三维片材及包含这种片材的吸收性物品的制作方法
【专利摘要】本发明公开和要求保护一种三维片材和使用该三维片材的吸收性物品。该三维片材被设计用于将材料一侧的接触面积降到最低，从而使其适用于包括身体接触顶片或内衬材料在内的各种不同应用。
【专利说明】三维片材及包含这种片材的吸收性物品
[0001]发明背景
[0002]吸收性物品，如尿布、训练裤、失禁产品、女性卫生产品以及健康护理相关产品如绷带和其它伤口敷料具有共同的目的，即快速吸收排出的身体流体如血、月经、尿和大便。通常这样的产品会具有靠近或接触穿用者皮肤的身体接触侧和表面、某类吸收芯和将防止存留的流体排出该产品并可能弄脏包括穿用者衣物在内的周围区域的背片。
[0003]因此，期望这样的产品快速吸收流体、将流体送至产品下层并提供穿用者皮肤附近的空气流通以促进皮肤健康。空气流通允许皮肤干燥以防止在使用尿布、训练裤和失禁装置时的皮肤刺激问题如尿布疹。空气流通还通过允许通常指顶片或内衬的身体接触材料干爽来增强舒适感。此外，可通过尽量减少内衬材料与皮肤直接接触的量来进一步增强舒适度和干燥度。这也有助于减少所谓的“再湿”，即流体从吸收芯回流到内衬。由于这些是这类产品的期望特性，许多材料和产品已经尝试去提供这些效果。例如，授予Alikhan等人的美国专利US5，667，619、US5，667，625和US5，817，394公开了一种纤维质层压材料以及结合有该层压材料的产品和用于制备这种层压材料的装置。两层纤维层以彼此隔开的粘合构型粘结在一起，这些粘合构型包括具有较小粘合纤维跨距的密集的粘合区，在纤维跨距之间具有形成在粘合区内的大致圆形孔。
[0004]授予Muth等人的美国专利US7，386，924公开了一种用于对具有压花点的预粘合非织造物进行穿孔的穿孔装置。针辊上的针接合预粘合的非织造物并对其穿孔，并对穿孔后的非织造物进行进一步处理。授予Cree等人的美国专利US6，849，319公开了用于吸收性物品的带孔非织造复合材料。该复合材料顶片包括弹性三维穿孔成形薄膜、具有小尺寸穿孔和大尺寸穿孔的非织造纤网。所述成形薄膜位于吸收芯和身体侧之间。所述成形薄膜具有凸侧和与该凸侧相反的凹侧，小尺寸穿孔具有网眼目数。非织造纤维网位于成形薄膜和吸收性物品的身体侧之间。该大尺寸穿孔延伸穿过该非织造纤网和成形薄膜。该大尺寸穿孔的网眼目数小于小尺寸穿孔的网眼目数。
[0005]授予Turi等人的美国专利US5, 997，986公开了穿孔的塑料薄膜,其包括可拉伸的热塑性聚合材料，该热塑性聚合材料具有由纤维状元件网状物限定出的多个微孔。在该薄膜被支撑在背衬元件上时，所述薄膜通过在接触区域内以柱状流形式引导流体尤其是水作用至原材薄膜的上表面来制得。授予Suzuki等人的EP0235309公开了一种用于吸收性物品的面层以及制造该面层的相关方法。该面层包括具有两层不同纤维组分的非织造织物，其中第一层限定出与穿用者皮肤接触的表面并具有穿孔图案，第二层限定出与该表面相对的背侧且无穿孔。在该方法中，通过使纤维网在装有穿孔形成元件的支撑件上经受高速水射流处理来形成第一层，通过使纤维网经受前述处理或热熔合处理来形成第二层，同时利用上述任一处理方法将第一层与第二层整体结合在一起。
[0006]授予Turi等人的美国专利US5，895，380公开了一种具有由微孔原纤热塑性薄膜制成的渗透性外罩的吸收性产品。该外罩的特征是具有无孔区和有孔区，该有孔区具有由纤维状元件网状物限定出的多个微孔，该有孔区至少部分位于高于无孔区的高度。该有孔区通过这样的方法而处于较高的高度上，即通过如张紧该外罩或通过将外罩局部粘接至产品的吸收体或通过它们的组合方式。流体接收和分布特性的额外改进据称是通过在微穿孔前对薄膜一侧进行电晕放电处理和用表面活性剂对微穿孔薄膜进行处理而获得。
[0007]授予James等人的欧洲专利EP0705932公开了非织造织物，该非织造织物具有在其一个平面上的纤维基底部分和在其另一平面上的纤维凸起部分。可具有两种类型的凸起部分。在一种类型中，凸起部分的基重基本等于基底部分的基重。在凸起部分的另一类型中，凸起部分的基重大于基底部分的基重。凸起部分通过纤维过渡区结合至基底部分。授予Sciaraffa等人的美国专利US4，333，979公开了一种具有不同粘合层的层压纤维网以及制造这种材料的方法和装置。该方法提供了由连续热塑性长丝如此形成的轻质非织造纤网，即，连续热塑性长丝以几乎随机取向和图案粘结，但在热和压力下被进一步压花以获得提供了柔软度和松厚度的有效厚度但同时保留其它期望物理性能如强度。该结合图案由密集的点熔合区组成，而随后施加的压花图案包括更大的整体凸起的总图案。
[0008]授予Raley的美国专利US4，761，322公开了 一种具有不同粘合层的层压纤维网以及制造这种纤维网的方法和装置。这种纤网通过以下步骤成形，即形成第一较高密度的第一纤维层，以相对高的第一粘合程度将第一纤维层的纤维彼此粘合。形成第二较低密度的第二纤维层且第二纤维层的纤维以相对低的第二粘合程度彼此粘合。接下来，第一和第二纤维层以比在第一纤维层内的彼此粘合纤维相对低的第三程度彼此粘合。
[0009]授予Wagner的美国专利US6, 739，024公开了一种生产结构化大体积非织造纤网或薄膜的方法和装置。该纤网通过形成非结构化纤网并随后利用辊对对该纤网进行处理的方式来生产。该辊对由具有分布在辊套表面上的大量突出体的阳辊和具有等数量凹腔的阴辊组成。在辊压过程中，突出体与凹腔接合并在辊接合区域内拉伸该非结构化纤网，以此生产具有大量凹腔的深拉纤网结构。在纤网经过辊隙后，仍然接合在阳辊上的变形纤网与穿孔工具接触并被穿孔。授予Such等人的美国专利US3, 542，634公开了一种穿孔粘合的具有不同压花的非织造织物。可变形的纺织纤维材料片通过使其经过刻有平台和凹槽图案的辊被再成形，以此方式产生重复的三级压缩图案；在平台与平台相交位置高压缩，在平台与凹槽相交的位置中压缩，且凹槽与凹槽相交位置低压缩或无压缩。由三级压缩产生的区域是离散间隔的长斜方形区域。高压缩区域例如可通过在压印过程中熔合的热塑性纤维被粘合，或者高压缩区域可以呈织物中实际穿孔的形式。
[0010]尽管前述为试图提供具有期望流体处理性能的例子，但仍需要有在这方面有所改进的材料。本发明涉及一种三维片材，其可被在这方面与包括但不限于尿布、训练裤、失禁衣物、女性卫生产品如卫生巾和衬垫的个人护理吸收性物品，以及包括绷带和伤口敷料的其它吸收性产品连用。
【发明内容】
[0011]为了减少解决上述技术问题，本发明提供一种具有第一材料层的三维片材，该第一材料层具有顶面、底面和厚度。第一材料层限定出第一平面、第二平面和位于该第一平面和第二平面之间的第三平面，其中，顶面的至少一部分位于第一平面内或附近，底面的至少一部分位于第二平面内或附近。第一材料层具有从第一平面、第二平面或第三平面中的一个内或附近开始并伸向和终止于第一平面、第二平面或第三平面中的另一个内或附近的多个第一凹窝，和从第一平面、第二平面或第三平面中的一个内或附近开始并伸向和终止于第一平面、第二平面或第三平面中的不同于所述多个第一凹窝所终止的平面的另一个平面内或附近的多个第二凹窝。
[0012]如果需要，该三维片材可使得在所述多个第一或第二凹窝的至少一部分内限定出开孔。此外，所述多个第一或第二凹窝的至少一部分形成有液体通道，在从第一平面朝向第二平面的方向上看时，该液体通道具有大致缩减的尺寸，且该液体通道终止于开孔内以产生允许液体从第一平面向第二平面方向流动的液体毛细管。所述多个第一凹窝中的至少一部分可以在所述第一材料层的至少一部分上等间距分布。进一步地，所述多个第二凹窝中的至少一部分可以在所述第一材料层的至少一部分上等间距分布。
[0013]所述第一材料层可具有介于约8克每平方米和约200克每平方米之间的基重和介于约0.1毫米和约4毫米之间的厚度。所述第一材料层可具有介于约0.3毫米和约15毫米之间的第一平面和第二平面之间的总厚度和介于约0.05毫米和约12毫米之间的第一平面和第三平面之间的上部厚度。该第一材料层还可具有介于约0.25毫米和约8毫米之间的第三平面和第二平面之间的下部厚度。
[0014]为了最小化三维片材的接触面积，基于每单位面积的在第一平面内的第一材料层顶面部分的表面积应占基于每单位面积的顶面的所述部分总表面积的约20%到约70%。优选地，该三维片材是纤维质非织造纤网。
[0015]为了尽量降低湿度，期望第一材料层的位于第一平面内的部分比第一材料层的未位于第一平面内的其它部分更加疏水。
[0016]本发明的三维片材可在大量应用中使用，包括作为个人护理吸收性物品的一个或多个层使用。这样的吸收性物品通常包括透液性顶片、背片和位于该顶片和背片之间的吸收芯。
[0017]取决于被选择用于制造三维片材的材料，三维片材可作为这样的个人护理吸收性物品的一个或所有层或组成部分使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]在说明书的其余部分中并参考附图更具体地提供本发明的完整和可实现的公开内容，其中:
[0019]图1是根据本发明的三维片材的俯视图。
[0020]图2是沿图1的线2-2剖开的横截面视图。
[0021]图3是根据本发明的另一三维片材的俯视图。
[0022]图4是沿图3的线4-4剖开的横截面视图。
[0023]图5是沿图1的线5-5剖开的横截面视图。
[0024]图6是沿图1的线6-6剖开的横截面视图。
[0025]图7是沿图3的线7-7剖开的横截面视图。
[0026]图8是沿图3的线8-8剖开的横截面视图。
[0027]图9是利用本发明的三维片材作为顶片或体侧内衬的吸收性物品、在此为女性卫生产品的局部切除的俯视图。
[0028]图1OA和IOB是根据本发明的三维片材的横截面的显微照片。【具体实施方式】
[0029]现将参照在附图中示出的一个或多个实例详述本发明的多个实施例。每个实例的提供均是为了解释本发明，而不是限制本发明。事实上，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可想到在本发明中作出的修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可用于另一实施例中以产生再一实施例。此外，一个实例中的参数、尺寸和元件可单独使用或与本发明另一实例中的其它参数、尺寸和元件结合使用以用于单独或一起支持本文所附的用于描述和要求本发明实施例保护范围的一个或多个权利要求。因此，本发明打算覆盖落在所附权利要求及其等同的范围内的这些和其它这样的修改和变化。
[0030]参见图1、2、5和6，示出了根据本发明的三维片材10的俯视图和多个不同的横截面视图。片材10至少包括经压花处理和可选地打孔处理的第一材料层12。这种材料12是能允许液体和气体通过的、也被称为流体可渗透的任何材料。在个人护理吸收性物品的情形中，材料12应该能够根据具体的最终应用而允许液体、如尿和/或月经容易通过。当最终应用是女性护理产品如卫生巾、护垫或其它女性护理吸收性物品时正是如此。此外，在某些例子中，当最终应用是这样的产品作为尿布、训练裤和失禁衣物时，可能期望材料12能够允许更多固体类物质部分、如稀大便通过。进一步地，材料12可被用于必须进行流体传递和吸收的其它应用，如在绷带和其它相关的健康护理产品的情况下。
[0031]由于材料12要经受压花技术来形成三维结构，因此，该材料12应选择在施压和可选地加热的情况下能保持其预定形状的材料。压力和热量的施加可通过多种方法来实现，包括使用可选地加热和/或冷却的雕刻压花辊以及通过采用超声波。此外，期望该材料触感柔软，尤其是在该材料被用作构造成紧贴皮肤穿戴的个人护理吸收性物品身体接触侧时。因此，织造纤维材料和非织造纤维材料均在本发明的范围内。由于需要设置为三维形状，在某些例子中也期望该材料12包含至少一些由聚合塑性材料和/或将压力和/或热定型的其它材料制成的材料。这样的材料的实例包括但不限于聚烯烃、聚酯、聚乙烯醇、聚氨酯、尼龙等。也可由多种纤维的掺混物形成织造材料和非织造材料，所述多种纤维的掺混物由各种不同材料，包括天然和合成物、如多种不同的聚合材料的掺混物以及聚合纤维和天然纤维如棉和木浆绒毛的掺混物，后者的一个例子是切断的同成形材料，它是切断纤维和木浆纤维的掺混物。更进一步地，能使用由天然纤维如棉纤维和木浆绒毛纤维制成的材料和纤网。其它适合的非织造材料包括纺粘材料，熔喷材料，切断纤维粘合梳理纤网，包括但不限于透风粘合梳理纤网、化学粘合梳理纤网、气流成网纤网、水刺纤网和水力缠结纤网。也能使用复合材料，如多层材料，包括但不限于纺粘材料层和熔喷材料层的层压品。
[0032]由于本发明的材料可被用于流体渗透性不重要或者材料仅为气体或蒸汽可渗透的应用场合，因此材料12也能由塑料薄膜、如由聚合材料比如聚烯烃制成的热塑性薄膜以及其它可利用热和/或压力或超声波压花从而保持三维形状的其它材料形成。进一步地，这样的材料可经穿孔、切缝加工和其它处理工艺，以形成从一侧到另一侧的穿透薄膜层的流体输送通路。在此情况下，根据本发明制成的薄膜材料也适用于在前述个人护理吸收性物品和其它吸收性物品、包括绷带和其它健康护理相关产品中作为产品的身体接触表面使用。
[0033]此外，能由其它多层结构，如两层或更多层织造层或织造层和薄膜层的结合来形成材料12。这样的多层结构可在应用本发明的三维压花工艺之前形成，或者它们也可因该三维压花工艺被结合。
[0034]再参见图1、2、5和6，示出了第一材料层12，其具有顶面14、底面16和厚度18。第一材料层12限定出第一平面20、第二平面22和位于该第一平面20和第二平面22之间的中间平面或第三平面24。示出的第一平面20被画出为邻近并接触作为材料12—侧的外表面的顶面14，而示出的第二平面22在另一侧被画出为邻近并接触作为材料12另一侧的外表面的底面16。示出的中间平面或第三平面24被画出为邻近材料12的位于该两个外表面之间的中间表面。
[0035]为了提供本发明的三维形状，材料12设置有从第一平面20朝第二平面22向下延伸的多个第一凹窝26。所述第一凹窝26中的至少一部分终止于第二平面22内或附近。材料12还包括多个第二凹窝28，它们从第一平面20朝第二平面22向下延伸，其中，所述多个第二凹窝28中的至少一部分终止于第一平面20和第二平面22之间。如图2所示，多个第二凹窝28终止于同一深度并因其终止于第三平面24内或附近而限定出所述中间平面或第三平面24。在图2中，示出的平面24被画出为邻近或接触凹窝28的底部。尽管未示出，但还可以想到，在本发明的范围内提供附加平面以及起始于这些附加平面并终止于其它平面之处或之中的其它凹窝。
[0036]作为具有不同深度的凹窝的补充，可在该材料12内形成开孔。如图2所示，所述多个第二凹窝28中的至少一部分设置有或限定出位于中间平面24内或附近的开孔30。但注意，还可在第一凹窝26内设置开孔。此外，可在材料12的包括平台区域19 (未示出)在内的其它区域内设置开孔。进一步地，这些开孔不仅可在凹窝的底部形成，还可以在凹窝的侧壁(未示出)上形成。此外，可形成在包括第一凹窝26、第二凹窝28和平台区域19在内在任何区域内具有相同或变化孔尺寸的材料。
[0037]凹窝(26或28)中的至少一部分可形成从一个平面或另一平面的液体通道32。凹窝的壁部可以是直的或成角度的。可通过在一种或两种凹窝上的设置开孔和形成从一个平面到另一平面尺寸大致缩减的凹窝壁的方式来帮助液体从一个平面向另一平面的流动。通过尺寸的缩减，形成了促进流体/液体从一个平面向另一平面的流动且还阻止流体/液体沿相反方向的流动的毛细管效应。如图2所示，具有从第一平面20向中间平面24延伸的液体通道32，其具有从第一平面20向中间平面24尺寸大致缩减的壁。
[0038]通过在材料12内形成多个第一凹窝26和第二凹窝28，材料12的留在第一平面20内的实际部分减小，这在根据本发明的三维片材10被用作吸收性物品如尿布、纸尿裤、训练裤、失禁装置或女性卫生产品如卫生巾、护垫等的身体接触材料时是期望的。从舒适性的角度看，最小化与穿用者的皮肤的接触具有多个优点。第一，最小化身体接触表面减少了与穿用者接触的刮擦表面量。第二，最小化身体接触表面降低了导致穿用者不舒适的脏污或弄湿的材料量。当吸收性物品的内衬材料被身体流体，如尿、月经和大便弄脏时，期望尽可能快地使尽可能多的这种身体流体远离穿用者皮肤。通过提供并最大化材料12内的凹窝和/或开孔的数量，留在第一平面20内或附近的皮肤接触面积量被最小化。结果，提供的整体产品更受穿用者欢迎并有助于皮肤健康，以及更少的与穿用者接触的湿的、污损的产品部分。
[0039]片材12的总厚度18将取决于特定的最终应用。在个人护理吸收性物品的情形中，该三维片材10可被用作体侧内衬或层的一部分、尤其是当该片材12是薄膜且尤其是无孔薄膜时用作背片。第一材料层12也可用作个人护理吸收性物品的其中一个中间层，包括吸收芯或这种产品的一个或多个其它层，包括通常位于吸收芯和体侧内衬或顶片之间的所谓的涌流层或传递层。此外，其可被用作位于吸收芯和背片之间的附加层。
[0040]因此，针对图1、2、5和6所示的实施例，该三维片材10包括具有顶面14、底面16和厚度18的第一材料层12。第一材料层12限定出第一平面20、第二平面22和位于该第一平面20和第二平面22之间的第三平面24。顶面14的至少一部分位于第一平面20内或附近，底面16的至少一部分位于第二平面22内或附近。第一材料层12具有从第一平面20向第二平面22延伸的多个第一凹窝26。所述多个第一凹窝26中的至少一部分终止于第二平面22内或附近。第一材料层12还具有从第一平面20朝第二平面22延伸的多个第二凹窝28。所述多个第二凹窝28中的至少一部分终止于第三平面24内或附近。第一凹窝26或第二凹窝28中的任一个或全部以及平台区域19均可被开孔。
[0041]现参见附图中的图3、4、7和8，示出了根据本发明的另一三维片材10。与第一实施例一样，相同的附图标记被使用并描述相似的元件。本实施例中的主要不同之处在于，所述多个第一凹窝26可被看作从中间平面或第三平面24朝第一平面20向上延伸，而所述多个第二凹窝28从中间平面24朝第二平面22向下延伸。因此，术语“伸向”、“延伸”及其变形可指或限定出从给定平面向上或向下的方向。
[0042]因此，针对图3、4、7和8所示的实施例，所述三维片材10包括具有顶面14、底面16和厚度18的第一材料层12，其中，所述第一材料层12限定出第一平面20、第二平面22以及位于第一平面20和第二平面22之间的第三平面24。顶面14的至少一部分位于第一平面20内或附近，底面16的至少一部分位于第二平面22内或附近。第一材料层12具有从第三平面24向第一平面20延伸的多个第一凹窝26。所述多个第一凹窝26中的至少一部分终止于第一平面20内或附近。第一材料层12还具有从第三平面24朝第二平面22延伸的多个第二凹窝28。所述多个第二凹窝28中的至少一部分终止于第二平面22内或附近。第一凹窝26或第二凹窝28中的任一个或全部以及平台区域19均可被开孔。
[0043]因此，当从所有附图中观察所述实施例时，可看到本发明的所述三维片材10可包括具有顶面14、底面16和厚度18的第一材料层12。所述第一材料层12限定出第一平面
20、第二平面22以及位于第一平面20和第二平面22之间的第三平面24。顶面14的至少一部分位于第一平面20内或附近，底面16的至少一部分位于第二平面22内或附近。第一材料层12具有从第一平面20、第二平面22或第三平面24中的一个内或附近开始并伸向和终止于第一平面20、第二平面22或第三平面24中的另一个内或附近的多个第一凹窝26。第一材料层12还具有从第一平面20、第二平面22或第三平面24中的一个内或附近开始并伸向和终止于第一平面20、第二平面22或第三平面24中的、不同于所述多个第一凹窝26所终止的平面的另一个平面内或附近的多个第二凹窝28。第一凹窝26或第二凹窝28中的任一个或全部以及平台区域19均可被开孔。
[0044]当本发明的三维片材10被用在个人护理吸收性物品内时，它将具有介于约0.1毫米和约4毫米之间、优选介于约0.3毫米和约2毫米之间、且最好介于约0.5毫米和约1.5毫米之间的厚度18。为了本发明的目的，全文使用的术语“介于”打算包含在该范围内使用的端点值。
[0045]此外，关于基重，实际基重可根据最终应用发生变化。在个人护理吸收性物品的情形中，第一材料层12将具有介于约8克每平方米(gsm)和约200gsm之间、更优选介于约16gsm和约IOOgsm之间且最好介于约22gsm和约50gsm之间的基重。非织造纤网的基重可根据联邦测试方法5041，标准191A号测定。
[0046]当该片材12被赋予所述三维结构时，该结构将限定出介于约0.3毫米和约15毫米之间、优选介于约I毫米和约7毫米之间且最好介于约1.5毫米和约5毫米之间的第一平面20和第二平面22之间的总厚度34。
[0047]该结构还将限定出介于约0.05毫米和约12毫米之间，优选介于约0.15毫米和约5毫米之间且最好介于约0.25毫米和约4毫米之间的第一平面20和中间/第三平面24之间的上部厚度36。
[0048]而在中间/第三平面24和第二平面22之间，该结构将限定出介于约0.25毫米和约8毫米之间，优选介于约0.85毫米和约6毫米之间且最好介于约1.25毫米和约3毫米之间的下部厚度37。
[0049]图1、2、5和6中示出的所述多个第一凹窝26限定出在第一平面20和第一凹窝26内表面(“内”指最靠近前述所指平面的表面)之间的第一凹窝深度38。针对图3、4、7和8所示的实施例，第一凹窝深度38被限定为在中间或第三平面24与第一凹窝26的靠近第一平面20的内表面之间。第一凹窝深度38将具有介于约0.2毫米和约8毫米之间、优选介于约0.6毫米和约4毫米之间且最好介于约I毫米和约3毫米之间的范围。
[0050]图1、2、5和6中示出的所述多个第二凹窝28限定出在第一平面20和中间平面24之间的第二凹窝深度40。针对图3、4、7和8示出的实施例，所述第二凹窝深度40在凹窝28的顶端和开口的底端之间测得且数值包括第一材料层12在靠近中间或第三平面24处的厚度18。第二凹窝深度40将具有介于约0.15毫米和约6毫米之间，优选介于约0.45毫米和约3毫米之间且最好介于约0.75毫米和约2.25毫米之间的范围。
[0051]注意，第一凹窝深度38不包括片材12在第一凹窝26底部处的厚度18。至于第二凹窝深度40，由于第二凹窝被穿孔，第二凹窝深度40被测量至开口的凹窝终止点，而如果第二凹窝未穿孔，该凹窝深度将测量至如上述针对第一凹窝26的相同点，即凹窝28的内表面。
[0052]除了上述三维片材10的厚度和深度，还可测量上述第一和第二凹窝26、28的开口尺寸。如果它们具有不平行的侧壁，则第一凹窝26将具有在第一平面20附近的第一开口尺寸46和在中间平面24附近的靠近第一凹窝26底部的第二开口尺寸48。两个开口尺寸是沿开口的主轴线(可在开口的两边缘间绘制的与各自开口最接近的平面平行的最长直线)测得的(第二凹窝28也如此)。如果开口的侧面大致平行，则上开口尺寸与下开口尺寸将基本相同。这在图2和4中的第二凹窝28也同样适用。它们将具有在第一平面20附近的第三开口尺寸42和在第三平面24附近的第四开口尺寸44。
[0053]第一开口尺寸46可具有介于约2毫米和约30毫米之间、优选介于约2.5毫米和约25毫米之间且最好介于约3毫米和约20毫米之间的主轴线尺寸。第二开口尺寸48可具有介于约I毫米和约29毫米之间、优选介于约1.5毫米和约24毫米之间且最好介于约2毫米和约19毫米之间的主轴线尺寸。
[0054]第二凹窝28的第三开口尺寸42可具有介于约0.2毫米和约10毫米之间、优选介于约0.3毫米和约5毫米之间且最好介于约0.4毫米和约3毫米之间的主轴线尺寸。第二凹窝28的第四开口尺寸44可具有介于约0.1毫米和约9.9毫米之间、优选介于约0.2毫米和约4.9毫米之间且最好介于约0.3毫米和约2.9毫米之间的主轴线尺寸。
[0055]当第一和第二凹窝26、28的底部被开孔时，孔径可等于或小于各自第二开口尺寸42和第四开口尺寸44。不管是在凹窝26、28内还是在平台区域19(未示出)内的开孔均可具有适用于既定用途的任何尺寸。针对粘度较低的流体、如尿，所述孔径可较小，而针对粘度较高的流体、如月经和稀大便，通常期望孔径较大。孔径可介于约0.1毫米和约30毫米之间优选介于0.2毫米和25毫米之间且最好介于约0.3毫米和约20毫米之间。
[0056]凹窝26、28的形状可以是适用于特定最终应用的任何形状。在附图的图1中，所述多个第一凹窝26被示出呈六边形，所述多个第二凹窝28示出呈圆形。在附图的图3中，所述多个第一凹窝26被示出呈更像具有球端的椭圆形，也叫做“狗啃骨”形，而所述多个第二凹窝28仍示出呈圆形或环形。可使用的其它形状包括但不限于正方形、矩形、三角形、多边形、卵形、椭圆形、星形、作为更具修饰性的设计如花形、动物形等以及前述及其它形状的
结合 ?
[0057]还应注意，尽管附图中示出的凹窝的最底部是平坦的或大致平坦的，但还可能具有其它构型表面。例如，凹窝的最底部可被倒圆，且这样的倒圆结构可呈凹形或凸形(未示出)。
[0058]取决于特定的终端用途，这些凹窝26、28相对它们自身之间或相对彼此之间的间距可发生变化且可以是随机的或均匀的。均匀的图案可被规定为通过放大或不放大可被人眼辨别。均匀性将以具有凹窝间的相同尺寸或间距为示例。例如，如果在材料12的至少20%的选定区域内存在的凹窝间的相等的中心到中心的间距或边到边的间距，则该材料可规定为是“均匀的”。在 图1和3中，所述多个第一凹窝26之间的间距和所述多个第二凹窝28之间的间距都是均匀的。
[0059]对于在具有对应于图3所示的压花图案的例子中的三维片材10的实施例中，每个“狗啃骨”形凹窝26具有沿它们的主轴线的、约10.36毫米的总长度和在狗啃骨两端最宽部分处的、约3.33毫米的宽度。狗啃骨形凹窝间的、沿与狗啃骨形凹窝纵向中心线对齐的纵向线的端到端间距为约4.3毫米。对于多行错位平行的狗啃骨形凹窝来说，从一行内的狗啃骨形凹窝的纵向中心线到另一行内的纵向中心线间测得的间距为约4.75毫米。
[0060]当该三维片材10已被赋予其三维形状时，希望第一材料层12的、位于第一平面20内或附近的顶面14的余留部分比所述三维片材10的其余部分更加疏水。这样的优点在于，当例如该片材10被用于吸收性物品、如尿布或女性卫生产品内的体侧内衬材料时，该片材的、最靠近穿用者皮肤的部分将不会被弄湿。结果，身体排泄物如尿、月经、血和大便将趋于移动离开这区域并向下流入凹陷区域和开孔，从而保持穿用者皮肤更干燥、更舒适且不太可能受到刺激。如果第一材料层12是天然疏水的，则将无需进行处理，尽管可能期望使第一材料层12的其它部分更亲水。相反，如果第一材料层12是亲水的，可能期望对第一平面20内或附近的顶面14区域做疏水处理。用于个人护理吸收性物品内材料的亲水和疏水处理是公知的。亲水处理的一个例子包括但不限于由中国江苏省(常州)灵达化学品有限公司制造和销售的名为THL-PP-2028的亲水纺丝涂饰剂。疏水处理的例子包括但不限于由中国江苏省(常州)灵达化学品有限公司制造和销售的名为THL-2508A的疏水性纤维润滑剂。术语“亲水的”是用于指与空气中的水的接触角小于90°的材料。术语“疏水的”是指与空气中的水的接触角至少为90°的材料。接触角测量值可由RobertJ.Good 和 Robert J.Stromberg, Ed.在“表面和胶体科学-实验方法(Surface and ColloidScience-Experimental Methods) ”,第 11 卷(Plenum 出版，I979)中所披露的方法测定，其在此以与本文相符的方式被援引纳入本文。
[0061]所述第一材料层12具有总表面积，但由于压花处理，仅顶面14的总表面积的部分位于第一平面20内或附近。为了最小化顶面14的与穿用者皮肤接触的部分，尤其是在三维片材10被用作吸收性物品的身体侧片或顶片时，期望基于每单位面积的第一材料层12的顶面14在第一平面20内的部分的表面积占基于每单位面积的顶面14的相同部分总表面积的约20%到约70%、优选介于约30%到约50%之间且最好介于约30%到约40%之间。因此，与本文前述任一参数一样，如果三维片材10的任何一个部分具有满足这一参数的部分，它就被认为落入本发明的范围内。
[0062]为了形成本发明的三维片材，可使用传统的相互咬合的凹、凸压花辊。例如为了制成图1和3的三维片材，凸压花辊可形成有仿照第一凹窝26和第二凹窝28的横截面图案的突起。这些突起又与凹压花辊配合，该凹压花辊在其内形成凸压花辊配合的凹形图案。此夕卜，如果要制造开孔，凸辊上的用于制造第二凹窝的突起可配设有伸入凹压花辊配合孔内的穿刺点，从而当第一材料层12压在两配合辊之间时形成三维形状且在穿刺点穿入凹辊的接收孔内时，尖锐的穿刺点将刺穿材料12。
[0063]如开始所述，材料12内设定的所述三维形状可仅因为机械压力。或者，凸、凹压花辊中的一个或两个可被加热和/或冷却，以促成三维形状的形成和设定。此外，使用焊头和砧的超声装置可被用于赋予期望的压花图案。
[0064]如果期望对材料12的顶面14进行涂覆以使其更疏水，可正好在凸辊下游的靠近凹压花辊处布置涂布辊或其它合适装置，以将具有期望疏水或亲水材料的涂层施加到材料12顶面14。除了使两压花辊中一个完全是凸辊而另一个仅仅是凹辊之外，还可能形成这样匹配的彼此咬合的辊，其中在这两个辊上均形成有凸部和凹部。例如，参见图3所示的实施例，一个辊可形成有对应成型第一凹窝26的突起，另一个辊可具有对应成型第二凹窝28和开孔30的突起，其中，每个辊内形成有与突起对应配合的凹部。
[0065]该三维片材10可广泛应用到各种各样的领域，包括但不限于吸收性物品且尤其是被设计为紧贴或围绕身体穿戴以吸收身体排泄物的个人护理吸收性物品。参见附图9，示出了示例性吸收性物品60，在此为卫生巾，其将三维片材10作为透液性顶片62使用。该物品60还包括通常被直接或间接接合到顶片62的不透液背片64以及布置在顶片62和背片64之间的吸收芯66。可选地，物品可包括其它层，如布置在吸收芯和顶片62之间的所谓的涌流层、传递层或分隔层68。尽管该三维片材10被示出用于顶片62，但它还可以被用于任一其它层，包括但不限于所述涌流层68、吸收芯66和背片64。
[0066]测试方法
[0067]本文前述参数的测量值，包括总厚度34、上部厚度36、下部厚度37、第一凹窝深度
38、第二凹窝深度40、第一开口尺寸46、第二开口尺寸48、第三开口尺寸42、第四开口尺寸44、厚度18和孔径测量值可利用下述光学显微镜技术针对代表性材料样品进行确定。
[0068]材料的图像是沿近似于附图中图1的线2-2和图3中的线4-4拍摄的样品材料的横截面视图。(但应注意，可拍摄其它部段以提供其它期望参数测量值)。为了实现此目的，待测定的初始材料样品被切成约35毫米X35毫米尺寸。使用镊子，该样品被浸泡在液氮内30秒以使样品在切割前凝结和变硬。接下来，在通过徕卡WildlO型立体显微镜在10倍放大率下观察该样品时利用从Electron Microscopy Sciences Inc.得到的具有
Extra-Keen Teflon?涂层的单刃外科刀(部件71971号)从样品中切下试样。从样品上切下的试样是25毫米长乘5毫米宽。该试样被切下以沿图1和3的上述线观察和拍照，从而材料的横截面和厚度能被观察和测量。显微镜的视域是1.0厘米宽乘1.25厘米长。(可用其它类似切削刀和立体显微镜来实现上述任务)。
[0069]该试样之后被附接至一小片纯黑的工作用纸上。一片工作用纸被切割成这样的尺寸，其具有大于试样长度的长度(在此约30毫米)和大于试样宽度的宽度(在此约25毫米)。透明双面胶带随后被施加到工作用纸的一侧且试样以尽可能少的压力被铺至工作用纸上并以这样的方式重叠于胶带的长边，即试样长度(25毫米)平行于工作用纸长度(所述30毫米长度)且试样的5毫米宽度的一小部分(至少I到2毫米)延伸超出胶带和工作用纸的边缘。因此，试样一侧被胶粘接附至工作用纸。该暴露的边缘基本上就是显微照片拍摄的边缘，从而可看到试样厚度和横截面形状。
[0070]工作用纸载片的未包含试样的另一侧随后以竖直形态粘附至载物台上，其中载片的任何发光面均覆盖有附加的纯黑工作用纸以降低炫光。结果，样本的暴露的未重叠边缘可用于拍照以观察材料厚度和横截面形状。
[0071]该竖直安装和延伸的试样随后被放置到水平工作面上且利用合适的光源(在此为从Volpi USA, Aubum，NY得到的具有150W灯泡的Volpi NCL150型光纤灯)沿稍微倾斜于竖直方向从上方照射该样本。光源的角度被调节以尽可能地减少炫光。随后利用可获自德国韦茨拉尔市的徕卡显微系统有限公司的徕卡M420变焦立体照相显微镜以3.6倍的光学放大率，从距试样顶部的暴露边缘约16厘米的距离处从竖直正上方位置拍摄图像，以获取该三维材料厚度和横截面。立体照相显微镜垂直于工作面安装。
[0072]从立体照相显微镜获得的图像随后被用购自纽约索尼电子有限公司的装有1/3英寸(对角线测量)CXD芯片的索尼DXC-390HD高清视频摄像机获取，且这些图像随后被送到可获自美国亚利桑那州Tuscon市的Bo eckeler Instruments有限公司的BoeckelerVIA-100型视频测量系统进行观察和测量。该Boeckeler装置被连接到索尼视频摄像机并且来自Boeckeler装置的图像是利用标准视频连接电缆在标准视频监视器上观看的。按照B oeckeler装置的操作手册操作Boeckeler装置。施加图像扫描线以利用Boe ckeler装置复制在本说明书和附图中描述和示出的平面20、22和24。涉及本发明的其它参数的其它测量值可以类似方式获得。
[0073]在获取任何测量值之前，利用适用于使用光学显微镜的光学镜台测微器进行标准图像校准。在此，利用可获自英国肯特州Edenbridge市的Pys er_SGI有限公司的S22型光学镜台测微器(2毫米/10微米增量)进行校准。图像扫描线随后被置于试样图像上且所述线能以0.016毫米(16微米)的精度定位。在图像中各平面的位置由视觉评价来确定，且测量线被相应放置。根据Boeckeler操作手册布置所述线的位置。
[0074]测量如图2和4中示出的平面20和24之间以及平面24与22之间的试样间距测量值，这在图1OA和IOB中标示。从所测试材料的4个单独样品上获得的4个单独装载的试样中获取测量值。所述4个测量值被记录并随后求平均值且所述4个测量值和平均值以毫米形式记录。
[0075]实M
[0076]为了说明本发明，在下面的进一步详述中如制备一系列材料样品。此外，样品产品、在此为卫生巾采用三维片材10作为体侧内衬、涌流层和吸收芯。
[0077]例 I
[0078]根据本发明制备了两个样品材料，一个具有图1的压花和开孔图案，另一个具有附图3的压花和开孔图案。两个样品使用相同的第一材料层12，该第一材料层是由中国北京市北京大源非织造有限公司制造的24gsm透风粘合梳理纤网。名为FW540的梳理纤网是由被制造商命名为IWET2/38aaA纤维的38毫米、2丹尼尔的聚乙烯外层/聚酯芯双组份纤维制成。
[0079]测量样品的上部厚度36并用毫米记录。对于具有根据图1的压花设计的样品，上部厚度值为0.410,0.410,0.492和0.475毫米，平均值为0.447毫米。对于具有根据图3的压花设计的样品，上部厚度值为1.148、1.098、1.000和0.984毫米，平均值为1.058毫米。
[0080]测量样品的下部厚度37并用毫米记录。对于具有根据图1的压花设计的样品，下部厚度值为0.836,0.705,0.574和0.721毫米，平均值为0.709毫米。对于具有根据图3的压花设计的样品，下部厚度值为0.311,0.393,0.410和0.279毫米，平均值为0.348毫米。
[0081]如此制得的该三维片材适用于多种用途，包括上述吸收性物品60的顶片材料62和涌流层68。
[0082]例2
[0083]根据本发明制备两个样品材料，一个具有图1的压花和开孔图案，另一个具有附图3的压花和开孔图案。两个样品使用相同的第一材料层12，该第一材料层是由中国北京市北京大源非织造有限公司制造的产品名为BW020的22gsm透风粘合梳理纤网。该梳理纤网是由2丹尼尔、38毫米纤维长度的聚乙烯外层、聚丙烯芯同心双组份切断纤维制成。
[0084]测量样品的上部厚度36并用毫米记录。对于具有根据图1的压花设计的样品，上部厚度值为0.525,0.459,0.492和0.508毫米，平均值为0.496毫米。对于具有根据图3的压花设计的样品，上部厚度值为0.623,0.803,0.721和0.689毫米，平均值为0.709毫米。
[0085]测量样品的下部厚度37并用毫米记录。对于具有根据图1的压花设计的样品，下部厚度值为0.262,0.295,0.180和0.393毫米，平均值为0.283毫米。对于具有根据图3的压花设计的样品，下部厚度值为0.607、0.492、0.328和0.377毫米，平均值为0.451毫米。
[0086]如此制得的该三维片材适用于多种用途，包括上述吸收性物品60的顶片材料62和涌流层68。
[0087]例3
[0088]根据本发明制备两个样品材料，一个具有图1的压花和开孔图案，另一个具有附图3的压花和开孔图案。两个样品使用相同的第一材料层12，该第一材料层是由中国天津Fiberweb (中国)Airlaid有限公司制造的60gsm气流成网非织造纤网。该气流成网非织造纤网是70%重量百分比的纤维素纤维、20%重量百分比的聚烯烃双组份切断纤维以及10 %重量百分比的乳胶的掺混物。
[0089]测量样品的上部厚度36并用毫米记录。对于具有根据图1的压花设计的样品，上部厚度值为1.082、1.016,0.902和0.836毫米，平均值为0.959毫米。对于具有根据图3的压花设计的样品，上部厚度值为1.295、1.443、1.508和1.574毫米，平均值为1.455毫米。
[0090]测量样品的下部厚度37并用毫米记录。对于具有根据图1的压花设计的样品，下部厚度值为0.279,0.492,0.262和0.295毫米，平均值为0.332毫米。对于具有根据图3的压花设计的样品，下部厚度值为0.639,0.541,0.475和0.443毫米，平均值为0.525毫米。
[0091]如此制得的该三维片材适用于多种用途，包括上述吸收性物品60，尤其是用于吸收芯66的情形。
[0092]例 4
[0093]根据本发明制备两个样品材料，一个具有图1的压花和开孔图案，另一个具有附图3的压花和开孔图案。两个样品使用相同的第一材料层12，该第一材料层12是由日本大阪的Unitika有限公司制造并以商品名C30-70-#25购得的30gsm的100%棉纤维水刺缠结纤网。
[0094]如此制得的该三维片材适用于多种用途，包括上述吸收性物品60，尤其是用于吸收芯66的情形。
[0095]本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明范围的情况下，本发明能做许多修改和变化。因此，上面的详细说明和例子意味着仅仅是例示性的，而不打算以任何方式限制本发明如所附权利要求的范围。
【权利要求】
1.一种三维片材，包括具有顶面、底面和厚度的第一材料层，所述第一材料层限定出第一平面、第二平面和位于所述第一平面和所述第二平面之间的第三平面，其中，所述顶面的至少一部分位于所述第一平面内或附近，所述底面的至少一部分位于所述第二平面内或附近，所述第一材料层具有从所述第一平面、第二平面或第三平面中的一个内或附近开始并伸向和终止于所述第一平面、第二平面或第三平面中的另一个内或附近的多个第一凹窝，和从所述第一平面、第二平面或第三平面中的一个内或附近开始并伸向和终止于所述第一平面、第二平面或第三平面中的、不同于所述多个第一凹窝所终止的平面的另一个平面内或附近的多个第二凹窝。
2.根据权利要求1所述的三维片材，其中，所述多个第一或第二凹窝的至少一部分在其内限定出开孔。
3.根据权利要求1所述的三维片材，其中，所述多个第一或第二凹窝的至少一部分形成有液体通道，在从所述第一平面朝向所述第二平面的方向上看时，所述液体通道具有大致缩减的尺寸，该液体通道终止于多个开孔以产生允许液体从所述第一平面向第二平面方向流动的液体毛细管。
4.根据权利要求1所述的三维片材，其中，所述多个第一凹窝中的至少一部分在所述第一材料层的至少一部分上等间距分布。
5.根据权利要求4所述的三维片材，其中，所述多个第二凹窝中的至少一部分在所述第一材料层的至少一部分上等间距分布。
6.根据权利要求1所述的三维片材，其中，所述第一材料层具有介于约8克每平方米和约200克每平方米之间的基重。
7.根据权利要求1所述的三维片材，其中，所述第一材料层具有介于约0.1毫米和约4毫米之间的厚度。
8.根据权利要求1所述的三维片材，其中，所述第一材料层具有介于约0.3毫米和约15毫米之间的在所述第一平面和第二平面之间的总厚度。
9.根据权利要求1所述的三维片材，其中，所述第一材料层具有介于约0.05毫米和约12毫米之间的在所述第一平面和第三平面之间的上部厚度。
10.根据权利要求1所述的三维片材，其中，所述第一材料层具有介于约0.25毫米和约8毫米之间的在所述第三平面和第二平面之间的下部厚度。
11.根据权利要求1所述的三维片材，其中，所述第一材料层限定出总表面积，其中所述第一材料层的所述顶面在所述第一平面内的部分占所述第一材料层的所述总表面积的约20%到约70%。
12.根据权利要求1所述的三维片材，其中，所述第一材料层是纤维质非织造纤网。
13.根据权利要求1所述的三维片材，其中，所述第一材料层的位于所述第一平面内的部分比所述第一材料层的未位于所述第一平面内的其它部分更疏水。
14.一种吸收性物品，包括透液性顶片、背片和位于所述顶片和所述背片之间的吸收芯，其中，所述顶片包括如权利要求1所述的三维片材。
15.一种包括如权利要求1所述的三维片材的个人护理吸收性物品。
16.根据权利要求15所述的个人护理吸收性物品，其中，所述物品是尿布。
17.根据权利要求15所述的个人护理吸收性物品，其中，所述物品是女性卫生产品。
18.—种三维片材，包括具有顶面、底面和厚度的第一材料层，所述第一材料层限定出第一平面、第二平面和位于所述第一平面和所述第二平面之间的第三平面，其中，所述顶面的至少一部分位于所述第一平面内或附近，所述底面的至少一部分位于所述第二平面内或附近，所述第一材料层具有从所述第一平面向所述第二平面延伸的多个第一凹窝，所述多个第一凹窝中的至少一部分终止于所述第二平面内或附近，所述第一材料层具有从所述第一平面朝所述第二平面延伸的多个第二凹窝，所述多个第二凹窝中的至少一部分终止于所述第三平面内或附近。
19.一种三维片材，包括具有顶面、底面和厚度的第一材料层，所述第一材料层限定出第一平面、第二平面和位于所述第一平面和所述第二平面之间的第三平面，其中，所述顶面的至少一部分位于所述第一平面内或附近，所述底面的至少一部分位于所述第二平面内或附近，所述第一材料层具有从所述第三平面向所述第一平面延伸的多个第一凹窝，所述多个第一凹窝中的至少一部分终止于所述第一平面内或附近，所述第一材料层具有从所述第三平面朝所述第二平面延伸的多个第二凹窝，所述多个第二凹窝中的至少一部分终止于所述第二平面内或附近。
20.一种三维片材，包括具有顶面、底面和厚度的第一材料层，所述第一材料层限定出第一平面、第二平面和位于所述第一平面和所述第二平面之间的第三平面，其中，所述顶面的至少一部分位于所述第一平面内或附近，所述底面的至少一部分位于所述第二平面内或附近，所述第一材料层具有从所述第三平面向所述第一平面延伸的多个第一凹窝，所述多个第一凹窝中的至少一部分终止于所述第一平面内或附近，所述第一材料层具有从所述第三平面朝所述第二平面延伸的多个第二凹窝，所述多个第二凹窝中的至少一部分终止于所述第二平面内或附近，其中，所述多个第一或第二凹窝的至少一部分形成有液体通道，在从所述第一平面朝向所述第二平面的方向上看时，所述液体通道具有大致缩减的尺寸，且该液体通道终止于开孔内以产生允许液体从所述第一平面向所述第二平面方向流动的液体毛细管，所述多个第一凹 窝中的至少一部分在所述第一材料层的至少一部分上等间距分布，所述多个第二凹窝中的至少一部分在所述第一材料层的至少一部分上等间距分布，所述第一材料层具有介于约0.3毫米和约15毫米之间的所述第一平面和所述第二平面之间的总厚度，所述第一材料层具有介于约0.05毫米和约12毫米之间的所述第一平面和所述第三平面之间的上部厚度，所述第一材料层具有介于约0.25毫米和约8毫米之间的所述第三平面和所述第二平面之间的下部厚度，且所述第一材料层是纤维质非织造纤网。
【文档编号】A61F13/513GK104010806SQ201180075853
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2011年12月23日 优先权日:2011年12月23日
【发明者】X·G·郝, 苗霖, 蒲春雷, 张彤彤 申请人:金伯利-克拉克环球有限公司