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CN1283978A - 吸湿用品 - Google Patents

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CN1283978A
CN1283978A CN98813463A CN98813463A CN1283978A CN 1283978 A CN1283978 A CN 1283978A CN 98813463 A CN98813463 A CN 98813463A CN 98813463 A CN98813463 A CN 98813463A CN 1283978 A CN1283978 A CN 1283978A
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加里·D·拉沃
林玄成
詹姆斯·M·麦克纳
乔治·J·奥斯塔普切科
谢拉贾·R·韦德雅
西奥多拉·贝克
约翰·J·柯罗
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Original Assignee
Procter and Gamble Ltd
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Abstract

本发明涉及诸如尿布、成人失禁衣服以及妇女卫生用品一类的吸湿用品。本发明还涉及具有外包覆层的这类吸湿用品,所述的外包覆层的作用是提供透气性以及为穿用者提供更加健康的内部环境条件。更具体地说,本发明涉及一种吸湿用品,该吸湿用品包括(a)一个顶片;(b)一个底片;以及(c)一个位于顶片和底片之间的吸湿芯;其中;底片由一种非多孔的、液体基本上不能透过的、潮湿蒸汽可以透过的复合片材制成。优选的是,这种复合片材的设置方式是,使复合片材的薄膜层朝向所述的吸湿芯。在复合片材的薄膜层包含一片基本上为亲水性的弹性体薄膜层的情况下,所述基本上为亲水性的弹性体薄膜优选与纤维衬底相接触。在复合片材的薄膜层是一种含有一片基本上为亲水性的弹性体薄膜层和一片基本上为疏水性的弹性体薄膜层的多层薄膜的情况下,基本上为亲水性的弹性体薄膜优选放置在基本上为疏水性的弹性体薄膜和纤维衬底之间。在另一个实施方案中,薄膜层可以进一步包括一个由基本上为疏水性的弹性体薄膜制成的第三薄膜层,所述的第三薄膜层位于基本上为亲水性的弹性体薄膜与纤维衬底之间。所述的吸湿用品可以是一种一次性尿布。

Description

吸湿用品
发明领域
本发明涉及诸如尿布、成人失禁衣服以及妇女卫生用品一类的吸湿用品。本发明还涉及具有外包覆层的这类吸湿用品，所述的外包覆层的作用是提供透气性以及为穿用者提供更加健康的内部环境条件。
背景技术
用于处理和容纳身体排泄物的吸湿用品已经被公众广泛地接受并且使用。但是，由于这类用品是用于吸收及容纳身体渗出物、特别是身体排出液的，所以人们常常在这类用品上制作一个使液体和水蒸汽基本上不能透过的外包覆层。尽管这类材料能够有效地防止身体排出液泄漏到外部的衣物和周围的表面上，但被收集的液体往往会在吸湿用品中形成一种潮湿的环境。业已证实，长时间处于潮湿的环境条件下，例如处于这种已经遭受身体排出液的吸湿用品内部的环境条件下，往往增加穿用者的皮肤发生水合作用的机会，从而增加某些穿用者发生皮肤过敏和皮炎的可能性。
为了解决这一问题，人们开发出了一些材料来提供或者改进整个外包覆层的透气性(即空气和/或潮湿蒸汽的流通)，由此改善所述的内部环境的质量。尽管这些材料在改善吸湿用品的内部环境状况方面已经表现出了一些具有积极作用的前景，但在许多情况下，透气性或者蒸汽流通性的改善常常会以在正常使用条件下发生液体泄漏的可能性增加为代价。
通过在薄膜上形成一些微孔，制成透气的(即潮湿蒸汽可以透过的)微孔薄膜，已经使得一些聚合薄膜更多地被人们用来制作衣物和个人护理用品。在微孔薄膜中，潮湿蒸汽通过薄膜中的小缝或者小孔而传输穿过薄膜。如英国第2024100号专利申请所述，一种引人注目的微孔薄膜复合物是由利用胶粘剂粘接在一种纺织材料上的聚四氟乙烯制成的。如PCT专利公开文献WO95/16562和WO96/39031所述，粘接在纺织基底上的微孔薄膜已经被用于多种服装产品，包括吸湿用品中。
由微孔薄膜和微孔的纺织基底构成的层压制品具有一些缺点，这些缺点包括，当用作吸湿用品中的底片时，这种层压制品使得液体能够有一定程度的渗出。例如，当用微孔薄膜层压制品制作一次性尿布的底片时，在穿着这种尿布的婴儿坐下时，有一些尿可能会通过这种底片上的孔流出。当微孔层压制品以比较低的表面张力与液体接触时，例如当尿布中的尿处在尿布本身中的表面活性剂上时，液体通过微孔薄膜层压制品渗出的可能性特别大。此外，随着潮湿蒸汽传输的增加，液体渗出的情况也会加剧。这是由微孔的尺寸或者数目的增大造成的。
当流体通过微孔薄膜上的孔渗出时，细菌、病毒以及其它微生物会随着流体一道通过薄膜。同样，无论所述的流体是液体还是气体，它在通过由微孔薄膜制成的层压制品时也会增加从这种层压制品中散发出来的气味。如第WO96/39031号PCT专利公开文献所述，为了俘获通过所述薄膜的微生物，在某些微孔薄膜中加入了一些微生物吸附剂。但是，很难将微生物吸附剂以能够吸附所有通过薄膜上的孔渗漏的微生物的方式分布到整个微孔薄膜上。同样，微生物吸附剂不大可能阻止气味通过微孔薄膜上的孔。
由聚醚嵌段共聚物制成的使潮湿蒸汽能够透过的薄膜，如美国第4493870号专利公开的薄膜，由于其是无孔隙的因而基本上不能使流体透过，但其允许潮湿蒸汽能够透过，因而在衣服上以及在个人护理的应用方面都具有优越性。美国第4725481、5422172以及5445874号专利披露，潮湿蒸汽能够透过的聚醚嵌段共聚物薄膜可以被附着到包括聚酯、聚丙烯和尼龙在内的多种纤维衬底上。将聚醚嵌段共聚物薄膜粘接到纤维衬底上的方法包括用粘接剂叠合，热叠合以及挤压涂覆。粘接剂叠合以及热叠合通常以一两步法完成，首先是形成薄膜，接着是将薄膜叠合到纤维衬底上。当采用挤压涂覆的方法时，则先将熔融的薄膜直接挤压到纤维衬底上，然后在薄膜仍然很热时使其通过一个辊隙，以便将薄膜压至与纤维片的纤维网结合在一起。
粘接剂叠合、热叠合以及挤压涂覆法都已被人们应用于由纤维性非织造衬底和潮湿蒸汽能够透过但液体基本上不能透过的薄膜组成的复合片材的生产中。人们已经能够使这类复合片材具有良好的隔离性能，前提是这种潮湿蒸汽可以透过的薄膜应当比较厚(即＞25微米)。然而，目前尚不能做到在不牺牲其重要的隔离性能的前提下用比较薄的薄膜制造出这种复合片材。很薄的潮湿蒸汽可透过的薄膜是一种比较理想的复合片材材料，因为薄膜越薄，通过复合片材的潮湿蒸汽的流通量就可明显加大，并且，薄膜越薄，用的薄膜材料就越少，因而生产成本就越低。
粘接叠合的步骤是在形成薄膜的步骤之后进行的。为使粘接剂叠合的步骤切实可行，潮湿蒸汽可透过的薄膜必须具有足够大的结构、拉伸强度以及抗撕裂强度，这样才能形成薄膜、将薄膜绕成卷，并且在后面的粘接叠合工艺中将卷展开，并且进行处理。在粘接剂叠合过程中既要对厚度小于25微米(1密尔)的潮湿蒸汽可透过的薄膜进行处理又要保证不会在薄膜中产生孔洞是极其困难的。因此，当采用粘接剂叠合法试图以较薄的薄膜制造复合片材时，所得到的复合片材都未能达到用于吸湿用品或者医用服装的复合片材所需的液体隔离性能(例如静压头、动态流体传输率)。
对小于25微米的潮湿蒸汽可透过的薄膜进行热叠合同样也会导致所得到的复合片材不具有足够的隔离性能。当通过将一片薄膜热叠合到一片纤维衬底上的方式制造复合片材时，也会遇到与上述的粘接剂叠合相关的薄膜处理问题。此外，为了进行热叠合，必须使薄膜经受升高的温度和压力以软化薄膜并且迫使其与纤维衬底机械性地结合。一般情况下，薄膜和纤维衬底之间的抗剥离强度随着挤压熔化温度的增加以及夹持压力的增大而增大。不幸的是，当为了使复合片材具有足够大的抗剥离强厚度而使小于25微米的潮湿蒸汽可透过的薄膜经受升高的温度和压力时，在薄膜中会产生小孔，使复合片材不能达到用于制作吸湿用品或者医用服装的复合片材所需的液体隔离性能。这些小孔可能是由于整个网面上的温度不均匀以及已有技术中披露过的高粘合压力所造成的。
已有技术中公开的挤压涂覆法同样也不能做到用厚度小于25微米的潮湿蒸汽可透过的薄膜制造出具备用于制作吸湿用品或者医用服装的复合片材所应具备的隔离性能以及潮湿蒸汽透过性能的复合片材。在挤压涂覆过程中，形成薄膜的聚合物在高温下熔化以降低其粘度，从而当把聚合物熔化物涂覆到纤维衬底上，然后再经过一个辊隙时，熔化物被压至与衬底的纤维网相结合。不幸的是，熔化聚合物的低粘度、辊隙的压力以及薄膜很薄都是促成薄膜中产生小孔的因素。此外，薄膜越薄，越容易造成纤维穿透到薄膜中，这也是造成小孔的原因。
因此，需要有这样一种复合片材，它既能起到隔离液体的作用，又能使潮湿蒸汽充分透过。同时还需要这样一种片材，它能容易地传输潮湿蒸汽，但又能明显地阻挡与这些液体有关的细菌、病毒以及气味的通过。还需要有这样一种使潮湿蒸汽能够透过、但液体不能透过的复合片材，它经久耐用、结实、具有足够的柔软性，能够用于服装和吸湿用品中，并且能够以一种比较经济的方式生产出来，即，用一个步骤实现薄膜的挤压及叠合。特别是，需要一种用厚度低于25微米的潮湿蒸汽可透过的薄膜制成的复合片材，这种片材具有优良的潮湿蒸汽通透性，很高的抗撕裂强度，以及在静态和动态负荷条件下都能防止液体通过的隔离特性。最后，需要有一种能够用于生产这样的复合片材的方法。
因此，需要提供这样二种吸湿用品，它通过采用由潮湿蒸汽可透过的材料制成的外包覆层，能够为穿用提供一个更为干爽的、潮湿度更低的内部环境。
还需要提供这样一种吸湿用品，它在正常的使用条件下也具有液体不能透过的隔离特性。
还需要提供这样一种吸湿用品，它能够表现出理想的视觉和触觉特性。
发明概述
本发明提供了一种吸湿用品，它包括(a)一个顶片；(b)一个底片；以及(c)一个位于顶片和底片之间的吸湿芯；其中，底片包含一种非多孔的、液体基本上不能透过的、潮湿蒸汽可以透过的复合片材。优选的是，这种复合片材的设置方式是，使复合片材的薄膜层朝向所述的吸湿芯。在复合片材的薄膜层由一片基本上为亲水性的弹性体薄膜层构成的情况下，所述的基本上为亲水性的弹性体薄膜优选与纤维衬底相接触。在复合片材的薄膜层是一种含有一片基本上为亲水性的弹性体薄膜层和一片基本上为疏水性的弹性体薄膜层的多层薄膜的情况下，基本上为亲水性的弹性体薄膜优选放置在基本上为疏水性的弹性体薄膜和纤维衬底之间。在另一个实施方案中，薄膜层还可以包括一个由基本上为疏水性的弹性体薄膜制成的第三薄膜层，所述的第三薄膜层位于基本上为亲水性的弹性体薄膜与纤维衬底之间。所述的吸湿用品可以是一种一次性尿布。
附图的简要说明
尽管本说明书的末尾附有特别指出并清楚限定了构成本发明的主题的权利要求书，但据信，通过下面结合附图所作的说明，本发明将得到更好的理解，在这些附图中，相同的标号用于表示相同的部件，其中：
图1是本发明的复合片材结构的横剖视图；
图2是根据本发明的一个可供选择的实施方案的复合片材结构的横剖视图；
图3是本发明的复合片材结构的制造方法的简要示意图；
图4是本发明的复合片材结构的另一种制造方法的简要示意图；
图5是用于测定片材的动态液体传输率的装置的简化示意图；
图6是用于测定片材的潮湿蒸汽传输率的装置的简化示意图；
图7是本发明的一个一次性尿布实施方案的平面图，为了清楚地展示尿布的底层结构，已将其若干部分剖去，并使尿布的内表面朝向观察者；
图8是本发明的一次性尿布处于其展平的非收缩状态时的简化的平面图，图中示出了尿布的各个片段或者区域；
图9是本发明的尿布底片的另一个实施方案的平面图；
图10是本发明的一次性尿布处于其展平的非收缩状态时的平面图，图中示出了尿布的各个区域以及几个确定的位置；
图11是适合用于本发明的吸湿用品中的吸湿芯的平面图；
图12是表示参照穿用者确定吸湿用品的裆点的方法的示意图；以及
图13是依据本文所述的产品测试方案的吸湿用品的平面图。
发明详述
下面将详述本发明的几个优选实施方案，并展示了这些优选实施方案的一些实施例。
可透气的复合片材
图1示出了本发明的液体不能透过、潮湿蒸汽可以透过的复合片材结构。复合片材10包括一个纤维衬底14，在纤维衬底14上粘附有一个潮湿蒸汽可以透过但液体基本上不能透过的薄膜12。有时将这种复合片材称作层压结构。潮湿蒸汽可以透过的薄膜上基本上没有针孔或者小孔，却仍然具有相当高的潮湿蒸汽传输率。此处的“针孔”指的是在薄膜的生产或者加工过程中在薄膜中非有意地形成的小洞，而“小孔”指的是为了使薄膜能够透气、透湿蒸汽或者透液而有意地在薄膜中形成的小洞。在图2所示的本发明的一个可供选择的实施方案中，复合片材结构可以由一个潮湿蒸汽可以透过的薄膜层12加上两层纤维衬底14和16组成，这两层纤维衬底都由合成的聚合物纤维制成，并且粘附在薄膜层的相反的两侧上。
在本发明的一个优选实施方案中，潮湿蒸汽可以透过但液体基本上不能透过的薄膜是一种聚醚嵌段共聚物，例如是由嵌段共聚醚酯、嵌段共聚醚酰胺、聚氨酯、聚乙烯醇或者这些物质的组合构成的共聚物。纤维衬底14最好是由合成聚合物纤维以一种使潮湿蒸汽可以透过的薄膜能够粘附其上的方式形成。衬底14可以是一种织造的或者非织造的结构，但为节约成本，在大多数应用场合优选非织造的纺织结构。
纤维衬底14和16在强度、透气性和柔软性方面的性能应当满足复合片材的最终使用场合所预期的要求。例如，当复合片材10将要用于一种吸湿用品中时，衬底14和/或16的抗拉强度优选应当至少为1N/cm，在机器方向上以及垂直于机器方向的方向上的伸长率应当至少为30％。机器方向是片材平面内的长度方向，即，是生产片材的方向。垂直方向是片材平面内的垂直于机器方向的方向。更加优选的是，纤维衬底的抗拉强度应当至少为1.5N/cm，在机器方向上以及垂直于机器方向的方向上的伸长率应当至少为50％。优选的是，纤维衬底还具有一种多孔结构，这种结构能够增强通过复合片材的潮湿蒸汽通透性并加强复合片材的薄膜与衬底层之间的物理粘合。
用于制作纤维衬底14和16的一种优选的非织造材料是一种纤维性聚烯烃非织造网面。合适的聚烯烃材料包括聚丙烯和聚乙烯纺粘网面，稀松布，织造的窄条薄膜，梳理的网面，急骤纺丝(flashspun)网面，以及由聚烯烃纤维的混合物或者聚烯烃纤维与其它纤维的混合物制成的织造的或者非织造的片材。可以使聚烯烃纤维网面具有各种预期的特性，包括良好的蒸汽透过性，弹性，柔软性以及强度。已经被有利地用于本发明的纤维衬底中的聚烯烃片材是TYPAR纺粘聚丙烯片材。TYPAR是DuPont的注册商标。另一种已经被有利地用于本发明的复合片材中的纤维性聚烯烃片材是可以从Fiberweb of Simpsonville，South Carolina购得的商品牌号为HEC的一种梳理的热粘合聚丙烯非织造材料。
另一种可用于制作纤维衬底14和16的优选非织造材料是由聚烯烃和聚酯纤维的一种混合物制成的纤维性非织造网面。合适的聚烯烃纤维包括聚丙烯及聚乙烯人造短纤维。合适的聚酯纤维包括由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的人造短纤维。可以使聚烯烃/聚酯纤维混合物的网面具有各种预期的特性，包括良好的蒸汽透过性，弹性，柔软性以及强度。一种曾经与聚烯烃纤维混合用于纤维衬底中的聚酯纤维是一种具有裙形花边的卵形横截面的成型聚酯纤维，如授予Garrafa(转让给DuPont)的美国第3914488中所公开的纤维，此处以参考的方式引入这份专利的内容。据信，这种成型纤维在纤维衬底中形成了一些通道，通过这些通道，潮湿蒸汽能够更有效地通过复合片材传输。
衬底14和16也可以由其它合成聚合材料的网面制成，如聚酰胺，由聚烯烃和一种或多种其它聚合物组成的双组分纤维，或者聚烯烃纤维与由其它合成材料或者如棉纤维或者纤维素纤维一类的其它天然材料组成的纤维的混合物。衬底14或16应当具有这样的一个表面，在该表面上基本上没有纤维从纤维衬底的平面伸出来，换言之，是一种有一个相对光滑的表面的纤维衬底。当将一个非常薄的薄膜(＜25微米)叠合到纤维衬底上时，衬底的这一光滑的表面是比较关键的。如果薄膜被叠合到纤维衬底的不太光滑的表面上，从衬底的平面伸出的纤维就有可能伸出薄膜，这样就会形成针孔，因而使液体泄漏。
复合片材结构10的薄膜层12是一种可以透过潮湿蒸汽但液体基本上不能透过的薄膜。最好是用一道工序将该薄膜层先挤压再叠合到纤维衬底14上。薄膜层12由一种能够被挤压成一种薄的、连续的、非多孔的、液体基本上不能透过的、潮湿蒸汽能够透过的薄膜的热塑性的聚合物材料制成。层12最好主要包括一种聚醚嵌段共聚物，例如由聚醚酯共聚物、聚醚酰胺共聚物、聚氨酯共聚物、聚乙烯醇共聚物或者这些物质的组合物构成的共聚物。优选用于制作薄膜层12的共聚醚酯嵌段共聚物是如(转让给DuPont的)美国专利4739012所公开的具有软的聚醚段和硬的聚酯段的嵌段弹性体。合适的聚醚酯嵌段共聚物由DuPont以Hytrel的名称销售。Hytrel是DuPont的注册商标。适合于用来制作薄膜层12的共聚醚酰胺共聚物是可从Atochem Inc.of Glen Rock，New Jersey，USA购得的名称为Pebax的共聚胺。Pebax是Elf Atochem，S.A.of Paris，France的注册商标。适合于用来制作薄膜层12的聚氨酯是可从The B.F.Goodrich Company ofCleveland，Ohio，USA购得的名称为Estane的热塑性氨基甲酸乙酯。
可以利用本领域中公知的方法和技术对构成本发明的片材结构的薄膜层的热塑性聚合物进行混合或者对一些聚合物进行混合，例如，可以在一个装有混合头的单螺杆挤出机(例如可从Pawcatuck，Rhode-Island，USA的Davis-Standard公司购得的产品)中或者在一个双螺杆混合挤出机(例如可从Ramsey，New Jersey，USA的Wamer-Pfliederer以及Charlotte，NorthCarolina，USA的Bersdorf Corporation购得的产品)中先进行物理翻滚混合，再进行挤压及混合。或者，可以采用例如可从K-Tron America(Pitman，NewJersey，USA)购得的重量或体积损耗进料机来控制送入到挤出机中的成份。
现在已经发现，可以以一种在薄膜中基本上不产生针孔的方式构成具有非常薄(厚度小于25微米)的透潮湿蒸汽薄膜的复合片材。进一步还发现，可以以一种使复合片材保持很高的潮湿蒸汽透过率的方式将这些可透潮湿蒸汽的薄膜附着到复合片材的纤维衬底上。为了构成由一层纤维衬底和一层非常薄的透潮湿蒸汽薄膜组成的复合片材，就必须在一个步骤中完成薄膜的挤压和叠合工序，从而不必独立地对薄膜进行处理。业已发现，为了防止在叠合过程中形成针孔，在叠合过程中施加到薄膜上的压力必须保持低水平，从而防止在薄膜中形成不均匀的薄区，所述的薄区容易发展成针孔，尤其是容易由作用到薄膜上的冲击力产生针孔。
业已发现，在叠合工序内不施加高压的前提下，有好几种方法可以用于制造出在很薄的透潮湿蒸汽薄膜和纤维衬底之间具有良好的抗剥离强度的复合片材。根据制造复合片材的一个优选实施方案，在施加薄膜之前，先将一种粘接剂施加到纤维衬底的将要与透潮湿蒸汽薄膜相贴的表面上。最好是将粘接剂以分散喷涂的形式施加到衬底上，所喷涂的粘接剂的定量在3.2与38.7毫克/厘米2(0.5与6毫克/英寸2)之间。重要的是，所施加的粘接剂只覆盖住纤维衬底的表面的75％以下，更优选的是50％以下，最优选的是25％以下，使得覆在粘接剂上的薄膜层只会分散地粘合到纤维衬底上，因而所述的粘接剂不会明显地降低复合片材的潮湿蒸汽传输速率。当采用粘接剂来将薄膜层粘合到复合片材的纤维衬底上时，所述的衬底最好是由一种不与潮湿蒸汽可透过的薄膜相容的材料制成。热塑性材料的“相容性”是技术上公认的一个术语，总体上表示热塑性材料彼此之间易混合的以及／或者互相作用的程度。相应地，本文中的“不相容的”材料指的是彼此间基本上不易混合或者不相互反应的聚合材料。不相容的材料不会将彼此弄湿，也不会彼此粘在一起，即便受热时也是如此。例如，当用粘接剂将一种共聚醚酯弹性体薄膜粘到一个纤维衬底上时，优选用于制作纤维衬底的材料将是由诸如聚烯烃一类的不相容的聚合物制成的材料。
一种优选的粘接剂是压敏热熔性粘接剂，例如线性苯乙烯异戊二烯苯乙烯(“SIS”)热熔性粘接剂，但据预测，其它粘接剂，如聚酰胺粉末粘接剂的聚酯，具有如聚酯、聚酰胺或者低残余单体聚氨酯一类配伍剂的热熔性粘接剂，其它热熔性粘接剂，或者其它压敏粘接剂也可被用来制造本发明的复合片材。如图3和4所示，最好是在刚好要把将要形成可透潮湿蒸汽的薄膜层的聚合物熔化物挤压到衬底上之前，用一个任选的涂胶器39将粘接剂施加到纤维片的表面上。涂胶器39可以包括由Nordson CorporationofNorcross Georgia提供的6000系列熔化器和CF215涂胶器。或者，也可以先将粘接剂涂到纤维衬底上，再在其上面盖上防粘纸，然后将它们卷起来，以便储存以及在另一个步骤中用于后序的薄膜叠合。然后可以如下面将详细描述的那样，将潮湿蒸汽可透过的薄膜挤压包覆到粘接剂上并粘合到纤维衬底上。据信，当采用这一方案时，由薄膜熔化产生的热足以将粘接剂软化，以促进粘合。
根据另一种在叠合过程期间不需要施加高压就能制造出在很薄的透潮湿蒸汽薄膜和纤维衬底之间具有良好的抗剥离强度的复合片材的优选工艺，不需要在纤维衬底和薄膜之间单独加入粘接剂，就可直接将薄膜挤压包覆到纤维衬底上。为了在不用粘接剂或者不施加高压的前提下获得良好的抗剥离强度，用一些与透潮湿蒸汽薄膜的聚合物相容的纤维以及一些与所述的薄膜不相容的纤维的共混物制成纤维衬底。例如，当薄膜是一种共聚醚酯弹性体时，纤维衬底中最好含有相容的聚酯纤维以及不相容的聚烯烃纤维。无需要在薄膜上施加很高的粘合压力就能够在纤维衬底的共聚醚酯薄膜和聚酯纤维之间实现良好的粘合。但是，业已发现，如果纤维衬底中所含有的高度相容的纤维的百分比含量太高，薄膜粘结到如此多的衬底纤维上以致于透过复合片材的潮湿蒸汽的传输率就会显著下降。据信，这种潮湿蒸汽传输率的下降与薄膜与纤维的粘合区有关，因为粘合区中的潮湿蒸汽透过速率将会显著下降。因此，增大薄膜与纤维的粘合区会降低潮湿蒸汽传输速率。如后面的实施例17-21所述，当把一种共聚醚酯弹性体薄膜挤压包覆到各种纤维衬底上时，在衬底中含有聚酯纤维的情况下抗剥离强度增加。实施例30-41表明，如果衬底中的聚酯纤维的百分比太高，则潮湿蒸汽透过率会下降。
在一种挤压包覆工艺中，将一种均匀的熔融挤出物涂覆到纤维衬底上。随着熔融聚合物冷却并且粘合到衬底上，熔融聚合物和衬底之间形成更紧密的接触。通常以使薄层通过两辊之间形成的辊隙的方式来加强这种接触和粘合。或者，在聚合物冷却并粘合到衬底上的过程中，使包覆好的衬底经过一个抽吸入口，这样，真空便会使熔融聚合物与衬底形成接触。对欲与薄膜接触的衬底表面进行表面处理，例如采用本领域中公知并且在《(现代塑料百科手册》(Modem Plastics Encyclopedia Handbook)第236页(1994年)中描述的电晕处理法，可以进一步加强粘合。此处将该份文献的内容作为参考引入。
图3示出了将薄膜层12施加到衬底14上的一种优选的手段。从图3中可以看到，将丸状的热塑性聚合物与任何添加剂一起送入挤出机的进料斗24的入口26中。聚合物在螺杆挤出机20中熔化并且混合，螺杆转速在10至200转/分之间，具体数值取决于挤出机的尺寸以及聚合物的特性。熔化的混合物在压力作用下从挤出机中排出，通过加热管线28到达平面膜模38。聚合物以高于混合物熔化温度的温度、最好是以180℃至240℃范围内的温度排出。从平面膜模38中排出的聚合物挤出熔化物40包覆在纤维衬底14上。如上面所述，可以在即将用挤出的熔化物40包覆衬底之前先用粘接剂涂覆器39将粘接剂施加到纤维衬底14的表面上。
优选的是，衬底在模下经过的速度与挤出机的速度相一致，以便获得小于25微米的非常薄的薄膜厚度。使经过包覆的衬底进入到在辊34和36之间形成的辊隙，所述的辊的温度保持在一个选定的水平上，以便获得具有理想的抗剥离强度和潮湿蒸汽透过率的复合片材。辊34和36的温度在10℃至120℃的范围内。业已发现，辊的温度越高，产生的复合片材的抗剥离强度越高，而辊的温度越低，产生的复合片材的潮湿蒸汽透过率越高。优选的是，辊34是一种具有低粘度表面涂层的光滑的橡胶辊，而辊36为一种金属辊。如果需要具有更多织纹的薄膜层(以及更高的表面积)的复合片材，则可以用一种织纹压花辊代替金属辊来作为辊36。使经过包覆的衬底通过在冷却辊34和36之间形成的辊隙能够使聚合物的熔化物淬火，同时可将聚合物的熔化物40压至与纤维衬底14中的纤维相接触。
辊隙之间的压力必须很低，这样，当衬底和薄膜经过辊34和36之间时在薄膜中不会形成薄点或者针孔。在图3所示的装置中，利用压力圆筒(未示出)向辊34和36施力，再由辊34和36形成辊隙内的压力。在图3所示的装置中，当圆筒压力为552千帕(80psi)时，沿着20英寸长的辊所施加的力为172牛顿/线性厘米；当圆筒压力为414千帕(60psi)时，沿着所述的辊产生的力为129牛顿/线性厘米；当圆筒压力为276千帕(40psi)时，沿着所述的辊产生的力为86牛顿/线性厘米；当圆筒压力为138千帕(20psi)时，沿着所述的辊产生的力为43牛顿/线性厘米；当圆筒压力为35千帕(5psi)时，沿着所述的辊产生的力为11牛顿/线性厘米。当要在图3所示的装置上粘接薄的潮湿蒸汽可透过的薄膜时，向辊施加的力最好是小于50牛顿/线性厘米。
当聚合物的熔化物冷却时，它便形成复合片材10的薄膜层12，所述的复合片材被收集在一个收集辊44上。如果需要生产出图2所示的三叠层产品，则可以在聚合物通过辊34和36之间时，以同样的方式在挤出的聚合物熔化物40的另一侧上铺上一层附加的衬底材料16。
或者，为了使聚合物熔化物与纤维衬底材料稍有接触，可以应用真空法。真空法与常规的挤压包覆相似，所不同的只是，用真空替代挤压辊来粘合两片衬底。通过在衬底的底侧施加真空，将薄膜吸到纤维衬底上。真空法优化粘结，同时还产生具有良好的蓬松性和手感的产品。
根据本发明的另一个实施方案，薄膜层12可以是一种潮湿蒸汽可以透过、液体基本上不能透过的多层薄膜结构。可以将这种薄膜与由一层或者多层上面描述过的优选的潮湿蒸汽可透过的薄膜材料组成的层共同挤压。(转让给DuPont的)美国第472548l号专利披露了这一类的多层透潮湿蒸汽薄膜，此处将这份文件的内容引入作为参考。在要求薄膜层12在其不同的表面上具有不同的性质的情况下，多层薄膜尤其适用于本发明的复合片材中。例如，复合片材可以由一种双组分的薄膜层12制成，所述的双组分薄膜层的一个表面由可以很好地热粘合到纤维衬底14上的一种潮湿蒸汽可透过的聚合材料制成，其背面则由另一种可以很好地粘合到复合片材所要施加到的材料上的潮湿蒸汽可透过的聚合物制成。据预测，可以用如授予Hom(转让给DuPont)的美国第5447783号专利所描述的由三层或者三层以上共挤塑层构成的潮湿蒸汽可透过的薄膜来用作本发明的复合片材的薄膜层，以便使复合片材具有总体上理想的物理特性和美学性质。
图4简明地示出了用于将一种多层聚合物熔化物挤压包覆到一层纤维衬底上的另一种可供选择的装置。从图4中可以看到，一种丸状的热塑性聚合物与任何添加剂一起被送入挤出机的进料斗24的入口26中，而另一种丸状的热塑性聚合物与任何添加剂一起被送入挤出机的进料斗24′的入口26′中。聚合物在螺杆挤出机20和20′中熔化并且混合，螺杆转速在5至200转/分的范围内，具体数值取决于挤出机的尺寸以及聚合物的性质。熔化的混合物在压力作用下从挤出机中排出，通过加热管线到达熔化物汇合单元34，形成多层熔化物，所述的多层熔化物通过平面膜模38被挤塑成一种多层薄膜。聚合物以高于聚合物混合物的熔化温度的温度、最好是以180℃至240℃范围内的温度排出。从平面膜模38中排出的聚合物熔化物40包覆在由供料辊46供应的衬底14上。如上面所述，可以用粘接剂涂覆器39将粘接剂施加到将要用聚合物的熔化物40包覆的纤维衬底14的表面上。
优选的是，在图4所示的装置和方法中的衬底14在模38下经过的速度与挤出机的速度相一致，以便获得小于25微米的非常薄的薄膜厚度。使经过包覆的衬底进入到在辊52和54之间形成的辊隙，所述的辊的温度保持在一个选定的水平上，以便获得具有理想的抗剥离强度和潮湿蒸汽透过率的复合片材。优选的是，辊52是一种具有低粘度表面涂层的光滑的橡胶辊，而辊54为一种金属辊。可以通过水浴48使辊52冷却。当聚合物的熔化物冷却时，便形成复合片材10的薄膜层12，该复合片材被收集到一个收集辊60上。惰辊50在复合片材的形成过程中维持着纤维衬底和复合片材上的张力。
根据本发明的另一个实施方案，可以将薄的潮湿蒸汽可透过的薄膜与一种微孔薄膜结合起来，形成一种叠层薄膜结构。这种结构克服了微孔薄膜的许多缺点(即渗透细菌和液体以及较高的水分冲击值)，同时不会降低利用一些微孔薄膜能够获得的比较高的MVTR值(通常＞3000克/米2/24小时)。本发明的复合片材中的透潮湿蒸汽薄膜能够被制作成与聚烯烃的非织造材料相容，还可以被制作成与流行的微孔薄膜组分(例如聚烯烃合成物中的组分)相容。可以借助于粘接剂层压制品或者以直接挤压包覆的方式将本发明的复合片材中的透潮湿蒸汽薄膜与微孔薄膜结合起来。可以以一种与本发明相适合的方式将透潮湿蒸汽薄膜与纤维衬底结合起来。可以以一种与本发明相适合的方式将这种纤维衬底与透潮湿蒸汽但基本上不透液体的薄膜结合到一层微孔薄膜上，使非织造的纤维衬底粘合到透潮湿蒸汽、基本上不透液体的薄膜层的第一侧上，而微孔薄膜则叠合到薄膜层的另一侧上。
复合片材10特别适合于用作一次性吸湿用品中的一个组成部分。在本文中，“吸湿用品”一词表示吸收并容纳身体排泄物的用品，更确切地说，表示放置在穿用者身体上或身体附近、用于吸收并容纳从身体中排出的各种排泄物的用品。吸湿用品包括一次性尿布，失禁者穿的三角裤，失禁者穿的内裤，失禁垫，妇女卫生内裤，训练短裤，曳拉型衣服(pull-on garments)等。“一次性”一词表示不打算对这种吸湿用品进行洗涤或以其它方式作为吸湿用品回收或重复使用(即，它们在用过一次后将被丢弃，最好是回收、制成肥料或者用一种与环境相容的方式对它们进行其它处置)。复合片材10所具有的物理特性应使之特别适合于用作一次性吸湿用品的外侧“底片”，这些特性包括复合片材的透潮湿蒸汽性、基本上不透液的特性以及它的强度和耐久性。复合片材10所具有的能够容易地传输潮湿蒸汽的能力意味着，采用这种复合片材10作为产品的底片材料的卫生产品对穿用者而言是很舒适的。复合片材的不透过液体的性能使得所述的片材即使是在受到由穿着一片湿的吸湿用品的婴儿或者其它人猛然坐下时所产生的动力冲击时也能够完全地保持住体液。复合片材10的强度和耐久性使得所述的片材即使是在经过了生产吸湿用品过程中的伸展、卷曲和拉伸处理之后也能保持完整无损。
据信，用作吸湿用品的底片的复合片材的潮湿蒸汽传输率(“MVTR”)对于降低吸湿用品内部的湿度和温度、进而潜在地减轻与这类环境因素有关的热疹和其它皮肤病的发生率是至关重要的。例如，业已发现，为了减少由一次性吸湿用品内部的潮湿和热量累积引发的皮疹，当用后面所描述的干燥剂MVTR测定法来测定时，所述用品的底片的至少一部分、最好是整个底片所具有的潮湿蒸汽传输率至少为大约1500克/米2/24小时。当用干燥剂法测定时，本发明的复合片材所能输送的MVTR至少为大约2800克/米2/24小时，根据本发明的复合片材具有的MVTR大于4000克/米2/24小时。
在本发明的复合片材中，由于透潮湿蒸汽的薄膜层12被直接挤塑到非织造的衬底14上，所以潮湿蒸汽传输率得到了提高。这种直接挤塑法提高潮湿蒸汽透过率的原因有几点。第一，直接挤塑使得制造出厚度小于25微米的非常薄的薄膜层成为可能。这些薄膜能够大量地透过潮湿蒸汽，但仍然是基本上不透液的。第二，由于在挤塑包覆过程中施加到薄膜层12上的压力非常低，所以可以将薄膜层制作成薄至7微米而不至于产生针孔。这样，可以将极薄的薄膜粘合到衬底上而不会降低液体隔离性能。第三，由于薄膜层是借助于粘接剂层压制品或者是通过采用包括相容纤维的衬底纤维混合物的热层压制品非常小心地粘合到纤维衬底上的，因此薄膜层的大部分并不粘到纤维衬底的纤维上，因此，潮湿蒸汽透过度可以得到大幅度地提高。
本发明的复合片材所表现出的重要特性是，它在与吸湿用品和保护性医疗用品的使用有关的正常条件下基本上是不透液的。复合片材10的不透液性业已通过多种实验得以表征出来，这些实验包括液态水分渗漏实验，动态隔离实验，静压头实验，以及一些微生物隔离实验。
液态水分渗漏实验直观地证明了复合片材10的基本不透液性。如下面的实施例中所述，这一实验测定了一种由食用染料、异丙醇和水组成的溶液是否能够通过一个片材。从下面的实施例17-20中可以看到，乙醇溶液中的染料不能通过本发明的复合片材10。另一方面，当在一片由一层叠合在一个非织造的衬底上的微孔薄膜形成的片材上进行同样的实验时，染料溶液的渗漏是明显的(见对照例1)。
动态液体冲击实验表明了复合片材10阻挡液体传输的能力。下面的实施例中描述的动态液体冲击实验是按照模拟一个婴儿从站姿猛然变为坐姿时赋予尿布底片上的单位面积能量来设计的。适合于用作尿布底片的片材在受到1000焦耳/米2左右的冲击能量时应当基本上没有动态液体传输(即，小于1克/米2)，本发明的复合片材14就是如此。更优选的是，尿布底片在受到2400焦耳/米2左右或者更大的冲击能量时基本上没有动态液体传输。如后面的实施例1-20所记载，本发明的复合片材在受到2400焦耳/米2左右的冲击能量时所通过的水量少于0.5克/米2。
复合片材10作为液体隔离屏障的能力还能防止大多数臭气、细菌或者病毒通过所述的片材。当根据用于评估多孔无菌包装材料(ASTM F 1608-95)的细菌通量试验来测试一种微孔薄膜时(对照例1)，该材料未能通过该项测试，因为测出细菌通过了所述的片材。另一方面，本发明的复合片材10由于在一小时的空气孔隙度试验(参见实施例17-25中的Gurley Hill孔隙度数据)过程中能够透气，因而能够满足ISO标准11607第4.2.3.3节中关于可透气的无菌包装材料的隔离微生物的要求。从后面的实施例17可以看到，当按照ASTM F1671进行测试时，复合片材10还表现出阻挡病毒通过的能力。ASTM F1671所测定的是用于保护性衣物中的材料所具有的阻挡血载病毒穿过的能力，所述的病毒如乙肝病毒(HBV)、丙肝病毒(HCV)以及导致“获得性免疫功能缺陷综合征(AIDS)”的人体免疫缺陷病毒(HIV)。该方法测定了代用品Phi-X174噬菌体通过所述片材的情况，这种噬菌体在尺寸上类似于HCV病毒，并且也小于HBV和HIV病毒。
复合片材10的强度和耐久性使得这种片材特别适合于制作吸湿用品和服装产品。这一强度和耐久性使得这种复合片材10即使是在吸湿用品或者服装产品的生产过程中受到拉伸、辊轧、压缩以及拉扯之后也能保持完整无损。同样也很重要的是，复合片材应当足够结实、耐久，以保证在用复合片材10作片材的吸湿用品或者服装产品的穿用过程中即使受到拉伸、拉扯以及被弄湿，都能够保持完整无损。复合片材10的强度和耐久性可以用以下项目来表示：(1)抗拉强度，(2)片材在断裂前所能伸长的程度(被称作“伸长率”)，以及(3)将可透过蒸汽的薄膜从复合片材的纤维衬底上剥离下来所需要的力的大小(被称作“抗剥离强度”或者“层离强度”)。
抗拉强度是通过测定使一个片材样品断裂所需要的拉伸力来确定的。伸长率是表示片材样品在拉力的作用下发生断裂之前所能伸长的量的一个指标。伸长率是刚要断裂之前的长度，表示为原始样品长度的百分比。优选的是，用作吸湿用品的底片的复合片材的抗拉强度至少为1牛顿/厘米，在机器方向上和垂直于机器方向的方向上的伸长率都至少为30％。更为可取的是，如果本发明的复合片材将要被用作吸湿用品的底片，则其抗拉强度应当大于1.5牛顿/厘米，在机器方向上和垂直于机器方向的方向上的伸长率都至少为50％。在本发明的复合片材中，复合片材的抗拉特性和伸长特性在很大程度上取决于纤维衬底的抗拉特性和伸长特性。具有优选的抗拉强度和伸长率的片材在吸湿用品的生产过程中当被高速卷绕在辊上时能够保证完好无损。伸长性还使得所述的用品让穿用者感到更加舒适，因为具有这种可伸长性的片材通常具有一定的弹性，使所述的用品有一定的弹性，因而能够更好地与穿用者的身体相贴合。从后面的实施例17-20可以看到，本发明的复合片材10在机器方向上的抗拉强度为大约6牛顿/厘米，在垂直于机器方向的方向上的抗拉强度为大约1.4牛顿/厘米，在机器方向上的伸长率为大约26％，在垂直于机器方向的方向上的伸长率为大约55％。本发明优选的聚醚嵌段共聚物薄膜使复合片材具有一定的弹性，使得所述的片材特别适合于用在吸湿用品中。
抗剥离强度是将透潮湿蒸汽薄膜从复合片材的纤维衬底上剥离下来所需要的力的大小的度量。当复合片材10被用作如尿布一类的一次性吸湿用品中的底片时，比较重要的一点是，复合片材的抗剥离强度至少为0.15牛顿/厘米，更优选的是至少为0.20牛顿/厘米，最优选的是至少为0.50牛顿/厘米，这样，在所述用品的制造过程中或者在使用过程中所述的片材才不至于发生剥离。当在辊隙之间用较低的压力来粘合薄膜及纤维衬底时，特别不容易达到这样的抗剥离强度，因为这时复合片材表现出较低的机械缠结特性，进而只有较低的抗剥离强度。此外，当透潮湿蒸汽薄膜与纤维衬底在化学上不相容时，例如当把只含有聚醚酯嵌段共聚物的透潮湿蒸汽薄膜包覆到以聚烯烃为主要成分的衬底上时，更难达到足够的抗剥离强度。热塑性材料的“相容性”是技术上公认的一个术语，总体上表示热塑性材料彼此之间易混合的以及/或者互相作用的程度。类似地，本文中的“不相容的”材料指的是彼此间基本上不易混合或者不相互作用的聚合材料。不相容的材料不大会将彼此弄湿，也不大会彼此粘在一起，即便受热时也是如此。
在本发明的片状结构的薄膜层上还可以另外含有常规的添加剂，例如颜料和填料(例如TiO2，碳酸钙，硅石，粘土，滑石)以及稳定剂，如抗氧化剂以及紫外线吸收剂。这些添加剂用于各种目的，包括降低复合片材结构的薄膜层的成本，以及改变片材结构的薄膜层的形态。但是，业已发现，这类添加剂降低了潮湿蒸汽通过片材结构的传输。重要的是，应当将薄膜中的添加剂的量保持在一定水平上，以保证不会使片材的潮湿蒸汽透过率降低至特定的应用场合所要求的范围之外。薄膜层中可以含有0.01％至30％的添加材料，更为可取的是含有0.5％至7％的惰性填料。
就将复合片材粘接到吸湿用品的其它部分上的方案而言，特别是就将复合片材的透潮湿蒸汽、不透液体的薄膜层粘接到其它部分上的方案而言，据观察，只有一些特定的粘接方法能够形成有足够强度的粘接，能够经受住日常使用过程中所受的力，特别是在薄膜层接触了液体并且吸收了液体之后。不希望受具体理论的限制，目前相信，本发明所关注的透潮湿蒸汽薄膜层由于在使用条件下具有较高的水分含量，因而在潮湿蒸汽传输方面具有理想的优越性能特性。但是，目前相信，这一较高的水分含量对于某种常规的热熔性粘接剂与薄膜层之间的粘接的粘接强度具有负面效应。
一种已被证明令人满意的方案是采用如上面所述的在本领域中公知的常规粘接剂应用技术及设备中应用的一种以聚氨酯为主要成分的粘接剂。另一种在当前比较优选的方案是采用前面参考并且引证的授予0stapchenko的美国第4725481号专利中描述的多层的共挤压薄膜层，所述的这份专利公开了一种多层薄膜，这种多层薄膜在其粘接到非织造材料上的那一面上有一个疏水层，而在另一面上则有一个亲水层。申请人现在已经发现采用这样一种多层透潮湿蒸汽薄膜具有的有益效果，所述的透潮湿蒸汽薄膜中的多层薄膜结构(在一种双层实施方式中)被挤压到一片纤维衬底材料上，其相对较为疏水的弹性体层背朝衬底，而其相对较为亲水的弹性体层则面向衬底。就给定的厚度而言，疏水性的弹性体层通常比亲水性的弹性体层表现出更低的MVTR性能，原因是它在使用条件下具有相对较低的水分含量。但是，当用在一种比较薄的层中时，疏水性的低水分含量的薄膜层的这一效果并不会导致整个复合片材的MVTR性能的降低。
由于疏水性的弹性体层具有较低的潮湿蒸汽含量，所以可以利用常规的热熔性粘接剂以及粘接技术来成功地实现复合片材与吸湿用品的其它部分之间的具有足够强度的粘接，即使是在薄膜处于湿润状态时也是如此。因此，通过采用一种共挤压的多层、多化学薄膜层，可以形成既有本发明的复合片材所需的理想的性能特性又能借助于常规的粘接剂粘接技术粘接到吸湿用品的其它部分上的复合片材。(见下面的实施例17-20)。
完全意想不到的是，通过在用于构成吸湿用品的复合片材中采用多层薄膜，还发现了另外一些性能上的有益效果。具体地说，据信，采用在围绕着一个亲水性的弹性体层的两个外表面上具有一种疏水性的弹性体层的三层结构构成的多层薄膜，当把这样的结构挤压到一个纤维衬底上形成复合片材时，能够改进触觉品质。同样不希望受具体理论的限制，据信，在触摸纤维衬底层时，特别是当纤维衬底层比较薄时，疏水性薄膜层的比较低的水分含量能够产生一种比较干爽的触感。因此，这样二种多层(三层)式复合片材的实施方案不但在采用常规粘接技术时具有改进的可粘接性，而且可以在纤维衬底层的表面上具有改进的触感。一种可供选择的方式是，如上面所述，可以以类似于图2的方式构成真正的双面结构，在这种结构中，多层/三层薄膜结构的两侧面上都与所述衬底层相对。或者，如上面所述，可以以类似于图2的方式构成真正的双面结构，在这种结构中，多层/三层薄膜结构在两侧面上都与所述衬底层相对，从而在两侧面都改进了触感。据信，这样的实施方式特别适合于应用于尿布一类吸湿用品的腿部收口、腰带、侧片以及其它部件上，在这些部件处，穿用者可以接触到复合片材的相反的两个表面。
下面采用的一些非限制性的实施例只是为了说明本发明的产品和方法，绝不意味着对本发明的限制。
实施例
在上面的描述中以及在后面的一些非限制性的实施例中，下面这些测试方法被用于确定各种报导的特性及性质。ASTM表示美国测试及材料学会，TAPPI表示纸浆及造纸工业技术协会，ISO表示国际标准化组织。
定量根据ASTM D-3776测定，其单位为克/米2，此处将ASTM D-3776的内容引入作为参考。
复合片材的厚度根据ASTM方法D1777-64测定，单位为微米，此处将ASTM方法D1777-64的内容引入作为参考。
薄膜厚度以微米为单位，并按下式确定：
Figure 98813463002111
抗拉强度根据ASTM D1682第19章测定，此处将其内容引入作为参考，对测试方法做了以下改进。在测试中，将一个2.54厘米×20.32厘米(1英寸×8英寸)的样品的两端夹紧。两个夹紧点在样品上彼此相距12.7厘米(5英寸)。以5.08厘米/分(2英寸/分)的速度对样品进行平稳拉伸，直到样品断裂。记录下断裂点的力，以牛顿/厘米为单位，作为断裂拉伸强度。
片材的断裂伸长率是衡量在条带拉伸试验中一个片材在断裂之前的伸长量的量度。将一个1.0英寸(2.54厘米)宽的样品装在一个具有恒定速率的拉伸试验机(如Instron台式试验机)的相距5.0英寸(12.7厘米)的夹具上。以2.0英寸/分(5.08厘米/分)的十字头速度对样品施加连续增大的负载，直到样品断裂。以断裂前的伸长的百分比作为度量。该试验总体上遵循ASTMD1682-64标准。
抗剥离强度是根据一项总体上遵循ASTM D882-83方法的试验测定的，此处将该方法的内容引入作为参考。该试验是利用一台恒定速率的拉伸试验机(如Instron台式试验机)完成的。先将一个2.54厘米(1.0英寸)×20.32厘米(8.0英寸)的样品的纤维衬底和透潮湿蒸汽薄膜分开，使该样品层离大约3.18厘米(1.25英寸)。将该分开的样品的两个面安装在试验机的彼此分开5.08厘米(2.0英寸)的夹头中。将试验机启动，使其以50.8厘米/分(20.0英寸/分)的十字头速度运行。在松驰部分被移开(标称为5克的预加载)之后，计算机开始记录读数。样品被层离大约12.7厘米(5英寸)，在此期间记录下足够多的读数以算出一个有代表意义的平均值。峰负载和平均抗剥离强度都以牛顿/厘米作单位。对于整个5英寸都被剥离开的样品而言，其平均抗剥离强度被视作抗剥离强度。对于未将整个5英寸都剥离开(原因可能是处于完全粘接状态，也可能是衬底断裂)的样品而言，将峰负载作为其抗剥离强度。
粘接强度是在复合片材与一个1.2密尔的聚乙烯薄膜之间的粘接剂粘接强度的量度。它也被定义为用于构成吸湿用品的粘接剂粘结的强度，在所述的吸湿用品中粘接剂被用于将其它材料接合到复合结构上。样品的制备方法是，将一种常规的用于吸湿用品结构中的热熔性粘接剂施加到复合结构的薄膜表面上。所述的粘接剂可以是任何一种适用于构成吸湿用品的粘接剂，有一种这类的适合用于吸湿用品结构中的粘接剂是可从AtoFindleyAdhesives，Inc.11320 Watertown Plank Road，Wauwatosa，WI 53226-3413购得的H2031粘接剂。这种粘接剂是一种压敏的线型SIS(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯)热熔性粘接剂。用一个Meltex EP34S喷胶头将这种粘接剂以0.009克/英寸2的定量施加到用品上。粘接剂在喷嘴处的温度是330F。这种喷胶头可以从Nordson Corporation，2905 Pacific Drive，Norcross，GA 30071-1809购得。在施加了粘接剂后，立即将一片1.2密尔厚的聚乙烯薄膜粘接到复合结构上，办法是，将聚乙烯接触到涂有粘接剂的复合结构上，然后通过用一个与用于墙纸的辊子类似的手推辊来辊轧样品而施加压力。然后将样品切成2.54厘米(1英寸)宽，10.16厘米(4英寸)长，并将其中1英寸长的部分作为粘接剂粘合区。至少要制备3个样品来进行干粘合及湿粘合。在需要进行湿粘合时，先将样品的涂有粘接剂的那一端放在一个装满蒸馏水的陪替氏培养皿中，共放置15分钟。将样品从水中取出后立即进行下面的试验。干粘合试验技术只需要按照前面描述的方式准备好样品，然后进行下面的试验。将样品的未被粘合的自由端安装在试验机的分开5.08厘米(2.0英寸)的夹头中。将试验机启动，使其以50.8厘米/分(20.0英寸/分)的十字头速度运行。在松驰部分被移开(标称为5克的预加载)之后，计算机开始记录读数。样品被完全剥离开大约2.54厘米(1英寸)，在此期间记录下足够多的读数以算出一个有代表意义的平均值。峰负载和平均粘合强度都以牛顿/厘米作单位。对于整个l英寸都被剥离开的样品而言，其平均粘接强度被视作粘接强度。对于未将整个1英寸都剥离开(原因可能是处于粘接状态，也可能是衬底断裂)的样品而言，将峰负载作为其粘接强度。
吸水率是根据ASTM D570标准的测定的，此处将该标准的内容引入作为参考。
潮湿蒸汽传输率(MVTR)只根据一种部分基于ASTM E96标准的方法测定的，其单为克/米2/24小时，此处将该标准的内容引入作为参考。
下面提出的用于测定潮湿蒸汽传输率的方法被称作“干燥剂法”。现在先简要地总结一下这一方法：参见图6，该图是部分剖视图，将一定量的干燥剂(CaCl2)放入到一个带凸缘的“杯”状容器中。将样品155的材料放入到容器157的表面上，并用一个扣环152和一个密封垫153固定。然后称出这整个组件的重量，并作为初始重量记录下来。将这一组件放入到一个恒温(40℃±3℃)、恒湿(75％±3％)的腔室中，总共放置5个小时。然后将该组件从腔室中取出，并密封，以防止再吸入水分，使其在一个放有天平的室温环境中平衡至少30分钟。称出组件的重量，再从最后的组件重量中扣除初始重量，由此测定出被CaCl2 156吸收的水分的重量，并用该重量估算出样品的潮湿蒸汽传输率(MVTR)。用下面的公式计算出潮湿蒸汽传输率(MVTR)，以克/米2/24小时为单位。将样品分成三份进行试验。所记录下的MVTR是三份试样的平均值，四舍五入成整数后精确到100。可以根据每个样品的三次试验的标准偏差估算出不同样品的MVTR值的显著差异。
适合于用来称重的分析天平包括Mettler AE240或者与其相当的天平(满负载为300克)，或者Sartorius 2254S0002或者与其相当的天平(满负载为1000克)。合适的样品容纳组件包括一个杯157和一个用Delrin(例如可从McMaster-Carr Catalog#8572K34购得)加工出来的扣环152，以及一个用GC Septum材料(Alltech目录#6528)制成的密封垫153。杯、扣环以及密封垫的尺寸如下：杯上的与扣环的外径一致的尺寸A为63毫米，B为55毫米，扣环的厚度C为5毫米，凸缘的厚度D为6毫米，杯的高度E为55毫米，F相当于杯的内径，也是扣环中的孔的直径，其值为30毫米，杯的外径G为45毫米。干燥剂为用于U型管的CaCl2 156，可从Wako PureChemical Industries，Ltd.，Richmond，VA.购得，产品号为#030-00525。塑料的食品包装袋为Saran Wrap，可从Dow Chemical Company购得，也可以是与之相当的产品。合适的环境腔室是可从Electro-Tech Systems，Inc，ETS购得的506A型产品，或者与之相当的产品。温度控制器是ETS型的513A或者相应产品，湿度控制器是ETS型514或者相应产品，加热装置是Marley ElectricHeating Model 2512WC(400瓦)或者相应产品，加湿器是ETS型5612B或者相应产品。
CaCl2可以直接从一个密封瓶中取出使用，前提是其团块的尺寸不能通过10号筛子。通常瓶子的上部三分之二不需要筛。但是，下部三分之一中含有一些需要筛除的细小微粒。可以从一个封闭的容器中取出CaCl2使用，不必干燥。需要时可以在200℃下加热4小时使其干燥。
应当从待测试的材料上取得有代表意义的样品。比较理想的是，应当从材料的不同区域取出这些样品，以便能够代表任何一个不同的部分。需要从每样材料上取三份样品来进行本项分析。
应当将样品切成大约1.5″×2.5″的矩形块。如果样品不均匀，则应当清楚地标出需要测定其透气度的区域。如果样品不是双向的，还需要标记出其将要曝露在高湿环境中的那一侧。对于用于尿布和月经用品中的样品而言，它通常是与用品的吸收层相贴的那一侧或者在衣服中与穿用者相贴的那一侧。
为了开始进行测试，(1)称出大约15克的CaCl2 156，将其放入到MVTR杯157中。在实验台的台面上对杯157轻轻拍打10次，使CaCl2分散并且稍稍压实。CaCl2156应当是水平的，离杯157的顶面大约1厘米。调节CaCl2的量，直到达到了1厘米的距离。然后，(2)将样品155放到杯157的顶部的开口上，使样品的很湿的那一侧(如果需要的化)朝上。确保样品叠合住开口，以获得良好的密封。接着，(3)将密封材料153和扣环152放置到杯顶上，将螺丝孔对齐，并检查以确保样品没有移动。将螺丝154拧紧，以便将扣环152固定牢固，并且将样品密封在杯顶上。应当注意不要将螺丝154拧得太紧，因为拧得太紧会使一些样品变形。如果发生了样品变形，则将螺丝154先松开，再拧紧。然后，(4)称出在步骤3中组装好的MVTR杯的重量。记录下这一重量作为初始重量。这一过程应当在一个比较短的时间内进行，每个杯少于2分钟。
在称出组件的重量之后，(5)将样品放入CT/CH腔中，放置时间为5小时(精确到分钟)。时间到了之后，(6)从CT/CH腔中取出样品，用一个被橡皮筋固定住的塑料袋将样品紧紧盖住。记录下取出样品的时间，精确到分钟。使样品在一个放有天平的室温环境中平衡至少30分钟。达到平衡之后，(7)将塑料袋和橡皮筋取下，称出杯的重量。记录下这一重量作为最终重量。
然后以下面的公式计算出MVTR，单位为克H2O/24小时/米2：
其中：24.0用于将数据转换成以24小时为基础；
样品的面积等于杯嘴的开口的面积；
5.0是测试的时间，以小时为单位。
计算出每一组三份样品的平均MVTR。将每个样品组的平均MVTR按四舍五入的方式精确到100。将这个值作为材料样品的MVTR值记录下来。
动态液体传输率是用图5所示的装置100测定出来的。按照该试验，将一种称重时精确到0.0001克的吸收材料102直接放到能量吸收冲击垫103上。该吸收材料102可以由一种2号滤纸构成，其来源是Whatman LaboratoryDivision，由VWR Scientific of Cleveland，OH分销。这种吸收材料应当能够吸收并保持通过待测片材的蒸馏水。能量吸收冲击垫103是一种充满了碳黑的交联橡胶泡沫。这个5英寸×5英寸的正方形冲击垫103的密度为0.1132克/厘米3，厚度为0.3125英寸。根据ASTM 2240-91测得的冲击垫103的硬度计(Durometer)值为A/30/15。称出一个直径为0.0572米(2.25英寸)的圆形吸收芯材料104的重量。吸收芯材料可以包括如1992年8月11日授予Herron等人的美国第5137537号专利所描述的单根的交联木浆纤维素纤维。该吸湿芯材料应当能够保持足够量的蒸馏水，例如至少是其干燥时重量的10倍。吸收芯的定量为大约228克/米2。然后使吸收芯材料吸入相当于其干燥时重量的10倍的蒸馏水。
将底片材料105的待测试段面朝下放置，使其外侧表面处于一个清洁、干燥的台面上。将装载了的吸湿芯材料104直接放置在底片材料105的中央。然后用橡皮筋109将这种底片/吸收芯的组合固定到冲击臂108的冲击部分107上。在放置底片/吸湿芯的组合时应当使吸湿芯104与冲击部分107的底面110相邻。将冲击臂108上升到一个所需要的冲击角度，以提供所需要的冲击能量。使冲击臂108落下，然后立即(在冲击后大约1秒钟)升起，将滤纸102取出，并放置到一个数字天平上。然后以一分钟的标记记录湿滤纸的质量。用下面的公式计算出动态液体传输率的值(DFTV)，以克/米2作为单位：冲击面积是冲击部分107的底面110的面积，以米2作单位。冲击面积为0.00317米2。吸湿芯材料104的面积应当略大于所述的底面的冲击面积。
Gurley Hill孔隙度是片状材料对于气态物质的隔离强度的量度。具体地说，它是表示一定量的气体要花多少时间才能通过一定面积的具有某种压力梯度的材料的一个指标。Gurley Hill孔隙度的测定是利用一台Loemtzen&Wettre Model 121 D Densometer根据TAPPI T-460 om-88来进行的。该试验测定了100立方厘米的气体在大约4.9英寸的水压下通过一个直径为1英寸的样品所需要的时间。其结果以秒作单位，通常称之为Gurley秒。
无菌包装的细菌隔离特性是根据ISO 11607标准进行测定的，所述的标准在4.2.3.2节指出，(根据气体孔隙度试验)在一小时内不能透气的材料满足标准的微生物隔离要求。在论及多孔材料时，ISO 11607的4.2.3.3节指出，不存在证明多孔材料的微生物隔离特性的普遍适用的方法，但强调多孔材料的微生物隔离特性通常是利用一些带有细菌孢子或者颗粒的气溶胶的攻击样品在一系列的试验条件下进行分析的，所述的试验条件详细列明了通过材料的流速，对样品的微生物攻击(microbial challenge to the sample)，以及试验的持续时间。一种这类认可的测试是ASTM F1608-95。
病毒隔离特性也是根据ASTM F1671测定的，此处将该标准的内容引入作为参考。ASTM F1671是测定用于保护性衣物中的材料阻挡血载病原体穿透的能力的一种标准的试验方法。根据这一方法，在24小时内以2psi(13.8kPa)的压差，用108Phi-X174噬菌体对三个待测试的片材样品进行攻击，所述的噬菌体在尺寸上与丙肝病毒相似(0.028微米)，表面张力被调节为0.042牛顿/米。用一种检测方法测定了一些能存活的病毒对样品的穿透率。测试结果的单位为每毫升的噬斑形成单位PFU/ml。如果测出有病毒穿过任何一个样品，则该样品就未能通过测试。对每一个样品组都进行了正的和反的对照。正对照物是一个通过量为600 PFU/ml的孔径为0.04微米的微孔薄膜。反对照物是一片Myler薄膜，其通过量为0PFU／ml。
液体水分渗漏率是利用一种含70份异丙醇、30份水和1份红色食用染料的溶液进行的。根据该项试验，将一片大约89厘米×61厘米(35英寸×24英寸)的白色吸收吸水材料放置在一个平的表面上，并盖上同样尺寸的试验样品，使样品的衬底侧朝上。将250毫升的所述溶液倾倒在样品表面上，并盖上一片大约46 3/4厘米×46 3/4厘米(18英寸×18英寸)的样板。将一个4.5千克(10磅)的重物放在样板的表面上，放置10分钟后，将重物、样板和试验样品从白色吸收纸上取下。然后检查纸上的墨水斑，以确定是否发生了渗漏。
薄膜的组分
在下面的例子中描述的薄膜组合物是通过将一种或者多种共聚醚酯热塑性弹性体与二氧化钛干混的方式制备出来的。薄膜组合物中的各组分如下：
Hytrel3548是由DuPont销售的一种共聚醚酯热塑性弹性体，其熔点为156℃，维卡软化温度为77℃，肖氏硬度为35D，吸水率为5％。
Hytrel4778是由DuPont销售的一种共聚醚酯热塑性弹性体，其熔点为208℃，维卡软化温度为175℃，肖氏硬度为47D，吸水率为2.3％。
Hytrel8206是由DuPont销售的一种共聚醚酯热塑性弹性体，其熔点为200℃，维卡软化温度为151℃，肖氏硬度为45D，吸水率为30％。
Hytrel8171是由DuPont销售的一种共聚醚酯热塑性弹性体，其熔点为150℃，维卡软化温度为76℃，肖氏硬度为32D，吸水率为54％。
TiO2浓缩物是由在高密度的聚乙烯中加入60％重量百分比的颗粒状二氧化钛颜料形成的一种浓缩物。
实施例1-5
用粘接剂将一种共聚醚酯薄膜叠合到一片梳理的聚丙烯非织造片材上，所述聚丙烯非织造片材的定量为27克/米2(0.8盎司/码2)，由FiberwebNorth America Inc.of Simpsonville，South Carolina提供。所述的非织造片材由一种梳理的聚丙烯人造短纤维制成，其纤维长度通常在2.5厘米与7.5厘米之间，经过了热粘合。这种聚丙烯纤维的梳理片材在机器方向上的抗拉强度为8.3牛顿/厘米(4.73磅/英寸)，在垂直于机器方向的方向上的抗拉强度为1.5牛顿/厘米(0.86磅/英寸)，在机器方向上的伸长率为73％，在垂直于机器方向的方向上的伸长率为95％。
利用从Nordson Corporation of Norcross Georgia获得的6000系列熔化机和CF215涂覆器将压敏线性SIS热熔性粘接剂(从Ato Findley Adhesive，Inc.，Wauwatosa，Wisconsin获得的H2031)施加到所述的非织造材料上。利用15个中心距为0.875英寸的喷涂器组件以一种分散的螺旋喷洒形式将粘接剂喷涂成一种宽度为12英寸的基本上连续的丝。各条螺旋花纹都是以边靠边的形式施加，由各个喷涂器组件出来的螺旋花纹基本上不重叠。在喷涂粘接剂期间非织造材料的线速度为400英尺/分(122米/分)。所施加的粘接剂的定量为2毫克/英寸2(3克/米2)。在粘接剂上盖一层防粘纸，再将涂有粘接剂的非织造材料卷起来。
将涂有粘接剂并盖有防粘纸的非织造材料展开，将防粘纸撕掉，在非织造材料的涂有粘接剂的表面上叠合一片聚合薄膜，所述聚合薄膜含有48％的Hytrel8206共聚醚弹性体，48％的Hytrel8171共聚醚弹性体，以及4％的二氧化钛。将丸状的共聚醚酯聚合物送入到与一个加热模相连的38毫米直径的螺杆挤出机中。先将聚合物熔化，再将其送入到加热模单元中的一个36厘米×250微米的模孔中。将聚合物的熔化物从模孔中挤出，并包覆到上面论及图3时所描述过的处于所施加的粘接剂之上的聚丙烯非织造片材上。在一个与模孔相距10厘米左右的辊隙中将薄膜接合到纤维性的非织造片材上。所述的辊隙是在一个面向纤维片的金属辊和一个面向聚合物熔化物的橡胶辊之间形成的。
在实施例1-5中，非织造材料的线速度保持为恒定值12米/分(40英尺/分)，薄膜的压出速率保持恒定(挤压速度为12转/分)，从而使共聚醚酯薄膜的厚度保持恒定。使聚丙烯纤维片材、粘接剂以及薄膜经过所述的辊隙，调节辊隙上的压力以形成各种复合片材结构。如图3所示，采用例1-5中的辊隙设置，552千帕(80psi)的圆筒压力相当于在20英寸长的辊上作用了172牛顿/线性厘米的力；414千帕(60psi)的圆筒压力在辊上产生129牛顿/线性厘米的力；276千帕(40psi)的圆筒压力在辊上产生86牛顿/线性厘米的力；138千帕(20psi)的圆筒压力在辊上产生43牛顿/线性厘米的力；35千帕(5psi)的圆筒压力在辊上产生11牛顿/线性厘米的力。
下面的表1中示出了在各实施例中所采用的其它工艺条件以及所产生的复合片材的性质。
                        表1
实施例号                1      2       3      4         5
                      (90J4) (90J3)  (90J2)  (90J5)  (90J6)工艺条件粘接剂温度(℃)             室温    室温    室温    室温   室温粘接剂的涂覆密度(克/米2)     3        3       3       3      3粘接剂图形               螺旋形   螺旋形  螺旋形  螺旋形  螺旋形线速度(米/分)               12       12      12      12     12挤出的熔化物温度(℃)       220      220     220     220    220挤出机速度1(RPM)            12       12      12      12     12模温(℃)                   220      220     220     220    220圆筒压力(kPa)               35       70     140     280    560复合材料的性质薄膜厚度(微米)              25       25      25      24     24MVTR-(干燥剂法)           2900     3200    2900    2800   3000(克/米2/天)动力冲击(克/米2          0.36     0.44    0.44    0.25   0.35@2400焦耳/米2)抗剥离强度(牛顿/厘米)MD 0.95    1.04  最高值  1.03  最高值CD 0.80    0.84  最高值  1.01  最高值
实施例1-5表明，当把粘接剂加入到薄膜和非织造物之间时，在复合片材中以非常低的粘接压力(实施例1及2)就能够获得非常好的抗剥离强度。这些实施例还表明，当粘接压力保持在低水平时，用具有薄的潮湿蒸汽可透过薄膜的复合片材可以获得很好的水分冲击屏障特性。最后，这些例子支持了这样的说法：薄膜的熔化温度足以促成卓越的抗剥离强度。
实施例6-10
采用粘接剂将一种共聚醚酯薄膜叠合到实施例1-5中所述的的纤维性聚丙烯非织造片材上。首先，利用上面在讨论实施例1-5时描述过的粘接剂涂覆方法以三种不同的粘接剂定量将粘接剂涂覆到移动中的非织造片材上。在粘接剂上盖一层防粘纸，再将涂有粘接剂的非织造材料卷起来。
将涂有粘接剂并盖有防粘纸的非织造材料展开，将防粘纸撕掉，在非织造材料的涂有粘接剂的表面上叠合一片聚合薄膜，所述聚合薄膜含有48％的Hytrel8206共聚醚弹性体，48％的Hytrel8171共聚醚弹性体，以及4％的二氧化钛。将丸状的共聚醚酯聚合物送入到与一个加热模相连的38毫米直径的螺杆挤出机中。先将聚合物熔化，再将其送入到加热模单元中的一个36厘米×250微米的模孔中。将聚合物的熔化物从模孔中挤出，并包覆到上面论及图3时所描述过的处于所施加的粘接剂之上的聚丙烯非织造片材上。在一个与模孔相距10厘米左右的辊隙中将薄膜接合到纤维性的非织造片材上。所述的辊隙是在一个面向纤维片的金属辊和一个面向聚合物熔化物的橡胶辊之间形成的。
在实施例6-10中，非织造材料的线速度以及薄膜被挤出的速度都是变化的，以便生产出不同厚度的薄膜。辊隙的设置与实施例1-5相同，压力圆筒保持大约140千帕(20psi)的恒定压力。下面的表2中示出了在各实施例中所采用的工艺条件以及所产生的复合片材的性质。
                          表2
实施例号               6         7       8     9        10
                     (90J7)   (90J8)  (90J9)  (90J2)  (90J1)工艺条件粘接剂温度(℃)             室温    室温    室温    室温    室温粘接剂的涂覆密度(克/米2)   3       3        3      3        3粘接剂图形                螺旋形   螺旋形  螺旋形  螺旋形  螺旋形线速度(米/分)              12      17       17     12        9挤出的熔化物温度(℃)      220     220      220    220      220挤出机速度1(RPM)           12      12        6     12       16模温(℃)                  220     220      220    220      220圆筒压力(kPa)             140     140      140    140      140复合材料的性质薄膜厚度(微米)             17      12        7      25      37MVTR-(干燥剂法)          3300    3800     4800     2900   2600(克/米2/天)动力冲击(克/米2         0.25    0.33     0.33     0.44   0.25@2400焦耳/米2)抗剥离强度(牛顿/厘米)MD                      最高值   最高值   最高值   最高值  1.15CD                      最高值   最高值   最高值   最高值  0.97
实施例6-10表明，当薄膜厚度从25微米(实施例9)减小到7微米(实施例8)时，复合片材的MVTR可以改进高达85％。这些例子还表明，可以在不明显降低抗剥离强度或动态冲击隔离特性的前提下实现MVTR的改进。这些实施例支持了这样的说法：在薄膜挤出之前施加粘接剂是一种可行的办法，并且当采用较低的粘合压力时，可以产生具有薄至7微米的薄膜的复合材料，所述的材料具有足够大的抗剥离强度以及动态冲击隔离特性。这些实施例还表明，以大约3克/米2这么低的定量施加粘接剂就足以获得良好的抗剥离强度。
实施例11-16
用粘结剂将一种共聚醚酯薄膜叠合到实施例1-5中所述的的纤维性聚丙烯非织造片材上。首先，利用上面在讨论实施例1-5时描述过的粘接剂涂覆方法以2毫克/英寸2(3毫克/厘米2)的涂覆密度将粘接剂涂覆到移动中的非织造片材上。在粘接剂上盖一层防粘纸，再将涂有粘接剂的非织造材料卷起来。
将涂有粘接剂并盖有防粘纸的非织造材料展开，将防粘纸撕掉，在非织造材料的涂有粘接剂的表面上叠合一片聚合薄膜，所述聚合薄膜含有48％的Hytrel8206共聚醚弹性体，48％的Hytrel8171共聚醚弹性体，以及4％的二氧化钛。将丸状的共聚醚酯聚合物送入到与一个加热模相连的38毫米直径的螺杆挤出机中。先将聚合物熔化，再将其送入到加热模单元中的一个36厘米×250微米的模孔中。将聚合物的熔化物从模孔中挤出，并包覆到上面论及图3时所描述过的处于所施加的粘接剂之上的聚丙烯非织造片材上。在一个与模孔相距10厘米左右的辊隙中将薄膜接合到纤维性的非织造片材上。辊隙的设置与实施例1-5相同，压力圆筒保持大约140千帕(20psi)的恒定压力。
在实施例11-13中，粘接剂的涂覆密度不同，但其它的处理条件保持恒定。在实施例14-18中，粘接剂的涂覆密度不同，而第二组的工艺条件保持恒定。下面的表3中示出了在各实施例中所采用的工艺条件以及所产生的复合片材的性质。
                              表3
实施例号             11    12    13    14    15    16(90L2)(90J2)(90K2)(90L4)(90J7)(90K3)工艺条件粘接剂温度(℃)            室温 室温   室温   室温 室温   室温粘接剂的涂覆密度(克/米2) 1.6    3    6.2    1.6    3    6.2粘接剂图形               螺旋形 螺旋形 螺旋形 螺旋形 螺旋形 螺旋形线速度(米/分)             12    12    12     12     12     12挤出的熔化物温度(℃)      220   220   220    220    220    220挤出机速度1(RPM)          16    16    16     12     12     12模温(℃)         220    220    220    220  220    220圆筒压力(kPa)    140    140    140    140  140    140复合材料的性质薄膜厚度(微米)    26     25     30     23   17     24MVTR-(干燥剂法) 2800   2900   2400   3000 3300   3000(克/米2/天)动力冲击(克/米20.03  0.44     0     0.13 0.25  0.11@2400焦耳/米2)抗剥离强度(牛顿／厘米)MD              0.59 最高值   最高值 0.49 最高值 最高值CD              0.49 最高值   最高值 0.39 最高值 最高值
实施例11-16表明，即使在很低的粘接剂定量(实施例11和14)的情况下也能得到很好的抗剥离强度。这些实施例还表明，施加粘接剂时采用的开口螺旋形花纹使得能够在不明显降低潮湿蒸汽传输率的前提下施加较高定量的粘接剂(实施例13和16)。这一数据还说明，薄膜熔化温度足以使粘接剂软化以促使良好的粘合。
实施例17-21
将双层共聚醚酯聚合物薄膜叠合到一个非织造的片材上，所述的片材或者由聚酯与聚丙烯人造短纤维的混合物制成，或者由100％的聚乙烯人造短纤维制成。不添加任何粘接剂。
实施例17-20中的非织造片材是聚酯人造短纤维(由DuPont生产的Dacron型54聚酯纤维)和聚丙烯人造短纤维(由Danaklon America，Inc.ofAthens，Georgia生产的Danaklon Hy Comfort聚丙烯纤维)的50/50混合物。聚酯及聚丙烯人造短纤维的纤维长度为大约40毫米，纤度为2。对所述纤维进行梳理，并用Kuester砑光热-S-辊以40daN/cm的辊隙压力在143℃的温度下进行热粘合。用在实施例17-20中的非织造的混合物的定量在9.9克/米2至28.3克/米2的范围内。
实施例21中的非织造片材仅包含由Polybond Company ofWaynesboro，Virginia生产的定量为28.3克/米2的纺粘聚乙烯纤维。
用于实施例17-21中的双层共聚醚酯薄膜具有一层占薄膜重量的17％的薄膜层1及一层占薄膜重量的83％的薄膜层2，所述的薄膜层1由100％的Hytrel4778构成，所述的薄膜层2由48％的Hytrel8171、46％的Hytrel8206和6％的TiO2的混合物构成。将制造薄膜层1的组分进行混合，制成丸状送入一个与熔化联合单元相连的4英寸(10.2厘米)直径的螺杆挤出机中。将制造薄膜层2的组分进行混合，制成丸状送入到与同一个熔化联合单元相连的直径不同的3英寸(7.6厘米)直径的螺杆挤出机中。将制作薄膜层1和2的组分分别熔化，并挤入到熔化联合单元中。然后将两层熔化物送入到加热模单元中的一个762微米×102厘米的模孔中。将具有薄膜层1和薄膜层2的双组分薄膜从模孔中挤出，并包覆到图4所示的聚丙烯非织造片材上。非织造片材位于模孔下方距模孔大约23厘米(9英寸)处。
如图4所示，使非织造纤维片材与薄膜通过一对夹紧辊，以形成复合片材结构。夹紧辊受到207千帕(20psi)的气筒压力，并且所述的辊的温度保持为室温。下面的表4列出了用在各实施例中的工艺条件以及所产生的复合片材的性质。
                           表4
实施例号                   17    18     19     20     21
                          (3706)  (3707) (3708) (3709) (3710)工艺条件非织造材料的定量(克/米2)     28.3    19.8    14.2   9.9    28.3线速度(米/分)                 36.6    39.6     42.7   45.7    36.6挤压熔化物温度-层1(℃)         233     233      233    233     233挤出机速度-层1(RPM)            40       40       40     40      40挤压熔化物温度-层2(℃)         232      232      232    232     232挤出机速度-层2(RPM)            33       33       33     33      33模温(℃)                      216      216      216    216     216圆筒压力(kPa)                 207      207      207    207     207压花辊的温度(℃)              43.3    43.3     43.3   43.3    43.3水浴温度(℃)    19.4    19.4    19.4    19.4    19.4复合材料的性质薄膜厚度(微米)    22      22      22      22      22复合物厚度(微米) 188      150    107      89     371MVTR-(干燥剂法) 3200     3400   3200    3100    3000(克/米2/天)动力冲击(克/米20.0      0.25    0.19   0.28     0.52@2400焦耳/米2)抗剥离强度(牛顿/厘米)MD              0.98     1.08    0.97   0.74     0.09CD              0.69     0.53    0.34   0.45     0.08抗拉强度(牛顿/厘米)MD              7.0      6.3     5.6     --       --CD              1.6      1.3     1.1     --       --伸长率(％)MD             24.0     28.7    27.6     --       --CD             53.4     61.7    51.0     --       --针孔渗漏        0        0       0        0        0静压头(厘米)  198       183     231      203      211Gurley Hill空气孔隙度(sec)＞3600＞3600＞3600＞3600＞3600
按照上面描述过的病毒隔离测试法对实施例17中生产出的复合片材(纤维衬底及薄膜，没有聚乙烯薄膜)的三个样品进行了测试。这三个样品全部通过了病毒隔离测试(在24小时的试验期之后测得的结果为0PFU/ml)。
实施例17-21表明，即使没有粘接剂，也能在很低的粘接压力下获得非凡的抗剥离强度。这些实施例表明，在纤维衬底中的有限量聚酯的存在能够极大地增强抗剥离强度。这些实施例还表明，可以同时获得良好的抗剥离强度和卓越的动力冲击隔离特性。实施例21表明，在没有粘接剂的情况下，缺少聚酯会导致很低的抗剥离强度。
实施例22-25
用于实施例22-25中的薄膜组合物具有以下成分：
实施例             22    23    24    25
                (3644)(3645)(3646)(3643)薄膜层1(占层1的重量％)Hytrel8206(％)     --   40    --    --Hytrel4778(％)     --   60   100    --Hytrel8206(％)     100   --    --   --薄膜层2(占层2的重量％)Hytrel8171(％)      48   48    48    48Hytrel8206(％)      46   46    46    46TiO2浓缩物(％)        6    6     6     6层1(占薄膜总重量的％)   17   17    17    0层2(占薄膜总重量的％)   83   83    83    100
上面列出的由薄膜层1和薄膜层2组成的聚合物薄膜是按照下列方法挤压包覆到一个纤维性聚丙烯非织造片材上的。所述的非织造片材是在上面的实施例1-5中描述过的梳理的聚丙烯片材。
将制造薄膜层1的组分进行混合，制成丸状送入一个与熔化联合单元相连的4英寸(10.2厘米)直径的螺杆挤出机中。将制造薄膜层2的组分也进行混合，制成丸状送入到与同一个熔化联合单元相连的直径不同的3英寸(7.6厘米)直径的螺杆挤出机中。将制作薄膜层1和2的组分熔化，并共同挤入到熔化联合单元中。然后将两层熔化物送入到加热模单元中的一个(0.76毫米×102厘米的)模孔中。将具有薄膜层1和薄膜层2的双组分薄膜从模孔中挤出，并且在不施加粘接剂的情况下包覆到所述的聚丙烯非织造片材上。所述的聚丙烯非织造片材位于模孔下方距模孔大约23厘米(9英寸)处。
如图4所示，使聚丙烯纤维片材、粘接剂与薄膜通过一对夹紧辊。夹紧辊受到689千帕(100psi)的圆筒压力。下面的表5列出了用在各实施例中的工艺条件以及所产生的复合片材的性质。
随后将复合片材的有薄膜的那一侧用胶粘剂粘合到一片聚乙烯薄膜上，以确定该复合片材在吸湿用品可能遇到的一些条件下是否仍然粘合在这种薄膜上。用一个可以从Nordson Corporation购得的Meltex EP34S喷胶头将一种压敏的线型SIS热熔性粘接剂(可从Ato Findley Adhesives，Inc.，ofWauwatosa，Wisconsin购得的热熔性粘接剂H2031)以0.009克/英寸2(13.95克/米2)的定量施加到复合片材的薄膜表面上。粘接剂离开喷嘴时的温度是166℃。将一片1.2密尔(30.5微米)厚的聚乙烯薄膜压到复合片材的薄膜表面上，在此之前已用手推辊在所述的表面上施加了粘接剂。测定出复合片材和聚乙烯薄膜之间的干粘接强度和湿粘接强度，并且记录在下面的表5中。
                        表5
实施例号             22    23    24    25
                   (3644)(3645)(3646)(3643)工艺条件线速度(米/分)          27.4  27.4  40.8  27.4挤压的熔化物温度-层1(℃)243   243   243   243挤出机速度-层1(RPM)      20    20    37    80挤压熔化温度-层2(℃)    260    260  260    --挤出机速度-层2(RPM)      21     21   27    --模温(℃)                243    243   243   243圆筒压力(kPa)           689    689   689   689压花辊的温度(℃)         60     60    60    60水浴温度(℃)             49     49    49    49复合材料的性质薄膜厚度(微米)                  23      23      23      23MVTR-(干燥剂法)                 3850    3150    2950    3600(克/米2/天)抗剥离强度(牛顿/厘米)MD                              0.36     0.43    0.64    0.25CD                              0.25     0.46    0.51    0.20抗拉强度(牛顿/厘米)MD                              12.4     12.4    13.1     --CD                              2.3      2.4     2.4      --伸长率(％)MD                              81       86      88        --CD                              105      107     105       --Gurley Hill空气孔隙度(sec)    ＞3600秒 ＞3600秒 ＞3600秒 ＞3600秒静压(厘米)                        66      46      56      43用品的结构干粘合强度(克/厘米)              156.7    122.0  224.4    112.6湿粘合强度(克/厘米)               4.3     10.2   170.5     1.6
实施例22-25表明，两个透潮湿蒸汽层的组成的改变对复合片材的MVTR有实质性的影响。这些实施例还表明，用常规的热熔性粘接剂就能够将聚乙烯薄膜粘合到复合片材的薄膜层上。最后，这些实施例表明，通过用一种更具疏水性的聚醚酯弹性体来制造外薄膜层，可以获得良好的湿粘合强度(实施例24)。实施例22-25表明，以聚丙烯为主要成分的纤维衬底与实施例17-20中的由聚酯和聚丙烯纤维混合物构成的纤维衬底相比，需要＞3倍的粘接压力。相容的聚酯纤维使得可以用相当低的压力来达到比实施例22-25改进了很多的抗剥离强度。实施例22-25中尽管是在高压下进行粘接的，但得到的抗剥离强度只是实施例17=20的50％。要想使实施例22-25达到实施例17-20中所达到的粘接水平，就需要更高的粘接压力。由于实施例22-25已经采用了适合粘结的更高的熔化温度，但却降低了聚合物的粘度，很容易发生的情况是，粘接强度的增大导致针孔的增多以及与冲击有关的渗漏的增多。
实施例26-29
在不使用单独的粘接剂的情况下，将一种共聚醚酯薄膜直接挤压包覆到几种不同的纤维性非织造片材上。在实施例26-29中，非织造片材的组合物的定量为14.2克/米2(0.5盎司/米2)，并且具有一种下列组成：
组成A：聚酯人造短纤维(由DuPont生产的Dacron型54聚酯纤维)和聚丙烯人造短纤维(由Danaklon America，Inc.of Athens，Georgia生产的Danaklon Hy Comfort聚丙烯纤维)的50/50混合物。聚酯及聚丙烯人造短纤维的纤维长度为大约40毫米，纤度为2。对所述纤维进行梳理，并在B.F.Perkin砑光粘合机上以非常小的辊隙压力在130-145℃的温度下进行热粘合。
组成B：与组成A相类似的聚酯和聚丙烯纤维的50/50混合物，所不同的是，Dacron型54聚酯纤维被一种具有带裙形花边的卵形横截面的成型聚酯纤维代替，美国第3914488号专利描述了这种纤维，其平均纤维长度为40毫米，纤度为1.4。对所述纤维进行梳理，并在B.F Perkin砑光粘合机上以非常小的辊隙压力在130-145℃的温度下进行热粘合。
组成C：75％的聚酯人造短纤维(由DuPont生产的Dacron型54聚酯纤维)和25％的聚丙烯人造短纤维(由Danaklon America，Inc.ofAthens，Georgia生产的Danaklon Hy Comfort聚丙烯纤维)的混合物。聚酯及聚丙烯人造短纤维的纤维长度为大约40毫米，纤度为2。对所述纤维进行梳理，并在B.F.Perkin砑光粘合机上以非常小的辊隙压力在130-145℃的温度下进行热粘合。
组成D：与组成C相类似的聚酯和聚丙烯纤维的75/25混合物，所不同的是，Dacron型54聚酯纤维被一种具有带裙形花边的卵形横截面的成型聚酯纤维代替，美国第3914488号专利描述了这种纤维，其平均纤维长度为40毫米，纤度为1.4。对所述纤维进行梳理，并在B.F.Perkin砑光粘合机上以非常小的辊隙压力在130-145℃的温度下进行热粘合。
在非织造材料上叠合一片聚合薄膜，所述聚合薄膜含有48％的Hytrel8206共聚醚弹性体，48％的Hytrel8171共聚醚弹性体，以及4％的二氧化钛。将丸状的共聚醚酯聚合物送入到与一个加热模相连的38毫米直径的螺杆挤出机中。先将聚合物熔化，再将其送入到加热模单元中的一个36厘米×250微米的模孔中。将聚合物的熔化物从模孔中挤出，并包覆到上面论及图3时所描述过的聚丙烯非织造片材上。在一个与模孔相距10厘米左右的辊隙中将薄膜接合到纤维性的非织造片材上。辊隙的设置与实施例1-5相同，压力圆筒保持大约140千帕(20psi)的恒定压力。下面的表6列出了用在各实施例中的工艺条件以及所产生的复合片材的性质。
                            表6
实施例号          26    27    28    29
                (90E3)(90F8)(90G12)(90G13)非织造材料的组成        A    B    C      D工艺条件非织造材料的速度(米/分  12    12    12    12挤压的熔化物温度(℃)   220   220   220   220挤出机速度(RPM)模温(℃)               220   220   220   220圆筒压力(kPa)          140   140   140   140复合材料的性质薄膜厚度(微米)          26    24    25    27复合物厚度(毫米)MVTR-(干燥剂法)       2600  3100  2400  2900(克/米2/天)动力冲击(克/米2      0.19        0.00  0.00@2400焦耳/米2)抗剥离强度(牛顿/厘米)MD                    0.61  0.88   弱   0.63CD        0.24    0.20    弱    0.11
实施例26-29表明了在复合结构的纤维衬底中采用成型纤维的影响。不希望受到理论的局限，据信，当成型纤维与薄膜熔化物相接触时，会增大薄膜的表面积，由引增大通过复合结构的蒸汽的流量。这类非孔隙性的、不透液的、透蒸汽的薄膜传输蒸汽的方式是，先吸收，再扩散，最后蒸发。增大蒸发步骤中的表面积能够增加蒸汽的传输率。
实施例30-41
在不使用单独的粘接剂的情况下，将共聚醚酯薄膜直接挤压包覆到四种不同的纤维性非织造片材上。这四种非织造片材具有不同的聚丙烯纤维和聚酯纤维的组合方式。在实施例30-41中所用的非织造片材具有下列一种组成：
组成E：按照在实施例1-5中完整地描述过方式热粘合的梳理的聚丙烯纤维。
组成F：26％的聚对苯二甲酸乙二醇酯聚酯纤维(由DuPont生产的Dacron型54聚酯纤维)的共混物和74％的聚丙烯纤维，即聚酯短纤维(由Danaklon America，Inc.of Athens，Georgia生产的Danaklon Hy Comfort聚丙烯纤维)的混合物。聚酯及聚丙烯人造短纤维的纤维长度为大约40毫米，纤度为2。对所述纤维进行梳理，并在B.F.Perkins砑光粘合机上以非常小的辊隙压力在130-145℃的温度下进行热粘合。
组成G：聚对苯二甲酸乙二醇酯聚酯纤维与上述上述例26-29中的组成A相同的聚丙烯人造短纤维的50/50混合物。
组成H：100％的聚对苯二甲酸乙二醇酯聚酯纤维，纤维长度为大约40毫米，纤度为2。对所述纤维进行梳理，并在B.F Perkin砑光粘合机上以非常小的辊隙压力在130-145℃的温度下进行热粘合。
所用的两种薄膜如下：
薄膜1为单层薄膜，含有47％的Hytrel8206共聚醚弹性体，47％的Hytrel8171共聚醚弹性体，以及6％的二氧化钛。
薄膜2为双层薄膜，第一层由薄膜1的混合物组成，第二层由100％的Hytrel8206共聚醚弹性体构成。
将丸状的共聚醚酯聚合物送入到与一个加热模相连的38毫米直径的螺杆挤出机中。先将聚合物熔化，再将其送入到加热模单元中的一个36厘米×250微米的模孔中。将聚合物的熔化物从模孔中挤出，并且在不施加粘接剂的条件下挤压包覆到非织造片材上。在一个与模孔相距10厘米左右的辊隙中将薄膜接合到纤维性的非织造片材上。辊隙的设置与实施例1-5相同，压力圆筒保持大约140千帕(20psi)的恒定压力。
下面的表7列出了用在各实施例中的工艺条件以及所产生的复合片材的性质。
                    表7
实施例号             30    31     32     33
                  (130T1)(130T4)(130T3)(130T2)非织造材料的组成         E      F      G      H薄膜组成                 1      1      1      1工艺条件线速度(米/分)          12.2   12.2   12.2   12.2挤压的熔化物温度(℃)    220    220    220    220挤出机速度(RPM)          20     20     20     20模温(℃)                220    220    220    220圆筒压力(kPa)           138    138    138    138复合材料的性质薄膜厚度(微米)           25     25     25     25MVTR-(干燥剂法)        4000   3700   3600   2900(克/米2/天)
                    表7(续)
实施例号             34     35     36     37
                   (130V1)(130V4)(130V3)(130V2)非织造材料的组成          E      F      G      H薄膜组成                  1      1      1      1工艺条件线速度(米/分)            21     21     21     21挤压的熔化物温度(℃)    220    220    220    220挤出机速度(RPM)          20     20     20     20模温(℃)                220    220    220    220圆筒压力(kPa)           138    138    138    138复合材料的性质薄膜厚度(微米)           12     12     12     12MVTR-(干燥剂法)        4400   4200   4500   3500(克/米2/天)
                         表7(续)
实施例号                  38    39    40    41
                      (130A1)(130A4)(130A3)(130A2)非织造材料的组成             E      F      G      H薄膜组成                     2      2      2      2工艺条件线速度(米/分)              10.5   10.5   10.5   10.5挤压的熔化物温度-层1(℃)    220    220    220    220挤压的熔化物温度-层2(℃)    220    220    220    220挤出机速度-层1(RPM)          15     15     15     15挤出机速度-层2(RPM)          12     12     12     12模温(℃)                   220    220    220    220圆筒压力(kPa)     138    138    138    138复合材料的性质薄膜厚度(微米)     25     25     25     25MVTR-(干燥剂法)  3500   2500   2900   1600(克/米2/天)
实施例17-20表明了在纤维衬底中所包含的聚酯相容的纤维对抗剥离强度的正面影响。实施例30-41表明包含聚酯纤维还可以对MVTR产生负面影响。这种负面影响与同聚酯相容的纤维有关的纤维-薄膜粘合的增强有关。表7中的数据表明，包括仅由聚丙烯组成的纤维衬底的复合结构的MVTR值比除实施例36之外的其它实施例中的都要高。表7中的数据还表明，具有由50％聚酯和50％聚丙烯的混合物组成的纤维衬底的复合结构的MVTR值比具有100％聚酯纤维衬底的复合结构的MVTR值要高得多。
实施例42
将一片可从Exxon Chemical Company of Buffalo Grove，Illionis，USA购得的Exxon Exxair XFB-100W微孔薄膜样品叠合到由100％的Hytrel8171共聚醚弹性体构成的透潮湿蒸汽薄膜上。在所述的微孔薄膜上以0.001克/英寸2的定量涂覆了在上面的实施例1-5中描述过的压敏线性SIS热熔性粘接剂。将已经被熔铸在一片厚度为13微米的防粘纸上的透潮湿蒸汽薄膜粘合到位于微孔薄膜上的粘接剂上。
微孔薄膜、透潮湿蒸汽薄膜以及这两者的复合物具有以下性质：
             MVTR(克/米2/日)    动态冲击
              (干燥剂法)    (克/米2@2400焦耳)
微孔薄膜        4600             1.26
Hytrel薄膜    3900             0.00
复合物          3500             0.23
该实施例表明，将透潮湿蒸汽薄膜加到微孔薄膜上会明显地减少与水分冲击有关的微孔薄膜的泄漏。
对照例1
对一片可从Exxon Chemical Company of Buffalo Grove，Illionis，USA购得的Exxon Exxair XFB-100W微孔薄膜样品的潮湿蒸汽传输率、动态液体传输率、无菌包装的微生物隔离特性以及液态水分渗漏率进行了测试。所测得的特性如下：MVTR(克/米2/24小时)      4000动态冲击(克/米2@2400焦耳)0.97微生物隔离特性          在曝露了15分钟之后在6个样品中都记录
                    到了枯草杆菌的通过
                    (38.6 cm Hg真空；2.8升/分的流速)水分渗漏                在吸水纸上有染料显现，表明有液体通过
典型的吸湿用品
采用了本发明的复合片材的吸湿用品的一个优选实施方案是图7所示的尿布250。在本文中，“尿布”一词表示通常由婴儿及失禁者穿在其下体周围的一种吸湿用品。图7是本发明的尿布250处于其展平的、非收缩状态(即，已将由弹性件引起的收缩解除)时的平面视图，为了更清楚地显示尿布250的结构，已将其若干部分剖去。如图7所示，尿布250最好具有一个由一个顶片249、一个与顶片相接合的底片247以及一个位于顶片249和底片247之间的吸湿芯275组成的容纳组件270。吸湿芯275具有一对相对的纵向边缘，一个内表面和一个外表面。该尿布最好还包括一对弹性的腿部部件272；一对弹性的腰部部件274；以及一个最好是由一对固定件277和一个搭接件278构成的紧固体系276。
图7示出的尿布250是以其朝向穿用者的那个部分，即内表面273，朝向读者。图7中的尿布250具有一个内表面273(在图7中面对读者)，一个与内表面273相背的外表面271，一个后腰区245，一个与后腰区245相对的前腰区246，一个位于后腰区245和前腰区246之间的裆区248，以及一个由尿布250的外边缘限定的外周，其中，侧边或纵向边缘用251表示，端边用252表示。尿布250的内表面273包括尿布250的在使用过程中与穿用者的身体相贴的那个部分(即，内表面273一般由顶片249和与顶片249相接合的其它元件的至少一部分构成)。外表面271包括尿布250的背朝穿用者身体放置的那个部分(即，外表面271一般由底片247和与底片247相接合的其它元件的至少一部分构成)。此处的“接合”一词概括了两种结构，第一种是通过将一个部件直接附着在另一个部件上而把该部件直接固定在另一个部件上的结构，第二种是通过将一个部件附着在一个或几个中间部件上再把中间部件附着在另一个部件上而把该部件间接固定在另一个部件上的结构。后腰区245和前腰区246从外周的端边252延伸至裆区248。
尿布250还具有两条中线，即一条纵向中线200和一条横向中线210。在本文中，“纵向”一词表示在尿布250的平面上的一条总体上对准(例如大致上平行于)一个垂直平面的线、轴或方向，当尿布250被穿用者穿在身上时，所述的垂直平面将站立着的穿用者的身体平分成左半部分和右半部分。在本文中，“横向”或“侧向”这两个词可以互换，它们表示位于尿布250的平面内的一条总体上垂直于纵向的线、轴或方向。
图8是图7所示的尿布250的简化的平面图，该图示出了尿布的各个片段(panel)以及它们彼此之间的位置关系。“片段”一词在此处表示尿布上的一个区域或元件。(尽管一个片段通常是一个独立的区域或元件，但一个片段也可以与一个相邻的片段有一定程度的重合(功能上相互对应)。)尿布250具有一个裆区248，一个前腰区246和一个后腰区245。裆区248包括一个主片280和一对腿片282；前腰区246包括一个由中间片286和腰带片288组成的中片，以及一对侧片290；后腰区245包括一个由中间片286′和腰带片288′组成的中片，以及一对侧片290′。主片280是尿布250上的这样一个部分，其它各个片段都从该部分向外伸展。尽管通常使吸湿芯伸到中间片286和286′中，但一般都将吸湿芯放置在主片280中，因为排泄物通常都排到这个区域中。腿片282通常沿着主片286的各侧边281朝横向伸出。各腿片282通常构成弹性腿部部件的至少一部分。在前腰区246中，中片的中间片286通常沿着主片280的横向边缘285纵向朝外伸出。腰带片288沿着中间片286纵向朝外伸出。各侧片290通常沿着中片横向朝外伸出。在后腰区245中，中片的中间片286′通常沿着主片280的横向边缘285纵向向外伸出。腰带片288′通常沿着中间片286′纵向向外伸出。各侧片290′通常沿着中片横向向外伸出。
通常再看图7，图中示出尿布250的容纳组件270构成尿布250的主要部分(主体)。容纳组件270优选包括一个顶片249，一个底片247以及一个吸湿芯275，所述的吸湿芯275具有一对相对的纵向侧边，一个内表面和一个外表面。吸湿芯的内表面通常面向穿用者的身体，而吸湿芯的外表面通常背对着穿用者的身体。当吸湿用品包括独立的护套和衬里时，容纳组件270通常包括该护套和衬里(即，容纳组件270包括一层或多层构成该护套的材料，而衬里则由吸湿性的复合物组成，例如由一个顶片，一个底片和一个吸湿芯组成)。对于一体型的吸湿用品而言，容纳组件270最好是包括尿布的顶片249，底片247，以及吸湿芯275，再加上其它部件，形成复合式的尿布结构。
图7示出了容纳组件270的一个优选实施方案，其顶片249和底片247的长宽尺寸总体上大于吸湿芯275的长宽尺寸。顶片249和底片247延伸到吸湿芯275的边缘之外，由此形成尿布250的外周。尽管可以将顶片249、底片247和吸湿芯275组装成多种公知的结构，但下述美国专利总体上描述了几种典型的容纳组件的结构：1975年1月14日授予Kenneth B.Buell的名称为“一次性尿布的可伸缩的侧边部分”的美国专利US3860003；1992年9月29日授予Kenneth B.Buell等人的名称为“具有带一个预置的有回弹性的挠性折叶的动态弹性腰部部件的吸湿用品”的美国专利US5151092；以及1994年10月25日授予LaVon等人的名称为“提供持续的动态贴合的吸湿用品”的美国专利US5385500。此处将这几份专利引入作为参考。
在图7所示的实施方案中，底片247最好是由限定前腰区246、后腰区245和裆区248的一个连续的片或层构成。在本文中，“层”一词不一定将部件限于一个单层的材料，因为一个“层”实际上可以由所需类型材料的薄片或网面的叠层或组合构成。底片247具有一个内表面和一个与内表面相背的外表面。内表面是底片247上的与吸湿芯相邻的那个部分。底片247的外表面相当于尿布250的外表面271。由于底片247最好是限定了前腰区246、后腰区245和裆区248，所以底片247也具有前面定义的相应的区域和片段。(为简便起见，在图中用与图8中所示相应的尿布区域和片段的附图标记相同的附图标记来表示这些区域和片段。)
在图8所示的实施方案中，吸湿芯被放置在主片280中，因为排泄物通常会排到这个区域中，并延伸到中间片286和286′中。在图8所示的实施方案中，吸湿芯不延伸到腿片282、腰带片288和288′或者侧片290和290′中。在另一些实施方案中，吸湿芯可以延伸到腿片282、腰带片288和288′以及侧片290和290′中的全部或者部分片段中。
本发明的底片247是尿布250上的通常远离穿用者的皮肤的那个部分，其作用是防止吸收并容纳在吸湿芯275中的排泄物弄湿与尿布250接触的物品，如床单和内裤。因此，底片247是液体(如尿)基本上不能透过的。除了不透液之外，底片247还对潮湿蒸汽具有高度透过性。对于一次性的尿布而言，业已发现，潮湿蒸汽可透过性对于吸湿用品的与舒适性相关的性能是至关重要的。当把由不透气的材料构成的吸湿用品穿在穿用者身上时，皮肤会被构成该吸湿用品的材料堵塞。皮肤的这种堵塞阻止了潮湿蒸汽的散发或者蒸发，也妨碍了被堵塞区域的冷却。排汗量的加大再加上所容纳的液体的增多导致吸湿用品内部的空气的相对湿度的增大，导致了穿用者的舒适感的降低，也使护理者感到效果不好。为了降低一次性尿布内的湿度和热量聚集，业已发现，底片247的至少一部分、最好是整个底片247所具有的潮湿蒸汽传输率至少为大约1500克/米2/24小时，更加优选的是至少为大约3000克/米2/24小时，进一步优选的是至少为大约4500克/米2/24小时。如上面所述，本发明的复合片材10在用作一次性吸湿用品(例如图7中的一次性尿布250)的底片时具有理想的潮湿蒸汽传输率。就这一应用而言，在采用复合片材10时，其薄膜层12构成底片的向内的或者朝着吸湿芯的部分，衬底14构成底片的向外的或者朝向衣服的部分。
由复合片材10构成的底片247最好与吸湿芯275的外表面相邻，并且可以借助于本领域中公知的任何一种适合于粘接这类材料的手段接合到吸湿芯上。例如，可以借助于一个均匀连续的粘接剂层，或者一个花纹状的粘接剂层，或者由一些独立的粘接剂线、螺旋线或者点组成的阵列将底片247固定到吸湿芯275上。在1986年3月4日授予Minetola等人的名称为“容纳排泄物的一次性衣服”的美国第4573986号专利公开了一种合适的含有粘结剂细丝的开口图案网络的固定件的实例。另外一种合适的固定件包括几条盘绕成一种螺旋形图案的的粘结剂细丝线，例如由下述专利所示的装置和方法中公开的固定件，这些专利是：1975年10月7日授予Sprague，Jr.的美国第3911173号专利；1978年11月22日授予Ziecker等人的美国第4785996号专利；以及1989年6月27日授予Werenicz的美国第4842666号专利。此处将这些专利作为参考引入。或者，固定手段还可以是热粘接、压力粘接、超声焊接、动力机械连接、或者其它任何合适的固定手段或者本领域中公知的这些固定手段的组合。
就将复合片材粘接到吸湿用品的其它部分上的方案而言，特别是就将复合片材的透潮湿蒸汽、不透液体的薄膜层粘接到其它部分上的方案而言，据观察，只有一些特定的粘接方法能够形成有足够强度的粘接，能够经受住日常使用过程中所受的力，特别是在薄膜层接触了液体并且吸收了液体之后。不希望受具体理论的限制，目前相信，本发明所研究的薄膜层由于在使用环境下具有较高的水分含量，因而在潮湿蒸汽传输率方面提供了所需的优越性能特性。但是，目前相信，这一较高的水分含量对于某种常规的热熔性粘接剂与薄膜层之间的粘接的粘接强度具有负面效应。
一种已被证明比较令人满意的方案是采用如上面所述的在本领域中公知的常规粘接剂应用技术及设备中应用的一种以聚氨酯为主要成分的粘接剂。另一种在当前优选的方案是采用前面参考并且引证的授予Ostapchenko的美国第4725481号专利中描述的多层的共挤压薄膜层。Ostapchenko的这份专利公开了在一种复合薄膜/非织造结构中的一种双层薄膜，其中疏水层紧挨着纤维层设置。在采用本发明的这样一种多层薄膜方案时，所述的多层薄膜结构(在一种双层实施方式中)被挤压到一片纤维衬底材料上，其相对而言较为疏水的弹性体层面向外部，背向衬底，而其相对而言较为亲水的弹性体层则面向衬底。一般情况下，就给定的厚度而言，疏水性的弹性体层通常比亲水性的弹性体层表现出更低的MVTR性能，原因是它在使用条件下具有相对较低的水分含量。但是，当用在一种比较薄的层中时，疏水性的低水分含量的薄膜层的这一效果并不会明显降低整个复合片材的MVTR性能。由于疏水性的弹性体层具有较低的水分含量，所以可以利用常规的热熔性粘接剂以及粘接技术来成功地实现复合片材与吸湿用品的其它部分之间的具有足够强度的粘接，即使是在薄膜处于湿润状态时也是如此。因此，通过采用一种共挤压的多层、多化学薄膜层，可以形成既有本发明的复合片材所需的理想的性能特性又能借助于常规的粘接剂粘接技术粘接到吸湿用品的其它部分上的复合片材。(见下面的实施例36-39)。
完全意想不到的是，通过在用于构成吸湿用品(例如尿布250)的复合片材中采用多层薄膜，还发现了另外一些性能上的有益效果。具体地说，据信，采用包括三层结构的多层薄膜，其中在围绕着一个亲水性的弹性体层的两个外表面上具有一种疏水性的弹性体层，当把这样的结构挤压到一个纤维衬底上形成复合片材时，能够改进触觉品质。同样不希望受具体理论的限制，据信，在触摸衬底层时，特别是当纤维衬底层比较薄时，疏水性薄膜层的比较低的潮湿蒸汽含量能够产生一种比较干爽的触感。因此，这样一种多层(三层)式复合片材的实施方案不但在采用常规粘接技术时具有改进的可粘接性，而且可以在纤维衬底层的表面上具有改进的触感。一种可供选择的方式是，如上面所述，可以以类似于图2的方式构成真正的双面结构，在这种结构中，多层/三层薄膜结构在纤维衬底层的两侧上都与所述衬底层相对，从而改进了两侧的触感。据信，这样的实施方式特别适合于应用于尿布一类吸湿用品的腿部收口、腰带、侧翼以及其它部件上，在这些部件处，穿用者可以接触到复合片材的相反的两个表面。
本发明还考虑一些实施方案，在这些实施方案中，为了在前腰区246和后腰区245中具有更大的可伸缩性，不将吸湿芯接合到底片247和/或顶片249上。
吸湿芯275可以是任何一种总体上可压缩的、服贴的、对穿用者的皮肤无刺激性的、能够吸收并保持诸如尿和其它特定的身体排泄物一类液体的吸湿件。如图7所示，吸湿芯275具有一个朝向衣物的表面，一个朝向身体的表面，一对侧边以及一对腰边。可以将吸湿芯275制成多种尺寸和形状(例如，矩形、砂漏形、“T”形、不对称形，等等)，还可以用多种常用于制造一次性尿布和其它吸湿品的吸液材料(例如统称为气毡的碎木浆)来制造吸湿芯275。其它合适的吸湿材料包括皱状纤维填料；包括共成形(coform)的熔喷聚合物；用化学方法硬挺、改性或交联的纤维素纤维；具有织物套和织物叠层的的织物；吸湿泡沫；吸湿海绵；超级吸湿聚合物；吸湿性凝胶材料；或其它任何相当的材料或这些材料的组合。
吸湿芯275的形状和结构也可以有所不同(例如，吸湿芯可以具有不同的厚度区、亲水梯度、超级吸湿梯度、或低平均密度和低平均单位重量接收区；或者可以具有一层或多层结构)。此外，吸湿芯275的尺寸和吸湿容量也可以有所不同，以适合从婴儿到成人范围内的各类穿用者。但是，吸湿芯275的总吸湿容量应当与尿布250的设计负载和预期用途相符。
尿布250的一个优选实施方案具有一个不对称的、变形的T形吸湿芯275，在该吸湿芯的前腰区上有一对耳状部件，而其后腰区总体上是矩形的。以下专利文献描述了几种可用作本发明的吸湿芯275的典型的吸湿性结构，这几种吸湿性结构已经得到了广泛的接受并取得了商业上的成功：1986年9月9日授予Weisman等人的名称为“高密度的吸湿结构”的美国第4610678号专利；1987年6月16日授予Weisman等人的名称为“具有双层吸湿芯的吸湿用品”的美国第4673402号美国专利；1989年12月19日授予Angstadt的名称为“具有一个除尘层的吸湿芯”的美国第4888231号美国专利；以及1989年5月30日授予Alemany等人的名称为“具有一些密度较低、定量较低的区域的高密度吸湿部件”的美国第4834735号专利。吸湿芯还可以由双芯体系构成，所述的双芯体系包括一个放置在吸湿性存储芯上面的、由化学硬挺纤维制成的接收/分配芯，详见1993年8月10日授予Alemany等人的名称为“具有弹性腰部部件和增强的吸湿性的吸湿用品”的美国第5234423号专利和1992年9月15日授予Young，LaVon和Taylor的名称为“用于失禁护理的高效吸湿用品”的美国第5147345号专利。此处将所有这些专利的内容作为参考引入。
顶片249最好是与吸湿芯275的内表面相邻，并且最好是借助于例如上面在描述将底片249接合到吸湿芯247上时所描述的固定手段(未示出)接合在吸湿芯275及底片247上。在本发明的一个优选实施方案中，顶片249和底片247在尿布的周边彼此直接接合在一起，在其余部分则通过以任何一种合适的固定手段直接接合在吸湿芯275上从而间接地接合在一起。
顶片249最好是柔顺的，摸起来很柔软，并且对穿用者的皮肤无刺激性。并且，顶片249最好是液体可以透过的，使液体(如尿)能够容易地透过其整个厚度。很多种材料都可以用于制造合适的顶片249，例如织造的或非织造的材料；如多孔的成形热塑性薄膜、多孔塑料薄膜和液压成形的热塑性薄膜一类的聚合材料；多孔泡沫；网状泡沫；网状的热塑性薄膜；以及热塑性的纱布。合适的织造或非织造材料可以由天然纤维(如木纤维或棉纤维)、合成纤维(如聚酯、聚丙烯或聚乙烯纤维一类的聚合纤维)、或天然与合成纤维的组合材料制成。顶片249最好是由疏水性的材料制成，以便将穿用者的皮肤与通过项片249并容纳在吸湿芯275中的液体隔绝开(即防止回渗)。如果顶片249由疏水性的材料制成，那么，至少要将顶片249的上表面处理成为亲水性的，以便液体能够更快地穿过顶片。这减小了身体排泄物从顶片249流出而不是渗过顶片249并且被吸湿芯275吸收的可能性。通过用表面活性剂对顶片249进行处理，可使顶片249表现出亲水性。用表面活性剂对顶片249进行处理的合适的方法包括用表面活性剂喷涂顶片249的材料以及将顶片材料浸入表面活性剂中。1991年1月29日授予Reising等人的名称为“具有多层吸湿层的吸湿用品”的美国第4988344号专利及1991年1月29日授予Reising的名称为“具有快速接收性吸湿芯的吸湿用品”的美国第4988345号专利更详细地讨论了这种处理方法和亲水性。如背景技术的描述部分所述，这种亲水性的材料能够减小排泄到吸湿用品中的体液的表面张力，当用品的底片中有小孔或者针孔时，所述的表面张力增大了液体渗漏的可能性。
另一种优选的顶片由一种多孔成型薄膜制成。多孔成型薄膜优选用来制作顶片24是因为它们使人体排泄物可以透过但不吸收排泄物，同时减少液体反渗而再浸湿穿用者皮肤的可能性。这样，成型薄膜的与身体相接触的表面可保持干爽，从而减少了对身体的污染，并对穿用者穿用者创造一种更加舒适的感觉。适合的成型薄膜在下述专利中有描述：1975年12月30日授予Thompson的名称为“具有锥形毛细管的吸湿性结构”的美国专利US3929135；1982年4月13日授予Mullane等人的名称为“具有防污顶片的一次性吸湿用品”的美国专利US4324246；1982年8月3日授予Radel等人的名称为“表现出纤维状特性的有回弹性的塑料网面”的美国专利US4342314；1984年7月31日授予Ahr等人的名称为“具有无光泽可见表面和布状触感的宏观扩展三维塑料网面”的美国专利US4463045；以及1991年4月9日授予Baird的名称为“多层聚合薄膜”的美国专利US5006394。此处将这些专利的内容分别引入作为参考。
也可能希望使本发明的一次性吸湿用品在其侧片290的一个部分或者所有部分上具有可伸长性或者弹性。(在此处，“可伸长”一词表示材料至少在一个方向上能够伸长到一定的程度而不会发生不适当的断裂。“弹性”和“可弹性伸长”表示在使材料伸长的力解除之后，可伸长的材料具有恢复到近似于它们原来的尺寸的能力。在本文中，除非另有说明，任何被描述成“可伸长”的材料或部件同时也是可弹性伸长的。)可伸长的侧片290通过先将尿布贴合到穿用者的身上，然后在从开始一直到尿布中容纳了排泄物之后的整个过程中保持住这种贴合来实现更为舒适及服贴的贴合，因为侧片使尿布的侧边能够伸缩。该可伸长的侧片290还促成了尿布250的更为有效的贴合，因为即使为穿用者穿尿布的人在为穿用者穿尿布时将一个侧片290拉得比另一个更长(不对称)，尿布250在穿用过程中也能“自我调节”。可以将可伸长的侧片290制成多种形状，以下专利公开了几种具有可伸长的侧片的尿布的实例：1989年8月15日授予Wood等人的名称为“具有松紧式耳翼的一次性尿布”的美国第4857067号专利；1983年5月3日授予Sciaraffa等人的美国第4381781号专利；1990年7月3日授予VanGompel等人的美国第4938753号专利；以及1992年9月29日授予Buell等人的美国第5151092号专利。此处将这些专利的内容分别引入作为参考。
尿布250的可伸长的侧片或任何其它部件(其中伸长性或弹性是理想的)如腰带可以包括已经经过了“预应变”或者“机械预应变”(即，经过了一定程度的局部机械拉伸，使材料产生了永久性的伸长)的材料，或者如1996年5月21日授予Chappel等人的美国专利US5518801所述的结构类似弹性的网面(SELF)。可以采用本领域中公知的深压纹技术来使材料进行预应变。或者，如1994年7月19日授予Buell等人的美国第5330458号所述，可以以引导材料通过一个步进的机械拉伸系统的方式来使材料产生预应变。然后使材料恢复到其基本上未拉伸时的状态，由此形成一种至少一直到初始拉伸点都可伸长的零应变拉伸材料。以下专利公开了几种零应变材料的实例：1937年3月30日授予Galligan的美国第2075189号专利；1962年3月13日授予Harwood的美国第3025199号专利；分别于1978年8月15日和1980年6月20日授予Sisson的美国第4107364号专利和美国第4209563号专利；1989年5月30日授予Sabee的美国第4834741号专利；以及1992年9月29日授予Buell等人的美国第5151092号专利。此处将所有这些引证专利的内容引入作为参考。
尿布250最好还具有一个弹性的腿部部件272，其作用是更好地隔离液体和其它身体排泄物。每一个弹性的腿部部件272可以有几种不同的减少身体排泄物在腿片282中的泄漏的实施方式。(弹性的腿部部件可以、并且有时也被称作腿带、侧翼、隔离收口或弹性收口。)美国第3860003号专利描述了一种一次性尿布，这种尿布具有一个可收缩的腿部开口，所述的开口具有一个侧翼和一个或多个弹性部件，形成一个用弹性件制成的腿部收口(密封收口)。1990年3月20日授予Aziz等人的名称为“具有用弹性件制成的翼片的一次性吸湿用品”的美国第4909803号专利描述了一种具有“直立的”弹性翼片(隔离收口)的一次性尿布，其中的弹性护翼改善了腿部区域的密封性能。1987年9月22日授予Lawson的名称为“具有双重收口的吸湿用品”的美国第4695278号专利和1989年1月3日授予Dragoo的名称为“具有双重防漏收口的吸湿用品”的美国第4795454号专利描述了几种具有包括一个密封收口和一个隔离收口的双重收口的一次性尿布。1987年11月3日授予Buell的名称为“腰部密封的一次性衣物”的美国第4704115号专利公开了一种具有用于容纳衣物中的自由液体的防侧漏凹道的一次性尿布或失禁衣物。此处将这些专利引入作为参考。
尽管可以将每个弹性的腿部部件272制作得在结构上与上面所述的腿带、侧翼、隔离收口或者弹性收口类似，但最好是如上面引证过的美国专利US4909803所述的那样使每个弹性的腿部部件272至少包括一个由一片隔离翼片和一个间隔部件组成的内隔离收口。在一个优选实施方案中，弹性的腿部部件272还带有一个如上面引证过的美国专利US4695278所述的那种弹性的密封收口263，这种密封收口带有一条或多条处于隔离收口外侧的松紧带265。
尿布250最好还带有一个弹性的腰件274，其作用是改善服贴性和密封性。弹性的腰件274是尿布250上的能够弹性地伸展及收缩从而动态地贴合于穿用者的腰部的部分或区段。弹性的腰件274最好是从吸湿芯275的两条腰缘中的至少一条开始沿纵向向外延伸，并且大体上构成尿布250的端边的至少一部分。尽管尿布可以只有一个用弹性件制成的腰带，但一次性尿布通常具有两个用弹性件制成的腰带，一个位于后腰区，一个位于前腰区。此外，尽管弹性的腰件274或者其任何一个组成元件可以是附着在尿布250上的一个独立元件，但弹性的腰件274也可以由尿布的其它元件例如底片247或顶片249，最好是底片247和顶片249这两者的延伸部分构成。如上面所述，还可以考虑这样一些实施方案，其中，弹性的腰件274含有一些孔，用以使腰区具有透气性。可以将弹性的腰件274做成多种不同结构，包括1985年5月7日授予Kievit等人的名称为“具有可弹性伸缩的腰带的一次性尿布”的美国第4515595号专利以及上面提到过的授予Buell的美国第5151092号专利所公开的结构；此处将这些文献的内容引入作为参考。
尿布250最好还带有一个紧固体系276，该紧固体系276将后腰区245和前腰区246保持在叠合的构型，形成一种侧面封闭，从而围绕着尿布的外周维持一种横向张力，将尿布保持在穿用者身上。以下专利公开了几种具有代表性的紧固体系：1974年11月19日授予Buell的美国第3848594号专利；1987年5月5日授予Hirotsu和Rebertson的美国第4662875号专利；1989年9月26日授予Scripps的美国第4869724号专利；1989年7月11日授予Scripps的美国第4846815号专利；1990年1月16日授予Nestegard的美国第4894060号专利；1990年8月7日授予Battrell的美国第4946527号专利；以及1994年7月5日授予David J.K.Goulait的名称为“用于可反复固定的紧固件的非织造凹陷部件及其制备方法”的美国第5326612号专利。此处将这些专利的内容分别引入作为参考。
图9是本发明的尿布底片的一个可供选择的实施方案的平面图，底片上的与吸湿芯相邻的那个部分面对读者。如图9所示，底片347包括两层350和352。可以用例如上面描述过的任何一种合适的固定手段将层350和352固定在一起。在该实施方案中，层350构成尿布的外表面，层352与吸湿芯相邻。由于层350是底片347上的与穿用者的皮肤相接触的那个部分，所以层350最好是柔软的，并且最好由一种非织造的网面构成。层350除了应当是柔软的之外，最好还是可透潮湿蒸汽的。层352的潮湿蒸汽传输率优选是至少为大约2000克/米2/24小时，更优选的是至少为大约3000克/米2/24小时，最优选的是至少为大约5000克/米2/24小时。由于层350不需要用来防止吸收并且容纳在吸湿芯中的排泄物的泄漏，所以在选择具有理想的柔软性以及透气性的材料时有很大的选择范围。合适的材料包括，但不限于，诸如纺粘网面、熔喷网面、梳理网面一类的非织造网面。构成层350的非织造网面可以是合成纤维、天然纤维、如双组分纤维一类的多组分纤维，或上述这些纤维的混合物。
层352是底片347上的用来防止吸收和容纳在吸湿芯中的排泄物弄湿与尿布接触的物品的那个部分。为了保护使用者免受被吸收和容纳在吸湿芯中的排泄物弄湿，层352的宽度和长度尺寸应当大于吸湿芯的宽度和长度尺寸。如果层352不够大，吸收和容纳在吸湿芯中的排泄物在正常的使用条件下就可能通过外层350流出。在图9所示的实施方案中，最好是将吸湿芯放置在主片380中，并使其延伸到中间片386和386′中。因此，层352被放置在主片380中，并且延伸到中间片386和386′中。层352和长度和宽度尺寸至少与吸湿芯的一样大，最好是比吸湿芯的大。如果需要的话，可以使层352延伸到主片380和中间片386和386′之外，并进入到腿片382、腰带片388及388′以及侧片390和390′中。此外，层352可以从主片380上朝着纵向和横向向外延伸，形成一次性尿布的外周的若干部分。
尽管层350给尿布提供了大量的潮湿蒸汽透过性，层352也应当是潮湿蒸汽可透过的，以给穿用者提供附加的舒适性。在图9所示的本发明的实施方案中，层352由上面所述的复合片材10构成。
尽管根据本发明的如尿布250一类的吸湿用品的一个当前优选的实施方案将根据本发明的复合片材10用于在底片247的基本上整个范围内，但应当理解，吸湿用品绝不仅限于这一种实施方案。例如，底片可以由具有与上面论及图9时所述的特性和结构相似的或者不同的特性和结构的多个底片元件构成。其中一个方案可以是形成这样一种底片，其朝向外部的表面由一个整体的或者复合的非织造层构成，作为衬底，薄膜层只构成底片上的需要具有不透液性的区域，例如，相应于图9所示的区域352的区域。
并且，对于某些应用而言，还可能需要将图9的层350和352调换一下方位，将薄膜层放置在底片的外侧或者朝向衣物侧，使纤维衬底层位于底片的内侧或者朝向吸湿芯的那一侧。也有可能希望将复合片材10用到图2所示的双面实施方案中，使底片的两片都面对着一个纤维层。所有这些变化型式都落在本发明的范围内。此外，取决于具体的应用场合，本发明的复合片材所具有的特性也可以很有效地应用于吸湿用品上的除底片的与吸湿芯结构相重叠的中部之外的其它区域。例如，复合片材的理想的不透液性、透潮湿蒸汽性使吸湿用品上的从吸湿芯的边缘沿横向向外伸出的周边部分，如图8所示的侧片290，290′，也具有很理想的性质。吸湿用品上的可能需要这类性质的其它“周边部分”处于腿片282的附近，包括，但不限于各类带状物，收口以及翼片。
同样，尽管前面的多数讨论都集中于尿布250形式的典型的吸湿用品，但应当理解，本发明的材料和原理同样适用于其它的吸湿用品，如失禁者穿的三角裤，失禁者穿的内裤，尿布护套和衬里，妇女卫生用品(卫生巾、短裤衬里等)，训练短裤，曳拉型衣物等，本发明的材料可以很好地应用于这些产品中。通过图示，根据本发明的卫生巾的底片可以由本发明的复合片材构成，同样，卫生巾的外周部分，如护翼或侧翼也可以由本发明的复合片材构成。
在制造出复合片材10之后，在将该片材装到吸湿用品上之前或者之后，可能需要对该片材进行一种成型后的机械处理，如用波纹辊进行起皱、张紧/活化等。授予Chappel等人的美国第5518801号专利详细地描述了一种这类的典型处理方法，此处将该份专利所公开的内容引入作为参考。
内部环境条件
如上面所述，表明本发明的片材的改进性能的一个重要特征是在使用条件下吸湿用品内部的环境湿度。为了精确、一致地表征吸湿用品内部的湿度，需要描述测量的部位和用于测定湿度的步骤。这些测量是相对于裆点进行的。
吸湿用品以及吸湿用品的吸湿芯的“裆点”的确定方法是(参见图12)：先将该用品穿到穿用者身上，使该穿用者处于完全直立的站立状态，然后将一条伸长性很高的细丝603以8字形围绕着穿用者的两腿601和602放置。将吸湿用品和吸湿芯上的与丝线的交叉部位604对应的部位视作吸湿用品和吸湿芯的裆点。应当理解，确定裆点的方法是，以预定的方式将吸湿用品放到穿用者身上，并且确定交叉的细丝在何处与用品/吸湿芯相接触。
本文所述的吸湿芯的“裆区”的长度占吸湿芯总长度(即Y向尺寸)的50％，其中裆点处于裆区的纵向中央。即，裆区的确定方法是，先确定吸湿芯的裆点，然后向前及向后测出相当于吸湿芯总长度的25％的距离。温度及湿度的测定点对应于定义裆区的横线与纵向中线的交叉点。放置蒸发计的点对应于处在裆区后部的横线与纵向中线的交点。
参照图10，通过按照本文所述的方法确定吸湿芯428的裆点来定义裆区。如上面所述，裆点是参照穿用者的解剖位置确定的。仅仅是为了说明，在图10中将吸湿芯428的裆点表示为427。图中示出裆点427位于尿布420和吸湿芯428的纵向中线467上。这是最普遍的情况，与尿布和吸湿芯的形状无关。但是，如图所示，在这个特定的实施方案中，裆点427不处在横向中线466上，尽管在其它的尿布/吸湿芯的设计中裆点427处在横向中线466上。如上面所述，一旦确定了吸湿芯428的裆点，则可以从裆点向前测出相当于吸湿芯总长度的25％的距离(表示为横线461)以及从裆点向后测出相当于吸湿芯总长度的25％的距离(表示为横线463)，由此确定裆区。在该图中，裆区是吸湿芯上的位于横线461和463之间的那个区域。温度和湿度的测量点相应于用来定义裆区的横线461和463与纵向中线467的交叉点。放置蒸发计的点是横线463与纵向中线467的交叉点。该点是蒸发计所处在的用于测定通过外覆盖层的蒸汽透过率的部位。如图10所示，吸湿芯428具有一个前区452，一个后区454，以及一个裆区456。再次看到，吸湿芯428的裆区456由裆点在吸湿芯中的位置表示。
吸湿芯428将包括任何一种能够吸收并容纳如尿及其它特定的身体排泄物一类的液体、并且能够提供定义本发明的液体分配/存储性能的吸湿件。尽管图10所示的吸湿芯428呈“I”形，但也可以采用任何形状。例如，图11所示的吸湿芯528呈“砂漏形”，在其两条纵向侧边上有通常称为542的弧形切口。为了说明起见，用标号527表示裆点。(如上面所讨论的，吸湿芯的裆点是从穿用者身上推断出来的。)如图所示，裆点527总体上位于纵向中线567和横线568(尽管在本实施方案中不是横向中线)上。裆区的确定方法是，从裆点向前测出相当于吸湿芯总长度的25％的距离(表示为横线561)以及从裆点向后测出相当于吸湿芯总长度的25％的距离(表示为横线563)。温度和湿度的测量点相应于定义裆区的横线561和563与纵向中线567的交叉点。放置蒸发计的点是横线563与纵向中线567的交叉点。该点是蒸发计所处在的用于测定通过外覆盖层的蒸汽传输率的部位。裆区556是吸湿芯上的位于横线561和563之间的区域。除了裆区556之外，吸湿芯528还有一个前区552，和一个后区554。
图12示出了用于确定吸湿用品及其吸湿芯的裆点的方法。参见图12，用601和602表示站立着的穿用者的两腿的横截面。将一条连续的材料603(例如松紧带或者橡皮筋)扭转一次，再绕在穿用者的两腿上的足够接近穿用者的躯体的部位上放置，使材料603的交叉点604能够被外推到被穿着的吸湿用品上。由此确定用品的吸湿芯的裆点，然后按照上面的描述确定吸湿芯的裆区。
根据本发明，采用了本文所描述的复合片材的吸湿用品的MVTR值优选至少为大约3000克/米2/24小时，更优选的是至少为大约4000克/米2/24小时，进一步优选的是至少为大约5000克/米2/24小时。这种吸湿用品的水分冲击值优选小于大约1克/米2@2400焦耳/米2，更优选的是小于大约0.75克/米2@2400焦耳/米2。考虑到内部的环境条件，这种吸湿用品的干燥背面的潮湿度优选小于大约75％，更优选的是小于大约70％，进一步优选的是小于大约60％，最优选的是小于大约50％，潮湿背面的潮湿度优选小于大约85％，更优选的是小于大约75％。就潮湿蒸汽传输率而言，这类用品的蒸发计读数大于大约10克/米2/小时，更优选的是大于大约15克/米2/小时，最优选的是大于大约25克/米2/小时。
吸湿用品的测试方法
A.对用品进行测试以确定通过外覆盖层的蒸汽传输率以及环境的相对湿度及温度
下面的方案用于对利用蒸发计对通过外覆盖层的蒸汽传输率以及在用品内部的前部和后部区域的相对湿度和温度进行测定。方案中所采用的数据是通过专家小组成员对测试用品的使用测试所测定的。
参加测试的人及穿用者的选择
1、应当在待测用品的设计尺寸范围内按照体重征募用品的穿用者。目前，市场上的几种产品Pamper，Luvs和Huggies的产品尺寸及婴儿体重如下(按照1997年3月25日的情况)：
尿布尺寸 新生儿 小号 小/中号 中号 大号 特大号
Pamper 10磅以内 8-14磅 12-18磅 16-28磅 22磅以上 27磅以上
Luvs 未得到 8-15磅 12-18磅 16-28磅 21-37磅 30磅以上
Huggies  10磅以内 8-14磅 12-18磅 16-28磅 21-37磅 30磅以上
2、应当招募100位穿用者，他们的体重应当均匀地分布在与待测用品的尺寸以及预期的使用群体相适合的体重范围内。这个穿用者群体中应当有50％的男性穿用者和50％的女性穿用者。注意：上述尺寸是目前市场上的尺寸，可能随着用品的设计或者尺寸的改进而变。
3、招募步骤后，从其各自的性别组随机选择30位穿用者，15个男性和15个女性。
用品的准备
1、称出测试用品的重量，作为干燥时的用品重量。
2、在外覆盖层上永久性地标注出纵向中线。
3、通过将用品置于一种平的、非收缩的状态，测量吸湿芯的长度而确定吸湿芯的总长度。
4、在测试开始时，在尿布用品现场的专家小组成员、父母或者护理者将孩子穿着的用品取出，即，专家小组成员自己的吸湿用品，并且专家小组成员以其日常的使用方式将测试用品穿到穿用者身上。
5、一旦穿好了吸湿用品，专家小组成员将穿用者处于站立位置，使双脚分开与肩同宽，按照前面所述的方法确定裆点。
6、然后在测试用品外部上以永久性的方式标注出裆点。
7、此外，在测试用品外部上以永久性的方式标注出温度及湿度点，以及放置蒸发计的点。这些点是通过从裆点开始向前、后各测出相当于吸湿芯总长度的25％的距离测得的。
8、测出从温度和湿度点至吸湿用品的前、后端点的距离。这一距离相当于在进行测试时插入到用品中的温度及湿度探头以及/或者配线的长度。
9、然后确定负荷区，确定方法是，测出从裆点向前至合适的生殖器点的距离，所述的生殖器点与穿用者的性别和尺寸有关。女性的从裆点向前的这一距离的最大尺寸是1.25英寸。对最大尺寸男性来说，从裆点向前的这一距离是2.5英寸。
10、本领域中的技术人员很容易理解，这些距离会随着穿用者的尺寸而增大或者减小。因此，对于其它尺寸而言，这一距离的确定方法可以是，让穿用者站立，按照前面所述的方式确定裆点，然后测出从裆点至尿道口或者阴茎根部的距离。
11、一旦确定了负荷区，则测定出从前腰至负荷区的距离；这一距离可用于确定在注入合成尿期间需要插入到用品中的注液管的长度。
合成尿
1、该项试验中所要使用的试验液体是合成尿。这种水性组合物包括溶解在蒸馏水中的以下组分：
    组分     百分比-
    KCl     2.0g／l
    Na2SO4     2.0g／l
    (NH4)H2PO4     0.85g／l
    (NH4)2HPO4     0.15g/l
    CaCl2     0.19g/l
    MgCl2     0.23g/1
2、将在合成尿槽中的合成尿的温度保持在37℃。一种比较合适的加热槽是可从VWR Scientific Product购得的Lauda M20-B。
3、用一个输送泵将合成尿从加热槽中输送到用品上。输送量和输送速率为以15毫升/秒的速度输送75毫升合成尿。合适的泵包括可从Cole ParmerInstrument Company购得的Masterflex Models 7550-60或者7524-00。注液管的内径为0.125英寸。
温度和湿度探头
温度湿度探头是可从General Eastern Instrument，20 Commerce Way，Woburn MA01801购得的#880F型探头。
蒸发计设备
可以从Cyberderm，275 New Darlington Road，Media，PA 19063-5607购得合适的蒸发计。2155型蒸发计Ep-2适合于此项目的。
测试方案
1、下面的方案将在一个温度被控制在70F+/-3F、湿度被控制在40％+/-3％的环境控制室中进行。
2、当按照上面所述的方式穿好并且标记好用品之后，让穿用者穿15分钟该用品。在15分钟的穿着时间之后，通过将探头插入到从用品的腰边测量的预先测得的距离处来测定在用品的前部和后部中的温度及湿度。
3、在尿布外面不穿外裤。
4、所有的温度及湿度测定都在探头插入到用品中之后2分钟时进行。
5、在测定完“干燥”产品的温度及湿度之后，将注液管插入到从用品的前腰边测得的预定距离处，给测试用品加载，并且以特定的速度施加规定的载荷。
6、在每两次加载之间，穿用者可以进行正常的活动。
7、每15分钟内以特定的载荷和速度给用品加载，即，在每两次加载之间的间隔为15分钟。
8、以上面所述的方式向用品中加载4次。
9、在最后一次加入合成尿之后，再让穿用者正常活动15分钟。在这15分钟之后，将探头插入到用品中的预定深度处，测定温度及湿度。探头应当沿着产品的纵向中线放置。
10、在测定了容纳了载荷的尿布的温度和湿度之后，将探头取出，并让穿用者腹部朝下趴着，用蒸发计进行测定。将蒸发计放在外覆盖层上的处在裆区后部的横线上，产品的中部。将探头在所述位置上放置1分钟。在1分钟时记录下测定值。探头应当与外覆盖层保持接触，并且尽可能保持垂直。
吸湿用品实施例的制备
用于构成用于环境条件测试中的产品的基本的尿布结构部分地基于图13所示的尿布750。图13是本发明的尿布750处于其展平的处于其展平的、非收缩状态(即，已将由弹性件引起的收缩解除)时的平面视图，为了更清楚地显示尿布750的结构，已将其若干部分剖去。如图13所示，尿布750具有一个由顶片749、一个与顶片相接合的底片747以及一个位于顶片749和底片747之间的吸湿芯775组成的容纳组件770。吸湿芯775具有一对相对的纵向边缘，一个内表面和一个外表面。该尿布还包括一对弹性的腿部部件772；一对弹性的腰部部件774；以及一个包括一对固定件777和一个搭接件778的紧固体系776。用于A码和C码的顶片材料相同。顶片是可从Fibertech，Landisville NJ购得的牌号为P.8的聚丙烯非织造物。
图13示出的尿布750是以其朝向穿用者的那个部分，即内表面773，朝向读者。图13中的尿布750具有一个内表面773(在图13中面对读者)，一个与内表面773相背的外表面771，一个后腰区745，一个与后腰区745相对的前腰区746，一个位于后腰区745和前腰区746之间的裆区748，以及一个由尿布750的外边缘限定的外周，其中，侧边或纵向边缘用751表示，端边用752表示。尿布750的内表面773由尿布750的在使用过程中与穿用者的身体相贴的那个部分构成(即，内表面773一般由顶片749和与顶片749相接合的其它元件的至少一部分构成)。外表面771由尿布750的背朝穿用者身体的那个部分构成(即，外表面771一般由底片747和与底片747相接合的其它元件的至少一部分构成)。后腰区745和前腰区746从外周的端边752延伸至裆区748。
尿布750还具有两条中线，即一条纵向中线700和一条横向中线710。在本文中，“纵向”一词表示在尿布750的平面上的一条总体上对准(例如大致上平行于)一个垂直平面的线、轴或方向，当尿布750被穿用者穿在身上时，所述的垂直平面将站立着的穿用者的身体平分成左半部分和右半部分。在本文中，“横向”或“侧向”这两个词可以互换，它们表示位于尿布750的平面内的一条总体上垂直于纵向的线、轴或方向。
图13示出了容纳组件770，其中顶片749和底片747的长宽尺寸总体上大于吸湿芯775的长宽尺寸。顶片749和底片747延伸到吸湿芯775的边缘之外，由此形成尿布750的外周。
在所有被测产品中，底片747都由限定前腰区746、后腰区745和裆区748的一个连续的片或层构成。在本文中，“层”一词不一定将部件限于一个单层的材料，因为一个“层”实际上可以包括所需类型材料的薄片或网面的层压制品或组合。事实上，产品A和B都是由薄膜层和纤维衬底构成的叠层结构。底片747具有一个内表面和一个与内表面相背的外表面。内表面是底片747上的与吸湿芯相邻的那个部分。底片747的外表面相当于尿布750的外表面771。用作A码产品的底片材料的复合结构与实施例24中所描述的复合结构相同。用作C码产品的底片的材料是可从ExxonCorporation购得的XBF-100W。
吸湿芯775可以是任何一种总体上可压缩的、服贴的、对穿用者的皮肤无刺激性并且能够吸收并容纳如尿及其它特定的身体排泄物一类液体的吸湿件。B码产品的吸湿芯与Huggies Supreme Breathable产品的吸湿芯相同，因为这些产品可以从市场上买到。A码和C码的吸湿芯相同，且与图示的吸湿芯775的形状相同，呈矩形。但B码的组成不完全清楚，据信，A、B和C三个编码的测试产品的组成中不包含碎木浆，熔喷或者梳理的聚合物，薄纸以及超级吸湿聚合物。A码和C码产品还含有化学硬化、改性或者交联的纤维素纤维。
上述三种产品在其侧片790的一个部分或者所有部分上具有某些程度的可伸长性或者弹性。(在此处，“可伸长”一词表示材料至少在一个方向上能够伸长到一定的程度而不会发生不适当的断裂。“弹性”和“可弹性伸长”表示在使材料伸长的力解除之后，可伸长的材料具有恢复到近似于它们原来的尺寸的能力。在本文中，除非另有说明，任何被描述成“可伸长”的材料或部件同时也是可弹性伸长的。)可伸长的侧片790通过先将尿布贴合到穿用者的身上，然后在从开始一直到尿布中容纳了排泄物之后的整个过程中保持住这种贴合来实现更为舒适及服贴的贴合，因为可伸长的侧片790使尿布的侧边能够伸缩。可伸长的侧片790还使尿布750具有更加有效的应用，因为即使为穿用者穿尿布的人在为穿用者穿尿布时将一个侧片790拉得比另一个更长(不对称)，尿布750在穿用过程中也能“自我调节”。
A码和C码产品的可伸长的侧片由经过了“预拉伸”或者“机械预拉伸”(即，受到过一定程度的局部模式的机械拉伸，使材料被永久性地伸长了)的材料或者如1996年5月21日授予Chappell等人的美国第5518801号专利所述的结构类似弹性的网面构成。
尿布750还具有一个弹性的腿部部件772，其作用是更好地隔离液体和其它身体排泄物。每一个弹性的腿部部件772可以有几种不同的减少身体排泄物在腿片中的泄漏的实施方式。(弹性的腿部部件可以、并且有时也被称作腿带、侧翼、隔离收口或弹性收口。)
所有的尿布都有类似于弹性的腿部部件772的部件。A码和C码的产品的腿部件与弹性的腿部部件772完全相同。A码和C码产品都具有一个包括一个隔离挡边和一个间隔部件的内隔离收口，以及一个位于隔离收口外侧的、具有一条或者多条松紧带765的密封收口763。
尿布750还带有一个弹性的腰部部件774，其作用是改善服贴性和密封性。弹性的腰部部件774是尿布750上的能够弹性地伸展及收缩从而动态地贴合于穿用者的腰部的部分或区段。弹性的腰部部件774从吸湿芯775的两条腰缘中的至少一条开始沿纵向向外延伸，并且通常构成尿布750的端边的至少一部分。A码和C码产品各具有单一的一条位于后腰区中的用弹性件制成的腰带。B码产品在前腰区和后腰区中都有腰带。
尿布750还带有一个紧固组件776，该紧固组件776将后腰区745和前腰区746保持在叠合的构型，形成一种侧面封闭，从而围绕着尿布的外周维持一种横向张力，将尿布保持在穿用者身上。
按照前面的测试方法中的方案对相应于A、B及C码产品的吸湿用品进行了测评，结果见表A1：
                 表A1
            A码    B码    C码底片的MVTR      3400  1300  4500干燥尿布背面湿度          49    50    42加载了的尿布背面湿度          80    89    72TEWL(克/米2/小时) 22    16    24尿布载荷         317   312   327
表A2中列出了用于这三种产品中的底片的潮湿蒸汽冲击数据
                           表A2材料    没有加载的潮湿蒸汽冲击值 加载10秒时的潮湿蒸汽冲击值
(克/米2@2400焦耳)    (克/米2@2400焦耳)A码  1.31                 2.30B码  0.84                 1.20C码  0.00                 2.96
尽管已说明并描述了本发明的具体实施方案，但本领域的技术人员应该明白，在不背离本发明的精神和范围的前提下还可以有各种其它的变化和改进。因此，在本发明范围内的所有这样的变化和改进都将被覆盖在权利要求中。

Claims (10)

1、一种吸湿用品，包括：
(a)一片顶片；
(b)一片由一种潮湿蒸汽可以透过、液体基本上不能透过复合片材构成的底片，所述的复合片材包括一个纤维性的非织造衬底，所述的纤维性衬底具有相反的第一和第二平面状侧面以及粘合到所述纤维衬底的第一侧面上的潮湿蒸汽可以透过的热塑性薄膜；以及
(c)一个位于所述的顶片和所述的底片之间的吸湿芯；
其特征在于，所述的潮湿蒸汽可以透过的薄膜的平均厚度小于25微米，抗剥离强度至少为0.1牛顿/厘米，当受到2400焦耳/米2的能量冲击时的动态液体传输率小于0.75克/米2，静压头至少为60厘米，按照干燥剂法测得的潮湿蒸汽传输速率至少为2800克/米2/小时，更优选的是至少为5000克/米2/小时。
2、如权利要求1所述的吸湿用品，其特征在于，所述吸湿用品优选呈现出用蒸发计测得的通过所述底片的蒸汽量至少为10克/米2/小时，湿润时的背面潮湿度优选小于85％，干燥时的背面潮湿度优选小于75％。
3、如权利要求1或2所述的吸湿用品，其特征在于，所述的潮湿蒸汽可以透过的薄膜中有至少50％重量百分比的聚合物，所述的聚合物选自嵌段共聚醚酯、嵌段共聚醚酰胺、聚氨酯、聚乙烯醇，以及这些物质的组合。
4、如权利要求1至3中任一项所述的吸湿用品，其特征在于，所述的片材的所述薄膜的平均厚度小于15微米，所述的纤维衬底的定量在13.5与40克/米2之间。
5、如权利要求1至4中任一项所述的吸湿用品，其特征在于，所述的潮湿蒸汽可以透过的薄膜主要含有一种共聚醚酯弹性体，所述的纤维衬底主要由20％至80％重量的聚烯烃聚合物纤维以及20％至80％重量的聚酯聚合物纤维的共混物构成，所述的聚酯纤维最好是具有带裙状花边的卵形横截面的异型纤维，所述的复合片材的按照干燥剂法测得的潮湿蒸汽传输速率优选至少为3000克/米2/24小时。
6、如权利要求1至5中任一项所述的吸湿用品，其特征在于，所述的潮湿蒸汽可以透过的薄膜借助于施加在纤维性的非织造衬底和潮湿蒸汽可透过的薄膜之间的一种热熔性粘接剂粘合在纤维衬底上，所述的粘接剂的定量在0.5与5毫克/英寸2之间，所述的粘接剂接触小于75％的纤维衬底的第一侧面的表面，所述的纤维衬底最好是主要含有聚烯烃的聚合物纤维，优选在纤维衬底的第一表面上以每6.45厘米2施加1至3毫克粘接剂的方式将所述的粘接剂施加在所述的纤维衬底和所述的潮湿蒸汽可以透过的薄膜之间。
7、如权利要求1至6中任一项所述的吸湿用品，其特征在于，所述的潮湿蒸汽可以透过的薄膜具有第一层和第二层，每个所述的层都由一种不同的潮湿蒸汽可透过的热塑性聚合物组分构成，所述的潮湿蒸汽可以透过的薄膜的所述第一层优选占薄膜总重量的至少60％，并且是一种总体上亲水性的层，所述的潮湿蒸汽可以透过的薄膜的所述第二层优选是一种基本上疏水性的层，所述的潮湿蒸汽可以透过的薄膜的所述第一层紧贴着所述的纤维衬底。
8、如权利要求1至7中任一项所述的吸湿用品，其特征在于，所述的复合片材中基本上不含有微孔，当采用液态水分渗漏试验来测试时，基本上没有液态水分通过该片材。
9、如权利要求1至8中任一项所述的吸湿用品，其特征在于，当按照有关无菌包装材料的ISO11607标准进行测试时，所述的复合片材能够阻止微生物通过。
10、如权利要求1至9中任一项所述的吸湿用品，其特征在于，当按照ASTM F1671标准进行测试时，所述的复合片材能够阻止直径大于0.025微米的微生物通过。
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