CN113438935B - 用于形成透气、不透液、有孔的成形膜的成形结构、设备和方法及由此制造的膜 - Google Patents

用于形成透气、不透液、有孔的成形膜的成形结构、设备和方法及由此制造的膜 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种成形结构，包括构造成接收聚合物幅材的外表面、内表面、外表面和内表面之间的厚度，以及相对于与外表面相切的平面以锐角延伸穿过厚度的多个开口。所述多个开口中的每个在外表面具有由具有第一长轴和第一短轴的第一椭圆和具有第二长轴和第二短轴的第二椭圆限定的形状。第一长轴基本上平行于纵向并且与第二短轴重合。第二长轴基本上平行于与纵向正交的横向并且偏离第一短轴。

Description

用于形成透气、不透液、有孔的成形膜的成形结构、设备和方 法及由此制造的膜
相关申请的交叉参考
本申请要求于2019年2月1日提交的美国临时专利申请第62/800,255号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及一种用于形成透气、不透液、有孔的成形膜的成形结构和设备、一种用于形成透气、不透液、有孔的成形膜的方法，以及一种透气、不透液、有孔的成形膜的成形结构和设备。
背景技术
多种众所周知的吸收制品被构造成吸收体液。这种吸收制品的实例包括但不限于女性卫生产品，例如卫生巾、婴儿尿布和成人失禁产品。例如，典型的吸收制品通常由可渗透流体的面向用户的顶片、吸收芯和不渗透流体的衣物或朝外的后片构成，所述顶片可以是三维多孔聚合物膜或无纺纤维幅材或聚合物膜/无纺层压材料，所述后片可以是固体聚合物膜。对于一些吸收制品，希望后片是“可透气的”，使得湿气可以穿过后片并潜在地提高吸收制品的穿着者或使用者的舒适度。透气性可以通过将填充物结合到后片中来实现，这些填充物产生足够大的微孔以允许湿气通过，但又足够小以防止液体通过。
已经尝试在后片中包括成角度的三维孔，以便没有穿过后片的视线。此类结构公开于例如美国专利第5,591,510、6,413,247和6,570,059号以及美国专利申请公开第2002/0133132号中。三维孔设计为在未施加压力时(例如用户站立时)保持打开状态，并在对其施加压力时(例如用户坐下时)关闭。与带有微孔的后片相比，较大的孔在打开时可提供更高的透气性。已经发现，当使用者站起来并且孔重新打开时，现有技术的三维孔不能防止液体通过后片。这是由于与吸收制品所保持的液体的高度相比，三维孔的开口的位置。如果三维孔的结构在低于液面的水平面关闭，那么当三维孔的结构在压力已从结构上脱离时重新打开时，该结构可用作泵并将液体拉过后片，这是不希望的。
需要具有允许湿气通过但不允许液体通过的用于吸收制品的后片。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种用于形成透气、不透液、有孔的成形膜的成形结构。成形结构具有构造成接收聚合物幅材的外表面、内表面、外表面和内表面之间的厚度，以及相对于与外表面相切的平面以锐角延伸穿过厚度的多个开口。所述多个开口中的每个在外表面具有由具有第一长轴和第一短轴的第一椭圆和具有第二长轴和第二短轴的第二椭圆限定的形状，第一长轴基本上平行纵向并且与第二短轴重合。第二长轴基本上平行于与纵向正交的横向并且偏离第一短轴。
在一个实施例中，所述锐角在大约15°和大约45°之间。在一个实施例中，所述锐角在大约20°和大约40°之间。
在一个实施例中，相邻开口的中心彼此等距隔开。
在一个实施例中，所述多个开口中的每个在内表面处的形状与在外表面处的形状相同。
在一个实施例中，成形结构的厚度包括多个层，每层相对于相邻层交错以限定以锐角穿过厚度的所述多个开口。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于形成透气、不透液、有孔的成形膜的设备。该设备包括成形结构，该成形结构具有构造成接收聚合物幅材的外表面、内表面、外表面和内表面之间的厚度，以及相对于与外表面相切的平面成锐角延伸穿过所述厚度的多个开口。所述多个开口中的每个在外表面具有由具有第一长轴和第一短轴的第一椭圆和具有第二长轴和第二短轴的第二椭圆限定的形状。第一长轴基本上平行于纵向并且与第二短轴重合。第二长轴基本上平行于与纵向正交的横向并且偏离第一短轴。该设备还包括真空系统，该真空系统被配置为在成形结构的内表面产生真空并将聚合物幅材的部分拉入所述多个开口中。
根据本发明的一个方面，提供了一种形成透气、不透液、有孔的成形膜的方法。该方法包括使聚合物幅材与成形结构接触。成形结构具有构造成接收聚合物幅材的外表面、内表面、外表面和内表面之间的厚度，以及相对于与外表面相切的平面以锐角延伸穿过所述厚度的多个开口。所述多个开口中的每个在外表面具有由具有第一长轴和第一短轴的第一椭圆和具有第二长轴和第二短轴的第二椭圆限定的形状。第一长轴基本上平行于纵向并且与第二短轴重合。第二长轴基本上平行于与纵向正交的横向并且偏离第一短轴。该方法还包括向成形结构的内表面施加真空以将聚合物幅材的部分拉入所述多个开口并在透气、不透液、有孔的成形膜中形成多个有孔突起。
根据本发明的一个方面，提供了一种透气、不透液、有孔的成形膜。该膜包括第一侧和与第一侧相对的第二侧。第一侧包括由第一接合区域(land area)分开的多个二维孔。多个二维孔中的每个都具有由具有第一长轴和第一短轴的第一椭圆和具有第二长轴和第二短轴的第二椭圆限定的形状。第一长轴基本上平行于膜的纵向并且与第二短轴重合。第二长轴基本上平行于与纵向正交的横向并且偏离第一短轴。第二侧包括从与第一接合区域相对的第二接合区域以锐角延伸并与所述多个二维孔对准的多个有孔突起。
根据本发明的一个方面，提供了一种透气、不透液、有孔的成形膜，其包括第一侧和与第一侧相对的第二侧。第一侧包括第一接合区域和多个二维孔，第二侧包括从与第一接合区域相对的第二接合区域以锐角延伸并与所述多个二维孔对准的多个有孔突起。所述透气、不透液、有孔的成形膜的透气性大于25m3/m2/min，并且液体冲击小于10g/m2。
在一个实施例中，透气性小于100m3/m2/min。在一个实施例中，透气性小于50m3/m2/min。
在一个实施例中，当压力施加到透气、不透液的成形膜时，所述多个有孔突起闭合。
在一个实施例中，当12psi的压力施加到所述透气、不透液的成形膜时，该透气、不透液的成形膜的厚度(Caliper)减小了小于50％。
本发明的这些和其他方面、特征和特性，以及相关结构元件的制造方法和功能以及部件的组合和制造的经济性，将在参考附图考虑到以下描述和所附权利要求时变得更加明显，所有这些都构成本说明书的一部分。然而，应当清楚地理解，附图仅用于说明和描述的目的，并不旨在作为对本发明的限制的定义。在说明书和权利要求书中使用的“一”、“一个”和“该”的单数形式包括复数情况，除非上下文另有明确规定。
附图说明
以下附图的组件被说明以强调本公开的一般原理并且不一定按比例绘制。为了一致性和清楚起见，在整个图中根据需要重复表示相应部件的参考字符。
图1是包括本发明实施例的吸收制品的示意图；
图2是根据本发明的实施例的用于制造膜的设备的示意图；
图3是根据本发明的实施例的用于制造层压物的设备的示意图；
图4A是可用于图2和图3的设备中的根据本发明的实施例的成形结构的一部分的图示；
图4B是图4A的成形结构的单个开口的图示；
图4C是图4A的成形结构的一部分的横截面的示意图；
图5A是在图4A的成形结构上形成的膜的第一侧的平面图的图示；
图5B是图5A的膜的第二侧的平面图的图示；
图5C是图5B的膜的第二侧的局部侧视图的图示；
图5D是图5B的膜的第二侧的侧视图的放大图；
图6A是可用于图2和图3的设备中的根据本发明的实施例的成形结构的一部分的图示；
图6B是图6A的成形结构的单个开口的图示；
图7A是在图6A的成形结构上形成的膜的第一侧的平面图的图示；
图7B是图7A的膜的第二侧的平面图的图示；
图7C是图7B的膜的第二侧的局部侧视图的图示；
图7D是图7B的膜的第二侧的侧视图的放大图；
图8A是根据本发明的一个实施例制造的膜的第一侧的平面图的图示；
图8B是图8A的膜的第二侧的平面图的图示；
图8C是图8B的膜的第二侧的局部侧视图的图示；
图9A是根据本发明的一个实施例制造的膜的第一侧的平面图的图示；
图9B是图9A的膜的第二侧的平面图的图示；
图9C是图9B的膜的第二侧的局部侧视图的图示；
图10A是对比膜的有孔突起的图示，其中没有对有孔突起施加压力；
图10B是图10A的有孔突起的图示，其中一些压力被施加到有孔突起；
图10C是图10B的有孔突起的图示，其中附加压力被施加到有孔突起；
图11A是根据本发明的一个实施例的膜的有孔突起处于打开位置且没有对有孔突起施加压力的图示；
图11B是图11AB的有孔突起处于关闭位置且压力被施加到有孔突起的图示；
图12A是图11A的有孔突起的图示，其中描绘了各种尺寸；
图12B是图11B的有孔突起的图示，其中描绘了各种尺寸；
图13A是根据本发明的一个实施例的膜的有孔突起处于打开位置且没有对有孔突起施加压力的图示；和
图13B是图13A的有孔突起在闭合位置的图示，其中压力被施加到有孔突起。
具体实施方式
词汇表
如本文所用，表述“吸收制品”表示吸收和容纳体液和其他身体渗出物的制品。更具体地，吸收制品包括紧靠或靠近穿着者身体放置以吸收和容纳从身体排出的各种渗出物的衣物。吸收制品的非限制性实例包括但不限于女性卫生产品、婴儿尿布、成人失禁产品和绷带。
贯穿本说明书，术语“幅材”是指能够卷绕成卷的材料。幅材可以是膜幅材、非织造幅材、层压幅材、有孔层压幅材等。幅材的表面是指其二维表面之一，而不是其边缘之一。
术语“复合幅材”或“复合材料”是指包括以面对面关系彼此附接的两个或更多个单独幅材的幅材。附接可以通过部件幅材的边缘，尽管部件幅材彼此处于面对面的关系，或者附接可以在跨部件幅材的特定点位置处，或者附接可以是连续的。
本说明书中的术语“膜”或“聚合物膜”是指通过浇铸或吹塑挤出工艺挤出热塑性聚合物材料的熔融帘或片材然后冷却片材以形成固体聚合物幅材而制成的幅材。膜可以是单层膜、共挤膜、涂层膜和复合膜。
“复合膜”是包含多于一个膜的膜，其中至少两个膜在粘合过程中结合。粘合过程可以在膜层之间加入粘合剂层。
贯穿本说明书，表述“有孔膜”表示具有从膜的第一表面延伸到膜的第二表面的多个孔的膜。
“二维有孔膜”是这样的膜，其中孔中不存在三维结构，然后将平坦膜的第二表面连接到膜的第一表面。
“成形膜”或“三维膜”是具有从其至少一侧延伸的突起、突出部或延伸单元的膜，并且“有孔的成形膜”或“三维有孔膜””是一种膜，其中孔隙中存在三维结构(例如，孔隙的深度比膜的厚度更厚)，或者所述突起或突出部或延伸的单元格具有贯穿其中的孔隙。
如本文所用，术语“突起”是指三维构件，其包括位于膜的第一表面的平面中的有孔基部和大致沿膜的第二表面的方向延伸的侧壁部。每个基部具有相关的侧壁部分。侧壁部分终止于位于膜的第二表面的平面中的“远端”。突起的端部可以是有孔的或无孔的。
如本文所用，“有孔突起”是指在其基部或第二表面的平面中的近端以及其远端或突起端处具有孔的突起。突起的基部中的孔，也称为“主孔”，可以是例如在调节或随机图案中的多边形的形状，例如正方形、六边形、五边形、椭圆形、圆形、卵形或狭槽，或者可以具有其他形状。下面更详细地描述根据本发明所示实施例的附加形状。有孔的远端或突出的端部称为“次孔”，并且可以是多边形的形状，例如正方形、六边形、五边形、椭圆形、圆形、卵形、狭槽，或者可以是其他形状。有孔突起的侧壁部分从主孔延伸到次孔。
术语“非织造”是指幅材包含多根纤维。所述纤维可以彼此粘合或可以未粘合。所述纤维可以是短纤维或连续纤维或长丝。所述纤维可以包括单一材料或可以包括多种材料，或者作为不同纤维的组合或者作为相似纤维的组合，其中每一种都由不同材料构成。
如本文所用，“非织造幅材”以其一般意义使用以定义相对平坦、柔性和多孔的大体平面结构，并且包括短纤维或连续纤维或长丝。非织造幅材可以是用于形成其的任何工艺的产物，例如非织造纺粘和熔喷非织造幅材。非织造幅材可包括幅材的复合材料或组合。非织造幅材可包含可生产纤维的任何聚合物材料和/或可包含棉或其他天然纤维。在一个实施例中，非织造幅材可以是由聚丙烯纤维制成的纺粘材料。也可以混合包含不同聚合物的纤维。在一个实施例中，纤维可以是所谓的双组分(“bi-co”)纤维，其包括一种材料的芯和另一种材料的鞘。
如本文所用，术语“成形结构”是指包括凹痕或开口的三维成形设备，所述凹痕或开口用于形成膜中的突起、延伸的单元或孔，或非织造幅材中的突起。在一个实施例中，成形结构包括具有宽度和直径的管状构件。在替代实施例中，成形结构可包括具有宽度和长度的带。横向是平行于成形结构的宽度的方向。纵向是平行于成形结构旋转方向的方向，并且垂直于横向。
测试方法
厚度，其也可称为层厚或厚，通常按照ASTM-D645使用具有2英寸直径砧座和95g/in2静重载荷的电动千分尺测量，并使用停留时间为2-5秒。结果可以密耳或微米(μm)为单位而报告。
透气性在TEXTEST FX3300透气性测试仪中测量，该测试仪测量每分钟通过测试样品的空气体积，并以每分钟每平方米(测试样品)的空气立方米数(m3/m2/min)来记录。
液体冲击是用与美国专利第5,865,823号中描述的装置类似的装置和用于测量单次冲击后样品的动态流体冲击值的相关方法来测量的。结果以克每平方米(g/m2)而报告。
本发明实施例的描述
现在将强调本发明的各种实施例。任何一个实施例的讨论不旨在限制本发明的范围。相反，实施例的方面旨在强调本发明的广度，无论是否包含在权利要求中。此外，现在已知的或将来开发的实施例的任何和所有变化也旨在落入本发明的范围内。
图1示意性地示出了包括本发明实施例的吸收制品100。如图所示，吸收制品100包括顶片110、后片120和位于顶片110和后片120之间的吸收芯130。吸收制品100还包括位于顶片110和吸收芯130之间的流体分配材料140。吸收制品100具有面向使用者或人的第一侧150和在使用时即当被使用者穿着时面向衣物的第二侧160。
顶片110可以是二维或三维有孔膜、非织造幅材、或有孔膜和非织造幅材的层压物的形式，它是流体可渗透的并且被构造成面向穿着吸收性物品100的使用者并接触使用者的皮肤。顶片110接收来自使用者的流体污染，并且流体穿过顶片110到达流体分配材料140。流体分配材料140也是可渗透的并且被配置为接收来自顶片110的流体并将流体分配到吸收芯130。包括吸收材料的吸收芯130从流体分配材料140接收流体并储存流体直到吸收制品100被丢弃。
下面进一步详细讨论的后片120可以是聚合物膜或聚合物膜和非织造幅材的层压物的形式，防止液体和其他身体渗出物从吸收芯130的底侧漏出。后片120可以是透气的，使得空气和湿气可以通过，但液体不能通过。
图2示意性地示出了可用于制造根据本文所述的本发明实施例的后片120的设备200。如图所示，挤出模头202将聚合物幅材204挤出到成形结构206上，该成形结构206围绕圆柱体208旋转，圆柱体208具有真空槽210，真空通过该真空槽210被抽拉。聚合物幅材204可以包括例如一种或多种聚烯烃材料，包括但不限于聚乙烯、超低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、线性中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯酯、茂金属以及其他聚合物。聚合物幅材204可包括一种或多种弹性聚合物，包括但不限于聚丙烯基弹性体、乙烯基弹性体、共聚酯基弹性体、烯烃嵌段共聚物、苯乙烯嵌段共聚物等，或它们的组合。添加剂，例如表面活性剂、填料、着色剂、遮光剂和/或本领域已知的其他添加剂，也可用于聚合物幅材204。
当聚合物幅材204越过真空槽210时，在聚合物幅材204(即固化的熔体幕)中以与成形结构206所提供的图案基本相同的图案形成有孔的突起。当聚合物幅材204被开孔时，空气流开始通过有孔突起，冷却并固化有孔突起。聚合物幅材204也由成形结构206冷却。所得真空成形膜220通过剥离辊222从成形结构206拉下并且行进穿过一个或多个后续辊224直到它可以被卷绕机230卷绕成卷232。附加的辊和/或其他设备部件可用于设备200中。
所示的实施例不旨在以任何方式进行限制。例如，在一个实施例中，设备200还可以包括附加设备，例如电晕处理设备、打印机、挂绳设备、绕线设备和可以对真空形成的膜220进行压花的附加处理设备。
图3示意性地示出了可用于制造本文所述的本发明实施例的后片120的设备300。如图所示，设备300与图2中描绘的设备200基本相同，但还包括非织造幅材312，该非织造幅材312从卷314展开在层压辊316上并被引导至聚合物幅材204，而聚合物幅材204在旋转成形结构206和层压辊316之间的冲击点318处仍处于熔化状态。
与聚合物幅材204相邻的非织造幅材312的纤维嵌入在聚合物幅材204的表面中，因为两层一起跨过真空槽210，其中在聚合物幅材204中基本上以与由成形结构206提供的图案相同的图案形成有孔突起。当聚合物幅材204被开孔时，空气流开始通过有孔突起，其冷却和固化有孔突起。当非织造幅材312的纤维嵌入有孔突起之间的接合区域中时，聚合物幅材也被成形结构206冷却，使得非织造物在接合区域结合到形成的膜层。所得真空成形复合纤维幅材320被剥离辊222从成形结构206上拉出并行进到所述一个或多个后续辊224直到它可以被卷绕机230卷绕成卷332。附加的辊和/或其他部件设备300中可以使用许多设备。
所示实施例不旨在以任何方式进行限制。例如，在一个实施例中，设备300还可以包括附加设备，例如电晕处理设备、打印机、挂绳设备、绕线设备和可以对真空形成的层压物320进行压花的附加处理设备。
在一个实施例中，代替将熔融帘形式的聚合物幅材204直接挤出到成形结构206上，已经形成的固体聚合物幅材可以从卷上展开，重新加热以软化固体聚合物幅材，并且进料到成形结构206，从而可以在聚合物幅材中形成有孔突起。聚合物幅材可包括单层材料或可包括多层材料。
图4A示出了根据本发明实施例的可用作图2和3的设备200、300的成形结构206的成形结构400的顶部或外表面402的一部分。如图所示，成形结构400包括多个开口410和在开口410之间的接合区域420。接合区域420基本上是成形结构400的实心部分。所述多个开口410相对于在上面描述的装置200和300的纵向MD以所示的方式定向。图4A中还示出了与纵向MD垂直或正交的横向TD。在图示的实施例中，相邻开口410的中心彼此等距隔开。开口410之间的其他布置和间距被认为在本发明的范围内。所示出的实施例不旨在以任何方式进行限制。
图4B更详细地示出了单个开口410。如图所示，成形结构400的顶面402处的开口410的形状可以由彼此重叠的第一椭圆412和第二椭圆414来描述。第一椭圆412具有基本上平行于纵向MD的长轴412j和基本上平行于横向TD的短轴412n。第二椭圆414具有基本上平行于横向TD的长轴414j和基本上平行于纵向MD并且与第一椭圆412的长轴412j重合的短轴414n。另外，如图所示，第二椭圆414的短轴414j与第一椭圆412的短轴412n在纵向MD上以偏移OS间隔开。
图4C图示了成形结构400的局部横截面。如图所示，成形结构400还包括内表面404，其接触上述旋转圆柱体208。成形结构400在外表面402和内表面404之间具有厚度t，并且由多个层406a-406g组成。尽管图4C中示出了七个层406a-406g，但可以使用更多或更少的层。例如，在一个实施例中，可使用多达二十层或更多层来创建成形结构400。每层通过以角度β限定开口410的方式相对于相邻层交错。在一个实施例中，角度β可以在大约15°和大约45°之间。在一个实施例中，角度β可以在大约20°和大约40°之间。在一实施例中，角度β可为约25°或约30°或约35°。在一个实施例中，成形结构400可以由单个更厚的材料层制成。所示出的实施例不旨在以任何方式进行限制。
图5A示出了根据本发明的实施例的膜500的第一侧510，其也可以被称为阴侧。膜500由图4A和4C所示的成形结构400形成并且包括聚烯烃和白色着色剂的共混物。膜500的第一侧510包括多个被接合区域514隔开的二维孔512。图5B示出了膜500的第二侧520，其也可称为阳侧。第二侧520包括多个突起522，这些突起522被接合区域524分开。第二侧520的接合区域524与第一侧510的接合区域514相对。所述多个突起522中的每个包括在其远端处的孔526。图5C和5D更详细地示出了突起522。如图所示，突起522以锐角从接合区域524延伸，该锐角可以与上述关于成形结构400的角度β相同或相似。突起522的附加属性在下面进一步详细描述。
用成形结构400和聚烯烃的不同共混物制成的目标基重为25克/平方米(gsm)的膜500测试了厚度、透气性和液体冲击性以确定用作后片的适用性。膜的厚度经测试介于约336微米和约406微米之间。膜的透气性经测试在约27m3/m2/min和约41m3/m2/min之间。膜的液体冲击性经测试在约4g/m2和约10g/m2之间。
图6A示出了根据本发明的实施例的可用作图2和3的装置200、300的成形结构206的成形结构600的顶部或外表面602的一部分。如图所示，成形结构600包括多个开口610和在开口610之间的接合区域620。接合区域620基本上是成形结构600的实心部分。所述多个开口610相对于在上面描述的装置200和300的纵向MD以所示的方式定向。垂直于或正交于纵向MD的横向TD也在图6A中示出。在图示的实施例中，相邻开口610的中心彼此等距隔开。开口610之间的其他布置和间距被认为在本发明的范围内。所示出的实施例不旨在以任何方式进行限制。
图6B更详细地示出了单个开口610。如图所示，开口610基本上是圆形的，除了没有切掉的楔形部分622。楔形部分622形成成形结构600的接合区域620的一部分。楔形部分622的尺寸可由楔角δ限定。在图示的实施例中，楔角δ约为60°。所示出的实施例不旨在以任何方式进行限制。在其他实施例中，楔角δ可以大于或小于60°。例如，楔角δ可以在25°到75°的范围内。类似于图4C中所示的成形筛网400，成形筛网600还可包括以提供具有倾斜侧壁的开口610的方式堆叠的多个层。
图7A示出了根据本发明的实施例的膜700的第一侧710，其也可以被称为阴侧。膜700由图6A所示的成形结构600形成并且包括聚烯烃和白色着色剂的共混物。膜700的第一侧710包括多个被接合区域714分开的二维孔712。图7B示出了膜700的第二侧720，其也可称为阳侧。第二侧720包括多个突起722，这些突起722被接合区域724隔开。第二侧720的接合区域724与第一侧710的接合区域714相对。如图所示，所述多个突起722中的每个突起722包括在其远端的两个孔726。图7C和7D更详细地示出了突起722。如图所示，突起722以一定角度从接合区域724延伸，该角度可以与上述关于成形结构400所述的角度β相同或相似。
用成形结构600和聚烯烃的不同共混物制成的目标基重为25gsm的膜700测试厚度、透气性和液体冲击性以确定用作后片的适用性。膜的厚度经测试介于约357微米和约388微米之间。膜的透气性经测试在约30m3/m2/min和约34m3/m2/min之间。膜的液体冲性击经测试在约22g/m2和约60g/m2之间。
图8A示出了根据本发明实施例的膜800的第一侧810，其也可以被称为阴侧。膜800的第一侧810包括多个二维孔812，这些孔812被接合区域814隔开。膜800形成有具有多个孔的成形结构(未示出)，每个孔具有大致为圆形，直径约为40密耳(1000微米)。成形结构的相邻孔的中心彼此等距并且孔以每线性英寸约20个孔或”网目”(每线性厘米约7.9个孔)的图案排列。膜800由聚烯烃和白色着色剂的共混物形成。图8B示出了膜800的第二侧820，其也可以被称为阳侧。第二侧820包括多个突起822，它们被接合区域824隔开。第二侧820的接合区域824与第一侧810的接合区域814相对。所述多个突起822中的每个在其远端包括孔826。如图8C中所示，突起822以一定角度从接合区域824延伸，该角度可以与上述关于成形结构400所述的角度β相同或相似。
用上述成形结构和聚烯烃的不同共混物制成的目标基重为25gsm的膜800测试厚度、透气性和液体冲击性，以确定用作后片的适用性。膜的厚度经测试介于约436微米和约465微米之间。膜的透气性经测试在约114m3/m2/min和约136m3/m2/min之间。膜的液体冲击性经测试在约15g/m2和约24g/m2之间。
图9A示出了根据本发明实施例的膜900的第一侧910，其也可以被称为阴侧。膜900的第一侧910包括多个由接合区域914分隔开的二维孔912。膜900形成有具有多个孔的成形结构(未示出)，每个孔具有大致为圆形，直径约为48密耳(1200微米)。成形结构的相邻孔的中心彼此等距并且孔以每线性英寸约14个孔或”网目”(每线性厘米约5.5个孔)的图案排列。膜900由聚烯烃和白色着色剂的共混物形成。图9B示出了膜900的第二侧920，其也可以被称为阳侧。第二侧920包括多个突起922，它们被接合区域924隔开。第二侧920的接合区域924与第一侧910的接合区域914相对。所述多个突起922中的每个在其远端处包括孔口926。如图8B中所示，突起922以一定角度从接合区域924延伸，该角度可以与上述关于成形结构400的所述角度β相同或相似。
用上述成形结构和聚烯烃的不同共混物制成的目标基重为25gsm的膜900测试厚度、透气性和液体冲击性，以确定用作后片的适用性。膜的厚度经测试介于约429微米和约474微米之间。膜的透气性经测试在约79m3/m2/min和约93m3/m2/min之间。膜的液体冲击性经测试在约9g/m2和约22g/m2之间。
图10A-10C示出了不是根据本发明的实施例制造的对比(现有技术)膜的有孔突起1000。图10A示出了处于完全打开位置的有孔突起1000，没有压力施加到有孔突起1000，这可以模拟例如以站立姿势穿着吸收制品的用户。当有孔突起1000处于完全打开位置时，空气能够进入吸收制品并且湿气能够离开吸收制品。图10B示出了与图10A相同的有孔突起1000，其中一些压力从有孔突起1000上方施加到有孔突起1000，例如，这可以模拟用户坐下的过程。图10A中的一对箭头和图10B中的一对箭头指向有孔突起1000的相对侧上大致相同的位置。如图所示，当施加压力时，有孔突起1000的侧壁移动得更靠近在一起。
图10C示出了有孔突起1000，其中附加压力从上方施加到有孔突起1000，例如，这可以模拟用户坐下。图10C左侧所示的成对箭头表示有孔突起1000完全闭合，即有孔突起1000的相对侧壁在成对箭头的位置区域内彼此接触。如果吸收制品100的吸收芯130中有液体，则使用者在坐下时施加的压力可能导致液体离开吸收芯130并靠在后片120上，如图10C中虚线和双箭头所示，其表示液位FL。值得注意的是，相对侧壁的闭合点(由图10C左侧的一对箭头表示)位于液位FL下方。当使用者站起来并且有孔突起1000在暴露于液体的同时重新打开时，有孔突起1000实际上可以通过将液体通过其拉出并从吸收制品中拉出而起到泵的作用，这是不期望的。
当不同的压力施加到有孔突起1000时，测量有孔突起1000的厚度或总高度。具体地，有孔突起1000的总高度在0psi(高度424μm)、5.6psi(高度279μm)、7psi(高度206μm)和12psi(高度147μm)下测量。在施加压力5.6psi时，高度降低了约34％(相对于0psi时的高度)，在7psi时，高度降低了约52％(相对于0psi时的高度)，并且在12psi时，高度降低了约65％(相对于0psi时的高度)。
图11A和11B示出了膜的有孔突起1100，所述膜根据本发明的实施例用上述成形结构400制造并且可以用作吸收制品100的后片120。图11A示出了有孔突起1100处于完全打开位置，没有压力施加到有孔突起1100。图11B示出了处于完全关闭位置的有孔突起1100，压力从上方施加。图11A中的一对箭头和图11B中的一对箭头指向有孔突起1100的相对侧上大致相同的位置。如图所示，图11B中的一对箭头保持分开，但该对箭头更远侧的有孔突起1100的侧壁彼此接触以关闭有孔突起1100。液面FL处于与图10C中所示相同的水平。值得注意的是，侧壁相交以关闭有孔突起1100的点略高于液面。当使用者站起来时，有孔突起1100能够在液面FL上方重新打开，使得液体不会通过有孔突起1100从吸收制品中被泵出，这是所希望的。
当不同的压力施加到有孔突起1100时，测量有孔突起1100的厚度或总高度。具体地，有孔突起1100的总高度在0psi(高度370μm)、5.6psi(高度300μm)、7psi(高度262μm)和12psi(高度234μm)下测量。在5.6psi施加压力时，高度降低了约19％(相对于0psi时的高度)，在7psi时，高度降低了约29％(相对于0psi时的高度)，并且在12psi时，高度降低了高度降低了约37％(相对于0psi时的高度)。
图12A和12B是与图11A和11B相同的图像，其中增加了处于打开和关闭位置的有孔突起1100的各种尺寸。下面的表I列出了打开和关闭位置的各种尺寸。
表I：打开和关闭的有孔突起1100的尺寸
Figure BDA0003187962650000161
如表I中所列的测量值所示，只有侧壁A之间的宽度和有孔突起1100的高度在压力下发生变化。如图11A-12B所示，上侧壁和下侧壁的较厚部分以及下侧壁的较薄部分基本保持在相同位置，而上侧壁的较薄部分从倾斜的向上位置移动到基本上水平的位置，从而使有孔突起1100关闭。
图13A和13B示出了上述膜900的有孔突起1300，所述膜根据本发明的实施例制成并且可以用作吸收制品100的后片120。图13A示出了在完全打开位置的有孔突起1300，没有压力施加到有孔突起1300。图13B示出了完全关闭位置的有孔突起1300，压力从上方施加。对图13A和13B的有孔突起1300也进行了对图12A和12B的有孔突起1100进行的相同测量，并总结在下表II中。
表II：打开和关闭的有孔突起1300的尺寸
Figure BDA0003187962650000171
如表II所列和图13A和13B所示的测量值所示，对有孔突起1300施加压力导致侧壁A之间的宽度增加而有孔突起1300的高度F减小。较薄的和较厚的下侧壁的长度D、E保持大致相同。
虽然以上关于用成形结构206形成的膜描述了本发明的实施例，但是应当理解，上述膜和非织造幅材的层压或复合材料也在本发明的范围内。这种复合材料可以使用图3中所示和上文所述的设备300来制造。
这里描述的实施例代表了许多可能的实现方式和示例，并不旨在将本公开内容限制为任何特定实施例。相反，如本领域普通技术人员将理解的，可以对这些实施例进行各种修改。任何此类修改都旨在包括在本公开的精神和范围内并受以下权利要求的保护。

Claims (13)

1.一种成形结构，其具有构造成接收聚合物幅材的外表面、内表面、外表面和内表面之间的厚度、以及相对于与外表面相切的平面以锐角延伸穿过厚度的多个开口，所述多个开口中的每个在外表面都具有由具有第一长轴和第一短轴的第一椭圆和具有第二长轴和第二短轴的第二椭圆限定的形状，第一长轴基本上平行于纵向并且与第二短轴重合，第二长轴基本上平行于与纵向正交的横向并且沿纵向偏离第一短轴，其中所述多个开口中的每个在所述内表面处具有与在所述外表面处的形状相同的形状。
2.根据权利要求1所述的成形结构，其中所述锐角介于15°和45°之间。
3.根据权利要求2所述的成形结构，其中所述锐角介于20°和40°之间。
4.根据权利要求1所述的成形结构，其中相邻开口的中心彼此等距间隔。
5.根据权利要求1所述的成形结构，其中所述成形结构的所述厚度包括多个层，每个层相对于相邻层交错以限定以所述锐角延伸穿过所述厚度的所述多个开口。
6.一种用于形成透气、不透液、有孔的成形膜的设备，该设备包括：
根据权利要求1-5中任一项所述的成形结构；和
真空系统，其被配置为在成形结构的内表面产生真空并将聚合物幅材的多个部分拉入所述多个开口中。
7.一种形成透气、不透液、有孔的成形膜的方法，该方法包括：
使聚合物幅材与根据权利要求1-5中任一项所述的成形结构接触；和
向成形结构的内表面施加真空以将聚合物幅材的多个部分拉入所述多个开口中并产生多个有孔突起。
8.一种由根据权利要求7所述的方法形成的透气、不透液、有孔的成形膜。
9.一种由根据权利要求7所述的方法形成的透气、不透液、有孔的成形膜，包括：
第一侧和与第一侧相对的第二侧，
第一侧包括第一接合区域和多个二维孔，所述多个二维孔中的每个具有由具有第一长轴和第一短轴的第一椭圆和具有第二长轴和第二短轴的第二椭圆限定的形状，第一长轴基本上平行于成形膜的纵向并且与第二短轴重合，第二长轴基本上平行于与纵向正交的横向并且沿纵向偏离第一短轴，并且
第二侧包括从与第一接合区域相对的第二接合区域以锐角延伸并与所述多个二维孔对准的多个有孔突起，
其中透气、不透液、有孔的成形膜具有大于25m3/m2/min的透气性和小于10g/m2的液体冲击性。
10.根据权利要求9所述的透气、不透液、有孔的成形膜，其中所述透气性小于100m3/m2/min。
11.根据权利要求10所述的透气、不透液、有孔的成形膜，其中所述透气性小于50m3/m2/min。
12.根据权利要求9所述的透气、不透液、有孔的成形膜，其中当压力施加到所述透气、不透液、有孔的成形膜时，所述多个有孔突起闭合。
13.根据权利要求12所述的透气、不透液、有孔的成形膜，其中当向所述透气、不透液、有孔的成形膜施加12psi的压力时，所述透气、不透液、有孔的成形膜的厚度减小小于50％。
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