CN102333551A - 提高非织造材料阻隔性能的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于提高材料的阻隔性能的方法。所述方法包括提供材料、在所述材料上涂覆疏水性表面涂层以及将所述材料结合到吸收制品中。所述疏水性表面涂层包括非水性的、无溶剂的、多组分硅氧烷组合物。所述疏水性表面涂层可以基本上不含氨基硅氧烷。

Description

提高非织造材料阻隔性能的方法
发明领域
本文公开了一种提高非织造材料阻隔性能的方法。更具体地讲，公开了一种在轻型非织造材料上涂覆疏水性表面涂层以提高轻型非织造材料的阻隔性能的方法。
发明背景
一次性吸收制品(例如，尿布、训练裤、裤型制品、女性卫生产品、和成人失禁制品)通常用于吸收和容纳身体流出物。此类制品通常用于防止身体流出物弄脏、弄湿或换句话讲污染衣服或者其它可能会与吸收制品接触的制品(例如被褥)。然而我们知道，至少在一些情况下，由于例如从制品与穿着者的皮肤之间的缝隙渗漏和/或从构成吸收制品的材料渗透漏出，身体流出物可能会逸出吸收制品的边界。渗出可能是由于构造吸收制品或者吸收制品组件所使用的一种或多种材料不能提供对此类体液的有效阻挡而造成的。例如，当具有足够的压力或载荷时，尿液可穿透旨在防止尿液通过的吸收制品组件或者组件的部分(例如，尿布的腿箍或者外覆盖件)。此外，不容易被吸收制品吸收的松散的粪便排泄物可能仍然位于制品的液体接纳构件(例如顶片)的顶部。在穿着制品的过程中，粪便排泄物可能会散布在液体接纳构件上，并且甚至可能会从制品中漏出。
传统的吸收制品例如尿布通常包括一个或者多个阻挡构件(例如，阻挡腿箍、衬圈箍、第二顶片、芯覆盖件、外覆盖件、及其这些构件的部分)。可包括其它部件，例如口袋、垫片、横向阻挡件、开孔顶片等，用以对身体流出物(例如粪便排泄物)进行隔离、固定、和/或限制。已经进行了一些尝试来通过选择阻挡构件材料和/或提供特定有益效果的材料的组合来提高吸收制品组件和/或组件的部分的阻隔特性。例如，可通过使用聚合物薄膜而将吸收制品组件制造成基本上液体不可透过的，但是此类薄膜也可以是蒸汽和空气不能透过的。因此，即使制品可能具有适合的阻隔性能，它可能会闭塞穿着者的皮肤，从而造成尿布皮疹和/或其它不希望的效果。非织造材料在吸收制品中的使用很普遍，因为它们通常具有蒸汽和空气透过性(即它们是“可透气的”)，但是非织造材料至少在一些情况下可能不会提供适当的液体不可透过性。
提高非织造材料的液体不可透过性的一种方法是利用使非织造材料或其部分具有更强疏水性的组合物对非织造材料进行处理，例如用包含一种或者多种硅氧烷聚合物的组合物来涂覆非织造材料。提高非织造材料的阻隔性能的表面涂层的实例公布于美国专利公布2005/0177123和2006/0189956中。已知的含硅氧烷的涂层通常作为亲水性溶液(例如由极性液体组分例如水、非极性液体组分例如硅油、和其它任选成分(s)例如表面活性剂和稳定剂形成的乳液)涂覆到非织造材料上。按溶液的总重量计，此类溶液中的活性疏水性成分(例如硅氧烷组合物)通常占相对较小的溶液重量百分比(例如，小于50％、40％或者20％)。因此，为了使非织造材料基底的每单位面积上具有所期望量的活性疏水性组分，可能会需要在非织造材料上涂覆相对较大量的水溶液，并且因为此类溶液的含水组分通常会从基底上除去(例如，通过干燥)，因此可能会不可取地增加与除去含水组分相关的成本、废物量和/或处理复杂度。而且，在至少一些情况下，非织造材料是由疏水性材料(例如聚烯烃纤维)形成，并且在疏水性非织造材料上涂覆水溶液可能会使溶液不可取地分布在基底上，从而造成活性疏水性组分不均匀或者甚至无规地分布在溶液中。活性疏水性组分的相对不均匀分布可能造成材料的一个或者多个部分基本上未被处理，因此提高了液体不可取地透过基底或者基底的一部分的可能性。进一步地，水溶液通常包括其它成分，例如表面活性剂和其它用于稳定溶液的添加剂。表面活性剂已知用于减小组合物中不同液体之间的界面张力并且有利于组合物的散布。当暴露于体液例如尿液时，表面活性剂和/或水溶液中的其它成分可以被转运而离开它们的预期位置(例如，它们可以迁移至吸收芯和/或某个其它吸收制品组件)。表面活性剂和/或其它成分迁移离开它们的预期位置可能会不利地影响表面活性剂和/或其它成分迁移离开的吸收制品部分以及表面活性剂和/或其它成分迁移到的吸收制品部分的阻隔性能。
因此，期望提供一种提高非织造材料阻隔性能的方法。也可能期望提供一种在表面上提供更加均匀的疏水性表面涂层的方法。还可能期望提供一种将疏水性表面涂料组合物涂覆到材料表面上并且活性成分无迁移的方法。
发明概述
为了提供以上所述问题的一种解决方案，本文公开了一种提高非织造材料的阻隔性能的方法。所述方法包括提供具有第一和第二相对表面的非织造材料以及在所述第一和第二表面的至少一个表面上涂覆疏水性表面涂料组合物。所述疏水性表面涂层包含非水性的、无溶剂的、多组分硅氧烷组合物。所述非水性的、无溶剂的、多组分硅氧烷组合物包含至少两种硅氧烷聚合物，并且基本上不含氨基硅氧烷。所述方法还包括将涂覆的非织造材料被结合到一次性吸收制品中。所述一次性吸收制品包括液体可渗透的顶片、至少部分地与顶片接合的外覆盖件、设置在顶片和外覆盖件之间的吸收芯、和阻挡构件。
附图简述
图1所示为示例性吸收制品的平面图。
图2所示为示例性吸收制品的透视图。
图3A所示为示例性吸收制品的通过截线3-3截取的剖面图。
图3B所示为示例性吸收制品的通过截线3-3截取的剖面图。
图3C所示为示例性吸收制品的通过截线3-3截取的剖面图。
图4所示为示例性吸收制品的透视图。
图5所示为示例性轻型非织造材料层压体的剖面图。
图6所示为非织造材料的显微照片。
图7所示为利用疏水性表面涂层处理后的非织造材料的显微照片。
图8描述的是一种用于提供如本文所述的疏水性表面涂层的工艺。
发明详述
定义
“吸收制品”是吸收和容纳身体流出物并且紧贴或邻近穿着者的身体以吸收和容纳身体排泄出的各种流出物的装置。示例性吸收制品包括尿布、训练裤、套穿的裤型尿布(即具有预成形腰部开口和腿部开口的尿布，例如在美国专利公开6,120,487中所述的尿布)、可重复扣紧的尿布或者裤型尿布、失禁短内裤和内衣、尿布支撑件和衬垫、女性卫生内衣例如女性内裤衬里、吸收插件等。
“面向身体的表面”是指旨在朝向或者邻近穿着者身体穿着的制品或者组件的表面。
“一次性的”是指一般来讲不是旨在被洗涤或换句话讲被存储或者重复使用的制品(即它们旨在在一次使用后就被扔掉并且优选地，旨在被回收、堆肥处理或换句话讲以一种环境相容的方式丢弃)。
“设置”是指制品的一个元件相对于制品的另一个元件的放置位置。例如，元件可与尿布的其他元件作为单一结构或者作为接合到尿布的另一元件上的单独元件而形成(接合并定位)于特定地点或位置。
“柔性”是指与人体的大致形状和轮廓相适合并且易于适形的材料。
“面向衣服的表面”是指当吸收制品被穿着时，制品或组件的位于面向身体的表面的相对侧上并且旨在朝向穿着者的内衣或衣服穿着或者邻近穿着者的内衣或衣服放置的表面。
“亲水性”是指具有小于90°的接触角，这是根据美国化学协会公布(TheAmerican Chemical Society Publication)“接触角、可润湿性和粘附性”，该书由Robert F.Gould编订并于1964年获得版权。
“疏水性”是指具有大于或等于90°的接触角，这是根据美国化学协会公布“接触角、可润湿性和粘附性”，该书由Robert F.Gould编订并于1964年获得版权。在某些实施方案中，疏水性表面具有的接触角可为＞120°、＞140°或者甚至＞150°。疏水性液体组合物(例如本文所公开的HSC组合物)一般来讲不溶于水。
“疏水性表面涂层”或者“HSC”是指为了使表面具有疏水性或者具有更强的疏水性而被涂覆在表面上的组合物。“疏水性表面涂料组合物”是指被涂覆在表面上以提供疏水性表面涂层的组合物。
“接合”是指通过将一个元件直接地附加在另一元件上而将该元件直接地固定到该另一元件上的配置以及通过将一个元件附加在中间构件上，继而再将所述中间构件附加到另一元件上而将该元件间接地固定在该另一元件上的配置。
“层压结构”或者“层压体”是指其中一个层、材料、组件、纤维网、或者基底至少部分地与另一层、材料、组件、纤维网、或者基底接合的结构。如在本专利申请中其它地方注明的，可将层、材料、组件、纤维网、或者基底折叠并且结合到自身之上以形成层压体。
“低表面张力流体”是指表面张力小于72达因/cm、60达因/cm、或者甚至小于60达因/cm的流体。例如，从25到55达因/cm。
“多组分”，当涉及硅氧烷组合物时是指包含两种或更多种化学上截然不同的硅氧烷聚合物的硅氧烷组合物。
“非水性的”是指组合物包含极少量的水(即，按所述组合物的重量计，小于1％)或者不含(0％)水。
“非织造材料”是指利用通过摩擦和/或凝聚而结合的具有方向性取向或者无规取向的纤维制造的片材、纤维网、或者棉絮(不包括纸材以及织造、针织、簇成、用针缝合、采用结合的纱或者长丝、或者通过湿磨法毡化的产品)(无论是否加以缝制)。所述纤维可以是天然的或人造的。所述纤维可以是短纱或者连续长丝或者是原位形成的。根据期望，可以将非织造材料的多孔纤维结构构造成液体可渗透的或者不能透过的。
“无溶剂的(solventless)”是指不存在承载HSC组合物的活性组分的液体介质。常规的非水性表面涂层通常包含需要被除去(例如通过蒸发)的有机溶剂(即，甲苯、乙醇、己烷、丙酮、乙酸甲酯、汽油醚、和松脂)。应当了解，即使在溶剂蒸发后，此类表面涂料组合物仍然是如本文预期的无溶剂的表面涂层。同样地，常规的含水表面涂层包含的水分大于1％(按所述组合物的重量计)，这些水分通常通过例如干燥除去。
“调聚物”是指加聚物，通常具有小的分子量，其中分子的生长是通过基团供应链转移剂或者小分子量聚合物来终止，在所述小分子量聚合物中位于链状分子的端部上的端基不同于侧基。“低聚物”是指包含相对较少(即，2到10)的重复单元的聚合物。
“纤维网”是指能够被卷绕成辊的材料。纤维网可以是薄膜、非织造材料、层压体、开孔的层压体等。纤维网的面是指纤维网的与其边缘相对的大的二维表面之一。
尽管本公开的一个或者多个部分可能会提及一次性尿布，然而应当了解本发明不限于此类实施方案，但是实际上在用于任何适合的吸收制品时可具有很大优势。进一步地，很容易预知，如本文所述的多组分、非水性的、无溶剂的HSC可以用作压敏粘合剂层压体的防粘衬垫；&带材、纸材加工应用、浇注纸、食品级纸和包装纸以及通常使用的包装材料。
吸收制品
图1是处于平展未收缩状态(即，没有因弹性引起的收缩)的尿布10的平面图。为了更清晰地显示尿布10的构造，截去了图1中的部分。尿布10的面向衣服的表面52定向为朝向观察者，相对的面向穿着者的表面54定向为背离观察者。如图1所示，尿布10可包括液体可渗透的顶片20；与所述顶片20接合的液体不可渗透的外覆盖件30；和定位于所述顶片20和所述外覆盖件30之间的吸收芯组合件40。尿布10还可包括一个或者多个衬圈箍50和/或阻挡箍51。尿布10可包括弹性腰部组件60和扣紧系统70。尿布10可包括第一腰区56、第二腰区58、和由纵向侧边55和端部边缘57限定的周边53。尿布10的内部面向穿着者的表面54可包括顶片20的至少一部分和可以接合到顶片20上的其它组件。外部面向衣服表面52可包括外覆盖件30的至少一部分和可以接合到外覆盖件30上的其它组件。
顶片20可以是柔性的、手感柔软的并且对穿着者的皮肤无刺激性。可能期望将顶片构型为液体可渗透的(即，允许例如经液、尿液、和/或稀便等液体易于渗透其厚度)。例如，顶片20可以由能促进液体快速转移透过顶片20的亲水性材料制成。在某些实施方案中，顶片20可以由疏水材料(例如聚烯烃非织造材料和/或薄膜)制成，顶片20的至少一部分(例如面向穿着者的表面)已经经过亲水性处理，使得液体将更加快速地转移透过顶片。可以使顶片20或者其部分具有更强的亲水性，例如通过利用表面活性剂进行处理。适宜的顶片20可由各种材料制造，如织造和非织造材料(如纤维的非织造纤维网)；聚合材料诸如开孔成形热塑性薄膜、开孔塑料薄膜和液压成形的热塑性薄膜；多孔泡沫；蜂窝状泡沫；蜂窝状热塑性薄膜；和热塑性稀松布。合适的织造材料和非织造材料可由天然纤维(例如，木纤维或棉纤维)、合成纤维(例如，聚合物纤维例如聚酯、聚丙烯、或聚乙烯纤维)构成，或由天然纤维与合成纤维的组合物构成。在某些实施方案中，顶片20可包含具有如将在下文所更详细说明的HSC的非织造材料(例如总基重小于15克/平方米(“gsm”)的轻型非织造材料层压体)。在某些实施方案中，吸收制品可包括一个或者多个顶片20和/或包含具有HSC的轻型非织造材料层压体的顶片层(例如第二顶片)。
吸收芯组合件40一般来讲能够吸收并存留液体(例如，经液、尿液、和/或其它身体流出物)。吸收芯组合件40可以是可压缩的、适形的、并且对穿着者的皮肤无刺激性。吸收芯组合件40的构型和构造可以改变(例如，吸收芯组合件可以具有不同的厚度区和/或具有中间部分较厚的剖面；不同的亲水梯度；不同的超吸收梯度；平均密度较低并且平均基重较小的区域(例如，采集区域)；和/或可包括一层或者多层或者一种或者多种结构)。吸收芯组合件40的尺寸和吸收容量可以改变以适应不同的应用(例如，尿布、失禁垫、短裤护垫、普通卫生巾、和夜用卫生巾)和适应从婴儿到成人的穿着者。在某些实施方案中，尿布10可以具有非对称的、改进的T-型吸收芯组合件40，所述改进的T-型吸收芯组合件在第一腰区56中具有窄化的侧边46但是在第二腰区58中仍然大致为矩形形状。在某些实施方案中，可以将吸收芯布置为桶型构型，例如，如在由Desai等人于2007年6月7日提交的标题为“Absorbent Article Having An Anchored Core Assembly”的美国专利公布2008/0004591中所描述的。吸收芯组合件的其它适合的实例描述于美国专利公开4,610,678，4,673,402，4,888,231、和4,834,735中。吸收芯组合件还可包括双芯系统，所述双芯系统包含定位于吸收存储芯上的由化学硬化纤维形成的采集/分配芯，如在美国专利公开5,234,423和5,147,345中所详细介绍。吸收芯组合件40可包括通常在吸收制品中使用的吸收组件，例如除尘层、芯吸或者采集层、和/或用于提高穿着舒适性的第二顶片。
如图1所示，可以将外覆盖件30构造成大体上覆盖尿布10的整个外部面向衣服的表面52。可以利用本领域已知的任何适合的连结部件通过本领域已知的任何适合的方式将吸收芯组合件40与顶片20、外覆盖件30、或这两者接合在一起。例如，可以通过粘合剂的均匀连续层、粘合剂的图案层、或者粘合剂的单独的线形、螺旋形、或者点的阵列、热结合、压力结合、超声波结合、动态机械粘结、或者本领域已知的其它任何适合的连结方式或者这些连结方式的组合，将外覆盖件30和/或第一顶片20固定到吸收芯组合件40上或者将这两者彼此结合在一起。外覆盖件30可以由薄的塑料薄膜制成，尽管也可以用其它柔性的、液体不可渗透的材料制成。外覆盖件30可包括织造或非织造材料、聚合物薄膜(例如，聚乙烯或者聚丙烯的热塑性薄膜)、和/或复合材料(例如，膜包衣的非织造材料或者非织造层压材料)。适合的外覆盖件30的实例是厚度约为0.012mm(0.5mil)到约0.051mm(2.0mil)的聚乙烯薄膜。示例性聚乙烯薄膜是由Clopay Corporation(Cincinnati，Ohio)制造的名称为P18-1401和由Tredegar Film Products(Terre Haute，Ind.)制造的命名为XP-39385的聚乙烯薄膜。在某些实施方案中，外覆盖件30可包括接合在一起以形成层压体结构的两个或更多个材料层。例如，外覆盖件30可包括以任何所期望的适宜构型与一个或者多个非织造材料层32接合在一起的一个或者多个液体不可渗透的薄膜层31。在某些实施方案中，外覆盖件30可以用于提高尿布10的外表面的美感和/或质地质量。例如，可期望提供一种具有浮雕感或者使糙面精整的外覆盖件30以赋予外覆盖件30类似布料的外观和/或手感。
外覆盖件30可以是液体不可透过的(例如，低表面张力流体诸如经液、尿液、和/或稀便)以帮助防止被吸收芯组合件40吸收并盛纳的身体流出物弄湿与吸收制品接触的制品(例如，床单、裤子、睡衣和内衣)。进一步，外覆盖件30可以使得蒸汽从吸收芯组合件40中逸出，同时仍然能够防止流出物通过(即，外覆盖件可以是可透气的)。外覆盖件30的尺寸一般来讲由吸收芯组合件40的尺寸和所选择的准确的吸收制品设计决定。然而，在某些实施方案中，可以对外覆盖件30进行构造以提高阻挡保护能力。在某些实施方案中，外覆盖件30可包括具有HSC的非织造材料(例如，轻型非织造材料层压材料)。据信，非织造材料且尤其是轻型非织造材料层压材料结合设置在其上的疏水性表面涂层的使用，提供了所期望的类似布料的外观美感和手感，同时还利用基重较小和成本较低的材料提供了更强的阻挡保护能力。
阻挡构件
在某些实施方案中，尿布10还可包括至少一个阻挡构件。阻挡构件是接合至或者应用于尿布10以提高尿布10的阻隔性能的物理结构。阻挡构件包括但不限于吸收制品组件，例如芯覆盖件、外覆盖件、阻挡箍、衬圈箍和弹性化顶片。期望阻挡构件包括其上涂覆有HSC的轻型非织造材料层压体。
尿布10可包括用于提高对液体和其它身体流出物容纳量的一个或者多个衬圈箍50，特别是在围绕尿布10的腿部开口位置。衬圈箍50还可被称为腿箍、外部腿箍、腿围、侧翼、或者弹性箍。美国专利公开3,860,003描述了一种包括可缩小的腿部开口的一次性尿布，所述可缩小的腿部开口具有侧翼和一个或者多个弹性构件以提供弹性化腿箍。可利用一个或者多个弹性构件62赋予衬圈箍50弹性。在某些实施方案中，尿布10可包括一个或者多个阻挡箍51以助于提高对液体和其它身体流出物的容纳量。阻挡箍51还可被称为阻挡腿箍、内腿箍、或者“直立的”弹性化翼。分别于1989年2月28日和1990年3月20日授予Aziz等人的美国专利4,808,178和4,909,803描述了用于提高腿部区域容纳量的、具有“直立的”弹性化翼的一次性尿布。由于具有衬圈箍50，所以阻挡箍51也可包括一个或者多个弹性构件63。所述弹性构件63可以为阻挡箍51提供弹性以辅助阻挡箍51保持“直立”位置。衬圈箍50和阻挡箍51均可以一体化箍的方式实现，如分别于1987年9月22日授予Lawson和于1989年1月3日授予Dragoo的美国专利4,695,278和4,795,454中用实例说明的。公布于1997年1月7日的美国依法注册的发明H1630中对其他箍作了详细说明。
图2是图1中处于部分收缩状态(即，具有至少一定程度的由弹性引起的收缩)的尿布10的透视图。
图3A-C所示分别为示例性箍构型沿图1和2中的线3-3截取的剖面图。衬圈箍50和阻挡箍51均显示于图3A-C中，但是单个箍的设计同样可行。图3A对示例性衬圈箍50和阻挡箍51构型进行了说明。箍50和51可以沿它们的内部和/或外部表面中的一个表面共用共有基底65。图中显示的阻挡箍51为单层构型，其中箍51的横向宽度的主要部分包括单层基底65。图3B对在多层构型中具有阻挡箍51的示例性衬圈箍50和阻挡箍51构型进行了说明。在多层构型中，在箍51的横向宽度的主要部分上存在至少两层基底。在每一个衬圈箍50和/或阻挡箍51中可使用一个或者多个弹性构件62、63。图3C对具有第一阻碍箍51A和第二阻碍箍51B的示例性双阻挡箍51设计进行了说明。阻挡箍51可包括形成第一阻碍箍51A和第二阻碍箍51B二者的部分的基底65。第一阻碍箍51A可被定位成比第二阻碍箍51B更靠近纵向中心线59(如图1所示)，第二阻碍箍51B可被定位成更靠近尿布10的纵向边缘55。基底65可以包封可能位于第一阻碍箍51A和/或第二阻碍箍51B中的弹性构件63。一般来讲，第一阻碍箍51A和第二阻碍箍51B包括至少一个被基底65包封的弹性构件63。基底65可包括两个在粘结部位69处接合在一起的边缘68。如图3C所示，可以邻接方式对边缘68进行构型；然而，本文预期的其它构型包括以重叠方式构型边缘68。在双箍设计的某些实施方案中，基底65可以是连续的。在由Ashton等人提交于2004年4月14日的美国专利公布2005/0234411中对由连续或者不连续的基底65制成的双阻挡箍51作了更全面的描述。连续基底65显示于图3C中。基底65在相对边缘68之间形成连续通道。沿所述连续通道可以形成第一阻碍箍51A和第二阻碍箍51B的结构并且可以对弹性构件63进行包封。边缘68可以在共用粘结部位69彼此连结和/或连结到尿布10。
如图3A-C所示，在尿布10的某些实施方案中可包括芯覆盖件41。芯覆盖件41可为吸收芯组合件40提供结构完整性。芯覆盖件41可包括芯40组件，例如纤维素材料和吸收胶凝材料，这两种材料均可能趋于无物理阻碍地转移、移动、或者悬浮于空中。芯覆盖件41可以整个地包封吸收芯组合件40，如图3A-B所示，或者可仅部分地覆盖吸收芯组合件40。芯覆盖件41可包含适合的非织造材料，例如轻型非织造材料层压体。
在某些实施方案中，尿布10可包括弹性化顶片20A以提供用于接纳和存储身体流出物(尤其是排泄的粪便)的一个或者多个隔室。图4所示为示例性弹性化顶片20A。美国专利公开6,482,191中对弹性化顶片20A和包含它们的制品进行了描述。图4所示为具有延长狭缝开口90和一对弹性构件92的弹性化顶片20A。所述延长狭缝开口90用于使身体流出物进入尿布10的内部。弹性构件92可以为弹性化顶片20A提供足够的张力，从而使得顶片20A在使用中不下垂。虽然弹性化顶片20A可包括任何上文列出的与传统顶片相关的材料，但是可期望弹性化顶片20A表现出某种程度的疏水性(例如，在弹性化顶片20A中包括涂覆有HSC的轻型非织造材料层压体)。疏水性弹性化顶片20A可防止存储在尿布10内的身体流出物渗透弹性化顶片20A并接触到穿着者的皮肤。
轻型非织造材料层压体
非织造材料和非织造材料层压体构造是本领域的人所熟知的。轻型非织造材料、轻型非织造材料层压体构造、和生产此类非织造材料和非织造材料层压体的工艺和设备的适宜实例描述于美国专利公布2005/0177123和2006/0189956中。图5所示为非织造材料层压体512的代表性剖面图，图中显示了由第一连续长丝526制成的第一连续长丝层528、由细旦纤维530制成的细旦纤维层532、和由第二连续长丝534制成的第二连续长丝层536。粘结(过程)541可以将非织造材料层压体512压缩并且将各层融合在一起，以及将纤维和/或长丝融合在一起。在某些实施方案中，连续长丝526和534的平均纤维直径可以在12微米到30微米范围内。连续长丝层528和536中的一者或者两者的基重是可变的。在某些实施方案中，每一连续长丝层528、536的基重可以在2克/平方米(“gsm”)到20gsm范围内；从4gsm到10gsm；或者甚至从5gsm到8gsm。第一连续长丝层528和第二连续长丝层536可以具有相同的基重和/或平均纤维直径，但是有必要这样做。细旦纤维530的平均纤维直径可以在小于12微米或者甚至小于5微米的范围内。细旦纤维层532的基重可以小于1.5gsm；1.4gsm；1.2gsm；1.1gsm；或者甚至小于1.0gsm。
轻型非织造材料层压体512的总基重应该不超过45gsm。在某些实施方案中，轻型非织造材料层压材料的总基重小于30gsm或者甚至20gsm。本文预期了层压体的单个层的各种基重组合。例如，第一连续长丝层528、细旦纤维层532、和第二连续长丝层536的适合的基重组合分别为6gsm到8gsm；1.0gsm；和6gsm到8gsm，或者甚至分别为6gsm；3gsm；6gsm。
疏水性表面涂层
可期望将轻型非织造材料层压材料被结合到吸收制品的一个或者多个阻挡构件中。还可期望在轻型非织造材料层压材料的至少一个表面或者表面部分上包含HSC。HSC可以通过在材料的表面或者表面部分上涂覆非水性的、无溶剂的多组分硅氧烷组合物来提供，所述硅氧烷组合物例如为包含反应乙烯基硅氧烷聚合物；不含溶剂的、硅氧烷聚合物交联剂；和散布在聚硅氧烷中的反应催化剂(例如，有机金属-铂)的组合物。在涂覆到材料和/或纤维表面时，HSC组合物可以呈液态形式；然而，在涂覆时它应该基本上不包含水或者其它含水介质。据信，不受理论限制，非水性的、无溶剂的HSC组合物能够使硅氧烷聚合物(即，“活性成分”)更加均匀地分布于材料和/或纤维表面上。在某些实施方案中，可期望HSC组合物是疏水性的以利于将HSC组合物递送至疏水性表面，从而得到分布更加均匀的HSC。在某些实施方案中，根据HSC组合物的重量，多组分HSC组合物所包含的硅氧烷聚合物按重量计可以超过95％(即，HSC几乎全部由活性成分构成)。适合的硅氧烷聚合物包括硅氧烷MQ树脂、聚二甲基硅氧烷、硅氧烷液体弹性体、以及它们的组合。适合的二甲基硅氧烷包括乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷、甲基氢二甲基硅氧烷、羟基封端的聚二甲基硅氧烷、有机改性的聚二甲基硅氧烷、以及它们的组合。在某些实施方案中(例如，当涂覆到含棉基底时)，可以使用包含氟化聚合物的HSC。适合的氟化聚合物包括包含四氟乙烯和/或全氟化烃基链的调聚物和聚合物。例如，可从DuPont以商品名
Figure BDA0000086906970000111
(例如，
Figure BDA0000086906970000112
321、329、8740、9027、和9360)商购获得的氟化聚合物可为适宜的。
在将HSC组合物涂覆到基底的表面(例如非织造材料或者纤维)之后，HSC组合物中所存在的至少一些硅氧烷聚合物可以交联。所述聚合物可以通过本领域已知的任何适合的交联过程交联，例如在其中来自硅氧烷组合物的交联抑制剂在催化剂存在下产生热的固化过程(curing process)中。在交联过程中，在硅氧烷聚合物分子之间形成分子间的共价键。据信，不受理论限制，交联的分子可以使通常在液态下涂覆到基底的HSC，在表现上更加类似于固体(即，不具有通常与液体相关联的流动或者移动趋势)。因此，交联的硅氧烷聚合物可以有助于将HSC保持在所期望的位置。交联之前硅氧烷聚合物的分子量通常小于或等于4000MW。交联之后，涂覆表面上的交联的硅氧烷聚合物的分子量可以大于4000MW；10,000MW；15,000MW；20,000MW；或者甚至大于25,000MW。存在于基底(例如，轻型非织造材料层压体)的表面上的HSC的量可以至少为每1克基底上为1微克涂层(μg/g)。例如，由适合的硅分析确定的层压体上存在的HSC的量可以至少为约100μg/g；200μg/g；300μg/g或者甚至至少为400μg/g。
不受理论限制，据信当本文所公开的HSC组合物被局部地涂覆到纤维基底的表面(例如，非织造材料表面)时，趋于包封或者至少部分地涂覆非织造材料的一种或者多种纤维和/或纤维结构，使得胶粘的、均匀的类似薄膜的网络形成于纤维和/或纤维结构周围并且部分地填充非织造材料的孔网络。这种类似薄膜的网络起到增强组件的阻隔性能的作用，特别是在暴露于低表面能流体时。在某些实施方案中，HSC组合物可以作为添加剂包含在热熔融组合物(例如，混合入热塑性熔融物)中，之后热熔融组合物再成形为纤维和/或基底(例如，通过纺粘法、熔喷、或者挤出法)；然而，此类实施方案一般来讲不可取，因为缺少在纤维结构上形成的适合的类似薄膜的网络。所得纤维可以表现出适合的疏水性特性，但是由此类纤维形成的非织造材料可能不表现出所期望的阻隔性能。
图6所示为未涂覆的15gsm熔喷非织造材料700的显微照片。图7中，利用HSC 710对图6中显示的非织造材料700进行处理以形成涂覆的非织造材料730，HSC 710包含非水性的、无溶剂的多组分硅氧烷组合物。这里，类似薄膜的网络720在涂覆的非织造材料730的纤维结构740之间形成。在某些实施方案中，HSC 710可以是弹性体。因此，当被沉积在吸收制品组件的一个或者多个表面上时，HSC 710在被拉伸时可以使制品组件具有至少一定的弹性性能。
据信，与包含疏水性活性组分的含水涂料组合物相比，本文所公开的HSC组合物可以改善活性成分的分布(例如，提供更加均匀的HSC)。改善的活性成分的分布意味着被处理的组件和/或组件的部分的阻隔性能得到了提高，如表现为具有更长的透湿时间。根据下文所描述的液体透湿方法进行测量时，适合的透湿时间包括大于12秒的透湿时间。例如，透湿时间介于12和20秒之间、14和18秒之间、或者甚至介于15和17秒之间。而且，本文所述的HSC组合物不包括通常包含在含水组合物中的附加添加剂(例如，表面活性剂和稳定剂)，因此与常规的涂料组合物相比，可以展示出活性成分的迁移减少、并且理想的是活性成分没有迁移。
在某些实施方案中，可以通过在制造过程中输送材料而将HSC组合物涂覆到材料表面。例如，SMS非织造层压材料(例如，如上所述的一层或者多层非织造材料层压体)的纤维网可以以母辊的形式提供。SMS纤维网可以通过本领域已知的任何适合的方式从母辊退绕并放置在例如连续移动的表面(例如，辊或者传送带)上。在涂覆HSC组合物之前，材料纤维网可以经过一种或者多种工艺，包括但不限于活化工艺；粘结工艺(例如，胶粘、超声波、高压)；加热/冷却工艺；表面改性工艺(例如，高能表面处理或者用于在表面上生成基团的化学工艺)；印制工艺；以及它们的组合等。所述纤维网在所述工艺中的适合的点进入HSC涂覆阶段，在这期间将HSC组合物涂覆到所述纤维网。可以通过本领域已知的任何适合的方式(例如，通过湿润辊)涂覆HSC组合物。湿润辊通常包括利用连续旋转通过HSC组合物的槽的湿润辊接触纤维网。当材料纤维网接触到湿润辊时，至少材料的一部分接收到HSC组合物。适合的涂覆方法的其它实例无限制地包括喷雾、浸渍、槽式涂布和挤出。HSC组合物的涂覆速率可以随生产线的速度而改变，以在材料上提供所期望的HSC组合物的量，例如每平方米材料上HSC组合物的量为0.1到1.0克。在将HSC组合物涂覆到材料纤维网以形成涂覆的纤维网之后，可期望对涂覆的纤维网进行固化处理，在这一阶段，涂覆的纤维网被暴露于升高的温度下(例如，介于80℃和120℃之间)。例如，涂覆的纤维网可以直接或者间接地与一个或者多个热源(例如，一个或者多个通常用于在生产线上从材料纤维网上去除液体的常规烘干机)接触。在某些实施方案中，热源可包括强制空气对流烘干机转筒。在某些实施方案中，HSC组合物可包括硅氧烷聚合物。可以在固化阶段对此类实施方案中所述的硅氧烷聚合物进行交联。在固化阶段之后，所述涂覆的纤维网就成为HSC纤维网。在固化阶段之后，可以对HSC纤维网执行其他工艺。可以将HSC纤维网卷绕到吸收辊上并且运送到另一个地方，从而将其喂送到一个单独的工艺(例如，吸收制品和/或吸收制品组件的制造工艺)中。在某些实施方案中，以上所描述的涂覆过程可以作为用于制造吸收制品和/或吸收制品的一个或者多个组件的整个制造工艺的一部分。在此类实施方案中，可以在下游工艺中将HSC纤维网结合到吸收制品和/或吸收制品组件中。所述术语“被结合到”，如本文所用，一般来讲，是指将HSC涂覆的纤维网与自身接合和/或接合到其它元件上以形成吸收制品和/或吸收制品组件。
图8说明的是一种用于提高基底805的阻隔性能的示例性工艺800。可以从母辊810将基底805喂送到工艺800中。之后可使基底805经过涂覆阶段820，以将HSC组合物涂覆到基底805上。可以利用旋转通过HSC组合物的槽830的湿润辊840来涂覆HSC组合物。可以将湿润辊840构造成接触基底805的至少一部分并且将适量的HSC组合物传送至基底，以形成涂覆的基底815。可以将涂覆的基底815交付固化阶段860，以在这一阶段对涂覆的基底815进行加热。可以通过加热辊870和罩880的组合将热施加于基底，以形成HSC基底。应当了解，本文预期了本领域已知的任何适合的对聚合物组合物进行加热和/或固化的装置。在被卷绕到吸收辊895上或者喂送至下游工艺之前，HSC纤维网可以穿过或者绕过一个或者多个惰轮辊891、辊隙辊890、和/或传动辊892。
下文中表1列出了涂覆有如本文所公开的HSC的轻型非织造材料层压体的透湿时间。所述层压体是得自Polymer Group，Inc.，Charlotte，NC的15gsm的非织造材料。所述非织造材料为聚丙烯，对SMS三层层压材料进行构型使得所述层的基重分别为7gsm；1gsm；7gsm。所述透湿时间是在未涂覆的样本、涂覆有包含疏水性活性组分的含水组合物的样本、和本文所公开的HSC上测量得到的。根据组合物的总重量，按总活性溶液的重量计，所述含水组合物为10.4％。所述组合物是一种混合物，其中含有25％(按重量计)的SM3200品牌的40％的乳液；0.5％(按重量计)SM3010品牌的具有催化剂的40％的乳液；和74％的水。SM3200和SM3010品牌的40％的活性乳液得自Momentive Chemicals。HSC组合物为100％的活性、多组分、硅氧烷组合物，其中有92％的SylOFF 9110品牌的硅氧烷聚合物、5％的SylOFF7682-0000品牌的硅氧烷聚合物交联剂和3％的SylOFF 4000品牌催化剂，以上所有都得自Dow Corning Corp。透湿时间是根据下文描述的液体透湿试验进行测量。
表1
  15gsm PGI非织造材料   未涂覆   含水组合物  HSC组合物
  透湿时间(s)   6.61   10.92  15.96
从表1可看出，适用于本文的HSC提供的透湿时间超过未涂覆的样品和用含水组合物处理过的样本的透湿时间。
测试方法
硅分析
涂覆在表面上的硅元素的量是由在外部公认的实验室(例如，AdvancedTesting Laboratory，Cincinnati，Ohio)采用药典法而执行的硅分析来确定。如本文所述，用于硅分析的HSC涂覆的样本主要包括硅氧烷聚合物和非织造材料，所述硅氧烷聚合物包含作为疏水性活性组分的硅元素，所述非织造材料可以是已涂覆的或者是未涂覆的。因此，通过对HSC涂覆的非织造材料基底进行硅元素分析，可检测和定量所存在的硅氧烷的量，然后可使所述硅氧烷的量与涂覆的基底上存在的HSC的量相关联。
液体透湿
涂覆的基底的阻挡性能是通过测量添加到基底表面上的液体渗透基底表面所用的时间来确定。所述测试方法与European Disposables AndNonwovens Association(“EDANA”)方法No.150.3-96一致，该方法利用ListerSN L5725 Model 1998和0.042％Triton-X-100的水溶液(可自AldrichChemicals商购获得)。溶液的表面张力应该大约为30mN/m至32mN/m)。通过以下程序制备测试溶液：
所需材料：2.6g Triton-X-100
1.0L烧杯
6.0L锥形瓶
1.0L带刻度的量筒
搅拌棒
蒸馏水
分析天平(至少为1kg容量/2-位)
金属薄片
制备5.0L的程序：
1.彻底清洁并冲洗6.0L烧瓶和1.0L烧杯。
2.将门/盖已关闭的分析天平归零。
3.将清洁干燥的1.0L烧杯放到天平上，并配衡天平。
4.利用一次性移液管，小心地将2.10g Triton-X-100直接添加到天平上的烧杯中。确保在将Triton-X-100添加到烧瓶中时，不要将其滴落到烧杯的瓶颈或侧面上。
5.利用1.0L带刻度的量筒，向烧杯中添加998mL蒸馏水。
6.将烧杯中的内容物倒入6.0L烧瓶中。
7.将1000mL的蒸馏水添加到烧杯中以冲洗Triton-X-100。
8.将蒸馏水倒入6.0L烧瓶中，与所述内容物混合。
9.再将步骤6至8重复三次。
10.将搅拌棒插入烧瓶中。
11.用金属薄片盖住烧瓶。
12.将安全标签贴到烧瓶上(参见下面的实施例)。利用一片胶纸带来指示制备日期和制备所述溶液的人员的姓名首字母。
13.将盛有溶液的烧瓶放到一个搅拌盘上进行充分混合(约30分钟就应当足够了)。
14.根据下文的界面张力测量方法，测量溶液的表面张力以确保其为32±2达因/cm。
干迁移测试
本方法用于验证非织造材料的表面改性或者通过测量从亲水性非织造原材料到疏水性非织造原材料的亲水性表面活性剂的干迁移，以测试迁移到邻近材料上的表面活性剂的干迁移。
程序：将疏水性和亲水性非织造材料片交替地叠放在温度设为60℃的烘箱中。在叠放的材料上放置一个砝码以使非织造材料之间的物理接触最大。将叠放的材料与砝码在烘箱中搁置48小时。在该48小时之后，利用飞行时间-次级离子质谱分析法(“TOF-SIMMS”)对疏水性非织造材料进行分析，利用所述分析法测量已经迁移的表面活性剂的含量。TOF-SIMMS可用作辨识样本表面上的化学材料的工具，并且通过比较从样本得到的质谱与设置在样本上的材料得到的基准质谱来完成。
界面张力测量和接触角测量
界面张力测量是对流体的表面张力进行测量，单位为达因/厘米。本测试是按照ASTM D-1331，标题为“Standard Test Method for Surface and InterfacialTension of Solutions of Surface Active Agents”进行。接触角测量是对表面上的流体的表面能进行测量。本测试按照ASTM D-7334，标题为“StandardPractice for Surface Wettability of Coatings，Substrates and Pigments byAdvancing Contact Angle Measurement”。较小的前进接触角值指示润湿和具有较小前进接触角的流体易于在特定非织造材料上更快散布(这可能是不期望的，例如当材料为阻挡材料时)。
实施例1
多组分、硅氧烷、非水性的并且无溶剂的HSC组合物是通过将乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷、甲基氢二甲基硅氧烷和交联剂与催化剂进行混合而制备的。所述混合物的混合比例是92％的SylOFF 9110品牌的硅氧烷聚合物、5％的SylOFF 7682品牌的交联剂和3％的SylOFF 4000品牌的催化剂。以400μg/g的量将HSC沉积在基底上。在本实例中适用的基底包括具有gsm为6/1/6、7/1/7、和8/1/8的纺粘-熔喷-纺粘沉积的轻型非织造材料层压体。HSC还包含过渡金属催化剂以有利于PDMS聚合物的自交联。在80℃到120℃的温度范围内，对涂覆的基底进行0.5至1.0分钟的热固化，然后将其存放在适宜的容器中以备之后使用。在热固化工艺之后，将交联剂从HSC上实质去除。
本文所公开的量纲和值不旨在被理解为严格地限于所述的精确值。相反，除非另外指明，每个这样的量纲均是指所引用数值和围绕那个数值的功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。
除非明确排除或换句话讲有所限制，本文中引用的每一个文件，包括任何交叉引用或相关专利或专利申请，均据此以引用方式全文并入本文。对任何文献的引用均不是承认其为本文公开的或受权利要求书保护的任何发明的现有技术、或承认其独立地或以与任何其它一个或多个参考文献的任何组合的方式提出、建议或公开任何此类发明。进一步，如果此文献中术语的任何含义或定义与任何以引用方式并入本文的文献中相同术语的任何含义或定义相冲突，将以此文献中赋予那个术语的含义或定义为准。
尽管举例说明和描述了本发明的特定实施方案，但对于本领域的技术人员显而易见的是，在不背离本发明的精神和范围的情况下可作出许多其它的改变和变型。因此，随附权利要求书中旨在涵盖本发明范围内的所有这些改变和变型。

Claims (15)

1.一种用于提高非织造材料的阻隔性能的方法，所述方法包括：
a.提供具有第一和第二相对表面(501，502)的非织造材料(700)；
b.在所述第一和第二表面(501，502)中的至少一个表面上涂覆疏水性表面涂料组合物以形成涂覆的非织造材料(730)；以及
c.将所述涂覆的非织造材料(730)结合到一次性吸收制品(10)中，所述一次性吸收制品(10)包括液体可渗透的顶片(20)、接合到所述顶片的至少一部分的外覆盖件(30)、设置在所述顶片和所述外覆盖件之间的吸收芯(40)、和接合到所述顶片(20)、所述外覆盖件(30)和所述吸收芯(40)中的至少一个的阻挡构件；
其特征在于所述疏水性表面涂料组合物包括非水性的、无溶剂的、多组分硅氧烷组合物，所述非水性的、无溶剂的、多组分硅氧烷组合物包含至少两种硅氧烷聚合物并且基本上不含氨基硅氧烷。
2.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括在疏水性表面涂料组合物被涂覆到所述非织造材料(700)之后对其进行固化。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述非织造材料(700)是包括第一连续长丝层(528)、第二连续长丝层(536)、和设置在所述第一和第二连续长丝层(528、536)之间的细旦纤维层(532)的轻型层压材料(512)，所述细旦纤维层(532)的基重小于1.5gsm。
4.如权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中所述阻挡构件选自由下列组成的组：芯覆盖件(41)、衬圈箍(50)、阻挡箍(51)、弹性化顶片(20)、以及它们的组合。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述非织造材料(700)为多层层压体(512)，并且所述阻挡构件为包括单层的所述非织造材料层压体(512)的阻挡箍(51)。
6.如权利要求4所述的方法，其中所述非织造材料(700)为多层层压体(512)，并且所述阻挡构件为包括一层以上的所述非织造材料层压体(512)的阻挡箍(51)。
7.如权利要求1至6中的任一项所述的方法，其中根据液体透湿试验，所述涂覆的非织造材料(730)具有至少12秒的透湿时间。
8.如权利要求1至7中的任一项所述的方法，所述方法还包括使所述硅氧烷聚合物中的至少一种交联。
9.如权利要求1至8中的任一项所述的方法，其中所述硅氧烷聚合物中的至少一种选自由下列组成的组：硅氧烷MQ树脂、聚二甲基硅氧烷、环氧化物硅氧烷、酰氨基硅氧烷、硅氧烷液体弹性体、以及它们的组合。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述硅氧烷聚合物中的至少一种是选自由下列组成的组的聚二甲基硅氧烷：乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷、甲基氢二甲基硅氧烷、有机改性的聚二甲基硅氧烷、羟基封端的聚二甲基硅氧烷、以及它们的组合。
11.如权利要求1至10中的任一项所述的方法，其中所述硅氧烷聚合物中的至少一种具有至少4000MW的分子量。
12.如权利要求1至11中的任一项所述的方法，其中所述涂覆的非织造材料(730)被结合到所述一次性制品(10)中，使得所述涂覆的非织造材料(730)形成所述阻挡构件的至少一部分，并且所述疏水性表面涂层设置在所述阻挡构件的皮肤接触表面上。
13.如权利要求1至12中的任一项所述的方法，其中所述疏水性表面涂料组合物以至少每克基底1微克组合物的量涂覆到所述非织造材料(700)上。
14.如权利要求1至13中的任一项所述的方法，其中根据干燥迁移测试，所述涂覆的非织造材料(730)表现出基本上没有活性成分的迁移。
15.如权利要求1至14中的任一项所述的方法，其中所述涂料组合物的活性成分按所述组合物的重量计为至少95重量％。
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