CN101355917A - 包括表面改性剂的泡沫紧固系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及具有无纺织物和泡沫层的紧固系统，所述无纺织物包括由多个挤出线股形成的网状物，所述泡沫层包括具有多个独立式支柱的表面，所述多个独立式支柱适于接合所述多个线股的至少一部分，所述独立式支柱的至少一些包括表面改性剂。
Description
本发明是2006年10月27日于美国专利和商标局(U.S.Patent andTrademark Office on October 27，2006)提交的题为“Nonwoven Fabricand Fastening System That Include An Auto-Adhesive Material(包含自粘合材料的无纺织物和紧固系统)”的序号为11/260,356的部分继续申请。序号为11/260,356的申请的全文通过引用整体结合入本文。
发明背景
传统的钩环机械紧固件广泛用于多种产品和物品，例如尿布、鞋、一次性手术服等。尽管这些紧固件盛行，但它们具有几个缺点。钩材料通常僵硬且不可通透，当用于穿在人体上或靠近人体的物品时，可以刺激皮肤或产生不适。钩材料通常不能显著拉伸或变形。而且，对于某些应用，钩与环材料的缠结经常难以打开，或者可附着至不希望的表面。钩材料的高磨损性质还可损伤某些表面。将钩与环剥离的动作还可产生大的令人不愉快的噪声，致使难以小心地释放紧固件。进一步地，在某些应用中需要低的剥离强度而高的面内剪切阻力，而传统的钩环紧固件可提供过高的剥离强度以达到给定水平的面内剪切阻力。
已经提出对钩环紧固件的改变，其中使用泡沫层来与钩接合，但是用更厚的、通常更昂贵的泡沫来替代低成本的无纺织物未显示出提供了明显的优点，并且未解决已知的环层的局限。
现需要能解决前述一个或多个问题，接合无纺织物的改良的机械紧固件。
发明概述
针对前述需求，本发明人进行了大量的研发努力，发明了改良的紧固系统。本发明一方面包括具有无纺织物和泡沫层的紧固系统，所述无纺织物包括由多个挤出线股形成的网状物，所述泡沫层包括具有多个独立式支柱的表面，所述多个独立式支柱适于接合所述多个线股的至少一部分，所述独立式支柱的至少一些包括表面改性剂。
本发明另一个方面提供吸收物品，该吸收物品具有用以将所述吸收物品固定在穿戴者腰周围的紧固系统。所述紧固系统具有无纺织物和泡沫层，所述无纺织物包括由多个挤出线股形成的网状物，所述泡沫层包括具有多个独立式支柱的表面，所述多个独立式支柱适于接合所述多个线股的至少一部分。而且至少一些所述独立式支柱包括表面改性剂。
本发明另一个方面包括吸收物品，该吸收物品包括用以将所述吸收物品固定在穿戴者腰周围的紧固系统。所述紧固系统具有无纺织物和泡沫层，所述无纺织物包括由多个挤出线股形成的网状物，所述泡沫层包括具有多个独立式支柱的表面，所述多个独立式支柱适于接合所述多个线股的至少一部分。而且至少一些所述独立式支柱包括表面改性剂。所述表面改性剂为粘结剂(cohesive)或聚合物蜡，所述无纺织物和所述泡沫层包括所述表面改性剂的部分之间的结合强度大于所述无纺织物和所述泡沫层不包括所述表面改性剂的部分之间的结合强度的1.5倍。
附图简述
图1是描述一示例无纺织物的透视图。
图2A-2C是描述可用于图1所示无纺织物的示例双组分线股的横截面视图。
图3是描述另一示例无纺织物的透视图。
图4是可用于产生无纺织物的示例生产线的侧视图。
图5是描述可使用图4所示示例生产线产生的示例网状物(web)的一部分的放大图。
图6是描述示例紧固系统的透视图。
图7是描述图6所示示例紧固系统的放大侧视图。
图8描述了包括图6所示紧固系统的示例吸收物品。
图9是与无纺织物接合的泡沫层的刀切横截面的50X放大的SEM显微照片。
图10是泡沫层表面的50X放大的SEM显微照片。
图11是包括表面改性剂的泡沫层表面的50X放大的SEM显微照片。
图12是包括表面改性剂的泡沫层的刀切横截面的75X放大的SEM显微照片。
图13描述用于弯曲剪切附着强度测试(Curved Shear AttachmentStrength test)的装置。
图14显示图13的装置的弯曲部分(curved section)的侧视图的几何形状。
图15显示用于弯曲剪切附着强度测试的装置的另一视图。
图16描述用于测量剥离强度(peel strength)的测试条(test strips)的构造。
定义：
如本文所使用的，如果泡沫结构中至少60％的尺寸至少1微米(μm)的孔与至少一个相邻孔是流体连通的，那么该泡沫材料是“开孔的(open-celled)”。在本发明一个实施方案中，泡沫结构中至少80％的尺寸至少1μm的孔与至少一个相邻孔流体连通。
如本文所使用的，术语“线股(strand)”指通过将聚合物穿过成形孔(例如，一种模具)而形成的伸长的挤出物。线股可包括纤维(其是具有确定长度的不连续线股)或长丝(其是材料的连续线股)。
如本文所使用的，术语“网状泡沫”如本领域技术人员普遍所使用的，指固体泡沫材料，其中大体上所有插入的“窗墙(window walls)”或孔膜(cell membranes)已经从泡沫的孔除去，留下主要由沿着在泡沫形成中形成的孔的轮廓的互联支柱组成的网络。
因此，网状泡沫不同于其中窗墙仅是断裂的泡沫，也不同于其中仅通过物理方法除去了最外面的窗墙或皮的泡沫。由于网状泡沫普遍缺乏孔膜，所以它们可高度透过气体和液体样物质，对液体流动几乎不产生阻力，所述阻力实际比其中保留了孔膜的那些泡沫小得多。
网状形成(Reticulation)通常在形成孔后通过适用于泡沫的已知的泡沫加工方法来实现。这些方法可包括使用碱处理(例如，参见1966年8月16日授予Fritz等的美国专利No.3,266,927)、其他反应性化合物(如臭氧)的攻击或者泡沫的热处理，除去泡沫中全部或大致全部的分隔孔的“窗墙”。在一些情况下，使用其他处理(如控制的爆炸)来除去孔部分周围的膜(例如，可以将泡沫填充入含有爆炸性气体介质的爆炸室，然后所述爆炸性气体介质爆炸)。爆炸处理泡沫的示例在1990年3月6日授予Blucher等的美国专利No.4,906,263中给出。
还可以使用针刺(needling)以使闭合孔泡沫材料开放，如1980年1月15日授予Browers等的美国专利No.4,183,984中所描述。用于生成开孔泡沫材料的其他方法公开于2004年4月13日授予Park等的美国专利No.6,720,362中。
在本发明的一个实施方案中，网状形成只存在于处于和靠近接合表面的泡沫层的外部部分。
或者，微孔泡沫材料可以在制备时是固有网状的。根据1972年5月9日授予Higgs等的美国专利No.3,661,674，可以制备固有网状的聚酯聚氨酯泡沫，例如，通过使泡沫生成成分在粘度阻碍物质(viscosity-retarding substance)存在下反应，所述粘度阻碍物质如与用以制备泡沫材料的聚酯具有相同酸组分的另一聚酯，其具有10至100的羟基数和小于200泊的粘度。
如本文使用的，术语“可拉伸的”指在应用拉伸力后可伸展至拉伸尺寸且不破裂的材料，所述拉伸尺寸在一个或多个方向上为原始尺寸的至少150％(即，比原始未拉伸尺寸大至少50％)。术语“弹性的”指材料是可拉伸的，并且在释放拉伸力后会收缩(恢复)拉伸尺寸和原始尺寸之间差异的至少50％。例如，如果原始尺寸为20cm的材料可以伸展到至少30cm的尺寸且不破裂，则该材料是可拉伸的。如果同样的材料在伸展至30cm后，除去拉伸力时收缩至25cm或更小的尺寸，则该材料是弹性的。
如本文所使用的，术语“旦”指线形材料的重量/单位长度，定义为克数/9000米。该术语可以指单个纤维或纤维束(纱)。
如本文所使用的，“Decitex(简称为“dtex”)是类似于旦的术语，区别在于其是10,000米的纱线或纤维的重量(克)。
如本文所使用的，术语“水力缠结(hydroentangling)”指通过应用来自高压喷孔的水的高速喷射来处理织物而使织物中的纤维或长丝在水冲击影响下被重排的技术。例如，1969年12月23日授予Evans的美国专利3,485,706公开了用于生产无纺织物网状物的水力缠结方法，该专利公开内容通过引用结合至与本文不相矛盾的程度。在水力缠结过程中，无纺织物网状物在接受水喷射冲击时通常位于有孔的成型表面(foraminous forming surface)上，通过水冲击使无纺织物网状物的纤维或长丝缠结，从而产生粘结和完整的无纺织物网状物，而所述成型表面的具体特征用以产生想要的无纺织物网状物的图案。在离开喷咀之前，水可以具有高达约60Mpa(600巴)的压力。喷咀可以具有0.05mm至0.25mm的直径，并可以间隔成20-160目。喷射冲击无纺织物网状物表面，穿过该表面并流至有孔表面(网支持物)的开口并穿过抽吸槽(suction slots)。在该方法中，纤维被缠结，这可以致使无纺织物网状物的紧缩和粘合。还参见，1995年2月14日授予Everhart等的美国专利No.5,389,202，其公开内容通过引用结合至与本文不相矛盾的程度。
有孔表面可以是大致平的或三维的，并且可以是穿孔的金属表面、金属线、聚合物线或织物(例如造纸中已知的穿透干燥(through-drying)的织物)或其他表面。例如，在下述专利中参见水力缠结技术的相关实例：1989年2月21日授予Suzuki等人的美国专利No.4,805,275，其中公开了三维的有孔表面。还参见2002年2月28日公布的Putnam等人的美国专利申请2002/0025753。
如本文所使用的，短语“独立式支柱束”指一个或多个从泡沫材料的完整孔(complete cell)向外伸展的互联支柱，其中所述束中的支柱连接至同一完整孔。如果第一和第二支柱分别来自第一和第二孔，在接合点连接，并具有从所述接合点延伸的第三支柱(独立式支柱)，那么所述第一和第二支柱被认为是闭合孔的部分，而所述独立式支柱束将由所述第三支柱组成。如果第三支柱在远离接合点的末端分支成两个其他独立式支柱，则所述第三支柱和所述两个其他独立式支柱都是独立式支柱束的部分。
如本文所使用的，独立式支柱或独立式支柱束的术语“自由长度”分别为所述独立式支柱或独立式支柱束从泡沫材料中第一完整孔与所述独立式支柱或独立式支柱束连接的最近部分伸展的直线距离。
泡沫层
在本发明一个实施方案中，泡沫层包含开孔泡沫，如、三聚氰胺泡沫、聚氨酯泡沫或其他已知的开孔泡沫。这种泡沫材料通常包含形成网状网络的杆状支柱，所述网状网络限定泡沫材料中的孔。
基于三聚氰胺的泡沫可以包括目前由BASF(位于Ludwigshafen，Germany)生产的商品名为
的泡沫。例如，可以使用密度约0.01g/cm3的
2011。基于三聚氰胺的泡沫块由Procter&Gamble(位于Cincinnati，Ohio)以商品名MR.
出售。类似的材料由LEC，Inc.(位于Tokyo，Japan)以名称CLEENPROTM出售，(几种产品规格(product executions)示于http://www.users.biqpond.com/imc.au/CLEENPRQ/CLEENPRO-E.htm和http://www.users.biqpond.com/imc.au/CLEENPRO/CLEENPRO％20Family-E.htm，两者都在2003年11月13日印刷)。许多公司例如AmericanMicro Industries(位于Chambersburg，Pennsylvania)还销售用于隔音和隔热的基于三聚氰胺的泡沫。
可能有用的网状泡沫的实例包括Foamex，Inc.(位于Linwood，Pennsylvania)的聚氨酯网状泡沫，如SIF-60z泡沫；和下述公司的网状泡沫：Crest Foam Industries，Inc.(位于Moonachie，New Jersey)，包括网状泡沫；Scottfoam Corporation(位于Eddystone，Pennsylvania)；Swisstex，Inc.(位于Greenville，South Caroline)；Recticell(位于Chicago，Illinois)；和British Vita PLC(位于Manchester，England)的子公司Caligen Europe BV(位于Breda，the Netherlands)生产的泡沫。
网状泡沫的实例还公开于专利文献中，包括1965年3月2日授予Volz等的美国专利No.3,171,820；1986年12月23日授予Spicer等的美国专利No.4,631,077；1987年4月7日授予Kelly等的美国专利No.4,656,196；和1985年9月10日授予Mahnke等的美国专利No.4,540,717。还可能使用Sydney Heath&Son(位于Burslem，Stoke onTrent，United Kingdom)销售的开孔泡沫，包括被描述为具有75孔/英寸的网状泡沫。网状泡沫可以包括聚氨酯、聚酯和聚醚型以及其他已知的网状泡沫。可以考虑的其他泡沫包括1977年12月13日授予Stricharczuk等的美国专利No.4,062,915的那些泡沫。
基于沿已知长度的直线路径的孔的测量，商品化开孔泡沫的孔径大小通常表示为孔/英寸(ppi)，其还可以表示为孔/厘米(ppc)。
根据本发明，泡沫层中的泡沫材料具有下述任何的特征孔径大小：约1ppc至约200ppc；约3ppc至约180ppc；约10pc至约150ppc；约15ppc至约130ppc；约15ppc至约100ppc；或者约20ppc至约65ppc。
泡沫材料的独立式支柱可以具有约0.3微米或更大的有效直径，例如约1微米或更大、约3微米或更大或者约10微米或更大，例如下述任何尺寸：约0.3微米至约30微米；约1微米至约30微米；约3微米至约30微米；约1微米至约20微米；以及约1微米至约10微米。独立式支柱的自由长度、有效接合着陆层(landing layer)的多个独立式支柱或独立式支柱束的自由长度、特征独立式支柱的自由长度、泡沫材料表面上独立式支柱的平均自由长度或者泡沫材料表面上独立式支柱的中位自由长度可以是任何如下尺寸：大于约3微米；大于约10微米；大于约20微米；大于约50微米；大于约100微米；大于约500微米；大于约1000微米；以及大于约2000微米，例如约10微米至约2000微米，或者约50微米至约1000微米，或者约100微米至约500微米。独立式支柱的自由长度(或者之前讨论的它的相关测量值)与独立式支柱的有效直径之比可以是约5微米或更大、10微米或更大、20微米或更大、50微米或更大以及100微米或更大，例如约5微米至约100微米，或者约10微米至约200微米。
还可以考虑其他开孔泡沫材料，如氨基塑料泡沫层(例如，由脲甲醛树脂或三聚氰胺甲醛树脂制成的泡沫)、酚醛泡沫体(例如由酚醛树脂制成的泡沫)。1978年11月14日授予Giesemann的美国专利No.4,125,664(其公开内容通过引用结合至与本文不相矛盾的程度)中公开的任何氨基塑料泡沫或其他开孔泡沫可用于制备本发明的物品。可在本发明范围内使用的其他泡沫包括如下公开的那些泡沫：1987年5月19日授予Woerner等的美国专利No.4,666,948；1993年8月10日授予Clark等的美国专利No.5,234,969；2000年10月17日授予Shibanuma等的美国专利No.6,133,332；和1991年10月3日公布的Mader等的国际专利申请No.WO 91/14731，其公开内容各自通过引用结合至与本文不相矛盾的程度。
在本发明的一个实施方案中，泡沫层包含热固性泡沫，泡沫层的热固性组分可以占所述泡沫层质量的超过50％、超过60％、超过80％或超过90％。或者，泡沫层的固体聚合物组分可以基本由一种或多种热固性材料组成。在本发明的另一实施方案中，泡沫层可以大致不含热塑性材料。在本发明的另一实施方案中，泡沫层可以含有超过50％的选自聚烯烃材料、聚氨酯、硅酮和聚酯的任何一种组分。
泡沫层可以包含超过一种的泡沫。例如，可以考虑具有与1998年10月6日授予Shiveley等的美国专利No.5,817,704(其公开内容通过引用结合至与本文不相矛盾的程度)中公开的任何泡沫层类似的结构或组成的多相泡沫层。两种或多种泡沫材料可以在泡沫生产过程中共混或结合在一起，或者现有泡沫可以被层压或以其他方式结合在一起。
泡沫层可以被切割或切片成任何需要的厚度，并且可以被切割成平面、正弦形状或者具有其他几何特征。切割和切片泡沫层的原理公开于：1986年8月20日公布的Gotoh等的欧洲专利No.EP 191,475；1997年9月23日授予Nathoo等的美国专利No.5,670,101，其显示了推测是通过多个切割刀片的作用而将泡沫材料即刻切片成多层的切片机(图3中的标号32)；以及2001年6月12日授予Conrad等的美国专利No.6,245,697，其公开了使用尖锐的往复式锯片(reciprocating sawblade)将泡沫材料切片成薄层，如厚度约0.5mm至约5mm。
用于将泡沫材料切片成小薄层(例如，厚度约1mm或更厚)的另一方法示于2001年7月3日公布的Toshiro的日本专利申请No.JP2001-179684A，其公开了在切片之前将加强层(reinforcing layer)结合至泡沫材料以使所述薄层更容易处理。带有加强层的泡沫材料用夹子压缩，然后使用刀片从所述泡沫材料的主体切割出薄层。扩展至本发明，加强层(例如无纺网状物或纸巾)可以粘结至厚的泡沫材料块，然后经过夹子并用刀片从连接至所述加强层的泡沫材料切割出薄切片。然后，剩余较厚的泡沫材料块可以再次在一侧连接至第二加强层，如前，邻近加强层的泡沫材料可以被切下，可以重复该过程，直至泡沫材料充分被切成多个与加强层连接的薄层。如果需要，初始泡沫材料块的两侧都可以连接至加强层，任选地使最后的切割将泡沫材料分成两个均连接有加强层的薄层。
除了从较大的泡沫材料块切片外，还可以使用如1998年7月2日公布的Peterson等的国际专利申请No.WO 98/28118中公开的那些方法来直接生成薄层的泡沫材料。
泡沫材料还可以被穿孔，加强层也可以。用于穿孔泡沫材料的一种方法公开于2000年3月23日公布的Park等的国际专利申请No.WO00/15697中。泡沫材料还可以具有多个法向施加于泡沫材料平面的短切口(short slits)或延长的穿孔(elongated perforations)，如1995年3月14日授予LaVon等的美国专利No.5,397,316中的切口材料。
加强层：
泡沫层可以用下面的加强层加强，所述加强层如无纺网状物、薄纸网状物(tissue web)、机织织物(woven fabric)、稀松布材料(scrimmaterial)等。在本发明的一个实施方案中，所述加强层通常可以包含纤维素纤维，并可以包含纸材料，例如：胶乳强化的绉化巾(latex-reinforced creped towel)，用湿强度树脂或其他粘合剂加强的未绉化的空气穿透干燥的巾(uncreped through-air-dried towel)，其他单层或多层薄纸(tissue)结构(为了良好的机械完整性，多层薄纸可能一般需要层间结合方式如粘连接)，包含掺有已经被热粘结的(例如，通过应用热空气、热压延等)热塑性材料的木质纸浆纤维的共成层(coform layer)，以及包含双组分粘合纤维的气流成网材料(airlaid material)，在无纺基底上包含水压缠结的纸纤维的hydroknit等。加强层，例如网状物，可以包含粘合在一起的多个层。
与加强层结合的泡沫层公开于由Chen等在2003年12月22日提交的序号10/744,238的共有美国专利申请，其公开内容通过引用结合至与本文不相矛盾的程度。虽然Chen等申请的产品主要用作清洁设备，但是其中公开的泡沫层与加强层的组合可以适用于本发明。
加强层可以与泡沫层共延伸，或者可以仅沿部分泡沫层延伸，或者可以延伸超过泡沫层所有侧面或任何侧面。
加强网状物与泡沫材料的连接可以通过适合保持物品良好柔韧性的粘合方式(adhesive means)来实现。另外，所述粘合方式还可以提供在湿润或潮湿条件下和在物品使用过程中典型的应力下的良好强度。在本发明的一个实施方案中，所述粘合方式包括水不溶性热熔化粘合材料，该粘合材料的肖氏A(Shore A)硬度为约95或更小，特别是约75或更小，更特别是约55或更小，更特别是约40或更小，最特别是约30或更小，例如约10至约95，或者约20至约55。有用的粘合材料可以包括但不限于2003年4月1日授予Betrabet等的美国专利No.6,541,679和1998年10月27日授予Kinzelmann等的美国专利No.5,827,393中公开的那些粘合材料，以及Henkel LoctiteCorporation(位于Rocky Hill，Connecticut)的商品热熔体，以及聚烯烃、氨基甲酸酯和聚酰胺热熔体。所述粘合材料的玻璃转化温度可以为约-10℃至约+30℃，或者约10℃至约25℃。所述粘合材料的拉伸强度可以是至少约100psi、至少约300psi或者至少约500psi。
在本发明的一个实施方案中，所述粘合方式可以包含具有多个亲水基团的粘合材料，所述材料即使在纤维素材料潮湿的情况下也适合保持与纤维素材料的良好粘连。这种粘合材料还可以包含EVA(乙烯乙酸乙烯酯)，并且可以包括例如可商业途径获自Henkel LoctiteCorporation(位于Rocky Hill，Connecticut)的EVA
热熔体，包括232EVA236EVA
1942EVA
0420EVA
0437EVA
CoolMelt EVA
QuikPac EVA
SuperPac EVA
和WaxPac EVA
基于EVA的粘合材料可以通过添加增粘剂和其他调节剂而改性，所述调节剂例如由Goodyear Corporation(位于Akron，Ohio)生产的Wingtack 86增粘树脂。
在本发明的另一实施方案中，所述粘合方式包括弹性粘合材料，如基于橡胶或基于硅酮的粘合材料，包括硅酮密封剂和胶乳粘合材料如丙烯酸胶乳。但是，在本发明的一个实施方案中，所述粘合方式基本不含有天然胶乳或与天然胶乳结合的蛋白质。在本发明的另一实施方案中，所述粘合方式基本不含任何种类的胶乳。
所述粘合方式还可以包含纤维或微粒，所述纤维或微粒是发粘的，或者可以被加热至部分熔化以将纤维网状物熔合至泡沫层。例如，可以使用双组分粘合纤维，其中所述纤维包括具有比核心纤维低的熔点的鞘(例如，围绕聚酯核心的聚丙烯或聚乙烯鞘)。所述粘合纤维可以分离的松散形式应用，或者可以作为预结合的易熔网状物提供。在本发明的一个实施方案中，所述粘合方式包含粘合颗粒或纤维(如双组分粘合纤维)与热熔体或反应性粘合材料的组合。例如，双组分粘合纤维可以在将热熔体或其他流动或流体粘合剂应用(例如，通过喷雾、挤出或印刷(printing))至加强层或泡沫之前存在于加强层中或加强层上，随后将加强层结合至泡沫层，并且任选应用加热或其他固化方式。微粒粘合组分可以在泡沫与加强层结合时已经是活性的(例如，部分熔化的)。
通常，所述粘合方式可以通过喷雾喷咀、胶水喷枪、珠涂布器(beadapplicator)、挤出机、凹版印刷(gravure printing)、苯胺印刷、喷墨印刷、涂布等应用。所述粘合方式可以是，但非必需是，均匀应用于泡沫层表面或加强层表面或者两者上，并且可以选择性应用于需要高强度的区域，例如沿着加强层与泡沫层的界面周界。所述粘合方式还可以图案或基本随机分布的方式应用。
泡沫层的厚度可以为约1mm至约15mm、约2mm至约12mm、约3mm至约10mm和约4mm至约8mm。加强层厚度与泡沫层厚度之比可以是下述任何一种：约1至约200；约3至约10；约4至约10；约0.2至约2；约0.3至约2；约0.3至约1；小于约1；大于约1；以及约0.5至约1.5。
与泡沫层结合的加强层可以是无纺网状物、薄纸网状物、薄膜、有孔的网状物、层压物等。适当的无纺网状物可以包括熔喷网状物、纺粘网状物(spunbond webs)、水刺网状物(spunlace webs)等。加强层可以是弹性的，例如下述专利中公开的网状物：1987年11月17日授予Boggs的美国专利No.4,707,398；1988年5月3日授予Morman等的美国专利No.4,741,949；以及1996年5月28日授予Morgan等的美国专利No.5,520,980。加强层可以是颈结合层压物(neck-bondedlaminate)或其他可拉伸的层压物。
或者，泡沫层可以被制备成加强层与泡沫材料本身为一体的。例如，可以制备在一侧具有外皮的单层泡沫材料，所述外皮可以加强所述泡沫材料。类似地，泡沫层可以在一侧具有大致闭合的孔，而在另一侧具有大致开放的孔。这样的泡沫层可以是例如“梯度泡沫材料(gradient foam material)”，关于材料性质，例如孔径大小、孔开放度、密度等，具有厚度方向的梯度。包含提供加强功能的一侧的梯度泡沫材料可以从一侧具有外皮的泡沫或者从闭孔泡沫材料制备，所述闭孔泡沫材料的一个表面通过化学或机械方法被转化为开孔泡沫材料，以除去泡沫材料的窗并释放一个表面上的独立式支柱。
进一步地，泡沫层还可以包含粘合材料以进一步增强泡沫材料与着陆层的结合。所述粘合材料可以提供在加强层的突出部分(tab)或延伸部分(extension)上，以使粘合处理区不在泡沫材料本身上而在另一材料的附属部分上，或者所述粘合材料可以存在于泡沫材料体的表面或内部。在本发明的一个实施方案中，粘性粘合材料存在于泡沫材料内部而不一定存在于泡沫材料的表面，以使当泡沫材料与另一材料接触时不发生粘合连接，除非泡沫材料足够负载以使内部粘合剂与其他材料(例如，着陆层)形成接触。压力敏感的粘合材料可以喷雾于泡沫材料的表面，或者注射或浸渗入泡沫材料以在泡沫材料内形成间隔开的沉积物。附属于泡沫层的粘合区可以用隔离纸或其他方式掩蔽，以防止过早连接(premature attachment)。
在本发明的另一实施方案中，当需要更强的剥离时，将粘合方式添加至泡沫层紧固系统可以帮助提高泡沫层紧固系统的剥离强度。
着陆材料(Landing Material)
用于本发明着陆层的着陆材料可以是在过去钩环系统中已知的环材料，但是为了最好的结果，着陆层中环或孔的大小应该被调节以有效连接要使用的泡沫层。所述环材料可以是网状物，其包含可与钩接合的、从所述环材料的至少一个表面延伸的独立式环。
着陆材料可以是无纺网状物(例如熔纺(meltspun)(熔喷或纺粘的网状物))、针刺纤维网状物(needled fibrous web)或水力缠结网状物(hydroentangled web)(例如，水刺网状物(spunlace web)，特别是具有水力缠结在基底织物上的微纤维的水力缠结网状物)。着陆层可以包含从织物平面突起或位于织物平面中的纤维环，使环可能被泡沫层的具有独立式支柱的适当的相对表面接合。
已经发现，当着陆层具有许多从织物表面突起的环部分时，可以获得良好的结果，所述环部分的特征环高度为大于约30微米，例如约50微米或更大、约80微米或更大、约100微米或更大或者约150微米或更大，其可以跨越的特征范围为例如约30微米至1000微米，或者约50微米至700微米，或者约80微米至约600微米，或者约100微米至约500微米。突起的环部分的两端在织物表面上的直线距离(或者所述环部分返回织物平面的点之间的距离)可以为约80微米或更大，例如约150微米或更大、约300微米或更大或者约500微米或更大，特征范围为例如约80微米至约1000微米，或者约100微米至约800微米，或者约100微米至约600微米。然而，其他大小范围也在本发明范围内并且可以考虑，只要泡沫层的接合表面的独立式支柱能够与着陆层的接合表面上的环部分或孔充分接合。
在本发明的一个实施方案中，着陆层包括含微纤维的环部分，所述微纤维的有效纤维直径为约30微米或更小、约20微米或更小、约10微米或更小、约5微米或更小、约2微米或更小或者约1微米或更小。所述微纤维的纤维直径范围可以是约0.1微米至约30微米，或者约1微米至约30微米，或者约1微米至约20微米，或者约2微米至约20微米。这种微纤维例如可以通过已知的熔喷方法制备。本文使用的双组分熔喷纤维，包括其他多组分复合纤维(conjugate fiber)，可以通过将所述纤维分裂或者除去一种组分，而用以获得非常细的纤维。分裂可以通过机械或化学方法进行。例如，可以使用水力缠结分裂双组分的并列型或馅饼段型(pie-segment type)纤维，使用分裂多组分纤维的高速水喷射进行。使组分膨胀(例如，通过使用腐蚀剂或其他膨胀剂)或溶解的化学处理也可以导致分裂。蒸汽处理、微波、机械应变和其他技术也可以应用于适当的多组分纤维以促进分裂。双组分纤维横截面可以是圆形或非圆形的例如多叶片(multilobal)纤维，并且可以是扭曲的、卷曲的、螺旋的或大致直的。例如，双组分复合体可以包括下述任何物质：聚丙烯、聚乙烯、聚酯、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、聚乳酸、聚酰胺、PHA等。有关微纤维制备的其他细节示于2004年8月19日公布的Arora等的美国专利申请No.2004/0161994A1；Arora等的文件的微纤维也可在本发明的范围内使用。
包含微纤维的着陆层可以是机织物(woven textiles)或无纺织物，并可以包含单一类型的微纤维或多种微纤维，并且可以包含微纤维以外的纤维、网状物或其他结构元件。可以考虑用于本发明着陆层的包含微纤维的示例性材料包括如下：
·由Polymer Group，Inc.(位于North Charleston，South Carolina)生产的水刺网状物，特别是包含微纤维的那些。转让给Polymer Group，Inc.(PGI)的涉及水力缠结的专利和申请包括：公布于2002年2月28日的Putnam等的美国专利申请No.2002/0025753；2001年10月23日授予Barker等的美国专利No.6,306,234；2001年11月13日授予Ngai等的美国专利No.6,314,627；公布于2002年10月10日的Fuller等的美国专利专利申请No.2002/0146957；2004年1月13日授予Carter等的美国专利No.6,675,429；2003年8月19日授予Curtis等的美国专利No.6,606,771；2003年5月20日授予Black等的美国专利No.6,564,436；2003年2月11日授予Moody等的美国专利No.6,516,502；2004年4月27日授予Carter等的美国专利No.6,725,512；2004年5月18日授予Putnam等的美国专利No.6,735,833；以及2002年2月5日授予Greenway等的美国专利No.6,343,410，其内容各自通过引用结合至与本文不相矛盾的程度。可用于本发明各种实施方案的商品化PGI产品包括：PGI的用于女性卫生产品的MediSoftTM织物、ComfortlaceTM织物，据说是用PGI的Laminar Air ControlledEmbossing(层流控制凹凸轧花)(LACE)方法制备，所述方法为网状薄膜增加了3-D图像或大块表面层(bulky surface layer)；以及用PGI的
水力缠结技术制备的MiratecTM织物或其他织物，其中可以为织物增加3-D图像。
·根据公布于2004年8月12日的Provost等的美国专利申请No.2004/0157036A1的环状材料，其中环形成于着陆层中。所述环材料的形成是通过将纤维棉(batt)针刺穿过载体片(如塑料薄膜)以在所述载体片的对侧上形成环。将粘合剂(例如粉末树脂或塑料薄膜)置于产品纤维侧上方并熔合至载体片，以将纤维粘合在适当位置。在某些情况下，产品仅在分离的区域针刺，其他区域没有环。
·根据1994年12月6日授予Gilmore等的美国专利No.5,369,858制备的有孔的无纺网状物。该专利文件是包含通过水力缠结结合在一起的至少一层纺织纤维或聚合物长丝网和至少一个熔喷微纤维网的无纺织物。所述无纺织物可以通过水力缠结穿孔，或者可以具有高密度区域和低密度区域。该技术被转让给位于Simpsonville，SouthCarolina的Fiberweb North America。
·作为清洁布销售的微纤维布，如由位于Bridgeport，Connecticut的Modern Plastics销售的Modern
微纤维清洁布；由位于Stockton，California的TAP Plastics，Inc.销售的微纤维清洁布；或者，位于St.Paul，Minnesota的3M，Inc.的
微纤维清洁布。
·由位于Taipei，Taiwan的Oimo Industrial Co.，Ltd.生产的OFO-3微纤维，一种由机械分裂的微纤维(由水压针刺的PET/尼龙双组分纤维制成)制成的布，所述纤维分裂成166部分，根据供应商在http://www.allproducts.com/household/oimo/22-ofo-3.html上的信息(查看于2004年5月17日)。
微纤维可以由多种聚合物制备，例如纤维素(例如，lyocell溶剂-纺纤维(lyocell solvent-spun fibers))、聚烯烃、聚酰胺、聚酯、PHA、聚乳酸、丙烯酸类等。微纤维还可以包括电纺纤维，其还可以被称为纳米纤维。
可适用于本发明着陆层的已知的环材料包括1997年4月22日授予Thomas的美国专利No.5,622,578中公开的环材料。该专利文件中公开的环是通过如下方法制成的：将液体材料挤压穿过沉积元件的孔至移动基底上以生成环的底部，在平行于所述基底平面的方向拉伸所述液体材料，分割被拉伸的材料以形成远端，该远端与接近量的拉伸材料熔合以形成环。
可适用于本发明着陆层的环材料可以包括无纺材料的层压物，例如与薄膜结合的无纺网状物或多层纤维无纺网状物。这种层压物可以包括2003年4月24日公布的Grimm等的美国专利申请公布No.2003/0077430中公开的那些层压物，该申请的公开内容通过引用结合至与本文不相矛盾的程度。Grimm等文件中公开的层压物包含：至少一层聚烯烃无端长丝无纺织物(例如聚丙烯无端长丝无纺织物)，所述无纺织物在机器运行方向的最大拉伸强度与和该方向十字交叉的方向的最大拉伸强度至少同样大(例如，比例为约1∶1至约2.5∶1)，并且基本由纤度小于约4.5dtex(例如范围为约0.8dtex至约4.4dtex，更特别为约1.5dtex至约2.8dtex)的纤维组成；以及与第一层结合的第二层无纺织物，其包括一片由聚烯烃制成的卷曲(例如二维卷曲和/或螺旋卷曲)短纤维，并且其卷曲纤维比第一层的无纺织物纤维更粗糙，并且可以具有约3.3dtex至约20dtex、更特别约5.0dtex至约12.0dtex的纤度，从而所述至少两个无纺织物层可以通过以预定图案的形式结合而在共同界面处相互结合在一起。所述第二层可以作为Grimm等文件的材料中的环层。
或者，本发明的着陆层可包含可以被泡沫层中独立式支柱接合的开口(孔)。所述开口可以是周围纤维所界定的着陆层表面中的孔。这种孔可以具有大于约0.5微米(μm)的特征直径，例如约0.5μm至约3毫米(mm)，或者约1μm至约2mm，或者约2μm至约1.2mm，或者约4μm至约1mm，或者小于约1mm。所述开口可以从所述开口周围的着陆层表面平面至着陆层中“孔深度”连续地保持约0.5微米或更大、约1微米或更大、约2微米或更大或者约4微米或更大的有效直径，所述“孔深度”为下述任何尺寸或更大：2微米、5微米、10微米、50微米、100微米、300微米、600微米、1mm、2mm和3mm。如果所述开口提供了适以接收垂直取向的直径D的圆柱状独立式支柱(延伸入着陆层最大距离L)的连续垂直开口，则所述开口可以具有针对独立式支柱直径D而言的圆柱状孔深度L。因此，例如，最大直径约50微米且相对其底部(其与两个或多个其他支柱连接的区域)的高度约500微米的独立式支柱应该能够穿入大体上平的带有开口(所述开口具有针对约50微米的独立式支柱直径的约300微米的圆柱状孔深度)的着陆层约300微米。
在本发明的一个实施方案中，着陆层包含可以提供用以接合泡沫层独立式支柱的环元件的精细微纤维。在本发明的另一实施方案中，所述微纤维在水刺网状物中提供，其中微纤维已经在无纺或机织背衬层上经过水力缠结。
在本发明的一个替代实施方案中，着陆层还可以包含开孔泡沫材料，如基于三聚氰胺的泡沫层。还发现，三聚氰胺泡沫材料的一个泡沫层可以在某些情况下与三聚氰胺泡沫材料的另一泡沫层有效接合，因为三聚氰胺泡沫材料结构的开孔和孔窗可以用作适用于接合来自另一泡沫层的独立式支柱的环。在这样的实施方案中，泡沫层或包含泡沫层的着陆层可各自进一步包含加强层。
三聚氰胺泡沫的制备
生产基于三聚氰胺的泡沫的原理是公知的。基于三聚氰胺的泡沫目前由位于Ludwigshafen，Germany的BASF生产，商品名为
1979年12月17日公布的Mahnke等的EP-B 071,671中公开了基于三聚氰胺的泡沫的生产原理。根据Mahnke等的文件，基于三聚氰胺的泡沫通过如下方法制备：使三聚氰胺-甲醛缩合产物的水溶液或分散相发泡，所述水溶液或分散相包含乳化剂(例如，烷基磺酸金属盐和烷基芳基磺酸金属盐如十二烷基苯磺酸钠)、酸性固化剂和发泡剂如C5-C7烃；以及在升高的温度下固化三聚氰胺-甲醛缩合物。据报道，所述泡沫具有下列性质：
·根据DIN 53420的密度为4克/升至80克/升(g/l)，相应于0.004g/cc至0.08g/cc的范围(但为本发明目的，密度范围还可以是约0.006g/cc至约0.1g/cc，或者其他有用的范围)；
·根据DIN 52612的热导率为小于0.06W/m°K；
·60％穿透(penetration)下根据DIN 53577的压缩硬度除以密度，得到小于0.3(N/cm2)/(g/l)且优选小于0.2(N/cm2)/(g/l)的商，从而，在测量压缩硬度之后，泡沫厚度恢复至其原始厚度的至少70％且优选至少90％；
·根据DIN 53423的弹性模量，除以泡沫密度，为低于0.25(N/mm2)/(g/l)且优选低于0.15(N/mm2)/(g/l)；
·根据DIN53423的断裂弯曲路径(bending path at rupture)为大于6mm且优选大于12mm；
·根据DIN 53571的拉伸强度为至少0.07N/mm2或优选至少0.1N/mm2；和
·根据德国标准说明(German Standard Specification)DIN 4102，其显示至少标准的抗燃性，并优选显示低的可燃性。
2003年1月7日授予Horii等的美国专利No.6,503,615公开了由开孔泡沫(如基于三聚氰胺的泡沫)制成的擦拭清洁品(wiping cleaner)，该擦拭清洁品具有根据JIS K 6401的密度5kg/m3至50kg/m3，根据JIS K 6301的拉伸强度0.6kg/cm2至1.6kg/cm2，根据JIS K 6301的断裂拉伸率(elongation at break)8％至20％，以及根据JIS K 6402测量的孔数目80孔/25mm至300孔/25mm。具有这些机械性质的基于三聚氰胺的泡沫材料可在本发明范围内使用。
相关的泡沫材料公开于1963年6月11日授予Spencer等的美国专利No.3,093,600。存在提高泡沫材料弹性和撕裂强度的物质。基于三聚氰胺的泡沫材料还公开于1976年7月21日授予Russo等的英国专利No.GB 1,443,024。
用于本发明的泡沫材料可以经热压缩以改变其机械性质，如2003年8月19日授予Kosaka等的美国专利No.6,608,118中描述的，其公开内容通过引用结合至与本文不相矛盾的程度。
如德国公布DE-AS 1297331所描述的，易碎泡沫材料可以由酚类组分(phenolic components)、基于脲的组分或基于三聚氰胺的组分在含有发泡剂和硬化催化剂的水溶液中制成。
易碎泡沫材料可以包含有机或无机的充填剂颗粒，例如约5％重量至约30％重量的微粒材料。示例性的微粒材料可以包括粘土(如高岭土)、滑石、氧化钙、碳酸钙、二氧化硅、矾土、沸石、碳化物、石英等。充填剂还可以是纤维材料，例如木质纤维、造纸纤维、椰子纤维、马利筋纤维(milkweed fibers)、亚麻、洋麻、剑麻、甘蔗渣等。添加至泡沫材料的充填剂颗粒或纤维可以是非均匀分布的或者可以是均匀分布的。
如果需要，泡沫材料或其部分还可以充满加强或硬化所述泡沫材料的材料，例如充满水玻璃或其他硅酸盐化合物，如1978年11月14日授予Giesemann的美国专利No.4,125,664所公开的，其公开内容通过引用结合至与本文不相矛盾的程度。所述泡沫材料中可以含有粘合材料、热熔体、清洁剂、漂白剂(例如，过氧化物)、抗微生物剂和其他添加剂。
泡沫层的平面图可以是矩形，但可以具有其他形状，例如半圆形、圆形、椭圆形、菱形、正弦形(sinusoidal shape)、狗骨形(dog bone shape)等。泡沫层不必需是平面的，而可以为了美观或功能目的而被塑造或成型为三维体形。例如，可以根据2003年8月19日授予Kosaka等的美国专利No.6,608,118中讨论的方法热塑造基于三聚氰胺的泡沫材料。上述Kosaka等的文件公开了在210℃至350℃(或者，更特别地230℃至280℃或者240℃至270℃)模压泡沫3分钟或更长时间，以导致负载下的塑性变形，其中所述泡沫被压缩至厚度为原始厚度的约1/1.2至约1/12或者原始厚度的约1/1.5至约1/7。根据Kosaka等的文件，经模压的三聚氰胺泡沫可以与氨基甲酸酯海绵层结合，以形成复合材料。
如Kosaka等的文件所描述的，基于三聚氰胺的泡沫可以如下制备：将主要的起始原料三聚氰胺和甲醛或其前体与发泡剂、催化剂和乳化剂共混，将得到的混合物注入模具，以及应用或产生热(例如，通过放射能或电磁能)以导致发泡和固化。根据Kosaka等的参考资料，用于生成前体的三聚氰胺与甲醛(即，三聚氰胺∶甲醛)的摩尔比优选为1∶1.5至1∶4，或者更特别为1∶2至1∶3.5。所述前体的数均分子量可以是约200至约1,000或约200至约400。福尔马林，一种甲醛水溶液，可以用作甲醛来源。
三聚氰胺还已知为化学名2，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪。作为相应于三聚氰胺的其它单体，还可以使用C1-5烷基取代的三聚氰胺(例如羟甲基三聚氰胺、甲基羟甲基三聚氰胺和甲基羟丁基三聚氰胺)、脲、氨基甲酸酯、碳酸酰胺、双氰胺、胍、磺酰胺、磺酸酰胺、脂肪族胺、酚类及其衍生物。作为醛，可以使用乙醛、三羟甲基乙醛、丙烯醛、苯甲醛、糠醛、乙二醛、苯二醛、对苯二甲醛等。
可以使用戊烷、三氯氟甲烷、三氯三氟乙烷等作为发泡剂。例如，可以使用甲酸作为催化剂，并使用阴离子表面活性剂(例如磺酸钠)作为乳化剂。
用于生产基于三聚氰胺的泡沫材料的其他有效方法公开于1995年5月9日授予lmashiro等的美国专利No.5,413,853，其公开内容通过引用结合至与本文不相矛盾的程度。根据lmashiro等的文件，本发明的三聚氰胺树脂泡沫可以通过将疏水组分涂布于已知的三聚氰胺甲醛树脂泡沫体而获得，所述三聚氰胺甲醛树脂泡沫体通过使树脂组合物发泡而获得，所述树脂组合物主要包括三聚氰胺-甲醛缩合物和发泡剂。因此，用于本发明三聚氰胺树脂泡沫材料的组分可以与常规用于生产三聚氰胺甲醛树脂或其泡沫的那些组分相同，除了疏水组分外。
作为例子，lmashiro等的文件公开了通过如下方法获得的三聚氰胺-甲醛缩合物：将三聚氰胺、福尔马林和低聚甲醛混合，并使它们在碱催化剂存在下加热反应。例如，三聚氰胺和甲醛的混合比可以为1∶3摩尔比。
三聚氰胺-甲醛缩合物可以具有约1,000-100,000cP、更特别5,000-15,000cP的粘度，并可以具有8-9的pH。
公开了直链烷基烃(例如戊烷或己烷)作为发泡剂。
为了获得均匀的泡沫材料，主要由三聚氰胺-甲醛缩合物和发泡剂组成的树脂组合物可以含有乳化剂。这样的乳化剂可以包括例如烷基磺酸金属盐和烷基芳基磺酸金属盐。
树脂组合物可以进一步含有固化剂，以固化发泡的树脂组合物。这种固化剂可以包括例如酸性固化剂，例如甲酸、盐酸、硫酸和草酸。
lmashiro等的文件公开的泡沫材料可以通过如下方法获得：向主要由三聚氰胺-甲醛缩合物和发泡剂组成的树脂组合物添加必需的乳化剂、固化剂和其他充填剂等，得到的混合物在等于或高于所述发泡剂沸点的温度下热处理以引起发泡，以及固化所生成的泡沫材料。
在本发明的另一实施方案中，所述泡沫材料可以包含具有异氰酸酯组分(通常认为基于异氰酸酯的聚合物包括聚氨酯、聚脲、聚异氰脲酸酯及其混合物)的基于三聚氰胺的泡沫材料。这种泡沫材料可以根据1995年7月25日授予lmashiro等的美国专利No.5,436,278制备，其公开内容通过引用结合至与本文不相矛盾的程度，其公开了用于生产包含三聚氰胺/甲醛缩合物、发泡剂和异氰酸酯的三聚氰胺树脂泡沫材料的方法。本发明的一个实施方案包括三聚氰胺树脂泡沫材料的生产，其通过在硅烷偶联剂存在下将三聚氰胺与甲醛反应而获得。美国专利No.5,436,278文件中使用的异氰酸酯组分示例为CR 200(由Mitsui Toatsu Chemicals，Inc.生产的聚合-4，4′-二苯甲烷二异氰酸酯的商标)和Sumidur E211、E212和L(由Sumitomo Bayer Urethane Co.，Ltd生产的MDI型预聚物的商标)。其中一个实例包含100重量份的三聚氰胺/甲醛缩合物(76％浓度)、6.3份十二烷基苯磺酸钠(30％浓度)、7.6份戊烷、9.5份氯化铵、2.7份甲酸和7.6份CR 200。这些组分的混合物置于模具中并在100℃下发泡，产生密度为26.8kg/m3(0.0268g/cm3)、压缩应力为0.23kgf/cm2且压缩应变(compression strain)为2.7％的材料。一般，美国专利No.5,436,278文件中讨论的基于三聚氰胺的泡沫材料通常具有25kg/m3-100kg/m3的密度、2.7％-4.2％的根据JISK 7220的压缩应变(据说这比常规易碎三聚氰胺泡沫材料的1.9％的值提高了约40％-130％)以及0.005kcal/m-h-℃或更小的在10℃至55℃之间测量的热导率(这远小于0.01kcal/m-h-℃的据说为常规易碎泡沫材料的值)。其他包含三聚氰胺和异氰酸酯的泡沫材料公开于1999年5月14日公布的Sufi的国际专利申请No.WO 99/23160，其相应的美国申请是美国专利申请序号98/23864，其公开内容通过引用结合至与本文不相矛盾的程度。
在本发明的另一实施方案中，可以使用根据2002年4月4日公布的Baumgartl等的国际专利申请No.WO 0/226872制备的基于三聚氰胺的泡沫材料。这种泡沫材料在升高的温度下回火，以提高其用作靠近人体的吸收物品的适用性。公开了在回火处理过程中或之后，使用至少一种聚合物的进一步处理，所述聚合物含有伯胺和/或仲胺基团并且具有至少300的分子量，但是当WO 0/226872文件中讨论的泡沫材料应用于本发明时，这种聚合物处理可以根据需要而被省去。这种泡沫材料可以具有经BET测定的至少0.5m2/g的比表面积。示例性的酚醛泡沫材料包括由位于Kent，Ohio的Oasis Floral Products制备的干燥花(floral)泡沫材料，以及由位于Kowloon，HongKong的Aspac FloralFoam Company Ltd.生产的吸水开孔易碎酚醛泡沫材料，部分描述在http://www.aspachk.com/v9/aspac/why aspac.html。开孔酚醛泡沫材料可以从位于Malmó，Sweden的PA Resins的酚醛树脂结合适当的硬化剂(例如，有机磺酸)和乳化剂以及发泡剂(如戊烷)来制备。酚醛树脂可以包括可熔酚醛树脂(resole resins)或酚醛清漆树脂，例如来自位于Iserlohn-Letmathe，Germany的Bakelite AG的
树脂1743PS，其用于花泡沫材料。
自连接(Self-attachment)
在本发明的几个有用实施方案中，提供了自连接材料，其包含泡沫层和位于自连接材料对侧的着陆区(例如，在与本发明泡沫连接系统连接之前整体结合的第一表面和第二表面)。在本发明的一个实施方案中，自连接材料是泡沫层与着陆层(例如纤维环层)的层压物。泡沫层可以配有从暴露的泡沫层第一外表面突起的独立式支柱。着陆层用以提供与所述第一外表面相对的第二外表面。当自连接材料的泡沫层(第一外表面)与自连接材料的的着陆层(第二外表面)形成接触时，可有效连接。
泡沫层与着陆层的层压物可以通过任何已知方法制备，例如通过粘结、超声焊接、热粘合、水力缠结、针刺、激光焊接(laser bonding)以及通过使用机械紧固件(例如常规的钩和环材料)紧固。虽然泡沫层可以仅通过独立式支柱接合入着陆层的环或孔中而结合至着陆层，但是在本发明的其他实施方案中，可以使用另一种连接方式来提供更大的z方向的结合强度或剥离抗性，以使层压物在剥离力或其他提升力(例如，z方向的力)下不易分开。
发明描述
图1描述了包括第一网状物12的无纺织物10。第一网状物12是由可以包括自粘合材料的挤出线股14形成。
本文所使用的无纺织物指未使用机织方法形成的材料网状物，所述机织方法通常产生以重复方式交织的单独线股的结构。无纺织物可以通过多种方法(例如，熔喷、纺粘、膜穿孔(film aperturing)和短纤维梳理)形成。
尽管图1仅显示了第一网状物12的一部分，但是应注意，第一网状物12可以是任何尺寸或形状。另外，第一网状物12可以是多种不同的厚度，取决于使用无纺织物10的应用。挤出线股14可以通过目前已知或将来发现的任何挤出方法(例如，熔喷)形成。
本文使用的术语“自粘合”指材料的自粘合性质。自粘合材料与许多其他材料基本不粘合。一些自粘合物质可以在工作温度(例如，室温)下反复地粘合在一起和分开。
在一些实施方案中，自粘合材料可以是包括热塑性弹性体的聚合物材料。作为例子，热塑性弹性体可以具有包括单体单元独特组合的连续排列的分子。热塑性弹性体应该具有相对稳定的自粘合性质，并且与其他材料基本不粘合。
另外，自粘合材料可以包括具有物理交联的热塑性弹性体，所述物理交联限制了弹性体的迁移(mobility)(即，流动)。限制弹性体迁移可以促进热塑性弹性体的自粘合性质。
可用于自粘合材料的热塑性弹性体的一些实例包括放射(radial)、三嵌段和二嵌段结构的多嵌段共聚物，所述结构包括单环和多环芳香烃的非橡胶状(non-rubbery)链段，以及更特别地，单环和多环芳烃。作为例子，单环和多环芳烃可以包括取代和未取代的单环和双环结构的聚乙烯芳烃。
在一些实施方案中，热塑性弹性体可以包括有足以保证在室温下相分离的链段分子量的取代或未取代的单环芳烃的非橡胶状链段。作为例子，单环芳烃可以包括聚苯乙烯和取代的聚苯乙烯，它们具有如苯乙烯和烷基取代的苯乙烯(例如，α甲基苯乙烯和4-甲基苯乙烯)的单体单元。其他实例包括具有单体单元的取代或未取代的多环芳烃(例如，2-乙烯基萘和6-乙基-2-乙烯基萘)。
应该注意，热塑性弹性体还可以包括为聚合物嵌段(polymerblocks)的橡胶状区段，所述聚合物嵌段可以由单体均聚物或共聚物所组成，所述共聚物包括两种或多种选自脂肪族共轭二烯化合物(例如，1，3-丁二烯和异戊二烯)的单体。橡胶状材料的一些实例包括聚异戊二烯、聚丁二烯和苯乙烯丁二烯橡胶。其他橡胶状材料的实例包括乙烯/丁烯共聚物或乙烯/丙烯共聚物的饱和烯烃橡胶，其可以衍生自相应的不饱和聚亚烷基部分(例如，氢化聚丁二烯和聚异戊二烯)。
另外，热塑性弹性体可以是包括橡胶状链段的苯乙烯嵌段共聚物系统的部分，橡胶状链段可以通过氢化不饱和前体(例如，具有中央或中间链段的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)嵌段共聚物，所述链段包括1，4和1，2异构体的混合物)而饱和。作为例子，包括具有1，4和1，2异构体混合物的中央或中间链段的-丁二烯-苯乙烯(SBS)嵌段共聚物可以被氢化以获得(i)苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)嵌段共聚物；或者(ii)苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯(SEPS)嵌段共聚物。
在一些实施方案中，自粘合材料可以包括聚乙烯和嵌段共聚物的混合物。作为例子，自粘合材料可以包括选自聚(苯乙烯)-聚(乙烯-丁烯)-聚(苯乙烯)共聚物、聚(苯乙烯)-聚(乙烯-丁烯)共聚物和聚乙烯聚合物的一种或多种嵌段共聚物的混合物。在一些实施方案中，所述一种或多种嵌段共聚物可以是所述自粘合材料的约30重量百分比至约95重量百分比，并且聚乙烯聚合物可以是所述自粘合材料的约5重量百分比至约70重量百分比(其中，所有的重量百分比都基于自粘合层中存在的嵌段共聚物和聚乙烯的总重量)。
本文使用的最大负荷自粘合强度表示当无纺织物10自连接时对其分离所需要的力。当无纺织物10用作粘合组分时，最大负荷自粘合强度应该满足特定应用所需要的粘合强度。如果在紧固系统中使用无纺织物10，则无纺织物10的最大负荷自粘合强度需要足够高，以防止紧固系统在使用过程中打开。表现出过低的最大负荷自粘合强度的无纺织物10可能不适合用于某些紧固系统应用。
无纺织物10与包括类似自粘合材料的其他物品容易结合，结合强度大于无纺织物10与任何其他类型的材料结合时产生的强度(例如，至少两倍大的结合强度)。作为例子，无纺织物10可以表现出的最大负荷自粘合强度值为大于约100克/英寸宽度的无纺织物10(约118克/厘米宽度的层)，高达约2000克/英寸宽度的无纺织物10(约787克/厘米宽度的层)。用于测定网状物的最大负荷自粘合强度值的方法提出于美国专利No.6,261,278，其通过引用结合入本文。
可以用于形成多数线股14的自粘合材料的类型将根据如下选择：(i)加工参数；(ii)物理性质；(iii)包装问题；和(iv)成本(以及其他因素)。第一网状物12应该具有特定产品和/或方法所要求的性质。可以控制自粘合材料的物理性质以限定无纺织物10的性质，例如熔化温度、剪切强度、结晶度、弹性、硬度、拉伸强度、粘性和热稳定性(以及其他性质)。
在一些实施方案中，无纺织物10可以由熔体纺丝(melt spinning)热塑性材料制成。这种类型的无纺织物10可以称为纺粘(spunbond)材料。
制备纺粘聚合物材料的示例方法描述于Dorschner等的美国专利No.4,692,618和Appel等的美国专利No.4,340,563，两者都公开了从热塑性材料制备纺粘无纺纤维网的方法，所述方法通过将热塑性材料挤压穿过喷丝嘴并使用高速气流将挤出材料拉成长丝，以在收集表面上形成无规则网状物。Dorschner等的美国专利No.3,692,618公开了其中使用多个喷射枪(eductive guns)通过高速空气拉聚合物长丝束的方法，而Appel等的美国专利No.4,340,563公开了其中使用单个宽喷咀通过高速气流拉热塑性长丝的方法。一些其他的示例熔体纺丝方法描述于Kinney的美国专利No.3,338,992；Kinney的美国专利No.3,341,394；Levy的美国专利No.3,502,538；Hartmann的美国专利No.3,502,763；Hartmann的美国专利No.3,909,009；Dobo等的美国专利No.3,542,615，以及Harmon的加拿大专利第803,714号。
在一些实施方案中，可以通过从多组分或双组分材料形成线股14而将想要的物理性质加入无纺织物10，其中双组分材料中的至少一种材料是自粘合材料。自粘合材料可以类似于上述任何自粘合材料。
本文使用的线股指通过将聚合物穿过成型孔(例如，模具)而形成的拉长的挤出物。线股可以包括纤维，即具有确定长度的不连续线股，或者长丝，即材料的连续线股。
公开了从多组分或双组分材料制备无纺织物的一些示例方法。Stanistreet的美国专利No.4,068,036、Davies等的美国专利No.3,423,266以及Dayies等的美国专利No.3,595,731公开了熔体纺丝双组分长丝以形成无纺织物的方法。无纺织物10的形成可以通过将熔纺线股切割成短纤维并然后形成结合的梳理纤维网，或者通过将连续的双组分长丝铺在成形表面上并随后结合网状物。
图2A-2C描述了可用于形成网状物12的双组分线股14的一些示例形式。线股14包括第一组分15和第二组分16，这两个组分排列于双组分线股14横截面上明显不同的区域并且沿双组分线股14的长度伸展。所述双组分线股的第一组分15包括自粘合材料并且构成双组分线股14外周表面17的至少一部分。因为第一组分15表现出不同于第二组分16的性质，所以线股14可以表现出第一和第二组分15，16的性质。
如图2A所示，第一和第二组分15，16可以以并列排列的方式排列。图2B显示了不同心的鞘/核心排列，其中第二组分16是线股14的核心，而第一组分15是线股14的鞘。应该注意，得到的长丝或纤维可以表现出在图2B所示鞘/核心排列中高度的自然螺旋卷曲。另外，第一和第二组分15，16可以形成图2C所示的同心的鞘/核心排列。
虽然线股14公开为双组分长丝或纤维，但应该理解，无纺织物10可以包括具有单、双或更多组分的线股14。另外，无纺织物10可以由单组分线股与多组分线股联合形成。选择用于第一和第二组分15，16的材料类型取决于材料的加工参数和物理性质(及其他因素)。
应该注意，自粘合材料可以包括添加剂。而且，当线股14由双组分(或多组分)线股14形成时，形成线股14的一些(或全部)组分可以包括添加剂。作为例子，线股14可以包括颜料、抗氧化剂、稳定剂、表面活性剂、蜡、流动性促进剂、增塑剂、成核剂和微粒(及其他添加剂)。在一些实施方案中，可以包括添加剂以促进线股14和/或网状物12的加工。
如图3所示，无纺织物10可以由多个网状物12，22，32形成。挤出线股14的第一网状物12可以类似于上述第一网状物12。第一网状物12可以与挤出线股14的第二网状物22结合，以使第一和第二网状物12，22处于层叠的表面-表面关系。而且，第二网状物22可以与第三网状物32结合，以使第二和第三网状物22，32处于层叠的表面-表面关系。
在一些实施方案中，第二和/或第三网状物22，32可以是纺粘材料，而在其他实施方案中，第二和/或第三网状物22，32可以通过熔喷技术制备。一些熔喷技术实例描述于美国专利No.4,041,203，其公开内容通过引用结合入本文。美国专利No.4,041,203引用了下述有关熔喷技术的公开出版物，这些出版物也通过引用结合入本文：INDUSTRIAL&ENGINEERING CHEMISTRY，第48卷，No.8，pp.1342-1346中题为“超精细热塑性纤维(Superfine Thermoplastic Fibers)”的文章，其描述了在Washington，D.C.的Naval Research Laboratories所做的工作；日期为1954年4月15日的Naval Research LaboratoryReport 111437；美国专利第3,715,251、3,704,198、3,676,242和3,595,245号；以及英国说明书No.1,217,892。
第二和第三网状物22，32各自可以具有与第一网状物12大致相同的组成，或者具有不同于第一网状物12的组成。而且，第二和第三网状物22，32可以由单组分、双组分或多组分的线股14形成。
在一些实施方案中，第一、第二和/或第三网状物12，22，32可以分别形成后结合在一起(例如，通过热点结合(thermal point bonding))。应该理解，当第一、第二和可能的第三网状物结合在一起，且形成第一、第二和第三网状物12，22，32的线股14中存在共同的弹性体聚合物时，第一、第二和第三网状物12，22，32之间的结合可以更持久。
在其他实施方案中，第一、第二和第三网状物12，22，32可以连续法形成，其中第一、第二和第三网状物12，22，32的每一个形成于另一个的上面。这两种方法描述于美国专利No.4,041,203，其已经通过引用结合入本文。
构成第一、第二和第三网状物12，22，32的挤出线股14的材料类型的选择将基于无纺织物10的加工参数和需要的物理性质(及其他因素)。第一、第二和第三网状物12，22，32可以通过目前已知或将来发现的任何方法连接在一起。虽然第一、第二和第三网状物12，22，32部分地显示为同样大小的网状物，但应注意，第一、第二和第三网状物12，22，32可以是不同的大小和/或形状。另外，第一、第二和第三网状物12，22，32可以有相同(或不同)的厚度。
现在参考图4来描述形成无纺织物10的方法。该方法包括挤出多根线股14，其中至少一些线股14可由自粘合材料形成。该方法还包括将多根线股14送向移动支持物66，并将多个线股14沉积在移动支持物66上。该方法还包括稳定多个线股14以形成网状物12。
图4显示了用以生成包括多个双组分连续线股14(例如，长丝或纤维)的网状物12的示例生产线40。应该理解，生产线40可适以形成在每根线股14中包括单、双或多组分的无纺织物10。而且，生产线40可适以形成包括单组分线股14连同多组分线股14的无纺织物10。
在图4所示的示例实施方案中，第一和第二组分15，16可分别在两台不同的挤出机41，42中共挤出。应该注意，第一和第二挤出机41，42可以是目前已知或将来发明的任何挤出机。
在一些实施方案中，第一和第二组分15，16是固体树脂粒料(或颗粒)的形式，它们在高于其熔化温度下被加热并沿路径推进(例如，由旋转螺旋推进)。第一组分15通过一个管道46传递，而第二组分16同时通过另一管道48传递。
两个流动流都导入开始形成线股14的喷丝头50。作为例子，喷丝头50可以包括具有多个挤出材料流经的孔或开口的板。喷丝头50中每平方英寸的开口数可以为每平方英寸约5至约500个开口。喷丝头中每个开口的大小可以为直径约0.1毫米(mm)至约2.0mm。应该注意，喷丝头50中的开口可以具有环形横截面，或者具有二叶形(bilobal)、三叶形、正方形、三角形、矩形或椭圆形横截面，取决于无纺织物10所需要的性质。
在图4所示的示例实施方案中，第一和第二组分15，16可以导入喷丝头50，然后通过喷丝头50，使第二组分16形成核心，同时第一组分15形成环绕所述核心的鞘。如上有关图2A-2C所讨论的，双组分线股14可以具有并列结构或核心/鞘设计(以及其他可能的结构)。
形成于喷丝头50内的板中的每个开口将形成一根双组分线股14。多根线股14的每一个以第一速度同时退出喷丝头50。每根双组分线股14的初始直径由存在于喷丝头50的板中的开口尺寸决定。
在一些实施方案中，多根线股14向下经由淬灭室58以形成多根冷却的线股14。应该理解，引导线股14向下，允许重力协助移动线股14。而且，向下移动可以帮助线股14保持彼此分开。
当线股14移入淬灭室58时，线股14接触一个或多个空气流。可以保持或调节进入的空气的速率，以使线股14有效冷却。
然后，多根线股传递至拉伸部件60，拉伸部件60可以位于淬灭室50的下面以再次利用重力。如本文所使用的，拉伸涉及使冷却的线股14经受压缩空气，压缩空气向下拉伸(即，牵拉)正在退出喷丝头50的熔化的线股14。
拉伸部件60中压缩空气产生的向下力使熔化的线股14被拉长和伸展。线股14的直径减小的量取决于几个因素，包括(i)被拉伸的熔化的线股14的数目；(ii)线股14被拉伸的距离；(iii)用于拉伸线股14的空气的压力和温度14；以及(iv)纺线张力(spin line tension)(以及其他因素)。
冷却的线股14以高于连续熔化线股14退出喷丝头50的速度的速度在拉伸部件60内被牵拉。速度的变化导致熔化线股被拉长，同时横截面积减小。冷却的线股14可以在退出拉伸部件60后完全成固态。
固体线股14在退出拉伸部件60后沉积在移动支持物66上。作为例子，移动支持物66可以是被驱动辊68驱使并围绕导向辊70转动的连续成形的网(wire)或者带。
移动支持物66可以被构建成精细的、中等的或粗糙的网，所述网没有孔或具有多个孔。作为例子，移动支持物66可以具有类似于标准窗筛网的结构，或者移动支持物66可以被紧密编织成类似于造纸工业在纸生成中普遍使用的网。真空室72可以位于移动支持物66之下，以促进线股14聚集在移动支持物66上。
在一些实施方案中，线股14以随机取向聚集在移动支持物66上，以使线股14在该处的聚集不包括任何将使线股14稳定成网状物的熔化点或粘合处(bonds)。线股14的厚度和基重部分地由以下因素确定：(i)移动支持物66的速度；(ii)沉积在移动支持物66上的线股14的数目和直径；和(iii)线股14沉积至移动支持物66上时的速度。
根据生产线40的类型，移动支持物66可以在热气刀76之下传送多根线股14，热气刀76将一个或多个热气流施加在多根线股14上。热气需要有足够温度以在线股14与其他线股14接触、交叉或重叠点处熔化一些线股14。
如图5所示，线股14在熔化点78与相邻线股14粘合，以形成稳定的网状物12。形成网状物12的熔化点78的数目由多个因素决定，包括：(i)移动支持物66的速度；(ii)热气的温度；(iii)线股14中材料的类型；和(iv)线股14缠结的程度(以及其他因素)。
在一些实施方案中，网状物12可以通过由被加热至升高的温度的结合辊(bond roll)(未显示)和砧辊(anvil roll)(未显示)所形成的夹子。作为例子，所述结合辊可以含有一个或多个从结合辊外周向外延伸的隆起物。所述隆起物可以具有一定的大小和形状，以在网状物12穿过结合辊和砧辊时在网状物12中产生多个粘合处(bonds)。一旦网状物12具有在其中形成的粘合处，网状物12则成为粘合的网状物12。
粘合的网状物12中粘合处的确切数目和位置通过位于结合辊外周上的隆起物的位置和构造来确定。作为例子，可以在粘合的网状物12中形成至少一个粘合处/平方英寸，但是也考虑其中百分比粘合面积变化的实施方案。作为例子，百分比粘合面积可以是网状物12总面积的约10％至约30％。
图6和7描述了紧固系统90。紧固系统90包括具有网状物12的无纺织物10，网状物12由多根挤出线股14形成，其中至少一些线股14可以包括自粘合材料。紧固系统90包括具有表面92的泡沫层91(见图7)，表面92由多个独立式支柱93形成。泡沫层91的至少一部分表面92包括表面改性剂(未显示)。独立式支柱93用以接合多根线股14的至少一部分。
应该注意，无纺织物10类似于上述任何无纺织物10。另外，泡沫层91可以类似于2004年9月30美国专利申请序号10/956613和欧洲专利0235949A1中描述的任何泡沫层，其通过引用结合入本文。作为例子，泡沫层91可以是开孔泡沫。
泡沫层91的表面92上使用的表面改性剂可以类似于上述任何自粘合材料。进一步地，泡沫层91的表面92上使用的表面改性剂可以是低粘性粘合剂或聚合物蜡。构成紧固系统90的泡沫层91的表面改性剂的类型选择将根据紧固系统90的加工参数和需要的物理性质(以及其他因素)。
在泡沫层91的表面92上使用的表面改性剂可以使用多种方法来施用，例如喷雾喷嘴、胶水喷枪、珠涂布器、挤出机、凹板印刷、苯胺印刷、喷墨印刷、涂布等。表面改性剂可以但不必需均匀应用于泡沫层91的表面92，并且可以区域选择性应用。表面改性剂可以图案或者以完全随机分布的方式应用。
泡沫层91的表面92上使用的表面改性剂为可能需要的，但有益成本的任何加入量，加入量可以小于100gsm，或者小于50gsm，或者小于30gsm，或者小于25gsm。为提供想要的益处，泡沫层91的表面92上使用的表面改性剂加入量可以大于1gsm，或者大于5gsm，或者大于10gsm，或者大于15gsm。
与表面92上不具有表面改性剂的泡沫层91相比较，表面改性剂可以改善泡沫层91与网状物12的线股14的结合。网状物12与泡沫层91包括表面改性剂的部分之间的结合强度可以大于网状物12与泡沫层91不包括表面改性剂的部分之间结合强度的1.5倍，或者大于2.5倍，或者大于2.0倍。结合强度可以通过最大剪切负荷(peak shearload)、最大剥离(peak peal)或其他适合的测试方法测得。
表面改性剂可以通过多种机制改善泡沫层91的结合。例如，表面改性剂可以通过硬化泡沫层91的表面92，从而改善表面92与无纺织物10之间的机械联锁以改善连接。如果改善的首要机制是改善机械联锁，则当表面改性剂/泡沫层91表面92被污染时，剥离和剪切强度下降的程度可能最小。例如，当泡沫层91表面92用水污染时，例如在如下所述的“湿”测试方法中，包括表面改性剂的泡沫层91与无纺织物10的“湿”连接可以大于包括表面改性剂的泡沫层91与无纺织物10的“干”连接的90％，或者大于80％，或者大于60％，如下述湿剪切或湿剥离测试方法所测试的。
在一些实施方案中，泡沫层91的表面92上使用的表面改性剂可以与包括在多根线股14的某些上的自粘合剂相似或相同。
在一些实施方案中，多根线股14的至少某些可以包括自粘合材料，该自粘合材料可以形成与泡沫层91的自粘合独立式支柱93接合的自粘合环。而且，某些自粘合独立式支柱93的至少一部分可以形成自粘合钩，这些自粘合钩适以接合网状物12上的自粘合环。
应该注意，线股24形成环和独立式支柱93形成钩的程度将部分取决于无纺织物10和泡沫层91各自是如何形成的。作为例子，独立式支柱93可以具有约500微米或更小的直径。
在一些实施方案中，泡沫层91可以通过将支持物94与泡沫层91连接而被加强。支持物94可以通过任何方式连接至泡沫层91(例如，支持物94粘合层压至泡沫层91，或者泡沫层91形成于支持物94上)。作为例子，支持物94可以浸入液体，所述液体被固化以形成泡沫层91。2003年9月2日授予Minick等的美国专利No.6,613,113描述了这种方法。
向泡沫层91添加支持物94可以提高泡沫层91的强度和/或柔韧度。提高泡沫层91的强度和柔韧度可以增加紧固系统90的应用范围。
在一些实施方案中，泡沫层91的独立式支柱93可以经处理而具有增加的表面糙度，这可以促进独立式支柱93与无纺织物10的连接。作为例子，独立式支柱93可以通过附加颗粒(例如，微球、矿物填充剂等)而被粗糙化。
在其他实施方案中，独立式支柱93可以经蚀刻或其他方式处理(例如，通过化学攻击、激光烧蚀、电子束处理等)，以除去单个独立式支柱93中的部分表面材料。1975年11月25日授予Brumlik等的美国专利No.3,922,455描述了相应于改性的独立式支柱93的织造元件的一些实例。
图8描述了可以包括本文所述任何紧固系统90的一次性吸收物品95(显示为训练裤)的实例。所描述的示例吸收物品95类似于2003年5月13日授予Coenen等的美国专利No.6,562,167(其通过引用结合入本文)中公开的训练裤。
图8中描述了部分紧固状态的示例吸收物品95。在所描述的示例实施方案中，紧固系统90的泡沫层91与训练裤95上的前侧板96结合，无纺织物10的一部分与训练裤95上的后板97结合。紧固系统90通过将无纺织物10与泡沫层91接合而将训练裤95固定在穿戴者腰周围。
本发明的紧固系统90可用于多种其他应用。例如，紧固系统90可加入其他产品，例如成人失禁产品、床垫、其他月经器具、卫生巾、棉塞、擦拭物、围兜、伤口敷料、外科披肩(capes)或布帘、脏衣物袋、垃圾带、储存袋和产品包装。紧固系统90可以特别适合尿布相关应用，因为无纺织物10中的表面改性剂或自粘合材料不易被尿布更换环境中普遍存在的许多物质(例如，婴儿洗剂、油脂和粉末)污染。
可以使用热粘合和/或粘合剂(及其他技术)将紧固系统90固定至尿布(或其他产品)。例如，紧固系统90的一个部件可以固定至尿布的一个部分，该部件被设计为接合尿布另一部分上的紧固系统90的另一部件。
紧固系统90还可以根据消费者需求而具有颜色和/或形状上的修饰。还有的被考虑的实施方案中，紧固系统90具有非突出的产品形式，这样使紧固系统90不影响其中安装有紧固系统90的产品的美观。
现在将具体关注被制成以例证本发明的实物样品。
代表性实施例1
获得的SEM显微照片，图9，显示了与代表性无纺织物接合的代表性网状泡沫。具体地，由位于Eddystone，PA的Foamex International生产的完全网状泡沫Z65CLY与2002年8月30日提交的美国专利公布20040110442和2004年12月20提交的美国专利申请11/017984中描述的弹性无纺织物相接合，所述Z65CLY具有完全的网状结构，且泡沫孔间所有的膜被去除，厚度为3mm，密度为65孔/英寸。
使用反射光和透射光显微镜以低放大倍数检查切成两半的泡沫材料的两个外表面和横截面，显示泡沫材料是大致均匀的具有开孔结构的半硬性泡沫材料块。例如，图9以50X放大的透射光拍摄，显示了与弹性无纺织物接合的Z65CLY泡沫的刀切横截面。泡沫材料与无纺织物接合后从其中央切成两半。泡沫材料的所有表面(内部和外部)大致如图10所示，显示了作为开孔泡沫网络支柱的互联长丝网络，所述开孔泡沫网络整体上是大致均匀的。而且，如图9所示，泡沫表面上的独立式支柱可以通过捕获支柱下的纤维，或者通过泡沫支柱在纤维或纤维簇下闭锁，而与无纺织物以可释放的方式连接。
使用刀片在一侧切出立方体1/2″，制备用于SEM分析的泡沫材料样品。从所述立方体切出更薄的泡沫材料部分，并使用双面胶带(double-stick tape)将该部分安装在1″直径的平盘支架(flat disc holder)上。使用真空溅射涂布器为安装的泡沫材料样品涂敷厚度大约250埃的金。使用可获自位于Peabody，Maine的Jeol USA Inc.的JSM-840电子显微镜进行SEM分析，加速电压5kV，束流300picoAmps，工作距离36毫米至12毫米，放大倍数30X至15,000X。
代表性实施例2A、2B、2C、2D、2E
Z65CLY泡沫用表面改性剂涂布，表面改性剂具体为位于Wauwatosa的Bostic，Inc.的H9078-01。H9078-01的使用温度范围从～250°F至～300°F。H9087-01在升高的温度下发粘，而当冷却至室温时变得基本无粘性。使用熔喷粘合剂涂布器用H9078-01涂布Z65CLY泡沫，采用如下条件：熔化池温度300°F；模具温度290°F，空气温度365°F；挤压强度(nip pressure)25pli，空气压力17psig；线速30ft/min；成形高度1.75英寸；开放时间0.2秒。涂布程序后，用隔离纸覆盖涂布的泡沫样品，以防止辊粘连(roll blocking)并保护涂层。制备了涂层附加水平不同的五种不同样品。
样品2A-0gsm附加
样品2B-5gsm附加
样品2C-10gsm附加
样品2D-15gsm附加
样品2E-20gsm附加
SEM显微照片
图10是样品2A(0gsm附加)表面50X放大的SEM显微照片。图11是样品2C(10gsm附加)表面50X放大的SEM显微照片。图12是样品2C(10gsm附加)刀切横截面75X放大的SEM显微照片。SEM图像显示，H9078-01涂层显示为线(strings)或泡沫孔上的不规则块。经常看到H9078-01涂层覆盖在支柱边缘上或者缠绕在支柱周围。H9078-01涂层显示被主要限制在表面或近表面，至约1个孔或两个孔深度。这在横截面视图，图11中是很明显的。
应该注意，H9078-01涂层不填满开放孔也不完全覆盖或封闭表面。因此，能够接合的独立式支柱的数目保持几乎不变。而且，仍保留了大量的开放空间(泡沫孔穴)，提供了涂布泡沫材料的透气性。这使其有利地区别于一般不透气的常规钩材料。
弯曲剪切附着强度
测量样品2A、2B、2C、2D和2E与模型无纺织物的结合的弯曲剪切强度，以评价涂布过程如何影响泡沫层连接纤维着陆层的能力。模型无纺织物是SBL材料，特别是Convertibles Diapers(SBL)的并描述于1988年1月19日授予Taylor等的美国专利4,720,415中的腰带材料，所述专利通过引用结合入本文。更特别地，SBL材料用两个0.4osy聚丙烯纺粘面和一个1.298osy Kraton G2760核心制成。而且，SBL具有232％未提及的拉伸至停止(unreferencedstretch-to-stop)。结果示于表1。
弯曲剪切附着强度测试方法
本发明泡沫层与着陆层附着的剪切附着强度使用通用测试机获得，所述测试机为MTS Alliance RT/1测试机(可商业途径获自位于Eden Prairie，Minnesota的MTS Systems Corp.)，运行4软件，4.04c版本，具有100N测压元件(load cell)。对于测试操作，使用了上部夹，带有空气作用安装的橡胶衬里狭口(rubber-lined jaws)，用于良好抓紧测试样品。测试设备的下部支架中放入图13所示的提供了弯曲表面的特殊装置(special rig)，泡沫层和着陆层的重叠区可倚靠所述弯曲表面而遭受张力。图13中，测试装置(rig)600包括适合安装入通用测试机(未显示)下部支架并与连接部分604结合的圆柱基底602，所述连接部分604包括水平梁606和插入弯曲部分610的垂直梁608。
弯曲部分610几何形状的进一步细节示于横截面视图图14，图14显示，弯曲部分610具有对角
为110度的圆弧，具有0.5英寸的厚度T和4.5英寸的宽度W。弯曲部分610的长度，即它伸展入图14纸平面的距离(图13中弯曲部分610从左到右跨越的距离)，是8英寸。弯曲部分610由rigid nylitron制成，并具有糙度为32微英寸(″32整理(finish)″)的光滑表面整理(形状转动整理)(a shape turned finish)，使用精细整理比较仪(Microfinish Comparator)(Gar Electroforming，Danbury，Connecticut)测量。
如图13以及图15侧视图所示，弯曲部分610用以支持长度为2英寸的宽泡沫层带614和长度为3英寸的宽着陆层带616，带614和带616在附着区618重叠并结合，同时泡沫层带614和着陆层带616的远端也保持在上部夹620中，夹620连接至通用测试机(未显示)的可移动头(未显示)。泡沫层带614和着陆层带616在附着区618中的结合如下进行：将侧面集中对齐的泡沫层带614和着陆层带616重叠以形成1英寸长的重叠区612，然后施加负荷以保证良好的接触。除非另有说明，所述负荷由质量为7.0千克的实验室铜辊提供，所述铜辊在附着区618上缓慢滚动2次(向前然后向后)。使泡沫层带614和着陆层带616附着之后，附着区618集中在弯曲部分610的下部之上，然后将泡沫层带614和着陆层带616远离附着区618的端置于上部夹620的狭口中。在测试操作开始前，上部夹620的下表面比弯曲部分610上表面高3英寸。在测试操作开始前，泡沫层带614和着陆层带616中存在可忽略的张力，而没有明显的松弛。
重叠区612中附着强度的大小可以通过以下方法获得：运行通用测试机，如同进行张力测试，并测量破坏时的最大负荷。测量操作通过以10英寸/分钟的交叉头(crosshead)速度向上移动上部支架直至出现破坏，所述破坏可以是附着区618的破坏，或者在一些情况下是泡沫层带614和着陆层带616之一在别处断裂。破坏前的最大负荷为附着强度。
表1弯曲剪切附着强度
n*-每个样品的测试样本数
测试表明，如最大剪切负荷所度量的，涂层导致了附着强度的显著增加：3.5倍至4倍，取决于涂层基重。而且，附着强度一般随涂层基重的增加而增加。
对两种其他无纺织物进行了进一步的弯曲剪切附着强度测试。同样，第一种无纺织物是SBL材料，其形成
Convertibles尿布(SBL)上的后腰带。第二种无纺织物是纤维经过清棉/梳理处理(picking/combing process)改性而更膨松(loft)的SBL材料(改性SBL)。具体说，原始SBL经过机械改性处理，增加了接合表面纤维与网状泡沫接合的有效性。SBL的接合表面用15lb.手动辊机械改性，所述手动辊具有一片缠绕在外表面的
85-1065(可商业获自Manchester，NH的Velcro USA Inc.)钩材料，所述钩材料的钩向辊外延伸。每个纤维无纺网状物的接合表面用该钩缠绕的辊处理，通过将所述缠绕的辊在接合表面上滚动，在一个方向上前后两次，然后在与第一个方向成90度的方向前后两次。
第三种无纺织物是如2004年8月13日提交的美国专利公布2005/0101206和2004年12月20日提交的美国专利申请11/017984中描述的弹性无纺织物(弹性无纺织物)。具体地，该弹性无纺材料具有0.8osy双组分鞘/核心纺粘面，所述双组分鞘/核心由80wt％的DowEG8185茂金属聚乙烯核心和20％的Dow Aspun 6811A聚乙烯鞘构成。该弹性无纺织物具有实施例5(US 2005/0101206，第15页，第149和150段)中描述的透气性弹性薄膜。所述弹性无纺物用Bostic H9375粘合剂(粘合剂公开于US 2005/0101206的实施例7，第16页)粘性层压至薄膜。
所述三种无纺织物(SBL，改性SBL和弹性无纺织物)的每一种与2A(0gsm附加)和2C(10gsm附加)结合，并根据上述测试法进行测试。结果示于表2。
表2弯曲剪切附着强度
n*-每个样品的测试样本数
再紧固能力
进行进一步测试以确定涂布Z65CLY泡沫的再紧固能力。再紧固能力是许多一次性衣物应用所需要的，以便为穿戴者提供更舒适和更好合体的产品。测试了涂布泡沫(样品2C-10gsm附加)和两种不同的无纺织物(改性SBL和弹性无纺织物)的再紧固能力，结果示于表3和表4。每个代码(x1，x2)测试两个样品。测量第一次附着后复位测试装置。然后，如上所述再结合测试材料并测量第二次附着。对第三次、第四次和第五次附着重复该过程。
表32C和改性SBL附着的再紧固能力 弯曲附着强度
表42C和弹性无纺织物附着的再紧固能力 弯曲附着强度
测试结果表明两种无纺织物(改性SBL，弹性无纺织物)的良好再紧固能力。两种无纺织物的第二次附着的附着强度大于第一次附着强度。第三次、第四次和第五次附着导致最大负荷值的轻微下降。
干和湿改性泡沫的评价
如前实例所示，使用表面改性泡沫层导致泡沫与许多无纺织物附着强度的加倍。虽然不受理论束缚，但认为这种提高可能存在两种潜在机制。首先，表面改性剂可能硬化泡沫和独立式支柱的表面，并可能增加泡沫表面的摩擦系数，从而增加泡沫层/无纺织物结合的剪切强度。第二种潜在机制可能是表面改性剂可以起类似于压感粘合剂(pressure-sensitive adhesive)的作用，提供了与无纺织物纤维的直接粘合。
即使涂布泡沫的表面不粘，还是进行实验以评价剪切强度提高的机制。所述实验包括：轻微湿润涂布泡沫层的表面，然后测量湿涂布泡沫层的附着强度。湿涂布泡沫层的附着强度与干涂布泡沫层的附着强度相比较。认为该实验中的湿度起到抑制粘合相互作用的效果，如果粘合机制是附着强度增加的原因，则这种增加应该被逆转并回复至未涂布泡沫中观察到的值。
湿剪切/剥离强度测试方法
在湿与干对比实验中，用10gsm附加的H9076(样品2C)涂布的Z65CLY泡沫样品被浸入水中，纸巾吸除过量水，直至样品轻微湿润。使用上述测试方法对两种无纺织物(SBL，改性SBL)进行弯曲剪切强度测试。结果示于表5。
表5弯曲剪切附着强度-湿与干对比
n*-每个样品的测试样本数
另外，还对所述材料进行剥离测试。结果示于表6，使用下述测试方法。
表6剥离附着强度-湿与干对比
n*-每个样品的测试样本数
剪切测试结果显示了改性SBL与湿泡沫层附着强度比与干泡沫层附着强度略有定向减少。另一方面，SBL与湿泡沫层附着强度显示比与干泡沫层附着强度略有定向增加。
剥离强度测试方法
剥离测试使用通用测试机(未显示)进行，使用了图16所示的180°剥离结构，其中泡沫层614和无纺织物616在附着区618结合，该附着区将在带614和616的各自远端彼此离开时(它们置于所示的上部夹620和下部夹621的狭口中)被剥离开。使用弯曲剪切强度测试方法中描述的通用测试机(未显示)，可以测量剥离附着的泡沫层614和无纺织物616所需的力。用于剥离测试的交叉头速度为20英寸/分钟。附着区618具有2英寸的长度(重叠距离)和3英寸的宽度(6平方英寸的总重叠区域612)。测试装置的计量长度(上部夹620和下部夹621之间的距离)为1.5英寸。使用的测试工作软件不能产生小于10克力的剥离值的统计学结果。在所有情况下，未涂布泡沫的剥离值为0。
剥离测试结果显示，平均剥离负荷具有在湿泡沫样品情况下更低的定性趋势。湿和干样品之间的差异统计学上是不显著的。在最大剥离负荷中，发现了混合的趋势，改性SBL的湿泡沫剥离强度降低，而SBL的增加。
剪切测试和剥离测试的结果表明，不存在由潮湿引起的统计学附着差异。因此，认为表面改性泡沫层与无纺织物附着的提高主要是因为泡沫表面的机械互联和硬化。粘合相互作用可以在附着机制中起次要作用，尽管较不显著。
虽然就具体实施方案而详细描述了本发明，但要理解，这些实施方案存在变化和等同替代。因此，本发明范围应该由所附权利要求及其任何等同替代来确定。
Claims (20)
1.一种紧固系统，其包括：
无纺织物，所述无纺织物包括由多个挤出线股形成的网状物；和
泡沫层，其包括具有多个独立式支柱的表面，所述多个独立式支柱适于接合所述多个线股的至少一部分，所述独立式支柱的至少一些包括表面改性剂。
2.权利要求1的紧固系统，其中所述多个独立式支柱具有约500微米或更小的直径。
3.权利要求1的紧固系统，其中所述泡沫层为开孔泡沫材料。
4.权利要求1的紧固系统，其中所述无纺织物内的至少一些线股包括自粘合材料。
5.权利要求4的紧固系统，其中所述表面改性剂为与所述无纺织物内的所述自粘合材料相类似的自粘合材料。
6.权利要求5的紧固系统，其中包括所述自粘合材料的多个线股中的至少一些形成接合所述自粘合独立式支柱的自粘合环。
7.权利要求6的紧固系统，其中所述自粘合独立式支柱的至少一些形成自粘合钩，以便每个自粘合钩适以接合所述网状物上的所述自粘合环中的一个。
8.权利要求6的紧固系统，其中所述网状物内的所述挤出线股通过熔喷形成。
9.权利要求1的紧固系统，其中所述表面改性剂包括聚乙烯聚合物。
10.权利要求9的紧固系统，其中所述表面改性剂包括所述聚乙烯聚合物与共聚物共混物的混合物。
11.权利要求1的紧固系统，其中所述无纺织物和所述泡沫层包括所述表面改性剂的部分之间的结合强度大于所述无纺织物和所述泡沫层不包括所述表面改性剂的部分之间的结合强度的1.5倍。
12.权利要求1的紧固系统，其中所述表面改性剂为低粘性粘合剂、粘结剂或聚合物蜡。
13.权利要求1的紧固系统，其中所述泡沫层包括基本上选自以下的泡沫材料：三聚氰胺；聚醛；聚氨酯；聚异氰脲酸酯；聚烯烃；聚氯乙烯；环氧泡沫；脲醛；胶乳泡沫；有机硅泡沫；含氟聚合物泡沫；聚苯乙烯泡沫；及其混合物。
14.权利要求1的紧固系统，其中包括所述表面改性剂的所述泡沫层与所述无纺织物的湿连接大于包括所述表面改性剂的所述泡沫层和所述无纺织物的干连接的60％。
15.一种吸收物品，该吸收物品包括用以将所述吸收物品固定在穿戴者腰周围的紧固系统，所述紧固系统包括：
无纺织物，所述无纺织物包括由多个挤出线股形成的网状物，和
泡沫层，所述泡沫层包括具有多个独立式支柱的表面，所述多个独立式支柱适于接合所述多个线股的至少一部分，至少一些所述独立式支柱包括表面改性剂。
16.权利要求15的吸收物品，其中所述吸收物品为成人失禁产品、训练裤或尿布。
17.权利要求15的吸收物品，其中所述无纺织物结合所述泡沫层包括所述表面改性剂的部分，强度大于当所述无纺织物结合所述泡沫层不包括所述表面改性剂的部分时产生的强度的1.5倍。
18.权利要求15的吸收物品，其中所述表面改性剂为低粘性粘合剂、粘结剂或聚合物蜡。
19.权利要求15的吸收物品，其中包括表面改性剂的所述泡沫层与所述无纺织物的湿连接大于包括表面改性剂的所述泡沫层与所述无纺织物的干连接的60％。
20.一种吸收物品，该吸收物品包括用以将所述吸收物品固定在穿戴者腰周围的紧固系统，所述紧固系统包括：
无纺织物，所述无纺织物包括由多个挤出线股形成的网状物，和
泡沫层，所述泡沫层包括具有多个独立式支柱的表面，所述多个独立式支柱适于接合所述多个线股的至少一部分，至少一些所述独立式支柱包括表面改性剂；
其中所述表面改性剂为粘结剂或聚合物蜡，且所述无纺织物和所述泡沫层包括所述表面改性剂的部分之间的结合强度大于所述无纺织物和所述泡沫层不包括所述表面改性剂的部分之间的结合强度的1.5倍。
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Granted publication date: 20120627 |