个人护理产品用罩面片材的制作方法

专利名称：个人护理产品用罩面片材的制作方法
背景技术：
本发明涉及妇女卫生产品、尿布、婴幼儿便溺训练裤等个人护理产品用衬里、顶片材或罩面片材。
衬里的设计要使之对液体可渗透而且对皮肤无刺激，因为它们是个人护理产品的最外层、因而要与穿着者接触。衬里要使皮肤感到柔软并使尿和月经能十分容易地穿透。衬里一直是用包括非织造纤维网、有孔薄膜、泡沫体及其组合在内的各种材料制造的。该非织造织物和薄膜可以用合成聚合物包括像聚乙烯和聚丙烯这样的聚烯烃来制造。该非织造织物也可以用天然纤维或天然纤维与合成纤维的组合来制造。衬里也可以用起绉材料例如起绉非织造纤维网来制造。
衬里近年来有显著进展，尽管穿着者皮肤的再润湿和泄漏、尤其在妇女卫生产品的情况下仍然是一个重要问题。因此，目前仍然需要一种能迅速摄入体液例如尿和月经并阻滞或防止它再次朝上移向穿着者的衬里。
发明概要针对所讨论的困难和先有技术上遇到的问题，已经开发了一种新衬里，其中，该衬里有一个与一个疏水的第二有孔非织造织物层层压的亲水的第一有孔非织造织物层。这些小孔可以是对准的。该第一层还可以用耐久亲水纤维、而第二层用非耐久亲水纤维(稍后使之变成疏水的)来制造。该衬里可以用射流喷网法制造。该衬里还可以有对该亲水层施加的处理，其中该处理是芦荟、维生素E、矿物油、小苏打及其组合。
本发明衬里的另一种实施方案有一个从常产天然亲水纤维制作的第一非织造织物层，该层进行水缠结以形成一种与从疏水纤维制作的第二非织造织物层的层压体，其中，该层压体有10～50％面积的小孔。该衬里可以进一步有从嫘萦、浆粕、棉花、天然亲水纤维、及其混合物的亲水纤维制作的第一层。该疏水纤维可以从聚烯烃、聚酯、丙烯酸系及其混合物等聚合物制作。
也提供的是一种短内裤衬里，该衬里有一个液体可渗透内衬、一个液体不可渗透阻挡层、和一个配置于它们之间的吸收剂芯。该衬里有一个亲水的第一有孔非织造织物层，该层按照一种射流喷网法与一个疏水的第二有孔非织造织物层层压。第一层和第二层的小孔可以是对准的。
本发明的衬里可以用于其它个人护理产品，例如尿布、婴幼儿便溺训练裤、一次性泳装、吸收性衬裤、成人失禁用产品、绷带、兽医和殡葬用产品、妇女卫生产品例如卫生巾等。
也公开了一种个人护理产品用衬里的制作工艺，包含使一个亲水的第一非织造织物层与一个疏水的第二非织造织物层水力缠结，和使这些层穿孔。这些层可以同时穿孔以产生对准的小孔。
附图简单说明

图1是本发明材料试验中使用的速率块的图。
定义“一次性”(disposable)包括一次使用后就处置且无意进行洗涤和再使用。
“亲水”描述被与纤维接触的水性液体润湿的纤维或纤维表面。该材料的润湿程度又可以用所涉及的液体和材料的接触角和表面张力来描述。适合于测定特定纤维材料的可润湿性的设备和技术可以由CahnSFA-222 Surface Force Analyzer System或实质上等效的系统提供。当用这种系统测定时，将接触角小于90°的纤维指定为“可润湿的”或亲水的，而将接触角等于或大于90°的纤维指定为“不可润湿的”或疏水的。
本文中使用的“非织造织物或纤维网”这一术语系指具有相互交织但不呈像针织物中那样可识别的方式的个体纤维或线的结构的纤维网。非织造织物或纤维网一直是用很多工艺例如熔喷法、纺粘法、和粘梳纤维网法形成的。非织造织物的单位面积重量(basis weight)通常用每平方码的材料盎司数(osy)或每平方米的克数(gsm)表示，可用的纤维直径通常用微米表示。
本文中使用的“熔喷纤维”这一术语系指通过使一种熔融热塑性材料经由多个微细、通常圆形的模头毛细管以熔融线或长丝形式挤塑到收敛性高速度、通常热的气体(例如空气)流中而形成的纤维，该热气流使熔融热塑性材料的长丝变细，这可以达到微纤维直径。然后，该熔喷纤维由高速气流携带并在一个凝聚表面上沉积，形成一种无规分散纤维的网。这样一种工艺公开于例如Butin等的美国专利3,849,241中。熔喷纤维是微纤维，可以是连续的或不连续的，一般是平均直径小于10μm，而且一般当沉积到凝聚表面上时是粘的。
“纺粘纤维”系指通过使熔融热塑性材料以长丝形式从喷丝板的多个微细毛细管挤出而形成的小直径纤维。这样的工艺公开于例如Appel等的美国专利4,340,563和Matsuki等的美国专利3,802,817中。该纤维也可以有例如Hogle等的美国专利5,277,976中所描述的那些的形状，该专利描述了有非惯常形状的纤维。
本文中使用的“水力缠结”(hydroentangling)系指一种工艺，其中，一种非织造纤维网或非织造纤维网层遭遇到足够高能量水平和足够长时间的不可压缩流体例如水的流动冲击而使其纤维缠结。该流体可以有利地以约200～5000psig(14～351kg/cm2表压)之间的压力从该纤维网上方少数几英寸(厘米)的距离使用，而该纤维网是由一种网状结构支撑的。这种工艺在Evasn等的美国专利3,486,168中有详细描述，该专利列为本文参考文献。遭遇水力缠结的非织造纤维网简称为例如“射流喷网法”(spunlace)织物。
“粘梳纤维网”系指从经由精梳或粗梳单元输送的短纤维制造的纤维网，这些单元使该短纤维分离或断裂开并在机器方向上排列，从而形成一种总体上机器方向上取向的纤维性非织造纤维网。这种材料可以用包括点粘结、贯穿空气粘结、超声波粘结、粘合剂粘结等的方法粘结在一起。
“气流成网”是一种可以用来形成纤维性非织造织物层的众所周知工艺。在气流成网法中，使典型长度范围为约3～约52毫米(mm)的小纤维捆在一种空气供应中分离和输送，然后，通常在真空源的帮助下沉积到一个成形网上。然后，这些无规沉积的纤维使用例如热风或喷雾粘合剂来彼此粘结。气流成网公开于例如Laursen等的美国专利4,640,810中。
“个人护理产品”系指人体排出物吸收用产品，例如尿布、婴幼儿便溺训练裤、一次性泳装、吸收性衬裤、成人失禁用产品、绷带、兽医和殡葬用产品、和妇女卫生产品例如卫生巾和短裤衬里(裤垫)。
“目标区”系指个人护理产品上通常由穿着者投递排出物的区域或位置。
试验方法和材料单位面积重量切割一种3英寸(7.6cm)直径样品，用天平称重。以克记录重量。将该重量除以该样品面积。测定5个样品，取平均值。
材料caliper(厚度)材料的caliper是厚度的一种量度，是用STARRET膨松度测试仪以0.05psi(3.5g/cm2)测量的，以毫米为单位。将样品切割成4英寸×4英寸(10.2cm×10.2cm)见方，测试5个样品，结果取平均值。
密度材料的密度是通过将用克/平方米(gsm)表示的样品的每单位面积重量除以用毫米(mm)表示的材料caliper计算的。该caliper应当是像以上提到的一样以0.05psi(3.5g/cm2)测量的。将结果乘以0.001，以使该数值换算成克/立方厘米(g/cc)。密度值要评估总共5个样品，并取平均值。
吸收时间和再润湿这个试验用来考察织物的体液处置性能。使用下列程序和设备1.绒毛垫顶上堆积非织造织物摄取试验样品。记录每一层的干重、尺寸和厚度。
2.样品顶上的中心速率块。在该速率块的一个上部小孔中放置一个漏斗。
3.把附件移液管尖安装到Pipetman上。设定Pipetman瓶以输送6.0mL体液到该速率块上的漏斗中。
4.用该Pipetman瓶使6.0mL Z-date模拟物送到吸收剂材料上。用秒表测定从体液向材料输送起直至所有体液被完全吸收止的时间长度。记录这段时间作为吸收时间。
5.等待60秒。
6.从样品和绒垫上取下速率块。
7.把吸收剂材料样品和绒垫放在压力台的热水瓶上。把2枚预称重的吸墨水纸放在该样品顶上。然后压下压力表上的试验钮，启动给该系统施加1.0psi压力3分钟的程序。3分钟结束时将压力台降低，使压力从吸收剂材料释放出来。
8.将湿吸墨水纸再称重，记录重量，该吸墨水纸的水分摄取量反映该纸从该系统中吸收的体液，用克表示。
9.称重和核对压花绒布和非织造织物试样上的厚度。记录结果。
所使用的设备Gilson Pipetman P5000，使用RC-5000移液管尖和Pipetman过滤器；带计时器的欧米伽工程压力表，HHP-701-20型；带水瓶的吸墨水纸再润湿压力台；秒表；摄入织物样品材料，大约5″×5″解吸材料-600gsm正弦波纹压花绒布；Z-date流体，可购自BASF公司(2901 North Conkey St.Appleton，WI)。
有机玻璃速率块(见图1)速率块10是3英寸(76.2mm)宽和2.87英寸(72.9mm)深(进入该页)的，总高度为1.125英寸(28.6mm)，包括速率块10底部上的中心区19，后者从速率块10的主体远远凸起，有0.125英寸(3.2mm)的高度和0.886英寸(22.5mm)的宽度。速率块10有一个内径为0.186英寸(4.7mm)的毛细管12，后者从一边15沿对角线向下延伸到中心线16，与水平线成21.8度角。毛细管12可以通过从速率块10的边15在速率块10底部以上0.726英寸(18.4mm)这一点开始以适当角度钻一个适当尺寸的孔来形成；然而，前提是边15上钻孔的起始点随后必须堵塞，从而使试验流体不会从那里逃逸。顶孔17有0.312英寸(7.9mm)的直径和0.625英寸(15.9mm)的深度。因此它与毛细管12交叉。顶孔17垂直于速率块10的顶部，是以与边15的距离0.28英寸(7.1mm)为中心的。顶孔17是能让漏斗11放进其中的孔。中心孔18是以窥视试验流体进展为目的的，实际上具有深入图1平面的椭圆形状。中心孔18是以速率块10上整个宽度为中心的，其底孔宽度为0.315英寸(8mm)，且构成该椭圆两端的0.315英寸(8mm)直径半圆的圆心到圆心长度为1.50英寸(38.1mm)。为便于窥视，该椭圆在离速率块10的底部0.44英寸(11.2mm)以上将尺寸扩大到宽度为0.395英寸(10mm)、长度为1.930英寸(49mm)。顶孔17和中心孔18也可以通过钻孔来制作。
发明详细说明现代个人护理产品通常有一个外罩、一个内芯部分和一个紧贴穿着者皮肤的衬里。
外罩或“阻挡层”设计得使液体不可渗透，以期保护穿着者的服装或床具不被沾污。不可渗透的阻挡层较好从薄的薄膜制作，而且一般是从塑料制作的，尽管其它材料也可以使用。非织造纤维网、薄膜或有薄膜涂层的非织造织物也可以用来作为阻挡层。适合于该阻挡层的薄膜组合物包括可以有约0.5密耳(0.012mm)～5.0密耳(0.12mm)的初始厚度的聚乙烯薄膜。该阻挡层可以任选地包含蒸气或气体可渗透的微孔性“可透气”材料，即对蒸气或气体可渗透而对液体依然实质上不可渗透的。聚合物薄膜中的可透气性可以例如这样赋予在薄膜聚合物配方中使用填料，把填料/聚合物配方挤塑成薄膜，然后将该薄膜拉伸得足以在填料微粒周围产生空洞，从而使该薄膜可透气。一般来说，使用的填料越多和拉伸程度越高，可透气性就越大。其它适用热塑性材料例如其它烯烃、尼龙、聚酯、或诸如聚乙烯和聚丙烯的共聚物也可以使用。
个人护理产品的芯部分设计得能吸收液体，而且还能含有固体。也称为吸收剂芯、滞留层等的芯可以用浆粕和/或超级吸收剂材料制作。这些材料相当快速且高效率地吸收液体，以期使泄漏最小化。芯材料可以按照许多工艺制作，包括共成形(coform)工艺、气流成网工艺、和粘梳工艺，而且应当在50～350gsm之间。
在一些个人护理产品中可以包括各种其它层。这些包括涌浪层，该层通常置于衬里与芯之间，而且顾名思义，设计得能容纳液体的大量涌出从而使芯可以随时间推移而吸收它。在很多个人护理产品中也包括分配层。分配层通常紧邻该芯配置，能接纳来自涌浪层或衬里层的液体并将其分配到芯的其它区域。这样，与其只在目标区附近吸收液体，不如使用更多的吸收剂芯。
衬里设计得对液体是高度可渗透的，而且对皮肤是无刺激的。该衬里任选地有不止一层，或者可以有一层在中心区而多层在侧区。相反的构型也是可能的，即2层或多层在中心区而只有一层在侧面。
衬里的更精细类型可以包括洗剂或医药剂的处理以改善皮肤附近的环境或实际上改善皮肤健康。这样的处理包括芦荟、维生素E、矿物油、小苏打以及业内人士可能已知或开发的其它制剂。这些处理施用到将与穿着者的皮肤接触的衬里表面。
本发明者们已经发现，有利的是有一个亲水层作为与穿着者接触的该衬里的最外贴身部件。这导致体液的非常迅速吸收。然而，吸收剂芯上的亲水性衬里在很多情况下会使液体能再次从该芯朝穿着者方向向上移动，并使穿着者的皮肤“再润湿”(rewet)。它也会使液体能从目标区扩展到该垫的侧面，从而使沾污区比例如薄膜覆盖垫的该区域大得多。这些被视为一次性个人护理产品设计上的显著负面因素，因为它们会导致服装和床具的沾污以及穿着者的不舒适。
如果将一个疏水层放置在该亲水衬里下面，则液体从润湿芯向上移动的能力显著降低。这导致好得多的“再润湿”值、较小的沾污规模、减小的沾污色强度，并有助于使穿着者保持更干燥。不幸的是，紧贴亲水层下面的疏水层也阻碍液体从穿着者向吸收剂芯的移动，引起液体聚集在衬里上。这终究会导致迳流和服装与床具的沾污，即该疏水层试图要解决的真正问题。
本发明者们已经以两种方式解决了该疏水层引起的问题；即通过给这些层打孔和通过使用不涉及化学品的层压工艺或热粘合工艺来使它们结合在一起。
亲水层和疏水层的打孔为来自衬里表面的液体提供了一条通住吸收剂芯的快捷开放通道。这解决了疏水层的液体通过屏障所引起的问题。一旦液体通过这些小孔，它就倾向于在该疏水层下面扩展并流进该吸收剂芯。由于这些小孔只占该亲水/疏水衬里的表面积的一个小百分率，因而经由它们向上返回的液体数量显著少于会只经由该亲水衬里向上通过的液体数量。
该层压体的打孔可以在水力缠结之后、期间或之前发生，这在以下讨论，尽管较好在之后这样做。打孔可以用业内已知的任何手段进行，包括使用机械针刺、模头切割或以如此方式使该材料成形，以致它们是以到位的孔生产的。这些小孔也可以通过使用高压水射流来制作，这可以在使该织物水力缠结的同时发生。该衬里的表面积可以打孔得能产生10～50％、较好20～40％、更好约25％开放面积。
不用化学或热粘合手段而使用水力缠结法使各层结合在一起，产生一种无熔融纤维跨接点的层压体。这避免了会阻碍体液移动的相对大质量的热塑性塑料的产生。高压水缠结也可以用来在加工期间从该疏水层上除去非耐久性亲水表面处理剂。
可以用来制作亲水层的纤维包括天然亲水纤维例如棉花和嫘萦，或者本质上是疏水的但已经处理得有亲水性的合成纤维。如果该纤维是处理得有亲水性的合成纤维，则该处理必须是足够耐久的，以耐受水力缠结的严酷条件。并不要求该层的纤维全部是亲水的，而只要求该层占主导地是亲水的。该层可以从纤维共混物制造。
可以用来制作疏水层的纤维包括本质上疏水的纤维例如合成聚合物纤维。并不要求该层的纤维全部是疏水的，而只要求该层占主导地是疏水的。该层可以从纤维共混物制造。如以上提到的，水力缠结也可以用来在加工期间从该疏水层上除去以前施用的不耐久亲水表面处理剂，从而再次赋予其疏水性。
本发明的纤维层可以用业内已知的任何一种非织造工艺制造，包括气流成网工艺、纺粘工艺、熔喷工艺和短纤维粗梳工艺。各层中每层可以有0.25～3osy(8.5～102gsm)的单位面积重量。
合成纤维包括从聚烯烃、聚酰胺、聚酯、聚丙烯腈系、LYOCELL再生纤维素、Lenzing氏粘胶嫘萦制造的那些，以及业内技术人员已知的任何其它适用疏水合成纤维。很多聚烯烃可用于纤维生产，例如聚乙烯，如Dow Chemical公司的ASPUN6811A线型低密度聚乙烯、2553LLDPE和25355以及12350高密度聚乙烯就是这样的适用聚合物。这些聚乙烯的熔体流动速率分别为大约26、40、25和12。成纤聚丙烯包括Kolon Glotec公司的T-1001、Exxon Chemical公司的ESCORENEPD3445和Montell Chemical公司PF 304。其它聚烯烃也是可供利用的。有较低熔点聚合物组合物的纤维，例如共轭和双组分纤维，也是适用的。这样的纤维包括聚烯烃、聚酰胺和聚酯的共轭纤维，例如可以在T-255和T-256名下购自KoSa公司(北卡罗来纳州夏洛特)的皮-芯型共轭纤维。
天然纤维包括毛、棉、亚麻、大麻和木材浆粕。木材浆粕包括标准软木短纤化级，例如CR-1654(US Alliance Pulp Mills，Coosa，Alabama)。浆粕可以进行改性，以期提高该纤维的固有特征及其可加工性。
本发明的贴身层较好是从亲水纤维与少量疏水纤维的共混物制作的。亲水纤维的存在量应当是约50～100wt％、较好70～100wt％、更好80～100wt％。
不贴身的那一层(the layer away from the body)应当有占主导的疏水纤维。聚丙烯纤维的低成本使它成为这样一种产品的优异选择，而且可以使用数量多达100wt％的聚丙烯纤维。聚丙烯与其它纤维例如PET的共混物也很管用。
以下有助于说明本发明。
实施例1制作了一种两层层压体，包含一个顶层或朝向身体一侧的层和一个底层或朝向吸收剂芯的层。顶层是0.40osy(13.5gsm)粗梳纤维网而且有90wt％嫘萦亲水性纤维和10wt％聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维。底层是0.47osy(16.5gsm)粗梳纤维网，包含73wt％PET和27wt％聚丙烯(PP)纤维。这些层以435～725psi(30～51kgf/cm2)的水压进行水力缠结并在随后用580psi(41kgf/cm2)的水力缠结法以大约50孔/cm2的密度打孔。这些孔是直径大约0.06mm或面积约0.3mm2的。这些孔是粗略钻石形的，因为将该层压体支撑于其上的网目是钻石形的。有其它形状的支撑介质会导致这些孔的其它形状和尺寸。
对照例一种有亲水性能的单层衬里。该衬里是从80wt％嫘萦和20wt％PET纤维制作的。这种衬里有0.89osy(30gsm)的单位面积重量，并按照与实施例1中同样的方式和图案打孔。
实施例1和对照例按照以上的摄取速率和再润湿试验进行测试，结果列于下表中。显而易见，本发明的衬里有比对照衬里更快的摄取速率。再润湿速率也是更好的。要进一步说明的是，在使用等量猪血的比较试验中，对照例和实施例1的沾污尺寸是不同的。污迹长度是大约相同的，但形状和宽度不同，对照例有更宽、更椭圆的形状，而实施例1有更狭窄、更矩形的形状。
表摄取速度(秒)再润湿(g)对照例 14.4 1.5实施例1 13.7 1.3如同业内技术人员会知道的，本发明的变化和变异被认为是在业内技术人员的能力范围之内的。本发明者们有意把这样的变化和变异纳入本发明的范围之内。
权利要求
1.一种个人护理产品用衬里，包含与一个疏水第二有孔非织造织物层层压的一个亲水第一有孔非织造织物层。
2.权利要求1的衬里，其中，所述第一层和所述第二层的孔是对准的。
3.权利要求1的衬里，其中，所述第一层包含耐久亲水纤维。
4.权利要求1的衬里，其中，所述第二层包含非耐久亲水纤维。
5.权利要求1的衬里，其中，所述各层是按照射流喷网法层压的。
6.权利要求1的衬里，进一步包含对所述亲水层施用的处理，所述处理选自芦荟、维生素E、矿物油、小苏打及其组合组成的一组。
7.一种个人护理产品用衬里，包含一个第一非织造织物层，该层包含切段的亲水性纤维并进行水力缠结而与一种包含疏水纤维的第二非织造织物层形成一种层压体，其中，所述层压体以10～50％的面积打孔。
8.权利要求7的衬里，其中，所述第一层包含从嫘萦、浆粕、棉花、本质上亲水的纤维、及其混合物组成的一组中选择的亲水纤维。
9.权利要求7的衬里，其中，所述第二层包含用从聚烯烃、聚酯、聚丙烯酸类及其混合物组成的一组中选择的聚合物制造的疏水纤维。
10.权利要求7的衬里，其中，所述层压体是以10～50％的面积打孔的。
11.权利要求7的衬里，其中，所述各层中的所述小孔是对准的。
12.一种个人护理产品，包含权利要求11的衬里。
13.一种短裤衬里，包含一种液体可渗透衬里、一种液体不可渗透阻挡层、和一种配置于它们之间的吸收剂芯，其中，所述衬里包含一种按照射流喷网法与一种疏水第二有孔非织造织物层层压的亲水第一有孔非织造织物层。
14.权利要求13的短裤衬里，其中，所述第一层和所述第二层的小孔是对准的。
15.一种个人护理产品用衬里的制作工艺，包含使一种亲水第一非织造织物层与疏水第二非织造织物层一起进行水力缠结，和将所述各层打孔。
16.权利要求15的工艺，其中，所述各层是同时打孔的，以产生对准的小孔。
全文摘要
提供一种个人护理产品用衬里，该衬里有一个亲水的第一有孔非织造织物层与一个疏水的第二有孔非织造织物层层压。这些小孔可以是对准的。进而，该第一层可以用耐久亲水纤维制成，第二层可以用非耐久亲水纤维制成。该衬里可以用射流喷网法制造。该衬里还可以有对该亲水层施加的处理，其中该处理是芦荟、维生素E、矿物油、小苏打、及其组合。也提供一种短内裤衬里，该衬里有一个液体可渗透内衬、一个液体不可渗透阻挡层、和一个配置于它们之间的吸收剂芯。该衬里有一个按照射流喷网法与一个疏水的第二有孔非织造织物层层压的亲水第一有孔非织造织物层。该第一层和第二层的小孔可以是对准的。
文档编号D04H13/00GK1582349SQ02821914
公开日2005年2月16日 申请日期2002年4月30日 优先权日2001年11月14日
发明者H·B·金, E·Y·王, H·W·帕克, E·J·康 申请人:金伯利-克拉克环球有限公司