具有局部润湿性的有孔薄膜覆盖层及其制造方法

专利名称：具有局部润湿性的有孔薄膜覆盖层及其制造方法
背景技术：
传统上薄膜用来提供有限使用或一次性使用操作的阻挡特性。有限使用或一次性使用是指制品和/或部件在丢弃前仅使用少量次数，或可能只使用一次。这种制品的实例包括但不限于与手术和保健有关的产品，例如手术被单和手术服，所用的一次性吸收衬垫，例如用于肉类加工业中，和个人护理吸收制品例如尿布、训练短裤、失禁者用内衣、卫生巾、绷带、抹布和类似物。
在保护性的服装中，例如医院中穿用的服装，薄膜用来防止微生物在穿用者和病人之间交叉转移。虽然就水蒸气和类似物而言，这些薄膜通常是有效的阻挡件，但它们并不美观悦人，因为它们的表面是平滑的，并且感到光滑或者有点粘，它们在视觉上也不吸引人，使得它们不适合在外衣应用和与人的皮肤接触的其它用途。这种层压件中的薄膜的主要目的是提供隔离特性。但是，还需要这种层压件可传送流体，这样它们可在离开流体源的方向上传送流体。例如在肉类加工业，所使用的吸收材料例如吸收衬垫，和穿孔加强物所使用的吸收材料存在同样的需求。
外罩片材料用于将体液传送到个人护理吸收制品的吸收芯中， 因此，用于外罩片用途的材料必须根据用途和制品类型来处理明显不同的人体排泄物。一些制品必须处理流体，例如尿，而其它制品必须处理粘弹性流体，例如月经排泄物和粪便物。在大的弹性范围内的合成物和液流学变化使女性护理制品所用的外罩片材料处理的粘弹性月经排泄物加重恶化。女性护理应用中的流体处理需要控制体液的吸收、控制外罩件中的流体滞留、控制沾污的大小和强度、控制流体回流再次弄湿表面、在外罩件中无流体存留、无沾污并且控制流体完全解吸到吸收芯中。
为处理这些流体，已经研究出了基本上三类主要的外罩件系统非织造物、有孔薄膜与薄膜和/或非织造物的复合物。理想的外罩件系统的特征包括即刻流体吸入的能力、无流体回流再润湿表面、外罩件内无流体滞留、无沾污和流体完全解吸到吸收芯。
有孔薄膜外罩件已经限定使用在女性护理应用领域中。许多技术教导使用疏水的聚烯烃薄膜外罩件，该外罩件包括作为基片的聚乙烯。这些外罩件的一个缺点是它们倾向于具有差的流体吸入能力，除非孔直径很大。但是，当孔尺寸增加时，外罩件将倾向于具有更大的再润湿性，并且可能损害消费者的视觉信号。而且，本领域中公知的是利用亲水处理，亲水处理局部作用在表面上以便促进快速的流体吸入。但是，这些外罩件材料倾向于呈现高的再润湿，高的流体滞留和许多沾污。这样，最佳的外罩件是具有快速流体吸入并结合有低外罩件沾污和流体滞留的外罩件。获得该特性的一种装置是具有可润湿孔和疏水顶表面的有孔薄膜。获得该特性的许多装置在已有技术中已经描述，但是从商业加工、性质易变、不可再生、表面活性剂位置的缺乏控制，或表面活性剂类型的限制而言，多数这些方法是不可行的。参见，例如授予Morris的4755413号美国专利和4820294号美国专利，它们教授了一种有孔塑料薄膜，其中孔的边缘涂敷有亲水材料，还教授了一种制造方法，其中通过针开孔形成孔，并且当针退缩时将亲水材料涂在孔的边缘。由于亲水材料以这种方式涂敷，不可能精确的控制有孔塑料薄膜上的亲水材料的最终分布。还参见，授予Noda的4735843号美国专利。本发明确定了一个简单装置以获得一种有孔薄膜，该有孔薄膜具有比顶表面高的表面能的有孔区域，以及控制并维持在孔中或表面上的表面能或者表面能分布的方法。
本发明的另一个目的是提供一种制造用在流体吸收材料中的有孔薄膜外罩件的方法，该方法提供控制在孔和/或紧紧围绕孔和/或薄膜外罩件的表面上的薄膜外罩件的区域中的表面能(可润湿性)或表面能的分布的装置。
通过一种制造用于流体吸收材料中的薄膜外罩件的方法可达到本发明的这些和其它目的，该方法的步骤包括形成一个聚合薄膜，该聚合薄膜具有一个表面活性剂储存器、一个顶平表面和一个底平表面，并在聚合薄膜中形成若干孔，从而至少一部分孔具有一个孔区域，该孔区域具有比聚合薄膜的至少一部分顶平表面高的表面能或润湿性。根据本发明的一个优选实施例，聚合薄膜包括若干层，至少其中一层包括聚合物，该聚合物从包含新鲜橡胶、聚合物掺和物、共聚物、带填料的聚合物、带添加剂的聚合物和其混合物一组中选择而且，其中另一层包括聚合物的掺和物，其从包含新鲜橡胶、聚合物掺和物、共聚物、带填料的聚合物、带添加剂的聚合物和其混合物以及若干颗粒的一组中选择，通过将至少一种表面活性剂内部复合到聚合树脂中并且将该聚合树脂挤成颗粒来形成这些多个颗粒。
根据一个实施例，聚合薄膜包括若干层，至少其中一层包括一种聚合物，该聚合物从包含新鲜橡胶、聚合物掺和物、共聚物、带填料的聚合物、带添加剂的聚合物和其混合物以及至少一种表面活性剂，该表面活性剂在加工过程中通过直接添加到熔融物中来加入。
用于聚合薄膜开孔的合适装置包括聚合薄膜的针开孔、切口和拉伸、和真空开孔。根据本发明的方法的开孔产生若干孔，每个孔包括围绕每个孔的周边的至少一部分的一个圆周壁或折片，该圆周壁从聚合薄膜的底表面伸出。
根据本发明的一个实施例，聚合薄膜由聚合材料形成，该聚合材料包括表面活性剂的若干球体或微胶囊，并且通过放电方式或机械方式形成孔，其中表面活性剂的球体可破裂，因此使孔的边缘可润湿。
优选实施例的描述用在流体吸收材料例如个人护理吸收制品的材料中的流体处理性能的一个关键要素是表面润湿性。例如，在流体/空气/材料界面处，芯吸作用和驱使流体吸入的毛细作用力由界面自由能产生。润湿性是固相的表面自由能的度量标准。测量表面的润湿性的传统方法是接触角技术，其中将流体的液滴放在一个平表面上，然后测量液滴与表面相交的角度。为人所知的Young方程是表示接触角(θ)与界面自由能(g)关系的方程，即gSV＝gSL＋gLVCOSθ这里SV、SL和LV分别指表面/蒸气，表面/液体和液体/蒸气界面。该方程对于保持均衡的流体，即在一个表面上不移动的的流体来说是成立的。当流体流过一个表面时，在流体前缘的接触角，即为人所知的前进接触角θADV，由均衡值略微增加，在流体后缘的接触角，即为人所知的后退接触角θREC，由均衡值略微减少。
表面的润湿性由表面的化学结构和状态来控制。当初次流体污损接触并移动进入外罩件材料时，流体接触一个“干”表面，该“干”表面的润湿性由表面的固有的化学结构控制。对于与流体接触的表面或者已经有先前流体接触过的表面，前进和后退接触角对流体运动的影响通常很复杂，这是由于这些表面受到流体接触而变化。例如，后退接触角θREC的变化既可以是由消除决定润湿性的易变的表面处理(这会减少润湿性而增加接触角)而引起，也可以是由表面响应污损流体而引起，例如表面水合作用和蛋白质沉积作用(二者都将增加润湿性而减少接触角)。这些影响发生在零点几秒的时间范围内，对于蛋白质沉积来说通常如此，或者发生在许多分钟的时间范围内，对于表面水合作用或表面活性剂涂层分离来说通常如此。
用于本发明的流体吸收材料的薄膜外罩件包括聚合薄膜，该聚合薄膜具有一个表面活性剂储存器、一个顶平表面和一个底平表面，并形成了若干孔，至少一部分孔具有孔区域，该孔区域具有比至少一部分顶平表面要高的表面能或润湿性。对于术语“孔区域”，它是指孔的圆周壁，刚好围绕孔的顶平表面的一部分，和在底平表面之下延伸的圆周壁的任何部分。在聚合薄膜内的表面活性剂储存器可以任何方式形成，即使在受到多次流体污损之后，它也能使孔区域保持较高的表面能。根据一个实施例，孔的至少一部分包括围绕每个孔的至少一部分并从聚合薄膜的底平表面开始延伸的圆周壁。根据本发明的一个实施例，聚合薄膜包括若干层，至少其中一层包括设置在其中的表面活性剂。根据本发明的另一个实施例，表面活性剂或润湿剂施加在聚合薄膜的底平表面的至少一部分上，以提高润湿性。根据一个特别优选的实施例，表面活性剂的用量在重量百分比为0.1至约3.0的用量范围内。
根据本发明的方法制造的有孔薄膜外罩件的开口面积在约10％至约35％的范围内，而孔径大小在约100至约700微米等效圆直径(ECD)范围内。根据本发明的实施例，在该实施例中，表面活性剂设置在包括本发明的有孔薄膜外罩件的多层聚合薄膜的至少一层内，包括表面活性剂的该层的厚度在有孔薄膜的总厚度的约10％至约90％的范围内。
根据本发明的方法的一个实施例，表面活性剂以给定的程度内部复合成聚合树脂，并挤压成颗粒，ABA铸膜制备成在A层具有聚合物，而在B层具有带内部表面活性剂的聚合物和颗粒的混合物。以这种方式，薄膜在中层制备有内部表面活性剂。然而，对于本领域的普通技术人员来说，显然表面活性剂可定位在顶层内，或在多层聚合薄膜内的若干其它位置内，该多层聚合薄膜包括两层(AB薄膜)、五层(ABCBA薄膜)，等等。作为替换，薄膜通过许多其它方式可在一个给定的层内制备表面活性剂。例如，表面活性剂可在加工过程中通过直接添加到熔融物中来添加到一层上。
该薄膜由包括针开孔、切口和拉伸以及真空开孔的任何数量的方法开孔。根据一个实施例，薄膜通过穿过一个加热的辊隙进行针开孔，在该辊隙处，轧花辊和砧辊之间的差速形成了由工艺操作条件和轧花图案限定的孔。利用加热辊对薄膜开孔的工艺导致B层的一部分包含暴露的内部表面活性剂。另外，在轧花辊上针发出的热量使内部表面活性剂从膨松体散布到孔表面，并从高浓度点散布到低浓度点。结果，获得润湿孔。在孔内和孔周围的润湿度可用三种方式控制(1)表面活性剂化学，(2)包含内部表面活性剂的层(例如B层)的厚度，和(3)在给定层内的表面活性剂的浓度。
更具体的是，表面活性剂化学，即包括表面活性剂以及聚合物的结构的分子的大小和形状可控制表面活性剂通过聚合物基体扩散，其中表面活性剂内部混合到聚合物的结构中。特别是，小分子将比大分子更容易的通过聚合物基体扩散，从而产生沿其长度更便于处理的孔。高浓度的表面活性剂比低浓度的表面活性剂倾向于更容易的扩散到表面，在孔表面产生大量的表面活性剂分子。在高浓度下，处理可导致孔润湿(亲水的)，并且甚至可迁移到刚好孔周围的顶表面的区域，同时使孔之间的顶表面的其余部分仍保持疏水。B层厚度还可受到控制，以控制在表面上孔内或孔周围的润湿性。
与根据本发明的一个实施例的薄膜外罩件的顶表面相比，尽管产生了不利的结果，制造在孔上和其周围具有较高表面能的有孔薄膜外罩件的另一种方法包括对聚乙烯薄膜机械地开孔，以产生如图3所示的有孔薄膜200，该有孔薄膜200包括顶表面92，该顶表面包含机械孔90的顶开口和一个相连接的后折片91或周向壁，该后折片91或周向壁围绕孔的圆周并从聚合薄膜的底平表面93延伸。然后，表面活性剂或润湿剂通过移膜涂敷施加到薄膜的底侧。优选的处理附加范围在重量百分比为约0.1％至约3.0％的范围内。表面活性剂的量和布置可随工艺条件变化而变化。根据一个实施例，只有折片部分用表面活性剂处理。根据另一个实施例，表面活性剂施加以便孔的内壁也被涂敷和润湿。
根据本发明的一个实施例，聚合薄膜包括若干球，该球包含一种适当的表面活性剂。然后，聚合薄膜利用放电或机械方法穿孔。由于穿孔或开孔工艺，当放电或机械方法破坏薄膜内的微囊密封的表面活性剂时，孔的边缘保持润湿。
实例1表面活性剂(Atmer，从特拉华州的Wilmington的ICI美国公司购得；Ahcovel，从ICI美国公司购得；Masil，从伊利诺伊州的Gurnee的PPG工业公司购得；和MAPEG，从PPG工业公司购得)内部复合到聚乙烯树脂中，并且挤成具有下面成分的颗粒中Atmer8147浓缩物--80％聚乙烯/20％Atmer 8147；基于Ahcovel的N-62浓缩物--90％Rexene1058/10％基于Ahcovel的N-62；Masil SF-19浓缩物--90％Rexene1058/Masil SF-19；MAPEG 400 ML浓缩物--90％Rexene1058/10％MAPEG 400 ML。
然后这些复合树脂与附加的树脂混合，并且用来形成ABA铸膜的B层。使用传统的熔体挤压、铸膜技术，基于下面的成分制备铸膜。
然后，根据

图1所示的工艺对这些薄膜开孔。特别是，薄膜在辊隙30内机械开孔。开孔工艺包括控制薄膜100的不同于开孔速率的进给速率。进给和开孔速率由驱动系统20控制。开孔速率由开孔辊隙30、轧花辊30a和砧辊30b内的辊的转动速率控制。薄膜100的速度比轧花辊30a的圆周速度慢，且比砧辊30b的圆周速度快。
薄膜100在张力下开孔，以便使薄膜起皱最小，该薄膜来自比驱动系统20的速度慢的从动退卷件10，空转辊(未表示)拉动薄膜100。驱动单元包括在从动橡胶辊20a和钢辊20b之间的“S”卷绕的薄膜100，以控制薄膜进入开孔辊隙30内的进入速度。轧花辊30a和砧辊30b相互接触，并在其之间形成辊隙30。轧花辊30a和砧辊30b在相反的方向上转动。每个轧花辊30a和砧辊30b单独地受到驱动。轧花辊30a的圆周速度设定为砧辊30b的圆周速度的约1.3-1.4倍。
对于我们的工作来说，薄膜100以每分钟100英尺的速度开孔。每个轧花辊30a和砧辊30b由不锈钢制成，并具有约24英寸的外径。辊利用内部热油系统保持不同的温度，轧花辊30a保持约225°F的温度，而砧辊30b保持约228°F的温度。砧辊30b具有平滑的饰面，而轧花辊30a具有若干针，这些针设置以提供所需的图案。所需的图案具有约每平方厘米约93.5针(580-603针/平方英寸)的密度，和约37-46％的总接触面积。每个针具有约0.48毫米的高度(0.01-0.022英寸)，渐缩到约10°，其横截面是圆形。因为针具有约0.73毫米(0.0286英寸)的顶端直径，顶端的表面积约为0.40平方毫米(0.00066平方英寸)。
当薄膜100进入辊隙30时，它通过贯穿针来施加热、剪切力和压力以便开孔，该针完全穿过薄膜100的厚度。剪切力通过使轧花辊30a运行速度比砧辊30b快来产生。有孔薄膜200在张力作用下离开辊隙30，并且围绕空转辊(未表示)引导以保持有孔薄膜200在与轧花辊30a分离时避免起皱。这些工艺条件产生具有约28％的开口面积的有孔薄膜，该有孔薄膜具有几乎600微米的等效圆面积(ECD)。
实例2在该实例中，实例1的有孔薄膜热粘合到非织造幅面料上，以形成有孔薄膜/非织造层压件。
该实例中使用的非织造幅面料通过空气穿透粘合梳理幅面料来制造。然而，对本领域的普通技术人员来说显然还可使用其它非织造材料。这种特定的非织造幅面料由Chisso公司的双组分纤维制成。Chisso在纤维上涂敷一种以“HR6”为人所知的专有的饰面，它使纤维润湿。纤维成皮芯构造。纤维的芯是聚丙烯，它构成纤维重量的约50％，且外皮是低密度聚乙烯(LDPE)，它构成纤维重量的其余50％。这些纤维是约51毫米(2.00英寸)长和10旦尼尔。特别是，被称为TABCW的该非织造幅面料具有约0.0182g/cc的密度和15000达西(Darcys)的渗透率。
层压件通过将有孔薄膜热机械点粘接到非织造TABCW上形成。再次参见图1，粘接发生在辊隙内部，该辊隙由在相反方向上转动的两个加热粘合辊构成。特别是，层压辊隙60包括轧花辊60a和砧辊60b。两个辊相互接触以形成其间的辊隙60。每个辊单独被驱动，以便轧花辊60a的圆周速度匹配砧辊60b的圆周速度。轧花辊60a和砧辊60b由不锈钢制成，并具有约24英寸(70厘米)的外径。辊利用内部热油保持不同的温度。
砧辊60b具有平滑的饰面，与此同时，轧花辊60a具有若干针，该针设置成提供所需的图案。所需的图案具有约每平方厘米约5.2针(33.6针/平方英寸)的密度，和约8-12％的总接触面积。每个针具有约2.4毫米(0.095英寸)的高度，渐缩到约20°，其横截面是圆形。针具有约1.6毫米(0.065英寸)的顶端直径。薄膜200和非织造幅面料300在张力作用下进入层压辊隙60。当非织造幅面料300处于张力作用时，它相对于薄膜200拉伸约3-12％。通过使非织造幅面料300从退卷件40上退绕来保持非织造幅面料300内的张力，该退卷件40速度比驱动系统单元50的速度慢，空转辊(未表示)拉动非织造幅面料300。驱动单元50在从动橡胶辊50a和钢辊50b之间包括“S”卷绕薄膜，以便控制非织造幅面料300的进入层压辊隙60内的进入速度。在有孔薄膜200内的张力由层压辊隙60和空转辊(未表示)保持。
当薄膜200和非织造幅面料300穿过辊隙60内的辊之间时，产生粘接。非织造幅面料300和薄膜200的速度匹配轧花；60a和砧辊60b的速度。特别是，该速度不超过100英尺/分。当薄膜200和非织造幅面料300穿过辊隙60时，薄膜200通过施加热和压力来层压。
实例3测量具有润湿梯度的有孔薄膜的流体吸入时间、再润湿值和沾污大小，并与没有润湿梯度的有孔薄膜相比较，该润湿梯度是处理类型和浓度的函数。有孔薄膜外罩件估计设在标准的两层吸收芯上。吸收芯的顶层(最靠近外罩件)是90％Coosa0054/10％Hoechst-CelaneseT-225粘合剂，100gsm(克/平方米)，0.1g/cc气流法幅面料，而吸收芯的底层是90％Coosa0054/10％Hoechst-Celanese T-225粘合剂，200gsm(克/平方米)，0.2g/cc气流法幅面料。下面的表1表示该结果。
表1有孔薄膜外罩件的流体处理特性
从表1中可以看到，与对比薄膜外罩件相比，随着主要在孔内和/或孔周围的表面活性剂处理的附加，根据本发明的方法制造的有孔薄膜外罩件的流体吸入时间降低。随着增加的表面活性剂处理浓度，流体吸入时间仅适当的降低。由于薄膜外罩件上的较好的流体吸入和很少的流体滞留和芯吸作用，随着表面活性剂处理水平的降低，沾污大小显著减低。假定在较高的处理浓度下，处理迁移到顶表面，并提供高的流体滞留和芯吸作用，参见Atmer-高和MAPEG-高的大沾污尺寸。与对比薄膜外罩件相比，在孔内和/或周围经低水平处理的外罩件证实具有较低水平的沾污。而且，如图所示，再湿性通常增加，但对于处理类型和浓度来说，该再湿性可减至最小，对于MAPEG低样品有孔薄膜外罩件来说这可以看到。在这种情况下的再湿性与对比薄膜外罩件类似。
表2表示与对比层压件相比，根据本发明的方法制造的有孔薄膜/非织造层压件的流体吸入时间和再润湿值。特别是，未经处理的对比层压件与在孔内和/或周围局部具有高润湿性的有孔薄膜/非织造层压件相比较。有孔薄膜外罩件估计设在标准的两层吸收芯上。吸收芯的顶层(最靠近外罩件)是90％Coosa0054/10％Hoechst-CelaneseT-225粘合剂，100gsm(克/平方米)，0.1g/cc气流法幅面料，而吸收芯的底层是90％Coosa0054/10％Hoechst-Celanese T-225粘合剂，200gsm(克/平方米)，0.2g/cc气流法幅面料。如表2所示，在孔内和/或周围的表面活性剂处理的出现对材料的流体吸入和再湿性具有有限的冲击。另外，与本身的有孔薄膜相比，层压到任何有孔薄膜上的非织造幅面料的出现基本上降低流体吸入时间和再湿性能。
表2有孔薄膜非织造合成物的流体处理
试验方法A在有孔薄膜上测量开口百分率和孔尺寸。
一片有孔薄膜(约4英寸乘6英寸)平放在例如Mertzshauser公司的例如Olympus Model BH-2自动镜台显微镜上。薄膜通常布置成使得“锥形”或“折片”表面面向下的放在镜台上。为了确保薄膜就位，并保持在平放镜台表面上，即自由起皱，一个1/4英寸厚的玻璃板放在薄膜的顶表面上。然后将一个1倍或2倍的物镜置放就位。透射光用于镜台下的聚光器，以照亮薄膜内的孔。与图象分析(IA)系统连接的摄象机安装在显微镜的顶表面上。然后，图象分析系统用来获取图象，并测量薄膜上的多个区域。图象分析系统使用软件，该软件唯一编写用来移动显微镜的自动镜台，获取图象，处理图象，和测量开口区域和孔尺寸。经常，镜台在一个矩形格架上移动，以便在多个视场上测量。对于不透明薄膜来说，不开孔区域通常看起来接近“黑”，与此同时，检测出的开口区域通常看起来接近“白”。测量的开口面积百分比由透射光不受阻碍的通过孔的测定区域的面积百分比来定义。每个视场可获得1％开口值。对于有孔薄膜，孔尺寸通常测量等效圆直径(ECD)并由下列公司公式计算出ECD＝(4×面积/π)1/2因为多个孔通常出现在每个视场中，每个视场可获得多个ECD值。通常，开口面积百分比和等效圆直径的孔尺寸数据按平均值记录，该平均值由从2-4个单独的样品获得的多个视场获得。
B测速块吸入试验该试验用来确定公知数量的流体吸入到材料和/或材料系统内的吸入时间。该试验设备由如图2所示的测速块10构成。每个吸收件14和外罩件13被模切成一片4英寸乘4英寸。特定的外罩件在特定的实例中描述。用于这些研究的吸收件是标准的，并由顶部件和底部件构成，该顶部件(最靠近外罩件)是90％Coosa0054/10％Hoechst-Celanese T-225粘合剂，100gsm，0.1g/cc气流法幅面料，而该底部件是90％Coosa0054/10％Hoechst-Celanese T-225粘合剂，200gsm(克/平方米)，0.2g/cc气流法幅面料。外罩件13布置在两片吸收件14上，测速块10放在这两块材料的顶表面上。2毫升类似月经物输送到试验设备漏斗11内，计时器开始计时。流体从漏斗11移动到通道12内，在该通道12处，流体传输到材料或材料系统内。从试验设备内的腔室观察，当所有流体吸收进入材料或材料系统内时，计时器停止。对于给定的材料或材料系统，记录公知量的公知流体的吸入时间。该值是材料或材料系统吸收率的测量值。通常，进行五至十次重复，确定平均吸入时间。
C再湿试验该试验用来确定当施加荷载时返回通过表面的流体的量。返回到表面上的流体量被称为“再湿”值。返回到表面上的流体越多，“再湿”值越大。较低的再湿值与干燥材料有关，如干燥产品。在考虑再湿性时，三个特性是重要的(1)吸入，如果材料/系统不具有好的吸入，那么流体可再湿，(2)吸收件保留流体的能力(吸收件保留流体越多，再湿越少)，和(3)回流，外罩件禁止流体返回通过外罩件越多，再湿越低。在这种情况下，我们估计外罩件系统处的吸收件保持恒定，这样，我们分别只考虑(1)和(3)的特性，吸入和回流。
冲切一个4英寸乘4英寸的吸收件和外罩件。用于这些研究的吸收件是标准的，并由顶部件和底部件构成，该顶部件(最靠近外罩件)是90％Coosa0054/10％Hoechst-Celanese T-225粘合剂，100gsm，0.1g/cc气流法幅面料，而该底部件是90％Coosa0054/10％Hoechst-Celanese T-225粘合剂，200gsm(克/平方米)，0.2g/cc气流法幅面料。外罩件布置在两件吸收件上，测速块放在两块材料的顶表面上。在该试验中，2毫升月经类似物输入测速块设备内，并允许吸收进入放在4英寸乘4英寸吸收件的顶表面上的4英寸乘4英寸的外罩件材料内。流体允许与系统相互作用1分钟，测速块置于材料的项表面上。该材料系统外罩件和吸收件放在充满流体的一个袋上。一张吸墨纸经过称重，放在材料系统的顶表面上。该袋垂直横越，直到它与其上的丙烯酸板接触，这样使整个材料系统首先压靠板吸墨纸侧面。该系统压靠丙烯酸板，直到施加1psi的总压力。压力保持不变3分钟，然后压力去掉，称吸墨纸的重量。吸墨纸保留任何流体，该流体输送出入外罩件/吸收系统。原始吸墨纸和试验后的吸墨纸之间的重量差以“再湿”值为人所知。通常，该试验进行五到十次重复，确定平均再湿值。
D吸入/沾污试验实施吸入/沾污试验，它能使沾污尺寸、强度、部件中流体滞留量在流体流率和压力下观察。月经类似物用作试验流体。吸收体和外罩件被模切成一个4英寸乘4英寸件。用于这些试验的吸收件是标准的，并由顶部件(最靠近外罩件)和底部件构成，该顶部件是90％Coosa0054/10％Hoechst-Celanese T-225粘合剂，100gsm，0.1g/cc气流法幅面料，而该底部件是90％Coosa0054/10％Hoechst-CelaneseT-225粘合剂，200gsm(克/平方米)，0.2g/cc气流法幅面料。材料系统，外罩件和测量值为4英寸乘4英寸的吸收芯布置在丙烯酸板下方，它具有在中心内钻孔的1/8英寸直径的孔。一个1/8英寸管与具有配件的孔连接。利用注射泵以特定的速率和特定的流量将月经类似物输送到样品中。该泵受程序控制以便将1毫升的总体积样品输送到样品中，这里样品在0psi，0.0078psi，和0.078psi的压力下。利用放在丙烯酸板的顶部上并均匀分布的重量来施加压力。泵的流率由程序控制以便在1毫升/秒的速率下输送流体。外罩件材料的沾污尺寸手工测量，在系统的每个部件中的流体的量在流体吸收之前和之后按重量测量。通过与样品比较估计沾污的质量。利用数字摄象机记录沾污信息并通过图象分析来进一步分析。
月经类似物制备“月经类似物”是类似月经的粘弹性和其它性能的材料。为了制备流体、血，例如脱纤维蛋白的猪血以3000rpm离心分离30分钟，尽管如果有效可使用其它方法或速度。血浆分离并单独储存，血沉棕黄层去掉并抛弃，另外包装的红血球独立存储。蛋，例如大鸡蛋分离，蛋黄废弃，蛋清流下。该蛋清通过将1000微米尼龙网眼沾污蛋清约3分钟，以便分离成厚和薄的部分，较薄的部分抛弃。作为替代可使用网眼尺寸，如果稠度是至少需要的，则时间或方法可变化。存留在网眼上的蛋清的厚部分收集并注入60毫升的注射器内，然后放在可编程注射泵上，通过五次排出然后重装使流体均质化。在这种情况下，均质化的量由约100毫升/分的注射泵流率控制，管内径约为0.12英寸。在均质化后，厚蛋清具有在150秒时约20厘泊的粘度，然后离心分离以去除碎片和气泡。在离心分离后，利用注射器将包含卵粘蛋白的80毫升厚均质蛋清添加到300ccFENWAL传送包装中。然后，60cc猪血浆添加到转送包装中。夹住转送包装，所有气泡去掉，并放在Stomacher试验室混合器内，在该混合器中，猪血浆以通常(或一般)速度混合约两分钟。然后输送包装从混合器中去掉，添加60毫升猪红血球，通过手搓揉约两分钟来混合内容物，或者直到内容物看起来均质为止。最终的混合物具有体积约占30％的红血球内容物，和通常体积占至少28-32％范围内的人工月经。蛋清的量按重量计约是40％。
尽管本发明的前述说明书结合其一些优选的实施例加以描述，且许多细节提供以便说明，对本领域的普通技术人员来说，显然对于附加的实施例和其某些细节在不超出本发明的基本原理的前提下可显著变化。
权利要求
1.一种用于流体吸收材料的薄膜外罩件，它包括聚合薄膜，该聚合薄膜具有一个顶平表面和一个底平表面，并形成若干孔；至少一部分所述若干孔具有孔区域，该孔区域具有比至少一部分所述顶平表面高的润湿性；和所述聚合薄膜包括表面活性剂储存器，在此，在与流体接触后，所述孔区域由表面活性剂充填。
2.如权利要求1所述的薄膜外罩件，其特征在于，所述聚合薄膜包括若干层，且所述表面活性剂设置在至少一个所述层内。
3.如权利要求1所述的薄膜外罩件，其特征在于，所述表面活性剂涂敷到至少一部分所述底平表面上。
4.如权利要求3所述的薄膜外罩件，其特征在于，所述表面活性剂用量为按重量百分比计约0.1至3.0％的用量范围内。
5.如权利要求1所述的薄膜外罩件，其特征在于，所述聚合薄膜层压到非织造幅面材料上。
6.如权利要求1所述的薄膜外罩件，其特征在于，所述聚合薄膜具有约10％至约35％范围内的开口面积。
7.如权利要求1所述的薄膜外罩件，其特征在于，所述孔具有约100至约700微米(ECD)的范围内的尺寸。
8.如权利要求2所述的薄膜外罩件，其特征在于，包含所述表面活性剂的所述至少一层具有在所述聚合薄膜的总厚度的约10％至约90％的范围内的厚度。
9.一种制造用于流体吸收材料内的薄膜外罩件的方法，其步骤包括形成具有表面活性剂储存器、一个顶平表面和一个底平表面的聚合薄膜；以及形成若干孔，其中至少一部分所述孔具有一个孔区域，该孔区域具有比所述聚合薄膜的一部分所述顶平表面高的润湿性，在流体与所述孔区域接触后保持较高的润湿性。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述聚合薄膜包括若干层、至少其中一个所述层包括聚合物，该聚合物选自新鲜橡胶、聚合物掺和物、共聚物、带填料的聚合物、带添加剂的聚合物和其混合物，以及至少其中一个所述层包括所述聚合物和若干颗粒的掺和物，通过将至少一种表面活性剂内部混合到聚合树脂中并且将聚合树脂挤入到所述颗粒中形成所述若干颗粒。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，聚合薄膜包括若干层，至少其中一个所述层包括一种聚合物，该聚合物选自新鲜橡胶、聚合物掺和物、共聚物、带填料的聚合物、带添加剂的聚合物、和其混合物，且至少其中一个所述层包括所述聚合物和表面活性剂的掺和物。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述孔由针开孔形成。
13.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述孔通过对聚合薄膜切口和拉伸形成。
14.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述孔通过真空开孔形成。
15.如权利要求9所述的方法，其特征在于，其还包括将所述聚合薄膜层压到非织造幅面材料上的步骤。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述聚合薄膜在所述开孔后层压到所述非织造幅面材料上。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述聚合薄膜在所述开孔前层压到所述非织造幅面材料上。
18.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述有孔薄膜具有在约10％至约35％范围内的开口面积。
19.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述孔具有约100至约700微米(ECD)范围内的尺寸。
20.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述聚合物和所述颗粒的所述掺合物的所述至少一层具有所述聚合薄膜的约10％至约90％的范围内的厚度。
21.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述聚合薄膜包括至少一种表面活性剂，该表面活性剂在约0.1至约3.0的重量百分比的用量范围内。
22.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述开孔产生若干孔，所述孔包括围绕所述孔的至少一部分周边的一个圆周壁，该圆周壁用表面活性剂处理。
23.如权利要求9所述的方法，其特征在于，每个所述孔的内壁用表面活性剂处理。
24.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述聚合薄膜由聚合物材料形成，该聚合物材料包括表面活性剂的若干球体，所述孔通过放电方法或机械方法形成，通过使所述表面活性剂的所述球体破裂，从而使所述孔的边缘可润湿。
25.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述聚合薄膜包括不连续的可润湿的区域。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述不连续的可润湿的区域由电晕处理制造。
27.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述不连续的可润湿的区域通过照相凹版印刷来制造。
28.如权利要求15所述的方法，其特征在于，不连续的润湿的区域由通过所述孔粘接的可润湿纤维来制造。
29.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述不连续的可润湿的区域由涂敷涂层来制造，该涂层形成可润湿和不可润湿的区域。
30.一种吸收材料，它包括吸收芯；背衬材料，该背衬材料基本上是流体不可透过的；和外罩件材料，该外罩件材料包括聚合薄膜，该聚合薄膜具有内部表面活性剂，一个顶平表面和一个底平表面，并形成了若干孔，至少一部分所述若干孔具有孔区域，该孔区域具有比一部分顶平表面高的润湿性。
31.如权利要求30所述的吸收材料，其特征在于，所述聚合薄膜包括若干层和布置在至少一个所述层内的表面活性剂。
32.如权利要求30所述的吸收材料，其特征在于，一个圆周壁围绕所述孔的至少一部分周边，并从所述底平表面延伸。
33.如权利要求32所述的吸收材料，其特征在于，所述表面活性剂用量为按重量百分比计约0.1至3.0％的用量范围内。
34.如权利要求30所述的吸收材料，其特征在于，所述聚合薄膜层压到非织造幅面材料上。
35.如权利要求30所述的吸收材料，其特征在于，所述聚合薄膜具有约10％至约35％范围内的开口面积。
36.如权利要求30所述的吸收材料，其特征在于，所述孔具有约100至约700微米(ECD)的范围内的尺寸。
37.如权利要求30所述的吸收材料，其特征在于，其包含所述至少一层表面活性剂具有在所述聚合薄膜的总厚度的约10％至约90％的范围内的厚度。
38.一种个人护理制品，它包括吸收芯；背衬材料，该背衬材料基本上是流体不可透过的；和外罩件材料，该外罩件材料包括聚合薄膜，该聚合薄膜具有内部表面活性剂，一个顶平表面和一个底平表面，并形成了若干孔，至少一部分所述若干孔具有孔区域，该孔区域具有比一部分顶平表面高的润湿性。
39.如权利要求38所述的个人护理制品，其特征在于，所述聚合薄膜包括若干层和设置至少一个所述层内的表面活性剂。
40.如权利要求38所述的个人护理制品，其特征在于，一个圆周壁围绕所述孔的至少一部分周边，并从所述底平表面延伸。
41.如权利要求40所述的个人护理制品，其特征在于，所述表面活性剂用量为按重量百分比计约0.1至3.0％的用量范围内。
42.如权利要求38所述的个人护理制品，其特征在于，所述聚合薄膜层压到非织造幅面材料上。
43.如权利要求38所述的个人护理制品，其特征在于，所述聚合薄膜具有约10％至约35％范围内的开口面积。
44.如权利要求38所述的个人护理制品，其特征在于，所述孔具有约100至约700微米(ECD)的范围内的尺寸。
45.如权利要求38所述的个人护理制品，其特征在于，包含所述表面活性剂的所述至少一层具有在所述聚合薄膜的总厚度的约10％至约90％的范围内的厚度。
全文摘要
一种薄膜外罩件,它用于流体吸收材料,例如女性护理制品、手术被单、穿孔加强件、吸收衬垫和类似物,该薄膜外罩件包括聚合薄膜,该聚合薄膜具有一个顶平表面和一个底平表面,并形成了若干孔;若干孔中的至少一部分具有孔区域,该孔区域具有比一部分顶平表面高的润湿性。
文档编号A61F13/511GK1335782SQ99810441
公开日2002年2月13日 申请日期1999年6月14日 优先权日1998年6月30日
发明者M·A·达利, M·B·马杰尔斯, A·亚希奥伊, A·E·加拉瓦格利亚, M·D·珀维斯, D·W·普里姆, T·L·马塞, N·D·科林, G·A·泽拉佐斯基, J·E·廷斯利, J·布拉韦曼 申请人:金伯利-克拉克环球有限公司