一次性制品和耐用制品需要许多具体的材料性能用于提供所期望的使 用功能，这采用常规生产方法经常难以得到。例如，一次性吸收制品，如 婴儿尿布，有许多设计方式来提供所期望的产品性能，用以收集和保留尿 液和粪便(BM)而不会使其泄漏到尿布外面。这些功能需要与其它功能一起 完成，以在尿布的穿着者或使用者使用、穿着和处理尿布的过程中提供某 种程度的舒适性。舒适性会受到下列因素影响：收集和析出穿着者皮肤排 泄物的有效功能、提供尿布围绕穿着者的良好初始贴合性、在使用过程中 维持贴合性以便尿布充满排泄物时不会松弛下垂和发生泄漏。
围绕穿着者身体的良好贴合性一般通过在尿布的某些位置创建弹性化 处理区域来提供。这些弹性化处理区域的实施例包括弹性腿箍、弹性腰带、 弹性侧片以及其它。这些区域里所期望的弹性性能通常可由多种技术提供， 该些技术一般包括通过与无纺衬底一起层压弹性材料来制造复合材料。弹 性材料典型地包括弹性薄膜、单个或多个弹性带、弹性稀松布以及类似物。 弹性材料典型地通过粘合剂、热粘结、超声粘结、压力粘结及类似方法粘 结到无纺衬底上。但是，这种做法造价昂贵，因为它一般需要足量的弹性 材料，而弹性材料一般要比无纺材料贵得多。因为弹性材料典型地与无纺 材料相粘结，故其费用包括粘合剂费用和粘合剂操作费用两者。此外，在 将弹性材料粘结到无纺衬底之前，弹性材料典型地需要加工操作以使弹性 材料形成所期望的尺寸和形状。所述操作可被称为第二操作并经常包括解 卷、进料、切割、剪切、涂胶及类似操作。由于弹性材料的物理性能，它 们经常难于处理，经常需要特殊改造来使具体的弹性材料具有加工友好性， 即更容易处理。而且，这些第二操作经常导致毛边和/或边角料形式的弹性 材料浪费。
另外，关于尿布的弹性化处理区域，这些区域经常需要仿形(profiled) 弹性(变化的弹性)，其经常难以得到。仿形弹性区域的实施例可包括侧片、 弹性腰带和弹性腿箍，其可提供舒适性和持续不变的贴合性。
因此，提供弹性化处理材料，其包括已被减少数量的弹性材料，将是 有益的。此外，提供弹性化处理的材料，其生产不需要使用第二操作，将 是有益的。此外，提供弹性化处理的材料，其在产品所期望的区域内具有 变化的弹性程度将是有益的。
在穿着和使用尿布的过程中，良好的舒适性通常可以通过使用包括尿 布的透气材料来得到。例如，尿布的外覆盖层可以是水汽可透过的。此外， 尿布可被设计为具有透气性但液体不能透过的弹性化处理腿箍、透气弹性 化处理腰带、透气弹性化处理侧片和透气但液体不能透过的衬底层。这一 般通过将热塑性材料，如多孔或无孔薄膜、稀松布或带绳粘结到无纺衬底 上来完成。再次说明，这种方法导致更多的热塑性材料费用和第二操作费 用。此外，透气性的一个重要属性是在制品所期望的区域里提供不同程度 的透气性。利用层压技术来实现这一点很困难且造价昂贵。因此，提供具 有不同程度的透气性并包括已减少热塑性材料数量的透气材料将是有益 的，并且其不需要使用上文所描述的第二操作。
此外，提供收集和保留尿液和粪便而不会使其泄漏到尿布外面的功能 的一次性尿布需要扣紧系统来允许制品围绕穿着者躯干进行所期望的闭 合。扣紧系统的实施例包括钩—环式扣件系统和粘合剂带扣紧系统，其需要 非常多的热塑性材料来提供所期望的材料物理性能，如强度和刚性。扣紧 系统的另一个实施例包括需要具体的形状和结构的缝—片式扣件，其难以利 用层压技术来获得。因此，提供具有所期望形状并包括更少量的热塑性材 料的材料将是有益的，并且其不需要上文所描述的第二操作。
此外，基于功能和舒适性的目的，该扣紧系统需要不同程度的刚性和 强度。这难以通过使用层压技术来实现，这是因为，如上文所述，其需要 更多的热塑性材料和第二操作。因此，提供在具体区域具有不同程度的刚 性和强度并包括更少量热塑性材料的材料将是有益的，并且其不需要上文 所描述的第二操作。
此外，穿着者的舒适性受接触穿着者和/或护理者皮肤的材料的表面质 地以及材料自身的美观外表影响。这难以利用层压技术来实现。另外，它 还需要额外的热塑性材料和第二操作来掩饰不合需要的材料表面特性。例 如，外覆盖层，其包括层压到热塑性薄膜外表面上的无纺织网，使外覆盖 层具有类似布料的外观。另一个实施例包括带子，其包括层压到热塑性薄 膜外表面上的无纺织网，从而提供类似布料的外观。因此，提供具有所期 望的表面质地和美观外表并包括更少量热塑性材料的材料将是有益的，并 且其不需要上文所描述的第二操作。
关于耐用制品，所期望的材料性能，如弹性、透气性、刚性、强度及 类似性能难以通过对具有所期望性能的昂贵织物使用常规生产技术来获 得，所述常规生产技术包括缝纫、超声波焊接及类似技术。正如上文所述， 这些技术需要更多的材料(热塑性和其它材料)和与切割、缝纫及装配相关联 的第二操作。因此，用具有所期望性能的包括浸渍热塑性组件的较便宜的 材料来取代昂贵材料，减少耐用制品与切割、处理、缝纫和粘结相关联的 第二操作将是有益的。
发明概述
针对上文所讨论的难点和问题，已发现了新型制品及其生产方法。
一方面，本发明涉及一种制品，其包括至少部分地浸渍于形成复合材 料的一个或多个纤维衬底中的一个或多个成形热塑性组件，其中成形热塑 性组件具有使材料性能发生变化的仿形厚度(profiled thickness)，并且其中热 塑性组件的仿形厚度的变化百分比可在约5％和约95％之间变化。
另一方面，本发明涉及包括浸渍于至少一个纤维衬底中的至少一个成 形热塑性组件的复合材料的制备方法，该方法包括如下步骤：
a)提供第一纤维衬底；
b)沉积第一热塑性材料到第一纤维衬底上以形成至少一个成形热塑 性组件，其具有使材料性能发生变化的仿形厚度，其中热塑性组件的仿形 厚度的变化百分比可在约5％和约95％之间变化，并且其中沉积步骤选自 凹版印刷(intaglio printing)、照相凹版印刷(gravure printing)、丝网印刷、喷 墨印刷和苯胺印刷；
c)提供第二衬底；和
d)组合第一衬底和第二衬底以形成复合材料，其中热塑性组件至少部 分地浸渍于第一衬底中。
在又一方面，本发明涉及包括一个或多个成形热塑性组件的复合材料， 其至少部分地浸渍于一个或多个纤维衬底中以形成复合材料，其中成形热 塑性组件具有使材料性能发生变化的仿形厚度，并且其中热塑性组件的仿 形厚度的变化百分比可在约5％和约95％之间变化。
附图概述
虽然本说明书通过特别指出并清楚地要求保护本发明的权利要求作出 结论，但应该相信通过下述结合附图的说明，可更好地理解本发明，其中：
图1是本发明的一次性吸收制品的一个实施方案的透视图；
图2是本发明的浸渍热塑性组件的一个实施方案的放大视图；
图3是图2所示浸渍热塑性组件沿直线3-3的横截面视图；
图4是图2所示浸渍热塑性组件沿直线4-4的横截面视图；
图5是本发明用于生产本发明复合材料的方法的一个实施方案的简化 图示说明；和
图6是图5所示方法的印刷辊图样的放大视图；
图7是本发明用于生产本发明复合材料的方法的另一个实施方案的简 化图示说明；和
图8是本发明用于生产本发明复合材料的方法的又一实施方案的简化 图示说明；
图9是用于确定动力液压传动值的装置的简化图示说明。
发明详述
通过减少对热塑性材料和对与切割、形成和粘结这些材料以形成所期 望产品相关联的第二操作的需求，本发明的制品和其生产方法在费用方面 能提供令人惊讶的降低。该制品包括新型复合材料，其包括至少部分地浸 渍于制品的一个或多个纤维衬底中的至少一个热塑性组件。
该浸渍热塑性组件可具有多种基重和三维形状和轮廓，其在复合材料 的物理性能方面可获得所期望的变化。浸渍热塑性组件在X-Y方向的平面 形状可以是确定复合材料二维平面的任意适当的几何形状，包括直线轮廓、 曲线轮廓、三角形、梯形(trapezoid)、正方形、平行四边形、多边形、椭圆 形、圆形、以及这些形状的任意组合。在组件的横截面上，其在z方向的形 状可以是任意适当的几何形状，包括线性和非线性轮廓。浸渍热塑性组件 在Z方向上的变化范围可以为约5％至约95％，优选约20％至约80％。 所述变化可在X-Y平面的任意方向上延伸并可通过下式计算：
变化百分比＝100×(最大厚度-最小厚度)/最大厚度
本发明的新型复合材料在该复合材料的二维平面内可具有多种材料性 能，通常其可作为浸渍聚合组件厚度变化的函数进行改变。所述新型复合 材料可包括某些独特的材料性能，其包括弹性模量对密度的相对高的比率、 拉伸强度对密度的相对高的比率，和由第一材料(衬底、纤维材料)与浸渍于 第一材料纤维中的第二材料(热塑性组件)的独特组合而得到的其它比率。独 特的材料性能比率产生了新型复合材料在费用方面的有益效果。本发明人 所设想的光亮度、柔韧性、拉伸强度、弹性、多孔性、和许多其它性能可 由该复合材料的第一材料提供。可将第二材料浸渍于第一材料的纤维中， 形成所述复合材料。在聚合物领域里可提供具有多种材料性能的第二材料。 例如，期望的拉伸强度、弹性模量、弹性、导电性和/或导热性、透气性、 液体不可透过性、磁性，以及许多其它性能已为本发明者所设想。应该注 意的是，本发明人已设想热塑性组件和所得复合材料的许多其它用途。例 如，已设想的具体用途之一是热塑性组件的上述性能可用于提供探测穿着 者身体状态的多种所想象和期望的功能，这些状态包括温度、皮肤状态、 皮肤和制品之间的相对湿度、身体挤出物的存在，和吸收制品的容量状态。
此外，可形成该新型复合材料物理性能之间的独特相互关系，例如， 模量对密度的相对高的比率、拉伸强度对密度的相对高的比率，从而对复 合材料提供费用方面的有益效果。
类似于上文所述的厚度变化曲线，复合材料的基重也可具有合意的变 化曲线。类似地，基重变化曲线可以是任意适当的几何形状，包括线性和 非线性轮廓。本发明的复合材料在X-Y平面上的基重变化范围可以为约5％ 至约95％、优选地为约20％至约80％，其中该变化可由下式计算：
变化百分数＝100×(最大基重-最小基重)/最大基重
术语
本文中的术语“制品”包括一次性制品和耐用制品两者。
本文中所使用的术语“一次性的”用于描述一般不打算被清洗或被恢复 或不打算被多次重新使用其初始功能的产品，即，优选地，确定其为在使 用约10次后或约5次后或约1次后丢弃。优选地，所述一次性制品以与环 境相容的方式回收、堆肥处理或清除。
本文中所使用的术语“耐用”用于描述一般打算被清洗或被恢复或打算 被多次重新使用其初始功能的产品，即，优选地，其打算被使用多于约10 次。
本文中的“一次性吸收制品”是指通常用于吸收和保留液体的一种装置。 在某些实施例中，该术语是指靠近或贴近穿着者的身体放置以吸收和容纳 从体内排出的排泄物和/或分泌液的装置，并且包括这样的个人护理制品， 如婴儿尿布、婴儿训练裤、成人失禁制品、女性卫生制品、婴儿游泳尿布、 伤口敷料及类似制品。在其它的实施例中，该术语是指保护性制品，例如 有吸收食物残液以防止弄脏穿着者的衣服能力的用餐围兜。
术语“尿布”包括婴儿尿布、婴儿训练裤，婴儿游泳尿布或成人失禁制品， 并且通常指被婴儿和其他的下体失禁的人穿用的一次性流体处理制品。
本文中的术语“女性卫生制品”是指被女性穿用以吸收和容纳经血和其 它阴道分泌液的任何吸收制品。
本文中的术语“身体包裹物”是指围绕身体佩带的制品或服装，其典型地 具有一些治疗功效，如减轻疼痛、覆盖伤口或固定靠近身体的另一个装置 或制品。
本文中所使用的术语“透气”用于描述对蒸气可透过和可传播的材料，其 中所述蒸气传播速率用克每24小时来度量。
本文中的术语“材料”是指任何纤网、衬底、纤维性材料、纺织物、无纺 物、编织物、薄膜、服装的组件或吸收制品。
本文中的术语“纤网”意指任何连续材料，包括薄膜、无纺织物、纺织物、 泡沫或其组合物，或者指具有单层或多层的干燥重叠材料，包括木纸浆及 类似物。
本文中的术语“衬底”意指任何材料，包括薄膜、无纺织物、纺织物、泡 沫或其组合物，或包括木纸浆及类似物的干燥重叠材料，其具有单层或多 层，适于在所述“衬底”的至少一个表面上印刷聚合材料。
本文中的“纤维衬底”意指包括多种纤维材料，其可以是天然纤维或合成 纤维之一或其任意组合。例如，无纺材料、纺织材料、编织材料、赛璐珞 材料及其任意组合。
本文中的术语“无纺材料”是指采用例如纺粘和熔喷方法，由连续长丝和 /或短纤维制成的、无需经过编织或针织的材料。无纺织物可包括一层或多 层无纺材料，其中每一层可包括连续长丝或短纤维。
本文中的术语“弹性体”是指具有弹性性能的聚合物。
本文中的术语“弹性”、“弹性性能”或“弹性化处理”是指对任何这样的材 料在对其松弛初始长度施加力之后，其可伸长或拉长到其拉长后的长度而 不会裂开或破损，并且在施加的力释放后材料能完全恢复到其初始长度。
本文中的术语“天然材料”意指源自植物、动物、昆虫或植物、动物和昆 虫的副产品的材料。天然材料用于一次性制品的非限制性实施例包括赛璐 珞纤维、棉纤维、角蛋白纤维、丝纤维及类似物。赛璐珞纤维的非限制性 实施例包括木浆纤维、大麻纤维、黄麻纤维及类似物。角蛋白纤维的非限 制性实施例包括羊毛纤维、驼绒纤维及类似物。
本文中的术语“硬化区域(stiffening region)”是指与材料的相邻区域相比 具有更大弹性模量的材料区域。
本文中的术语“弹性区域(elastic region)”是指与材料的相邻区域相比具 有更大弹性性能的材料区域。
本文中的术语“透气区域(breathable region)”是指与材料的相邻区域相 比具有更大透气性(以水蒸气传播速率(moisture vapor transmission rate， MVTR)克每平方米每24小时度量)的材料区域。
参考图1可最好地理解本发明的制品，图1说明本发明的吸收制品的 一个实施方案，具体为一次性尿布10。为了便于理解，现以一次性尿布10 的术语来进行下列描述。尿布10可包括多个的浸渍于尿布10的无纺衬底 中的热塑性组件，其提供具体的材料性能和/或用于尿布10的具体的功能， 例如，围绕穿着者腿部的衬垫功能，其通过由腿部弹性物12所产生的制品 弹性区域11来提供；围绕穿着者腰部的另一个衬垫功能，其通过由腰部弹 性物14所产生的另一个制品弹性区域13来提供；围绕躯干的贴合功能， 其通过由弹性化处理侧片16所产生的另一个弹性区域15来提供；使尿布 10封闭的扣紧功能，其通过硬化区域21和硬化区域23提供，由缝式组件 20和片式组件22分别连接从而获得所期望的封闭；和尿布10的透气功能， 其通过由外覆盖层24所产生的透气区域25来提供，其允许气味通过外覆 盖层24传播，同时对包括排泄物的液体形成屏障。
为了对所述产品提供上述功能，浸渍于纤维衬底中的热塑性组件获得 新的复合材料，其具有由新型复合材料的组分所产生的多种独特性能，与 常规层压技术相比，其需要更少的聚合材料，这样就能以更低的费用获得 所期望的物理性能。由于所述纤维结构的原因，所得的复合材料与聚合树 脂相比具有更小的重量和更大的机械性能。纤维衬底提供所期望的由通常 相互连接的纤维构成的结构化纤维网状物，其具有所期望的拉伸性能和刚 性。另外，复合材料中纤维体积的百分比能影响复合材料的机械性能。纤 维体积百分比定义为浸渍组件中纤维的体积除以浸渍组件的总体积。
图2所示为本发明的浸渍热塑性组件30的一个实施方案的放大平面 图，其形成由扣紧系统18的缝式组件20所确定的空洞19，如图1所示。 空洞19确定为矩形形状；然而，空洞19可以确定为任意适当的几何形状， 包括直线轮廓、曲线轮廓、三角形、梯形、正方形、平行四边形、多边形、 椭圆形、圆形、以及它们的任意组合。浸渍热塑性组件30提供缝式开口32 周围所期望的硬度和强度。浸渍热塑性组件30的尺寸可以在X-Y-Z方向上 变化，优选在X-Y方向上从毫米到米变化，在Z方向上从微米到毫米变化。 在一个实施方案中，Y尺寸为80mm，X尺寸为25mm，Z尺寸可沿着Y轴 变化，在所期望的轮廓中在约0.3mm和约1.0mm之间变化，其在Z尺寸上 产生70％的厚度变化。在另一个实施方案中，Y尺寸为80mm，X尺寸为 25mm，Z尺寸可沿着Y轴变化，在所期望的轮廓中在0.05mm和约1.0mm 之间变化，其在Z尺寸上产生95％的厚度变化。在又一个实施方案中，Y 尺寸为80mm，X尺寸为25mm，Z尺寸可沿着Y轴变化，在所期望的轮廓 中在0.95mm和约1.0mm之间变化，其在Z尺寸上产生5％的厚度变化。 根据前述实施方案，本领域的技术人员将会注意到，依据本发明，广泛范 围的厚度轮廓变化是可能的，并且在约5％至约95％范围里的所有中间值 也是所设想的。
复合材料的性能取决于聚合组件(树脂)的单独性能、纤维衬底的单独性 能、和浸渍于聚合组件中的纤维体积。在本发明的一个实施方案中，缝—片 式扣紧系统18(图1)的复合材料包括硬化区域21和23，包括聚酯无纺衬底 和由聚丙烯树脂制成的聚丙烯热塑性组件30(图2)，聚丙烯树脂例如由位于 荷兰的Basell Polyolefins Company N.V生产的BASELL 917，聚酯无纺衬底 例如由位于Delaware的DuPont公司生产的商标名为SONTARA的产品。 BASELL917聚丙烯树脂的弹性模量为约1200MPa(106Pa)，SONTARA聚酯 无纺纤维的弹性模量为约8900MPa。所得到的复合材料，包括纤维体积变 化范围约10％至约90％的SONTARA，可具有变化范围为约1700MPa至 约8000MPa的弹性模量，分别地，其显著地大于热塑性聚丙烯树脂的弹性 模量。在本发明的另一个实施方案中，缝—片式扣紧系统18的复合材料包括 聚酯无纺衬底和由聚乙烯树脂制成的聚乙烯热塑性组件，聚乙烯树脂例如 由荷兰的Basell Polyolefins Company N.V.生产的BASELL Lupolen 3020，聚 酯无纺衬底例如由位于Delaware的DuPont公司生产的商标名为 SONTARA的产品。BASELL Lupolen 3020聚乙烯树脂的弹性模量为约 300MPa(106Pa)，SONTARA聚酯无纺纤维的弹性模量约为8900MPa。所得 到的复合材料，包括纤维体积变化范围为约10％至约90％的SONTARA， 可具有变化范围为约350MPa至约6000MPa的弹性模量，其显著地大于热 塑性聚乙烯树脂的弹性模量。
根据前述实施方案，本领域的技术人员将会注意到，依据本发明，广 泛范围的弹性模量变化是可能的，并且在约350MPa至约8000Mpa的整个 范围内的所有中间值也是所设想的。
此外，关于扣紧系统18的拉伸强度，BASELL 917聚丙烯树脂具有约 300MPa的拉伸强度，SONTARA聚酯无纺衬底纤维具有约1800MPa的拉伸 强度。所得到的复合材料，包括约10％至约90％的纤维体积，具有变化 范围为约400MPa至约1600MPa的拉伸强度，其显著地大于热塑性聚丙烯 树脂的拉伸强度。
在本发明的另一个实施方案中，缝—片式扣紧系统18的复合材料包括聚 酯无纺衬底和由聚乙烯树脂制成的聚乙烯热塑性组件，聚乙烯树脂例如由 荷兰的Basell Polyolefins Company N.V生产的BASELL Lupolen 3020，聚酯 无纺衬底例如由位于Delaware的DuPont公司生产的商标名为SONTARA 的产品。BASELL Lupolen 3020聚乙烯树脂具有约15MPa(106Pa)的拉伸强 度，SONTARA聚酯无纺纤维具有约1800MPa的拉伸强度。所得到的复合 材料，包括纤维体积变化范围为约10％至约90％的SONTARA，可具有 约25MPa至约1600MPa的拉伸强度，其显著地大于热塑性聚乙烯树脂的拉 伸强度。
根据前述实施方案，本领域的技术人员将会注意到，依据本发明，广 泛范围的拉伸强度变化是可能的，并且在约25MPa至约1600Mpa的整个范 围内的所有中间值也是所设想的。
浸渍热塑性组件30(图1)的轮廓可以是具有线性或非线性轮廓的任意适 当几何外形。图3说明图2所示浸渍热塑性组件30沿剖面线3-3的横截面 视图。热塑性组件30优选至少部分地浸渍于衬底34和36两者之中，其组 合到一起以形成新型复合材料38。在一个实施方案中，组件30的横截面在 Z方向上通常可具有与浸渍组件30外边缘上的锥形39一致的厚度。锥形用 于在边缘处提供柔韧性以防止坚硬边缘给穿着者造成不适。
类似地，图4说明浸渍热塑性组件30沿剖面线4-4的横截面视图，其 具有仿形厚度31。可选择仿形厚度31的形状以获得复合材料38所期望的 强度特性，具体而言，变化仿形厚度从而在浸渍热塑性组件30的端点35 处获得附加的硬度，并在浸渍热塑性组件30的中间部分37处获得更大的 柔韧性。
图1所示尿布10的外覆盖层24包括热塑性组件26来提供外覆盖层24 所期望的透气性，同时维持外覆盖层24的液体不可透过性。热塑性组件26 可由各种各样的聚合树脂制成，在Z方向上提供气味可透过性和液体不可 透过性。所述材料的实施例可包括单片聚酯，如由位于Delaware的DuPont 公司生产的HYTREL、聚烯烃材料，其可包括颗粒如碳酸钙以及其它物质。 通过改变浸渍热塑性组件26在Z方向上的厚度，透气性和液体不可透过性 的程度可横跨外覆盖层24变化。
关于不可透过性，在本发明的一个实施方案中，热塑性组件26可由 HYTREL生产，其至少部分地被浸渍于由位于South Carolina的BBA Nonwovens Inc.生产的基重约22克/平方米的高伸长率聚丙烯梳理无纺织物 中。所得到的复合材料可提供在约50mm和约700mm之间的静水压头的液 体不可透过性。热塑性组件26的厚度可在约10微米和约35微米之间变化， 厚度变化为71％，其中在更厚的区域可获得更高程度的不可透过性。例如， 在尿布10的分叉处希望有更大的液体不可透过性，热塑性组件26的厚度 可大于外覆盖层24的其它区域的厚度。根据前述实施方案，本领域的技术 人员会注意到，依据本发明，广泛范围的液体不可透过性变化是可能的， 并且在约50mm和约700mm之间静水压头范围里的所有中间值也是所设想 的。
关于不可透过性，在本发明的另一个实施方案中，热塑性组件26可由 HYTREL生产，其至少部分地被浸渍于由位于South Carolina的BBA Nonwovens Inc.生产，基重约22克/平方米的高伸长率聚丙烯梳理无纺织物 中。冲击能量为约1000焦尔/平方米条件下，所得复合材料可提供的液体不 可透过性为约0克/平方米至约5克/平方米动力液压传动值。热塑性组件26 的厚度可在约10微米和约35微米之间变化，厚度变化为71％，其中在更 厚的区域可获得更高程度的不可透过性。例如，在尿布10的分叉处希望有 更大的液体不可透过性，热塑性组件26的厚度可大于外覆盖层24的其它 区域的厚度。根据前述实施方案，本领域的技术人员会注意到，依据本发 明，广泛范围的液体不可透过性变化是可能的，并且在冲击能量为约1000 焦尔/平方米条件下，在约0克/平方米至约5克/平方米动力液压传动值范围 里的所有中间值也是所设想的。
关于透气性，在本发明的一个实施方案中，热塑性组件26可由HYTREL 生产，其至少部分地被浸渍于由位于South Carolina的BBANonwovens Inc. 生产，基重约22克/平方米的高伸长率聚丙烯梳理无纺织物中。所得复合材 料可提供水蒸气传播速率(MVTR)为约2,000克每平方米每24小时至约 10,000克每平方米每24小时的透气性。热塑性组件26的厚度可在约10微 米和约35微米之间变化，厚度变化为71％，其中在更薄的区域可获得更高 程度的透气性。例如，在尿布10的腰部希望有更大的透气性，热塑性组件 26的厚度可小于外覆盖层24的其它区域的厚度。根据前述实施方案，本领 域的技术人员会注意到，依据本发明，广泛范围的MVTR变化是可能的， 并且在约2,000克每平方米每24小时至约10,000克每平方米每24小时整 个范围内的所有中间值也是所设想的。
如上文所公开，所述新型复合材料可提供所期望的弹性性能。例如， 图1所示尿布10的腰部弹性物14包括热塑性组件28来提供腰部弹性物14 所期望的弹性，以获得期望的舒适性、衬垫功能和持续不变的贴合性。通 过在热塑性组件28上提供弹性性能的多种多样的热塑性弹性体树脂，可获 得腰部弹性物14的弹性性能。在本发明的一个实施方案中，热塑性组件28 可由获自Shell Corporation的KRATON苯乙烯嵌段共聚物生产，其至少部 分地被浸渍于由位于South Carolina的BBANonwovens Inc.生产，基重约22 克/平方米的高伸长率聚丙烯梳理无纺织物中。所得复合材料在伸长200％ 条件下可提供的弹性力为约400克/25.4毫米宽度至约1000克/25.4毫米宽 度。热塑性组件28的宽度46通常垂直于伸展力的方向，可在约2mm和约 200mm之间变化，热塑性组件28的厚度可在约30微米和约150微米之间 变化，厚度变化为80％，其中在更大的厚度和/或区域里可获得更高程度的 弹性力。例如，在尿布10的腰部背面40处希望有更大的弹性力，与腰部 14的其它区域相比，热塑性组件28的厚度和/或宽度可以更大。
在利用弹性性能的另一个实施例中，图1所示尿布10的弹性腿箍12 包括热塑性组件42来提供弹性腿箍12所期望的弹性，以获得期望的舒适 性和衬垫功能。通过在热塑性组件上提供弹性性能的各种的热塑性弹性体 树脂，可获得弹性腿箍12的弹性性能。在本发明的一个实施方案中，热塑 性组件42可由获自Shell Corporation的KRATON苯乙烯嵌段共聚物生产， 其至少部分地被浸渍于由位于South Carolina的BBANonwovens Inc.生产， 基重约22克/平方米的高伸长率聚丙烯梳理无纺织物中。所得复合材料在伸 长200％条件下可提供的弹性力为约50克/25.4毫米宽度至约100克/25.4 毫米宽度。热塑性组件42的宽度垂直于伸展力的方向，可在约2mm和约 20mm之间变化，热塑性组件42的厚度可在约30微米和约150微米之间变 化，厚度变化为80％，其中在更大宽度和/或厚度的区域里可获得更高程度 的弹性力。例如，在尿布10的腿部背面44处希望有更大的弹性力，与弹 性腿箍12的其它区域相比，热塑性组件42的厚度和/或宽度可以更大。
在利用弹性性能的又一个实施例中，图1所示尿布10的弹性侧片16 包括热塑性组件48来提供弹性侧片16所期望的弹性，以获得期望的舒适 性和持续不变的贴合性。通过在热塑性组件上提供弹性性能的多种多样的 热塑性弹性体树脂，可获得弹性侧片16的弹性性能。在本发明的一个实施 方案中，热塑性组件48可由获自Shell Corporation的KRATON苯乙烯嵌段 共聚物生产，其至少部分地被浸渍于由位于South Carolina的BBA Nonwovens Inc.生产的基重约22克/平方米的高伸长率聚丙烯梳理无纺织物 中。所得复合材料在伸长200％条件下可提供的弹性力为约100克/25.4毫 米宽度至约500克/25.4毫米宽度。热塑性组件48的宽度垂直于伸展力的方 向，可在约2mm和约200mm之间变化，热塑性组件48的厚度可在约30 微米和约150微米之间变化，厚度变化为80％，其中在更大宽度和/或厚度 的区域里可获得更高程度的弹性力。
上文所述的复合材料可通过本发明的方法50生产，图5示意说明其一 个实施方案。方法50能够至少部分地将热塑性组件浸渍到一个或多个纤维 衬底中。通过采用适于供给和沉积熔融热塑性树脂的多种方法，热塑性组 件可被浸渍于纤维衬底中。所述方法可包括喷墨、喷洒、涂层、丝网印刷、 凹版印刷、苯胺印刷和类似方法。在本发明的优选实施方案中，供给和沉 积熔融热塑性树脂的方法可通过照相凹版印刷方法提供，这是因为其在热 塑性组件的X-Y-Z尺寸上提供柔韧性和所期望的熔融热塑性树脂沉积量。
图5所示为：可由给料辊52进料的纤维衬底36移动穿过照相凹版印 刷装置54，印刷装置将54熔融热塑性组件60沉积到纤维衬底36上并至少 部分地浸渍纤维衬底36。然后，如果需要，可由给料辊56进料的纤维衬底 34可与衬底36组合，从而覆盖熔融热塑性组件60，并且使熔融组件60至 少部分地浸渍于衬底34中以形成复合材料38。
衬底34和36两者被熔融热塑性组件60浸渍的程度可以通过在复合材 料38上施加所期望的压力以影响浸渍来控制。如上文所述，衬底34和36 可以是任意适当的纤维衬底的任意适当的组合。(可供选择地，本发明的复 合材料可包括多种材料，其中至少一个衬底是纤维性的。非纤维衬底可包 括薄膜、箔片、泡沫及类似物。)压力源可以是任意适当的方法，包括接触 式或非接触式方法。图5所示为由一对光泽辊58所提供的接触式方法的实 施例，光泽辊58可被加热或冷却。此外，浸渍程度可受熔融热塑性组件60 的粘度，纤维衬底34和36的多孔性、和熔融热塑性组件60和纤维衬底34 和36三者的表面张力影响。照相凹版印刷装置54可以是任意适当的常规 热照相凹版装置。一种适当的照相凹版印刷装置54可从加利福尼亚的 Roto-Therm Inc.获得。
图6是用于沉积熔融热塑性组件60的照相凹版图样70的放大视图。 如图所示，单元72优选地互相交叉来提供沿着照相凹版图样70的熔融热 塑性组件60的不间断分布，从而在热塑性组件60里面获得熔融热塑性树 脂不间断的分布。
例如，缝—片式扣紧系统18(图1)的复合材料38(图2至4)可采用上述方 法50(图5)生产，其利用两个衬底34和36、熔融热塑性组件60和复合材料 38的后续压缩。此外，外覆盖层24的透气区域25(图1)可采用上述方法生 产，其优选地利用单个纤维衬底和所期望形状(按透气区域25的形式)的照 相凹版图样。而且，弹性腰部14和弹性腿箍12的复合材料可采用上述方 法生产，其利用一个或多个纤维衬底和照相凹版图样的各自形状。类似地， 弹性侧片16的复合材料可采用上述方法生产，其使用一个或多个纤维衬底 和照相凹版图样的各自形状。
另外，腿部弹性物12、腰部弹性物14和侧片弹性物16的弹性性能可 通过多种第二操作来提供，其包括复合材料的递增拉伸来永久性拉长纤维 衬底从而使热塑性组件在所提供的伸长衬底里拉伸。可供选择地，在沉积 熔融热塑性组件之前，可拉紧纤维衬底从而横向强化纤维衬底，在沉积熔 融热塑性组件之后，其可在横向作用力下伸展从而使热塑性组件在所提供 的伸展衬底里拉伸。
图7所示为本发明的另一加工方法实施方案，用以说明多层沉积装置 54和55的用途，在衬底36上沉积多层一种或多种热塑性材料，然后与衬 底34组合，和/或在同一衬底上进行多个后续沉积。
图8所示为本发明的又一加工方法实施方案，用以说明多层沉积装置 54和57的用途，在一个或多个衬底36和34上沉积多层一种或多种热塑性 材料，包括在两个或多个衬底上单独沉积且随后将它们组合起来。此外， 使用多层沉积装置可提供更大的熔融热塑性材料沉积量，更大的Z尺寸轮 廓变化范围，能够沉积不同的热塑性材料，能够沉积不同颜色的热塑性材 料，以及它们的组合。
测试步骤
液体不可透过性(静压防水测试(Hydro-Head Test))
本发明者使用的测试方法是源自ASTM D751名称为“用于涂层织物的 标准测试方法”(Standard Test Method for Coated Fabrics)，章节名称为“提升水 柱的压力应用”(Pressure Application by a Rising Column of Water)，步骤B1 的下述方法。
测试原理是：对约64cm2的测试试样，如薄膜或其它多孔材料，在其顶 侧增加蒸馏水的可调水压头。
试样被切割成10cm×10cm，并在中心有一个直径约8cm的O型密封 环。试样板有一个直径约7.6cm的中心开口，允许在测试过程中观察测试试 样的底侧。小心地将试样板放置在内孔直径为7.6cm，高约1m的有机玻璃 圆筒下，其具有安装凸缘，从而方便地通过螺丝在下方固定载有试样的试 样板。任选地，可将一面镜子放在试样板开口的下方以方便观察。
有机玻璃圆筒具有直径约1cm的侧向开孔，其用来连接水泵，安装时 其在试样上方约1cm处。任选地，在该连接上可安装一个三通阀从而在测 试后可更容易地倒空圆筒。
调整水泵使有机玻璃圆筒中的液体压头在60+/-2秒内升至25.4cm。一 旦开动水泵，观察测试试样的底面。一旦第一滴水从测试试样落下，立即 停止水泵，并以毫米为单位记录有机玻璃圆筒中液体压头的高度。
对于每一种材料，应重复测试五个试样，结果应取其平均值。
拉伸性能
取决于所选择的聚合材料及其厚度，适当的测试方法可包括下列方法： ASTM D882，名称为“薄塑料片拉伸性能标准测试方法”(Standard Test Method for Tensile Properties of Thin Plastic Sheeting)；ASTM D638，名称为 “塑料拉伸性能标准测试方法”(Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics)；ASTM D3039/D3039M，名称为“聚合物基质复合材料拉伸性能标 准测试方法”(Standard test Method for Tensile Properties of Polymer Matrix composite Materials)；和ASTM D76，名称为“用于纺织品的拉伸试验机标准 规格”(Standard Specification for Tensile Testing Machines for Textiles)。断裂时 的拉伸数据以横截面上的力MPa(106Pa)记录。该横截面垂直于力的方向。
对于每一种材料，应重复测试五个试样，结果应取其平均值。
弯曲模量
本发明者使用的测试方法是源自ASTM D790名称为“未增强和增强塑 料和电绝缘材料弯曲性能的标准测试方法”(Standard Test Method for Flexural Properties of Unreinforced and Reinforced Plastics and Electrical Insulating Materials)的下述方法。该测试方法利用应用于简单支撑梁的三点 负荷加载系统。一个适当的试验机是DMTA MkIV，其可从位于New Jersey 的Rheometric Scientific Inc.获得。试样制备、公式和测试范围可从1997年 1月更新的DMTA硬件手册902-50001 Rev A.1中找到。弯曲模量数据以 MPa单位记录。其横截面垂直于弯曲平面。
对于每一种材料，应重复测试5个试样，结果应取其平均值。
水蒸气传播速率(MVTR)
本发明者使用的测试方法是源自ASTM E90名称为“材料水蒸气传播的 标准测试方法”(Standard Test Methods for Water Vapor Transmission of Materials)，章节名称为“标准干燥剂测试方法”(Standard Desiccant test method) 的下述方法：
将已知量的CaCl2置于凸缘杯中。试样材料放置在杯顶上，并使用挡圈 和垫片将其固定牢固。称量该装置并记录其初始重量。将该装置置于恒温 (40℃)和恒湿(75％RH)环境下五(5)小时。然后从测试室中拿出该装置，并在 平衡处理处的室温条件下平衡至少30分钟。称量该装置并记录其最终重量。 水蒸气传播速率以g/m2/24h来计算和表述
MVTR＝(最终重量-初始重量)×24.0)/以平方米为单位的试样面积× 5.0(在测试室中的时间)
对于每一种材料，应重复测试5个试样，结果应取其平均值。
弹性性能
本发明者使用的测试方法源自ASTM D412-98a，名称为“硫化橡胶和热 塑性橡胶和热塑性弹性体拉伸的标准测试方法”(Standard Test Method for Vulcanized Rubber and Thermoplastic Rubbers and Thermoplastic Elastomers-Tension)；ASTM D1566，名称为“橡胶相关标准术语”(Standard Terminology Relating to Rubber)；和ASTM D76，名称为“用于纺织品的拉伸 试验机标准规格”(Standard Specification for Tensile Testing Machines for Textiles)。
尺寸为1”×3”(25.4mm×76.2mm)的试样取自复合材料的弹性区域。因 为弹性合成物具有各向异性，其取决于与试样里弹性组件取向有关的试样 取向，故制备四个不同取向的试样。即，从弹性化处理区域里选取试样， 使其纵向轴平行于纵向(MD)、横向(CD)、和相对于纵向成+/-45度，其中 纵向是指在应用弹性组件到衬底的加工过程中衬底的移动方向。每个取向 的试样至少制备三个。如果不能得到1”×3”(25.4mm×76.2mm)尺寸的弹性 化处理区域，则可使用最大可能尺寸的试样进行测试，而测试方法也相应 地进行调整。试样的所有表面上应没有可见的裂纹、擦痕或不完整性。
可使用得自Instron Engineering Corp.，Canton，MA或SINTECH-MTS Systems Corporation，Eden Prairie，MN的市售拉伸测试仪来进行该试验。将 该仪器与用于控制试验速度和其它试验参数以及用于收集、计算和报告数 据的计算机连接。拉伸性能典型地在实验室条件(即约20摄氏度和约50％ 的相对湿度)下进行测量。步骤如下：
(1)选择用于测试的合适的夹具和测力传感器；夹具应当足够宽以与 适合试样，典型地使用宽2.5cm(1″)的夹具；选择测力传感器，使得测试试 样的拉伸反应在所用的测力传感器的测量范围的25％和75％之间，典型 地使用20kg(50lb)的测力传感器；
(2)依据生产商的说明校准仪器；
(3)设定标距长度为1”(25.4mm)；
(4)在夹具的平直表面上放置试样，使试样的纵向轴基本平行于标距 长度方向；
(5)设定十字头速度为10”/min(0.254m/min)的恒速，直到试样达到 112％的应变；然后以10”/min(0.254m/min)速度恢复至原始标距长度；在 该次预变形循环的最后，使用秒表开始对实验计时；
(6)重新夹紧预变形试样以移去松驰部分并仍然维持1”(25.4mm)的 标距长度；
(7)在秒表到达三分钟标记时，开始以10”/min(0.254m/min)的速度 拉伸试样；仪器记录该次循环中的载—应变数据；和
(8)采用g/25.4mm宽度计算和记录应变为200％时的载荷。
对于弹性组件，记录三个试样的平均结果。对于弹性合成物，对具有 给定取向的三个试样的结果取平均值；当定向载荷达到200％的应变时记 录这些平均值中的最大值。
浸渍组件厚度(放大方法)
本发明者使用的测试方法源自ASTM B748“用扫描电子显微镜测量横 截面金属涂层厚度的标准测试方法”(Standard Test Method for Measurement of Thickness of Metallic Coatings by Measurement of Cross Section with a Scanning Electron Microscope)和ASTM E766，名称为“校准扫描电子显微镜 放大倍数的标准”(Practice for Calibrating the Magnification of a Scanning Electron Microscope)。测试原理是在放大条件下检查试样横截面从而确定一 些尺寸，如浸渍聚合组件(不包括衬底的非浸渍部分)的厚度、宽度或横截面 面积。
包含浸渍组件的试样被浸入液氮中30秒，然后用锐利刀片从浸渍组件 所期望的部位，在所期望尺寸的平面上切割下一块横截面。横截面试样被 固定到导电带(例如得自位于加利福尼亚的Ted Pella Inc.的#16084-2)上，然 后将其放置到扫描电子显微镜(SEM)的工作台上。可使用真空等离子体涂层 装置对横截面试样镀金，该装置例如得自位于New Jersey的Denton Inc.的 Denton Vacuum DESK，使用由生产商提供的说明书。
可按照SEM的生产商的使用说明来观察和记录试样。可从位于日本的 HITACHI公司获得适当的SEM测试仪器S-3500N。可使用约50x至约300x 的放大倍数来分析和记录试样。调整放大倍数以便使感兴趣的尺寸的全长 被置于视场中。对每一个试样所记录的微观照片可采用SEM生产商推荐的 分辨率存贮为电子文档。
每一个试样的微观照片电子文档可以被输入用于尺寸测量的应用软 件，如得自Vancouver British Columbia的Quartz Imaging Corporation 4.20版 的Quartz PCI软件。因为浸渍组件和纤维衬底之间存在分界面，故要对所 感兴趣的部位进行多次测量并取平均值来确定尺寸。可以记录几乎接近10 微米的尺寸。
对于每一个横截面试样，应测量所感兴趣尺寸的五个典型部位，并且 结果应取其平均值。
基重(Basis Weight)
本发明者使用的测试方法是源自ASTM D646，名称为“纸和纸板克重的 标准测试方法”(Standard Test Method for Grammage of Paper and Paperboard) 的下述方法。
使用精密(+/-0.1mm)模具导向压力机将测试材料的试样切割成所期望 的尺寸(10cm×10cm)。将试样平放到已校准的重量分析天平上，其读数几 乎接近0.001克。乘以10可得到10个试样的重量，并以克/平方米为单位 记录其基重。
动力液压冲击测试(Dynamic Fluid Impact Test)
下文中说明的动力液压冲击测试方法设计用于模仿婴儿突然从站姿转 为座姿时施加给尿布底片的单位面积上的能量。
该动力液压冲击测试方法利用图9所示的装置100。重量几乎接近 0.0001克的吸收材料102直接放在能量吸收冲击垫103上。为达到该目的， 吸收材料102可包括由位于Ohio的VWR Scientific下属的Whatman Laboratory Division提供的2号滤纸。吸收材料应能吸收和保留透过被测试 底片材料的模拟尿液。能量冲击吸收垫103是填充有交联橡胶泡沫的碳黑。 约5英寸×5英寸的正方形冲击垫的密度为约0.1132g/cm3，厚度为约0.3125 英寸(7.9375mm)。冲击垫103依据ASTM 2240-91方法的计式硬度值为 A/30/15。
称量直径为约2.5英寸(63.5mm)的圆形吸收芯材料104。为达到该目的， 吸收芯可包括单独处理的交联木浆纤维素纤维，其由1992年8月11日授 予Herron等人的美国专利5,137,537所描述。吸收芯的基重为约228g/m2。 然后吸收芯材料装入模拟尿液直至其重量约10倍于其干重。这代表吸收芯 已充分装满尿液。吸收芯材料应能保留足够量的模拟尿液，例如，至少约 10倍于其干重。相应地，其它目前用于商品尿布的吸收芯材料也可以用作 为所述吸收芯材料。模拟尿液可包括蒸馏水。
一部分用于测试的底片材料105外表面朝下放在清洁干燥的料台上。 已装满液体的吸收芯材料104直接安放在底片材料105的中心区域。然后 将底片/芯装置固定到具有橡胶圈109的冲击臂108的冲击块107上。确定 底片/芯装置的位置使芯104邻近冲击块107的底面110。抬高冲击臂108 至期望的冲击角度以提供期望的冲击能量。然后落下冲击臂108，并在冲击 的同时开动秒表。然后让冲击臂停留在滤纸102上十秒钟。然后抬高冲击 臂108，移去滤纸102并将滤纸放到数字天平上。在三秒钟标记时记录湿滤 纸的质量。在以J/m2表示的具体的冲击能量条件下，使用下式计算动力液 压传动值并以g/m2表示：
DFTV＝(湿滤纸质量—干滤纸质量)/冲击面积
冲击面积以m2表示，是冲击块107底面110的面积。冲击面积为0.00317 m2。吸收芯材料104的面积应略大于表面110冲击区域的面积。
尽管已经图示并描述了本发明的特定实施方案和/或独立特点，但是对 于本领域的技术人员显而易见的是，在不背离本发明的精神和范围的条件 下，可以对其做出各种不同的变化和修改。此外，应该清楚所述实施方案 和特征的所有组合均是可能的，并且可得到本发明的优选实施方案。因此， 附录的权利要求书旨在包括属于本发明范围内的所有这些变化和改进。