可透氣但不透液之阻擋層結構及由其制成的產品的制作方法

專利名稱：可透氣但不透液之阻擋層結構及由其制成的產品的制作方法
技術領域：
本發明涉及衛生用的保護產品，如一衛生巾、底褲襯墊、大小便失禁用產品、尿布、外科用敷料及被褥底墊(bedding underpads)。更具體地說，本發明涉及供此類產品用之透氣但不透液的阻擋層結構。
衛生保護產品，如一衛生巾、底褲襯墊、大小便失禁用產品、尿布及被褥底墊，通常包括一面向身體的透液蓋片、一面向衣服之實質上為不透液的阻擋層片及一位于其間的吸收性結構。不透液阻擋層片通常是由一薄且可撓曲的塑料薄膜(它不透液體及蒸氣)所制成。可透液蓋片也經常是由一類似于阻擋層片之塑料薄膜的塑料薄膜所制成，此薄膜經由在其中形成二維或三維穿孔的方式而形成有孔的薄膜，藉此產生塑料薄膜的陸地區域(landareas)于這些穿孔之間。此種阻擋層片及透液塑料薄膜蓋片之陸地區域，不允許被吸收于產品中的液體之蒸汽自產品傳送出或允許聚集在使用者身體之表面上的液體進入產品中；此液體指的是月經、尿液及汗。此類產品在干燥時通常會令人感到不舒服而于潮濕時令人感到濕而粘的。
從前的發明人已曾設法利用天生可作為傳送蒸汽的液體阻擋層材料(vapor transmitting liquid barrier materials)，或是在液體阻擋層材料中產生足夠大的孔以允許蒸汽通過但不允許液體通過的方式而便利于吸收性產品傳送及去除蒸汽。此類材料及由其制成之產品常被稱為“能呼吸的”(能通氣的)(breathable)。透蒸氣孔可分為二類，即微孔(micropores)及大孔(macropores)，它們分別被包含于微孔及大孔材料之中。微孔材料最能抵抗液體之穿透且展現出零mm3/m2/min之弗雷澤透氣率值。但是，它們也最能抵抗蒸汽的穿透，因此或許會被使用者認為是“不能呼吸的”，且不能在穿著時提供舒適及干爽的感覺。另一方面，大孔材料最可能被認為是“能呼吸的”，它展現大于零mm3/m2/min之弗雷澤透氣率值，藉此提供舒適及干爽的感覺；但也最可能允許液體泄漏且因此不能對使用者、使用者的衣服及床具(bedclothes)提供防止吸收性產品泄漏的保護。微孔結構微孔結構是對于薄膜之大部分為具有等于或大于100埃之有效傳送蒸汽的微孔尺寸而言。薄膜可能天生為具有微孔的，如那些由聚氨酯所制成之薄膜。此種被形成于底基織造織物或非織造織物上的薄膜于美國專利4,560,611號中已有描述，于該專利中，涂料溶液(coating solution)是由含有聚氨酯彈性體之極性有機溶劑、防水劑(如氟基或硅基材料)、聚異氰酸酯及非離子表面活性劑所組成。美國專利第4,197,371號揭露一種片狀材料，它由含有被均勻摻入其中的至少為一種的可膨脹的改性聚合物(如改性淀粉及纖維素)粒子的天然橡膠或合成橡膠或橡膠狀聚合物所制成。美國專利第4,178,271號揭露一類似的片狀材料，其中薄膜為聚氯乙烯或其共聚物。美國專利第3,869,310號揭示一皮革似的可撓曲片材料，包括一非織造纖維墊及一聚合浸漬劑，它有一多孔結構且未被粘合于該墊之纖維上。此由從至少兩種不同之聚合材料制備而得的纖維所構成之墊，首先以第一種液體浸漬，此第一種液體對該聚合材料之一而言為溶劑，而對另一聚合材料而言為非溶劑，用以溶解可溶解之纖維；然后添加第二種液體，此第二種液體是部分可與第一種液體相溶混的且對所有之聚合纖維材料而言為非溶劑，用以凝聚所產生之聚合物溶液。
可以經由例如拉伸薄膜(其中可產生被弄薄的或被拉緊的區域)，或使薄膜并入與其不相容的夾雜物，而讓天生沒有孔之薄膜產生孔。此拉伸致使微裂縫產生于被弄薄或拉緊的區域中，或是微裂口產生于薄膜及不相容夾雜物之間。其它產生微孔之手段包括在薄膜中并入可溶解的或可揮發之夾雜物(它可經由使此種夾雜物溶解或揮發而被去除)。另外的其它手段包括將可弄成碎片或可研磨的粒子混入到聚合物中以形成片材(sheet)，然后使該片材受到一壓力，此壓力會弄破該粒子而形成微孔或磨擦該片以形成微孔。英國專利申請第2,026,381號揭示多孔薄膜之制備過程，它通過使聚合物與一液體組分相混合以形成二元的二相系統(binary two-phase)，當其處于液體聚集狀態時具有可溶混的區域及具有可溶混性間隙之區域。英國專利申請第2,115,702B揭示一種不透液但透蒸汽之墊片，它包括一薄膜，該薄膜是經由將聚烯烴樹脂及液態或蠟狀的烴聚合物之混合物模制而成的，然后將該薄膜橫向和/或縱向地拉伸到超過薄膜原始尺寸的1.2倍，以形成細小的孔于薄膜中。美國專利第3,953,566號、第3,962,153號、第4,096227號、第4,110,392號、第4,187,390號及第4,194,041號揭示多孔片及其它多孔物品之制備，其方法是將包括有聚四氟乙烯粒子(一種非熱塑性聚合物)及潤滑劑之漿料(paste)擠出，然后去除潤滑劑并拉伸及退火(annealing)所產生之產品。所產生之產品為一燒結、定向的有孔薄膜，其特征在于具有由細纖維所連結的聚合物節點(polymer nodes)。與這些專利略有關系且產生一柔軟布似的透液片狀材料的專利是美國專利第4,622,036號，它所披露之片狀材料是由不可溶解之聚烯烴或聚氯乙烯之粒子所制成，這些粒子部分被熱熔化在一起以提供所需量之透液性，粒子之尺寸在自約1至2000微米的范圍內，且此片狀材料之厚度在自約0.0005到250英寸之范圍內。
美國專利第4,100,238號及第4,197,148號揭示有關微孔薄膜之制備，其乃是擠出一雙組分混合物(一種組分可以用溶劑而從該混合物中被浸析出)，然后將該被浸析之薄膜拉伸以獲得想要之孔隙率于一柔軟的、布似的透液片狀材料中。美國專利第3,214,501號、第3,640,829號及第3,870,593號揭示一微孔聚合物片之制備，它乃是將不可溶混的、不可浸析之填料(如淀粉及鹽)混入到聚合物中，形成片狀材料，然后拉伸該片狀材料以形成孔，這些孔產生于該充填粒子之處。美國專利第4,347,844號揭示一種用于一次性使用型尿布之多孔片之制備，它乃是將一種粒子物質混入到聚合物中而形成片狀材料，然后于壓力下使片狀材料中之粒子物質破裂以產生微孔。美國專利第4,308,303號揭示一種涂覆有絮化的泡沫塑料(flocked foam)之纖維強化的透水蒸汽阻擋層，它具有織物之外觀且能過濾細菌；它包括微孔聚烯烴薄膜，絮化纖維及紡粘纖維片；該薄膜之至少一表面涂覆有一泡沫膠乳聚合物(foamed latex polymer)，泡沫膠乳聚合物之外側上有絮化纖維，且在纖維泡沫膠乳聚合物之外側上有紡粘纖維片。此薄膜以拉伸方式形成微孔。此薄膜變成有微孔乃是因其有微小的裂紋處；或孔成核劑(porenucleating agents)，例如精細分割之填料(最好是碳酸鈣)且粒子尺寸小于3微米；和/或微小的晶域之故。美國專利第4,609,584號揭露用于一次性使用型尿布之多孔片之制備，它是將粒子物質混入到聚合物而形成片狀材料，然后將該片狀材料之表面磨擦或磨光以產生微孔，美國專利第4,539,256號及第4,609,584號揭示形成微孔片之方法，它包括下述步驟將可結晶之熱塑性聚合物與一化合物熔化混合，該化合物可在聚合物之熔化溫度但不低于該溫度下與聚合物混合；形成一熔融共混料片；然后冷卻該共混料片到一溫度，在該溫度下，化合物不能與聚合物相溶混且出現相分離(phasesepaarates)。當該片在至少一方向上被定向時，一互連的微孔網絡形成于聚合物相(polymer phase)與化合物相(compound phase)之間。化合物可以利用溶劑萃取而自該片中被去除。
美國專利第3,156,242號揭示一種例如由聚乙烯所制成之可撓曲的吸收片，它作為外科用敷料之襯墊片或外層是很有用的；該片為有微孔的。但是，該片可能因具有形成于其中之孔洞或狹縫而使之成為大孔的。美國專利第3,426,242號揭示一可通氣之醫療用敷料，它具有一包括有開孔結構(opencelled structure)之襯墊，即一薄膜被處理成具有空隙，此空隙具有通向薄膜之外表面的通路，此空隙一般小于5000埃，即自100至5000埃，薄膜具有至為40％之最終結晶度。此薄膜最好涂有一層微孔壓敏粘合劑所形成之連續層。美國專利第3,932,682號描述防水產品，它能傳送空氣及水蒸汽，此產品是以下述方式而被制成的將長絲材料噴紡成形(即熔噴)于一開孔聚合物薄膜上以獲致熱自粘(thermal selfbonding)，或是將長絲材料噴涂于一彈性薄膜上，然后拉伸所產生之產品以產生一開孔結構，且熱定形該被拉伸之產品以賦予尺寸之穩定性。美國專利第4,758,239號及第4,818,600號揭示一可通氣之阻擋層，它包括一纖維多孔片，最好是一熔噴片，其上接合一非微孔薄膜，其中在接合之表面上之一些纖維乃與薄膜緊密地混合以于37℃及50％RH下產生約100-5000g/m2/24小時之蒸汽傳送速率，且于21℃下對0.9％鹽水有至少1小時之不透液性而在至少11.4cm的水柱靜壓下對0.9％鹽水有約1小時之不透液性。此薄膜可為一由水溶性聚合物(如聚乙烯醇)所形成之預成形薄膜。大孔結構美國專利第3,989,867號揭示一種吸收裝置，它有一背片，該背片有凸起部及這些凸起部之頂點處之均勻小孔。這些孔占據該背片之可用的滲透面積之0.5到10％，以允許蒸汽傳送，同時防止液體在使用時于通常會遇到之壓力下通過。美國專利第4,591,523號描述一有孔的、肉眼可見的經膨脹的三維聚合物片，它作為供一次性使用型尿布用的可通氣但防流體之阻擋層是很有用的。此聚合物片最好包括一深撐壓的三維結構，它包括許多凹坑(debossments)，這些凹坑具有肉眼可見的橫剖面。每個凹坑形成該聚合物片之第一表面中的一個開孔，其有連續的側壁，這些側壁終止以于該聚合物片之第二平行表面上形成一端壁；該端壁包括許多孔，這些孔之尺寸及形狀可用以支持一含水的流體彎月面(agueous fluid meniscus)且其彼此分開使得流體彎月面不會彼此接觸。美國專利第4,059,114號描述一種供保護衣物及每天女性衛生用之一次使用型保護件(shield)，它有一流體阻擋層，該阻擋層為一柔軟的、無喀啦聲的透濕氣層，它最好為由一吹制的微纖維片的不透液層。美國專利第5,591,510號揭示一層狀的織物材料，它為可通氣的且可抵抗流體穿透，此材料包括一可通氣且防流體穿透之非織造物及一具有穿孔之塑料薄膜，這些穿孔以與薄膜表面成約5°至60°之方式被列置于適當位置。
本發明的一個目的是提供可感覺到能通氣的可透蒸汽的、大孔的阻擋層結構，及由其制成的衛生用保護產品，它可于使用狀態下限制液體的通過，且因此能提供防止液體泄漏之保護以及讓使用者感覺到舒適及干爽。
本發明提供一種可透氣但實質上不透液之阻擋層結構，它有一具有相對側之多孔層，該多孔層具有基質，具有延伸于相對側之間的孔，該相對側即對應于多孔層之相對側，藉此液體可以橫越該基質，及粒子，它經由被燒結而熔凝于該多孔層基質之至少一側上，使得能限制液體進入孔內，其中該多孔層當被包含于一覆蓋熔凝有粒子多孔層之側面的吸收性結構時且是在每平方英寸為一磅(70.3g/cm2)的荷重下，可抵抗液體之穿透，且其中該多孔層具有一在大于0至約80mm3/ft2/min(861mm3/m2/min)之范圍內的弗雷澤透氣率值。
此可透氣但實質上不透液之阻擋層結構，其特征在于具有熔凝于多孔基質上之粒子，這些粒子主要是位在多孔基質之表面上而不是與包含有多孔基質之材料相混合及穿透其深度。
本發明也提供一種吸收性產品，如一衛生巾、大小便失禁用產品、尿布、外科用敷料及被褥底墊；此吸收性產品包括一面向身體之透液片、一面向內衣之透氣但實質上不透液之阻擋層、以及一位于其之間的吸收性結構；該阻擋層包括上述之多孔層。本發明另外提供下述之吸收性產品其中透液片有透液孔及實質上為不透液但透氣之區域，此區域包括上述之多孔層。


圖1為本發明之可透氣且實質上為不透液之阻擋層結構平面的顯微鏡照片；圖2為本發明之可透氣且實質上為不透液之阻擋層結構剖面的顯微鏡照片，其中粒子經由燒結及隨后被壓平而附著于多孔基質上；圖3為可透氣且實質上為不透液之阻擋層結構剖面的顯微鏡照片，其中粒子經由燒結但未被壓平而附著于多孔基質上；圖4為本發明的具有另一層毗鄰于本發明之阻擋層結構之一側面上的本發明的多孔層的阻擋層結構的剖面圖；圖5為本發明之阻擋層結構的剖面圖，其中本發明之二個另外的多孔層，一個鄰接本發明之阻擋層結構的一側面，另一個鄰接本發明之阻擋層結構的另一側面；圖6為本發明之衛生巾的局部剖透視圖，它具有一面向內衣的可透氣且實質上為不透液之阻擋層結構；圖7為圖6所示之衛生巾的剖面圖；圖8為本發明之衛生巾的透視圖，它具有一面向身體的透液蓋片，該蓋片包括可透液孔及不透液但透氣的區域，此處之區域包括本發明之透氣且實質上為不透液之阻擋層結構；及圖9為圖8所示之衛生巾的剖面圖。
本發明之可通氣的、透氣的且實質上為不透液的阻擋層結構是宏觀的多孔狀，其中阻擋層結構包含大的孔，一些大孔是可以肉眼看見的，或是以低的放大率，如約5倍，即可看得到的。但是，孔的大小，及用來限制液體進入孔的材料，和這些材料附著且定位于多孔基質的方法，皆是用以防止液體通過阻擋層結構然而不限制氣體及蒸汽(vapors)的通過。本發明之阻層結構的空氣滲透率是和微孔結構的空氣滲透率有所區別，當通過使用弗雷澤透氣儀之方法來測量時，其值為大于零；弗雷澤透氣儀是一種儀器，用來確定非閉塞性(nonocclusive)材料之空氣滲透率(透氣率)；此種測量方法將于下文中說明。作為上述所舉例的吸收性產品的部件且在使用的狀態下，因為大孔(macroporous)的緣故，本發明之阻擋層結構被認為實質上為不透液的。因此，本發明之阻擋層結構既非絕對的不透液，也非有限制的不透液如同阻擋層結構為微孔材料的程度，此種結構之滲透的程度是依其起泡點(bubble point)來測量的。使用時之防漏情形是在模擬使用狀態下被測量的，測量的方法將于下文中進一步說明。
阻擋層結構可以形成一吸收性產品之一組件的全部，例如作為吸收性產品之面向衣服的阻擋層；或者它可以形成一吸收性產品之一組件的一部分，例如一面向身體之透液蓋片的陸地區(land area)。本發明之阻擋層結構有一具有相對側之多孔層，此多孔層具有一有孔之多孔基質，這些孔在對應于多孔層之相對側的相對側間延伸，藉此液體可以橫過基質；及粒子，這些粒子被熔凝于多孔基質之至少一側面上以限制液體進入孔中；其中當多孔層被包含于一吸收性結構時(此吸收性結構覆蓋于熔凝有粒子之多孔層之側面上)且是在每平方英寸為一磅的荷重下，它可抵抗液體之穿透；且其中多孔層有一在大于零至約80mm3/ft2/min(861mm3/m2/min)之范圍內的弗雷澤透氣率值，較優選為在約5mm3/ft2/min(53.8mm3/m2/min)至約70mm3/ft2/min(753mm3/m2/min)的范圍內，且最好是在約25mm3/ft2/min(269mm3/m2/min)至約60mm3/ft2/min(646mm3/m2/min)之范圍內。
多孔基質可以由非織造布、織造織物、有孔薄膜或非網狀泡沫塑料中的至少一種所構成。多孔基質為可熔化的。
非織造布通常有每平方公尺至少為8克的基重。非織造布可以由熱塑性定長纖維、熱塑性長絲、非熱塑性定長纖維或非熱塑性長絲之至少一種所構成。熱塑性定長纖維及熱塑性長絲可由諸如聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚酰胺、聚丙烯腈、雙組分纖維及其組合所組成。雙組分纖維可以由諸如具有聚乙烯外套之聚丙烯芯心、具有聚乙烯外套之聚酯芯心、具有聚丙烯外套之聚酯芯心、具有較低熔點之聚酯外套之聚酯芯心或其組合中的至少一種所構成。非熱塑性纖維可以選自諸如棉、人造絲、木紙漿及其組合。
非織造布可以由彼此粘結在一起之纖維及長絲所構成，這些纖維是利用由熱砑光機粘結、可熔解之粉末粘結、粘合劑粘結、紡絲粘結、熔噴后接著砑光機粘結或水力交纏中之至少一種粘結手段而互粘在一起。
有孔薄膜可以有二維或三維孔眼，三維孔眼有側壁，側壁大致是平行的，或是他們在例如具有錐形側壁的孔眼中可以為彼此互相平行的。這些孔眼可以在側壁的基底或在側壁本身當中。在薄膜中的孔眼可以由例如利用機械手段之穿孔(如沖孔或針刺)、超音波穿孔、將熱空氣抽經被支撐于一多孔基底(如一篩子或有孔滾筒)上之薄膜、噴水器穿孔、以壓花方式將薄膜于各別區域處弄薄且然后將其拉伸以使變薄的區域破裂等方法來形成。薄膜可以有平滑的、無光澤的、粗糙的或經壓花的表面，此壓花可以為肉眼所見，或需要放大才看得到。薄膜可以由數種聚合材料之任一種所制成，這些聚合材料系可經由例如擠出、熔融流延或溶液流延而被熱塑性地形成；這些材料為諸如聚烯烴(如聚乙烯、聚丙烯及聚丁烯)，聚酯，聚氨酯、聚酰胺，聚氯乙烯，聚偏二氯乙烯，乙酸乙酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，乙烯-丙烯酸共聚物，乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物，乙烯-丙烯酸正丁酯共聚物，及苯乙烯與乙烯、丙烯、丁二烯、丁烯及異戊二烯之共聚物。泡沫塑料可以由諸如聚酯聚氨酯、聚醚聚氨酯及聚乙烯所制成的。
粒子被熔凝于多孔基質之至少一側上以限制液體進入孔中，此是由例如將粒子經由熟悉此技藝者所知曉之方式(如對粒子以喂入螺旋、漏斗及加氣處理的方式)添入多孔基質而達成，使得能獲致基本上對基質均勻且平均的間隔覆蓋(可覆蓋全部的多孔基質或在多孔基質的各別區域上)。被粒子所覆蓋的基質被傳送到一加熱機構以將粒子熔凝于基質上，加熱機構稱為例如用熱空氣或紅外線加熱。然后最好將此基質(現已有熔化之粒子粘附于其上面)穿過壓輥間隙(由至少一冷硬軋輥所形成)，使得粒子被壓平以增加使用時與流體相遇的表面，且使得粒子能良好地附著于基質表面。至少多孔基質及粒子之一必須為可熔化的。但是，粒子可以不需熔化而用粘合劑來附著于基質上。為了要維持阻擋層結構之外形結構，最好粒子在一不高于多孔基質之熔點的溫度下被熔化至多孔基質上。所產生之透氣但實質上不透液之阻擋層結構的特征是具有被熔凝至多孔基質之粒子，粒子主要是在多孔基質的表面上而非與包含多孔基質的材料相混合及穿透其深度，且其中實質上為不透液之阻擋層結構可以在使用狀態下(如于月經期間穿著的衛生巾)抵抗液體通過。
為了對流體之穿透有足夠的作用范圍及充分的抵抗，較好的是將被添加至基質的粒子的量為每平方公尺至少約9克，且最好是在每平方公尺9至36克(g/m2)的范圍。
粒子可以包含粉末粒子或纖維中的至少之一種。粉末粒子可以選自由下列物質所構成之組群聚乙烯、聚丙烯、聚酯、乙烯-乙酸乙烯酯、乙烯-丙烯酸、乙烯-甲基丙烯酸酯，乙烯-丙烯酸正丁酯，聚酯聚氨酯、聚醚聚氨酯、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物及其組合。纖維粒子可以選自由聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚酰胺、聚丙烯腈、雙組分纖維及其組合所構成之組群。雙組分纖維粒子可以包括下列中的至少一種具有聚乙烯外套之聚丙烯芯心，具有聚乙烯外套之聚酯芯心，具有聚丙烯外套之聚酯芯心，或是具有低熔點之聚酯外套之聚酯芯心。
粒子可以被熔凝至多孔基質之相對兩側上。本發明之阻擋結構也可以有一層以上，即或是為彼此不粘著地相鄰之分開層，或是為利用粘合手段(如熱、超音波、粘合劑及其組合)而互相粘著之諸層。被添加的各層可以是構成阻擋層結構的層，其中位于一阻擋層結構層側面之燒結粒子可以鄰接其鄰近阻擋層結構層之一側或相反側。這些復數層的目的是，例如，提供對液體穿透之額外的抵抗，及對身體之額外的柔軟(緩沖)、舒適及緊密配合性。在一抗流體的產品中，阻擋層結構具有燒結粒子之一側為面向流體(產品對此流體而言是阻擋物)是很重要的。添加層也可以不是包括有阻擋層結構之形態。此種添加層也可以或額外地包括至少為一種的非阻擋層結構(即沒有熔凝于至少一側之燒結粒子)之添加的多孔基質材料，此種額外的非阻擋層基質可以鄰接多孔層之一側、相反側或兩側上。使用此種額外層可提供額外的吸收能力，及對身體之柔軟(緩沖)、舒適及緊密配合性。此種額外層可以包括例如非織造布、織造織物、有孔薄膜或非網狀泡沫塑料之至少一種。
本發明之阻擋層結構可以用以形成吸收性產品之一個或更多個的組件，此吸收性產品例如為衛生巾、底褲襯墊、大小便失禁用之產品、尿布、外科用敷料及被褥底襯墊。此種產品將以衛生巾為例而于下文中說明之。衛生巾一般為矩形的，具有相對的縱向邊緣及相對的橫向邊緣，且包括一面向身體的透液片、一面向內衣之透氣但不透液的阻擋層、及一置于其間之吸收性結構；阻擋層包括本發明之阻擋層結構，且其中阻擋層結構有面向吸收性結構之燒結粒子，使得流體阻擋特性被最大化。在使用時，此種衛生巾可允許空氣及水蒸汽自由通過，但可抵抗體液(如尿液、汗及月經流體)穿過阻擋層。
面向身體的透液片可以包括有孔薄膜或泡沫塑料、或由布形成的至少一單層或組合，該布為諸如由機織、針織及非織造的方式形成，非織造方式是如以產生紡粘、熔噴、針刺、熱粘、化學粘合劑粘合、粉末粘合、溶劑粘合及水力纏結布之方法來展現的。有孔薄膜可以是那些表面為平坦或壓花者。凸起部(bosses)可以為微小尺寸，它可以肉眼檢查得到的，如無光的毛面，或以觸感來感受，如有絲的、平滑的感覺；或是如下述之微小尺寸，其中各別的凸起部可以不需靠工具即可看到或感覺到。穿孔可以是二維的，基本上受限于薄膜的平面；或是三維的，其中界定及支持穿孔的薄膜結構自薄膜平面延伸且超出薄膜的平面(即在其上或在其下)。材料之組合之實例可為那些利用物理非粘合的層疊、粘合劑或熱層疊、或是互相貫通的層疊(例如將纖維片穿通薄膜的方式層疊至薄膜)的方式來形成。泡沫塑料可以是網狀的且額外地穿孔，或是非網狀且被額外地穿孔或不穿孔。面向身體之層的諸表面，即面向外側之表面，或是面向吸收性結構表面的表面可以為憎水性、親水性、或一表面可以為憎水性而另一表面為親水性、或者從一表面至另一表面具有憎水性到親水性之梯度變化。
本發明之吸收性產品之面向身體的透液片可以覆蓋吸收性結構之上表面(即面向身體的表面)。它可以局部或完全包裹吸收性結構。局部包裹吸收性結構即透液的面向身體層遮蓋吸收性結構的頂部及側邊。面向身體層可以以整個或各別區域的附著方式固定或者粘合于吸收性結構之表面。視面向身體層所覆蓋及包裹吸收性結構的程度而定，它可以在吸收性結構之底部以一重疊方式粘合于其本身上。面向衣服之阻擋層可以至少覆蓋整個吸收性結構之底部表面(即面向衣服之表面)。它可以包裹及覆蓋吸收性結構之側邊且甚至吸收性結構之面向身體表面的一部分。面向衣服層可以以整個或各別區域的附著方式固定或是粘合于吸收性結構的表面。面向衣物層可以以重疊的方式，例如平行于衛生巾之側邊或是平行于衛生巾之底部，或是以一自衛生巾側邊延伸之凸緣密封件而被粘附于面向身體層。當面向身體層及面向衣服的阻擋層是以凸緣密封件形式而彼此粘合在一起時，面向身體層會額外地在凸緣密封件附近包裹面向衣服的阻擋層；或是面向衣服的阻擋層會額外地在凸緣密封件附近包裹面向身體層。
或者，透液的面向身體蓋片可以包括本發明之阻擋層結構，然而仍是一個透液片。因此透液的面向身體蓋片是一具有透液孔的穿孔片，但也有實質為不透液而透氣之區域位于透液孔周圍及其間，即此種區域形成透液孔之間的陸地區域。此種穿孔片及其制造方法之實例已如上述。在此應用中，實質上為不透液區域之燒結粒子可以于使用時面向衛生巾之吸收性結構，或可以面向使用者之身體。另外可任選地，如剛剛所述之面向身體之透液片及面向內衣之透氣但實質上為不透液之阻擋層兩者可以由本發明之阻擋層結構所構成的。
吸收性結構可以由簡單或復合的吸收性材料，及可接收、傳送、分布、儲存及保持流體和防止流體流出吸收性產品之結構所構成。吸收性結構可以為簡單的吸收劑(如木紙漿)，它可以包含如合成纖維的穩定成分，穩定成分可用以形成架橋基質(bridging matrix)；或是其可以經由熱粘合而被熔化于其自身及木紙漿上以形成一尺寸穩定結構。合成纖維可以是親水性的(如人造絲)，或憎水性的(如聚丙烯及聚酯)。合成纖維可以以下述方式而變得更可被潤濕用一潤濕劑(如表面活性劑)處理、對如聚酯之纖維作堿性蝕刻處理、將可被潤濕之聚合物(如聚氧化乙烯或聚乙烯醇)并入到纖維聚合物配方；以可致潤濕的試劑接枝纖維表面；以及對纖維進行電暈處理。
合成纖維之周圍輪廓可以為任何形狀，如圓形的、橢圓形、多瓣狀。合成纖維也可以包含溝槽、槽道或孔；且可以具有坑或被穿孔。吸收性結構也可以包含輔助的吸收劑，如人造絲或棉纖維、泥炭蘚及超吸收纖維或粒子。
如泥炭蘚之吸收劑(為板或壓縮層的形式)可額外用作抗壓縮或防變形結構，或有助于幫助維持平坦的、凹下的、或凸出的產品輪廓、及其組合。為板形式之吸收劑可以經由利用弄軟手段(tenderzing means)，如將板形式的吸收劑通過一波紋加工或壓花程序而變得可撓曲且柔順。木紙漿也可以包括(至少部分包括)濕交聯的、干交聯的、化學硬化的或卷曲的纖維中之任一種。合成纖維及輔助吸收劑可以在各別層或在連續或不連續的濃度梯度變化形式，均勻地存在于整個吸收性結構中。吸收性結構也可以包含呈層狀或粒子形式之泡沫塑料，泡沫塑料可以是憎水性或親水性的，這視其在產品中之位置及作用(如吸收、緩沖、抗變形及抗壓縮)而定。吸收性結構至少部分可以不被壓縮、被壓縮、或被致密化(densified)。壓縮及致密化(densification)可以在各別層或在連續的或不連續的密度梯度變化形式均勻地呈現在整個吸收性結構。
吸收性結構可額外地包括一傳送層，傳送層為一可接受流體及釋出流體之低密度層，且通常位于吸收性結構之一芯心本體及面向身體層之間。傳送層可以包括比包含于吸收芯心之材料具有相當低親水性之材料及結構，如熔噴的聚丙烯或聚酯纖維片。此種片材也包含夾帶于其內之木紙漿。傳送層也可包括低密度高膨松之非織造片，非織造片由木紙漿及合成纖維(如聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚丙烯腈及聚酰胺)所構成。此種高膨松片可以用化學粘合劑或以熱的手段(如通過空氣的粘結(through-air bonding))而被粘合。
本發明之衛生巾可以設有一機構以將其附著于內衣上，如粘合劑，粘合劑用剝離紙(release paper)保護著直到使用時；或是利用機械附著，如一鉤和環組件、扣子組件、鉸鏈組件或其組合。如果本發明之衛生巾系被包裝于包裝紙中，而此包裝紙之朝向衛生巾的表面本身因被涂覆剝離物質(如硅氧烷或氟碳化合物)或是被物理改變(如用壓花)以減少其與粘合劑接觸而本身可以與粘合劑分離的話，則剝離紙可以省略不用。
衛生巾可以為許不同的形狀及尺寸，此乃視使用者根據其身體結構、月經流量及強度、穿戴期間及產品是被用于白天或夜晚而定。例如，衛生巾一般為矩形的，具有大致為直的或略彎曲的縱向及橫向邊緣，界定這些邊緣相交的角落可以為方形或圓形的。衛生巾也可以是中央區域較尾端區域為窄，例如像狗骨頭狀或滴漏狀；或是中央區域較尾端區域為寬，如卵形或圓形。尾端區域可以相對于中央區域呈對稱或非對稱。尾端區域可以彼此為相同的形狀或尺寸，或彼此為不同的形狀或尺寸。
本發明之吸收性產品也可包括輔助組件，它們可增加產品之功能、舒適及美觀性。產品可以包括密封翻邊(gaskeing cufis)及衣服附著薄片(tabs)之全部或任一種，該薄片為已知如翼片或襟翼的。薄片有助維持衛生巾中央區域之表面平坦，及可沿著衛生巾之縱向軸展開。薄片可從衛生巾之縱向邊緣伸出，或是附著于衛生巾之吸收性結構之縱向邊緣內側，薄片之附著可提供內衣褲襠之收皺而不會減少用以捕捉身體流體之滲透區域。翻邊及薄片可附著于衛生巾，或為衛生巾之面向身體側、衛生巾側邊或面向衣服側之延伸部。翻邊及薄片可包括與衛生巾不同的材料，或是包括制衛生巾之材料，或是由不同的材料及制衛生巾材料的組合。當翻邊及薄片是由制衛生巾材料所制成時，材料可以附著于衛生巾或成為衛生材料之延伸部。翻邊及薄片之構成的實例為可透液之蓋片材料及不透液之阻擋層材料系延著翻邊或薄片結構之周圍而彼此附著于各別的區域或是附著于其整個的接觸區域。翻邊及薄片可以處于蓋片及阻擋材料之間，具有吸收本體之全部或局部的層疊延伸部，例如為傳送層及吸收芯心之一部分之一或兩者的延伸部。薄片可具有由剝離紙保護之粘合劑，用以附著于內衣上；或是薄片可具有機械性的附著(如鉤及環組件、扣子組件、鉸鏈組件或其組合)來附著。翻邊及薄片也可包括額外的材料來使之變厚及有緩沖作用，且也可以分開地或額外地包含可撓曲、可伸展或彈性的材料。此種材料在翻邊及薄片或翼片上，且有時在衛生巾本身上，具有使之收皺、彎曲以順應身體及衣服的作用。此處所述之翻邊及薄片之實施例可參見美國專利第4,940,462號、第5,490,847號及第4,900,320號中。
在此說明書中，不同縮寫詞的意義分別如下in.(英寸)；ft(英尺)；mm(毫米)；cm(公分)；m(公尺)；g(克)；min(分)；hr(小時)。
本發明之結構及作用(包括阻擋層結構及由其制成之產品)將可參考下述之圖式及測試資料而更易了解，圖1為一放大10倍的平面之顯微鏡照片20，示出本發明之可透氣且實質上為不透液之阻擋層結構，其中多孔層2具有多孔基質4，此處之多孔基質為一聚丙烯非織造布，它已經由一紡粘程序及然后用壓花處理而被壓實成一非織造布，且其具有方形圖案之浮凸壓花6；又其上被添加可熔凝之粒子(此處為聚乙烯)，如此使得非織造布的表面能獲致基本上均勻一致的分開之覆蓋(spaced coverage)。被粒子覆蓋之非織造布隨后被輸送到加熱機構(如紅外線爐)以便將粒子熔化且燒結于基質上，然后將非織造布帶經一于冷硬軋輥及一橡膠輥之間的輥隙以產生被弄平的粒子8，這些粒子8被保留在非織造布頂面上，但現在已增加表面覆蓋范圍及斥液性，以便在使用時抵抗流體穿透在粒子8之所有側及其下面的多孔纖維狀非織造布10。
圖2為圖1之可透氣且實質上為不透液之阻擋層結構的多孔層2放大75倍的剖面的顯微鏡照片30，它具有基本上被粘附于紡粘纖維聚丙烯非織造物多孔基質24的表面28的、弄平的燒結粒子26；這些粒子26具有足夠的覆蓋范圍及斥液性以便于使用時抵抗流體穿透在粒子26之所有側及其下面的多孔纖維非織造區域29。
圖3與圖2成對比，示出一多孔層42被放大75倍的剖面的顯微鏡照片40，多孔層42具有粘附于一紡粘纖維聚丙烯非織造多孔基質46之燒結粒子44，其中燒結粒子44并未被帶經一于冷硬軋輥及一橡膠輥之間的輥隙以產生于使用時提供最適當之抵抗流體穿透多孔基質46之多孔纖維非織造區域48之弄平的粒子。
圖4為本發明之阻擋層結構之剖面圖50，它有一額外的本發明之多孔層51，鄰接本發明之阻擋層結構55之一側52；阻擋層結構有一多孔基質54，其上粘附有燒結的、弄平的粒子56。額外的多孔層51也包括本發明之阻擋層結構，它具有粘附于多孔基質57之一側59上之燒結的、弄平的粒子58。額外的多孔層51也可由任何多孔材料(如木紙漿襯墊、非織造織物、織造織物、穿孔薄膜、及非網狀泡沫塑料)所構成；且可任選地具有粘附于其上之燒結的、弄平的粒子。
圖5為本發明之阻擋層結構60之剖面圖75，它具有兩個額外的多孔層61、63。額外的多孔層61鄰接阻擋層結構60之一側62，該60包括一多孔基質64，其上粘附有燒結的、弄平的粒子66。多孔層63鄰接阻擋層結構60之相對側69。額外的多孔層61、63可以包含或不包含本發明之阻擋層結構。額外的多孔層61是由一多孔材料68所構成。額外的多孔層63是由本發明之阻擋層結構所構成，它具有粘附于多孔基質70之一側67的燒結的、弄平的粒子65。額外的多孔層61、63彼此之結構、材料組成及重量可以相同或不相同。
請參考圖6及7。圖6是本發明之衛生巾80之局部剖透視圖，它依順序具有一透液的蓋片71，可任選地具有一液體傳送層72，一液體吸收及保持的吸收芯心74，及一面向內衣之本發明的透氣但實質上不透液之阻擋層結構76；阻擋層結構76之燒結的、弄平的粒子最好粘附于鄰接吸收芯心74之表面79上。吸收芯心74可任選地包含親水性組分(如木紙漿、人造絲及棉花)，及熱塑性纖維，如聚乙烯、聚丙烯、聚酯及聚酰胺；這些纖維可任選地利用下述方式被處理成親水性，即利用表面活性劑，潤濕劑，化學和輻射所引發之接枝及表面改性，以及利用電暈放電。吸收劑可任選地包含高度吸收性物料，例如，優選為無凝膠堵塞的超吸收劑；卷曲纖維；有槽道纖維，它包含纖維表面內部的槽道及纖維表面外部的槽道。衛生巾80可任選地包含其它液體輸送導引機構，如具有薄紙層、內及外的壓花圖案和外及內的壓花槽道之層。傳送層72及吸收芯心74可包括材料之漸減或漸增濃度、及漸增或漸減密度之梯度變化，此種梯度變化以橫向或垂直方向遍及傳送層72及吸收芯心74之全部或是至少一部分處。蓋片71及阻擋層結構76可以利用一凸緣密封件32而彼此密封在一起，如圖所示；或是彼此重疊地包裹且可任選地彼此密封在一起，例如，蓋片71包裹阻擋層結構76或是阻擋層結構76包裹蓋片71。阻擋層結構76面向衣服的外表面77可具有定位粘合劑34，以便將衛生巾80附著于內衣上；粘合劑34可任選地受剝離表面材料36(例如硅化的剝離紙)所保護，該材料36于使用前需被去除。衛生巾80可選地利用機械機構(如鉤及環附著件)、磨擦材料、或按扣、夾子來附著于衣服上。
圖7是圖6之衛生巾80之剖面圖，衛生巾80之各組件具有相同之標示數字。
請參看圖8及9。圖8為本發明之衛生巾110之透視圖，具有一面向身體之透液蓋片90，蓋片90包括透液孔91及實質上不透液但透氣的區域92，此處之區域包括本發明之透氣但實質上不透液的阻擋層結構93，該區域92包括一多孔基質94，其上粘附有燒結的、弄平的粒子98。衛生巾110依順序地有透液蓋片90，可任選地具有的液體傳送層95，吸收及保持液體的吸收芯心96及本發明之面向衣服的透氣但不透液的阻擋層結構97，此處阻擋層結構97包括一非織造基質99，其上粘附有燒結的、弄平的粒子100，此阻擋層結構97之粒子100最好鄰接芯心96。如圖8及9所示，透液蓋片90之燒結的、弄平的粒子98是在實質上不透液但透氣區域92之面向身體之表面111上，且也位在透液孔91之面向身體的一側112上，這些孔有足夠的直徑可允許傳送液體。但是燒結的、弄平的粒子98也可以及任選地位在蓋片90之側面上，藉此面向傳送層95，蓋片90及阻擋層結構97彼此利用凸緣密封件115而密封在一起。面向內衣之阻擋層結構97可具有定位粘合劑114，用以將衛生巾110附著于一內衣上。粘合劑114可任選地受到剝離表面材料113的保護，該材料113于使用前需被去除。
圖9為圖8之衛生巾的剖面圖，該衛生巾110之各組件具有相同之標示數字。
實例表1示出本發明之大孔的阻擋層結構(本身及其與吸收性產品相結合)之透氣率及抗泄漏能力。紡粘非織造布及添加之燒結粒子之重量是以每平方公尺的克數(gsm)來表示的。1．非閉塞材料(nonocclusire materials)的氣體滲透率的測定空氣滲透率是穿過每平方英尺材料試樣的空氣流的體積率(立方英尺/分)來表示的，此時必須保持穿過試樣的空氣壓力為0.5英寸(1.25cm)水柱。氣體滲透率是使用弗雷澤氣體滲透儀(Frazier Precison InstrumentCompay,Inc.,Hagerstown,MD)通過在空氣穿過測試室中時測量穿過試樣的壓力降來間接測定的。使用校準曲線將壓力降讀數轉換成空氣滲透率。將試樣夾置于第一室的入口，第一室通過小孔而與第二室相通，其時通過吸風機產生空氣流壓差，小孔的大小應合適以便能測出預先考慮的空氣滲透率。增加真空度達到使被記錄在傾斜油壓力儀的第一室的壓力為0.5英寸(1.25cm)水柱。在垂直油壓力儀上記錄第二室的壓力并通過轉換曲線將其轉換成空氣滲透率。2．可滲透材料的抗泄漏性的測定稱重一疊4×8英寸(10.2×20.3cm)的Whatman No.1定性濾紙。試樣至少包括與其阻擋層結構一起向下并與該濾紙垛頂片接觸放置的試驗吸收性產品。此處試驗吸收性產品是由約45％木紙漿和55％可熔化纖維組成的2.5盎司/平方碼(約85g/m2)的材料，可熔化纖維是雙組分型的、并具有圍繞高熔點芯的可熔化的低熔點外殼的熔化纖維。將2英寸寬(約5cm)、8英寸長(約20cm)和7/16英寸厚(約1cm)并具有0.5英寸(約1.25cm)的用于流入流體的小孔的Plexiglas丙烯酸類塑料板放置在該吸收性結構的頂上。將2公斤的重物放置在孔的每一邊并以均勻的速率將1.3毫米染紅的鹽水通過孔注入。在流體被完全加入后的一分鐘后稱量該濾紙，以測定有多少流體已通過阻擋層結構而泄漏(如果有泄漏的話)，并測量可能存在的污染區。
表1本發明之大孔的阻擋層結構及微孔薄膜(本身及其與吸收性產品相結合)之透氣率及防漏能力弗雷澤透氣率 泄漏污染區阻擋層結構區域mm3/ft2/min(mm3/m2/min)g/產品in2(cm2)紡粘非織造布，＞700(＞7525)19gsm在吸收性產品上的紡45(483.75) 0.01 0.2(1.3)粘非織造布(19gsm)具有17.9gsm燒結粒子 ＞700(＞7525)(～300微米直徑)的紡粘非織造布(19gsm)在吸收性產品上具有48(516) 0 017.9gsm的燒結粒子(～300微米直徑)的紡粘非織造布(19gsm)Exxon BF 1000微孔薄膜在吸收性產品上的0 0 0Exxon BF 100W微孔薄膜
權利要求
1．一種可透氣但不透液之阻擋層結構，包括至少一層的具有相對側之多孔層，且多孔層包括基質，具有延伸于相對側之間的孔，該相對側即對應于多孔層之相對側，藉此液體可以橫越該基質；及粒子，它被熔凝于該多孔基質的至少一側上，使得能限制液體進入孔內；其中該多孔層當被包含于一覆蓋熔凝有粒子之多孔層之第一側的測試吸收性產品時且是在每平方英寸為一磅的荷重下，可實質上抵抗液體之穿透；且其中該多孔層具有一在大于0至約80mm3/ft2/min之范圍內的弗雷澤透氣率值。
2．如權利要求1的阻擋層結構，其中所述的粒子是可熔化的且包括粉末粒子或纖維。
3．如權利要求1的阻擋層結構，其中所述的粒子是在一溫度下被熔凝于固體結構上，該溫度為不高于該固體結構之熔點。
4．如權利要求1的阻擋層結構，其中所述的粒子之量為每平方公尺至少9克。
5．如權利要求2的阻擋層結構，其中所述的粉末粒子選自由下列物質所構成之組群聚乙烯、聚丙烯、聚酯、乙烯-乙酸乙烯酯、乙烯-丙烯酸、乙烯-甲基丙烯酸酯，乙烯-丙烯酸正丁酯，聚酯聚氨酯、聚醚聚氨酯、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物及其組合。
6．一種吸收性產品，它具有相對的縱向邊緣及相對的橫向邊緣，且包括一面向身體之透液片、一面向內衣之透氣但實質上不透液之阻擋層、及一位于其間之吸收性結構；所述的阻擋層結構包括至少一層具有相對側的多孔層；所述的多孔層包括多孔基質，具有延伸于相對側之間的孔，該相對側即對應于多孔層之相對側，藉此液體可以橫越該基質；及粒子，它被熔凝于該多孔基質的至少一側上，使得能限制液體進入孔內；其中該多孔層當被包含于一覆蓋熔凝有粒子之多孔層之第一側的測試吸收性產品時且是在每平方英寸為一磅的荷重下，可實質上抵抗液體之穿透；且其中該多孔層具有一大于零mm3/ft2/min的弗雷澤透氣率值。
7．如權利要求6的吸收性產品，其中所述的粒子是在一溫度下被熔凝于固體結構上的，該溫度為不高于該固體結構之熔點。
8．一種吸收性產品，具有相對的縱向邊緣及相對的橫向邊緣，且包括一面向身體之透液蓋片、一面向內衣的透氣但實質上不透液之阻擋層、及一位于其間的吸收性結構，該透液蓋片具有可透液區域及不透液但透氣的區域；該不透液區域包括至少一層具有相對側之多孔層，該多孔層包括多孔基質，它具有延伸于相對側之間的孔，該相對側即對應于多孔層之相對側，藉此液體可以橫越該基質；及粒子，它被熔凝于該多孔基質之至少一側上，使得能限制液體進入孔內；其中該多孔層當被包含于一覆蓋熔凝有粒子之多孔層之第一側的測試吸收性結構時且是在每平方英寸為一磅的荷重下，可實質上抵抗液體之穿透；且其中該多孔層具有一大于零mm3/ft2/min的弗雷澤透氣率值。
9．如權利要求8的吸收性產品，其中該多孔層具有在自約5mm3/ft2/min至約70mm3/ft2/min之范圍內的弗雷澤透氣率值。
全文摘要
本發明提供可透氣不透液的阻擋層結構,及由其制成之產品。此結構包括具有相對側的多孔層,其具有延伸于相對側之間的孔的多孔基質;及被熔凝于該多孔基質之至少一側的粒子;其中該多孔層當被包含于一覆蓋多孔層之側面的吸收性結構中并在1lb/in
文檔編號A61L15/26GK1209312SQ9811869
公開日1999年3月3日 申請日期1998年8月25日 優先權日1997年8月25日
發明者V·P·拉斯科, M·G·思斯爾斯基 申請人:麥克尼爾-Ppc公司