多用途吸收和保护性薄片材料的制作方法

专利名称：多用途吸收和保护性薄片材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及了一种薄片材料，适于保护支承面免受放在其上面的各种物品或物质的影响，反之亦然。本发明还涉及了这样的薄片材料，它还能吸收各种物品和/或物质带着或渗出的各种液体，或者作为供选用的方式，能中和这种液体的有害的或不希望的性质。
背景技术：
在目前技术中已经熟知了用于保护物体或物质免受支承面影响和/或保护支承面免受物体或物质影响的薄片状材料。这种材料可用于提供永久形式的保护，但最通常的是与情况或用途有关的保护，仅需要或利用一段有限的时间，然后就丢弃。
使用这种薄片材料的一种普通情形是待消费的食品的准备，如准备供烧煮的几片肉。此时保护性薄片材料可提供双重保护作用保护食物不被柜台面之类支承面弄脏或其它污染，以及保护柜台面不被食物表面上血水及其它液体或物质弄脏。保护性薄片材料还可保护支承面不受到如尖锐物体或切割工具(如用于准备食物的小刀或劈刀)撞击的实际损坏。
这种情形下要采用的保护性薄片材料通常包括吸收性的纸类制品薄材，它们可包括不渗透的底层或涂层。这种材料相当便宜和用于相当短的时间，然后就丢弃。尽管这种材料的确在物质或物体与支承面之间形成一个中间隔离层，但它们的性能并未达到希望，因为物质或物体仍继续与吸收性材料接触，而吸收材料已吸收了放在它们上面的物体或物质所带着或渗出的液体。另外，这种材料对尖锐物体或切割工具的损坏也比较敏感，从而通常不能对这类可能的损坏为支承面提供适当保护。
因此，希望提供一种薄片材料，它可用于具有多种多样的用途，来保护物体和物质免受支承面的影响，反之亦然。
也希望提供这样的薄片材料，它能够吸收由物体和物质带着或渗出的液体，以及把这种液体与物体和物质隔离。
还希望提供这样的薄片材料，它在经久耐用的同时，还可容易和便宜地制造，因而在使用后可以丢弃。
发明概述本发明提供了一种多用途的薄片材料，它包括具有对着的第一和第二表面的吸收层，与第一表面连接并在第一表面上横向延伸的基本上不吸收、基本上不渗液的阻挡系统，以及基本上连续覆盖第二表面的基本上不渗液的隔离层。
阻挡系统可包括许多离散的阻挡元件，或者可包括连续的阻挡网格，并且可以作成任何希望的构形。在面对支承面的隔离层表面上，供选用的胶粘剂层或元件可用于提高使用时的稳定性。阻挡系统可以与隔离层作成一体或与隔离层直接接触，使得作用在阻挡系统上的力绕过吸收层传到隔离层上。
附图简述尽管本技术说明包括了特别指出和明确申请本发明专利范围的权利要求，但可以相信，根据结合附图的以下描述，将会更好地理解本发明，在附图中同一编号表示同一部分，其中

图1是一个部分切割的透视图，表示了本发明多用途吸收和保护性薄片材料的一个实施例；图2是一个部分切割的透视图，表示了本发明多用途吸收和保护性薄片材料的另一个实施例；图3是一个部分切割的透视图，表示了本发明多用途吸收和保护性薄片材料的另一个实施例；图4是一个部分切割的透视图，表示了本发明多用途吸收和保护性薄片材料的另一个实施例；图5是一个部分切割的透视图，表示了本发明多用途吸收和保护性薄片材料的另一个实施例；图6是一个部分切割的透视图，表示了本发明多用途吸收和保护性薄片材料的另一个实施例；图7是一个部分切割的透视图，表示了本发明多用途吸收和保护性薄片材料的另一个实施例；图8是一个部分切割的透视图，表示了本发明多用途吸收和保护性薄片材料的另一个实施例；图9是一个部分切割的透视图，表示了本发明多用途吸收和保护性薄片材料的另一个实施例；以及图10是一个部分切割的透视图，表示了本发明多用途吸收和保护性薄片材料的另一个实施例。
发明详述图1描绘了本发明多用途薄片材料10的一个实施例。薄片材料10包括一个液体吸收层20、一个不渗液的底层30、以及一个包括许多单独阻挡条40的阻挡系统。所示薄片材料10的方位适于放置在支承面(图中未示)上，如柜台面或桌子上，其底层30与支承面接触，而阻挡条从支承面朝外。在所示实施例中，薄片材料10还包括一个供选用的胶粘剂系统35，它位于本来要与支承面接触的隔离层或底层30的面朝外的表面上。
薄片材料10一般包括为所希平面尺寸的平面片状结构，并具有同样基本上为平面的两个对着的主面。这种薄片材料的“层”通常也基本上是平面和/或确定了接触面的平面。底层30完全覆盖了吸收层的一个表面，使得包含在其中的液体不能通过底层30和进入放置薄片材料10的任何支承面上。阻挡条40沿着与底层30对着的吸收层表面延伸，在所示实施例中一般形成了平行的线条。
吸收层可由任何适于吸收和/或包含任何相关液体的材料制成。合适的材料包括由天然(纤维素等)和/或合成纤维制成的纤维薄条或薄片材料，包括空心纤维和毛细管纤维、吸收性泡沫聚合物、吸收性胶质聚合物材料、水凝胶、天然淀粉和树胶、等等。特别相关的材料包括如纸板的纤维素基材。吸收层可包括单独一层材料或包括具有许多成分相同或不同层的叠层结构。此外，吸收层可包括一条载体薄条，它本身可以有吸收性或没有吸收性，但可以带着吸收材料。在本发明薄片材料中吸收层的作用是吸收和隔绝液体，使得薄片材料即使在已吸收了一些液体之后，仍保持其功能、支承和保护作用，以及放在阻挡系统上的物体或物质仍保持与留在吸收层中的液体分开。
底层可由适于在不渗透相关液体的吸收层表面上形成连续层或涂层的任何材料制成。合适的材料包括胶接或叠合在吸收层上的聚合薄膜、直接浇铸或挤压在吸收层上的热塑性树脂、金属膜、或者其它印刷、喷溅或其它专门方式涂复的不渗透涂层等。底层可包括单独一层的材料，或包括具有许多成分相同或不同层的叠层结构。
阻挡条可由适于形成所希尺寸、形状和间隔的任何材料制成。按照本发明，阻挡条基本上不吸收和基本上不渗透相关液体。在一个优选实施例中，阻挡条由疏水材料制成，它排斥相关的液体而不被液体湿润。合适的材料包括胶接或叠合在吸收层上的聚合薄膜带，直接浇铸或挤压在吸收层上的热塑性、热固性或者交联树脂或热固性泡沫，用胶粘剂之类胶接在吸收层上的带涂层的纸或纸板带，等等。阻挡条可包括单独一层的材料，或包括具有许多成分相同或不同层的叠层结构。阻挡系统可具有适于特定用途的任何所希望的厚度。1,5到100密耳之间的厚度已证明适于使用。约在0.010到0.150英寸之间的阻挡宽度已证明适于使用，而阻挡间隔(相邻阻挡元件之间的间隔)约在0.030到0.500英寸之间。尽管阻挡系统可包括不同尺寸、形状和/或厚度的元件，或者厚度变化的元件，但目前最好是阻挡系统可提供一个基本上为平面的表面，它基本上平行于薄片材料的主平面。
供选用的胶粘剂系统35可包括一个带状、网状、离散或连续压敏胶涂层或层，或者目前技术中已知的其它胶粘剂系统，以便在薄片材料10和支承面之间提供粘结力。这个供选用的特性提供了高于底层和支承面之间摩擦系数的附加侧向稳定性。根据胶粘剂的粘性和/或薄片材料的构造，可希望具有防粘衬或其它构形。其它构形可利用非粘性但有较高摩擦系数的材料，它可抵抗在大多数常见支承面上的滑动。
一种有意义的方式是一个与底层成整体的可选择激活的胶粘剂系统，它在底层外表面受压时被激活来使外表面产生粘性。这种材料包括聚合材料或其它薄片材料，它至少在作为阻挡区的一个表面上，被压凸/压凹成一种被抬高的“波纹”图案，直到阻挡区被变形到使结构超出二维形状之前，它可防止在它之间或之内的物质(胶粘剂)与外表面接触。有代表性的结构公布在如下一起被委托转让、同在审理中(已承认)的美国专利申请系列号中Hamiltom和McGuire 1996年1月10日申请的08/584,683，名称为“目标面受压时可对目标面释放密封的复合材料及其制造方法”，Hamiltom和McGuire 1996年11月8日申请的08/744,850，名称为“具有受可变形阻挡区保护物质的材料及其制造方法”，McGuire，Tweddell和Hamiltom 1996年11月8日申请的08/745,339，名称为“抵抗嵌套的三维薄片材料及其制造方法和设备”，Hamiltom和McGuire 1996年11月8日申请的08/745,340，名称为“改进的贮存卷材”，Hamiltom，McGuire，Tweddell和Otten1997年6月6日申请的08/869/602，名称为“在目标面上分配和散布物质的可选择激活的薄片材料”，以及Hamiltom和McGuire 1997年7月16日申请的[ ]，代理部门记录号6761，名称为“具有把物质传送到目标面上的多级逐步激活作用的薄片材料”。以上这些申请引入这里作为参考。
在使用中，把薄片材料放在如柜台面、桌面或地板面的支承面上，再把物体或物质放在其上面。物体或物质可以是食品或其它任何相关的物品，它要在任何操作过程中被摆弄或者搬动或处理。薄片材料也可用于物体的贮存，以收集剩余的液体。物体或物质由阻挡条支承，阻挡条防止物体或物质基本上不与吸收层直接接触，由此不会被所含液体污染或弄湿。在使用之后，或者在吸收层已被液体充分污染或饱和时，以可靠的方式把薄片材料丢弃。
薄片材料最好有充分的弯曲性和适应性，使得它可以贴合有些不规则或有轮廓的支承面。对于某些要发放或包装的构形，也希望薄片材料在一个或几个方向上有充分的适应性，使得它自身可以成卷，形成更紧密的构形。选择薄片材料中有关元件的材料，以及通过适当的结构设计来保持较低的弯曲模量(小的截面积、垂直于薄片材料平面的最小厚度等)，有助于达到所希望的弯曲程度。
如果希望用于特定的用途，本发明薄片材料的吸收层或其它任何元件可包含或引入某种活性材料，它可激活放在薄片材料上的物体或物质，和/或激活物体或物质带着的或渗出的液体。这种活性可包括一些活性剂，用于在使用时中和、分离、消毒或改变固体或液体材料的性质或者在薄片材料周围的大气环境。相关的特种活性剂可以是改变诸如水状液体、血基液体、油等液体性质的活性剂。对某些用途所希望的常见性质是除臭性质、抗菌性质、凝固性质等。材料的例子包括碳酸氢钠、纤维蛋白原、以及以适当形式掺杂的其它材料。
对某些用途可能希望包括改变保护性薄片材料颜色的特性，以指示出在使用时薄片材料状态发生的改变。例如，可以希望在薄片材料中包括变色成分，由此在吸收液体时吸收层改变颜色。另外，可选择薄片材料中有关元件的颜色，使得阻挡系统和吸收层在开始时为相同的颜色，如白色，直到吸收层改变成反差大的颜色如红色为止。完成这种颜色改变的一种方法是引入食品级的添加剂，例如可买到的商标名KoolAid的粉状调味混合饮料，或者在吸收层之内或之下的其它着色粉末。如果混合饮料或着色粉末遇到液体，它溶解在液体中并“渗”入吸收层，改变吸收层的外观颜色。可由其它功能上发生实际改变来引发颜色的改变，例如在吸收层内抗菌剂已用完或存在细菌的情形。在Fenn等1982年1月19日发布的美国专利号4,311,479中公布了适于这种效果的一个方法，引入这里作为参考。
把阻挡系统设计成使得相邻支承条、支承件或支承区的间隔足够的小，以防止在使用时通常遇到的力下，放在其上面的物体或物质与吸收层基本上接触。阻挡系统还最好在这种常见力下基本上可以抵抗变形，从而保持物体或物质与其下面的吸收层之间分开。用于形成阻挡系统的材料可增加其弹性，使得在使用时可遇到某些轻微程度的变形，但变形是暂时性质的，当外力从物体或物质上移去时，阻挡系统可恢复到其基本上未变形的状态。
如果受到由尖锐物体或切割工具，如带有细长而基本上线状边的刀的撞击，则图1薄片材料10的方位最好使得阻挡条40位于基本上垂直于撞击边的方向。这种方位有助于保证撞击边至少与一条，最好是与几条阻挡条接触来分配撞击力，并且保证撞击边不与相比起来更脆弱的吸收层以及其下面的隔离层接触。
阻挡系统最好由经久耐用、有弹性、抗切割和/或抗擦伤/磨损的材料制成。可利用目前技术中已知具有这种性质的常见材料，包括这样的材料它们通常具有高度韧性、较高分子量材料的联锁分子结构、以及较高的滑动摩擦系数。合适的材料包括聚合材料，如EVA、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、聚氯乙烯(PVC)、塑料溶胶、聚丙烯(PP)、以及聚亚胺酯、加密纸材等。
图2描绘了本发明薄片材料10的另一个实施例。在图2的实施例中，用一个连续的阻挡网格50替代图1实施例的阻挡条来形成一个阻挡系统。阻挡网格50可以整体制成，或者由各离散条的重叠和相交模式形成，离散条相互连接成连续的结构。
在图2实施例中，阻挡系统相似于图1的系统，但对如刀或尖锐物体的撞击边提供了全方向的保护。因此，可沿着相对于撞击边的任何所希望方向上放置图2的薄片材料10，仍可以对这种撞击边的直接接触为吸收层和隔离层提供保护。
本发明薄片材料10的另一个实施例如图3所示。在该实施例中，许多离散的吸收元件60替代了图1和2实施例的连续吸收层20。吸收元件60包括吸收材料的离散沉积物，如适于形成连续吸收层的材料，并且与连续阻挡网格50内的空间连接。因此，由相邻吸收元件表面形成的表面被在其外面延伸的阻挡系统周期性地断开。如图3所示，阻挡系统直接与隔离层接触，使得作用在阻挡系统外表面上的力绕过吸收层而传到隔离层。所以这种构形降低了迫使液体从吸收层流到相关物体或物质上的可能性。
如图3的隔室化的吸收材料布局趋向于把液体限制在初始液体沉积的附近，因为不渗透的底层和不吸收、不渗透的连续阻挡网格有效地防止了液体在相邻吸收元件之间的迁移。虽然对某些用途隔室化的吸收材料分布可能是希望的，但对于大多数用途，目前最好是利用连续的吸收层，以提供最大程度的吸收能力。
图4描绘了本发明薄片材料10的另一个实施例，它一般与图3相似，但其中连续的阻挡网格50与隔离层30作成整体，最好是作成一体。由于减少了独立元件的数目，这些元件在外力影响下特别是在剪力影响下会相互移动，因此这种构形为最终的整个结构提供了附加的完整性和稳定性。如图3一样，图4实施例也保证了作用在阻挡系统外表面上的力可绕过吸收层传到隔离层上。
在一般与图2相似的图5实施例中，阻挡系统包括一个连续的阻挡网格50。但是，图5的薄片材料10包括一个连续的阻挡网格50，它包括叠加在相应形状支承元件70上的较薄层或结构。支承元件70可由与阻挡网格50相同的材料、与吸收层20相同的材料、或者与这两个相邻元件不同的材料制成。如图5所示的构形容许对阻挡网格采用较薄的材料，它证明是更便宜，而仍可通过支承元件70为放在薄片材料上的物体或物质与吸收层之间提供所希望的阻挡程度。
图6描绘了本发明薄片材料10的另一个目前优选的实施例。图6实施例一般与图5实施例相似，但区别在于用于较薄阻挡网格50的支承元件与吸收层20制成整体和一体，并采取了吸收层20的轮廓区25的形状。轮廓区25具有一个在薄片材料平面内的平面形状，它基本上相似于阻挡网格50的形状。虽然可利用多种多样的成形工艺过程来制成吸收层的轮廓区，但目前优选的工艺过程是利用轮廓成形结构来制成一个含纤维的、纤维素基的吸收层，例如在以下一起委托转让的美国专利中公布的工艺过程，引入这里作为参考Johnson等的4,514,345，Smurkoski等的5,098,522，Trokhan的4,528,239，以及Trokhan的5,245,025。
图6还说明了在薄片材料平面内与图2-5所示构形不同的连续阻挡网格形状。按照本发明，目前认为连续阻挡网格可以作成具有足够开口面积来把液体引入吸收层的任何希望构形。
以上讨论的大多数实施例集中在采用这样的阻挡系统它包括目前优选的连续阻挡网格，或者作为替代方式，至少包括一个半连续阻挡网格，它在薄片材料平面内在一个规定方向上是连续的。但是，本发明同样可用于不连续的阻挡网格，它包括许多离散的阻挡元件，它们在薄片材料平面内沿多个方向离散。因此，图7描绘了本发明的一种薄片材料10，它具有许多离散的阻挡元件40，如果希望，它们可与底层30制成一体，并且可形成实心或空心构形，如图7所示。这种构形对个别阻挡元件赋予了附加的稳定性，因为它们在薄片材料平面中具有较小的足迹。与图3实施例一样，图7实施例保证了作用在阻挡系统外表面上的力绕过吸收层传到隔离层上。
虽然这种阻挡系统在使吸收层免受撞击边或刀口影响方面，提供了较小的保护方式，但较低的弯曲模量(增加了柔性)使薄片材料更容易贴合具有非平面形状的支承面。较大的贴合程度还促进了更多种运输和/或发放布局，如把薄片材料卷成紧密的形式，或者从连续的成卷制品发放薄片材料。尽管图7描绘了有序布局的阻挡元件，但无定形(无序)的阻挡元件模式可使刀口或边与吸收层接触的可能性降到最小，而同时保持了具有个别阻挡元件的柔性结构。在上述引入的McGuire等的专利申请中更详细地描述了这种无定形模式。
图1-7的薄片材料集中于这样的实施例，其中阻挡系统在薄片材料的表面积中占有较小部分，而剩余部分是由覆盖下面吸收层的自由空间组成。相反，图8实施例包括了这样的薄片材料10，它包括了与图7相似的许多离散阻挡元件形式的阻挡系统，但它与盖片80制成一体，盖片80在与底层30对着的另一侧上覆盖着吸收层20。为了促进液体进入吸收层20，盖片80和/或阻挡元件90上设有许多任何所希形状、间隔和布局的排泄孔100。
在图8实施例中，吸收层在盖片与底层之间包括了一个比较平的层。但是，这种构形使得阻挡元件(在图8中是空心的，并且与盖片制成一体)变空和基本上在内部没有支承。图9提供了一个与图8相似的替代实施例，但其中对空心阻挡元件90充以一部分吸收层20，吸收层向上伸到阻挡元件的空心一侧。这种构形提供了附加的吸收能力，它超过了基本上为平面的吸收层提供的吸收能力。
图10说明了的本发明薄片材料10的另一个实施例，它相似于图8和9，但通过盖片80具有形成连续阻挡网格的阻挡系统，盖片80包括下陷95而不是离散的阻挡元件90。开孔100按希望设在盖片和/或下陷95的底部，它形成了落到薄片材料上液体的自然收集点。
本发明薄片材料可在多种多样情形下展开，并且可用于多种多样的功能。由这种薄片材料制成的代表性产品及其相应的应用可包括(但不限于)座位垫、食品准备垫、沥干已洗或已煮食品垫、地板垫、抽斗和架子衬垫等。相关物体可包括如肉片、制成品、烘烤物品等食品。相关物质可包括具有足够完整性来跨在阻挡系统上的物质，如面包团等。
尽管已经说明和描述了本发明的各个特定实施例，对于熟悉该技术的人员来说，显然可作出各种其它变化和修改而不背离本发明的精神和范围。因此在所附权利要求中试图包括在本发明范围内的所有这种变化和修改。
权利要求
1.一种多用途的薄片材料，它包括(a)具有对着的第一和第二表面的吸收层；(b)与上述第一表面连接并在上述第一表面上横向延伸的基本上不吸收、基本上不渗液的阻挡系统；以及(c)基本上连续覆盖上述第二表面的基本上不渗液的隔离层。
2.权利要求1的薄片材料，其特征在于上述阻挡系统包括许多离散的阻挡元件。
3.权利要求2的薄片材料，其特征在于上述阻挡元件具有实心的截面积，它由沿着基本上垂直于上述薄片材料平面方向，通过上述阻挡元件的平面所确定。
4.权利要求1的薄片材料，其特征在于上述阻挡系统包括一个连续的阻挡网格。
5.权利要求1的薄片材料，其特征在于上述阻挡系统直接与上述隔离层接触。
6.权利要求5的薄片材料，其特征在于上述阻挡系统与上述隔离层作成一体。
7.权利要求1的薄片材料，其特征在于上述吸收层包括许多离散的吸收元件。
8.权利要求1的薄片材料，其特征在于上述隔离层包括在从上述吸收层面朝外表面上的胶粘剂。
9.权利要求1的薄片材料，其特征在于一个轮廓层插在上述阻挡系统和上述吸收层之间。
10.权利要求9的薄片材料，其特征在于上述阻挡系统包括一个连续的阻挡网格，另外的特征在于上述阻挡网格和上述轮廓层具有相应的平面形式。
11.权利要求10的薄片材料，其特征在于上述轮廓层是不吸收的。
12.权利要求10的薄片材料，其特征在于上述轮廓层是吸收的。
13.权利要求12的薄片材料，其特征在于上述轮廓层与上述吸收层作成一体。
14.权利要求1的薄片材料，其特征在于上述阻挡系统包括聚烯烃材料。
15.权利要求1的薄片材料，其特征在于上述吸收层包括纤维素材料。
16.权利要求1的薄片材料，其特征在于上述阻挡系统由基本上疏水的材料制成。
17.权利要求1的薄片材料，其特征在于上述隔离层包括一个不渗透的涂层，专门涂在上述吸收层的第二表面。
18.权利要求1的薄片材料，其特征在于上述阻挡系统包括许多细长的阻挡元件，沿着上述吸收层的上述第一表面延伸。
19.一种多用途的薄片材料，它包括(a)具有对着的第一和第二表面的纤维素吸收层，上述吸收层的第一表面包括一个轮廓区，它与上述吸收层作成一体，并从上述吸收层朝外伸出；(b)与上述第一表面连接并在上述第一表面上横向延伸的基本上不吸收、基本上不渗液的连续阻挡网格，上述阻挡网格和上述轮廓区具有相应的平面形状；以及(c)基本上连续覆盖上述第二表面的基本上不渗液的隔离层。
20.一种多用途的薄片材料，它包括(a)具有对着的第一和第二表面的吸收层；(b)与上述第一表面连接并在上述第一表面上横向延伸的基本上不吸收、基本上不渗液的阻挡系统，上述阻挡系统包括许多离散的聚合物阻挡元件；以及(c)基本上连续覆盖上述第二表面的基本上不渗液的聚合物隔离层，上述阻挡元件以及与上述隔离层作成一体。
全文摘要
本发明提供了一种多用途的薄片材料(10),它包括具有对着的第一和第二表面的吸收层(20),与第一表面连接并在第一表面上横向延伸的基本上不吸收、基本上不渗液的阻挡系统(40),以及基本上连续覆盖第二表面的基本上不渗液的隔离层(30)。阻挡系统可包括许多离散的阻挡元件,或者可包括连续的阻挡网格,并且可以作成任何希望的构形。在面对支承面的隔离层表面上,供选用的胶粘剂层(35)或元件可用于提高使用时的稳定性。阻挡系统可以与隔离层作成一体或与隔离层直接接触,使得作用在阻挡系统上的力绕过吸收层传到隔离层上。
文档编号B65D65/02GK1268085SQ98808513
公开日2000年9月27日 申请日期1998年8月10日 优先权日1997年8月26日
发明者约翰·戴维·诺卡姆, 理查德·特威德尔三世, 吉纳瓦·盖尔·奥腾, 彼得·沃辛顿·汉密尔顿 申请人:普罗克特和甘保尔公司