專利名稱：吸收用品中使用的有孔材料及其制造方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及三維熱塑薄膜的成形，特別是涉及具有微觀質(zhì)地和宏觀孔隙的薄膜。
背景技術(shù)：
現(xiàn)實中一直存在對聚烯烴薄膜內(nèi)形成布狀質(zhì)地然后變成三維有孔流體傳輸結(jié)構(gòu)的需求。過去該織構(gòu)化通過形成若干從薄膜表面伸出的微孔來實現(xiàn)。利用現(xiàn)有技術(shù)所述的水成形或真空成形技術(shù)可生成脆性微觀質(zhì)地。然而，一旦完成微觀織構(gòu)化，在不破壞微觀質(zhì)地的情況下，很難形成三維(“3D”)漏斗形孔，該孔允許流體經(jīng)過薄膜進入下面的吸收層。人們試圖采取水穿孔或針刺穿孔，然而，用水的方法不能在足夠高的溫度下產(chǎn)生永久變形和應力強化孔。這樣，如果在形成孔時承受應力或壓力，用水的方法形成的大3D孔趨于再次變平。利用熱的針也不夠有效，因為如果針太熱，來自熱針的熱將使周圍的非常纖細柔軟的微觀質(zhì)地熔化，從而使錐形物產(chǎn)生永久的變形。如果微觀質(zhì)地是微孔，針的熱將使微孔的邊緣“卷縮起皺”，或由于暴露在熱中從而變的很硬。這種邊緣變硬使最終產(chǎn)品摸起來粗糙。
這里公開了一種利用熱機械穿孔的新穎的方法，它利用匹配的一組針、凹槽和保護面來形成這種產(chǎn)品。而且，本發(fā)明教導了如何在一次工序中使產(chǎn)品在微觀質(zhì)地薄膜中具有大的3D流體傳輸孔，以及流體傳輸層如何可以接合到流體傳輸薄片下，以便將流體引導離開微觀質(zhì)地薄膜的3D漏斗。利用該方法制造的最終產(chǎn)品主要打算用作吸收衛(wèi)生產(chǎn)品或繃帶并且與身體接觸的織構(gòu)化成形薄膜頂片。而且，該產(chǎn)品可用作這種吸收制品內(nèi)的下層，或用作嬰兒尿布中的頂層。

發(fā)明內(nèi)容
薄膜首先被微觀織構(gòu)化，然后被宏觀織構(gòu)化，同時保持微觀質(zhì)地。通過包括真空成形的不同裝置，可以實現(xiàn)微觀織構(gòu)化，并且可包括微孔。通過不同裝置可以實現(xiàn)宏觀織構(gòu)，該不同裝置包括具有隔熱裝置的熱機械裝置。在使用加熱針處，隔熱裝置保護微觀質(zhì)地不受熱，因此，熱不會使微觀質(zhì)地變形。
本發(fā)明的一個或多個實施例的細節(jié)在附圖和下面的說明書中提出。結(jié)合附圖，說明書和權(quán)利要求書，本發(fā)明的其它特征，目的和優(yōu)點將更清楚。


圖1是在薄膜中形成微觀質(zhì)地的方法的示意圖；圖2是具有由圖1所示的方法形成的微觀質(zhì)地的薄膜的橫截面視圖；圖3是在薄膜中形成宏觀質(zhì)地的方法的示意圖；圖4是具有由圖1和圖3所示的方法形成的微觀質(zhì)地和宏觀質(zhì)地的薄膜的橫截面視圖；圖5是在薄膜中形成宏觀質(zhì)地同時使非織造層與薄膜結(jié)合的方法的示意圖；圖6是靠近非織造層并具有由圖1和圖5所示的方法形成的微觀質(zhì)地和宏觀質(zhì)地的薄膜的橫截面視圖；圖7是在薄膜中形成宏觀質(zhì)地的方法的示意圖；圖8是具有由圖1和圖7所示的方法形成的微觀質(zhì)地和宏觀質(zhì)地的薄膜的橫截面視圖；圖9是在薄膜中形成宏觀質(zhì)地同時使非織造層與薄膜結(jié)合的方法的示意圖；圖10是靠近非織造層并具有由圖1和圖9所示的方法形成的微觀質(zhì)地和宏觀質(zhì)地的薄膜的橫截面視圖。
在不同的附圖中相同的參考標號表示相同的元件。
具體實施例方式
如這里使用的，“微觀”指人眼從約18英寸遠看去盡管質(zhì)地變化總體上可辨別，但個體不可辨別的個體特征，而“宏觀”指人眼從約18英寸遠看去個體可辨別的特征。例如，具有每線性英寸約30個孔和每線性英寸100個孔之間的網(wǎng)目的微孔將改變薄膜的表面質(zhì)地，但是，人眼從約18英寸遠的距離看去，單個孔個體不可辨別。類似的，人眼從約18英寸遠的距離看去，具有每平方厘米約5至約11個孔的間距的宏觀孔個體可辨別。
典型的是熱塑性塑料的薄膜材料10在成形篩12上擠制。成形篩12包含微觀質(zhì)地。成形篩12可具有多種微觀質(zhì)地圖案。因此，薄膜材料10形成微觀三維薄膜14。薄膜材料10可開孔作為真空成形的一部分，或者可以保持完整無損。
薄膜材料10可以是由從鑄模16或吹制模擠壓制成的LDPE和LLDPE的50/50混合物組成的薄膜。當薄膜材料10仍處于半熔融韌性狀態(tài)時，通過壓差裝置例如真空裝置、吹氣裝置等向薄膜材料10施加壓力，以便薄膜材料10形成篩12。盡管也可以采用其它方法，通常利用圖1所示的公知的真空成形技術(shù)來施加該壓力。篩12向薄膜材料10施加微觀質(zhì)地16。如圖2所示，當從篩12上取下時，生成的微觀質(zhì)地薄膜14具有微觀質(zhì)地16，該微觀質(zhì)地16可包括本領域公知的微孔、微脊、微點或其它微觀質(zhì)地。如果微觀質(zhì)地16是微孔，該微孔可具有在每線性英寸30孔到每線性英寸100孔之間的密度，這也被稱為約30網(wǎng)目至約100網(wǎng)目，最好在約40網(wǎng)目到約60網(wǎng)目之間。在微觀質(zhì)地16由微孔形成的情況下，它們可以是三維微漏斗形，以增加其觸覺響應效果以及流體處理性能。在微觀質(zhì)地16由微孔形成情況下，根據(jù)優(yōu)選的質(zhì)地或流體處理性能，它們可以是圓形、，細長、八角形、橢圓形、六角形、橢圓體、矩形、方形或任意其它形狀或圖案。
薄膜材料10可包含樹脂中的表面活性劑，或者可將表面活性劑添加到微觀質(zhì)地薄膜14中。表面活性劑增加通常憎水薄膜材料10的親和力(philicity)，并可能影響下述最終產(chǎn)品的性能。作為替換，也可以不添加表面活性劑而直接得到憎水薄膜材料10。
在一個優(yōu)選實施例中，接著，微觀質(zhì)地薄膜14以熱機械方式開孔，以形成宏觀三維孔18。宏觀孔18在薄膜上形成宏觀質(zhì)地，因此，在全文中使用術(shù)語宏觀質(zhì)地和宏觀孔18。熱防護層22允許使用熱針20，以便給微觀質(zhì)地薄膜14開孔，且不會毀壞微觀質(zhì)地16。沒有熱防護層22時，熱針20可能使薄膜14的材料硬化，因此，微觀質(zhì)地16毀壞，或者熱針20可能使上述微觀質(zhì)地16的邊緣卷縮。如果微觀質(zhì)地薄膜14被熱針20過度加熱，微觀質(zhì)地16將回熔成薄膜，這樣失掉由篩12形成的質(zhì)地。如圖3，5，7和9所示，熱防護層22是具有比薄膜高的熔點的防護材料26，例如非織造聚丙烯，它穿過微觀質(zhì)地薄膜14和承載加熱穿孔針22的滾筒24之間的穿孔輥隙30。防護材料26的兩個有效的實例是本領域公知的非織造物，如紡粘-熔噴-紡粘19gsm，和熱粘合梳理24gsm。選擇用作防護材料26的適當非織造材料應基于其熔點比薄膜材料10的熔點高的非織造物。其它熱防護層包括不同的其它材料，它們能夠在具有冷卻周期、冷卻滾筒/加熱針布置和不同的流體冷卻裝置的連續(xù)環(huán)路上分布。
圖3所示的熱機械穿孔單元采用熱針20，熱針20匹配進入不熱的凹槽輥28內(nèi)以形成輥隙30。微觀質(zhì)地薄膜14和上述防護材料26進給到輥隙30內(nèi)，以便熱針20形成微觀質(zhì)地薄膜14內(nèi)的宏觀三維孔18?？椎男螤钣舍?0和輥28之間的關(guān)系確定。優(yōu)選實施例的宏觀孔18具有在每平方厘米約4個孔到每平方厘米約15個孔之間的密度，并最好在每平方厘米約5個孔和每平方厘米約12個孔之間的密度。宏觀孔18可以形成錐形，該錐形從薄膜14的上表面延伸到下表面，上表面與下表面之間的間隔大于薄膜14的初始厚度的距離。該錐形的錐度取決于凹槽輥28和加熱針20的形狀。根據(jù)薄膜14、加熱針20和凹槽輥28移動的相對速度，宏觀孔18可以是圓形或細長形。
凹槽輥28可以受溫度控制，以便保持在輥隙30形成的宏觀孔18的一致性。根據(jù)期望的結(jié)果所需，溫度控制方式可包括冷卻或加熱。例如，在一些環(huán)境下30攝氏度的操作溫度可能需要冷卻，而其它環(huán)境下需要加熱。
優(yōu)選實施例的薄膜32具有真空成形的微觀質(zhì)地16和熱機械成形的宏觀質(zhì)地18，這如圖4和8所示。圖2的微觀質(zhì)地薄膜14具有約25微米的厚度，而圖4和6的薄膜32的厚度約為400微米至約1500微米，最好在約800微米和1300微米之間。該優(yōu)選實施例的薄膜32具有由微觀質(zhì)地16提供的期望的質(zhì)地和宏觀質(zhì)地18提供的彈性結(jié)構(gòu)。
如圖5和9所示，第二材料34，例如芯吸非織造物可進給到熱機械成形裝置的輥隙30內(nèi)，以便同時將第二材料34與薄膜層14粘合，這樣形成復合材料36。第二材料34可以定位在薄膜層14和凹槽輥28之間，因此微觀質(zhì)地16仍露出來。加熱針20在宏觀孔18處刺透第二材料34。以這種方式，復合材料36可成形為具有觸感和芯吸材料支持的微孔薄膜的流體處理能力，以及不受第二材料34阻礙的宏觀孔18的流體處理能力，這如圖6所示。第二材料34在芯吸潮氣使之離開薄膜層14方面有效，這樣改進了吸濕性能。
如圖4和8或圖6和10的對比可見，在微觀質(zhì)地16是微孔時，微孔可在與圖8和10的宏觀孔18相同的方向上延伸，或在與圖4和6的宏觀孔18相反的方向上延伸。
吸收用品一般具有面向身體頂片、與頂片相對的背片和頂片與背片之間的吸收芯。另外，現(xiàn)代的吸收制品可包含頂片與吸收芯之間的中間層。薄膜32或復合材料36可用作吸收用品內(nèi)的頂片或中間層。
性能測量對作為頂片的不同材料與對比的頂片材料進行對比測試。其中一種對比材料是用于Procter & Gamble衛(wèi)生巾產(chǎn)品“Lines Petalo Blu”和這里優(yōu)選的“HFF”中的水成形頂片。另一種對比材料是用于SCA衛(wèi)生巾產(chǎn)品“Nuvenia Libresse”和這里優(yōu)選的“NW”中使用的非織造憎水頂片。不同的實例中使用的材料如下實例1在親水薄膜材料10中的60網(wǎng)目微孔的微觀質(zhì)地16，和具有每平方厘米約5.6孔間距的宏觀孔18。
實例2與實例1類似，但具有40網(wǎng)目微孔的微觀質(zhì)地16。
實例3與實例1類似，但具有憎水薄膜材料10。
實例4與實例2類似，但具有憎水薄膜材料10。
實例5與實例1類似，但具有25gsm空氣透過粘合非織造物(ATB25TAM)的第二材料34。
實例6與實例2類似，但具有25gsm空氣透過粘合非織造物(ATB25TAM)的第二材料34。
實例7與實例5類似，但具有每平方厘米約11孔的間隔的宏觀孔18。
實例8與實例6類似，但具有每平方厘米約11孔的間隔的宏觀孔18。
穿透率是對穿過頂片進入吸收用品內(nèi)的吸收率的測量，并在下述最終制品上進行測量。為了測試穿透率，除了在測試初始材料試樣時之外，初始的頂片材料從吸收用片上取下，并用待測試的頂片材料取代。然后，吸收用品用10ml試樣的月經(jīng)內(nèi)部合成溶液(MISS)進行污損試驗，穿透時間利用制表設備記錄，該制表設備在EDANA推薦測試方法ERT 150.5-02液體穿透時間測試方法中描述。較低的穿透量反映了快速吸收，并在大多數(shù)吸收用品中是期望的。
吸濕是對上述穿透率試驗中使用的相同試樣的測量。在測量穿透率后，試樣小心從測試設備取出，并放在平表面上。具有10cm乘10cm表面的4kg重物放在污損區(qū)域或試樣上達三分鐘。三分鐘后，重物取出，5頁預先稱重的吸收紙放在污損區(qū)域上，重物置于吸收紙上。兩分鐘后，重物取出，吸收紙取出再稱重。吸收紙獲得的重量記錄作為吸濕。該方法基于EDANA推薦測試方法ERT 151.3-02吸濕。較低的吸濕量反映污損表面完全的吸收，和較少的泄漏，并在大多數(shù)吸收用品中是期望的。
下列數(shù)據(jù)反映以上述方法測試的“Lines Petalo Blu”吸收用品中實施的試驗頂片穿透率(秒)再濕性(克)HFF 49.0 0.93實例1 38.7 0.72實例2 13.0 0.36實例5 54.8 0.43實例6 27.8 0.27實例7 47.0 0.42實例8 32.0 0.26下列數(shù)據(jù)反映以上述方法測試的“Nuvenia吸收用品中實施的試驗頂片穿透率(秒)再濕性(克)NW ＞500 1.3實例1 143.6 1.2實例2 73.4 1.2
實例3 325.3 1.1實例4 164.0 1.1實例7 91.78 0.465實例8 61.13 0.570由上述結(jié)果可見，所有的實例表明吸收用品中使用的初始頂片材料得到改進。
盡管對本發(fā)明的特定實施例作了圖示和描述，對于本領域的普通技術(shù)人員而言，顯然在不超出本發(fā)明的實質(zhì)和范圍的前提下，本發(fā)明可作不同的其它變化和修改。因此，附后的權(quán)利要求書希望覆蓋落在本發(fā)明范圍內(nèi)的所有這些變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種制造成形薄膜的方法，該方法包括擠壓熱塑材料，以形成薄膜；在擠壓后立刻形成微孔質(zhì)地，同時熱塑材料仍處于韌性狀態(tài)；和在微觀質(zhì)地形成后，形成三維宏觀孔。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于微觀質(zhì)地由壓差裝置形成。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于利用真空裝置在篩上拉伸熱塑材料形成微孔質(zhì)地。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于宏觀孔利用熱機械成形工藝成形。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于熱機械成形工藝包括在薄膜處于熱機械裝置的輥隙內(nèi)時，利用隔熱材料在薄膜內(nèi)保持微觀質(zhì)地。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于熱機械成形工藝包括利用一層非織造織物，該非織造織物的熔點比用作隔熱材料的薄膜的熔點高。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于非織造材料粘合在薄膜上，同時形成宏觀質(zhì)地。
8.一種有孔熱塑薄膜，它具有面向身體表面和面向吸收芯表面，該有孔熱塑薄膜包括微觀質(zhì)地表面，該微觀質(zhì)地表面具有高密度的垂直于表面所在平面延伸的細長微漏斗，以形成突起；和垂直于所述平面延伸的三維宏觀孔，以便在薄膜的面向吸收芯表面上形成突起。
9.如權(quán)利要求8所述的薄膜，其特征在于微漏斗形成的突起從與宏觀孔形成的突起相同的表面突出。
10.如權(quán)利要求8所述的薄膜，其特征在于微漏斗形成的突起與宏觀孔形成的突起在相反的方向上。
11.如權(quán)利要求8所述的薄膜，其特征在于微漏斗具有每線性英寸約30至約100個微漏斗的網(wǎng)目。
12.如權(quán)利要求8所述的薄膜，其特征在于微漏斗具有每線性英寸約40至約60個微漏斗的網(wǎng)目。
13.如權(quán)利要求8所述的薄膜，其特征在于宏觀孔具有在每平方厘米4個孔到每平方厘米15個孔之間的密度。
14.如權(quán)利要求8所述的薄膜，其特征在于宏觀孔具有在每平方厘米5個孔到每平方厘米12個孔之間的密度。
15.如權(quán)利要求8所述的薄膜，其特征在于還包括與薄膜的面向吸收芯表面粘合的非織造層，其孔與薄膜的面向吸收芯表面上的宏觀突起對齊。
16.一種吸收用品，它包括頂片；和吸收芯；其中，頂片是具有孔的薄膜，該孔在表面上形成島，該孔是三維的并垂直于該表面延伸，該島具有微孔，微孔是三維的并垂直于該表面延伸。
17.如權(quán)利要求16所述的吸收用品，其特征在于孔和微孔在相反方向延伸。
18.如權(quán)利要求16所述的吸收用品，其特征在于孔和微孔在相同方向延伸。
19.如權(quán)利要求16所述的吸收用品，其特征在于薄膜粘合在具有與孔對齊的開口的非織造層上。
20.如權(quán)利要求16所述的吸收用品，其特征在于微孔具有每線性英寸30至約100個微漏斗網(wǎng)目。
21.如權(quán)利要求16所述的吸收用品，其特征在于微孔具有每線性英寸40至約60個微漏斗網(wǎng)目。
22.如權(quán)利要求16所述的吸收用品，其特征在于孔具有在每平方厘米4個孔到每平方厘米15個孔之間的密度。
23.如權(quán)利要求16所述的吸收用品，其特征在于孔具有在每平方厘米5個孔到每平方厘米12個孔之間的密度。
24.一種吸收用品，它包括頂片；和吸收芯；其中，頂片是具有孔的薄膜，該孔在表面上形成島，該孔是三維的并垂直于該表面延伸，該島具有微觀質(zhì)地，該微觀質(zhì)地是三維的并垂直于該表面延伸。
25.如權(quán)利要求24所述的吸收用品，其特征在于微觀質(zhì)地與孔相對延伸。
26.如權(quán)利要求24所述的吸收用品，其特征在于微觀質(zhì)地是由微點、微脊、隨機形狀(random matte)和微孔組成的一組中進行選擇。
27.如權(quán)利要求24所述的吸收用品，其特征在于薄膜與非織造層粘合，該非織造層具有與孔對齊的開口。
28.如權(quán)利要求24所述的吸收用品，其特征在于孔具有在每平方厘米4個孔到每平方厘米15個孔之間的密度。
29.如權(quán)利要求24所述的吸收用品，其特征在于孔具有在每平方厘米5個孔到每平方厘米12個孔之間的密度。
30.一種制造成形薄膜的方法，它包括-在成形篩上擠壓樹脂，以在樹脂上成形出微觀質(zhì)地，因此，樹脂形成篩，并形成具有微觀質(zhì)地的薄膜；用熱針對薄膜開孔，以形成三維宏觀孔，在宏觀孔之間形成島；和在開孔工藝期間，采用保護層對在宏觀孔之間的島進行保護，以防止島被加熱到其中的微觀質(zhì)地失去形狀的溫度。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于保護層是具有高于樹脂的熔點的非織造材料。
32.如權(quán)利要求30的方法，其特征在于還包括在開孔工藝期間，使非織造層與薄膜粘合，以便熱針經(jīng)過非織造層延伸，以便非織造層不會阻礙流體流經(jīng)孔。
33.如權(quán)利要求32的方法，其特征在于向形成篩施加真空，以形成與薄膜中的微觀質(zhì)地相同的微孔。
34.一種吸收用品，它包括頂片；吸收芯；和在頂片與吸收芯之間的中間層；其中，該中間層是具有孔的薄膜，該孔在表面上形成島，該孔是三維的并垂直于該表面延伸，該島具有微觀質(zhì)地，該微觀質(zhì)地是三維的并垂直于該表面延伸。
35.如權(quán)利要求34所述的吸收用品，其特征在于微觀質(zhì)地相對于孔延伸。
36.如權(quán)利要求34所述的吸收用品，其特征在于微觀質(zhì)地是由微點、微脊、隨機形狀和微孔組成的一組中進行選擇。
37.如權(quán)利要求34所述的吸收用品，其特征在于薄膜與非織造層粘合，該非織造層具有與孔對齊的開口。
38.如權(quán)利要求34所述的薄膜，其特征在于孔具有在每平方厘米4個孔到每平方厘米15個孔之間的密度。
39.如權(quán)利要求34所述的薄膜，其特征在于孔具有在每平方厘米5個孔到每平方厘米12個孔之間的密度。
全文摘要
吸收用品中使用的薄膜(14)首先被形成微觀質(zhì)地(16)，然后被開出宏觀孔(18)，同時保持微觀質(zhì)地(16)。微觀質(zhì)地(16)可以通過包括真空成形的若干裝置實現(xiàn)，并可包括微孔。宏觀質(zhì)地上的宏觀孔(18)可以通過具有隔熱裝置(22)的包括熱機械裝置的各種裝置實現(xiàn)。當使用加熱針(20)時，隔熱裝置(22)保護微觀質(zhì)地(16)不受熱，因此，熱不會使微觀質(zhì)地(16)變形。
文檔編號B32B27/12GK1705464SQ200380101939
公開日2005年12月7日 申請日期2003年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月20日
發(fā)明者占士·W·克里, 里諾·成里亞納蒂 申請人:屈德加薄膜產(chǎn)品股份有限公司