吸收用品的压花衬垫的制作方法

专利名称：吸收用品的压花衬垫的制作方法
发明的领域本发明涉及可吸收的个人卫生用品。尤其是它涉及一次性使用的用品，如妇女卫生巾、尿布和训练裤、伤口卫生包扎用品和绷带和成人失禁用产品的吸收用品，其具有带改良表面特性的衬垫以便提高性能。
发明的背景一次性使用的产品通常的结构有顶片材料(也称为盖片)，吸收芯和防水的背片。某些在顶片和吸收芯之间还可以有波动层或其他特殊的层。这里称为“衬垫”的结构是一种包括至少第一层(顶片)和第二层(波动层)的互相面对的组合物。
顶片材料的作用，因为它是与穿着者身体接触的层，所以要提供穿着该产品时使穿着者感到舒服的必需的柔软度，而更重要的是，它应该有能迅速吸收从穿着者身体排出的流体的结构特性。快速吸收对减小流体流到吸收材料周边外面和进行穿着者衣服中引起不希望的泄漏的污染的可能性，是很重要的。吸收材料具有从顶片释放所吸收流体的功能，并最好有沿着吸收材料的长度、宽度和厚度散布流体以及保持流体的功能。顶片材料常由无纺织物或穿孔的膜制成。如Zelazoski等人的美国专利5,536,555和Majors等人的美国专利5,704,101所描述的那样，可以用压花辊和支承辊对膜顶片机械穿孔制成穿孔的膜片。在转让给Procter & Gamble公司的美国专利4,342,314中可以找到在这类应用中使用的另一种材料，在该专利中描述了真空穿孔膜。
波动层大多数典型地插入在顶片和另一层如散布或保持层之间和放入到与顶片密切接触并且液体连通的层中。波动层通常邻接顶片的内表面(离开穿着者)。一般希望将波动层的上和/或下表面分别连接顶片和下一层，以便进一步增加液体的传送。
在个人卫生用品中使用的吸收芯通常由纸浆纤维或与超级吸收颗粒混合的纸浆纤维制成。这些结构还可以包括增加整体性的粘合纤维。
在工业上众所周知，在设计用于吸收被损坏的卫生用品的妇女卫生产品和婴儿卫生产品的典型流体的产品时，遇到了困难的挑战。在婴儿卫生产品中，要考虑吸收尿和粪便(BM)排泄物，而妇女卫生用品主要考虑吸收月经流体。由于每种流体的粘度、密度和组成各不相同，对产品设计者来说，每种类型的个人卫生用品的优化最终产品中使用的每种材料的吸收特性，都是不同的和复杂的挑战。
在所有的产品设计中一个共同点是，它们中每一个应该有迅速吸收流体的能力，而不允许流体流到吸收用品周边之外，同时保持流体远离顶片和穿着者身体，以便减小湿的顶片可能产生的湿的感觉和可能对皮肤的刺激。由于这些理由，应该以这样的方式开发任何产品的结构，使每个组件与其他组件工作良好以便使它们的应用最优化。这意味着吸收芯应有能力快速从顶片材料释放所吸收物并有散布和保持流体的本领。
现有许多专利企图满足在柔软度和流体吸收性之间所需的平衡。例如Aziz的美国专利4,323,068描述带有升高的凸起部的顶片材料，以便使该表面与穿着者身体隔离从而提高干燥度。Sanford的美国专利4,041,951公开了一种顶片材料，它包含许多凹陷区，以便将穿着者的皮肤与吸收用品的潮湿隔离。但是如美国专利4,323,068所指出的那样，该’951号发明有缺点，它没有在加压后可以维持材料凸起部的必需的结构整体性。Mesek的美国专利3,934,588描述由长和短纤维制成的无纺织物顶片，它提供变薄的区域作为流体吸收的优选流道。Van Hout等人的美国专利5,695,595提出形成有许多变薄区域的材料的方法，变薄区由允许蒸汽和水蒸汽透过的突起形状构成。Englebert等人的美国专利4,741,941描述有中空突起的无纺网膜，可以设计成提供合适的结构特性，以便允许快速的吸入时间。上述的所有参考文献都表示有必要改进顶片的结构以便使穿着者的身体与一次性使用用品分离，同时提供必需的吸收性使流体迅速地传送到吸收芯。
但是还需要一种用于个人卫生用品的衬垫，它将在指定的区域内吸收流体，和能够在加上压力负荷后保持它的整体性同时也保持它的吸收特性。这个发明的一个目的是提供一种新颖的结构，它提高对高度粘弹性流体，如月经或粪便(BM)流体的吸收特性，和在压力条件下还能保持它的整体性。
发明的概要用衬垫达到了发明的各项目的，衬垫将通过改进它的表面提高多孔材料的吸收特性。理想的个人卫生用品将是这样一种，它可以吸收流体如流体传送到该用品时那样快，而不会让流体流到吸收用品周边之外。但是，由于观察到各种损害用品的流体特性有差别，挑选和设计个人卫生用品中所用的材料是相当复杂的。因此，这里描述的发明论述吸收用品的流体吸收特性，该吸收用品使用表面变型能够保持流体和减小可能的泄漏，同时还提高它的吸收特性。
吸收粘性流体例如月经、尿和BM的表面变型是在复合结构上有压花的至少一个凹部，尽管优选有一组这样的凹部。这里称为衬垫的复合结构是至少第一层(顶片)和第二层(波动层)组成的复合物，第一和第二层互相面对。可选择地可以存在第三层，吸收层。这些组件中的任何一个可以多于一层。已经表明在有顶片和波动层单独组成的结构上压花出凹部有最佳的效果，因而也是优选的。
附图的简要描述

图1表示本发明衬垫一组凹部的例子；图2表示本发明衬垫一组凹部的另一个例子；图3表示有凹部的两层复合物的剖面图；图4-10表示妇女卫生用品的各个例子，它们在产品上有各种构形的凹部。
图11表示有凹部的三层的实施例。
图12是测速块设备的示意图，该设备适合用于确定材料或材料系统的流体吸入时间。
定义“一次性使用”包括在一次使用之后抛弃的和不打算清洗和再使用的。
如这里所用的和在权利要求书中所用的那样，术语“包括”的意义是可兼有的或可扩充的，和不排除附加的没有说明的元件，组成中的组分，或方法步骤。
如这里所用的那样，术语“无纺织物或网膜”指的是有混杂的单个纤维或纱线结构的网膜，而不是如针织织物中所用的可识别的方式。用许多方法，例如，熔喷法、纺粘法和粘梳网膜法已经形成各种无纺织物或网膜。无纺织物的单位重量通常用每平方码材料的盎司数(osy)或每平方米的克数(gsm)来表示，和有用的纤维直径一般用微米表示。(注意如要将osy转换成gsm，用33.91乘以osy)。
“纺粘纤维”指的是小直径的纤维，它是通过将熔融的热塑性材料从喷丝头的许多精细的毛细孔中挤压出来形成的丝。例如，这样的方法公开在Appel等人的美国专利4,340,563、Dorschner等人的美国专利3,692,618、Matsuki等人的美国专利3,802,817、Kinney的美国专利3,338,992和3,341,394、Hartman的美国专利3,502,763和Dobo等人的美国专利3,542,615中。纤维也可以有非常规的形状，如在Hogle等人的美国专利5,277,976、Hills的美国专利5,466,410和Largman等人的5,069,970和5,057,368所描述的纤维形状。
“共轭纤维”指的是由至少两种聚合物形成的纤维，聚合物在纤维的横截面内排列在基本固定的不同区内并沿着纤维的长度连续伸展。在Kaneko等人的美国专利5,108,820、Strack等人的美国专利5,336,552号和Pike等人的美国专利5,382,400中提出共轭纤维。
“粘梳网膜”指的是，由精梳或粗梳装置送出的人造短纤维制成的网膜，梳理装置将人造短纤维分离或分开并使人造短纤维在机器方向对齐，从而形成通常取向机器方向的纤维无纺网膜。这样的纤维一般成捆购买，然后将纤维放到开松机/掺合器，或者清棉机，它们在将纤维送到粗梳装置之前分离纤维。一旦形成网膜，通过几种已知的粘合方法的一种或几种使其粘合。如果使用的这样一种粘合方法是粉末粘合，过程是将粉末状粘合剂散布到网膜中，然后通常用加热网膜来激活并用热空气使其粘合。
另一种合适的粘合方法是压花粘合法，其中使用加热的砑光辊或超声波粘合设备，通常在局部的粘合压花中将纤维粘合在一起，虽然如果需要，网膜也可以在其整个表面粘合在一起。压花的一个例子是Hansen和Pennings的美国专利3,855,046中提出的HansenPennings或“HP”图案，该图案有约30％的粘合面积和有约200粘合点/平方英寸。HP图案有方形的点或针状粘合区，其中每个针的侧边尺寸为0.038英寸(0.965mm)，针点之间距离为0.070英寸(1.778mm)，和粘合深度为0.023英寸(0.584mm)。得到的图案的粘合面积约为29.5％。另一种典型的点粘合图案是扩大的Hansen Pennings或“EHP”粘合图案，它产生15％的粘合面积。还存在许多其他的粘合图案。另一种合适的和众所周知的粘合方法，在使用共轭人造短纤维时特别有用，是通过空气粘合，将热空气通过网膜使其至少部分熔化网膜的组分从而产生粘合。
“气流成网”是众所周知的方法，通过它可以形成纤维无纺层。在气流成网法中将长度范围一般在约3毫米到约19毫米(mm)的小纤维束分离并夹带到供给的空气中，然后通常在真空供给的帮助下沉降到成形的筛网上。接着用例如热空气或喷洒粘合剂使随机沉降的纤维互相粘合。
“共孔的”指的是一种复合物，其中(至少两种)材料是一起成孔的从而产生通过各层延伸的孔。在材料之间通过轻微接触和/或缠结和/或互相渗入和/或粘合产生界面。这个界面的程度或范围取决于特定材料的组分和过程的条件。延伸通过各层的孔由通过熔融和纤维的某些流动产生的纤维/膜状的结构表示。
“个人卫生用品”指的是尿布、训练裤、有吸收性的内裤、成人失禁用用品、妇女卫生用品、伤口包扎用品如绷带，和其他用品。
“妇女卫生用品”指的是卫生巾或垫、棉塞和裤状衬垫。
“目标区”指的是个人卫生用品上穿着者通常排放污物的区域或位置。
试验方法测速块吸入试验应用这个试验确定已知量的流体进入到材料和/或材料系统中的吸入时间。试验设备由透明的最好是丙烯酸制成的如图12中所示的测速块10，和定时器或秒表组成。冲切出一块要试验的衬垫材料13，大小为4英寸×4英寸(102mm×102mm)。(在特殊的样品中描述特殊的要试验的衬垫)。这些研究中所用的吸收用品14在下面的“试验材料”中描述。
测速块10是3英寸(76.2mm)宽和2.87英寸(72.9mm)深(到纸中)且其整个高度1.125英寸(28.6mm)，它包括测速块10底上的中心区19，中心区从测速块10的主体向外突起且其高度0.125英寸(3.2mm)和宽度0.886英寸(22.5mm)。测速块10有内径为0.186英寸(4.7mm)的毛细管12，它从一侧15斜向下到中心线16，与水平线成21.8度角。毛细管12可从测速块10的侧边15以合适的角度在测速块10的底上方0.726英寸(18.4mm)的点处开始钻一个尺寸合适的孔而形成；但是，设置成在侧边15上的钻孔开始点必须完全被塞住，从而试验的流体将不会从那里漏出。顶孔17的直径为0.312英寸(7.9mm)，深度为0.625英寸(15.9mm)，从而它与毛细管12相交。顶孔17与测速块10的顶部垂直且其中心离侧边15有0.28英寸(7.1mm)。顶孔17中放入漏斗11。中心孔18是为了观察试验流体的前进，而实际上它具有进入到图12平面中的椭圆形。中心孔18是在测速块10的宽度方向定中心且其底孔宽度0.315英寸(8mm)，从中心到直径为0.315英寸(8mm)的组成椭圆各端的半圆中心的长度为1.50英寸(38.1mm)。为了观察方便，椭圆在测速块10底的上方0.44英寸(11.2mm)处尺寸扩大到宽度0.395英寸(10mm)和长度1.930英寸(49mm)。顶孔17和中心孔18也可以由钻孔制成。
要试验的样品放在吸收用品14上和将测速块10放在两种材料的顶部。将下面制备的2毫升人造月经流体倒入到试验设备漏斗11中并开始计时。流体从漏斗11流入到毛细管12中，在那里流体被传送到在中心孔18中心的材料13或材料系统。流体一般朝中心孔18椭圆的各端散布。如通过测速块10中的中心孔18和毛细管12观察到的那样，当所有流体被吸收到材料或材料系统中时停止计时。对给定的材料或材料系统记录已知量的试验流体的吸入时间。这个值是材料或材料系统的吸收性的测量值。较低的吸入时间代表需要更多的吸收系统。每种类型的样品经受5次重复试验且将得到的结果平均求得一个数值。
再湿试验应用这个试验确定在加上负荷时将回到顶片表面的流体量。通过表面回来的流体量称为再湿值。回到表面的流体越多，再湿值越大，如果回到表面的流体量较小那么再湿值较小。较小再湿值与较干燥的材料因而是较干燥的产品相关。
在进行上述的吸入试验之后，将材料系统(顶片和吸收用品或者顶片、波动层和吸收用品)放到部分装有盐溶液的封闭袋上面，以便将力更好地分配到该系统上。流体袋放到实验千斤顶的顶上。把两张预先称重的吸墨纸放到材料系统的顶部。用实验千斤顶升起袋，材料系统和吸墨纸压到固定的丙烯酸板，直到加上的总压力为1psi(磅/平方英寸)。保持该压力3分钟，接着去除压力和重新称重吸墨纸。记录在吸墨纸初始重量和它试验之后重量的差作为再湿值。每种类型的样品经受5次重复的试验并将得到的结果平均求得一个数值。
流走试验将4英寸乘4英寸(102mm×102mm)的材料系统片放到丙烯酸材料台上，该台有20°的倾斜角。使用距离样品5mm的吸液管将1毫升的人造月经放到材料系统的中心。用预先称重的塑料容器收集从材料系统流走的任何流体和用预先称重的纱布除去留在丙烯酸材料台上的残液。将纱布吸收的流体量加上塑料容器中收集的流体量就是流走值。较低的流走值暗示较好的流体吸收性。每种类型的样品经受5次重复的试验并将得到的结果平均求得一个数值。
材料测厚(厚度)以英寸表示的材料的测厚或厚度是在三种不同的压力0.05、0.20和0.50psi下进行测量，使用Frazier弹簧模型压缩计#326有2英寸(50.8mm)脚的膨松度测试仪(Frazier精密仪器公司，925 Sweeney Drive，Hagerstown，马里兰州21740)。每种类型的样品经受5次重复的试验并将得到的结果平均求得一个数值。
人造月经的制备在试验中所用的人造月经流体是按照美国专利5,883,231由血液和蛋清制成，通过将血液分离成血浆和红血细胞并将蛋清分离成稠和稀的部分，其中“稠”的意思是在均质化作用之后它有大于在150秒-1下约20厘泊的粘度，将稠的蛋清与血浆结合并完全混合，和最后加上红血细胞再次充分混合。更加详细的步骤如下在3000rpm(每分钟转数)的速度下离心分离血液30分钟，在这个例子中是除去猪血的纤维蛋白，虽然如果有效也可以使用其他的方法或速率和时间。分离出血浆并分别储藏，去掉淡黄色的表皮层并抛弃，而堆积的红血细胞也分别储藏。应该注意必须用某种方式对血液进行处理，从而可以对它加工而不会凝结。对熟悉本技术领域的专业人员来说已知各种方法，如使血液除去纤维蛋白以便除去凝结的纤维物质，用添加剂或抗凝结化学试剂等。血液必须是不凝结的以便可以使用，任何可以达到这个目的而不会损害血浆和红血细胞的方法都是可以接受的。
分离大的鸡蛋，去掉蛋黄和卵带而保留蛋清。通过将蛋清经过1000微米的尼龙筛网过滤约3分钟把蛋清分离成稠和稀的部分，丢掉较稀的部分。收集停留在筛网上蛋清稠的部分并抽入到60cc的注射器内，然后将注射器放到可编程的注射器泵上，通过抽出和再注入器内的流体5次使其均质化。由速率约100毫升/分钟、管内径约0.12英寸的注射器泵控制均质化的量。均质化后稠的蛋清有在150秒-1下约20厘泊的粘度，然后放入离心机在约3000rpm速率下转动约10分钟，以便去除有机物残渣和空气泡。
离心之后，将含有ovamucin的稠的均质化蛋清用注射器加到300cc FENWAL传送包装容器。接着将60cc猪血浆加到FENWAL传送包装容器。夹住FENWAL传送包装容器，去除所有的空气泡，将其放到Stomacher实验室混合器中，在那里以正常(或中等)速度混合约2分钟。然后从混合器上取下FENWAL传送包装容器，加上60cc猪血的红血细胞，用手动揉搓混合容器内东西约2分钟或者直到容器内东西显示出均质化。对按照这个实例制成的人造月经，最终混合物的血球容积计应指示红血细胞含量约为30％重量和通常应该至少在28-32％重量的范围内。蛋清量约是40％重量。
制备人造月经所用的组分和设备是很容易找到的。下面列出所使用物品的来源。虽然其他来源的物品也可以使用只要它们近似是等价的。
血液(猪血)Cocalico Biologicals公司，449 Stevens Rd.，Reamstown，宾夕法尼亚州17567，(717)336-1990。
Fenwal传送包装容器，300ml，有联接器，编号4R2014BaxterHealthcare公司，Fenwal Divisian，Deerfield，伊利诺伊州60015。
Harvard设备可编程注射器泵型号No.55-4143Harvard设备公司，South Natick，马萨诸塞州01760。
Stomacher 400实验室混合器型号No.BA 7021，系列号No.31968Seward Medical，伦敦，英格兰，英国。
1000微米筛网，物品号No.CMN-1000-BSwall Parts公司，邮政信箱4650，Miami lakes，佛罗里达州33014-0650，1-800-200-4242。
测量血球比容的Hemata Stat-II装置，系列号No.1194Z03127Separation Technology公司，1096 Rainer Drive，Altamont Springs，佛罗里达州32714。
详细的描述在个人卫生用品中，顶片材料是贴着穿着者皮肤的层，所以是接触穿着者排出液体和其他排出液的第一层。顶片还用作穿着者皮肤与保持在吸收结构内液体之间的隔离，它应该是适应的，感觉柔软和无刺激的。
可以使用许多材料形成本发明身体侧的顶片，包括穿孔的塑料膜、纺织的织物、无纺网膜、泡沫材料和类似物。已经发现无纺材料特别适合用作顶片，包括聚烯烃、聚酯、聚酰胺(或其他类似形成聚合物的纤维)的长丝形成的纺粘或熔喷网膜，或者天然聚合物(例如人造纤维或棉花纤维)和/或合成聚合物(例如，聚丙烯或聚酯)纤维形成的粘梳网膜。例如，顶片可以是合成的聚丙烯丝的无纺的纺粘网膜。无纺网膜可以有在约10克/m2(gsm)到约68.0gsm范围内的单位重量，特别是在约14.0gsm到约42.0gsm，松密度或厚度范围在约0.13毫米(mm)到约1.0mm，特别是从0.18mm到约0.55mm，密度在约0.025克/立方厘米(g/cc)和约0.12g/cc之间，特别是在约0.068g/cc和约0.083g/cc之间。还有，这样的无纺网膜的渗透性可以从约150达西(Darcy)到约5000达西。无纺网膜的表面可以用选择数量的表面活性剂，如约28％的TRITONX-102表面活性剂进行处理或其他方法加工使其有所需程度的湿润性和亲水性。如果使用某种表面活性剂可以用任何传统的方法施加到网膜上，如喷洒，印刷、刷涂和类似的方法。例如，无纺顶片一般由梳理的人造短纤维制成，或从熔纺工艺的长纤维制成。这些无纺网膜常由聚烯烃或聚酯制成，和可以是聚丙烯和聚酯或聚乙烯的共轭纤维，例如在不同的结构中设置如鞘/芯、肩并肩排列等等。也可以使用各种纤维的混合物。这些材料可以用不同的技术粘结以便提供必需的机械整体性。这样的方法可以包括热粘合或通过空气粘合、超声波粘合或用乳胶或其他粘合剂粘合、用水或针刺缠结，等等。通常，顶片层是用热熔或乳剂粘合剂、或超声波或机械粘合连接到下一层和背片。
波动层最典型的是插入在顶片和另一层如散布或保持层之间和插入到与顶片密切接触的流体连通。波动层通常直接在顶片的内表面(不暴露)之下。为了进一步提高液体的传送，可以将波动层的上和/或下表面分别连接到顶片和下一层。可以应用合适的常规连接技术，包括但不局限于粘合剂粘合(使用水基的，溶剂基的和热活性化的粘合剂)、热粘合、超声波粘合、针或钉穿孔，以及上述或其他合适的连接方法的组合。例如，如果波动层是用粘合剂粘合的顶片，所加的粘合剂量应该足够产生所需的粘接度，而不会过份限制液体从顶片流入到波动层中。
可以使用各种泡沫材料和纺织的和无纺的网膜构造波动层。例如，波动层可以是由聚烯烃丝的熔喷或纺粘网膜组成的无纺织物层。这样的无纺织物层可以包括短纤维或其他长度的共轭、双组分和均聚物纤维，和这样的纤维与其他类型纤维的混合物。波动层也可以是天然和/或合成纤维组成的粘梳网膜或气流成网。例如，粘梳网膜可以是粉末粘合梳理网膜，红外粘合梳理网膜，或通过空气粘合梳理网膜。粘梳网膜可以可选择地包括不同纤维的混合物或掺合物，而在选择的网膜内的纤维长度可以在约3mm到约60mm范围。示范性的波动层可以有单位重量至少约0.50盎司/平方码(约17g/m2)，在68.9帕斯卡(Pa)压力下，密度至少约0.010克/cm2，在68.9Pa压力下厚度至少约1.0mm，厚度恢复性至少约75％，渗透性约500到约5000达西，每单位空隙体积的表面积至少约20cm2/cm3。波动层可以由基本疏水的材料组成，而该疏水材料可以可选择地用表面活性剂或其他方法处理以给予所需水平的湿润性和亲水性。波动层可以有大致均匀的厚度和横截面。在Dodge等人的美国专利5,879,343和5,820,973中可以找到示范性的波动材料。
在本发明的实践中存在一组凹部是优选的。这些凹部可以有不同的构形，如方形，钻石形，圆形或美化的设计。但是为了获得最大的效益，凹部的优选排列应该有必要的深度和凹部之间的距离，以便允许流体吸收和同时形成物理的阻挡层用来保持流体和减小它的散布。以这样的方式设计这些凹的结构，使其提供流体的临时贮槽，允许顶片以它自己的速率接纳流体，而不会使流体散布。现有的产品没有这种凹部，在使用有低吸入时间的材料时常让流体在不稳定的路径中散布。
虽然这里公开描述了产生这些结果的方法，对熟悉本技术领域的专业人员来说可以建议获得相同结果的另一种方法。一种获得这种类型结构的方法是使用有压花辊和匹配母辊的砑光辊装置。要改进的材料同时通过砑光辊系统的辊隙送入。用加热和加压(或者超声波)对材料永久性地压花出凹部。这种类型的方法可以是离线操作或者可以是合并到生产线中。
在本发明的另一方面，通过将窄的波动层特殊地放到产品的目标区中可以节约材料。这是指波动(第二)层将比顶片(第一)层至少窄三分之一。
用于产生本发明结构的材料有熔融相容性是优选的。“熔融相容性”，这意味着材料只通过加热或者通过加热和加压可以连接在一起。不能熔融相容的材料可以用其他的方法连接在一起，例如通过缠结或通过使用粘合剂。
在使用能熔融相容的材料时，压花之后复合物获得高的机械强度，为了在使用中保持材料的整体性这是希望的。在不是最佳的实施例中材料不是熔融相容的，可以使用热熔或乳胶粘合剂作为代替的方法以便将各层粘接。
除了表面活性剂，对本发明的材料可以施加其他的化学处理。使用户增加兴趣的一个方面是“皮肤保健”的处理，例如芦荟，许多人相信这对皮肤健康有积极的作用。在本技术领域中已知其他的皮肤保健试剂。
本发明的优选实施例有吸入值小于40秒，再湿值小于0.35克，流走值小于0.50克，在压力下厚度降低小于50％。
试验材料和制备用来示范本发明的材料如下无纺织物的顶片层是由3.5dpf(旦尼尔)、0.6osy(20.3gsm)的聚丙烯纤维通过纺粘法制成，该纤维含有8％重量的二氧化钛(产品码41438，Ampacet公司，660 White Plains Rd.，Tarrytown，纽约州)，并用0.3％重量的AHCOVELBase N-62可润湿表面活性剂(ICI表面活剂性公司，Wilmington，Delaware，美国)进行处理。这种织物有HP型粘合图案，尽管挑选的粘合图案对本发明的功能不是关键。
波动层是由100％重量的聚丙烯/聚乙烯(PP/PE)鞘-芯共轭纤维的通过空气粘合梳理网膜制成，它有6dpf、0.7osy(23.7gsm)带HR 6整理剂，从日本Osaka的Chisso公司(纤维部)购得。
该吸收用品是按照气流成网法使用250gsm，90％重量Coosa0054纸浆和10％重量Kosa(前Trexira公司和更前的Hoechst-Celanese公司)T-255纤维粘合剂制成，有密度0.14g/cc(除非另外指定)。
使用热压机型号OK 380，位于3416 Cantrell，Practix RDAC，Worth，佐治亚州30101的Practix MFG公司有售，在材料上压出凹部。在热板上所用的温度是177℃(350°F)停留时间15秒和压力为50psi。
为了这个试验制成两组有不同的孔径但深度相同的凸/凹结构的板·板1有一组突起和孔，每个突起的直径为4.5mm并从每个孔隔开1mm。每个孔有0.05cc的体积和3mm深度。这个板1生产的材料将有所谓的“凹部1”。
·板2有一组突起和孔，每个突起的直径为8.5mm并从每个孔隔开1mm。每个孔有0.18cc的体积和3mm的深度。这个板2生产的材料将有所谓的“凹部2”。
实例为了示范每种材料的流体吸收特性，已经用前面部分中描述的吸入、再湿和流走试验估价下面试验的基体。
1-只是纺粘织物的顶片，无压花。
2-只是纺粘织物的顶片，压花凹部1。
3-只是纺粘织物的顶片，压花凹部2。
4-在波动层上的纺粘织物顶片，无压花。
5-在波动层上的纺粘织物顶片，组合物采用凹部1的压花。
6-在波动层上的纺粘织物顶片，组合物采用凹部2的压花。
7-在吸收芯上的纺粘织物顶片，组合物采用凹部1压花。
8-在吸收芯上的纺粘织物顶片，组合物采用凹部2压花。
9-在波动层和吸收芯上的纺粘织物顶片，组合物采用凹部1的压花。
10-在波动层和吸收芯上的纺粘织物顶片，组合物采用凹部2的压花。
11-在波动层和吸收芯上的纺粘织物顶片，组合物采用凹部2的压花。吸收芯密度为0.06g/cc。
通过压花的凹部(可以应用的地方)粘合在一起产生有改进表面的结构。使用前述的吸收芯试验所有的材料。
从材料试验得到的结果列在表1中。
表1
从表1中可见，通过改进复合物的表面提高了对流体的吸收性。在顶片材料之下加上波动层增加流体吸收性，大大减小了它的再湿值，这是分离吸收芯和顶片材料的波动材料提供的附加容量的结果。满足这个发明要求的材料的再湿值小于0.40gms和最好小于0.35gms。
当凹部加到复合衬垫结构(顶片/波动层)时，通过试验中得到的吸入时间明显减小可以看到流体吸收特性的提高。满足这个发明要求的材料有吸入时间小于50秒和最好小于40秒。
从结果中可见，凹部的空隙体积与材料的性能有直接的关系。虽然凹部1与单层纺粘材料和无压花的复合材料比较显示出有改进，但它没有提供凹部2给予的性能优点。
这个发明已经改进的另一个特性是减小了流体的流走值。除了凹部之外，加上波动层能够显著地减小流体在吸收材料中的运动，在吸收用品结构的周边之内保持较高的流体重。这个效果仅通过顶片和波动材料的不压花组合是不能得到的，因为没有物理的阻挡层。满足这个发明要求的材料有小于0.60gms的流走值和最好是小于0.50gms的流走值。
下面的例子描述对包括顶片和吸收材料的吸收系统加上凹部的效果并与包括顶片、波动层和吸收材料压花在一起的系统比较。
表2
如在表2中所见，结果显示气流成网有高密度(0.14g/cc)的吸收芯比单层系统有较慢的吸入时间。相信这是由于吸收层致密性增加的结果，这可使进入到吸收层中的流体吸收变慢。纺粘层/波动层/吸收层的实例9和10与没有吸收层的类似的实例5和6比较，很清楚吸入时间增加相信也是这个效果。无论如何，在所有的实例中，有凹部的样品与平的系统比较都表现出有较低的流走值。看来改进慢的吸入时间的一个方法是使用在压花之前密度较低的吸收芯，如在实例中所见，使用0.06g/cc吸收用品获得较快的吸入时间和最低的流走值。
从这个数据中可见，顶片、波动层和吸收材料的挑选对改进的顶片结构的功能性有重要的作用。对上述的三层加上凹部提供更加稳定的结构但可能损害该系统的吸收的功能性，这取决于选择的材料。通过调节密实的程度和表面活性剂的类型和浓度，对特殊的应用可以使吸收系统最优化。
对这类材料结构的共同要求是它在使用之后，或者在产品已经生产和包装之后保持它的整体性的能力。通常，为了优化产品在货架上占据的空间，制造者总是选择对产品或者两折或者三折，从而在产品上加上高压的负荷。由于这个原因，在不同的样品上进行了在不同压力下厚度损失的评估。该评估的结果列在表3中。
表3
表3表示在单个纺粘顶片中加入凹部在加上负荷时产生材料厚度的减小。这个效果是由于中空的压花凹部在加上负荷时很容易丧失它的整体性，从而减小其处理流体吸收的能力。与其相反，有顶片和波动层的系统在加负荷时厚度的损失量减小。
从表3中可见，由顶片、波动层和吸收芯一起制成的结构显示出所有样品中最低的厚度损失值。这是由于该方法所获得的结构的改进，在该方法中气流成网的纤维粘合剂、顶片和波动层一起改进，产生了稳定的结构。满足这个发明要求的材料在0.05和0.5psi压力之间的测厚损失小于60％，最好小于50％。
现在转到附图，可以看到在本发明的宗旨和意图内在产品中可以有许多可能的凹部构形。图1和2是表示材料的图，图中一种两层的材料有不同尺寸的凹部1。图3表示两层组成的和有凹部1的材料的横剖面图。图4-10表示本发明拥有的妇女卫生用品的各种构形。
在图4中，凹部1是围绕产品内部2的周边布置。图5表示凹部1仅布置在产品的目标区3。图6表示凹部1在略为扩大的目标区3中有美化的或“无规律”的设计。图7表示凹部1布置在缺乏想象力的行并行的结构中。图8表示有布置成随机图案的凹部1的妇女卫生垫。图9表示在单个产品中布置大和小的凹部1的图案。图10表示凹部的行结构，其中每个凹部都很小。图11表示三层的材料，已经按照本发明压花出凹部1。
这个发明的凹部在尺寸、深度、形状和凹部之间的间距方面都可以变化。该凹部的直径可以大至10cm，优选的在3到20mm范围内，和更优选的约为8mm。深度可以深至20mm，优选的在1和10mm之间，更优选的约3mm。在凹部之间的间距将取决于所需的效果。越是紧密布置的凹部将提供更有效的流体阻挡特性，减小液体移动出衬垫。各凹部也可以接触，这样它们互相液体连通从而促进在衬垫内流体的运动。但是，凹部的布置取决于它们的形状，在凹部的边缘之间有在约0.5到10mm之间的间距是优选的。
用不同形状和/或尺寸的凹部可以制备本发明的各个实施例。这样做可以是纯粹美学的理由或者可以是在个人卫生用品的不同区域内产生不同的吸收特性。例如在尿布的情况下，它是接受尿和BM，较小凹部的图案可以并入到产品中最可能接受尿的区域，而较大凹部的图案可以并入到产品中最可能接受有时也可能是过稀的BM的区域。或者，凹部可以只加到产品的目标区或中心区，可能的结果是减小排出物的散布。还有另一个可替代的位置，凹部可以只位于产品的周边上，可能的结果将是防止流体流到产品之外。可以设计这样凹部的组合以便改进整个产品的性能和防护性。精确的尺寸、位置等取决于要处理的流体和要达到的效果。还有另一个代替的实施例可以包括其中各层如顶片和波动层都是共孔的衬垫。这样的共孔可以做在图案中，使每个凹部的底中有孔。各种处理如表面活性剂或皮肤保健化学试剂的放置，也可以改变，例如只将它们放到每个凹部的底或者仅涂在衬垫的下面。还有另一个促进流体流入到凹部中的方法是将纤维垂直于材料的平面放入到每个凹部中。该纤维能引导流体进入凹部从而减小液体从该产品流走的可能性。
对本技术领域熟悉的专业人员将能理解，本发明做各种改变和变型将被认为是在这些专业人员的能力范围之内。发明者打算将这样的变化和变型都划入本发明的范畴之内。
权利要求
1.一种个人卫生用品的衬垫，包括第一层和第二层，所述两层成互相面对的关系并有至少一个压花凹部。
2.如权利要求1所述的衬垫，有一组离散的凹部。
3.如权利要求2所述的衬垫，其中所述一组离散的凹部有在至少一个凹部内的垂直于所述层方向上的纤维。
4.如权利要求2所述的衬垫，其中所述第一和第二层通过某种方法粘合在一起，该方法是从包括用粘合剂、机械的、缠绕的、热的和超声波的一组方法中选择的。
5.如权利要求2所述的衬垫，其中所述第一和第二层是熔融相容的。
6.如权利要求2所述的衬垫，其中所述第一层已经用可润湿的表面活性剂处理。
7.如权利要求6所述的衬垫，其中所述凹部每个都有底且所述第一层在每个所述凹部的底上已经用可润湿的表面活性剂处理。
8.如权利要求2所述的衬垫，其中所述第一层已经用皮肤保健化学试剂处理。
9.如权利要求2所述的衬垫，其中所述第一层包括由聚烯烃纤维制成的无纺网膜。
10.如权利要求8所述的衬垫，其中所述的聚烯烃是聚丙烯。
11.如权利要求2所述的衬垫，还包括在所述第一层中的孔。
12.如权利要求2所述的衬垫，其中所述第一和第二层已经是共孔的。
13.如权利要求2所述的衬垫，其中所述第一层是由膜制成，用从包括真空穿孔和机械穿孔的一组方法中选择的方法穿孔。
14.如权利要求2所述的衬垫，其中所述第二层包括聚烯烃纤维的粘梳网膜，用从包括通过空气粘合、热粘合和粘合剂粘合的一组方法中选择的方法进行粘合。
15.如权利要求13所述的衬垫，还包括共轭纤维。
16.如权利要求2所述的衬垫，其中所述第二层比所述第一层更可润湿。
17.如权利要求2所述的衬垫，其中所述第二层包括泡沫材料。
18.如权利要求2所述的衬垫，其中所述凹部位于目标区内。
19.如权利要求2所述的衬垫，其吸入值小于50秒。
20.如权利要求2所述的衬垫，其再湿值小于0.40克。
21.如权利要求2所述的衬垫，其流走值小于0.60克。
22.如权利要求2所述的衬垫，其在压力下的测厚损失小于60％。
23.如权利要求2所述的衬垫，其中所述的凹部有小于10cm的直径。
24.如权利要求2所述的衬垫，其中所述的凹部有小于20mm的深度。
25.一种妇女卫生垫，包括权利要求2所述的织物。
26.一种尿布，包括权利要求2所述的织物。
27.一种成人失禁用产品，包括权利要求2所述的织物。
28.一种个人卫生用品的衬垫，它包括第一层和第二层，所述两层成互相面对的关系并有一组离散的压花凹部，其中所述衬垫的吸入值小于40秒，再湿值小于0.35克，流走值小于0.50克和在压力下测厚损失小于50％。
29.如权利要求27所述的个人卫生用品，其中所述第二层至少比所述第一层窄三分之一。
全文摘要
提供一种个人卫生用品的衬垫,它有至少两层成互相面对的关系并有至少一个压花凹部,最好是一组这样的凹部。这些凹部可以有不同的构形,如方形、钻石形、圆形或美学的设计。但是为了得到最大的效益,它们应该有必要的深度和相互之间必要的距离,以便允许流体吸收并同时对流体产生物理上的阻挡层以减小它的散布。该衬垫可以由顶片材料、波动层、吸收芯压花在一起的组合制成。
文档编号A61F13/49GK1372451SQ00812543
公开日2002年10月2日 申请日期2000年8月14日 优先权日1999年9月7日
发明者J·布拉维曼, M·I·阿利克汉, D·G·克罗特尔, M·A·达利, E·C·达梅, E·M·约翰斯, J·N·林顿, S·C·保罗, D·C·波茨, P·A·萨塞, E·G·瓦罗纳 申请人:金伯利-克拉克环球有限公司