专利名称：多定向类弹性材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及纤维网材料，更具体地讲涉及这样的纤维网材料其中给定纤维网材料的固有伸长特性可被改进。具体地讲，本发明涉及这样的纤维网材料其中纤维网材料对多个方向上的加力伸长施加的抗力可被改进。
背景技术：
具有改进的特性从而对纤维网上的外加伸长力提供所需的抗力的纤维网材料是通常已知的。此类纤维网材料包括适用于形成柔韧制品(例如柔韧袋)的挠性材料，所述材料的有益效果源自其具有有利于纤维网材料沿优先伸长轴线伸长的可拉伸特性。
已知的纤维网材料的实施例公开于美国专利5,518,801(Chappell等人)、5,650,214(Anderson等人)、6,394,651(Jackson)、6,394,652(Meyer等人)以及5,151,092(Buell等人)中。
本文所用术语“柔韧的”用以指这样的材料其能够被挠曲或弯曲(尤其是重复地挠曲或弯曲)因而它们响应外加力而易弯曲并可屈服。因此，“柔韧的”在含义上基本与术语不可挠曲的、刚性的或不屈服的含义相对。因此，柔韧的材料和结构可在形状和结构上作改变以适应外力并且适形于与它们接触的物体的形状而不失去其完整性。
在一个现有技术材料(例如可用于吸收制品的材料)中，传统弹性部件被固定到吸收制品的顶片和/或底片部分(例如一次性尿布的腰部)，从而为穿着者提供更好的贴合性和总体舒适感。然而，传统弹性部件成本高并且在组装期间要求某种程度的操纵和处理。尽管传统弹性部件确实为吸收制品提供一定的拉伸，但传统弹性部件固定到其上的材料却典型地通常不认为是弹性的或可拉伸的。因此，添加的传统弹性部件在固定到材料上之前必须预拉伸或材料必须经过机械加工(例如环轧制)，从而永久地延长材料使其延伸超过其初始未拉紧长度并且使添加的传统弹性部件生效。
依照进一步的现有技术材料，提供在加力伸长的方向上显示“类弹性”行为的纤维网材料，而不使用添加的传统弹性部件。本文所用术语“类弹性”描述纤维网材料的行为。当经受加力伸长时，纤维网材料在加力伸长的方向上延伸，并且当加力伸长被释放时纤维网材料基本上回复到其未拉紧状态。显示类弹性行为的此类纤维网材料具有宽广范围的应用，例如用于耐用衣着制品、一次性衣着制品、一次性卫生制品，其涵盖的材料例如室内装饰材料、用于复杂形状的包裹材料等。
依照提供类弹性材料的一个构造，基座材料用可应变网络形成，所述可应变网络包括限定第一网络区的第一区域和限定第二网络区的第二区域，其中第一和第二区域可用当可应变网络处于未拉紧状态时在这些区的表面上沿外形测量的相应区的长度来表示，即用第一和第二网络区的“表面路径长度”来表示。第二网络区具有大于第一网络区的表面路径长度的“表面路径长度”。本文所用术语“表面路径长度”是指在基本平行于材料的轴线的方向上沿所讨论区的外形表面的量度。用于确定相应区的表面路径长度的一种方法可见于上文参考的美国专利5,518,801(Chappell等人)的“测试方法”部分。
当伸长力施加到可应变网络时，限定形成第二网络区的第二区域的一个肋状元件或多个肋状元件或一个褶绉或多个褶绉将经历几何变形，在几何变形下它们将变平并且延展，而形成第一网络区的第一区域将经历分子水平变形。当经受外加并后续释放的伸长力时，这将导致可应变网络区在伸长力的方向上显示类弹性行为。
人们对于包括用于形成柔韧制品的类弹性材料在内的挠性材料有持续的需求，其中类弹性材料的特性增强了材料响应在多个伸长方向上施加到材料上的力的扩展能力。
发明概述依照本发明的一个方面，提供了包括由相同材料组成构成的第一和第二区域的薄片材料。当薄片材料经受多个方向上的外加伸长力时，第二区域初始地在多个方向上经历基本上的几何变形。
依照本发明的另一个方面，提供了响应在至少两个横向上施加的伸长力而显示类弹性行为的薄片材料。此薄片材料包括具有由基本相同的材料组成形成的第一和第二区域的可应变网络，第一区域对外加伸长力提供第一抗力，并且第二区域对外加伸长力提供小于第一抗力的第二抗力，导致第二区域的初始几何变形。接着第二区域的几何变形，第一和第二区域响应外加伸长力的进一步作用而显示分子水平变形。
依照本发明的另一个方面，提供了响应至少一个方向上的外加力而显示类弹性行为的薄片材料。此薄片材料包括具有可应变网络图案的至少一个区域。当薄片材料经受外加力时，此至少一个区在多个方向上经历基本上的几何伸长变形。
附图概述虽然本说明书通过特别指出并清楚地要求保护本发明的权利要求书作出结论，但应该相信由下列说明并结合附图可更好地理解本发明，附图中相同的参考数字指示相同的部件，并且其中
图1为薄片材料的平面图，图示说明本发明；图2为图示说明于图1中的薄片材料的一部分的片段透视图；图3为用符合本发明的第一褶绉图案形成的薄片材料的平面图；图4为用第一褶绉图案并用以虚线叠加在其上的第二褶绉图案形成的薄片材料的平面图；图5为用于在薄片材料上形成可应变网络的一组啮合辊的图解侧正视图；图6为用于在薄片材料上形成可应变网络的一组啮合板的图解侧正视图；图7为用于在薄片材料上形成可应变网络的、以过程方向串联排列的两组啮合辊的图解侧正视图；图8为用于在薄片材料上单程形成多定向可应变网络的一组冲压冲模辊的图解透视图，包括放大表面视图；图9为薄片材料的平面图，图示说明由图8的冲压冲模辊形成的用于可应变网络的构型；
图10为薄片材料的平面图，图示说明用于符合本发明的可应变网络的另一个构型；和图11为柔韧袋的平面图，掺入符合本发明的多定向可应变网络。
发明详述参见图1，显示了图示说明本发明的纤维网或薄片材料10，其中薄片材料10用具有不同区的“可应变网络”形成。本文所用术语“可应变网络”是指互连并且相关的一组区域，所述区域能够在一个方向，优选地预定方向或多个预定方向上被延展至某个有用程度，从而响应外加并后续释放的伸长力而向薄片材料10提供类弹性行为。可应变网络包括多个限定第一区域的第一区域12和多个限定第二区域的第二区域14。通常被指示为16的第一区域12的部分在第一方向上延伸并且优选地为基本线性的。通常指示为18的第一区域12的其余部分在基本垂直于第一方向的第二方向上延伸，并且第一区域12的其余部分18优选为基本线性的。虽然优选第一方向垂直于第二方向，第一方向和第二方向之间的其它角度关系也可为合适的。优选地，第一和第二方向之间的角度的变化范围为约45°至约135°，其中90°为最优选的。第一区域12的部分16和18的相交区域形成边界20(只有一个显示于图1中)，所述边界在图1中以假想线指示，它们完全围绕第二区域14。应当理解，边界20不限于本文所图示说明的正方形形状，并且边界20可包括如第一和第二区域12、14的具体构型所要求的其它形状。
显示于图1中的薄片材料10包括多定向可应变网络，所述网络在伸长的多个方向上提供拉伸特性，如由至少两个不同并相异的由相同材料组成构成的区所提供的拉伸特性。第一区域包括第一区域12，所述第一区域一般图示说明为大致位于由薄片材料10限定的平面中的未成形材料带。第二区域包括第二区域14，所述第二区域一般由结状元件或褶绉部分图案32(见图2)限定，所述图案延伸于薄片材料10的平面外并且由在第一和第二不同方向上延伸的一个褶绉部分或多个褶绉部分构成，如由第一和第二叠加的褶绉部分图案形成，其中第一和第二褶绉部分图案图示说明为基本相互类似的。然而，本领域的技术人员将会知道，其它褶绉部分图案是可能的。应当理解，术语“褶绉部分”旨在包括褶绉或褶绉部分的连续或不连续区域，例如可生成自第一和第二褶绉或褶绉部分的相互相交，并且其可导致褶绉部分图案32按在第一和第二褶绉或褶绉部分的方向上对齐的行和列对齐。如下文进一步所述，第一和第二褶绉部分图案优选地基本上分别平行于薄片材料10的纵向轴线L和横向轴线T而定向。而且，为了本文描述的目的应当提出，术语“褶绉”和“褶绉部分”不限于多个褶绉或褶绉部分并且可包括一个或多个褶绉或褶绉部分。还有术语“区域”的使用，即第一和第二区域12、14，也不旨在限于多个区域，并且可包括限定相应第一和第二区域的一个或多个区域。
本文所用术语“形成”是指薄片材料10上的所需的结构或几何形状的形成，所述薄片材料当其不经受任何伸长或外加力时将基本保持需要的结构或几何形状。本发明的薄片材料10被成形使得第一区域12在视觉上不同于第二区域14。本文所用术语“视觉上不同的”是指薄片材料10的特征。当薄片材料10或体现薄片材料10的物体经受正常使用时，所述特征易于被正常肉眼辨别。
形成可应变网络的两种褶绉部分图案的伸长特性可基本上相同，但其在对应于具体褶绉部分图案的定向的不同方向上延伸，如将要具体根据如图3所图示说明的在薄片材料10上形成的第一褶绉部分图案XA所描述的那样。用于可应变网络的第一褶绉部分图案XA包括一组第一和第二区域，所述区域包括多个第一区域12a和多个第二区域14a。第一区域12a具有沿第一轴线24a延伸的长度和沿第二轴线26a延伸的宽度W。优选地，第一区域12a的宽度W为约0.03cm(0.01英寸)至约1.3cm(0.5英寸)，并且更优选为约0.08cm(0.03英寸)至约0.64cm(0.25英寸)。
第二区域14a具有第一轴线28a和第二轴线30a。第一轴线28a基本平行于薄片材料10的纵向轴线L，而第二轴线30a基本平行于薄片材料10的横向轴线T。优选地，沿第二轴线30a延伸的第二区域14a的第一尺寸为约0.03cm(0.01英寸)至约5.1cm(2.0英寸)，并且更优选为约0.318cm(0.125英寸)至约2.5cm(1.0英寸)。
第一区域12a为相对未成形的。也就是讲，第一区域12a之内的材料在薄片材料10经历形成步骤之前和之后处于基本相同的状态。第二区域14a包括多个凸起的褶绉部分32a。褶绉部分32a的宽度基本平行于第二轴线30a并且褶绉部分32a的长度基本平行于第一轴线28a。褶绉部分32a的长度尺寸为至少等于、优选长于褶绉部分32a的宽度尺寸。
第二区域14a中的褶绉部分32a可由未形成区域相互隔开。然而优选地，褶绉部分32a相互邻近并且由垂直于褶绉部分32a的长度测量的小于0.25cm(0.10英寸)的未形成区域隔开，并且更优选地，褶绉部分32a为邻接的，在它们之间基本上没有未形成区域。
褶绉部分32a允许第二区域14a经历基本上的(即大致上的或实质上的)“几何变形”，所述几何变形导致比第一区域12a的“分子水平变形”所显示的对加力伸长的抗力显著较小的抗力。本文所用术语“分子水平变形”是指发生在分子水平上的并且不能被正常肉眼分辨的变形。也就是讲，即使一个人能够分辨分子水平变形的效应(例如薄片材料的伸长)，他也不能够分辨使这种效应发生或导致其发生的变形。这与术语“几何变形”形成对比。本文所用术语“几何变形”是指薄片材料的变形。当薄片材料或体现薄片材料的制品经受加力伸长时，所述变形通常可被正常肉眼分辨。几何变形的类型包括，但不限于弯曲、展开和旋转。
第一区域12a具有小于第二区域14a的表面路径长度(其包括在褶绉部分32a上测量的距离)的表面路径长度，所述长度为当薄片材料10处于未拉紧状态时在平行于薄片材料10的横向轴线T的方向上沿外形测量所得。优选地，第二区域14a的表面路径长度比第一区域12a的表面路径长度长至少约15％，更优选地比第一区域12a的表面路径长度长至少约30％，并且最优选地比第一区域12a的表面路径长度长至少约70％。总的来讲，第二区域14a的表面路径长度越大，薄片材料10在遭遇分子水平变形之前的伸长将越大。然而，应当提出的是，在薄片10之内，第一区域12a会在区域14a显示几何变形期间显示一些分子水平变形。
薄片材料10显示改进的“泊松横向收缩效应”，所述效应基本上小于否则的话由类似材料组成构成的同一基座纤维网的泊松横向收缩效应。更多描述以及用于确定材料的泊松横向收缩效应的方法可见于上文参考的美国专利5,518,801(Chappell等人)的“测试方法”部分。所述用于本发明的薄片材料10的泊松横向收缩效应由分别被第一和第二区域12a、14a所占据的薄片材料10的量确定。当被第一区域12a占据的薄片材料10的面积增加时，泊松横向收缩效应也增强。相反，当被第二区域14a占据的薄片材料10的面积增加时，泊松横向收缩效应减弱。本发明提供的薄片材料10可被设计以减轻(如果不能基本消除的话)显示泊松横向收缩效应的材料的泊松横向收缩效应。
当反向平面力在箭头38a的方向上施加到图3的薄片材料10上时，在横向轴线T的方向上发生薄片材料10的轴向伸长。薄片材料10的伸长由褶绉部分32a响应反向平面力而发生的展开或几何变形引起。除了上述的褶绉部分32a的几何变形之外，应当理解薄片材料10的几何收缩还可在正交于伸长方向的方向上响应外加伸长力而发生。
薄片材料10包括过渡区22，所述过渡区位于由第一区域12限定的第一区域和由第二区域14限定的第二区域之间的界面处。过渡区22将显示第一区域12和第二区域14两区域的行为的复杂组合。人们认识到此类图示说明本发明的薄片材料的每个实施方案均将具有过渡区22；然而，此类材料由第一区域12和第二区域14中的薄片材料10的行为限定。因此，本说明书将关注第一区域12和第二区域14中的薄片材料10的行为，仅因为所述行为不依赖于过渡区22中的薄片材料10的复杂行为。
当薄片材料10响应反向平面力而伸长时，具有较短表面路径长度的第一区域12a作为分子水平变形的结果而提供大部分的初始抗力。在薄片材料10伸长的初始阶段，第二区域14a中的褶绉部分32a经历几何变形或展开并且对反向平面力提供最小阻抗。在向伸长的下一阶段的过渡中，褶绉部分32a变得与加力伸长的平面对齐(即基本上与其共面)。也就是讲，第二区域14a显示从几何变形到分子水平变形的变化。变形模式中的这种变化是分子变形的开始，其中第二区域14a中的褶绉部分32a与加力伸长的平面基本上共面(即，第二区域14a已达到它们的几何变形的极限)并且开始通过分子水平变形阻抗进一步的伸长。作为分子水平变形的结果，第二区域14a后续地对进一步的加力伸长提供第二抗力。由第一区域12a的分子水平变形和第二区域14a的分子水平变形对伸长提供的抗力形成总抗力，所述总抗力大于由第一区域12a的分子水平变形和第二区域14a的几何变形提供的抗力。
在褶绉部分32a变得基本上与加力伸长的平面对齐之前发生的最大伸长就是形成薄片材料10在箭头38所指示的外加力的方向上的“可用拉伸”。可用拉伸对应于第二区域14a经历几何变形所涉及的距离。可用拉伸的范围可大致由第二区域14a中的表面路径长度超过第一区域12a中的表面路径长度的程度和基座薄膜的组成控制。术语“可用拉伸”不旨在隐含本发明的薄片材料10可经受的伸长的极限，因为存在这样的应用其中超过可用拉伸的伸长是可应用的。对提供给形成有褶绉部分或肋状元件的薄片材料10的类弹性伸长特性所作的附加描述可见于美国专利5,518,801(Chappell等人)中。
在本发明的一个实施方案中，接着形成图示说明于图3中的第一褶绉部分图案XA的第一和第二区域12a、14a的形成，第二褶绉部分图案XB形成于薄片材料10上，与第一褶绉部分图案XA成基本上的(即大致上的或实质上的)叠加关系。如图4所示，第一褶绉部分图案XA以应用第二褶绉部分图案XB之前的实线图示说明，而第二褶绉部分图案XB以叠加在第一褶绉部分图案XA上的虚线图示说明。第二褶绉部分图案XB基本上(即大致上或实质上)相同于上述的第一褶绉部分图案XA并且包括第一区域12b和第二区域14b，其中第一区域12b包括基本上(即大致上或实质上)未成形的材料带，并且第二区域14b由形成于材料10中的多个褶绉部分32b限定。第二褶绉部分图案XB的纵向轴线L′和横向轴线T′以非平行或横向关系与关于第一褶绉部分图案XA所述的相应的纵向轴线L和横向轴线T对齐，使得第二褶绉部分图案XB的褶绉部分32b大致非平行或横向于第一褶绉部分图案XA的褶绉部分32a而定向。在一个优选的实施方案中，褶绉部分图案XB基本垂直于褶绉部分图案XA定向。然而应当理解，第二褶绉部分图案XB的纵向和横向轴线L’、T’可以限定与第一褶绉部分图案XA的对应纵向和横向轴线L、T的横向关系的任何角度定向，而不限于所述的垂直关系。
第二褶绉部分图案XB的第一区域12b通常优选地与第一褶绉部分图案XA的第一区域12a邻接，并且第二褶绉部分图案XB的第二区域14b大致与第一褶绉部分图案XA的第二区域14a邻接。如可见于图2，可应变网络包括由平行于第一褶绉部分图案XA的褶绉部分32a延伸的假想线33a确定的沟槽部分，所述沟槽部分与由平行于第二褶绉部分图案XB的褶绉部分32b延伸的假想线33b确定的沟槽部分相交。因此，可应变网络的第二区域14由形成材料区域限定，所述形成材料区域包括褶绉部分32的网状区域，所述褶绉部分可按限定在沟槽部分33a和33b之间的行和列排列，并且可应变网络的第一区域12由大致平面的基本未成形材料带限定。叠加在第一褶绉部分图案XA上的第二褶绉部分图案XB可向薄片材料10提供伸长特性，所述伸长特性基本上(即大致上或实质上)类似于上述的第一褶绉部分图案XA垂直于在箭头38a的方向上施加的伸长力而响应在箭头38b的方向上的伸长力的作用所具有的伸长特性。薄片材料10的伸长特性可受褶绉部分图案XA、XB的具体特性和薄片材料10的材料特性的影响。例如，在由聚合材料形成的薄片材料10中，拉伸或伸长特性可通过这样的方式来改变或选择提供选定的具有不同段距(褶绉到褶绉的距离)的褶绉部分图案XA、XB和/或相对于限定材料的拉伸特性的方面提供褶绉部分图案XA、XB的特定对齐或定向(例如形成薄片材料10的聚合物结构的定向)。
当薄片材料10经受由外加力引起的伸长时，不旨在受某个具体操作理论的约束，据信薄片材料10当其在外加力的方向上延伸时显示类弹性行为，并且一旦外加力被移除它就至少基本上回复至其未拉紧状态，除非薄片材料10被延伸超过了屈服点。薄片材料10能够经历多次伸长循环而不失去其基本上复原的能力。因此，一旦外加力被移除，薄片材料10就能够回复至其基本未拉紧状态。而且，第二区域14向薄片材料10提供一种特性，所述特性响应在多个方向上施加到薄片材料10上的伸长力而在多个方向上显示类弹性行为。
本领域已知的各种材料适用于构造本文所述的薄片材料10。例如(不限制本发明)，形成薄片材料10的材料可包括聚合材料，包括聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)，以及任何聚烯烃，例如直链的低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)或聚丙烯和它们的共混物。其它聚合材料的实施例包括聚酯和聚氨酯。其它类型的材料可包括铝箔、薄金属片、涂敷的(涂蜡的等)和未涂敷的纸张、涂敷的非织造材料，并且还包括基本可渗透的材料，包括任何稀松布、格网、织造材料、非织造材料，或穿孔或多孔薄膜，不论其性质上主要为二维结构或被形成为三维结构。另外，薄片材料10可包括单一组成或层，或可可供选择地为由全异材料或多层构成的复合材料或层压结构，或它们的任何组合。
用于形成本发明的薄片材料10的方法包括，但不限于，通过对偶板或辊、热形成、高压液压形成或铸造来形成薄片材料10。可用于形成薄片材料10的设备的实施例可见于美国专利5,518,801(Chappell等人)和转让给本发明的受让人的美国专利申请10/780,846；具体地讲，所参考的美国专利和美国专利申请公开了包括用于在材料薄片上单向形成类弹性材料图案的啮合辊和啮合板在内的设备。在一种使用形成构件例如啮合辊(例如使用图示说明于上文参考的专利和专利申请中的那些)来形成具有多定向可应变网络的可应变网络的方法中，材料薄片可进料穿过处在薄片材料10的横向上的啮合辊35、37(图5)或啮合板39、41(图6)，所述横向对应于第一褶绉部分图案XA的褶绉部分的横向轴线T方向。随后，薄片材料10可进料穿过处在薄片材料10的纵向上的啮合辊或啮合板，所述纵向对应于纵向轴线L或第二褶绉部分图案XB的褶绉部分的横向T′。在优选的实施方案中，第二褶绉部分图案XB的第一和第二区域12b、14b基本上(即大致上或实质上)与第一褶绉部分图案XA的相应的第一和第二区域12a、14a配准而叠加。然而，设想第二褶绉部分图案XB的配准可相对于第一褶绉部分图案XA移位，使得第二褶绉部分图案XB的至少一部分以与第一褶绉部分图案XA成基本上(即大致上或实质上)非迭盖的关系而定位，并且使得第二褶绉部分图案XB的第一区域12b可交叉进第一褶绉部分图案XA的第二区域14a中并且第二褶绉部分图案XB的第二区域14b也可交叉进第一褶绉部分图案XA的第一区域12a中。第一和第二褶绉部分图案XA、XB之间的这样的位移可提供有益的类弹性特性，所述特性不同于由对齐的第一和第二褶绉部分图案XA、XB的对应的第一和第二区域形成的可应变网络所提供的特性。
在通过由单组啮合辊多次传送薄片材料10(薄片材料10以不同的定向定位从而在第二区域14a、14b的褶绉部分32a、32b之间提供不同的相对定向)而形成第一和第二褶绉部分图案XA、XB的方法的变型中，可沿生产线接连提供多组啮合辊以用于薄片材料，每组啮合辊具有用于在薄片材料上形成具有特定定向的褶绉部分的外部构型或图案。例如，如图7所示，第一组辊43、45可具有用于形成第一褶绉部分图案XA的褶绉部分32a的齿，并且后续的第二组辊包括环形辊47、49，其中环形辊49为图案环形辊，其可被提供用于形成第二褶绉部分图案XB的褶绉部分32b。
图8图示说明用于通过一组啮合辊40单程形成多定向可应变网络的辊构型。啮合辊40包括冲压辊42和协同工作的冲模辊44，其中冲压辊具有冲压区46并且冲模辊具有用于与冲压区46协同工作的对应的冲模区48。而且，冲压区46每个均具有多个冲压元件50用于与冲模区48中的对应的冲模元件52协同工作，其中冲压元件50与冲模元件52的协同接合(有薄片材料夹在其间)在材料上形成褶绉部分图案。可供选择地，协同工作的冲模辊44可包括用于适形冲压元件50或冲压辊42的其它表面构型的适形表面。
参见图9，图示说明了由辊42、44形成的褶绉部分图案，其中多定向可应变网络的第二区域14c的每一个均由协同工作的一组冲压和冲模元件50、52形成(例如由图8的放大表面视图所图示说明的)，并且其余的未形成区域限定多定向可应变网络的第一区域12c。第二区域14c由多个变形结元件33c限定。结元件33c在第二区域14c的每一个之内按行和列对齐以限定不连续的褶绉部分，其中每个不连续的褶绉部分包括一系列在或者纵向上或者横向上延伸的结元件33c。第二区域14c限定具有比第一区域12c更长的表面路径长度的区域，因此提供以与前述可应变网络的实施方案类似的方式响应伸长力的作用而显示初始几何变形的区域。
应当理解，本发明不限于具体的所述褶绉部分图案，并且可应用各种褶绉部分图案来向薄片材料10提供在多个方向上显示类弹性特性的可应变网络。褶绉部分图案的一个变型的实施例图示说明于图10中，其中第二区域的每一个划分为单独的或不同的基本上(即大致上或实质上)非迭盖的部分，所述部分包含褶绉部分32a和32b，其中褶绉部分32a和32b沿不同方向对齐。在图示说明的实施例中，第二区域14的一个部分中的褶绉部分32a具有平行于纵向轴线L对齐的纵向轴线36a，限定第一褶绉部分图案；并且第二区域14的另一部分中的褶绉部分32b具有平行于纵向轴线L′对齐的纵向轴线36b，限定第二褶绉部分图案。
在可供选择的可应变网络的形成中，第二褶绉部分图案可由应用到已形成有第一褶绉部分图案XA的薄片材料10(例如具有图示说明于图3中的第一褶绉部分图案XA的薄片材料10)的连续环形辊形成。在这种可应变网络的形成中，图3的薄片材料10进料穿过环形辊使得薄片材料10的横向轴线T平行于穿过环形辊的行进方向而延伸。由环形辊形成的褶绉部分包括第二褶绉部分图案，所述图案平行于横向轴线T连续延伸并且穿过第一褶绉部分图案的第一和第二区域12、14，以与第一褶绉部分图案成非迭盖关系而定位第二褶绉部分图案的至少一部分。
本发明不限于具体的所述褶绉部分相对于薄片材料10的定向，也不限于第一褶绉部分图案XA相对于第二褶绉部分图案XB的具体的角度定向。第一和第二褶绉部分图案XA、XB的褶绉部分32a、32b的纵向轴线可以任何需要的角度相对于薄片材料10的纵向轴线L和横向轴线T定向，其中可选择介于第一和第二褶绉部分图案XA、XB的褶绉部分32a、32b之间的角度用以在一个或多个特定方向上提供优先伸长特性，从而适应薄片材料10的特定应用或用途。
也应当理解，限定在可应变网络的第二区域14中的褶绉部分图案可在可应变网络之内变化。例如，第二区域14的某几个可形成有在对应于由第一褶绉部分图案XA提供的定向的单一方向上延伸的褶绉部分，而第二区域的其它几个可具有在对应于由第二褶绉部分图案XB提供的定向的单一方向上延伸的褶绉部分。在这样的可应变网络中，不同定向的褶绉部分可分开地定位在第二区域14的不同几个中。
另外，第二区域14可具有与本文所图示说明的基本正方形的形状或菱形的形状不同的形状。例如，第二区域可包括任何形状，包括(无限制)圆形形状、椭圆形形状、卵形形状，或任何数目的多边的形状或多边形形状。也可为褶绉部分32提供可供选择的形状。用于褶绉部分的形状和构型的附加变型可见于美国专利5,518,801(Chappell等人)。
可通过改变褶绉部分32的高度、尺寸或形状来改进与褶绉部分关联的伸长特性从而增强或减弱薄片材料10的类弹性行为。而且，可通过形成附加褶绉部分图案，例如通过在薄片材料10上形成三个或更多褶绉部分图案来改进薄片材料10的类弹性行为。
参见图11，在本发明的具体应用中，图示说明于图1中的薄片材料10可被掺入袋构造，例如柔韧袋60。柔韧袋60包括袋体62，所述袋体由一片沿折叠线64自身折叠并沿侧缝66和68自身粘结以形成一个半封闭容器的薄片材料10形成，所述容器沿上边缘72具有开口70。袋60也任选地包括邻近上边缘72定位的封闭部件74，用于密封边缘72从而形成一种全封闭容器或用件。封闭部件74可提供为用于闭合袋的翼、胶带、打褶和折叠封口、联锁封口、滑座封口、拉锁封口或本领域的技术人员已知的其它闭合结构。袋60适合于包含和保护很多种包含在袋体62之内的材料和/或物体。具体地讲，本发明的薄片材料10允许袋60响应由袋60的内容物施加的力和/或响应作用于其上的外力而在多个方向上容易地扩展，从而提供袋60的体积的扩展。在袋60的一个实施方案中，形成袋60的薄片材料10的整个表面可包括可应变网络。可供选择地，袋60的被选区域可优先地具有可应变网络，而袋60的其它区域可包括未形成薄片材料，使得袋60包括优先可扩展区域。例如，可将可应变网络提供给沿袋竖直定位的不同区(即，顶部区、中部区、下部区)的一个或多个，从而提供具有需要的可扩展特性的一个特定区或多个特定区。
除了向袋60的薄片材料10提供扩展特性从而扩展袋的体积之外，本发明的多定向可应变网络还增强薄片材料10阻抗被袋60的内容物和/或外部物体刺穿的能力。而且，可应变网络阻抗撕裂在薄片材料10中的扩散，因为由第一区域12限定的带起着阻抗撕裂进一步扩散的干扰区的作用。
应当理解，上文对由本发明的薄片材料10形成的袋所作的描述仅仅是薄片材料10的应用的一个实施例。可实施薄片材料10的应用的制品的其它实施例(无限制地)包括尿布、卫生巾、绷带、包裹材料、包装材料、食品保藏袋、食品存储容器、热包裹物、面膜、擦拭物和硬质表面清洁物。
发明详述中的所有引用文献均引入本文以供参考；任何文献的引用不可理解为是对其作为本发明的现有技术的认可。
尽管已用具体实施方案来说明和描述了本发明，但对于本领域的技术人员显而易见的是，在不背离本发明的精神和保护范围的情况下可作出许多其它的变化和修改。因此，有意识地在附加的权利要求书中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。
权利要求
1.一种薄片材料，所述薄片材料的特征在于由相同材料组成构成的第一和第二区域；当所述薄片材料在至少一个方向上经受外加力时，所述第二区域在多个方向上初始经历基本上的几何伸长变形。
2.如权利要求1所述的薄片材料，其特征还在于所述第二区域包括可变形元件，所述可变形元件具有在所述第二区域之内的在多个方向上延伸的多个褶绉部分。
3.如前述任一项权利要求所述的薄片材料，其特征还在于所述第一区域基本上不含所述多个褶绉部分。
4.如权利要求2所述的薄片材料，其特征还在于所述多个褶绉部分限定第一和第二褶绉部分图案，所述第二褶绉部分图案叠加在所述第一褶绉部分图案上。
5.如权利要求4所述的薄片材料，其特征还在于所述第二褶绉部分图案基本上与所述第一褶绉部分图案相同。
6.如权利要求4所述的薄片材料，其特征还在于所述第二褶绉部分图案横向于所述第一褶绉部分图案定向。
7.如权利要求2所述的薄片材料，其特征还在于所述多个褶绉部分限定第一和第二褶绉部分图案，其中所述第二褶绉部分图案横向于所述第一褶绉部分图案延伸。
8.如权利要求7所述的薄片材料，其特征还在于所述第二褶绉部分图案的至少一部分以与所述第一褶绉部分图案成基本非迭盖关系而定位。
9.如权利要求1所述的薄片材料，其特征还在于响应至少一个方向上的所述外加力，所述第二区域初始显示基本上的几何变形并且后续地显示分子水平变形。
10.一种柔韧袋，所述柔韧袋包括袋体，所述袋体包括如权利要求1所述的薄片材料。
全文摘要
一种薄片材料(10)，所述薄片材料包括在薄片材料的表面中形成的可应变网络。可应变网络包括第一网络区域(12)和第二网络区域(14)，第一网络区域基本上围绕第二网络区域。第二网络区域包括可几何变形的元件，并且第一网络区域限定围绕第二网络区域的薄片材料的基本未成形部分。可变形的元件可在大致平行于薄片材料的平面的多个方向上几何变形，从而向薄片材料提供响应在多个方向上施加于薄片材料的伸长力的可拉伸类弹性特性。
文档编号B65D81/00GK101052570SQ200580037428
公开日2007年10月10日 申请日期2005年11月3日 优先权日2004年11月3日
发明者阿兰·萨维茨基, 肖恩·托马斯·布勒林 申请人:宝洁公司