CN1302194A - 多层耐压有孔幅片 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种有孔的耐压幅片,该幅片包括具有多个形成火山形表面偏差的微孔的第一表面,和基本上与第一表面平行并间隔开的第二表面。多个液体通道在第一表面和第二表面之间延伸以使第一表面和第二表面彼此可以进行液体交换。幅片由包括至少一个刚性层和至少一个与刚性层连接的较低刚性层的多层聚合物膜形成。在优选的实施例中,刚性层具有至少120kpsi的弹性模量,并且较低刚性层具有不大于75kpsi的弹性模量。多层膜优选通过共挤压包括聚苯乙烯和聚丙烯的混合物的刚性层,和包括低密度聚乙烯(LDPE)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)的较低刚性层形成。

Description

多层耐压有孔幅片
发明领域
本发明涉及宏观扩展的、三维有孔的聚合物幅片。特别是，本发明涉及这种具有微孔的，并具有改进的耐压能力的幅片。
背景技术
长期以来在一次性用品的领域中公知的是希望构造为用户提供干爽的表面感觉一次性用品，诸如一次性尿布、月经用品、卫生巾、失禁用品等。这种吸湿用品通常具有透液的顶片，顶片具有第一穿用者接触表面(或者朝向身体表面)和第二吸湿垫片接触表面(或者朝向衣物表面)。通过为用户提供干爽的表面感觉，顶片赋予改进的穿用舒适感，并使由于延长了暴露在吸湿用品吸收的水分中的时间而产生的不理想皮肤状态发展最小化。
干爽的表面通过设计顶片既具有液体传输特性又具有液体存留特性而获得。理想的液体传输特性是使顶片获取诸如尿液或者月经等的液体，并将液体传送到吸湿用品中。一旦吸收进吸湿用品中，顶片的液体存留特性优选阻止再润湿，即，液体返回穿过顶片的运动。再润湿至少是两种原因的结果：(1)由于压吸湿用品而压榨出吸收的液体；和/或(2)水分收集在顶片之中或之上。优选的是，液体收集或者液体存留的两个特性均最大化。换一种说法，优选的是，顶片呈现高液体接收速率和低水平的再润湿性。
尽管织造和非织造的纤维幅片由于其令人愉快的表面感觉经常用作一次性吸湿衣物上的顶片，但聚合物成形膜幅片已经在许多场合显示出呈现更理想的液体传输和液体存留特性。例如，一个可行的现有技术的方案在具有共同受让人的1982年8月3日授予Radel等人的美国专利第4,342,314号中公开并在此引用作为参考。Radel等人公开了具有穿用者接触顶片的吸湿用品，顶片由弹性的宏观扩展的、三维的、塑料幅片组成，展示了类纤维的和塑料性能的结合。幅片的类纤维外观是由于类纤维件为连续体，其中各个类纤维件的相对端至少与类纤维件的另一端互连。
通常由Radel等人所公开的类型的顶片在提高将液体快速从顶片的穿用者接触表面转移到第二吸湿垫片接触表面具有较高的效率。因而，当与传统的非织造纤维顶片相比较时，在月经垫片方面，由于使用中其清洁和干爽的外观，该类顶片享有广泛的商业性的成功。尽管Radel等人的顶片在提高将身体的液体从第一穿用者接触表面快速转移到第二吸湿垫片接触表面具有较高的效率，仍存在着一些消费者对将由塑料组成的聚合物幅片与用户的皮肤接触的消极反应。
当与织造和非织造纤维幅片相比较时，由于能够用前述提及的类型的聚合物幅片提供的优异的液体处理特性和其本身的成本的优点，对改进消费者对用聚合物幅片与皮肤接触的反应花费了相当大的努力。例如，展示了基本上无光泽的可视表面的和类布的触感的改进的宏观扩展的三维聚合物幅片在具有共同受让人的在1984年7月31日授予Ahr等人的美国专利第4,463,045号中公开了。Ahr等人的宏观扩展的三维聚合物幅片的可视表面优选具有表面偏差的规则间隔的微观图案，图案太精细以致当观察者的眼睛与幅片的平面之间的垂直距离大约是12英寸时，不能由普通肉眼察觉。然而，图案对基本上消除入射光的镜像反射有极高的效率。
在1986年12月16日授予Curro等人的美国专利第4,629,643号公开了对提供展示柔软性和丝般触感的聚合物幅片的特别有效的方案。Curro等人公开了具有不连续的表面偏差的精细鳞片图案的微孔聚合物幅片。与诸如在前述Ahr等人的专利中公开的现有技术的幅片不同，至少提供一个微小的孔，即，微孔，基本上与各表面的偏差的最大幅度相对应。由在各个表面偏差的峰值的孔产生的不连续性大大降低其对压缩和剪切的抵抗力，并显著的改变了幅片的触觉反应。Curro等人的微孔幅片不仅基本上显示出无光泽性，此外，也展示了对许多消费者是优选的柔软性和丝般的触感。前述Curro‘643专利在此引用作为参考。
尽管Curro‘643微孔幅片展示了优异的柔软性和触感，以及优异的液体接收率，但经验已经示出用这种幅片制造的顶片与其它成形膜的有孔幅片相比较具有相对较差的再润湿特性，诸如通常在前述的Radel专利中所公开的。无需理论证明，Curro‘643的幅片的有限的耐压能力似乎使其更加易于在压力下再润湿。由于再润湿的特性影响为消费者提供整体干燥和清洁，该缺陷可能限制消费者对有孔的或者微孔的幅片的接受。
从而，提供具有改进的耐压能力的柔软的多孔的幅片是理想的。
另外，提供具有优异的液体传输和液体存留特性的柔软的多孔的幅片是理想的。
此外，提供具有优异的改进的压力下的耐压能力的柔软的、多孔的顶片的吸湿用品是理想的。
发明概述
本发明公开了有孔的、耐压幅片，幅片包括具有形成火山形状表面偏差的多个微孔的第一表面和通常与第一表面平行并与其间隔开的第二表面。多个液体通道在第一表面和第二表面之间延伸以使第一表面和第二表面彼此可以进行液体交换。幅片由包括至少一个刚性层和至少一个与刚性层连接的较低刚性层的多层聚合物膜形成。
在优选的实施例中，刚性层具有至少120kpsi的弹性模量，并且较低刚性层具有不大于75kpsi的弹性模量。多层膜优选通过共挤压包括聚苯乙烯和聚丙烯的混合物的刚性层，和包括低密度聚乙烯(LDPE)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)的较低刚性层形成。
附图的简要说明
尽管用具体指出并明确要求保护本发明的主题的权利要求书作为说明书的结尾，据信本发明将从下列与附图相关的说明中更好的理解，附图中相同的参考号标明相同的件，其中：
图1是通常在具有共同受让人的美国专利第4,342,314号中公开的类型的现有技术的聚合物幅片的放大的局部透视图图；
图2是通常在具有共同受让人的美国专利第4,629,643号中公开的类型的现有技术的聚合物幅片的放大的局部透视图；
图3是本发明的优选耐压幅片放大的局部透视图，具有两层聚合物膜，至少其中一个是刚性层和至少其中一个是较低刚性层；
图4是图3所示的类型的幅片的另一个放大的局部水土，但是详细的说明了本发明的耐压幅片的幅片构造；
图5是本发明的耐压幅片的膜的两层的实施例的局部剖视图；
图6是投影到本发明的另一种方案的耐压幅片的第一表面的平面上的代表性孔的形状的平面图；
图7是卫生巾的部分剖开的顶视图，以更明确的示出卫生巾的构造；
图8是图7的沿线8-8的卫生巾的剖面图；
图9是简化的示意图，示出了用于形成本发明的幅片的装置；
图9a-9c是本发明的幅片在微孔化和大孔化的过程中的三个不同点的剖面示意图；
图10是本发明的幅片的示范性的实施例的显微照相；
图11是说明本发明的幅片的耐压能力与施加的压力的比较数据的图表。
发明详细说明
图1是现有技术的宏观扩展的、三维的、类纤维的、可透液体的聚合物幅片40的放大的局部视图，已经发现其高度适合于用作一次性吸湿用品中的顶片，诸如尿布和卫生巾。现有技术的幅片通常与具有共同受让人的在1982年8月3日授予Radel等人的美国专利第4,342,314号所教导的内容一致，其在此引用作为参考。透液体的幅片40展示了大量的孔，如孔41，这些孔由大量互连的类纤维件形成，如在幅片的第一表面50中彼此互连的类纤维件42,43,44,45和46。各个类纤维件包括基础部分，如位于第一表面50的平面52中的基础部分51。各个基础部分具有侧壁部分，如与其各个边缘相连的侧壁部分53。侧壁部分通常在幅片的第二表面55的方向延伸。类纤维件的相交侧壁部分在幅片的第一和第二表面之间彼此互连，并且基本上在第二表面55的平面56中彼此同时终止。
在优选的实施例中，基础部分51包括表面偏差58的微观图案，其与1984年7月31日授予Ahr等人的美国专利第4,463,045号的所教导的内容一致，其公开的内容在此引用作为参考。当根据Ahr等人所教导的内容存在时，表面偏差58的微观图案在幅片40由入射光线照射时提供了基本上无光泽性的可视表面。在更优选的实施例中，表面偏差58能够液压成形与1986年12月6日授予Curro等人的美国专利第4,629,643号所教导内容一致的微孔，其公开的内容在此引用作为参考。
在另一个实施例中现有幅片可在幅片的第一表面50中包括大量的非常小的毛细管的网络(未示出)，如同在1987年1月20日授予Ouellette等人的美国专利第4,637,819号所教导的，并且在此引用作为参考。据信当用作一次性吸湿用品的可延伸的、多孔的部分时，由较小的处理液体的毛细管网络提供的附加的多孔性可使幅片40的功能更有效。
在此所用的术语“互连件”指的是幅片40的一些元件或全部元件，其中的一部分起到通过连续的网络限定基本孔的作用。代表性的互连件包括，但是不局限于，前述‘314 Radel等人的专利和具有共同受让人的在1996年5月7日授予Goodman,Jr.等人的美国专利第5,514,105号中的类纤维件，并在此引用作为参考。正如从下述说明和附图中所能意识到的，互连件本身是连续的，在共同连接的过渡区中连接的互连件彼此交叠。
单个的互连件最好参考图1描述成置于任何两个相邻的基本孔之间的幅片40的部分，起始于第一表面50并向第二表面55延伸。在幅片的第一表面上互连件汇聚成连续的网络或者图案，互连件的连续的网络限定了基本孔，并且在幅片的第二表面，互连件的互连侧壁汇聚成第二孔的不连续的图案。互连件还通常参考图6在如下描述。
在此所用的术语“连续的”，当用作描述幅片的第一表面时，指的是通常在第一表面的平面中的第一表面不断开的特性。因此，从第一表面上的任何点和各个其它的点能够到达第一表面上的任一点，而基本上不离开第一表面。同样的，在此所用的术语“不连续”，当用于描述幅片的第二表面时，指的是通常在第二表面的平面内第二表面的断开的特性。因此，在基本上不离开第二表面的情况下，从第二表面上的任何点和各个其它的点不能够到达第二表面上的任一点。
通常，在此所用的术语“宏观”指的是当观察者的眼睛与幅片的平面之间的垂直距离大约是12英寸时，容易由普通肉眼察觉的结构特征或者元件。相反的，所用的术语“微观的”指的是当观察者的眼睛与幅片的平面之间的垂直距离大约是12英寸时，不易由普通肉眼察觉的结构特征或者元件。
在此所用的术语“宏观扩展的”，当用于描述三维幅片、带和膜时，指的是这样一些幅片、带和膜，即与三维成形结构的表面相符合而使其两个表面呈现成形结构的三维图案。这种宏观扩展的幅片、带和膜通常通过以下方法来符合成形结构的表面：压花(即，当成性结构呈现基本上由突出物组成的图案时)，形成凹陷(即，当成形结构呈现由凹入毛细管的网络组成的图案时)，或者将树脂熔化物挤压在任一种类型的成形结构的表面上。
通过比较，当在此所用的术语“平面的”描述塑料幅片、带和膜时，指的是用肉眼在宏观的范围观察幅片、带和膜时的总的大致情况。例如，不显示明显突出膜的平面的宏观变形的无孔挤压膜或者有孔挤压膜将通常描述成平面的。
当宏观扩展时，互连的件可以描述作类槽形的。其两维的剖面也可描述作“U形”，如上述提到的Radel等人的专利中所描述的，或者更通常的是描述作“向上凹陷形”，如在前述Goodman,Jr.等人的专利中所公开的。在此所用的“向上凹陷形”描述了类槽形的形状相对于幅片表面的取向，基部通常位于第一表面中，并且槽的腿部从基部开始在第二表面的方向延伸，槽的开口基本上位于第二平面中。通常，对于延伸通过幅片的与第一表面的平面垂直且与任何两个相邻的基本孔相交的平面来说，所形成的置于之间的互连件的剖面将展示基本上是U形的通常的向上的凹陷形状。
图2是现有技术的微孔聚合物幅片110的片段的放大的、局部透视图，该幅片优选基本上根据前述的Curro‘643的专利公开的内容形成。在将膜宏观扩展以在宏观扩展的幅片上形成表面偏差基本上均匀的分布之前，微孔在膜上成形。微孔125由液压成形过程形成，其中高压液体喷射流优选用于强迫幅片符合织造的长网支持件。因为由液体喷射流施加的较大的驱动力，与织造长网支持件中相交丝线形成的孔隙一致的幅片部分断裂，在基本上与各个表面偏差120的最大幅度对应的点上形成细孔，即微孔125。图2可见，在这些点上的表面偏差120的断裂导致在其周边具有较薄的、不规则形状花瓣126的火山形状的孔125的形成。成形的详细方法参考图9在下面描述。
与如图1所示的现有技术的宏观扩展的、三维的幅片有关的一个缺陷是一些消费者反对由塑料组成的聚合物幅片与其皮肤接触。将宏观扩展的幅片微孔化，诸如具有如图2的表面偏差所示的微孔，赋予幅片改进的柔软性和触感，由此，使幅片更加象布，而不象塑料。
即使微孔的、宏观扩展的幅片提供极大提高的柔软性，但已经发现在压力下更易于塌陷。这种压力下的塌陷导致幅片使用中在阻止再润湿的方面效率很低。无需理论证明，在压力下对塌陷的增加的敏感性是由于微孔幅片的降低的耐压能力。由于有多个微孔开口，其包括在互连件的侧壁的开口，微孔幅片可以不具有结构上的刚度，以抵抗正常使用压力并维持或者恢复某个间距，即，在幅片的第一表面和第二表面之间的某个距离。
因此，无需理论证明，微孔的、宏观扩展的幅片在压力下易于再润湿是由于微孔幅片的耐压能力降低。由于微孔的、宏观扩展的幅片的厚度随着使用的压力的增加而降低，再润湿量也增加。试验显示影响改进三维成形膜的再润湿特性的一个最重要的设计因素是顶片“间距”(stand-off)。顶片平衡通常指的是竖直的(即，Z向)距离，或者在幅片的第一朝向身体表面和幅片的第二朝向衣物表面之间的间隔。更特别的是，顶片间距指的是在穿用者的皮肤(或者毛发)和吸湿用品的吸湿芯之间的距离。
已经发现如果较刚硬的膜能够形成微孔、宏观扩展的、三维的、透液体的幅片(大致与前述的Curo‘643的专利所教导的内容一致)，最终的微孔幅片展示出所需的非微孔幅片的再润湿特性，即基本上是前述Radel等人的专利的宏观扩展的幅片。据信，改进的再润湿特性是由于幅片的改进的耐压能力。然而，理想的再润湿特性以柔软性作代价而取得的，因为刚性膜增加了整个幅片(包括火山形状的微孔)的坚硬性。
与提供在吸湿用品中用作顶片的柔软的、布状的、耐压的幅片有关的问题由本发明图3所示的幅片克服。通过利用包括至少一个刚性层和至少一个较低刚性层的多层聚合物膜，并将多层幅片形成微孔的、宏观扩展的、三维构形，解决了柔软性和耐压能力之间的技术冲突。同样的，当在吸湿用品上用作顶片时，与现有技术的微孔的、宏观扩展的幅片相比较时，本发明的幅片提供柔软性而同时展示了优异的液体传输特性(包括液体接收性能)和降低的再润湿性能。
在此所用的“刚性”材料包括弹性模量至少为120kpsi的任何材料。在此所用的“较低刚性”材料包括弹性模量不大于75kpsi的任何材料，材料的弹性模量可参考诸如由纽约Hanser出版商在1996年出版的T.A.Oswald和G.Menges的“工程师用聚合物材料科学”出版的材料中的数据确定。弹性模量也可以直接通过诸如用ASTMD638提出的方法检测确定。幅片实施例
图3示出了本发明的微孔的、宏观扩展的、三维的、耐压幅片的实施例(通常标作80)的放大的局部透视图。可透液体的、耐压幅片80的几何构形通常类似于在图1中说明的现有技术的幅片40，并且通常与前述的‘314Radel等人和“643Curro等人的专利送教导的内容一致。其它适合的成形膜图案和构形在具有共同受让人的下列专利中公开：正在审理的1997年3月14日的美国专利申请，系列号为08/816,106；在1975年12月30日授予Thompson的美国专利第3,929,135号；在1982年4月13日授予Mullane等人的美国专利第4,324,246号和1991年4月9日授予Baird的美国专利第5,006,394号中有所描述。这些申请和专利公开的内容在此引用作为参考。
本发明的耐压幅片80的优选实施例展示了大量的基本孔，如基本孔71，其在第一表面90的平面102内由互连件(即彼此互连的元件91,92,93,94,95)的连续的网络形成。在此基本孔也称为“孔”或者“大孔”，和在本发明中的幅片上的以“火山形状的”表面偏差220而出现的“微孔”相反。大孔是宏观扩展平面幅片的结果；通常平面幅片可以或者不必是微孔的。
基本孔71投影在第一表面90的平面上的形状可以是多边形，如正方形、六角形等等，成有序或随机图案。在优选的实施例中，基本孔71是变形的椭圆形，交错地排列，参考图10如下描述。
在优选的实施例中，各个互连件包括基础部分，如基础部分81，位于平面102中，并且各个基础部分具有侧壁部分，如侧壁部分83，连接到基础部分的各边缘。侧壁部分83大致在幅片的第二表面85的方向延伸并且与相连的互连件的侧壁相交。相交的侧壁部分在幅片的第一和第二表面之间彼此互连，并基本上彼此同时终止以形成第二孔，如在第二表面85的平面106中第二孔72。
图4是图3所示的幅片80的另一个放大的、局部视图。幅片80的多层聚合物成形膜120优选由至少一个刚性层103和至少一个较低刚性层101组成。尽管图3和图4示出了具有更靠近第一表面90的刚性层103的两层实施例，据信所示的成形膜120的分层的级数是不受限制。如图4所示尽管目前优选的聚合物层基本上同时在第二层的平面终止，但这样做并表示必需的，即，一个或者更多的层可以向着第二表面比其它的层延伸得更远。在宏观扩展膜之前，微孔225在膜上形成，以在宏观扩展的幅片上形成表面偏差220基本上均匀的分布。微孔225在基本上与各个表面偏差220的最大幅度一致的点上能由液压成形过程形成。图2可见，在这些点上表面偏差220的裂开导致了在其周边具有较薄的、不规则形状的花瓣226的火山形状的孔的形成。
能够形成本发明的幅片80的特别优选的多层聚合物薄膜120在图5中以剖面描述。如图4所示，刚性层103可以与较低刚性层101挤压在一起。在优选的实施例中，刚性层103的厚度是从全部的膜的厚度的大约5％到大约40％。在更加优选的实施例中，刚性层103的厚度是从全部的膜的厚度的大约5％到大约20％。在最优选的实施例中，刚性层103的厚度近似全部的膜的厚度的10％或者更少，并可以称为“皮肤层”。
图5所示的膜的构形提供了目前优选的布局，但也可考虑其它的分层构形。例如，在三层层叠中，较低刚性层的两侧均有刚性的皮肤层以提供增加的耐压能力是有益处的。相反的，刚性皮肤层夹在两个较低刚性层之间有可提供额外的柔软性。多层设计的各种其它组合可提高柔软性、耐压能力或者处于不同的比例的两者结合。
刚性层由具有大于大约120kpsi弹性模量的材料组成，并可以与较低刚性层形成本发明的幅片，如图5的剖面所示。具有大于大约120psi的合适模量的一些材料可以在诸如1996年纽约的AIP出版的J.E.Mark编著的“聚合物物理性能手册”中找到，其在此引用作为参考。
在一个实施例中，刚性层103包括具有从大约155kpsi到大约290kpsi的弹性模量的聚丙烯。在另一个实施例中，刚性层可包括聚苯乙烯(具有从大约350kpsi到大约460kpsi的弹性模量)，尤其是在将其他热塑性材料混合在一起时。在一个实施例中，刚性层103是以70/30混合的聚丙烯/聚苯乙烯掺混物(即，70％聚丙烯，30％聚苯乙烯)，具有介于聚丙烯和聚苯乙烯之间的模量。适合于用作刚性层的其它材料包括高密度的聚乙烯、耐纶、聚碳酸酯、聚(甲基甲基丙烯酸酯)、聚(乙烯对苯二酸酯)(或者聚酯)和其共聚物，诸如由Eastman Chemial Company销售的聚(乙烯对苯二甲酸1,4-环己二甲醇酯)，和其它共聚物诸如由Dow Chemical Company销售的聚(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)和聚(苯乙烯-丙烯腈)，和由Montell Polyolefins以Hivalloy商品名销售的聚(丙烯-苯乙烯)和聚(丙烯-甲基异丁烯酸酯)，或者这些材料的混合物。本领域中通常使用的添加剂，诸如填料、色素、润滑剂和抗氧化剂也可以包括在膜结构中。
较低刚性层101由具有不大于大约75kpsi的弹性模量的材料组成。用于较低刚性层的适合的材料包括具有低至大约28kpsi的弹性模量的聚乙烯(包括低密度聚乙烯和线性的低密度聚乙烯)，和具有少于大约25kpsi的弹性模量并通常大于3kpsi的乙酸乙烯酯(EVA)。适用作较低刚性层101的其它材料包括具有大约0.90和0.93g/cc之间的密度的茂金属聚乙烯，乙烯丙烯酸盐共聚物(诸如甲基丙烯酸盐)，和诸如由Wilmington,DE的Montell Polyolefins所销售的Adflex的乙烯丙烯共聚物。低模量材料的掺混物也可使用。例如，较低刚性层可以包括以50/50混合的低密度聚乙烯和线性的低密度聚乙烯(即，50％LDPE,50％LLDPE)组成。柔软的橡胶材料也可用在较低刚性层中。这些橡胶材料包括诸如苯乙烯丁二烯苯乙烯和苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯共聚物的苯乙烯。其它的橡胶材料包括诸如通常用在热塑性弹性体的生产中的乙烯聚丙烯橡胶或者乙烯聚丙烯双烯橡胶。
生产多层聚合物膜120的优选的方法是共挤压，如下详述。为了共挤压，刚性层应对较低刚性层具有充分的附着力，以至在进一步的处理之前、之中或者之后不会层离。诸如聚苯乙烯和聚乙烯等的不相同材料，在共挤压时，不具有良好的相互附着力，因此需要粘结剂层来为膜的充分整体性提供足够的附着力。“足够的附着力”意味着两个(或者更多)层充分地连接到一起以至在进一步的处理中不会层离。各层可以在整个层上充分连续地连接在一起，或者在分离的、不连续的区域(诸如紧密间隔的点连结处的均匀图案)连接在一起。
为避免对粘结剂层的需要，在刚性层中可以使用一些热塑性材料，甚至不相同的材料的掺混物，只要至少其中一种材料对较低刚性层具有足够的附着力，并以足够的量存在于材料的界面以提供足够的附着力。在刚性层中的混合材料的主要优点是模量能通过将模量较高而无附着性的成分于低模量而附着性的成分混合而得以提高。通过使用较大量的附着性成分，可获得足够的膜的整体性。
图6是投影在本发明另一个耐压幅片的第一表面的平面上的另一种基本孔形状的平面图。尽管均匀形状的重复图案是优选的，基本孔(孔71)的形状通常是圆形的、多边形的、或者混合形的，并且以有序图案或者随机图案排列。尽管未示出，可以理解投影的形状也可以是椭圆形的、泪滴形的或者事实上的任何其它形状，也就是说孔的形状是独立无关的。
如图6所示，互连件本身是连续的，连续的互连件在相互连接的过渡区或部分中彼此重叠，如过渡部分87。通常，过渡部分由可以外切任何三个邻接的孔的最大圆所限定。可以理解对于孔的特定图案来说，过渡部分的外切圆可以外切于不止三个相邻的孔。为了说明，互连件可认为是基本上开始或终止于过渡部分的中心，诸如互连件97和98。同样的，互连件的侧壁可以描述成连续互连件的侧壁互连。
不包括过渡区的部分在内，横跨过互连件的起点和终点之间的中心线的剖面通常优选为大致均匀的U形。然而，横向剖面不必沿着互连件的全部长度是均匀的，并且对于特定的孔构形而言，沿着其长度的大部分是不均匀的。尤其是，在过渡区或者部分87中，互连件与相邻的互连件重叠，且过渡区的或部分的横截面呈现基本上不均匀的U形，或者不能辨明的U形。对截面结构的进一步的讨论在美国专利申请第08/816,106号中有所公开。吸湿用品
在月经垫片、卫生巾20形式的一次性吸湿用品中用作顶片的本发明耐压幅片的代表性的实施例在图7中所示。在此所用的术语“卫生巾”指的是女性在邻近阴部区域(通常在生殖区域的外部)穿用的吸湿用品，并且将要吸收和容纳来自穿用者体内的月经液体和其它阴道排泄物(即，血液、月经和尿液)。部分存在于穿用者的前庭部分之内和之外的唇间装置也在本发明的范围之内。在此所用的术语“阴部”指的是外部可见的女性外阴部。然而，应该理解，本发明的耐压幅片也应用于其它诸如女裤垫片、失禁短裤、训练裤、尿布和类似物等的吸湿用品。然而，应该理解本发明不局限于图7所示的卫生巾的特殊类型或者构形，但是在此作为代表性的、非限制性的示例而说明。
卫生巾20具有两个表面，穿用者接触表面或身体接触表面，朝向身体表面，或者“身体表面”20a和朝向衣物表面20b。在图7中示出当从身体表面20a观察时的卫生巾20。朝向身体表面20a是用来邻近穿用者的身体穿用。卫生巾20的朝向衣物表面20b在相对侧并是在穿用卫生巾20时邻近穿用者的内衣放置。
卫生巾20具有两个中心线，纵向中心线“l”和横向中心线“t”。在此所用的术语“纵向”指的是在穿用卫生巾20时，与将站立的穿用者分成左和右身体两等分的直立平面对齐的(即，近似于平行)在卫生巾20的平面的一条线、轴或者方向。在此所用的术语“横向”或者“横向的”是可以互换的，并且指的是位于通常垂直于纵向方向的卫生巾20的平面内的一条线、轴或者方向。
图7是本发明卫生巾20的顶视平面图，卫生巾20处于平展状态，部分结构切去以更清晰的示出卫生巾20的结构，并与穿用者面对或者接触的表面20a朝向观察者。如图7所示，卫生巾20优选包括透液体的耐压顶片22，与耐压顶片22相连的不透液体底片23，位于耐压顶片22和底片23之间的吸湿芯24。
图7也示出了卫生巾20具有由卫生巾20的外部边缘所限定的周边30，其中纵向边缘(或者“侧边缘”)用31标明，终端边缘或者“终端”用32标明。
卫生巾20优选包括可选的围绕穿用者的裤子的裆部折叠的侧翼或者“护翼”34。侧翼34能起到多个作用，包括但不局限于保护穿用者的裤子免于弄脏和维持卫生巾固定在穿用者的裤子上。
图8是图7的沿8-8剖线的卫生巾20的剖面图。图8可见，卫生巾20优选包括粘结剂紧固件36以将卫生巾20附着于穿用者的内衣上。可除去的防粘衬37覆盖粘结剂紧固件36以粘结剂在使用之前粘着内裤的裆部以外的表面。
除了具有纵向方向和横向方向，卫生巾20也具有“Z”方向或者轴，其是通过耐压顶片22继续向下并进入可能设置储液芯24的方向。目的是在吸湿用品的顶片22和位于下面的一个层或多个层之间提供连续的路径，从而液体最终流向“Z”向并远离吸湿用品的顶片进入其最终的贮存层。在优选的实施例中，连续的路径将具有加速液体向下流入贮存介质的增长的毛细管吸引力的梯度。
除了在此公开的耐压顶片之外，还公开了卫生巾的其它个别的部件，诸如吸湿芯材料，底片和可选的结构，这些在具有共同受让人的在1994年8月30日授予Thompson等人的美国专利第5,342,334号中有所公开，在此引用作为参考。制造方法
本发明的多层膜120可用在传统的共挤压膜制造设备上生产多层膜的传统过程加工。通常，聚合物能用浇铸或者吹制膜共挤压方法熔化处理成膜，两种方法均在Allan A.Griff(Van Nostrand Reinhold-1976)的“塑料共挤压技术”第二版本中有所描述，其在此引用作为参考。浇铸膜通过线性的狭缝模具挤压。通常，扁平的幅片在大的移动的抛光金属辊上冷却。其快速冷却，并从第一辊剥离，经过一个或者更多的辅助辊，然后通过一组橡胶涂层的拉辊或者“拖离”辊，并最终进入卷绕器。
在吹制的膜共挤压中熔化物是通过薄的环状模具开口向上挤压。该过程也称为是管状薄膜挤压。空气通过模具的中央引进以对管道充气并引起其膨胀。因此形成可移动的气泡，其通过内在空气压力、挤压速率和拖离速度的同时控制而保持恒定的尺寸。薄膜管由吹过一个或者更多的围绕管的冷却环的空气冷却。薄膜管接下来通过一对拉辊将其拖进压平的框架而塌陷并进入卷绕器。
共挤压过程需要不止一个挤压件和共挤压的供给块(feedblock)或者多个总管的模具系统或者两者的结合以获得多层膜结构。分别在1979年5月1日和1980年4月8日均授予Cloeren的美国专利第4,152,387号和第4,197,069号在此引用作为参考，这些专利公开共挤压的供给块和多个总管的模具的原理。多个共挤压件连在供给块上，供给块采用可移动的分流件以成比例地改变与通过所述的流动槽的聚合物的体积直接有关的各个独立的流动槽的几何形状。流动槽设计成：在其汇流点上，材料以使交界处的压力和流动不稳定性最小化的同样的速度和压力流动到一起。一旦材料在供给块中结合，其以组合结构流进单独的总管模具中。供给块和模具系统的其它示例在W.Michaeli,Hanser,New York的1992年第二版的“塑料和橡胶的共挤压模具”中公开，在此引用作为参考。在这种过程中，材料的熔化粘性、正常的压力差值和熔化温度没有太大的差别是很重要的。在其它方面，层密闭或者流动不稳定性是模具的原因，可以导致层厚度分布的控制较差和在多层膜中的非平面界面的缺点(如缩孔)。
供给块共挤压的另一个方案在前述提到的美国专利第4,152,387号、第4,197,069号，以及1985年8月6日授予Cloeren的美国专利第4,533,308号中有所公开的多个总管或者叶片模具，在此引用作为参考。而在供给块系统中，熔化物流在外部汇聚到一起并在进入模具之前，在多个总管的或叶片的模具中，各个熔化物流在模具中具有其自身的总管，在模具中聚合物在各自的总管中独立扩散。在模具的全部宽度上，熔化物流与各熔化物流在模具出口附近混合。可动叶片可正比于流动通过的材料体积来调整各个流动槽的出口，使熔化物以相同速率、压力和所需宽度汇聚到一起。
由于聚合物的熔化物流动的性质和熔化温度变化广泛，使用叶片模具具有几个优点。模具具有热绝缘的特征，其中可以一起处理熔化温度变化较大的聚合物，例如达到175°F(80℃)。
叶片模具中的各个总管设计成适合特定的聚合物。因此各个聚合物流只由其总管的设计而影响，并且没有其它的聚合物的所施加的力。这使具有较大差别熔化粘性的材料共挤压成多层膜。此外，叶片模具也提供适合单独的总管宽度的能力，从而内部的层能由外部的层完全围绕，无暴露的边缘。前述的专利也公开了供给块系统和叶片模具的结合使用，以获得更复杂的多层结构。
本发明的多层膜由两个或者更多的层组成，至少其中一个层是刚性层，至少一个其余的层比刚性层的刚性小得多。在目前的优选的实施例中，刚性皮肤层103置于幅片的朝向身体侧，较低刚性层101置于幅片朝向衣物侧，如图4所示。较低刚性层101具有相对的第一和第二侧，在幅片的进一步处理之前，一侧基本上连续地与刚性层103的一侧相连。尽管在目前优选的实施例中，一个刚性层与一个较低刚性层连接，也可以考虑使用大量较低刚性层，各个较低刚性层与一个或者两个刚性层连接。如果使用联系层的话，各层占膜总厚度的大约2％到大约10％。
一旦形成多层膜120，例如图5中所示，基本上扁平的、光滑的聚合物材料可直接形成本发明的成形膜，或者可以冷却并缠绕到供给辊上以进一步的处理。在优选的过程中，在多层膜已经共挤压之后，其直接送入成形结构以微孔化，大孔化(即，通过宏观扩展)，干燥(如果需要)，和冷却，由此产生了本发明的宏观扩展的、三维的、有孔的耐压幅片。
图9是特别优选的过程的简化的示意图，该过程将基本上平面的聚合物幅片形成包括微孔表面偏差图案的幅片，并进一步处理微孔幅片以形成和图3所示相同的宏观扩展的、有孔的三维幅片。尤其是，与例如图5的膜120一致的基本上光滑扁平的聚合物材料的幅片501从共挤压过程(未示出)或供给辊502进给到在围绕着静止的真空腔510旋转的织造的长网支持件505的表面之上。进入的幅片501的剖面以极其放大的形式在图9A中示出。当幅片经过真空腔时高压液体喷嘴515导向介于一对挡板512,514之间的基本上光滑的扁平膜501的暴露表面上。液体520的高压(如优选至少大约800psig)射流使光滑扁平幅片501呈现织造长网支持件505的关节(knuckle)图案外形。此外，由于相交的线形成的孔隙未受支撑，液体射流导致在与织造长网的支撑结构505的孔隙对应的幅片501的这些部分裂开，由此，产生了“平面的”微孔幅片610，其中的一部分在图9b中以极其放大的形式示出。“平面的”微孔幅片610具有与图3和4所示的幅片80的偏差220基本上相同的大量的精细鱼鳞表面偏差620。微孔625与表面偏差620的最大幅值点相对应。(当然，可以理解在不偏离本发明的范围的前提下，可以用更复杂的织造图案在给定的表面偏差中产生不止一个单独的微孔。)
平面微孔幅片610从织造长网的成形结构505中移出并经过导辊615。此后，幅片610围绕宏观有图案的三维的成形结构705的圆周向前，成形结构绕第二静止的真空件710旋转，表面偏差620通常向外取向。第二高压液体喷嘴715位于静止的挡板712,714之间。高压液体喷嘴715施加高压，液体射流720(如优选至少大约400psig)基本上横过平面微孔幅片610的整个宽度。高压液体射流720使得平面幅片610在绕导辊716转动之前宏观扩展成三维的构形，类似于成形结构705的构形。如所优选的，如果成形结构呈现宏观的剖面孔，高压液体射流也将使幅片中形成的毛细管网络的终端壁裂开。
最终宏观扩展的和宏观有孔幅片718的极其放大的部分在图9c中示出。宏观扩展幅片718展示了大量的凹陷717，各凹陷在其最底端具有大孔719。如图9C中所示的幅片实施例718，微孔表面偏差610在宏观扩展过程中向外取向，从而宏观扩展的幅片718的皮肤接触表面包括在各个表面偏差中形成的微孔625的边缘。
与图9有关的方法的特性的更具体的详情在前述Curro‘643的专利中。
对本领域的技术人员来说，在不脱离本发明的思想和范围的前提下，根据上述所公开的发明的各种变化和变型是显而易见的。例如，在需要制造本发明的幅片，而其中幅片的预定部分能够阻止液体转移的情况下，进行加工操作而不引起在其第二表面的幅片的裂开是可行的。具有共同受让人的在1983年7月26日授予Bishop的美国专利第4,395,215号和具有共同受让人的1988年5月31日授予Bishop的美国专利第4,747,991号全面公开了如何构造能够产生均匀刻凹陷的、但只在预定的区域有孔的三维扩展膜的管状成形结构，各专利在此引用作为参考。
据信，在此包括的说明书能够使本领域的技术人员以多种及变化的形式实际运用本发明。然而，提出下述示范性的实施例和分析方法，以说明本发明的优选的耐压幅片的有益的耐压能力。
           示例和比较试验示范性的实施例
平面共挤压多层膜通过上述公开的方法生产和形成本发明的耐压幅片。共挤压膜图5所示包括两层，刚性层包括以30/70混合的聚苯乙烯/聚乙烯混合物，较低刚性层包括聚乙烯和线性低密度聚乙烯的材料的混合物。尽管对于本发明的耐压能力来说并不是必需的，聚乙烯混合层包括氧化钛作为遮光剂，和1％的Atmer100作为树脂结合表面活化剂。表面活化剂引起成品膜(和最终形成的膜幅片)可湿润性增加，由此提高了幅片的液体流动特性。在形成三维耐压幅片之前，膜的整个厚度(厚度)近似于1.4+0.3mils，刚性层占整个膜的厚度大约10％。
共挤压膜通过上述公开的方法加工以形成适用作耐压顶片(以下简称为“顶片”)的微孔的、三维的、宏观的有孔幅片80，如图10的所示。幅片80包括密度为大约24/cm2的大孔71组成，并带有由具有80×80网格的织造长网支撑件505(图9所示)形成的微孔225。尽管精确的测量是困难的，顶片从第一表面到第二表面的厚度在大约0.03psi的压缩力下近似于35mils。
如图10所示，基本孔71以交错的泪滴形状的图案形成，其中一个以虚线250示出。图10中也示出多个“纵材”255，其仍然是液压成形过程的产品。通常，据信使纵材的数量最小化增加了幅片的液体传输特性，而增加的纵材数量可增加幅片的遮掩特性。通常，尽管认为纵材是不希望的，纵材的存在或者缺少不认为影响本发明的幅片的耐压能力。然而，由于纵材基本上置于幅片的第二表面的平面中，纵材的存在提供了附加的构形，其中一个基本孔特征在于具有多个第二孔。比较试验
现有技术的聚乙烯幅片根据上述公开的方法生产，在厚度与压缩力比值的试验中用于比较。如上所述，已经发现在压力下再润湿和存留的厚度之间有关系。聚乙烯幅片在和示范性的实施例相同的加工参数下产生，因此可视的外观与图10所示的幅片相同。然而，由于基础膜特性的差别，聚乙烯幅片在0.03psi压力下的厚度大约为46mils的(与示范性的实施例的大约36mils相比较)。然而，如下所述，即使以较低的相对厚度起始，本发明的幅片的示范性的实施例在压力下维持较大的厚度。
示范性的实施例和聚乙烯幅片均试验以确定施加的压力下的厚度保持量，如下在分析方法一节中所述。数据以下列表格的形式，并且在图11中以图线示出。图11的图线示出了以线“A”标明的聚乙烯幅片的耐压能力，并且示范性实施例标明线“B”。图11的图线也示出了用于宏观扩展的无微孔的幅片的数据，即根据前述的Radel等人的学说生产的商业上成功的现有技术幅片，标明线“C”。该图线作为理想的耐压幅片特性的有用标准而包括进来。然而，如上提到的，这种无微孔的幅片缺少包括本发明的幅片在内的微孔幅片的增加的柔软性和布状纹理。
表1：压力下的厚度保持量
    平均厚度(mils)
    压力(psi)   聚乙烯幅片     示范性的实施例
    0.03     46.0     36.0
    0.09     38.2     32.0
    0.19     32.2     28.0
    0.26     29.4     25.0
    0.50     21.4     21.0
    0.58     16.8     21.0
    0.65     16.6     19.0
    0.75     13.4     18.0
    0.82     12.8     17.0
    1.05     11.3     17.0
从表1和图11的图表中可见，在压力下，只包括聚乙烯的现有技术的幅片(线A)经历了从大约46mils(大约0.03psi)到大约11.3mils(大约1.05psi)厚度变化。这显示了在大约1psi的压力下减少大约75％的厚度。厚度减少量由下述公式计算：
Figure A9980619200201
试验已经示出在厚度大约11.3mils时，幅片展示了显著的再润湿性。然而，示范性的实施例的耐压数据所示的本发明的顶片(线“B”)，经历了较小的变化，从大约36mils(大约0.03psi)到大约17mils(大约1.05psi)。此表明在大约1psi的压力下厚度的减少量大约为53％。此外，保持的厚度增加了幅片的液体传输和液体存留的特性、试验显示在厚度是17mils时，幅片展示了极小的再润湿性。因此，除了柔软性和布状纹理，本发明的一个益处是在压力下保持的厚度，这一点对于在使用过程中阻止再润湿是有益的。分析方法
厚度与压力比较
Ames机械厚度测量仪带有面积为2in2的圆形压力脚，可从Waltham,Mass.的B.C.Ames Co.获得，用于确定压力下的厚度。适合的配重置于厚度的活塞之上(量度之上)以在顶片上产生适合的每平方英寸的镑重的压力。使用的配重包括产生0.03, 0.09, 0.19, 0.26, 0.50, 0.58, 0.65,0.75, 0.82和1.05psi压力的配重。每次活塞之上的重量变化之后，厚度“调零”。
7″×12″顶片置于大理石平台上和带有合适的配重的试验脚轻轻地降低到顶片上。在大约10秒后，读取厚度测量仪上精确到千分之一英寸的读数。
在同一个顶片的5个不同的区域测量。各个样品的两片在重量变化之间交替以在再次置于压力中之前，使顶片完全恢复压花的厚度。各个样品的读数是平均的并且数据在上述表1中示出。

Claims (15)

1．一种多层纸幅，具有至少一个内层，其相对边缘限定第一宽度，所述的内层置于至少两个外纤维素层之间并且与它们以面对面的关系邻接，各个所述的外纤维素层具有限定第二宽度的相应边缘，其特征在于，所述的内层包括不透液体的、透气的幅片，并且所述的纸幅在所述的相应的边缘附近主动地连结。
2．根据权利要求1所述的纸幅，其特征在于，所述的第二宽度大于所述的第一宽度，从而所述的主动连结只连接所述的外纤维素层。
3．根据权利要求1或2所述的纸幅，其特征在于，通过压花、针刺或其它的机械的连结方法连结。
4．根据权利要求1-3的任一项所述的纸幅，其特征在于，所述的纤维素层包括定量为10g/m2到100g/m2的起皱纸。
5．根据权利要求1-4的任一项所述的纸幅，其特征在于，各所述的纤维素层包括定量为15g/m2到25g/m2的起皱纸。
6．根据权利要求1-5的任一项所述的纸幅，其特征在于，各个所述的内层包括形成非织造幅片的熔喷纤维。
7．根据权利要求1-6的任一项所述的纸幅，其特征在于，所述的熔喷纤维由包括下列物质的物质组形成：诸如聚丙烯和聚乙烯的聚烯烃；诸如聚对苯二甲酸乙二醇脂的聚酯；诸如尼龙的聚酰胺，以及这些材料与其它热塑性聚合物的混合物。
8．根据权利要求1-7的任一项所述的纸幅，其特征在于，所述内层的定量为1g/m2到15g/m2。
9．根据权利要求1-8的任一项所述的纸幅，其特征在于，所述内层的定量为1g/m2到8g/m2。
10．根据权利要求1-9的任一项所述的纸幅，其特征在于，所述的熔喷纤维具有小于或等于10微米的平均直径。
11．根据权利要求1-10的任一项所述的纸幅，其特征在于，所述的熔喷纤维具有小于或等于2.5微米的平均直径。
12．根据权利要求1-11的任一项所述的纸幅，其特征在于，所述的内层具有至少4000g水/24hrs/m2的水蒸气传输率。
13．根据权利要求1-12的任一项所述的纸幅，其特征在于，所述的内层具有至少5000g 水/24hrs/m2的水蒸气传播速度。
14．根据权利要求1-13的任一项所述的纸幅，其特征在于，所述内层能保持至少20mm水柱的静水压头。
15．根据权利要求1-14的任一项所述的纸幅，其特征在于，所述内层能保持至少40mm水柱的静水压头。
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