CN1346255A - 变速流处理的卫生垫 - Google Patents

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Abstract

一种女用卫生垫,它包括靠近毛细作用织物的覆面层,该毛细作用织物具有高毛细作用和低毛细作用的区域,该毛细作用织物靠近存留层。在一个优选实施例中,起绉纺粘层用作覆面层材料,且共穿孔的吸入/分布层和输送延迟层是毛细作用织物。将这些改进结合成整体的吸收系统,以允许成功的获得不同的流体处理和吸入与覆面层吸收性能之间的成功均衡。结果形成改进的多吸入性能和使用时清洁和干燥的覆面层表面。

Description

变速流处理的卫生垫
本申请要求1999年4月3日申请的美国临时专利申请的优先权。
发明领域
本发明是用于个人护理的吸收制品，特别是女用卫生用品，它可接收液体，分配它并且存留它。
背景技术
个人护理制品包括例如尿布、训练裤、女用卫生用品如卫生巾、短裤衬里和月经棉条、失禁内衣和装置、绷带和类似物。所有这些制品最基本的设计通常包括体侧衬里，外覆面层(也称为阻挡层)和布置在体侧衬里和外覆面层之间的吸收芯。
个人护理产品必须快速接受液体并且存留它们，以便减少液体泄露到产品外侧的可能。产品必须是柔软的并且使皮肤感觉良好，并且即使在液体污损后不会变硬或束缚使用者。不幸地是，尽管前述产品在不同程度上符合了许多这些标准，但许多还没有。
特别是，长时间(也就是整夜)使用的女用卫生用品要接受比常规或较短时间使用的女用卫生用品所需要的更强并且变化更大的流速和流体载荷。因此，在产品的寿命期内，夜用产品必须具有吸收和存留连续和小流量的能力，也要有吸收和存留涌流和突发大流量的能力。业已发现，女用卫生产品中的连续流污渍平均为1ml/hr，但是可能更大，并且不完全连续或恒定，而是速度变化并且甚至在一个周期内可能停止。“涌流”定义为一种突然的大流量情况并且流率可达1ml/sec.在涌出期间，1-5ml的液体从身体排放到产品上。术语“连续流”用来定义除涌流外的任何流。
连续流和涌流情况的结合产生变速流。实质上，“变速流”限定为具有间歇涌流发生的连续流。图1是说明在单个产品的寿命期内，变速流(菱形)和连续流(方形)之间差异的图，其中y轴上是以g/hr为单位的流率值，而x轴是以小时为单位的时间。处理涌流和连续流的该问题被称为变速流处理，并且定义为在产品的寿命期内吸收和存留连续和小流量(1-2ml/hr)的能力，以及吸收和存留多次涌出或突发大流量污渍(1ml/sec同时总体积为1-5ml)的能力。显然，当产品的穿用时间变长时，例如在整夜使用的情况下，变速流处理受到更大的挑战。
许多女用护理覆面层材料具有低的z方向传导性，低表面能量，低空隙体积，并且提供吸收芯和使用者之间的小的分隔，这归因于它们的二维结构。结果，这些覆面层导致缓慢并且不完全的吸入，高再润湿性，和大表面污迹。另外，典型的吸入或捕获层是低密度、高空隙体积结构，该结构对快速流吸入是理想的，但是由于这些结构通常具有低毛细作用，流体不能由覆面层材料充分的解吸，这导致沾污和表面潮湿。增强覆面层解吸的材料通常是高密度、高毛细作用材料，但是由于这些材料具有低空隙体积和低z-方向渗透性，因此，它们固有的延迟了液体吸入。
从整个产品形式的观点看，一直需要进行变速流处理，因此，开发了一个系统，在该系统中部件优化以便使功能结合在一起。在这种系统中，衬里被设计成促进快速吸入并且保持清洁和干燥，有一种吸入/分布材料，该材料具有必要的空隙体积以便快速吸入，还具有充分的覆面层解吸所需的高毛细作用，同时保持用于流体吸入/分布的合适的毛细作用结构和吸收(存留)层，以接受适当速度的液体。
因此，本发明的一个目的是提供女用卫生用品特别是夜间使用卫生用品的整体设计，以便处理包括突然的大流量污渍或涌流在内的大范围变化的流动情况。
发明概要
通过用作衬里或外覆面层的起绉纺粘非织造织物，使用在绒毛存留层上的共穿孔气流成网织物层和纺粘非织造织物输送延迟层的一种改进的吸收芯，可实现本发明的目的。将这些改进结合至成整体的吸收系统可成功获得变速流处理，以及吸入和覆面层吸收特性之间的成功均衡。结果是产生改进的多吸入性能和使用期间的清洁而干燥的覆面层表面。与变速流处理有关的材料技术发展集中在获得合适的材料结构和为实现快速吸入和改进覆面层解吸、覆面层沾污和再润湿特性所需的适当的性能均衡上。通过改进的材料技术和产品结构提供这些功能特性。
附图说明
图1是在单个产品的寿命期内变速流(菱形)和连续流(方形)的曲线图，其中y轴上是以g/hr为单位的流率值，x轴上是以小时为单位的时间；
图2说明了共穿孔材料的三种形态多孔结构；
图3，4和5显示了孔的SEM图象。图3显示出合成物的气流成网侧上的孔；图4显示出合成物的气流成网侧上的孔的闭合；而图5显示出来自合成物的纺粘(输送延迟)侧的孔；
图6是有孔的气流成网材料与无孔气流成网材料的孔尺寸分布的比较；
图7说明了单个孔的细节和经过该材料的流程；
图8是起绉和不起绉纺粘覆面层材料的孔尺寸分布图；
图9显示出SEM图象中起绉纺粘织物覆面层的三维结构；
图10描述了夜用女用卫生用品的产品形式的一个实例；
图11说明了图10的女用卫生用品的理论流体载荷图；
图12显示出使用2.06mm直径销以每平方厘米7.4个销获得的销打孔图案；
图13显示出使用与图12所示直径相同的销以每平方厘米2.5个销获得的销打孔图案；
图14是有孔和无孔的气流成网织物的测得的容量图，其中Y轴上是容量，而X轴上是织物密度(cc/g)；
图15是两个有孔和两个无孔的气流成网织物的以mm计的水平芯吸距离(Y轴)与以分钟计的时间的关系曲线图。
图16是以g/g计(Y轴)的饱和度与以英寸计的水平芯吸距离的关系曲线图。
图17是以g/g(Y轴)计的饱和度与根据扁平系统流体分布试验分开的垫截面的关系曲线图；
图18是以g/g(Y轴)计的饱和度与根据扁平系统流体分布试验分开的垫截面的关系曲线图；
图19，20和21是垫的各个部分上的三个一组的涌流污渍的柱状图表。
定义
“一次性”包括在使用后丢弃并且不打算清洗和再使用。
“层”在单数使用时具有单个元件或若干元件的双层意思。
“液体”指可流动并且呈现其所倾注或放置的容器的内部形状的无微粒物质和/或材料。
“液体连通”指液体能从一层向另一层运动，或者从一层中的一个位置到另一位置运动。
“纵向”指在制品的平面内具有纵轴并且通常平行于垂直平面，该垂直平面在制品被穿用时将站立的穿用者平分成左半身体和右半身体。“横向”轴处在制品的平面，该平面通常垂直于纵轴，即，这样在制品被穿用时垂直平面将站立的穿用者平分成左半身体和右半身体。
“共轭纤维”指由不同的挤压机挤压至少两种聚合物形成纤维后，再纺在一起以形成的一种纤维。共轭纤维有时也指多组分或双组分纤维。尽管共轭纤维可以是单组分纤维，但上述聚合物通常彼此不同。这些聚合物布置成基本上恒定的位于共轭纤维的横截面上的明显不同的区域，并沿着共轭纤维的长度连续延伸。这种共轭纤维的结构可以是，例如，皮/芯结构，其中一种聚合物被另一种聚合物围绕，或者可以是并排布置，馅饼式布置或“海中岛屿”式布置。共轭纤维在授予Kaneko等人的美国专利5,108,820，授予Strack等人的美国专利5,336,552中描述和授予Pike等的美国专利5,382,400中描述。对于双组分的纤维来说，聚合物可以保持75/25，50/50，25/75或任何其它希望的比率。纤维还可具有如授予Hogle等人的美国专利5,277,976及授予Largman等人的美国专利5,069,970和5,057,368中所描述的形状，这些专利的全文在此提供作为参考，这几个专利描述了具有非常规形状的纤维。
“双成分纤维”指由至少两种聚合物经过相同的挤压机挤制成混合物而形成的纤维。双成分纤维并不具有布置在纤维的横截面上较恒定的明显不同的区域的各种聚合物组分，同时各种聚合物通常不是沿着纤维的整个长度连续，而是通常形成了在开始和结束时都无规的细纤维或原细纤维。双成分纤维有时候还称为多成分纤维。该一般类型的纤维在授予Gessner的5108827号美国专利中。双组分和双成分纤维还在John A.Manson和Leslie H.Sperling的课本《Polymer Blendsand composites》中描述，该课本由纽约的Plenum出版公司的分公司Plenum出版社1976年获得版权，出版号为IBSN 0-306-30831-2，在273页至277页。
如这里所使用的，术语“机器方向”或MD意指织物的长度，制造织物的方向。术语“横截机器方向”或CD指织物的宽度，即通常垂直于MD的方向。
如这里使用的，术语“纺粘纤维”指小直径纤维，这种小直径纤维通过使熔融热塑材料经过喷丝头的许多细的通常圆形毛细管挤压成丝，然后使挤压丝的直径快速减径而成形，例如参见授予Appel等人的美国专利4,340563，授予Dorschner等人的美国专利3,692,618，授予Matsuki等的美国专利3,802,817，授予Kinney的美国专利3,338,992和3,341,394，授予Hartman的美国专利3,502,763，和授予Dobo等人的美国专利3,542,615。当纺粘纤维沉积在凝聚面上时，通常它不粘。纺粘纤维通常是连续的，并且具有大于7微米的平均直径(根据至少10个试样)，特别是在约10和35微米之间。该纤维也可具有例如授予Hogle等人的美国专利5,277,976，授予Hills的美国专利5,466,410，和授予Largman等人的美国专利5,069,970和5,057,368中所述的形状，它们描述了具有非常规形状的混合物。
如这里所使用的，术语“熔喷纤维”指这样形成的纤维，即通过将熔化了的热塑材料经过若干细的、通常圆形的、模具毛细管挤塑，从而形成熔化了的细线或长丝，进入汇聚的高速的通常热的气体(例如，空气)流，该气流使熔化了的热塑材料的细丝变细以减少它们的直径，它可以减至微纤维直径。此后，熔喷纤维由高速气流携带，并且沉积在凝聚面上，以形成随机散布的熔喷纤维的幅面料。例如在授予Butin等人的3849241号美国专利中公开了这个方法。熔喷纤维是连续或间断的微纤维，平均直径通常小于10微米，而且当沉积在凝聚面上时通常是粘的。
“气流成网”是形成纤维质非织造层的公知的方法。在气流成网法中，具有约3至约52毫米范围内的典型长度的小纤维束分离并且在气源中携带，然后沉积在成形筛网上，它通常在真空源协助下进行。然后通过使用例如热空气或喷射粘接剂将随机沉积的纤维相互粘在一起。气流成网技术的实例可在4494278，5527171，3375448和4640810号美国专利上找到。
这里所使用的术语“共成形”指一种过程，其中至少一个熔喷模头布置在靠近斜管处，在其它材料成形时该材料经斜管添加到幅面料上。这些其他材料可以是浆粕、超吸收物或其他颗粒、天然聚合物(例如，人造丝或棉纤维)和/或合成聚合物(例如聚丙烯或聚酯)纤维，例如，纤维可具有短纤维长度。共成形方法在共同转让的授予Lau的4818464号和授予Anderson等人的4100324号美国专利中描述。由共成形方法生产的幅面料通常称为共成形材料。
“粘合粗梳幅面料”指由经精梳或粗梳单元输送的合成短纤维制成的幅面料，该单元使合成短纤维张开并且沿机器方向使其对齐，以形成通常机器方向取向的纤维非织造幅面料。该幅面料由一种或多种公知的粘合方法粘合。
可通过许多方法实现非织造幅面料的粘合：粉末粘合，其中粉状粘合剂分布在幅面料上，然后通常通过用热空气加热幅面料和粘合剂活化；花纹粘合，其中使用加热轧光辊或超声粘合设备将纤维粘在一起，尽管如果需要幅面料可在其整个表面上粘合，但通常形成局部粘合花纹；透气粘合法，其中充分加热以便使幅面料的至少一种部件软化的空气经过幅面料引导；使用化学粘合，它采用了例如通过喷洒沉积在幅面料上的乳胶粘合剂；以及通过机械方法，例如针刺法和水汽缠结凝固。
吸入/分配层是一种材料，当该材料的一端放置在月经模拟物的无限大储存器中时，可通过毛细作用每小时芯吸月经流体1.2cm至约15.25cm(0.5至6英寸)的距离。
“共穿孔”指已经打孔的一种材料，以及打孔的过程，其中两种或多种材料被打孔在一起。孔从材料的顶至底，并且基本上相互对齐延伸。通过缠结，物理粘合或化学粘合，共穿孔可将材料暂时或永久连接。最好在环境温度下而不用在升高温度下完成共穿孔。
“个人护理用品”意指尿布、训练裤、吸收内裤、成人失禁用品、泳衣、绷带和其他创伤敷裹物，以及女用卫生用品。
“女用卫生用品”意指卫生巾和卫生垫。
“目标区”指穿用者通常在个人护理用品上排出污渍的区域或位置。
试验方法
材料卡钳测量厚度(厚度)：
材料的卡钳测量厚度是对厚度的测量，并且用Starret型膨松度测试仪在0.05psi(3.5g/cm2)下测量，以毫米为单位。
密度：
材料密度是通过将以每平方米克数(gsm)为单位的每单位面积试样重量除以以毫米(mm)为单位的在0.05psi(3.5g/cm2)下的材料卡钳测量厚度，将结果乘以0.001从而将该值转换为每立方厘米克数(g/cc)计算出来。对三个试样求值并且取平均得到密度值。
三次吸入试验方法：
本试验的目的是确定在施加3个流体污渍时，材料和/或复合材料或复合材料系统之间吸入速率的差异，其时间允许流体分配到污渍间的材料中。
设备需要：
2个丙烯酸测速块体。
具有RC-5000管尖和泡沫吸液管插件的P-5000吸液管。
小烧杯
月经模拟物(由下面所示制造)，在容器中加热30分钟或更长时间
小刮勺(搅拌器)
工作台衬件
2个秒表
1至2个计时器
用于清洁模拟物的纱布方块
过程：根据材料试验计划布置试样复合物。
部件如下：
顶：覆面层
中：毛细作用的织物
底：存留层
称取干燥时每个层的重量，记录重量。将材料放回到3层复合物上。
称取干燥的吸墨纸的重量，记录重量，并且还在吸墨纸上标记重量。
将丙烯酸测速块体放置在试样复合物的中间。
标定吸液管：
在天平上称小空烧杯。
将吸液管设为2毫升。
将模拟物倒入吸液管中：
将模拟物从吸液管输送进烧杯中。
如果天平指出输送的模拟物是2克，那么设置是正确的。
如果输送的模拟物多于或少于2克，那么减少或增加设定，并且重复调整吸液管，并且称取输送的模拟物的重量直到输送2克为止。
模拟物处理：
在水容器使用和加热前，从冰箱30中取出模拟物30分钟至1小时。在切开袋嘴前，在手之间按揉袋几分钟，以便混合模拟物，将该模拟物在袋中分离。切开袋的管并且将所需模拟物倒在小烧杯中。用小刮勺慢慢搅动以便完全混合。如果你还不想全部使用它，就将袋放回冰箱。如果当天需要使用更多，就将袋放回水容器。
试验：
步骤1：在试样上将漏斗放在丙烯酸测速块体中央。用2毫升模拟物污损试样复合物，使用秒表测量从污损的开始直到流体被吸收到覆面层材料下的时间。保持测速块体就位9分钟(使用计时器)。对第一试样，在9分钟后取掉测速块体，并且称取试样每层的重量。记录重量。(第一试样计时3分钟后，开始用相同的步骤进行第二试样试验。)
步骤2：对第一试样，第二次重复步骤1。
步骤3：对第一试样，第三次重复步骤1。
分析：由污损前的重量减去污渍计算出每个部件中的流体载荷重量。污损时间是吸收时间的直接测量。较小的吸入时间值指更能吸收的试样，而较大的吸入时间值指较难吸收的试样。
容量
使用浸泡和滴落容量试验方法测量容量。月经模拟物用作试验流体。试样尺寸改为5.7cm(2.25英寸)直径的圆。记录每个试样的重量。将试样浸入模拟物容器中直到均衡，在这种情况下是9分钟。从容器中取出试样，并且用小夹子将试样垂直挂在10.5cm(12英寸)的高度上挂10分钟。称取试样重量并记录重量。将后面的重量减去前面的重量得到容量。通过以克为单位的容量除以试样的干重得到以克/克为单位的容量。
水平毛细芯吸试验方法：
本试验的目的是确定一种材料在其从无穷大的储存器中吸入流体时的水平芯吸能力。
所需设备：水平芯吸台，如下所述制备的月经模拟物，尺子，计时器。
过程：
将材料切成1英寸(2.54cm)宽和所需长度。
用月经模拟物填充水平芯吸装置内的储存器。
将材料的一端放入模拟物中，并且将剩余材料放在芯吸设备上。
启动计时器。
测量给定时间下芯吸的距离，或者芯吸到给定距离的时间。
扁平系统试验方法
该方法的目的是通过分析此系统各部件的污染长度，饱和容量，和流体载荷，来确定各吸收系统的流体处理特性。所需的设备包括沙漏形丙烯酸板(在中心具有一个0.25英寸的孔)，该板重量约为330克，注射器，八分之一英寸内径的聚乙烯管，吸液管泵，月经模拟物，和试验室天平(精度至0.00克)。
将待测试的试样切割成所需形状(通常是1.5英寸乘5.5英寸的流体吸入/分布层或毛细作用织物，1.75英寸乘5.5英寸的传输延迟层，和200毫米长的沙漏形存留层)。将5.5英寸层标记成1.1英寸部段，当它们位于衬垫层的中心时，衬垫层标记区分成对应于5.5英寸层上的标记的部段。对每个组分称重，并记录该重量。将各部件组成所需的部件系统，并保持标记部段对齐，将一端标记为顶部。将月经模拟物灌装到注射器中，同时将聚乙烯管接附于该注射器上。将注射器置于吸液管泵内，该吸液管泵受程序控制以输送给定量的模拟物，通常用30cc注射器按一个小时分配特定量的(通常10毫升)模拟物。将上述管的开口端置于烧杯内，通过使泵启动直到所有空气从管中排出而将管灌满，然后模拟物在污损端从此管排出。将此待测的部件系统放置在吸液管泵附近，在此系统中心的顶部放置一个两英寸乘六英寸的25gsm、10gBCW的部件，再于此系统顶部的中心放置丙烯酸板。将一个管的自由端插入丙烯酸板内的孔中，并启动吸液管泵以便开始污损。在污损周期结束时，取下此管和丙烯酸板。仔细地撇下BCW(不移动底层)并废弃它。然后，对每层独立称重，并记录重量。然后，在标记为顶部的这一端开始，载切并称重每个标记部段。测量并记录每层的污迹长度，将该数据输入电子数据表以便绘图和分析。通过一种材料内吸收的流体的量除以该材料的干重来计算流体负载(g/g)。通过流体负载除以污迹长度来计算流体饱和度。
需求吸收性芯吸能力：
本试验的目的是通过对系统部件的污迹长度、饱和量和流体载荷分析，确定各种吸收系统的流体处理特性。
所需设备：沙漏形丙烯酸板(在中心有0.25英寸(6.35mm)的孔)，该板重量约330克；注射器；1/8英寸(3.175mm)内径(ID)的管(例如Tygon)；吸液管泵；如下所述制备的月经模拟物；实验室天平(精度0.00g)。
过程：
1.将部件切成所需形状：吸入/分布层是1.5英寸(3.8cm)乘6.0英寸(15.2cm)，纺粘非织造织物输送延迟和周边层是3.0英寸(7.6cm)乘6.0英寸。
2.将6.0英寸层标记成1.2英寸(3cm)的区域。如果周边层是卵形，当其在周边层中心上时，则标记成与吸入/分布条上的标记相对应的区域。
3.称取每个部件的重量并且记录重量。
4.将各个部件装配到所需吸收系统中，同时保持标记区域对齐。将一端标为顶部。
5.注射器装满月经模拟物，并将管连接到注射器。
6.注射器放置在注射泵内。
7.将注射器的尺寸编程控制到注射泵中。
8.编程控制泵(目前使用30cc注射器以10ml每小时的速率分配)。
9.在管的开口端放置在烧杯中的同时，通过驱动泵直到所有的空气排出管，从而灌满管，并且模拟物在污损端离开管。
10.被测的部件系统靠近注射泵放置，并且将25gsm，10旦尼尔的粘合梳理过的幅面料材料的2英寸(5.1cm)乘6英寸(近似)的片放置在吸收系统的顶层上，以防在丙烯酸板上芯吸，并且将丙烯酸板在该系统顶部上居中放置。
11.将一个管的自由端插入丙烯酸板的孔中。对待测的其余系统重复。
试验：
1.启动吸液管泵以开始污损。
2.以10毫升每小时的速率添加3毫升的月经模拟物。
3.在3毫升的模拟物已经污损到产品中后，增加丙烯酸板的重量以获得0.08psi的压力。
4.继续用另外5毫升模拟物进行污损，这样总污损达8毫升。
5.在污损期间结束后，移走管和丙烯酸板。小心地移走粘合梳理过的幅面料但不移动下置层和丢弃它。
6.为部件系统和这些层照相，并且打印它们。
7.单独对每层称重，并记录该重量。
8.在标为顶部的那一端开始，切开第一作标记的部段并且称重。对其余部段和层重复该步骤。
9.测量每层的污迹长度并作记录。
10.将该数据输入电子数据表以便绘图和分析。
月经模拟物的制备：
为了制备流体，血，这里用的是脱纤维蛋白猪血，在3000rpm下经30分钟的离心分离，当然也可采用其它有效的方法或速度和时间。血浆分离并单独存储，除掉并丢弃血沉棕黄层，同时单独存储压缩的红血球。
蛋，这里用的是特大鸡蛋，将蛋分离并剔除蛋黄和蛋黄系带但留下蛋清。通过使蛋清通过一个1000微米的尼龙筛来过滤约三分钟，而将蛋清分成较稠部分和较稀的部分，将较稀部分去掉。注意也可使用另外的筛孔尺寸，而且在粘度至少是所需要的程度时，所需的时间或方法也可变化。留在筛上的蛋清的稠部分经收集并抽入60cc注射器内，然后该注射器放在可编程控制注射泵上，通过对其内含物进行五次排出和重填以便均质化。在这种情况下，此均化量由约100毫升/分的注射泵泵送速率和约0.12英寸的管内径控制。在均质化后，稠的蛋清具有在150sec-1时至少约20厘泊的粘度，然后放在离心机内，并在约3000rpm下旋转约10分钟，以去掉漂浮物和气泡，在此可使用任何有效的方法来去掉漂浮物和泡沫。
在离心处理后，将包含卵粘液素的稠的已均质化的蛋清利用注射器填加到300cc的Fenwal输送包装中。然后将60cc猪血浆填加到此输送包装中，夹紧该输送包装，去掉所有气泡，并放在Stomacher试验室用混合器中，在此它以标准(或中等)速度混合约2分钟。然后从此混合器中去掉输送包装，加入60cc猪红血球，用手揉捏约两分钟来混合此内容物，或者直到内容物看起来均质。对于根据该实例制得的人工月经来说，最终的混合物的血细胞容量计显示红血球重量百分比含量约为30％，通常应至少在28-32％的范围内。蛋清量的重量百分比约为40％。
制备人工月经所使用的组分和设备很容易获得。下面列出用于该实例中的项目的货源，只要它们能基本上等效，当然可使用其它货源。
血(猪)：Cocalico Biologicals，Inc.，449 Stevens Rd.，Reamstown，宾夕法尼亚州17567，(717)336-1990。
Fenwal输送包装容器，300毫升，带有联接器，试样4R2014：Baxter Healthcare Corporation，Fenwal Division，Deerfield，伊利诺斯州60015。
型号为55-4143的Harvard设备可编程控制注射泵：Harvard设备，South Natick，Massachusetts 01760。
型号为BA7021，序号为31968的Stomacher 400试验室混合机：Seward Medical，London，England，United Kingdom。
型号为CMN-1000-B的1000微米筛：Small Parts，Inc.，邮箱4650，Miami Lakes，佛罗里达州，33014-0650，1-800-220-4242。
测量血球的Hemata Stat-II设备，序号为1194Z03127：分离技术公司，1096 Rainer Drive，Altamont Springs，佛罗里达州，32714。
测速块体吸入试验
本试验用于确定已知量的流体吸入材料和/或材料系统内的时间。试验设备包括如图1所示的测速块体10。冲切一个4英寸×4英寸片的吸收物14和覆面层13。特定的覆面层在特定的实例中描述。用于这种研究的吸收物是标准的并且由250g/m2的气流成网构成，该气流成网由90％的Coosa 0054和10％的HC T-255混合物制成。该系统的总密度是0.10g/cc。覆面层13放置在吸收物14上，并且测速块体10放在两个材料的顶部。2毫升的月经模拟物输送到试验设备的漏斗11中，并开始计时。将流体从漏斗11移向管道12，该流体从该管道输送到材料或材料系统中。当从试验设备的腔内观察到所有的流体吸收到材料或材料系统中时停止计时。对给定的材料或材料系统记录已知量的已知流体的吸入时间。该值是材料或材料系统吸收能力的测量。通常，完成5至10次重复，并且确定平均的吸入时间。
再润湿试验
本试验用于确定在施加负载时返回到表面的流体量。返回到表面上的流体量被称为“再润湿”值。返回到表面上的流体越多，“再润湿”值越大。较小的再润湿值与较干燥的材料乃至较干燥的产品相关。在考虑再润湿时，三个性能是重要的：(1)吸入性，如果材料/系统不具有良好的吸入性，那么流体可能再润湿；(2)吸收物存留流体的能力(吸收物存留流体越多，用于再润湿的流体越少)；和(3)回流，覆面层禁止流体返回到整个覆面层上的流体越多，再润湿越少。在此种情况下，我们评估吸收物保持恒定的覆面层系统，这样我们仅关心性能(1)和(3)，分别是吸入性和回流。
冲切一个4英寸×4英寸片的吸收物和覆面层。用于这些研究的吸收物是标准的并且由250g/m2的气流成网构成，该气流成网由90％的Coosa 0054和10％的HCT-255混合物制成。该系统的总密度是0.10g/cc。放置在吸收物和测速块体上的覆面层放在两个材料的顶部。在本试验中，用2毫升的月经模拟物在测速块体设备中污损，并且允许吸收到覆面层材料的一个4英寸×4英寸的试样中，该覆面层材料放在4英寸×4英寸的吸收片的顶部。流体允许与系统相互作用1分钟，并且测速块体停留在材料顶部。材料系统覆面层和吸收物放在装满流体的袋上。称取一片吸墨纸的重量，并且将它放置在材料系统的顶部。垂直往复移动袋直到它接触其上的丙烯酸板，这样首先使整个材料系统压住板吸墨纸侧。系统压住丙烯酸板直到施加的总压力为1psi。保持该压力3分钟，其后取消该压力并称取吸墨纸的重量。吸墨纸存留从覆面层/吸收系统输送到该吸墨纸的任何流体。原始吸墨纸和试验后的吸墨纸之间的重量差被称为“再润湿”值。通常，重复本试验5至10次，并且确定平均再润湿。
吸入/污染试验
开展吸入/污染试验，该试验能够用流体流率和压力来观察部件中的污迹尺寸、强度和所存留的流体。冲切一个4英寸×4英寸片的吸收物和覆面层。用于这些试验的吸收物是标准的并且由250g/m2的气流成网构成，该气流成网由90％的Coosa 0054和10％的HC T-255混合物制成。该系统的总密度是0.10g/cc。4英寸×4英寸的材料系统、覆面层和芯放置在丙烯酸板下，同时在中心打一个1/8英寸直径的孔。用配件将一件1/8英寸的管与孔连接。用注射泵以特定速率将特定体积的月经模拟物送到试样。对泵程序控制，以便给试样输送总体积为1毫升的模拟物，其中试样处在0psi、0.0078psi和0.078psi的压力下。用放置在丙烯酸板的顶上并均匀分布的重物施加这些压力。对泵的流率编程控制以便在1ml/sec的速度下输送流体。手工测量覆面层材料的污迹尺寸，并且用在流体吸收前和吸收后的重量来测量系统的每个部件的流体量。比较试样，定性估计污迹强度。使用数字摄象机记录污迹信息，并进一步用通过图象分析加以分析。
渗透性
渗透性是通过测量材料对液体流动的阻力来获得。公知粘度的液体被迫以恒定流动速率和流动阻力穿过给定厚度的材料，监控测得的压降。Darcy法则用来如下确定渗透性：
渗透性＝[流动速率×厚度×粘度/压降]    公式(1)
其中单位是：
渗透性：    平方厘米或达西    1达西＝9.87×109平方厘米
流动速率：  厘米/秒
粘度：     帕斯卡-秒
压降：     帕斯卡
该设备由一种结构构成，其中在一个汽缸内的活塞推动液体穿过待测的试样。试样夹在两个铝缸之间，此缸垂直定向。两个缸具有3.5英寸的外径，2.5英寸的内径和约6英寸的长度。3英寸直径幅面料试样通过其外边缘固定就位，因此完全包含在该设备内。缸底具有一个活塞，该活塞能够在缸内以恒定速率垂直移动，并与压力转换器连接，该压力转换器能够监控由活塞支承的液体柱承受的压力。将转换器定位以便与活塞移动，因此直到液体柱与试样接触并由其推动也没有测量到的附加压力。在该点，测量的附加压力是由材料阻挡液体流经其的阻力引起。
活塞通过一个滑动组件移动，该滑动组件由步进马达驱动。通过使活塞以恒定速率移动直到推动液体穿过试样，试验开始。然后活塞停止，记录基线压力。这可校正试样浮力效果。然后，运动重新开始一段足以测量新压力的时间。两个压力之间的压差是由于材料阻止液体流动产生的压力，且是在公式(1)中使用的压降。活塞的速度是流动速率。可使用任何粘度公知的液体，尽管使材料湿润的液体最佳，因为这确保实现饱和流。利用20厘米/分的活塞速度，粘度为6厘泊的矿物油(由加里福尼亚，洛杉矶的Penreco制造的Peneteck Technical矿物油)，可实现在此公开的测量。
作为替换，渗透性可由下列公式计算：
渗透性＝0.051*R*(1-孔隙率)*(孔隙率/(1-孔隙率))2.75公式(2)
其中R＝纤维半径，和
孔隙率＝1-(幅面料密度/纤维密度)    公式(3)
参考公式(2)可在《复合材料杂志》，28(7)，1994中由J.Westhuizen和J.P.Du Plessis撰写的文章“Quantification of Unidirectional”中可发现。注意到该公式表示如果纤维半径、幅面料密度和纤维密度是公知的，则可确定渗透性。
传导率按每单位厚度的渗透性计算，并给出特定结构的开口的量度，以及材料通过液体的相对容易的指示。其单位是达西/密耳。
本发明的详细描述
在广泛的实施例中，本发明是女用卫生垫，它包括靠近毛细作用织物的一个快速吸入覆面层，该毛细作用织物具有毛细作用变化的区域，该织物允许流体在特定区域通过，并且靠近吸收芯存留层。可通过多种方法，包括气流成网法、纺粘法、熔喷法、梳理法、共成形法和发泡法，制造用于本发明的织物，最好对吸入/分布层使用气流成网法，对输送延迟层使用纺粘法。可用合成聚合物和天然纤维制造各个层。出于成本考虑最好是聚烯烃类的聚乙烯和聚丙烯。
覆面层将污渍快速抽吸到产品中很重要。许多材料提供这种吸入性能。这些材料包括针穿孔膜，真空穿孔膜，穿孔非织造和共穿孔膜/非织造层压件，共轭纤维纺粘织物，起绉纺粘织物，气流成网织物，粘合梳理幅面料，纺成网眼(spunlace)织物等。许多原本不合适的织物类型可通过使用局部化学处理和机械加工而成为可接受的。在所有的流体条件合适的情况下，任何材料，当它与吸收芯复合时，可快速吸入、低污染、低再润湿并且低流体存留。
毛细作用织物是一个吸入/分布层，该层可由各种纤维和纤维的混合物制成，这些纤维包括合成纤维，包括机械或化学软化的浆粕的天然纤维，人造短纤维，碎片，熔喷和纺粘纤维，超吸收物或类似物。这种幅面料中的纤维可由同样或不同直径的纤维制成，并且可具有不同形状例如五叶形、三叶形、椭圆形、圆形等。吸入/分布层可由多种方法制成，这些方法包括气流成网，水缠结，粘合和梳理，以及共成形，当然气流成网是最佳选择。
输送延迟层可由具有不同形状和尺寸的许多纤维制成。可根据若干方法，例如纺粘、梳理、熔喷和膜成形，来制造输送延迟层，当然纺粘是最佳选择。
存留层材料可由吸收液体领域所公知的材料或物质制成，也可由为此目的改进的任何其它材料制成。其实例包括快和慢超吸收物，浆粕和其混合物。超吸收物和浆粕的混合物用做存留材料，它们的重量比可在约100/0和0/100之间，更特别是在约80/20和20/80之间。
合成纤维包括由聚酰胺、聚酯、人造丝、聚烯烃、丙烯腈、超吸收物、Lyocel再生纤维素和本领域的熟练技术人员所公知的任何其它合适的合成纤维。合成纤维还可包括产品老化的kosmotrope。
许多聚烯烃可作为纤维产品，例如聚乙烯如Dow Chemical的ASPUN6811A线性低密度聚乙烯，2553 LLDPE和25355和12350高密度聚乙烯都是这种合适的聚合物。聚乙烯具有分别约26，40，25和12的熔体流动速率。纤维形成的聚丙烯包括Exxon Chemical Company的EscorenePD 3445聚丙烯和Montell Chemical Co.的PF-304。任何其它聚烯烃都可从市场上购得。
天然纤维包括羊毛、棉、亚麻、大麻和木浆粕。浆粕包括标准的软木绒毛等级例如来自阿拉巴马州的Coosa的Coosa Mills的CR-1654，高松密度添充剂甲醛游离浆(HBAFF)，它可由华盛顿州的Tacoma的Weyerhaeuser corporation购得，并且它是具有增强湿模量的交联的南方软木浆粕纤维，和化学交联浆粕纤维，例如Weyerhaeuser NHB-416。HBAFF在卷曲和缠绕调节时进行化学处理，另外还给予纤维添加了的干燥和湿润硬挺度以及弹性。另一种合适的浆粕是Buckeye HP2浆粕，并且还有一种是来自International Paper Corporation的IP超软性物。合适的人造丝纤维是来自阿拉巴马州的Axis的CourtauldsFibers Incorporated的1.5旦尼尔的Merge 18453纤维。
可获得多种形式的各种超吸收物。商场上可购买的实例包括来自Greensboro的Stockhausen Company的FAVOR870超吸收球体，NC27406，它是高度交联的表面超吸收物，XL AFA 94-21-5和XL AFA-126-15，它们是来自MI，Midland的Dow Chemical Company的850至1400微米的聚合的聚丙烯酸酯颗粒的悬浮液，和由Salisbury，NC28145-0004，邮箱4的KoSA Inc.供应的SANWETIM 1500超吸收细粒。
在纺粘或气流成网层中还包括粘合剂，以便提供幅面料的机械完整性。粘合剂包括纤维，液体或可热激活的其它粘合方法。所内含的优选的纤维是具有较低熔点的那些纤维如聚烯烃纤维。低熔点聚合物提供了在施加热时交叉点上的纤维处将织物粘到一起的能力。另外，纤维在其至少一个部件是较低熔点的聚合物例如共轭和双组分纤维时适合本发明的实践。具有较低熔点聚合物的纤维通常称为“可熔纤维”。“低熔点聚合物”是指具有小于约175℃的玻璃转变温度的那些聚合物。典型的粘合剂纤维包括聚烯烃和/或聚酰胺的共轭纤维，和液体粘合剂。两种这种合适的粘合剂是皮芯共轭纤维，它可从KoSA Inc.以名称为T-255和T-256购得，尽管对本领域的普通技术人员所公知并且由许多厂家，如德国威明顿的Chisso and Fibervisions LLC，生产的许多合适的粘合剂纤维。合适的液体粘合剂是从Fibervisions LLC获得的Kymene557LX粘合剂。
一旦产生，幅面料必须足够稳定和固化，以便保持其形状。包含充分量的可熔纤维和随后的热粘合是获得足够稳定性的最好方法。相信本方法允许在厚材料的中心和在表面上足够粘合。
夜用女用卫生制品的制品形式的一个实例如图10所示；它具有一个吸收系统，该系统由起绉纺粘织物覆面层10，其穿孔的气流成网吸入/分布层11和一个纺粘织物输送延迟层12，一个绒毛存留层13和一个造形的绒毛周边层14组成。
一个特定实例是13.6gsm(0.4osy)纺粘覆面层，起绉的占20.3gsm(0.6osy)基重的30％，并且用重量百分比0.3％的AHCOVELBaseN-62表面活性剂处理和毛细作用织物处理，该毛细作用织物由包含重量百分比为90％的Weyerhaeuser NF-405和重量百分比为10％的KoSaT-255的共穿孔175gsm、0.12g/cc的纤维气流成网织物，和由聚丙烯制成的27gsm(0.8osy)纺粘输送延迟层制成。包括由WeyerhaeuserNF-405的500gsm，0.06-0.09g/cc绒毛制成的存留层。还包括由Weyerhaeuser NF-405的600gsm，0.06-0.09g/cc绒毛制成的第二存留层。
在连续的流体条件下，流体经过可湿润且可高度渗透的起绉纺粘覆面层快速吸收到气流成网吸入/分布层。纺粘织物输送延迟层，该层与气流成网吸入/分布层是共穿孔的，防止过早的流体输送到下置存留层并且迫使流体沿在制品的长度方向分布。
发明人(＞80％)相信，初始的污损被气流成网吸入/分布层吸收并且存留在气流成网吸入/分布层中，直到获得30-40％的饱和度(近似3-4克流体)。在气流成网吸入/分布层中的饱和点处，流体开始从吸入/分布层经过输送延迟层输送到下置绒毛存留层。在输送延迟层下居中的绒毛存留层吸收流体，当制品被污损时该流体经过输送延迟层。输送延迟层控制了经过吸收物至其下的流体量并且便于吸入/分布。当气流成网吸入/分布层中的流体量增加时，经过输送延迟层输送到下置绒毛的流体量增加。在流体饱和度基础上通过输送流体，输送延迟防止在气流成网吸入/分布层中发生高流体饱和度。该作用允许气流成网吸入/分布层为附加污渍保持空隙体积。使用时在污渍之间，气流成网吸入/分布层回到30-40％流体饱和的均衡水平。
尽管对本发明的成功而言各个层的形状并非重要，应注意气流成网吸入/分布和绒毛存留层也可采用一种减少尺寸的矩形条几何形状，这防止了流体芯吸到衬边缘。在某种程度上特定材料几何形状有助于吸入/分布和输送延迟技术的组合，从而迫使流体在x，y和z方向上存留在制品的中心。还可得到不均匀的(例如，沙漏形)周边层，以便使中间以下的流体保持高的产品流体载荷(比5g多)，但主要用作制品成形部件。应该注意，存留层的形状可与周边层相同或不同，并且都可以是矩形、沙漏形、跑道形或其他形状。另外，可在存留层和/或周边层上轧花以增强层的整体性。
本女用卫生制品的理论流体载荷曲线图如图11所示。图11是在Y轴上以克为单位的部件流体内容物(或载荷)和在X轴上以克为单位的总产品载荷的图。气流成网吸入/分布由图中的菱形表示，存留层由方形表示，周边层由三角形表示。在低载荷(0-3ml)下，流体大部分流进气流成网吸入/分布层中。当流体载荷增加(3-5ml)时，流体开始经输送延迟层输送到存留层，并且少量进入周边层。此时，来自附加污损的非常少的流体存留在气流成网吸入/分布层。通过将流体输送到存留层，气流成网吸入/分布层的空隙容积连续再生，所以可容纳随后的污渍。在较高载荷(＞5ml)情况下，存留层因其高空隙容积存留了大部分流体。由于局部饱和，周边层具有存留任何剩余流体的容量，该流体经过存留层。周边层还提供了对目标区的污渍外侧的进一步覆盖。
在涌流情况(＞1ml/sec和1-5ml/污渍)下，女用卫生制品与上述理论填充图相似，但还说明了几个附加的功能特征。当涌流发生时，它被吸收到可高度渗透的起绉覆面层的空隙容积中，并且吸入到气流成网吸入/分布层中。在涌流情况下，气流成网吸入/分布层中的孔提供内部空隙容积和增加了的渗透性，这有助于流体的吸入和储存。通过提供流体的最接近的内部储存器直到它被吸收到周围的气流成网结构中，孔有助于流体的储存。该功能是决定性的，因为涌流污损发生得如此快以致在气流成网织物的无孔部分中发生了瞬间的局部饱和。在涌流污损期间，孔还提供了到下置绒毛存留层的直接路径，以致流体可立刻输送到绒毛层，并且空隙容积可在气流成网中快速再生。通过再生空隙容积，可为未来的污损获得气流成网层。
刚好在涌流被吸收后，共穿孔的吸入/分布/输送延迟系统的吸入/分布和输送特征呈现。流体分布在气流成网吸入/分布层中，并且经过输送延迟层输送直到在气流成网吸入/分布层中获得30-40％流体饱和度的均衡水平。该均衡过程再次有助于吸入/分布层中的空隙容积再生，这样它能得到附加的污损。合适的吸入/分布层可水平芯吸月经至约1.2cm到约15.25cm的距离。
覆面层材料性能：
覆面层将污渍快速抽吸到制品中是重要的。许多材料提供这种吸入性能。这些包括针穿孔膜，真空穿孔膜，穿孔非织造和共穿孔膜/非织造层压件，共轭纤维纺粘织物，起绉纺粘织物，气流成网织物，粘合梳理幅面料，纺成网状织物等。许多初始不合适的织物类型可通过利用典型的化学处理和机械加工成为可接受的。任何材料，当它与吸收芯结合时，在所有的流体条件合适时均能快速吸入，低污染，低再润湿和低流体存留。
起绉纺粘非织造织物最好用做女用护理制品覆面层材料，因为它带来了在涌流处理吸收芯的设计中起杠杆作用的益处。这些益处是在起绉期间发生的基本性能改变的结果。为了表征标准纺粘织物和起绉纺粘织物之间存在的结构差异，并且辨别涌流处理时使纺粘织物起绉的影响，将两个试样相比较。一个试样是3.5dpf，20.3gsm(0.6osy)聚丙烯纺粘物，而另一试样是3.5dpf，13.6gsm(0.4osy)聚丙烯纺粘物，该聚丙烯纺粘物起绉至30％以获得有效的20.3gsm基重。用0.3重量百分比AHCOVEL表面活性剂处理两种材料。通过将基本材料与起绉材料的孔径大小分布比较，可最佳表征结构差异。图8是这两个试样的孔径大小分布图。在图8中，Y轴是以cc/g为单位的孔隙容积，而X轴是以微米为单位的孔半径。起绉纺粘织物用线表示，它在首先在左侧达到顶峰。
标准纺粘织物的顶点孔径大小是80微米，而起绉的纺粘织物顶点孔径大小是170微米。通过起绉增加顶点孔径大小，因为，人们相信，使初始的粘合变形并且形成z方向的孔，以此创建三维孔结构。整个厚度的增加导致全部空隙容积的增加，和对较大孔径大小的相应替换。为比较，标准的纺粘织物的孔结构因其相对扁平的表面结构因而是二维的。起绉纺粘织物的增加了的渗透性和较大孔径大小允许流体更容易进入产品。另外，大孔更适合处理各种类型与大量和/或涌流相关的月经流体。
孔径大小分布的宽度也随起绉增加。图8中每个曲线下的区域代表材料的空隙容积的测量。如同曲线所说明的，与标准纺粘织物相比，起绉纺粘织物的空隙容积更大。全部空隙容积的增加便于流体吸入，并且允许产品容纳各种流体类型而不会出现间题。图9显示出在一英寸放大至等于2mm的情况下，SEM图象中起绉纺粘织物覆面层的三维结构。
在表1中概述了标准和起绉纺粘织物之间的额外结构差异。从表1中可见，起绉纺粘织物的厚度是不起绉纺粘织物厚度的2.5倍。厚度形成了产品和女用身体之间的阻挡层，并且通过降低通常由再润湿导致的潮湿，促使皮肤干燥。其次，起绉纺粘织物的渗透性明显大于标准纺粘织物的渗透性。相信渗透性的这种增加是由于两个因素：通过起绉产生的纺粘织物密度的降低，和纤维在织物的平面外的局部定向。这两个因素都减少了纤维表面与试验介质接触的量，因此提供较低的抗流动性，再次方便快速吸入。
表1  纺粘织物和起绉的纺粘织物的结构性能的比较
    纺粘(20.3gsm，3.5dpf)     起绉纺粘(20.3gsm，3.5dpf)
厚度(mm)     0.254     0.66
渗透性(达西)     511     3953
织物的结构性能中的差异对这些织物表现的功能特性有深远影响，这如下所示。表2显示与标准的不起绉纺粘织物相比，起绉的纺粘覆面层织物如何显著提高几个功能特性。在用标准气流成网的吸收芯做试验时，结果仅表示起绉覆面层作出的贡献。
表2  纺粘织物和起绉的纺粘织物的功能特性的比较
    平均吸入时间(秒)   平均再润湿(克)     平均污迹大小(平方毫米)   平均流体存留(克)
纺    粘(20.3gsm，3.5dpf)     32     0.45     751     0.043
起绉纺粘(20.3gsm，3.5dpf)     17     0.07     619     0.015
由于渗透性和由起绉引起的空隙容积的增加，吸入时间分成两半。起绉纺粘织物覆面层导致再润湿，这是标准纺粘织物覆面层发生的再润湿的16％。由于起绉纺粘织物覆面层的渗透性，孔径大小和厚度的增加会产生这种减少。渗透性的增加促使流体输送到吸收芯，并且大的平均孔径大小确保流体不紧紧存留在覆面层的内纤维间隙中，这样容易被吸收芯吸收。这减少了覆面层中的流体存留，从而减少了再润湿，和通过减少流体接触或紧靠覆面层的顶表面的数量导致的污染。结构的增加的顶层提供了与吸收芯的分离，并因此提供对流体回流的阻挡层。由于材料厚度发生的屏蔽，还产生污迹强度的一定减少。
较快吸入和减少的再润湿、存留和污迹大小的功能改善制使起绉的纺粘覆面层成为用于涌流处理吸收系统中的一个理想选择。起绉的纺粘覆面层应为轻重量，最好在约10和30gsm之间，更好在约15和25gsm之间，同时有约20％和50％，更好在约25％和40％之间的起绉。
共穿孔吸入/分布层/输送延迟
吸入/分布层和输送延迟层是使用机械针穿孔共穿孔，还可通过以现场成孔的方式冲切或使材料成形以提供通孔。其目的是制造一种材料，该材料具有高和低毛细作用区域，以产生“毛细作用织物”，该织物择优的允许流体在某些区域内移动而限制禁止在其它区域内移动。根据本发明的个人护理吸收制品的流体输送延迟层设计成通过延迟流体从吸入/分布层向存留层的输送，以便在x-y平面上增强分布。尽管穿孔的非织造织物或轧花的非织造织物也能运转良好，但是，通过气流成网织物和纺粘织物的共穿孔产生的毛细作用织物是其优选形式。吸入/分布和输送延迟层的共穿孔提供了对涌流污损处理的独特特性。用三-形态孔结构产生一种独特的材料，该材料包含1)在大部分气流成网中的孔，在气流成网材料的情况下这是初始结构的特征，2)通过针穿孔法限定的大孔隙空间，和3)围绕孔周边的小界面孔。孔的一般特征在于开口结构，当从复合物的气流成网侧观察时该开口结构渐变为圆锥形结构。由于密度增大和由穿孔方法导致的纤维的重新定位，界面孔比周边孔小。
通过防止吸入/分布层和下置存留层间的亲密接触，输送延迟层提供这两层之间的渗透性和可湿性梯度。输送延迟层应具有相对低的渗透性和可湿性，这样它将促使在连续的流体条件下在吸入/分布层中的横向流体分布，并且控制Z方向上的流体运动。可通过本领域的技术人员公知的典型化学处理改变输送延迟层的可湿性，以便影响材料的疏水性。改变可湿性的一些合适化学品是市场上出售的商标名AHCOVEL，Glucopon，Pluronics，Triton和Masil SF-19。输送延迟促使在吸入/分布层中累积流体在吸入/分布层中横向(X-Y)分布，然后在发生高压或高饱和度的时候允许流体输送到存留层。发明者相信，在连续的流体条件下流体非优选地运动到孔中。该受控的输送机构导致存留层中的细长污迹图案，并且防止污损区的过度饱和，并且提供给穿用者指出产品生命剩余期限的可见信号。
在涌流条件下，输送延迟层中的孔允许流体立刻输送到下置存留层。
图2说明了共穿孔材料的三形态孔结构。在图2中，说明了孔的三种类型。大孔1位于织物被穿孔的点。较小的孔2存在于初始的气流成网织物4中。由于在打孔过程中织物的密度增加和纤维的重新定位，在围绕织物被穿孔的点的区域发现还有另一类孔3。
图3，4和5显示出孔的SEM图象。图3显示出在一英寸(2.54cm)放大至等于1mm情况下，复合物的气流成网侧上的孔。图4显示出在一英寸放大至等于200微米的情况下，复合物的气流成网侧上靠近孔的区域，而图5显示出在一英寸放大至等于2mm的情况下，复合物的纺粘侧的孔。
图6将穿孔的气流成网材料与无孔气流成网材料的孔径大小分布进行比较。在图6中，用大黑方块表示无孔气流成网材料，用较浅颜色的菱形表示穿孔的(针眼密度约2.5个针/cm2)气流成网材料。Y轴上是孔隙容积(cc/g)，而X轴上是孔半径(微米)。该图表示有孔材料向着较小孔有轻微扭曲。这是由于围绕孔的材料的密度略微增加引起的。由穿孔产生的大孔由于其尺寸太大而未表示在图中。但是，它们提供了材料的额外空隙容积。
图7说明了与吸收复合物的功能有关的单独的孔的细节。在图7中，一个污渍(用箭头指出)在覆面层1产生。污渍经覆面层1流到本发明的共穿孔层压件，该污渍或者在孔3处经过吸入/分布层2或者经过层2本身。许多污渍最终经过吸入/分布层2和输送延迟层6进入吸收存留芯4。
共穿孔系统的功能可分为五个区域部分：覆面层解吸，增加表面积，孔空隙容积，接近绒毛和芯吸毛细作用。下面将分别讨论这些功能中的每一个的优点。
1.覆面层解吸
吸入/分布层材料的无孔区在污损后保持了高度的毛细作用，并且非常适合使衬里解吸。优选的气流成网材料的小孔提供了解吸覆面层的大孔的必要的毛细作用，因此将大部分流体从制品表面移走。改进的覆面层解吸导致低沾污和覆面层污染程度。
2.增加的表面积
吸入/分布层材料的穿孔区提供了增加的表面积以吸收流体。在涌流污损期间，接触孔的流体在x，y和z方向上经孔壁被吸收，而不是仅限于经顶表面在z方向上被吸收。因此，由孔壁提供的增加了的表面积增强了气流成网吸收层的吸入特性。另外，这些孔增加了吸入/分布层的整个渗透性。
3.孔空隙容积
由孔产生的开口区和空隙容积允许流体在吸收到吸入/分布层材料本身前在制品内部累积。在吸入/分布层局部饱和禁止流体迅速吸入时，这防止了在垫表面上积蓄并便于吸入。
4.通向存留层
吸入/分布层材料中的孔提供通向穿孔区中的绒毛的直接流体通路。在涌流条件下，流体直接经过孔并且进入存留层。在这些条件下通过提供立即接近存留容量，保持了吸入/分布层的空隙容积，并且多次污损的吸入时间减少。
5.芯吸毛细作用
当吸入/分布层材料是优选的气流成网织物时，其稳定性和高程度的湿润完整性不许孔在制品被污损时陷缩到明显的程度。稳定的孔结构允许毛细芯吸以便将流体横向输送出污损区域，并且进入制品的其它区域。气流成网材料的无孔区域维持了这种作用，并且毛细芯吸防止在污损区域中发生高饱和。与材料的稳定性相结合的毛细芯吸允许空隙容积在污损后再生，这样就可接受另外的污渍。
做试验以便测试本发明的优选形式。用三个不同基重的气流成网织物进行评估：100，175和250gsm。在三个穿孔的气流成网织物试样和无孔对比试样之间做比较。初始使用图12中的穿孔图案，并且使用0.081英寸(2.06mm)直径的针作成48个针/英寸2(7.4个针/cm2)。
使用扁平系统流体分布试验在绒毛吸收芯上测试这些材料。主要测量包括污迹大小，无论饱和性曲线图是平坦的还是倾斜的，和气流成网层中的流体存留和输送量。这些结果总结在表3中。
     表3：扁平系统流体分布试验一共穿孔材料基体
  穿孔的*100gsm0.06g/cc，80/20   穿孔的*175gsm0.08g/cc，88/12   穿孔的*250gsm0.14g/cc，90/10     对比250 gsm0.14g/cc，90/10
污迹大小     12.7cm     10.2cm     10.2cm     15.2cm
饱和性   平坦曲线   平坦曲线   平坦曲线   平坦曲线
存留量     3.5g     3.8g     3.0g     4.5g
输送量     2.5g     2.3g     3.0g     1.5g
*上面反映的密度是预穿孔密度，有孔材料的密度较大。
该试验显示与对比试样相比，穿孔试样中的污迹长度以及流体存留的减少，表示对气流成网织物穿孔显著增加了气流成网织物的密度，这是由于初始的穿孔图案(图12)的针密度很高。这对高基重、高初始密度试样来说更显著。当密度增加时，气流成网材料的纤维状区域的孔径大小和空隙容积减少。
作为本试样测试的结果，可确定穿孔对产品性能有潜在影响。在16个针/英寸2(2.5个针/cm2)(如图13所示)的针密度下，进行进一步的试验，以使穿孔后的材料密度的增加最小。针直径维持在0.081英寸。所研究的织物密度的范围是从175至200gsm的窄范围，并且气流成网织物是与纺粘织物输送延迟层共穿孔的，以便维持吸入/分布功能。
表4和5显示出被评估的其它材料基体。除了标出膜的地方外，输送延迟层是纺粘聚丙烯织物。该纺粘输送延迟层具有所示的密度和基重。纺粘织物不用表面活性剂处理，这样保持天然的不可湿润性。膜是1密耳厚的聚乙烯膜。
表4：共穿孔气流成网材料/输送延迟层
    基重     密度   输送延迟层
    175gsm     0.08g/cc     27gsm
    175gsm     0.08g/cc     33.9gsm
    175gsm     0.10g/cc     27gsm
    175gsm     0.10g/cc     33.9gsm
表5：共穿孔气流成网材料/输送延迟层
    基重     密度   输送延迟层
    175gsm     0.12g/cc     27gsm
    175gsm     0.14g/cc     33.9gsm
    200gsm     0.12g/cc     27gsm
    200gsm     0.12g/cc     33.9gsm
    200gsm     0.12g/cc     膜
    200gsm     0.14g/cc     27gsm
    200gsm     0.14g/cc     33.9gsm
    200gsm     0.14g/cc     膜
表4和5所示的材料代表被认为由于其较低的穿孔针密度和较低的基重和/或起始密度，而具有较好的潜在性能特性材料。对这些材料进行容量、水平芯吸毛细作用、饱和容量、流体划分特性和三次吸入涌流能力试验。下面分别讨论这些方面中的每一个。作为本试验的结果，人们认为要获得良好的性能，针密度应在约10和40个针/英寸2(1.6和6.2个针/cm2)之间。
容量
图14显示出有孔和无孔的气流成网织物的被测容量。在图14中，顶上的线代表175和200gsm、无孔气流成网织物，中间的线是200gsm的共穿孔气流成网织物，而底下的线是175gsm的共穿孔织物。如同所期望的，容量随密度的增加而减少。对穿孔试样而言，容量也有少许减少。这个数据表明200gsm和0.14g/cc的有孔气流成网织物具有与无孔175gsm和0.14g/cc的织物相同的容量。
水平毛细芯吸——无穷大储存器
完成水平毛细芯吸试验，以估计穿孔方法对水平芯吸距离的影响。水平芯吸距离对维持可见信号是重要的，该可见信号能警告穿用者产品接近容量并且应更换。如无适当的芯吸功能，到所需程度时就无可见信号出现。
表4的175gsm低密度气流成网试样的水平毛细芯吸结果指出给气流成网材料穿孔减少了毛细芯吸距离。人们相信，穿孔方法产生了破坏流体芯吸路径的孔，并且产生了围绕每个孔的密度梯度。有孔材料依赖于初始密度能通过毛细作用芯吸17至30mm，这比无孔试样少。具有较高起始密度的材料存在较大差异。这些结果显示在图15中，其中在y轴上所示为以mm为单位的芯吸距离，在x轴上所示为以分钟为单位的时间。在图15中，33.9gsm无孔织物是最高的线，其下是27gsm无孔织物的线，再往下是27gsm的穿孔织物和33.9gsm的穿孔织物。
图15还指出与穿孔相关的芯吸路径破坏对水平芯吸性能影响比增加气流成网密度的效果更大。这表示穿孔效果不是简单的密度增大的效果。水平芯吸的结果指出在穿孔试样中有毛细作用的中断，这导致显著的芯吸路径的破坏。
在增加芯吸距离的努力中，较高密度的气流成网织物试样是穿孔的，并且它们的毛细芯吸性能可评估。结果还指出较高密度穿孔试样不能象无孔对比材料芯吸得那样远。这还显示毛细作用破坏是穿孔法的结果，并且指出毛细芯吸距离不受有孔材料的密度所控制。
芯吸饱和容量
为了评估毛细芯吸方法后产生的饱和度，将饱和材料切片和称重。然后计算克/克的饱和度，以确定穿孔方法如何影响材料的克/克整个容量水平。注意，这些饱和度以毛细芯吸为基础，并且不以浸泡和滴落协议为基础。
图16显示出对表4的175gsm低密度气流成网试样而言，穿孔对饱和度的影响。结果指出作为穿孔方法的结果不仅水平芯吸距离减少，而且芯吸饱和容量也减少。尽管在具有不同起始密度的试样之间没有显著的差别，不考虑起始密度，穿孔试样比无孔试样更不饱和。穿孔的作用比起始密度的作用显然更大。在图16中，以g/g为单位的饱和度在y轴上指出，而以英寸为单位的芯吸距离在x轴上指出。最上面的线代表无孔0.1g/cc的试样，其下的线是0.08g/cc的无孔试样，接下来的线代表0.08g/cc的共穿孔试样，最下面的线是0.1g/cc的共穿孔试样。所有的试样都是175gsm。
还可评估穿孔对较高密度的气流成网材料的毛细芯吸饱和度的作用。其次，穿孔试样具有比无孔对比试样低的克/克饱和度。这样，显然，基重对水平芯吸距离或其穿孔试样的饱和度具有很小影响。175和200gsm试样性能相似，并且仅在密度上有些微差异。对0.12和0.14g/cc的试样而言整个芯吸距离相同，但0.12g/cc试样的饱和度更高，相信是0.12g/cc试样的较高空隙容积所影响的。
水平毛细芯吸——需求吸收性
穿孔和/或共穿孔的目的是在保持合适的流体吸入/分布和芯吸特性的同时增加对涌流的流体处理。上述无穷大储存器水平芯吸试验显示毛细芯吸容量和饱和容量受穿孔方法的影响。因为产品在使用中要经历各种压力和流体条件，因此，还要研究需求吸收性的芯吸潜力。在需求吸收性水平芯吸试验中，使用扁平系统流体分布试验方法，并且以10ml/hr的速率将流体引入产品。
结果显示材料经其长度均匀地饱和，这指出需求吸收性的芯吸设置中穿孔不会使芯吸减少。相信，气流成网织物的稳定结构允许有孔气流成网织物满负荷利用，即使它不具有在无孔气流成网织物中所发现的连续的毛细作用流体路径也可以满负荷利用。
需求吸收性条件下流体划分特性
图17和18显示出材料的流体划分特性试验的结果。在图17和图18中，浅色垂直条表示覆面层，用黑色条表示吸入/分布层，用白色条表示绒毛周边层。在这些图中，y轴是以g/g为单位的饱和度，x轴是离前边缘的垫截面距离。以10mls/hr的速率在0.25psi的压力下输送5ml进行试验。流体划分在评估共穿孔的气流成网和输送延迟层如何改变制品的流体输送特性时是重要的。理论上，流体应贯穿气流成网的整个长度分布，并且同时经过输送延迟层输送。
图17显示出对比系统(使用27gsm纺粘输送延迟层的无孔的175gsm、0.14g/cc气流成网)不允许任何流体输送到制品的绒毛周边层。图18显示出共穿孔试样(使用0.8osy纺粘输送延迟层的共穿孔的175gsm、0.14g/cc气流成网层)允许流体输送到绒毛周边层。
三次吸入时间
在若干气流成网材料上完成三次吸入试验，以评估共穿孔对具有不同起始密度和不同的输送延迟层的材料的吸入速率的影响。使用3次2ml污损，分别隔开9分钟进行试验。在所有的三次吸入试验的条形图中，用浅色条表示第一次污损，黑色条表示第二次污损，白色条表示第三次污损。图19和20所用的试样中所用的气流成网织物由占重量百分比90％的浆粕和占重量百分比10％的Hoescht-Celanese T-255粘合纤维制成。在图19，20和21中，y轴是以秒为单位的吸入时间。
在图19中，试样从左到右依次是：绒毛上的175gsm、0.10g/cc的有孔气流成网织物，绒毛上的具有27gsm纺粘输送延迟层的175gsm、0.10g/cc的无孔气流成网织物，绒毛上的具有27gsm纺粘输送延迟层的175gsm、0.08g/cc的共穿孔气流成网织物，绒毛上的具有33.9gsm纺粘输送延迟层的175gsm、0.08g/cc的共穿孔气流成网织物，绒毛上的具有27gsm纺粘输送延迟层的175gsm、0.10g/cc的共穿孔气流成网织物，绒毛上的具有33.9gsm纺粘输送延迟层的175gsm、0.10g/cc的共穿孔气流成网织物。
在图20中，实例从左到右依次是：绒毛上的200gsm、0.14g/cc的有孔气流成网织物，绒毛上的具有27gsm纺粘输送延迟层的200gsm、0.14g/cc的无孔气流成网织物，绒毛上的具有33.9gsm纺粘输送延迟层的200gsm、0.14g/cc的共穿孔气流成网织物，绒毛上的具有27gsm纺粘输送延迟层的200gsm、0.14g/cc的共穿孔气流成网织物，绒毛上的具有1mil膜延迟层的200gsm、0.14g/cc的共穿孔气流成网织物，绒毛上的具有1mil膜延迟层的200gsm、0.12g/cc的共穿孔气流成网织物，绒毛上的具有27gsm纺粘输送延迟层的200gsm、0.12g/cc的共穿孔气流成网织物和绒毛上的具有33.9gsm纺粘输送延迟层的200gsm、0.12g/cc的共穿孔气流成网织物。
下面图19和20显示出对所有的被测共穿孔材料相似的三次吸入时间，不考虑使用输送延迟层和气流成网织物的密度。三次吸入时间比标准的气流成网/绒毛系统高，并且比具有输送延迟但没有穿孔的相同系统低。这些结果指出通过共穿孔已经极大改善了立刻通向下置绒毛层。
对具有起绉覆面层和共穿孔吸收系统的一个完全涌流处理吸收系统进行的三次吸收试验指出每个部件各自的作用。
图21显示出三次涌流吸收结果。在图21中，试样从左到右依次是：绒毛上的具有27gsm纺粘输送延迟层的175gsm、0.12g/cc的共穿孔气流成网织物的起绉纺粘织物覆面层，绒毛上覆盖有带27gsm纺粘输送延迟层的175gsm、0.12g/cc的共穿孔气流成网织物的不起绉纺粘织物，绒毛上覆盖有带27gsm纺粘输送延迟层的175gsm、0.12g/cc的无孔气流成网织物的起绉纺粘织物覆面层，和绒毛上覆盖有带27gsm纺粘输送延迟层的175gsm、0.12g/cc的无孔气流成网织物的起绉纺粘织物覆面层。
结果指出将共穿孔吸入/分布输送延迟层与起绉纺粘覆面层结合减少了吸入时间，并且便于比其它试样更快的吸入。从该数据还可看到，具有起绉纺粘覆面层的试样比具有常规纺粘覆面层的试样性能更好。共穿孔比选择覆面层的贡献更少，但在结合起绉覆面层和共穿孔系统时可看见额外的改善。较快的吸入时间相信是由于输送到绒毛层的流体增加，和在吸入/分布层中产生的空隙容积增加的结果。
结果揭示吸入/分布层应是在约150和300gsm之间，特别是在约175和225gsm之间，同时具有约0.05和0.18g/cc之间的密度，特别是约0.08和0.14g/cc之间的密度的气流成网织物。输送延迟应是一个膜，熔喷织物或纺粘织物，更特别基重在约15和50gsm之间，最好基重在约25和35gsm之间的纺粘织物。
虽然仅在上面详细描述了本发明的几个典型实施例，但是本领域的普通技术人员将易于理解在不实质超出本发明的新颖的教导和优点的前提下，典型实施例中可能作许多修改。因此，所有这些修改都要包含在如下面的权利要求书所限定的本发明的范围内。在权利要求中，装置加功能的权利要求意欲覆盖可完成所述功能的所述结构，并且不仅包括结构等同物而且包括等同结构。这样，虽然钉子和螺丝不能是结构等同物，因为钉子使用了圆柱表面，以便将木制零件固定到一起，而螺丝使用了螺旋表面，在紧固木制零件的环境下，钉子和螺丝可以是等同结构。
还应注意，这里参考的任何专利、申请或公开物在此全部提供作为参考。

Claims (21)

1.一种女用卫生垫，它包括靠近毛细作用织物的快速吸入覆面层，该毛细作用织物具有不同毛细作用的区域以允许流体通过特定区域，该特定区域靠近吸收芯存留层。
2.如权利要求1所述的垫，其特征在于，所述覆面层由下列一组方法中选择生成，该组方法包含纺粘，熔喷，纺成网状，起绉，膜穿孔，起泡沫，气流成网，共成形，粘合和梳理，及其结合。
3.如权利要求2所述的垫，其特征在于，所述覆面层由纺粘法生成，并具有约10和30gsm之间的基重，并有20％至50％数量的起绉。
4.如权利要求1所述的垫，其特征在于，所述毛细作用织物是有孔非织造织物。
5.如权利要求1所述的垫，其特征在于，所述毛细作用织物是轧花非织造织物。
6.如权利要求1所述的垫，其特征在于，所述毛细作用织物包括吸入/分布层和输送延迟层。
7.如权利要求1所述的垫，其特征在于，所述吸入/分布层水平芯吸月经至从约1.2厘米到15.25厘米的距离。
8.如权利要求6所述的垫，其特征在于，所述输送延迟层靠近所述吸收芯。
9.如权利要求8所述的垫，其特征在于，所述输送延迟层是选自一组包含纺粘织物、熔喷织物、梳理织物和膜的材料。
10.如权利要求6所述的垫，其特征在于，所述输送延迟层是纺粘织物，它具有约15至50gsm之间的基重。
11.如权利要求6所述的垫，其特征在于，所述吸入/分布层是选自一组包含气流成网织物、粘合梳理幅面料、共成形材料、水缠结浆粕织物和熔喷织物的材料。
12.如权利要求11所述的垫，其特征在于，所述吸入/分布层是气流成网织物，该气流成网织物具有约100至300gsm之间的基重和约0.05至0.18g/cc之间的密度。
13.如权利要求6所述的垫，其特征在于，所述吸入/分布层和输送延迟层是用约1.6至6.2个针/平方厘米之间的密度的针穿孔。
14.如权利要求6所述的垫，其特征在于，所述吸入/分布层和输送延迟层用约2.5个针/平方厘米的密度的针穿孔。
15.如权利要求1所述的垫，其特征在于，吸收芯包括浆粕和超吸收物。
16.如权利要求4所述的垫，其特征在于，所述超吸收物是选自一组包含薄片、颗粒、小球、泡沫和纤维在内的形式。
17.一种女用卫生垫，它包括起绉的纺粘非织造织物外覆层，该纺粘非织造织物外覆层靠近聚烯烃纤维气流成网织物吸入/分布层，该吸入/分布层具有约175和225gsm之间的基重，和约0.08至0.14g/cc之间的密度，该吸入/分布层以约1.6至6.2个针/平方厘米的针密度与聚烯烃纺粘非织造织物输送延迟层共穿孔，该聚烯烃纺粘非织造织物输送延迟层具有约25和35gsm之间的基重并靠近包括浆粕和超吸收材料的存留层。
18.如权利要求17所述的垫，其特征在于，所述覆面层起绉量在约25％和40％之间，并具有约15至25gsm之间的基重。
19.如权利要求17所述的垫，其特征在于，所述气流成网织物由浆粕和热塑纤维制成。
20.如权利要求17所述的垫，其特征在于，所速纺粘织物由聚丙烯纤维制成。
21.如权利要求17所述的垫，其特征在于，所述起绉覆面层由聚丙烯纤维制成。
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