CN108024873A - 可透气的背板、吸收性物品以及方法 - Google Patents

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CN108024873A
CN108024873A CN201680044768.6A CN201680044768A CN108024873A CN 108024873 A CN108024873 A CN 108024873A CN 201680044768 A CN201680044768 A CN 201680044768A CN 108024873 A CN108024873 A CN 108024873A
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barrier layer
layered product
pin hole
absorbent commodity
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H·赫梅莱夫斯基
E·谢默斯
B·M·斯佩恩
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Atansi Health Care Products Co
Attends Healthcare Products Inc
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Atansi Health Care Products Co
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Abstract

本发明包括具有疏水上浆的纤维素纤维屏障层，疏水上浆使得屏障层展现出疏水性特性。例如，本发明的纤维素纤维屏障层可被配置成具有高的静水压头(例如，大于200mm H2O)，同时保持高的透气性(例如，0.5ft3/min‑ft2)。本发明还包括层压体(例如，可透气的背板组件)，包括本发明的纤维素纤维屏障层之一和定位在屏障层下方并且接合(例如，联结)到屏障层的非编织的支撑层，从而层压体被配置成展现出所期望的液体阻隔的性能(例如，在400mm H2O下无针孔性能达10分钟，和/或类似情况)。本发明还包括非回收的吸收性服装，其包括本发明的纤维素纤维层和层压体中的至少一个(例如，包括用于非回收的吸收性服装的作为背板的本发明层压体之一)。

Description

可透气的背板、吸收性物品以及方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年6月8日递交的申请号为62/172,572的美国临时申请的优先权。该临时申请的全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
本发明通常涉及纤维素纤维阻隔材料，其为透气和不透液的。并且，更具体地，但是并非作为限制，涉及一种层压体，其展示了可靠的液体阻隔性能和高透气性以用在非回收的吸收性产品，例如，婴儿尿布、成人失禁内裤、拉起式内衣(pull-up underwear)，和膀胱控制垫、床垫、女性卫生用品，和外科手术衣、消毒被单(drapes)和口罩(masks)。
背景技术
非回收的吸收性产品已经在市场中得到了广泛的接受，用于包括婴儿和成年人的失禁护理的多种应用，鉴于以下的方式，其中，该产品能够提供足够并且便利的液体吸收和保留，同时，对于佩戴者维持合理水平的舒适度。然而，存在对于背板材料的需要，该材料可以提供一定水平的透气性，这更类似于常规衣服的编织纺织品，同时对于其预期用途维持足够的液体阻隔性能。具有透气背板的吸收性产品可以为佩戴者提供增强的舒适度，这通过帮助维持皮肤的自然蒸发以减少身体的遮挡部分的热量和出汗来实现。当前用在卫生行业的所谓的“可透气的”背板膜允许水分子通过它们缓慢扩散，但是透气性可以忽略不计。
如果非编织物由足够小的孔构成，则可以通过具有小于90°的提高的水接触角度的纤维来实现足够用于某些最终用途的纺织和非编织物的液体阻隔性能。例如，纺粘-熔喷-纺粘(Spunbond-Meltblown-Spunbond，SMS)聚丙烯非编织物的熔喷组分提供了提高婴儿纸尿裤中腿部褶皱的液体阻隔性能所需的小孔。当孔足够小以提供一定的液体阻隔性能，它们仍然足够大以维持高水平的透气性。最近，为进一步提高非编织物的液体阻隔性能的努力，并且减小性能所需的非编织物的基重，已经致力于制造具有更纤细的纤维的非编织物，其可以产生甚至更小的孔径分布。例如，在此通过引用并入的美国专利No.5,885,909教导了将子纤度纤维(sub-denier fiber)用于非编织结构以实现具有高的透气性的高静水压头的用途。另一示例，在此通过引用并入的美国专利7,195,621将熔喷非编织背板用于非回收的服饰以提高透气性。
在此通过引用并入的美国专利申请公布US 2005/0245159公开了一种可透气的阻隔组合物，其包括气流成网疏水纤维素纤维和热粘合的聚烯烃纤维的压缩垫。然而，通过该种类型的纤维复合材料，不可能产生足够小的孔的均匀的分布。
发明内容
本发明包括具有疏水上浆(hydrophobic sizing)的纤维素纤维层，例如，纸或纸巾，疏水上浆将疏水特性赋予纤维素纤维，在不存在疏水上浆的情况下可能会导致纤维素纤维层展示出亲水特性。疏水特性使得存在的纤维素纤维层适于用作各种非回收的吸收性物品中的屏障层，例如，婴儿尿布、成人失禁内裤、拉起式内衣和膀胱控制垫、床垫、女性卫生用品、和外科手术衣、消毒被单和口罩。例如，纤维素屏障层可被配置成展现低的或者所期望的液体透过性，同时，还展示了比期望的更高水平的透气性。低的或者期望的液体透过性例如可以通过最小特定的静水压头表示。在一些实施方式中，纤维素纤维层包括一片低孔隙度的纤维素纤维材料，例如，其具有每平方米约17-45克范围内的基重，该单位还可以用gsm或者g/m2表示。在一些实施方式中，本纤维素纤维层可以是褶皱的，例如本纤维素纤维层可以包括一片或多片褶皱的纸或者褶皱的纸巾。
本发明还包括多层层压体和制造多层层压体的方法，其包括本纤维素屏障层之一接合到包括合成非编织物的支撑层。本纤维素屏障层可以例如直接或者间接地接合到支撑层，诸如，例如通过以下中的一者或多者：粘合剂，超声波粘合剂或其他类型的粘合剂。
本层压体可被配置成展现良好或者可期望的液体阻隔性能。良好或者可期望的液体阻隔性能例如可以通过层压体表示，层压体被配置成具有最小指定的静水压头和/或在指定静水压头下将无针孔保持达指定的时间段。本层压体还可被配置成展现比期望更高水平的透气性。例如，本层压体可被配置成既提供无针孔的(pinhole-free)液体阻隔性能，又提供与聚酯/棉织物相当的透气性。这些特性使得本层压体的实施方式适于或者期望用作可透气的背板，这取代了不太透气或者不可透气的背板材料，例如，聚合物膜，其通常被用作非回收的吸收性产品中的背板材料。当本层压体用在或者结合到该包括吸收性芯部的非回收的吸收性产品时，支撑层通常背向芯部，并且纤维素屏障层通常面向芯部并且在使用期间还更靠近于佩戴者的皮肤，从而上部或者内部纤维素屏障层相对于传统的聚合物膜而改进了可透气性，同时，下部或者外部支撑层提供了结构支撑和防止液体泄漏的附加保护。
在本层压体的至少一些实施方式还展示了机械特性，例如在机器方向和/或横向方向上的拉伸强度，其使得能够在层压体中使用比传统地用于背板的更低基重的非编织物。例如，本层压体的支撑层可以包括具有基重低达17gsm的非编织物材料，其比通常用于非编织背板的低，同时仍然在使用期间展示了足够的机械完整性。在一些实施方式中，支撑层包括一片具有大约17-42gsm基重的高静水压头(high-hydrohead)SMS的非编织材料。
在一些实施方式中，在将纤维素屏障层接合到非编织的支撑层之前，疏水上浆单独地并入到纤维素纤维层。例如，上浆剂在形成纤维素纤维材料的片之前可以添加到纸浆中，或者可以在整理步骤(finishing step)中施加，例如在施胶机或者涂覆机中，在纤维素纤维材料形成的片干燥之后、但是在层压到非编织物之前。在纤维素屏障层接合到支撑层前添加疏水上浆的实施方式中，层压体可以仅仅包括两层：纤维素屏障层和非编织的支撑层。尽管为了其他应用制造了疏水性纸，但是该疏水性纸(不管起皱还是不起皱的)不被视为之前与非编织物层压，以用作吸收性产品的屏障层。
在其他实施方式中，在纤维素屏障层已经接合到支撑层之后，疏水上浆并入到纤维素屏障层。例如，层压体可以用上浆剂的水溶液整理并且被干燥以使得纤维素屏障层疏水。烷基乙烯酮二聚体(AKD)为该上浆剂的一个示例。在纤维素屏障层被接合到支撑层之后添加疏水上浆的实施方式中，层压体可以包括第三层，其被配置成在上浆工艺期间使得纤维素纤维稳定。该稳定层例如可以包括一片纺粘非编织材料和/或可以具有大约8-12gam的基重。在这样的实施方式中，这些类型的多层层压体的大规模商业化生产可以包括两步工艺，包括层压多层，随后通过水溶液进行处理，例如，在用于纸张整理的施胶机或者用于纺织整理的浸轧机(padder)。例如，层压可以经由粘合剂(例如单纤维的粘合剂)或者经由热接合而进行。尽管这些层压和上浆工艺中的每一者在本领域中单独已知，但是这些工艺不被认为在之前一起使用以制造疏水性的层压体。在层压之后添加疏水上浆的一些实施方式中，纤维素纤维层皱起并且因此包括例如一层或者多层皱起的纸巾。纤维层可以皱起，例如，经由机上(on-machine)皱起当每一片第一次形成时，或者经由脱机(off-machine)皱起在形成一片之后。
本可透气的背板组件的一些实施方式包括：具有疏水上浆的纤维素纤维屏障层，屏障层具有的透气性大于0.5ft3/min-ft2，并且被配置成将静水压头保持在大于200mmH2O，以及定位在纤维层下方并且接合到纤维层的支撑层，支撑层包括非编织的织物，其中，屏障层和支撑层限定了层压体。
在本发明的可透气的背板组件的一些实施方式中，利用液柱针孔(软-硬)测试方法，层压体被配置成在400mm H2O保持无针孔达10分钟。
在本发明的可透气的背板组件的一些实施方式中，屏障层具有在15克每平方米(gsm)和45gsm之间的基重。
在本发明的可透气的背板组件的一些实施方式中，屏障层包括两片纤维素纤维材料，每一片具有在15gsm和20gsm之间的基重。
在本发明的可透气的背板组件的一些实施方式中，屏障层皱起。在一些该实施方式中，屏障层具有的拉伸百分比在5％和55％之间。
在本发明的可透气的背板组件的一些实施方式中，屏障层通过单纤维的粘合剂或者热接合而接合到支撑层。
在本发明的可透气的背板组件的一些实施方式中，支撑层具有不大于20gsm的基重。在这些实施方式中，支撑层包括纺粘-熔喷-纺粘(SMS)非编织物，其被配置成将静水压头保持在大于150mm H2O。
本发明的非回收的吸收性物品的一些实施方式包括：本发明的可透气的背板组件的实施方式；液体可透过性的顶板；以及定位在顶板和可透气的背板组件之间的吸收性芯部，吸收性芯部包括纤维素纤维材料和/或超吸收性聚合物(SAP)颗粒；其中，可透气的背板组件接合到顶板。
在该非回收的吸收性物品的一些实施方式中，吸收性物品被配置成基本上不会降低通过顶板到达屏障层的生理盐水或者尿液的表面张力。在该实施方式中，吸收性物品还包括：设置在吸收性芯部和顶板之间的导流层(acquisition-distribution layer)(ADL)，ADL被配置成基本上不会降低通过ADL到达屏障层的生理盐水或者尿液的表面张力。
该非回收的吸收性物品的一些实施方式还包括可压缩层，其包括具有一定厚度并且在其厚度的方向上可压缩的一片材料；其中，可压缩层设置在屏障层和芯部之间，或者在屏障层和支撑层之间。在一些实施方式中，可压缩层不与可透气的背板组件共同延展。
在该非回收的吸收性物品的一些实施方式中，物品包括失禁用品，屏障层具有大于0.5ft3/min-ft2的透气性，并且被配置成将静水压头保持在大于600mm H2O，并且层压体被配置成利用液柱针孔(软-硬)测试方法在800mm H2O下将无针孔保持达10分钟。
在该非回收的吸收性物品的一些实施方式中，物品包括拉起式内衣或膀胱控制垫，屏障层具有大于1.5ft3/min-ft2的透气性，并且被配置成将静水压头保持在大于400mmH2O，并且层压体被配置成利用液柱针孔(软-硬)测试方法在600mm H2O下将无针孔保持达10分钟。
在该非回收的吸收性物品的一些实施方式中，物品包括床垫，屏障层具有大于1.5ft3/min-ft2的透气性，并且被配置成将静水压头保持在大于400mm H2O，并且层压体被配置成利用液柱针孔(软-硬)测试方法在400mm H2O下将无针孔保持达10分钟。
在该非回收的吸收性物品的一些实施方式中，还包括：间隔层，其设置在屏障层和支撑层之间，间隔层包括在面向屏障层的间隔层的至少一个表面中的多个空洞或者裂隙。在一些实施方式中，间隔层不与可透气的背板组件共同延展。
在一种制造非回收的吸收性产品的方法的一些实施方式中，所述方法包括：提供液体透过性的顶板、吸收性芯部、非编织的支撑层、以及具有疏水上浆的纤维素纤维层；以及将顶板、屏障层、和支撑层接合在一起，从而吸收性芯部保持在顶板和屏障层之间，以及屏障层保持在芯部和支撑层之间。
在该方法的一些实施方式中，还包括：提供导流层(ADL)；以及将ADL接合到顶板，从而ADL保持在顶板和吸收性芯部之间。
在该方法的一些实施方式中，顶板和ADL被配置成基本不会降低通过顶板和ADL到达屏障层的生理盐水或者尿液的表面张力。
“超吸收性”或者“超吸收性材料”或者“SAP”指代在最有利的条件下，水溶胀性、不溶于水的有机或无机材料能够吸收至少大约其重量的15倍，并且更期望的是，在含有0.9重量百分比的氯化钠的水溶液中，能够吸收至少大约其重量的30倍。SAP材料可以为天然的、合成的和改性的天然聚合物和材料。此外，SAP材料可以为无机材料(如硅胶)、或有机化合物(如交联聚合物)。
“非回收的”指代这样的物品，该物品被设计成在有限次数的使用后丢弃，而不是被洗涤或以其他方式重新使用。
“吸收性芯部”意味着通常设置在吸收性物品的顶板和背板之间的结构，并且包括类似于SAP和/或纤维素纤维的材料，其被配置成在吸收性物品中吸收液体。吸收性芯部还可以包括覆盖层或者包封材料。覆盖层或者包封部可以包括：非编织物、SAP、纤维素或非纤维素材料，膜、纤维或由这些组合材料中的任意两种或全部制成的基板。
“层”当以单数使用时可以为一个元件或者多个元件。例如，多片可以一起限定一个层，例如，具有特定功能的层，其功能由层的片贡献。
“非编织的”纤维(根据INDA的定义)广泛地限定为通过机械、热或化学使纤维或细丝缠结而接合在一起的片或板结构。它们为平坦的、多孔片，其由分离的纤维或者由熔融塑料或者塑料膜直接制造。它们不是通过编织或者织而制成，并且不需要将纤维转化为纱。非编织织物的基重通常表达为gsm或者克每平方米。
“非编织的背板”为外部的覆盖件中的背衬基板层。非编织的背板最常见为背离佩戴者的非编织的层。
“膜”意味着由一种或多种聚合物形成的膜状的材料层，其不具有主要由纤维和/或其他纤维的板状结构组成的形式。在本发明中指代“聚合物膜”的膜为设置在外部覆盖件层压体中的膜。聚合物膜可以为可透气的膜或者不可透气的膜。
“液体可透过的”当用于描述层或者多层层压体时，意味着液体(例如尿液)在通常使用情况下在基本上垂直于层或者层压体的平面的方向上、在液体接触点处，不会通过层或者层压体。
“层压”是一种制造一种多层材料的技术，从而复合材料具有所有组合层的益处，例如，改进的机械强度或者耐久性、改进的稳定性、低透水性、和/或其他特性。层压体为通过热、压力、焊接或者粘合而永久组装的物品。
“接合”指代将两个元件结合(joining)、粘合(adhering)、连接(connecting)、附接(attaching)等。两个元件可被视为当它们直接彼此接合或者间接彼此接合时接合在一起，例如，当每一者直接接合到中间元件时。
针对制造非编织板状材料，“机器方向”或者“MD”指代这样的方向：沿着材料或者层压体基本上平行于材料或者层压体通过制造材料或者层压体的制造线的向前行进的方向。针对制造非编织物或者层压体，“截面方向”或者“CD”指代这样的方向：沿着材料基本上垂直于材料通过制造材料和/或物品的制造线的向前行进的方向。“Z方向”意味着垂直于沿着机器方向和截面方向、近似于板的平面。
如在本发明中使用的，“单纤维的粘合剂”为在待接合的两个元件之间的以细丝形式沉积的粘合剂。单纤维的粘合剂例如可以包括热熔融的热塑性粘合剂。与在待接合的表面上、可以以相对均匀的层喷洒的其他类型的粘合剂相比，单纤维的粘合剂的细丝为拉长的，并且延伸离散路径(discrete path)沉积，从而通过单纤维的粘合剂层压两层将通常接合两层，同时在不具有粘合剂的细丝之间留下多个区域，例如，使得在无粘合区域中的层的性能不会受到粘合剂原本可能例如通过填充或者覆盖孔而赋予的改变的影响。用于施加单纤维的粘合剂的设备的示例包括例如可从ITW Dynatech获得的UFD纤维化喷涂技术、可从诺信(Nordson)获得的控制涂层涂抹器、以及从其他供应商获得的设备。
术语“接合”被限定为连接，虽然不一定是直接并且不一定是机械连接，“接合”的两个项目可以是彼此单一的。术语“一(a)”和“一(an)”被限定为一个或多个，除非本发明明确另外要求。术语“基本上”被限定为大体上，但是不一定是完全规定的—并且包括所规定的内容，例如，基本上90度包括90度，并且基本上平行包括平行，这如本领域的技术人员所能理解的。在任何所公开的实施方式中，术语“基本上”可以用在规定的“在[百分比]内”替换，其中，百分比包括百分之0.1、1、5和10％。
另外，以某种方式配置的装置或者系统以至少那种方式配置，但是除了那些所特别描述的，其还可以以其他方式进行配置。
术语“包括(comprise)”和其任何形式(例如，“包括(comprises)”和“包括(comprising)”)、“具有(have)”以及任何形式(例如，“具有(has)”和“具有(having)”)以及“包括(include)”和其任何形式(例如，“包括(includes)”和“包括(including)”)是开放式连接动词。因此，“包括”、“具有”或者“包括”一个或多个元件的设备拥有那些一个或多个元件，但是不限于仅仅拥有那些元件。同样，“包括”、“具有”或者“包括”一个或多个步骤的方法拥有那些一个或多个步骤，但是不限于仅仅拥有那些一个或多个步骤。
任何设备、系统或者方法的任何实施方式可以由任何所述的步骤、元件和/或特征构成或者基本上由任何所述的步骤、元件和/或特征构成，而非包括/包括/具有任何所述的步骤、元件和/或特征构成。因此，在任何权利要求中，术语“由……构成”或者“基本上由……构成”可以替代上面所述的开放式连接动词中的任一者，以便改变从通过使用开放式连接动词限定的给定权利要求的范围。
除非通过本发明或者实施方式的特征明确禁止，一个实施方式的一个或多个特征可以应用到其他实施方式中，即使未描述或者未示出。
下文中描述了与上面所述的实施方式和其他实施方式相关的一些细节。
附图说明
图1A描绘了本发明层压体的第一2层实施方式的示意性截面图，其中，下层适于用作吸收性物品的底部背板非编织物；
图1B描绘了本发明层压体的第二2层实施方式的示意性截面图，其中，下层适于用作吸收性物品的底部背板非编织物；
图1C描绘了本发明层压体的第三3层实施方式的示意性截面图，其中，下层适于用作吸收性物品的底部背板非编织物；
图2描绘了本发明层压体的第四实施方式的示意性截面图，其中，在吸收性物品中该层压体与附加的底部背板非编织物一起使用或者包括附加的底部背板非编织物；
图3描绘了示出熔体以及市售非编织产品的液体静水压头和透气性的对数-对数关系的图形；
图4描绘了示出非编织材料以及本发明层压体的实施方式的液体静水压头和透气性关系的图形；
图5描绘了示出标准床垫的针孔测试性能变化的表格，标准床垫包括本发明层压体的实施方式或者市售的背板；
图6A和图6B分别描绘了本发明的非回收的可吸收性物品的一个实施方式的顶视图和截面图；
图7A和图7B分别描绘了本发明的非回收的可吸收性物品的另一实施方式的顶视图和截面图。
具体实施方式
本发明涉及经疏水上浆处理以显示疏水性的纤维素纤维层，并涉及含有此纤维素纤维层的多层层压体。纤维素纤维层主要或完全包括纤维素纤维。这种纤维素纤维层的实例包括纸和纸巾，例如低孔隙度的湿法成网纸巾。在一些实施方式中，纤维素纤维层起皱。本发明层压体既具有高液体阻隔性能又具有高透气性，并且可用于吸收性卫生产品、床垫、外科手术服和消毒被单以及口罩。如下面更详细描述的，已经发现，可以选择纤维素纤维片的纤维组成以及片的物理性质，包括基重、伸长率，以实现可以提供高液体静水压头和高透气性的孔径分布。
图1A、图1B、图1C和图2中描绘了本发明层压体的多个实施例。图1A描绘了本发明层压体的第一实施方式10，其适于用作在至少一些非回收的吸收性物品中的液体阻隔。例如，在非回收的吸收性物品中，可以使用层压体10替代非编织背板之上的聚合物膜或者其它类型的屏障层，或者替代的聚合物膜屏障层和非编织的背板。在示出的实施方式中，层压体10包括具有疏水上浆的纤维素纤维层14(疏水上浆使得层14表现液体阻隔)，和接合到纤维素屏障层的支撑层18。在该实施方式中，支撑层18包括一片非编织织物，并且位于屏障层14的下方并且接合至屏障层14。在示出的实施方式中，支撑层18经由粘合剂22(例如可以包括单纤维的粘合剂)而接合至屏障层14。如这里所示，并且在下文中更详尽地描述的，纤维素屏障层14和非编织支撑层18的组合限定了层压体，其透气并且基本上透水。层压体10可以描述为双层的实施方式，因为其包括两个主要的功能层，具体地说，屏障层14和支撑层18。
如在本发明中所使用的，在描述为在非回收的物品中的层或者适用于非回收的物品的层的上下文中，术语“在...之下”、“在...之上”、“向内”和“向外”用于描述一个层相对于其他层或组件的位置，使用期间吸收性物品的使用者具有共同参考点。例如，在图1A所示的实施方式中，屏障层14被配置成更接近于顶层，并且更接近于吸收性芯部，支撑层18被配置成位于屏障层的“下面”或者“向外”，因为当层压体10结合到非回收的物品中作为背板或者靠下的液体阻隔并且物品在使用时，支撑层18意在与屏障层14相比距离使用者更远。类似地，对于该实施方式，屏障层14被配置成位于支撑层“之上”或者“向内”，因为，当层压体10结合到非回收的物品中作为背板或者靠下的液体阻隔并且物品在使用时，屏障层14意在与支撑层18相比更接近于使用者。
图1B描绘了本发明层压体的第二实施方式10a。层压体10a结构上类似于层压体10，因为层压体10a同样包括具有疏水上浆的纤维素屏障层14a，和接合到纤维层的支撑层18。然而，层压体10a与层压体10的不同之处在于，层压体10a的屏障层14a包括两个接合在一起的纤维素纤维材料片26，例如，纸或者纸巾。例如，在一些实施方式中，片26经由粘合剂(例如，单纤维的粘合剂)接合在一起。如上文所述，对于层压体10的屏障层14，片26的一者或者两者可以皱起，例如，该纤维素纤维层可以包括一片或两片皱起的纸或者皱起的纸巾。在该实施方式中，片26的每一者可以比图1A的层压体10中的支撑层14限定的材料的单一片具有更低的基重。例如，在一些实施方式中，片26的每一者可以具有15gsm至20gsm之间的基重，例如，基重基本上等于17gsm。针对层压体10，层压体10a可以描述为双层实施方式，因为其包括两个主要的功能层，具体地说，屏障层14a和支撑层18，其中，屏障层14a由片26的组合限定。
在图1A和图1B的实施方式中，如在下文中更详尽地描述的，屏障层14和14a由纤维素纤维材料的片限定，其中，疏水上浆单独地并入到纤维素纤维材料中，而非在屏障层联结到支撑层18之后添加，而上浆因此不并入到支撑层18中。例如，上浆剂可以在形成纤维素纤维材料的片之前被添加到纸浆中。替选地，上浆剂可以在整理步骤中被应用，例如在施胶机或者涂覆器中，这在对纤维素纤维材料的形成的片干燥之后但是在联结多层之前，例如，14和18，一起限定层压体，或者在联结多片(例如，片26)之前，一起限定屏障层，例如，屏障层14a。
图1C描绘了本发明层压体的第三实施方式10b。层压体10b结构上类似于层压体10，在于层压体10b同样包括有具有疏水上浆的纤维素屏障层14，和联结到屏障层的支撑层18。然而，层压体10b与层压体10的不同之处在于层压体10b还包括非编织稳定层30，稳定层30设置在屏障层14之上并且联结到屏障层14。在所示的实施方式中，稳定层30经由粘合剂22(例如单纤维的粘合剂)而联结到屏障层14。与层压体10和10a比较，层压体10b可以描述为三层实施方式，因为其包括三个主要的功能层，具体地说，屏障层14、支撑层18和稳定层30。尽管未在图1C中显示，但是层压体10b的纤维层可包括两个或多个纤维素纤维材料的片26，这类似于在图1B中显示的用于屏障层14a。
在包括靠上的稳定层30(类似于图1C中所示并且在下文中详尽地描述的)的实施方式中，疏水上浆可以在纤维素屏障层已经联结到支撑层之后并入到纤维素屏障层。例如，层压体可以用有上浆剂的水溶液整理，例如烷基烯酮二聚体(AKD)，并且被干燥形成疏水性的纤维素纤维层。在这样的实施方式中：其中，疏水上浆在纤维素纤维层被联结到支撑层之后被添加，层压体可以包括第三层，第三层被配置成在上浆工艺期间使得纤维素纤维稳定。例如，在一些实施方式中，稳定层30包括一片未成品的纺粘非编织材料，其基重大约为8-12gsm。
图2描绘了本发明层压体的第四实施方式100。层压体100结构上类似于层压体10，在于，层压体100同样包括有具有疏水上浆的纤维素屏障层14，和联结到屏障层的支撑层18。然而，层压体100与层压体10的不同之处在于层压体100还包括设置在屏障层14和支撑层18之间的附加间隔层34。如在下文中更详尽地描述的，间隔层可以包括非编织的、带孔的膜，或者其他材料，其定义了可以容纳液体并且被液体占据的体积(液体可能不期望地通过屏障层14)以减少该液体还通过支撑层18的可能性。例如，间隔层中的自由体积由此可以提供屏障层14的下侧的供液体占据的体积，以减少液体可能在屏障层14和支撑层18之间形成的压力，并因此减少该压力迫使液体通过支撑层18的可能性。
在示出的实施方式中，间隔层34经由粘合剂22接合到屏障层14，以及支撑层18经由粘合剂22接合到间隔层34。如针对层压体10，10a和10b在上面描述的，层压体100中的一些或所有的粘合层22可以包括单纤维的粘合剂(尽管在图2中未示出)，但是层压体100的纤维层可以包括两个或多个纤维素纤维材料的片26，这类似于在图1B中的针对屏障层14a而示出并且描述的。另外或者替选，尽管在图2中未示出，层压体100还可以包括稳定层30，这类似于在图1C中针对稳定层30而示出并且描述的。
尽管适用于在非回收的吸收性物品中充当并且替换液体阻隔(例如，内部聚合物膜)和非编织背板，本发明的层压体——例如，10、10a、10b、100——还可以被用作和仅仅替代液体阻隔并以此与在层压体的外侧下方的附加的背板一起使用。
如在下文中更详尽地描述的，本发明纤维素屏障层的实施方式可被配置成具有大于0.5ft3/min-ft2的透气性，并且被配置成保持大于200mm H2O的静水压头，例如，大于200mm、300mm、400mm、600mm、800mm和/或1000mm中的任一者或者在任意两者之间。该纤维素屏障层还可以并入到本发明层压体10、10a、10b和100中的任一者中，从而整个层压体具有类似于单独的纤维素屏障层的透气性，和/或静水压头，其至少与单独的纤维素屏障层一样。例如，纤维素屏障层14、14a可以联结到支撑层18和/或稳定层30，其基本上不会减少透气性或者静水压头。另外，本发明层压体可被配置成在400mm H2O下保持无针孔达10分钟。在一些实施方式中，本发明层压体具有相对于单独的纤维素屏障层的改进的针孔的测试性能。例如，本发明纤维素屏障层14、14a中的一者可以联结到非编织材料的支撑层18，其被选择成改进组合层压体的针孔的测试性能。在一些这样的实施方式中，非编织的支撑层的静水压头可以小于或者基本上等于屏障层的静水压头，但是当纤维素屏障层和支撑层组合时仍然改进了形成的层压体的针孔的测试性能。
A.作为液体阻隔的纤维素纤维材料
多片的纤维素纤维材料(例如，纸或者纸巾)通常不在非回收的吸收性衣服中用作液体阻隔材料，这由于多种因素，例如，纤维素纤维趋于展示亲水特性，而一些纸或者纸巾在潮湿等情况下趋于展示降低的机械完整性。即使对于那些暴露到水不会显著地降低机械完整性的纸或者纸巾，材料可能太过可渗透而不能充当有效的液体阻隔。在纤维素纤维材料(例如，纸或者纸巾)的情况下，根据孔径分布可以考虑孔隙度。具体地说，一片纸或者纸巾通过多个纤维限定，其限定了彼此交叉和重叠的纤维的格子或者集合，以限定在片本身内的多个孔，从而使得片的孔隙度因此成为单个孔的尺寸和数目、以及在遍布该片的区域的孔的分布的函数。具有恒定纤维尺寸和纤维的恒定空间分布的片将通常比具有较宽纤维尺寸或者纤维分布改变的片在孔的尺寸和密度中具有较小变化。例如，具有相对较小的孔的恒定分布的片可能具有较低的孔隙度，而具有相对较大的孔的恒定分布的片将通常具有较高的孔隙度。如在下文中更详尽地阐述的，一片纤维素纤维片的透气性的指征例如可以通过测量片的透气性而确定。作为另一实施例，具有给定尺寸的相对更少的孔的恒定分布的片将比相同尺寸的更大数目孔的恒定分布的片具有更高的孔隙度。透气性受到屏障层中的孔的数目和尺寸二者的影响，而静水压头主要受到孔径的影响。通过减小纤维尺寸，可以减小纸和纸巾中的孔径分布。基重的增大通常减小了纤维素屏障层中的瑕疵或者针孔的发生。如在下文中更详尽地阐述的，在纤维素纤维片用疏水上浆处理后，纤维素纤维片的孔隙度和孔径分布影响了其静水压头，其表明整体不透水性。
可能使得纸和纸巾用作液体阻隔材料的用途恶化的另一因素是存在较大的瑕疵，例如，针孔，针孔明显大于材料的片的总的孔径(aggregate pore size)。各种因素可能导致在纸或者纸巾中的瑕疵的形成，例如，包括打断纤维的规律性的较大的纤维和/或不期望的碎屑，以及在纸的局部区域中的孔径分布。该瑕疵可被视为点瑕疵，因为其通常局域化，而非在形成纸或纸巾的片的纸浆中的纤维的分布或尺寸不能完全控制而固有的孔径分布的通常的改变的结果。通过增大基重和/或使用高质量的制造工艺以降低偶然包括较大纤维或者碎屑，可以减少纸或者纸巾中的点瑕疵。如在下文中更详尽地阐述的，在纤维素纤维片中包括的局部瑕疵影响了其针孔性能，其显示在局域点处的透水性，即使在这些片通过疏水上浆处理之后。
如在下文中更详尽地描述的，本发明不仅解决了使得纤维素纤维的疏水性，而且还使得孔径分布最小化，同时，保持了透气性，并且使得纤维素纤维材料中的点瑕疵的影响最小化，使得纤维素纤维材料有效屏障层可用于非回收的吸收性物品。例如，在至少一些应用中，期望将透气性保持在大于0.5ft3/min-ft2。减少孔径分布、减少孔分布的改变、减少点瑕疵的一种常见的方法是增大纸或者纸巾的基重。尽管增大了基重未必使得影响液体阻隔性能的问题的原因最小化，但是其可以减小对那些问题的影响。例如，更高的基重纸通常还具有更大的厚度，其可以减少点瑕疵的可能性，或者孔的更高的密度将延伸通过片的整个厚度，并且因此也可减小该较高密度的瑕疵将影响整个片的性能的可能性。然而，该策略的缺点在于，增大基重同样增大了成本。这样，以下的多种方法寻求减小基重或者使用比前面的非回收的吸收性物品中的类似元件通常使用的那些片更低基重的材料的片。
B.实验和结果
改进了各种原型并且执行了多种实验以确定以下几者的影响：本疏水性的纤维素纤维层、层压体和非回收的吸收性物品的纤维素纤维材料和基重的差异、非编织织物材料和基重的差异、疏水上浆和应用工艺、和各种其他特征。在下文中更详尽地描述了这些改变中的某些改变及其对液体阻隔性能的影响。本层压体10、10a、10b、100，疏水性纤维素屏障层14、14a，纤维素纤维材料26的片、稳定层30；以及其他组件可以包括下文中描述的各个实施例的任一者。
已经发现，通过疏水整理剂(hydrophobic finish)处理的、至少某些均匀的、低孔隙度的纤维素纤维材料(例如，纸巾和纸)具有这样的孔径分布，其可以提供高液体静水压头和高透气性。已经发现在本发明中特别有用的纸巾的实施例为Dunn Paper 3207和Erving 3PT222。在造纸工艺中熟知的是，纤维素纤维可以通过以下物质而具有疏水性：烷基烯酮二聚体(AKD)、烯基琥珀酸酐(ASA)、松香上浆、以及其他可反应的或者不可反应的上浆剂，其可以在片形成之前或者在整理步骤中(例如施胶机或涂覆机到成形的纸张上)施加到纸浆中。这些上浆剂还可以在将纤维素片并入到三层层压体结构中之后应用。使得纤维素纸巾具有疏水性的整理剂的其他示例为由Pulcra Chemicals制造的Stantex S6757、由Pulcra Chemicals制造的Setilon KNL、由Solv Inc.制造的Aquesize 404以及由Daiken制造的氟化物(例如，Unidyne TG-5243)。
1.层压体层基重的改变
包括三层层压体的第一组原型在结构上类似于在图1C中所示的层压体10b。在纸巾通过AKD的水溶液处理之前，粘合接合的三层层压体被制成有中间层的纸巾和纺粘或者由聚丙烯纤维制成的SMS非编织物的外层。粘合接合的纺粘或者SMS非编织层在通过AKD溶液弄湿和干燥期间未受到水的影响并且使得纸巾稳定。支撑和稳定层还减小了在转化期间和使用包括层压体的吸收性产品期间施加在纸巾层上的应力。由其起皱结构赋予的、纸巾的高延展性被认为在延展和折叠的层压体中减小针孔的形成是重要的因素。本发明的纤维素屏障层的起皱的纸巾的另一重要的属性是，当其被处理时，其具有更像衣服、而非像纸的触感和声音。合成纤维非编织物的基重在8gsm至42gsm的范围内，并且纸巾的基重在17至36gsm的范围内。通常的粘合剂添加物在3至6gsm的范围内，尽管确信，较低水平的粘合剂可能是可行的。Savare CB710和E60W粘合剂被发现，对于在整理步骤期间使得层压体中的纸巾的稳定是非常有效的。在其他实施方式中，可以使用层压体的非粘合方法(例如，热或者超声接合)替代粘合或者另加到粘合。
在制成层压体之后，它们在室内下、在AKD的水溶液中进行处理并且干燥。由Kemira供应的Fennosize KD 266MB(具有的有效浓度为15.5％)被用于处理该层压体。AKD固体的目标添加为每克层压体0.01g AKD固体。该数值通过以下计算出：对于在FennosizeKD 266MB的50X稀释的每1000g的溶液包含3.1g的AKD的溶液，每克层压体的4g溶液的吸湿量。如在下面中的表格1所示，50X的稀释被限定为20g的Fennosize KD 266MB的、在15.5％固体，通过980g的水的稀释。显示在表1中的层压体的数据在浸入溶液中之后未列入表格中。当在用溶液浸润之后记录其它层压体时，层压体的溶液的吸湿量减小到每克层压体、大约1g溶液的范围内，并且AKD的稀释被减小到维持在每克层压体0.01g的AKD固体的目标添加。手动处理的样品被干燥并且在小型爱默生速度干燥机(bench-scale Emerson SpeedDryer)中在表面温度为110°至125°下处理达4至10分钟。
表1：显示Fennosize KD 266MB溶液的50X稀释的实施例(即，1000g./20g.＝50X)
图4显示了用17gsm和36gsm纸巾制造的层压体的透气性和液体静水压头之间的关系。出于本发明的目的，利用ASTM D737-04，透气性被测量为弗雷泽(Frazier)透气性，“纺织物透气性标准方法”，如题为“透气性”的H部分中所述。该测试方法被用于确定在平面材料的两个表面之间的规定气压差下垂直通过已知区域的气流的速度。出于本发明的目的，静水压头——其也被称为“静水压头(hydrohead)”或者“HH”——利用AATCC测试方法进行测量，“耐水性：静水压测试”，如题为“静水压头测试”的I部分中所述。该测试方法被用于测量在液体静压力下的材料片对水的穿透的阻力。对于有较高的基重纸巾制造的层压体可以实现较高值的静水压头，但是透气性下降。对于这些类型，合成非编织物的外层的基重对于层压体的透气性没有可测量的影响。图4中的K-C控制为来自手术衣的SMS的非编织物。其具有高的透气性并且在静水压头性能方面的高的可变性。同样在图4中，具有一个附加17gsm纸巾和一个附加10gsm合成非编织层的上述的3层层压体的5层层压体的结果显示了，附加层对于透气性和静水压头影响很小。整体上，透气性和静水压头通过层压体中的纸巾的基重进行驱动。如下文中注意到的，纸巾形成质量和起皱的水平同样为可以影响透气性和静水压头的因素。静水压头随着AKD的添加量的增加而增加，直到4g/g吸湿量，稀释度约为100X-50X，并且在对应于较高水平的AKD添加物的较低水平的稀释度不会增大。AKD添加水平对于层压体的透气性没有什么影响。
背板层压体的针孔测试提供了对层压体的液体阻隔性能的附加测量。针孔是在给定时间段(通常为10分钟)之后，在400mm，600mm或800mm水的施加压力下发生液体突破的层压体上的点。通常，当受到的静压力大于大约600mm的水至少10分钟时，将需要背板材料没有针孔。在下文中的名称为“针孔测试方法”的E部分中描述了用于这些类型的测试方法，出于本发明的目的，该测试方法限定了当没有规定修改的针孔测试方法或者液柱针孔测试方法时，如何确定在给定压力下材料是否保持没有针孔。表2总结了利用该针孔测试方法的各种材料的测试结果。编织聚酯/棉花织物(在表格2中被称为PET/Cot)提供了高透气性，但是吸水，并且不具有可测量的静水压头。Micro P(一种展示了高的静水压头的、市场上可获得的所谓的“可透气的”微孔聚合物膜)达到其撕裂强度，已知对于水蒸气的扩散稍微透过，但是其不具有有意义的透气性。这些微孔膜提供了良好的针孔性能，因为他们不具有瑕疵，或者针孔，除非他们在转换时被损坏。在市场上可获得的KC200手术服中使用的SMS非编织物具有高的透气性，和良好的(尽管可很大改变的)静水压头。针孔在600mm水的压力下通过该材料而产生，说明：该材料可能不会制造一种用于吸收性产品的可接受的背板。表2中的Attends、Medline、和Tena材料为来自市场上可以得到的透气性的床垫的特殊类型的合成非编织物背板的非编织物。非编织物具有高的透气性，但是其来自的床垫已知使得液体通过背板，其与这里显示的不良的针孔测试性能一致。
表2的4a层压体为粘合式接合的三层层压体，其包括两层的纺粘非编织物和36gsm纸巾的中间层。层压体利用50X稀释的AKD溶液处理，以提供每克层压体的0.01gAKD固体的添加。层压体具有在500mm水以上的静水压头，并且可测量的透气性。甚至在施加800mm水的静压力下，对于该层压体没有观察到有针孔。测试揭露了在给定压力下静水压头测试仅仅可以提供估计的针孔性能。这可以由于这样的事实：当液体从待测试的层压体的边缘表达时，用于这些类型的针孔测试中的压力可能被释放。类型4a层压体可以很好地充当背板，该背板具有稍微低但是可接受的透气性水平。层压体1a以与4a相同的方式制成，除了其利用仅仅17gsm基重的纸巾制成。其具有高的透气性，但是较低的静水压头。在施加的仅仅400mm水的压力下观察到了针孔。由于在400mm时产生的针孔，在较高的压力下不执行针孔测试。该1a层压体可能不会在受到较高压力的非回收的吸收性物品中制造良好的背板材料。
如表2中的一定类型的层压体2a指示的，当用17gsm的SMS的非编织物替换在层压体的外侧或者下侧的非液体接触的在图1C中的类似层18的10gsm纺粘的支撑层时，产生了不期望的发现。针孔性能显著地提高。17gsm的非编织材料已知具有仅在大约120至150mm水的范围内的静水压头，但是其能够提高层压体的针孔性能，从而层压体在800mm的水的压力下不具有针孔。具有59ft3/min-ft2的高透气性的该2a层压体可以制成用于多种非回收的吸收性衣服的非常好的背板材料，包括在使用期间受到较高压力的材料。因为水对纤维素纤维的亲和性，当较长时间评估针孔的性能时，可能在这些层压体的针孔性能中有某些下降。
表2：类型4a、1a、2a和参考材料的静水压头(HH)、透气性以及在各种静压力下的针孔测试方法性能
2.疏水上浆的变化
同样调查了利用多种化学物质处理图1C中所示的类似于层压体10b的三层层压体结构来制造疏水性的纤维素层。层压体由10gsm的类似于图1C中的层30的纺粘稳定层，17gsm纸巾的、类似于图1C的层14的纤维素屏障层，以及42gsm的类似于图1C中的层18的纺粘支撑层构成，层压体不同化学物质的溶液在实验室内通过手动处理。所有的处理在溶液浓度为0.31％固体下进行。所测试的化学物质包括以来自Kemira的Fennosize KD266MB形式的AKD、来自SOLV,Inc.的Aquesize 404、来自Pulcra Chemical的Stantex S6767、来自DAIKEN America,Inc.的Unidyne TG-5243，以及来自Kemira以Eka DR 28HF形式的较长链的AKD。目标添加物为每克层压体0.01克(g)的固体。手动处理的样品被干燥，并且在表面温度为110至125℃下，在小型爱默生速度干燥机上处理达4至10分钟。表3总结了相较于不具有化学处理的层压体，在处理的样品上的静水压头的测试的结果。如表3所示，甚至基重低到17gsm的纸巾层可被处理成具有的静水压头接近或者甚至超过200mmH2O。当受到类似的处理时，具有较高基重的纸巾和纸通常将具有较高的静水压头值。
表3：通过各种化学物质处理的10/17/42(10gsm纺粘非编织物/17gsm纸巾/42gsm的纺粘非编织物)层压体的静水压头。
3.纤维素纤维片特性的变化
同样调查了本发明的纤维素屏障层的纤维素纤维片的关键特性以及其对静水压头的影响。确定用于调查的关键特性为基重、伸长百分率、通过湿/干MD拉伸比率和透气性测量的湿强度。如通过本发明所讨论的，基重和孔隙度影响了静水压头。在百分伸长率和湿拉伸之间，只有百分伸长率被认为是显着的。认为伸长百分率由于以下原因而是明显的：由于具有高伸长度的纤维素屏障层在延展或者折叠期间适应平面内的应力的能力，而不产生针孔瑕疵。来自Dunn纸巾的市售制造的干燥的起皱的纸巾纸——具体地说，等级3207、3495、6327、3423、3335、3429、6407和3283——被用于制造具有10gsm的纺粘上层和42gsm纺粘背板的层压体结构。层压体在来自Kemira的以Fennosize KD266MB形式的AKD、在50X稀释下的0.31％固体的溶液中、在实验室中进行手动处理。层压体在表面温度为110至125℃下、在小型爱默生速度干燥机下干燥并且处理达4至10分钟。在静水压头测试中，样品层压体被固定到以稳定速度填充水的圆柱体的底部。在该测试期间，水的压力引起了层压体样品隆起超出水平面。在极端情况下，在圆柱体的边缘处的这种隆起引起的应力可引起样品的撕裂。这对于轻重量的材料是特别真实的，例如待测试的纸巾纸等级。为了评价在静水压头值的样品隆起超出平面的影响，通过在测试样品下方的筛网而进行测试，以支撑样品并且防止隆出平面。表4显示了样品未被支撑的正常的静水压头测试中的静水压头的结果、以及样品被支撑的改进的静水压头的结果，用于各种纸巾等级的研究。出于本发明的目的，伸长百分比(或者伸长％)利用名称为“纸和纸板的拉伸性能(采用恒定的伸长率装置)”的TAPPI/ANSI Standard T-494om-13进行测量，如名称为“百分伸长率测试方法””中J部分所描述的。具有低褶皱度的样品(如通过12％或者小于12％的伸长百分比测量到)与未被支撑的样品相比当样品被支撑时显示了增大的静水压头。这表明了：如果当吸收性物品在使用时层压体被拉伸，则足以给出较高伸长百分比的褶皱度在防止耐水性的损失方面是有益的。
表4：由10gsm的纺粘上层和42gam纺粘背板与各种等级的纸巾制成的层压体的静水压头。
4.双层层压体类型
由于形成三层层压体和化学处理层压体以制造疏水性的纤维素层的工艺复杂性，还调查了在形成纤维素纤维片期间添加上浆化学物质。纤维素片在市售的Fourdrinier造纸机上使用不同组合的纤维配比制备，以形成所需的孔结构以提供高静水压头和高透气性。漂白的北方针叶木牛皮纸被用作主要配料成分以给纤维片提供相对打开的结构。添加苛性处理过的软木纤维(特别是来自GP纤维素的HPZ(L1))被用于增大纤维片的体积并且还用于进一步打开结构用于增大透气性。桉树纤维被用于小的均匀的纤维的来源，其可以填充在片状结构中的开口空间中，以减少孔大小并且帮助减小针孔式故障，但是仍具有足够小的孔来提供透气性。上浆化学物质(来自Kemira的Fennosize KD266MB AKD)在片形成之前被添加到纤维浆料中。添加率从2干磅/吨(dry lb/ton)至10干磅/吨。发现：在大于8干磅/吨或者0.004g/g的添加率下，水与纸的接触角度为大于90度，这表示纤维片是疏水性的。在2干磅/吨下，片形成之前，湿强度化学物质(来自Kemira的Fennostrength 4063)被添加到纤维浆料中。该纸以32.5gsm的基重制成。发现，即使在相同水平的化学处理下，在配料成分中的变化产生了透气性和静水压头的改变。
表5显示了对于不同纤维类型的五种不同混合物制造的纸片的结果。所有这些纸利用8磅/吨的AKD制造并且具有大于90度的接触角度。上浆度同样利用了以下进行测量：利用65％反射率、由TAPPI/ANSI Standard T-530om-12限定的Hercules上浆测试，该标准通过引用以其整体并入。在测试之前，测试样品在100摄氏度的烘箱中老化5分钟。HST值通常大于1000秒，这表示高的上浆度。使用增大量的HPZ纤维对于增大透气性有期望的影响，伴随有静水压头的损失。同样如期望的，在相同等级的HPZ纤维用量下，增大桉树纤维的量增大了静水压头，但是降低了透气性。这些结果与用北方软木和来自GP纤维素的HPZ(L1)形成的开放格子结构的概念模型是一致的，其中，桉树纤维填充在格子结构内的较大空间内。
表5：在片形成之前AKD添加到纤维浆料中的北方软木牛皮纸、HPZ和桉树纤维的不同组合制成的纸的上浆水平、静水压头和透气度
表6总结了针对通过不同配料条件制造的纸进行的测试的结果，针孔测试利用了名称为“液柱针孔测试方法”的F部分中限定的液柱针孔(软-硬)测试方法完成。对于每种情况测试了九种复物品，以提供针孔性能的更完整的图片。总的来说，针孔可能出现，因为材料的孔径或者接触角度不足以防止水透过，或者其可能因为与材料中的通常孔径分布无关得材料中的局域化的瑕疵而出现。测试多个复物品增大了识别纸样品中的局域化的瑕疵的可能性。所有的纸显示了非常好的针孔性能，至少8至9个样品在高达800mm水具有0针孔。在400mm水的低压下，具有样品之一的两张纸发生针孔失败，表示这很可能是纸中的局域化的瑕疵，并非反映了整个的纸结构。令人惊讶地，在基于静水压力值可能期望到的更高的压力下，材料中没有针孔。据信，来自在测试中使用的、来模拟潮湿的吸收性芯部的饱和纸巾的一些湿气以水蒸气的形式扩散到纸中，并且被纤维素纤维吸收，引起了在测试时间上的膨胀，由此降低了材料的有效的孔径。这可以表示在合成材料上的纤维素层的潜在的优势。
表6：北方软木牛皮纸、HPZ和桉树纤维的不同组合制成的纸的针孔测试结果
表5和表6中多种类型的纸在传统的Fourdrinier造纸机上制成，不具有机器上的干燥皱褶。如前面所注意到的，利用纸巾作为纤维素片的潜在的优势之一是在市售的纸巾上出现的皱褶，这提供了一定的延展度，其可以防止在折叠或者拉伸吸收性产品中的针孔形成，以及具有更像衣服感觉。当处理时，用无机器上的褶皱制造的纸明显比在制造三层层压品中使用的市售的纸巾的纸更硬、较少悬垂和更嘈杂。为了克服这些限制，由用30％桉树/20％HPZ/50％北方软木制成的该纸在马萨诸塞州的Walpole的Micrex处、在脱机工艺中干燥起皱到两种皱褶等级：49％伸长度和53％的伸长度。褶皱后的纸在处理期间比未褶皱的纸明显地更悬垂和少得多的噪音。对于两种等级的褶皱，干燥褶皱工艺导致了片基重从32.5gsm到42gsm和44gsm。预计对纸的干燥褶皱可以增强纸的透气性，但是潜在地降低了静水压头和/或针孔的性能。
表7总结了皱褶和未皱褶的纸的弗雷泽透气性、静水压头和针孔性能。对于针孔测试，利用名称为“液柱针孔测试方法”的F部分中限定的液柱针孔(软硬)测试方法、如在前面已经进行的，测试了九个复物品。如期望的，使得纸皱褶明显地增大了透气性。出乎意料的是，皱褶的纸比未皱褶的纸具有更高的静水压头水平。此外，皱褶的纸在1000mm水的水平下具有相较于未皱褶的纸的针孔性能。该结果表示褶皱工艺不会明显地以可能降低其防止水透过的性能的方式而损坏纸结构。据推测，皱褶的基重和体积的增大可能产生水的更曲折的路径以横向通过纸片，导致了静水压头的增大。
表7：针对透气性、静水压头和针孔性能，由30％Euc/20％HPZ/50％SW制成的纸的脱机干燥皱褶的影响。
对于静水压头增大的另一潜在的解释可能是由于皱褶的纸的可延伸性。在静水压头测试中，样品被固定到以稳定速度填充水的圆柱的底部。在测试期间，水的压力使得纸张样品隆出水平面。在极端情况下，由圆柱的边缘处的该隆起导致的应力可以使得样品撕裂。这对于轻重量的材料是特别真实的，例如，待测试的纸。为了帮助防止纸的撕裂，样品被夹在两层的42gsm的非编织物中，每一层在具有小于100mm水下非常低的静水压头，但是即使通过非编织物的支撑，样品仍然能从平面隆起。如联系表4在上文中描述的，利用通常的测试协议(其中，样品未被支撑)，并且利用支撑的测试协议(其中，筛网置于测试样品下以支撑样品并且防止从平面隆起)，附加材料经受静水压头测试。表8显示了用于未皱褶的纸和皱褶到49％伸长度的纸的未支撑和支撑的静水压头的测试的结果。对于未皱褶的纸，当样品被支撑时的静水压头值统计上显著不同于其中样品未被支撑的正常的静水压头值(P＜0.05)。对于皱褶的纸，无统计学上显著的差异。皱褶纸的较大的拉伸度可以使得其在静水压头测试的压力下隆起，而不会产生打开区域以使得水通过。这将导致更高的水位(以mm为单位测量的水)，在通过作为静水压头测试的停止点的样品的未潮湿侧出现3滴水之前。对抗一定等级的拉伸的能力(不允许水通过)可能转变为增大的防止在使用期间受到拉伸的吸收性产品中的褶皱材泄露效率。
表8：对于褶皱和未褶皱的纸，具有和不具有样品支撑的静水压头测试值的差异
C.非回收的吸收性物品
如上面所注意到的，本发明的纤维素纤维层可以包括疏水上浆并且可被配置成作为非回收的吸收性物品中的可透气的屏障层起作用。本发明的吸收性物品的一个实施方式200显示在图6A和图6B中。在该实施方式中，物品200为成人用品。在该实施方式中，物品200包括被配置成作为可透气的背板组件起作用的本发明层压体10中的一者、可透过液体的顶板204、以及定位在顶板204和层压体10之间的吸收性芯部208。在该实施方式中，吸收性芯部208包括纤维素纤维材料和/或超吸收性的聚合(SAP)颗粒。在示出的实施方式中，物品200还包括可选择的导流层(ADL)212。
如图所示，层压体10联结到顶板204，从而屏障层14在支撑层18之上和内部，以及支撑层18形成物品200的对应部分的最下层或最外面表面。例如，层压体10可以经由粘合剂、超声波粘合和/或任何其他粘合方法或结构接合到顶板204，其足够耐久以允许物品在使用期间如期望的起作用。在其他实施方式中，并且参考图2在上文中所描述的，物品200还可以包括在支撑层18下方的附加背板层(类似于层34)，从而附加背板层形成了物品的最外层。
非回收的吸收性物品的其他实施例(其中，本发明的纤维素屏障层和层压体被用作液体阻隔层和/或背板)包括婴儿尿布、成人拉起式内裤和膀胱控制垫、床垫、女性卫生用品、和外科手术衣、消毒被单和口罩。对于特性类型的非回收的吸收性物品，本发明层压体的一些实施方式被配置有特定的特性。例如，一些类型的非回收的吸收性物品可以通过透气性、静水压头、以及针孔性能的最小值的不同组合表现更好，如下面的表9中所表示的。在表9中指示的最小值中，纤维素屏障层本身可以具有透过性和静水压头的最小值，和/或组合的层压体可以具有透过性和静水压头的最小值。相反，表9中列出的最小针孔性能是至少包括纤维素屏障层和非编织支撑层的更典型的组合层压体中，有时包括一个或多个附加层或者组件，例如，图1C的稳定层(类似于层30)、图7A的可压缩的层(类似于层216)和/或类似物。表9的针孔值对应于在名称为“液柱针孔测试方法”中的F部分中限定的通过液柱针孔(软硬)测试方法获得的值。尽管表9规定了对于所列出的吸收性的物品的一些实施方式通过液柱针孔(软硬)测试方法获得的值，但是在本发明描述的其他针孔测试方法中的任一者下，所列出的吸收性物品的其他实施方式可以具有规定的无针孔性能值。
表9：吸收性物品类型的层压体配置。
D.对于本发明的疏水性的、纤维素纤维层、层压体和非回收的吸收性物品的另外的变型。
在吸收性的背板中必须保持静水压头的相对高的值，以便提供足够用于吸收性产品的良好性能的液体阻隔特性。用于可透气的背板层压体的静水压头的较高的值将通常提高针孔的性能，但是这些值不必以简单的方式相关。尝试理解，可能影响静水压头和针孔性能之间的相互关系的因素已经导致了用于提高包括本发明的纤维素屏障层的层压体和吸收性物品的液体阻隔特性的额外的改变。
1.附加可压缩的层
在本发明的一些实施方式中，相对柔软或者可压缩的层设置在本发明的纤维素屏障层的内侧或者外侧，例如，恰好在本发明的纤维素屏障层之一的上方和/或恰好在其下方。为了示出该附加压缩性层可以影响本发明的纤维素屏障层的液体阻隔性能的方式，图5显示了对于一些吸收性产品(特别是原型床垫)，针孔性能如何根据可透气的背板的静水压头、支撑并且将压力施加到产品的表面的顺从性改变。为了生成图5中所示的数据，使用了改进的针孔测试方法，其中(a)通过软橡胶表面施加压力，同时样品由软橡胶表面(“软/软”)支撑；(b)通过软橡胶表面施加压力，同时样品由硬橡胶表面(“软/硬”)支撑；以及(c)通过硬橡胶表面施加压力，同时样品由硬橡胶表面(“硬/硬”)支撑。改进的针孔测试方法在名称为“改进的针孔测试方法”的G部分进行了描述，出于该公开的目的，该测试方法描述了一种利用改进的针孔(软-软)测试方法、改进的针孔(软-硬)测试方法、以及改进的针孔(硬-硬)测试方法，用于确定在给定压力或者水柱下材料是否保持无针孔。
图5中的原型床垫通过不同可透气的背板制造。所有的产品包括了相同的气流成网的吸收性芯部。图中的“0”表示在给定压力下在针孔测试中“无针孔泄露”达10分钟。例如，“4P”表示有四个针孔，而“CS”表示完全置于背板的外部上的纸巾的饱和以识别泄露。如所期望的，随着背板层压体的静水压头的增大，针孔性能改进。令人惊讶地，针孔性能同样受到在测试中使用施加压力的表面的顺从性的影响。当压力施加在海绵状橡胶的两个柔软的表面之间时，针孔的性能是最佳的，而当压力施加在两个坚硬的橡胶表面之间时，针孔的性能是最差的。在这些组的每一者内，针孔性能通常随着静水压头增加超过400至800mmH2O的范围而减小。这些观察可能是应力集中的结果，其通过背板的非均匀区域中较硬的表面放大。惊讶地发现，吸收性产品的针孔性能可以通过使用在纤维素屏障层的内部或者外部的柔软的、可压缩的材料而改进，如图5所示的实施例中所示。
在图5中，作为纤维素屏障层原型的参考点，测试了和聚合物版本(poly versions)。Cairpad床垫是市场上可买到的床垫，其被设计用于气流诊疗床，并且由Attends制造。聚合物版本利用了市场上可以买到的MicroP“可透气的”微孔聚合物膜，这类似于表2的测试的一个，作为与42gsm非编织的背板组合的屏障层。原型1使用了三层原型，这类似于图1C的层压体10b，其包括10gsm的纺粘非编织的稳定层(类似于图1C的层30)、17gsm褶皱的纸巾屏障层(类似于图1C的层14)、以及42gsm的纺粘的非编织的支撑层(类似于图1C的层18)。原型2使用了类似于图1C的层压体10b的三层原型，其包括10gsm的纺粘的非编织的稳定层(类似于图1C的层30)、36gsm褶皱的纸屏障层(类似于图1C的层14)、以及42gsm的纺粘的非编织的支撑层(类似于图1C的层18)。
在位于层压体下方有或者没有可压缩层的在未处理的顶板(不包括吸收性芯部)下方的10/17/42原型层压体上执行附加测试，其结果显示在表10中。未处理的顶板包括由南卡罗来纳州的辛普森维尔的Fitesa制造的12gsm的疏水性SSS纺粘的非编织物。可压缩的层包括两层50gsm的高柔软的透气的接合非编织物，特别是由意大利的皮斯托亚的TexsusSpA制造的ATB NW Vortex 50gsm。在这些测试中，可压缩的材料的片足够大以跨越在测试期间施加的整个液柱。表10的针孔测试利用以下完成：在名称为“液柱针孔测试方法”的F部分中限定的“液柱针孔(硬-硬)测试方法”。
表10：可压缩层和性能的效果
附加可压缩层已经显示了在提高针孔性能方面的特别高效，并且对于从芯部压缩的液体的平面内的分散，其可以在一定压力下(例如，在400至800mm H2O的范围内)保持足够的自由体积。附加的可压缩层当前被认为是有效地限制了一定量的压力，该压力可在吸收性芯部中产生，以迫使液体通过可透气的背板。在表10反映的测试中，10/17/42层压体的非编织的支撑层下方的可压缩层的放置根据形成的并且可获得的层压体，而非可压缩的层设置在非编织的支撑层下方的任何需求。然而，在本层压体的一些实施方式中，可压缩的层可以替代地设置在支撑层和纤维素屏障层之间。
图7A和图7B描绘了吸收性物品200a的实施例，其包括该附加可压缩层216，其包括具有一定厚度并且在图7B的页面平面的左边和右边、在其厚度的方向上可压缩的材料片。可压缩层216例如可以包括一个或多个有孔膜、高级透气粘合非编织物、第二纤维素纤维层、和/或另一可压缩材料。当可压缩层包括第二纤维素纤维层时，第二纤维素纤维层可起皱褶。当可压缩层不与芯部同延展时，例如，当可压缩材料的仅仅一部分设置在吸收性芯部下方或者靠近芯部的中心时，该附加可压缩层还可以是有效的。例如，如图7A所示，可压缩层216仅仅跨越了层压体10的一部分且仅仅跨越了顶板204的一部分。在该实施方式中，可压缩层216设置在一位置下方，在该位置期望尿液常常被引入到顶板中，从而可压缩层位于一定位置，在该位置处，期望液体在使用期间以最大速率到达屏障层。在其他实施方式中，可压缩层与屏障层、与芯部、和/或与顶板同延展。尽管可压缩层216不被认为是层压体10的组件，但是可压缩层可以形成为本发明层压体的组件，例如，在制造吸收性物品之前接合到屏障层14或者在屏障层14之上，或者可以在制造吸收性物品期间被添加。
2.附加间隔层和/或支撑层特征
本发明层压体中的一些中，支撑层(类似于图1A的层18)设置在纤维素屏障层14、14a外部。在该实施方式中，支撑层可以包括具有在200至300mm H2O范围内的静水压头的非编织物。尽管这可能低于屏障层的静水压头，但是已经发现：该支撑层与屏障层的组合提高了屏障层的针孔性能。这被认为是通过支撑环绕点缺陷的区域在屏障层内使得的点缺陷的影响最小化。
在一些实施方式中，例如图2的层压体100，间隔层34同样设置在纤维素屏障层14和支撑层(例如18)之间。在该配置中，间隔层包括具有在面向屏障层的间隔层的至少一个表面内的空洞或者裂隙的材料，以提供自由体积，以用于容纳通过纤维素屏障层中的点缺陷或者针孔的液体。该空洞或者裂隙不需要通过间隔层的整个厚度。该间隔层可以允许在范围仅仅在200至300mm H2O的静水压头下、少量体积的溢出的液体在足够低的压力下(以被传统的非编织物(例如，SMS非编织物)有效地容纳)存在于间隔层中。例如，支撑层18可以包括具有该静水压头值的非编织物。在一些实施方式中，该间隔层不仅提供可以容纳液体的自由体积，而且给液体流动通过材料提供了一定的阻力，从而提供在间隔层上的压降，例如在间隔层的下侧处，以将施加在屏障层的上侧的600mm H2O减少到400mm H2O。合适的间隔层的实施例包括有孔的膜、透气的接合的非编织物、具有相对较低密度的其他非编织物和/或包括或限定可以以所述方式容纳液体的空洞的其它材料。
3.多片式纤维素屏障层
在本实施方式中的一些实施方式中，类似于图1B的层压体10a，纤维素屏障层包括两片纤维素纤维材料，例如，片26。在该实施方式中，两片中的每一者可以具有相对低的基重，例如，17gsm。如果单独多片的纤维素纤维材料中的每一者拥有足够小的孔径分布以产生高的静水压头，但是为了良好针孔性能具有太多缺陷，则两个或多个接合在一起的层可以通过减小以下的可能性而提供无针孔的纤维素屏障层：在一片中的任何一个缺陷将与另一片中的缺陷对准。这两个或多个层例如可以经由粘合剂而接合在一起，例如，单纤维的粘合剂。层压体可以并入到原型床垫中，然后，样品从床垫移除并且堆叠在表11中描述的配置中。如表11所示，包括两片纤维素屏障层(17gsm-17gsm)的层压体在减少针孔缺陷是特别有效的，瑕疵当前被认为是与在将多层组装在吸收性物品(例如，原型床垫)中的过程中引起的损害相关。
表11：层压体层组合和性能的效果
4.无表面活性剂的结构
在吸收性物品中可以进一步改进本发明的纤维素纤维层的效果，吸收性物品被配置成，当液体通过吸收性物品到达屏障层时不减少液体(生理盐水或尿液)的表面张力。整理用于制造烯族非编织物的顶板，以及非编织物或者膜ADL，亲水性物质通常是半耐久的表面活性物质，表面活性物质可以在使用吸收性物质期间通过尿液从材料中洗出，并且可以降低尿液的表面张力。降低表面张力的尿液可以降低可透气的背板的有效针孔性能，至少因为降低的表面张力降低了流动通过针孔的阻力。低表面张力的液体在降低的压力下可以更容易地迫使通过疏水性纤维素屏障层。因此，当该物品的顶板和ADL不包括非耐久性或者半耐久性的表面活性剂时，具有本发明的纤维素屏障层的吸收性物品将通常展现出改进的液体阻隔性能。例如，本发明的吸收性物品的一些实施方式不包括在以下列出的一者或者多者上的非耐久性表面活性剂和/或半耐久性表面活性剂：顶板、ADL(如果包括)、间隔层(如果包括)、或者压缩层(如果包括)。在该实施方式中，以下中的一者或多者：顶板、ADL(如果包括)、间隔层(如果包括)、或者压缩层(如果包括)可以包括耐久性整理，或者具有相对低的表面活性的亲水性材料的整理。
在未处理的顶板下方(不包括吸收性芯部)和各种处理的顶板下方的10/17/42原型层压体上执行附加测试，测试结果显示在表12中。未处理的顶板包括由Fitesa制造的12gsm的疏水性SSS纺粘非编织物。用于表12中的No.4原型的顶板同样为由Fitesa制造的12gsm的疏水性SSS纺粘非编织物，并且利用在每克非编织物0.003-0.005克的添加水平下、由德国的兰施泰因的Zschimmer和Schwartz制造的Lertisan HD 20/3整理。用于表12中的No.5原型的顶板同样为由Fitesa制造的12gsm的疏水性SSS纺粘非编织物，但是利用在每克非编织物0.012克的添加水平下、由伊利诺斯州的迪凯特的Archer Daniels Midland制造的Clarisoy 100溶液整理。在这些测试中，间隔层足够大以跨越在测试期间施加的整柱液体。表12的针孔测试利用以下来完成：名称为“液柱针孔测试方法”的F部分中限定的液柱针孔(硬-硬)测试方法。
表12：顶板/芯部处理和性能效果的实施例：
E.针孔测试方法
该针孔测试方法为可以测试材料的完整性并且与其他材料比较的方式之一。该针孔测试方法模拟了在潮湿的芯部下方的顶板，其处于可以施加变化的力的人体的压力下。
针孔测试方法利用了以下的设备和组件：
a.5％(以重量计)的异丙醇的自来水-酒精溶液，并且具有在22℃下的50±3mN/m的表面张力；
b.聚碳酸酯平板，其长度为220mm、宽度为100mm、厚度为11mm，以及围绕其两个最大表面周长的圆形边缘；
c.待测试的产品的样品，其长度为300mm、宽度为175mm；
d.柔软的泡沫橡胶垫，其长度为350mm、宽度为310mm，具有的压缩模量为7000±500Pa，并且用聚合物膜包裹；
e.矩形的纸巾片，每一者具有的长度为200mm、宽度为75mm；
f.一片纸巾，其具有的长度为至少300mm、宽度至少为175mm；
g.模拟400mm，600mm，和800mm的静水压头的重量，每一者具有的下表面的长度为305mm、宽度为305mm；
h.计时器；以及
i.托盘，其足够大以用水与酒精的溶液浸渍纸巾。
针孔测试方法以所列举的顺序而进行以下步骤：
a.泡沫垫置于平坦的水平面上，例如，台式；
b.纸巾在泡沫垫的顶部上居中；
c.待测试的产品样品居中置于纸巾的顶部；
d.一片纸巾浸渍到水与酒精溶液中；
e.纸巾从托盘提起，并且允许过多的溶液从纸巾滴落，直到滴落速度放慢到两滴之间为5秒钟；
f.潮湿的纸巾在待测试的产品样品的顶部上居中；
g.聚碳酸酯平板居中置于潮湿的纸巾的顶部上居中；
h.合适的静水压头重量在板的顶部上居中，并且计时器设定为10分钟；
i.一旦时间结束，该重量升离产品样品；
j.纸巾、聚碳酸酯板以及产品样品离开产品样品，同时，保持纸巾的位置相对于产品样品居中；
k.对纸巾上的多个湿点计数(表示在产品样品中的针孔的数目)并且记录结果；
如果纸巾完全饱和，则记录结果(“CS”)，但是对于样品终止该过程，并且不再继续到一个或多个更重的重量。步骤a-k首先利用400mm静水压头重量而完成，然后，对于600mm静水压头和800mm静水压头重量中的每一者进行重复，对每个重量采用新的产品样品。
F.液柱针孔测试方法
液柱针孔(软-硬)测试方法和液柱针孔(硬-硬)测试方法为附加方式，其可以测试完整的材料并且与其他材料比较。这些液柱针孔测试方法模拟在潮湿芯部下方的背板，其处于可以施加变化的力的人体的压力下。
液柱针孔(软-硬)测试方法利用了以下设备和组件：
a.5％(以重量计)的丙醇的自来水-酒精溶液，并且具有在22℃下的50±3mN/m的表面张力；
b.硬氯丁橡胶垫，其长度为305mm、宽度为305mm、邵氏A硬度为30±3；
c.待测试的产品的样品，其长度为150mm、宽度为150mm、以及厚度为11mm；
d.两个圆形的纸巾，每一者具有的直径为75mm；
e.一片低孔隙度的纸巾，其具有的长度至少为160mm、宽度至少为160mm；
f.自来水的容器；
g.计时器；
h.小托盘，其足够大以用水与酒精的溶液浸渍纸巾片。
i.升降台；
j.两个环架(ring stands)；
k.静水压头管，具有的标称长度为120cm(4英寸)，以及内径为10.5cm；
l.柔性橡胶囊，例如形成较大的橡胶手套，其具有弹性并且具有足够的拉伸强度以支撑1000mm的水柱，并且具有足够的弹性以对于在范围为200mm至600mm水压范围内的每一100mm的水压而从静水压头管的中心扩张3.25±0.3mm；
m.软管夹持，足够大以适配在静水压头管的周围，以将橡胶囊固定到静水压头管的端部上；
n.泵和足够长度的管以从容器延伸到静水压头管；以及
o.两个管夹持件；以及
p.两个较大的橡胶带。
液柱针孔(软-硬)测试方法以所列举的顺序进行以下步骤：
a.环架置于平面上，从而它们彼此平行；
b.管夹分别附接到每一环架的最顶部上；
c.第一橡胶带置于静水压头管的边的围。橡胶囊然后置于管端部上，确保了没有皱褶适贴配合，并且第二橡胶带然后置于管的边的边缘处的橡胶囊的外部的周围。软管夹然后紧密地围绕橡胶带、橡胶囊以及边。
d.静水压头管(囊朝下)被放置在软管夹中，其中，静水压头管的底部和环架基部的顶部之间的间隙为20cm。
e.酒精溶液以足够量而倾倒在小托盘中，以允许纸巾片完全地浸渍。两片纸巾层叠在另一者之上，并且浸渍在溶液中，直到它们完全饱和。纸巾片然后从托盘提起，并且过多的溶液从纸巾片滴落，直到液滴速度下降到两滴之间为5秒。
f.硬橡胶垫在完全放低的升降台的顶部上居中，纸巾在硬橡胶垫的顶部上居中，产品样品在纸巾的顶部上居中，其中，产品样品的潮湿侧或者面向身体的侧(如果有的话)面向上，并且饱和的纸巾片在产品样品的顶部的顶部上居中。
g.具有硬橡胶垫、纸巾、产品样品以及纸巾片的升降台直接地放置在静水压头管组件下方，其中，样品和纸巾在管的下方居中。
h.升降台上升，直到在静水压头管的边的下方，最顶部的纸巾片为1-2mm。为了避免针点，最顶部的纸巾片和静水压头管不应当接触。
i.然后，泵和管被用于将自来水从容器转移到静水压头管至在静水压头管中的水平为400mm，100mm每秒的速度的流速足以增大静水压头管中的液柱的高度。
j.计时器被设定在10分钟；
k.一旦时间终止，升降台下降，并且纸巾片和产品样品被升离纸巾，同时保持纸巾片的位置相对于产品样品的居中；
l.数纸巾上的潮湿点的数目(表示产品样品中的针孔的数目)并且记录结果。
如果当计数时，纸巾完全饱和，则记录结果(“CS”)，但是对于样品，该过程终止，并且不再继续到一个或多个更重的重量。步骤a-l首先利用静水压头管中的400mm的水而完成，然后，如果在步骤l中没有针孔，则产品样品和纸巾片被放回到纸巾上，而彼此相对居中并且相对于硬橡胶垫居中，并且对于静水压头管中的600mm、800mm以及1000mm水高度中的每一者，重复步骤h-l。对于大于600mm的高度，在降低升降台并且移除产品样品和纸巾片以对针孔计数之前，静水压头中的水高度下降到600mm或者600mm以下。
除了以下区别，液柱针孔(硬-硬)测试方法利用了与液柱针孔(软-硬)测试方法相同的设备和组件：
a.使用了具有长度为150mm和宽度为150mm的聚碳酸酯板替代了硬氯丁橡胶垫；
b.具有直径为120mm的圆形玻璃料；以及
c.具有的长度至少为150mm和宽度为至少150mm的塑料片或者聚合物膜。
液柱针孔(硬-硬)测试方法以所列举的顺序进行以下步骤：
a.环架置于平面上，从而它们彼此平行；
b管夹分别附接到每一环架的最顶部上；
c.第一橡胶带置于静水压头管的边的围。橡胶囊然后置于管端部上，确保了没有皱褶适贴配合，并且第二橡胶带然后置于管的边的边缘处的橡胶囊的外部的周围。软管夹然后紧密地围绕橡胶带、橡胶囊以及边。
d.静水压头管(囊朝下)被放置在软管夹中，其中，静水压头管的底部和环架基部的顶部之间的间隙为20cm。
e.酒精溶液以足够量而倾倒在小托盘中，以允许纸巾片完全地浸渍。两片纸巾层叠在另一者之上，并且浸渍在溶液中，直到它们完全饱和。纸巾片然后从托盘提起，并且过多的溶液从纸巾片滴落，直到液滴速度下降到两滴之间为5秒。
f.聚碳酸酯板在完全放低的升降台的顶部上居中，纸巾在聚碳酸酯板的顶部上居中，产品样品在纸巾的顶部上居中，其中，产品样品的潮湿侧或者产品样品的面向身体的侧(如果有的话)面向上，并且饱和的纸巾片在产品样品的顶部的顶部上居中，塑料片在纸巾片的顶部上居中，并且玻璃熔块在塑料片的顶部上居中。
g.具有聚碳酸酯板、纸巾、产品样品以及纸巾片的升降台直接地放置在静水压头管组件下方，其中，样品和纸巾在管的下方居中。
h.升降台上升，直到玻璃熔块在静水压头管的边的下方1-2mm。为了避免针点，玻璃熔块和静水压头管不应当接触。
i.然后，泵和管被用于将自来水从容器转移到静水压头管至在静水压头管中的水平为400mm，100mm每秒的速度的流速足以增大静水压头管中的液柱的高度。
j.计时器被设定在10分钟；
k.一旦时间终止，升降台下降，并且纸巾片、产品样品、塑料片和玻璃熔块被升离纸巾，同时保持纸巾片、塑料片和玻璃熔块的位置相对于产品样品的居中；
l.数纸巾上的潮湿点的数目(表示产品样品中的针孔的数目)并且记录结果。
如果当计数时，纸巾完全饱和，则记录结果(“CS”)，并且对于样品，该过程终止，并且不再继续到一个或多个更重的重量。步骤a-l首先利用静水压头管中的400mm的水而完成，如果在步骤l中没有针孔，则产品样品、纸巾片、塑料片和玻璃熔块然后被放回到纸巾上，而彼此相对居中并且相对于聚碳酸酯板居中，对于静水压头管中的600mm、800mm以及1000mm水高度中的每一者，重复步骤h-l。对于大于600mm的高度，在降低升降台并且移除产品样品、纸巾片、塑料片、以及玻璃熔块以对针孔计数之前，静水压头中的水高度下降到600mm或者600mm以下。
G.改进的针孔测试方法
该改进的针孔测试方法为这样的一种方法，其可以测试完整的材料并且与其他材料比较。该改进的针孔测试方法模拟在潮湿芯部下方的背板，其处于可以施加变化的力的人体的压力下。
该改进的针孔测试方法利用了以下设备和组件：
a.5％(以重量计)的异丙醇的自来水-酒精溶液，并且具有在22℃下的50±3mN/m的表面张力；
b.聚碳酸酯板平板，其长度为220mm、宽度为100mm、厚度为11mm，并且围绕其两个最大的表面周长的圆形边缘；
c.待测试的产品的样品，其长度为300mm、宽度为175mm；
d.大的柔软的泡沫橡胶垫，其具有的长度为350mm，宽度为310mm，具有的压缩模量为7000±500Pa，并且以聚合物膜包裹；
e.小的柔软的泡沫橡胶垫，其具有的长度为100mm，宽度为225mm，具有的压缩模量为7000±500Pa，并且以聚合物膜包裹；
f.两个硬氯丁橡胶垫，每一者长度为305mm、宽度为305mm、邵氏A硬度为30±3；
g.矩形纸巾片，其具有的长度为200mm以及宽度为75mm；
h.一片纸巾，其具有的长度至少为300mm以及宽度至少为175mm；
i.模拟400mm，600mm，和800mm的静水压头的重量，每一者具有的下表面的长度为305mm，以及宽度为305mm；
j.计时器；以及
k.托盘，足够大以通过水与酒精的溶液浸渍纸巾。
该改进的针孔(软-软)测试方法以所列举的顺序而进行以下步骤：
a.以聚合物膜包裹的大的泡沫橡胶垫被放置在平的水平面上，例如，台式。
b.纸巾在泡沫垫的顶部上居中；
c.待测试的产品样品在纸巾的顶部上居中；
d.一片纸巾浸渍在水与酒精溶液中；
e.纸巾从托盘提起，并且允许过多的溶液从纸巾滴落，直到滴落速度放慢到两滴之间为5秒钟；
f.潮湿的纸巾在待测试的产品样品的顶部上居中；
g.以聚合物膜包裹的小的泡沫橡胶垫被居中放置在湿纸巾的顶部；
h.聚碳酸酯平板居中置于小的泡沫橡胶垫的顶部上；
i.合适的静水压头重量在聚碳酸酯板的顶部上居中，并且计时器设定为10分钟；
j.一旦时间结束，该重量升离产品样品；
k.纸巾、小的泡沫橡胶垫、聚碳酸酯板以及产品样品被升离纸巾；
l.对纸巾上的多个湿点计数(表示在产品样品中的针孔的数目)并且记录结果；
如果纸巾完全饱和，则记录结果(“CS”)，但是对于样品终止该过程，并且不再继续到一个或多个更重的重量。步骤a-l首先利用400mm静水压头重量而完成，然后，对于600mm静水压头和800mm静水压头重量中的每一者进行重复，对每一重量采用新的产品样品。
改进的针孔(软-硬)测试方法以所列举的顺序进行以下步骤：
a.第一硬氯丁橡胶橡胶垫之一被放置在平的水平面上，例如，台式。
b.纸巾在第一硬氯丁橡胶橡胶垫的顶部上居中；
c.待测试的产品样品在纸巾的顶部上居中；
d.一片纸巾浸渍在水与酒精溶液中；
e.纸巾从托盘提起，并且允许过多的溶液从纸巾滴落，直到滴落速度放慢到两滴之间为5秒钟之间；
f.潮湿的纸巾在待测试的产品样品的顶部上居中；
g.以聚合物膜包裹的小的泡沫橡胶垫在湿纸巾的顶部居中；
h.聚碳酸酯平板在小的泡沫橡胶垫的顶部上居中；
i.合适的静水压头重量在聚碳酸酯板的顶部上居中，并且计时器设定为10分钟；
j.一旦时间结束，该重量升离产品样品；
k.纸巾、小的泡沫橡胶垫、聚碳酸酯板以及产品样品被升离纸巾；
l.对纸巾上的多个湿点计数(表示在产品样品中的针孔的数目)并且记录结果。
如果纸巾完全饱和，则记录结果(“CS”)，但是对于样品终止该过程，并且不再继续到一个或多个更重的重量。步骤a-l首先利用400mm静水压头重量而完成，然后，对于600mm静水压头和800mm静水压头重量中的每一者进行重复，对每一重量采用新的产品样品。
改进的针孔(硬-硬)测试方法以所列举的顺序进行以下步骤：
a.硬氯丁橡胶橡胶垫的一者被放置在平的水平面上，例如，台式。
b.纸巾在第一硬氯丁橡胶橡胶垫的顶部上居中；
c.待测试的产品样品在纸巾的顶部上居中；
d.一片纸巾浸渍在水与酒精溶液中；
e.纸巾从托盘提起，并且允许过多的溶液从纸巾滴落，直到滴落速度放慢到两滴之间为5秒钟之间；
f.潮湿的纸巾在待测试的产品样品的顶部上居中；
g.第二硬氯丁橡胶橡胶垫在湿纸巾的顶部上居中；
h.聚碳酸酯平板在第二硬氯丁橡胶橡胶垫的顶部上居中；
i.合适的静水压头重量在板的顶部上居中，并且计时器设定为10分钟；
j.一旦时间结束，该重量升离产品样品；
k.纸巾、第二硬氯丁橡胶橡胶垫、聚碳酸酯板以及产品样品被升离纸巾；
l.对纸巾上的多个湿点计数(表示在产品样品中的针孔的数目)并且记录结果。
如果纸巾完全饱和，则记录结果(“CS”)，但是对于样品终止该过程，并且不再继续到一个或多个更重的重量。步骤a-l首先利用400mm静水压头重量而完成，然后，对于600mm静水压头和800mm静水压头重量中的每一者进行重复，对每一重量采用新的产品样品。
H.透气性测试方法
为了本发明的目的，利用ASTM D737-04，名称为“纺织物透气性标准方法”，透气性被测量为弗雷泽透气性，该标准通过引用以其整体并入。该测试方法用于确定在平面材料的两个表面之间的预定气压差下，垂直通过已知区域的气流的速度。该测试方法以所列举的顺序进行以下步骤：
a.在测试之前，在温度为71±2°F、相对湿度为65±2％的环境下，将产品样品放置达至少4小时而对产品样品进行预处理。
b.产品样品设置在市场上可以获得的透气性测试机的测试头上，从而产品样品通过夹持件和/或密封件固定在测试头上，其使得边缘泄露最小化。
c.启动测试机以在产品样品上的125Pa的压降下将空气稳定抽取通过并且垂直于产品样品。
d.产品样品的透气性从测试机读取或者通过流量计测量得到。
I.静水压头测试方法
为了本发明的目的，静水压头(其还被称为“静水压头(hydrohead)”或“HH”)利用AATCC测试方法127-2008，“耐水性：静水压测试”测量，该标准通过引用以其整体并入。该测试方法以所列举的顺序进行以下步骤：
a.在测试之前，在温度为71±2°F、相对湿度为65±2％的环境下，将待测试的产品放置达至少4小时而对待测试的产品进行预处理。
b.具有的宽度为200mm、长度为200mm的产品样品固定到市场上可以获得的静水压头测试器上，适用于特定测试器。例如，对于具有标称长度为200mm、内径为10.5cm的静水压头管，产品样品可以经由两个橡胶带和软管夹持件以F部分中描述的方式固定在管的下端上。
c.例如，在样品之上，水以每秒10mm的速度而被添加到静水压头管，直到三(3)滴水穿过并且低落到样品下方，在该点处，记录水柱的高度。
J.伸长百分比测试方法
为了本发明的目的，利用TAPPI/ANSI Standard T-494om-13、名称为“纸和纸板的拉伸性能(采用恒定的伸长率装置)”测量伸长百分比(或者伸长％)，该标准通过引用以其整体并入。该测试方法以所列举的顺序进行以下步骤：
a.产品样品具有宽度为25±1mm和足够大的长度以被夹持在测试跨度为180±5mm的市场上可获得的拉伸测试机的线性接触的夹持颚中。该样品的长度例如为230mm。线性接触颚为这样的部件：其夹持在平坦表面和圆柱表面之间的样品，或在两个圆柱表面之间的样品。颚的各个接触线在±1°的角度内彼此平行，并且在样品的拉伸期间不会改变0.5°以上，并且±1°的角度内还垂直于拉伸或者延展方向。
b.产品样品夹持在市场上可获得的拉伸测试机的线性接触的夹持颚之间，其中，夹持力在测试期间足以对抗产品样品相对于颚的滑动。产品样品以180±5mm的测试跨度被夹持，从而产品样品不具有任何显著的松弛，但是在夹持时不会张紧。
c.颚是分离的，以在每分钟25mm的速度拉伸产品样品，直到产品样品破裂。
d.从拉伸测试机读取并且记录相对于开始长度的伸长百分比或者长度的变化。
以上说明和实施例提供了示意性实施方式的结构和用途的完整描述。虽然以上已经以某种程度的特定性或者参照一个或多个单独的实施方式描述了某些实施方式，但是本领域技术人员在不偏离本发明的范围的前提下，可以对所公开的实施方式进行多种改变。如此，这些方法和系统的各种示例性实施方式并不旨在限于所公开的特定形式。相反，它们包括落入权利要求范围内的所有变型和替选形式，并且除了所示出的实施方式以外的实施方式可以包括所示实施方式的一些或所有特征。例如，元素可以被省略或组合为单一结构，和/或连接可以被替换。作为另一示例，尽管权利要求可以规定用特定针孔测试方法获得的针孔性能的指定值，但是所要求保护的层、层压体或物品的其它实施方式可以具有在本发明中描述的其他针孔测试方法任一者下无针孔性能的所要求保护的值。此外，在适当的情况下，上述任何实施例的多个方面可以与所描述的任何其他实施例的多个方面组合，以形成具有可比较的或不同特性和/或功能以及解决相同或不同问题的其他实施例。类似地，可以理解的是，上述的益处和优点可以涉及一个实施方式或可以涉及若干实施方式。
权利要求不意在包括并且不应该被解释为包括装置加功能或步骤加功能限制，除非这样的限制在给定权利要求中使用“用于……的装置”或者“用于……的步骤”这样的术语被明确地叙述。

Claims (22)

1.一种可透气的背板组件，包括：
具有疏水上浆的纤维素纤维屏障层，所述屏障层具有大于0.5ft3/min-ft2的透气性，并且被配置成保持大于200mm H2O的静水压头；以及
支撑层，所述支撑层定位在所述屏障层的下面并且接合至所述屏障层，所述支撑层包括非编织的织物；
其中，屏障层和支撑层限定了层压体。
2.如权利要求1所述的可透气的背板组件，其中，所述层压体被配置成利用液柱针孔(软-硬)测试方法在400mm H2O下保持无针孔达10分钟。
3.如权利要求1所述的可透气的背板组件，其中，所述屏障层具有在15克每平方米(gsm)和45gsm之间的基重。
4.如权利要求1所述的可透气的背板组件，其中，所述屏障层皱起。
5.如权利要求4所述的可透气的背板组件，其中，所述屏障层具有在5％和55％之间的拉伸百分比。
6.如权利要求1所述的可透气的背板组件，其中，所述屏障层包括两片纤维素纤维材料，每一片具有在15gsm和20gsm之间的基重。
7.如权利要求1所述的可透气的背板组件，其中，所述屏障层通过单纤维的粘合剂或者热接合接合到所述支撑层。
8.如权利要求1所述的可透气的背板组件，其中，所述支撑层具有不大于20gsm的基重。
9.如权利要求8所述的可透气的背板组件，其中，所述支撑层包括纺粘-熔喷-纺粘(SMS)非编织物，其被配置成将静水压头保持在大于150mm H2O。
10.一种非回收的吸收性物品，包括：
权利要求1所述的可透气的背板组件；
液体可透过的顶板；以及
定位在顶板和可透气的背板组件之间的吸收性芯部，所述吸收性芯部包括纤维素纤维材料和/或超吸收性聚合物(SAP)颗粒；
其中，可透气的背板组件接合到顶板。
11.如权利要求10所述的非回收的吸收性物品，其中，吸收性物品被配置成基本上不会降低通过顶板到达屏障层的生理盐水或者尿液的表面张力。
12.如权利要求11所述的非回收的吸收性物品，其中，吸收性物品还包括：
导流层(ADL)，设置在吸收性芯部和顶板之间，ADL被配置成基本上不会降低通过ADL到达屏障层的生理盐水或者尿液的表面张力。
13.如权利要求10所述的非回收的吸收性物品，其中，可透气的背板组件还包括：
可压缩层，所述可压缩层包括具有一定厚度并且在其厚度的方向上可压缩的一片材料；
其中，可压缩层设置在屏障层和芯部之间，或者在屏障层和支撑层之间。
14.如权利要求13所述的非回收的吸收性物品，其中，所述可压缩层不与可透气的背板组件共同延展。
15.如权利要求10所述的非回收的吸收性物品，其中，物品包括失禁用品，屏障层具有大于0.5ft3/min-ft2的透气性，并且被配置成将静水压头保持在大于600mm H2O，并且层压体被配置成利用液柱针孔(软-硬)测试方法在800mm H2O下将无针孔保持达10分钟。
16.如权利要求10所述的非回收的吸收性物品，其中，物品包括拉起式内衣或膀胱控制垫，屏障层具有大于1.5ft3/min-ft2的透气性，并且被配置成将静水压头保持在大于400mmH2O，并且层压体被配置成利用液柱针孔(软-硬)测试方法在600mm H2O下将无针孔保持达10分钟。
17.如权利要求10所述的非回收的吸收性物品，其中，物品包括床垫，屏障层具有大于1.5ft3/min-ft2的透气性，并且被配置成将静水压头保持在大于400mm H2O，并且层压体被配置成利用液柱针孔(软-硬)测试方法在400mm H2O下将无针孔保持达10分钟。
18.如权利要求10所述的非回收的吸收性物品，还包括：
间隔层，所属间隔层设置在屏障层和支撑层之间，所述间隔层包括在间隔层的至少面向屏障层的表面中的多个空洞或者裂隙。
19.如权利要求13所述的非回收的吸收性物品，其中，所述间隔层不与可透气的背板组件共同延展。
20.一种制造非回收的吸收性产品的方法，所述方法包括：
提供液体透过性的顶板、吸收性芯部、非编织的支撑层、以及具有疏水上浆的纤维素纤维屏障层；
将顶板、屏障层、和支撑层接合在一起，从而吸收性芯部保持在顶板和屏障层之间，以及屏障层保持在芯部和支撑层之间。
21.如权利要求20所述的方法，还包括：
提供导流层(ADL)；以及
将ADL接合到顶板，从而ADL保持在顶板和吸收性芯部之间。
22.如权利要求21所述的方法，其中，顶板和ADL被配置成基本不会降低通过顶板和ADL到达屏障层的生理盐水或者尿液的表面张力。
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