具有變形部分以增加彈性的聚合網狀片的製作方法

2023-05-11 00:57:41

專利名稱：具有變形部分以增加彈性的聚合網狀片的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種由多個梁狀件構成的彈性、三維、能滲透液體的聚合網狀片，所述的梁狀件相互連接在一起在網狀片中形成許多小孔。更為具體地說，本發明涉及這樣一種網狀片，其上的多個梁狀件具有變形部分從而大大地增加網狀片的彈性。
很久以來人們都知道，在一次性應用的吸收性繃帶行業中亟需製造出一種吸收性的製品，諸如一次性尿布、月經墊、衛生巾，失禁用物品等等，這種製品能對使用者提供一種乾燥的表面感覺，從而能改善佩帶的舒適感並儘量減少由於長時間處於與繃帶內吸入的潮氣相接觸而引起的皮膚不良狀況的發展。
對上述問題的一種可行的現有技術解決方法是一種具有一個多孔成形薄膜頂面片的吸收性製品。多孔成形薄膜頂面片能滲透人體排出物，但並不具有吸收性，而且具有較小的使液體再回流重新弄溼佩用者皮膚的趨向。因此，與人體接觸的成形薄膜表面仍舊是乾燥的，從而減少了對人體的汙染並對佩用者產生一種更為舒適的感覺。多孔成形薄膜頂面片與常規的非編織纖維頂面片相比較，由於它們在使用中的清潔和乾燥的外表，在吸收性製品中享受著廣泛的商業信譽。
另外一種能改善吸收性製品的舒適和合身的方法是使它們可伸長，從而呈現出像衣服一樣的特性。雖然可伸長的製品可以提高舒適和合身性能，但製成這種製品所用的材料卻非常昂貴，不適於製造一次性吸收製品。例如，為了使頂面片可伸長，需要使用彈性材料。
因此，本發明的一個目的是以一個特別優選的實施例提供一種具有變形部分以增強彈性的能滲透液體的聚合網狀片。
本發明的另一個目的是以一個特別優選的實施例提供一種具有增強彈性能滲透液體的聚合頂面片的可伸長製品。
本發明的又一個目的是以一個特別優選的實施例提供一種可增強彈性而成本又低廉的能滲透液體的聚合網狀片。
在一個較佳實施例中，本發明涉及一種彈性、三維、能滲透液體的聚合網狀片，它具有一個第一方向和一個與其垂直的第二方向。網狀片具有多個梁狀件，它們相互連接在一起在網狀片上形成多個小孔。梁狀件具有一個位於最上層平面的基本部分和一對從基本部分垂掛的側壁部分。多個梁狀件具有一些永久變形的部分，這些變形部分的基本部分在網狀片處於非張緊狀態時位於最上層平面的下面。當網狀片在第一方向上受到張力而使網狀片朝著第一方向伸展時，永久變形部分的基本部分朝著最上層平面上升，而當網狀片上的張力去除時，永久變形部位的基本部分又回復到其最上層平面下面的非張緊位置。
在另一個較佳的實施例中，本發明提供了一種吸收性繃帶，它包括一個接觸佩用者的頂面片和一個用於吸收人體體液的吸收劑單元。頂面片是一層具有一個第一方向和一個與其垂直的第二方向的彈性三維能滲透液體的聚合網狀片。該網狀片具有多個相互連接在網狀片中形成多個小孔的梁狀件。這些梁狀件具有一個位於最上層平面上的基本部分和一對從基本部分垂掛並接觸吸收性單元的側壁部份。多個梁狀件具有永久變形部分從而當網狀片處於基本上非張緊狀態時使永久變形部分的基本部份位於最上層平面的下面。當網狀片在第一方向上受到張力而使網狀片朝著第一方向伸展時，變形部分的基本部分就朝著最上層平面上升，而當網狀片上的張力去除時，永久變形部分的基本部份又回到其最上層平面下面的非張緊位置。
雖然本說明書後面的權利要求書已特別指出和明確限定了本發明的範圍，但是相信下面結合附圖的描述可以對本發明有進一步的理解，描述中相同的標號代表相同的元件，其中

圖1是本發明較佳衛生巾實施例的俯視圖;
圖2是沿圖1中2-2線截取的衛生巾的簡化截面圖;
圖3是公開在共同轉讓的美國專利第4，342，314號中的那種現有技術塑料網狀片的放大的局部透視圖，所述的網狀片還顯示在其可見表面上具有公開在共同轉讓的美國專利第4，463，045號中的那種表面變型的極微細的圖案。
圖4是用於形成圖3中顯示的那種塑料網狀片的光刻層疊結構的放大局部透視圖;
圖5是將圖4中那種平面層疊結構卷繞至所需要的彎曲半徑並相互連接其自由端而形成的管狀件的透視圖;
圖6是用以對一張塑料膜形成凹陷和/或開出小孔的較佳方法和設備的簡化示意圖;
圖7是從佩用者或人體接觸表面所觀察到的大約放大20倍的本發明較佳網狀片的平面照片;
圖8是從朝衣服一面或襯墊接觸表面所觀察到的大約放大20倍的圖7中的網狀片的平面照片;
圖9是從佩用者或人體接觸表面所觀察到的大約放大20倍的本發明另一網狀片處於基本上非張緊狀態的平面照片;
圖10是從佩用者或人體接觸表面所觀察到的大約放大20倍的圖9中的網狀片處於基本上張緊狀態的平面照片;
圖11A-11D是本發明中各種較佳的梁狀件的放大橫截面示意圖;
圖12是一個滾軋設備，例如用以滾軋本發明的三維，能滲透液體的多孔網狀片的設備的示意圖;
圖13是在0.100英寸齒距的輥子上對網狀片樣片進行一系列嚙合深度為0.050，0.075，0.100，0.125，0.140和0.150英寸的拉伸試驗中所得數據繪製的力-伸長的曲線圖;
和圖14是對各種網狀片的伸長比對嚙合深度的曲線圖。
在本文中所用的「吸收性製品」一詞指的是能吸收並容納人體排出物的用品，更加具體地說，是放置在佩用者身體上或靠近其身體用以吸收和容納從人體排出的各種排出物的物品。該「吸收性製品」的術語包括尿布、月經墊、衛生巾，內褲襯裡、失禁墊等等。「一次性」一詞在這裡用來說明不打算在清洗後重新再作為吸收性製品來用的製品(也就是說，它們在用過一次後就被扔掉，最好是被回收，混合堆聚或者以環境相容的方式另外加以處理)。「整體式」吸收製品指的是由分開的單獨部件連在一起形成一個配合的整體，因此它們不需要分開控制各個部件(如獨立的支託和墊子)的吸收性製品。
本發明提出的整體一次性吸收製品的一個較佳實施例是如圖1中所示作為月經墊的衛生巾20。這裡所用的「衛生巾」一詞指的是婦女在靠近陰部處，一般在尿殖器官外面佩帶的一種吸收性物品，用以吸收和容納月經和從佩帶者體內流出的其它陰道排出物(如血液、月經和尿液等)。一部份插入佩用者陰道前庭內而一部份留在其外面的陰唇間用品也屬於本發明的範圍之內。在本文中所用的「陰部」一詞指的是從外部可見的女性生殖器。然而，不言而喻，本發明也適用於其它的婦女衛生或月經墊，如內褲襯裡，或其它的吸收性製品，如失禁墊等。
衛生巾20具有兩個表面，一個與人體接觸的表面或稱「人體表面」20a和一個衣服表面20b。圖1中所示的衛生巾20是從其人體表面20a觀察的。人體表面20a是靠近佩用者的身體使用的。衛生巾20的衣服表面20b(如圖2所示)位於人體表面的對面，當衛生巾20被佩用時放在靠近佩用者內衣處。
衛生巾20具有兩條中心線，一條縱向中心線「l」和一條橫向中心線「t」。這裡所用的「縱向」一詞指的是衛生巾20平面內的一條直線，軸線或方向，該直線大致與衛生巾20被佩用時，將站立的佩用者平分為左半體和右半體的垂直平面對齊(例如，近似平行於該垂直平面)。而這裡所用的「橫向」或「側向」一詞是可以互換使用的，指的是位於衛生巾20平面內大致垂直於縱向方向的一條直線，軸線或方向。圖1顯示出衛生巾20還有兩個間隔開的縱向或側邊22和兩個間隔開的橫向或端邊(或「端頭」)24，它們一起形成衛生巾20的周邊26。
衛生巾20可以有各種各樣的厚度，包括相當厚的或相當薄的。圖1-2中所示的衛生巾20的實施例是一個比較薄的例子。然而，應當理解到，當觀察這些圖時所示的多層材料使衛生巾20看上去比其實際上的厚得多。「薄」的衛生巾20最好具有小於大約3毫米的厚度。所示的薄衛生巾20還應當比較柔撓，從而使佩用者感到舒適。
衛生巾20最好可以伸長或拉伸。可伸長或可拉伸的衛生巾的一些例子公開在由Osborn等人在1992年7月23日申請的美國專利申請第07/915，133號和由Osborn等人在1992年7月23日申請的美國專利申請第07/913，204號中。
圖2是沿圖1中2-2線截取的衛生巾20的橫截面圖。圖2顯示出衛生巾20的各個組成部份。本發明的衛生巾一般包括至少三個基本組成部份。它們是一塊能滲透液體的頂面片28，一個不能滲透液體的背面片(或「阻擋物」)30，和一個吸收芯體32。吸收芯體32安置在頂面片28和背面片30之間。衛生巾20最好包括可附加的側折片或「翼片」36，它們可以被折在佩用者內褲的分叉部份。所示的衛生巾20還有一個粘接固定裝置38，用於將衛生巾20粘接在佩用者的內衣上。可撕去的襯條39蓋在粘接固定裝置38上面，以防止在使用前粘接劑粘在內衣分叉部份以外的其它表面上。
吸收芯體32可以是任何一種能夠吸收或保持住液體(如月經和/或尿液)的吸收性裝置。如圖2中所示，吸收芯體32有一個朝著人體的表面，一個朝著衣服的表面，兩個側邊和兩個端邊。吸收芯體32可以製成各種各樣的尺寸和形狀(例如，長方形、橢圓形、砂漏形、狗骨形、不對稱形狀等等)和用多種通常用於衛生巾的吸液材料和其它的吸收性物品，例如一般稱為空氣氈(airfelt)的粉末狀木紙漿製成。其它一些合適的吸收性材料的例子包括起皺的纖維素填料;化學硬化、變形或交叉連接的纖維素纖維;毛細通道纖維;合成纖維，如捲曲的聚酯纖維;泥炭苔;薄棉紙(包括棉紙卷和棉紙疊層);吸收性泡沫;吸收性海綿;超吸收性聚合物;吸收性凝膠材料;或任何等同的材料或這些材料的組合物，或混合物。
吸收芯體的構形和結構也可以是各種各樣的，例如，吸收芯體32可以有不同的厚度區(中心部位較厚)，親水梯度，超吸收性梯度，或低密度和低的平均單位重量測定區;或者也可以包括一個或多個夾層或結構。但吸收芯體32的總的吸收容量應當與設計載荷和衛生巾20的預計用途相一致。此外，吸收芯體32的大小和吸收容量可以不同以適應不同的用途，如失禁墊，內褲襯裡，常規的衛生巾，或過夜衛生巾。另外，如果需要，吸收芯體32可以包括某種材料或構形以提供撓性。
用作本發明的吸收芯體32的一些典型吸收結構公開在1990年8月21日授於Osborn的美國專利第4，950，264號;1986年9月9日授於Weisman等人的美國專利第4，610，678號;1989年5月30日授於Alemany等人的美國專利第4，834，735號;以及在1986年10月22日發表的以Drenk等人名義的，TheProcterGambleCompany的歐洲專利申請第0198683號中。這些專利中的每一個都可以結合在這裡作為參考。
背面片30和頂面片28分別放置在靠近吸收芯體32的衣服表面和人體表面處，並且最好用該行業中熟知的連接裝置(未顯示)連接於其上並相互連接。例如，背面片30和/或頂面片28可以用一種均勻的連續粘接劑層，一種有圖案的粘接劑層，或一系列單獨的粘接劑線，螺旋線，或點連接在吸收芯體32上或互相連接。一些滿意的粘接劑由Minnesota州St.Paul的H.B.Fuller公司製造，其標號為HL-1258或H-2031。連接裝置最好包括一種粘接劑線束的開放花紋網，如公開在1986年3月4日授於Minetola等人的美國專利第4，573，986號中的那種，該專利結合在這裡作為參改。一種典型的線束開放花紋網連接裝置包括有數條粘接劑絲線盤繞成的一種螺旋形圖案，如1975年10月7日授於SpragueJr.的美國專利第3，911，173號;1978年11月22日授於Zieker等人的美國專利第4，785，996號;以及1989年6月27日授於Werenicz的美國專利第4，842，666號中的設備和方法所描述的那種螺旋形圖案。這些專利中的每一個都結合在這裡作為參考。此外，連接裝置可以包括熱連結，壓力連結，超聲波連結，動態機械連結，或任何一種其它的業內所熟悉的合適的連接裝置或這些連接裝置的組合。
背面片30對液體(如月經和/或尿液)不能滲透，它雖然可以使用其它的液體不滲透的撓性材料來製造，但最好用一種薄的塑料膜製成。這裡使用的「撓性」一詞指的是可以貼合和很快地與人體的一般形狀和外形一致的材料。背面片30可以防止吸收和容納在吸收芯體32內的排洩物弄溼與衛生巾20相接觸的衣物，例如褲子、睡衣和內衣。因此，背面片30可以包括一種編織的或非編織的材料，聯合薄膜(如熱塑性的聚乙烯或聚丙烯薄膜)，或者複合材料(如塗有薄膜的非編織材料)。背面片30最好是一種聚乙烯薄膜，其厚度從大約0.012毫米(0.5密耳)至大約0.051毫米(2.0密耳)。一些典型的聚乙烯薄膜是由Ohio州ClopayCorporationofCincinnati製造的標號為P18-0401和由Indiana州TerreHaute的EthylCorporation，VisqueenDivision製造的標號為XP-39385的製品。背面片30最好是有壓紋和/或為粗糙的表面，以呈現出更像布料的外表。此外，背面片30可以允許溼氣從吸收芯體32逸出(即可透氣)而仍能防止排洩物穿過背面片30。
頂面片28是流體可透過的，允許液體(如月經和/或尿液)能很快穿過其厚度，並當衛生巾20被使用時，頂面片28緊貼在使用者的皮膚上。頂面片28具有順從、柔軟的感覺，並對佩用者的皮膚沒有刺激。
頂面片28具有兩個表面，包括一個朝向人體的表面28a和一個朝向衣服的表面(或朝向芯體的表面)28b。頂面片28朝向人體的表面28a一般至少形成衛生巾20與人體接觸的表面(「人體表面」)20a的一部份。
圖3是一種現有技術中的三維、梁狀、能透過液體的塑料網狀片40的放大局部透視圖，這種網狀片十分適合於用作衛生巾20的頂面片28。該現有技術網狀片40一般是遵照1982年8月3日授於Radel等人的共同轉讓的美國專利第4，342，314號的內容製作的，其結合在這裡作為參考。圖3中所示的能滲透液體的塑料網狀片40上呈現出許多小孔，例如小孔41，這些小孔是由許多相互交叉的梁狀件42，43，44，45和46在網狀片的第一表面50中相互連接形成的。每個梁狀件包括一個位於最上層平面52內的基本部份51。每個基本部份具有一個連接在其每個邊上的側壁部份53。該側壁部份大致朝著網狀片的第二表面55的方向延伸。梁狀件的相互交叉的側壁部份在網狀片的第一和第二表面之間相互連接，並基本上共同相互終止在第二表面55的最下層表面56上。
在一個特別優選的實施例中，現有技術的網狀片40的基本部份51包括一些由極微的表面變型體58構成的圖案，這是根據1984年7月31日授於Ahr等人的共同轉讓的美國專利第4，463，045號的內容製作的，該專利結合在這裡作為參考。這種極微的表面變型體圖案當網狀片40受到入射光線照射時呈現出一種基本上無光澤的可見表面。
在一個特別優選的實施例中，相互交叉的側壁部份基本上共同相互終止在第二表面55的最下層平面上，從而在網狀片40的第二表面55上形成無數小孔48。由相互連接的側壁部份形成的這些小孔容許流體從網狀片的第一表面自由傳輸到網狀片的第二表面，而在相鄰的小孔之間則沒有橫向的流體傳輸。
圖3中所示的現有技術網狀片40更為普遍地被稱為一種成形薄膜。多孔成形薄膜常被用作吸收性製品的頂面片，這是因為它們能夠滲透人體排出物，但並不具有吸收性，而且具有較小的趨向讓液體再回流重新弄溼佩用者的皮膚。因此，與人體接觸的成形薄膜表面仍舊是乾燥的，從而減少了對人體的汙染並對佩用者產生一種更為舒適的感覺。成形薄膜的一些例子公開在1975年12月30日授於Thompson的美國專利第3，929，135號，1982年4月13日授於Mullane等人的美國專利第4，324，246號;1984年7月31日授於Ahr等人的美國專利第4，463，045號;1986年12月16日授於Curro等人的美國專利4，629，643號;1987年1月20日授於Ouellette等人的美國專利第4，637，819號;1989年6月13日授於Curro等人的美國專利第4，839，216號;和1991年4月9日授於Baird的美國專利第5，006，394號中。這些專利中的每一個都結合在這裡作為參考。
圖4是一種光刻層疊結構60的放大局部透視圖，這種層疊結構被用來真空成形一種最初的不滲透，基本上為平面，加熱的塑料薄膜，用以生產圖3所示的那種現有技術中的能滲透液體的梁狀網狀片40。該層疊結構60最好根據1982年8月3日授於Radel等人的共同轉讓的美國專利第4，342，314號的內容製成，該專利結合在這裡作為參考。層疊結構60由各個薄層片61、62和63組成。各個薄層片中的多孔圖案是相互一樣的。將圖4與圖3中的梁狀塑料網狀片40作比較，顯現出塑料網狀片40最上層平面52上的小孔41對應於光刻層疊結構60最上層平面66上的最上層開孔65。同樣情況，塑料網狀片40最下層平面56上的小孔48對應於光刻層疊結構60最下層平面67上的最下層開孔69。
位於最上層平面66上的光刻層疊結構60的最上層表面64上設置有極微細的由突起部68構成的圖案。這種圖案最好是在平面光刻薄層片61的頂面上塗上一層對應於想要的由表面突起部構成的極微細圖案的保護性塗層，然後再進行第二次光刻加工。第二次光刻加工產生出一塊薄層片61，在相互連接的梁狀件的最上層表面64上具有極微細的由突起部68構成的圖案，相互連接的梁狀件構成五角形的小孔65。在其最上層使用這樣一種由突起部68構成的圖案的層疊結構的構造公開在1984年7月31日授於Ahr等人的共同轉讓的美國專利第4，463，045號中，該專利結合在這裡作為參考。
在層疊結構製成後，用常規技術將它們捲成一個管狀成形件520，如圖5所示，它們的相對兩端根據美國專利第4，342，314中的技術被連接起來，產生一個無縫的管狀成形件520，如圖5所示。
管狀成形件520的最外層表面524用來形成與其相接觸的塑料網狀片，而管狀成形件的最裡層表面522在成形操作中一般不接觸塑料網狀片。當以圖6中所示的那種加工方法在凹陷/開孔的滾筒555上成形表面時，可以使用管狀成形件，這種加工方法公開在1979年4月24日授於Lucas等人的美國專利第4，151，240號中，該專利結合在這裡作為參考。在所述專利中公開的特別優選的裝置540示意地顯示在圖6中。它包括定張力薄膜供應裝置541，凹陷和開孔裝置543，和定張力薄膜前進和卷繞裝置545。為了簡化和更清晰地描述和公開該裝置，必須與裝置540的功能性部件同時設置的框架，軸承，支座等等就不再在圖中示出或詳細描述了，很明顯，這種細節對於熟悉設計塑料薄膜變換機械行業中的一般人員將是顯而易見的。
簡單地說，裝置540包括將熱塑薄膜550的條帶連續轉變成刻有凹陷和開有小孔的薄膜551的裝置，該裝置直接用熱空氣噴嘴對準薄膜的一個表面，同時在靠近薄膜的反面處使用真空，且充份地控制薄膜550以便基本上避免該薄膜起皺和/或有可見的擴張。因此，正如後面將更為詳盡地描述的那樣，裝置540包括在一個區域的上遊和下遊在薄膜上維持恆定機器方向張力的裝置，在該區域中的溫度要大於薄膜的熱塑溫度，但在該區域中基本上沒有趨向於使薄膜產生可見擴張的機器方向和橫向於機器方向上的張力。要求的張力用來控制和弄平行進中的熱塑薄膜條帶;沒有張力的區域是由於薄膜在該區域處於足夠高的溫度引起的，以便能夠制出凹陷部，並且如果需要，可使用熱和真空進行穿孔。圖6還顯示出高倍放大的薄膜551上的穿孔，以便能夠用肉眼觀察出不穿孔的薄膜550和制出凹陷部和穿有孔的薄膜551之間的不同的性質。這部分內容將在後面更為詳盡地描述。
如圖6所示，凹陷和穿孔裝置543包括一個轉動地安裝的具有封閉端580的凹陷穿孔滾筒555，一個不轉動的三真空管組件556和熱空氣噴頭裝置559。三真空管組件556包括三根管道561，562和563。圖6中還顯示有一個能自由轉動的導引惰輥565，一個動力轉動的導出/激冷輥556和一個軟面(如低密度氯丁像膠)輥567，軟面輥是從動於激冷輥的。簡言之，通過在三個真空管中設置獨立控制真空度的裝置(未顯示)，一條繞著凹陷-穿孔滾筒555的一部分沿圓周轉動的熱塑薄膜條帶順序地經受了管道561提供的第一級真空，管道562提供的第二級真空和管道563提供的第三級真空。正如下面將更為詳盡地描述的那樣，由管道561施加給薄膜的真空能在薄膜中維持上遊的張力，由管道562施加的真空當熱空氣徑向直接向內導向薄膜時能使薄膜穿孔，而由管道563施加的真空能使薄膜冷卻至其熱塑溫度以下並在其上建立下遊張力。如果需要，接觸凹陷-穿孔滾筒555表面的薄膜可以在到達真空管道652之前通過本領域內已知的裝置(未顯示)進行預熱，以便在凹陷操作中使由抗流動聚合物組成的塑料薄膜具有更好的適應性。在激冷輥566和軟面輥567之間的輥隙570僅僅加以極微小的壓力，因為高壓將使以前述方式形成在薄膜上的三維凹陷壓平。然而，輥隙570間的極輕微的均勻壓力有助於由管道563施加的真空把下遊張力(如輥子纏繞張力)與凹陷-穿孔滾筒555的凹陷-穿孔部份隔開，並使輥隙570能夠將凹陷和穿有孔的薄膜從凹陷-穿孔滾筒555上剝離。此外，雖然穿過薄膜進入管道563內真空抽入的環境空氣通常能使薄膜冷卻至其熱塑溫度以下，但通過激冷輥(如圖6中箭頭573，574所示)的冷卻通道可以使該設備處理較厚的薄膜或者以較高的速度操作。
總之，位於凹陷-穿孔滾筒555內的第一真空管道561和第三真空管道563能夠在運行中的薄膜條帶上分別維持基本上是恆定的上遊和下遊張力，而在凹陷-穿孔滾筒555內靠近第二真空管道562處的薄膜中間部份處於張力下，使對薄膜進行刻凹陷和穿孔的熱和真空失效。
再參看圖6，定張力薄膜供應裝置541和定張力薄膜前進和卷繞裝置545，如果需要，可以基本上與1972年7月4日授於Riemersma的美國專利第3，674，221號中顯示和描述的裝置中的對應部份一樣(操作也一樣)，該專利也結合在這裡作為參考。凹陷和穿孔裝置543包括可轉動安裝的凹陷-穿孔滾筒555，以控制的周邊速度轉動的滾筒555的裝置(未顯示)，在凹陷-穿孔滾筒555內的不轉動的三真空組件556，在組成三真空管組件556的三個真空管道561，562和563內施加控制的真空級別的裝置(未顯示)，和熱空氣噴嘴裝置559。
凹陷-穿孔滾筒555可以根據1979年4月24日授於Lucas等人的美國專利第4，151，240號的內容製造(該專利結合在這裡作為參考)，但是以本發明的管狀層疊成形表面來替代該專利中公開的穿孔管狀成形表面。
雖然所公開的光刻層疊結構的一種比較理想的應用是在真空薄膜成形操作中，正如前述Lucas等人的專利申請中所提出的那樣，但可以預料光刻層疊成形結構可以同樣方便地使用，直接形成一個三維塑料結構。這樣一種過程包括在成形表面上直接塗敷一層加熱的流體塑料材料，通常是一種熱塑性樹脂;在加熱的流體塑料材料上施加一個足夠大的氣動差壓，使所述材料符合於穿孔層疊成形表面上的圖象;使流體材料固化;和隨後將三維塑料結構從成形表面上除去。還可以預料，如果需要，該現有技術也可以結合到適當加強的薄膜壓紋輥及其類似物上，只要輥上最後受到的壓紋壓力不是太大以致會破壞由層疊壓紋表面所呈現的特殊三維圖案就行。如果需要，一個彈性的支承輥可以用在這種壓紋操作中以避免損壞層疊壓紋表面。甚至還可以預料，本發明的層疊成形表面可以在除塑料薄膜成形用途之外的一些用途上得到應用。
另一種將熱塑薄膜條帶轉變成三維結構的較佳方法是在薄膜的一個表面上施加一種高壓流體，該射流由水和類似物組成，在靠近該薄膜的反面施加真空。這種方法詳細地公開在1986年9月2日授於Curro等人的美國專利第4，609，518號;1986年12月16日授於Curro等人的美國專利第4，629，643號;1987年1月20日授於Ouellette等人的美國專利第4，637，819號;1987年9月22日授於Curro等人的美國專利第4，695，422號;和1989年6月13日授於Curro等人的美國專利第4，839，216號中;這些專利結合在這裡作為參考。
在圖7和8中顯示出本發明一個較佳實施例中的三維能滲透液體的塑料網狀片80比實際尺寸放大約20倍的平面照片。這種網狀片80特別適用於作為圖1和圖2中所示的那種衛生巾20上的頂面片28。圖7是網狀片80接觸佩用者或人體的接觸表面80a的平面圖，而圖8是網狀片80朝向衣服或襯墊的接觸表面80b的平面圖。正如在圖7和圖8中可以看到的那樣，網狀片80是由許多相互連接在網狀片中形成許多小孔82的梁狀件81組成。「梁狀」一詞包含一種在三維成形薄膜中將相鄰的小孔分開的三維結構。許多梁狀件81具有永久的變形部位95。梁狀件81的永久變形部分95是基本上在某一特定方向，最好是橫向被拉伸或逐漸地擴展的部分。橫向方向「t」就是垂直於縱向「l」或機器方向的方向，下面將詳細敘述。梁狀件81的永久變形部分95呈現出大致為鞍狀的構形。
現在參看圖9，可以看出網狀片100的梁狀件101的永久變形部分105要比圖7和圖8中網狀片80的梁狀件81的永久變形部分95具有更大程度的變形。兩個網狀片80和100的共同點是梁狀件的永久變形部分的基本部份位於網狀片最上層平面的下面，而網狀片則基本上處於非張力或鬆弛的狀態。然而，當網狀片在橫向上受到張力時，梁狀件的永久變形部分的基本部份就朝著最上層平面升高，如圖10所示。網狀片在橫向上受到張力時永久變形部分朝著網狀片最上層平面的升高使得網狀片在橫向上延伸。當張力去除時，梁狀件的永久變形部分恢復或縮回到它們的非張力或鬆弛的狀態，如圖9所示，因此，與不具有帶永久變形部分的梁狀件的相同網狀片相比較，在橫向方向上大大地增加了網狀片的彈性。
簡言之，梁狀件的永久變形部分就象彈簧一樣。這裡「彈簧」一詞指的是一種彈性體或裝置，它在變形後又釋開時恢復至其原來的形狀。當在橫向上受到張力時，梁狀件的永久變形部分在施加張力的方向延伸或變形，而在施加的張力去除之後又恢復到它們原來的形狀。因此，梁狀件的永久變形部分大大地增加了網狀片的彈性。
圖3所示的現有技術網狀片基本上是無彈性的。然而，改變其幾何構形，該現有技術的網狀片可以基本上是彈性的。一塊根據上述方法製造的三維能滲透液體的聚烯烴穿孔網狀片縱向通過圖12中所示的滾軋裝置450的輥子460以製造出本發明的網狀片。輥子460包括齒470，齒與齒之間均勻隔開一段距離P(一般稱作齒距)。每個輥子460上的齒470相互錯開一段距離P/2。輥子460的外圓周490之間的距離可以通過相互嚙合的距離E(通常稱作嚙合深度)來改變。
上述滾軋在網狀片40上逐漸地拉伸，由此在橫向上使許多梁狀件81塑性變形。當薄膜被夾住在齒470的齒尖時，梁狀件的拉伸逐漸在網狀片的整個寬度上(橫向)增加，其伸長的量與齒距和嚙合深度成比例。當輥子460的嚙合深度增加時，梁狀件81的拉伸和塑性變形就增加。圖7和圖8所描繪的彈性三維穿孔網狀片80已被0.075英寸的嚙合深度和0.100英寸的齒距的輥子軋滾。圖9和圖10所描繪的彈性三維穿孔網狀片100已被0.150英寸的嚙合深度和0.100英寸的齒距的輥子軋滾。
本發明的一種特別優選的三維，能滲透液體的穿孔網狀片是由Indiana州，TerreHaute的TredegarFilmProducts出品的標號為X-5654的低密度聚乙烯(LDPE)薄膜並以上述方法造成的，更加具體的內容公開在美國專利第4，342，314號和第4，463，045中。10英寸寬和不同長度的網狀片按機器或者縱向方向通過一個由手搖曲柄操動的滾軋裝置。網狀片上的每個小孔的直徑大約為0.035英寸，而每個梁狀件的寬度大約為0.007英寸。數個網狀片以0.100英寸的齒距，0.050，0.075，0.100，0.125，0.140和0.150英寸的嚙合深度進行滾軋。
施加給網狀片的拉伸度是一個Instron型號1125的測試臺上進行抗拉試驗來決定的。試驗用的樣品是從三維穿孔滾軋網狀片上切下的3英寸×1英寸的條塊，3英寸是網狀片橫向的尺寸。這些樣品安裝入Instron測試臺的液壓夾緊裝置中，夾緊裝置之間的距離(稱為規準長度)為2英寸。每件樣品都以每分鐘5.0英寸的速度拉伸一直等到拉斷為止。所得數據在一臺IBM386個人計算機上用Sintech試驗工作軟體進行標繪。幾個樣品的力與伸長的關係曲線如圖13所示。滾軋網狀片的低的力彈性特性由以給定的嚙合深度滾軋的網狀片的拉伸比來計量。拉伸比定義為薄膜在其最大伸長時的長度除以網狀片原來的規準長度。最大伸長是以先在力-伸長曲線圖上畫一條在100克的等值線，然後畫一條在100克線上面與每條曲線相切的線決定的。所以選擇100克的力是因為大於100克的力可能會增加網狀片的梁狀件的塑性變形。這兩條線的交點被稱作最大的伸長。這一數量加上原來的規準長度就得出樣品的最後長度，而這個總和再除以樣品的原來規準長度即為拉伸比，如以下公式所示拉伸比＝ (Lo+X)/(Lo) = (Lf)/(Lo)其中L0是樣品的原有規準長度，X是在最大拉伸時的伸長量，Lf是樣品的最後長度。對每個嚙合深度計算出的拉伸比作為嚙合深度的函數標繪在拉伸比曲線圖上，見圖14。這樣就可以通過改變嚙合深度預先決定滾軋網狀片的拉伸度。圖14還包括對與滾軋穿孔網狀片具有同樣成份的滾軋不穿孔網狀片的拉伸比與嚙合深度的曲線圖。這個曲線圖以和滾軋三維穿孔網狀片同樣的方式繪出。滾軋兩維穿孔網狀片和輕度至高度壓紋的網狀片基本上可參照滾軋不穿孔網狀片的特性。這說明了這裡所描述的低力彈性特性適用於任何種類的經過滾軋的三維穿孔網狀片，但並不適用於不穿孔的薄膜或者經過滾軋的兩維穿孔薄膜。
如果梁狀件的結構是三維的則其總體形狀不是關鍵的。圖11A-圖11D是各種梁狀件幾何構形的橫截面圖。圖11A是本發明的一種較佳梁狀件的橫截面圖。梁狀件81有一個位於第一或接觸佩用者的接觸表面80a的最上層平面85上的基本部份84。「基本部份」一詞用在這裡指的是當吸收性製品被使用時接觸佩用者皮膚的那部份梁狀件。一對側壁部份87從基本部份84垂掛，一般朝著位於最下層平面90的第二表面80b方向延伸。
圖11B是本發明另一個梁狀件161的橫截面圖。從圖11B中可以看到，梁狀件161包括一個在第一或接觸佩用者的接觸表面166的最上層平面165上的基本部份164。一對側壁部份167從基本部份164垂掛並大致朝著位於最下層平面170的第二表面168方向延伸。
圖11C是本發明又一個梁狀件261的橫截面圖。從圖11C中可以看到，梁狀件261包括一個在第一或接觸佩用者接觸表面266的最上層平面265上的基本部份264。一對側壁部份267從基本部份264垂掛並大致朝著位於最下層平面270的第二表面268方向延伸。
圖11D是本發明又一個梁狀件361的橫截面圖。從圖11D中可以看到，梁狀件361包括一個在第一或接觸佩用者的接觸表面366的最上層平面365上的基本部份364。一對側壁部份367從基本部份364垂掛並大致朝著位於最下層平面370的第二表面368方向延伸。
除了具有各種橫截面幾何構形外，梁狀件的橫截面沿著其長度可以是基本上均勻的或者是不均勻的。梁狀件沿著其長度具有基本上均勻橫截面的一個例子公開在授於Radel等人的美國專利第4，342，314號中。梁狀件沿著其長度具有不均勻橫截面的一個例子公開在授於Thompson等人的美國專利第3，929，135號中。所述的這些專利都結合在這裡作為參考。
雖然本發明已對整個網狀片在一個特定方向滾軋的情況進行了說明，但本發明決不限於這樣的操作。本發明也可以只在網狀片的預定某一部份進行滾軋。例如，網狀片用作吸收性製品上的頂面片時最好能對吸收性製品的中央部份進行滾軋。本發明也可在不止一個方向上進行滾軋使網狀片在不止一個方向上增加彈性。
除了對網狀片提供較大的彈性外，將現有技術網狀片滾軋也可以改變網狀片的其它綜合性能。經過環滾的網狀片的褶皺，拉出的面積和最後的拉伸強度一般都增加。此外，滾軋過的網狀片的光澤和有效拉長的基本重量一般都減小。
在本發明的一個較佳實施例中，成形薄膜頂面片的人體表面是親水的，從而促使液體穿過頂面片比非親水的人體表面要快，以致減少月經液體將從頂面片流開而不流入吸收芯體並被其吸收的可能性。在一個較佳的實施例中，表面活化劑被結合入成形薄膜頂面片的聚合物材料中，如Aziz等人在1991年11月19日申請，題目為「具有非編織和穿孔的薄膜蓋面的吸收性製品」的美國專利申請07/794，745中所描述的那樣。另外，頂面片的人體表面可以用表面活化劑予以處理使其具有親水性，如在前面提過的授於Osborn的美國專利第4，950，254號中所描述的那樣。
在使用時，衛生巾20可以使用為此目的而設的任何熟知的支託裝置或連接裝置將其固定就位。衛生巾20最好被放在使用者的內衣或短襯褲內並用一種粘固物，如一種粘接劑38將其固定就位，如圖2所示。粘接劑38提供一種使衛生巾20固定在短襯褲的分叉處的裝置。在該行業中用於這種目的任何粘接劑或膠粘劑都可以在這裡用作粘接劑，而壓敏性粘接劑最為理想。適用的粘接劑有由Ohio州Columbus的CenturyAdhesivesCorporation所製造的CenturyA-305-1V;和由NewJersey州Bridgewater的NationalStarchandChemicalCompany所製造的InstantLock34-2823。合適的粘接劑固定物在美國專利第4，917，697號中也有介紹。在衛生巾被安置使用之前，壓敏性粘接劑通常由一個可移走的釋開襯條所覆蓋，以便不使粘接劑幹固或在使用前被粘接到短襯褲分叉部份以外的表面上。合適的釋開襯條在前面提過的美國專利第4，917，697號中也有描述。任何一種用於此目的的商業可獲得的釋開襯條都可以用在這裡。適合的釋開襯條的非限定性例子有BL30MG-ASiloxEl/o和BL30MG-ASilox49/o，兩者都是由WI州Menasha的AkrosilCorporation製造的。本發明衛生巾20被使用時先除去釋開襯條39，然後將衛生巾放在短襯褲內使粘接劑貼在短襯褲上。粘接劑38使衛生巾20在使用時保持在短襯褲內的固定位置上。
雖然已說明和描述了本發明的一些具體的實施例，但顯然，熟悉本行業的人可以在不偏離本發明的精神和範圍內做出各種不同的改變和變更。因此被所附的權利要求書覆蓋的所有這些改變和變更都應落入本發明的範圍之內。
權利要求
1.一種具有一個第一方向和一個與其垂直的第二方向的彈性、三維、能滲透液體的聚合網狀片，其特徵在於所述網狀片具有多個相互連接在所述網狀片中形成許多小孔的梁狀件，所述梁狀件具有一個位於最上層平面上的基本部份和一對從所述基本部份垂掛的側壁部份，多個所述梁狀件具有永久變形部分，當所述網狀片處於基本上非張力狀態時所述永久變形部分的基本部份處於所述最上層平面的下面，而當所述網狀片受到在第一方向上的張力使所述網狀片在第一方向上延伸時所述永久變形部分的所述基本部份朝著所述最上層平面上升，而當所述網狀片上的張力去除時所述永久變形部分的所述基本部份又回到其處於所述最上層平面下面的非張力位置。
2.如權利要求1所述的聚合網狀片，其特徵在於至少一部分所述的梁狀件沿它們的部份長度基本上是直的。
3.如權利要求1所述的聚合網狀片，其特徵在於至少一部分所述的梁狀件沿它們的整個長度基本上是直的。
4.如權利要求1所述的聚合網狀片，其特徵在於所述小孔沿它們的長度具有不均勻的橫截面。
5.如權利要求1所述的聚合網狀片，其特徵在於所述小孔在所述第二表面方向上具有減小的橫截面，從而促使存積在所述第一表面的所述小孔上的流體很快地被傳送至所述第二表面上的對應小孔中，而沒有所述流體在相鄰小孔之間的橫向傳送。
6.如權利要求1所述的聚合網狀片，其特徵在於具有永久變形部分的多個所述梁狀件位於所述網狀片的預定隔開部份中。
7.如權利要求1所述的聚合網狀片，其特徵在於所述永久變形部分的所述基本部份在所述網狀片在第二方向上受到張力使所述網狀片在第二方向上延伸時朝著所述最上層平面上升，而當所述網狀片上的張力去除時，所述永久變形部分的所述基本部份又回至處於所述最上層平面下面的非張力位置。
8.一種吸收性製品，它包括一個接觸佩用者的頂面片和一個用於吸收體液的吸收單元，所述頂面片包括一個具有第一方向和一個與其垂直的第二方向的彈性三維能滲透液體的聚合網狀片，其特徵在於所述網狀片包括多個相互連接在網狀片中形成多個小孔的梁狀件，所述梁狀件具有一個在最上層平面上的基本部份和一對從所述基本部份垂掛並接觸所述吸收性單元的側壁部份，多個所述梁狀件具有永久變形部分，從而使所述變形部分的所述基本部份當所述網狀片處於基本上非張緊狀態時位於所述最上層平面的下面，當所述網狀片在第一方向上受到張力而使所述網狀片朝著第一方向伸展時，所述永久變形部位的所述基本部份就朝著所述最上層平面上升，而當所述網狀片上的張力去除時所述永久變形部分的所述基本部份就又回到所述最上層平面下面的非張緊位置。
9.如權利要求8所述的吸收性製品，其特徵在於它包括一塊能阻止含水流體從中透過並以重疊的關係固定在所述吸收性製品上靠近所述頂面片反面的所述吸收性單元表面的背面片。
10.如權利要求9所述的吸收性製品，其特徵在於所述吸收性製品是一種月經用品。
11.如權利要求10所述的吸收性製品，其特徵在於所述月經用品是可擴張或可伸長的。
12.如權利要求9所述的吸收性製品，其特徵在於所述吸收性製品是一種一次性應用的尿布。
13.如權利要求9所述的吸收性製品，其特徵在於所述吸收性製品是可擴張或可伸長的。
14.如權利要求9所述的吸收性製品，其特徵在於具有永久變形部分的多個所述梁狀件位於所述網狀片的預定隔開部份中。
15.如權利要求9所述的吸收性製品，其特徵在於所述永久變形部分的所述基本部份當所述網狀片在第二方向上受到張力使所述網狀片朝第二方向擴伸時朝著所述最上層平面上升，而當所述網狀片上的張力去除時，所述永久變形部分的所述基本部份又回至在所述最上層平面下面的非張緊位置。
全文摘要
一種用作吸收性製品頂面片的彈性、三維、能滲透液體的聚合網狀片。該網狀片具有許多相互連接在網狀片上形成多個小孔的梁狀件。多個梁狀件具有永久變形部分，當網狀片受到張力時可以擴伸從而增加網狀片的彈性。
文檔編號B32B3/12GK1087508SQ931172
公開日1994年6月8日 申請日期1993年8月25日 優先權日1992年8月25日
發明者J·J·柯羅, M·A·梅登 申請人:普羅格特-甘布爾公司