專利名稱：具有透氣復合背層的吸收制品的制作方法
背景技術：
發(fā)明領域本發(fā)明涉及吸收體液和機體流出物的吸收制品，例如尿和糞便。更具體地說，本發(fā)明涉及不滲透液體而透氣的諸如用可棄尿布和成人失禁服的吸收服用的背層(backsheets)或外面層。
相關技術敘述諸如用可棄尿布的傳統(tǒng)吸收制品，使用置于能透過液體的頂層和不滲透液體的背層之間的吸收材料，以便吸收機體流出物。這些傳統(tǒng)吸收制品一般包括全橡筋褲腰和腿羅口(1eg cuffs)，以便有助于減少機體流出物漏出。某些傳統(tǒng)吸收制品在制品的腿或腰部還包括彈性外層或阻擋邊，以便進一步減少漏出。
在傳統(tǒng)吸收制品上的不滲透液體的背層被成形，以便在吸收制品中的吸收體和穿戴者衣服之間構(gòu)成阻隔層。一般背層是不滲透液體也不透氣的。例如許多傳統(tǒng)吸收制品包括既不滲透液體也不透氣的聚合物薄膜制成的背層。為了提供更具布感的這種背層，已將非織造材料面層加到聚合物薄膜層，以便形成使人更愉快的感覺。不幸的是，使用既不滲透液體也不透氣的背層，能夠?qū)е履虿荚谑褂脮r內(nèi)部濕度較高。這可導致皮膚水合程度較高，而誘發(fā)尿布疹。
在努力降低尿布內(nèi)濕度和穿戴者皮膚水合程度的過程中，某些傳統(tǒng)吸收制品上的背層變成可透氣的了。例如某些傳統(tǒng)吸收制品包括穿孔聚合物薄膜制成的背層。另一些傳統(tǒng)吸收制品包括經(jīng)處理成為不滲透液體的單一或復合非織造層。還有一些傳統(tǒng)吸收制品包括為提供透氣性而在其上具有裂痕的聚合物薄膜。這種薄膜的制法包括在制造薄膜時加入諸如碳酸鈣的填料，然后拉伸薄膜，以便在固定填料之處形成裂痕。還有一些其他傳統(tǒng)吸收制品，設計成在透氣的背層上具有特殊區(qū)域或翼片(panel)，以便有助于制品透氣。
然而，包括這些透氣背層的傳統(tǒng)吸收制品并不完全令人滿意。例如穿孔的聚合物薄膜一般能夠使很大量的濕氣通過，這樣在薄膜外表面上產(chǎn)生潮濕的粘糊糊的令人討厭的感覺。這樣的薄膜也沒有布感，在使用中可以是相當硬的，并且有噪聲。穿孔薄膜還會使液體大量漏出，這樣能嚴重弄臟穿戴者衣服。雖然包括非織造材料或幾層非織造層的層壓制品的背層具有透氣性，但是這種背層并未呈現(xiàn)理想水平的不透液性，也導致令人討厭地弄臟穿戴者的衣服。此外，包含填料的經(jīng)拉伸提供透氣裂痕的薄膜，制造費用十分昂貴，并且一般沒有很高的強度。結(jié)果，使用中穿戴者施加壓力或力于背層上的時候，這樣的背層中的裂痕進一步撕裂開。這樣的薄膜也沒有這種背層所需要的布感。
結(jié)果，具有透氣背層的傳統(tǒng)吸收制品，在提供令人滿意的不透液性的同時，不能足夠地降低穿戴者皮膚的水合作用。所以需要提供吸收制品用的低成本、高強度、象布的背層、其應是不透液而透氣的，以便降低皮膚的水合程度并減少在穿戴者的皮膚上誘發(fā)皮診。
發(fā)明概述根據(jù)以上詳述的困難和問題，現(xiàn)公開一種包括改進的透氣背層的新用可棄吸收制品。
制作本發(fā)明使用的不滲透液體的材料，以便提供靜水壓頭(hydrohead)至少約50厘米，希望為至少約75厘米，以及更希望為至少約90厘米。測定靜水壓頭值的適宜方法是下文進一步詳述的水壓試驗。
制作本發(fā)明使用的透氣材料，以便提供水蒸汽透過速率(WVTR)為至少約100克/平方米/24小時。測定WVTR的適宜方法是下文進一步詳述的WVTR試驗。
一方面，本發(fā)明涉及一種包括基本不滲透液體而透氣的復合背層的吸收制品；該背層包括規(guī)定單位重量為約20.0克/平方米以下的基本不滲透液體而透氣的薄膜，以及固定在薄膜朝向衣服的表面上的、并規(guī)定伸長30％時縱向強度為至少約3000克的非織造面層。在特定實施方案中，復合背層的強度與薄膜在伸長30％時縱向強度之比為至少約2∶1。復合背層規(guī)定水蒸汽透過速率為至少約500克/平方米/24小時。
另一方面，本發(fā)明涉及一種包括基本不滲透液體的復合背層的吸收制品；該背層包括規(guī)定單位重量為約20.0克/平方米以下的聚合物薄膜，以及固定在薄膜朝向衣服的表面上的非織造面層。復合背層規(guī)定水蒸汽透過速率為至少約500克/平方米/24小時，靜水壓頭值為至少約50厘米。該制品還包括可滲透液體的頂層，其被放置與背層呈蓋面關系和在背層和頂層之間的吸收體。在特定實施方案中，薄膜基本覆蓋了吸收體的衣服側(cè)。
還有一方面，本發(fā)明涉及一種包括基本上不滲透液體而透氣的復合背層的吸收制品；該背層包括基本不滲透液體而透氣的聚乙烯薄膜和熔噴面層；所述聚乙烯薄膜包含至少約20％(重量)填料顆粒，并規(guī)定單位重量為約20.0克/平方米以下；所述熔噴面層固定在薄膜朝向衣服的表面上，并規(guī)定單位重量為約30.0克/平方米以下，靜水壓頭值至少為約50厘米。復合背層的強度與薄膜在伸長30％時縱向強度之比為至少約2∶1。在特定實施方案中，復合背層規(guī)定強度為在伸長30％時至少約3500克。
本發(fā)明的各個方面能夠有利地提供一種使穿戴者在使用中皮膚水合程度減小的吸收制品。這樣，按照本發(fā)明制造的吸收制品的穿戴者就能減小皮膚發(fā)炎或皮疹發(fā)生率。
附圖簡述參照如下本發(fā)明詳述和附圖會更全面地理解本發(fā)明，并發(fā)現(xiàn)其更多的優(yōu)點。其中，

圖1典型地示出按照本發(fā)明的一個實施方案的吸收制品的局部剖視的頂視平面圖。
發(fā)明詳述以下在適合于嬰兒圍繞下軀干穿戴的用可棄尿布制品范圍內(nèi)進行述。然而，顯而易見，本發(fā)明的吸收制品也會適用于作其他類型的吸收制品，例如婦女護理墊、失禁服和運動褲等。另外，還就其各種結(jié)構(gòu)敘述了本發(fā)明。應當理解，本發(fā)明的其他可能方案能夠包括這些結(jié)構(gòu)的任何組合。
參照圖1，整個吸收服制品，例如，用可棄尿布20，一般規(guī)定前腰部22、后腰部24、使前后腰相互連接的中部26、一對側(cè)對的側(cè)邊28、一對縱向?qū)χ玫亩诉?0。前后腰部包括所制作的制品的一般部分，這些部分在應用時分別延續(xù)在穿戴者的腹部前后。制品的中間部分包括所制作制品的一般部分，這些部分延伸通過穿戴者腿間的分叉處。對置側(cè)邊28限定尿布的褲管口，一般是曲線的或者與輪廓相符的，以便更緊貼著穿戴者的腿。對置端邊30限定尿布20的腰口，并且一般是直的但也可以是曲線的。
圖1是本發(fā)明尿布20的平展未緊縮狀典型平面圖。結(jié)構(gòu)部分被部分切除以便清楚顯示尿布20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，與穿戴者接觸的尿布表面面對讀者。尿布20包括基本不滲透液體而透氣的復合背層32；透液的多孔頂層34，其置于與背層呈面層關系的適當位置；以及吸收體36，例如吸收墊，其位于背層和頂層之間。尿布20還確定了橫向38和縱向40。尿布20的邊緣部分，例如背層32的邊緣部分，可以延伸到超過吸收體36的末端邊緣。在所示實施方案中，例如，背層32向外面延伸超出吸收體36的末端邊緣，從而形成尿布20的側(cè)緣42和端緣44。頂層34一般與背層32一起共同延伸，但是可以任選隨意覆蓋比背層32面積大或小的面積。
為了改善貼身情況并減少機體流出物從尿布20漏出，可以用諸如腿部彈性件46和腰部彈性件48的適宜彈性件使尿布的側(cè)緣42和端緣44成為具有彈性的。例如腿彈性件46可以包括所制作的單根或多根彈性或高彈性體復合物，以便切實可行地將尿布20的側(cè)緣42打褶和抽褶。提供用彈性線制成的腿帶，這種腿帶能夠緊貼在穿戴者的腿周圍，減少漏出并改善舒適性和外觀。同樣，能使用腰部彈性件48使尿布20的端緣44有彈性，提供全橡筋褲腰。使腰松緊帶被成形，以便切實可行地將腰帶部分打褶裥和抽褶，圍繞穿戴者腰部提供有彈性的舒適的緊密貼合。
彈性件46和48以一種彈性的可收縮狀態(tài)固定到尿布20上，這樣，在正常應變形狀下，彈性件相對于尿布20有效收縮。例如彈性件46和48可以被拉伸，固定到未處于收縮狀態(tài)的尿布20上。圖1，為清楚起見，所示的彈性體46和48處于未收縮的伸長狀態(tài)。另一方面，尿布20可以包括一對單獨的用彈性線制成的收褶腿三角形布料(未示出)，其沿側(cè)緣42至少在尿布20的中部26固定尿布20上，提供橡筋腿羅口?？梢允惯@種腿三角形布料成形，延伸超過并跨接側(cè)緣42的各個凹部。
如在圖1典型示出的那樣，尿布20還可以包括一對系固件50，用其固定尿布20圍繞穿戴者腰部。適宜的系固件50包括鉤-和-環(huán)型系固件、膠粘帶系固件、鈕扣、別針、按扣、蘑菇體-和-環(huán)系固件等。協(xié)同操作的側(cè)翼片件能與每個系固件聯(lián)合，并可以制作成非彈性的，或至少沿尿布20的橫向38成彈性可拉伸的。
尿布20也可以包括一對用彈性線制成的縱向延伸的封鎖邊(未示出)，使其成形至少在尿布20中部26保持立式垂直的布置，以便作為機體流出物的橫向液流的另外阻擋物。尿布20還可以包括起伏控制層(未示出)，其位于頂層34和吸收體36之間適當位置，其被成形，以便有效地約束并分配液體流出物至吸收體36中。這種起伏控制層能夠防止液體流出物匯集中于尿布的位于對著穿戴者皮膚的部位，從而降低皮膚水合程度。本領域技術人員眾所周知封鎖邊和起伏控制層的適宜結(jié)構(gòu)和布置。本發(fā)明吸收制品也可以包括其他適宜的尿布組成部分。
尿布20可以是各種適宜形狀。例如尿布可以具有一般矩形、T形或近似水漏形。在所示的實施方案中，尿布20具有普通的I形。關于本申請的適用尿布結(jié)構(gòu)以及適用于尿布的其他尿布組成部分的實例敘述于1989年1月17日授予Meyer等的美國專利4798603、1993年1月5日授予Bernardin和美國專利5176668、1993年1月5日授予Bruemmer等的美國專利5176672、1993年3月9日授予Proxmire等的美國專利5192606、1996年4月23日授予Hanson等的美國專利5509915，其公開內(nèi)容在此引入作為參考。本發(fā)明的各個方面和結(jié)構(gòu)能夠?qū)⑷彳浶?、機體舒適性、減少穿戴者皮膚發(fā)紅、減小皮膚水合作用以及改善機體流出物可容度有特色地組合起來。
使用各種適宜的固定手段，例如粘合劑、聲波粘合、熱粘合或其組合，將尿布20的各個組成部分組合在一起成為一個整體。在所示實施方案中，例如，采用諸如熱熔粘合劑、壓敏粘合劑的粘合劑使頂層34與復合背層32彼此組合，并裝配吸收體36。施加粘合劑可以采用下述形式，如均勻連續(xù)粘合劑層、花紋圖案粘合劑層、粘合劑噴霧圖案、或者粘合劑的一系列不相連的線、旋繞(swirls)、或點。同樣，采用上述相同的固定方法，可以將其他尿布組成部分，例如彈性件46和48以及系固件50，組合在尿布制品20中。
如圖1典型地示出的那樣，頂層34適宜地存在朝向機體的表面，該表面柔順、有軟質(zhì)感，并且對穿戴者皮膚沒有刺激性。另外，頂層34親水性可以較吸收體34差，以便存在較干燥的表面對著穿戴者，可以有足夠的孔隙，以滲透液體，使液體易于透過其厚度。適宜的頂層34可以用廣泛選擇的纖維網(wǎng)材料制造，例如多孔泡沫體、網(wǎng)狀泡沫體、多孔塑料薄膜、天然纖維(例如羊毛或棉纖維)、合成纖維(例如聚酯或聚丙烯纖維)，或者天然纖維和合成纖維的組合。適宜使用頂層34有助于使穿戴者的皮膚與保持在吸收體36中的液體隔開。
各種機織和非織造織物均能用于頂層34。例如頂層可以由熔噴或紡粘聚烯烴纖維網(wǎng)組成。頂層也可以是由天然和/或合成纖維組成的粘合-梳理纖維網(wǎng)。頂層可以由基本疏水的材料組成，以及疏水材料可以任選用表面活性劑處理，或者以其他方式加工，以便賦予令人滿意的濕潤能力和親水性水平。在本發(fā)明的特定實施方案中，頂層34包含非織造紡粘聚丙烯織物，該織物由成形為纖維網(wǎng)的約2.8-3.2旦纖維組成，其單位重量為約20克/平方米，比重為約0.13克/立方厘米?？椢锟梢杂眉s0.28％(重量)表面活性劑進行表面處理，表面活性劑可以在市場上購得，商品名TRITON X-102，由Rohm and Haas公司出品?？梢圆捎萌魏纹胀ǚ椒ㄊ┘颖砻婊钚詣鐕婌F、印刷和刷涂等。表面活性劑可以施加到整個頂層34上，或者可以選擇性地施加到頂層34的特定部位上，例如沿著尿布縱向中心線的居中部位，以便在該部位形成較大可濕潤性。
如圖1典型地示出的那樣，尿布20的吸收體36可以適當包含諸如纖維素絨毛纖維網(wǎng)的親水纖維基體，其與通常稱為超吸收材料的高吸收材料顆?；旌?。在特定實施方案中，吸收體36包含諸如木漿絨毛的纖維素絨毛基體和超吸收成水凝膠的顆粒。木漿絨毛可以同合成聚合物熔噴纖維或者熔噴纖維與天然纖維的組合互換。超吸收顆?？梢耘c親水纖維基本均勻混合，或者可以不均勻混合。絨毛和超吸收顆粒也可以選擇地置于吸收體36的需要區(qū)域，以便更好地吸收和容納機體流出物。超吸收顆粒的含量也可以通過吸收體36的厚度改變。另一方面，吸收體36可以包含超吸收材料和纖維網(wǎng)的層壓物或者其他保持超吸收材料于固定區(qū)域的適當設置。
吸收體36可以為許多形狀之中的任何形狀。例如吸收芯可以是矩形、I形或T形。一般優(yōu)選吸收體36在人體兩腿分叉處比尿布20前或后部分窄。吸收體36的大小和吸收能力應該與目標穿戴者的身材以及吸收制品目標用途所賦予的液體量相配。
高吸收能力材料能夠選自天然、合成和改性天然聚合物和材料。高吸收能力材料能夠是諸如硅膠的無機材料或諸如交聯(lián)聚合物的有機化合物。術語“交聯(lián)”意指有效地使正常水溶性成為基本不溶于水但可水溶脹的任何方法。其方法能夠包括例如物理纏結(jié)、結(jié)晶區(qū)域、共價鍵、離子配合物和締合、諸如氫鍵的親水締合，以及疏水締合或范德華力。
合成聚合物高吸收能力材料的實例包括聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸的堿金屬鹽和銨鹽、聚丙烯酰胺、聚乙烯醚、馬來酸酐與乙烯基醚和α-烯烴的共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯嗎啉酮、聚乙烯醇，以及其混合物和共聚物。適用于吸收芯的其他聚合物包括天然和改性天然聚合物，例如水解丙烯腈接枝淀粉、丙烯酸接枝淀粉、甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥丙基纖維素和天然膠，如藻酸鹽、xanthum膠和刺槐豆膠等。天然的和全部地或部分地合成吸收聚合物的混合物也能用于本發(fā)明。本領域技術人員眾所周知這些高吸收材料，一般可在市場上購到。適用于本發(fā)明的超吸收聚合物的實例是SANWET IM 3900聚合物由HoechstCelanese(弗吉尼亞州、樸次茅斯)出品，以及DOW DRYTECH2035LD聚合物，由Dow Chemical(密歇根州，米德蘭)公司出品。
高吸收材料可以是各種幾何形狀的任何形狀。通常，優(yōu)選高吸收材料是松散顆粒狀。然而，高吸收材料也可以是纖維狀、片狀、棒狀、球狀和針狀等。通常，高吸收材料存在于吸收體中的量為約5～約90％(重量)，以吸收體36的總重量為基礎計。
任選，可以使用基本親水的薄紗包纏層(未示出)，以便有助于保持吸收體36的氣流法纖維結(jié)構(gòu)的完整性。薄紗包纏層一般置于吸收體周圍，至少遍布其兩個主要外部表面，其由吸收纖維素材料組成，例如起縐填料或高濕強度薄紗。本發(fā)明的一方面，薄紗包纏層能夠被成形，以便提供芯吸層，該層有助于液體快速分布于包含吸收體的吸收纖維體中。本發(fā)明的另一方面，在吸收纖維體一側(cè)上的包纏層材料可以粘合到位于纖維體對側(cè)的包纏層上。
如在圖1典型示出的那樣，尿布20的復合背層32包括基本不滲透液體而透氣的薄膜60，該薄膜固定于非織造面層62。薄膜60被成形，以便使蒸汽從吸收體制品逸出，同時防止任何液體流出物穿過吸收體36到穿戴者衣服上。非織造面層62被成形，以便增強薄膜60，增加其抵抗因穿戴者施加力于尿布20上而產(chǎn)生的撕扯和撕裂的性能。非織造面層62也防止液體通過薄膜60的針孔或其他擴大孔透過復合背層32。使非織造面層62進一步成形，以便在尿布20的衣服側(cè)提供柔軟的似布表面。薄膜60被置于面向吸收體36，而非織造面層62被置于面向薄膜60。
復合背層32的薄膜60和非織造面層62可以采用本領域技術人員已知的傳統(tǒng)方法彼此固定在一起，例如粘合劑、熱或超聲波粘合技術。薄膜和非織造面層可以在整個相配的表面上固定，或者僅在其部分表面上固定。例如在特定實施方案中，薄膜60可以以粘合方式斷續(xù)地從復合背層32寬度這頭到那頭固定到非織造面層62上，或者圍繞復合背層32的外邊緣象窗玻璃結(jié)構(gòu)那樣固定。
本領域中的技術人員眾所周知已被賦予透氣性能的薄膜。然而，為了提供足夠的強度和不滲透液體性能，如此的薄膜的單位重量較高，這樣，不希望地使成本提高并使薄膜的柔軟性下降。如此高的成本，使在諸如尿布用可棄制品中難以包括這類薄膜。然而，申請人發(fā)現(xiàn)，通過使用非織造面層62提高薄膜的強度和不滲透液體性能，本發(fā)明薄膜60的單位重量，能夠降低到對于用可棄型產(chǎn)品而言在成本方面可行得多的重量。低單位重量的薄膜也柔軟得多，這樣改進了制品的貼身情況和性能。例如本發(fā)明的復合背層32的薄膜60可以規(guī)定單位重量為約20.0克/平方米以下，希望為約15.0克/平方米以下，更希望為約12.0克/平方米以下。
在上述較低單位重量下，本發(fā)明薄膜60的強度較低，不能在斷裂前大幅度拉伸。一般，該薄膜規(guī)定伸長30％時縱向強度為小于約2000克。本文所用術語“縱向”指的是其中諸如薄膜的材料被制造的方向。如此低的強度在性能方面不特別令人滿意，但是為用可棄產(chǎn)品提供了成本方面可行的薄膜。單獨這樣的薄膜的強度不足以經(jīng)受穿戴者施加于背層32上的力。然而，本發(fā)明背層32上的非織造面層62提高了該薄膜的強度和不滲透液體性，從而提供了改善的性能而沒有過多提高背層32的成本。
尿布20的復合背層32的薄膜60，正如圖1典型地示出的那樣，被成形為基本不滲透液體的。在特定實施方案中，薄膜60規(guī)定當經(jīng)水壓試驗時的靜水壓頭值為至少約50厘米，希望為至少約70厘米，以及更希望為至少約90厘米。靜水壓頭值小于上述數(shù)值，在使用時會不希望地發(fā)生諸如尿的液體穿透。薄膜60被進一步制作為基本透氣的，至少透水蒸汽的，并規(guī)定水蒸汽透過速率為至少約500克/平方米/24小時，希望為約1000～約5000克/平方米/24小時，以及更希望為約1000～約2500克/平方米/24小時。申請人發(fā)現(xiàn)當薄膜60規(guī)定水蒸汽透過速率低于上述數(shù)值時，復合背層32不能透過足夠的蒸汽，這樣不希望地導致皮膚水合程度高，并誘發(fā)大量皮疹。水蒸汽透過速率大于上述數(shù)值，則導致蒸汽在背層32的朝向衣服的表面上凝結(jié)，這樣不希望地導致潮濕感。
復合背層32的薄膜60可以適當?shù)赜上率霾牧辖M成，這些材料提供希望程度的不滲透液體性、透氣性和低單位重量(低成本)，并且在如此低的單位重量下具有較高的強度。例如薄膜可以選自聚烯烴薄膜，如聚乙烯或聚丙烯薄膜。申請人發(fā)現(xiàn)，在希望的低單位重量下，聚乙烯薄膜是特別令人滿意的，因為其強度較高。例如本發(fā)明的復合背層32的薄膜60可以從厚度為約0.025毫米(1密耳)以下的聚乙烯薄膜形成，希望從厚度為約0.008毫米(0.3密耳)至約0.018毫米(0.7密耳)的薄膜形成。所希望的是，薄膜60是拉薄的，以便提供用可棄制品應用的成本方面更可行的層。這樣的薄膜一般是不透氣的，但是可以通過將薄膜穿孔提供蒸汽能夠通過而液體不能通過的小裂痕或小孔而成為透氣的。
在特定實施方案中，通過把填料顆粒加到薄膜組合物中，隨后拉伸薄膜，在填料顆粒位于之處形成裂痕，可以使薄膜60成為透氣的。例如薄膜60可以含有諸如碳酸鈣的填料顆粒。在按照本領域技術人員已知的方法成形薄膜之后，拉伸薄膜使材料變薄，在填料顆粒位于之處形成裂痕，使薄膜成為透氣的。這種拉伸是控制進行的，這樣的裂痕并未大得能夠通過液體。還希望的是，這種薄膜經(jīng)本領域技術人員已知的方法雙軸取向，以便改善薄膜的強度和抗撕裂性。
加入這種薄膜的填料顆粒大小范圍一般為約1～約10微米。加入薄膜的填料顆粒的量取決于所要求的的薄膜性能，例如水蒸汽透過速率、抗撕裂性、以及可拉伸性。為提供本發(fā)明所需要的水蒸汽透過水平，這種薄膜可以包含至少約20％(重量)填料顆粒，希望至少約30％(重量)，以及更希望至少約40％(重量)。為了對這種薄膜提供希望的水蒸汽透過水平，薄膜在縱向、橫向(垂直于縱向)拉伸，或者在縱向和橫向兩個方向雙軸拉伸，至少約150％，所希望的是至少約200％，更希望至少約300％。希望薄膜經(jīng)雙軸拉伸，以便提供改善的透氣性和強度。申請人發(fā)現(xiàn)，與不含有這種填料顆粒的、未拉伸到如此程度的、低單位重量薄膜比較，上述填料顆粒含量如此高的、高拉伸、低單位重量的薄膜的強度特別低。
本發(fā)明薄膜60所使用的特別理想的材料是含有約50％(重量)碳酸鈣的雙軸取向聚乙烯薄膜材料，該材料可在市場上購到，為ExxonChemical Patents有限股份公司出品，在新澤西州林登設有業(yè)務辦事處，商品名為EXXAIRE。
本發(fā)明的不同方面的復合背層32的薄膜60有效地防止液體透過復合背層32，同時能使蒸汽足夠地通過，以便降低穿戴者皮膚水合程度。薄膜60還可以防止從尿布20內(nèi)部傳輸過量蒸汽或大量濕氣。在許多情況下這是希望的，其原因是，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，通過尿布的整個表面?zhèn)鬏敶罅繚駳?，在尿布外表面上產(chǎn)生滑膩感，許多消費者以否定態(tài)度看待這個現(xiàn)象。
本發(fā)明復合背層32的非織造面層62被成形，以便提高低單位重量薄膜60的強度，以致于不發(fā)生使液體從尿布20不希望地漏出的破裂。申請人發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的非織造面層62的單位重量能夠較低，而還具有提高薄膜60的強度和液體不可滲透性的能力。例如本發(fā)明的復合背層32的非織造面層62可以規(guī)定單位重量為約30.0克/平方米以下，希望為約25.0克/平方米以下，更希望為約20.0克/平方米以下。
在上述較低單位重量下，本發(fā)明的非織造面層62具有足夠的強度輔助薄膜60，而成本并不是不可行的。一般適用于本發(fā)明的面層規(guī)定拉伸約30％時縱向強度至少約3000克，希望為至少約4000克。提供本發(fā)明復合背層32的薄膜60和非織造面層62的組合，能夠增強背層，避免破裂，而沒有過多增加背層32的成本。
如圖1典型地示出的那樣，尿布20的背層32的非織造面層62被成形，以具有某種程度的不滲透液體性；如果薄膜形成針孔或增大的小孔，那么就有助于防止任何液體穿過聚合物薄膜60。在特定實施方案中，非織造面層62規(guī)定當以水壓試驗時的靜水壓頭值為至少約50厘米，希望為至少約70厘米，更希望為至少約90厘米。靜水壓頭值低于上述數(shù)值在應用期間不希望地導致諸如尿的液體的穿透。非織造面層62被進一步制作為基本透氣的，至少透水蒸汽的，規(guī)定水蒸汽透過速率為至少約2500克/平方米/24小時，希望為約2500～約6000克/平方米/24小時，以及更希望為約4000～約5000克/平方米/24小時。
本發(fā)明的復合背層32的非織造面層62可以是任何提供背層所需要的強度和增加液體不可滲性程度的非織造物。如圖1典型地示出的那樣，非織造面層62適當?shù)卮嬖谥犴樀?、軟質(zhì)感的、對于穿戴者皮膚沒有刺激的朝向身體的表面。各種非織造材料都能用于面層62。例如面層62可以由聚烯烴纖維的熔噴或紡粘纖維網(wǎng)組成。面層62也可以是由天然和/或合成纖維組成的粘合-梳理纖維網(wǎng)。面層62可以由基本疏水的材料組成，疏水材料可以任選經(jīng)處理，以便賦于所希望的不可滲透液體水平。
在本發(fā)明特定實施方案中，非織造面層62包含至少一層熔噴層以便改善強度。例如非織造面層62可以包括紡粘/熔噴材料或通過傳統(tǒng)紡粘和熔噴工藝形成的紡粘/熔噴/紡粘材料。希望的是，熔噴層包含聚丙烯和紡粘層包含規(guī)定纖維旦數(shù)為約2～約10的聚乙烯/聚丙烯纖維。
正如圖1典型示出的那樣，使構(gòu)成吸收制品復合背層32的由基本不滲透液體而透氣的薄膜60與非織造面層62形成的組合成形，以便提高制品的透氣性降低使用期間穿戴者皮膚的水合作用。薄膜60被設計以提供從吸收制品的最大濕氣透過，而沒有過量蒸汽在背層朝向衣服的表面凝結(jié)；設計非織造面層62被設計以提供薄膜60強度并賦于復合背層32的朝向衣服的表面布感。
非織造面層62一般延伸到吸收體36邊緣之外而到尿布20的最外緣。在所示的實施方案中，薄膜60與非織造面層62共同延伸。然而，應該認識，薄膜60可以限定形狀和尺寸小于面層62。例如薄膜60可以有任何需要的防止液體從包括矩形、水漏形和橢圓形等的背層32穿過的結(jié)構(gòu)。薄膜60可以有任何需要的下述尺寸，該尺寸有效地保持改進的濕氣透過，而防止來自吸收體36的水蒸汽過量通過并凝結(jié)在背層32的朝向衣服的表面上。所希望的是，為了改善性能，薄膜60至少覆蓋尿布20的吸收體36的朝向衣服的表面。在特定實施方案中，希望的是，薄膜60規(guī)定面積為非織造面層62面積的至少約70％，希望至少約90％。當薄膜60的面積太小時，尿布20可以顯現(xiàn)出不希望的漏出量，或在背層32的暴露的朝向衣服的表面上的不希望的蒸汽凝結(jié)量，導致尿布外表面有滑膩感。
如圖1典型示出的那樣，尿布20的復合背層32被成形為基本不滲透液體而透氣的。在特定實施方案中，復合背層32規(guī)定當經(jīng)水壓試驗時的靜水壓頭值為至少約50厘米，希望至少約70厘米，以及更希望至少約90厘米。靜水壓頭值小于上述值，在應用期間不希望地導致諸如尿的液體穿透。復合背層32進一步被制作為基本上至少透水蒸汽的，并規(guī)定水蒸汽透過速率至少約500克/平方米/24小時，希望為約1000～約3000克/平方米/24小時，更希望為約1200～約2000克/平方米/24小時。申請人已發(fā)現(xiàn)，當復合背層32規(guī)定水蒸汽透過速率低于上述數(shù)值時，背層32不能透過足夠水蒸汽，不希望地導致皮膚水合程度高并且誘發(fā)皮疹多。水蒸汽透過速率大于上述數(shù)值，則導致在背層32的外表面上凝結(jié)過量蒸汽，這樣不希望地導致潮濕感。
本發(fā)明的復合背層32進一步被成形，以便在使用期間提供足夠的抗斷裂或抗撕裂強度。例如復合背層32可以規(guī)定伸長30％時縱向強度為至少約3500克，希望為至少約4500克，更希望為至少約5000克。申請人發(fā)現(xiàn)，當復合背層32規(guī)定強度低于上述數(shù)值時，背層32在使用期間可以破裂，不希望地導致使用期間泄漏。本發(fā)明復合背層32也可以規(guī)定單位重量為約60.0克/平方米以下，希望為約50.0克/平方米以下，更希望為約45.0克/平方米以下，以便改善成本可行性。
如上所述，復合背層32的非織造面層62被成形，以便提高不滲透液體性以及低單位重量薄膜60的強度。在特定實施方案中，復合背層32的強度對薄膜60在伸長30％時縱向強度之比為至少約2∶1，希望至少約3∶1，更希望至少約4∶1，以便改善性能。
因此，申請人發(fā)現(xiàn)一種用于可棄吸收制品的新復合背層，其將低單位重量的、基本不滲透液體的、透氣的薄膜與非織造面層相結(jié)合，提供一種透氣、強力和成本可行的背層。
測試方法水壓試驗水壓試驗是一種測定材料的阻擋液體性能的方法。通常，水壓試驗測定在預置量水通過材料之前材料所支撐的水柱高度(以厘米為單位)。靜水壓頭值較高的材料對液體穿透的防滲性大于靜水壓頭值較低的材料。水壓試驗按方法5514-美國聯(lián)邦標準試驗方法No 191A進行。
水蒸汽透過速率試驗測定材料的WVTR(水蒸汽透過速率)值的適宜方法如下。對本發(fā)明來說，從試驗材料和對比材料CELGUARD(Hoechst CelaneseCorporation)切下直徑3英寸(76毫米)的圓形樣品。每種材料制備2或3個樣品。試驗使用的試驗杯是鑄鋁制的，具有凸緣，2英寸深，具有機械密封和氯丁橡膠墊圈。該杯由Thwing-Albert儀器公司(賓夕法尼亞州、費城)供銷，名稱為Vapometer cup#681。將100毫升蒸餾水倒入每個Vapometer杯，將試驗材料和對比材料的各個樣品分別橫跨置于各個杯的開口頂區(qū)。固定擰上法蘭，沿杯緣形成密封，留下有關試驗材料或控制材料暴露于大氣中62毫米直徑圓形面積(開口暴露面積約30厘米2)。然后稱杯重，置于盤上，并放在設定為100°F強制空氣烘箱中。該烘箱是有外部空氣循環(huán)通過的恒溫烘箱，以防止蒸汽在內(nèi)部積累。適宜的強制空氣烘箱是，例如，由Blue M Electric公司(伊利諾斯州，藍島)供銷的Blue M Power-O-Matic 60烘箱。24小時之后，從烘箱中取出杯子，并稱杯重。按下式計算初步試驗WVTR值。
沒有專門控制烘箱中的相對濕度。在預定條件100°F和環(huán)境相對濕度下，測定了CELGUARD 2500的WVTR，為5000克/平方米/24小時。所以，CELGUARD 2500是作每個試驗的對比樣品操作的。CELGUARD2500是由微孔聚丙烯組成的0.0025厘米厚的薄膜。
列舉下述實例，以便更詳細地了解本發(fā)明。具體材料和參數(shù)都是示范性的，并不想對本發(fā)明范圍作特殊限制。
實例1按照本發(fā)明生產(chǎn)能夠用作諸如尿布的吸收制品上的復合背層的材料。不能滲透液體而透氣的復合背層32包括單位重量為19.5克/平方米的低密度聚乙烯薄膜材料，后者以粘合方式固定到單位重量為27克/平方米的紡粘/熔噴/紡粘(SMS)層壓材料上。
薄膜包括雙軸取向聚乙烯薄膜材料，該材料包含約50％(重量)碳酸鈣填料顆粒，并在每個方向上雙軸拉伸約400％。薄膜可自市場上買到，由Exxon Chemical Patents有限股份公司出品，商品名EXXAIRE1500 WVTR。薄膜規(guī)定厚度為約0.7密耳，WVTR為1553克/平方米/24小時，伸長30％時縱向強度為1006克。
SMS是從置于單位重量分別為9.5克/平方米的兩層紡粘聚乙烯/聚丙烯層之間的單位重量為8.1克/平方米的熔噴聚丙烯層形成的。熔噴層和紡粘層都由Kimbrly-C1ark公司制造。熔噴層由最多5％聚丁烯和其余為聚丙烯組成。所述聚丁烯可以在市場上買到，為Shell出品，商品名DP 891l。所述聚丙烯可在市場上買到，為Exxon出品，商品名3546G。紡粘層由最多4％(重量)濃度50％的二氧化鈦顏料組成。該顏料可在市場上買到，由Ampacet出品，商品名Ampacet 41438。紡粘層其余部分由3％(重量)聚乙烯/97％(重量)聚丙烯共聚物組成。該共聚物可在市場上買到，由Shell出品，商品名6D43。熔噴層占SMS層壓材料的約25～約35％(重量)。SMS材料規(guī)定WVTR為4941克/平方米/24小時，伸長30％時縱向強度為5043克。
包括薄膜和SMS材料組合的復合背層規(guī)定WVTR為約1299克/平方米/24小時，伸長30％時縱向強度為6620克。
實驗2按照本發(fā)明生產(chǎn)能夠用作諸如尿布的吸收制品上的復合背層的材料。不可滲透液體而透氣的復合背層包括單位重量為19.5克/平方米的低密度聚乙烯薄膜材料，將該薄膜材料以粘合方式固定到單位重量為20.3克/平方米的紡粘/熔噴層(SM)上。該薄膜包括包含約50％(重量)碳酸鈣填料顆粒的并在每個方向雙軸拉伸約400％的雙軸取向聚乙烯薄膜材料。該薄膜可在市場上買到，由Exxon Chemical Patents公司出品，商品名EXXAIRE 1500 WVTR。該薄膜規(guī)定厚度為約0.7密耳，WVTR為1553克/平方米/24小時，伸長30％時縱向強度為1006克。
SM層由單位重量8.1克/平方米的熔噴層和單位重量12.2克/平方米的紡粘層組成。熔噴層由最多5％(重量)聚丁烯和其余部分為聚丙烯組成。所述聚丁烯可在市場上買到，由Shell出品，商品名DP 8911；所述聚丙烯可在市場上買到，由Exxon出品，商品名3546G。紡粘層由最多4％(重量)濃度50％的二氧化鈦顏料組成，該顏料可在市場上買到，由Ampacet出品，商品名Ampacet 41438。紡粘層其余部分由3％(重量)聚乙烯/97％(重量)聚丙烯共聚物組成，所述共聚物可在市場上買到，由Shell出品，商品名6D43。紡粘/熔噴層規(guī)定WVTR為4896克/平方米/24小時，伸長30％時縱向強度為3629克。
薄膜和紡粘/熔噴材料的組合規(guī)定WVTR為1250克/平方米/24小時，伸長30％時縱向強度為4745克。
比較例1生產(chǎn)能夠用作諸如尿布的吸收制品上的復合背層的材料。復合背層包括單位重量約19.5克/平方米的低密度聚乙烯薄膜材料，其以粘合方式固定在單位重量為20.3克/平方米的紡粘材料上。
薄膜包含約50％(重量)碳酸鈣填料顆粒的、在每個方向上雙軸拉伸約400％的雙軸取向聚乙烯薄膜材料。該薄膜可以在市場上買到，由Exxon Chemical Patents有限股份公司出品，商品名EXXAIRE 1500WVTR。該薄膜限定厚度為約0.7密耳，WVTR為1553克/平方米/24小時，伸長30％時縱向強度為1006克。
紡粘層由最多4％(重量)濃度50％的二氧化鈦顏料組成，所述顏料可以在市場上買到，由Ampacet出品，商品名Ampacet 41438。紡粘層其余部分由3％(重量)聚乙烯/97％(重量)聚丙烯共聚物組成。所述共聚物可在市場上買到，由Shell出品，商品名6D43。該紡粘層規(guī)定WVTR為12306克/平方米/24小時，伸長30％時縱向強度為2701克。
薄膜和紡粘材料的組合規(guī)定WVTR為1312克/平方米/24小時，伸長30％時縱向強度為2701克。
各實例有代表性地說明，將紡粘/熔噴或紡粘/熔噴/紡粘層壓物加到低單位重量透氣薄膜上，有效地增加了薄膜的強度，而對薄膜的透氣性沒有不利影響。比較例還說明，不是所有的非織造材料，都為用作諸如尿布的用可棄吸收制品時需要抗撕裂的薄膜提供強度。因此，非織造層壓制制品與低單位重量薄膜的組合，能夠用來提供透氣而不滲透液體的、具有足夠強度的、在成本上允許應用于用可棄制品的復合物。
如此已經(jīng)相當充分地詳述了本發(fā)明，普通技術人員顯而易見，能夠在不脫離本發(fā)明精神的條件下進行各種變更和改進。所有這些變更和改進均在本發(fā)明范圍內(nèi)。如附后的權利要求書所限定的。
權利要求
1．一種包括基本不滲透液體而透氣的復合背層的吸收制品，該復合背層包括a)基本不滲透液體而透氣的薄膜，其規(guī)定單位重量為約20.0克/平方米以下；以及b)非織造面層，其固定于所述薄膜的朝向衣服的表面，并規(guī)定伸長30％時縱向強度至少約3000克。
2．按照權利要求1的吸收制品，其中所述薄膜的所述單位重量為約15.0克/平方米以下。
3．按照權利要求1的吸收制品，其中所述薄膜的所述單位重量為約12.0克/平方米以下。
4．按照權利要求1的吸收制品，其中所述薄膜規(guī)定水蒸汽透過速率為至少約500克/平方米/24小時。
5．按照權利要求1的吸收制品，其中所述薄膜規(guī)定靜水壓頭值為至少約50厘米。
6．按照權利要求1的吸收制品，其中所述薄膜是規(guī)定厚度為約0.025毫米以下的聚烯烴薄膜。
7．按照權利要求1的吸收制品，其中所述薄膜是線型低密度聚乙烯薄膜。
8．按照權利要求1的吸收制品，其中所述薄膜包含至少約20％(重量)填料顆粒。
9．按照權利要求8的吸收制品，其中所述填料顆粒包括碳酸鈣。
10．按照權利要求8的吸收制品，其中所述薄膜已在縱向拉伸至少約150％，使所述填料顆粒位于之處形成裂痕。
11．按照權利要求8的吸收制品，其中所述薄膜已在縱向和橫向雙軸拉伸至少約150％，使所述填料顆粒位于之處形成裂痕。
12．按照權利要求1的吸收制品，其中所述非織造面層在所述縱向的強度為伸長30％時至少約4000克。
13．按照權利要求1的吸收制品，其中所述非織造面層規(guī)定單位重量為約30.0克/平方米以下。
14．按照權利要求1的吸收制品，其中所述非織造面層規(guī)定水蒸汽透過速度為至少約2500克/平方米/24小時。
15．按照權利要求1的吸收制品，其中所述非織造面層規(guī)定靜水壓頭值為至少約50厘米。
16．按照權利要求1的吸收制品，其中所述非織造面層是紡粘/熔噴層壓材料。
17．按照權利要求1的吸收制品，其中所述非織造面層是紡粘/熔噴/紡粘層壓材料。
18．按照權利要求1的吸收制品，其中所述非織造面層以粘合方式層壓到所述薄膜上，以便提供所述復合背層。
19．按照權利要求1的吸收制品，其中所述復合背層規(guī)定水蒸汽透過速率至少約500克/平方米/24小時。
20．按照權利要求1的吸收制品，其中所述復合背層的強度與所述薄膜在伸長30％時縱向強度之比為至少約2∶1。
21．一種吸收制品，其包括a)基本不滲透液體的復合背層，其包括規(guī)定單位重量為約20.0克/平方米以下的聚合物薄膜，以及固定于所述薄膜朝向衣服的表面的非織造面層；其中所述復合背層規(guī)定水蒸汽透過速率為至少約500克/平方米/24小時，以及靜水壓頭值為至少約50厘米；b)可滲透液體的頂層，其被放置與所述復合背層呈蓋面關系；c)吸收體，其位于所述復合背層和所述頂層之間。
22．按照權利要求21的吸收制品，其中所述復合背層的所述靜水壓頭值為至少約70厘米。
23．按照權利要求21的吸收制品，其中所述復合背層的所述水蒸汽透過速率為約1000～約3000克/平方米/24小時。
24．按照權利要求21的吸收制品，其中所述復合背層的強度與所述薄膜在伸長30％時縱向強度之比為至少約2∶1。
25．按照權利要求21的吸收制品，其中所述復合背層的強度與所述薄膜在伸長30％時縱向強度之比為至少約3∶1。
26．按照權利要求21的吸收制品，其中所述薄膜基本是與所述非織造面層一起共延伸的。
27．按照權利要求21的吸收制品，其中所述薄膜規(guī)定寬度小于所述非織造面層的寬度。
28．按照權利要求27的吸收制品，其中所述薄膜規(guī)定面積為所述非織造面層面積的至少約70％。
29．按照權利要求27的吸收制品，其中所述薄膜基本覆蓋所述吸收體的衣服側(cè)。
30．一種包括基本不滲透液體而透氣的復合背層的吸收制品，該復合背層包括a)基本不滲透液體而透氣的聚乙烯薄膜，其包含至少約20％(重量)填料顆粒，并規(guī)定單位重量為約20.0克/平方米以下；以及b)熔噴面層，其以面層關系固定于所述薄膜的朝向衣服的表面，并規(guī)定單位重量為約30.0克/平方米以下，靜水壓頭值為至少約50厘米；其中所述復合背層的強度與所述薄膜在伸長30％時縱向強度之比為至少約2∶1。
31．按照權利要求30的吸收制品，其中所述聚乙烯薄膜的所述單位重量為約15.0克/平方米以下。
32．按照權利要求30的吸收制品，其中所述聚乙烯薄膜的所述單位重量為約12.0克/平方米以下。
33．按照權利要求30的吸收制品，其中所述聚乙烯薄膜包含至少約30％(重量)所述填料顆粒。
34．按照權利要求30的吸收制品，其中所述聚乙烯薄膜是線型低密度聚乙烯薄膜。
35．按照權利要求30的吸收制品，其中所述聚乙烯薄膜規(guī)定厚度為約0.025毫米以下。
36．按照權利要求30的吸收制品，其中所述聚乙烯薄膜規(guī)定水蒸汽透過速率為至少約500克/平方米/24小時。
37．按照權利要求30的吸收制品，其中所述聚乙烯薄膜已在至少一個方向拉伸至少約150％，使所述填料顆粒位于之處形成裂痕。
38．按照權利要求30的吸收制品，其中所述聚乙烯薄膜已在縱向和橫向雙軸拉伸至少約150％。
39．按照權利要求30的吸收制品，其中所述熔噴面層包含聚丙烯纖維。
40．按照權利要求30的吸收制品，其中所述熔噴面層是紡粘/熔噴層壓材料。
41．按照權利要求30的吸收制品，其中所述熔噴面層是紡粘/熔噴/紡粘層壓材料。
42．按照權利要求30的吸收制品，其中所述熔噴面層的所述靜水壓頭值為至少約50厘米。
43．按照權利要求30的吸收制品，其中所述熔噴面層的所述單位重量為約25.0克/平方米以下。
44．按照權利要求30的吸收制品，其中所述復合背層規(guī)定水蒸汽透過速率為至少約500克/平方米/24小時。
45．按照權利要求30的吸收制品，其中所述復合背層規(guī)定靜水壓頭值為至少約70厘米。
46．按照權利要求30的吸收制品，其中所述復合背層規(guī)定伸長30％時縱向強度為至少約3500克。
47．按照權利要求30的吸收制品，其中所述復合背層的強度與所述聚乙烯薄膜在伸長30％時縱向強度的所述比為至少約3∶1。
全文摘要
一種吸收制品包括基本不滲透液體而透氣的復合背層,被放置與背層呈蓋面關系的滲透液體的頂層,以及位于背層和頂層之間的吸收體。復合背層包括:單位重量較低的聚合物薄膜,以及提高復合背層強度、向復合背層提供布感的非織造面層。
文檔編號A61F13/15GK1222068SQ97195636
公開日1999年7月7日 申請日期1997年6月10日 優(yōu)先權日1997年6月10日
發(fā)明者K·E·古德, A·T·勒克, D·A·佩特爾森, D·R·施林茲 申請人:金伯利-克拉克環(huán)球有限公司