薄膜張力。
有一個(gè)薄而連續(xù)不間斷的熱塑性聚合材料薄膜751被置于經(jīng)過(guò)激光蝕刻的支撐構(gòu)件753的頂部。
附圖9所示是附圖8中圓形區(qū)域的放大圖。如該實(shí)施例中所示，真空頭760具有兩個(gè)真空吸嘴764和765，延伸透過(guò)薄膜寬度。但是出于某些原因，優(yōu)選對(duì)每個(gè)真空吸嘴使用獨(dú)立的真空源。如附圖23中所示，真空吸嘴764在初始薄膜靠近氣刀758時(shí)為其提供了一個(gè)壓制區(qū)域。真空吸嘴764通過(guò)通道766與真空源相連。這樣就能將輸入薄膜751固定在鼓輪753上，避免因?yàn)檩斎氡∧さ慕饫@而產(chǎn)生張力。還能使薄膜751平攤在鼓輪753的外表面上。第二真空吸嘴765限定了真空穿孔區(qū)域。中間支撐條768恰好位于真空吸嘴764和765之間。真空頭760的位置能使熱空氣幕簾767的沖擊點(diǎn)正好位于中間支撐條768的上方。熱空氣具有足夠的溫度，對(duì)薄膜具有足夠的入射角度，與薄膜間隔足夠的距離，能使薄膜軟化并因?yàn)樗┘拥牧Χl(fā)生變形。設(shè)備的結(jié)構(gòu)能使薄膜751在被熱空氣幕簾767軟化時(shí)，不會(huì)受到壓制噴嘴764和冷卻區(qū)域762產(chǎn)生的張力影響(附圖22)。真空穿孔區(qū)域765正好與熱空氣幕簾767相鄰，使加熱薄膜的時(shí)間最短，從而避免有過(guò)多熱量被傳遞至支撐構(gòu)件753。
參見(jiàn)附圖8和9，從供料輥750將柔軟薄膜751輸送至托輥752。托輥752可以與砝碼或其他裝置相連，從而控制輸入薄膜751的供料張力。然后使薄膜751與支撐構(gòu)件753緊密接觸。使薄膜和支撐構(gòu)件通過(guò)真空區(qū)域764。在真空區(qū)域764中，壓差進(jìn)一步使薄膜與支撐構(gòu)件753緊密接觸。然后利用真空壓力消除薄膜的供料張力。使薄膜和支撐構(gòu)件的組合體通過(guò)熱空氣幕簾767。熱空氣幕簾加熱薄膜和支撐構(gòu)件的組合體，從而使薄膜軟化。
然后使熱軟化薄膜和支撐構(gòu)件的組合體進(jìn)入真空區(qū)域765，利用壓差使經(jīng)過(guò)加熱的薄膜發(fā)生變形，并形成支撐構(gòu)件的形狀。位于支撐構(gòu)件中開孔區(qū)域上的經(jīng)過(guò)加熱的薄膜區(qū)域進(jìn)一步變形成支撐構(gòu)件的開孔區(qū)域。如果加熱和變形力是足夠的，則支撐構(gòu)件開孔區(qū)域上的薄膜會(huì)被洞穿，形成穿孔。
然后使仍然是熱的穿孔薄膜和支撐構(gòu)件的組合體通過(guò)冷卻區(qū)域762。在該冷卻區(qū)域中，使足量的周圍空氣通過(guò)穿孔薄膜，對(duì)薄膜和支撐構(gòu)件進(jìn)行冷卻。
然后在托輥754上從支撐構(gòu)件剝離冷卻的薄膜。托輥754可以與砝碼或其他裝置相連，從而控制卷繞張力。然后使穿孔薄膜通過(guò)完成輥756，卷繞薄膜。
吸收系統(tǒng)——第一吸收層參考文獻(xiàn)美國(guó)專利6515195公開了所述吸收體中使用的吸收系統(tǒng)。
第一吸收層846在其內(nèi)表面上與覆蓋層842相鄰并與之粘合，構(gòu)成吸收系統(tǒng)848的一部分。第一吸收層846能從覆蓋層842接受并儲(chǔ)存體液，直到下方的第二吸收層能夠吸收該液體并作為液體轉(zhuǎn)移或獲得層。
優(yōu)選第一吸收層846比覆蓋層842更致密，并且具有更大比例的小孔。這些特征能使第一吸收層846從覆蓋層842的外側(cè)吸收并儲(chǔ)存體液，從而避免該液體再次潤(rùn)濕覆蓋層842及其表面。但是，優(yōu)選第一吸收層846不至于太致密而妨礙該液體通過(guò)吸收層846滲透進(jìn)入下方的第二吸收層848中。
第一吸收層846可以包含木漿、聚酯、人造絲、柔軟泡沫、或類似物，或其混合物。第一吸收層846中也可以包括熱塑性纖維，從而穩(wěn)定該層并保持其結(jié)構(gòu)一體性?？梢杂帽砻婊钚詣┨幚淼谝晃諏?46的一個(gè)或兩個(gè)表面，從而提高其可潤(rùn)濕性，不過(guò)通常第一吸收層846是比較親水的，可能不需要進(jìn)行處理。優(yōu)選第一吸收層846的兩個(gè)表面上都結(jié)合或粘合有相鄰層，即覆蓋層842和下方的第二吸收848。
發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，特別適合作為第一吸收層846從而降低潛在的再濕潤(rùn)性的材料具有大約0.04到0.05克/立方厘米的密度，大約80到110克/平方米的單位重量，大約2到3毫米的厚度，特別是2.6毫米的厚度。適合作為第一吸收層的材料是由Memphis，Tenn.的Buckeye出售的空氣粘合紙漿，其商品名是VIZORB 3008，具有110克/平方米的單位重量，以及VIZORB 3010，具有90克/平方米的單位重量。
吸收系統(tǒng)——第二吸收層第二吸收層848與第一吸收層846緊鄰并結(jié)合。
在一個(gè)實(shí)施例中，第二吸收層848是纖維素纖維以及分散在紙漿纖維中的超吸收劑的共混物或混合物。在特定實(shí)例中，第二吸收層848的材料中含有大約40到95重量％的纖維素纖維和大約5到60重量％的SAP(超吸收性聚合物)。該材料具有小于約10重量％的含水量。這里所用詞組“重量百分比”是指單位重量最終材料中的物質(zhì)重量。舉例來(lái)說(shuō)，10重量％的SAP是指每100克/平方米單位重量的材料中10克/平方米的SAP。
可以用于第二吸收層848中的纖維素纖維是本領(lǐng)域中眾所周知的，包括木漿、棉、亞麻和泥煤苔。優(yōu)選木漿。木漿可以從機(jī)械或化學(xué)機(jī)械方法，亞硫酸鹽，牛皮紙，打漿廢料，有機(jī)溶劑漿料等途徑獲得。軟木和硬木材料都可以使用。優(yōu)選軟木木漿。不需要在該材料中使用化學(xué)脫膠劑，交聯(lián)劑和類似物處理纖維素纖維。
第二吸收層848中可以含有任意超吸收性聚合物(SAP)，這些SAP是本領(lǐng)域中眾所周知的。在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“超吸收性聚合物”(或“SAP”)是指在0.5磅/平方英寸壓力下，能夠吸收并保留至少大約10倍于其重量體液的材料。本發(fā)明的超吸收性聚合物顆?？梢允菬o(wú)機(jī)或有機(jī)的交聯(lián)親水性聚合物，比如聚乙烯醇，聚氧化乙烯，交聯(lián)淀粉，瓜爾豆膠，黃原膠和類似物。顆?？梢允欠勰?xì)粒，微?；蚶w維形式的。用于本發(fā)明的優(yōu)選超吸收性聚合物顆粒是交聯(lián)聚丙烯酸酯，比如Osaka，Japan的Sumitomo Seika ChemicalsCo.，Ltd.提供的產(chǎn)品，其商品名是SA60N Type II*，以及Palatine，Ill.的Chemical International，Inc.提供的產(chǎn)品，其商品名是2100A*。
在一個(gè)特定實(shí)例中，第二吸收層848的材料中含有大約40到95重量％的纖維素纖維，更具體地說(shuō)，含有大約60到80重量％的纖維素纖維。這種材料中可以含有大約5到60重量％的SAP，優(yōu)選是大約20到55重量％的SAP，更優(yōu)選是大約30到45重量％的SAP，最優(yōu)選是大約40重量％的SAP。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，第二吸收層848是采用氣流成網(wǎng)方法制造的。本發(fā)明的第二吸收層848具有高密度，在一個(gè)特定實(shí)例中，具有大于約0.25克/立方厘米的密度。具體地說(shuō)，第二吸收層848具有大約0.30到0.50克/立方厘米的密度。較具體地說(shuō)，密度是大約0.30到0.45克/立方厘米，更具體地說(shuō)，是大約0.30到0.40克/立方厘米。
氣流成網(wǎng)方法制得的吸收劑通常具有低密度。為了獲得更高的密度水平，比如上述第二吸收層848的例子，需要用輪壓機(jī)壓縮這種氣流成網(wǎng)材料。壓縮是采用本領(lǐng)域中眾所周知的方法實(shí)現(xiàn)的。通常情況下，在大約100℃的溫度和大約130牛頓/毫米的負(fù)載下進(jìn)行壓縮。通常上壓輥是鋼質(zhì)的，而下壓輥是硬度約為85 SH D的軟輥。優(yōu)選上下壓輥都是平滑的，不過(guò)上壓輥可以刻有圖案。
所制備的第二吸收層848可以具有很大范圍內(nèi)的單位重量。第二吸收層848的單位重量是大約100到700克/平方米。在一個(gè)特定實(shí)例中，單位重量是大約150到400克/平方米。
優(yōu)選單位重量是大約200到350克/平方米，更優(yōu)選是大約300克/平方米。第二吸收層848與第一吸收層共同發(fā)揮作用，降低潛在的再濕潤(rùn)性。具有較多開孔結(jié)構(gòu)的第一吸收層很容易吸收和在其中橫向分散液體，很容易將液體轉(zhuǎn)移至第二吸收層的接受表面。然后，具有很好毛細(xì)作用的第二吸收層有效地從第一吸收層向其內(nèi)部吸收液體。液體被超吸收性聚合物吸收之后，即使施加壓力也不會(huì)釋放液體。因此，被超吸收材料吸收的液體會(huì)被永久保留。同時(shí)，第二吸收層從第一吸收層吸收液體的力量會(huì)有助于降低保留在第一吸收層中的液體比例，從而降低在衛(wèi)生巾受到機(jī)械負(fù)載之后回到覆蓋層的液體量。而且，第一吸收層具有較強(qiáng)的毛細(xì)作用，所以由于機(jī)械負(fù)載而在第一吸收層中發(fā)生的任何液體集中都會(huì)在材料中再次分散，從而降低濃度，再次減少可能回到覆蓋層的液體量。
在一個(gè)特定實(shí)施例中，第二吸收層中含有大約30到40重量％的超吸收材料，具有大約200到400克/平方米的單位重量和大約0.2到0.45克/立方厘米的密度。
如附圖13a和附圖13b中所示，所形成的第二吸收層848可以是三層或四層的層壓體或多層體。那些多層體包括底層，一個(gè)或兩個(gè)中間層和一個(gè)頂層。三層或四層材料的特定實(shí)例如下所述。SAP可以存在于任何一個(gè)或全部層中。每個(gè)層中SAP的濃度(重量百分比)變化取決于特定SAP的性質(zhì)。
第二吸收層848的一個(gè)令人感興趣的特性是，在受到機(jī)械應(yīng)力時(shí)保留SAP的能力。第二吸收層848在經(jīng)過(guò)10分鐘的劇烈搖動(dòng)之后，能夠保留超過(guò)85重量％的SAP含量。具體地說(shuō)，本發(fā)明的材料能在這些機(jī)械應(yīng)力下保留超過(guò)90％，較具體地說(shuō)，超過(guò)95％，更具體地說(shuō)，超過(guò)99％的SAP。測(cè)量所保留SAP百分比的方法是，在W.S.Tyler Co.，Cleveland Ohio制造的Ro-Tap搖篩機(jī)中搖動(dòng)該材料。更具體地說(shuō)，將該樣品置于28目(Tyler系列)的篩網(wǎng)中。在第一篩網(wǎng)上連接35目和150目的附加篩網(wǎng)，形成細(xì)度逐漸增加的篩網(wǎng)序列。篩網(wǎng)序列的任意一端被封閉，防止纖維和/或SAP的損失。將篩網(wǎng)序列置于搖篩機(jī)中搖動(dòng)10分鐘。測(cè)量從樣品中搖晃損失的SAP微粒量，“游離SAP”的方法是，混合每個(gè)篩網(wǎng)中的殘余物并從SAP中分離纖維素纖維。
甚至從多層體開始制備時(shí)，所形成第二吸收層848的最終厚度也很小。其厚度可以是大約0.5到2.5毫米。在一個(gè)特定實(shí)例中，其厚度是大約1.0到2.0毫米，而且更具體地說(shuō)，是大約1.25到1.75毫米。
特別適合用于衛(wèi)生巾800的第二吸收層848的一個(gè)實(shí)施例如附圖13中所示。這個(gè)第二吸收層848具有大約200到350克/平方米的單位重量，和大約0.3到0.5克/立方厘米的密度。在一個(gè)特定實(shí)例中，該密度是大約0.3到0.45克/立方厘米，更具體地說(shuō)是大約0.4克/立方厘米。
附圖13中所示的第二吸收層848是氣流成網(wǎng)的三層體單位重量約為25克/平方米的木漿底層(不含超吸收劑)；單位重量約為150克/平方米的中間層，含有大約10到30克/平方米的超吸收劑和大約120到140克/平方米的木漿；以及單位重量約為25克/平方米的木漿頂層(不含超吸收劑)。相對(duì)于第二吸收層848的總單位重量，超吸收劑的含量是大約5到15重量％(單位克/平方米材料中超吸收劑的克/平方米)。在一個(gè)特定實(shí)例中，超吸收劑的含量占該材料的大約7.5到12.5重量％。更具體地說(shuō)，該材料中含有大約10重量％的超吸收劑。因此，材料中間層中可以含有大約15到25克/平方米的超吸收劑和大約125到135克/平方米的木漿，而且更具體地說(shuō)是大約20克/平方米的超吸收劑和大約130克/平方米的木漿。含有木漿和超吸收劑的中間層可以是均質(zhì)共混物或異質(zhì)共混物，其中超吸收劑的含量變化與底層相似。
在另一個(gè)實(shí)施例中，第二吸收層848是氣流成網(wǎng)的四層體。在該實(shí)施例中，上述中間層被兩個(gè)中間層替代；第一中間層與頂層相鄰，第二中間層與底層相鄰。每個(gè)第一和第二中間層中分別含有大約10到30克/平方米的超吸收劑和大約40到65克/平方米的木漿。要使被吸收的液體遠(yuǎn)離覆蓋層842時(shí)，則需要調(diào)節(jié)第一和第二中間層中超吸收劑的含量，使第二中間層中含有更多的超吸收劑。第一的第二中間層中的超吸收劑可以是相同或不同的。
在一個(gè)實(shí)施例中，用于第二吸收層848中的纖維素纖維是木漿。木漿的某些特征使其特別適用。大多數(shù)木漿中的纖維素具有被稱為纖維素I的晶體形態(tài)，能夠被轉(zhuǎn)化成被稱為纖維素II的形態(tài)。在第二吸收層848中，可以使用具有相當(dāng)大比例纖維素II形態(tài)纖維素的木漿。類似的，優(yōu)選使用具有提高的纖維卷曲值的木漿。最后，優(yōu)選使用具有低含量半纖維素的木漿。對(duì)木漿進(jìn)行處理優(yōu)化其特性的方法是本領(lǐng)域中眾所周知的。舉例來(lái)說(shuō)，用液氨處理木漿使纖維素轉(zhuǎn)化成纖維素II結(jié)構(gòu)并提高纖維的卷曲值是已知的。已知快速干燥方法能夠提高木漿纖維的卷曲值。對(duì)木漿進(jìn)行冷堿處理能降低半纖維素的含量，增加纖維的卷曲并使纖維素轉(zhuǎn)化成纖維素II的形態(tài)。因此，優(yōu)選用于制造本發(fā)明材料的纖維素纖維中含有至少部分經(jīng)過(guò)冷堿處理的木漿。
關(guān)于冷堿萃取過(guò)程的說(shuō)明參見(jiàn)于1995年1月18日提交的序列號(hào)是08/370571的美國(guó)專利申請(qǐng)，該申請(qǐng)是于1994年1月21日提交的，目前已撤回的，序列號(hào)是08/184377的美國(guó)專利申請(qǐng)的繼續(xù)。這些申請(qǐng)所公開的內(nèi)容都是本發(fā)明的參考文獻(xiàn)。
簡(jiǎn)單地說(shuō)，堿處理通常是在低于約60℃的溫度下進(jìn)行的，但是優(yōu)選低于50℃，更優(yōu)選是大約10到40℃之間的溫度。優(yōu)選的堿金屬鹽溶液是新鮮制備的氫氧化鈉溶液，或者是制漿廠或造紙廠的副產(chǎn)品溶液，比如半堿性白液，氧化的白液和類似物。還可以使用其他堿金屬鹽，比如氫氧化銨和氫氧化鉀和類似物。但是，從成本角度考慮，優(yōu)選的鹽是氫氧化鈉。堿金屬鹽的濃度通常是該溶液的大約2到25重量％，優(yōu)選是大約6到18重量％。優(yōu)選用大約10到18重量％濃度的堿金屬鹽對(duì)用于高速率，快速吸收應(yīng)用的木漿進(jìn)行處理。
為了進(jìn)一步說(shuō)明第二吸收層848的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造方法，請(qǐng)參考于1999年2月2日授予Tan等人的美國(guó)專利5866242。該文件的內(nèi)容也是本發(fā)明的參考文獻(xiàn)。
阻擋層位于吸收系統(tǒng)848下方的是由不滲透液體的材料構(gòu)成的阻擋層850，能防止被吸收系統(tǒng)848吸收的液體流出衛(wèi)生巾并沾污使用者的內(nèi)衣。優(yōu)選阻擋層50由聚合薄膜制成，不過(guò)也可以由不滲透液體的透氣材料制成，比如經(jīng)過(guò)防水處理的非織造或微孔的薄膜或泡沫。
覆蓋層842和阻擋層850沿著其邊緣部分結(jié)合在一起，形成封閉體或凸緣密封，使吸收系統(tǒng)848密封。可以通過(guò)粘合劑、熱粘合、超聲粘合、射頻密封、機(jī)械卷邊、和類似方法及其組合，使之結(jié)合在一起。
測(cè)量衛(wèi)生用品厚度的方法如上所述，衛(wèi)生巾800的厚度是大約5毫米或更薄。測(cè)量衛(wèi)生巾厚度所需要的設(shè)備是具有測(cè)試臺(tái)的有腳(厚度)測(cè)微計(jì)，從Ames獲得，在0.07psig壓力下具有2英寸直徑的腳，讀出精確度是0.001英寸。優(yōu)選使用數(shù)字型設(shè)備。如果衛(wèi)生巾樣本是獨(dú)立折疊和包裝的，則要用手拆開樣本并小心地?cái)偲?。從樣本上揭去隔離紙，再次輕柔地將其固定在定位粘膠層上，不要壓制樣本，保證隔離紙平鋪在樣本上。不考慮護(hù)翼(如果有的話)，讀取樣本中心處的厚度。
抬起測(cè)微計(jì)的腳，將樣本置于基準(zhǔn)面上，使測(cè)微計(jì)的腳基本位于樣本中心(或位于待測(cè)樣本的指定位置處)。降低測(cè)微計(jì)的腳時(shí)，必須小心地防止其落在樣本上或施加過(guò)多的力。對(duì)樣本施加0.07psig的負(fù)載，使讀數(shù)穩(wěn)定大約5秒。然后讀取厚度值。從總厚度中扣除覆蓋定位粘合劑的隔離紙的厚度。
液體吸收和污跡遮掩測(cè)試方法本發(fā)明衛(wèi)生巾具有提高的液體吸收和污跡遮掩特性。以下液體吸收和液體遮掩測(cè)試方法包括三個(gè)連續(xù)測(cè)試(1)液體滲透測(cè)試；(2)再濕潤(rùn)性測(cè)試和(3)遮掩值測(cè)試。在進(jìn)行所有三個(gè)測(cè)試時(shí)，應(yīng)當(dāng)使用相同的五個(gè)測(cè)試樣本。即，不應(yīng)該對(duì)每個(gè)測(cè)試使用一個(gè)干凈的樣本，而是對(duì)相同的樣本進(jìn)行液體滲透測(cè)試，然后測(cè)量再濕潤(rùn)性和遮掩值。
按照以下測(cè)試方法用于液體滲透測(cè)試，再濕潤(rùn)性測(cè)試和遮掩值的測(cè)試液體可以是任何具有以下特性的合成經(jīng)血(1)大約30厘泊的粘度；和(2)以下Hunter色值L＝大約17，a＝大約7，b＝大約1.5。將一定量的測(cè)試液體置于玻璃盤中直至深度為0.25英寸，測(cè)量測(cè)試液體的L Hunter值。
測(cè)量液體滲透時(shí)間的方法將待測(cè)樣本置于液體滲透測(cè)試孔板下方，測(cè)量液體滲透時(shí)間。該孔板由7.6厘米×25.4厘米，厚1.3厘米的聚碳酸酯構(gòu)成，其中央具有一個(gè)橢圓孔。橢圓孔的主軸長(zhǎng)3.8厘米，短軸長(zhǎng)1.9厘米?？装逦挥诖郎y(cè)樣品中心。含有7毫升測(cè)試液體的帶刻度10立方厘米注射器位于孔板上方，使注射器的出口大致位于孔上方3英寸處。水平固定注射器，平行于測(cè)試板表面。然后以一定速率從注射器中排出液體，使液體成流地以垂直于測(cè)試板的方向滴入橢圓孔，當(dāng)液體接觸到待測(cè)樣本時(shí)按下秒表計(jì)時(shí)。當(dāng)能從橢圓孔中看到樣本表面時(shí)停止秒表計(jì)時(shí)。秒表上消耗的時(shí)間就是液體滲透時(shí)間。用五個(gè)樣本的測(cè)試結(jié)果計(jì)算平均液體滲透時(shí)間(FPT)。
測(cè)試潛在的再濕潤(rùn)性的方法潛在的再濕潤(rùn)性是衛(wèi)生巾或其他物體在含有大量液體并受到外界機(jī)械壓力時(shí)在結(jié)構(gòu)中保留液體能力的量度。按照以下方法確定并說(shuō)明潛在的再濕潤(rùn)性。
測(cè)試需要使用的設(shè)備包括精確度是1秒并且至少持續(xù)5分鐘的秒表，10毫升容量而且內(nèi)徑約為12毫米的刻度玻璃圓筒，一定量的測(cè)試液體，和液體滲透測(cè)試孔板。測(cè)試板是矩形的，由Lexan(萊克桑，一種聚碳酸酯)制成，長(zhǎng)25.4厘米(10.0英寸)，寬7.6厘米(3.0英寸)，厚1.27厘米(0.5英寸)?？装迳系耐臋E圓孔具有長(zhǎng)3.8厘米而且平行于孔板長(zhǎng)度的主軸，以及寬1.9厘米而且平行于孔板寬度的短軸。
該設(shè)備中進(jìn)一步包括一個(gè)量重器或天平，稱量精確度是±0.001克，一定量的NuGauze通用海綿(10厘米乘10厘米)(4英寸乘4英寸)——從Johnson&Johnson Medical Inc.獲得的四層片，其產(chǎn)品代碼是3634(從Johnson&Johnson Hospital Services獲得，訂貨編號(hào)7634)，2.22千克(4.8磅)的標(biāo)準(zhǔn)砝碼，尺寸為5.1厘米(2英寸)乘10.2厘米(4.0英寸)乘大約5.4厘米(2.13英寸)，在5.1乘10.2厘米(2英寸乘4英寸)的表面上施加4.14千帕(0.6磅/平方英寸)的壓力。
在上述測(cè)試方法中，用于液體滲透測(cè)試的同樣五個(gè)樣本應(yīng)當(dāng)被用于潛在的再濕潤(rùn)性測(cè)試。即，以上述方法進(jìn)行液體滲透測(cè)試之后，應(yīng)當(dāng)對(duì)同樣五個(gè)樣本立刻進(jìn)行潛在的再濕潤(rùn)性的測(cè)試。
如果衛(wèi)生巾是折疊的，則應(yīng)當(dāng)將其平攤，盡可能消除折痕，如果衛(wèi)生巾是彎曲的，則應(yīng)當(dāng)在其側(cè)面結(jié)合處切割若干次，這樣就能平攤樣本。
折疊兩個(gè)海綿，使折疊邊緣彼此相對(duì)，形成大約5厘米乘10厘米乘16層的多層結(jié)構(gòu)。然后對(duì)每個(gè)待測(cè)衛(wèi)生巾樣本的16層海綿進(jìn)行稱重，精確到0.001克。將預(yù)先處理過(guò)的衛(wèi)生巾或其他產(chǎn)品置于水平面上，不揭去隔離紙，使覆蓋層向上。
在上述FPT測(cè)試中在孔板中應(yīng)用測(cè)試液體之后，能從液體頂面看到衛(wèi)生巾覆蓋層時(shí)立刻按下秒表計(jì)時(shí)，測(cè)量5分鐘的間隔。5分鐘之后，移開孔板，將衛(wèi)生巾置于硬水平面上，使覆蓋層向上。將預(yù)先稱重的16層多層海綿置于潤(rùn)濕區(qū)域中央，將2.22千克標(biāo)準(zhǔn)砝碼置于16層多層海綿頂部。在衛(wèi)生巾上安放海綿和砝碼之后，立刻按下秒表計(jì)時(shí)，3分鐘之后，迅速移開標(biāo)準(zhǔn)砝碼和16層多層海綿。測(cè)量16層多層海綿的濕重，精確到0.001克，予以記錄。然后根據(jù)潮濕和干燥的16層多層海綿之間的重量差計(jì)算再濕潤(rùn)性值。
對(duì)五個(gè)樣本重復(fù)上述測(cè)量，如果需要的話，在每次測(cè)量之前將砝碼擦抹干凈。從五個(gè)樣本的測(cè)量值求得平均潛在的再濕潤(rùn)性。
進(jìn)行上述方法時(shí)，重要的是在21±1℃的溫度和65±2％的相對(duì)濕度條件下進(jìn)行測(cè)試。
遮掩值測(cè)試以下試驗(yàn)測(cè)量吸收體遮掩液體污跡，比如經(jīng)血的能力。
對(duì)五個(gè)樣本進(jìn)行上述滲透測(cè)試和再濕潤(rùn)性測(cè)試之后，立刻對(duì)其進(jìn)行液體測(cè)試之后的成像，使用50倍的Scalar USB顯微鏡，型號(hào)是UM02-SUZ-01，和內(nèi)置式光源。將Scalar顯微鏡設(shè)置為色度飽和，亮度開啟自動(dòng)曝光。對(duì)每個(gè)樣本的五個(gè)隨機(jī)區(qū)域進(jìn)行成像，保存圖像是bmp格式640×480像素的24位真彩圖形文件。從而獲得總共25幅圖像(5個(gè)樣本都各自具有5幅圖像)。
然后在Image Pro Plus 4.0版軟件中打開原始bmp圖像，該軟件是MediaCybermetics，LP.的產(chǎn)品。然后在Image Pro Plus中將圖像從其原始的24位真彩格式轉(zhuǎn)變成8位灰度圖像。然后利用Image Pro Plus程序的直方圖功能處理圖像，產(chǎn)生圖像灰度值的直方圖。由此能按照特定灰度值對(duì)像素?cái)?shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)，灰度值從“0”黑色到“255”白色。然后將直方圖的數(shù)據(jù)輸入MicrosoftExcel 2000工作表中，使用DDE(Windows動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換)。
向Excel 2000的DDE產(chǎn)生了含有25個(gè)柱的工作表，每個(gè)柱中都含有256個(gè)行。工作表中的每個(gè)柱都含有單一圖像的直方數(shù)值。每個(gè)柱中包括256個(gè)值，這是對(duì)圖像中像素?cái)?shù)量的計(jì)數(shù)，其對(duì)應(yīng)值是0到255。然后對(duì)每個(gè)行求平均，對(duì)特定材料產(chǎn)生平均直方圖。
典型的平均直方圖表現(xiàn)出灰色區(qū)域的雙峰分布，代表測(cè)試樣本的被沾污區(qū)域，白色區(qū)域代表測(cè)試樣本的未被沾污區(qū)域。對(duì)平均直方圖的觀察證明，灰色區(qū)域和白色區(qū)域之間存在一個(gè)平臺(tái)，所有被沾污區(qū)域都被限定為灰度值是90或更低。因此，根據(jù)0和90之間的灰度值總和確定材料的污跡面積，較低值代表較淺灰色區(qū)域，從而表示更好的遮掩能力。90或更低灰度值的總和是“遮掩值”。
按照以上方法進(jìn)行測(cè)試時(shí)，優(yōu)選本發(fā)明衛(wèi)生巾具有小于約115000的遮掩值，小于約45秒的平均液體滲透時(shí)間，和小于約0.05克的平均再濕潤(rùn)性。優(yōu)選本發(fā)明的衛(wèi)生巾具有小于約100000的遮掩值，更優(yōu)選小于約90000，最優(yōu)選小于約85000。優(yōu)選本發(fā)明的衛(wèi)生巾具有小于40秒的平均液體滲透時(shí)間，最優(yōu)選小于35秒。
本發(fā)明的衛(wèi)生巾對(duì)指定的平均液體滲透時(shí)間和平均潛在的再濕潤(rùn)性能夠提供令人吃驚的非常好的遮掩特性。
雖然已經(jīng)對(duì)本發(fā)明的特定實(shí)施例進(jìn)行了上述說(shuō)明，但是本申請(qǐng)還包括權(quán)利要求及其等同范圍內(nèi)的改進(jìn)和變化。
權(quán)利要求
1.一種衛(wèi)生巾，包括朝向身體的覆蓋層，以及與所述覆蓋層相鄰的用于從中接受液體的吸收系統(tǒng)，按照本文所述測(cè)試方法，測(cè)得所述衛(wèi)生巾具有小于約115000的遮掩值、小于約45秒的平均液體滲透時(shí)間、和小于約0.05克的平均再濕潤(rùn)性。
2.如權(quán)利要求1所述的衛(wèi)生巾，其特征在于所述遮掩值小于約100000。
3.如權(quán)利要求2所述的衛(wèi)生巾，其特征在于所述遮掩值小于約90000。
4.如權(quán)利要求3所述的衛(wèi)生巾，其特征在于所述遮掩值小于約85000。
5.如權(quán)利要求1所述的衛(wèi)生巾，其特征在于所述平均液體滲透時(shí)間小于40秒。
6.如權(quán)利要求5所述的衛(wèi)生巾，其特征在于所述平均液體滲透時(shí)間小于35秒。
7.如權(quán)利要求1所述的衛(wèi)生巾，其特征在于所述吸收系統(tǒng)包括超吸收材料。
8.如權(quán)利要求1所述的衛(wèi)生巾，其特征在于所述吸收系統(tǒng)包括纖維素纖維和超吸收材料的共混物。
9.如權(quán)利要求8所述的衛(wèi)生巾，其特征在于所述吸收系統(tǒng)包含第一吸收層和第二吸收層，所述第二吸收層具有大約100到700克/平方米的單位重量，它通過(guò)氣流成網(wǎng)方法形成一個(gè)木漿底層、混有超吸收性聚合物的木漿中間層、和含有至少一些木漿的頂層。
10.如權(quán)利要求9所述的衛(wèi)生巾，其特征在于所述第二吸收層具有大于約0.25克/立方厘米的密度。
11.如權(quán)利要求10所述的衛(wèi)生巾，其特征在于所述第二吸收層具有大約0.3到0.5克/立方厘米的密度。
12.如權(quán)利要求11所述的衛(wèi)生巾，其特征在于所述第二吸收層具有大約0.3到0.45克/立方厘米的密度。
13.如權(quán)利要求9所述的衛(wèi)生巾，其特征在于所述中間層包含與底層相鄰的第一中間層和與頂層相鄰的第二中間層。
14.如權(quán)利要求9所述的衛(wèi)生巾，其特征在于所述第二吸收層中含有大約20到55重量％的超吸收性聚合物。
15.如權(quán)利要求14所述的衛(wèi)生巾，其特征在于所述第二吸收層中含有大約30到45重量％的超吸收性聚合物。
16.如權(quán)利要求15所述的衛(wèi)生巾，其特征在于所述第二吸收層中含有大約40重量％的超吸收性聚合物。
17.如權(quán)利要求9所述的衛(wèi)生巾，其特征在于所述第二吸收層具有大約150到350克/平方米的單位重量。
18.如權(quán)利要求17所述的衛(wèi)生巾，其特征在于所述第二吸收層具有大約200到300克/平方米的單位重量。
19.如權(quán)利要求18所述的衛(wèi)生巾，其特征在于所述第二吸收層具有大約250克/平方米的單位重量。
20.如權(quán)利要求9所述的衛(wèi)生巾，其特征在于所述第一吸收層是通過(guò)氣流成網(wǎng)方法形成于所述第二吸收層上的。
21.如權(quán)利要求20所述的衛(wèi)生巾，其特征在于所述第一吸收層中含有熱塑性纖維。
22.如權(quán)利要求20所述的衛(wèi)生巾，其特征在于所述第一吸收層含有這樣的的材料它具有大約0.04到0.05克/立方厘米的密度。
23.如權(quán)利要求20所述的衛(wèi)生巾，其特征在于所述第一吸收層含有這樣的材料它具有大約80到110克/平方米的單位重量。
24.如權(quán)利要求9所述的衛(wèi)生巾，其特征在于所述第一吸收層具有大約2到3毫米的厚度。
25.如權(quán)利要求9所述的衛(wèi)生巾，其特征在于所述第二吸收層中含有大約5到60重量％的超吸收性聚合物。
26.如權(quán)利要求1所述的衛(wèi)生巾，其特征在于該衛(wèi)生巾的厚度小于約3毫米。
27.如權(quán)利要求26所述的衛(wèi)生巾，其特征在于該衛(wèi)生巾的厚度是大約2.8毫米。
全文摘要
一種衛(wèi)生巾，包括接觸身體的覆蓋層，以及與覆蓋層相鄰并從中接受液體的吸收系統(tǒng)，按照所述試驗(yàn)方法測(cè)量該衛(wèi)生巾具有小于約115000的遮掩值，小于約45秒的平均液體滲透時(shí)間，和小于約0.05克的平均再濕潤(rùn)性。
文檔編號(hào)A61F13/15GK1672667SQ20051005452
公開日2005年9月28日 申請(qǐng)日期2005年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月12日
發(fā)明者W·G·F·凱利 申請(qǐng)人:麥克內(nèi)爾-Ppc股份有限公司