專利名稱：可透氣彈性料片的制作方法
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明各實施方案涉及在施用拉力時可透氣的彈性料片，所述施用拉力例如在某些應(yīng)用中可能會遇到。特別地，所述彈性料片在用于通常需對料片施加拉力的諸如尿布和其他個人衛(wèi)生用品及繃帶中時可被制成透氣的。
相關(guān)技術(shù)描述諸如尿布、小孩用尿褲或失禁衣物的吸收制品要求能緊密、舒適地合身于穿用者身上，并且在保持肌膚健康的同時能容納身體的分泌物。許多常規(guī)吸收制品通常采用將制品的腰部部分圍繞穿用者而縛系的緊固件，以及采用腰部松緊帶、腿部松緊帶、彈性襯里和彈性外罩的各種構(gòu)型。已有采用緊固件和彈性部件輔助產(chǎn)生并維持制品對穿用者身體輪廓的共形性，從而導(dǎo)致改進的包容和舒適。
通過保持與肌膚接觸的空氣的低濕度，相信可促進肌膚的健康。為了減少上述吸收制品內(nèi)的濕度水平，已有采用可透氣的聚合物膜作為外罩。通常以孔來構(gòu)建可透氣膜，用以提供所期望的液體不透過和空氣可透過水平。其他的吸收制品方案配置成在另外的不透蒸汽的外罩中以可透氣嵌板或穿孔區(qū)域的形式提供可透氣區(qū)域，用以輔助使制品通風(fēng)。
對計劃用于尿布和其他一次性制品的彈性材料，可通過使所述彈性材料帶有允許空氣穿行的孔或其他三維錐體而使其可透氣。例如，授予Pelkie的美國專利6,303,208和5,733,628(分別為‘208和‘628專利)公開了可透過的真空成形三維彈性料片，所述專利的公開內(nèi)容此處以其全部引為參考。這些專利中公開的膜相對較厚，穿過膜而形成的孔可影響膜的結(jié)構(gòu)完整性。
授予Curro等的美國專利6,452,063(下文中稱為‘063專利)公開了帶有長條狀孔的三維開孔彈性料片，所述專利的公開內(nèi)容此處以其全部引為參考。所述料片在垂直于長條狀孔的長軸方向的方向上可拉伸。盡管‘063專利公開了具有良好拉伸特性的多孔彈性料片，但所述三維料片的回復(fù)性較差。
授予Lepoutre和Pieniak的美國專利3,985,599(下文中稱為‘599專利)公開了在拉伸聚合物料片之后采用縫隙用以在料片中提供開孔，所述專利的公開內(nèi)容此處以其全部引為參考。然而，所述‘599專利以產(chǎn)生與未拉伸料片相比具有改進拉伸性能的永久性拉伸線帶的方式，從而特別提供了永久性拉伸料片的手段。所述’599專利公開了，作為該拉伸的結(jié)果而存在的開孔并非所期望。
此處所述與現(xiàn)有方法和材料有關(guān)的某些缺點并未意在限制本發(fā)明實施方案的范圍。實際上，本發(fā)明實施方案可引入一種或多種已知方法、材料和/或設(shè)備，而不會產(chǎn)生這些缺點。
發(fā)明簡述盡管已有嘗試開發(fā)用于改進的吸收制品的材料，但對能提供彈性和透氣性，而不會損害在一次性制品或其制造應(yīng)用中所必需的物理性能的材料仍存在需求。
本發(fā)明各實施方案通過提供受到拉力時顯示出多孔性的彈性料片，從而克服了現(xiàn)有彈性可透氣料片的上述局限性，所述拉力的作用方向基本上為材料在其所預(yù)期的應(yīng)用中通常所經(jīng)歷的方向。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，可制造含有包含縫隙的區(qū)域的料片，當(dāng)基本上在材料在其所預(yù)期的應(yīng)用中所受到的方向上施加拉力作用時，所述縫隙的存在對料片的拉伸性能影響甚微或無影響。此外，當(dāng)對料片施加拉力時，所述縫隙為料片提供了賦予多孔性和從而賦予透氣性的機制。本發(fā)明實施方案的產(chǎn)品是松弛狀態(tài)時未開孔，但可以可逆方式被賦予透氣性的縫隙膜。為了實現(xiàn)透氣性，開孔是拉伸料片的理想特征。
根據(jù)本發(fā)明一個實施方案，所述料片包含通過切縫機構(gòu)嵌入多個縫隙的彈性料片，大部分縫隙的長軸在這樣的方向上取向即在與共同方向成的角度在45°以內(nèi)。在本發(fā)明優(yōu)選實施方案中，縫隙具有的縱橫比(即長軸對短軸之比)大于約5，更優(yōu)選大于約25，并且其所有長軸基本上指向相同方向。當(dāng)在料片長軸所指方向上對料片施加拉力時，縫隙之間的線帶拉伸并且還發(fā)生細頸現(xiàn)象(neck)，使縫隙增寬成為開孔。然后開孔即對料片提供透氣性。透氣性水平隨料片伸長的增加而增加。
可將本發(fā)明實施方案的彈性料片與一種或多種料片相結(jié)合，用以提供在某些應(yīng)用中可能更有用或更有吸引力的松軟組織。此類料片性質(zhì)上可為纖維，其實例為無紡材料或紡織材料。本發(fā)明的該實施方案包括含有前述彈性料片和其他料片的復(fù)合材料?？赏ㄟ^將各料片層壓在一起、共擠出或用于制造復(fù)合材料的任何其他合適方法而制得所述復(fù)合材料。
附圖簡述

圖1描述了連續(xù)料片表面的縫隙區(qū)域。
圖2圖解了其中具有不連續(xù)料片區(qū)域的連續(xù)縫隙區(qū)域。
圖3圖解了作為連續(xù)條紋的縫隙區(qū)域的實例。
圖4圖解了在料片平面內(nèi)在一個方向上成列布置的縫隙的實例。
圖5描述了共同方向的實例，其中縫隙區(qū)域以平行、非平行、直線或非直線列的方式布置，但在料片平面內(nèi)具有共同方向。
圖6圖解了用于定義術(shù)語“縫隙長度”、“絕對縫隙間隔”和相對縫隙間隔的一組縫隙。
圖7描述了用于對成列布置的縫隙定義術(shù)語“絕對列間隔”和“絕對列偏移”的縫隙。
圖8圖解了由表述語(1.5in/1.0/0.33/0.5)定義的縫隙區(qū)域。
圖9揭示了一組縫隙的長軸取向為與共同方向成的角在預(yù)定角度以內(nèi)的縫隙實例。
圖10描述了受到拉力的縫隙區(qū)域，并且示出了由于所施加壓力而被張開的區(qū)域。該區(qū)域的面積可用以定義料片的開口面積。
發(fā)明詳述其內(nèi)帶有預(yù)成形孔的現(xiàn)有已知彈性料片具有的缺點在于，此類結(jié)構(gòu)體中孔的存在減少了料片的物理強度，諸如通過拉伸性能所測得，所述拉伸性能例如破裂強度和斷裂伸長。因而，已知的開孔材料必須要求有比非透過性彈性料片所必要的更厚因而更昂貴的結(jié)構(gòu)。具有預(yù)成形孔的此類料片還具有的缺點是，當(dāng)其受到拉力時，孔傾向于閉合，由此減少了料片的多孔性，因而減少了其透氣性。
本發(fā)明實施方案涉及可透氣彈性料片，所述彈性料片可單獨或以復(fù)合體形式使用，或者優(yōu)選地，以與一種或多種支撐料片的層壓構(gòu)造形式使用。應(yīng)當(dāng)理解，術(shù)語“彈性(elastic)”和“彈性體的(elastomeric)”在整個本說明書中可互換使用。
本發(fā)明實施方案的彈性料片，當(dāng)對其施加足以使料片伸長大于約10％的拉力時，可賦予本發(fā)明料片透氣性，因而其具有勝于現(xiàn)有可透氣彈性產(chǎn)品的優(yōu)點。還應(yīng)理解，術(shù)語“透氣性”和“多孔性”在整個本說明書中可互換使用。料片的透氣性隨料片的伸長而增加，賦予在某些應(yīng)用中所期望的透氣性所需的伸長量代表了所述應(yīng)用中料片所受到的伸長度。
本發(fā)明實施方案的料片可用于諸如一次性尿布腰帶、緊固部件和側(cè)板(side panel)的應(yīng)用中，其中當(dāng)將尿布貼合至穿用者(例如嬰兒或成人)的腰部時，料片即受到環(huán)向應(yīng)力。本發(fā)明料片還可用于繃帶中，其中對繃帶賦予應(yīng)力以使其保持附著至被繃扎的身體部分。對于本發(fā)明的料片，不應(yīng)將上述實例看作是列他性的應(yīng)用，本發(fā)明料片可用于期望具有應(yīng)力影響下的透氣性的任何領(lǐng)域。
本發(fā)明實施方案提供了含有開孔并且拉伸時可透氣的彈性材料，特別是在所述材料在最終使用條件下(例如，在尿布側(cè)翼(side tab)中，所述尿布側(cè)翼在環(huán)緊穿用者腰部時通常會經(jīng)受尿布腰帶的環(huán)向應(yīng)力)所受力的方向上通過拉力作用而拉伸時可透氣。所述材料在最終使用條件下所受力方向上的應(yīng)力的另一實例包括，纏繞于身體部位周圍或被拉伸繼而附著的繃帶所受的應(yīng)力。
本發(fā)明實施方案還提供了拉伸時可透氣，但基本保持未開孔料片的所有物理性能的彈性材料。此類材料不具有通常與開孔料片有關(guān)的物理性能顯著受損的不足之處，因而可通過諸如熱針刺或真空成形的工藝使其可透氣。
本發(fā)明實施方案可通過參考如下定義及如后引用的圖1-10而理解。
術(shù)語“料片”是指能夠繞成卷的材料。料片可以是膜料片、無紡料片、層壓料片、開孔的層壓料片，等等。
術(shù)語“基本上”用于描述本發(fā)明的性能時，指的是可由其所述值偏差±(加或減)10％的性能。對于兩個方向之間的角度的情況，術(shù)語“基本上”是指處于所述角度的±10°內(nèi)。
在整個本說明書中，表述語“未開孔膜”或“未開孔料片”指的是不具有嵌入其內(nèi)的孔、開孔、孔隙或縫隙的膜或料片，所述孔、開孔、孔隙或縫隙的目的在于使膜或料片無需施加拉力即可透過空氣或水汽。本公開內(nèi)容上下文中的術(shù)語“透氣性”是指在標題為“試驗方法”的部分中所指定條件下進行試驗時，具有至少約1.0(m3/m2/min)的多孔性。
如此處所用，術(shù)語“彈性”用于描述在施加拉力時可延伸至拉伸長度的材料，所述拉伸長度優(yōu)選為其初始、未拉伸長度的至少100％，并顯示出25％以上的回復(fù)率，所述回復(fù)率根據(jù)如下通式得出回復(fù)率(％)＝100×(Ls-Lf)/(Ls-Lo)其中Lo＝初始長度Ls＝拉伸長度Lf＝最終長度如此處所用，“縫隙”定義為具有長軸和短軸的長條狀孔。長軸對短軸長度之比為縫隙的縱橫比，在本發(fā)明各實施方案中其優(yōu)選大于5.0，更優(yōu)選大于10.0，更優(yōu)選大于20.0，最優(yōu)選大于100.0。
如此處所用，縫隙可具有直線型或非直線型的側(cè)邊，所述側(cè)邊彼此可平行或可不平行。非直線型側(cè)邊的實例包括曲線或波浪線。替換性地方案為，縫隙可具有包含兩個或多個直線型或曲線型片段的側(cè)邊，所述片段以銳角或鈍角交會。
如此處所用，術(shù)語“數(shù)密度”指的是在料片表面區(qū)域內(nèi)每平方英寸的縫隙數(shù)量。
根據(jù)本發(fā)明一個實施方案，料片包含具有一個或多個具有多個縫隙的區(qū)域的頂面和底面。料片包含通過切縫機構(gòu)嵌入多個縫隙的拉伸料片，大部分縫隙其長軸取向為與料片表面上的共同方向成的角在45°以內(nèi)。在料片的另一優(yōu)選實施方案中，將各縫隙對齊，其長軸取向為與料片表面上的共同方向成的角在30°以內(nèi)的任一角度。在另一優(yōu)選實施方案中，將各縫隙對齊，其長軸取向為與料片表面上的共同方向成的角在15°以內(nèi)的任一角度。在料片的優(yōu)選實施方案中，將各縫隙對齊，其長軸與料片表面上的共同方向基本平行。在料片的優(yōu)選實施方案中，縫隙的長軸長度處于約0.25～約25mm范圍。在其他優(yōu)選實施方案中，所述縫隙長軸長度處于約1.25到約12.5mm之間，及處于約2.5到約6.25mm之間。
根據(jù)料片的一個優(yōu)選實施方案，縫隙具有大于約25的縱橫比(例如長軸對短軸之比)，并且其所有長軸基本指向相同方向。在優(yōu)選實施方案中，縫隙由長軸和短軸表征，其長軸與短軸的比(縱橫比)大于約5。當(dāng)在長軸所指方向上對料片施加拉力時，縫隙之間的線帶被拉伸并且還發(fā)生細頸現(xiàn)象，從而使縫隙增寬成為開孔。當(dāng)沿共同方向?qū)α掀┘永r，縫隙也會打開。開孔隨即對料片提供透氣性?？赏笟馑诫S料片拉長的增加而增加。
在料片的更優(yōu)選實施方案中，縫隙在料片表面上組織成為區(qū)域。所述區(qū)域具有邊界，在邊界外部，除在另一個區(qū)域內(nèi)以外，料片表面上找不到縫隙。在所述區(qū)域之內(nèi)，縫隙以規(guī)則陣列排列，所述陣列可通過描述縫隙尺寸、和縫隙在陣列內(nèi)相對于其它縫隙的位置的四個參數(shù)表征。在料片的實施方案中，縫隙在任一個或多個所述區(qū)域內(nèi)的布置被組織成為陣列，所述陣列包含在長軸方向上基本平行的數(shù)列縫隙，所述列通過縫隙長度SL、相對縫隙間隔SS、相對列間隔RS和相對列偏移RO表征。最優(yōu)選實施方案具有適合于料片預(yù)期應(yīng)用的縫隙密度和尺寸。例如，對于尿布腰帶應(yīng)用，縫隙長度(SL)可處于0.25～25毫米(mm)范圍，更優(yōu)選為1.25～12.5mm，最優(yōu)選為2.5～6.25mm。在料片的優(yōu)選實施方案中，陣列具有六角對稱性，使得列偏移值RO＝SS/2。在另一優(yōu)選實施方案中，陣列具有矩形對稱性，使得列偏移值RO＝0。在另一優(yōu)選實施方案中，陣列具有交錯構(gòu)型，使得列偏移值RO不等于SS/2。在料片的另一優(yōu)選實施方案中，陣列的相對列間隔RS值處于-0.9到10.0之間。在其他優(yōu)選實施方案中，陣列的相對列間隔處于-0.25到2.0之間。在優(yōu)選實施方案中，相對列偏移值RO低于0.5。在另一優(yōu)選實施方案中，相對列偏移值RO低于0.25。
在料片的另一實施方案中，縫隙隨機布置于料片的任何一個或多個所述區(qū)域內(nèi)?？p隙的長軸在料片的平面內(nèi)隨機取向。本發(fā)明該實施方案的效果并非完全依賴于區(qū)域內(nèi)縫隙布置的規(guī)則性，隨機陣列即足以提供此處所述的優(yōu)點。
根據(jù)料片的另一優(yōu)選實施方案，任何一個或多個所述區(qū)域內(nèi)每平方英寸的縫隙數(shù)密度處于5到1,000之間。在料片的另一優(yōu)選實施方案中，任何一個或多個所述區(qū)域內(nèi)每平方英寸的縫隙數(shù)密度處于10到500之間。在料片的其他優(yōu)選實施方案中，任何一個或多個所述區(qū)域內(nèi)每平方英寸的縫隙數(shù)密度處于20到100之間。
在料片的其他優(yōu)選實施方案中，任何一個或多個所述區(qū)域內(nèi)每平方英寸的縫隙總長度處于0.5到50英寸/平方英寸之間。在另一優(yōu)選實施方案中，任何一個或多個所述區(qū)域內(nèi)每平方英寸的縫隙總長度處于1到25英寸/平方英寸之間。在另一優(yōu)選實施方案中，任何一個或多個所述區(qū)域內(nèi)每平方英寸的縫隙總長度處于2.0到10英寸/平方英寸之間。
在本發(fā)明實施方案中，可用作彈性料片的構(gòu)造材料的彈性材料包括聚烯烴型材料如聚乙烯彈性體，以及聚氨酯料片。在優(yōu)選實施方案中，優(yōu)選的彈性料片材料在被拉伸其初始長度的至少約300％～約400％之后，基本能實現(xiàn)完全回復(fù)。合適的可拉伸彈性料片包含天然聚合材料和人造聚合材料，包括異戊二烯，丁二烯-苯乙烯材料和其他彈性體。其他合適的彈性體包含苯乙烯嵌段共聚物，例如苯乙烯/異戊二烯/苯乙烯(SIS)，苯乙烯/丁二烯/苯乙烯(SBS)或者苯乙烯/乙烯-丁烯/苯乙烯(SEBS)嵌段共聚物。也可考慮將單獨的上述聚合物的共混物或?qū)⑸鲜鼍酆衔锱c其他改性的彈性或非彈性材料的共混物用于本發(fā)明實施方案。在某些優(yōu)選實施方案中，彈性材料可包含作為彈性嵌段共聚物的高性能彈性材料，例如由Kraton Polymers生產(chǎn)的KratonTM。
可將本發(fā)明實施方案的彈性料片與一種或多種料片相結(jié)合，用以提供在某些應(yīng)用中更有用或更吸引人的軟織構(gòu)。所述一種或多種料片性質(zhì)上可以是纖維，優(yōu)選為無紡材料或紡織材料。本發(fā)明的該實施方案包括含有前述帶縫隙的彈性料片和其他料片的復(fù)合材料?？赏ㄟ^將各料片層壓在一起、共擠出或通過制造復(fù)合材料的任何其他合適方法而制得所述復(fù)合材料。
制造彈性材料和其他料片的層壓片的方法實例公開于美國專利6,475,600，5,156,793和5,422,172中，上述文獻的公開內(nèi)容此處以其全部引為參考?！?00專利公開了可透氣的復(fù)合材料，其由至少一層彈性材料與數(shù)片層的細頸化層壓片而制得?？赏笟鈱訅浩闹圃旆椒槭紫葘⑻畛涞姆菑椥阅舆M行部分拉伸，附上非彈性的可出現(xiàn)細頸的層，從而形成層壓片，然后將所述層壓片拉伸以使層壓片出現(xiàn)細頸并使膜伸長至其所期望的完全拉伸構(gòu)型?！?93專利公開了“零應(yīng)變”拉伸層壓料片，當(dāng)在彈性處理方向上沿基本垂直于彈性處理方向的軸的各點處測量時，所述拉伸層壓料片顯示出非均一的彈性度?！傲銘?yīng)變”拉伸層壓料片由至少兩疊材料在基本未拉緊條件下形成，所述至少兩疊材料沿至少一部分其共伸展表面段續(xù)或基本連續(xù)地彼此固定?！?72專利公開了遞增式拉伸的無紡纖維料片與彈性膜的彈性層壓片，所述無紡纖維料片與彈性膜具有可拉伸性及可回復(fù)性。層壓片的制造方法為將無紡纖維料片擠出或粘附至彈性膜。采用此處提供的指導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能由帶縫隙的彈性料片與其他料片制得復(fù)合材料。
現(xiàn)在參看附圖，料片表面的縫隙區(qū)域被看作是可存在重復(fù)縫隙的區(qū)域。縫隙區(qū)域可以是離散的，并在另外的連續(xù)料片表面內(nèi)提供了一個或多個島形外觀。縫隙的此類排列的實例如圖1中所示，應(yīng)當(dāng)理解圖1作為實施例并未限制了代表本發(fā)明各實施方案的縫隙或區(qū)域的可能排列。在圖1中，料片(102)包含各自含有多個縫隙(101)的區(qū)域(103)。為了示范所述區(qū)域的邊界，區(qū)域(103)描述為由點線所限制。不應(yīng)將點線解釋為是料片上的結(jié)構(gòu)。在圖1的實施例中，料片(102)的未開孔區(qū)域形成連續(xù)表面，其中所述縫隙區(qū)域可以“島”形式出現(xiàn)。
可以看到，圖1所示區(qū)域中的縫隙以規(guī)則的陣列排列，其中諸列縫隙形成六邊形陣列。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明該實施方案的效果并不依賴于區(qū)域中縫隙排列的規(guī)則度，隨機陣列即足以提供此處所述的優(yōu)點。
圖2圖解了在帶有未縫隙區(qū)域(201)的給定實施例中，如何使縫隙區(qū)域可為連續(xù)的實例，所述未縫隙區(qū)域(201)在連續(xù)縫隙區(qū)域(202)中提供了島形外觀。同樣，應(yīng)當(dāng)理解圖2作為實施例，并沒有限制代表本發(fā)明實施方案的縫隙或區(qū)域的可能排列。
可替換方案為，可將縫隙區(qū)域視為沿料片長度或橫跨料片寬度的一個或多個連續(xù)條紋。在圖3中，在無縫隙的料片(301)中示出了連續(xù)的帶條紋的縫隙區(qū)域(302)。
“縫隙列”如圖4中定義，其中在料片的一個方向上成列布置的區(qū)域。圖4中的縫隙(401)以其長軸在共同方向(402)上進行布置。
圖5中描述了“帶條紋的圖案”，其中縫隙區(qū)域以平行(501和503)或非平行(502和504)，直線型(501或502)或非直線型(503或504)的列的方式布置，所述列在料片平面內(nèi)具有共同方向(505)。在圖5所示4個圖案實例的每一個中，縫隙的長軸均具有共同方向(505)。
表述語“縫隙長度”(SL)和“相對縫隙間隔”(SS)指的是本發(fā)明料片的縫隙區(qū)域的量綱參數(shù)，可參照圖6而更全面理解?？梢岳斫膺@些定義適合于任何列的縫隙，其中SL是以英寸表示的縫隙長度，D是以英寸表示的絕對縫隙間隔，SS等于D/SL。
表述語“絕對列間隔”和“絕對列偏移”指的是本發(fā)明料片的縫隙區(qū)域的量綱參數(shù)，其中的縫隙可識別為安置于相鄰的列中。通過參照圖7可更好理解這些表述語，其中所述表述語用于定義圖7內(nèi)圖解的縫隙組(701)。
表述語“絕對列間隔”和“絕對列偏移”可用于定義可進一步應(yīng)用至布置于相鄰列內(nèi)的任何縫隙組的參數(shù)。為了描繪此類縫隙組的參數(shù)，表述語相對列間隔(RS)定義為測量的絕對列間隔除以縫隙長度(SL)。表述語“相對列偏移”等于列之間的“絕對列偏移”除以縫隙間測得的間隔(SL)。
因而，料片中的縫隙區(qū)域可通過四個參數(shù)描繪特征，SL/SS/RS/RO，后三個參數(shù)是無量綱的。該術(shù)語將在描述本發(fā)明實施例時采用。例如，術(shù)語1.5英寸/1.0/0.33/0.5指的是描述于圖8中的縫隙圖案SL＝1.5英寸；SS＝1.0(＝1.5英寸/1.5英寸)；RS＝0.33(＝0.5英寸/1.5英寸)；且RO＝0.5(＝0.75英寸/1.5英寸)。
應(yīng)當(dāng)理解，圖8并未按比例畫出，而僅是縫隙區(qū)域的略圖式表述，其中縫隙間隔，絕對列間隔和絕對列偏移處于實施例中所指定的與縫隙長度的比例。
本說明書中通篇使用的表述語“共同方向”是指料片平面內(nèi)的任一方向，可測得各單個縫隙的長軸對所述共同方向所成的角度。例如，如果所有縫隙的長軸取向為與共同方向相差不超過+/-5°，則料片平面內(nèi)即可見到共同方向，其指向與區(qū)域內(nèi)所有縫隙長軸相差不超過+/-5°的方向。圖9圖解了縫隙區(qū)域的共同方向(904)的實例?？p隙(901)相對于方向(902)成角度(903)。方向(902)與區(qū)域內(nèi)所有其他縫隙的長軸均成角度，并可由其與所有縫隙所成角度組的最大角度所定義。共同方向是其中縫隙長軸的角度(903)僅改變5°的方向。
術(shù)語“隨機”用于描述料片平面內(nèi)縫隙位置時，指的是從縫隙在料片表面內(nèi)的排列方式看不出可識別的規(guī)則圖案這一事實，所述規(guī)則圖案例如矩形、六邊形。
表述語縫隙區(qū)域的“開口面積”是以百分比(％)表示，可參照圖(10)更好理解，其中料片平面內(nèi)開口的料片區(qū)域在圖片內(nèi)所見為黑色空間。因此表述語“開口面積”是料片圖片內(nèi)所見黑色空間(1002)的面積除以縫隙區(qū)域內(nèi)料片的總面積。本發(fā)明人相信將開口面積與膜或料片的多孔性相關(guān)聯(lián)是困難的，這部分是由于膜或料片多孔性與孔尺寸和形狀以及料片的厚度的獨立性。對于本發(fā)明優(yōu)選實施方案的預(yù)期應(yīng)用，約1％的開口面積即足以感生出高于被認為是“可透氣的”結(jié)構(gòu)體中可透氣水平的多孔性。因而約0.5％，優(yōu)選約1％的最小開口面積是優(yōu)選結(jié)構(gòu)體有效的實際下限。在本發(fā)明優(yōu)選實施方案中，所述料片在拉伸至100％伸長率時具有大于1％的開口面積。
本發(fā)明上下文中術(shù)語“可逆地”表示在施加拉力時，料片的多孔性將增加，拉力去除時，料片的多孔性則減少。作為對對應(yīng)的料片拉伸和松弛的響應(yīng)，多孔性的所述增加和減少優(yōu)選將重復(fù)性出現(xiàn)至少20次循環(huán)，更優(yōu)選至少50次循環(huán)。
本發(fā)明實施方案的上下文中術(shù)語“無紡”優(yōu)選指的是含有許多纖維的料片。纖維可彼此結(jié)合或可未結(jié)合。纖維可以是短纖維或連續(xù)纖維。纖維可含有單種材料，或可以不同纖維的組合或各自由不同材料構(gòu)成的類似纖維的組合方式含有多種材料。
本發(fā)明一個實施方案中可使用的無紡料片可以是用于生成所述無紡料片的任何方法的產(chǎn)物。制造無紡料片的已知方法實例包括生產(chǎn)紡粘和熔噴無紡料片的方法。本發(fā)明各實施方案中可使用的無紡料片可以是任何的已知無紡料片，或可以是復(fù)合料片或料片的組合，例如紡粘或熔噴料片。在本發(fā)明優(yōu)選實施方案中，料片是由聚丙烯纖維制得的紡粘材料。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解，所述無紡料片可以是可生產(chǎn)出纖維的任何聚合材料。
對于可在任何給定方向上延伸的無紡料片，其指的是當(dāng)在一方向上對料片施加拉力時，料片即在該方向上擴大，并且料片內(nèi)感生出應(yīng)變，優(yōu)選不發(fā)生纖維的斷裂或料片結(jié)構(gòu)的過度畸變，但并非必要。
本發(fā)明各實施方案中可使用的復(fù)合材料包括結(jié)合至帶縫隙的材料的纖維料片(例如無紡料片)。所述結(jié)合可通過用于結(jié)合的任何數(shù)種已知機制而完成，包括但不限于膠粘劑層壓，熱層壓和真空層壓。
表述語“膠粘劑層壓”指的是對于兩個料片表面，通過對一個或兩個料片以規(guī)則或隨機圖案施用膠粘劑并任選地加熱，而將所述兩個料片表面彼此結(jié)合的方法。對彼此接觸的表面施加足夠的壓力，使得壓力去除時表面仍彼此保持粘著。
表述語“熱層壓”指的是通過對兩個料片表面施加熱和壓力以使其彼此結(jié)合，使得壓力去除時表面彼此保持粘著的方法。
表述語“真空層壓”指的是通過對兩個料片表面施加熱和真空以使其彼此結(jié)合的方法，所述真空針對一個表面施用。所述料片之一可以是熔融的聚合物簾，當(dāng)其與其他料片進行層壓時，通過篩網(wǎng)或輥而將熱量從所述聚合物簾除去。
此處所用的表述語“吸收制品”指的是吸收并容納液體或半液體材料的制品。更特別地，該表述語指的是抵靠或接近穿用者的身體而放置，用以吸收并容納由身體列放的各種分泌物的制品。表述語“吸收制品”預(yù)期包括尿布(diapers)、失禁制品(incontinent articles)、衛(wèi)生巾(sanitary napkins)、護墊(pantiliners)和其他用于吸收身體分泌物的制品。術(shù)語“一次性”指的是預(yù)期使用一次后即棄去的制品，優(yōu)選以環(huán)境相容方式被再循環(huán)、堆肥或以別的方式處理，并未預(yù)期將其洗滌或以別的方式恢復(fù)或重新用作吸收制品。
術(shù)語“尿布”指的是通常由嬰兒和失禁者穿用的衣物，其置于穿用者的腿之間并繞腰部而緊固。尿布的實例公開于美國專利再公開號26,152，美國專利號3,860,003，4,610,678，4,673,402，4,695,278，4,704,115，4,834,735，4,888,231，4,909,803中。上述專利的公開內(nèi)容此處以其全部引為參考。
表述語“失禁制品”指的是襯墊、內(nèi)衣(由相同類型的懸掛體系例如條帶等保持在合適位置的襯墊)、用于吸收制品的內(nèi)墊物、用于吸收制品的容量增強器(capacity boosters)、三角褲、床墊等，不管其是由成人穿用還是由其他失禁者穿用。失禁制品的實例公開于美國專利號4,253,461，4,597,760，4,704,115，4,909,802和4,964,860中。上述專利的公開內(nèi)容此處以其全部引為參考。
表述語“衛(wèi)生巾”指的是由女性臨近陰部區(qū)域穿用的制品，預(yù)期用以吸收并容納由身體列放的各種分泌物(例如血液、月經(jīng)液和尿)。衛(wèi)生巾的實例公開于美國專利號4,285,343，4,589,876，4,687,478，4,917,697，5,007,906，4,950,264和5,009,653中。上述專利的公開內(nèi)容此處以其全部引為參考。
在本發(fā)明優(yōu)選實施方案中，上述所指的吸收制品、一次性尿布、彈性繃帶、失禁制品、衛(wèi)生制品各自均可包含本發(fā)明的料片。
樣本制備和拉力測量通過對著金屬篩網(wǎng)進行熔融料片的鑄塑而制備壓花彈性膜的樣本。然后采用配備有可互換刀片的精確刀(hobby knife)按3種構(gòu)型將樣本開縫隙。該未開孔膜具有3.13密耳的總計量厚度?？p隙區(qū)域包含拉力試驗機(由MTS，Eden Prairie，MN制造的Synergie200型號)的柄之間的整個膜區(qū)域。
為了理解表1中的數(shù)據(jù)，“200％應(yīng)變循環(huán)1時的載荷”是由50.8mm寬且計量長度31.75mm的樣本在以317.5mm/min拉伸至200％應(yīng)變后所受到的載荷。
“回復(fù)循環(huán)2時于30％應(yīng)變處的載荷”是50.8mm寬且計量長度31.75mm的樣本在以317.5mm/min拉伸至200％應(yīng)變后，保持該拉長30秒，然后使其以317.5mm/min松弛至0％拉長，在0％拉長處使其保持60秒，然后以317.5mm/min拉伸至200％應(yīng)變，保持該拉長30秒，然后使其以317.5mm/min松弛，并在30％應(yīng)變時記錄所得的載荷。
“循環(huán)2保持過程中的力松弛”是將50.8mm寬且計量長度31.75mm的樣本以317.5mm/min拉伸至200％應(yīng)變，在該應(yīng)變處保持30秒，然后使其以317.5mm/min松弛至0％拉長，在0％拉長處使其保持60秒，然后以317.5mm/min拉伸至200％應(yīng)變，保持該拉長30秒，所測力松弛是在該30秒保持終了時的載荷相對于該保持階段起始時所測載荷的下跌值。
“變形循環(huán)2”是將50.8mm寬且計量長度31.75mm的樣本以317.5mm/min拉伸至200％拉長，在該拉長處保持30秒，然后使其以317.5mm/min松弛至0％拉長，在0％拉長處使其保持60秒，然后以317.5mm/min拉伸。永久變形是在第二次拉伸時傳感器檢測到可測載荷時的樣本伸長。
多孔性試驗在配備有20cm2孔口的Textest FX3300(Advanced TestingInstruments Corp.，SC)上進行多孔性試驗，試驗壓力為125Pa。
對彈性縫隙膜的實例，在0％、50％、100％、150％和200％樣本伸長處試驗多孔性，縫隙圖案如表中所示。基膜由帶有2.4密耳厚的芯部和0.165密耳厚的表皮的三層共擠出膜組成，所述芯部含有苯乙烯嵌段共聚物，所述表皮含有低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯和等規(guī)聚丙烯。
實施例本發(fā)明某些實施方案的許多優(yōu)點之一是保持未開孔膜的大部分或甚至基本所有物理性能的能力。如下表1示出了開裂對膜的滯后性能的影響。
表1試件寬度＝50.8mm試件計量長度＝31.75mm“N”＝牛頓
縫隙膜均保持了未縫隙膜高達200％拉長率的載荷處理能力，第二次循環(huán)時，在未縫隙膜15.0％的基礎(chǔ)變形上變形增加了至多0.9％。
表2中所述各陣列的拉伸性能由表3-5提供?？p隙區(qū)域包含了這些實施例中的整個膜區(qū)域。前體膜與由表1提供結(jié)果的實施方案中所用的前體膜相同。
表2
采用線柄(line grip)將50.8mm寬且計量長度為25.4mm或31.75mm的試件以相當(dāng)于每分鐘為其初始計量長度的1000％的拉長速率進行拉伸，從而確定拉伸性能(最大載荷，斷裂應(yīng)變和在5％到500％的各應(yīng)變處的載荷)。
表3試件寬度＝50.8mm試件長度＝25.4mm“N”＝牛頓
表4試件寬度＝50.8mm試件長度＝31.75mm“N”＝牛頓
表5試件寬度＝25.4mm試件長度＝50.8mm“N”＝牛頓
從表3至表5可以看出，與前體膜相比，縫隙膜的載荷受到能力損耗極小(如有的話)。
表6提供了三個代表性縫隙圖案根據(jù)“試驗方法”部分所規(guī)定的試驗規(guī)程，所得到的多孔性數(shù)據(jù)。
為了比較，在相同條件下對真空開孔的彈性膜也進行試驗，所得結(jié)果如表7中所提供。真空開孔的彈性膜是三層共擠出膜，其2.8密耳厚的芯部含有苯乙烯嵌段共聚物，0.165密耳厚的表皮含有低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯。
表6
表7
從表6和表7可以看出，當(dāng)對膜施加張力時，盡管縫隙陣列的多孔性會增加，但真空開孔膜的多孔性實際上減少至被認為不再透氣的點?？p隙圖案2.5mm/1.0/0.0/0.5代表了本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，因為其使結(jié)構(gòu)的有效多孔性最大化。
本發(fā)明的效用可擴大為通過將彈性料片層壓至其他料片特別是可賦予柔軟性和伸縮性的無紡材料而形成復(fù)合材料。料片的層壓可通過數(shù)種方法而實現(xiàn)。合適的方法包括但不限于真空層壓，膠粘劑層壓和熱層壓。結(jié)合至本發(fā)明的帶縫隙的料片的料片可稱為“第二料片”，然而，應(yīng)當(dāng)理解該表述實際上包括只有一個第二料片結(jié)合至本發(fā)明彈性料片的情況。
在優(yōu)選實施方案中，復(fù)合材料包含本發(fā)明料片，其中所述料片通過結(jié)合機制結(jié)合至一個或多個第二料片的一面或雙面。在優(yōu)選實施方案中，復(fù)合材料包含結(jié)合至第二料片的本發(fā)明料片，其中所述第二料片包含無紡布。優(yōu)選地，所述第二料片是可在可拉伸料片的共同方向上拉伸的無紡布。在另一優(yōu)選實施方案中，通過結(jié)合方法將復(fù)合材料結(jié)合，所述結(jié)合方法包含真空層壓和膠粘劑層壓。
盡管如上所提供的本發(fā)明實施方案的實例局限于某些尺寸和構(gòu)型的縫隙和縫隙區(qū)域，但應(yīng)認識到，可通過其他尺寸和構(gòu)型的縫隙和縫隙區(qū)域得到類似的優(yōu)點。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能認識到，可對本發(fā)明各實施方案作各種改變和修正，而不會偏離本發(fā)明主旨和范圍。所有此類修正均處于本發(fā)明范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.具有頂面和底面的可拉伸料片，料片包含具有多個縫隙的一個或多個區(qū)域，其中i.各縫隙將頂面連接至底面；ii.縫隙以其長軸取向為與料片表面上的共同方向成的角在45°以內(nèi)的方式排列；iii.當(dāng)沿共同方向?qū)α掀┘永r，縫隙張開；iv.縫隙由長軸和短軸表征，長軸對短軸的比(縱橫比)大于約5；和v.可拉伸料片在拉伸至50％伸長率時具有大于約1.0(m3/m2/min)的多孔性。
2.權(quán)利要求1的料片，其中縫隙各自以其長軸取向為與料片表面上的共同方向成的角在30°以內(nèi)的方式排列。
3.權(quán)利要求1的料片，其中縫隙各自以其長軸取向為與料片表面上的共同方向成的角在15°以內(nèi)的方式排列。
4.權(quán)利要求1的料片，其中縫隙各自以其長軸基本平行于料片表面上的共同方向的方式排列。
5.權(quán)利要求1的料片，其中多個縫隙中的至少一個縫隙的長軸對短軸的比大于約25。
6.權(quán)利要求1的料片，其中縫隙隨機位于料片內(nèi)的任何一個或多個所述區(qū)域內(nèi)。
7.權(quán)利要求1的料片，其中任何一個或多個區(qū)域內(nèi)縫隙的布置以陣列方式組織，陣列包含縫隙長軸基本平行的縫隙列。
8.權(quán)利要求7的料片，其中陣列具有六角對稱，從而使列偏移值RO＝SS/2，其中SS是相對縫隙間隔。
9.權(quán)利要求7的料片，其中陣列具有矩形對稱，從而使列偏移值RO＝0。
10.權(quán)利要求7的料片，其中陣列具有交錯構(gòu)型，從而使列偏移值RO不等于SS/2，其中SS是相對縫隙間隔。
11.權(quán)利要求7的料片，其中陣列的相對列間隔值RS處于約-0.9到約10.0之間。
12.權(quán)利要求7的料片，其中相對列偏移值RO低于約0.5。
13.權(quán)利要求1的料片，其中任何一個或多個區(qū)域內(nèi)每平方英寸的縫隙數(shù)密度處于約5到約1,000之間。
14.權(quán)利要求1的料片，其中任何一個或多個區(qū)域內(nèi)每平方英寸的縫隙總長度處于約0.5到約50英寸/平方英寸之間。
15.吸收制品，其包含權(quán)利要求1的料片。
16.一次性尿布，其包含權(quán)利要求1的料片。
17.彈性繃帶，其包含權(quán)利要求1的料片。
18.失禁制品，其包含權(quán)利要求1的料片。
19.衛(wèi)生制品，其包含權(quán)利要求1的料片。
20.復(fù)合材料，其包含與第二料片結(jié)合的權(quán)利要求1的料片。
21.權(quán)利要求20的復(fù)合材料，其中第二料片包括無紡布。
22.權(quán)利要求20的復(fù)合材料，其中料片通過真空層壓或通過膠粘劑層壓而結(jié)合。
23.權(quán)利要求20的復(fù)合材料，其中第二料片是在可拉伸料片的共同方向上可伸長的無紡布。
24.具有頂面和底面的彈性料片，料片包含具有多個縫隙的一個或多個區(qū)域，其中i.各縫隙將頂面連接至底面；ii.縫隙以其長軸取向為與料片表面上的共同方向成的角在45°以內(nèi)的方式排列；iii.當(dāng)沿共同方向?qū)α掀┘永r，縫隙張開；iv.縫隙由長軸和短軸表征，長軸對短軸的比(縱橫比)大于約5；和v.區(qū)域在拉伸至100％伸長率時具有大于1％的開口面積。
25.權(quán)利要求24的料片，其中縫隙各自以其長軸取向為與料片表面上的共同方向成的角在30°以內(nèi)的方式排列。
26.權(quán)利要求24的料片，其中縫隙各自以其長軸取向為與料片表面上的共同方向成的角在15°以內(nèi)的方式排列。
27.權(quán)利要求24的料片，其中縫隙各自以其長軸基本平行于料片表面上的共同方向的方式排列。
28.權(quán)利要求24的料片，其中多個縫隙中的至少一個縫隙的長軸對短軸的比(縱橫比)大于約25。
29.權(quán)利要求24的料片，其中縫隙隨機位于料片內(nèi)的任何一個或多個所述區(qū)域內(nèi)。
30.權(quán)利要求24的料片，其中任何一個或多個區(qū)域內(nèi)縫隙的布置以陣列的方式組織，陣列包含縫隙長軸基本平行的縫隙列。
31.權(quán)利要求30的料片，其中陣列具有六角對稱，從而使列偏移值RO＝SS/2，其中SS是相對縫隙間隔。
32.權(quán)利要求30的料片，其中陣列具有矩形對稱，從而使列偏移值RO＝0。
33.權(quán)利要求30的料片，其中陣列具有交錯構(gòu)型，從而使列偏移值RO不等于SS/2，其中SS是相對縫隙間隔。
34.權(quán)利要求30的料片，其中陣列的相對列間隔值RS處于約-0.9到約10.0之間。
35.權(quán)利要求30的料片，其中相對列偏移值RO低于0.5。
36.權(quán)利要求24的料片，其中任何一個或多個區(qū)域內(nèi)每平方英寸的縫隙數(shù)密度處于約5到約1,000之間。
37.權(quán)利要求24的料片，其中任何一個或多個區(qū)域內(nèi)每平方英寸的縫隙總長度處于約0.5到約50英寸/平方英寸之間。
38.吸收制品，其包含權(quán)利要求24的料片。
39.一次性尿布，其包含權(quán)利要求24的料片。
40.彈性繃帶，其包含權(quán)利要求24的料片。
41.失禁制品，其包含權(quán)利要求24的料片。
42.衛(wèi)生制品，其包含權(quán)利要求24的料片。
43.復(fù)合材料，其包含與第二料片結(jié)合的權(quán)利要求24的料片。
44.權(quán)利要求43的復(fù)合材料，其中第二料片包含無紡布。
45.權(quán)利要求43的復(fù)合材料，其中料片通過真空層壓或通過膠粘劑層壓而結(jié)合。
46.權(quán)利要求43的復(fù)合材料，其中第二料片是在可拉伸料片的共同方向上可伸長的無紡布。
47.權(quán)利要求1的料片，其中縫隙長度所處范圍為約0.25至約25mm。
48.權(quán)利要求47的料片，其中縫隙長度所處范圍為約2.5至約6.25mm。
49.權(quán)利要求24的料片，其中縫隙長度所處范圍為約0.25至約25mm。
50.權(quán)利要求49的料片，其中縫隙長度所處范圍為約2.5至約6.25mm。
全文摘要
本發(fā)明實施方案涉及在施加拉力時可透氣的彈性料片，所述施加的拉力如在諸如尿布和其他衛(wèi)生制品及繃帶的某些應(yīng)用中可遇到。所述透氣性可通過于料片中嵌入縫隙而實現(xiàn)，當(dāng)對料片施加沿所述縫隙的長軸起作用的力時，所述縫隙的開口面積隨之增加。
文檔編號A61F13/15GK1764427SQ200480007889
公開日2006年4月26日 申請日期2004年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月15日
發(fā)明者安德魯·J·皮科克 申請人:屈德加薄膜產(chǎn)品股份有限公司