CN1152652C - 形成改进型多孔薄膜的方法、多孔薄膜及包括该薄膜的吸湿物品 - Google Patents

形成改进型多孔薄膜的方法、多孔薄膜及包括该薄膜的吸湿物品 Download PDF

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Abstract

一种用作吸湿物品中的顶片的多孔薄膜，其中薄膜是多孔的，且包括许多微孔和许多大孔。本发明还公开了一种形成上述薄膜的方法和一种包括用上述多孔薄膜作为顶片的吸湿物品。

Description

形成改进型多孔薄膜的方法、多孔薄膜 及包括该薄膜的吸湿物品
发明领域
本发明涉及主要用作吸湿用品的覆盖部件的多孔薄膜以及形成这种多孔薄膜的方法和设备。
发明背景
多年以来，人们一般采用无纺织物作为适于收纳人体排出物的物品，如一次性尿布、卫生巾、成人失禁用品、伤口包扎布或类似物的覆盖部件或面层。这些织物一般由气流成网、梳理、纺粘等工艺形成，并且众所周知要对这种织物进行后处理，使之具有一定强度和完整性，如采用粘合剂或纤维缠结，也可以采用机械方法或采用流体力。由于这些织物一般由疏水性材料制成，为了促进人体排出物穿过织物而用表面活性剂对这种织物进行后处理也是公知的。这些织物具有或可感觉到其具有所希望的特性，如透气性、有布质外观、柔软以及手感和触感良好。
由无纺织物构成的面层的一个缺点是，液体，如尿液、月经、伤口渗出物等，透过面层进入吸湿芯后有反渗回面层的趋势，特别是在压力作用下以及当吸湿芯内的液体将要达到吸湿芯的液体体积储存容量时。由于这种原因和其它原因，在过去一直采用多孔薄膜作为吸湿用品的面层，这一点也是公知的。
下述清单包括公开了这种多孔薄膜的美国专利和公开的外国专利申请。
Doviak等人的美国专利3,632,269
Thompson等人的美国专利3,929,135
Mullane的美国专利4,324,276
Thomas等人的美国专利4,351,784
Kelly的美国专利4,381,326
Thomas等人的美国专利4,456,570
Thomas等人的美国专利4,535,020
Mattingly等人的美国专利4,690,679
Curro等人的美国专利4,839,216
Osborn的美国专利4,950,264
Osborn的美国专利5,009,653
Cohen等人的美国专利5,112,690
Thompson等人的美国专利5,342,334
Curro的美国专利5,352,217
Langdon的美国专利5,368,910
Thompson等人的美国专利5,368,926
Hodgson等人的美国专利5,376,439
Thompson等人的美国专利5,382,245
Nohr等人的美国专利5,382,703
Takai等人的美国专利5,383,870
Yamamoto等人的美国专利5,387,209
Suda等人的欧洲专利申请EP 0 304 617
Shipley的欧洲专利申请EP 0 432 882 A2
Garavaglia等人的欧洲专利申请EP 0 598 204 A1
Coles等人的欧洲专利申请EP 0 626 158 A1
Taki等人的欧洲专利申请EP 0 626 159 A1
Tanaka等人的欧洲专利申请EP 0 640 328
Yamamoto等人的日本专利申请JP 3-286762 A
Colbert的国际专利申请WO 92/18078 A1
Turi等人的国际专利申请WO 93/15701 A1
Perry的国际专利申请WO 94/18926 A1
Langdon的国际专利申请WO 94/22408 A1
Steiger等人的国际专利申请WO 94/28846 A1
Osborn等人的国际专利申请WO 95/00093 A1
虽然这些多孔薄膜已经相当有效地起到为达到它们的预期目的所需要的作用，但是大多数这类薄膜实际上并且确实有很多缺陷。例如，尽管这种多孔薄膜可以使液体很容易地通过，并且可以使这种液体的反渗减至最小，但这种多孔薄膜的外观、触觉和薄膜的手感都不如织物。消费者对这种类似薄膜的特性不认可，因此用多孔薄膜作面层的吸湿物品不能为广大消费者所接受。
用于吸湿物品的多孔薄膜面层的主要改进在有共同受让人的、在审查中的、Turi等人1995年4月5日申请的美国专利申请08/417,404和08/417,408中已被公开，该申请是1993年1月14日申请的美国专利申请08/004,379的后续分案申请，而美国专利申请08/004,379是1991年8月14日申请的美国专利中请07/744,744(对应于上述清单中已公开的、在审查中的WO 93/15701)的后续申请。在上面提及的Turi等人的申请中公开了多孔薄膜以及形成薄膜的方法和设备，这种多孔薄膜的薄膜物理特性与那些无纺织物相似。这种方法的要点是把由可伸展的热塑聚合材料构成的薄膜支承在承托部件的一些局部限定的支承区域上，然后用高压、小直径柱状喷射液体对准薄膜的上表面喷射，从而使薄膜的未支承的部分垂向那些支承区域之间的部分，在周围形成微孔和类纤维单元(微丝)，并赋予多孔薄膜的外观、柔软性、触感和手感以及与无纺织物类似的物理特性。尽管这些多孔薄膜与现有技术中的多孔薄膜有明显的改善，但还希望进一步改进这些多孔薄膜，如改进含粘性物质的液体，如月经穿过这些薄膜能力。
在采用多孔薄膜作为卫生巾的顶片时，特别希望其具有干爽性。这意味着即使卫生巾在吸收了月经流体之后，对使用者来说它仍应该是清洁、干爽的。有很多因素影响卫生巾的清洁干爽性，包括卫生巾覆盖材料的孔的特性和开孔面积。在薄膜孔径和开孔面积对清洁干爽性的影响中存在一个适度点。一方面，大孔使得液体以更快的速度传送到吸湿芯中。另一方面，太大的孔使得液体从吸湿芯中反传送到顶片上(这种现象有时称作“回渗”)并与穿戴者接触。更具体地说，大的开孔面积使得容易透过顶片看到卫生巾的吸湿芯上被沾污处，并且使穿着者感觉到这种物品不能使穿着的妇女保持清洁。为了具有既清洁又干爽的特性，顶片必须在孔径和开孔面积之间达到正确的折衷：孔径应尽可能大到足以使顶片能快速接纳月经流体，并使液体穿过到达卫生巾的吸湿芯中，但孔径也应尽可能小到使顶片能盖住其下的吸湿芯的被沾污部分，给穿戴者清洁的感觉。
发明概述
根据本发明的一个方面，提供了一种用可伸长的热塑聚合材料制作多孔薄膜的方法，包括：
a)提供一个包括具有上表面和下表面的所述可伸长的热塑聚合材料的初始薄膜；
b)提供一承托部件，该承托部件包括用于支承所述初始薄膜的一些局部限定的支承区域，以及在流体力作用下可使该初始薄膜变形的凹陷区域；还提供一个允许工作流体从所述承托部件中送出的装置；
c)将所述初始薄膜放到承托部件上，使所述初始薄膜的下表面部分与所述承托部件的支承区域相接触，而所述初始薄膜的上表面与所述承托部：件相背；
d)  将至少从两组喷嘴中射出的柱状射流喷射到所述初始薄膜上表面的接触区域上，第一组喷嘴的直径大于0.254mm，提供给喷嘴的流体压力小于35.15kg/cm2，从而在所述初始薄膜上形成大孔，第二组喷嘴的直径小于或等于0.254mm，提供给喷嘴的流体压力至少为35.15kg/cm2，从而在所述初始薄膜上形成微孔；
e)从接触区域移动所述初始薄膜；以及
f)从所述承托部件上移走已有孔的初始薄膜。
根据本发明的另一方面，提供了一种用可伸长的热塑聚合材料的初始薄膜制成的多孔薄膜，该初始薄膜有一个给定的厚度尺寸，该多孔薄膜包括：许多孔延伸过所述薄膜的整个厚度，所述许多孔包括第一和第二组孔，所述第一组孔的尺寸大于所达第二组孔的尺寸，所述第一和第二组孔被由所达热塑聚合材料形成的微丝所限定。
根据本发明的又一方面，提供了一种吸湿物品，包括：一个具有相向主表面的吸湿芯和至少覆盖一个所述主表面的多孔薄膜，  所述多孔薄膜有一个朝外与身体接触的面和一个朝内面向吸湿芯的相对面，所述多孔薄膜由可伸长的热塑聚合材料的初始薄膜制成，并具有一个给定的厚度尺寸，所述多孔薄膜具有许多延伸穿过所述薄膜整个厚度尺寸的孔，所述许多孔包括第一和第二组孔，所述第一组孔的尺寸大于所述第二组孔的尺寸，所述第一和第二组孔被由热塑聚合材料形成的微丝限定。
按照本发明的一个方面，对在上述提及的Turi等人的专利申请中公开的那种类型的多孔薄膜进行改进，使这种薄膜具有较大的孔和足够的开孔面积，从而使粘性液体，如月经能很容易地流过薄膜。使薄膜具有这种改进的性能是通过下述方式实现的：使薄膜经受至少从两组喷嘴中喷出的柱状液流或射流的流体力作用，一组喷嘴的直径大于10密耳，喷嘴内的液体具有比较低的压力，约小于500磅/英寸2，至少另一组喷嘴的直径小于或等于10密耳，喷嘴内的液体具有相对较高的压力，约大于500磅/英寸2。本发明可选用薄膜承受由低压和高压喷嘴施加的流体力各种时段，即先加低压后加高压，或先加高压后加低压，或其它组合或变型来完成。
大多数孔的形状和尺寸是不规则的。可借助各种技术来近似度量它们的直径，可以用等效水力直径(EHD)或等效圆直径(ECD)来表示。最终的多孔薄膜具有平均EHD为从约7密耳至约30密耳的大尺寸孔，和平均EHD为从约1密耳至约7密耳的小尺寸孔的组合。这种多孔薄膜的开孔面积范围为从约3％至约13％。
本发明的改进型多孔薄膜，最好如上述Turi等人的申请中图17-19那样在一个承托部件上形成，这样使得在薄膜上有一系列由基本为垂直取向的侧壁形成的基本平行的脊，该侧壁限定了一系列基本平行的谷。因此该薄膜包括基本平行交错的立体或由孔或薄膜的开孔部分分隔开的薄膜的封闭部分，这包含下面将提到的大尺寸和小尺寸孔的组合。向位于承托部件的一些局部限定的支承区域之间的可伸展材料施加流体力，使之延长或拉伸而形成两种尺寸的孔，薄膜随着伸长而变薄，直到它最终破裂(即裂开形成原纤维)形成上述提及的多孔。
在Turi等人的申请所公开的多孔薄膜中，孔被类纤维元素或拉伸塑料材料的网状结构环绕。这种拉伸类纤维单元(微丝)与孔一起，为多孔薄膜提供了与那些无纺织物相似的物理特性。类纤维元素的长度变化范围从约0.005英寸(0.013厘米)至约0.05英寸(0.127厘米)，宽度范围从约0.001英寸(0.003厘米)至约0.035英寸(0.089厘米)，厚度范围从约0.00025英寸(0.0006厘米)至约0.002英寸(0.005厘米)。
按照本发明，对在上面提及的Turi等人的专利申请中公开的多孔薄膜加以改进，在形成薄膜时，通过使薄膜向下弯垂进入承托部件的凹陷区域，来提高薄膜的局部受拉伸处的流体分散性能。
按照本发明，由可伸展的热塑聚合材料形成多孔薄膜的方法包括以下步骤：提供一个由所述可伸展热塑聚合材料组成，并具有一个上表面和一个下表面的初始薄膜。提供具有用于支承初始薄膜的一些局部限定的支承区域的承托部件。承托部件上有一个凹陷区域，在该区域中薄膜可通过作用在上面的流体力产生变形。设置允许所述工作流体从承托部件穿过的装置。
在承托部件上的初始薄膜下表面的一部分与承托部件的支承区域相接触。薄膜的上表面朝向承托部件之外。
至少从两组喷嘴中喷出的柱状射流射向初始薄膜上表面的接触区域，即薄膜受射流力作用的区域。在所述初始薄膜上成形大尺寸孔的第一组中每个喷嘴的直径大于10密耳，喷嘴处施加的流体压力小于500磅/英寸2。在所述初始薄膜上成形微孔的第二组中每个喷嘴的直径小于或等于10密耳，喷嘴处施加的流体压力至少为500磅/英寸2。
将薄膜从接触区域移开，将已形成的多孔薄膜从承托部件上取下。
本发明的其它特性和优点在下面的详细描述、相应附图和权利要求书中将会明了。
附图简述
图1为按照本发明制作多孔薄膜的生产线的侧视简图；
图2为用于生产本发明多孔薄膜的装置的退绕工序的放大侧视简图；
图3为用于生产本发明多孔薄膜的装置的成孔工序的放大侧视简图；
图4为用于生产本发明多孔薄膜的装置的脱水工序的放大侧视简图；
图5为用于生产本发明多孔薄膜的装置的干燥工序的放大侧视简图；
图6为用于生产本发明多孔薄膜的装置的纵切/重绕工序的放大侧视简图；
图7A为用于生产本发明多孔薄膜的装置的喷嘴条的侧视简图；
图7B，C，D和E为可用于生产本发明多孔薄膜的装置的喷嘴模型的侧视简图；
图8为按照本发明放置在承托部件上以进行处理的初始薄膜的分解透视图；
图9为图8的下部所示的承托部件的顶视平面图；
图10为沿图9中10-10线剖开的放大剖视图；
图11A-D为与图10类似，按本发明原理牵拉初始薄膜以形成多孔的工序图；
图12为按照本发明成形的多孔薄膜的顶视平面照片，其中放大倍数为7.5；
图13为图12所示多孔薄膜的端视图；
图14为图12所示多孔薄膜的端视图，其中放大倍数为15；
图15为按照本发明原理形成的另一种多孔薄膜的顶视平面图，其中放大倍数为7.5；
图16为图15所示多孔薄膜的端视图；
图17为图15所示多孔薄膜的端视图，其中放大倍数为15；
图18A和图18B为按照本发明形成的多孔薄膜的照片，放大倍数为10，该多孔薄膜由有压纹的初始薄膜制成，该初始薄膜具有贴着有关成形件的凹面，其中薄膜被一个顺序排列的三喷嘴条加工成孔，具有较大喷嘴的第一个喷嘴条如图7D所示，具有较小喷嘴的第二和第三个喷嘴条如图7A所示(图18A示出了水射流所喷射的一侧，图18B示出了贴着有关成形件定位的一侧)；
图18C和D为按照本发明形成的多孔薄膜的照片，放大倍数为10，该多孔薄膜由有压纹的初始薄膜制成，该初始薄膜有一凹面贴着有关成形件，其中薄膜被一个如图7D所示具有较大喷嘴的单喷嘴条加工成孔(图18C示出了水射流所喷射的一侧，图18D示出了贴着有关成形件定位的一侧)；
图19的流程图示出了按照本发明生产多孔薄膜的工艺的各个步骤；
图20为包括有本发明的多孔薄膜的卫生巾的透视图；
图21为沿图20的21-21线的部分被剖开的视图；
图22是描述多孔薄膜的一个样品中孔径分布的曲线图，该多孔薄膜被采用三喷嘴条的装置以875磅/英寸2的压力成孔，其中每个喷嘴条上有多个喷嘴，所有喷嘴的直径均为5密耳；
图23是描述多孔薄膜的一个样品中孔径分布的曲线图，该多孔薄膜被一个具有多个喷嘴的单喷嘴条的装置加工成孔，其中每个喷嘴的直径为20密耳，所述喷嘴条如图7C中所示；
图24是描述多孔薄膜的一个样品中孔径分布的曲线图，该多孔薄膜被包括第一喷嘴条(见图7C)和在第一喷嘴条下游的第二喷嘴条(见图7A)的装置加工成孔，其中第一喷嘴条上有多个喷嘴，所有喷嘴的直径为20密耳，第二喷嘴条上有多个喷嘴，所有喷嘴的直径为5密耳；
图25为描述本发明的多孔薄膜一个样品中孔径分布的曲线图；
图26为描述比较结果的曲线图，其中构成喷嘴条的喷嘴间隔是不同的。
优选实施方案详述
尽管本发明可以有各种实施例，但附图所示和下面将要描述的为优选实施例。应理解，这些描述只被看作是本发明的示例，而不是将本发明限制在特定实施例中。
现在参见附图，图1为按照本发明原理生产多孔薄膜所采用的生产线的一个实施例的侧视简图。如箭头所示，该工艺流程在图1中从右至左。如图1所示，该生产线有五个主要工位：薄膜退绕工位30、成孔工位40、脱水工位50、干燥工位60以及纵切、重绕和表面涂敷工位70。
如图2所示，在薄膜退绕工位中，在支架F中安装有两个用于旋转的初始薄膜材料33的辊31。从辊31处来的薄膜被送到导向辊上，并进入具有自动(闭环)拉伸控制系统的水管束中32中。薄膜33在合适的拉伸力，例如每直线英寸0.1至1磅力的作用下，从水管束32中露出来并继续进入成孔工序40中。
尽管有许多不同的初始薄膜适用于本发明中，但一种优选的材料是在市场上可买到的，由Exxon Chemical生产的商品型号为EMB-631的聚乙烯薄膜。这种薄膜为一种有压纹的白色聚乙烯薄膜。聚乙烯组分包括重量比为40％的低密度聚乙烯和重量比为60％的线性低密度聚乙烯的混合物。薄膜含有重量比为6.5％的二氧化钛。
在称为凸面的薄膜一面上对初始薄膜压印每英寸165行的钻石形图案，多个不连续的可见凸起被连续的不相连的凹陷图案分隔开。称为凹面的有压纹的初始薄膜的另一面上有多个可见的、被连续的不相连的肋图案分隔开的杯形凹陷。薄膜凹面上的杯形凹陷与薄膜的凸面上的凸起对齐。在初始薄膜的一面上，最好是凸面上采用电晕放电对薄膜进行静电处理。采用ASTM试验D-882测得薄膜具有的最终拉伸强度在机器方向上为1750克(在断裂时具有500％的伸长率)，在垂直机器方向上为1300克(在断裂时具有650％的伸长率)。
制作本发明的薄膜的工艺可以是分批的，也可以是连续的，基本上与在审查中的专利申请08/417,404中所公开的分批或连续工艺相似。本发明的优选实施例为连续的装置，将在下面进一步描述。
参见图3，图中示出了从退绕工位中出来的薄膜33进入图右侧的成孔工序40。成孔工序40包括一个可旋转地安装在支架F1内的蜂窝型支承滚筒41。滚筒41的外周表面上安装有一个后面将详细描述的三维承托或成形部件。在支架F1上支承有四个水射流集流腔42，支承滚筒内部设有四个抽吸槽，每个集流腔42有一个抽吸槽如后面将详细描述的那样。抽吸槽安装在滚筒的内部，并与位于滚筒外面的水射流集流腔在一条直线上。每个水射流集流腔包括一个此后有时称作喷嘴条的金属条，该金属条上有多个具有预定尺寸和间隔的喷嘴。后面将对这种喷嘴条的具体例子作更详细描述。一个给定的集流腔42可以有一个或多个喷嘴条。每个条的喷嘴尺寸最好保持恒定。但在给定的条上的喷嘴尺寸可以是变化。喷嘴条的下表面和成孔滚筒的承托部件外表面之间的距离最好在0.50至1.0英寸的范围内。
将在一定压力下的热水泵向集流腔42，该加压水以柱状水射流的形式从喷嘴条的多个喷嘴中喷出。每个集流腔42内的水压可以分别调节。进入工序的薄膜33被一个导向辊43引导，并进入安装在支承滚筒41上部的三维成形部件的外周边上方。从喷嘴条中喷出的柱状水射流射到薄膜上，并使薄膜弯曲下垂进入安装在支承滚筒上的承托部件的凹陷区域内，因此使薄膜伸长并被击穿形成多种尺寸不规则的孔。现在有孔的薄膜44从成孔工序40中的左侧被拉出并通向脱水工位50。
如图4所示，在脱水工位50中，在支架F3上可旋转地安装有两个脱水滚筒51。滚筒51具有蜂窝状结构，每个滚筒有两个真空槽与此相连，可抽真空至7英寸汞柱。每个滚筒51上设有6个气刀，共设有12个气刀52。与脱水滚筒51相连的抽吸槽设在滚筒的内部，气刀52位于滚筒51的外部。过量的水利用来自气刀52的高速气流的冲击，和滚筒51内的抽吸槽的抽吸作用从多孔薄膜上带走。气刀52运转的气体温度范围在约150-180°F之间。穿过12个气刀52的总气体流量在多孔薄膜每线性英尺每分钟约1,000至约2,000立方英尺之间。脱水薄膜53从脱水工位50的左侧被牵拉出并通向干燥工位。
参见图5，图中所示的空气干燥工位60包括安装在支架F4上的两个真空滚筒61。每个滚筒61有一个环绕滚筒的弧度为300°的抽吸槽。每个真空滚筒61的外部设置有20个气刀62，气刀62的运转的气体温度范围在150°-180°F之间。40个气刀62的混合空气流量在多孔薄膜每线性英尺每分钟约5,000至约7,000立方英尺之间。由滚筒61内的真空引起的压降约为穿过薄膜测量的2英寸水柱。干燥的薄膜63从干燥工位60的左侧被牵拉出并通向纵切/重绕工位70。
现在参见图6，从干燥工位中出来的薄膜从右侧进入纵切/重绕工位70。由间隔刻痕切割类型的纵切刀组成的纵切装置71，将干燥的多孔薄膜切成所希望的宽度。干燥和纵切过的多孔薄膜然后进入表面涂敷器72，在此处采用单面给胶法将合适的表面活化剂，如Tween20涂敷在薄膜上。表面活化剂最好以含有约48.81.5％表面活化剂的含水溶液的形式提供。在本发明的一个示范性实施例中，表面活化剂辊的涂敷速度为每分钟15±3英寸。最好是将表面活化剂涂敷在薄膜的凸面上。上述提及的在薄膜上添加的表面活化剂溶液的最终量为0.25毫克/英寸2±0.07。
参见图7A-7E，柱状水射流从一个或多个具有许多喷嘴的喷嘴条中喷出。最好是在初始的喷嘴条上钻成柱形孔，从而形成喷嘴。但可以想见，可以采用各种形状的孔。
图7A所示为一个用于输送柱状水射流的喷嘴条80，每个喷嘴的截面都比较小，从而可以在薄膜上形成微孔。集流腔上的喷嘴82的直径为5密耳(0.005英寸)，间距为0.020英寸。该集流腔条可从日本Kobe的Nippon Nozzle公司处购得的。
图7B-7E所示为用于产生柱状水射流的喷嘴条，每个喷嘴都有比较大的截面，从而在薄膜上形成大孔。图7B所示的一个喷嘴条有两排84，86喷嘴84’，86’，它们设置在中心正切线的相对两侧上。每排上的喷嘴直径为15密耳(0.015英寸)，中心到中心的间距为0.022英寸。上排喷嘴的间距与下排喷嘴的间距偏离0.11英寸。喷嘴条上每英寸有90.9个喷嘴。
图7C所示的喷嘴条用两排88，90喷嘴88’，90’，分布在中心切线的相对两侧。每排上的喷嘴直径为20密耳(0.020英寸)，间距为0.032英寸。上排喷嘴的间距与下排喷嘴的间距偏离0.16英寸。喷嘴条上每英寸有62.5个喷嘴。
图7D所示的喷嘴条用两排92，94喷嘴92’，94’，分布在中心正切线的相对两侧。每排上的喷嘴直径为25密耳(0.025英寸)，间距为0.038英寸。上排喷嘴的间距与下排喷嘴的间距偏离0.19英寸。喷嘴条上每英寸有52.6个喷嘴。
图7E所示为用于输送柱状水射流的喷嘴条，每个喷嘴都有比较大的截面，从而在薄膜上形成大孔。每个喷嘴的直径为0.025英寸，中心到中心的间距为0.083英寸。尽管图7E所示的喷嘴条孔适于形成本发明的薄膜，但采用例如在图7B～7D中所示的喷嘴是目前优选的，因为它是使用一个或多个具有较小喷嘴的喷嘴条组合来形成微小尺寸的孔。
小喷嘴(见图7A)的直径最好小于10密耳。大喷嘴(见图7B-7E)的直径最好大于10密耳。
在审查中的美国专利申请08/417,404中，详细描述了一种制作本发明的多孔薄膜的设备。制作本发明多孔薄膜的设备包含一些特定的附加装置，包括如上述参考图7B-7E描述的第二组喷嘴条。输送到小喷嘴中的水的压力一般大于500磅/英寸2，最好大约为500-1600磅/英寸2或更高。输送到大喷嘴中的水的压力一般小于500磅/英寸2，最好大约为125-200磅/英寸2。
在优选实施例中，成孔设备由一个蜂窝状支承滚筒、一个三维成形部件、一些水射流集流腔和安装在滚筒内、并沿滚筒的圆周段形成的相应的抽吸槽组成。成形部件为一个雕刻套筒，如图8-10所示安装在蜂窝状支承滚筒上。抽吸槽安装在滚筒的内部，并与在滚筒外部的水射流集流腔在一条直线上。每个水射流集流腔包含一个具有多个喷嘴的金属条。对于给定的集流腔来说，喷嘴的尺寸在整个条上保持恒定。喷嘴条与雕刻套筒表面之间的距离最好在0.50至1英寸之间。集流腔受到泵出的热水的压力。加压水穿过喷嘴条上的一系列喷嘴，产生基本为柱状的水射流。冲击到薄膜上的柱状热水射流的能量使薄膜对着该雕刻套筒形成轮廓，并拉伸到破裂形成许多尺寸不规则的孔。提供给到每个集流腔的水的压力的温度分别可调。该工艺参数如下所示：
线速度(码/分钟)：50-200
水温：155°-165°F
采用集流腔的最大数目：3
集流腔条与套筒表面之间的距离：0.50”-1”
低压集流腔：
集流腔数目：1
喷嘴尺寸范围(英寸)：0.0145至0.030
压力(磅/英寸2)：150±25
水流量：每英寸喷嘴条每分钟8.0±2.0加仑(gpm/in)抽吸槽真空(英寸汞柱)：5.0±2.0(-17±10.2千帕)
高压集流腔：
集流腔数目：最大为2
喷嘴尺寸范围(英寸)：0.005至0.007
压力(磅/英寸2)：1,150±350
水流量：每英寸喷嘴条每分钟0.9±0.22加仑
    抽吸槽真空(英寸汞柱)：5±3(-17±10.2千帕)
    集流腔使用顺序：
可以相对于薄膜在该滚筒上连续传送的方向，把这些加压水的射流集流腔和与它们相连的喷嘴条排列成各种顺序。可以采用下面5种顺序在薄膜上成孔：
1.低压，高压
2.低压，高压，高压
3.高压，低压
4.高压，低压，高压
5.高压，高压，低压
参见图8-10，成形部件为一个有多个从成形或承托部件基部伸出并放射状伸展的支承元件的三维表面。这些元件基本上与在审查中的美国专利申请08/417,404公开的相应元件相似。
图8是支承在承托部件102上的初始薄膜100的分解透视图。初始薄膜可以有压纹，也可以没有压纹。另外，正如图8的上部所示，初始薄膜100的一部分104包括压纹106和无压纹部分108。
承托部件102包括具有一个上表面110a和一个下表面110b的基部110。承托部件102还包括多个从上表面110a到下表面110b穿过整个基部110厚度的孔112。正如在后面将要看到的那样，设置孔112的目的是按照本发明制作多孔薄膜时允许水通过。承托部件102还包括多个放射状伸展的支承元件114。这些支承元件具有一个与承托部件基部110的上表面110a相重合的基部116和一对成一定角度的侧壁118，120(在图9和10中可清楚地看到)。侧壁118，120从基部116向外伸展交会成脊部或脊122。支承元件114互相平行的且相互之间的距离相等。它们可以与承托部件的面平行、垂直或成任何角度。如图8和9所示，当俯视时，这些支承元件114的构形基本类似正弦曲线或为波浪形。应当理解，支承元件的构形可以是其它形状，例如直线形、之字形或类似形状。在审查中的美国专利申请08/417,404对成形部件有详细的描述。
参见图11A-D，图中示出了按照本发明原理牵拉初始薄膜124以成形孔的工艺流程。参见图11A，首先将初始薄膜124铺在承托部件上。参见11B，薄膜124由于受到柱状水射流的作用而变形并被向下牵拉(即拉伸)，部分进入支承元件之间的空间。参见图11C，薄膜124随牵拉而变薄。参见图11D，随着薄膜进一步被牵拉变薄，它开始破裂并形成孔126。该工艺在在审查中的美国专利申请08/417,404中有更进一步的描述，其中描述了由薄膜材料的微条或微丝环绕的微孔的形成。
由于成形部件上的垂直元件的作用，当本发明的薄膜一离开该工艺流程就立即膨胀(即相对于原始厚度的初始无孔薄膜来说，在Z方向上有很大的尺寸的尺寸)。在一些现有的工艺流程中，在Z方向上的伸展必须在一个独立的压纹步骤中实现(例如见美国专利4,609,518)。可扩展的顶片限制了穿戴者与吸湿层之间的接触范围，因此增加了含有该顶片的产品的干爽感觉。
在此处公开的薄膜、吸湿物品及方法中，薄膜上的孔包括微孔和大孔，或者仅包括大孔。可以认为，在上述描述中从喷嘴条的较小喷嘴处喷射出的柱状水射流作用到薄膜材料上，牵拉薄膜主要形成微孔。可以认为，在上述描述中从喷嘴条的比小喷嘴大的较大喷嘴处喷射出的柱状水射流作用到薄膜材料上，牵拉薄膜主要形成大孔。
最终的多孔薄膜的尺寸，包括具有平均EHD为从约7密耳至约30密耳的大尺寸洞或孔，和具有平均EHD为从约1密耳至约7密耳的小尺寸孔或洞，有时称为微孔  的组合。这种多孔薄膜的开孔面积范围从约3％至约13％。已经发现，采用喷嘴直径范围从约10至25密耳的喷嘴条，形成的薄膜上的孔的平均EHD为从约7密耳至约17密耳。在审查中的美国专利申请08/417,404中，对环绕并限定微孔和大孔的微丝有详细描述。微丝的长度范围从约0.005英寸(0.013厘米)至约0.05英寸(0.127厘米)；宽度范围从约0.001英寸(0.003厘米)至约0.035英寸(0.089厘米)；厚度范围从约0.00025英寸(0.006厘米)至约0.002英寸(0.005厘米)。图12-18A，B的照片显示了按照本发明制成的多孔薄膜的混合微孔和大孔。图18C，D的照片显示了多孔薄膜的按尺寸分类的大孔。
上述讨论的组合大孔和微孔，使得当薄膜用作卫生巾的顶片时，其清洁和干爽性得到了改善。薄膜最终的开孔面积范围为3％至13％。现有的薄膜仅有微孔(见在审查中的美国专利申请08/417,404)，当柱状水射流的直径采用5密耳时，最终多孔薄膜的微孔平均EHD为3密耳，开孔面积约为3％。按照本发明，在有大孔和微孔的组合的多孔薄膜中，孔径和开孔面积的增加，提高了孔径和开孔面积的等级，从而达到最佳的折衷：孔应尽可能地大，以便快速接纳月经液流并允许它们穿过到达吸湿芯中，但孔又应尽可能地小到足以遮盖吸湿垫的脏污，给使用者干净的感觉。这样，用本发明的多孔薄膜制成的本发明的吸湿物品的清洁干爽性能得到了很大地提高。
在本发明的优选实施例中，初始薄膜借助大尺寸、低压的柱状水射流和小尺寸、高压的柱状水射流成孔。这种混合有高压和低压的水射流比仅有小尺寸低压水射流所形成的薄膜的孔尺寸大、开孔面积大。由该实施例制成的薄膜还比仅用大尺寸、低压水射流制成的薄膜，对使用者来说更柔软。
图19为一个流程图，显示生产本发明的新型多孔薄膜工艺中的一些步骤。工艺的第一步为将一片薄的、可伸长的热塑聚合材料薄膜放置在承托或支承部件上(框1)。支承部件与其上的可伸长的薄膜一起经过高压射流喷嘴(框2)。射流流体最好是水。最好采用真空将水从支承部件上带走(框3)。薄膜被脱水，最好采用抽吸来达到此目的(框4)。将脱水后的多孔薄膜从支承部件上取出(框5)。通过在上面喷射气流等方式将多余的水从多孔薄膜上带走(框6)。接下来在多孔薄膜上涂敷表面活化剂(框7)。然后多孔薄膜被卷绕待使用，或作为其它吸湿物品如卫生巾、一次性尿布或伤口贴布的结构部件(框8)。
参见20和21，图中所示的卫生巾130包括一个木浆纤维的吸湿芯132、一个薄的不透液体的阻挡薄膜134和一个可以是本发明的任何多孔薄膜的覆盖材料136。最好，覆盖薄膜材料的结构如本发明中所述。例如可能包括聚乙烯薄膜的阻挡薄膜134与吸湿芯的下表面接触，并部分处于吸湿芯的纵侧边之上。如图21所示，覆盖材料136的长度比吸湿芯的长度长一些，并包裹吸湿芯和阻挡薄膜。覆盖材料的纵侧边缘按通常的方式重叠在卫生巾的下表面上并与其密封在一起。在所示的实施例中，覆盖材料在卫生巾的端部138，140自密封。如图21所示，卫生巾130有一个用于将卫生巾粘接到使用者的内裤上的粘接剂层142。粘接剂层142在使用前由一个可撕下的防粘衬144保护。
例1
在本发明的多孔薄膜的一个实施例中，初始薄膜为从Exxon Chemical处购买的商品名称为EMB-631的有压纹薄膜，薄膜厚度为0.95密耳。薄膜在它的凸面经过电晕放电处理。如在审查中的Turi等人的美国专利申请08/417,404和08/417,408中所公开的那样，薄膜如图8-10所示放在安装在一支承滚筒上的成形部件上，薄膜的经电晕处理的凸面背对成形部件的外部。采用两个集流腔将柱状水射流射到薄膜上。第一或上水射流集流腔的喷嘴结构如附图7D所示，即有两排92，94偏置的喷嘴92’，94’，每个喷嘴的直径为0.025英寸。喷嘴中心至中心的间距为0.038英寸，使得每英寸共有52.6个孔。第二或下水射流集流腔的喷嘴结构如附图7A所示，即仅有一排喷嘴，每个喷嘴的直径为0.005英寸。这些喷嘴的中心至中心的间距为0.020英寸。每英寸上共50个这样的喷嘴。温度为165F的水以165磅/英寸2的压力提供到第一集流腔中，并以1400磅/英寸2的压力施加到第二集流腔中。薄膜通过集流腔的速度为每分钟435英尺。滚筒内的抽吸压力为负50英寸水柱。薄膜用图4所示的装置脱水，并用图5所示的装置干燥。干燥之后，薄膜的凸面用浓度为48.8％的Tween-20水溶液涂敷，整体计算的面密度为0.25毫克/英寸2。后续的薄膜卷绕，使得表面活化剂溶液从经电晕处理的凸面渗到凹面。在表面活化剂溶液最终干了以后，薄膜上填加的表面活化剂的整体计算面厚度(包括薄膜的所有表面)为0.12毫克/英寸2。最终的多孔薄膜空气透过率在压差(ΔP)为0.5英寸水柱时为每平方英尺每分钟325立方英尺。薄膜测量得到的开孔面积为6.24％，平均ECD为10-11密耳。ECD(等效圆周直径)是一个根据对孔面积的测量值计算出的孔直径。面积的测量采用在审查中的美国专利申请08/417,404中公开的用来测量EHD的硬件和软件。ECD的公式为： ECD = 4 A / π , 其中A为测得的孔的面积。在该面积每平方英寸上平均有500个孔。该表面活化剂的整体厚度为14.5密耳。
例2
本发明多孔薄膜的另一个实施例采用与例1同样的初始薄膜和成形部件。线速度为50码/分钟。采用两个集流腔将柱状水射流喷到薄膜上。第一或上水射流集流腔的喷嘴结构如附图7C所示，即有两排88，90偏置的喷嘴88’，90’，每个喷嘴的直径为0.020英寸。喷嘴中心至中心的间距为0.032英寸，使得每英寸共有62.5个孔。第二或下水射流集流腔的喷嘴结构如附图7A所示，即仅有一排喷嘴，每个喷嘴的直径为0.005英寸。这些喷嘴的中心至中心的间距为0.020英寸，每英寸上共50个这样的喷嘴。温度为160°F的水以150磅/英寸2的压力施加到第一集流腔中，并以1500磅/英寸2的压力施加到第二集流腔中。滚筒的真空为6英寸汞柱(-20.4千帕)。
在脱水工位中有6个脱水刀，真空为4英寸汞柱。第一组气刀的气体温度为180°F。第二组气刀的气体温度为120°F。有两个薄膜干燥柱体，每个柱体有5个热气刀。刀的热气温度为150°F，真空小于1英寸水柱。
采用显微镜检查法分析按例2制作出的多孔薄膜。采用图象分析技术测量开孔面积、孔径分布和总特征(孔的数量)，结果如下：
开孔面积(平均)     St.Dev.   E.H.D*(平均)  ECD(平均) St.Dev. 孔数量
  6.19％     .68   7.61密耳  10.85密耳 10.47密耳 858/英寸2
*按在审查中的美国专利申请08/417,404中公开的方法测量EHD，该文献作为参考被引证。
表1所示为下述实验中所用的喷嘴条的特性：
表1.喷嘴条的特性
  喷嘴条编号ID   喷嘴尺寸(英寸) 每个喷嘴条的喷嘴行数 同一行的喷嘴间距(中心-中心，英寸) 每喷嘴条每英寸上的喷嘴数
    a     0.005     1     0.020     50
    b     0.010     2     0.015     133
    c     0.015     2     0.022     90.9
    d     0.020     2     0.032     62.5
    e     0.025     2     0.038     52.6
    f     0.025     1     0.083     12
分批成形薄膜实验
用于后面表2将要显示的实验中的分批膜成孔装置与附图3所示相似。但是，仅采用一个水集流腔42和一个适用的真空槽。表1中标为“b”至“f”的每个喷嘴条，依次安装在单个水射流集流腔上，并用来制作表2所示的一种或多种多孔薄膜。初始薄膜和成形部件与例1中所用的一样。
用一系列凸出于成形部件的针，将一片初始薄膜安装到成形部件的外表面上。使蜂窝状支承滚筒转动，以便使安装的薄膜与单个喷嘴条不在一条直线上。使蜂窝状支承滚筒内变成真空。将热的加压水提供到集流腔中。蜂窝状支承滚筒马达旋转，将初始薄膜送到喷嘴条下。将最终的薄膜从成形部件上移走并进行空气干燥。下面的表2示出了用于制作薄膜的工艺情况和最终薄膜的性能。
表2.分批薄膜成孔实验
实验序号#  喷嘴编号ID   水压(磅/英寸2)   水温(°F)    真空*(英寸水柱)    薄膜速度(英尺/分)    开孔面积(％)**     平均等效水力直径(EHD)**(密耳)
    1     b     350   160     60     150     3.6     10.7
    2     b     550   160     60     150     6.5     10.3
    3     b     1000   160     60     150     8.5     7.7
    4     c     200   160     60     150     2.9     11.7
    5     c     400   160     60     150     8.7     16.3
    6     c     550   160     60     150     11.7     14.3
    7     c     850   160     60     150     11.5     8.7
    8     d     160   160     60     150     1.5     11.1
    9     d     250   160     60     150     8.1     17.1
    10     d     350   160     60     150     9.4     14.7
    11     d     550   160     60     150     13.2     13.7
    12     e     150   160     60     150     2.0     10.1
    13     e     240   160     60     150     7.4     14.9
    14     e     375   160     60     150     12.8     17.2
    14a     f     150   160     60     150     3.5     13.0(1)
    14b     f     200   160     60     150     5.71     12.8(1)
    14c     f     250   160     60     150     6.0     11.5(1)
*真空值为在大气压力下的英寸水柱高
**开孔面积和EHD按在审查中的美国专利申请08/417,404公开的方法进行测量，该文献在此作为参考被引证。
(1)＝ECD
数据显示下列趋向：
·增加对给定尺寸的喷嘴条的流体压力可增加开孔面积。
·在给定流体压力情况下，增加喷嘴直径可增加开孔面积。
由于在成形孔工艺中使材料伸长，因此薄膜每单位面积重量减小至约0.47盎司/码2，为初始薄膜每单位面积重量的65％。当所用喷嘴条的喷嘴直径为0.025英寸，间距为0.038英寸，0.050英寸，0.062英寸和0.075英寸时，开孔面积分别减至从13.1％到12.0％，11.2％和10.1％。
连续成形薄膜实验
用初始薄膜、成形部件和例1的大致步骤制作本发明薄膜的另一些实施例。所用的喷嘴条的特性在上述表1中已描述。在所有程序中水温为160°F，初始薄膜的经电晕处理过的凸面背对成形部件。下表示出了所用喷嘴条的数量和它们的特性以及工艺情况：
表3.连续薄膜成孔实验
  喷嘴条#1   喷嘴条#2   喷嘴条#3
实验序号#   喷嘴条编号ID   压力(磅/英寸2)   喷嘴条编号ID 压力(磅/英寸2)   喷嘴条编号ID    压力(磅/英寸2)     线速度(英尺/分)
    15     d     150     120
    16     d     150     a   1000     120
    17     d     150     a   1000     a     1000     120
    18     a     1000     120
    19     a     1000     a   1000     120
    20     a     875     a   875     a     875     120
    21     a     875     a   875     a     875     120
    22     a     1000     d   150     120
    23     a     1000     d   150     a   1000     120
在进行空气干燥之后，薄膜的经电晕处理的凸面被浓度为48.8％的Tween20表面活化剂含水溶液涂敷，使薄膜的整体计算面密度为0.12毫克/英寸2，正如前面例1所描述的那样。
由这些实验制得的多孔薄膜通过空气透过率、孔的尺寸、开孔面积、穿透性和弯曲长度(对薄膜硬度的测量)来评价。测试将按下面介绍的公知方法进行。空气透过率按照ASTM D737来测试。测定薄膜的孔的尺寸和开孔面积并用来计算等效圆周直径(ECD)。穿透性是通过对5毫升测试流体被支承在碾碎的膨松木浆料上的薄膜吸收所用的时间来测定的。测试流体为重量比为75％的脱纤维蛋白牛血和重量比为25％的，含有重量比为10％的聚乙烯吡咯烷水溶液(GAF Povidone K-90)。按照ASTM D1388测量在机器方向(MD)和垂直方向(CD)上的弯曲长度。在连续运行中制得的薄膜的性能示在下表4-7中。
表4.连续成孔薄膜性能——空气透过率
    实验序号#     空气透过率CFM/SQFT@(0.5英寸水柱压差)
    15     139.33
    16     222.00
    17     246.67
    18     107.00
    19     143.67
    20     173.67
    21     170.67
    22     214.33
    23     212.67
表4的数据显示出，大直径和小直径喷嘴组合使用(实验16，17，22和23)制得的薄膜的透过性和开孔面积比仅用小直径喷嘴(实验18-21)制得的薄膜大。据证实，采用大直径喷嘴，即使采用低水压也主要产生大孔。另外据证实，采用小直径喷嘴主要产生较小的微孔。
表5.连续成孔薄膜性能——孔尺寸和开孔面积
实验序号# 平均等效圆周直径(密耳)  EC水平位移(密耳)   开孔面积(％) 每平方英寸孔数
    15     16.46     10.12     4.55     197
    16     8.62     9.22     5.34     515
    17     7.48     8.47     5.34     715
    18     4.65     2.66     2.31     1125
    19     4.53     2.65     2.48     1283
    20     4.00     2.25     2.38     1635
    21     4.16     2.48     2.53     1519
    22     6.49     5.59     4.15     806
    23     6.88     6.18     4.88     856
表5的数据显示出，大直径和小直径喷嘴组合使用(实验16，17，22和23)制得的薄膜的孔尺寸和开孔面积比仅用小直径喷嘴(实验18-21)制得的薄膜大。
图22，23和24的曲线图显示出分别采用5密耳直径喷嘴条(第20个实验)、20密耳直径喷嘴条(第15个实验)和先采用5密耳直径喷嘴条，接着采用20密耳直径喷嘴条(第16个实验)的这些实验(见前面表3)制得的薄膜的孔径分布。从这些曲线图中可以看出，用不同直径的喷嘴条制得的多孔薄膜的孔径反映出不同的单个喷嘴直径的影响。仅用5密耳喷嘴条制得的薄膜(第20个实验)的孔径大多数小于10密耳(见图22)。仅用20密耳喷嘴条制得的薄膜(第15个实验)的孔径分布范围较宽，峰值集中在约9密耳和约23密耳处(见图23)。组合采用5密耳喷嘴条和20密耳喷嘴条制得的薄膜(第16个实验)的孔径分布主要集中在小于12密耳范围内，并且在孔径23密耳处有一个小的集中分布(见图24)。这三个曲线图表明，5密耳的喷嘴主要产生微孔，20密耳的喷嘴主要产生大孔，5密耳的喷嘴和20密耳的喷嘴组合使用产生微孔和大孔。图25示出了一个市售的生产线制得的本发明具有微孔和大尺寸孔的薄膜样品中孔尺寸分布的对照数据。
表6.连续成孔薄膜性能--透过时间
    实验序号#     透过时间(秒)
    15     16.3
    16     17.6
    17     13.5
    18     28.8
    19     25.6
    20     20.2
    21     22.9
    22     15.8
    23     17.10
表6中的数据表明，仅用大直径喷嘴或组合使用大直径和小直径喷嘴(实验15，16，17，22和23)制得的薄膜的透过时间，比仅用小直径喷嘴制得的薄膜短(实验18-21)。
表7.连续成孔薄膜性能--薄膜硬度
    实验序号# MD弯曲长度(毫米) CD弯曲长度(毫米)
    15     22.8     6
    16     26.3     6.5
    17     22.3     6.5
    18     27     6.3
    19     26.8     5.5
    20     26     9.5
    21     25.5     8.5
    22     23.5     5.8
    23     27.30     8.0
    市售对比产品     21.8     14.8
数据表明，实验15-23的薄膜的MD弯曲长度与其它的市售卫生巾的塑料覆盖物相当，薄膜的CD弯曲长度比对比的市售薄膜低。因此本发明的薄膜硬度和希望的舒适性，有望相当于或超过其它市售的多孔薄膜。
图26示出了附加实验的结果。在这些实验中，喷嘴的间距改变以确定对薄膜开孔面积的影响。在这些实验中采用两个水射流集流腔。第一或上水射流集流腔有一个喷嘴条，该喷嘴条有两排分别位于条的纵向中心线两侧的喷嘴，两排喷嘴的偏置如图7B-7D所示，即偏置距离为同一排内喷嘴中心至中心间距的一半。所有的喷嘴直径为0.025英寸。每个实验的喷嘴中心至中心间距在表8中有详细描述。
第二或下游侧水射流集流腔有一个仅有单排喷嘴的喷嘴条。每个喷嘴的直径为0.005英寸，中心至中心间距为0.020英寸。施加到第一集流腔的水压为150磅/英寸2。施加到第二集流腔的水压为1000磅/英寸2。薄膜传送速度为150英尺/分。滚筒真空为60英寸水柱。下面的表8示出了最终的多孔薄膜的开孔面积、每平方英寸孔的数量、ECD和空气透过率
表8
  薄膜号    大喷嘴间距*，英寸 开孔面积，％   孔数量   等效圆周直径，英寸  空气透过率
    24     0.038     13.1     914     0.0099     505
    25     0.050     12.0     1136     0.0085     476
    26     0.062     11.2     1151     0.0081     465
    27     0.075     10.1     1299     0.0072     435
*两排直径为25密耳的喷嘴
按照ASTM D737来测量空气透过率；以每平方英尺每分钟立方英尺为单位的空气透过率的测量结果示在表8中。(仅用)喷嘴直径为25密耳的对照喷嘴条(喷嘴间距为0.038英寸)，在压力为150磅/英寸2，薄膜行进速度为150英尺/分钟时制得的薄膜的空气透过率为310英尺3分钟/英尺2，当喷嘴间距为0.075时，空气透过率基本呈直线地下降为245英尺3分钟/英尺2.当加上喷嘴直径为5密耳的喷嘴条，喷嘴间距仍为0.038英寸时，空气透过率增加到505英尺3分钟/英尺2。当喷嘴间距为0.075时，空气透过率基本呈直线地下降到435英尺3分钟/英尺2。在薄膜行进速度为150英尺/分钟下，使用直径为25密耳的大直径喷嘴条和直径为5密耳的喷嘴条的组成制得的薄膜的空气透过率比仅用大直径喷嘴条大195英尺3分钟/英尺2。上述数据表明，随着大喷嘴的间距增大时，形成的大孔的数量减少，因此薄膜的开孔面积也相应减小。
对按照在审查中的美国专利申请08/417,404制得的多孔薄膜，与本发明的薄膜进行测试并比较。薄膜是在表9中示出的下述条件下，在连续生产线上制备得到的。
表9.多孔薄膜的制备和性能
    薄膜的制备 按照专利申请08/417,404 按照本发明
    初始薄膜 Exxon EMB-631 Exxon EMB-631
    成形部件模型 正弦波形(12轨迹/英寸) 正弦波形(12轨迹/英寸)
    喷嘴条数量 3 2
    1号喷嘴条压力(磅/英寸2) 875 150
2号喷嘴条压力(磅/英寸2)     875     1000
3号喷嘴条压力(磅/英寸2)     875
喷嘴条的喷嘴尺寸(密耳)     a/a/a5/5/5     d/a20/5
水温     158°F     160°F
线速度(英尺/分钟)     150     150
表面活化剂处理     Tween20     Tween20
用表10的多孔薄膜作为覆盖储存材料，制备包括一个覆盖物、一个吸湿芯和一个底片的卫生巾。构造并测试出两种不同类型的卫生巾的渗透性，并且用人工合成月经流体再浸润卫生巾。人工合成月经流体为在等渗的磷酸盐缓冲溶液中溶解0.15％的聚丙烯酰胺制备而成。为了抑制细菌繁殖而加入约0.3％的Germaben。测得的溶液pH值为7.4，在每秒1弧度下粘度为30厘泊。测试结果示出在下面的表11和12中。
表10.由多孔薄膜制得的卫生巾的渗透性和再浸润性
1号卫生巾
    薄膜的制备 按专利申请08/417,404     按本发明
    5毫升渗透时间(秒)     68     62
    再浸润性(克)     0.04     0.02
表11.由多孔薄膜制得的卫生巾的渗透性和再浸润性
2号卫生巾
    薄膜的制备 按专利申请08/417,404     按本发明
    5毫升渗透时间(秒)     39     39
    再浸润性(克)     0.11     0.05
表10和11示出了渗透时间和再浸润吸收性。渗透时间指的是吸收5毫升人工合成月经流体所需的时间，该时间越短越好。再浸润吸收性指的是在渗透性测试中与吸收了5毫升流体的卫生巾相接触的滤纸可以吸收到的流体的数量，该再浸润数量越低越好。
数据表明，本发明的大开孔面积和大尺寸孔的薄膜渗透时间与现有的薄膜相比，至少相等或有增加。尽管本发明的改进薄膜的开孔面积和平均孔径均大于现有的薄膜，但用本发明的薄膜制得的卫生巾与现有薄膜相比，具有意想不到的低再浸润值。
另一种用于测量流体穿过多孔薄膜速度的试验为“滴液试验”。下面的表12示出了本发明的薄膜与现有薄膜的对照数据。
表12.1号卫生巾中多孔薄膜滴液试验数据
    薄膜的制备     按专利申请08/417,404     按本发明
    吸收时间(秒)(0°)     27     8
    吸收时间(秒)(45°横向倾斜)     滴液滚落     17
表12中的数据指的是吸收人工合成月经流体滴液所需的时间，该时间越短越好。在第一个试验中，薄膜为水平的，在第二个试验中，薄膜横向倾斜45°角。数据还表明，本发明的薄膜相对于现有薄膜来说，具有很高的流体传送性能。
按照本发明制得的多孔塑料薄膜呈现出下面的特性：触觉柔软；外观类似纺织物且手感好；如表7所示具有低薄膜硬度；孔的形状、开孔面积和孔的尺寸范围如表5和图23-26所示；基重低(小于等于0.7盎司/码2)以及薄膜两面的薄膜/空气/人工合成流体接触角小于等于70°。
经过表面处理的本发明的多孔薄膜与未经过表面处理的薄膜相比，无论吸湿芯结构为木浆或泥炭沼，其流体渗透率(用在审查中的美国专利申请08/417,404所公开的测试方法——采用5毫升人工合成月经液体的透过时间来计量)全面提高约34％。

Claims (46)

1、一种用可伸长的热塑聚合材料制作多孔薄膜的方法，包括：
a)提供一个包括具有上表面和下表面的所述可伸长的热塑聚合材料的初始薄膜；
b)提供一承托部件，该承托部件包括用于支承所述初始薄膜的一些局部限定的支承区域，以及在流体力作用下可使该初始薄膜变形的凹陷区域；还提供一个允许工作流体从所述承托部件中送出的装置；
c)将所述初始薄膜放到承托部件上，使所述初始薄膜的下表面部分与所述承托部件的支承区域相接触，而所述初始薄膜的上表面与所述承托部件相背；其特征在于，还包括：
d)将至少从两组喷嘴中射出的柱状射流喷射到所述初始薄膜上表面的接触区域上，第一组喷嘴的直径大于0.254mm，提供给喷嘴的流体压力小于35.15kg/cm2，从而在所述初始薄膜上形成大孔，第二组喷嘴的直径小于或等于0.254mm，提供给喷嘴的流体压力至少为35.15kg/cm2，从而在所述初始薄膜上形成微孔；
e)从接触区域移动所述初始薄膜；以及
f)从所述承托部件上移走已有孔的初始薄膜。
2、如权利要求1所述用可伸长的热塑聚合材料制作多孔薄膜的方法，其特征在于所述第一组喷嘴的直径范围为约0.254mm到约0.762mm。
3、如权利要求1所述用可伸长的热塑聚合材料制作多孔薄膜的方法，其特征在于所述第二组喷嘴的直径范围为约0.0254mm到约0.254mm。
4、如权利要求1所述用可伸长的热塑聚合材料制作多孔薄膜的方法，其特征在于所述第一组喷嘴的直径范围为约0.381mm到约0.889mm。
5、如权利要求3所述用可伸长的热塑聚合材料制作多孔薄膜的方法，其特征在于所述第二组喷嘴的直径范围为约0.0762mm到约0.1778mm。
6、如权利要求1所述用可伸长的热塑聚合材料制作多孔薄膜的方法，其特征在于从所述第一组喷嘴中射出的流体的压力范围为约7.03kg/cm2到约35.15kg/cm2。
7、如权利要求1所述用可伸长的热塑聚合材料制作多孔薄膜的方法，其特征在于从所述第二组喷嘴中射出的流体的压力范围为约35.15kg/cm2到约140.62kg/cm2。
8、如权利要求6所述用可伸长的热塑聚合材料制作多孔薄膜的方法，其特征在于从所述第一组喷嘴中射出的流体的压力范围为约8.79kg/cm2到约14.06kg/cm2。
9、如权利要求7所述用可伸长的热塑聚合材料制作多孔薄膜的方法，其特征在于从所述第二组喷嘴中射出的流体的压力范围为约56.25kg/cm2到约105.46kg/cm2。
10、如权利要求1所述用可伸长的热塑聚合材料制作多孔薄膜的方法，该方法还包括提供第三组喷嘴的步骤，所述第三组喷嘴的直径小于或等于约0.254mm，施加在此处的流体的压力至少为35.15kg/cm2。
11、如权利要求10所述用可伸长的热塑聚合材料制作多孔薄膜的方法，其特征在于所述第三组喷嘴的直径范围为约0.0254mm到约0.254mm。
12、如权利要求11所述用可伸长的热塑聚合材料制作多孔薄膜的方法，其特征在于所述第三组喷嘴的直径范围为约0.0762mm到约0.1778mm。
13、如权利要求10所述用可伸长的热塑聚合材料制作多孔薄膜的方法，其特征在于施加到所述第三组喷嘴处的流体的压力范围为约35.15kg/cm2到约210.92kg/cm2。
14、如权利要求13所述用可伸长的热塑聚合材料制作多孔薄膜的方法，其特征在于从第三组喷嘴处射出的流体的压力范围为约56.25kg/cm2到约105.46kg/cm2。
15、如权利要求1所述用可伸长的热塑聚合材料制作多孔薄膜的方法，其特征在于所述微孔的平均等效水力直径为约0.0254mm到约0.1778mm。
16、如权利要求15所述用可伸长的热塑聚合材料制作多孔薄膜的方法，其特征在于所述微孔的平均等效水力直径为约0.0508mm到约0.127mm。
17、如权利要求1所述用可伸长的热塑聚合材料制作多孔薄膜的方法，其特征在于所述大孔的平均等效直径为约0.1778mm到约0.762mm。
18、如权利要求1所述用可伸长的热塑聚合材料制作多孔薄膜的方法，其特征在于从第一喷嘴处射出的流体在从第二喷嘴处射出的流体之前，射到所述初始薄膜的上表面上。
19、如权利要求1所述用可伸长的热塑聚合材料制作多孔薄膜的方法，其特征在于所述微孔由微丝限定。
20、如权利要求1所述用可伸长的热塑聚合材料制作多孔薄膜的方法，其特征在于所述大孔由微丝限定。
21、如权利要求1所述用可伸长的热塑聚合材料制作多孔薄膜的方法，其特征在于所述大孔的平均直径范围为约0.1778mm到约0.508mm。
22、如权利要求1所述用可伸长的热塑聚合材料制作多孔薄膜的方法，其特征在于，
所述初始薄膜是一有压纹的初始薄膜。
23、如权利要求22所述的用可伸长的热塑聚合材料制作多孔薄膜的方法，该方法包括对所述有压纹的初始薄膜的至少一面上进行电晕放电处理步骤。
24、如权利要求22所述的用可伸长的热塑聚合材料制作多孔薄膜的方法，该方法包括对所述多孔薄膜的至少一面涂敷表面活化剂的步骤。
25、一种用可伸长的热塑聚合材料的初始薄膜制成的多孔薄膜，该初始薄膜有一个给定的厚度尺寸，该多孔薄膜包括：许多孔延伸过所述薄膜的整个厚度，其特征在于，所述许多孔包括第一和第二组孔，所述第一组孔的尺寸大于所述第二组孔的尺寸，所述第一和第二组孔被由所述热塑聚合材料形成的微丝所限定。
26、如权利要求25所述的多孔薄膜，其特征在于所述微丝的平均长度范围为约0.127mm到约1.27mm。
27、如权利要求25所述的多孔薄膜，其特征在于所述微丝的平均宽度范围为约0.0254mm到约0.889mm。
28、如权利要求25所述的多孔薄膜，其特征在于所述微丝的平均厚度范围为约0.00635mm到约0.0508mm。
29、如权利要求25所述的多孔薄膜，其特征在于所述第一组孔包括平均等效水力直径为约0.1778mm到约0.762mm的大孔。
30、如权利要求29所述的多孔薄膜，其特征在于所述第一组孔包括平均等效水力直径为约0.1778mm到约0.508mm的大孔。
31、如权利要求25所述的多孔薄膜，其特征在于所述第二组孔包括平均等效水力直径为约0.0254mm到约0.1778mm的微孔。
32、如权利要求31所述的多孔薄膜，其特征在于所述第二组孔包括平均等效水力直径为约0.0508mm到约0.127mm的微孔。
33、如权利要求25所述的多孔薄膜，其特征在于所述初始薄膜的厚度范围为约0.00762mm到约0.0762mm。
34、如权利要求25所述的多孔薄膜，其特征在于整个所述热塑聚合材料的厚度尺寸范围为约0.127mm到约1.016mm。
35、如权利要求25所述的多孔薄膜，其特征在于所述多孔薄膜的整个厚度尺寸比所述初始薄膜的给定厚度尺寸大。
36、如权利要求25所述的由可伸长的热塑聚合材料的初始薄膜制成的多孔薄膜，其特征在于所述微丝的平均长度范围为约0.127mm到约1.27mm，平均宽度范围为约0.0254m到约0.889mm，平均厚度范围约为0.00635mm到约0.0508mm。
37、一种吸湿物品，包括：一个具有相向主表面的吸湿芯和至少覆盖一个所述主表面的多孔薄膜，所述多孔薄膜有一个朝外与身体接触的面和一个朝内面向吸湿芯的相对面，所述多孔薄膜由可伸长的热塑聚合材料的初始薄膜制成，并具有一个给定的厚度尺寸，所述多孔薄膜具有许多延伸穿过所述薄膜整个厚度尺寸的孔，其特征在于，所述许多孔包括第一和第二组孔，所述第一组孔的尺寸大于所述第二组孔的尺寸，所述第一和第二组孔被由热塑聚合材料形成的微丝限定。
38、如权利要求37所述的吸湿物品，其特征在于所述微丝的长度范围为约0.127mm到约1.27mm。
39、如权利要求37所述的吸湿物品，其特征在于所述微丝的宽度范围为约0.0254mm到约0.889mm。
40、如权利要求37所述的吸湿物品，其特征在于所述微丝的厚度范围为约0.00635mm到约0.0508mm。
41、如权利要求37所述的吸湿物品，其特征在于所述第一组孔包括平均等效水力直径约为0.1778mm到约0.762mm的大孔。
42、如权利要求41所述的吸湿物品，其特征在于所述第一组孔包括平均等效水力直径约为0.1778mm到约0.508mm的大孔。
43、如权利要求37所述的吸湿物品，其特征在于所述第二组孔包括平均等效水力直径约为0.0254mm到约0.1778mm的微孔。
44、如权利要求43所述的吸湿物品，其特征在于所述第二组孔包括平均等效水力直径约为0.05 08mm到约0.127mm的微孔。
45、如权利要求37所述的吸湿物品，其特征在于所述多孔薄膜的整个厚度尺寸比所述初始薄膜的给定厚度尺寸大。
46、如权利要求37所述的吸湿物品，其特征在于所述多孔薄膜直接与所述吸湿芯的所述至少一个主表面接触。
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