CN1672667A - 具有污迹遮掩特性的吸收制品 - Google Patents

Abstract

一种卫生巾，包括接触身体的覆盖层，以及与覆盖层相邻并从中接受液体的吸收系统，按照所述试验方法测量该卫生巾具有小于约115000的遮掩值，小于约45秒的平均液体渗透时间，和小于约0.05克的平均再湿润性。

Description

具有污迹遮掩特性的吸收制品

发明领域

本发明一般涉及妇女卫生巾等吸收制品。更具体地说，本发明涉及具有提高的液体吸收和污迹遮掩特性的卫生巾。

发明背景

在妇女卫生巾等个人护理产品中使用穿孔薄膜是本领域中众所周知的。这些薄膜可以被用作身体接触面层，液体吸收层或个人护理产品的其他部分。使用这种薄膜作为妇女卫生防护用品中的身体接触面层时，通常会发现：薄膜的开孔面积越大，就能越有效地将经血转移至防护用品的下层(比如，转移层，吸收中心)。但是还发现：薄膜的开孔面积越大，就越不能有效地在转移经血至防护用品下层时遮掩所吸收经血形成的污迹。即，薄膜的开孔面积越大，则经血被防护用品吸收后形成的污迹就越明显。

本发明的目的是提供一种具有提高的液体吸收特性的吸收制品。更具体地说，本发明的目的是提供一种具有提高的液体吸收特性、同时具有有效的污迹遮掩特性的吸收制品。

发明概述

由此可知，本发明提供了一种卫生巾，包括朝向身体的覆盖层，以及与所述覆盖层相邻的从中接受液体的吸收系统，通过本文所述试验方法，测得该卫生巾的遮掩值小于约115000、平均液体渗透时间小于约45秒、平均再湿润性小于约0.05克。

附图简要说明

附图1a是作为本发明吸收制品中覆盖层的三维薄膜示意图；

附图1b是沿着附图1a中所示曲线B的截面图；

附图1c是附图1a中所示三维薄膜的放大显微照片，所示为其顶面；

附图1d是附图1b中所示三维薄膜的放大显微照片，所示为其底面；

附图2是可用于制造本发明薄膜的一种三维形状支撑构件的示意图；

附图3是对工件进行激光蚀刻，形成可用于制造本发明薄膜的三维形状支撑构件的设备示意图。

附图4是用于附图3设备的计算机控制系统示意图；

附图5是对工件进行激光蚀刻，形成用于制造附图1a-1d中所示穿孔薄膜的三维形状支撑构件的图形表示文件；

附图5a是附图5中所示图形表示文件的部分放大图；

附图6是利用附图5的文件蚀刻而成的工件显微照片；

附图7所示是可用于在成膜设备上制造本发明薄膜的支撑构件；

附图8是用于制造本发明穿孔薄膜的设备示意图；

附图9所示是附图8的圆内部分；

附图10是表示本发明吸收制品污迹强度的平均直方图；和

(Number of Pixels像素数量，Average Grey Values平均灰度值)

附图11是对工件进行激光蚀刻，形成用于制造穿孔薄膜的三维形状支撑构件的图形表示文件。

附图12是本发明第一实施例吸收体的截面图；和

附图13a和13b所示是可用于本发明实施例卫生巾的三层和四层结构的第二吸收层。

发明详述

本发明涉及妇女卫生巾等吸收体，具有提高的液体吸收能力，同时表现出有效的污迹遮掩特性。

参见附图12所示的本发明第一实施例卫生巾800。卫生巾800中包括覆盖层842，第一吸收层846，第二吸收层848和阻挡层850。以下进一步具体说明这些层。

覆盖层

覆盖层842优选是穿孔薄膜材料，更优选是参考附图1-9和11并详述如下的那种穿孔薄膜材料。

参见附图1a-1e所示可用作本发明吸收体覆盖层842的穿孔薄膜10。薄膜10中包括大量重复的互连框架12。在附图1a-1e所示的实施例中，每个框架12中包括相对的端点区域12a和12b，以及相对的侧壁12c和12d。每个端点区域12a和12b彼此间隔，每个相对的侧壁12c和12d彼此间隔。在附图1a-1d所示的特定实施例中，每个框架12都与相邻的框架12互连。更具体地说，如图所示，每个框架12都与直接相邻的框架12“分享”共同侧壁12c，12d。类似的，每个框架12都与直接相邻的框架12分享共同端点区域12a，12b。穿孔薄膜10中进一步包括第一和第二横向构件14a和14b。如图所示，横向构件14b从第一侧壁12c延伸至框架12的相对侧壁12d。类似的，横向构件14a从端点区域12a延伸至相对的端点区域12b。在附图1a-1e所示的本发明实施例中，横向构件14a和14b在框架中心处相交。另外，在附图1a-1e所示的本发明实施例中，横向构件14a和14b是彼此正交排列的。

虽然附图1a-1d所示的本发明实施例中表现了具有两种横向构件14a和14b的穿孔薄膜，但是也可以只使用单一种类的横向构件，只要横向构件基本通过框架12所限定的开孔区域即可。而且，虽然框架12被表现为大致六边形形状，但是框架12也可以采用其他形状。横向构件14a和14b的优选宽度是大约0.008密耳到0.024密耳。薄膜10中可选包括大量突起11或类似物体，排列于薄膜表面上，最好如附图1a中所示。

薄膜10中进一步包括大量穿孔16。每个穿孔16都由至少部分框架12和至少部分横向构件14a和14b限定。参见附图1b所示沿附图1a中曲线A形成的薄膜10截面图。每个穿孔都由至少部分横向构件14a和14b以及部分框架12限定。更具体地说，最好如附图1b中所示，每个穿孔16都由框架12中每个侧壁12c，12d的相应内壁22，24限定。每个穿孔16都由横向构件14b的相应内壁26或28以及横向构件14a的相应内壁30，32进一步限定。最后，每个穿孔16都由相应端点区域12a，12b的对应内壁34，36限定。

参见附图1b，薄膜10中通常包括位于想象平面23中的第一基本平整顶面18，以及位于想象平面25中的相对的第二基本平整底面21。侧壁12c和12d的顶面38以及端点区域12a和12b的顶面40也都位于平面23中。但是，横向构件14a和14b的顶面42和44低于平面23。更具体地说，横向构件14a和14b的顶面42和44位于平面23和25下方的平面27中。优选横向构件14a和14b的顶面42和44低于薄膜顶面18，即低于平面23，深度是大约5.0密耳到17.0密耳。优选横向构件14a和14b的顶面42和44基本平行于想象平面23和25。

最好如附图1c和1d中所示，侧壁12c和12d的内壁22，24，横向构件14a的内壁26，28，横向构件14b的内壁30，32，以及端点区域12a，12b的内壁34，36共同限定穿孔16，每个这些内壁都在平面25下方延伸，从而使每个穿孔16的底部开口低于薄膜的底部平面21，即低于想象平面25。更具体地说，侧壁12c和12d的内壁22，24，横向构件14a的内壁26，28，横向构件14b的内壁30，32，以及端点区域12a，12b的内壁34，36在下方延伸，从而使每个穿孔的底部开口都位于想象平面23，25和27下方的想象平面29中。注意想象平面23，25，27和29都彼此平行。

由于横向构件14a和14b的顶面42，44低于薄膜10的顶面18，即低于想象平面23，则第一个较大穿孔被有效限定为从薄膜10的顶面18到横向构件顶面42，44。横向构件14a和14b起到将这个较大穿孔分隔成四个较小穿孔的作用，这四个较小穿孔与该较大穿孔连通，从横向构件14a和14b的顶面42，44到每个穿孔16的底部开口。换句话说，在每个框架12中，较大穿孔被限定为从平面23到平面27，大量较小穿孔与该较大穿孔连通，被限定为从平面27到平面29。在附图1a-1d所示的实施例中，每个被限定为从平面27到平面29的较小穿孔都具有小于被限定为从平面23到27的较大穿孔总面积四分之一的面积。在采用单一横向构件的实施例中，每个由横向构件限定的较小穿孔都具有小于较大穿孔总面积二分之一的面积。为了附图的简明和清楚，建议读者使用附图标记16来识别上述“较小”和“较大”穿孔。

本发明的穿孔薄膜优选具有大约20％到30％的开孔面积。可以采用图像分析方法，测量穿孔或未穿孔区域的相对百分比，来确定开孔面积。基本图像分析方法将从光学显微镜获得的光学图像转换成适合于加工的电子信号。电子束逐行扫描图像。对每行进行扫描之后，输出信号根据亮度发生变化。白色区域产生较高电压，黑色区域产生较低电压。由此形成穿孔薄膜的图像，在该图像中，空隙是白色的，而热塑性材料的固体区域是不同程度的灰色。

固体区域越致密，产生的灰色区域颜色越深。所测量图像的每一行都被分解成采样点或像素。可以使用以下设备进行上述分析：Quantimet Q520图像分析仪(配备5.02B版软件和灰度存储功能)，由LEICA/CambridgeInstruments Ltd.出售，以及Olympus SZH显微镜，具有透射光底座，平面1.0倍物镜和2.50倍目镜。可以用DAGE MTI CCD72摄像机形成图像。

将每种待测材料的代表片材置于显微镜平台上，以10倍的显微镜放大设定值在视屏上清晰成像。根据代表区域的现场测量确定开孔面积。Quantimet程序输出报告每个样品的平均值和标准偏差。

适用于制造本发明三维穿孔薄膜的初始薄膜是薄而连续不间断的热塑性聚合材料薄膜。这种薄膜是可渗透或不可渗透蒸汽的；可以经过或未经压纹；其一个或两个主表面上可以经过电晕放电处理，或者可以是未经这种电晕放电处理的；可以在薄膜形成之后，通过在薄膜上涂布，喷涂或印刷表面活性剂的方法，或者在薄膜形成之前，将表面活性剂作为配料掺入热塑性聚合材料的方法，用表面活性剂对其进行处理。薄膜可以由任何热塑性聚合材料构成，包括但并不限于聚烯烃，比如高密度聚乙烯，线性低密度聚乙烯，低密度聚乙烯，聚丙烯；烯烃和乙烯基单体的共聚物，比如乙烯和乙酸乙烯酯或氯乙烯的共聚物；聚酰胺；聚酯；聚乙烯醇以及烯烃与丙烯酸酯单体的共聚物，比如乙烯和丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸亚乙酯的共聚物。还可以使用含有两种或多种此类聚合材料混合物的薄膜。按照ASTM测试方法D-882，在Instron测试设备上，以50英寸/分(127厘米/分)的颚夹速度所测得待穿孔初始薄膜的加工方向(MD)和横向(CD)延伸率应当至少是100％。初始薄膜的厚度优选是均匀的，可以是大约0.5到5密耳，或是大约0.0005英寸(0.0013厘米)到0.005英寸(0.076厘米)。可以使用共挤出薄膜，也可以使用改性薄膜，比如用表面活性剂进行处理。可以采用任何已知技术制造初始薄膜，比如浇铸，挤出或吹塑。

对薄膜进行穿孔的方法要求将薄膜置于带图案支撑构件的表面上。对位于支撑构件上的薄膜施加高流体压差。液体或气体的压差使薄膜形成带图案支撑构件的表面图案。如果带图案支撑构件中具有穿孔，则覆盖穿孔的部分薄膜会被流体压差洞穿，形成穿孔薄膜。形成穿孔薄膜的方法如参考文献James等人共同拥有的美国专利5827597中所详细描述。

形成这种三维穿孔薄膜的优选方法是，将热塑性薄膜置于具有与指定所最终薄膜形状相应图案的穿孔支撑构件表面上。向薄膜喷射热空气流，升高其温度使其软化。然后对薄膜施加真空压力，使其与支撑构件的表面形状一致。进一步拉伸覆盖在支撑构件穿孔上的薄膜部分，直至洞穿，在薄膜中形成穿孔。

适用于制造这些三维穿孔薄膜的穿孔支撑构件是通过对工件进行激光蚀刻所制成的三维形状支撑构件。附图2是对工件进行激光蚀刻，形成三维形状支撑构件的示意图。

工件102中包括薄片管状圆筒110。工件102具有未经加工的表面部分111，以及经过激光蚀刻的中央部分112。用于制造本发明支撑构件的优选工件是薄壁无缝乙缩醛管，消除了所有残余内部应力。工件壁厚为1-8毫米，更优选是2.5-6.5毫米。用于形成支撑构件的工件直径为1到6英尺，长度为2到16英尺。但是这些尺寸是根据具体设计而选择的。工件可以具有其他形状和材料组成，比如丙烯酸类材料，氨酯，聚酯，高分子量聚乙烯和其他能被激光束加工的聚合物。

参见附图3所示对支撑构件进行激光蚀刻的设备。将初始的空白管状工件102固定在合适的轴杆或心轴121上，将其固定成圆筒形状，使其在轴承122中绕其纵轴旋转。利用旋转传动123使心轴121以受控速率旋转。连接旋转脉冲发生器124并监控心轴121的转动，这样就能随时了解其准确的径向位置。

有一个或多个导轨125被平行地固定在心轴121的摆翼外侧，使支架126横向通过心轴121的整个长度，同时与工件102的顶面103保持恒定间隙。支架传动133沿着导轨125移动支架，同时支架脉冲发生器124记录支架相对工件102的侧向位置。聚焦平台127被固定在支架上。聚焦平台127被固定在聚焦导轨128中。聚焦平台127能产生正交于支架126的运动，并提供相对于顶面103的聚焦透镜129。利用聚焦传动132定位聚焦平台127，并使透镜129聚焦。

透镜129被固定在聚焦平台127上，透镜129被固定在喷嘴130中。喷嘴130中具有向其中引入压力气体的装置131，用于冷却并保持透镜129的清洁。用于该目的的优选喷嘴130如参考文献James等人的美国专利5756962中所述。

最终转向镜135也被固定在支架126上，转向镜能将激光束136投射至聚焦透镜129。激光器137位于远端，配备有可选的激光束转向镜138，能将激光束投射至最终激光束转向镜135。虽然也可以将激光器137直接固定在支架126上，无须使用激光束转向镜，但是从空间限制和激光器动力连接方面考虑，更优选激光器位于远端。

开启激光器137电源时，射出的激光束136被第一激光束转向镜138，然后被最终激光束转向镜135反射，被投射至透镜129。对激光束136的光路进行设计，达到以下效果：如果移开透镜129，则激光束会通过心轴121的纵向中心线。如果透镜129在位，则激光束可以在顶面103之上，之下，之中，或附近聚焦。

虽然这个设备可以使用各种激光器，但是优选激光器是快流CO₂激光器，能够产生高达2500瓦的激光束。但是也可以使用50瓦的慢流CO₂激光器。

附图4是附图3中激光蚀刻设备的控制系统示意图。在操作激光蚀刻设备时，聚焦位置，旋转速度和横向速度的控制变量从主电脑142通过接口144被输入驱动电脑140中。驱动电脑140通过聚焦平台传动132控制聚焦位置。驱动电脑140通过旋转传动123和旋转脉冲发生器124控制工件102的旋转速度。驱动电脑140通过支架传动133和支架脉冲发生器134控制支架126的横向速度。驱动电脑140还能向主电脑142报告传动状态和可能的出错情况。这个系统能提供确切的位置控制，能将工件102的表面分解成被称为像素的较小面积，每个像素都包括固定数量的旋转传动脉冲和固定数量的横向传动脉冲。主电脑142也能通过接口143控制激光器137。

可以采用多种方法制造经过激光蚀刻的三维形状支撑构件。一种制造此类支撑构件的方法是对工件表面进行激光钻孔和激光铣削的组合。

对工件进行激光钻孔的方法包括冲击钻孔，热熔钻孔和光栅扫描钻孔。

优选方法是光栅扫描钻孔。在这种方法中，将图案简化成附图11中所示的矩形重复单元141。该重复单元中含有制造指定图案所需要的全部信息。象砖瓦一样将其底对底边对边排列，就能形成更大的指定图案。

将重复单元141进一步分解成更小的矩形单位或“像素”142的格栅。虽然由于某些原因，这些格栅通常是正方形的，但是使用非等比像素更方便。像素本身是没有维度的，而图像的确切维度是在加工时确定的，即，像素宽度145和像素长度146只是在实际钻孔操作时确定的。在钻孔过程中，所形成像素长度的维度与支架脉冲发生器134产生的指定脉冲数量相对应。类似的，所形成像素宽度的维度与旋转脉冲发生器124产生的脉冲数量相对应。因此，为了说明的简便，附图5a中所示的像素是正方形的；但是并不一定要求像素是正方形的，也可以是矩形的。

每列像素代表工件通过激光聚焦位置一次。按照需要重复该列多次，直到完成工件102。白色像素(未在附图中示出)代表关闭激光器的指令，即激光器不发出功率，每个黑色像素代表开启激光器的指令，即激光器发射激光束。这样就产生了由1和0组成的简单二进制文件，1或白色是关闭激光器的指令，0或黑色是开启激光器的指令。

参见附图4，蚀刻文件的内容以二进制格式从主电脑142通过接口143被传输至激光器137，1是关闭，0是开启。通过改变每个指令之间的时间，调节指令持续时间与像素尺寸一致。完成每列文件之后，再次加工该列，或者重复，直至完成全部循环。在执行列指令的同时，横向传动缓慢移动。将横向速度设定为在完成蚀刻循环时，横向传动正好使聚焦透镜移动过像素列的宽度，对下一列像素进行加工。连续进行以上动作，直到文件末尾，在轴向方向再次重复文件，直到获得要求的总宽度。

在该方法中，每次操作都能在材料中产生一系列狭窄切痕，而不是一个大孔。由于这些切痕定位精确，排列成行并略有覆盖，所以叠加效果是一个孔。

制造经过激光蚀刻的三维形状支撑构件的优选方法是激光调制。激光调制是通过逐渐改变像素之间激光功率的方法而实现的。在激光调制中，用激光调制文件中对每个独立像素上逐渐变化的激光功率进行调节的指令，代替光栅扫描钻孔的简单开启或关闭指令。采用这种方法，就能在工件上通过单次操作形成三维结构。

激光调制相比其他制造三维形状支撑构件的方法具有多项优点。激光调制制造的单片无缝支撑构件上，不会因为缝隙的存在而产生图案的不匹配。采用激光调制方法，能以单次操作而不是多次操作完成支撑构件，从而提高效率并降低成本。激光调制消除了多步骤顺序操作中出现的图案定位问题。激光调制方法还能间隔一定距离，形成具有复杂结构的特征形状。通过改变对激光器的指令，就能精确控制特征图案的深度和形状，还能形成在截面上连续变化的特征图案。而且，通过激光蚀刻，能够保持穿孔的相对位置。

参见附图4，在激光调制过程中，主电脑142以不同于简单“开启”或“关闭”的格式向激光器137输出指令。比如，用8位(字节)格式代替简单二进制文件，就能在256个可能水平上改变激光器发射的功率。使用字节格式，指令“11111111”命令激光器关闭，“00000000”命令激光器发出全部功率，指令“10000000”命令激光器发出一半的可用激光功率。

可以采用各种方法创建激光调制文件。其中的一种方法是使用256色度电脑成像方法使文件图像化。在这种灰度成像方法中，黑色代表全部功率，白色代表没有功率，各种色度的灰色代表中间功率水平。可以使用各种电脑成像程序使其图像化或创建这种激光蚀刻文件。使用这种文件，能以每个像素为基准对激光器发射的功率进行调制，从而直接蚀刻三维形状支撑构件。虽然这里描述了8位格式，但是也可以使用4位，16位，24位或其他格式。

适用于激光蚀刻调制系统的激光器是功率输出为2500瓦的快流CO₂激光器，但是也可以使用更低功率输出的激光器。主要的考虑因素是，激光器必须能以尽可能快的速度切换功率水平。优选的切换速率是至少10千赫，更优选的速率是20千赫。需要高功率切换速率从而在一秒时间内加工尽可能多的像素。

附图5是激光调制文件的图形表示，包括重复单元141a，可用于形成附图1-1a中所示穿孔薄膜的支撑构件。附图5a是附图5b中所示激光调制文件的放大部分。在附图5和5a中，黑色区域154a表示命令激光器发出全部功率的像素，从而在支撑构件中形成一个孔，对应于附图1a-1d所示三维穿孔薄膜10中的穿孔16。附图5的5a中的浅灰色区域155表示激光器接受到应用非常低水平功率指令的像素，从而使支撑构件表面基本保持不变。支撑构件中的这些区域对应于附图1a中所示的突起11。附图5和5a中各种灰度的其他区域代表对应水平的激光功率，对应于附图1a-1d所示薄膜10中的各种特征图案。比如，区域157和159对应于薄膜10的横向构件14a和14b。附图6是使用附图5中所示文件对支撑构件进行压纹所形成部分支撑构件161的显微照片。附图6中所示部分支撑构件的图案在支撑构件表面上重复，从而形成附图1a-1d中所示薄膜10的重复图案。

完成对工件进行激光蚀刻之后，可以将其组合成附图7中所示的结构，作为支撑构件。在具有激光蚀刻区域237的工件236内部安装两个端承口235。这些端承口可以是冷缩配合，压入配合的，通过所示皮带238和螺丝239等机械装置或其他机械装置进行连接。端承口能使工件保持圆筒状，传动加工完毕的组件，并将完成的结构固定在穿孔设备中。

制造这种三维穿孔薄膜的优选设备如附图8中所示。如图所示，支撑构件是一个可旋转鼓轮753。在这个特定设备中，鼓轮以逆时针方向旋转。鼓轮753的外侧有一个热空气喷嘴759，能够提供热空气幕帘，直接冲击位于经过激光蚀刻的支撑构件上的薄膜。有特殊装置能回撤热空气喷嘴759，从而防止在薄膜停止或以慢速移动时导致其过热。鼓风机757和加热器758共同工作，向喷嘴759供应热空气。真空头760位于鼓轮753中，直接与喷嘴759相对。可以对真空头760进行径向调整并定位，使其接触鼓轮753的内表面。真空源761能连续抽空真空头760。

冷却区域762位于鼓轮753内部，并接触其内表面。冷却区域762中具有冷却真空源763。在冷却区域762中，冷却真空源763通过薄膜中形成的穿孔抽出周围空气，使穿孔区域中形成的图案定型。真空源763还能使薄膜固定在鼓轮753的冷却区域762中，并消除因为穿孔后薄膜的卷绕而产生的薄膜张力。

有一个薄而连续不间断的热塑性聚合材料薄膜751被置于经过激光蚀刻的支撑构件753的顶部。

附图9所示是附图8中圆形区域的放大图。如该实施例中所示，真空头760具有两个真空吸嘴764和765，延伸透过薄膜宽度。但是出于某些原因，优选对每个真空吸嘴使用独立的真空源。如附图23中所示，真空吸嘴764在初始薄膜靠近气刀758时为其提供了一个压制区域。真空吸嘴764通过通道766与真空源相连。这样就能将输入薄膜751固定在鼓轮753上，避免因为输入薄膜的解绕而产生张力。还能使薄膜751平摊在鼓轮753的外表面上。第二真空吸嘴765限定了真空穿孔区域。中间支撑条768恰好位于真空吸嘴764和765之间。真空头760的位置能使热空气幕帘767的冲击点正好位于中间支撑条768的上方。热空气具有足够的温度，对薄膜具有足够的入射角度，与薄膜间隔足够的距离，能使薄膜软化并因为所施加的力而发生变形。设备的结构能使薄膜751在被热空气幕帘767软化时，不会受到压制喷嘴764和冷却区域762产生的张力影响(附图22)。真空穿孔区域765正好与热空气幕帘767相邻，使加热薄膜的时间最短，从而避免有过多热量被传递至支撑构件753。

参见附图8和9，从供料辊750将柔软薄膜751输送至托辊752。托辊752可以与砝码或其他装置相连，从而控制输入薄膜751的供料张力。然后使薄膜751与支撑构件753紧密接触。使薄膜和支撑构件通过真空区域764。在真空区域764中，压差进一步使薄膜与支撑构件753紧密接触。然后利用真空压力消除薄膜的供料张力。使薄膜和支撑构件的组合体通过热空气幕帘767。热空气幕帘加热薄膜和支撑构件的组合体，从而使薄膜软化。

然后使热软化薄膜和支撑构件的组合体进入真空区域765，利用压差使经过加热的薄膜发生变形，并形成支撑构件的形状。位于支撑构件中开孔区域上的经过加热的薄膜区域进一步变形成支撑构件的开孔区域。如果加热和变形力是足够的，则支撑构件开孔区域上的薄膜会被洞穿，形成穿孔。

然后使仍然是热的穿孔薄膜和支撑构件的组合体通过冷却区域762。在该冷却区域中，使足量的周围空气通过穿孔薄膜，对薄膜和支撑构件进行冷却。

然后在托辊754上从支撑构件剥离冷却的薄膜。托辊754可以与砝码或其他装置相连，从而控制卷绕张力。然后使穿孔薄膜通过完成辊756，卷绕薄膜。

吸收系统——第一吸收层

参考文献美国专利6515195公开了所述吸收体中使用的吸收系统。

第一吸收层846在其内表面上与覆盖层842相邻并与之粘合，构成吸收系统848的一部分。第一吸收层846能从覆盖层842接受并储存体液，直到下方的第二吸收层能够吸收该液体并作为液体转移或获得层。

优选第一吸收层846比覆盖层842更致密，并且具有更大比例的小孔。这些特征能使第一吸收层846从覆盖层842的外侧吸收并储存体液，从而避免该液体再次润湿覆盖层842及其表面。但是，优选第一吸收层846不至于太致密而妨碍该液体通过吸收层846渗透进入下方的第二吸收层848中。

第一吸收层846可以包含木浆、聚酯、人造丝、柔软泡沫、或类似物，或其混合物。第一吸收层846中也可以包括热塑性纤维，从而稳定该层并保持其结构一体性。可以用表面活性剂处理第一吸收层846的一个或两个表面，从而提高其可润湿性，不过通常第一吸收层846是比较亲水的，可能不需要进行处理。优选第一吸收层846的两个表面上都结合或粘合有相邻层，即覆盖层842和下方的第二吸收848。

发明人发现，特别适合作为第一吸收层846从而降低潜在的再湿润性的材料具有大约0.04到0.05克/立方厘米的密度，大约80到110克/平方米的单位重量，大约2到3毫米的厚度，特别是2.6毫米的厚度。适合作为第一吸收层的材料是由Memphis，Tenn.的Buckeye出售的空气粘合纸浆，其商品名是VIZORB 3008，具有110克/平方米的单位重量，以及VIZORB 3010，具有90克/平方米的单位重量。

吸收系统——第二吸收层

第二吸收层848与第一吸收层846紧邻并结合。

在一个实施例中，第二吸收层848是纤维素纤维以及分散在纸浆纤维中的超吸收剂的共混物或混合物。在特定实例中，第二吸收层848的材料中含有大约40到95重量％的纤维素纤维和大约5到60重量％的SAP(超吸收性聚合物)。该材料具有小于约10重量％的含水量。这里所用词组“重量百分比”是指单位重量最终材料中的物质重量。举例来说，10重量％的SAP是指每100克/平方米单位重量的材料中10克/平方米的SAP。

可以用于第二吸收层848中的纤维素纤维是本领域中众所周知的，包括木浆、棉、亚麻和泥煤苔。优选木浆。木浆可以从机械或化学机械方法，亚硫酸盐，牛皮纸，打浆废料，有机溶剂浆料等途径获得。软木和硬木材料都可以使用。优选软木木浆。不需要在该材料中使用化学脱胶剂，交联剂和类似物处理纤维素纤维。

第二吸收层848中可以含有任意超吸收性聚合物(SAP)，这些SAP是本领域中众所周知的。在本发明中，术语“超吸收性聚合物”(或“SAP”)是指在0.5磅/平方英寸压力下，能够吸收并保留至少大约10倍于其重量体液的材料。本发明的超吸收性聚合物颗粒可以是无机或有机的交联亲水性聚合物，比如聚乙烯醇，聚氧化乙烯，交联淀粉，瓜尔豆胶，黄原胶和类似物。颗粒可以是粉末，细粒，微粒或纤维形式的。用于本发明的优选超吸收性聚合物颗粒是交联聚丙烯酸酯，比如Osaka，Japan的Sumitomo Seika ChemicalsCo.，Ltd.提供的产品，其商品名是SA60N Type II*，以及Palatine，Ill.的Chemical International，Inc.提供的产品，其商品名是2100A*。

在一个特定实例中，第二吸收层848的材料中含有大约40到95重量％的纤维素纤维，更具体地说，含有大约60到80重量％的纤维素纤维。这种材料中可以含有大约5到60重量％的SAP，优选是大约20到55重量％的SAP，更优选是大约30到45重量％的SAP，最优选是大约40重量％的SAP。

在一个优选实施例中，第二吸收层848是采用气流成网方法制造的。本发明的第二吸收层848具有高密度，在一个特定实例中，具有大于约0.25克/立方厘米的密度。具体地说，第二吸收层848具有大约0.30到0.50克/立方厘米的密度。较具体地说，密度是大约0.30到0.45克/立方厘米，更具体地说，是大约0.30到0.40克/立方厘米。

气流成网方法制得的吸收剂通常具有低密度。为了获得更高的密度水平，比如上述第二吸收层848的例子，需要用轮压机压缩这种气流成网材料。压缩是采用本领域中众所周知的方法实现的。通常情况下，在大约100℃的温度和大约130牛顿/毫米的负载下进行压缩。通常上压辊是钢质的，而下压辊是硬度约为85 SH D的软辊。优选上下压辊都是平滑的，不过上压辊可以刻有图案。

所制备的第二吸收层848可以具有很大范围内的单位重量。第二吸收层848的单位重量是大约100到700克/平方米。在一个特定实例中，单位重量是大约150到400克/平方米。

优选单位重量是大约200到350克/平方米，更优选是大约300克/平方米。第二吸收层848与第一吸收层共同发挥作用，降低潜在的再湿润性。具有较多开孔结构的第一吸收层很容易吸收和在其中横向分散液体，很容易将液体转移至第二吸收层的接受表面。然后，具有很好毛细作用的第二吸收层有效地从第一吸收层向其内部吸收液体。液体被超吸收性聚合物吸收之后，即使施加压力也不会释放液体。因此，被超吸收材料吸收的液体会被永久保留。同时，第二吸收层从第一吸收层吸收液体的力量会有助于降低保留在第一吸收层中的液体比例，从而降低在卫生巾受到机械负载之后回到覆盖层的液体量。而且，第一吸收层具有较强的毛细作用，所以由于机械负载而在第一吸收层中发生的任何液体集中都会在材料中再次分散，从而降低浓度，再次减少可能回到覆盖层的液体量。

在一个特定实施例中，第二吸收层中含有大约30到40重量％的超吸收材料，具有大约200到400克/平方米的单位重量和大约0.2到0.45克/立方厘米的密度。

如附图13a和附图13b中所示，所形成的第二吸收层848可以是三层或四层的层压体或多层体。那些多层体包括底层，一个或两个中间层和一个顶层。三层或四层材料的特定实例如下所述。SAP可以存在于任何一个或全部层中。每个层中SAP的浓度(重量百分比)变化取决于特定SAP的性质。

第二吸收层848的一个令人感兴趣的特性是，在受到机械应力时保留SAP的能力。第二吸收层848在经过10分钟的剧烈摇动之后，能够保留超过85重量％的SAP含量。具体地说，本发明的材料能在这些机械应力下保留超过90％，较具体地说，超过95％，更具体地说，超过99％的SAP。测量所保留SAP百分比的方法是，在W.S.Tyler Co.，Cleveland Ohio制造的Ro-Tap摇筛机中摇动该材料。更具体地说，将该样品置于28目(Tyler系列)的筛网中。在第一筛网上连接35目和150目的附加筛网，形成细度逐渐增加的筛网序列。筛网序列的任意一端被封闭，防止纤维和/或SAP的损失。将筛网序列置于摇筛机中摇动10分钟。测量从样品中摇晃损失的SAP微粒量，“游离SAP”的方法是，混合每个筛网中的残余物并从SAP中分离纤维素纤维。

甚至从多层体开始制备时，所形成第二吸收层848的最终厚度也很小。其厚度可以是大约0.5到2.5毫米。在一个特定实例中，其厚度是大约1.0到2.0毫米，而且更具体地说，是大约1.25到1.75毫米。

特别适合用于卫生巾800的第二吸收层848的一个实施例如附图13中所示。这个第二吸收层848具有大约200到350克/平方米的单位重量，和大约0.3到0.5克/立方厘米的密度。在一个特定实例中，该密度是大约0.3到0.45克/立方厘米，更具体地说是大约0.4克/立方厘米。

附图13中所示的第二吸收层848是气流成网的三层体：单位重量约为25克/平方米的木浆底层(不含超吸收剂)；单位重量约为150克/平方米的中间层，含有大约10到30克/平方米的超吸收剂和大约120到140克/平方米的木浆；以及单位重量约为25克/平方米的木浆顶层(不含超吸收剂)。相对于第二吸收层848的总单位重量，超吸收剂的含量是大约5到15重量％(单位克/平方米材料中超吸收剂的克/平方米)。在一个特定实例中，超吸收剂的含量占该材料的大约7.5到12.5重量％。更具体地说，该材料中含有大约10重量％的超吸收剂。因此，材料中间层中可以含有大约15到25克/平方米的超吸收剂和大约125到135克/平方米的木浆，而且更具体地说是大约20克/平方米的超吸收剂和大约130克/平方米的木浆。含有木浆和超吸收剂的中间层可以是均质共混物或异质共混物，其中超吸收剂的含量变化与底层相似。

在另一个实施例中，第二吸收层848是气流成网的四层体。在该实施例中，上述中间层被两个中间层替代；第一中间层与顶层相邻，第二中间层与底层相邻。每个第一和第二中间层中分别含有大约10到30克/平方米的超吸收剂和大约40到65克/平方米的木浆。要使被吸收的液体远离覆盖层842时，则需要调节第一和第二中间层中超吸收剂的含量，使第二中间层中含有更多的超吸收剂。第一的第二中间层中的超吸收剂可以是相同或不同的。

在一个实施例中，用于第二吸收层848中的纤维素纤维是木浆。木浆的某些特征使其特别适用。大多数木浆中的纤维素具有被称为纤维素I的晶体形态，能够被转化成被称为纤维素II的形态。在第二吸收层848中，可以使用具有相当大比例纤维素II形态纤维素的木浆。类似的，优选使用具有提高的纤维卷曲值的木浆。最后，优选使用具有低含量半纤维素的木浆。对木浆进行处理优化其特性的方法是本领域中众所周知的。举例来说，用液氨处理木浆使纤维素转化成纤维素II结构并提高纤维的卷曲值是已知的。已知快速干燥方法能够提高木浆纤维的卷曲值。对木浆进行冷碱处理能降低半纤维素的含量，增加纤维的卷曲并使纤维素转化成纤维素II的形态。因此，优选用于制造本发明材料的纤维素纤维中含有至少部分经过冷碱处理的木浆。

关于冷碱萃取过程的说明参见于1995年1月18日提交的序列号是08/370571的美国专利申请，该申请是于1994年1月21日提交的，目前已撤回的，序列号是08/184377的美国专利申请的继续。这些申请所公开的内容都是本发明的参考文献。

简单地说，碱处理通常是在低于约60℃的温度下进行的，但是优选低于50℃，更优选是大约10到40℃之间的温度。优选的碱金属盐溶液是新鲜制备的氢氧化钠溶液，或者是制浆厂或造纸厂的副产品溶液，比如半碱性白液，氧化的白液和类似物。还可以使用其他碱金属盐，比如氢氧化铵和氢氧化钾和类似物。但是，从成本角度考虑，优选的盐是氢氧化钠。碱金属盐的浓度通常是该溶液的大约2到25重量％，优选是大约6到18重量％。优选用大约10到18重量％浓度的碱金属盐对用于高速率，快速吸收应用的木浆进行处理。

为了进一步说明第二吸收层848的结构和构造方法，请参考于1999年2月2日授予Tan等人的美国专利5866242。该文件的内容也是本发明的参考文献。

阻挡层

位于吸收系统848下方的是由不渗透液体的材料构成的阻挡层850，能防止被吸收系统848吸收的液体流出卫生巾并沾污使用者的内衣。优选阻挡层50由聚合薄膜制成，不过也可以由不渗透液体的透气材料制成，比如经过防水处理的非织造或微孔的薄膜或泡沫。

覆盖层842和阻挡层850沿着其边缘部分结合在一起，形成封闭体或凸缘密封，使吸收系统848密封。可以通过粘合剂、热粘合、超声粘合、射频密封、机械卷边、和类似方法及其组合，使之结合在一起。

测量卫生用品厚度的方法

如上所述，卫生巾800的厚度是大约5毫米或更薄。测量卫生巾厚度所需要的设备是具有测试台的有脚(厚度)测微计，从Ames获得，在0.07psig压力下具有2英寸直径的脚，读出精确度是0.001英寸。优选使用数字型设备。如果卫生巾样本是独立折叠和包装的，则要用手拆开样本并小心地摊平。从样本上揭去隔离纸，再次轻柔地将其固定在定位粘胶层上，不要压制样本，保证隔离纸平铺在样本上。不考虑护翼(如果有的话)，读取样本中心处的厚度。

抬起测微计的脚，将样本置于基准面上，使测微计的脚基本位于样本中心(或位于待测样本的指定位置处)。降低测微计的脚时，必须小心地防止其落在样本上或施加过多的力。对样本施加0.07psig的负载，使读数稳定大约5秒。然后读取厚度值。从总厚度中扣除覆盖定位粘合剂的隔离纸的厚度。

液体吸收和污迹遮掩测试方法

本发明卫生巾具有提高的液体吸收和污迹遮掩特性。以下液体吸收和液体遮掩测试方法包括三个连续测试：(1)液体渗透测试；(2)再湿润性测试和(3)遮掩值测试。在进行所有三个测试时，应当使用相同的五个测试样本。即，不应该对每个测试使用一个干净的样本，而是对相同的样本进行液体渗透测试，然后测量再湿润性和遮掩值。

按照以下测试方法用于液体渗透测试，再湿润性测试和遮掩值的测试液体可以是任何具有以下特性的合成经血：(1)大约30厘泊的粘度；和(2)以下Hunter色值：L＝大约17，a＝大约7，b＝大约1.5。将一定量的测试液体置于玻璃盘中直至深度为0.25英寸，测量测试液体的L Hunter值。

测量液体渗透时间的方法

将待测样本置于液体渗透测试孔板下方，测量液体渗透时间。该孔板由7.6厘米×25.4厘米，厚1.3厘米的聚碳酸酯构成，其中央具有一个椭圆孔。椭圆孔的主轴长3.8厘米，短轴长1.9厘米。孔板位于待测样品中心。含有7毫升测试液体的带刻度10立方厘米注射器位于孔板上方，使注射器的出口大致位于孔上方3英寸处。水平固定注射器，平行于测试板表面。然后以一定速率从注射器中排出液体，使液体成流地以垂直于测试板的方向滴入椭圆孔，当液体接触到待测样本时按下秒表计时。当能从椭圆孔中看到样本表面时停止秒表计时。秒表上消耗的时间就是液体渗透时间。用五个样本的测试结果计算平均液体渗透时间(FPT)。

测试潜在的再湿润性的方法

潜在的再湿润性是卫生巾或其他物体在含有大量液体并受到外界机械压力时在结构中保留液体能力的量度。按照以下方法确定并说明潜在的再湿润性。

测试需要使用的设备包括精确度是1秒并且至少持续5分钟的秒表，10毫升容量而且内径约为12毫米的刻度玻璃圆筒，一定量的测试液体，和液体渗透测试孔板。测试板是矩形的，由Lexan(莱克桑，一种聚碳酸酯)制成，长25.4厘米(10.0英寸)，宽7.6厘米(3.0英寸)，厚1.27厘米(0.5英寸)。孔板上的同心椭圆孔具有长3.8厘米而且平行于孔板长度的主轴，以及宽1.9厘米而且平行于孔板宽度的短轴。

该设备中进一步包括一个量重器或天平，称量精确度是±0.001克，一定量的NuGauze通用海绵(10厘米乘10厘米)(4英寸乘4英寸)——从Johnson&Johnson Medical Inc.获得的四层片，其产品代码是3634(从Johnson&Johnson Hospital Services获得，订货编号7634)，2.22千克(4.8磅)的标准砝码，尺寸为5.1厘米(2英寸)乘10.2厘米(4.0英寸)乘大约5.4厘米(2.13英寸)，在5.1乘10.2厘米(2英寸乘4英寸)的表面上施加4.14千帕(0.6磅/平方英寸)的压力。

在上述测试方法中，用于液体渗透测试的同样五个样本应当被用于潜在的再湿润性测试。即，以上述方法进行液体渗透测试之后，应当对同样五个样本立刻进行潜在的再湿润性的测试。

如果卫生巾是折叠的，则应当将其平摊，尽可能消除折痕，如果卫生巾是弯曲的，则应当在其侧面结合处切割若干次，这样就能平摊样本。

折叠两个海绵，使折叠边缘彼此相对，形成大约5厘米乘10厘米乘16层的多层结构。然后对每个待测卫生巾样本的16层海绵进行称重，精确到0.001克。将预先处理过的卫生巾或其他产品置于水平面上，不揭去隔离纸，使覆盖层向上。

在上述FPT测试中在孔板中应用测试液体之后，能从液体顶面看到卫生巾覆盖层时立刻按下秒表计时，测量5分钟的间隔。5分钟之后，移开孔板，将卫生巾置于硬水平面上，使覆盖层向上。将预先称重的16层多层海绵置于润湿区域中央，将2.22千克标准砝码置于16层多层海绵顶部。在卫生巾上安放海绵和砝码之后，立刻按下秒表计时，3分钟之后，迅速移开标准砝码和16层多层海绵。测量16层多层海绵的湿重，精确到0.001克，予以记录。然后根据潮湿和干燥的16层多层海绵之间的重量差计算再湿润性值。

对五个样本重复上述测量，如果需要的话，在每次测量之前将砝码擦抹干净。从五个样本的测量值求得平均潜在的再湿润性。

进行上述方法时，重要的是在21±1℃的温度和65±2％的相对湿度条件下进行测试。

遮掩值测试

以下试验测量吸收体遮掩液体污迹，比如经血的能力。

对五个样本进行上述渗透测试和再湿润性测试之后，立刻对其进行液体测试之后的成像，使用50倍的Scalar USB显微镜，型号是UM02-SUZ-01，和内置式光源。将Scalar显微镜设置为色度饱和，亮度开启自动曝光。对每个样本的五个随机区域进行成像，保存图像是bmp格式640×480像素的24位真彩图形文件。从而获得总共25幅图像(5个样本都各自具有5幅图像)。

然后在Image Pro Plus 4.0版软件中打开原始bmp图像，该软件是MediaCybermetics，LP.的产品。然后在Image Pro Plus中将图像从其原始的24位真彩格式转变成8位灰度图像。然后利用Image Pro Plus程序的直方图功能处理图像，产生图像灰度值的直方图。由此能按照特定灰度值对像素数量进行计数，灰度值从“0”黑色到“255”白色。然后将直方图的数据输入MicrosoftExcel 2000工作表中，使用DDE(Windows动态数据交换)。

向Excel 2000的DDE产生了含有25个柱的工作表，每个柱中都含有256个行。工作表中的每个柱都含有单一图像的直方数值。每个柱中包括256个值，这是对图像中像素数量的计数，其对应值是0到255。然后对每个行求平均，对特定材料产生平均直方图。

典型的平均直方图表现出灰色区域的双峰分布，代表测试样本的被沾污区域，白色区域代表测试样本的未被沾污区域。对平均直方图的观察证明，灰色区域和白色区域之间存在一个平台，所有被沾污区域都被限定为灰度值是90或更低。因此，根据0和90之间的灰度值总和确定材料的污迹面积，较低值代表较浅灰色区域，从而表示更好的遮掩能力。90或更低灰度值的总和是“遮掩值”。

按照以上方法进行测试时，优选本发明卫生巾具有小于约115000的遮掩值，小于约45秒的平均液体渗透时间，和小于约0.05克的平均再湿润性。优选本发明的卫生巾具有小于约100000的遮掩值，更优选小于约90000，最优选小于约85000。优选本发明的卫生巾具有小于40秒的平均液体渗透时间，最优选小于35秒。

本发明的卫生巾对指定的平均液体渗透时间和平均潜在的再湿润性能够提供令人吃惊的非常好的遮掩特性。

虽然已经对本发明的特定实施例进行了上述说明，但是本申请还包括权利要求及其等同范围内的改进和变化。

Claims (27)

1.一种卫生巾，包括：

朝向身体的覆盖层，以及与所述覆盖层相邻的用于从中接受液体的吸收系统，按照本文所述测试方法，测得所述卫生巾具有小于约115000的遮掩值、小于约45秒的平均液体渗透时间、和小于约0.05克的平均再湿润性。

2.如权利要求1所述的卫生巾，其特征在于所述遮掩值小于约100000。

3.如权利要求2所述的卫生巾，其特征在于所述遮掩值小于约90000。

4.如权利要求3所述的卫生巾，其特征在于所述遮掩值小于约85000。

5.如权利要求1所述的卫生巾，其特征在于所述平均液体渗透时间小于40秒。

6.如权利要求5所述的卫生巾，其特征在于所述平均液体渗透时间小于35秒。

7.如权利要求1所述的卫生巾，其特征在于所述吸收系统包括超吸收材料。

8.如权利要求1所述的卫生巾，其特征在于所述吸收系统包括纤维素纤维和超吸收材料的共混物。

9.如权利要求8所述的卫生巾，其特征在于所述吸收系统包含第一吸收层和第二吸收层，所述第二吸收层具有大约100到700克/平方米的单位重量，它通过气流成网方法形成一个木浆底层、混有超吸收性聚合物的木浆中间层、和含有至少一些木浆的顶层。

10.如权利要求9所述的卫生巾，其特征在于所述第二吸收层具有大于约0.25克/立方厘米的密度。

11.如权利要求10所述的卫生巾，其特征在于所述第二吸收层具有大约0.3到0.5克/立方厘米的密度。

12.如权利要求11所述的卫生巾，其特征在于所述第二吸收层具有大约0.3到0.45克/立方厘米的密度。

13.如权利要求9所述的卫生巾，其特征在于所述中间层包含与底层相邻的第一中间层和与顶层相邻的第二中间层。

14.如权利要求9所述的卫生巾，其特征在于所述第二吸收层中含有大约20到55重量％的超吸收性聚合物。

15.如权利要求14所述的卫生巾，其特征在于所述第二吸收层中含有大约30到45重量％的超吸收性聚合物。

16.如权利要求15所述的卫生巾，其特征在于所述第二吸收层中含有大约40重量％的超吸收性聚合物。

17.如权利要求9所述的卫生巾，其特征在于所述第二吸收层具有大约150到350克/平方米的单位重量。

18.如权利要求17所述的卫生巾，其特征在于所述第二吸收层具有大约200到300克/平方米的单位重量。

19.如权利要求18所述的卫生巾，其特征在于所述第二吸收层具有大约250克/平方米的单位重量。

20.如权利要求9所述的卫生巾，其特征在于所述第一吸收层是通过气流成网方法形成于所述第二吸收层上的。

21.如权利要求20所述的卫生巾，其特征在于所述第一吸收层中含有热塑性纤维。

22.如权利要求20所述的卫生巾，其特征在于所述第一吸收层含有这样的的材料：它具有大约0.04到0.05克/立方厘米的密度。

23.如权利要求20所述的卫生巾，其特征在于所述第一吸收层含有这样的材料：它具有大约80到110克/平方米的单位重量。

24.如权利要求9所述的卫生巾，其特征在于所述第一吸收层具有大约2到3毫米的厚度。

25.如权利要求9所述的卫生巾，其特征在于所述第二吸收层中含有大约5到60重量％的超吸收性聚合物。

26.如权利要求1所述的卫生巾，其特征在于该卫生巾的厚度小于约3毫米。

27.如权利要求26所述的卫生巾，其特征在于该卫生巾的厚度是大约2.8毫米。

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