專利名稱：柔軟且具有回彈性的成形膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于貼身的吸收性和非吸收性制品的改進(jìn)成形膜，所述制品例如嬰兒尿布、成人尿失禁制品、衛(wèi)生紙巾或褲子襯墊、面巾紙、潔膚紙、衣著制品、醫(yī)院床單等等。吸收性制品通常包括液體可透過的頂片和液體不可透過的背片。頂片或背片至少之一內(nèi)所包括的至少一種組分含有本發(fā)明的成形膜。本發(fā)明涉及改良制品、改良的膜、改良膜的形成方法，以及用于形成膜的設(shè)備。
相關(guān)技術(shù)描述已知通過使軟化或熔融的聚合物片材貼合至成形篩網(wǎng)的形狀，從而形成三維膜或成形膜。在例如Thompson的美國專利3,929,135、Mullane等的美國專利4,324,246、Radel等的美國專利4,342,314、Raley等的美國專利4,252,516、Thomas等的美國專利4,535,020、Junker等的美國專利5,591,510、授予Thomas的2001年6月6日遞交的美國專利申請第09/876440號和2002年1月17日遞交的60/346751，以及授予Copat等的2002年2月20日遞交的美國專利申請第10/082040號中公開了常規(guī)采用的有孔洞的成形膜頂片。這些文獻(xiàn)各自的公開內(nèi)容此處以其全部引為參考。這些文獻(xiàn)中公開的頂片采用抽真空，使聚合物片材貼合至篩網(wǎng)而成形，并還使其冷卻。這些成形膜的優(yōu)選特征在于，在熔融聚合物成形為三維形狀后，該聚合物結(jié)晶，或者“定型”。因此稱產(chǎn)生的成形膜會有“三維記憶”。成形和冷卻之后，通常將膜繞成卷。
當(dāng)運輸該卷軸時，特別是當(dāng)夏天運輸并貯存在卡車或沒有空調(diào)的倉庫中時，料片的張力和熱往往會壓緊成形膜，導(dǎo)致其暫時失去某些有價值的三維度。該膜在引入制品且將制品包裝后，該膜也會受壓。三維記憶功能可以使成形的膜，在非變形力移除之后，通常能在幾個小時后恢復(fù)原始的形狀。這種抵抗變形并恢復(fù)三維形狀的能力稱為“回彈性”。這些真空成形膜的缺點是，形成受控孔眼圖案的纖維狀線(wires)會顯示出類似塑料的表面和手感。類似塑料的表面和手感不受某些消費者喜歡，他們更喜歡類似非織造和織造布料樣的表面和手感。
還已知采用高壓水噴系統(tǒng)，使二維聚合物膜與成形結(jié)構(gòu)相適配，從而產(chǎn)生出三維膜。授權(quán)給Curro(本申請中稱為″Curro專利″和“Curro方法”)的美國專利4,609,518、4,629,643、4,695,422、4,778,644和4,839,216描述了使用高壓水噴系統(tǒng)與成形結(jié)構(gòu)結(jié)合而產(chǎn)生的大量料片狀設(shè)計物。這些Curro專利每一件的公開內(nèi)容此處以其全部引為參考。在Curro的方法中，加壓的水從噴嘴噴射出，投射到兩維或平面的聚合物料片的表面，使聚合物料片貼合至下面的支撐篩網(wǎng)表面。當(dāng)篩網(wǎng)旋轉(zhuǎn)時，使得料片的后續(xù)部分通過噴射水流下面，該水流使料片的后續(xù)部分貼合至篩網(wǎng)。這種高壓水噴系統(tǒng)的一個優(yōu)點是，用于迫使未熔融料片貼合至篩網(wǎng)的能量或功據(jù)信能軟化料片，因此，感覺上水成形的膜比真空成形的膜在外觀和手感上更象布。
在優(yōu)選實施方案中，Curro描述了第一階段水系統(tǒng)的應(yīng)用，其利用含有微孔眼的第一篩網(wǎng)形成膜上的微突起，這給膜柔軟感的質(zhì)地。微孔眼或微泡的膜作為背片使用。隨后，可使該膜通過第二階段水系統(tǒng)，其利用第二段含有大孔眼的篩網(wǎng)在膜上形成大突起，使得膜液體具有吸收液體的功能?？偟膩碚f，第一段提供柔軟性和質(zhì)地，第二段提供用于液體捕獲功能的孔眼。
上述高壓水噴系統(tǒng)制造的膜相信有一些缺點，包括初始回彈性差或換一種說法“平面膜”記憶。因為高壓水噴系統(tǒng)所用的前體膜為平面狀，隨后順序地使其貼合至三維形狀，當(dāng)膜為平面片狀時會發(fā)生結(jié)晶，結(jié)果該膜具有平面膜記憶。具有平面膜記憶的膜隨著時間推移傾向于恢復(fù)其平面結(jié)構(gòu)，而失去其三維形狀和其優(yōu)點。二階段水噴系統(tǒng)的另一個缺點是，第二階段噴射流會將水噴射到第一階段的孔微突起上，從而使其遭到破壞。
Curro方法的另一個缺點是，第一階段和第二階段系統(tǒng)每個都要求水穿過篩網(wǎng)形成孔眼，因此需要內(nèi)部除水系統(tǒng)。這些內(nèi)部系統(tǒng)會增加復(fù)雜性和成本，并且增加維修要求，這又反過來降低了設(shè)備的利用率。Curro方法的再一缺點是，二階段高壓水噴系統(tǒng)每個階段的操作均需要構(gòu)建篩網(wǎng)和獲得高壓水，每一項都增加成本，因此該系統(tǒng)很昂貴。
上述的成形膜用于頂片，通常在其配方中摻合入表面活性劑。一段時間后，表面活性劑會浮現(xiàn)到膜表面并且會使膜親水，這是設(shè)計用于流體捕獲功能的膜所希望具有的性質(zhì)。在Yann-Per Lee的美國專利5,834,092，5,792,412，和6,228,462中描述的二階段水噴法的一個缺點(該專利的公開內(nèi)容此處以其全部引為參考)是，在料片達(dá)到第二階段之前大量的表面活性劑浮現(xiàn)到料片表面，從而這些表面活性劑被水噴射流沖走。除與表面活性劑損失有關(guān)的明顯問題和摻入膜中的表面活性劑的量有上限之外，還有的問題是被水噴射器沖走的表面活性劑在水系統(tǒng)中累積，使其過早失效，或替換性地，需要附加的清洗和維護(hù)工作。在第一階段使用熱水，會使表面活性劑的損失更多。因為熱水增加了分子遷移，這反過來使表面活性劑浮散速率加快，導(dǎo)致第二階段有更多的表面活性劑被沖走。
對上述問題的一個建議解決方案是在非織造料片上形成三維的孔眼，例如，舉例來說，通過射流噴料片、針刺孔，或壓花系統(tǒng)而成孔。通過這些工藝可形成非常柔軟的料片。然而，由于此類料片缺乏三維記憶，因而此類料片的三維構(gòu)造顯示的回彈性差。
上述問題的替換性解決方案是將開孔的或無孔的或人造纖維的非織造料片層壓成真空成形膜。這些組合的描述見美國專利4,995,930，5,591,510，5,635,275，5,635,276，5,660,882，5,698,054，5,762,643，5,733,628，5,783,014，6,242,074，和6,303,208。這些專利每項的公開內(nèi)容此處以其全部引為參考。由其中描述的層壓工藝形成的料片非常柔軟且回彈性好。然而，這種料片的制備很昂貴，因為其需要制備二種母體原料且隨后需將母體原料層壓。
此處與前述產(chǎn)品、方法和設(shè)備有關(guān)的缺點描述決不是將本發(fā)明限定至不包括這些產(chǎn)品、方法和設(shè)備的實施方案。實際上，本發(fā)明的某些實施方案可包括不具有此處所指缺點的一些或全部前述制品、方法和設(shè)備。
發(fā)明概述本發(fā)明實施方案的特征是產(chǎn)生更有效的柔軟和回彈性膜。本發(fā)明實施方案的另一特征是提供了本發(fā)明料片的經(jīng)濟型生產(chǎn)方法。
因此，本發(fā)明涉及形成三維成形聚合物料片的改良方法，由此制得的改良了柔軟性和回彈性的料片，并涉及含有改良了柔軟性和回彈性的該料片作為組分之一的貼身制品。
根據(jù)本發(fā)明不同實施方案的這一及其它特征，提供了單階段成形，紋理化和軟化方法，用于制造柔軟且回彈性好的成形膜。在本發(fā)明方法中，熔融聚合物片或重新加熱的母體料片，在真空影響下置于與開孔的旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)相接觸。開孔旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)包括金屬絲，其定義了孔的受控圖案，由此為金屬絲提供了紋理。開孔旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)和真空推動力導(dǎo)致熔融料片貼合至有孔旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)的形狀，當(dāng)空氣穿過孔時，使熔融料片冷卻，由此獲得三維記憶功能。真空還引起熔融料片與金屬絲的紋理表面接觸，而引起膜的內(nèi)表面上至少部分形成紋理圖案。在施加真空以后，并且開孔的三維料片與旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)仍緊密接觸時，對膜施加流體使其變?nèi)彳洸⑶沂蛊涓淤N合至紋理化的篩網(wǎng)金屬絲。然后施用流體，可使膜從篩網(wǎng)移開，如有必要，可干燥。
單階段工藝有利地消除了與第二階段有關(guān)的成本，并使料片與流體接觸前的移動距離和時間最小化，因此使被沖走的表面活性劑的量最小化。因為沒有使用第二階段的水噴射，從而更加減少了被沖走的表面活性劑。還有利的是，當(dāng)流體軟化/紋理化發(fā)生時，由于單篩網(wǎng)同時支撐大突起和微突起，因而流體對Curro方法中第一階段微突起的損害減少了。本發(fā)明方法的另一優(yōu)點是在篩網(wǎng)畸變周圍而不是在微孔周圍紋理化，從而流體不必穿透Curro的篩網(wǎng)微孔以形成紋理，因此可允許使用外部除水系統(tǒng)。除了外部系統(tǒng)相對內(nèi)部系統(tǒng)的好處之外，采用鼓風(fēng)系統(tǒng)吹掉可能駐留在大的真空成孔內(nèi)的水可使干燥得以強化，從而可允許使用更小的、價格低廉的干燥系統(tǒng)。
與現(xiàn)有技術(shù)的真空成形膜相比，本發(fā)明所制備的料片，具有真空成形膜的回彈性，并具有水成形膜的改良柔軟度。
附圖簡述

圖1是已知真空成型系統(tǒng)的簡圖。
圖2是已知二階段高壓水噴成形系統(tǒng)的簡圖。
圖3是本發(fā)明單階段成形系統(tǒng)的實施方案簡圖。
圖4是本發(fā)明單階段成形系統(tǒng)另一實施方案的簡圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明制備的料片的橫截面圖。
圖6是含有本發(fā)明的柔軟料片的吸收制品的橫截面。
圖7是包圍在抗蝕刻涂層里的示范性篩網(wǎng)的橫截面。
圖8是包圍在抗蝕刻涂層里并涂覆光敏掩膜的示范性篩網(wǎng)的橫截面。
圖9是在將金屬蝕刻掉以使表面畸變暴露之后，包圍在抗蝕刻涂層中的示范性篩網(wǎng)的橫截面。
圖10是示范性篩網(wǎng)的橫截面，所述篩網(wǎng)通過蝕刻處理而帶有紋理。
圖11是用已知方法制備的示范性膜的橫截面。
圖12是用已知方法制備的示范性膜的橫截面。
圖13是用本發(fā)明新方法制備的示范性膜的橫截面。
發(fā)明示范性實施方案詳述下面規(guī)定這里使用的一些術(shù)語和詞語的定義。
“基本上”是指，給定的性能或參數(shù)(例如表面角)可從規(guī)定值變動范圍約30％。
“受控圖案”是指膜上(且因此也在包括該膜的吸收制品的部件上)的突起部位，這些部位中毛細(xì)管的一項或多項選定性能可以得到重復(fù)控制，即，控制一項或多項性能以達(dá)到所選擇一項或多項性能的所希望的圖案。如果某個部位包括毛細(xì)管的受控圖案，那么未必是該部位內(nèi)的所有毛細(xì)管具有所選擇控制的一項或多項完全相同的性能。它意味著，所選擇的性能按照規(guī)劃、預(yù)定的方式(或圖案)變動，以便基本上達(dá)到特定的準(zhǔn)則。每個部位內(nèi)僅有一個受控圖案。α術(shù)語“滲透性”是指氣體和液體的滲透性?！案采w料(coverstock)”是指與身體接觸的料片，它是個人護(hù)理制品的一部分。覆蓋料料片可以是膜料片、非織造料片、層壓料片和開孔層壓料片。術(shù)語“料片”是指可以繞成卷的材料。料片可以是膜料片、非織造料片、層疊料片、有孔的層疊料片等等。術(shù)語“片材”是指還未固化成膜的擠出熔體聚合物的簾幕。
術(shù)語“膜”是指通過澆注或吹制擠出法擠出聚合物材料的熔融片材，接著冷卻片材形成的固體聚合物料片。膜可以是單層膜，共擠塑膜、涂覆膜和復(fù)合膜。涂覆膜可包含單層或共擠塑膜，其隨后再涂覆(擠出涂覆、壓印涂覆或印刷)粘上一層相同或不同材料的薄層。粘上后，在一般使用條件下不能分開。復(fù)合膜是含有多于一層的膜，至少兩層膜在粘合加工中進(jìn)行粘合。該粘合加工可以在膜層間加入膠粘劑層或通過熱或壓力粘合。
術(shù)語“流體”這里是指可以流動的材料，優(yōu)選其流動速率隨著壓力的增加而增加。流體的例子有水、空氣、凝膠，以及它們的組合物。優(yōu)選的流體包括水和空氣。
術(shù)語″板料″是指鋼或類似材料的正方形或矩形片材。術(shù)語″板材″是粘合堆疊的板料。術(shù)語″穿孔″在本說明書中是指篩網(wǎng)中的孔眼。
術(shù)語″凹陷″在本說明書中是指，至少位于篩網(wǎng)最外層表面的凹坑或凹陷。凹陷可連通篩網(wǎng)的最外層表面和最內(nèi)層表面從而在該篩網(wǎng)中產(chǎn)生穿孔。換句話說，穿孔是凹陷，但是凹陷未必是穿孔。
術(shù)語“內(nèi)表面”，當(dāng)指成形膜時，是指與篩網(wǎng)表面接觸的平坦膜表面。當(dāng)術(shù)語“內(nèi)表面”指篩網(wǎng)時，是指不與膜接觸的，與篩網(wǎng)的膜接觸面相對的表面。篩網(wǎng)與膜接觸的表面叫“外表面”。
術(shù)語“畸變”這里是指，基部位于篩網(wǎng)最外表面上并且頂點從篩網(wǎng)外表面向外突出的三維元件或凸起。該畸變可以是受控圖案或可以在篩網(wǎng)表面無規(guī)則分布。
措辭″最小寬度″在本說明書中用于描述孔眼、穿孔、或凹陷，是指在任何兩邊之間可能的最短距離，其在孔眼(或穿孔或凹陷)的平面上測得。圓的最小寬度是它的直徑。橢圓的最小寬度是其短軸的長度?？p隙的最小寬度是其平行直邊之間的距離。
措辭″最大寬度″在本說明書中用于描述孔眼、穿孔、或凹陷，是指在任何兩邊之間可能的最大距離，其在孔眼(或穿孔或凹陷)的平面上測得。圓的最大寬度是它的直徑。橢圓的最大寬度是其長軸的長度。縫隙的最大寬度是其平行直邊之間的距離。
術(shù)語“目”這里用于描述受控圖案，是指多邊形(如突起的第一孔眼)最大數(shù)的平方根，其可內(nèi)接于該側(cè)面上測定1英寸(25400微米)平面正方形區(qū)域內(nèi)。(The term″mesh″as used herein to describe aregulated pattern means the square root of maximum number of thepolygonal shapes(such as first of protrusions)that can be inscribed in aflat square area measuring 1inch(25400μm)on the side.)還可以通過測量突起與突起中心與中心的距離來定義目。例如對多個突起的緊密排布的方形圖案，若中心到中心之間的距離為0.1英寸則就是10目的正方形圖案。對突起的緊密排布的六邊形圖案，若中心到中心之間的距離為0.1英寸則就是10.7目的六邊形圖案(六邊形圖案比正方形圖案更致密)。對突起的緊密排布六邊形，若中心到中心之間的距離為0.01英寸則就是107目的六邊形圖案。
術(shù)語″篩網(wǎng)″在本說明書中是指三維塑模設(shè)備，其包含用于在膜上形成突起的凹陷。在特別優(yōu)選實施方案中，篩網(wǎng)包含具有寬度和直徑的管形構(gòu)件。在替換實施方案中，篩網(wǎng)包含具有寬度和長度的條帶。橫向是與篩網(wǎng)寬度平行的方向?？v向是與篩網(wǎng)轉(zhuǎn)動方向平行并且垂直于橫向的方向。
術(shù)語″大突起″可參照三維元件來定義，所述三維元件包括位于膜第一表面平面中的開孔的基底部分和通常沿膜第二表面方向延伸的側(cè)壁部分。每個基底部分帶有側(cè)壁部分。側(cè)壁部分終止于位于膜第二表面平面中的″頂點″。大突起從第一表面向第二表面伸出的較大的突起，并且由第一表面基底部分中的孔眼、側(cè)壁和第二表面中的末端組成。突起的末端可開孔或不開孔。開孔的大突起在本說明書中也稱為大孔眼。
突起基底部分的孔眼，也稱為″原生孔眼(primary apertures)″，優(yōu)選為多邊形的形式，例如正方形、六邊形、五邊形、橢圓形、圓形、卵圓形、縫隙，等等，是受控或隨機的圖案。突起的末端如果開口則被稱作″次生孔眼″，并且優(yōu)選為多邊形的形式，例如正方形、六邊形、五邊形、橢圓形、圓形、卵圓形、縫隙等等。膜中的大突起優(yōu)選對應(yīng)于篩網(wǎng)中的較大凹陷，并且膜中的開口大突起對應(yīng)于篩網(wǎng)中的穿孔。
術(shù)語″微突起″可參照三維元件來定義，所述三維元件包括位于膜第一表面平面中的開孔的基底部分和通常沿膜第三表面方向延伸的側(cè)壁部分。每個基底部分帶有側(cè)壁部分。側(cè)壁部分終止于位于膜第三表面平面中的一個頂點。微突起是從第一表面向第三表面伸出的較小的突起，并且由第一表面基底部分中的孔眼、側(cè)壁和第三表面中的末端組成，微突起的末端可開孔或不開孔。開孔的微突起在本說明書中也稱做微孔眼。在微突起基底部分上的孔眼也叫“原生孔眼”，優(yōu)選為多邊形的形式，例如正方形，六邊形，五邊形，橢圓形，圓形，卵形，狹縫等等，以規(guī)則或無規(guī)的圖案排列。膜上的微突起對應(yīng)于篩網(wǎng)上的畸變。
前綴“大”這里是指人眼與料片的平面之間垂直距離在30厘米之間時，人眼可以看見的結(jié)構(gòu)特征或元件。相反，前綴“微”是指人眼與料片的平面之間垂直距離在30厘米之間時，人眼不可以看見的結(jié)構(gòu)特征或元件。
關(guān)于本發(fā)明的突起料片，給定的突起“幅度”是指從突起產(chǎn)生的平面到突起終止的表面的距離。
這里所用的“陰面”是指料片上突起起點的側(cè)面或表面，與此對應(yīng)的“陽面”是指突起結(jié)束的側(cè)面或表面。在料片上既有大突起又有微突起的情況下，若大突起和微突起以相反的方向延伸，則陰面是料片上大突起起點的側(cè)面或表面，陽面是料片上大突起結(jié)束的側(cè)面或表面。
一般地，所謂的″微突起″是指最大寬度距離不超過約300微米的突起，優(yōu)選不超過約200微米，更優(yōu)選不超過約100微米。術(shù)語“大突起”一般是指最大寬度大于約300微米的孔眼。
在本申請用到的術(shù)語“可遷移的表面活性劑”是指與所組合的熱塑性聚合物具有化學(xué)相容性的任何表面活性劑。因此一段時間后，其會遷移到膜表面，從而改變聚合物表面的流體處理動力學(xué)?？捎米鞅砻婊钚詣┖蜔崴苄跃酆衔锏拇硇栽厦枋鲇诤蟆?br> 圖表1是已知真空成形系統(tǒng)的簡圖。聚合物的摻合物被搬運、混合并摻混于擠壓機(未顯示)中，并輸送到擠出模頭10，優(yōu)選為澆注擠出模頭10。熔融聚合物簾幕12、或片，從模頭出來并鋪在旋轉(zhuǎn)的有孔篩網(wǎng)14上。該篩網(wǎng)將聚合物片搬運到真空狹縫16上面，在此空氣被強制穿過該片進(jìn)入真空管18，在該膜上形成與篩網(wǎng)中孔眼相適配的孔眼。成形的膜42在輥子40處從有孔篩網(wǎng)14移開。
這種真空成型系統(tǒng)在例如下列專利中有描述，美國專利3,929,135，4,324,246，4,342,314，4,252,516，4,535,020，5,591,510，2001年6月6日遞交的美國專利申請09/876440，2002年1月17日遞交的60/346751，和2002年2月20日遞交的10/082040。這些專利的公開內(nèi)容此處以其全部引為參考。定義篩網(wǎng)上孔眼的這些纖維狀互連金屬絲可按照Ahr的美國專利4,465,045(″Ahr″)的教導(dǎo)進(jìn)行微紋理化。微紋理被Ahr定義為幅度約0.3密耳(7.5微米)的畸變(aberration)(例如微突起)。該畸變優(yōu)選以六邊形密集圖案而排列，相鄰畸變之間的中心-至-中心距離至多4密耳(100微米)。這種畸變的受控圖案還可被描述為六邊形的267目圖案。如Ahr所揭示，可通過蝕刻篩網(wǎng)外表面而獲得微紋理。
圖2是已知二階段高壓水噴成形系統(tǒng)的簡圖。聚合物混合物被搬運、混合并摻混于擠壓機中，并被送到擠出模頭。熔融聚合物簾幕或片，從模頭擠出并鋪在旋轉(zhuǎn)的雙輥壓花系統(tǒng)100上，在此處料片被擠壓并冷卻，由此獲得二維記憶。平膜被運到第一階段水成形工位102，通過向支撐在篩網(wǎng)104上的膜噴射高壓水，而形成微孔眼。接著，該微孔膜被轉(zhuǎn)運到第二階段水成形工位112，通過向支撐在篩網(wǎng)110上的膜噴射高壓水，而形成大孔眼。形成的膜然后在干燥設(shè)備114中干燥。
這一方法的一個特別重要的特征是，在第三表面處結(jié)束的微孔與在第二表面處結(jié)束的微孔方向相反，所述第三表面是在第一階段中使膜強制進(jìn)入篩網(wǎng)上的微穿孔而形成，所述第二表面是在第二階段形成。換句話說，第三表面不是在第一表面和第二表面之間。該方法的另外一個重要特征在于，第二階段成形篩網(wǎng)起著對膜的料片支撐作用，但與第一階段的微穿孔圖案不一致。因此即使支撐該料片，第一階段的微孔也得不到支撐，結(jié)果第二階段水噴射器使第一階段的微孔變形。在示于圖10的美國專利6,228,462中很明顯觀察到微孔的直徑差異，此處將其全部公開內(nèi)容引為參考，該圖是通過該方法形成的膜圖像。
圖3是本發(fā)明的單階段真空和流體成形系統(tǒng)的優(yōu)選實施方案簡圖。通常，可以用單一旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)、真空部分和流體施加部分制備柔軟而有彈性的料片。根據(jù)優(yōu)選的方法，首先采用已知方法將摻混的聚合物搬運、混合并摻合于擠壓機中，這里因此沒有詳細(xì)顯示和描述。熔融聚合物輸送到擠壓模頭10。熔融聚合物簾幕12或片從噴頭中擠出，優(yōu)選立即鋪在轉(zhuǎn)動的篩網(wǎng)14上，但并非必須。優(yōu)選篩網(wǎng)14是具有孔眼形成/紋理化作用的篩網(wǎng)14。當(dāng)篩網(wǎng)轉(zhuǎn)動時，將熔融聚合物攜帶到真空區(qū)段16，在該處施加真空從而形成大突起，并冷卻熔融片材。在冷卻過程中，膜部分或全部結(jié)晶，從而獲得三維記憶。例如可以通過在真空管18的一端或兩端抽空氣而形成真空區(qū)段16處的真空。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見在真空區(qū)段16處形成真空的其它技術(shù)，并能夠用于本申請所說明和所要求保護(hù)的本發(fā)明情況中。
此時彈性大突起，優(yōu)選大開孔的膜和篩網(wǎng)一起移動到水噴嘴20處。當(dāng)篩網(wǎng)被支撐區(qū)24所支撐時，水流22撞擊于膜上。通過水噴嘴20施加的水對膜的纖維狀金屬絲起作用使其軟化，也使膜接受篩網(wǎng)的纖維狀絲中呈現(xiàn)的紋理表面的鏡像圖象。篩網(wǎng)的紋理之前在真空成形步驟中印在膜的內(nèi)表面，現(xiàn)在更明顯了，使得它更清晰可見和可觸知。附加的紋理增強了柔軟感。當(dāng)篩網(wǎng)轉(zhuǎn)動時，柔軟有彈性的膜繼續(xù)轉(zhuǎn)動，直到通過鼓風(fēng)機區(qū)段26。
優(yōu)選從鼓風(fēng)管28的一頭或兩端鼓風(fēng)，穿過鼓風(fēng)區(qū)26及穿過柔軟彈性膜的大孔眼而離開。當(dāng)空氣通過孔洞時，其除去殘留在開孔膜突起中的水滴。當(dāng)膜通過支撐區(qū)和除水輥30時，進(jìn)一步除去水。加工水由外部滴液盤32捕集，使其可容易地除去，并且如果需要，可在處理和循環(huán)前進(jìn)一步處理。
該柔軟彈性膜42然后優(yōu)選通過去除輥40從篩網(wǎng)上移除，在干燥設(shè)備44中干燥。干燥的柔軟彈性膜46，如果需要可隨后卷繞成輥。替換性地，膜46可以切開，電暈處理，或在卷繞和切割之前層壓至其它材料(沒有顯示)。替換性地，膜或?qū)訅浩梢阅Ｇ校仪懈罴梢跃硇问窖b盒或包裝。
本發(fā)明另外優(yōu)選的實施方案在圖4中顯示。如該實施方案所示，熔融的聚合物通過擠出機或其它混合設(shè)備，輸送到擠出模頭10。熔融聚合物簾幕12或片從模頭中擠出，優(yōu)選立即鋪在轉(zhuǎn)動的篩網(wǎng)14上，但并非必須。優(yōu)選篩網(wǎng)14是具有形成孔眼/紋理化作用的篩網(wǎng)14。當(dāng)篩網(wǎng)轉(zhuǎn)動時，熔融聚合物被攜帶到真空區(qū)段16，此處施加真空以形成大突起，并冷卻熔融片。在冷卻過程中，膜部分或全部發(fā)生結(jié)晶，從而獲得三維記憶。例如，可以通過在真空管18兩端抽空氣而形成真空區(qū)段16的真空。
此時彈性大突起，優(yōu)選大開孔的膜和篩網(wǎng)一起移動到空氣刀200，或其它能輸送壓縮空氣的設(shè)備處。當(dāng)篩網(wǎng)支撐在支撐區(qū)段24上時，優(yōu)選使氣流撞擊于膜上，盡管這并非必須。通過空氣刀200施加的空氣220對纖維狀金屬絲上的膜起作用以使其軟化，并還使膜接受篩網(wǎng)的纖維狀金屬絲中呈現(xiàn)的紋理表面的鏡像圖象。篩網(wǎng)的紋理之前在真空成形步驟中印在膜的內(nèi)表面，現(xiàn)在更明顯了，結(jié)果使其更清晰可見和可觸知。附加的紋理增強了柔軟感。當(dāng)篩網(wǎng)轉(zhuǎn)動時，柔軟有彈性的膜繼續(xù)轉(zhuǎn)動，直到通過去除輥40。
這些年已經(jīng)開發(fā)出各種有孔篩網(wǎng)?？梢杂秒婅T方法制造篩網(wǎng)，如在Pruyn的美國專利4,383,896，和在Morssinkhof的美國專利4,496,434所描述的，這些專利的公開內(nèi)容此處以其全部引為參考。簡單的說，在Pruyn所公開的方法中，篩網(wǎng)骨架是在電解浴中在基質(zhì)上形成的。然后將篩網(wǎng)骨架從基質(zhì)上剝離，并在至少有一種增白劑存在的條件下，于第二電解質(zhì)浴中電解。第二電解浴使得沉積于篩網(wǎng)骨架上的金屬主要垂直于篩網(wǎng)表面生長，沉淀在骨架表面上的金屬由此使金屬絲完善，所述金屬絲限定了凹陷的受控圖案?？梢允褂貌煌慕饘伲玢~、鎳。在固體料片比其它料片更厚或強度更大(由于成分)的某些實施方案中，因此使料片紋理化的水噴射能量必須更高。此時優(yōu)選使用鎳篩網(wǎng)，因為與銅比較，鎳篩網(wǎng)具有額外的強度。
授予Radel的美國專利4,508,256公開了通過蝕刻金屬平板并將板料堆疊，以使板料中的開孔對齊，使形成堆疊板通道，從而制造成形篩網(wǎng)的方法(“PEL”方法)，該專利的公開內(nèi)容此處以其全部引為參考。通道的中心軸與對堆疊板表面平行的平面呈90度角。換句話說，堆疊板通道垂直于堆疊板表面。然后將堆疊板料粘合、卷繞，焊接形成圓柱狀管道或篩網(wǎng)。所制備的篩網(wǎng)上的通道也與篩網(wǎng)表面垂直。用這種方法制備的篩網(wǎng)稱作PEL篩網(wǎng)。Rieker的美國專利5,562,932和美國專利5,718,928公開了可以形成帶角度或曲線狀毛細(xì)管的篩網(wǎng)的改良PEL生產(chǎn)方法，該專利的公開內(nèi)容此處以其全部引為參考。Rieker專利公開了由多層板料構(gòu)建的篩網(wǎng)，每一板料均帶有開孔，所述開孔放置形成通過篩網(wǎng)的通道。板料的堆疊方式使得每一板料的開孔中心均與其余板料的開孔中心偏移，從而可形成中心軸與平行于篩網(wǎng)表面的平面不呈90角的通道。換句話說，通道以非垂直角度對齊，或者是傾斜對齊。
替換性地，可采用高能束穿孔工藝形成垂直或帶角度的圓筒狀通道，從而形成篩網(wǎng)，例如Rose的WO00/16726中所描述的方法?？蓪ose專利申請中所描述的方法和篩網(wǎng)進(jìn)行改進(jìn)，用以生產(chǎn)出篩網(wǎng)并生成本發(fā)明的膜和制品。
Ahr的美國專利4,4659045公開了顯示出非平滑的可見表面的成形膜，其公開內(nèi)容此處以其全部引為參考。該成形膜帶有對膜表面去光澤的規(guī)則間隔開的表面突起細(xì)微圖案。當(dāng)料片與表面帶有畸變的轉(zhuǎn)動篩網(wǎng)相接觸時，通過對半熔融料片施加真空，微突起即穿透料片的厚度。突入膜內(nèi)的畸變導(dǎo)致膜朝相反面突出，從而形成微突起。Ahr教導(dǎo)，要實現(xiàn)膜表面的去光澤，微突起必須以受控圖案間隔開，圖案中的每個微突起均沒有大得足夠可以內(nèi)切直徑為4密耳(100微米)的圓的平面區(qū)域，每一微突起均相對所有相鄰微突起間隔開，使得所述微突起和所述相鄰微突起之間的任意平表面上可內(nèi)切的任意圓的最大直徑低于約4密耳(100μm)。
Procter & Gamble Co公司制備的，商標(biāo)為“DRI WEAVE”的常用膜顯示出Ahr教導(dǎo)的特性。DRI-WEAVE膜在其表面上帶有215目的六邊形微突起圖案(任何兩個微突起之間的最小中心-中心距離為5密耳(125微米))。該微突起的幅度小于約2密耳(50微米)。成形于篩網(wǎng)上的Ahr膜的橫截面如圖11中所示。穿孔篩網(wǎng)601表面上帶有長約1密耳(25微米)，直徑1密耳(25微米)的圓柱形畸變604，其中心與中心的距離約5密耳(125微米)。熔融聚合物膜與形成微突起614的畸變的外圍表面相適配，該微突起從膜611的平表面向外伸出。換句話說是第三表面的微突起，所述第三表面沒有位于第一和第二表面之間，其第一表面是平面，第二表面是大突起的端點。
圖7-10圖解了在篩網(wǎng)金屬絲601表面上產(chǎn)生畸變受控圖案的例述性蝕刻工藝。穿孔篩網(wǎng)金屬絲601封裝于可除去的抗蝕刻涂層602內(nèi)，從而提供有紋理的表面。無紋理篩網(wǎng)中的金屬絲可被碾磨平或削平，從而提供有用的平面。涂層上施加由期望的紋理圖案組成的感光掩膜603?？筛鶕?jù)形成正浮雕還是負(fù)浮雕，由本領(lǐng)域人員設(shè)計掩膜603和抗蝕刻涂層602，從而實現(xiàn)所期望的表面畸變604。采用照明源用于固化沒有被遮蓋的涂層區(qū)。移去未固化的涂層，接著用酸除去與未固化涂層對應(yīng)的區(qū)域的金屬。一旦未固化的涂層除去，即可以看見表面畸變604。然后可除去抗蝕刻涂層602，留下的即是完工的帶有表面畸變604的開孔篩網(wǎng)。也可采用激光工藝以提供表面畸變。在該工藝中，高能束示蹤到篩網(wǎng)的無紋理表面上，由此除去期望深度和寬度的金屬條?？沙ズ罄m(xù)的金屬條，直到期望的表面畸變成形。
在一種替換方法中，可用激光束示蹤并燒蝕掉抗蝕刻涂層。這一方法消除了圖8所示的生成并應(yīng)用掩膜的需要。采用本申請?zhí)峁┑慕虒?dǎo)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可使用任何合適方法形成本申請所述維數(shù)的篩網(wǎng)。
刻蝕方法控制著能夠制造的微突起類型。蝕刻方法的一個局限性是與蝕刻區(qū)域有關(guān)的可刻蝕的深度。″蝕刻高寬比″是指蝕刻深度對未蝕刻表面之間最小蝕刻面的比。例如，用于制備DRI-WEAVEN膜的篩網(wǎng)具有215目的六邊形畸變圖案，畸變測值為高度約1密耳，直徑為1密耳。蝕刻深度為1密耳，未蝕刻表面之間的最短距離是4密耳。這種蝕刻高寬比因此是1∶4。如果所用高寬比為1.2∶1，最大預(yù)期蝕刻畸變高度，對于215目的六邊形圖案可能為4.8密耳。畸變之間寬間隔因此可使畸變的高度更大，間隔越窄會限制畸變的高度。增加畸變直徑，會減少其高度。經(jīng)引用將Ahr，Morssinkhof，Pruyn，Rieker，Radel，和Rose的專利的公開內(nèi)容引為參考。本領(lǐng)域的技術(shù)人員采用此處所提供的教導(dǎo)，能夠設(shè)計本發(fā)明的成形膜所使用的篩網(wǎng)。
本發(fā)明各種實施方案的柔軟回彈性料片優(yōu)選具有三維記憶，以及消費者所期望的柔軟感覺，所述消費者將料片用于貼身的衣服或制品。本發(fā)明實施方案所制備的膜，與真空成膜相比，柔軟性得到改善，與常規(guī)二階段高壓水噴成膜相比，回彈性得到改善。雖然無意束縛于任何工作理論，但柔軟性改善的一個理由被認(rèn)為可歸功于第二處理階段中使用水的實施方案，其用于改善膜的柔軟性(見圖3)。
本發(fā)明優(yōu)選的柔軟回彈性料片如圖5所示。如圖所示，本發(fā)明實施方案的料片400，包括許多大孔眼410型的大突起，優(yōu)選為五邊形的形狀，盡管其可具有任意的形狀和大小，并且包括許多優(yōu)選橫截面為圓形的微突起420。此外，突起可具有任意的橫截面。為了清晰，圖5僅示出了可存在于料片中的一些微突起420。其它通常采用的形狀包括六邊形，正方形和卵形。料片400可由能被真空和流體變形的任何材料制成。優(yōu)選，這些可變形材料包括超出彈性極限拉伸時，基本保持其新成形形態(tài)的材料。用于本發(fā)明的優(yōu)選材料包括化學(xué)同質(zhì)或異質(zhì)的材料，例如均聚物和聚合物摻合物，結(jié)構(gòu)同質(zhì)和異質(zhì)的材料，例如片材和層壓材料，或者它們的任意組合。特別優(yōu)選的材料包括乙烯、丙烯、丁烯、苯乙烯和丁二烯的聚合膜，包括均聚物、共聚物以及其摻合物。聚乙烯膜包括高密度、低密度、線性低密度、金屬茂和常規(guī)的聚乙烯聚合物。如前所述，料片400可由一種聚合膜構(gòu)成，或者可由多種膜構(gòu)成，包括共擠出膜和層壓制品。
這種三維料片優(yōu)選具有約0.100至約2.50毫米，優(yōu)選約0.100至約2.00毫米，更優(yōu)選0.100至約1.50毫米的厚度(loft)，或者高度″h″。本發(fā)明大孔眼410的尺寸的變化范圍可以很大，這取決于所需要的料片外觀和觸感，以及孔眼的幾何形狀設(shè)計(即，六邊形，五邊形，七角形、圓形等等)。如果如圖5所示采用五邊形大孔眼410，則優(yōu)選下列尺寸。本發(fā)明特別優(yōu)選的這個實施方案的肋條或金屬絲的厚度″t″可為約0.04至約0.80毫米，優(yōu)選約0.06至約0.70毫米并最優(yōu)選約0.08至約0.6毫米范圍的任意值。大孔眼410的直徑“d”，例如從一側(cè)到另一側(cè)的距離，可為約0.1至約2.5毫米，優(yōu)選約0.1至約2.0毫米，更優(yōu)選約0.1至約1.7毫米，更優(yōu)選約0.1毫米至約1.55毫米之間的任何數(shù)量，并最優(yōu)選約1.55毫米至約2.0毫米。本發(fā)明料片的大孔眼依賴于其預(yù)期用途，結(jié)構(gòu)上可有顯著改變。例如DRI-WEAVE膜具有25目的大孔眼五邊形圖案，其中每個孔眼的最大寬度為約0.8毫米。在各種吸收制品中，這種膜可理想地用作頂片或覆蓋料。微突起420的尺寸也會改變，這在以下的圖13中作了更詳細(xì)描述。
可采用本發(fā)明各實施方案的方法生產(chǎn)其它具有不同圖案的膜。例如優(yōu)選大孔眼的六邊形64目大突起圖案，可理想地用作透氣背片或透氣彈性側(cè)板。64目六邊形圖案可具有以16.6密耳中心隔開的孔眼。因此，可控制孔眼直徑，以便提供所希望的盡可能大或盡可能小的滲透性。較小的滲透性需要較小孔隙，這相應(yīng)地留出更多待紋理化的膜表面。還可以改變大突起的受控圖案，以使具有多個孔眼區(qū)，從而提供賦予膜各類彈性的受控方法。本領(lǐng)域的技術(shù)人員采用本申請所提供的指導(dǎo)原則，可改變前述孔眼和突起中任意或所有的尺寸(大孔眼410和微突起420)，以及改變料片400的設(shè)計(例如，大孔眼410和微突起420的連續(xù)陣列，孔眼的散布構(gòu)型，或者為了描繪圖形圖像而排列的孔眼，紋理信息或者其它辨識標(biāo)記)。
當(dāng)用于吸收制品時，本發(fā)明的料片400優(yōu)選具有貼身表面430(例如，第一表面)和衣物或吸收性芯的對向表面440(例如，第二表面)的衣物或吸收性芯。如圖5所示，微突起420的末端結(jié)束于第3表面處。
回頭參考圖3，此處將更詳細(xì)地描述本發(fā)明優(yōu)選的方法。用于形成膜的聚合物優(yōu)選與本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的任意加工添加劑和助劑一起進(jìn)料到熔融和混合設(shè)備中，優(yōu)選為擠出機。由擠塑模頭10排出的熔融聚合物簾幕12或者由多擠塑模頭10排出的共擠出聚合物簾幕12與旋轉(zhuǎn)的孔眼形成/紋理化篩網(wǎng)14相接觸。可將熔融聚合物簾幕12直接進(jìn)料到旋轉(zhuǎn)孔眼形成/紋理化篩網(wǎng)14上，或者可在這種接觸之前將其(完全或部分)冷卻。聚合物簾幕12不必是完全熔融的聚合物，其寧可是溫度處于用于形成簾幕12的聚合物的軟化點之上的聚合物簾幕12。可通過任何本領(lǐng)域公知的技術(shù)織造旋轉(zhuǎn)的孔眼形成/紋理化篩網(wǎng)14，且其優(yōu)選是具有所需孔眼尺寸畸變圖案和構(gòu)型的開孔鍍鎳篩網(wǎng)。例如該旋轉(zhuǎn)的孔眼形成/紋理化篩網(wǎng)14可形成如圖5所示的形狀。
當(dāng)篩網(wǎng)旋轉(zhuǎn)時，溫度保持在優(yōu)選高于制造該膜所用聚合物的軟化點的聚合物被攜帶至真空區(qū)段16，在該處對孔眼、預(yù)紋理施加真空，并冷卻熔融的片材。在這一冷卻過程中，膜部分或全部結(jié)晶并獲得三維記憶。可通過例如在真空管18一端或兩端抽吸空氣產(chǎn)生真空區(qū)段16處的真空。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會顯而易見其它在真空區(qū)段16處產(chǎn)生真空的技術(shù)，且能夠?qū)⑵溆糜诒旧暾埶枋龊鸵蟊Ｗo(hù)的情況中。真空區(qū)段16產(chǎn)生的真空度根據(jù)所要求的變形程度而改變，其一般取決于具體的開孔構(gòu)型以及聚合物簾幕12的溫度。本發(fā)明中優(yōu)選直接將澆注擠塑模頭10中的熔融聚合物引導(dǎo)到旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)14上，并且真空度為約0至約500毫米汞柱，更優(yōu)選約10至約250毫米汞柱，且最優(yōu)選約20至約200毫米汞柱。利用這里提出的指導(dǎo)原則，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠確定真空區(qū)段16中產(chǎn)生的合適真空度。
在真空區(qū)段16處形成膜以后，膜變得有回彈性。此處所用的″回彈性″是指施加壓力和溫度時材料基本保持其構(gòu)型，但加熱至其軟化溫度時除外?；颈３制錁?gòu)形是指，材料在溫度和/或壓力負(fù)荷被除去之后，可″彈性回復(fù)″到它最初構(gòu)型的高達(dá)90％，優(yōu)選95％，并且更優(yōu)選100％。此時回彈性大孔膜與篩網(wǎng)一道向噴水噴嘴20移動。當(dāng)篩網(wǎng)由支撐區(qū)段24支撐時，水流22碰撞到該膜上。優(yōu)選當(dāng)水流在室溫下或更高溫度時，優(yōu)選約40℃至約90℃，更優(yōu)選約65℃至約75℃，施加該水流。優(yōu)選的水壓在約10N/cm2至約500N/cm2范圍內(nèi)的任意值，更優(yōu)選約25N/cm2到約350N/cm2，且最優(yōu)選小于約300N/cm2。
本發(fā)明中優(yōu)選水不穿過已經(jīng)成形的大孔眼410(圖5)。通過水噴嘴20(圖3)施加水，用以作用于膜的纖維狀金屬絲以使其軟化，并還使膜接受與篩網(wǎng)的纖維狀金屬絲中存在的紋理表面的成鏡像的圖形。篩網(wǎng)的紋理已經(jīng)在真空成型工序期間預(yù)先印記到該膜的內(nèi)表面，并在這時壓印得更清晰，從而使其更清晰可見和可感知。附加的紋理提高柔軟的感覺。
盡管在噴水工序中優(yōu)選使用支撐區(qū)段24且不使用真空，但是支撐區(qū)段24不是必需的。另外，可采用真空以輔助通過大孔眼410吸水，并且干燥孔眼。在這一替換實施方案中，在旋旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)14內(nèi)側(cè)采用除水系統(tǒng)，例如在Curro的任何一項專利中描述的系統(tǒng)。
然后本發(fā)明的柔軟彈性膜隨著篩網(wǎng)14的連續(xù)轉(zhuǎn)動而繼續(xù)前行，直到其優(yōu)選地越過鼓風(fēng)區(qū)段26。雖然本發(fā)明中優(yōu)選使用鼓風(fēng)區(qū)段26，但是可以如上所述相同或類似的方式再次采用抽真空。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，從鼓風(fēng)管28的一端或兩端鼓入空氣，并經(jīng)過鼓風(fēng)區(qū)段26和經(jīng)過柔軟回彈性膜400內(nèi)的大孔眼410排出該管。在空氣穿過膜中的孔時，優(yōu)選去除可能容納在開孔的膜突起內(nèi)部的水滴。在這里，優(yōu)選使用干熱空氣，并優(yōu)選空氣的溫度在約40℃至約90℃的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在約65℃至約75℃的范圍內(nèi)。此外，當(dāng)膜通過支撐區(qū)段和除水輥30時任選另進(jìn)行除水。優(yōu)選用外部盛液盤32捕獲加工水，使其能夠易于除去，且如果需要的話，可在排放或再循環(huán)之前進(jìn)一步處理。
然后柔軟回彈性膜42優(yōu)選經(jīng)移去輥40離開篩網(wǎng)，并在干燥設(shè)備44中干燥。然后如果需要，可接著將干燥的柔軟回彈性膜46纏繞成卷。替換性地，可將膜46切開、電暈處理，或者在卷繞或切割之前與其它材料層壓(未示出)。替換地，可將膜或?qū)訅褐破纺Ｇ?，而可將切割件以卷形式裝箱或包裝。
圖12顯示了用公知方法制造的不良膜的橫截面。不良主要是由于所示膜的粗糙感的紋理。在穿孔篩網(wǎng)601的表面上以215目的六邊形格子圖案置有長度超過約2密耳(55微米)且直徑約1密耳(25微米)的圓柱狀畸變604。熔融聚合物膜貼合至畸變的周圍表面，所述畸變形成遠(yuǎn)離膜611平坦表面延伸的突起614。無意受理論的束縛，但本發(fā)明人相信這種粗糙紋理是源于，熔融聚合物還未充分起作用并且還未充分延展以使圍繞整個畸變準(zhǔn)確成形，該熔融聚合物就已包封了畸變并且結(jié)晶，從而引起它的側(cè)面部分薄而軟。
用此處所述方法制造的本發(fā)明實施方案的特別優(yōu)選膜的橫截面示于圖13。在穿孔篩網(wǎng)601的表面上以215目六邊形圖案置有高度最多約4密耳(100微米)且直徑約1密耳(25微米)的圓柱狀畸變604。在第一次真空處理(圖3)的情況下，將熔融聚合物膜部分地貼合至周圍表面，并隨后在第二次流體加工的情況下，將熔融聚合物膜貼合至畸變，所述畸變形成從膜611的平坦表面向遠(yuǎn)處延伸的突起614。當(dāng)采用215目的六邊形格子圖案時，本發(fā)明的畸變604優(yōu)選高度約2密耳至約5密耳，且直徑約1至約3密耳，更優(yōu)選約1至約2密耳直徑。更優(yōu)選，畸變604的高度為約2.5至約4.8密耳，且最優(yōu)選約3.0至約4.5密耳，并且直徑最優(yōu)選為約1密耳。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)能意識到，如何改變畸變604的間隔，從而形成與上述相比更高和/或直徑更大的畸變604。
本發(fā)明的料片可用任何成膜聚合物制造，并且聚合物的合理選擇取決于所希望的膜應(yīng)用。包含目數(shù)大于54的大開孔圖案的膜需要易流動的聚合物，例如具有高熔融指數(shù)的低密度聚乙烯。理想地應(yīng)是低粘度的，粘度也會決定聚合物的選擇。期望的應(yīng)是可伸長的聚合物，使得可通過液壓圍繞畸變無破裂地形成膜，例如線性低密度聚乙烯或金屬茂催化的線性低密度聚乙烯。畸變的尺寸和形狀清楚地決定了所需可伸長的聚合物的最低量。所屬技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員應(yīng)能認(rèn)識到，可組合各種聚合物以獲得供制造各種類型膜的最佳配方。
在形成膜400以后，優(yōu)選可將膜用作貼身制品，優(yōu)選吸收制品的元件。特別優(yōu)選的吸收制品是尿布，典型的尿布如圖6所示，其為了明晰去掉了松緊帶的作用。此處所用的術(shù)語″吸收性衣著″、″吸收制品″或簡單地″制品″或″衣著″是指吸收并容納體液及其它身體排出物的裝置。更具體地說，這些術(shù)語是指，被靠在或者靠近于穿用者身體上的衣著，用于吸收并容納各種從身體排出的分泌物。吸收性衣著的例子的非窮舉清單包括尿布、橡皮遮蓋物(cover)、一次性尿布、訓(xùn)練褲、女性衛(wèi)生用品、成人失禁制品，手術(shù)衣、傷口敷料等等。這些衣著可能規(guī)定在單次使用后棄去或部分棄去(″一次性″衣著)。這些衣著可包含基本上單一的不可分結(jié)構(gòu)(″一元″衣著)，或者可包含可替換的嵌入件或其它可互換的部件。
可將本發(fā)明用于所有前述類別的吸收性衣著，而對是否一次性或別的方式則無限制。此處所述的實施方案提供了作為示例性結(jié)構(gòu)的嬰兒尿布，但這不應(yīng)規(guī)定為限制了要求權(quán)利的本發(fā)明。本發(fā)明應(yīng)被理解為非限定地包括，料片400在所有類別和類型的吸收性衣著中的應(yīng)用，包括此處所述的吸收性衣著。
貫穿本申請地，術(shù)語“置于”和措詞“被置于…上”、“置于…上”、“置于…中”、“置于…之間”及其變體(例如，有關(guān)這種制品是“被配置”的描述被插入“配置”和“在…之上”兩個詞的中間)規(guī)定為是表示，一個元件可與另一個元件結(jié)為整體，或者是指一個元件可為一個單獨的結(jié)構(gòu)，其粘結(jié)到另一個元件上或與另一個元件放在一起或靠近放置。因此，被″置于”吸收性衣著的元件“上″的部件可直接或間接地形成或應(yīng)用到元件的表面上，形成或應(yīng)用到多層元件的層之間，形成或應(yīng)用到與該元件放在一起或與該元件靠近的基底上，形成或應(yīng)用到該元件或另一個基底的層內(nèi)，或者其它變體或其組合。
貫穿本說明書的術(shù)語“頂片”和“背片”表示這些材料或?qū)酉鄬τ谖招孕緦拥年P(guān)系?？梢岳斫猓谖招孕緦优c頂片和背片之間可存在附加層，而且附加層和其它材料可存在于與頂片或者與背片相對的吸收性芯層的側(cè)面上。
圖6是本發(fā)明的示例性實施方案的吸收性衣著500(優(yōu)選一次性吸收性衣著)的部分剖視圖。圖6所示的實施方案是嬰兒尿布，然而這一描述不應(yīng)規(guī)定為限定了本發(fā)明，并且本領(lǐng)域的技術(shù)人員會領(lǐng)會到，本發(fā)明涵蓋了其它類型的吸收制品。然而為簡單起見，將參考嬰兒尿布描述本發(fā)明。圖6的衣著500是其處于一般拉平位置的描繪，使貼體一側(cè)朝下，并且所描繪的各彈性部件處于松弛條件下同時為了明晰去掉了松緊帶的影響(當(dāng)松馳時，松緊帶一般引起周圍的的材料皺裥或“抽褶”)。在拉平位置情況下，衣著500通常會具有沙漏形的結(jié)構(gòu)，但是它也可具有適于所給定應(yīng)用的任何其它形狀，例如矩形，梯形，″T″字形等等。
如此處所用，衣著的縱軸100是與使用者前后尺寸相對應(yīng)的衣著尺寸，而該衣著的橫軸102是與使用者對邊尺寸相對應(yīng)的尺寸。
使用中，本發(fā)明包括短褲狀的衣著500，其帶有腰圍部位和分叉部位。該腰圍部位可包括第一腰部區(qū)域512，其與例如穿用者身體的后腰部位鄰接，和第二腰部區(qū)域514，其與例如穿用者身體的前腰部位鄰接。第一與第二腰部區(qū)域512、514可分別對應(yīng)于穿用者身體的前面和后面，這取決于衣著500是附著在所述穿用者的前面還是附著在其后面。第一和第二腰部區(qū)域優(yōu)選在它們的側(cè)邊518處或其附近連接在一起，使衣著500的縱向端邊520形成腰部開口的周邊。當(dāng)衣著500穿在穿用者的身上時，分叉部位516在第一和第二腰部區(qū)域512、514之間延伸，并且分叉邊緣522形成一對褲管的周邊。
衣著500優(yōu)選包括頂片524和可基本上與頂片524共邊相連的背片526。當(dāng)穿上衣著500時，頂片524朝著穿用者的身體，而該背片526背對該穿用者。優(yōu)選將吸收性芯層528置于頂片524和背片526的至少一部分之間。
本發(fā)明的實施方案可進(jìn)一步包括各種附加特征。一對或多對彈性皺裥530可臨近分叉邊緣522延伸。衣著500還可包括一或多個廢物容納系統(tǒng)，例如內(nèi)置的常備腿部褶裥540，其優(yōu)選沿著縱向中心線100的相對側(cè)(圖5中為了明晰，僅示出了一個常備腿部褶裥系統(tǒng)540)，從第二腰部區(qū)域514到第一腰部區(qū)域512延伸。還可為第一和第二腰部區(qū)域512、514中的一者或兩者可配備彈性或泡沫條532或者其它可彈性伸展的材料，其幫助衣著圍繞穿用者的腰部收縮，從而提供了改善的合身性和防漏性。
吸收性衣著500還優(yōu)選包括緊固件，用于使第一腰部區(qū)域512連接至第二腰部區(qū)域514。緊固件優(yōu)選包括一對翼片534，其沿著衣著500的第一腰部區(qū)域512的相對側(cè)邊518向外側(cè)延伸。該翼片534可包括彈性可伸展材料(未顯示)，并且可設(shè)計成能圍繞穿用者腰部伸展，以提供改善的合身性、舒適性和防漏性。這樣的彈性翼片534可用于連接，或者代替腰部泡沫532，或者其它彈性可伸展材料532。
將至少一緊固性機構(gòu)536(總稱為″緊固件536″)附于每個翼片534上，用于將翼片連接至第二腰部區(qū)域514，從而形成短褲狀的衣著500，并且使衣著500能夠被固定或以別的方式被合身地穿在穿用者身上。該緊固件536可附著于第二腰部區(qū)域514上的一個或多個目標(biāo)器件538上。
衣著500的各種部件可彼此附著，彼此聯(lián)合或者臨近配置或在彼此之間配置，以形成優(yōu)選在衣著500的使用期限內(nèi)保持其形狀的結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明中用到時，術(shù)語″附著的″、″連接的″、″聯(lián)合的″及類似術(shù)語包括一些構(gòu)型，借助這些構(gòu)型，第一部件直接連接到第二部件上，這種連接是通過將第一部件直接固定到第二部件上，通過經(jīng)中間件間接連接第一部件和第二部件，以及通過其它部件之間的鎖位部件固定各部件的相對位置。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會領(lǐng)會，可使用各種方法或方法的組合，以可靠地彼此連接衣著500的各個部件。
頂片524與背片526可用本領(lǐng)域公知的多種材料建造。本發(fā)明并無為這些部件限定任何具體材料的意圖?？砂凑詹煌愋臀招砸轮拿恳环N的要求，或者為適應(yīng)各種使用者的尺碼，成形并確定頂片524與背片526的大小。在本發(fā)明衣著500為尿布或成年人失禁短內(nèi)褲的實施方案中，組合的頂片524和后背片526可具有沙漏形狀，如圖1所示，或者可具有矩形、梯形、″T″字形形狀或其它形狀。
由于目前可得的襯背和襯里片狀構(gòu)造物和材料各種各樣，所以本發(fā)明無意限定這些部件為任何具體的材料或構(gòu)造物。背片526優(yōu)選用本領(lǐng)域已知的任何合適的柔韌的不透液體材料制造。典型的背片材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚酯、尼龍和聚氯乙烯及這些材料共混物的膜。例如后背片可用厚度在0.02-0.04毫米范圍內(nèi)的聚乙烯膜制造。
背片526可用例如二氧化鈦著色，從而給衣著500提供令人喜愛的顏色或者使后背片526足夠不透明，使得從衣著外面無法看到衣著500所容納的分泌物。另外可用以下方式形成不透明的背片526，例如在聚合物膜中使用各種惰性組分然后雙軸延伸該膜。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會顯而易見其它的背片材料。背片526優(yōu)選具有足夠的液體不透過性以阻止流體的任何滲漏。在衣著500上的不同位置之間所需的液體不透過性水平可能不同。
可用例如在授予Heran等人的美國專利4,646,362中公開的纖維性的、非織造布覆蓋背片526。用于這一纖維性外襯的材料包括，例如聚丙烯、聚乙烯或聚酯纖維的合成纖維的紡粘非織造料片；纖維素纖維、紡織纖維例如人造絲纖維、棉等，或者纖維素與紡織纖維的混合物的非織造料片；與纖維素、漿粕纖維或紡織纖維混合的合成纖維例如聚丙烯、聚乙烯或聚酯纖維的紡粘非織造料片；或熔噴的熱塑性纖維，例如聚丙烯、聚乙烯、聚酯或其它熱塑性材料的大纖維或微纖維，或這類熱塑性大纖維或微纖維與纖維素、漿粕或紡織纖維的混合物。
本發(fā)明中優(yōu)選由一或多層開孔料片400構(gòu)成頂片524。當(dāng)開孔料片400用作頂片時，料片400貼近身體的表面430(圖5)優(yōu)選面朝圖6的頁面內(nèi)側(cè)，因為頂片524是圖中的最里層，而朝向料片400的表面440的衣著或吸收性芯則優(yōu)選從該頁面朝外面對吸收性芯層528。這樣的開孔膜400一般用表面活性劑處理，以使其親水，并且如前所述，制造料片400的優(yōu)選方法使表面活性劑較少地被從頂片524表面除去。使用本發(fā)明開孔膜400有許多優(yōu)點，這些優(yōu)點包括真空成形膜的回彈性和水力噴射(水噴)成形膜的改良的柔軟度。
頂片524與背片526可用本領(lǐng)域公知的多種方法彼此聯(lián)合。例如可將它們彼此以熱、超聲、或化學(xué)方式結(jié)合。也可采用熱熔膠的線條或機械緊固件例如線、夾子或鉤環(huán)(staples)使其連接。具體連接方法可能要依據(jù)頂片524和背片526所選擇的材料類型。
已經(jīng)參考具體的優(yōu)選實施方案和例子描述了本發(fā)明。但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會領(lǐng)會到，無需明顯背離其中的精神和范圍，即可對本發(fā)明進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.制造料片的方法，該方法包括i.提供軟化材料的料片；ii.將軟化材料的料片沉積到篩網(wǎng)上，該篩網(wǎng)具有穿孔和畸變，穿孔形成了纖維狀元件的受控圖案；iii.使軟化的料片受到真空，使得料片上形成大突起，這些大突起形成纖維狀元件的受控圖案，大突起基本上與篩網(wǎng)穿孔的形狀一致，由此軟化料片受到真空足夠時間而使軟化料片開始固化；iv.使料片與流體接觸，在膜的纖維狀元件上形成與篩網(wǎng)畸變相一致的微突起；和v.從篩網(wǎng)上取下該料片。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中流體為加壓的水。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中水噴射器輸送具有足夠能量的加壓水，使固體料片永久變形而不在覆蓋篩網(wǎng)畸變的部位開孔，從而形成不開孔的微突起。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中水噴射器輸送具有足夠能量的加壓水，使固體料片在覆蓋篩網(wǎng)畸變的部位破裂，從而在膜內(nèi)形成開孔的微突起。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中流體為壓縮空氣。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中氣刀輸送具有足夠能量的加壓空氣，使固體料片永久變形而不在覆蓋篩網(wǎng)畸變的部位開孔，從而形成不開孔的微突起。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中氣刀輸送具有足夠能量的加壓空氣，使固體料片在覆蓋篩網(wǎng)畸變的部位破裂，從而在膜內(nèi)形成開孔的微突起。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中篩網(wǎng)上的畸變是圓柱狀的。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中畸變的高度范圍為約2到約5密耳，直徑范圍為約1到約3密耳。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中大突起是開孔的。
11.由權(quán)利要求1方法制造的柔軟回彈性料片。
12.如權(quán)利要求11所述的料片，其中料片具有約0.100到約2.50毫米的厚度。
13.如權(quán)利要求11所述的料片，其中開孔大突起的直徑范圍為約0.1到約2.0毫米。
14.如權(quán)利要求11所述的料片，其中大突起的高度范圍為約2到約5密耳，直徑范圍為約1到約3密耳。
15.含有權(quán)利要求11所述料片的吸收制品。
16.如權(quán)利要求15所述的吸收制品，其中料片具有約0.100到約2.50毫米的厚度。
17.如權(quán)利要求15所述的吸收制品，其中大突起的直徑范圍為約0.1到約2.0毫米。
18.如權(quán)利要求15所述的吸收制品，其中大突起的高度范圍為約2.5到約4.8密耳，直徑為約1密耳。
19.如權(quán)利要求15所述的吸收制品，其中料片為頂片，并進(jìn)一步包括背片和至少部分位于頂片和背片之間的吸收性芯。
20.如權(quán)利要求15所述的吸收制品，其中該制品是嬰兒尿布。
21.如權(quán)利要求15所述的吸收制品，其中該制品是婦女衛(wèi)生用品。
全文摘要
本發(fā)明的實施方案涉及成形膜，該膜的制造方法為首先使膜受真空作用而形成大突起、或者大的孔眼，然后使膜與流體接觸，在該膜中形成微突起。本發(fā)明包括包括成形膜的吸收制品，改良的成形膜和制造成形膜的方法。
文檔編號B32B3/00GK1753767SQ200480004862
公開日2006年3月29日 申請日期2004年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月10日
發(fā)明者馬爾塞洛·S·科帕特, 吉姆·特里布爾, 托德·R·斯科赫多波萊, 肖恩·W·鮑爾, 布里安·F·格雷, 基思·J·斯通 申請人:屈德加薄膜產(chǎn)品股份有限公司