專利名稱：多孔塑料膜的制作方法
無紡織物得到種類繁多的應(yīng)用至少已有50年的歷史。無紡織物是由纖維網(wǎng)直接生產(chǎn)的紡織品類的原料，以便節(jié)省許多耗時(shí)的步驟。這些步驟涉及將原料長纖維轉(zhuǎn)變成機(jī)織織物或針織織物。在制造無紡織物的一種方法中，纖維網(wǎng)，例如通過梳理或氣流鋪層技術(shù)，加以生產(chǎn)，然后，纖維網(wǎng)通過對(duì)其施加聚合粘接劑加以強(qiáng)化。在制造無紡織物的另一種方法中，纖維網(wǎng)受到用來纏繞纖維的液體力，因而使制成的材料具有強(qiáng)度。無紡織物原本是多孔的能滲透的，即它們因其組成纖維的重疊和相交而有孔隙。這些孔隙允許流體，例如空氣和水或水溶液通過。此外，無紡織物可以制成有良好的柔軟性、懸垂性和觸感。由于它們具有所需要的特性，無紡織物已經(jīng)用作有吸收能力的產(chǎn)品，如一次性尿布、衛(wèi)生巾、失禁病人用的器件，創(chuàng)傷敷料等的面料。
最近，已經(jīng)作出努力來生產(chǎn)用于有吸收能力的產(chǎn)品的多孔或可滲透液體的面料，其方法是用塑料膜作為原材料，例如，已知一種多孔塑料膜的生產(chǎn)是通過將加熱的熱塑片材放置在已構(gòu)有圖案的打孔表面上，然后進(jìn)行真空處理，真空吸引已軟化的片材通過穿孔，從而使膜拉斷，并形成許多孔。
Thompson等的US.3,929,135專利公開了用于有吸收力的器件，如衛(wèi)生巾，失禁病人用的襯墊、繃帶等的上片材料。這些上片材料由不能透過液體的材料，如低密度聚乙烯構(gòu)成，并有許多錐形的毛細(xì)管，在上片的平面內(nèi)每個(gè)毛細(xì)管都有底面開口和遠(yuǎn)離上片平面的頂端開口。Thompson等公開的錐形毛細(xì)管最好有圓錐表面的截頭體形狀，并具有大約10°-60°的錐角。
Mullane的U.S.4,324,276號(hào)專利公開了具有大約小于0.030英寸(0.075cm)厚度的多孔成形膜，其一個(gè)開口面積至少為35％，多孔的面積至少為75％，并具有至少0.025英寸(0.064cm)的相等的液壓直徑(EHD)。由Mullane公開的多孔成形膜，用作為上述類型的一次性使用的有吸收力的產(chǎn)品是很有用的。
Curro等的U.S.4,839,216專利公開了一種具凹入圖案并穿有孔的塑性材料，該材料是通過在形成穿孔的表面上提供初始膜，并向初始膜的上表面施加不受約束的液流。該液流有足夠的力量并大量流動(dòng)，使得初始膜朝成形表面變形，以致該材料得到實(shí)際上的三維結(jié)構(gòu)，并在其中產(chǎn)生許多穿孔。
Kao有限公司的0304617號(hào)歐洲專利申請公開了衛(wèi)生用品的覆蓋層。該覆蓋層包括遮光涂料，具有平臺(tái)部分和凹窩的疏水膜，所說的凹窩形成有底部和側(cè)壁。側(cè)壁具有開口的傾斜部分，以致傾斜部分不被平臺(tái)部分所覆蓋。該專利述說，當(dāng)向下看開口時(shí)，它總是露出來能看得見。
U.S.4,690,679公開一種多孔膜，它包括有第一聚合膜的第一層和第二聚合膜的第二層。多孔膜中孔的平均等同圓的直徑范圍大約為0.010英寸(0.0254cm)至大約0.030英寸(0.0762cm)。這種多孔膜用作有吸收力產(chǎn)品的覆蓋材料是很有用的。
制作有吸收力產(chǎn)品的覆蓋材料，與多孔膜和其方法以及裝置有關(guān)的其它專利，包括Doviak等的U.S.3,632,269和Kelly的U.S.4,381,326。
特里科類纖維結(jié)構(gòu)是耐用的，柔軟的和有懸垂性的。該特里科纖維結(jié)構(gòu)具有高質(zhì)量感受，優(yōu)良的美感和豪華感。
在當(dāng)今的市場上沒有類似于特里科針織織物外觀和觸感的多孔膜。特里科類膜可希望作為用于各種各樣可一次性使用的有吸收力產(chǎn)品的覆蓋材料。
本發(fā)明針對(duì)具有特里科類結(jié)構(gòu)的多孔塑料膜。本發(fā)明的多孔膜包括具有若干凸起條紋，若干自凸起條紋延伸的傾斜側(cè)壁和由纖維狀單元的網(wǎng)狀組織確定的許多不規(guī)則微孔群的可延展的熱塑聚合材料。每群不規(guī)則微孔被連接在至少兩個(gè)傾斜側(cè)壁之間。許多凸起條紋縱向地沿第一方向延伸，該方向橫截于多列波動(dòng)羅紋。多列波動(dòng)羅紋具有與羅紋的相對(duì)兩邊連接的凸起條紋的網(wǎng)狀組織。傾斜側(cè)壁自凸起條紋在可變的深度處延伸。
本發(fā)明的多孔膜具有類似于出現(xiàn)在特里科針織織物中的外觀和觸感。該膜不脫絨毛并有良好的柔軟性。它允許有效地運(yùn)輸流體，并適合于用作一次性使用的有吸收力產(chǎn)品的覆蓋材料。


圖1是本發(fā)明的多孔特里科類塑料膜的部分透視圖。
圖2是本發(fā)明的多孔特里科類塑料膜的顯微照相平面視圖。
圖3是用于生產(chǎn)本發(fā)明多孔膜的設(shè)備示意視圖。
圖4是初始塑料膜和具有外部構(gòu)形的支承支持元件的分解透視圖，在加工過程中初始膜放置在支持元件之上。
圖5是用作生產(chǎn)本發(fā)明塑料膜的支持元件的一種孔的圖案的簡圖。
圖6是用圖5的孔圖案制造的具有外部構(gòu)形的支承件的數(shù)字化圖象。
圖7是用來制造具有外部構(gòu)形支承件的設(shè)備示意視圖。
圖8是用于制造具有外部構(gòu)形支承件的孔圖案的象素并列簡圖。
圖9是用來生產(chǎn)本發(fā)明塑料膜的工藝步驟方框圖。
圖10是用于生產(chǎn)本發(fā)明多孔膜的一種類型的裝置的簡圖。
圖11是用于生產(chǎn)本發(fā)明多孔膜的最佳裝置的簡圖。
圖12是具有本發(fā)明多孔膜的衛(wèi)生巾的透視圖。
圖13是沿圖12的線13-13截取的部分剖視圖。
現(xiàn)在參照附圖，圖1是根據(jù)本發(fā)明的具有特里科類結(jié)構(gòu)的多孔塑料膜的透視圖，而圖2是圖1所示多孔塑料膜的顯微照相。
膜10有許多凸起條紋或隆脊12。隆脊12具有不規(guī)則微孔18的群16的隆脊延伸的傾斜側(cè)壁14，其中不規(guī)則的微孔18由纖維狀元素或原纖維20的網(wǎng)絡(luò)來確定。微孔18的群16由原纖維20連接在至少兩個(gè)傾斜側(cè)壁12之間。原纖維20是在制造工藝過程中形成的膜被牽引或伸展的部分。在橫截方向延伸的隆脊，是基本上沒有孔的許多被動(dòng)羅紋22。如能從圖1和2中看到的那樣，多排波動(dòng)羅紋22具有從羅紋22相對(duì)兩側(cè)分出的凸條紋12的網(wǎng)絡(luò)。傾斜側(cè)壁14從凸條紋12在可變深度內(nèi)延伸。此外，側(cè)壁14的形狀是不均一的。膜10也包括許多不規(guī)則地散布整個(gè)膜的大孔24。大孔24的面積基本上大于微孔18的面積。
在圖1和2中示出的多孔特里科類塑料膜10，主要由四個(gè)平面構(gòu)成。第一個(gè)平面包括有許多凸起條紋，第二個(gè)平面有傾斜側(cè)壁14，第三個(gè)平面有不規(guī)則的孔組18，且在不規(guī)則孔18之間有原纖維20，第四個(gè)平面包括具有可變深度的多孔側(cè)壁14。
圖3是表示用來制造本發(fā)明的多孔塑料膜的裝置的示意圖。裝置60包括可移動(dòng)的輸送皮帶62和置于皮帶62的頂面，同皮帶一起移動(dòng)的支持元件64。支持元件64有許多開口(圖3中未示出)，所述開口貫穿支持元件64的厚度，從其上表面65a直通到其下表面65b。支持元件具有預(yù)定的外部構(gòu)形設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)與孔的圖案結(jié)合起來，在多孔膜中產(chǎn)生特里科類的特征。
放置在支持元件64頂部的是熱塑聚合材料的薄的，連續(xù)的、不間斷的初始膜67。該初始膜可以具有汽化滲透性或是汽化不滲透性；它可以加以壓花或不壓花；如果希望的話，可以在其一個(gè)或兩個(gè)主要表面進(jìn)行電暈放電處理，或不進(jìn)行這種電暈放電處理。該可伸展的膜可以包括任何熱塑聚合材料。舉例說明，這類材料包括聚烯烴類，如聚乙烯(高線性低點(diǎn)或低密度)和聚丙烯；烯烴和乙烯基單體的共聚物，如乙烯和乙烯基醋酸鹽或乙烯基氯化物的共聚物；聚酰胺；聚酯；聚乙烯醇及烯烴和丙烯酸鹽單體的共聚物，如乙烯和乙烯丙烯酸鹽和EMA(乙烯甲基丙烯酸鹽)的共聚物。也可以使用包括兩種或多種這類聚合材料的混合物的初始膜。機(jī)器方向(MD)和經(jīng)鉆孔的初始膜的橫向(CM)延長率，根據(jù)ASTM試驗(yàn)No.D-882，在英斯特朗(Instron)試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，該機(jī)器以滑塊速度為50英寸/分(127cm/分)進(jìn)行，應(yīng)當(dāng)至少是確定值的100％。初始膜(即將鉆孔膜)的厚度最好均一，并在大約0.5至3密耳，或大約0.005英寸(0.0013cm)至大約0.003英寸(0.076cm)范圍內(nèi)。共擠壓成形膜可用作外層膜，這種膜已經(jīng)過改良例如用表面活性劑處理。初始膜可用任何已知技術(shù)，如澆注、擠壓或吹塑加以制造。最好是，密耳微壓花膜，該膜包括線性低密度聚乙烯(LLDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)的混合物。
在初始膜67之上具有一集流管69，用來向所述膜的初始膜(被支承在支持元件64上)的上表面67a施加流體63，最好是水。支持元件64同輸送帶62一起移動(dòng)?？梢圆煌膲毫硎┘铀Ｔ谳斔蛶У南路椒胖糜姓婵諏?dǎo)管70，用來當(dāng)水在集流管69的下面通過時(shí)，去掉直接施加到初始膜67上表面67a上的水。
在操作時(shí)，初始膜67放置在支持元件64上，初始膜和支持元件在集流管69的下面來回通過若干次，直到生產(chǎn)出要求的多孔膜。
集流管69有許多孔，其數(shù)目范圍是每直線英寸約30個(gè)至每直線英寸約100個(gè)。集流管69中的孔數(shù)范圍最好為每直線英寸大約35個(gè)至每直線英寸大約50個(gè)。這些孔最好為圓形，且直徑范圍大約為0.003英寸(0.0076cm)至大約0.01英寸(0.0254cm)，最好為0.005英寸(0.0127cm)至0.007英寸(0.018cm)。在初始膜和支持元件在集流管69的下面通過多次之后，停止施加水，但繼續(xù)施加真空，以便幫助本發(fā)明的最后所得到的多孔膜脫水。將多孔膜從支持件移走，并用任何合宜的技術(shù)，如對(duì)多孔膜施加暖空氣流或用靠溶劑萃取使多孔膜干燥。
圖4是初始膜67的任一部分及具有外部構(gòu)形的支承件或支持件64的分解透視圖，在此之前已結(jié)合圖3加以說明，如前面提及的那樣，初始膜67包括熱塑聚合材料，或兩種或多種這種聚合材料的混合物，如圖4中圖解的那樣，初始膜可以是壓花的或不壓花的。具有壓花76的初始膜67的75部分和未壓花的膜67的77部分，表示在圖4的上面部分。
支持件或外部構(gòu)形支承元件64包括具有頂面66和底面67的主體65。橫過頂面66由谷底69將一系列尖峰分開配置成預(yù)定的圖案。通過支承元件延伸的許多排放孔70配置成用數(shù)字64指示的圖案。在該實(shí)施例中，每個(gè)排放孔70由一組六個(gè)尖峰68和六個(gè)谷底69包圍。
排放孔70是錐形的或是鐘口形的，支承元件頂面的直徑大于底部的直徑。線條71是畫成在頂面66下面的一個(gè)孔半徑處的壁72上相對(duì)點(diǎn)的切線。由線條71構(gòu)成的角73必須相對(duì)于支承元件64的厚度74加以控制。以便產(chǎn)生預(yù)期的結(jié)果。適合的角可在無過度的實(shí)驗(yàn)情況下確定。例如，如果該角太大，孔70將太小而不能充分地進(jìn)行排水。如果該角太小，將只有非常少的尖峰和谷底，或者沒有尖峰和谷底。
重復(fù)的備案中的相鄰孔間的中心距具有同樣的重要性，尖峰68和谷底69由略帶錐度的圓錐孔70間的相交而產(chǎn)生。如果這些孔中心距大于在頂面66處的孔70的大直徑，其結(jié)果是不相交，所形成的構(gòu)件是遍布許多圓錐孔呈光滑、平坦的頂面。當(dāng)相鄰孔間的中心距小于沿心線間測量的孔徑時(shí)，圓錐面相交形成谷底。
圖5是表示用作具有外部構(gòu)形支承元件的排放孔70的一種圖案的例子的簡圖。在該作為例子的實(shí)施例中，有兩種尺寸的開口，這些開口用來形成在橫向上成排、成對(duì)的孔。這些成對(duì)的孔，在機(jī)器方向(MD)上交錯(cuò)排列。這些成對(duì)的孔，由具有尺寸A的孔列和具有尺寸B的孔列形成。其中A大于B。成對(duì)A和B排列之間的間距C，較A和B排列間的間距D要大。
圖6是在圖4中表示出的形成元件64的數(shù)字化圖象，這是由圖5的孔圖案制造好的元件。尺寸A和B的孔用它們的尖峰至谷底高的各個(gè)尺寸和尖峰至尖峰的間距表示。
用于生產(chǎn)圖4的具有外部構(gòu)形支承元件的較好的裝置表示在圖7中。用作支承元件的初始材料可以是任何希望的形狀或成分。具有外部構(gòu)形的支承元件最好包含有乙縮醛；丙烯酸的也具有滿意的性能。此外，初始材料的最可取形狀是薄壁圓筒，最好是無縫管，該管已釋放了剩余的內(nèi)部應(yīng)力。如將在后面說明的那樣。圓筒形狀能適應(yīng)生產(chǎn)本發(fā)明多孔膜的優(yōu)選的裝置。
至今制造的用于形成支承元件的管材，其直徑為2至6英尺，且長度范圍為2至16英尺。公稱壁厚度為1/4英寸，這些尺寸是設(shè)計(jì)選擇的要素。
初始管狀工件毛坯80安裝在適當(dāng)?shù)男妮S或與其成圓筒形配合的滾筒81上，并允許繞其軸承82的縱向軸轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)裝置83使?jié)L筒81以可控的速率轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)脈沖發(fā)生器84連接到滾筒81上，并監(jiān)測滾筒81的轉(zhuǎn)動(dòng)，以致任何時(shí)候都可知道滾筒的精確徑向位置。
平行并安裝在滾筒擺動(dòng)范圍之外的是一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)軌85。導(dǎo)軌85允許托架86沿滾筒81的整個(gè)長度來回移動(dòng)，而與套管80的頂面9保持固定不變的間隙。托架驅(qū)動(dòng)裝置93使托架沿導(dǎo)軌85移動(dòng)，同時(shí)托架脈沖發(fā)生器94記錄托架相對(duì)于支承元件80的橫向位置。在托架上安裝有聚焦架87。該聚焦架安裝在聚焦導(dǎo)軌88中，允許其沿垂直于托架86的運(yùn)動(dòng)方向移動(dòng)，從而形成一使透鏡89相對(duì)套管80的頂面進(jìn)行聚焦的裝置。設(shè)置聚焦驅(qū)動(dòng)器92以使聚焦架87定位。并使透鏡81進(jìn)行聚焦。
固定在投射筒90中的透鏡89固定在聚焦架87上。投射筒90具有用來將加壓的氣體導(dǎo)入投射筒90的裝置91，以便冷卻透鏡89，并保持透鏡的清潔度。
在托架86上還安放有終級(jí)折射鏡95，用來使激光束96投射到聚焦透鏡89上。激光器97放置在遠(yuǎn)處，光束折射鏡98將光束投射到終級(jí)光束折射鏡95上。盡管有可能將激光器97直接安裝在托架86上，而省去光束折射鏡，但受空間的限制和實(shí)用的各種連接到該激光器的連接方案，使上述遠(yuǎn)距離安裝更為可取。
當(dāng)激光器97開動(dòng)時(shí)，發(fā)出的光束首先被光束折射鏡95反射，然后被終級(jí)折射鏡95反射而投射到透鏡89。激光束96的軌道形狀為如果移去透鏡89，激光束96將通過滾筒81的縱向中心線。
由于透鏡89所處的位置，向下聚焦光束，但接近管子80的上表面9。聚焦在頂部表面以下的光束稱之為相對(duì)管子表面“散焦”的激光束。
盡管本發(fā)明可采用各種激光器，但最好選用激光器是快流CO2激光器，它能夠產(chǎn)生額定功率直到2500瓦特的光束。本工藝決不依靠如此高功率的激光器，因?yàn)橹С斜砻嬉呀?jīng)足以用限制到50瓦特的慢流CO2激光器進(jìn)行穿孔。
當(dāng)光束96通過聚焦鏡89后，能量被集中在光束中心附近。光線不彎曲地通過單個(gè)點(diǎn)，但是小直徑的光斑。直徑最小的點(diǎn)，叫做焦點(diǎn)或聚焦點(diǎn)。這個(gè)點(diǎn)產(chǎn)生在離開透鏡的稱為聚焦的距離處。在大于或小于該焦點(diǎn)的長度上測得的光斑尺寸將大于最小值。
聚焦位置的靈敏度與焦距成反比。最小光斑的大小與聚焦長度成正比。因此，焦距短的透鏡能實(shí)現(xiàn)較小的光斑尺寸，但必須更精確地定位，而且顯著地受表面散射的影響。焦距長的透鏡對(duì)目標(biāo)的定位不那么苛求，但反而獲得較大光斑尺寸。因此，除了能量分布對(duì)鉆孔錐形頂部產(chǎn)生影響外，表面下方的光束散焦也對(duì)錐形的角度和長度產(chǎn)生影響，因此也影響尖峰和各底的形狀和大小。
為了制造支承元件，必須進(jìn)行初始的聚焦步驟。一但管狀工件毛坯80在滾筒81上定位，激光器短暫地脈沖，而滾筒在脈沖之間略為轉(zhuǎn)動(dòng)，以加工出一系列小坑。然后聚焦架87相對(duì)滾筒中心線運(yùn)動(dòng)，以改變焦點(diǎn)的位置，從而加工出其它一系列的凹坑。典型的情況是，鉆成20列，每列20個(gè)凹坑。用顯微鏡檢查這些凹陷處，最小凹坑的圓柱部分應(yīng)相同。這便建立起管狀工件毛坯80的頂面9的基本直徑，激光束在該工件上聚焦。
選擇希望的圖案，例如圖5中示出的圖案。檢查該圖案，以便確定覆蓋工件的圓周，并完成整個(gè)表面不出現(xiàn)接縫所需的重復(fù)次數(shù)。類似地，每次重復(fù)都沿管狀工件的縱向軸線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，并建立重復(fù)的總次數(shù)。把這些數(shù)據(jù)輸入操作激光穿孔機(jī)的計(jì)算機(jī)控制器。
在操作時(shí)，帶有管狀工件的滾筒(工件安裝在滾筒上)在透鏡的前面轉(zhuǎn)動(dòng)。托架被驅(qū)動(dòng)，使第一孔位與透鏡89的焦點(diǎn)一致。聚焦架向內(nèi)驅(qū)動(dòng)，以便將焦點(diǎn)放在被穿孔材料內(nèi)部。然后使激光器以一定脈沖功率等級(jí)和寬度的組合脈沖，如圖4中看見的那樣，在頂表面66處孔70的直徑，顯著大于底表面67處孔的直徑。為了實(shí)現(xiàn)希望的外部構(gòu)形，需測量并控制兩個(gè)因素。首先，透鏡聚焦到工件內(nèi)部的深度會(huì)增大圓錐角73。第二，增加功率等級(jí)或脈沖寬度會(huì)增大深度和直徑。一旦獲得具有適當(dāng)直徑和錐度的孔，轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置和托架驅(qū)動(dòng)裝置可進(jìn)行分度，使支承元件重新定位，以致下一個(gè)要鉆的孔位與焦點(diǎn)對(duì)正。然后，重復(fù)這個(gè)過程，直到鉆出整個(gè)圖案。該技術(shù)稱為“沖擊”鉆孔。
如果選擇的激光器具有足夠的功率，滾筒和托架在激光脈沖期間不需要停下來。該脈沖可以具有如此短的持續(xù)時(shí)間，以致在鉆孔過程期間，工件的任何移動(dòng)是不連貫的。這在本行業(yè)中稱為“飛行閃光”(fire-on-the-fly)穿孔。
如果激光器能足夠快地恢復(fù)，則工件能以固定的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，且激光器為產(chǎn)生每個(gè)孔脈沖一次。在如圖5所示的圖案中，激光器將以正規(guī)方式脈沖來加工一完整的孔列，然后托架分度至下一個(gè)孔列位置，并對(duì)下一系列孔發(fā)出脈沖光束。
由于材料的類似和孔樣的密度原因，可能發(fā)生的一個(gè)問題是，有大量的熱引入成形表面的小范圍?？赡艿慕Y(jié)果是，導(dǎo)致全部變形和喪失圖案形狀。在某種情況下，會(huì)出現(xiàn)零件主要尺寸的改變導(dǎo)致表面既不是圓柱形，也沒有正確的尺寸。在極端情況下，管可能破裂。
在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，使用叫做散焦的光柵掃描鉆削工藝可以消除這個(gè)問題。
在該方法中，把圖案減至如圖8中描繪的最小矩形的重復(fù)單元41。該重復(fù)單元包含生產(chǎn)圖5中圖案所需的全部信息。當(dāng)如磚那樣使用，端對(duì)端和側(cè)邊對(duì)側(cè)邊的放置起來，就能得到全部圖案。
將這種重復(fù)單元進(jìn)一步分解成眾多更小矩形單元或“象素”42組成的格柵。雖然典型的是正方形，但為了某些目的，使用不同比例的象素則更加方便。
每一列象素表示通過激光聚焦位置的工作的一個(gè)通道。該列象素被重復(fù)所要求的多次，完成圍繞支承元件80的一圈構(gòu)形。激光要加工孔的地方，象素是黑色的，激光關(guān)閉的象素是白色的。
為了開始在圖8所示第1列象素的頂部穿孔，盡管滾筒以恒定速度轉(zhuǎn)動(dòng)，激光器仍然接通，是維持在用于11個(gè)象素所需的恒定功率等級(jí)，然后關(guān)閉激光器。這些象素由圖7中的轉(zhuǎn)動(dòng)脈沖發(fā)生器84來計(jì)數(shù)。緊接的14個(gè)象素，激光器保持?jǐn)嚅_的狀態(tài)。在第一周內(nèi)重復(fù)激光器斷開/接通的順序，然后滾筒返回到初始位置，托架驅(qū)動(dòng)裝置93重新定位托架的一個(gè)圖素，且計(jì)算機(jī)準(zhǔn)備制作象素列43a。
在制作列號(hào)43a的過程中，激光器具有較短的“接通時(shí)間(ontime)”(現(xiàn)在是9個(gè)單元)和較長的“斷開時(shí)間(off time)”(現(xiàn)在是16個(gè)單元)。接通和斷開的總數(shù)是一定值，這取決于圖形的高度。
重復(fù)該過程，直到全部象素列都在每一個(gè)整周內(nèi)被使用為止，在圖8的情況下，滾筒有15次旋轉(zhuǎn)。在這一時(shí)刻，加工過程返回到象素列43中的指令。
請注意，在該方法中，每次走刀在材料中產(chǎn)生出一許多狹窄切口，而不是大孔。因?yàn)檫@些切口是精確地并排排列并略有重疊，所以累積的結(jié)果仍是一孔。在圖8的圖案中，每個(gè)六角孔44實(shí)際上需要由完整的一周分開的7次走刀，將能量圍繞管子分散開，從而減小局部過熱。
在這種穿孔操作過程中，如果透鏡聚焦在材料的頂表面，其結(jié)果是得不到有適當(dāng)?shù)钠叫斜诘牧呅慰?。然而，光柵掃描穿孔與散焦的透鏡方案的結(jié)合，便生產(chǎn)出圖4的成形表面。
在本發(fā)明中，孔70十分小且數(shù)量大。典型的圖案，其孔數(shù)范圍為每平方英寸800個(gè)至1400個(gè)。
圖9是表示用于生產(chǎn)本發(fā)明的新穎多孔膜的方法中每個(gè)步驟的方框簡圖。本方法的第一步是，將一步薄的熱塑聚合材料的可伸展膜放置在支承元件上(方框1)。將在其上帶有可伸展膜的支承元件通過高壓流體噴嘴下方(方框2)。流體最好是水。最好是利用真空從支承件上移走用過的水(方框3)。將膜脫水，為此目的最好用抽吸方法(方框4)。將已脫水的多孔膜從支承件移走(方框5)。將剩余的水從多孔膜中去掉，也就是，通過對(duì)多孔膜施加空氣流(方框6)。然后，該多孔膜卷起來，等待用作其它產(chǎn)品，如衛(wèi)生巾、一次性尿布或創(chuàng)傷敷料的結(jié)構(gòu)組成部分(方框6)。
圖10是用來連續(xù)生產(chǎn)本發(fā)明多孔膜的裝置的簡圖。該裝置90包括以輸送帶91形式提供的支持件。如公知的那樣，輸送帶91繞一對(duì)分離開的圓輥92、93沿逆時(shí)針方向連續(xù)運(yùn)動(dòng)。放置在輸送帶91之上的是流體供應(yīng)集流管95，該管與多行噴管或多個(gè)噴管組96連接。每個(gè)噴管組96至少有一排直徑非常小的孔，在每行中每英寸直線上有30個(gè)或更多的這種孔。集流管95裝有壓力計(jì)97和用來調(diào)節(jié)每行噴管或噴管組內(nèi)流體壓力的控制閥98。具有將高溫水供入集水管95的裝置(在附圖中未示出)。在每行噴管或噴管組的正下方，安置在抽吸元件99，用來在處理過程中除去過量的水，防止打孔區(qū)被淹沒。需要形成本發(fā)明多孔膜68的初始膜67被供入到有支持件的輸送帶。初始膜在噴管96下面通過，在此處受到自噴管噴出的柱狀水流。自噴管組96噴出的水柱壓力可用壓力控制閥98調(diào)節(jié)到要求的壓力。供入噴管組96的水壓應(yīng)當(dāng)至少大約為500磅/平方英寸，并且可以直到1500磅/平方英寸，甚至更高。在制造本發(fā)明的多孔膜過程中，最好是各噴管組96噴出相同壓力的水。盡管在圖10中示出6個(gè)供應(yīng)流體的噴管組，但這噴管組的數(shù)目不是關(guān)鍵，而是取決于初始膜的厚度、輸送帶的速度、所用的壓力、每個(gè)噴管組96中噴管的行數(shù)等等。在多孔膜通過柱狀水噴嘴和抽吸集流管99之間后，多孔膜68越過輔助的抽吸槽99a，以便從其上除去過量的處理水。有支持元件的輸送帶可以用相當(dāng)剛硬的材料制成，并且可以有若干板條。每個(gè)板條延伸輸送機(jī)的整個(gè)寬度，并且在一個(gè)側(cè)邊上有唇部，以及一個(gè)板條與相鄰板條的唇部相接合，以便允許在相鄰板條間移動(dòng)，并允許這些相當(dāng)剛硬的板條元件用于圖10中示出的輸送機(jī)構(gòu)形中?？晒┻x擇的是，支持元件可以是布紋簾，它具有支承多孔膜的高點(diǎn)和在處理過程中多孔膜被移動(dòng)進(jìn)入的低點(diǎn)。
參照圖11，此圖示出了用來制造本發(fā)明多孔膜的優(yōu)選設(shè)備。設(shè)備100包括一可轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒101。圓筒具有峰窩紋結(jié)構(gòu)，用作通過流體的通道，圓筒按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶有以長圓柱形成套筒103的形式放置在其外表面上的支持元件。集流管105圍繞圓筒的圓周部分放置。集流管105上連接有多個(gè)噴管帶106，用來把水供到攜帶在套管103外表面上的可伸展熱塑初始膜107上。每個(gè)噴管帶有一列非常小的均勻的圓孔。孔的直徑范圍大約為0.005英寸(0.0127cm)至0.010英寸(0.0254cm)。在每英寸直線上有50個(gè)或60個(gè)孔，如果需要的話，可以更多。水在壓力下直接通過這些孔，接觸初始膜形成沖擊其上表面的柱狀水流，或者穿孔的區(qū)域在噴管帶的下方。從噴管帶到膜107上表面的距離大約為0.75英寸(1.90cm)。供給噴管帶的水壓，由壓力控制閥109加以控制，該壓力由壓力計(jì)110指示。圓筒連接至泵112，將真空施加到泵112上，幫助把水除去，以防止穿孔區(qū)域被淹沒。在操作時(shí)，初始膜107放置在支持元件103上，并逆時(shí)針方向在水噴射管帶106之下通過。當(dāng)膜107在噴管帶的下面通過時(shí)，膜107就形成了本發(fā)明的多孔膜。
本發(fā)明的多孔特里科類塑料膜，其微孔尺寸在25密耳之下相當(dāng)于水的直徑(EHD)并是等同圓的直徑(ECD)。從圖象分析器可得到ECD數(shù)據(jù)，并可按照下列公式加以計(jì)算ECD=4Aπ]]>，式中A等于微孔的面積。EHD可由測得的面積和每個(gè)微孔的周長，根據(jù)公式:EHD=4AP]]>計(jì)算，式中A等于微孔的面積，而P等于微孔的周長。平均的ECD范圍大約為2至7密耳，而最佳平均值為5密耳。ECD變異系數(shù)(COV)的范圍為50％至70％。EHD COV至少為40％。COV由公式 確定，式中SD為標(biāo)準(zhǔn)偏差。每平方英寸微孔數(shù)范圍大約為4000至7000，最好每平方英寸約為6000。微孔的面積范圍大約為4000-7000平方密耳。膜的開口面積可以小到1％。膜的厚度范圍大約為10-20密耳，最好大部分為15密耳。凸起的條紋數(shù)的范圍為每平方英寸500至6000。纖維狀單體的寬度范圍為1-10密耳，最好是1-5密耳。纖維狀單體的長度范圍大約為10-500密耳。
例1本發(fā)明的多孔膜是由在圖11的裝置上處理初始膜制成。初始膜含有4060(重量％)市場上可買到的低密度聚乙烯和線狀低密度聚乙烯的混合物。初始膜其厚度為0.8密耳，并且是帶有每英寸165條線菱形圖案的壓花。在圖11的裝置中僅使用3個(gè)噴管帶106。160°F的水在1350磅/英寸的壓力下供入這些噴管帶。裝置的線速度為50碼/分。套筒103具有在圖4中示出的外部構(gòu)形。最終的多孔膜具有10％的開口面積。最終膜中微孔的平均ECD為5密耳。微孔的ECD的COV為58％。多孔膜的弗雷澤(Fra Zier)空氣滲透率為350立方英尺/分/平方英尺膜。
例2除了初始膜的厚度為0.95密耳和供入3個(gè)噴管帶的水是在1200磅/平方英寸之外，其他與例1相同。最終膜具有5％的開口面積。最終膜中微孔的平均ECD為3密耳。微孔的ECD的CON為62％。每平方英寸有6300個(gè)微孔，而且全部微孔都具有25密耳以下的ECD。
在上面兩個(gè)例子中生產(chǎn)的膜，是適合用作揩布或袋蓋的不脫絨毛的膜。此外，這種膜結(jié)構(gòu)沒有縫隙來截留提供清潔/干燥性質(zhì)的流體。這種膜具有良好的美感、纖維觸感、有效地運(yùn)輸流體和柔軟性。
本發(fā)明的多孔膜可以用作具有吸收能力的產(chǎn)品，如一次性尿布、衛(wèi)生巾、創(chuàng)傷敷料、失禁病人用的器件等等的面料。
當(dāng)用作衛(wèi)生巾的覆蓋材料時(shí)，最好是本發(fā)明的多孔熱塑料膜的微孔有足夠的數(shù)量，以便使開口面的范圍大約為1-15％，較大尺寸孔的數(shù)目最好盡量小。最好至少50％的微孔含有膜的EHD范圍在0.5和25密耳之間。微孔的EHD的COV最好至少為50％。最好75％的微孔的面積小于400平方密耳，且微孔面積的變異系數(shù)應(yīng)當(dāng)至少為100％。
參照圖12和13，它們示出的衛(wèi)生巾200含有木漿纖維的有吸收能力的芯部202，薄的、可滲透流體的柵欄膜204和覆蓋材料206。覆蓋材料206可以是本發(fā)明的任何多孔膜。最好是覆蓋材料具有圖1和2示出和參照它們描述的結(jié)構(gòu)。包含例如聚乙烯薄膜的柵欄膜204，接觸有吸收能力的芯部202的下表面，使部分通道從有吸收能力的芯部202縱向側(cè)面上伸出。覆蓋材料206的長度比有吸收力芯部的長度稍微長些，并且包住有吸收力的芯部和圖13中示出的柵欄膜。覆蓋材料的縱向邊重疊，并以通常的方式在衛(wèi)生巾下表面上封閉在一起。在圖解的實(shí)施例中，覆蓋材料在衛(wèi)生巾的兩端208、210處自己封閉起來。如圖13中圖示的那樣，衛(wèi)生巾200有一層用來把衛(wèi)生巾粘接到使用者內(nèi)衣上的粘接劑212。粘接劑212在使用前由可去掉的釋放帶214加以保護(hù)。
盡管在上文中對(duì)本發(fā)明的若干實(shí)施例和改型進(jìn)行了詳細(xì)的描述，顯然，由于本發(fā)明的公開和教導(dǎo)，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，將提示許多其它可能的設(shè)計(jì)。
權(quán)利要求
1.一種具有特里科類織物組織的多孔塑料膜，它包括許多凸條紋；若干從每個(gè)凸條紋延伸的傾斜側(cè)壁；許多由纖維狀單體的網(wǎng)狀組織限定的不規(guī)則微孔群，每群不規(guī)則的微孔被連接在至少兩個(gè)所述傾斜側(cè)壁之間，每個(gè)凸條紋，側(cè)壁和纖維狀單體整體地由可伸展的熱塑聚合材料形成。
2.權(quán)利要求1的多孔膜，其中若干凸條紋的每一條紋沿第一方向延伸，其中所述的膜還包括沿第二方向延伸橫截第一方向的多列波動(dòng)羅紋。
3.權(quán)利要求2的多孔膜，其中每列波動(dòng)羅紋具有與波動(dòng)羅紋的對(duì)置邊相連接的所述凸條紋的網(wǎng)狀物。
4.權(quán)利要求1的多孔膜，進(jìn)一步包括許多不規(guī)則散布于整個(gè)所述膜的大孔。
5.權(quán)利要求4的多孔膜，其中所述大孔在所述的凸條紋上和所述傾斜側(cè)壁上，具有可變的深度。
6.按照權(quán)利要求1的多孔膜，其中所述纖維狀單體已加以牽伸。
7.按照權(quán)利要求6的多孔膜，其中所述纖維狀單體，與沒有孔的膜的相鄰區(qū)域相比，已牽伸至少100％。
8.按照權(quán)利要求1的多孔膜，其中所述微孔的面積范圍為大約1平方密耳至大約100平方密耳。
9.按照權(quán)利要求1的多孔膜，其中微孔具有小于25密耳的EHD。
10.按照權(quán)利要求1的多孔膜，它具有開口的面積大約為5％至大約12％，所說開口面積由所述微孔形成。
11.按照權(quán)利要求1的多孔膜，其中纖維狀單體的長度范圍大約為3密耳至大約15密耳，最佳范圍大約為5密耳至7密耳。
12.按照權(quán)利要求1的多孔膜，其中纖維狀單體的寬度范圍大約為1密耳至10密耳。
13.按照權(quán)利要求1的多孔膜，其中纖維狀單體的厚度范圍大約為2密耳至10密耳，最佳范圍大約為4密耳至8密耳。
14.按照權(quán)利要求1的多孔膜，其中微孔具有小于25密耳的ECD。
15.權(quán)利要求1的多孔膜，其中微孔的平均ECD范圍大約為2至7密耳。
16.權(quán)利要求1的多孔膜，其中微孔面積的總數(shù)大約為每平方英寸4000至7000。
17.權(quán)利要求1的多孔膜，其中凸條紋面積的總數(shù)大約為每平方英寸2000至6000。
18.權(quán)利要求1的多孔膜，其中微孔的ECD變異系數(shù)大于40％，其最佳范圍大約為50％至70％。
19.一種形成其有特里科類織物組織的多孔膜的方法，它包括如下步驟(a)提供初始膜，該膜包括有可伸展的熱聚合材料，并具有上表面和下表面；(b)提供支持元件，該元件包括有多個(gè)峰和谷底和許多孔的圖案，每個(gè)所述的孔具有被所述尖峰和谷底包圍的圓錐頂部；(c)將所述初始膜放到所述支持元件上，以所述膜的下表面接觸所述支持元件的尖峰，而所述膜的上表面遠(yuǎn)離著面對(duì)所述支持元件；(d)將流體力直接對(duì)著接觸區(qū)域的所述初始膜，以足夠的壓力形成具有許多凸條紋的多孔膜，許多微孔和以可變的深度在所述凸條紋和微孔之間延伸的傾斜側(cè)壁；(e)使所述膜從所述接觸區(qū)域移動(dòng)；和(f)將所述多孔膜從所述支持元件移走。
20.按照權(quán)利要求19的方法，其中所述流體以柱狀流的形式指向所述膜的上表面。
21.按照權(quán)利要求19的方法，其中所述流體的壓力范圍為大約500磅/英寸2至大約1,600磅/英寸2。
22.按照權(quán)利要求20的方法，其中所述流體是水，水以至少約90°F的溫度指向所述膜的上表面。
23.按照權(quán)利要求22的方法，其中所述水的壓力范圍大約為500磅/英寸2至大約1,600磅/英寸2。
24.一種有吸收力的產(chǎn)品，它有用多孔膜覆蓋的有吸收能力的芯部，所述多孔膜包含具有許多凸條紋，許多微孔和許多在所述凸條紋和微孔之間以可變深度延伸的許多傾斜側(cè)壁的特里科類膜。
25.按照權(quán)利要求24的有吸收能力的產(chǎn)品，它是一種創(chuàng)傷敷料。
26.按照權(quán)利要求24的有吸收能力的產(chǎn)品，其中所述有吸收能力的芯部的兩個(gè)主要表面用所述的多孔膜覆蓋。
27.按照權(quán)利要求24的有吸收能力的產(chǎn)品，它是一種一次性使用的尿布。
28.按照權(quán)利要求24的有吸收能力的產(chǎn)品，它是一種衛(wèi)生巾。
29.按照權(quán)利要求26的有吸收能力的產(chǎn)品，還包括鄰接所述有吸收能力的芯部的一個(gè)主要表面鋪放的液體滲透底層。
30.一種生產(chǎn)具有特里科類織物組織的多孔膜的裝置，它包括一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)、有一頂部表面的空心滾筒，其頂部表面包含有由許多尖峰和谷底和許多孔構(gòu)成的圖案，所述的每個(gè)孔具有由一組所述尖峰和谷底包圍的圓錐形頂部；用來將可伸展的熱塑聚合膜放在滾筒頂部表面上的尖峰頂點(diǎn)上的裝置；置于滾筒外面的裝置，用來使相鄰的液體流同時(shí)射向所述膜，然后射向尖峰，再通過開口進(jìn)入滾筒；在所述流體射向所述頂部表面的同時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)所述滾筒的裝置；用來把流體從滾筒的表面上除掉的置于滾筒內(nèi)的裝置；和用來將所述的具有特里科織物組織的多孔膜從滾筒的表面上移走的裝置。
31.權(quán)利要求1的多孔膜，其中所述的傾斜側(cè)壁以可變的深度在所述凸條紋之下延伸。
32.權(quán)利要求1的多孔膜，其中所述側(cè)壁的形狀是不均一的。
全文摘要
一種具有許多凸條紋、許多從這些條紋延伸的傾斜側(cè)壁和許多不規(guī)則微孔組的多孔塑料膜。其中的不規(guī)則微孔組由纖維狀單體的網(wǎng)狀組織確定，每個(gè)不規(guī)則微孔組至少在兩個(gè)傾斜側(cè)壁之間連接。該多孔膜還具有多列波動(dòng)羅紋，這些羅紋具有與羅紋相對(duì)邊連接的凸條紋網(wǎng)狀組織，并自羅紋沿橫切方向延伸。本發(fā)明的多孔膜通常用作需要具有吸收能力的產(chǎn)品，如尿布，創(chuàng)傷敷料和衛(wèi)生巾的覆蓋材料。
文檔編號(hào)A61F13/538GK1130053SQ9511860
公開日1996年9月4日 申請日期1995年9月16日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月16日
發(fā)明者C·Y·M·楊, C·希馬拉, M·圖里 申請人:麥克尼爾-Ppc公司