專利名稱：具有局部潤濕性的有孔薄膜覆蓋層及其制造方法
背景技術：
傳統(tǒng)上薄膜用來提供有限使用或一次性使用操作的阻擋特性。有限使用或一次性使用是指制品和/或部件在丟棄前僅使用少量次數(shù)，或可能只使用一次。這種制品的實例包括但不限于與手術和保健有關的產(chǎn)品，例如手術被單和手術服，所用的一次性吸收襯墊，例如用于肉類加工業(yè)中，和個人護理吸收制品例如尿布、訓練短褲、失禁者用內(nèi)衣、衛(wèi)生巾、繃帶、抹布和類似物。
在保護性的服裝中，例如醫(yī)院中穿用的服裝，薄膜用來防止微生物在穿用者和病人之間交叉轉(zhuǎn)移。雖然就水蒸氣和類似物而言，這些薄膜通常是有效的阻擋件，但它們并不美觀悅人，因為它們的表面是平滑的，并且感到光滑或者有點粘，它們在視覺上也不吸引人，使得它們不適合在外衣應用和與人的皮膚接觸的其它用途。這種層壓件中的薄膜的主要目的是提供隔離特性。但是，還需要這種層壓件可傳送流體，這樣它們可在離開流體源的方向上傳送流體。例如在肉類加工業(yè)，所使用的吸收材料例如吸收襯墊，和穿孔加強物所使用的吸收材料存在同樣的需求。
外罩片材料用于將體液傳送到個人護理吸收制品的吸收芯中， 因此，用于外罩片用途的材料必須根據(jù)用途和制品類型來處理明顯不同的人體排泄物。一些制品必須處理流體，例如尿，而其它制品必須處理粘彈性流體，例如月經(jīng)排泄物和糞便物。在大的彈性范圍內(nèi)的合成物和液流學變化使女性護理制品所用的外罩片材料處理的粘彈性月經(jīng)排泄物加重惡化。女性護理應用中的流體處理需要控制體液的吸收、控制外罩件中的流體滯留、控制沾污的大小和強度、控制流體回流再次弄濕表面、在外罩件中無流體存留、無沾污并且控制流體完全解吸到吸收芯中。
為處理這些流體，已經(jīng)研究出了基本上三類主要的外罩件系統(tǒng)非織造物、有孔薄膜與薄膜和/或非織造物的復合物。理想的外罩件系統(tǒng)的特征包括即刻流體吸入的能力、無流體回流再潤濕表面、外罩件內(nèi)無流體滯留、無沾污和流體完全解吸到吸收芯。
有孔薄膜外罩件已經(jīng)限定使用在女性護理應用領域中。許多技術教導使用疏水的聚烯烴薄膜外罩件，該外罩件包括作為基片的聚乙烯。這些外罩件的一個缺點是它們傾向于具有差的流體吸入能力，除非孔直徑很大。但是，當孔尺寸增加時，外罩件將傾向于具有更大的再潤濕性，并且可能損害消費者的視覺信號。而且，本領域中公知的是利用親水處理，親水處理局部作用在表面上以便促進快速的流體吸入。但是，這些外罩件材料傾向于呈現(xiàn)高的再潤濕，高的流體滯留和許多沾污。這樣，最佳的外罩件是具有快速流體吸入并結合有低外罩件沾污和流體滯留的外罩件。獲得該特性的一種裝置是具有可潤濕孔和疏水頂表面的有孔薄膜。獲得該特性的許多裝置在已有技術中已經(jīng)描述，但是從商業(yè)加工、性質(zhì)易變、不可再生、表面活性劑位置的缺乏控制，或表面活性劑類型的限制而言，多數(shù)這些方法是不可行的。參見，例如授予Morris的4755413號美國專利和4820294號美國專利，它們教授了一種有孔塑料薄膜，其中孔的邊緣涂敷有親水材料，還教授了一種制造方法，其中通過針開孔形成孔，并且當針退縮時將親水材料涂在孔的邊緣。由于親水材料以這種方式涂敷，不可能精確的控制有孔塑料薄膜上的親水材料的最終分布。還參見，授予Noda的4735843號美國專利。本發(fā)明確定了一個簡單裝置以獲得一種有孔薄膜，該有孔薄膜具有比頂表面高的表面能的有孔區(qū)域，以及控制并維持在孔中或表面上的表面能或者表面能分布的方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種制造用在流體吸收材料中的有孔薄膜外罩件的方法，該方法提供控制在孔和/或緊緊圍繞孔和/或薄膜外罩件的表面上的薄膜外罩件的區(qū)域中的表面能(可潤濕性)或表面能的分布的裝置。
通過一種制造用于流體吸收材料中的薄膜外罩件的方法可達到本發(fā)明的這些和其它目的，該方法的步驟包括形成一個聚合薄膜，該聚合薄膜具有一個表面活性劑儲存器、一個頂平表面和一個底平表面，并在聚合薄膜中形成若干孔，從而至少一部分孔具有一個孔區(qū)域，該孔區(qū)域具有比聚合薄膜的至少一部分頂平表面高的表面能或潤濕性。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，聚合薄膜包括若干層，至少其中一層包括聚合物，該聚合物從包含新鮮橡膠、聚合物摻和物、共聚物、帶填料的聚合物、帶添加劑的聚合物和其混合物一組中選擇而且，其中另一層包括聚合物的摻和物，其從包含新鮮橡膠、聚合物摻和物、共聚物、帶填料的聚合物、帶添加劑的聚合物和其混合物以及若干顆粒的一組中選擇，通過將至少一種表面活性劑內(nèi)部復合到聚合樹脂中并且將該聚合樹脂擠成顆粒來形成這些多個顆粒。
根據(jù)一個實施例，聚合薄膜包括若干層，至少其中一層包括一種聚合物，該聚合物從包含新鮮橡膠、聚合物摻和物、共聚物、帶填料的聚合物、帶添加劑的聚合物和其混合物以及至少一種表面活性劑，該表面活性劑在加工過程中通過直接添加到熔融物中來加入。
用于聚合薄膜開孔的合適裝置包括聚合薄膜的針開孔、切口和拉伸、和真空開孔。根據(jù)本發(fā)明的方法的開孔產(chǎn)生若干孔，每個孔包括圍繞每個孔的周邊的至少一部分的一個圓周壁或折片，該圓周壁從聚合薄膜的底表面伸出。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，聚合薄膜由聚合材料形成，該聚合材料包括表面活性劑的若干球體或微膠囊，并且通過放電方式或機械方式形成孔，其中表面活性劑的球體可破裂，因此使孔的邊緣可潤濕。
優(yōu)選實施例的描述用在流體吸收材料例如個人護理吸收制品的材料中的流體處理性能的一個關鍵要素是表面潤濕性。例如，在流體/空氣/材料界面處，芯吸作用和驅(qū)使流體吸入的毛細作用力由界面自由能產(chǎn)生。潤濕性是固相的表面自由能的度量標準。測量表面的潤濕性的傳統(tǒng)方法是接觸角技術，其中將流體的液滴放在一個平表面上，然后測量液滴與表面相交的角度。為人所知的Young方程是表示接觸角(θ)與界面自由能(g)關系的方程，即gSV＝gSL＋gLVCOSθ這里SV、SL和LV分別指表面/蒸氣，表面/液體和液體/蒸氣界面。該方程對于保持均衡的流體，即在一個表面上不移動的的流體來說是成立的。當流體流過一個表面時，在流體前緣的接觸角，即為人所知的前進接觸角θADV，由均衡值略微增加，在流體后緣的接觸角，即為人所知的后退接觸角θREC，由均衡值略微減少。
表面的潤濕性由表面的化學結構和狀態(tài)來控制。當初次流體污損接觸并移動進入外罩件材料時，流體接觸一個“干”表面，該“干”表面的潤濕性由表面的固有的化學結構控制。對于與流體接觸的表面或者已經(jīng)有先前流體接觸過的表面，前進和后退接觸角對流體運動的影響通常很復雜，這是由于這些表面受到流體接觸而變化。例如，后退接觸角θREC的變化既可以是由消除決定潤濕性的易變的表面處理(這會減少潤濕性而增加接觸角)而引起，也可以是由表面響應污損流體而引起，例如表面水合作用和蛋白質(zhì)沉積作用(二者都將增加潤濕性而減少接觸角)。這些影響發(fā)生在零點幾秒的時間范圍內(nèi)，對于蛋白質(zhì)沉積來說通常如此，或者發(fā)生在許多分鐘的時間范圍內(nèi)，對于表面水合作用或表面活性劑涂層分離來說通常如此。
用于本發(fā)明的流體吸收材料的薄膜外罩件包括聚合薄膜，該聚合薄膜具有一個表面活性劑儲存器、一個頂平表面和一個底平表面，并形成了若干孔，至少一部分孔具有孔區(qū)域，該孔區(qū)域具有比至少一部分頂平表面要高的表面能或潤濕性。對于術語“孔區(qū)域”，它是指孔的圓周壁，剛好圍繞孔的頂平表面的一部分，和在底平表面之下延伸的圓周壁的任何部分。在聚合薄膜內(nèi)的表面活性劑儲存器可以任何方式形成，即使在受到多次流體污損之后，它也能使孔區(qū)域保持較高的表面能。根據(jù)一個實施例，孔的至少一部分包括圍繞每個孔的至少一部分并從聚合薄膜的底平表面開始延伸的圓周壁。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，聚合薄膜包括若干層，至少其中一層包括設置在其中的表面活性劑。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，表面活性劑或潤濕劑施加在聚合薄膜的底平表面的至少一部分上，以提高潤濕性。根據(jù)一個特別優(yōu)選的實施例，表面活性劑的用量在重量百分比為0.1至約3.0的用量范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的方法制造的有孔薄膜外罩件的開口面積在約10％至約35％的范圍內(nèi)，而孔徑大小在約100至約700微米等效圓直徑(ECD)范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，在該實施例中，表面活性劑設置在包括本發(fā)明的有孔薄膜外罩件的多層聚合薄膜的至少一層內(nèi)，包括表面活性劑的該層的厚度在有孔薄膜的總厚度的約10％至約90％的范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的方法的一個實施例，表面活性劑以給定的程度內(nèi)部復合成聚合樹脂，并擠壓成顆粒，ABA鑄膜制備成在A層具有聚合物，而在B層具有帶內(nèi)部表面活性劑的聚合物和顆粒的混合物。以這種方式，薄膜在中層制備有內(nèi)部表面活性劑。然而，對于本領域的普通技術人員來說，顯然表面活性劑可定位在頂層內(nèi)，或在多層聚合薄膜內(nèi)的若干其它位置內(nèi)，該多層聚合薄膜包括兩層(AB薄膜)、五層(ABCBA薄膜)，等等。作為替換，薄膜通過許多其它方式可在一個給定的層內(nèi)制備表面活性劑。例如，表面活性劑可在加工過程中通過直接添加到熔融物中來添加到一層上。
該薄膜由包括針開孔、切口和拉伸以及真空開孔的任何數(shù)量的方法開孔。根據(jù)一個實施例，薄膜通過穿過一個加熱的輥隙進行針開孔，在該輥隙處，軋花輥和砧輥之間的差速形成了由工藝操作條件和軋花圖案限定的孔。利用加熱輥對薄膜開孔的工藝導致B層的一部分包含暴露的內(nèi)部表面活性劑。另外，在軋花輥上針發(fā)出的熱量使內(nèi)部表面活性劑從膨松體散布到孔表面，并從高濃度點散布到低濃度點。結果，獲得潤濕孔。在孔內(nèi)和孔周圍的潤濕度可用三種方式控制(1)表面活性劑化學，(2)包含內(nèi)部表面活性劑的層(例如B層)的厚度，和(3)在給定層內(nèi)的表面活性劑的濃度。
更具體的是，表面活性劑化學，即包括表面活性劑以及聚合物的結構的分子的大小和形狀可控制表面活性劑通過聚合物基體擴散，其中表面活性劑內(nèi)部混合到聚合物的結構中。特別是，小分子將比大分子更容易的通過聚合物基體擴散，從而產(chǎn)生沿其長度更便于處理的孔。高濃度的表面活性劑比低濃度的表面活性劑傾向于更容易的擴散到表面，在孔表面產(chǎn)生大量的表面活性劑分子。在高濃度下，處理可導致孔潤濕(親水的)，并且甚至可遷移到剛好孔周圍的頂表面的區(qū)域，同時使孔之間的頂表面的其余部分仍保持疏水。B層厚度還可受到控制，以控制在表面上孔內(nèi)或孔周圍的潤濕性。
與根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的薄膜外罩件的頂表面相比，盡管產(chǎn)生了不利的結果，制造在孔上和其周圍具有較高表面能的有孔薄膜外罩件的另一種方法包括對聚乙烯薄膜機械地開孔，以產(chǎn)生如圖3所示的有孔薄膜200，該有孔薄膜200包括頂表面92，該頂表面包含機械孔90的頂開口和一個相連接的后折片91或周向壁，該后折片91或周向壁圍繞孔的圓周并從聚合薄膜的底平表面93延伸。然后，表面活性劑或潤濕劑通過移膜涂敷施加到薄膜的底側。優(yōu)選的處理附加范圍在重量百分比為約0.1％至約3.0％的范圍內(nèi)。表面活性劑的量和布置可隨工藝條件變化而變化。根據(jù)一個實施例，只有折片部分用表面活性劑處理。根據(jù)另一個實施例，表面活性劑施加以便孔的內(nèi)壁也被涂敷和潤濕。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，聚合薄膜包括若干球，該球包含一種適當?shù)谋砻婊钚詣?。然后，聚合薄膜利用放電或機械方法穿孔。由于穿孔或開孔工藝，當放電或機械方法破壞薄膜內(nèi)的微囊密封的表面活性劑時，孔的邊緣保持潤濕。
實例1表面活性劑(Atmer，從特拉華州的Wilmington的ICI美國公司購得；Ahcovel，從ICI美國公司購得；Masil，從伊利諾伊州的Gurnee的PPG工業(yè)公司購得；和MAPEG，從PPG工業(yè)公司購得)內(nèi)部復合到聚乙烯樹脂中，并且擠成具有下面成分的顆粒中Atmer8147濃縮物--80％聚乙烯/20％Atmer 8147；基于Ahcovel的N-62濃縮物--90％Rexene1058/10％基于Ahcovel的N-62；Masil SF-19濃縮物--90％Rexene1058/Masil SF-19；MAPEG 400 ML濃縮物--90％Rexene1058/10％MAPEG 400 ML。
然后這些復合樹脂與附加的樹脂混合，并且用來形成ABA鑄膜的B層。使用傳統(tǒng)的熔體擠壓、鑄膜技術，基于下面的成分制備鑄膜。
然后，根據(jù)

圖1所示的工藝對這些薄膜開孔。特別是，薄膜在輥隙30內(nèi)機械開孔。開孔工藝包括控制薄膜100的不同于開孔速率的進給速率。進給和開孔速率由驅(qū)動系統(tǒng)20控制。開孔速率由開孔輥隙30、軋花輥30a和砧輥30b內(nèi)的輥的轉(zhuǎn)動速率控制。薄膜100的速度比軋花輥30a的圓周速度慢，且比砧輥30b的圓周速度快。
薄膜100在張力下開孔，以便使薄膜起皺最小，該薄膜來自比驅(qū)動系統(tǒng)20的速度慢的從動退卷件10，空轉(zhuǎn)輥(未表示)拉動薄膜100。驅(qū)動單元包括在從動橡膠輥20a和鋼輥20b之間的“S”卷繞的薄膜100，以控制薄膜進入開孔輥隙30內(nèi)的進入速度。軋花輥30a和砧輥30b相互接觸，并在其之間形成輥隙30。軋花輥30a和砧輥30b在相反的方向上轉(zhuǎn)動。每個軋花輥30a和砧輥30b單獨地受到驅(qū)動。軋花輥30a的圓周速度設定為砧輥30b的圓周速度的約1.3-1.4倍。
對于我們的工作來說，薄膜100以每分鐘100英尺的速度開孔。每個軋花輥30a和砧輥30b由不銹鋼制成，并具有約24英寸的外徑。輥利用內(nèi)部熱油系統(tǒng)保持不同的溫度，軋花輥30a保持約225°F的溫度，而砧輥30b保持約228°F的溫度。砧輥30b具有平滑的飾面，而軋花輥30a具有若干針，這些針設置以提供所需的圖案。所需的圖案具有約每平方厘米約93.5針(580-603針/平方英寸)的密度，和約37-46％的總接觸面積。每個針具有約0.48毫米的高度(0.01-0.022英寸)，漸縮到約10°，其橫截面是圓形。因為針具有約0.73毫米(0.0286英寸)的頂端直徑，頂端的表面積約為0.40平方毫米(0.00066平方英寸)。
當薄膜100進入輥隙30時，它通過貫穿針來施加熱、剪切力和壓力以便開孔，該針完全穿過薄膜100的厚度。剪切力通過使軋花輥30a運行速度比砧輥30b快來產(chǎn)生。有孔薄膜200在張力作用下離開輥隙30，并且圍繞空轉(zhuǎn)輥(未表示)引導以保持有孔薄膜200在與軋花輥30a分離時避免起皺。這些工藝條件產(chǎn)生具有約28％的開口面積的有孔薄膜，該有孔薄膜具有幾乎600微米的等效圓面積(ECD)。
實例2在該實例中，實例1的有孔薄膜熱粘合到非織造幅面料上，以形成有孔薄膜/非織造層壓件。
該實例中使用的非織造幅面料通過空氣穿透粘合梳理幅面料來制造。然而，對本領域的普通技術人員來說顯然還可使用其它非織造材料。這種特定的非織造幅面料由Chisso公司的雙組分纖維制成。Chisso在纖維上涂敷一種以“HR6”為人所知的專有的飾面，它使纖維潤濕。纖維成皮芯構造。纖維的芯是聚丙烯，它構成纖維重量的約50％，且外皮是低密度聚乙烯(LDPE)，它構成纖維重量的其余50％。這些纖維是約51毫米(2.00英寸)長和10旦尼爾。特別是，被稱為TABCW的該非織造幅面料具有約0.0182g/cc的密度和15000達西(Darcys)的滲透率。
層壓件通過將有孔薄膜熱機械點粘接到非織造TABCW上形成。再次參見圖1，粘接發(fā)生在輥隙內(nèi)部，該輥隙由在相反方向上轉(zhuǎn)動的兩個加熱粘合輥構成。特別是，層壓輥隙60包括軋花輥60a和砧輥60b。兩個輥相互接觸以形成其間的輥隙60。每個輥單獨被驅(qū)動，以便軋花輥60a的圓周速度匹配砧輥60b的圓周速度。軋花輥60a和砧輥60b由不銹鋼制成，并具有約24英寸(70厘米)的外徑。輥利用內(nèi)部熱油保持不同的溫度。
砧輥60b具有平滑的飾面，與此同時，軋花輥60a具有若干針，該針設置成提供所需的圖案。所需的圖案具有約每平方厘米約5.2針(33.6針/平方英寸)的密度，和約8-12％的總接觸面積。每個針具有約2.4毫米(0.095英寸)的高度，漸縮到約20°，其橫截面是圓形。針具有約1.6毫米(0.065英寸)的頂端直徑。薄膜200和非織造幅面料300在張力作用下進入層壓輥隙60。當非織造幅面料300處于張力作用時，它相對于薄膜200拉伸約3-12％。通過使非織造幅面料300從退卷件40上退繞來保持非織造幅面料300內(nèi)的張力，該退卷件40速度比驅(qū)動系統(tǒng)單元50的速度慢，空轉(zhuǎn)輥(未表示)拉動非織造幅面料300。驅(qū)動單元50在從動橡膠輥50a和鋼輥50b之間包括“S”卷繞薄膜，以便控制非織造幅面料300的進入層壓輥隙60內(nèi)的進入速度。在有孔薄膜200內(nèi)的張力由層壓輥隙60和空轉(zhuǎn)輥(未表示)保持。
當薄膜200和非織造幅面料300穿過輥隙60內(nèi)的輥之間時，產(chǎn)生粘接。非織造幅面料300和薄膜200的速度匹配軋花；60a和砧輥60b的速度。特別是，該速度不超過100英尺/分。當薄膜200和非織造幅面料300穿過輥隙60時，薄膜200通過施加熱和壓力來層壓。
實例3測量具有潤濕梯度的有孔薄膜的流體吸入時間、再潤濕值和沾污大小，并與沒有潤濕梯度的有孔薄膜相比較，該潤濕梯度是處理類型和濃度的函數(shù)。有孔薄膜外罩件估計設在標準的兩層吸收芯上。吸收芯的頂層(最靠近外罩件)是90％Coosa0054/10％Hoechst-CelaneseT-225粘合劑，100gsm(克/平方米)，0.1g/cc氣流法幅面料，而吸收芯的底層是90％Coosa0054/10％Hoechst-Celanese T-225粘合劑，200gsm(克/平方米)，0.2g/cc氣流法幅面料。下面的表1表示該結果。
表1有孔薄膜外罩件的流體處理特性
從表1中可以看到，與對比薄膜外罩件相比，隨著主要在孔內(nèi)和/或孔周圍的表面活性劑處理的附加，根據(jù)本發(fā)明的方法制造的有孔薄膜外罩件的流體吸入時間降低。隨著增加的表面活性劑處理濃度，流體吸入時間僅適當?shù)慕档?。由于薄膜外罩件上的較好的流體吸入和很少的流體滯留和芯吸作用，隨著表面活性劑處理水平的降低，沾污大小顯著減低。假定在較高的處理濃度下，處理遷移到頂表面，并提供高的流體滯留和芯吸作用，參見Atmer-高和MAPEG-高的大沾污尺寸。與對比薄膜外罩件相比，在孔內(nèi)和/或周圍經(jīng)低水平處理的外罩件證實具有較低水平的沾污。而且，如圖所示，再濕性通常增加，但對于處理類型和濃度來說，該再濕性可減至最小，對于MAPEG低樣品有孔薄膜外罩件來說這可以看到。在這種情況下的再濕性與對比薄膜外罩件類似。
表2表示與對比層壓件相比，根據(jù)本發(fā)明的方法制造的有孔薄膜/非織造層壓件的流體吸入時間和再潤濕值。特別是，未經(jīng)處理的對比層壓件與在孔內(nèi)和/或周圍局部具有高潤濕性的有孔薄膜/非織造層壓件相比較。有孔薄膜外罩件估計設在標準的兩層吸收芯上。吸收芯的頂層(最靠近外罩件)是90％Coosa0054/10％Hoechst-CelaneseT-225粘合劑，100gsm(克/平方米)，0.1g/cc氣流法幅面料，而吸收芯的底層是90％Coosa0054/10％Hoechst-Celanese T-225粘合劑，200gsm(克/平方米)，0.2g/cc氣流法幅面料。如表2所示，在孔內(nèi)和/或周圍的表面活性劑處理的出現(xiàn)對材料的流體吸入和再濕性具有有限的沖擊。另外，與本身的有孔薄膜相比，層壓到任何有孔薄膜上的非織造幅面料的出現(xiàn)基本上降低流體吸入時間和再濕性能。
表2有孔薄膜非織造合成物的流體處理
試驗方法A在有孔薄膜上測量開口百分率和孔尺寸。
一片有孔薄膜(約4英寸乘6英寸)平放在例如Mertzshauser公司的例如Olympus Model BH-2自動鏡臺顯微鏡上。薄膜通常布置成使得“錐形”或“折片”表面面向下的放在鏡臺上。為了確保薄膜就位，并保持在平放鏡臺表面上，即自由起皺，一個1/4英寸厚的玻璃板放在薄膜的頂表面上。然后將一個1倍或2倍的物鏡置放就位。透射光用于鏡臺下的聚光器，以照亮薄膜內(nèi)的孔。與圖象分析(IA)系統(tǒng)連接的攝象機安裝在顯微鏡的頂表面上。然后，圖象分析系統(tǒng)用來獲取圖象，并測量薄膜上的多個區(qū)域。圖象分析系統(tǒng)使用軟件，該軟件唯一編寫用來移動顯微鏡的自動鏡臺，獲取圖象，處理圖象，和測量開口區(qū)域和孔尺寸。經(jīng)常，鏡臺在一個矩形格架上移動，以便在多個視場上測量。對于不透明薄膜來說，不開孔區(qū)域通?？雌饋斫咏昂凇?，與此同時，檢測出的開口區(qū)域通?？雌饋斫咏鞍住?。測量的開口面積百分比由透射光不受阻礙的通過孔的測定區(qū)域的面積百分比來定義。每個視場可獲得1％開口值。對于有孔薄膜，孔尺寸通常測量等效圓直徑(ECD)并由下列公司公式計算出ECD＝(4×面積/π)1/2因為多個孔通常出現(xiàn)在每個視場中，每個視場可獲得多個ECD值。通常，開口面積百分比和等效圓直徑的孔尺寸數(shù)據(jù)按平均值記錄，該平均值由從2-4個單獨的樣品獲得的多個視場獲得。
B測速塊吸入試驗該試驗用來確定公知數(shù)量的流體吸入到材料和/或材料系統(tǒng)內(nèi)的吸入時間。該試驗設備由如圖2所示的測速塊10構成。每個吸收件14和外罩件13被模切成一片4英寸乘4英寸。特定的外罩件在特定的實例中描述。用于這些研究的吸收件是標準的，并由頂部件和底部件構成，該頂部件(最靠近外罩件)是90％Coosa0054/10％Hoechst-Celanese T-225粘合劑，100gsm，0.1g/cc氣流法幅面料，而該底部件是90％Coosa0054/10％Hoechst-Celanese T-225粘合劑，200gsm(克/平方米)，0.2g/cc氣流法幅面料。外罩件13布置在兩片吸收件14上，測速塊10放在這兩塊材料的頂表面上。2毫升類似月經(jīng)物輸送到試驗設備漏斗11內(nèi)，計時器開始計時。流體從漏斗11移動到通道12內(nèi)，在該通道12處，流體傳輸?shù)讲牧匣虿牧舷到y(tǒng)內(nèi)。從試驗設備內(nèi)的腔室觀察，當所有流體吸收進入材料或材料系統(tǒng)內(nèi)時，計時器停止。對于給定的材料或材料系統(tǒng)，記錄公知量的公知流體的吸入時間。該值是材料或材料系統(tǒng)吸收率的測量值。通常，進行五至十次重復，確定平均吸入時間。
C再濕試驗該試驗用來確定當施加荷載時返回通過表面的流體的量。返回到表面上的流體量被稱為“再濕”值。返回到表面上的流體越多，“再濕”值越大。較低的再濕值與干燥材料有關，如干燥產(chǎn)品。在考慮再濕性時，三個特性是重要的(1)吸入，如果材料/系統(tǒng)不具有好的吸入，那么流體可再濕，(2)吸收件保留流體的能力(吸收件保留流體越多，再濕越少)，和(3)回流，外罩件禁止流體返回通過外罩件越多，再濕越低。在這種情況下，我們估計外罩件系統(tǒng)處的吸收件保持恒定，這樣，我們分別只考慮(1)和(3)的特性，吸入和回流。
沖切一個4英寸乘4英寸的吸收件和外罩件。用于這些研究的吸收件是標準的，并由頂部件和底部件構成，該頂部件(最靠近外罩件)是90％Coosa0054/10％Hoechst-Celanese T-225粘合劑，100gsm，0.1g/cc氣流法幅面料，而該底部件是90％Coosa0054/10％Hoechst-Celanese T-225粘合劑，200gsm(克/平方米)，0.2g/cc氣流法幅面料。外罩件布置在兩件吸收件上，測速塊放在兩塊材料的頂表面上。在該試驗中，2毫升月經(jīng)類似物輸入測速塊設備內(nèi)，并允許吸收進入放在4英寸乘4英寸吸收件的頂表面上的4英寸乘4英寸的外罩件材料內(nèi)。流體允許與系統(tǒng)相互作用1分鐘，測速塊置于材料的項表面上。該材料系統(tǒng)外罩件和吸收件放在充滿流體的一個袋上。一張吸墨紙經(jīng)過稱重，放在材料系統(tǒng)的頂表面上。該袋垂直橫越，直到它與其上的丙烯酸板接觸，這樣使整個材料系統(tǒng)首先壓靠板吸墨紙側面。該系統(tǒng)壓靠丙烯酸板，直到施加1psi的總壓力。壓力保持不變3分鐘，然后壓力去掉，稱吸墨紙的重量。吸墨紙保留任何流體，該流體輸送出入外罩件/吸收系統(tǒng)。原始吸墨紙和試驗后的吸墨紙之間的重量差以“再濕”值為人所知。通常，該試驗進行五到十次重復，確定平均再濕值。
D吸入/沾污試驗實施吸入/沾污試驗，它能使沾污尺寸、強度、部件中流體滯留量在流體流率和壓力下觀察。月經(jīng)類似物用作試驗流體。吸收體和外罩件被模切成一個4英寸乘4英寸件。用于這些試驗的吸收件是標準的，并由頂部件(最靠近外罩件)和底部件構成，該頂部件是90％Coosa0054/10％Hoechst-Celanese T-225粘合劑，100gsm，0.1g/cc氣流法幅面料，而該底部件是90％Coosa0054/10％Hoechst-CelaneseT-225粘合劑，200gsm(克/平方米)，0.2g/cc氣流法幅面料。材料系統(tǒng)，外罩件和測量值為4英寸乘4英寸的吸收芯布置在丙烯酸板下方，它具有在中心內(nèi)鉆孔的1/8英寸直徑的孔。一個1/8英寸管與具有配件的孔連接。利用注射泵以特定的速率和特定的流量將月經(jīng)類似物輸送到樣品中。該泵受程序控制以便將1毫升的總體積樣品輸送到樣品中，這里樣品在0psi，0.0078psi，和0.078psi的壓力下。利用放在丙烯酸板的頂部上并均勻分布的重量來施加壓力。泵的流率由程序控制以便在1毫升/秒的速率下輸送流體。外罩件材料的沾污尺寸手工測量，在系統(tǒng)的每個部件中的流體的量在流體吸收之前和之后按重量測量。通過與樣品比較估計沾污的質(zhì)量。利用數(shù)字攝象機記錄沾污信息并通過圖象分析來進一步分析。
月經(jīng)類似物制備“月經(jīng)類似物”是類似月經(jīng)的粘彈性和其它性能的材料。為了制備流體、血，例如脫纖維蛋白的豬血以3000rpm離心分離30分鐘，盡管如果有效可使用其它方法或速度。血漿分離并單獨儲存，血沉棕黃層去掉并拋棄，另外包裝的紅血球獨立存儲。蛋，例如大雞蛋分離，蛋黃廢棄，蛋清流下。該蛋清通過將1000微米尼龍網(wǎng)眼沾污蛋清約3分鐘，以便分離成厚和薄的部分，較薄的部分拋棄。作為替代可使用網(wǎng)眼尺寸，如果稠度是至少需要的，則時間或方法可變化。存留在網(wǎng)眼上的蛋清的厚部分收集并注入60毫升的注射器內(nèi)，然后放在可編程注射泵上，通過五次排出然后重裝使流體均質(zhì)化。在這種情況下，均質(zhì)化的量由約100毫升/分的注射泵流率控制，管內(nèi)徑約為0.12英寸。在均質(zhì)化后，厚蛋清具有在150秒時約20厘泊的粘度，然后離心分離以去除碎片和氣泡。在離心分離后，利用注射器將包含卵粘蛋白的80毫升厚均質(zhì)蛋清添加到300ccFENWAL傳送包裝中。然后，60cc豬血漿添加到轉(zhuǎn)送包裝中。夾住轉(zhuǎn)送包裝，所有氣泡去掉，并放在Stomacher試驗室混合器內(nèi)，在該混合器中，豬血漿以通常(或一般)速度混合約兩分鐘。然后輸送包裝從混合器中去掉，添加60毫升豬紅血球，通過手搓揉約兩分鐘來混合內(nèi)容物，或者直到內(nèi)容物看起來均質(zhì)為止。最終的混合物具有體積約占30％的紅血球內(nèi)容物，和通常體積占至少28-32％范圍內(nèi)的人工月經(jīng)。蛋清的量按重量計約是40％。
盡管本發(fā)明的前述說明書結合其一些優(yōu)選的實施例加以描述，且許多細節(jié)提供以便說明，對本領域的普通技術人員來說，顯然對于附加的實施例和其某些細節(jié)在不超出本發(fā)明的基本原理的前提下可顯著變化。
權利要求
1.一種用于流體吸收材料的薄膜外罩件，它包括聚合薄膜，該聚合薄膜具有一個頂平表面和一個底平表面，并形成若干孔；至少一部分所述若干孔具有孔區(qū)域，該孔區(qū)域具有比至少一部分所述頂平表面高的潤濕性；和所述聚合薄膜包括表面活性劑儲存器，在此，在與流體接觸后，所述孔區(qū)域由表面活性劑充填。
2.如權利要求1所述的薄膜外罩件，其特征在于，所述聚合薄膜包括若干層，且所述表面活性劑設置在至少一個所述層內(nèi)。
3.如權利要求1所述的薄膜外罩件，其特征在于，所述表面活性劑涂敷到至少一部分所述底平表面上。
4.如權利要求3所述的薄膜外罩件，其特征在于，所述表面活性劑用量為按重量百分比計約0.1至3.0％的用量范圍內(nèi)。
5.如權利要求1所述的薄膜外罩件，其特征在于，所述聚合薄膜層壓到非織造幅面材料上。
6.如權利要求1所述的薄膜外罩件，其特征在于，所述聚合薄膜具有約10％至約35％范圍內(nèi)的開口面積。
7.如權利要求1所述的薄膜外罩件，其特征在于，所述孔具有約100至約700微米(ECD)的范圍內(nèi)的尺寸。
8.如權利要求2所述的薄膜外罩件，其特征在于，包含所述表面活性劑的所述至少一層具有在所述聚合薄膜的總厚度的約10％至約90％的范圍內(nèi)的厚度。
9.一種制造用于流體吸收材料內(nèi)的薄膜外罩件的方法，其步驟包括形成具有表面活性劑儲存器、一個頂平表面和一個底平表面的聚合薄膜；以及形成若干孔，其中至少一部分所述孔具有一個孔區(qū)域，該孔區(qū)域具有比所述聚合薄膜的一部分所述頂平表面高的潤濕性，在流體與所述孔區(qū)域接觸后保持較高的潤濕性。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述聚合薄膜包括若干層、至少其中一個所述層包括聚合物，該聚合物選自新鮮橡膠、聚合物摻和物、共聚物、帶填料的聚合物、帶添加劑的聚合物和其混合物，以及至少其中一個所述層包括所述聚合物和若干顆粒的摻和物，通過將至少一種表面活性劑內(nèi)部混合到聚合樹脂中并且將聚合樹脂擠入到所述顆粒中形成所述若干顆粒。
11.如權利要求9所述的方法，其特征在于，聚合薄膜包括若干層，至少其中一個所述層包括一種聚合物，該聚合物選自新鮮橡膠、聚合物摻和物、共聚物、帶填料的聚合物、帶添加劑的聚合物、和其混合物，且至少其中一個所述層包括所述聚合物和表面活性劑的摻和物。
12.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述孔由針開孔形成。
13.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述孔通過對聚合薄膜切口和拉伸形成。
14.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述孔通過真空開孔形成。
15.如權利要求9所述的方法，其特征在于，其還包括將所述聚合薄膜層壓到非織造幅面材料上的步驟。
16.如權利要求15所述的方法，其特征在于，所述聚合薄膜在所述開孔后層壓到所述非織造幅面材料上。
17.如權利要求15所述的方法，其特征在于，所述聚合薄膜在所述開孔前層壓到所述非織造幅面材料上。
18.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述有孔薄膜具有在約10％至約35％范圍內(nèi)的開口面積。
19.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述孔具有約100至約700微米(ECD)范圍內(nèi)的尺寸。
20.如權利要求10所述的方法，其特征在于，所述聚合物和所述顆粒的所述摻合物的所述至少一層具有所述聚合薄膜的約10％至約90％的范圍內(nèi)的厚度。
21.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述聚合薄膜包括至少一種表面活性劑，該表面活性劑在約0.1至約3.0的重量百分比的用量范圍內(nèi)。
22.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述開孔產(chǎn)生若干孔，所述孔包括圍繞所述孔的至少一部分周邊的一個圓周壁，該圓周壁用表面活性劑處理。
23.如權利要求9所述的方法，其特征在于，每個所述孔的內(nèi)壁用表面活性劑處理。
24.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述聚合薄膜由聚合物材料形成，該聚合物材料包括表面活性劑的若干球體，所述孔通過放電方法或機械方法形成，通過使所述表面活性劑的所述球體破裂，從而使所述孔的邊緣可潤濕。
25.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述聚合薄膜包括不連續(xù)的可潤濕的區(qū)域。
26.如權利要求25所述的方法，其特征在于，所述不連續(xù)的可潤濕的區(qū)域由電暈處理制造。
27.如權利要求25所述的方法，其特征在于，所述不連續(xù)的可潤濕的區(qū)域通過照相凹版印刷來制造。
28.如權利要求15所述的方法，其特征在于，不連續(xù)的潤濕的區(qū)域由通過所述孔粘接的可潤濕纖維來制造。
29.如權利要求25所述的方法，其特征在于，所述不連續(xù)的可潤濕的區(qū)域由涂敷涂層來制造，該涂層形成可潤濕和不可潤濕的區(qū)域。
30.一種吸收材料，它包括吸收芯；背襯材料，該背襯材料基本上是流體不可透過的；和外罩件材料，該外罩件材料包括聚合薄膜，該聚合薄膜具有內(nèi)部表面活性劑，一個頂平表面和一個底平表面，并形成了若干孔，至少一部分所述若干孔具有孔區(qū)域，該孔區(qū)域具有比一部分頂平表面高的潤濕性。
31.如權利要求30所述的吸收材料，其特征在于，所述聚合薄膜包括若干層和布置在至少一個所述層內(nèi)的表面活性劑。
32.如權利要求30所述的吸收材料，其特征在于，一個圓周壁圍繞所述孔的至少一部分周邊，并從所述底平表面延伸。
33.如權利要求32所述的吸收材料，其特征在于，所述表面活性劑用量為按重量百分比計約0.1至3.0％的用量范圍內(nèi)。
34.如權利要求30所述的吸收材料，其特征在于，所述聚合薄膜層壓到非織造幅面材料上。
35.如權利要求30所述的吸收材料，其特征在于，所述聚合薄膜具有約10％至約35％范圍內(nèi)的開口面積。
36.如權利要求30所述的吸收材料，其特征在于，所述孔具有約100至約700微米(ECD)的范圍內(nèi)的尺寸。
37.如權利要求30所述的吸收材料，其特征在于，其包含所述至少一層表面活性劑具有在所述聚合薄膜的總厚度的約10％至約90％的范圍內(nèi)的厚度。
38.一種個人護理制品，它包括吸收芯；背襯材料，該背襯材料基本上是流體不可透過的；和外罩件材料，該外罩件材料包括聚合薄膜，該聚合薄膜具有內(nèi)部表面活性劑，一個頂平表面和一個底平表面，并形成了若干孔，至少一部分所述若干孔具有孔區(qū)域，該孔區(qū)域具有比一部分頂平表面高的潤濕性。
39.如權利要求38所述的個人護理制品，其特征在于，所述聚合薄膜包括若干層和設置至少一個所述層內(nèi)的表面活性劑。
40.如權利要求38所述的個人護理制品，其特征在于，一個圓周壁圍繞所述孔的至少一部分周邊，并從所述底平表面延伸。
41.如權利要求40所述的個人護理制品，其特征在于，所述表面活性劑用量為按重量百分比計約0.1至3.0％的用量范圍內(nèi)。
42.如權利要求38所述的個人護理制品，其特征在于，所述聚合薄膜層壓到非織造幅面材料上。
43.如權利要求38所述的個人護理制品，其特征在于，所述聚合薄膜具有約10％至約35％范圍內(nèi)的開口面積。
44.如權利要求38所述的個人護理制品，其特征在于，所述孔具有約100至約700微米(ECD)的范圍內(nèi)的尺寸。
45.如權利要求38所述的個人護理制品，其特征在于，包含所述表面活性劑的所述至少一層具有在所述聚合薄膜的總厚度的約10％至約90％的范圍內(nèi)的厚度。
全文摘要
一種薄膜外罩件,它用于流體吸收材料,例如女性護理制品、手術被單、穿孔加強件、吸收襯墊和類似物,該薄膜外罩件包括聚合薄膜,該聚合薄膜具有一個頂平表面和一個底平表面,并形成了若干孔;若干孔中的至少一部分具有孔區(qū)域,該孔區(qū)域具有比一部分頂平表面高的潤濕性。
文檔編號A61F13/511GK1335782SQ99810441
公開日2002年2月13日 申請日期1999年6月14日 優(yōu)先權日1998年6月30日
發(fā)明者M·A·達利, M·B·馬杰爾斯, A·亞希奧伊, A·E·加拉瓦格利亞, M·D·珀維斯, D·W·普里姆, T·L·馬塞, N·D·科林, G·A·澤拉佐斯基, J·E·廷斯利, J·布拉韋曼 申請人:金伯利-克拉克環(huán)球有限公司