專利名稱：防漏間斷超聲粘合的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及產(chǎn)生防漏密封的間斷超聲粘合。
背景技術：
吸水服裝，包括一次性尿布和運動短褲，和其它個人護理制品在其組件中需要防漏密封以適當容納例如身體排泄的廢物。這種防漏密封通常通過連續(xù)的，或實體的粘合花紋組織實現(xiàn)的。這種連續(xù)花紋組織通常通過熱熔膠、熱粘合或超聲粘合形成。
超聲粘合花紋組織可以是施加在花紋組織中的間斷點，它們在兩個或多個材料層之間產(chǎn)生熱粘合。當使用單個點花紋組織而不是連續(xù)的，或者實體的粘合時，粘合通常更堅固。但是，由于間斷粘合點彼此之間有間隔，液體可在粘合點之間通過，從而間斷粘合通常不是防漏的，或防潮的。
需要或希望有可用在吸水服裝和其它個人護理制品組件中的堅固的防漏密封。
發(fā)明綜述本發(fā)明涉及產(chǎn)生堅固的防漏密封的間斷超聲粘合。粘合特別適用于吸水服裝和個人護理制品的組件中，包括一次性尿布，運動短褲，婦女衛(wèi)生制品，成人失禁制品，和醫(yī)用服裝。堅固的防漏密封特別適用于將封蓋(containment flaps)附著在服裝上，以及聯(lián)接復合結構。
防漏或防潮密封是這樣形成的，即用多個點粘合將至少兩層材料超聲粘合，點粘合的距離足夠接近以在粘合之間形成密封。當使用超聲粘合形成粘合時，被粘合的一部分基底材料移位到實際粘合點的外部。在本發(fā)明中，移位的材料或者相互接觸，從而阻塞粘合點之間的任何液體通道，或者足夠接近以形成足夠彎曲的通路以阻塞粘合點之間的任何液體通路。而且，相對實心粘合，通過使用點粘合使粘合的強度最佳。
如上所述，本發(fā)明的一個特征和優(yōu)點是提供堅固的防漏密封。
本發(fā)明的另一個特征和優(yōu)點是提供將至少兩層材料粘合在一起形成堅固防漏密封的粘合過程。
從下面參考附圖對優(yōu)選實施例的詳細描述中可以更明顯地看出這些和其它特征。
附圖簡要說明

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明將兩層材料粘合在一起的一種點粘合花紋組織的放大局部平面圖；圖2示出了沿圖1中線2-2的將兩層材料粘合在一起的間斷超聲粘合點的放大剖面圖。
定義在該說明書的上下文中，下面的每個術語或短語包含下面的一個或多個含義。
“粘合點”指發(fā)生超聲粘合處的離散點。
“粘合的”指兩個元件的結合，粘接，連接，附著或類似操作。當兩個元件直接或間接地粘合在一起時，例如分別直接粘合在中間元件上，就認為它們是粘合在一起的。
“透氣的”描述通常阻止粒狀物質，水和其它液體通過，但允許水蒸氣和空氣穿過的材料。
“一次性的”指設計為使用有限次后丟棄而不是進行清洗或用其它方法恢復再用的物品。
“彈性的”，“經(jīng)過彈性處理的”，“彈性”指材料或復合材料的性質，通過這種性質在去掉產(chǎn)生變形的力后材料趨向于恢復其原始尺寸和形狀。
“膜”指利用膜擠壓和/或發(fā)泡過程，如鑄膜或吹膜擠壓過程，制造的熱塑膜。該術語包括有孔膜，薄膜狹條，和其它組成液體輸送膜的多孔膜以及不輸送液體的膜。
“層”以單數(shù)使用時可具有單個元件或多個元件雙重含義。
“不透液體的”當用于描述一層或多層層疊制品時，指在正常使用條件下，液體，如尿液，在液體接觸點在基本垂直于層或層疊制品平面的方向上不能完全穿過層或層疊制品。液體，或尿液，只要不穿過層或層疊制品，就可以平行于不透液體層或層疊制品平面地散開或輸送。
“可透液體材料”或“液體水可透材料”指在一層或多層中存在的材料，如膜，無紡纖維，或開孔泡沫，它們是多孔的，并且由于水和其它含水液體流過這些孔，它們也是可透水的。膜或泡沫中的孔，或無紡網(wǎng)中的纖維或纖絲之間的空間足夠大并且足夠密以允許液態(tài)水穿過材料泄漏或流動。
“醫(yī)用服裝”指醫(yī)用(即保護的和/或治療用的)長外衣，帽子，手套，被單，面罩及類似物。
“紡粘布”指這樣形成的纖維，即擠壓熔化的熱塑材料，使其穿過鑄模的小直徑管作為熔化的線或細絲進入會聚的高速加熱氣(例如空氣)流，氣流使熔化熱塑材料細絲變細以使其直徑減小，直徑可減小到微纖維直徑。然后，熔吹的纖維通過高速氣流輸送并沉積到收集表面上以形成隨機分散的熔吹纖維網(wǎng)。例如在授權給Butin等人的美國專利3,849,241中公開了一種這樣的過程。熔吹纖維可以是連續(xù)的或不連續(xù)的，通常小于約0.6旦尼爾，當沉積在收集表面上時通常是自粘結的。本發(fā)明中使用的紡粘布在長度上最好是連續(xù)的。
“無紡”和“無紡網(wǎng)”指具有單個纖維或細絲結構的材料或材料網(wǎng)，其中纖維或細絲是交叉的，但不是象在針織物中那樣可識別的。這里使用的術語“纖維”和“細絲”是可互換的。無紡纖維或網(wǎng)可通過許多過程形成，如例如熔吹過程，紡粘過程，氣流成網(wǎng)過程，和粘合梳理網(wǎng)過程。該術語還包括穿孔或用其它方式處理以允許空氣穿過的膜。
“偏置”指從一條線上的點到不在該線上的點測量的角度。
“點粘合”指與連續(xù)或實心粘合相對的非連續(xù)粘合方式。
“聚合物”包括，但不局限于，均聚物，共聚物，例如，嵌段共聚物，接枝共聚物，無規(guī)共聚物和交替共聚物，三元共聚物等以及它們的混合物和變型。而且，除另外特別限定以外，術語“聚合物”應該包括材料的所有可能的幾何構造。這些構造包括，但不局限于，全同立構的，間同立構的和不規(guī)則對稱。
“紡粘纖維”指這樣形成的小直徑纖維，即從具有圓形或其它構造的多個紡絲頭細小直徑管擠壓熔化熱塑材料作為細絲，然后通過例如在授權Appel等人的美國專利4,340,563，授權Dorschner等人的美國專利3,692,618，授權Matsuki等人的美國專利3,802,817，授權Kinney的美國專利3,338,992和3,341,394，授權Hartmann的美國專利3,502,763，授權Petersen的美國專利3,502,538，授權Dobo等人的美國專利3,542,615中所述方法快速減小細絲的直徑，上述每個專利整體在這里作為參考。當紡粘纖維沉積到收集表面上時，它們被驟冷并且通常不是發(fā)粘的。紡粘纖維通常是連續(xù)的并常常具有大于約0.3的旦尼爾，更具體地，在約0.6和10之間。
“可拉伸的”指的是在不斷裂的情況下，材料在至少一個方向上可被拉伸到至少其原始(未拉伸)長度的150％，適當?shù)氖抢斓狡湓奸L度的200％，可取的是拉伸到其原始長度的250％。
“熱塑的”描述的這樣材料，即受熱變軟并在冷卻到室溫時基本返回到未變軟狀態(tài)。
在說明書的余下部分中這些術語可用另外的語言限定。
優(yōu)選實施例詳細描述本發(fā)明的原理可應用于各種服裝和個人護理制品，包括這樣的一次性服裝，該服裝具有至少兩層粘合在一起的材料12，14，在日常使用中最終的接縫暴露在潮濕中。實例包括尿布，運動短褲，某些婦女衛(wèi)生制品，成人失禁制品，其它個人護理或醫(yī)用服裝，以及類似物。更具體地，本發(fā)明可應用于將封蓋附著在這種服裝上或用于粘合復合結構。
參考圖1，所示間斷超聲粘合點10的花紋組織應用到兩層材料12，14，其中第一層12位于第二層14之上，并且第二層14延伸超過第一層12。第一層12和第二層14必須至少部分重疊。粘合點10將兩個層12，14粘合在一起，產(chǎn)生堅固的防漏密封16。由于有許多粘合點10，所以密封16堅固，而且粘合點10之間的小距離防止潮濕穿過密封16。如圖1中所示，本發(fā)明的一個實施例包括許多排18平行的粘合點10，其中相鄰排18中的粘合點10彼此偏置，在任何地方從約0°到約89°，作為另外一種選擇，從約15 °到約75°，作為另外一種選擇，從約30°到約60°。本發(fā)明要求至少一排18粘合點10，或者至少兩排18粘合點10，作為另外一種選擇，至少三排18或作為另外一種選擇至少四排18。
每個粘合點10例如可取的是圓形，可以是任何其它適當?shù)男螤钊鐧E圓形，8字形或矩形。每個粘合適當?shù)卦诩s0.005英寸(0.013厘米)和約0.25英寸(0.64厘米)之間的直徑，作為另外一種選擇，在約0.010英寸(0.025厘米)和約0.175英寸(0.44厘米)之間，或者作為另外一種選擇，在約0.015英寸(0.038厘米)和約0.15英寸(0.38厘米)之間。
類似地，每個粘合點10與至少另一個粘合點10在或者縱向或者橫向，或者它們之間的任何方向上的距離在約0.001英寸(0.0025厘米)和約0.20英寸(0.51厘米)之間。作為另外一種選擇，每個粘合點10與至少另一個粘合點10之間的距離在約0.0025英寸(0.0064厘米)到約0.175英寸(0.44厘米)以內。作為另外一種選擇，每個粘合點10與至少另一個粘合點10之間的距離在約0.005英寸(0.013厘米)到約0.15英寸(0.38厘米)以內。
在圖1中示出了粘合點10之間可測距離的各種實例。更具體地，距離W是一排18中的相鄰粘合點10之間的直線距離，距離X是彼此對角的兩個粘合點10之間的直線距離，距離Y是垂直偏置的兩個對角粘合點10之間的水平距離，距離Z是兩個水平偏置的兩個粘合點10之間的垂直距離?；y組織寬度是粘合點10的頂排18和底排18之間的總垂直距離。
當向基底12施加超聲粘合點10時，一部分被粘合的基底材料移位到實際粘合點10以外，如圖2中所示。在本發(fā)明中，每層12，14的移位材料20或者彼此接觸，或者足夠近地靠在一起以產(chǎn)生足夠彎曲的通路以阻塞在粘合點10之間任何液體通道。由于超聲粘合過程在點粘合10產(chǎn)生的熱，在發(fā)生移位時，點粘合10之間的移位的材料20處于熔化狀態(tài)。由于在超聲粘合過程中產(chǎn)生的熱和施加的壓力，熔化的移位的材料20在相互接觸時就粘合在一起，從而在相鄰層12，14的移位的材料20之間形成精細的粘合。并阻塞粘合點10和層12，14之間移位的材料之間的任何液體通道。而且，相對實心粘合來說，使用點粘合使密封16的強度最佳。
超聲粘合過程可通過各種方法進行(未示出)，包括利用超聲固定導條角或超聲旋轉導條角或不同頻率導條角。在固定方法中，固定砧位于超聲導條角或導波器下方。材料12，14聯(lián)接在導條角或導波器上使得材料12，14位于導條角和砧之間。導條角以規(guī)定速度振動，例如20,000循環(huán)/秒，幅值為0.0005英寸(0.0013厘米)到約0.0035英寸(0.0089厘米)，通過摩擦發(fā)射超聲能并從而將材料12，14粘合在一起。
在旋轉方法中，材料放置在旋轉盤和旋轉砧之間，旋轉砧最好是在與材料12，14的接觸面上具有花紋組織的圓形砧。旋轉盤振動，圍繞其圓周以最大約為0.0035英寸(0.0089厘米)膨脹和收縮。與在固定方法中一樣，摩擦造成發(fā)射超聲能，從而將材料12，14粘合在一起。而且，砧上的花紋組織形成傳送到材料12，14上的粘合花紋組織。
在本發(fā)明中，對于至少兩層材料12，14來說，合適的基底材料包括不透液體材料，包括用各種可選材料制造的無紡網(wǎng)層疊制品。各種無紡纖維可疊置在用作基底的膜或其它不透液體層上。例如，基底可由疊置在不透液體層上的熔吹或紡粘聚烯烴纖維網(wǎng)組成?；滓部梢允钳B置在不透液體層上的由天然和/或合成纖維組成的粘合梳理的網(wǎng)。盡管層12，14優(yōu)選是不透液體的，但層12，14也可以是透氣的。
基底最好是不透液體的材料或疊置在不透液體的材料上。合適的不透液體的材料的一個實例是薄塑料膜，但也可以使用其它柔性不透液體的材料。用作基底的一種合適的不透液體膜是聚烯烴膜，例如，在商業(yè)上可從美國，弗吉尼亞州，Packaging of Newport News獲得的0.2毫米聚乙烯膜。
基底還可包括彈性材料，例如，在1990年7月10日授權給Gompel等人的美國專利No.4,940,464中所述的一種吸水服裝的側壁。而且，彈性材料可用作幾乎吸水服裝或個人護理制品的任何部分，并可包括拉伸-熱層疊材料(STL)，頸線-粘合(neck-bonded)的層疊材料(NBL)，雙面頸縮(reversibly necked)層疊材料，或拉伸-粘合層疊(SBL)材料。制造這種材料的方法對于該技術領域的普通技術人員是公知的，并描述在1987年5月5日授權Wisneski等人的美國專利4,663,220；1993年7月13日授權Morman的美國專利5,226,992；1987年以Taylor等人名字公開的歐洲專利申請No.EP 0217 032中，所有這些專利在這里作為參考。作為另外一種選擇，這些彈性材料可包括其它紡織的或無紡材料，或可拉伸但非彈性材料。
如上所述，本發(fā)明可應用于尿布，運動短褲，某些婦女衛(wèi)生制品，成人失禁制品，其它個人護理或醫(yī)用服裝，及類似物。
舉例制造了九種不同粘合花紋組織并評價它們產(chǎn)生不透潮濕密封的能力。對于每個試樣，利用20赫茲超聲旋轉導條角沿層的周邊邊緣，與邊緣距離約為0.1英寸將兩個6英寸正方形材料層粘合在一起。材料是粘合層疊在0.6密爾聚丙烯膜上的一薄層紡粘0.6osy聚丙烯，兩層中的每一個的膜側面彼此相對。每一個粘合點都是圓形的，都具有0.045英寸(0.11厘米)的直徑。沿每個6英寸邊的粘合花紋組織截面布置為四排粘合點。一排中相鄰粘合點之間的直線距離，即縱向間隔，范圍為從0.05英寸(0.13厘米)到0.11英寸(0.28厘米)，實際的值列在表1中。水平偏置粘合點之間的垂直距離，即橫向間隔，范圍為從0.10英寸(0.25厘米)到0.30英寸(0.76厘米)，實際的值列在表1中。粘合點截面的花紋組織寬度，即第一排粘合點和第四排粘合點之間的距離，范圍為從0.210英寸到0.270英寸，實際的值列在表1中。相鄰排中粘合點彼此偏置約35到58度，實際的值列在表1中。
在密封兩層的全部周邊之前，最終的容器充滿250毫升染成藍色的鹽溶液。然后將粘合好的容器在水平表面上放置14天并觀察泄漏情況。如表1中所示，在檢測的粘合花紋組織截面中唯一泄漏的是縱向間隔為0.11英寸，橫向間隔為0.010英寸，花紋組織寬度為0.210英寸的截面。表1檢測泄漏情況的粘合點截面
具有最長的縱向間隔(0.011英寸)和最短的橫向間隔(0.010英寸)的試樣是唯一泄漏的試樣。短橫向間隔導致小的花紋組織寬度。小的花紋組織寬度轉化成短的通路，液體必須通過該通路才能穿過點粘合截面。我們認為與具有較短縱向間隔和/或較大花紋組織寬度的點粘合截面相比，同時具有較長縱向間隔和較小花紋組織寬度的粘合點截面更容易泄漏。
盡管這里所述的本發(fā)明實施例中優(yōu)選的，但在不偏離本發(fā)明精神和范圍的情況下可進行各種變型和改進。本發(fā)明的范圍在附屬權利要求中指出，屬于等同物意義和范圍的所有改變都包括在內。
權利要求
1.防漏密封，包括至少兩層至少部分重疊的不透液體材料；將至少兩層不透液體材料粘合在一起的多個超聲粘合點；其特征在于，粘合點排列在至少兩個平行的排內，并且相鄰排中的粘合點彼此偏置。
2.根據(jù)權利要求1中所述的防漏密封，其特征在于，相鄰粘合點彼此距離在約0.001英寸和約0.20英寸之間。
3.根據(jù)權利要求1中所述的防漏密封，其特征在于，相鄰粘合點彼此距離在約0.0025英寸和約0.175英寸之間。
4.根據(jù)權利要求1中所述的防漏密封，其特征在于，相鄰粘合點彼此距離在約0.005英寸和約0.15英寸之間。
5.根據(jù)權利要求1中所述的防漏密封，其特征在于，每個粘合點的直徑在約0.005英寸和0.25英寸之間。
6.根據(jù)權利要求1中所述的防漏密封，其特征在于，每個粘合點的直徑在約0.010英寸和0.175英寸之間。
7.根據(jù)權利要求1中所述的防漏密封，其特征在于，每個粘合點的直徑在約0.015英寸和0.15英寸之間。
8.根據(jù)權利要求1中所述的防漏密封，其特征在于，相鄰排中粘合點彼此偏置約0°到89°。
9.根據(jù)權利要求1中所述的防漏密封，其特征在于，相鄰排中粘合點彼此偏置約15°到75°。
10.根據(jù)權利要求1中所述的防漏密封，其特征在于，相鄰排中粘合點彼此偏置約30°到60°。
11.根據(jù)權利要求1中所述的防漏密封，還包括至少平行的三排粘合點。
12.根據(jù)權利要求1中所述的防漏密封，還包括至少平行的四排粘合點。
13.根據(jù)權利要求1中所述的防漏密封，其特征在于，至少不透液體材料層之一是透氣的。
14.粘合在第二不透液體材料上的第一不透液體無紡層疊制品的組合，包括將第一不透液體無紡層疊制品連接在第二不透液體材料上的多個超聲粘合點；其特征在于，粘合點排列在花紋組織中，每個粘合點與至少另一個粘合點的距離在約0.001英寸到約0.20英寸以內。
15.根據(jù)權利要求14中所述的組合，其特征在于，每個粘合點與至少另一個粘合點的距離在約0.0025英寸到約0.175英寸以內。
16.根據(jù)權利要求14中所述的組合，其特征在于，每個粘合點與至少另一個粘合點的距離在約0.005英寸到約0.15英寸以內。
17.根據(jù)權利要求14中所述的組合，其特征在于，粘合點排列在至少兩個平行的排內，并且相鄰排中的粘合點彼此偏置。
18.根據(jù)權利要求14中所述的組合，其特征在于，第一不透液體無紡層疊制品包括不透液體膜。
19.根據(jù)權利要求14中所述的組合，其特征在于，第一不透液體無紡層疊制品是透氣的。
20.根據(jù)權利要求14中所述的組合，其特征在于，第二不透液體材料包括疊置在不透液體膜上的無紡材料。
21.根據(jù)權利要求14中所述的組合，其特征在于，第二不透液體材料是透氣的。
22.包括根據(jù)權利要求14中所述組合的吸水服裝。
23.包括根據(jù)權利要求14中所述組合的尿布。
24.包括根據(jù)權利要求14中所述組合的運動短褲。
25.包括根據(jù)權利要求14中所述組合的婦女衛(wèi)生品。
26.包括根據(jù)權利要求14中所述組合的吸水內衣褲。
27.將兩層不透液體材料粘合在一起的粘合過程，包括如下步驟用分立的粘合點將兩層超聲粘合在一起；偏置每層材料的一部分，其特征在于，偏置部分中的每一個都與至少另一個偏置的部分接觸。
28.根據(jù)權利要求27中所述的粘合過程，其特征在于，至少不透液體材料層之一包含無紡網(wǎng)。
29.根據(jù)權利要求27中所述的粘合過程，其特征在于，至少不透液體材料層之一是透氣的。
30.根據(jù)權利要求27中所述的粘合過程，其特征在于，粘合點排列在花紋組織中，每個粘合點與至少另一個粘合點的距離在約0.001英寸到約0.20英寸以內。
31.根據(jù)權利要求27中所述的粘合過程，其特征在于，粘合點排列在花紋組織中，每個粘合點與至少另一個粘合點的距離在約0.0025英寸到約0.175英寸以內。
32.根據(jù)權利要求27中所述的粘合過程，其特征在于，粘合點排列在花紋組織中，每個粘合點與至少另一個粘合點的距離在約0.005英寸到約0.15英寸以內。
33.根據(jù)權利要求27中所述的粘合過程，其特征在于，粘合點排列在至少兩個平行的排內，并且相鄰排中的粘合點彼此偏置。
全文摘要
堅固的防漏密封，包括許多靠近在一起的間斷超聲粘合。至少兩層材料，如疊置在不透液體膜上的無紡網(wǎng)，可通過這些粘合點固定在一起。粘合點可布置成花紋組織，使得在粘合過程中移位的材料阻塞粘合點之間的任何液體通路。
文檔編號A61F13/49GK1433291SQ01810404
公開日2003年7月30日 申請日期2001年5月31日 優(yōu)先權日2000年6月1日
發(fā)明者D·J·索倫森, R·L·波普 申請人:金伯利-克拉克環(huán)球有限公司