专利名称：用于制造显示具有软滑触感的聚合物纤维网的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制造在至少一个表面上显示具有柔滑触感的聚合 物纤维网的成形结构。更具体地讲，本发明涉及用于制造一种显示具有柔 滑触感的三维聚合物纤维网，其可被用作一次性吸收制品的朝向身体的顶 片。
背景技术：
将一次性制品，例如包括卫生巾、紧身短裤衬里、阴唇间装置、尿布、 训练裤、失禁装置、伤口敷料等等在内的吸收性装置，制成在任何预期的 接触点处对穿着者皮肤具有柔软的布状表面感觉是特别理想的。同样，在 一次性制品领域，很早就知道制造尤其是在使用期间使使用者具有干燥表 面感觉的吸收性装置。通过具有一个柔软布状的朝向身体表面，在使用期 间保持干燥表面感觉，吸收装置赋予了改进的穿着舒适性，并将由于长时 间暴露于吸收性装置内部所吸收的水汽中而产生的不良皮肤状况降至最 低。
尽管因为其舒适的表面感觉，通常使用纺织和无纺纤维网作为朝向身 体的吸收装置的顶片，也已经利用了宏观膨胀的三维有孔的聚合物纤维网， 例如 Procter & Gamble Company上市的在商业上取得成功的 DRI-WEAVE 顶片。 一种可行的这类纤维网被公开于1982年8月3日授 予Radel等人的美国专利4,342,314中。已经显示此类纤维网具有理想的 流体传输性和流体保持性。理想的流体传输性使顶片能够采集流体如尿液 或月经，并将流体传到吸收制品中。 一旦被吸收进吸收制品之中，顶片的 流体保持特性优选地防止回渗，即流体返回顶片的运动回渗的原因至少有两个(l)由于吸收制品上的压力而压挤出所吸收的流体；和/或(2)顶片内 部或上面所捕集的湿气。优选地，流体采集性和流体保持性这两种性质要 达到最好。所不同的是，优选地顶片将显示具有高的流体采集率以及低水 平的回;参。
其它宏观膨胀的三维开孔聚合物纤维网已为人所熟知。例如，1984年 7月31日授予Ahr等人的美国专利4,463,045公开了一种宏观膨胀的 三维聚合物纤维网，其显示具有一种明显见不到光泽的表面和布状触感。 Ahr等人提出了为了漫射地反射入射光并从而消除光泽对于规则分布的表 面变型的图案必须被满足的标准。Ahr等人提出，为了在得到的纤维网中 具有更像布状的或纤维状的触感，纤维网中的表面变型的平均幅度应该为 至少约0.0051mm (0.2密耳(即，0.0002英寸))，以及最优选地为至少约 0.00762mm(0.3密耳(即，O.OO(B英寸))。尽管其在消除光泽方面取得了进 步，Ahr等人纤维网的表面变型结构缺乏所需的柔韧性。正如本领域例如授 予Curro等人的美国专利4,629,643所公认的那样(下面进行讨论)，缺乏所 需的柔软性据信是由于每个变型的结构抵抗挠曲的缘故，每个变型的结构 可被描述成具有起离散的结构单元作用的"拱"的性质。这种足够挠曲性的缺 乏降低了使用者皮肤所感觉到的柔软性感觉。
一种提出的改进Ahr等人的纤维网的柔软性感觉的方法被公开于前 述的Curro等人的美国专利4,629,643 (Curro等人的'643)中。'643公开了 一种显示具有精密标度的离散的表面变型图案的微孔聚合物纤维网。这些 表面变型中的每一个均具有最大的幅度，并与Ahr等人所公开的提供了至 少一个与每个表面变型的最大幅度基本重合的微孔的纤维网结构不同。在
每个表面变型的最大幅度处微孔的成形提供了一个具有花瓣形边缘的火山 状尖头。据信与Ahr等人提出的无孔的"拱状"结构相比，所得到的与人的皮 肤相接触的纤维网表面总面积较小，且对压缩和剪切的抗力较小。
尽管Curro等人'643的微孔薄膜给使用者的皮肤赋予了优良的触 感，当被用作吸收制品中的顶片时，它具有与某种流体处理性质有关的一 些缺点。例如，已经发现，如Curro等人的'643中所公开的纤维网，当被 用作卫生护垫上的顶片时，可能产生无法容忍的高回渗量，即在最初已经 穿过顶片被卫生巾所吸收之后，流体返回到顶片的面向皮趺表面。具体地 讲，似乎根据Curro的'643的纤维网在压力下更容易回渗。这是因为当
将这样一种产品用作经期用品的顶片时，例如，所吸收的流体可通过顶片
的很多微孔被挤出制品之外。似乎在Curro等人的'643结构中的每个微孔 可提供一个流体通路，在正常穿着条件的压力下使流体从吸收制品中下层 的吸收芯中溢出。这些纤维网结构中的通路因此降低了流体保持性并增大 了吸收结构的回渗性。
减轻Curro的'643的缺点的尝试，即试图使柔软性达到最大并降低 回渗，可见于例如2001年5月8日授予Lee等人的美国专利6,228,462 中。Lee公开了一种包括刚硬聚合物的抗压缩纤维网。刚硬聚合物的耐压 力帮助减少回渗，然而所利用的刚硬聚合物倾向于降低纤维网的柔软性。
此外，在用于制造宏观膨胀的三维开孔聚合物纤维网的Curro等人的 '643和Lee的"462中所公开的液压成形方法导致成形薄膜在液压成形 后必须进行干燥。由于存在很多可保持水的微孔空隙，干燥商业数量的这 些纤维网要耗费大量的能量并要求在干燥设备上大量投资。1987年9月 22日授予Curro等人的美国专利4,465,422中公开了有效干燥此类纤维 网的方法的一个实施例。
当被用作卫生巾上的顶片时，与7>开于Curro的'643和Lee的'462 中的纤维网有关的另一种缺点是^:孔捕集如月经这类流体的倾向。捕集可 存在于微孔本身中和/或相邻的微孔之间。如此捕集的流体保持在纤维网的 表面处或近旁，并因此可与穿着者的皮肤接触很长一段时间。这种接触负 面影响穿着者的皮肤健康并使顶片使用后外观不干净。
制造一种具有改进的功能表面的柔软的三维宏观膨胀的纤维网的另一 种尝试为1997年9月23日授予Dirk等人的美国专利5,670,110。 Dirk 等人的纤维网利用通过一个网版印刷辊获得的纤丝。然而，对于消费制品 而言，网版印刷是一种相对慢的制造商业纤维网的方法。
因此，获得一种改进的具有优良的触感和优良的流体处理性能的成形 薄膜纤维网将是有益的。
另外，获得一种具有优良的触感并提供优良的流体保持和回渗特性的 成形薄膜纤维网将是有益的。
另外，获得一种具有优良的触感并提供优良的卫生制品清洁性的成形 薄膜纤维网将是有益的。
另外，获得一种用于制造具有优良的触感并提供优良的流体保持和回 渗特性的成形薄膜纤维网的改进方法将是有益的。
最后，获得 一种用于制造一种用于成形具有优良的触感并提供优良的 流体保持和回渗特性的成形薄膜纤维网的成形结构的改进装置和方法将是 有益的。
发明内容
一种用于制造具有由其伸出的柱状凸起的成形结构的方法，所述方法 包括以下步骤
a) 提供一个成形单元；
b) 提供一个背衬薄膜;
c) 提供一个多孔元件；
d) 将多孔元件和背衬薄膜相对于成形单元并置，使背衬薄膜被置于多 孔元件和成形单元之间；
e) 提供一种液体感光树脂；
f) 将液体感光树脂涂敷到多孔元件上；
g) 以与感光树脂涂层相接触的关系并置一个第 一透明屏蔽；
h) 将背衬薄膜和涂层的第一屏蔽间的第一厚度控制到一个预选值；
i) 将液体感光树脂透过第一屏蔽暴露于具有激活波长的光下，从而引 起感光树脂部分固化形成一个部分固化的感光树脂单体厚片；
j)去除第一屏蔽；
k)重复步骤(a)-(i)—次，其中在步骤(g)至(h)用一个不同的第二屏蔽代 替第一屏蔽并且在步骤(h)中为第二厚度，第二厚度在背衬薄膜和第二屏蔽 之间进行确定并大于第一厚度，以及在步骤(i)中，诱使单体厚片上的多个 凸起部分固化，使得它们被接合到单体厚片上并成为一个整体，以及在步 骤(j)中去除第二屏蔽；
1)将多孔元件和其上部分固化的树脂浸入无氧环境下；
m)将多孔元件和其上部分固化的树脂暴露于具有激活波长的光下以 完全固化部分固化的树脂，得到具有从其伸出的柱状凸起的成形结构。
该方法还包括透过成形结构用激光蚀刻多个孔形成一个有孔成形结构 的步骤。
虽然本说明书以由特别指出和清楚地要求保护本发明主旨的权利要求 书作为结论，但据信通过以下结合附图的描述可更好地理解本发明，其中
图1为通常公开于普通转让的美国专利4,342,314中类型的现有技 术聚合物纤维网的部分片断的放大透视图。
图2为通常公开于普通受让的美国专利4,629,643中类型的现有技 术聚合物纤维网的部分片断的放大透视图。
图3为在本发明的成形结构上制造的聚合物纤维网的部分片断的放 大透^L图。
图4为图3所示纤维网的一部分的进一步放大的局部视图，其详细
图示说明本发明聚合物纤维网的某些特征。
图5为沿着图4的截面5-5截取的横截面的横截面图。
图6为投影在本发明聚合物纤维网的第一表面平面上的有代表性的
孔形状的平面图。
图7为卫生巾的顶部平面视图，其中部分被切掉以更清楚地显示本发
明的经期装置的结构。
图8为沿着图7的截面8-8截取的卫生巾的横截面视图。
图9为本发明的单阶段成形方法的简化示意图。
图10为本发明的成形结构的局部片断的放大透视图。
图11为图10所示的成形结构的一部分的进一步放大的局部视图。
图12为图11所示的成形结构的一部分的进一步放大的局部视图。
图13为本发明的成形结构的一个实施方案的显微照片。
图14为图13成形结构的一部分的放大^L图。
图15为本发明的成形结构的另一个实施方案的显微照片。
图16为与图15所示的成形结构相类似的成形结构的一部分的放大视图。
图17为在本发明的成形结构上制造的纤维网的一部分的显微照片。
图18为图17所示纤维网的一部分的放大视图。
图19为在本发明的一种成形结构上制造的纤维网的一部分的显微照片。
图20为在本发明的一种成形结构上制造的纤维网的一部分的放大视图。
图21为本发明的一种成形结构的平面视图。
图22为图21所示的成形结构的横截面视图。
图23为一种制造本发明的一种成形结构的方法的示意图。
图24为显示本发明的一种成形结构的一个放大部分的显微照片。
图25为显示图24所示的成形结构的一个进一步放大部分的显微照片。
图26为以横截面显示的图24所示的成形结构的一个放大部分的显 微照片。
图27为用于制造本发明的一种成形结构的方法中的第一屏蔽的图示。
图28为用于制造本发明的一种成形结构的方法中的第二屏蔽的图示。
图29为采用本发明的带状成形结构制造纤维网的方法的简化示意图。
具体实施例方式
图1为通常依照前述的美国专利4,342,314成形的一个现有4支术的 宏观膨胀的、三维的、可透过流体的聚合物纤维网40的局部片断放大透 视图。已经发现这种类型的纤维网非常适于用作诸如卫生巾、紧身短裤衬 里、阴唇间装置等等之类的吸收制品中的顶片。可透过流体的纤维网40显 示具有多个肉眼可见的表面变型，其可为孔，例如主孔41。主孔41用多 个互联的构件，例如4皮此互4关的象元件42、 43、 44、 45和46 —样的纤 维，进行成形，以确定纤维网40的连续的第一表面50。每个纤维象元件 一样具有一个基部，例如位于第一表面50的平面52上的基部51。每个 基部具有一个连接于其每个纵向边缘的侧壁部分，例如侧壁部分53。侧壁 部分通常在纤维网40的离散的第二表面55的方向上延伸。相交的侧壁 各部分在纤维网的第 一和第二表面中间彼此互联，并基本上彼此同时终止 于第二表面55的平面56上。在某些实施方案中，基部51可具有依照前 述的Ahr的，045专利的表面变型58。
本文所用术语"宏观膨胀的"是指由一个前体纤维网或薄膜例如一个平 直纤维网形成的纤维网结构，其已经被引起适形于三维成形结构的表面以 便前体纤维网的两侧或两个表面由于前体纤维网对成形结构的三维图案的 至少部分适形而被永久地改变。典型地通过压花(即，当成形结构显示具有 主要由阳凸起构成的图案)、通过击凸(即，当成形结构显示具有主要由阴凹 窝或孔构成的图案时)或通过二者的组合使此类宏观膨胀的纤维网适形于成 形结构的表面。
本文所用术语"肉眼可见的"是指当观察者眼睛和纤维网之间的垂直距
离为约30cm(12英寸)时容易看见的并且对于具有20/20 ^L力的人可明显 辨别的结构特征或元件。反之，术语"用显微镜可见的"是指当观察者眼睛和 纤维网之间的垂直距离为约30cm(12英寸)时不容易看见的并且对于具有 20/20视力的人可不能明显辨别的结构特征或元件。 一般而言，如本文所用 的那样，本文所公开的纤维网主孔为肉眼可见的，而表面变型例如如下面 更详细公开的发状纤丝被认为是用显微镜可见的。
本文所用术语"平直的"是指在将纤维网永久性地变形成三维的成形薄 膜之前，用肉眼在宏观尺度观察时前体纤维网或薄膜的整个状况。在本文 内，在挤出后处理之前的挤出薄膜和不具有明显的永久的肉眼可见的三维 度，例如在薄膜平面之外的变形的薄膜通常被描述成平直的。
本文所用术语"互联构件"是指一个纤维网例如图1的纤维网40的某 些或全部元件，其各部分起到通过一个连续网络确定主孔的作用。如从本 文图1和本发明的描述所了解的那样，互联构件例如象元件42、 43、 44、 45和46 —样的纤维与相邻元件为固有连续的，其中互联构件彼此混成相 互毗连的过渡部分。4艮据图1可将各个互联构件最佳描述成设置在任何两 个相邻主孔之间的纤维网的那些部分，其起源于第 一表面并伸进第二表面。 在纤维网的第一表面上，互联构件共同形成一个连续的网络或图案，互联 构件的连续网络确定主孔，以及在纤维网的第二表面上，互联构件的互联 侧壁共同形成一个离散的辅孔图案。下面根据图6更一般地描述互联构 件。
在一个三维的宏观膨胀的纤维网中，可将互联构件描述成槽状。也可 将它们的二维橫截面描述成"U型"，如在前述的Radel的'314专利中那 样，或如1996年5月7日授予Goodman, Jr.等人的美国专利5,514,105
中^^开的"朝上的凹形"。本文所用的"朝上的凹形"和如图1所示描述了与 纤维网表面有关的槽状形状的互联构件的方位，其中基部51通常位于第
一表面50上，并且槽的支柱例如侧壁部分53从基部51中在第二表面 55的方向上延伸出来，其中槽孔基本位于第二表面55上。 一般来说，对 于一个刺穿纤维网例如纤维网40 、正交于第一表面50的平面例如平面 52并交截任何两个相邻主孔例如孔41的平面而言，所得的位于此处互联 构件的横截面的形状将为 一个大致U型的通常朝上的凹形。
当本文用来描述宏观膨胀的三维成形薄膜纤维网的第 一表面时，术语 "连续的"是指通常在第一表面的平面上第一表面的不间断特征。因此，第一 表面上的任何点基本上无需实质离开第一表面即可达到第一表面上的任何 其它点。反之，当用来描述三维成形的薄膜纤维网的第二表面时，本文所 用术语"离散的"是指通常在第二表面的平面上第二表面的中断特征。因此， 在第二表面的平面上，第二表面上的任何点不实质离开第二表面就不能必 然达到第二表面上的任何其它点。
图2显示通常依照前述的Curro的'643专利成形的另一种现有技 术聚合物^:孔纤维网110的一部分的局部片断的放大透-见图。樣史孔表面变 型120可通过其中利用了高压液体喷流来适形于三维支撑构件的液压成 形方法成形。如其所示，基本上与每个微孔表面变型120的最大幅度重合 的破裂导致一个火山型孔125的形成，其具有绕其周边的相当薄的、不规 则形状的花瓣126。当与Ahr的'045纤维网相比时，例如，这样一种纤 维网的孔的较薄的花瓣形边缘增大了在使用者皮肤上的柔软性感觉。据信 这种柔软性感觉是由于相对缺乏抵抗由具有火山型孔的表面变型所给予的 压缩和剪切的缘故。
如上所述，尽管Curro的'643微孔薄膜给予了 一种优良的柔软性触 感，当将其用作一次性吸收制品中的顶片时，它也会产生讨厌的回渗。通 过借助于与Curro的'643纤维网相比对压缩和剪切具有低抗力的表面变 型提供柔软性，然而不允许流体通过微孔流动，本发明的纤维网解决了这 个问题。因此，当被用作一次性吸收制品例如卫生巾中的顶片时，本发明 纤维网的一个有益效果是优良的柔软性加上最小的回渗。
图3为本发明的流体可渗透的、宏观膨胀的三维聚合物纤维网80的 局部片断的放大透视图。聚合物纤维网的肉眼可见的表面变型如主孔71
的几何构型通常类似于图1所示的现有技术纤维网40的几何构型。本文
中主孔71可称为"孔，，或"宏孔"，并且是指在纤维网80的第一表面90和 纤维网80的第二表面85之间允许流体交流的纤维网上的孔口。图3所 示的纤维网主孔71被一个连续的互联构件网络例如彼此互联的构件91、 92、 93、 94和95限定在第一表面90的平面102上。主孔71投影在 第一表面90的平面上的形状呈规则或无规则图案排列的多边形形式，例 如，正方形、六边形等。在一个优选的实施方案中，主孔71呈变体椭圓 形状，以及在一个实施方案中，主孔71总的形状呈泪珠形。聚合物纤维 网80显示具有呈发状纤丝225形式的多个表面变型220，下面更详细地 进行描述。
在本发明的三维微孔聚合物纤维网80中，每个互联构件包括一个基 部例如基部81,其通常位于平面102上，并且每个基部具有侧壁部分， 例如从其每个纵向边缘伸出的侧壁部分83。侧壁部分83通常朝纤维网 80第二表面85的方向上延伸并在相应的第一和第二表面90和85之 间接合到毗邻的互联构件侧壁上，并基本彼此同时终止以限定辅孔例如第 二表面85的平面106上的辅孔72。
图6为投影在本发明的三维宏孔聚合物纤维网的一个可供选择的实 施方案的第一表面平面上的有代表性的主孔形状的平面视图。尽管同一形 状的重复图案例如镶嵌花紋的图案为优选的，主孔例如孔71的形状通常 可为圓形、多边形或混合形状，并可按规则图案或按无规则图案进行排列。
如图6所示，互联构件例如互联构件97和98是每个固有连续的， 其中相邻的互联元件在相互毗连的过渡区或部分例如部分87中彼此混 成。 一般来说，过渡部分被可与任何三个相邻孔相切的最大内切圆所限定。 要理解的是，对于某种图案的孔而言，过渡部分的内切圆可与三个以上的 相邻的孔相切。为图示说明起见，可将互联构件例如互联构件97和98看 成是基本上在过渡部分的中心处开始或终止。互联构件不必是直线，然而 可为曲线。可将互联构件的侧壁描述成相邻近的互联构件的侧壁的互联。 除了如下所公开的包括发状纤丝的过渡区和部分的各部分外，通常可将在 互联构件的开始和结束之间横切于纵向中心线的互联构件横截面描述成U 型。然而，沿着互联构件的整个长度，横截面不必相同或为U形，并且对 于某些主孔构型，沿着其大部分长度它可不相同。具体地讲，在过渡区或部分中，互联构件混成毗邻的互联构件并且在过渡区或部分中横截面可显 示具有明显不一样的U形或不可辨别的U形。
图4为图3所示的三维聚合物纤维网80的进一步放大的局部视 图。三维聚合物纤维网80包括一个聚合物薄膜120即前体薄膜，其可为 单层的挤出薄膜或多层共挤出或层压薄膜。如图4所示，薄膜120为一 个包括第一层101和第二层103的两层层压材料。如制造层压薄膜领域 所知道的那样，层压材料可为共挤出的，包括有表皮层的薄膜在内。如图4 所示，尽管聚合物层例如层101和103基本同时终止于第二表面106的 平面上是目前优选的，目前并不认为它们必需这样做。 一个或多个层可进 一步朝向第二表面延伸超过其它层。
图4显示呈发状纤丝225形式的多个表面变型220。发状纤丝被成 形为聚合物纤维网80的突起的伸出部，通常在其第一表面90上。发状 纤丝225在聚合物纤维网80上的数量、大小和分布可根据所需的皮肤感 觉预先确定。对于在一次性吸收制品中作为顶片的应用场合，发状纤丝225 仅在聚合物纤维网80的第一表面90上从基部81突出为优选的，如图 3和4所示。因此，当纤维网80 ^C用作一次性吸收制品中的顶片时，因 为优良的柔软性感觉，可将纤维网定位使得发状纤丝225接触皮肤，可是 发状纤丝225不阻碍流体透过宏孔71流动。此外，闭合的远端部分226 具有发状纤丝225导致回渗减少，即在已经开始透过顶片流到下面的吸收 层之后流体被重新流到顶片表面上的量减少。
如图5横截面所示，发状纤丝225可被描述成从纤维网80的第一 表面90突出来。同样，发状纤丝225可被描述成与薄膜120成一整体， 并通过薄膜120的永久的局部塑性变形形成。发状纤丝可被描述成具有一 个限定一个开口的近侧部分229和一个闭合的远侧部分226的侧壁 227。发状纤丝225具有一个从相邻纤丝间的最小幅度A最.,、至闭合的远侧 部分226处的最大幅度Aw所测量的高度h。发状纤丝的直径为d,对于 一般圓柱形结构，该直径为横向截面的外径。"横向"意指通常平行于第一表 面102的平面。对于不相同的横向横截面和/或非圓柱状结构的发状纤丝而 言，在纤丝高度h的％处测量平均横向横截面尺寸作为直径d，如图5所 示。因此，对于每个发状纤丝225而言，可确定定义为h/d的纵横比。发
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说明书第ll/43页
状纤丝225的纵横比h/d可为至少0.5。纵横比可为1或1.5以及优选 地为至少约2。
一般来说，因为任何单个发状纤丝225的实际高度h难以确定，且因 为实际高度可能会改变，可通过在纤维网80的预定面积上确定一个平均 最小幅度A w、和一个平均最大幅度A ^来确定多个发状纤丝的平均高度 h平均。同样，对于变化的横截面尺寸，可对于多个发状纤丝225确定平均 尺寸d ，。这样的幅度和其它尺寸测量可用本领域已知的任何方法进行， 例如用计算机辅助扫描显微镜法和数据处理。因此，对于一个纤维网的预 定部分而言，发状纤丝225的平均纵横比AR平均可被表示成h平均/d平均。
发状纤丝225的尺寸h和d可根据一个成形结构的已知尺寸间接进行 确定，如下面所详细公开的那样。例如，对于依照阳凸起例如下面的图11 所示的凸起2250的预定尺寸加工的成形结构，在其上面待成形的发状纤 丝225可具有已知的尺寸。如果前体薄膜120被完全和永久地变形成凸 起2250，那么考虑前体薄膜120的厚度，包括预报的和/或观察到的纤维 网减薄在内，h和d可用这些已知的尺寸进行计算。如果前体薄膜120未 被完全成形成凸起2250，那么发状纤丝的高度h将小于凸起2250的相应 高度。
在一个实施方案中，发状纤丝225的直径为常数或随着幅度增大(幅度 在闭合的远侧末端226处达到最大)而减小。如图5所示，例如，发状纤 丝225的直径或平均横向截面尺寸在近侧部分229处可为最大值并且横 向截面尺寸稳定减少到远端226。这种结构据信是确保容易地从成形结构 350中取出聚合物纤维网80所必需的，如下面根据图10所详述的那样。
如图5所示，由于成形高纵横比的发状纤丝225所要求的较深拉深， 会发生前体纤维网120的某些减薄。例如，在闭合的远端226处或近旁 会观察到减薄。"观察到，，意指当在放大的横截面上观察时，减薄很明显。这 样的减薄是有益的，因为当被人的皮肤接触到时减薄过的部分对于压缩或 剪切的抗力更小。例如，当一个人在显示具有发状纤丝225的侧面上接触 聚合物纤维网80时，指尖开始接触发状纤丝225的闭合的远端226。据 信由于发状纤丝225的高纵横比以及由于薄膜在远端226处或近旁的壁 厚减薄，发状纤丝对人的手指施加在纤维网上的压缩或剪切提供了很小的 阻力。这种阻力的缺乏表现为非常象丝绒织物一样的柔软性感觉。事实上，
已经发现，本发明的聚合物纤维网可提供等于或大于现有技术纤维网例如
Curro的'643中所公开的纤维网的柔软性感觉。
应该说明的是，仅具有如本文公开的发状纤丝而不具有肉眼可见孔的 流体不能渗透的纤维网可为其中不要求流体渗透性的任何应用提供柔软 性。因此，在本发明的一个实施方案中，本发明可被描述成一个在其至少 一个表面上显示具有柔滑触感的聚合物纤维网80,纤维网80的柔滑感表 面显示具有一个离散的发状纤丝225的图案，每个发状纤丝225为纤维 网表面的一个突出延伸部并具有一个限定一个开口的近侧部分229和一 个闭合的远侧部分226的侧壁227,在开口的近侧部分处或近旁的发状纤 丝最大的横向截面尺寸横截面直径d介于约50微米(约0.002英寸)至约 76微米(约0.003英寸)之间，并可为至少100微米(0.004英寸)至130微 米(0.005英寸)。发状纤丝的纵横比可为0.5至3。
对于 一 次性吸收制品而言，其中顶片具有流体可渗透的三维结构为理 想的，本发明可被描述成一个在其至少一个表面90上显示具有柔滑触感 的聚合物纤维网80,纤维网的柔滑感表面90显示具有离散的发状纤丝 225的图案，每个发状纤丝225为一个纤维网表面90的突起伸出部并具 有一个限定一个开口的近侧部分229和一个闭合的远侧部分226的侧壁 227，发状纤丝的平均横截面直径d介于50微米(0.002英寸)至130 ^t米 (0.005英寸)之间，以及纵横比为至少0.5、 1、 1.5、 2或3，并且其中纤维 网80还显示具有一个宏观膨胀的、三维的、肉眼可见的表面变型图案， 例如在其上叠置的主孔71，肉眼可见的表面畸变71与发状纤丝225朝 向反向，就是说，主孔从聚合物纤维网80的第一表面90延伸至第二表 面85。
可优化发状纤丝225的"表面密度，，(其为第一表面90每单位面积上 的发状纤丝225的数目)用于吸收制品中。 一般而言，为适当的触感可优化 中心至中心间距，同时将纤维至纤维的流体捕集性降至最低。通常，据信 用于卫生巾中的中心至中心间距为约100微米至250微米(约0.004英 寸至约0.010英寸)为最佳。将纤维间的月经捕集性降至最低改善了卫生巾 的表面清洁度，其又改善了穿着者的清洁度和皮肤健康。
在一个实施方案中，"叠置在其上"意思是聚合物纤维网通常如图3所 示的那样显示，其中离散的发状纤丝225的图案仅被设置在互联构件的着
陆区81上、即仅纤维网80的第一表面90上。然而，从概念上讲，可 设想"叠置在其上"也涵盖其中离散的发状纤丝225的图案延伸进宏孔71 中的实施方案(未示出)，例如在互联构件的侧壁83上。在其它实施方案中， 发状纤丝225被仅设置在纤维网80的某些预定区域中。例如，用于卫生 巾的顶片可具有一个具有发状纤丝225的中心区域，并且顶片的剩余部分 没有发状纤丝225。
明纤维网的材料性质的任何聚合物薄膜。就是说，前体纤维网120必需具 有足够的屈服性能，使得前体纤维网120不产生破裂而变形到产生发状纤 丝225的程度，并且在三维的肉眼可见开孔的成形薄膜情况下，破裂形成 宏孑L 71。如下所详细公开的那样，对于一种给定的聚合物，可改变诸如温 度之类的加工条件以使它拉裂或拉不裂形成本发明的纤维网。因此， 一般 来说，已经发现，用于生产本发明纤维网80的被用作前体纤维网120的 首选原料显示具有低屈服性和高延伸率特性。另外，原料薄膜优选地应变 硬化。适于用作本发明中的前体纤维网120的薄膜的实施例包括低密度聚 乙烯(LDPE)、直链低密度聚乙烯(LLDPE)和直链低密度聚乙烯和低密度聚乙 烯(LDPE/LLDPE)共混物的薄膜。
要用作本发明的聚合物纤维网，前体纤维网120也必须可充分变形并 具有足够的延展性。本文所用术语"可变形的"描述了这样一种材料，当拉伸 超过其弹性极限时，其将明显保持其新的成形构象。
所获得的适于用作本发明的前体纤维网120的一种材料为购自美国 密西才艮州Midland的The Dow Chemical Company的DOWLEX 2045A聚 乙烯树脂。这种材料的薄膜厚度为20微米，其拉伸屈服强度为至少12 MPa、极限抗拉强度为至少53MPa、极限延伸率为至少635%以及抗拉才莫 量(2% Secant)为至少210MPa (每个上述量度根据ASTM D 882进行测 量)。
前体纤维网120可为两个或多个纤维网的层压材料，以及可为共挤出 的层压材料。例如，前体纤维网120可包括如图4所示的两层，以及前 体纤维网120可包括三层，其中最内层被称为核心层，以及两个最外层被 称为表皮层。在一个实施方案中，前体纤维网120包括一个三层的共挤出 层压材料，其总厚度为约25微米(O.OOl英寸)，其中核心层的厚度为约18
微米(0.0007英寸)；以及每个表皮层的厚度为约3.5微米(0.00015英寸)。 一般来说，为用作卫生巾中的顶片，前体纤维网120的总厚度(有时称作厚) 应该为至少约10微米并小于约100微米。前体纤维网120的厚度可为 约15微米、20樣i米、25 ;微米、30孩史米、35微米、40微米、45微米 或60微米。 一般来说，在纤维网80上形成高表面密度(或低平均中心至 中心间距C)发状纤丝225的能力受到前体纤维网120厚度的限制。例如， 据信两个相邻发状纤丝225的中心至中心间距C应该大于前体纤维网120 厚度的两倍以允许在如下所详述的成形结构350的两个相邻凸起2250 间形成适当的和完整的三维纤维网。
前体纤维网120优选地包括一种表面活性剂。在一个三层的层压材料 中，核心层可包括一种表面活性剂，而外层最初没有表面活性剂。优选的 表面活性剂包括来自非离子族的那些表面活性剂，例如醇乙氧基化物、 烷基酚乙氧基化物、羧酸酯、甘油酯、脂肪酸的聚氧乙埽酯、与松香酸有 关的脂族羧酸的聚氧乙烯酯、失水山梨糖醇酯、乙氧基化失水山梨糖醇酯、 乙氧基化的天然脂肪、油和蜡、脂肪酸的乙二醇酯、羧酸胺、二乙醇胺冷 凝物和聚环氧烷嵌段共聚物。选择用于本发明的表面活性剂的分子量可在 每摩尔约200克至每摩尔约10,000克范围内。优选的表面活性剂的分子 量为每摩尔约300克至约1,000克。
最初掺进前体纤维网120(或可任选地在一个三层层压材料的核心层中) 中的表面活性剂含量按重量计可差不多为整个多层结构的10%。可按较低 的含量添加处在优选分子量范围(300-1，000克/摩尔)的表面活性剂， 一般为 多层结构总重量的5%或以下。
前体纤维网120也可包括在共聚混合物中的二氧化钛。二氧化钛可提 供成品纤维网80的更大的不透明性。为掺进前体纤维网120材料中，可 将二氧化钛以约10%的重量百分比添加到低密度聚乙烯中。
可将其它添加剂例如颗粒材料如碳酸钙(CaC03)、颗粒表面处理剂或保 护剂、或气味吸收活性物质如沸石添加在前体纤维网120的一个或多个层 中。在某些实施方案中，当用于皮肤接触的应用场合时，纤维网80包括 颗粒物质可允许活性物质以很直接和有效的方式接触皮肤。具体地讲，在 某些实施方案中，成形发状纤丝225可在其远端处或近旁暴露出颗粒材 料。因此，当纤维网80被用于皮肤接触应用场合时，诸如皮肤护理剂之
类的活性物质可被置于远端226处或近旁以允许皮肤与此类皮肤护理剂
直接接触。
前体纤维网120可在传统的共挤出薄膜生产设备上采用生产多层薄 膜常规步骤进行加工。其中需要包括共混物的层，可首先将上述组分的小 球干燥混合，然后再送入那个层的挤出机中熔融混合。可供选择地，如果 在挤出机中混合不充分，则可首先干燥混合小球，然后在薄膜挤出之前重 新粒化之后在预混和挤出机中熔融混合。用于制造前体纤维网120的合适 方法被公开于1996年5月28日授予Wnuk等人的美国专利5,520,875 和2001年5月8日授予Lee等人的美国专利6,228,462中；两个专利 的公开内容均引入本文以供参考。
本发明的流体可渗透的聚合物纤维网可被用作经期装置例如卫生巾上 的顶片。例如，显示具有一个呈主孔71形式的表面变型的宏观膨胀的、 肉眼可见的三维图案的本发明聚合物纤维网80将柔软性性能与优良的流 体回渗性能(即与前述的纤维网例如Curro的'643纤维网相比，流体回渗 减少)相结合起来。
图7为一个卫生巾20的顶部平面视图，其中部分被切掉以更清楚地 显示包括可包括本发明的聚合物纤维网80的顶片22在内的卫生巾20 的结构。应该理解的是，本发明的聚合物纤维网80也可被用于其它吸收 制品中，例如紧身短裤衬里、阴唇间装置、尿布、训练裤、失禁装置、伤 口敷料等等。同样应该理解的是，本发明并不限于图7所示卫生巾20的 特定种类或构型，其只不过是一个有代表性的非限制性实施例。.
如图8所示，卫生巾20具有两个表面，一个朝向身体的表面20a和 一个相对的朝向衣服的表面20b。朝向身体的表面20a用来紧贴着穿着者 的身体穿着。当卫生巾20被穿着时，朝向衣服的表面20b用来紧贴着穿 着者的内衣放置。
卫生巾20具有两条中心线， 一条纵向中心线'T，和一条横向中心线"t"。 如本发明中所使用的，术语"纵向，，是指通常在卫生巾20的平面内与垂直平 面对齐的(例如，接近平行的)线、轴或方向，当卫生巾20被穿着时，所述 垂直面将站立的穿着者分为左右两个身体部分。如本发明中所使用的，术 语"横向，，或"侧向"可以相互替换使用，是指位于卫生巾20的平面内通常与 纵向垂直的线、轴或方向。
如图7所示，卫生巾20包括一个可包括本发明纤维网80的液体可 渗透的顶片22、 一个与液体可渗透的顶片22相连的液体不可渗透的底片 23和一个位于液体可渗透的顶片22和液体不可渗透的底片23之间的 吸收芯24。图7也显示了卫生巾20具有一个周边30,其被卫生巾20 的外缘所限定，其中纵向边缘(或"侧边")标示为31以及端部边缘(或"端部，，) 标示为32。
卫生巾20优选地包括可绕着穿着者的短裤的裆部进行折叠的可任选 的侧翼或"护翼"34。侧翼34可用作很多用途，包括但不限于保护穿着者 的短裤受到污染并保持固定到穿着者短裤上的卫生巾。
图8为沿着图7的剖面线8-8截取的卫生巾的横截面视图。如图8 所见，卫生巾20优选地包括粘合剂扣紧部件36，用于将卫生巾20连接 到穿着者的内衣上。可去除的可剥离型衬里37覆盖粘合剂扣紧部件36 以在使用之前保持粘合剂粘住不同于内衣裆部的表面。除了具有一个纵向 和一个横向之外，卫生巾20也具有一个"z，，向或轴线，其为向下前进穿过 液体可透过的顶片22并进入可被提供的流体存储芯24的方向。在液体 可渗透的顶片22和本文制品的下面的层之间的连续通道允许流体在"z，，向 上被汲取并远离制品的顶片进入其最终的存储层中。在某些实施方案中， 连续通道将具有一个增大的毛细管吸力梯度，其有助于流体向下流进存储 介质中。
在图9中，其显示了用于凹陷和干燥(如果需要)一个本发明的连续聚 合物纤维网80的单相纤维网方法。"单相"的意思是该方法采用仅一个三维 成形结构。连续的意思是将所描述的方法与其中加工单个离散的纤维网样 本(通常被称为手工片)的批量方法区别开。尽管公认本发明的纤维网可采用 连续工艺所描述的结构分批加工，对于商业生产本发明的聚合物纤维网而 言，连续工艺为优选方法。此外，尽管根据图9所描述的方法主要被用来 成形具有发状纤丝225和主孔例如纤维网80的孔71的宏观膨胀的纤 维网，据信可通过适当改变成形结构，使其仅具有凸起2250，利用液压成 形方法来成形仅具有发状纤丝的纤维网。
本发明的聚合物纤维网80可通过液压成形方法在单个三维成形结构 350上进行成形，并也可在将纤维网缠绕在巻料上用于进一步加工之前在 成形结构350上进行退火和/或干燥。图4所示的聚合物纤维网例如聚合
物纤维网80的三维结构通过迫使纤维网适形于绕静止的成形转筒518 旋转的成形结构350进行成形。下面详述成形结构350，但是一般来说， 强制前体纤维网120适形是一种三维成形。
前体纤维网120可就在被直接咬入成形结构350的表面上之前被4齐 出和冷却，或者它可用一个进给辊给料，如图9中的进给辊501所示。 在某些实施方案中，前体纤维网120的温度被升高到足以使其软化并使它 更适形于成形结构350为优选的。在使纤维网经受成形加工之前，可通过 将热空气或蒸汽喷到纤维网上或通过将纤维网穿过加热的对辊来升高前体 纤维网120的温度。
在图9所述的方法中，前体纤维网120在基本平直的条件下在纵向 (MD)上从一个进给辊501被给料到成形结构350的表面上。成形结构 350以使得成形结构350的切线表面速度与前体纤维网120在纵向上的 线速度基本匹配的速度旋转，所以在液压成形加工期间，纤维网相对于成 形结构350基本静止。
在前体纤维网120与成形结构350相邻，以及可以说被成形结构 350 "载运，，之后，前体纤维网120被引导在处于成形转筒518内部的静止 真空室520之上，尽管本文所述的液压成形方法在某种程度上无需真空室 即可实现， 一般来说，真空室有助于使三维纤维网成形以及液体去除性更 好。当前体纤维网120通过真空室520之上时，前体纤维网120的外露 表面在一对起到帮助束缚飞溅液体作用的静止液体挡板525和530之间 被一个从高压液体喷射嘴535排放的液体喷流540所撞击。液体喷流 540的作用是使前体纤维网能够适形于成形结构350。当前体纤维网适形 于成形结构350时，发状纤丝225和主孔71均可^^皮成形。当主孔71成 形时，真空室520的真空帮助从纤维网中去除多余的液体，并在某些情况 下，帮助将前体纤维网120成形到成形结构350上。当前体纤维网120 在高压液体喷流540的作用下通过时，它受到永久性的变形以适形于成形 结构350，从而被制成本发明的三维宏观膨胀的聚合物纤维网80。
在根据图9所描述的方法中，单个液体喷流540被描述成成形发状 纤丝225和主孔71两者。在另一个实施方案中，可采用附加的液体(或流 体)喷流在多阶段中形成三维纤维网结构。例如，在第一阶段， 一种第一流 体例如水可撞击前体纤维网120形成宏孔71，以及在第一阶段之后，在
第二阶段， 一种第二流体例如热水或空气(可任选地与真空室 一起)可撞击部 分成形的纤维网以进一步成形发状纤丝225。
在图9所描述的方法中，液体流540和/或干燥部件590可用二次加 热部件来代替。二次加热部件是指用于引导热气体例如空气流，使得热空 气单独或与真空室520或555的真空一起足以使前体纤维网120适形 于成形结构350的部件。二次加热部件已为本领域所熟知，例如授予 Bianco等人的美国专利4,806,303中所公开的。 一般来说， 一个二次加热 部件包括 一 个鼓风机和 一 个加热器以及一 个将增压的热空气送到纤维网表 面上的喷嘴。在一个实施方案中，脱离喷嘴的空气可介于220和305摄 氏度之间并且前体纤维网120可以每分钟约25米的速度在热空气流下 运行或穿过其。在一个实施方案中，可将真空保持在约365mm Hg。在其 中二次加热部件取代液体喷流540的各实施方案中，不需要干燥部件 590,但如果需要也可采用，例如作为退火部件或进一步成形部件。
不受理论的约束，据信通过调节前体纤维网性能、真空停留时间即前 体纤维网紧贴真空室520和/或555的时间、和/或真空水平即部分压力， 按一种不采用任何液体喷流540的浇注方法在图9所示的装置上成形纤 维网80是可能的。就是说，通过单独适当调节前体纤维网性质例如厚度、 材料、温度、真空足以成形一个适形于成形结构350的纤维网80。在一 种浇注方法中，前体纤维网120 ^皮直接挤出到成形结构350的表面上， 使得纤维网80成型可发生在前体纤维网120冷却之前。
因此， 一般来说，可在一个或多个阶段引导一种流体(例如，水或空气) 或一种以上的流体(例如，水、空气)在前体纤维网120上撞击以及做高能 功。据信对于热塑性前体纤维网120而言，当前体纤维网的温度接近其熔 点时，其更易于拉伸成形而不会破裂形成成形结构350的凸起2250。然 而，对于成形宏孔来说，具有较高的应变率和破裂较快更为理想，以及对 于成形发状纤丝来说，具有较低的应变率以及不破裂更为理想。因此，在 一个两阶段成形方法中，根据独立成形宏孔71和高纵横比发状纤丝225 的每次撞击作用的停留时间和前体纤维网120的温度，可独立地调节在第 一和/或第二阶段撞击流体的温度。
对于制造适于用作 一 次性吸收制品中的顶片的纤维网而言，前体纤维 网120可为一个总厚度为约10微米至约100微米的聚烯烃薄膜。对于此类前体纤维网120，高压液体喷流540典型地为温度约15至95摄氏 度、在约1379kPa(200磅/平方英寸)至约8274kPa(1200磅/平方英寸)压 力范围内运行的水，以及水的流速在约18公升(4加仑)每分钟至约62 公升(14加仑)每分钟每前体纤维网l加的横向(CD)宽度25.4mm (1英 寸)范围内。
在经过高压液体喷流540 (或如上所述的喷流)之后，可在仍在成形结构 350上时干燥本发明的聚合物纤维网80。例如，如图9所示，在仍在成 形结构350上时，可将聚合物纤维网80导引到干燥部件590的作用之 下。干燥部件590可为用于从聚合物纤维网上去除或分离出液体的任何部 件，例如辐射热干燥、对流干燥、超声干燥、高速气刀干燥等等。 一般来 说，可利用一种干燥介质600,例如热空气、超声波等等。可利用一个静 止的真空室555来借助于成形转筒518内部的部分压力帮助干燥。干燥 部件590可用来分离出聚合物纤维网80的液体并进入真空室555中。 可利用挡板570和580局部容纳去除的和未进入真空室555的任何流 体。挡板570和580也可起到聚拢和导引用于干燥的热量和热空气的作 用。
采用加热的干燥介质600对于制造本发明的纤维网80具有一种额 外的有益效果。现有技术宏观膨胀的三维聚合物纤维网例如前述的Curro 的'643所公开的纤维网在离开它们各自的成形结构之后用一个单独工序 进行干燥。将这些纤维网典型地缠绕在一个巻筒上用于存储，例如直到需 要一次性制品的纤维网加工为止。与现有技术纤维网有关的一个问题是发 生在缠绕和存储期间的压缩形变。不受理论的约束，据信三维聚乙烯纤维 网会随着时间而产生二次结晶，"锁定"纤维网的皱缩盘绕状态。已经发现， 通过首先将它们承受高温 一 段足够的时间退火三维的聚合物纤维网，这种 观察到的压缩形变减少了或被完全防止了。然而， 一般来说，由于结构相 对脆弱，难以使现有技术纤维网承受所必需的温度。就是说，如果现有技 术纤维网经受了退火温度，纤维网易于失去在成形结构上形成的三维结构。 为此，通过允许用足够高的退火温度处理来退火纤维网同时干燥它，在仍 在成形结构上时干燥纤维网提供了显著的加工有益效果。取决于干燥温度、 所用聚合物和纤维网厚度，退火温度将改变，但一般而言，对于聚烯烃纤 维网，干燥/退火温度介于约50摄氏度至250摄氏度就足够了。
在聚合物纤维网80通过本方法的干燥(或干燥/退火)阶段之后，它可绕
着辊子610与成形结构350分离，并且其后进行重新缠绕或直接进给给 后面的加工工序。
本发明的成形结构例如根据图9所示的成形结构350是制造本发明 的纤维网所必需的。成形结构有时被称作成形筛网。图10在局部透视图 中显示了本发明的成形结构350的一部分。成形结构350显示具有被成 形结构互联构件910所限定的多个成形结构孔710。成形结构孔710允 许流体在相对的表面之间即在第一表面1020的平面上的成形结构第一表 面900和在第二表面1060的平面上的成形结构第二表面850之间交 流。成形结构侧壁部分830通常在成形结构第一表面900和成形结构第 二表面850之间延伸。凸起2200从成形结构第一表面卯0伸出以形成 大致圆柱形的柱状外形。
图10与图3的对比显示成形结构350与本发明的聚合物纤维网 80大致相符。就是说，成形结构350的三維凸起2250和凹陷(例如，孔 710 )与聚合物纤维网80对应的发状纤丝225和主孔71具有——对应 的关系。就成形结构350确定本发明聚合物纤维网80的总尺寸来说，一 一对应是必需的。然而，在聚合物纤维网80的第一表面102的平面和第 二表面106的平面间的距离无需与成形结构350的第一表面1020的平 面和第二表面1060的平面间的距离相同。这是因为如图5所示，聚合物 纤维网80的距离"T"并不取决于成形结构350的实际厚度，该厚度是成 形结构350的第一表面1020的平面和第二表面1060的平面间的垂直 距离。
图11为图10所示的成形结构350的进一步放大的局部透视图，并 与图4中的聚合物纤维网80的类似视图相比较。凸起2250可用下面所 述的方法进行加工以从第一表面900延伸到远端2260。如图12的进一 步放大视图所示，凸起2250可具有一个从最小幅度(从第一表面900在相 邻的凸起之间测量)至远端2260测量的高度hp。凸起高度hp可为至少约 50微米(约0.002英寸)以及可为至少约76微米(约0.003英寸)，以及可 为至少约152微米(约0.006英寸)，以及可为至少约250微米(约0.010 英寸)，以及可为至少约381微米(约0.015英寸)。凸起2250具有一个直 径dp，其对于通常的圆柱形结构来说为外径。对于凸起2250的非均匀横
截面和/或非圆柱形结构，在凸起2250高度hp的％处测量凸起的平均
横截面尺寸作为直径dp,如图12所示。凸起直径dp可为约50微米(约
0.002英寸)，以及可为至少约66微米，以及可为至少约76微米(约0.003
英寸)，以及可为至少约127微米(约0.005英寸)。因此，对于每个凸起
2250可确定凸起纵横比，定义为hp/dp。凸起2250的纵横比hp/dp可为
至少1,以及达到3或更大。纵横比可为至少约5以及可为至少约6。
在一个实施方案中，凸起在约105微米的高度上具有约66微米的大致均
匀的直径，对应于约1.6的纵横比。凸起2250在两个相邻的凸起2250之
间的中心至中心间距Cp介于约100微米(约0.004英寸)至约250微米
(约0.010英寸)。在一个实施方案中，中心至中心间距为179微米。 一般
来说，据信在两个相邻的凸起2250之间的实际距离(即，"侧至侧"尺寸)应
该大于前体纤维网120厚度的二倍，以确保前体纤维网120在相邻的凸
起2250间充分变形。
一般来说，因为每个个体凸起2250的实际高度hp可不同，可通过在
成形结构350的一个预定面积上确定凸起平均最小幅度Ap最,j、和凸起平均
最大幅度Ap最大来确定多个凸起2250的平均高度hp平均。同样，对于变
化的横截面尺寸，可对于很多凸起2250确定平均凸起直径dp平均。这样的 幅度和其它尺寸量度可用本领域已知的任何方法例如通过计算机辅助扫描
显微镜和相关的数据处理得到。因此，成形结构350预定部分的凸起2250 的平均纵横比ARp平均可被表示成hp平均,/dp平均。凸起2250的尺寸hp和dp 可根据已知的制造成形结构350的技术标准来间接确定，如下面所详细公 开的那样。
在一个实施方案中，凸起2250的直径是恒定的或随着幅度增大而减 小。例如，如图12所示，凸起2250的直径或最大的横向截面尺寸靠近 第一表面900最大并稳定地下降到远端2260。这种结构据信是对确保将 聚合物纤维网80顺利地从成形结构350上分离所必需的。
成形结构350可由满足以下条件的任何材料制成，可被成形成具有具 有所需尺寸的凸起2250以制造本发明的纤维网、在成形结构350所经受 的加工温度范围内尺寸稳定、抗拉模量为至少约5MPa，更优选地至少约 10MPa,更优选地至少约30MPa，更优选地至少约100至200MPa，以及 更优选地至少约400MPa、屈服强度为至少约2MPa，更优选地至少约
5MPa，更优选地至少约10MPa,更优选地至少约15MPa和破裂应变为至 少约1%,优选地至少约5%,更优选地至少约10°/。。已经发现，当成形 结构的材料模量增大时，较高的高纵横比的凸起形成的纤维网较好，只要 其具有足够的破裂应变(即不太脆)免得破裂。对于模量和屈服强度数据，它 们的值可通过依照已知的方法测试来确定，并且可以100%/分钟的应变速 率在标准TAPPI条件下进行测试。
关于热膨胀的尺寸稳定性仅对于根据图9所述的商业方法是必需的， 因为对于某些加工条件而言，如果成形结构350膨胀或收缩比成形转筒 518大，则成形结构350/成形转筒518交界面会受到破坏。对于本发明的 聚合物纤维网的分批加工，不要求尺寸稳定性。然而，对于所有的商业加 工，成形结构必须由适于加工温度的材料制成。加工温度范围受到包括例 如可进4亍加热的流体喷流例如流体喷流540的温度和成形结构350的温 度在内的加工条件的影响。 一般来说，对于包括用于一次性吸收制品的纤 维网中的层压的、共挤出薄膜(即，厚度t为约10微米至100微米的薄膜) 在内的聚烯烃纤维网而言，可采用介于15摄氏度和95摄氏度之间的水 温。干燥/退火空气温度可为250摄氏度或以下。 一般来说，加工温度在很 宽的范围内变化并仍可制造本发明的聚合物纤维网80。然而，可根据薄膜 厚度、薄膜种类和线速度改变温度范围以最佳的速率来制造聚合物纤维网 80。
在一个优选的实施方案中，凸起2250与成形结构350被制成整体。 就是说，成形结构或是通过去除材料或是通过增加材料被制成一个整体结 构。例如具有所需的较小尺度的凸起2250的成形结构350可通过局部选 择性地去除材料来制成，例如通过化学蚀刻、机械蚀刻，或通过利用诸如 电火花成型机床(EDM)或激光之类的高能源烧蚀。
前述Ahr的'045专利中所公开的钢结构的酸刻蚀据信仅能够制造纵 横比为1或更小的凸起。不受理论的约束，据信在本发明的成形结构中首 选以小的增量步骤酸刻蚀钢可导致高纵横比，然而预计所得的凸起将被严 重底切，具有"蘑菇"形状的轮廓。本发明的发明者目前不知道如何如Ahr的 '045所提出的那样酸刻蚀钢以形成具有所需的纵横比的本发明大致圓柱形 的凸起2250。同样，用电镀在钢上成形凸起据信会导致"蘑菇"形的凸起。 在这两个例子即酸刻蚀和电镀中，由于材料去除/沉积的性质，预计会形成
蘑菇形状。仅以通常的对准例如垂直方式将不会去除/沉积材料。因此，当
前已知^又通过利用电火花机床(EDM)或激光制造金属成形结构350。
图13和图14显示了一个由钢制成并具有用常规的EDM方法加工 的凸起2250的原型成形结构350的一部分。图13为一个成形结构350 的显微照片以及图14为图13的成形结构的进一步放大视图。如图13 所示，钢成形结构已经经受了 EDM加工以形成具有远端2260的完整凸起 2250。图13和14所示的成形结构350具有与图3所示的那些形状基 本相似的凹陷710。然而，如图13和14所见，因为在EDM加工之前的 成形结构350和EDM加工本身的几何约束，该结构制造吸收制品的顶片 并不理想。具体地讲，如所见到那样，成形结构互联构件910的第一表面 900为仅一个凸起"宽"。同样，如图13所见，由于EDM加工的几何约束， 会产生凸起2250之间的缺口。例如，图13中的缺口 901由方向与所示 的各自的成形结构互^:构件910稍微不平行的EDM线产生。
因此，对于适于一次性吸收制品中的顶片的商业成功的纤维网生产， 图13所示的成形结构可能并不合格。然而，很显然，可成形具有所需纵 横比的合适形状的凸起2250。图13所示的成形结构的凸起2250的平均 高度hp平均为约275微米(O.Oll英寸)，以及平均直径dp平均为约100微 米(0.004英寸)，限定平均纵一黄比ARp平均为约2.7。(注意图13和14所 示的成形筛网为一个原型，并已经用EDM在两侧进行了加工。实际上， 仅需要在一侧形成凸起)。
在制造成形结构350的另一种方法中，将易于激光变形的基底材料激 光"刻蚀"以选择性地去除材料形成凸起2250和成形结构孔710。"易于激 光变形"意思是可通过激光以可控的方式选择性地去除材料，公认用于激光 加工的光的波长以及能量水平必须与材料相匹配(反之亦然)以得到最佳结 杲。目前已知的易于激光变形的材料包括诸如聚丙烯之类的热塑性材料、 诸如构自美国德拉瓦州Wilmington的DuPont的DELRIN 之类的缩醛 树脂、诸如交联聚酯或环氧树脂之类的热固性塑料、乃至诸如铝或不锈钢 之类的金属。
在一个实施方案中， 一个成形结构可按连续生产过程进行激光加工。 例如，诸如DELRIN 之类的聚合物材料可以圓柱体形式被提供作为基底材 料，其具有一个中心的纵向轴线、 一个外表面和一个内表面，外表面和内
表面限定基底材料的厚度。可定向一个活动的激光源大致正交于外表面。 活动激光源在平行于基底材料中心纵向轴线的方向上是可活动的。圓柱形 的基底材料可绕中心纵向轴线进行旋转，同时激光源按确定多个凸起的图 案加工或刻蚀基底材料的外表面以去除基底材料的所选择部分。每个凸起
可为大致柱形的和柱状的凸起2250,如本文所公开的那样。通过当圓柱体
基底材料旋转时平行于圆柱形基底材料的纵向轴线移动激光源，相对运动 即旋转和激光运动可同步，使得当圓柱体基底材料的每个周转时，可以类 似于螺钉的"螺纟丈"的连续生产过程成形预定图案的凸起。
图15为本发明的一个成形结构350的激光刻蚀实施方案的显微照 片。图16为本发明的另一个然而类似的成形结构350的放大视图。图15 和16所示的成形结构350通过首先成形一个具有其中成形的凹陷710 的聚合物层，其如所示的那样为大致"泪珠"形并将在本发明的纤维网80中 制造大致泪珠形的主孔71。可成形凹陷710，例如通过首先激光刻蚀凹陷。 其中具有凹陷710的聚合物层也可通过透过在一个下面的支撑层(未示出) 例如一个多孔编织背衬上的适当的屏蔽层辐射一种诸如可紫外光固化的聚 合物之类的液体光敏树脂来成形。合适的聚合物层、支撑层、屏蔽层和紫 外固化方法已为加工造纸带领域所熟知并被公开于1994年8月2日授 予Trokhan等人的美国专利5，334,289,以及1985年7月16日授予 Trokhan的美国专利4,529,480，以及2000年1月4日授予Boutilier等 人的美国专利6，010,598中，为说明结构、树脂和固化技术，这些专利的 每一个因而被引入本文以供参考。例如，如Boutilier的'598专利中所公 开的那样， 一种合适的液体光敏树脂成分由四种组分构成预聚物、单体、 光引发剂和抗氧化剂。 一 种优选的液体光敏树脂为购自德拉瓦州 Wilmington的MacDermid Imaging Technology, Inc.的Merigraph L-055。
在聚合物层被固化以具有凹陷710之后，聚合物层^f皮激光刻蚀以成形 具有远端2260的凸起2250。激光刻蚀可用已知的激光技术来实现，根据 需要选择波长、功率和时间参数以产生所需的凸起尺寸。在图16的成形 结构中，凸起的平均高度hp为250微米以及平均直径为85微米(在高度 hp的W处)以及纵横比arp为约2.9。
因此，如上面所/^开的那样，在一个实施方案中，凹陷710可以一种 方式加工，以及凸起通过一个单独工序以另一种方式加工。例如，凹陷710
可在一个成形结构"坯料，，上进行预成形，其随后进行激光加工即刻蚀以具有 在凹陷710之间的着陆区上形成的凸起。在一个实施方案中，可照原样采
用在一个支撑层上成形成一个固化聚合物的成形结构350，其中支撑层为 成形结构350的一部分。然而，在另一个实施方案中，可将固化聚合物从 支撑层上去除并单独使用。在这种情况下，仅部分固化聚合物、去除支撑 层卯3和终止完全固化聚合物材料为理想的。
图17和18的显微照片显示了在图15所示的成形结构上加工的纤 维网80。图17为纤维网80的一部分的显^t照片，显示发状纤丝225和 孔71。图18为纤维网80的进一步放大视图，更详细地显示具有闭合的 远端226的发状纤丝225。用于图17和18所示的纤维网80的前体纤 维网120由25微米(O.OOl英寸)厚的Dowlex 2045A前体薄膜120制 成。
图19和20显示在图13和14所示的成形结构上以分批生产过程 加工的纤维网80高倍放大部分以更精确地显示发状纤丝225的细节。图 19和20所示的聚合物纤维网80具有大致呈五至六边形形状的主孔 71(未示出)，每个孔在第一表面90上的投影面积为约1.4平方毫米。主孔 71间的间距要使得主孔71投影在第一表面90上的有效面积达到总表 面的65%。纤维网80显示具有约4,650个发状纤丝225每平方厘米第 一表面卯面积(约30,000个发状纤丝225每平方英寸)。发状纤丝225 的这种浓度被称作发状纤丝225的"密度"或"表面密度"，并代表第一表面 90每单位面积而不是聚合物纤维网80的总面积的发状纤丝的数目。因 此，当计算密度时，聚合物纤维网80与主孔71相对应的区域不对该面 积产生影响。 一般来说，用成形结构350上的凸起2250的平均中心至中 心间距确定密度，对于图13和14所示的成形结构来说，其为约150微 米(0.006英寸)。
据信适于用作一次性吸收制品(例如，卫生巾)中顶片的本发明聚合物纤 维网80的发状纤丝225的密度应该为至少约1550根每平方厘米(约 10,000根每平方英寸)。发状纤丝225的密度可为约2325根每平方厘米 (约15,000根每平方英寸)，并可为约3100根每平方厘米(约20,000根每 平方英寸)以及可为约3875根每平方厘米(约25,000根每平方英寸)。由于 对于某些纤维网而言，可能难以确定第一表面90精确开始和终止的位置， 可通过取预定部分聚合物纤维网80的总面积并减掉投影在那个预定部分
的第一表面90上的主孔71的面积近似得到密度。主孔71的面积可根 据成形结构350的凹陷710的投影面积得到。"投影面积，，的意思是如果一 个表面被投影到一个平行于那个表面的平面上并可通过例如类推推测为表 面"墨印"的面积。
图19为由25微米(O.OOl英寸)DOWLEX 2045A前体薄膜120制 成的纤维网80的显微照片。如其所示，图19的纤维网80包括离散的 发状纤丝225,每个发状纤丝225为第一表面90的一个突出伸出部。每 个发状纤丝225具有一个限定一个开口部分229(如图5所示)和一个闭 合的远侧部分226的侧壁227。所示的发状纤丝225的高度为约211微 米，以及在其％高度处的直径为约142微米，导致约1.5的纵横比。
图20的纤维网80包括离散的发状纤丝225,每个发状纤丝225为 第一表面90的一个突出的伸出部。每个发状纤丝225具有一个限定一个 开口部分229(如图5所示)和一个闭合的远侧部分226的侧壁227。图 20所示的发状纤丝225的纵;廣比AR为至少1。
图19和20所示的纤维网80之间的差异是，用来制造图20所示 的聚合物纤维网80的前体薄膜120为在一个最外层中包括碳酸钙的共 挤出的四层聚乙烯薄膜。具体地讲，在发状纤丝225成型之后将碳酸4丐添 加到形成纤维网80的第一表面的聚合物的聚合物熔体中。由聚乙烯组成 的四个层按下列排序(1) ExxonMobil NTX-137,体积百分比约42; (2) ExxonMobil Exact 4151,体积百分比约16; (3) ExxonMobil Exact 4049，体 积百分比约32;和(4)掺有碳酸钙作为母料的重量百分数为57的 Ampacet 10847和重量百分数为43的ExxonMobil LD 129的混合物，该 混合物所占的体积百分数为约10%。前体薄膜120的初始厚度为约25微 米(O.OOl英寸)。
使用CaC03/PE混合物作为前体薄膜120的表皮层的一个令人感兴 趣的和未曾料到的结果是在发状纤丝225的远端226处或近旁粗糙的外 表面区域228的形成，如在图20所示的纤维网上所见。这些表面光滑度 比周围的表面例如第一表面90低的较大的表面粗糙区域228由于其固 有光泽提供一种更像布状的外观，以及一种更柔滑的触感。不受理论的约 束，据信发状纤丝225远端的较粗糙的表面紋理给予了更大的紋理，其被
感受成人的皮肤接触表面的柔软性。不受理论的约束，据信在发状纤丝225 的远端226处或近旁的粗糙外表面的形成为深拉其上具有颗粒物质的前 体纤维网的结果。似乎是可能是颗粒物质(在这种情况下为CaC03)引起薄 膜混合物上的应力集中，导致了表面不连续。在最大应变点处，即在发状 纤丝225的最大拉伸点处，薄膜(即前体薄膜120)的表面破裂，在发状纤 丝225表面上暴露出颗粒物质。
因此，在一个实施方案中，聚合物纤维网80可被描述成具有其中至 少靠近其远端226的一部分显示具有比余下部分更大的表面粗糙度的区 域228的发状纤丝225。通过使用不同的添加剂颗粒物质，相对较大的表 面粗4造度区域22S可提供其它有益效果。例如，可采用颗粒皮肤处理剂或 保护剂或气味吸收活性物质。重要的是，包括颗粒物质的纤维网80允许 活性物质以一种很直接和有效的方式被递送到采用纤维网80的制品穿着 者的皮肤上。
一般来说，据信掺进前体纤维网120的聚合物熔体中的任何非扩散成 分(颗粒和非颗粒)当靠近发状纤丝225远端的聚合物应变时可被暴露出 来。具体地讲，诸如皮肤护理剂之类的活性物质可被基本定位在远端226 处或近旁，其可为纤维网80的主要皮肤接触表面。使聚合物薄膜进行局 部应变的其它已知方法也可起到暴露各层中的非扩散成分的作用。例如， 压花、环轧、热真空成形和其它已知方法可提供聚合物薄膜的局部破裂和 活性成分的暴露。
制造成形结构350的其它方法包括用局部电镀、3-D沉积工艺或光刻 胶技术的方法添加结构。 一种3-D沉积工艺为烧结法。烧结类似于其中添 加粉状金属各层以产生一个最终工件的激光立体光刻技术。然而，据信烧 结法受到分辨率的限制。光致抗蚀技术包括在液体光敏树脂例如上面所公 开的可紫外固化的聚合物之上采用一种适当屏蔽成形一个三维结构。紫外 固化仅对固化暴露于 一 个紫外光源发出的紫外光的液体树脂部分有效。液 体树脂的余下(未固化的)部分然后可被沖刷掉，仅遗留下固化部分。可将液 体树脂可紫外固化的聚合物在例如一个托盘上放置到所需深度或厚度并进 行适当屏蔽和紫外光固化以选择性地固化作为凸起2250的部分以及不固 化将作为孔710的部分。
在另一个实施方案中，如图21和22所示的柔韧的聚合物成形结构
350可由在一个可透气的背衬筛网430上的可紫外固化的聚合物的聚合 组成。首先，表面900确定在图示的实施方案中为呈双向错开排列的六边 形的孔710。要了解的是，如前所述，可采用各种形状和方向的孔710。 图22图示说明沿着线22-22所截:f又的图28所示成形结构350那部分 的横截面视图。图21和22均显示了纵向补强线420和横向补强线 410。纵向补强线420和横向补强线410组合在一起形成一个多孔的编织 元件430。补强线的一个用途是加强柔韧的聚合物成形结构350。如其所 示，补强线410和420可为圆形的并可作为可紫外固化的^"脂已经绕着 其固化的方形编制织物来提供。可采用任何方便的编织中的任何方使的细 丝尺寸，尽管一般来说，编织越稀松越好。更稀松的编织一般导致空气流 更好地经过孔710。当成形结构350被用来成形一个聚合物纤维网例如聚 合物纤维网80时，空气流动更佳导致更好的即更经济的液压成形。在一 个实施方案中，成形结构350 430为一个例如通常被用在居室门窗上的金 属筛网。在一个实施方案中，金属筛网为18X16筛目的亮铝筛网，其纵向 细丝420和一黄向细丝410的细丝直径均为0.24mm，以商品名Hanover Wire Cloth购自美国宾夕法尼亚州Hanover的Star Brand Screening。
如图21和22所示，凸起2250 ^v第一表面900伸出来并具有为圓 形的远端2260。在另一个实施方案中，如图26的显tt照片所示，通常可 将远端压平成为一个平台。图26所示的成形结构为一个由聚合可紫外固 化的树脂的两阶段方法成形的柔韧的聚合物成形结构。
根据图23描述了用于制造柔韧的聚合物成形结构350例如图24-26 所示的成形结构的一种两阶段方法。本文所述的方法制造具有较大的开口 即凹陷710和较细的凸起即凸起2250的组合的成形结构350。在图23 所示的优选实施方案中，本文所述的方法制造连续的带状成形结构351。 概括地说，本方法涉及采用 一种光敏树脂在一个多孔元件上和周围构造一 个固体的聚合物框架，其刻画出成形结构350(或带状成形结构351)的较大 的凹陷710和较细的凸起2250的预选图案外形。更具体地讲，本方法包 括一种两阶段树脂浇铸方法，其包括以下步骤
a.将一个背衬薄膜铺到一个成形单元的工作表面上；b. 将一个多孔元件并置到背衬薄膜上，以便背衬薄膜被置于多孔元件
和成形单元之间；
c. 将一个液体光敏树脂涂层涂敷到多孔元件的表面上；
d. 将涂层的厚度控制到一个预选值；
e. 与光敏树脂涂层以接触关系并置一个包括不透明和透明两个区域的 屏蔽，其中不透明区确定一个对应于凹陷710的预选图案；
f. 将液体光敏树脂透过屏蔽暴露于具有激活波长的光中，从而导致在 与屏蔽的透明区域对齐的那些区域中的光敏树脂的至少部分固化；和
g. 从复合的多孔元件/部分固化树脂中去除基本上未固化的液体光敏 树脂；
h. 重复步骤a-g—次，其中步骤(d)中的控制厚度(例如，厚度更大，例 如与图22中hf2对应的厚度)不同以及步骤(e)中的屏蔽不同，步骤(e)中的 屏蔽包括不透明和透明两个区域，其中透明区域限定一个与凸起2250对 应的预选图案；
i. 将多孔元件/固化树脂浸入无氧环境例如水浴器或其它水溶液中；
j.将多孔元件/部分固化的树脂透过屏蔽暴露于具有激活波长的光中， 从而诱使光敏树脂完全固化，导致最终的带状成形结构。
用于本发明实践的精密装置(或设备)为非物质的，只要它实际上可被用 来实行本发明。在阅读所有的下列说明书之后，本领域的普通技术人员将 能够选择适当的装置来执行上述步骤。可用于本发明实践构造一个呈环形 带形式的成形结构的一个装置的优选实施方案被显示于图23的示意图 中。为方便起见，本发明将根据那个装置进行描述。
该方法的第一步骤是将一个背衬薄膜铺到一个成形单元的工作表面 上。在图23中，成形单元613具有工作表面612并被显示成一个圓形 元件；其优选地为一个可旋转的转筒。根据方便与否选择成形单元613的 直径及其长度。其直径应该足够大以便背衬薄膜和多孔元件在加工期间不 会过度弯曲。直径也必须足够大，绕其表面要有足够的行进距离，以便成 形单元613进行旋转时可完成必需的步骤。成形单元613的长度根据要 构造的成形结构350的宽度进行选择。成形单元613由一个未示出的驱 动部件进行旋转。任选地以及优选地，工作表面612吸收激活波长的光。 优选地，成形单元613装有用于确保背衬薄膜653保持与工作表面612
紧密接触的部件。例如，背村薄膜653可被粘附固定到工作表面612上 或者成形单元613可具有用于将背衬薄膜653通过由遍布成形单元613 工作表面612上的多个间隔很近的小孔所施加的真空的作用固定到工作 表面612上的部件。优选地，背村薄膜653通过图23未示出的张力调 整部件顶靠着工作表面612。
可从背衬薄膜供给辊631将其从上面展开将背衬薄膜653引入到系 统中并使其在方向箭头D3所指的方向上行进。背衬薄膜653接触成形单 元613的工作表面612，被上文所讨论的部件暂时约束贴靠着工作表面 612,当成形单元613 4^转时与其一同行进，最后与工作表面612分离并 行进到将其重新缠绕的背衬薄膜拾取辊632。
在图23所示的实施方案中，背衬薄膜653计划使用一次，在此之后 它即被丟弃。在一个备选安排中，背衬薄膜653可采取环形带的形式，绕 一系列转向辊行进，在此过程中此处它被适当清洁并重新使用。图23中 未示出必需的驱动部件、导辊等等。背衬薄膜653的作用是保护成形单元 613的工作表面612以及有助于从成形单元上除去部分固化的成形结构 350。薄膜可为任何柔韧的、光滑的、平直材料例如聚乙烯或聚酯片。优选 地，背衬薄膜653由聚乙烯制成并且其厚度为约0.01至约0.1毫米。
该方法的第二步骤是将一个多孔元件601以背衬薄膜被置于多孔元 件601和成形单元613之间这样一种方式并置到背衬薄膜上。多孔元件 601为可绕其构造固化树脂的材料。 一种适用的多孔元件为如图21和22 所示的金属丝网筛430。具有聚酯丝的筛网是适用的。筛网的筛目大小为 约6至30丝每厘米是适用的。方形编织筛网与其它更复杂的编织筛网一 样适合。细丝的横截面为圆形或是椭圓形为优选的。尽管有利的是，其不 必使细丝对于激活波长的光线透明。除了网筛之外，可用纺织和无纺织物、 造纸织物、热塑性结网等等来提供多孔元件。所选择的多孔元件的精确种 类及其尺寸将通过其中成形结构350在其被构造之后将赋予的用途来确 定。因为由图23所示的装置构造的成形结构350呈环形带的形式，多孔 元件601也为一个例如通过将筛网长度的末端接合到一起形成的环形带。
如图23所示，多孔元件601在方向箭头Dl所指的方向上绕转向辊 611向上以及绕成形单元613以及绕转向辊614和615行进。如需要的 话，可利用其它导辊、转向辊、驱动部件、支撑辊等等，并且图23中显
示了一些。将多孔元件601放在背衬薄膜653上以便背衬薄膜653被置 于多孔元件601和成形单元613之间。成形结构350所需的具体样式将 规定并置的正确方法。在优选的实施方案中，将多孔元件601与背村薄膜 653以直接接触的关系进行放置。
当从树脂源620将液体光敏树脂652涂敷到多孔元件601上时，树 脂652将主要被涂敷到多孔元件601的一侧上并且多孔元件601实际 上将被位于成形结构350的一个表面上。可用任何方便的部件将多孔元件 601与背衬薄膜653隔开一段有限距离，然而这样的排列通常并非优选 的。树脂源620可为一个喷嘴或用于沉积液体光敏树脂的包括挤出、槽式 涂敷等等的任何已知的部件。
本发明方法的第三步骤是将第一层液体光敏树脂652涂层施用到多 孔元件601上。涂层的第一层为最终将包括成形结构350在第一和第二 表面1020和1060的对应平面之间的部分的层(图22中显示成hfl)。可 将液体材料施用到多孔元件601上的任何技术均适用。例如，可采用喷嘴 620来供给粘稠的液体树脂。必须在固化之前在多孔元件601的宽度上均 匀涂敷液体光敏树脂652而且涂敷所需的材料量，使得当成形结构350 的样式需要时进入多孔元件601的开口。对于编织的多孔元件而言，编织 筛网结构的关节即突起的交叉点优选地与背衬薄膜相接触，以便其可能能 够完全用光敏树脂包住每个细丝的整个部分；然而应该尽可能地包住每个 细丝。
可容易地从很多市售产品中选择适用的光敏树脂。它们为在辐射(通常
为紫外(uv)光)的作用下固化或交联的材料(通常为聚合物)。包含更多有关
液体光敏树脂信息的参考资料包括J. Macro-Sci. Revs. Macro Chem., C21 (2)， 187-273 (1981-82年)页 Green等人的"Photocross-linkable Resin Systems"; 1978年9月25-27日Tappi Paper Synthetics Conf.第167-172 页Bayer的"A Review of Ultraviolet Curing Technology";和1978年7月 J. of Coated Fabrics, 8、 10-20页中Schmidle的"Ultraviolet Curable Flexible Coatings"。所有前述三个参考资料均引入本文以供参考。尤其优选的液体 光壽丈初于月旨包含于由美国德4立瓦州 Wilmingtion的 MacDermid Imaging Technology Inc.生产的Merigraph L-055系歹'J中。本发明方法的下 一步骤是将涂层厚度控制到 一个预选值。预选值与在
各自的第一和第二表面1020和1060之间的成形结构350的厚度一致。 即，如图22所示的厚度h&。当打算将成形结构350用来制造适于用作 一次性吸收制品中的顶片的纤维网80时，hfl约lmm至约2mm厚为优 选的。当然，其它应用场合可要求更厚的成形结构350，其可为3mm厚 或更厚。
可采用任何适合控制厚度的部件。图23中所示的是采用夹紧辊641。 夹紧辊641和成形单元613之间的间隙可用未示出的部件机械控制。辊 隙与屏蔽654和屏蔽导辊641 —起有助于使液体光敏树脂652的表面 平滑并有助于控制其厚度。
本发明方法的第五步骤包括将第一屏蔽654与液体光敏树脂652成 接触关系并置。屏蔽的目的是遮蔽液体光敏树脂的某些区域防止暴露于光 下。除了与在成形结构350中所需的孔71图案相对应的不透明区域图案 以外，第一屏蔽654对于激活波长的光例如紫外光是透明的。图27显示 了适用的第一屏蔽654的一部分，其显示不透明即阴影部分657和透光 部分658的一种图案。注意图27显示了叠置在那下面的比例尺。比例尺 的最小刻度为O.lmm。
第一屏蔽654的透光部分658即未遮蔽致活光源的区域与将被固化 形成成形结构350的连接构件910的液体光敏树脂的那些区域相对应。 同样，第一屏蔽654的不透明部分657与成形结构350的凹陷710的 图案相对应。因此，第一屏蔽654可具有与图21所示的成形结构350的 六边形凹陷、或图13所示的五边形凹陷710、或图15所示的泪珠形凹 陷710的图案相对应的不透明部分657。 一般来说，对于用来形成用作一 次性吸收制品中的顶片的纤维网80的成形结构350而言，第一屏蔽654 的不透明部分657应该具有合适的尺寸、形状和间距以为纤维网80提供 所需的孔71结构，使得它显示具有理想的流体流动性。
第一屏蔽654可为可具有不透明和透明区域的任何适用的材料。具有 柔韧薄膜性质的材料是适用的。柔韧薄膜可为聚酯、聚乙烯或任何其它适 用材料。不透明区域可用任何便利的方法例如照相或凹版印刷工艺、柔性 版工艺和喷墨或旋转式网版印刷工艺形成。第一屏蔽654可为一个环状回 路或带(细节未示出)或它可从一个进给辊供应并横穿系统到 一个拾取辊上，二者都未显示在在插图中。第一屏蔽654在方向箭头D4所指的方向上行 进，在压紧辊641下面转向，在此处其开始与液体光敏树脂652的表面 相接触，行进到屏蔽导辊642,在其附近，其与树脂脱离接触。在这个特 定实施方案中，树脂厚度的控制和屏蔽的并置同时发生。
本发明方法的第六步骤包括将液体光敏树脂652透过第一屏蔽654 暴露于激活波长的光下，从而诱使在与第一屏蔽654的透明区域658对 准的那些区域中树脂的至少部分固化。在这个步骤中，树脂不需要被完全 固化，然而当在曝光后步骤例如洗刷掉未固化的树脂期间暴露的树脂保留 其形状时实现至少部分固化，如下所述。在图23所示的实施方案中，背 衬薄膜653、多孔元件601、液体光^:树脂652和屏蔽654 —起形成一 个单元， 一起从压紧辊641行进到屏蔽导辊642附近。在压紧辊641和 屏蔽辊642中间以及位于背衬薄膜653和多孔元件601仍然与成形单 元613并置的一个位置处，液体光敏树脂652被暴露于曝光灯655所提 供的激活波长的光下。选择曝光灯655以提供主要在引起液体光敏树脂固 化的波长范围内的照明。该波长是液体光敏树脂的一个特征。在一个优选 的实施方案中，树脂为可紫外光固化的以及曝光灯655为一个紫外光源。 可以使用任何合适的照明源，如汞弧、脉冲氛、无电极以及焚光灯。
如上所述，当液体光敏树脂被暴露于合适波长的光下时，在树脂的暴 露部分产生了固化。固化通常通过暴露区域中树脂的凝固来表明。反之， 未暴露区域保持流体状态。照明强度及其持续时间取决于暴露区域所需的 固化程度。曝光强度和时间的绝对值取决于树脂的化学性质、其光致特性、 树脂涂层的厚度和所选择的图案。此外，曝光强度和光的入射角对经由成 形结构350厚度hfl的连接构件910的壁上锥度的存在与否具有很重要 的影响。因此，可校准光以获得所需的锥度。
该方法中的第七步骤是从多孔元件/部分固化的树脂621的固化或部 分固化的复合结构上基本上去除所有未固化的液体光敏树脂。就是说，从 系统中去除已经被遮蔽防止暴露于光下的树脂。在图23所示的实施方案 中，在屏蔽导辊642附近的某一点处，第一屏蔽654和背衬薄膜653与 包括多孔元件601和目前部分固化的树脂621的复合结构物理分离。多 孔元件601和部分固化的树脂621的复合结构行进到第一树脂去除底板 623附近。在第一树脂去除底板623处对复合结构的一个表面施加真空，
以便从复合结构上去除基本数量的液体(未固化的)光敏树脂。由于复合结构
行进较快，它被带到树脂冲淋器624和树脂清洗工位排放管625附近， 在此处，用水或其它合适的液体彻底清洗复合结构以去除更多的剩余液体 (未固化的)光敏树脂，其通过树脂清洗工位排放管625从系统中排出。沖 淋液优选地主要为水或含水溶液，其温度在约46摄氏度(115华氏度)。
可采用一个第二树脂去除底板626(或一个第三树脂去除底板等等，如 果必要)用于在该方法的这个阶段进一步去除残余的未固化的树脂。(图23 显示了一个呈第二光源660和一个排气介质例如水浴器630形式的第二 固化工位，然而其未被用于本方法的第一阶段)。
在制造成形结构350的该方法的这个阶段，其为第一阶段的末端，复 合结构目前实际上包括多孔元件601和包括连接元件910、第一表面900 以及第二表面850和凹陷710的代表成形结构350部分的部分固化的 树脂621。
下一步将在部分固化的成形结构350上成形凸起2250。要成形凸起 2250,实际上在第二阶段重复本方法，并且用一个第二屏蔽656取代第一 屏蔽654。
因此，步骤八开始于图23中表示成603的部分成形的成形结构，在 用方向箭头Dl所指的方向上绕转向辊611向上以及绕成形单元613以 及绕转向辊614和615行进。如前所述，如必要的话，可利用其它导辊、 转向辊、驱动部件、支撑辊等等，并且图23中显示了一些。部分成形的 成形结构603与背衬薄膜653并置，以便背衬薄膜653被置于部分成形 的成形结构603和成形单元613之间。成形结构350所需的具体样式将 规定并置的准确方法。在优选的实施方案中，部分成形的成形结构603与 背衬薄膜653以直接接触关系进行放置。背衬薄膜653可与前面方法的 第 一阶段提到的背衬薄膜相同。
在本方法的第九步骤中，再次如上所述将一个液体光^:树脂652的第 二涂层从树脂源620涂敷到部分成形的成形结构603上，树脂652被施 用填满部分成形的成形结构603的凹陷即凹陷710，而且，在部分成形的 成形结构603的部分固化的树脂的水平面上涂敷一个涂层。如前所述，部 分成形的成形结构603可用任何便利的部件与背衬薄膜653间隔开一段 有限距离，然而这样的排列通常并非优选的。
第二层涂层是将最终被固化形成成形结构350的凸起2250的层。如 果要得到一样高度的凸起2250,则液体光敏树脂652的第二层必须在部 分成形的成形结构603的宽度上被均匀地涂敷。形成凸起2250的光敏树 脂所必需的量要足以充满部分成形的成形结构603的孔口以及超过与所 需的凸起高度相对应的预选厚度，例如与图22的距离hf2相对应的厚度。 当成形结构350打算被用来制造适于用作一次性吸收制品中顶片的纤维 网80时，hf2为约l.lmm至约2.1mm厚为优选的。如前所述，可采用 用于控制厚度的任何适用的部件，包括使用压紧辊641在内。
图23所示的本方法的第十步骤包括并置一个第二屏蔽656与液体 光敏树脂652的第二层相接触。如前所述，屏蔽的用途是遮蔽液体光敏树 脂防止暴露于光下。图28显示了合适的第一屏蔽654的一部分，显示不 透明即阴影部分657和透光部分658。注意，尽管难以看见，图28显示 了一个叠置在其下面的比例尺。比例尺的最小刻度为O.lmm。
如图28所示，除了与成形结构350中所需的凸起2250图案相对应 的透明区域658的图案以外，第二屏蔽656对于激活波长的光例如紫外 光是不透明的。第二屏蔽656的透光部分即未被遮蔽于致活光源的区域与 液体光敏树脂将进行固化的那些区域相对应。因此，第二屏蔽656的透明 区域与成形结构350凸起2250的预选图案相对应。因此，第二屏蔽656 可具有透明区域的图案，其为间隔很近的点或圆点，点或圆点与间隔很近 的圓形(横截面)凸起——对应，例如图24和25所示的那些。当然，根据 成形结构350的具体最终用途，屏蔽656透明区域的图案可为其它形状 或图案。 一般来说，对于一个用来成形用作一次性吸收制品中顶片的纤维 网80的成形结构350来说，第二屏蔽656的透明区域658应该具有合 适的尺寸、形状和间距以提供纤维网80的凸起2250的所需结构，使得 它显示具有理想的触觉性质，例如感觉到的柔软性。在一个实施方案中， 第二屏蔽656的透明区域658每个都是直径约65微米的圓形，在约 188微米的中心至中心距离上间隔开，透明区域658呈约3875个每平方 厘米(约25,000个每平方英寸)的均匀间距。
第二屏蔽656可为与第一屏蔽654 —样的材料，例如其中可用任何 便利的方法例如照相或凹版印刷工艺、柔性版工艺和喷墨或旋转式网版印 刷工艺施加不透明区域的柔韧薄膜。第二屏蔽656可为一个环状回路(其细
节未示出)或它可从一个进给辊供应并横穿系统到 一个拾取辊上，二者均未
显示在图中。第二屏蔽656在方向箭头D4所指的方向上行进，在压紧辊 641下面转向，在此处其开始与液体光敏树脂652的表面相接触，行进到 屏蔽导辊642,在其附近，其与树脂脱离接触。在这个特定实施方案中， 树脂厚度的控制和屏蔽的并置同时发生。
本方法的第十一步骤包括再次将液体光敏树脂652透过第二屏蔽 656暴露于激活波长的光下，从而诱使在与第二屏蔽656的透明区域即凸 起2250对准的那些区域中树脂的固化。在图23所示的实施方案中，背 衬薄膜653、部分成形的成形结构603、液体光敏树脂652和第二屏蔽 656 —起形成一个单元， 一起从压紧辊641行进到屏蔽导辊642的附近。 在压紧辊641和屏蔽导辊642中间以及位于背衬薄膜653和部分成形 的成形结构603仍与成形单元613并置的某一点处，液体光敏树脂652 被暴露于由曝光灯655所提供的激活波长的光下。如前所述， 一般来说， 选择曝光灯655来提供主要在引起液体光敏树脂固化的波长范围内的照 明。该波长是液体光敏树脂的一个特征。如前所述，在一个优选的实施方 案中，树脂为可紫外灯固化的以及曝光灯655为一个紫外光源(实际上，与 上述用于本方法第一阶段的光源相同)。
如上所述，当液体光敏树脂被暴露于合适波长的光下时，在树脂的暴 露部分产生了固化。固化通过暴露区域中树脂的凝固来表明。反之，未暴 露的区域保持流体状态(或在部分成形的成形结构603的以前固化部分的 情况下部分固化)。照明强度及其持续时间取决于暴露区域所需的固化程度。 曝光强度和时间的绝对值取决于树脂的化学性质、其光致特性、树脂涂层 的厚度和所选择的图案。此外，曝光强度和光的入射角对凸起2250壁上 的锥度存在与否具有很重要的影响。如前所述，可利用一个光准直仪来降 低壁的锥度。
本方法的第十二步骤是再次从部分固化的成形结构350上基本去除 所有未固化的液体光敏树脂。就是说，从系统中去除在第二固化步骤中已 被遮蔽防止暴露于光下的树脂。在图23所示的实施方案中，在屏蔽导辊 642附近的某一点处，第二屏蔽656和背衬薄膜653与目前包括最终成 形结构350的部分或基本完全固化的树脂，即具有凹陷710和凸起2250 二者的目前部分固化的树脂621的复合结构物理分离。部分固化的树脂
621行进到第一树脂去除底板623附近。在第一树脂去除底板623处对 复合结构的 一个表面作用真空，以便从复合结构上去除基本数量的液体(未 固化的)光敏树脂以及与凹陷710相邻的固化的"凸起"。注意，在第二固化 步骤中，第二屏蔽656不限制树脂仅在与成形结构350的第一表面900 相对应的部分上的固化。第二固化步骤实际上固化均勾分布在部分固化的 复合结构603的整个面积上的"凸起"。然而，仅仅固化的树脂在连接构件 910上的部分在第一表面900处接合到连接构件910上并事实上与前面 固化的树脂部分成为整体。因此，在真空和水洗步骤中，在对最终固化的 最终曝光之前，固化的树脂与在相邻的凹陷710中"凸起，，相对应的部分被 完全去除，如下面所详述的那样。
由于复合结构行进较快，它被带到树脂冲淋器624和树脂清洗工位排 放管625附近，在此处，用水或其它合适的液体彻底清洗复合结构以去除 基本上所有剩余的液体(未固化的)光敏树脂，以及未形成最终成形结构350 一部分的任何固化的树脂，其全部通过树脂清洗工位排放管625从系统中 排出进行再循环或处理。例如，在凹陷区域中在第二阶段光活化形成的固 化树脂被冲洗掉。此类固化树脂优选地未被粘附到下层的有孔构件上，并 且如果粘附了的话，粘附强度优选地不足以防止不需要的固化材料沖洗掉。
在基本所有的未固化树脂被去除以及余下的树脂呈成形结构350的 最终形式之后，余下的树脂优选地在一种无氧介质例如水浴器630中用一 个第二光源660进行完全固化。无氧介质确保氧不会妨碍余下的未固化树 脂的最终的紫外光固化。在自由基聚合反应中，氧会减慢或停止链增长。
如图23所示，如需要可采用一系列导辊616来将部分成形的成形结 构350引入一个水浴器630中。然而，在实践中，可采用任何加工构型， 包括只是靠其自重让部分成形的成形结构350浸入很浅的例如25.4mm 深水槽中。树脂最终暴露于激活光660中确保树脂全部固化到其完全硬化 和耐用状态。
上述的第十二步骤中，除非多孔元件601的整个长度已经进行处理并 转变成成形结构350，两阶段过程一直连续。表示成带状成形结构351的 最终成形结构然后可被用于一个纤维网成形工艺例如根据例如图29所描 述的工艺中。
因此， 一般来说，固化可分阶段进行，以便首先一个具有与成形结构 孔710相对应的紫外阻挡部分(例如，具有呈泪珠图案的紫外阻挡部分)的 负片屏蔽可通过对准一个紫外光源正交于屏蔽足够多的时间被用来首先部 分固化聚合物。在未屏蔽区域中聚合物部分固化之后，可将一个包括多个 间隔很近的紫外透明的点或圓点的第二屏蔽放置在光源和部分固化的聚合
物之间。聚合物被紫外光源再次固化以完全固化聚合物将成为凸起2250 的部分。在凸起被完全固化后，余下的未固化聚合物(和部分固化的聚合物) 可被去除以留下具有如图22-26所示的那些成形结构一样的类似特征的成 形结构。例如，所描述的工序可被用于原型材料的手工抄纸。
成型带状成形结构的实施例
图24-26所示的成形结构350根据图23依照上述方法进行制造。具 体地讲，多孔元件601为一个18X16筛目的铝筛网，购自宾夕法尼亚州 Hanover 的 Hanover Wire Cloth Star Brand Screening 。 筛网为约 0.5mm(0.021英寸)厚、61cm (24英寸)宽并由编织的丝网孔组成，每个细 丝的丝径为约0.24mm。筛网为约15米(50英尺)长以及通过一个缝合的缝 形成一个环状带。
背衬薄膜为约0.1mm (.004英寸)厚的两轴向的透明聚酯薄膜，以商品 名Item No. R04DC30600购自美国俄亥俄州Cleveland的Miles Road的 19499号 Graphix 。光敏树脂为 XPG2003-1 ,购自美国德拉瓦州 Wilmingtion的MacDermid Imaging Technology Inc.， 当,人生产商处4妻4丈时， 其在室温下使用。
第一屏蔽为一个0.1mm (.004英寸)的彩色透明薄膜，787N,购自美国 伊利诺斯州Chicago的Azon并按如图27所示的泪珠图案进行印刷。第 一屏蔽通过将图案直接喷墨印刷到Azon彩色透明薄膜上来形成。
成形单元包括一个转筒，其直径为约108cm (42.5英寸)以及宽度为约 71cm(28英寸)。它以约41cm(16英寸)每分钟的表面速度旋转。
对于第一浇铸而言，光壽丈树脂通过一个喷嘴被施用达到约1.7mm(0.067 英寸)的控制总厚度，其中厚度通过如上所述的成形单元和夹紧辊的间距来 控制。 如上所述的曝光灯即灯655为一个紫外光系统VPS/1600系统，型号 为VPS-6,购自美国马里兰州Gaithersburg的Clopper Road 910号的 Fusion UV Systems。将曝光灯^L置在距第一屏蔽约35cm (14英寸)处并且 用一个石英孔来控制曝光(可任选的，石英孔有助于在屏蔽的暴露面积上产 生一个均匀的光密度)，其被放置在距屏蔽表面约6.4mm (2.5英寸)处，并 且其延伸到成形单元的宽度以及在行进方向上延伸约10cm(4英寸)(即，绕 着成形转筒613的圆周)。通过一个高为38mm(1.5英寸)的12.5mm (0.5 英寸)六边形蜂窝准直仪(即，具有蜂窝构造的38mm长的管)将光对准(准直 仪为可任选的，然而帮助对准光线以使固化分辨率更佳)。
在第一树脂层被暴露于紫外光下之后，第一屏蔽与部分固化树脂的复 合结构进行分离，并且用水溶液(379公升/每分钟(100加仑/每分 钟))Mr.Clean⑧(0.246公升/每分钟(0.065加仑/分钟))和Merigraph System W6200消泡剂(0.337公升/每分钟(0.089加仑/分钟))在约46摄氏度(115 华氏度)下通过4组喷淋器将未固化的树脂从复合结构上沖洗掉，每个喷淋 器包括一个71cm (28英寸)宽的具有17个喷嘴的歧管。三个喷淋器从复 合结构的顶部进行喷射以及一 个从底部进行喷射。
在第一阶段之后，复合结构得到部分固化，其意味着树脂的第一浇铸 未被第二紫外光源例如上述的灯660完全固化。包括树脂第一浇铸的部分 固化的复合结构目前由成形结构350的泪珠形凹陷710组成。树脂的第 一浇铸显示具有在多孔元件之上的约1.3mm(0.050英寸)的厚度。在本方法 的第二阶段将部分固化的复合结构在成形单元上倒行一个第二时间。将同 样的光敏树脂施用到约2mm (0.077英寸)的总厚度，其比树脂的第一涂层 厚约0.24mm(0.010英寸)。采用一个第二屏蔽，第二屏蔽具有透明的小圓 形图案，直径为0.08mm (0.003英寸)以及中心至中心间隔开0.18mm (0.007英寸)，呈如图28所示的等边三角形排列。
复合结构如上所述通过光源655再次进行固化并经受如上所述的喷 淋器624的作用。在喷淋器去除基本上所有的未固化树脂之后，复合结构 通过将一个后固化紫外光例如来自源660照在复合结构上进行后固化，同 时将复合结构浸在2.5cm(l英寸)水中，水中含有9.5克亚硫酸钠/每公升 水(36克亚硫酸钠/每加仑水)。亚硫酸钠为可任选的，然而其为一种良好的 氧清除剂。后固化紫外光源被放置在距复合结构约20cm(8英寸)处。所得的带状成形结构351显示具有从第一表面伸出来的圓柱形柱体
(即，凸起2250),具有基本均匀的圆形横截面。每个凸起的高度为约105微 米，直径为约66微米以及中心至中心间距为约188微米。带状成形结构 351还显示具有均匀的泪珠形凹陷710。图24-26显示了用上述方法制造 的带状成形结构有代表性部分的显微照片。注意，凸起是成形结构第一表 面的无缝的整体伸出部。据信这是由于聚合物在本发明的第 一阶段仅被部 分固化并在凸起形成之后最后固化的缘故。
可对利用上述的光敏树脂固化方法成形本发明的 一个成形结构的方法 进行改变而不背离本发明的范围。例如，在一个实施方案中，可通过消除 第一屏蔽654或通过只是具有完全透明的屏蔽654更改上述的十二步骤 方法。在这个实施方案中，沉积在可紫外固化的树脂的第一层或涂层652 上的所有树脂被部分固化形成一个部分固化树脂的单体"厚片"。如上所述进 行本方法的其它步骤，包括通过利用第二屏蔽656成型凸起2250在内。 如此，形成了一个成形结构，其具有凸起2250然而没有凹陷710。凹陷 710其后可通过一个单独工序例如通过激光蚀刻形成。
可考虑用其它方法制造成形结构。例如，诸如热固化的(例如，可硫化 的树脂)或可紫外固化的树脂之类的树脂可被部分固化(即，部分聚合)成材 料的"厚片"，在将厚片缠绕到圆柱套的过程中，部分固化足以处理厚片。在 或是通过螺旋缠绕或是通过将离散的厚片接合成完整的圆柱形式进行缠绕 之后，部分固化的树脂可得到完全固化，从而形成一个一体的、完全固化 的聚合材料的圆柱套，其其后可通过例如激光蚀刻形成凹陷710和/或凸起 2250。这样一种工艺的有益效果是可无需产生一个缝而获得成形结构的圆 柱形式。因此，与包括一个接缝步骤的典型成带工艺不同，如此制造的成 形结构本来就是无缝的。另外，可以一种预定方式叠放可固化树脂的各个 层，使得可排列具有不同材料性质的各层形成一个例如在其整个厚度上具 有不同材料性质的成形结构。作为一个附加的加工步骤，它有益于在上述 的成层工艺中在部分固化树脂的各层之间应用未固化的可固化树脂层。
此外，作为对通过利用在圆柱外形上的部分固化的材料"厚片"制造一个 成形结构的方法的另一个任选变种，部分固化的厚片可被分层，其中最外 层为具有在其上成形凸起2250的层。因此，当完全固化时，完全固化的
树脂仅需要具有例如通过激光蚀刻成形的凹陷710以产生最终的圓柱形 成形结构。
通过利用放置在圓柱外形上的部分固化的材料"厚片"制造一个成形结 构的一个优点是，所利用的圆柱外形可为成形结构的整个支撑结构的一部 分。例如，部分固化的厚片可在一个多孔构件例如一个金属或聚合物筛网 构件上进行分层。在完全固化之后，部分固化的厚片可粘附到多孔构件上， 然后成为成形结构的整体部分并可提供成形结构的强度和耐久性。此外， 部分固化的厚片可被叠放在 一个较刚性的然而可透气的薄膜例如一个可给 成形结构提供支撑和刚度的蜂窝膜上。例如，可以管的形式提供金属蜂窝 构造，使得当完全固化部分固化的材料厚片时，最终的结构为较刚硬的、 圆柱的、可透气的成形结构。
可考虑用其它方法制造成形结构，包括用模塑技术生产，其中将成形
结构350浇铸在一个凹的型腔中塑造、固化并取出。在一个实施方案中， 一个底物例如一个聚合物底物可被激光蚀刻形成成形结构350的负片，即 具有成形结构350内形的铸型。在激光加工之后，可将聚合物直接浇铸进 铸型中(适当涂敷有脱模剂等，如本领域所熟知的那样)。所得的成形结构 350将具有铸型的实际形状。可供选择地，激光加工的铸型可通过电镀例 如一个金属成形结构350在其上组装。同样，成形结构可用其中连续的材 料层被组合成一种合适形式的电镀技术的方法进行成形。
由一种柔韧的聚合物材料例如根据图15和24-26所描述的材料制造 成形结构350的优点之一是，成形结构柔韧得足以被用作一个传动带，就 像在上述的Trokhan的'289专利中所用的造纸带一样。这样一种传动带 本文被称为一个柔韧的"带状"成形结构351。"带状"的意思是成形结构呈一 个柔韧的连续材料带形式，就像一个传送带或造纸带一样，与一个较刚硬 的管状转筒形结构不同。事实上，在用于制造花色纸例如薄纸的造纸工艺 中，可将本发明的成形结构用作一个造纸带。
图29显示在简化示意图中采用一个柔韧的带状成形结构351制造 本发明的聚合物纤维网80的方法的一个实施方案。如其所示，带状成形 结构351可为一个被各种辊例如辊610导引和保持张力的连续带状构 件。带状成形结构351被导引在成形转筒518上。当在成形转筒518上 时，带状成形结构被成形转筒518所支撑并且前体薄膜120被支撑在成
形结构351上。在成形结构351上纤维网80的成型以与上述根据图9 和成形转筒350的相同方法进行。因此，前体纤维网120可经受液体喷 流540 (或喷流)以及干燥部件590 (或干燥/退火部件)的作用。然而，在图 29示意性所述的方法中，在成形转筒518上的干燥部件590是可任选 的，因为在本方法中其它地方提供了干燥(和/或退火)，如下面更详细描述 的那样。因此，在根据图29所述的实施方案中，干燥部件590可用二次 加热部件来代替以进一 步成形前体纤维网120。
在一个实施方案中，未使用液体喷流540,并且本方法实际上为一种 无液体的方法。在这样一种方法中，液体喷流540和或干燥部件590用 如上所述的二次加热部件来代替。前体薄膜120用二次加热部件进行加 热，如必要的话，与真空一起使前体纤维网120适形于成形结构351。因 为在这种方法中未使用液体，不需要进行干燥，并可除去本文所公开的干 燥步骤。
如图29所见，带状成形结构351不仅在成形转筒518上旋转，还 被引向和引出成形转筒518。当带状成形结构351被引向成形结构518 时，其优选地为干燥的。在带状成形结构351被成形转筒518所支撑或 随其同时前进时，前体纤维网120被导向在带状成形结构351之上并入 上所述进行液压成形。在通过干燥部件590之后，本发明的带状成形结构 351和一个三维有孔的成形薄膜纤维网80被一起引出成形转筒518。就 是说，聚合物纤维网80与带状成形结构351紧密接触并被其所支撑。如 果需要，这允许当聚合物纤维网80仍被带状成形结构351所支撑时进一 步进行加工，例如干燥或退火。如此，聚合物纤维网80可承受更大的加 工，不会毁坏、撕裂或换句话讲以不良方式变形。
带状成形结构351和聚合物纤维网80在图29所示的方向即纵向 上被导引到一个通气干燥部件800。通气干燥部件可呈如图29所示的旋 转转筒形式，然而可为任何其它已知的构型。干燥部件800优选地利用空 气，将空气吹过聚合物纤维网80和带状成形结构351以实现纤维网的干 燥。然而，可考虑使用其它干燥方法，例如使用常见于造纸工业中用于干 燥纸幅的毛细干燥或窄孔干燥技术。
图29所示的干燥部件包括旋转的多孔干燥转筒802。当带状成形结 构351和聚合物纤维网80被干燥转筒802所支撑时， 一种干燥流体例
如空气被吹过带状成形结构351和聚合物纤维网80。流体例如空气可从 干燥转筒802的外部吹到内部，如图29所示，或它可一i^人内部吹到外部。 在任一种构型中，问题在于在纤维网80保持完全被支撑在带状成形结构 351上的同时，流体实现聚合物纤维网80的干燥。干燥转筒尺寸、流体 流速、流体含水量、干燥转筒旋转速度可均按需要进行调整以确保在被引 出干燥转筒802之前干燥聚合物纤维网80。
干燥转筒802可具有一个真空室808帮助流体流经聚合物纤维网 80和带状成形结构351。另外，可利用流体去除部件来除去从聚合物纤维 网80去除的液体。流体去除部件可包括在成形转筒802中的一个排放 管，然而也可如本领域所熟知的那样包括借助于泵主动去除将水循环回液 压成形装置。干燥转筒802可具有一个正压腔室810，其帮助在重复支撑 带状成形结构351的工艺之前从成形转筒802的表面去除多余的水分。 去除的液体可只是被捕集在容器804中并适当排出，例如通过将水排进一 个水循环系统。
在聚合物纤维网80和带状成形结构351被引出干燥转筒802之 后，聚合物纤维网80在分离点830处与带状成形结构351分离。从这 点开始，如果必要的话，聚合物纤维网80经受例如用辐射加热干燥部件 840的额外干燥，并且同样，带状成形结构可经受额外的干燥部件例如强 制通风的干燥部件850的作用。在所有情况下，如果必要的话，可利用在 加工条件下所适用的其它干燥部件以确保在最终加工成巻料之前聚合物纤 维网80被充分干燥以及带状成形结构351被充分干燥，避免将水分带入 聚合物纤维网80的发状纤丝225内部。充分干燥的意思是足够干燥，使 得与例如聚合物纤维网中的发霉或生霉问题有关的加工后水分被降至最低 或消除。
权利要求
1.一种用于制造成形结构的方法，所述方法包括以下步骤a)提供具有一厚度的基底材料；b)提供一个激光源；c)激光刻蚀多个间隔开的孔，每个孔延伸穿过基底材料的整个厚度，使得基底材料的未被激光刻蚀的部分限定出一个连续网络；以及d)按照限定出多个凸起的图案，激光刻蚀所述连续网络以去除材料，每个凸起大致为柱形和柱状并具有至少为0.5的纵横比。
2. 如权利要求l所述的方法，其中所述基底材料包括聚合物材料。
3. 如权利要求2所述的方法，其中所述聚合物材料选自聚丙烯、缩醛 树脂、PEEK、聚酯和环氧树脂。
4. 如权利要求l所述的方法，其中所述凸起的平均高度至少为50微米。
5. 如权利要求1所述的方法，其中所述凸起的平均高度至少为75微米， 其平均纵横比至少为1.0。
6. —种用于制造成形结构的方法，所述方法包括以下步骤a) 提供具有一厚度的基底材料；b) ^^是供一个激光源；c) 激光刻蚀所述基底材料，使得未被刻蚀的部分限定出多个凸起，每 个凸起大致为柱形和柱状并具有至少为1的纵;晴比；以及d) 激光刻蚀一个限定出多个间隔开的孔的图案，每个孔延伸穿过所述 基底材料的厚度。
7. 如权利要求6所述的方法，其中所述基底材料包括聚合物材料。
8. 如权利要求7所述的方法，其中所述聚合物材料选自聚丙烯、缩醛 树脂、PEEK、聚酯和环氧树脂。
9. 如权利要求8所述的方法，其中所述凸起的平均高度至少为50微米， 其平均纵横比至少为0.5。
全文摘要
本发明公开了一种制造成形结构的方法，所述成形结构用于形成在其至少一侧上显示具有柔滑触感的聚合物纤网。纤网的柔滑感觉侧显示具有离散的发状纤丝图案，每个发状纤丝为纤网表面的突起伸出部并具有确定开口的近侧部分和闭合的远侧部分的侧壁。发状纤丝的最大横向截面直径介于2和密耳之间并且纵横比为1至3。所述方法在基底材料上形成大致柱形和柱状的凸起，每个凸起的纵横比至少为0.5。
文档编号B29C59/06GK101176951SQ20071019702
公开日2008年5月14日 申请日期2003年12月19日 优先权日2002年12月20日
发明者基思·J·斯通, 布赖恩·F·格雷 申请人:宝洁公司