专利名称：用于吸湿用品的双轴起皱柔性薄片材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能够呈现出宏观三维构型的成型基底，具体说，它涉及一种具有三维构型的柔性基底，它既可以用于耐用的产品，也可以用于一次性用品，这些产品包括，但并不局限于一次性的吸湿用品，例如一次性的尿垫，失禁用衣服，训练内裤，经期用卫生衣，绷带等等。
婴儿及其它失禁者要穿着尿垫，用来吸收并保存尿液及其它一些体内渗出物。吸湿用品的功能是将排除的物质容纳住并使这些物质与穿用者的身体、穿用者的衣服及床单隔离开来。
现有技术中的一次性尿垫一般是平坦的复合薄层，它们一般以一种平坦或相应的几何折叠形状与人体相适应，实现一种适合的“身体形状”。现有技术中的尿垫，其一个主要的问题是由于吸湿体是半刚性的，尿垫与婴儿身体之间的间隙会扩大，尤其是在尿垫被使用一段时间之后更是如此。这种间隙会导致一次性尿垫的泄漏，由此弄脏或弄湿身体周围的衣服及床单。
解决上述问题的一种方案是在尿垫的腿部开口处使用一种弹性体，以提供一种改进的适配性及容纳性。现有技术中这类一次性尿垫的一个例子公开于1975年1月14日授予Buell的美国专利3,860,003中。被Buell公开的这类弹性尿垫业已被广泛认可并取得商业成功，但是，这种弹性尿垫仍然存在间隙，因此不时会产生泄漏。
一种能与穿用者的身体轮廓紧密适配的一次性尿垫具有许多优点，其中包括舒适性，操作性能，存储性等等。由于具有更好的身体轮廓适配性，采用本发明半弹性材料的吸湿用品将会更贴近身体，从而减少体内渗出物泄漏的可能性。此外，由于它更贴近身体的轮廓，使用了本发明三维基底的吸湿用品有助于减少皮肤上的红印，其原因是它减少了用来改变吸湿用品形状的过高的张力。
三维物件的优点是通过使用一种或多种成型基底来实现的。一般说来，这种成型基底包括一些伸长区(elongated zones)，它们被增量式地拉伸，从而增大了其表面路径长度，该基底还包括具有较短表面路径长度的边界区，它位于伸长区附近。增量式拉伸的伸长区(the incrementally stretched elongatedzone)与边界区共同使该基底在不受附加力或弹力的情况下具有一种三维构型。因此，这种三维物件与目前市场上流行的类似产品相比，制造更快更容易，也更为廉价，这样就降低了它的总体成本。
本发明的一个目的在于提供一种吸湿用品，它包括一种能够呈现出宏观三维构型的成型基底。
本发明的第二个目的在于提供一种吸湿用品，它具有一个顶片和/或底片，它们包含一种在松驰状态下能够呈现宏观三维构型的成型基底。
本发明的第三个目的在于提供一种吸湿用品，它具有一个顶片和/或底片，它们包含一种在松驰状态、不受附加弹力的情况下能够呈现宏观三维构型的成型基底。
通过结合附图所作的下述说明，将会对本发明的上述目的及其它的目的有更清楚的理解。
本发明提供一种吸湿用品，它具有一对相互对置的纵向边缘，还包括一个吸湿组件，该组件具有一个向内侧和一个向外侧，一个底片与吸湿组件的外侧表面相结合。底片包含一个成型基底，该成型基底包括一个第一边界区，该区具有一第一表面路径长度，还包括一个第二边界区，该区具有一第二表面路径长度。最好在成型基底处于松驰状态时，对第一和第二表面路径长度进行测量。所述的底片还包括一个伸长区，它至少部分位于第一和第二边界区之间。该伸长区包括增量式拉伸区域，这些区域使所述伸长区沿着第一伸长方向伸长，伸长区具有一第三表面路径长度，该长度是当成型基底处于松驰状态时，大致平行于所述第一伸长方向测量的。第三表面路径长度要大于第一或第二路径长度，从而在底片处于松驰状态时，底片具有一种宏观三维构型。
虽然权利要求书对说明书作了总结，它具体指明并界定了本发明的保护范围，但是，可以相信，通过结合附图所作的下述说明，将会对本发明有更好的理解，附图中，类似的标号表示类似的元件。
图1是本发明一种卫生巾的一个实施例，其底片对着视者，它表示了一种平坦的未收缩的构型。
图2是图1所示卫生巾的透视图，它表示了成型基底的一种宏观三维构型。
图3是图2所示卫生巾的剖面图。
图4是本发明成型基底的一个实施例处于松驰状态时的构型。
图5是本发明成型基底的一个备选实施例处于松驰状态时的构型。
图6是本发明成型基底的另一个实施例处于松驰状态时的构型。
图7是本发明成型基底的另一个备选实施例处于松驰状态时的构型。
图8是本发明成型基底的另一个备选实施例处于松驰状态时的构型。
图9是增量式拉伸系统的一个实施例，它可以用来形成本发明的增量式拉伸区域。
图10是增量式拉伸系统的另一个实施例，它可以用来形成本发明的增量式拉伸区域。
图11是本发明一尿垫实施例的平面视图，其底片对着视者，它表示了一种平坦的未收缩的构型。
图12是本发明另一尿垫实施例的平面视图，其底片对着视者，它表示了一种平坦的未收缩的构型。
图13是本发明又一尿垫实施例的平面视图，其底片对着视者，它表示了一种平坦的未收缩的构型。
图14是本发明另一个尿垫实施例的平面视图，其底片对着视者，它表示了一种平坦的未收缩的构型。
图15是本发明另一个尿垫实施例的平面视图，其底片对着视者，它表示了一种平坦的未收缩的构型。
图16是本发明另一个尿垫实施例的平面视图，其底片对着视者，它表示了一种平坦的未收缩的构型。
图17是本发明另一个尿垫实施例的平面视图，其底片对着视者，它表示了一种平坦的未收缩的构型。
图18是本发明成型基底的一个实施例的局部透视图。
在此使用的“吸湿用品”一词，系指这样一类用品它们可以吸收和容纳人体内的渗出物，具体说，它涉及这样一类用品，它们可以贴近穿用者的身体放置或者被放置在穿用者的身体附近，用来吸收和容纳身体中排放出的各种渗出物。“一次性”一词，在此系指这样一类吸湿用品作为一种吸湿用品而言，它们将不再被进行洗涤或通过其他方式进行恢复或再使用(即在一次性使用之后，它们将被丢弃，并且最好能够对之进行循环使用，合成加工或者以环保的方式对之作其他方式的处理)。“整体”吸湿用品是指这样一种用品它们由多个独立的部件组合在一起而形成一个统一的整体，这样，它们便不再需要类似于独立的支承物及衬层这样的独立使用部件。由于一次性使用的性质，采用低成本的材料和制造方法，对于一次性的吸湿用品来说尤为重要。
虽然本发明下文所描述的一种成型基片呈现一种宏观的三维结构，它可以作为一个底片用于一些一次性的吸湿用品，例如一次性的尿垫，妇女卫生巾，月经垫，失禁用衣服，训练裤，尿垫支撑物或衬层，绷带及类似物中，但是，本发明并非局限于这类应用。事实上，在各种需要提供宏观三维结构的聚合物薄膜或片材的场合下，本发明都可以表现出巨大优点。使用本发明的其他例子包括包装材料，例如气泡包装件(blister packs)，衬层或罩盖；淋浴帽及其他个人卫生用品；包；盒；盖；管；避孕套；带子；过滤层等等。通过以一种吸湿用品的底片作为例子，对本发明所采用的优选构型及其应用所作的详细说明，足以使本领域的普通技术人员能够将本发明应用到其他场合。
本发明的整体式一次性吸湿用品的一个优选实施例是图1所示的月经垫，卫生巾20。在此，“卫生巾”一词系指一种吸湿用品，女士们将其用于外阴区域附近，大致位于生殖器官的外部，它可以吸收和容纳从女士体内排出的月经及其他阴道排泄物(例如血液，月经和尿液)。内阴唇装置，即部分位于穿用者的阴道内部，部分位于穿用者的阴道外部的装置，也在本发明的保护范围之内，在此，“外阴”一词系指从外部可以看见的女性生殖器。
图1是本发明的一个卫生巾20实施例的平面视图，它处于展平状态，其结构的一部分被剖开，以便更清楚的表现出卫生巾20的结构，而且该卫生巾20中背离穿用者的部分朝向视者。如图1所示，该卫生巾20最好包括一个液体可通过的顶片24，一个与顶片24连接的液体不能透过的底片26，以及一个位于顶片24与底片26之间的吸湿组件25。
该卫生巾20具有两个表面，一个是与身体相接触的表面，或称作“向体面”，另一个是面对衣服的表面，或称作“向衣面”。图1中的卫生巾20是从其向衣面观看的。其向体面被穿在穿用者的身体附近，而向衣面则是其反面，当卫生巾20被使用之后，向衣面位于穿用者的内衣附近。
该卫生巾20还具有两条中心线，一条纵向中心线100和一条横向中心线102。在此，“纵向”一词系指该卫生巾平面中的一条线，一条轴线或者一个方向，它大致与一个垂直平面相对齐(例如大致与之相平行)，当卫生巾20被使用时，上述的垂直平面将站立的穿用者平分为左右两半。在此，所谓的“横向”与“横截方向”是可以互换的，它指该卫生巾平面中的一条线，一条轴线或者一个方向，它大致垂直于所述的纵向(它将穿用者分作前体和后体两半)。图1还表明卫生巾20具有一个周边30，它由卫生巾20的外边缘构成，其中，纵向边缘被标作32，而端部边缘被标作34。
在卫生巾20的一个实施例中，其顶片24及底片26的长度及宽度均大于吸湿组件25的尺寸。顶片24及底片26可以延伸超出吸湿组件25的边缘，由此形成卫生巾20的周边30。
该吸湿用品最好包括一个吸湿组件25。在一个优选实施例中，该吸湿用品25最好包括一个吸湿芯28。该吸湿组件25可以包括任何种类的吸湿芯或任何其它吸湿元件，这些吸湿元件可以吸收并容纳尿和/或月经一类的液体。该吸湿组件25具有一个内侧表面29，一个外侧表面27，还有侧边和端边。该吸湿组件25可以被制成各种不同的尺寸和形状(例如矩形，砂漏形，椭圆形，狗骨形，不对称形等等)，而且可以采用卫生巾及其他吸湿用品中经常使用的各种不同的液体吸湿材料，例如粉碎木浆，通常称之为空气毡。适合于用作吸湿性材料的其他例子还包括起皱的纤维素填衬；包括共成型(coform)在内的熔喷聚合物；经化学硬化处理的，改性的，或者经交联处理的纤维素纤维；例如卷曲聚酯纤维一类的合成纤维；泥炭；包括薄纱及薄纱叠层在内的薄纱材料；吸湿泡沫；吸湿海绵；超吸湿性的聚合物；吸湿性凝胶材料；以及其他任何类似的材料及其组合材料。
吸湿组件25和/或吸湿芯28的形状和结构可以有所不同(例如，吸湿芯可以具有不同的厚度区域，一定的亲水变化率，或者较低的平均密度及较低基本重量接收区；或者可以包含一个或多个面层或结构层)。此外，吸湿组件25的尺寸及吸水能力也可以有所不同，以满足不同穿用者的需求。吸湿组件25的总体吸湿能力应当满足设计负荷的要求以及对卫生巾20的需求。
可以作为本发明吸湿组件25使用的、实例性的吸湿结构，在1986年9月9日授予Weisman等人的美国专利4,610,678，1989年5月30日授予Alemany等人的美国专利4,834,735，1990年8月21日授予Osbom的美国专利4,950,264，以及1986年10月22日以Duenk等人的名义公开的Procter&Gamble Company的欧洲专利申请0198683中均有所说明，上述的每一件文献在此均被用作参考。
底片26及顶片24最好分别位于吸湿组件25的外侧表面27及内侧表面29附近，而且最好通过现有技术中公知的连接方式(未示出)将它们相互连接在一起。例如，可以将底片26和/或顶片24固定在吸湿组件25上，或者通过一个均匀连续的粘结层、一个带花纹的粘结层、一种由粘结剂形成的间断直线行或螺旋线行，或者粘结剂点将它们相互连接在一起。
令人满意的粘结剂由H.B.Fuller Company of St.Paul，Minnesota制造，其商品名称为HL-1258。适合的连接装置的例子包括一种由粘结纤维组成的开口花纹网络，这在1986年3月4日授予Minetola等人的美国专利4,573,986中有所公开，该文献在此被用作参考。另外一种适合的连接方式包括由若干条粘结剂长纤维盘绕成的一种花纹结构，这在1975年10月7日授予Sprague，Jr.的美国专利3,911,173；1978年11月22日授予Zieker等人的美国专利4,785,996；1989年6月27日授予Werenicz的美国专利4,842,666所述的设备和方法中有所公开。上述的每一篇专利在此均被用作参考。另外，连接方式还可以包括热粘结，压力粘结，超声波粘接，动力机械粘结以及其他任何适合的连接方式，或者现有技术中那些公知连接方式的结合。
顶片24最好是柔顺的，使穿用者的皮肤感到柔软，不刺激。此外，顶片24应当是可以透过液体的，允许液体(例如月经、和/或尿液)很容易的穿过其整个厚度。适合的顶片24可以由多种不同的材料制造，例如织造及非织造的材料；聚合物材料，如穿孔的热塑性薄膜，穿孔的塑料薄膜，液压成型的热塑性薄膜；多孔泡沫；网状泡沫；网状热塑薄膜；热塑薄纱。适合的织造及非织造材料可以由天然纤维(例如羊毛或棉纤维)、合成纤维(例如聚合物纤维，如聚酯、聚丙烯或聚乙烯纤维)或者天然纤维与合成纤维的结合体构成。一种优选的顶片包括一种穿孔的薄膜。穿孔薄膜之所以适合于制作顶片，是因为它们可以让身体的渗出物透过而不吸收之，从而可以减少液体回流以及重新弄湿穿用者皮肤的趋向。这样，成型薄膜中与身体相接触的表面就可用保持干燥，减轻对身体的污染，使穿用者感觉更舒服。在1975年12月30日授予Thompson的美国专利3,929,135；1982年4月13日授予Mullane等人的美国专利4,324,246；1982年8月3日授予Radel等人的美国专利4,342,314；1994年7月31日授予Ahr等人的美国专利4,463,045；1991年4月9日授予Baird的美国专利5,006,394中，对适合使用的成型薄膜进行了说明。上述的每一篇专利在此均被用作参考。本发明优选使用的顶片是一种成型薄膜，在上述的一篇或多篇专利中对之有所说明，而且以卫生巾的形式进行了销售，由Proct&Gamble Company of Cincinnati，Ohio生产，名称为“DRI-WEAVE”。
在本发明的一个优选实施例中，顶片24的向体面亲水性的，有助于液体通过顶片24，其速度要大于向体面是不亲水性时的速度，这样就可减少月经液体流出顶片而不进入吸湿组件25并被之吸收的可能性。在一优选实施例中，其顶片是一种成型薄膜，在成型薄膜的聚合物材料中加入了一种表面活性剂，如同序列号为08/072,660的美国专利申请中所述的那样，其名称为“具有一种穿孔非织造薄膜覆盖层的吸湿用品”，是Aziz等人于1993年6月4日申请的，该文献在此被用作参考。另外，外覆盖层的向体面也可以通过一种表面活性剂的处理而制成亲水性的，如同1990年8月21日授予Osborn的美国专利4,950,260所述的那样，该文献在此被用作参考。
本发明中的底片26是指卫生巾20中的远离穿用者皮肤的部分，它可以防止被吸湿芯28吸收并容纳的渗出物弄湿那些与卫生巾20相接触的物件，例如床单和内衣。所以，底片26最好是液体不能透过的(例如月经和/或尿液)，而且最好由一种薄的塑料薄膜制造，当然其他柔软的不透液体的材料也可以使用。在此所述的“柔软的”一词是指材料很柔顺，很容易顺从该材料所接触的物件的形状和轮廓。所以，底片26可以包括一种织造的或非织造的材料；聚合物薄膜，例如聚乙烯或者聚丙烯的薄膜；复合材料，例如涂膜的非织造材料或者包括一个或多个穿孔区的涂膜材料。该底片最好是一种厚度约为0.012mm(0.5mil)-0.015mm(2.0mil)的聚乙烯或聚丙烯薄膜。聚乙烯薄膜的例子包括由Clopay Corporation of Cincinnati，Ohio生产的P18-1401，以及由Ethyl Corporation，Visqueen Division，of Terre Haute，Indiana生产的XP-39385。该底片26最好经过模压和/或糙化处理，以提供一种更象棉布的外观。此外，底片26在防止渗出物穿过底片26的同时，还可以允许蒸汽从吸湿组件25中穿过(即透气性)。
底片26最好位于吸湿组件25的内侧表面29附近，而且最好通过一种适合的公知连接方式将它们结合在一起。例如，通过一个均匀连续的粘结层、一个带花纹的粘结层、一种由粘结剂形成的间断直线行或螺旋线行，或者粘结剂点将底片26连接在吸湿组件25上。令人满意的粘结剂由H.B.FullerCompany of St.Paul，Minnesota制造，其商品名称为HL-1258。适合的连接装置的例子包括一种由粘结纤维组成的开口花纹网络，这已在1986年3月4日授予Minetola等人的美国专利4,573,986中公开，其名称为“容纳废物的一次性衣服”。另外一种适合的连接方式包括由若干条粘结剂长纤维盘绕成的一种花纹结构，这在1975年10月7日授予Sprague，Jr.的美国专利3,911,173；1978年11月22日授予Zieker等人的美国专利4,785,996；1989年6月27日授予Werenicz的美国专利4,842,666所述的设备和方法中有所公开。上述的每一篇专利在此均被用作参考。另外，连接方式还可以包括热粘结，压力粘结，超声波粘结，动力机械粘结以及其他任何适合的连接方式，或者现有技术中那些公知连接方式的组合。
在本发明的一个优选实施例中，底片26包括一个成型的基底80。在此，“成型的基底”是指这样一种基底，它用机械的方式制成，该基底在一种松驰状态下可以呈现一种宏观三维的状态和几何形状。在此所述的“松驰状态”是指基底或部分基底的一种状态，此时基底不受外部施加的拉伸力。这种具有宏观三维机构的成型基底80具有若干优点。当该成型基底80被作为底片用于尿垫或卫生巾这一类一次性的吸湿用品中时，它可以通过其宏观三维的构型，更容易的与穿用者的体形相适应。由于更容易与穿用者的体形相适应，所以采用了本发明成型基底80的吸湿用品将更贴身，从而减少了身体排出物的泄漏。此外，由于更符合穿用者身体的形状，采用了本发明基底的吸湿用品将减少皮肤的发红，这是因为该吸湿用品可以减少过度的张力。
成型基底图1表示了本发明成型基底80的一个实施例。该成型基底80以一种宏观未收缩的构型被示出；一个作用力被施加在该成型基底80上对该基底80进行拉伸，使之具有一种相对平坦的构型(在此，“相对平坦”是指物体中至少一个表面基本上位于一个平面内)。至少一部分成型基底80包含有增量式拉伸。在此，所述的“增量式伸长”或“增量式拉伸”是指基底的一个间断性的机械拉伸区，它具有多个微小的增量(incremental)，这些增量已被单独拉伸至材料的塑性屈服点之外，形成了永久变形。
可以使用任何适合的方法来形成基底中的增量式拉伸区。在1992年9月1日授予Weber等人的、名称为“对叠层平幅(web)材料进行零变形逐步拉伸，赋予其弹性而又不使该平幅材料断裂的方法”的美国专利5,143,679中，详细介绍了一些形成增量式拉伸区方法的非限制性实例，该文献在此破用作参考(虽然Weber等人的上述专利是逐步拉伸一种迭层平幅材料的方法，但是，这些方法可以用于拉伸任何适合的平幅材料，其中包括单层及多层的平幅材料，薄膜层叠物等等)。也可以采用1996年5月21日授予Chappel等人的、名称为“具有弹性行为的平幅材料”的美国专利5,518,801中所公开的方法来使本发明的成型基底80具有增量式拉伸区。
如图1，4-8及11-18所示，该成型基底80最好包括一个伸长区域52，一对边界区域50，以及一个过渡区57，它至少一部分位于伸长区52与边界区50之间(过渡区57即基底50中兼具伸长区52及边界区50特点的区域)。伸长区52包含增量式拉伸区54(incrementally stretched regions，它沿着一个第一拉伸方向90延伸或被拉伸，形成于伸长区52中。在一个优选实施例中，第一边界区49具有一个第一表面路径长度(pathlength)82，第二边界区51具有第二表面路径长度84，伸长区52具有第三表面路径长度86，它们的例子被示于图18中。(在此，“表面路径长度”一词表示沿着大致平行于一根轴线的方向，对相关区域的图形表面测量出的尺寸。“大致平行”是指轴与轴之间，元件与元件之间，或者轴与元件的结合之间的取向关系，即所比较的轴或元件所形成的夹角小于45度。“大致垂直”是指轴与轴之间，元件与元件之间，或者轴与元件的结合之间的取向关系，即所比较的轴或元件所形成的夹角大于45度。)每一个元件的表面路径长度最好按下述方式测量。
伸长区域52最好部分位于边界区49和51之间，该区域被递增的拉伸，使之较边界区49及51中的一个或两个，具有一个更长的松驰表面路径长度。路径长度方面的差异使基底80在松驰状态时具有一种三维形状，无需再使用弹性体。在某些优选实施例中，最好将成型基底80与该吸湿用品的另一个元件连接起来，这将有助于使基底保持一种三维的构型。由此可以确保成型基底80以及吸湿用品具有一种三维的形状。否则，该物件将迫使成型基底具有一种比较平坦的构型。
应当注意，边界区50可以具有任何形状，只要能使每一个边界区50的至少一部分位于伸长区52的至少一部分附近即可。过渡区57可以是直线的(图4-6)，或者曲线的(图7-8)，连续的(图4-8)或者间断的(图5)，或者它们的组合。此外，成型基底80可以包括一个单一的、大致规则的伸长区52，但成型基底80也可以包括一个以上的伸长区52。例如，该伸长区52可以包括一系列增量式拉伸的“泡”区，它们相互连接在一起衬垫在婴儿的臀部。此外，该成型基底80的任一伸长区52，可以包括一些不同增量式拉伸区域，或者包括几种不同类型或不同增量式拉伸方向的区域。在此，所述的“不同增量式拉伸”是指一种增量式拉伸，它使基底的个别区域具有不同的形状和/或拉伸特性。(一般说来，包含不同增量式拉伸的不同区域具有不同的表面路径长度。然而，在所述的实施例中，不同增量式拉伸区域却具有相同的表面路径长度。)不同增量式拉伸的例子包括(但并不局限于)基底的一些区域，该区域经受了一种以上的增量式拉伸方法处理，在一个增量式拉伸区域内具有不同的变形量，或者在个别的区域内有不同的增量式拉伸花型。
边界区50和伸长区52可以使用相同的或者不同的材料。例如，边界区50最好具有一些弹性，而伸长区52则基本上是非弹性的。其他一些特性最好也有所不同，例如与刚性，柔性，组织机构，吸湿性能，透水性，强度，颜色或美学有关的性质等等。为不同的区域提供不同性质的方法之一是选择一种基底，通过化学，机械或其他的方式促使基底内产生有不同的性质。在一个优选的实施例中，至少一部分边界区52可以是环压的或者增量式拉伸的，如下所述。
由一个过渡区57将边界区50与伸长区52分割开来。在过渡区57内，成型基底80的表面形状产生过度性的变化，以适应从边界区50中的表面路径长度向伸长区52伸长路径的变化。过渡区57的宽度可以有所变化。一般说来，过渡区57的宽度越宽，边界区50与伸长区52之间的过渡越平和。边界区50与伸长区52之间的过渡通常通过其表面形态的变化即可看到，但是其认定却需要进行微观的研究。边界线56通常位于过渡区的中心，以便确定测量表面路径长度的方向。图18中描述了一条边界线56的实例。
图18是本发明成型基底80的一个实施例中局部基底的放大透视图，其中，就地质学而言，由边界区50平坦不变的表面转换为伸长区52的间断的或者褶皱状的增量式拉伸的表面。这种过渡发生在一个三角形端面的表面上，为了使表面成为连续的，该三角形是必须存在的。本技术领域的普通技术人员都会明白，根据使伸长区52产生增量式拉伸的方法的性质，也可能产生其他的几何形状。
边界区50可以由一种不变化的基底组成，或者也可以包含有增量式拉伸区域。但是，边界区50的表面路径长度应当小于伸长区52的表面路径长度。此外，边界区50也可以通过使用一种伸长弹性体或其他方式来实现，或者其本身就具有弹性的，半弹性的或者塑性伸长性质。另外，边界区50还可以包括一种结构上具有弹性的薄膜材料，如下所述。
表面路径长度的测量“表面路径长度”或者“路径长度”是指一个基底或者其任何部分的一个长度，它是沿着大致平行于边界线56，在伸长区52与边界区之间对成型基底80的表面测量出的，如图18所示，它是在一种无张力的情况下，对成型基底80的一部分进行测量的。该表面路径长度等于在基底被充分展平，在成型基底80中不产生任何张力，而且消除了任何几何褶皱，弯曲或其他“非平面”的结构的情况下，成型基底的两个相对端部之间的空间直线距离。如果基底是非常柔软的，这对于在吸湿用品中使用的基底材料来说是很普通的，通常要将其拉伸到一种基本上平坦的、不受任何明显张力的状态。但是，作为本领域的普通技术人来说都很清楚，如果其中的几何褶皱，弯曲，或其他“非平面”结构是十分刚硬的，需要施加一定的张力来展平它们，则必须采用其他的方式来测量其表面路径长度。在1996年5月21日授予Chappell等人的、名称为“具有弹性行为的平幅材料”的美国专利5,518,810中，公开了一种不展平基底来测量表面路径长度的例子，该专利在此被用作参考。
对于图1及11-14所示的简单的几何图形来说，其中的边界区是平直的而且是相互平行的，伸长区52则沿着平行于边界线56的方向大致均匀的伸长，这时其表面路径长度比较容易测量。边界区50与相邻的伸长区52大致沿着对该两个区域进行分割的边界线56被分割开来。然后在不引入张力的情况下使每一个区域尽可能的展平。接下来沿着边界线56量出每一个部件的长度。伸长区52应当去除掉边界区50与伸长区52之间的过渡区57。如果过渡区57与伸长区52相接，过渡区57有可能带来无法准确测量伸长区52和/或边界区50的表面路径长度的困难。
对于更为复杂的几何图形来说，应当采用一种操作方式，能将该几何图形的影响考虑在内。如果沿着平行于边界区50的方向将成型基底80切割成若干小窄条，则不必整体测量伸长区52的路径长度，便可很容易的测出该长度。例如，当边界区50具有一个弯曲的边缘时，可以将伸长区52与边界区50之间的弯曲边界线56分割成几段，使之近似于直线。在边界区50及伸长区52分别划出垂直于边界线56的直线，以便对这些分割段进行标示。确定每一个区域的路径长度的总和(即大致与边界线等距的测量出的所有分割段的路径长度之和)。遇到曲线或不规则形状的元件时，采用一根直线轴，用之代表该曲线元件的一个平均值可能更为方便。
上述的测量方法对于本发明的许多基底都是有用的，应当明白，该方法可以进行变化，以适应本发明范围内某些更为复杂的基底材料的要求。
制造成型基底的方法制造本发明的成型基底80的优选方法包括但并非局限于下述方法即通过成对的板与辊的压合，热成型，高压液压成型，或铸造成型。
最好将一种增量式拉伸系统应用于本发明的伸长区52。在图10中描述了一种优选的增量式拉伸系统300。增量式拉伸系统300最好包括一对增量式拉伸压辊302和304。压辊302包括多个齿牙306及相应的沟槽307，无齿区316将它们分割开来，该无齿区制成了边界区50。压辊304包括多个齿牙308及相应的沟槽309，它们沿着压辊304的整个周面延伸。压辊302上的齿牙306与压辊304上的沟槽309相啮合，而压辊309上的齿牙308则与压辊302上的沟槽307相啮合。当一平幅材料，例如平幅材料312从增量式拉伸压辊302和304之间通过时，平幅材料312被拉伸和/或伸长，产生出增量式拉伸区314，使该平幅材料312沿着箭头315所示的垂直机器的方向加长。平幅材料312中从压辊302平滑无齿区316与压辊304之间穿过的部分将基本上不产生变形，它们将形成边界区50。为了形成理想的结构，压辊302和304的具体的形状，间隔，尺寸，以及相对齿牙与沟槽的搭接情况都是可以调节的。
现在参照图9，其中示出了另外一种增量式拉伸系统350。增量式拉伸系统350包括一对增量式拉伸压辊352和354。压辊352包括平滑部或沟槽部355和356，它们相互间隔，分别位于齿牙部357的两侧。同样，压辊354也包括平滑部或沟槽部358和359，它们相互间隔，分别位于齿牙部360的两侧。齿牙部357和360最好都沿着压辊302和304的整个周面延伸。这样，当一平幅材料从压辊352和354之间通过时，其相应于部位307和310的不连续部分便会发生形变，上述的部位307和310相互啮合，以便在穿过压辊352和354的材料中形成变形和不变形的区域。这样就使至少这些部分的平幅材料受到拉伸，从而至少沿着机器方向伸长。材料中从平滑区355和359之间以及平滑区356和358之间穿过的部分，将保持在其原先的状态，除非受其他工艺的影响。在压辊352和354内经受了处理的材料将产生出两个边界区50，它们被伸长区52分割开来，它具有变形及未变形的区域，类似于图1所示的成型基底80。
在1992年9月1日授予Weber等人的、名称为“对叠层平幅材料进行零变形逐步拉伸、赋予其弹性而又不使该平幅材料断裂的方法”的美国专利5,143,679中，以及1992年5月21日授予Chappell等人的、名称为“具有弹性行为的平幅材料”的美国专利5,518,801中，所公开的方法可以作为另一种增量式拉伸方法的实施例，用来制备本发明中间伸长区，上述文献在此被用作参考。
对于增量式拉伸方法的选择，以及过渡区宽度和几何形状的选择可以反映出一种美学的选择，也反映出材料对于路径长度突然变化的敏感性，与用来制备基底的方法的适应性，以及熟悉该技术领域的人员认可的其他因素。此外，根据包含在基底中材料的特性，成型基底80可以具有足够的刚性，以便在它不受任何外力的情况下能够维持理想的结构或几何形状。或者，成型基底80也可以缺乏在不受外力的情况下维持其理想的结构或几何形状的刚性。在图1-3所示的卫生巾20的实施例中，用品的另外一个元件，例如吸湿芯28，或粘附在成型基底80上的一个薄膜或一个叠层，或者一种将卫生巾20的一个元件连接在成型基底80上的粘合剂，例如粘合剂60，都可以赋予成型基底80以必要的外力，以便成型基底80获得并维持一个理想的宏观三维结构或几何形状。
虽然以上对沿着机器方向或者垂直机器方向对成型基底80进行一般拉伸的增量式拉伸的过程进行了描述，但是可以理解，伸长区52的任何部位，或成型基底80的任何其他部位都可以承受这样的增量式拉伸，即使成型基底80或其中的任何部位沿着机器方向及垂直机器方向之外的方向伸长。例如，增量式拉伸可以使基底或其任何部位沿着与机器或垂直机器方向成任何角度的方向进行伸长。(在如图5-8所示的复杂花型中的伸长方向，在整个基底中可以有所变化。)同样可以理解，经过增量式拉伸的基底或基底的某些部位可以提供多个方向的伸长。
优选实施例图1-3中所示的卫生巾20优选包括本发明的成型基底80。虽然成型基底80可以构成卫生巾20的多个元件中的任何一个或几个，但在一个优选实施例中，如上所述，其中本发明的基底80是作为底片26使用的。在该实施例中，成型基底80包括一个伸长区52，至少两个边界区50和一个过渡区57，该过渡区位于边界区50和伸长区52之间。在一个优选实施例中，伸长区52包括增量式拉伸区54，它沿着大致平行于卫生巾20纵轴100的方向将伸长区52拉长。过渡区57最好也沿着平行于纵轴100的方向延伸。在一个特别优选的实施例中，边界区50大致相互平行，而且被至少一部分伸长区52分割开来。
一种优选的卫生巾20具有一对相互对置的纵向边缘32，还包括一个顶片24，一个与顶片24相连的底片26，还有一个位于顶片24及底片26之间的吸湿组件25。该吸湿组件25最好具有一个向内侧29和一个向外侧27。顶片24最好位于吸湿组件25的向内侧29附近，而底片26最好位于吸湿组件25的向外侧27附近。
如图1-3所示，底片26最好包括一个成型基底80，它具有一个伸长区52，两个边界区50，大致平行于每一条纵向边缘32延伸的一个第一边界区49和一个第二边界区51。每一个边界区50的宽度B最好约在0.1cm-3.0cm之间。边界区50的宽度B为0.2cm-1.5cm之间更好。边界区50最好间隔1.0cm-30.0cm。边界区50间隔2.0cm-15.0cm更好。边界区50间隔4.0cm-10.0cm为最佳。另外还发现，边界区50与卫生巾20的纵向边缘32之间的间距可以影响该吸湿用品的性能。因此，边界区50与卫生巾20的纵向边缘32之间的间距最好约为0-50mm之间，1-30mm更好，2-5mm最佳。
在每一个边界区50与伸长区52之间最好有一个过渡区57。该伸长区52最好包括增量式拉伸区54，它形成了沿第一拉伸方向90伸展的伸长区52。第一边界区49最好具有一第一表面路径长度82，第二边界区51具有一第二表面路径长度84，伸长区52具有一第三表面路径长度86，如图18所示。当成型基底80处于松驰状态时，第一表面路径长度82和/或第二表面路径长度84要小于伸长区52的第三表面路径长度86。在一些优选的实施例中，其伸长区52的第三表面路径长度86可以比边界区50的第一和第二表面路径长度82和84大5％-500％。伸长区52的表面路径长度比边界区50的表面路径长度大10％-250％更好，伸长区52的表面路径长度比边界区50的表面路径长度大20％-100％为最佳。这就可以确保在基底大致处于松驰状态时，与边界区50相接的伸长区52就可以使底片26产生一种宏观三维结构。
优选吸湿用品的另一个实施例可以包括两个或更多个的成型基底。在一个实施例中，顶片24可以包括一个成型基底，例如成型基底80。此外，如上所述，任何的成型基底都可以包括一些延伸性不同的区域。
图11-17是本发明另一个有关尿垫实施例的平面视图，它处于一种展平的、未收缩的状态(即将引起收缩的弹性消除)，尿垫40中背离穿用者的部分朝向视者。(在此，所谓的“尿垫”是指一般供婴儿使用的吸湿用品，用来吸收和存储身体的渗出物。然而，这种吸湿用品并非局限于那些供婴儿使用的用品，它还可以包括供成人用的大小便失禁的产品，训练裤，月经内裤及类似物。)该尿垫40最好包括一个液体可透过的顶片24；一个液体不能透过的底片26，它与顶片24相连接，还有一个位于顶片24和底片26之间的吸湿芯28。每一个尿垫40最好具有一个前腰区70，一个后腰区74，以及一个裆区72，在前腰区70与后腰区74之间延伸。此外，该尿垫40最好还具有纵向侧边32和端边34。
图11-17表示的是尿垫40的一些优选实施例，其中顶片24及底片26的长度及宽度一般大于吸湿组件25的尺寸。顶片24，底片26，以及吸湿组件可以以众所周知的各种不同构型进行组装。该尿垫40还可以包括其他元件，例如弹性侧边；弹性腿箍；弹性腰部零件；紧固系统以及现有技术中公知的其他零件。在1975年1月14日授予Kenneth B.Buell的、名称为“供一次性尿垫使用的收缩性侧部”的美国专利3,860,003中；1992年9月29日授予Kenneth B.Buell的、名称为“具有一预置的弹性弯曲枢轴的动态弹性腰部零件的吸湿用品”的美国专利5,151,092中公开了一些优选的示例性的一次性的尿垫构型，上述文献在此被用作参考。在1989年7月11日授予Scripps的美国专利4,846,815；1990年1月16日授予Nestegard的美国专利4,894,060；1990年8月7日授予Battrell的美国专利4,946,527；1974年11月19日授予Buell的美国专利3,848,594；1987年5月5日授予Hirotsu的美国专利4,662,875中公开了一些示例性的紧固系统，上述文献在此被用作参考。
如图11-17所示，每一个尿垫40最好包括至少一个成型基底80。在所述的实施例中，成型基底80被包含在底片26内，然而其他的实施例表明，其成型基底80被包含在尿垫40任何数量的其他元件中。在这些示出的实施例中，其成型基底80包括一个伸长区52，至少两个边界区50，以及一个位于每一个边界区50与伸长区52之间的过渡区57。如图11所示，伸长区52可以沿着至少一个大致平行于尿垫40的横轴112的方向伸长，如图12所示，沿着至少一个大致平行于纵轴110的方向伸长，或者沿着多个方向伸长，如图13所示。过渡区57的延伸方向最好大致平行于伸长区52的延伸方向。在一个特别优选的实施例中，如图11-14所示，该尿垫40具有至少两个边界区50，即一个第一边界区49和一个第二边界区51。第一边界区最好与第二边界区相互平行而且被至少一部分伸长区52所隔开。
图13-14所示的实施例包括至少一对边界区50，它们环绕着至少一部分伸长区52。在该实施例中，最好有两个边界区50大致相互平行。另外一个非限定性的实施例包括三个或更多的边界区50，它们可以将至少一部分伸长区52环绕住。但还有一个实施例所包括的边界区50大致形成一种矩形，环形，椭圆形，梯形，六边形及金刚石形，其中的一些示于图15-17。
边界区50可以是任何形状及任何尺寸。如图11所示，其边界区50可以大致包括尿垫40的前后腰区70和74。在一种典型的中等尺寸的婴儿尿垫中，其边界区50可以被隔开1-40英寸，最好为2-30英寸，3-22英寸最佳。此外，至少一部分边界区50可以是一种沿着尿垫40的纵向边缘32延伸的窄条。在这种构型中，其一个实施例被示于图13中，其一部分边界区50沿着尿垫40的纵向边缘延伸，其两条边缘最好大致平行，而且其宽度最好在1/32英寸-1英寸之间；一部分边界区50的宽度为1/16英寸-3/4英寸之间则更好，在1/8英寸-1/2之间最佳。
边界区50离开吸湿芯28的纵向边缘的距离最好为0-10英寸，1/8-8英寸则最佳。应当注意，在一些实施例中，其边界区50与纵向边缘32之间的间距，可以沿着纵向边缘32的长度方向发生变化，也可以沿着尿垫40的两侧发生变化。
在优选的实施例中，伸长区52可以具有一个表面路径长度，它比边界区50的表面路径长度大出约5％-500％；大出10％-250％更好；大出20％-100％最佳。
如图13所示，尿垫40可以包括一个底片26，它具有一个成型基底80，其伸长区52沿着多个方向被伸长。应当注意，伸长区52的伸长方向的数量并不受限制，只是当基底80处于松驰状态时，至少一部分伸长区52沿过渡区57的表面路径长度必须要大于边界区50的表面路径长度。此外，在伸长区52中的伸长量可以有所变化，在同一个吸湿用品中也可以存在多个伸长区52。图14表示了尿垫40的一个实施例，它具有一个不同增量式拉伸区域53。如上所述，“不同增量式拉伸”是指该增量式拉伸方式具有特殊的基底区，它具有不同的形状和/或伸长特性。不同增量式拉伸区53可以制成一个供人体渗出物用的口袋，或者提供一种改进的贴合性。
在使用尿垫40时，最好先将一个腰区，最好是后腰区74放置在穿用者背部。然后将尿垫40的其他部分拉过穿用者的两腿之间，使另一个腰区，最好是前腰区70横穿过穿用者的前方。再将尿垫40的侧片包住穿用者腰部并将后腰区74紧固在穿用者的每一侧的前腰区70上，在穿用者的每一侧都形成一个腰部封闭体。
以上对本发明的具体实施例作了说明和解释，对于本领域的普通技术人来说很明显的是，在不脱离本发明原理及保护范围的前提下，还可以作出种种的改进和变化。属于本发明范围的所有的改进和变化均应包含在所附权利要求书的范围之内。
权利要求
1.一种吸湿用品，具有一对相互对置的纵向边缘，该吸湿用品包括一个吸湿组件，它具有一个内侧表面和一个外侧表面，最好还包括一个顶片，一个与上述顶片相连的底片，还有一个位于所述底片及所述顶片之间的吸湿芯，所述的顶片包括所述吸湿组件内侧表面的至少一部分，所述的底片位于吸湿组件的外侧表面附近；一个底片与吸湿组件的外侧表面相连，该吸湿用品的特征在于所述底片包括成型基底，包括(a)一个第一边界区，它具有一个第一表面路径长度；和一个第二边界区，它具有一个第二表面路径长度，所述的第一和第二表面路径长度是在成型基底处于松驰状态时测量的；以及(b)一个伸长区，它至少部分位于所述的第一和第二边界区之间，所述伸长区包括增量式拉伸区域，这些区域使所述伸长区沿着第一伸长方向伸长，伸长区具有一第三表面路径长度，该表面路径长度是在成型基底处于松驰状态时，大致平行于所述第一伸长方向测量的，第三表面路径长度要大于所述第一和第二路径长度中的一个或任何一个，从而在底片处于松驰状态时，该底片具有一种宏观三维构型。
2.一种卫生巾，具有一对相互对置的纵向边缘，该卫生巾包括一个顶片；一个与所述顶片相连的底片；以及一个位于所述顶片和底片之间的吸湿组件，该吸湿组件具有一个内侧表面和一个外侧表面，所述的顶片位于吸湿组件的内侧表面附近，所述的底片位于所述吸湿组件的外侧表面附近；该卫生巾的特征在于其底片包括一个成型基底，包括(a)大致平行于所述纵向边缘延伸的第一边界区，所述边界区中的一个具有一第一表面路径长度，第二边界区具有一第二表面路径长度，所述第一和第二边界区大致平行于所述的纵向边缘延伸，所述的第一和第二表面路径长度是在成型基底处于松驰状态时测量的，每一个边界区都具有一个宽度，大约为0.1-3.0cm，更为优选的是在大约0.2-1.5cm之间，所述边界区之间的间距在大约1.0-30.0cm之间，较优选的是在大约2.0-15.0cm之间，最优选的是在大约4.0-10.0cm之间；以及(b)一个至少局部位于所述第一边界区和所述第二边界区之间的伸长区，所述伸长区包括增量式拉伸区域，这些区域使所述伸长区沿着第一伸长方向伸长，伸长区具有一第三表面路径长度，该长度是在成型基底处于松驰状态时，大致平行于所述第一伸长方向测量的，第三表面路径长度要大于所述第一、第二路径长度中的一个或任何一个，从而在底片处于松驰状态时，使该底片具有一种宏观三维构型。
3.如上述任一权利要求所述的吸湿用品，其特征在于，所述的第一和第二边界区大致平行于所述的纵向边缘延伸，所述的第一伸长方向大致平行于所述的纵向边缘，或者所述的第一和第二边界区大致垂直于所述的纵向边缘延伸，所述第一伸长方向大致垂直于所述的纵向边缘。
4.如上述任一权利要求所述的吸湿用品，其特征在于，所述的顶片包括第二成型基底，该基底包括一第一边界区和一第二边界区，它们分别平行于所述的纵向边缘延伸，所述的第一边界区具有一第一表面路径长度，所述的第二边界区具有一第二表面路径长度，当所述的成型基底处于松驰状态时，对第一、二表面路径长度进行测量；一个伸长区位于所述的边界区之间，所述伸长区包括增量式拉伸区域，这些区域使所述伸长区沿着第一伸长方向伸长，伸长区具有一第三表面路径长度，该长度是在成型基底处于松驰状态时，大致平行于所述第一伸长方向测量的，第三表面路径长度或者大于所述第一路径长度，或者大于所述第二路径程度，从而在顶片处于松驰状态时，使该顶片具有一种宏观三维构型。
5.如上述任一权利要求所述的吸湿用品，其特征在于所述的成型基底包括若干不同增量式拉伸区域。
6.如上述任一权利要求所述的吸湿用品，其特征在于所述的第一和第二边界区具有弹性。
7.如上述任一权利要求所述的吸湿用品，其特征在于，包括至少三个边界区，即所述的第一、二边界区和一个第三边界区。
8.如上述任一权利要求所述的吸湿用品，其特征在于所述的边界区将至少一部分伸长区完全包围起来。
9.如上述任一权利要求所述的吸湿用品，其特征在于所述的伸长区具有增量式拉伸区域，该增量式拉伸区域使伸长区在所述的第一伸长方向以及至少一个其他伸长方向伸长。
10.如上述任一权利要求所述的吸湿用品，其特征在于所述的顶片包括第二成型基底，它包括一第一边界区和一第二边界区，它们分别垂直于所述的纵向边缘，所述的第一边界区具有一第一表面路径长度，所述的第二边界区具有一第二表面路径长度，这两个表面路径长度都是在成型基底处于松驰状态时进行测量的；一个伸长区位于所述的边界区之间，所述伸长区包括增量式拉伸区域，这些区域使所述伸长区沿着第一伸长方向伸长，伸长区具有一第三表面路径长度，该长度是在成型基底处于松驰状态时，大致平行于所述第一伸长方向测量的，第三表面路径长度要或者大于第一路径长度，或者大于第二路径长度，从而在顶片处于松驰状态时，使该顶片具有一种宏观三维构型。
全文摘要
本发明涉及一种吸湿用品,它具有一对相对的纵向边缘,还包括一个吸湿组件,该组件具有一内侧表面和一外侧表面,一个底片与吸湿组件的外侧表面相连接。底片包括成型基底,它包括第一边界区,该区具有一第一表面路径长度;和第二边界区,具有一第二表面路径长度,第一和第二表面路径长度最好在成型基底处于松弛状态时测量。底片还包括伸长区,它至少一部分位于第一边界区与第二边界区之间,所述伸长区包括增量式拉伸区域,这些区域使所述伸长区沿着第一伸长方向伸长,伸长区具有一第三表面路径长度,它是在成型基底处于松弛状态时测量的,第三表面路径长度或者大于第一路径长度,或者大于第二路径长度,从而在底片处于松弛状态时,使该底片具有一种宏观三维构型。
文档编号A61F13/472GK1230102SQ97197043
公开日1999年9月29日 申请日期1997年6月10日 优先权日1996年6月11日
发明者理查德·W·洛奇 申请人:普罗克特和甘保尔公司