具有表面改性顶片的一次性吸收制品
阅读说明：本技术 具有表面改性顶片的一次性吸收制品 (Disposable absorbent article with surface modified topsheet ) 是由 Y.吉扎夫 M.O.阿维尔斯 G.C.温宁 J.L.哈蒙斯 于 2018-06-28 设计创作，主要内容包括：公开了适于吸收和容纳身体流出物的一次性吸收制品。这些制品包括：开孔非织造顶片,该开孔非织造顶片具有身体表面和相背的衣服表面；底片；吸收芯；以及设置于顶片上的表面改性组合物。身体表面表现出120度至160度的静态水接触角和约10度至30度的接触角滞后。(Disposable absorbent articles adapted to absorb and contain bodily exudates are disclosed. These articles include: an apertured nonwoven topsheet having a body surface and an opposing garment surface; a negative film; an absorbent core; and a surface modifying composition disposed on the topsheet. The body surface exhibits a static water contact angle of 120 to 160 degrees and a contact angle hysteresis of about 10 to 30 degrees.)
技术领域
本发明涉及适于吸收和容纳身体流出物的一次性吸收制品。
背景技术
一次性吸收制品由于被所有年龄段的人使用而成为世界各地家庭中的主要商品。婴儿和幼儿穿着此类制品来吸收尿液和排便。幼少女和妇女每天穿着卫生护垫来处理排出的***分泌物。这些同类少女和妇女每月在她们经历其***时依赖卫生巾，这就需要她们的身体周期性地在数天过程中排出经液。成年男性和女性随着他们的年龄越来越大发现自身需要失禁衬垫或裤，并且不能控制他们排尿的欲望。因此显而易见，无论年龄如何，人们常常依赖于一次性吸收制品来帮助他们处理体液的排出。在婴儿和幼儿的情况下，自由裁量权不一定是穿着期间表现良好的制品的重要因素，因为此类穿着者依靠成人对其更换，并且如果发现婴儿或幼儿的尿布损坏，他们的形象并未受到玷污。实际上，这是期望的，并且其甚至受到父母和照顾者的表扬。另一方面，成人穿着者在穿着此类制品时赞成其自由裁量权，并且优选此类制品不被他们周遭之人注意到，并且在理想的情况下，穿着者自己将忘记他们正穿着此类制品。
虽然两个不同穿着者群体有这种差异，但是他们(及其护理人员)对产品有共同期望，即在穿着期间并甚至更重要地在使用期间感觉干燥。穿着和使用期间的干燥相当于舒适性，并且可以转化为能够领会有益效果的穿着者增强的信心。通常，在使用过程中被吸收制品接触和/或覆盖的腹股沟区域可能经历少许的温暖和湿气，这是由于此类制品呈现得较厚且有时透气性较低。这些情况仅在他们遭受体液侵害时变得更糟。为了克服这种流体管理的不测事件，优选的是在从身体排出后不久，吸收制品就迅速地吸收流体。此类产品的许多制造商致力于改善其中所含的吸收材料以提高产品的采集速度，这可导致穿着者在受侵害后不经历潮湿感。这些改善致力于对用于产品的顶片、第二顶片、采集层、或芯的材料的改变。尽管许多此类产品迅速地采集已排出的流体，但这些相同的产品尚未处理解决排出的流体容易在产品的接触身体的表面上扩散的趋势。此类扩散也对某些潮湿感体验作出贡献。
鉴于认识到对于侵害后不期望的潮湿感穿着者体验的该额外贡献，似乎需要改进一次性吸收制品，从而导致排出的流体在接触身体的表面上的扩散最小化。
发明内容
根据本发明的一次性吸收制品非常适于在穿着期间提供最小化的排出流体的皮肤接触区域。在一个实施方案中，一次性吸收制品包括：具有身体表面和相背衣服表面的开孔非织造顶片；底片；设置在所述顶片和所述底片之间的吸收芯；以及设置在所述顶片的所述身体表面上的表面改性组合物，其中所述身体表面表现出120度至160度的静态水接触角和约10度至30度的接触角滞后。
在另一实施方案中，一次性吸收制品包括：具有身体表面和相背衣服表面的开孔非织造顶片；底片；设置在所述顶片和所述底片之间的吸收芯；以及设置在所述顶片的所述身体表面上的表面改性组合物，其中所述身体表面表现出10度至30度的水接触角滞后，且在被移除的顶片上的染污面积小于30mm2。
附图说明
虽然说明书以特别指出和清楚地要求保护涉及形成本发明的主题的权利要求书作出结论，但是据信通过以下结合附图的描述可以更好地理解本发明，在附图中标号用于指示基本上相同的元件，并且其中：
图1示出了本发明的一次性吸收制品(即卫生巾)的透视图。
图2示出了图1的卫生巾的横截面视图。
图3描绘了本发明的示例性制品的静态水接触角对滞后的曲线图。
图4描绘了被移除的本发明制品顶片上的顶片染污面积相对于它们各自表现出的接触角滞后的曲线图。
图5显示了比较本发明的示例性产品的一系列照片和SEM。
图6描绘了本发明制品顶片(侵害后)和下面层的界面流体面积相对于它们各自表现出的接触角滞后的曲线图。
图7描绘了本发明制品顶片(侵害后)和下面层的污渍色度值相对于它们各自表现出的接触角滞后的曲线图。
图8显示可用于测定采集时间的渗透板的透视图，其在本发明的某些实施方案中进行测量。
图9A显示图8的渗透板的顶视图。
图9B显示图8的渗透板的测试流体贮存器。
图10A显示沿图8的渗透板的纵向轴线(A-A)的横截面视图。
图10B显示沿图8的渗透板的横向轴线(B-B)的横截面视图。
具体实施方式
如本文所用，术语“吸收芯”是指具有一个或多个吸收芯层的吸收芯。每个吸收芯层均能够采集和传输或保持流体。
如本文所用，术语“开孔”是指已经经受机械手段的非织造物，该机械手段在非织造物表面上导致薄弱的图案化部位。薄弱部位可以部分地或完全地打开。
如本文所用，术语“双组分纤维”是指由至少两种不同的聚合物从各自的挤出机挤出但被纺在一起而形成一根纤维的纤维。双组分纤维有时也称为共轭纤维或多组分纤维。
如本文所用，术语“双成分纤维”是指由至少两种聚合物从相同的挤出机作为共混物挤出而形成的纤维。双成分纤维不具有横跨f纤维的横截面区域被布置在相对恒定地定位的不同区中的各种聚合物组分，并且所述各种聚合物通常不是沿纤维的整个长度连续的，而是通常形成随机地开始和结束的原纤。双成分纤维有时也被称为多成分纤维。
如本文所用，术语“接触角滞后”是指表面能现象，其被测量为在流体弯月面横跨表面移动时观察到的前进接触角和后退接触角之间的差值。测量的在横跨表面行进的液体的接触角超过从表面后退的液体的接触角。在测量接触角中发挥作用的方面包括表面粗糙度、表面异质性、吸附在表面上的液体杂质、或表面溶胀。前进接触角始终大于或等于后退接触角。
本文所用，术语“一次性的”描述不旨在洗涤，或换句话讲不作为制品再次保存或再次使用的制品(即旨在将它们单次使用后即丢弃，并且可能被回收、堆肥处理，或换句话讲以与环境相容的方式处理)。根据本发明的吸收制品可为例如卫生巾或卫生护垫或成人失禁制品或婴儿尿布或伤口敷料。本文将在典型的吸收制品(例如卫生巾)的情况下描述本发明。通常，此类制品可包括液体可渗透的顶片、底片以及顶片和底片中间的吸收芯。
如本文所用，术语“非织造纤维网”是指具有夹层的单根纤维或纺线结构但不呈如织造或针织织物中的重复图案的纤维网，所述织造或针织织物通常不具有无规取向的纤维。非织造纤维网或织物已通过多种方法形成，诸如例如熔喷法、纺粘法、水刺法、水编结法、气流成网法和粘结梳理纤维网法，包括梳理热粘结法。非织造织物的基重通常用克/平方米(gsm)表示。层压纤维网的基重是组成层和任何其它添加部件的组合基重。纤维直径通常表示为微米；纤维尺寸也可用旦尼尔表示，其为每纤维长度的重量的单位。依据纤维网的最终用途，适用于本发明的制品的层压纤维网的基重可在10gsm至100gsm的范围内。
如本文所用，术语“静态水接触角”是指当进行测量时流体与固体表面(如非织造材料)之间的接触区域在外部保持不变的接触角。当接触角较小时，内聚力比粘合力弱，并且水分子趋于与固体表面的分子产生更大的相互作用。另一方面，若接触角较大，则内聚力大于粘合力，并且水的分子趋于彼此之间的相互作用大于其与固体表面的相互作用。
虽然已举例说明和描述了本发明的具体实施方案，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的实质和范围的情况下可作出多个其它变化和修改。
一旦体液排出到其表面上，本发明的一次性吸收制品，尤其是卫生巾、生理裤、尿布、或训练裤在使用期间在制品的面向身体的表面上提供了减缓的流体流动。具体地，据设想本发明的制品在侵害后表现出增大的干燥度，这在很大程度上是由于流体在产品的限定区域内受限。出于本公开的目的，将使用所提及的卫生巾、尿布、一次性吸收制品或吸收制品。然而，本发能够以多种一次性吸收制品的形式使用，包括但不限于卫生巾、短裤护垫、月经垫、训练裤等。
在设计一次性吸收制品(例如卫生巾或尿布)时，设计者所关注的产品的一个方面是确保存在足够的吸收性。不言而喻，为了使制品被感知为起作用，其必须能够承受其所遭遇的身体流出物的侵害。与该主要能力密切相关的是往往很少考虑的如下制品能力：在制品的面向身体的表面侵害后，使身体流出物的扩散最小化。因此，希望以某种方式减小流体与制品的接触身体的表面(通常称为顶片)之间的分子间力。这能够以各种方式实现。例如，顶片材料的表面能可仅通过所使用的顶片材料的类型(例如，疏水性、亲水性或全疏水性(omniphobic))，或经由将疏水性或亲水性涂层施加到此类顶片上来降低。另选地，可以机械地改变此类制品的顶片材料的表面形貌特征。这可通过对材料研磨、压花或穿孔来实现。
与这些过去的方法形成对比，本发明的发明人力图改变顶片材料的表面性质，以与常见的排出事件中通常遇到的区域相比，使任何接触流体的扩散或流动最小化至显著较小的区域。这种最小化铺展或蔓延通过下面层对任何接触流体的优异吸收来促进，其在侵害后最终对穿着者提供较干燥的感觉。本发明人已经发现，特定特征的一次性吸收制品能够提供这些有益效果，这些有益效果尚未真正由现有产品以相同的方式递送给消费者。
图1显示本发明的一次性吸收制品，其在这一例子中是卫生巾10。卫生巾10包括大致伸长的形状。该形状可以采取矩形、椭圆形、沙漏形、偏置沙漏形(一端比相对端宽，两端之间的中间部分较窄)等形式。卫生巾10的形状的重要属性在于其提供给使用者足够的覆盖和防护。然而，可利用任何合适的形状。卫生巾10可关于纵向轴线50对称或关于纵向轴线50不对称。类似地，卫生巾10可关于横向轴线60对称或关于横向轴线60不对称。卫生巾10包括开孔非织造顶片20，其进一步包括前部26、后部28、以及设置在两者之间的中部27。这些部分每者在沿顶片并由此沿卫生巾的全长的长度方面可以相等。另选地，前部和后部可长于中部，或者中部可长于前部和后部中的每者。
图2显示图1的卫生巾10的横截面。卫生巾10包括开孔的非织造顶片20。顶片20具有穿着期间与使用者的身体接触的身体表面22。顶片20还具有相背的衣服表面24，其在穿着期间背离使用者的身体。吸收芯30设置于顶片20的下方。底片40设置于吸收芯30的下方，使得芯30设置在顶片20与底片40之间。这一底片40通常为制品的最外层，其倾向于是附接或接合到内衣上的层。该附接或接合可通过施加粘合剂、钩-环紧固件、压接、超声粘结或热密封来实现。应当指出的是，附加层可包括在卫生巾内，具体地讲介于顶片20与底片40之间，但应当注意这些层独立于30吸收芯并与吸收芯分开。合适的附加层可包括第二顶片、采集层、下文将讨论的在上述层上方的附加分配层、以及其他可用的层。在这一实施方案中，第二顶片25设置于顶片20的下方以及芯30的身体表面31之上。在某些实施方案中，第二顶片(也称为“STS”)具有比吸收芯30更大的长度和宽度。
申请人现在将提供对于本文所设想的一次性吸收制品的各个部件的更详细的说明。
顶片
卫生巾10的开孔非织造顶片20邻近吸收芯30的身体表面31定位，并且可通过附接方法例如本领域熟知的那些接合到其上并接合到底片40。合适的附接方法将参照将底片40接合到吸收芯30来描述。顶片20和底片40可沿卫生巾周边彼此直接接合，并且可通过将它们直接接合到吸收芯30上而间接接合在一起，或者可通过在产品内的附加任选层如跨越制品的整个区域或部分区域的第二顶片而间接接合在一起。这种间接或直接接合可通过本领域公知的这些相同的附接方法来实现。
顶片应当为顺应性的、感觉柔软的，并且对穿着者的皮肤无刺激性。合适的顶片材料包括液体可透过的材料，其朝向穿着者的身体取向并接触穿着者的身体，允许身体排出物迅速透过，而不让流体经过顶片流回到穿着者的皮肤上。合适的顶片可由各种非织造材料制成。适用作顶片的织造和非织造材料的非限制性示例包括由天然纤维、改性天然纤维、合成纤维或它们的组合制成的纤维材料。这些纤维性材料可为亲水性或疏水性的，但优选的是，顶片为疏水性的或被处理成疏水性的。作为选项，顶片的一个或多个部分可通过使用任何已知的用于制备包含亲水性组分的顶片的方法被处理成亲水性的。这些部分可位于顶片的前部、中心、或后部区域中的一者或多者。描述用于用表面活性剂来处理顶片的工艺的方法公开于美国专利4,988,344和4,988,345中，这两个专利均于1991年1月29日授予Reising等人。顶片可具有亲水性纤维、疏水性纤维、或它们的组合。
顶片可包括一个或多个层。在某些实施方案中，顶片可为单层、双层、三层、或甚至更多层。在存在多于一个顶片层的情况下，假定单层为第一顶片层，任何附加的层在本文中均被依次提及。换言之，后续层被称为第二、第三、或类似的顶片层。在多个顶片层的情况下，这些层能够以多种方式接合，包括融熔接合、胶粘、环轧等。在其层合体形式中，顶片的后续层也可从第一顶片层开孔穿过。
特别合适的顶片包括具有约1.5旦尼尔的短纤维长度的聚丙烯纤维，诸如由赫拉克勒斯公司(Hercules,Inc.of Wilmington,Del)出售的Hercules151型聚丙烯。如本文所用，术语“短纤维长度的纤维”是指具有至少约15.9mm(0.62英寸)长度的那些纤维。用作顶片的另种一合适的纤维网为非织造物，即25gsm 70％/30％聚乙烯/聚丙烯双组分(可从Pegas Nonwovens或Fibertex Nonwovens商购获得)。此类纤维网可利用作为提供选择性弱化纤维网的配合辊的结果而形成的图案来过度粘结，如1999年6月29日授予Benson等人的美国专利5,916,661所述。也可以依赖该图案化机构在顶片中形成孔。在本发明的此类情况下，配合辊可设定为适当地与所需孔尺寸相关联的啮合深度(DOE)。在某些情况下，DOE可目标为0.045英寸至0.085英寸，且期望的平均DOE为约为0.065英寸。在这些情况下，存在粘结物尺寸(0.1英寸乘0.010英寸)和间距(例如，粘结物之间的水平间隔为0.12英寸的行，并且行偏移0.060英寸且行之间无垂直间隔)。这些粘结物称为熔融稳定区，并且当通过环轧工艺激活时形成开孔非织造物的孔。
当顶片包括非织造纤维网时，非织造物可由任何已知用于制造非织造纤维网的方法来生产，此类方法的非限制性示例包括纺粘法、粗梳法、湿法成网法、气流成网法、熔喷法、针刺法、机械缠绕法、热-机械缠绕法和水缠绕法。非织造材料可为耐压缩的，如2010年8月31日授权的美国专利7,785,690所述。非织造纤维网可具有环，如2010年11月23日授权的美国专利7,838,099所述。
其他合适的非织造材料包括低基重非织造材料，即具有约10g/m2至约40g/m2基重的非织造材料。这种非织造材料的一个示例可按商品名P-8从国际纸业公司的位于马萨诸塞州沃波尔的分部Veratec，Incorporation商购获得。其他可用的非织造物美国专利5,792,404和5,665,452中。
顶片可包含如2014年5月20日授权的美国专利8,728,049、2009年6月30日授权的美国专利7,553,532、2007年2月6日授权的美国专利7,172,801或2013年5月14日授权的美国专利8,440,286所述的簇。顶片可具有如2010年1月19日授权的美国专利7,648,752所述的反向纹理纤维网。簇也在2008年8月12日授权的美国专利7,410,683中有所描述。
顶片可具有离散毛发状原纤图案，如2010年2月2日授权的美国专利7,655,176或2008年7月22日授权的美国专利7,402,723所述。
顶片可包括一个或多个结构改性区，如2013年12月24日授权的美国专利8,614,365所述。这些区可与前部、中部和后部中的一者或多者重合。顶片可具有一个或多个面外变形，如2014年4月22日授权的美国专利8,704,036所述。主顶片可具有掩膜组合物，如2000年2月15日授权的美国专利6,025,535所述。
另一种合适的顶片或与第二顶片组合的顶片可由三维基底形成，如以Jill M.Orr的名义于2017年3月9日提交的序列号为15/453,997的美国专利申请。这种三维基底具有第一表面、第二表面、着陆区域、并且还包括从三维基底的第二表面向外延伸的三维突出部，其中三维突出部被着陆区域包围。所述基底为层合体，所述层合体包括呈面对面关系的至少两个层，所述第二层为从三维基底的第二表面向外面向的薄纸层，并且所述薄纸层包括按所述薄纸层的重量计至少80％纸浆纤维。
顶片可包括一个或多个层，例如纺粘-熔喷-纺粘(SMS)材料。开孔顶片可具有任何合适的三维特征结构，和/或可具有多个压花(例如，粘结图案)。顶片的开孔可通过过度粘结材料并且随后通过环轧制使过度粘结处破裂形成，如在1997年5月13日授予Benson等人的美国专利5,628,097中所公开。在顶片和/或底片以及中间层(其组合可称为产品的“基础结构”)中任一者的附加的侧向延展性能够以多种方式提供。例如，顶片或底片中的任一者可通过许多已知方法中的任一种来打褶。另选地，基础结构的全部或其一部分(包括顶片和底片)可由成型材料纤维网或材料纤维网的成型层合体制成，如1996年5月21日授予Chappell等人的美国专利5,518,801中所述的那些。此种成形材料纤维网包括不同的横向延伸区域，其中初始材料已经用压花或另一种变形方法进行改变以形成大致纵向走向的交替的脊和谷的图案。成形材料纤维网还包括位于横向延伸的改变的区域之间的横向延伸的未改变区域
顶片的开孔可通过改变在其中赋予薄弱图案化部位的成形装置来实现。已知用于将大致平面的纤维网变形成三维结构的此类成形装置用于本发明中，以将制备时吸收性材料改性成具有相对较高渗透性而无显著的对应毛细管压力降低的吸收性材料。成形装置可包括一对互相啮合的辊，通常为具有互相啮合的脊或齿及凹槽的钢辊。然而，预期也可利用实现成形所用的其他装置，诸如2005年6月30日公布的美国专利公布2005/0140057中所公开的变形辊和帘布(cord)排列。因此，本文一对辊的所有公开内容视为等同于辊和帘布，并且详述两个互相啮合辊的受权利要求书保护的排列被视为等同于互相啮合的辊和帘布，其中帘布用作配对的互相啮合的辊的脊。在一个实施方案中，本发明的这对互相啮合的辊可被视为等同于辊及相互啮合元件，其中互啮合元件可为另一个辊、帘布、多个帘布、皮带、柔软的纤维网或捆带。同样，据信其它已知的成形技术也能够生产具有一定程度的相对较高渗透性而无显著的毛细管压力相应降低的吸收性材料，已知的成形技术例如起绉、颈缩/加固、压波形、压花、扣断(button break)、热销冲压等。采用辊的成形方法包括“环轧”、“SELF”或“SELF’ing”工艺，其中SELF代表结构化类弹性膜(Structural Elastic LikeFilm)，诸如“微结构化类弹性膜”和“旋转刀片开孔”(RKA)，其均在2011年5月3日授予Zhao等人的美国专利7,935,207中有所描述。
合适的孔图案和用于实现其的机构也详述于以Arora等人的名义于2016年5月12日公布的美国专利公布2016/0129661和2016/0129662中。非织造顶片的开孔可为多种形状，包括但不限于矩形、圆形、长方形、三角形、狭缝状等。顶片的一个重要方面为其身体表面的有效孔面积。不受理论的限制，发明人推测出，孔的尺寸可在顶片的身体表面上变化，但顶片表现出小于3.5mm2的有效孔面积是至关重要的。具体地，有效孔面积大于1.8mm2、1.9mm2、2mm2或2.1mm2且小于3.5mm2、3.4mm2、3.2mm2、3mm2、2.8mm2、2.6mm2或2.4mm2。事实的确如此，因为如果顶片的一个或多个部分中的孔的集合太窄或太小，则当合在一起时，它们将不允许制品适当有用的采集侵害流体。此类构造将可能导致侵害流体积聚在顶片的身体表面，这绝对是不可取的。另一方面，如果孔的集合太大或相当大，则顶片在充当穿着者免遭已被任何下面层吸收的流体的阻挡层时变得无效。该效应可能在侵害后最终导致穿着者的潮湿感。此外，结合需要的有效孔面积，理想的是顶片还表现出小于或等于20％、18％、16％、14％、12％、或11％的平均有效面积％。这确保了在顶片的前部、中部、或后部中的一者或多者中，对下面层(例如，第二顶片或采集层)开放的区域不是太大，使得孔的含量允许在侵害后维持穿着者与制品中所吸收流体之间的屏障。
顶片的总体构造(包括以下所述应用表面改性组合物和开孔)导致了这样的顶片：一旦与流体例如人造经液(AMF)接触，此类流体转移到一次性吸收制品或产品的下面层中的能力更强。这种经下面层吸收来容纳流体并随后转移流体的能力以多种方式得到证实。例如，本发明的一次性吸收制品表现出顶片和下面层(通常为STS或采集层)减小的界面流体面积。界面流体面积小于300mm2、、280mm2、260mm2或240mm2。界面流体面积的测量在下文测试方法章节中有所描述。本发明的制品还表现出小于30秒的自由流体采集时间。自由流体采集时间指示从制品穿着者的皮肤表面抽吸流体使之远离的制品总体能力。自由流体采集时间越快，穿着者感知到制品的性能越好或感觉越干燥。例如，制品的自由流体采集时间可具有小于28秒、26秒、24秒、22秒、20秒、18秒、16秒、14秒、12秒、10秒、6秒，或甚至8秒。然而，该量度必须与其他量度相平衡。例如，在从制品移除顶片时，本发明制品的顶片也呈现出侵害后身体表面减小或最小限度的顶片染污面积。相比于未经处理的顶片或者采用不同于本文所讨论和要求保护的那些的组合物处理的顶片上所呈现的，该移除的顶片染污区域旨在较小。顶片染污面积小于30mm2、25mm2、20mm2、15mm2、13mm2、12mm2或10mm2。用于测量该所得的顶片染污面积的方法在下文测试方法章节中有所详述。纤维粗糙度值也是本文可用的另一种量度，以定量由于施加表面改性组合物而增大的非织造纤维表面区域形貌特征的变化。理想的是，纤维粗糙度值相对于未经处理的非织造物增大。据设想，本发明的纤维粗糙度值的范围为1μm至约3.5μm、3μm、2.5μm、或甚至2μm。该方法在以下测试方法章节中有所详述。发明人已经确定可用于将本发明的制品与其他一次性吸收制品区分开的最终量度是染污色度值。该量度指示穿着者或使用者观察到的侵害后染污的强度。用于测定该值的方法也在下文测试方法章节中有所详述。
表面改性组合物
表面改性组合物35设置于顶片20的身体表面22上，使得顶片20表现出120至160度的静态水接触角和10至30度的水接触角滞后。本发明的这些静态水接触角和接触角滞后提供最佳条件，令顶片20的身体表面22表现出最小的铺展性和流体在其上粘附最少。发明人已发现，向顶片施加该组合物将被引入到相应制品或产品中的液体驱赶到较小区域，然后，在该区域中此类流体随后被下面层吸收。该表面改性组合物能够以多种方式设置于顶片的身体表面，包括但不限于槽式涂布、喷涂、润湿、浸渍、印花、或本领域合适和已知的任何其他施用方法。可将组合物施加到前部、中部和/或后部之内的一个或多个的区域。例如，在某些实施方案和产品类型中，如果卫生巾旨在被成人消费者在白天穿着，可能仅需要处理产品的中部。相比之下，在产品可为训练裤、幼儿尿布、或成人夜用卫生巾的情况下，有利的是通过沿产品的全长施加表面改性组合物来优化顶片的性能，以使得顶片的前部、中部和后部被处理。
本发明的表面改性的顶片30的静态水接触角可大于120度、123度、125度、126度、127度、128度、129度、130度、131度或132度。同时，顶片30可表现出小于160度、158度、156度、154度、152度、150度、148度、146度、144度、142度或140度的静态水接触角。除了静态水接触角，关键的是表面改性的顶片30也表现出可大于11度、12度、13度、14度、15度或16度同时也小于28度、26度、24度或22度的水接触角滞后。
表面改性组合物包含疏水性颗粒和疏水性粘结剂。颗粒和粘结剂以4:1至1:4、2:1至1:2、或甚至1:1的比率存在于组合物中。将这些组合物以0.1gsm、0.15gsm、或0.2gsm至0.5gsm、0.75gsm、1gsm、1.5gsm、2gsm、2.5gsm、或甚至3gsm的量施加到顶片的身体表面的前部、中部和后部中的一者或多者上。以粘结剂与颗粒的这些比率所提供的组合物为顶片20的身体表面22提供了最佳条件，以表现出流体在其上的最小化铺展性和附着性。
发明人已发现，向顶片施加该组合物将被引入到相应制品或产品中的液体驱赶到较小区域，然后，在该区域中此类流体随后被下面层吸收。具体地，表面改性组合物导致顶片上的铺展面积减小并且下面层的吸收增加，使得移除后顶片上观察到的染污面积测量为小于30mm2。在其他实施方案中，所观察到的顶片染污面积小于25mm2、20mm2、15mm2、10mm2、或小于8mm2。相比之下，当粘结剂与颗粒的比率在比率4:1至1:4以外时，相同的所观察的染污面积显著增大。该结果是消费者或穿着者高度不希望的。
合适的疏水性颗粒选自疏水改性的二氧化硅、改性聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯-醋酸乙烯酯共聚物、苯乙烯丙烯酸共聚物、羧基丁苯共聚物、以及它们的组合。可用于本发明的示例性颗粒列于下表1中。这些颗粒可单独使用或彼此组合使用，或与其他类似性能的颗粒物质组合使用，这些颗粒联合向非织造物提供需要的表面性质。
表1.颗粒列表
关于疏水性粘结剂，此类材料可选自聚二甲基硅氧烷、氨基官能化硅酮、二甲基硅油、聚异丁烯、氢化三甘油酯、氢化油蜡、大豆蜡、多元醇、以及它们的组合。
在本发明的一个实施方案中，疏水性粘结剂为具有下式的有机聚硅氧烷：
MwDxTyQz
其中：
M选自[SiR1R2R3O1/2]、[SiR1R2G1O1/2]、[SiR1G1G2O1/2]、[SiG1G2G3O1/2]、以及它们的组合；
D选自[SiR1R2O2/2]、[SiR1G1O2/2]、[SiG1G2O2/2]、以及它们的组合；
T选自[SiR1O3/2]、[SiG1O3/2]、以及它们的组合；
Q＝[SiO4/2]；
w为1至约(2+y+2z)的整数；
x为约5至约15,000的整数；
y为0至约98的整数；
z为0至约98的整数；
R1、R2和R3各自独立地选自H、OH、C1-C32烷基、C1-C32取代的烷基、C5-C32或C6-C32芳基、C5-C32或C6-C32取代的芳基、C6-C32烷基芳基、C6-C32取代的烷基芳基、C1-C32烷氧基、C1-C32取代的烷氧基、C1-C32烷基氨基和C1-C32取代的烷基氨基；
并且其中M、D和T中的至少一者合并至少一个部分G1、G2或G3，并且
G1、G2和G3为相同或不同的部分，其各自具有式：
其中：
X包含选自下列的二价基团：C1-C32亚烷基、任选地为选自P、N和O的杂原子打断的取代的C1-C32亚烷基、C5-C32或C6-C32亚芳基、取代的C5-C32或C6-C32亚芳基、C6-C32芳基亚烷基、取代的C6-C32芳基亚烷基、C1-C32亚烷基胺基、取代的C1-C32亚烷基胺基、开环的环氧化物和开环的缩水甘油基；
N为氮原子；
每个R4各自独立选自H、C1-C32烷基、取代的C1-C32烷基、C5-C32或C6-C32芳基、取代的C5-C32或C6-C32芳基、C6-C32烷基芳基、以及取代的C6-C32烷基芳基；
其中
E包含选自下列的相同或不同二价基团：任选地为选自P、N和O的杂原子打断的C1-C32亚烷基、取代的C1-C32亚烷基、亚烷基；C5-C32或C6-C32亚芳基、取代的C5-C32或C6-C32亚芳基、C6-C32芳基亚烷基、取代的C6-C32芳基亚烷基、C1-C32烷氧基、取代的C1-C32烷氧基、C1-C32亚烷基胺基、取代的C1-C32亚烷基胺基、开环的环氧化物和开环的缩水甘油基；
R5独立地选自H、、C1-C32烷基、取代的C1-C32烷基、C5-C32或C6-C32芳基、取代的C5-C32或C6-C32芳基、C6-C32烷基芳基、以及取代的C6-C32烷基芳基；或R5包含一个或多个MwDxTyQz部分；
其中至少一个R5包含至少一个MwDxTyQz部分；
并且其中
m为独立地选自2至100的整数，
n为独立地选自1或2的整数，
并且当有机聚硅氧烷部分的G1、G2、G3部分带正电荷时，A-t是一种或多种合适的电荷平衡阴离子，使得所有出现的一种或多种电荷平衡阴离子A-t和kA-t的总电荷与有机聚硅氧烷部分的G1、G2或G3部分的净电荷相等并且相反。
本领域的普通技术人员将理解：
A是带正电的有机聚硅氧烷的阴离子抗衡离子，
t是任何单独抗衡离子的电荷，并且
k是任何此类抗衡离子的系数
使得抗衡离子的总和与带正电的有机聚硅氧烷的净电荷为中性。
在一个实施例中，嵌段阳离子有机聚硅氧烷具有下式：
或者
或者
其中
D为[SiR1R2O2/2]，
x为独立地选自约40至约1000的整数，
R1、R2和各自独立地选自H、OH、C1-C32烷基、取代的C1-C32烷基、C5-C32或C6-C32芳基、取代的C5-C32或C6-C32芳基、C6-C32烷基芳基、取代的C6-C32烷基芳基、C1-C32烷氧基、取代的C1-C32烷氧基，
其中
X包含选自下列的二价基团：C1-C32亚烷基、任选地为选自P、N和O的杂原子打断的取代的C1-C32亚烷基、C5-C32或C6-C32亚芳基、取代的C5-C32或C6-C32亚芳基、C6-C32芳基亚烷基、取代的C6-C32芳基亚烷基、C1-C32亚烷基胺基、取代的C1-C32亚烷基胺基、开环的环氧化物和开环的缩水甘油基；
R4独立地选自H、
N为氮原子；
R5独立地选自H、C1-C32烷基、取代的C1-C32烷基、C5-C32或C6-C32芳基、取代的C5-C32或C6-C32芳基、C6-C32烷基芳基、和任选地被选自P、N和O的杂原子打断的取代的C6-C32烷基芳基、C1-C32烷氧基、取代的C1-C32烷氧基、C1-C32烷基胺基和取代的C1-C32烷基胺基；
E包含选自下列的相同或不同二价基团：C1-C32亚烷基、取代的C1-C32亚烷基、任选地为选自P、N和O的杂原子打断的亚烷基、C5-C32或C6-C32亚芳基、取代的C5-C32或C6-C32亚芳基、C6-C32芳基亚烷基、取代的C6-C32芳基亚烷基、C1-C32烷氧基、取代的C1-C32烷氧基、C1-C32亚烷基胺基、取代的C1-C32亚烷基胺基、开环的环氧化物和开环的缩水甘油基；
m为独立地选自2至100的整数，
n为独立地选自1或2的整数，
f为2至约50的整数，并且
A-t是一种或多种合适的电荷平衡阴离子，使得所有出现的一种或多种电荷平衡阴离子A-t和kA-t的总电荷等于嵌段阳离子有机聚硅氧烷上的净电荷并且与之相反。
在一个实施例中，A-t选自Cl-、Br-、I-、甲硫酸根、甲苯磺酸根、羧酸根、磷酸根、氢氧根、乙酸根、甲酸根、碳酸根、硝酸根、以及它们的组合。
在一个实施例中，嵌段阳离子有机聚硅氧烷具有以下结构：
或者
或者
其中
D为[SiR1R2O2/2]，
x为独立地选自约40至约1000的整数，
R1、R2和各自独立地选自H、OH、C1-C32烷基、取代的C1-C32烷基、C5-C32或C6-C32芳基、取代的C5-C32或C6-C32芳基、C6-C32烷基芳基、取代的C6-C32烷基芳基、C1-C32烷氧基、取代的C1-C32烷氧基，
其中
X包含选自下列的二价基团：C1-C32亚烷基、任选地为选自P、N和O的杂原子打断的取代的C1-C32亚烷基、C5-C32或C6-C32亚芳基、取代的C5-C32或C6-C32亚芳基、C6-C32芳基亚烷基、取代的C6-C32芳基亚烷基、C1-C32亚烷基胺基、取代的C1-C32亚烷基胺基；
R4独立地选自H、
N为氮原子；
R5独立地选自H、C1-C32烷基、取代的C1-C32烷基、C5-C32或C6-C32芳基、取代的C5-C32或C6-C32芳基、C6-C32烷基芳基、和任选地被选自P、N和O的杂原子打断的取代的C6-C32烷基芳基、C1-C32烷氧基、取代的C1-C32烷氧基、C1-C32烷基胺基和取代的C1-C32烷基胺基；
E包含选自下列的相同或不同二价基团：C1-C32亚烷基、取代的C1-C32亚烷基、任选地为选自P、N和O的杂原子打断的亚烷基、C5-C32或C6-C32亚芳基、取代的C5-C32或C6-C32亚芳基、C6-C32芳基亚烷基、取代的C6-C32芳基亚烷基、C1-C32烷氧基、取代的C1-C32烷氧基、C1-C32亚烷基胺基、取代的C1-C32亚烷基胺基、开环的环氧化物和开环的缩水甘油基；
m为独立地选自2至100的整数，
n为独立地选自1或2的整数，
f为2至约50的整数，并且
A-t是一种或多种合适的电荷平衡阴离子，使得所有出现的一种或多种电荷平衡阴离子A-t和kA-t的总电荷等于嵌段阳离子有机聚硅氧烷上的净电荷并且与之相反。
就可用作疏水性粘结剂的合适的多元醇而言，可以期望复分解的不饱和多元醇酯，包括Elevance Smooth CS-110，可购自Elevance Renewable Sciences,Inc.(Woodridge,Ill.USA)，或以商品名DOW
可用于本发明的附加示例性疏水性粘结剂列于下表2中。
表2.疏水性粘结剂列表
表1和表2不全面，但表示了被发现可用于本发明的疏水性颗粒和疏水性粘结剂。
表面改性组合物还可包含溶剂，以助于疏水性颗粒和疏水性粘结剂悬浮。合适的溶剂包括但不限于水、乙醇、异丙醇、丙二醇正丁基醚、或任何其他挥发性溶剂。所得组合物一旦经由喷涂、浸渍、润湿、印花施加到顶片上，就赋予顶片较粗糙的形貌特征。这种改变的顶片形貌特征导致了表现出约1μm至约3.5μm的纤维粗糙度的顶片。在其他实施方案中，纤维粗糙度为1μm至3μm、1μm至2.5μm、或1μm至2μm。
底片
基础结构的底片40可被定位成与吸收芯30的面向衣服的表面相邻，并且可通过附接方法(未示出)诸如本领域熟知的那些接合到其上。例如，底片40可通过均匀连续的粘合层、有图案的粘合层、或一系列独立的粘合剂线条、螺线或斑点固定到吸收芯30。另选地，附接方法可包括使用热粘结、压力粘结、超声波粘结、动态机械粘结、或如本领域已知的任何其它合适的附接方法或这些附接方法的组合。本公开的形式也可设想为吸收芯30不接合到底片40、顶片20或两者。
底片40可为液体(例如，尿液)不可渗透的或基本上不可渗透的，并且可由薄的塑料膜制成，但也可使用其他液体不可渗透的柔性材料。如本文所用，术语“柔性的”是指柔顺的且容易适形于人体的大致形状和轮廓的材料。底片40可防止或至少抑制吸收芯30所吸收和容纳的流出物润湿与卫生巾10接触的衣物制品诸如内衣。在一些情况下，底片40可允许蒸气从吸收芯30逸出(即，透气的)，而在其他情况下，底片40可不允许蒸气逸出(即，不可透气的)。因此，底片40可包括聚合物膜，诸如热塑性聚乙烯膜或聚丙烯膜。用于底片40的合适材料为具有例如约0.012mm(0.5密耳)至约0.051mm(2.0密耳)厚度的热塑性膜。本领域中已知的任何合适底片均可用于本发明中。
底片40用作对可通过吸收芯30到其衣服表面的任何吸收体液的阻隔件，导致弄脏内衣或其他衣物的风险降低。此外，如果佩戴者期望如此，底片的阻隔件特性允许手动去除***间吸收制品，并且被手弄脏的风险降低。优选的材料为柔软、光滑、柔顺的液体和蒸气可渗透的材料，其提供舒适的柔软性和适形能力，并且产生较低的噪声，使得在运动时不会引起令人厌烦的噪声。
底片40可包括湿法成网纤维组件，其具有结合于其中的暂时性湿强度树脂，如1999年3月23日授予Osborn的美国专利5,885,265中所述。底片40还可涂覆有防水树脂材料，其致使底片在不阻碍其上的粘合剂材料扩散的情况下成为体液不可透过的。
另一种合适的底片材料为约0.012mm(0.5密耳)至约0.051mm(2.0密耳)厚度的聚乙烯薄膜。可对底片进行压花和/或糙面精整以提供更像布料的外观。此外，底片在仍能防止体液透过底片的同时允许水蒸气从吸收芯中逸出(即，底片是透气的)。用于底片的合适材料为微孔聚乙烯膜，其可以编号XBF-1 12W购自卓德嘉公司(Tredegar Corporation，Virginia，USA)。
对于可拉伸但无弹性的底片，可使用的一种材料是疏水、可拉伸的水刺非织造材料，其是透气的(即可透过水蒸汽及其他气体)，并且具有约30g/m2至40g/m2的基重，由聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚丙烯纤维形成。
对于弹性底片，可使用以商标EXX500由埃克森公司(Exxon Corporation)出售的弹性膜。这种不可透气膜由弹性基础组合物形成，所述弹性基础组合物由苯乙烯嵌段共聚物组成。可用于弹性底片的另一种材料是已经经受提供给其类弹性特性而无需使弹性股线附接到膜上的工艺的塑料膜，并且可例如包括如授予Radel等人的美国专利4,342,314和授予Ahr等人的4,463,045分别所详述的那样制备的成形膜。
适用于本文的可透气底片包括本领域已知的所有可透气底片。存在两种类型的可透气底片。可透气并且液体不可透过的单层可透气底片，以及组合提供透气性和液体不可透过性的具有至少两层的底片。可用于本文的合适的单层可透气底片包括例如美国专利4,695,422、4,839,216、4,591,523、3 989 867、3,156,242和WO 97/24097中所述的那些。
底片可具有两个层：包括透气孔成型膜的第一层和包括透气微孔膜层的第二层，如美国专利6,462,251所述。可用于本文的合适的双层或多层可透气底片包括美国专利3,881,489、4,341,216、4,713,068、4,818,600以及欧洲专利公布203821、710471、710 472和793952中所例示的那些。
底片可为相对疏水的18克/平方米(gsm)的2旦尼尔聚丙烯纤维的纺粘非织造纤维网。底片也可为层合体。
底片可为蒸气可透过的，如2003年9月23日授予Bewick-Sonntag的美国专利6,623,464或2003年12月16日授予Arndt的美国专利6,664439所述。底片可由本领域已知的蒸气能够透过的任何材料制成。底片可以是微孔膜、开孔成型膜或其他可渗透蒸气或使其具有蒸气渗透性能的聚合物膜。
在其他实施方案中，底片可为非织造纤维网，其具有介于20gsm和50gsm之间的基重。在一个实施方案中，底片是23gsm相对疏水的4旦聚丙烯纤维的纺粘非织造纤维网，其以商品名F102301001购自Fiberweb Neuberger。底片可涂覆有如2002年8月20日授予Ciammaichella的美国专利6,436,508所述的不溶性的液体可溶胀的材料。
底片40具有衣服表面42和相背的身体表面41。底片的衣服表面包括非粘性区域和粘合剂区域。粘合剂区域可通过任何常规方法提供。通常发现压敏粘合剂非常适用于此用途。
吸收芯
本发明的吸收芯30可具有任何合适的形状，包括但不限于椭圆形、圆形、矩形、非对称形状和沙漏形。例如，在本发明的一些形式中，吸收芯30可具有轮廓形状，例如在中间区域窄于端区。又如，吸收芯可具有锥形形状，在护垫的一个端区具有较宽部分，在护垫的另一端区逐渐变细至较窄的端区。吸收芯30可在MD和CD上具有变化的刚度。
吸收芯30可包括一个或多个吸收层。在某些实施方案中，存在两个吸收层，其中存在第一吸收层以及与第一吸收层相邻的第二吸收层。这些材料一般为可压缩的、适形的、对穿着者皮肤无刺激的，并且能够吸收和保留液体诸如尿液和其他某些身体流出物，包括经液。第一吸收层可包括吸收材料的第一层，吸收材料可为100％或更少的超吸收聚合物(SAP)，诸如85％至100％的SAP，90％至100％的SAP，或甚至95％至100％的SAP，具体包括在指定范围内以及在其中形成或由此形成的所有范围内的所有0.5％增量。第二吸收层可包括吸收材料的第二层，吸收材料也可为100％或更少的SAP(包括上文指定的范围)。另选地，第一和/或第二吸收层可各自包含纤维素、粉碎木浆等与SAP的组合。另外，吸收芯也可仅仅包含纤维素材料(也称为“气流成网”或“透气毡”)作为吸收材料。吸收芯30也可包括用于第一和第二吸收层中任一者或两者的载体层。该载体层也可为非织造纤维网，其可以开孔或不开孔。吸收芯30也可包含至少部分地将每个吸收材料层粘结到其相应材料的纤维热塑性粘合剂材料。这些SAP也称为吸收胶凝材料或AGM。
吸收芯30可包括一个或多个凹坑。除了一个或多个通道以外或替代该一个或多个通道，可提供该一个或多个凹坑。凹坑可为吸收芯中的不含或基本上不含吸收材料诸如SAP(包括上文指定的范围)的区域。关于吸收芯内的不含或基本上不含吸收材料诸如SAP的通道和凹坑的其他形式和更多细节更详细地讨论于美国专利申请公布2014/0163500、2014/0163506和2014/0163511中，根子于2014年6月12日公布。
吸收芯30的构型和构造可变化(例如，吸收芯30可具有变化的厚度区、亲水梯度、超吸收梯度、或较低平均密度和较低平均基重采集区)。另外，吸收芯30的尺寸和吸收容量也可以变化，以适应多种穿着者。然而，吸收芯30的总的吸收容量应当与卫生巾或任何其他一次性吸收制品的设计载荷和预期用途相适应。
在本发明的一些形式中，除第一吸收层和第二吸收层之外，吸收芯30还可包括多个多功能层。例如，吸收芯30可包括芯包裹物(未示出)，其可用于包封第一吸收层和第二吸收层以及其他任选的层。芯包裹物可由两种非织造材料、基底、层合体、膜或其它材料形成。芯包裹物可仅包括至少部分地围绕其自身包裹的单一材料、基底、层合体、或其他材料。
吸收芯30可包含一种或多种粘合剂，例如以助于固定可能存在于芯中的任何超吸收胶凝材料或其他吸收材料。
具有各种芯设计的包含相对高含量的SAP的吸收芯公开于授予Goldman等人的美国专利5,599,335、授予Busam等人的EP 1,447,066、授予Tanzer等人的WO 95/11652、授予Hundorf等人的美国专利公布2008/0312622A1以及授予Van Malderen的WO 2012/052172。这些设计能够被用来构造第一和第二超吸收层。另选的芯实施方案也描述于1986年9月9日授予Weisman等人的美国专利4,610,678；1987年6月16日授予Weisman等人的美国专利4,673,402；1989年12月19日授予Angstadt的美国专利4,888,231；以及1989年5月30日授予Alemany等人的美国专利4,834,735中。吸收芯还可包括附加层，其模仿双芯系统，包含定位在吸收存储芯上方的化学刚性纤维的采集/分配芯，如在1993年8月10日授予Alemany等人的美国专利5,234,423；和美国专利5,147,345中所详述。
本发明的SAP可具有各种组成。一种高度优选类型的形成水凝胶的吸收性胶凝材料基于水解多元酸，特别是中和聚丙烯酸。这种类型的成水凝胶聚合材料为在与流体(即，液体)如水或体液接触后，吸收这些流体并进而形成水凝胶的那些。以此方式，可采集并保持排入本文流体吸收结构中的流体。这些优选的超吸收聚合物通常将包括基本上水不溶性的些微交联的部分中和的成水凝胶聚合材料，它们由可聚合的不饱和含酸单体制备。在这些材料中，由不饱和的含酸单体形成的聚合物组分可以包括全部的胶凝剂，或可以接枝到其他类型的聚合物部分，如淀粉或纤维素。水解聚丙烯酸接枝的淀粉材料为此后一种类型。因此，优选的超吸收聚合物包括水解的聚丙烯腈接枝的淀粉、水解聚丙烯酸酯接枝的淀粉、聚丙烯酸酯、马来酸酐-异丁烯共聚物、以及它们的组合。尤其优选的超吸收聚合物为水解的聚丙烯酸酯和水解的聚丙烯酸酯接枝淀粉。
无论优选的超吸收聚合物的聚合物组分的特性如何，此类材料一般都是轻微交联的。交联用于使得这些优选的成水凝胶吸收材料基本上为水不溶性的，并且交联也部分决定由此形成的水凝胶的凝胶体积和可萃取聚合物的特性。合适的交联剂是本领域熟知的，并且包括例如：(1)具有至少两个可聚合双键的化合物；(2)具有至少一个可聚合双键和至少一个与含酸单体材料具有反应性的官能团的化合物；(3)具有至少两个与含酸单体材料具有反应性的官能团的化合物；以及(4)可形成离子交联的多价金属化合物。优选的交联剂是不饱和一元或多元羧酸与多羟基化合物的二酯或聚酯、双丙烯酰胺和二烯丙基或三烯丙基胺。特别优选的交联剂为N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和三烯丙基胺。交联剂通常将包含约0.001摩尔百分比至5摩尔百分比的优选材料。更优选地，交联剂将包含0.01摩尔百分比至3摩尔百分比的本文所用的吸收胶凝材料。
上述超吸收聚合物典型地以离散颗粒的形式使用。这种超吸收聚合物可以为任何期望的形状，例如球形或半球形、立方体、棒状多面形等等。具有大的最大尺寸/最小尺寸比率的形状，如针和薄片，也设想用于本文。还可使用流体吸收性胶凝材料颗粒的附聚物。
流体吸收胶凝材料颗粒的尺寸可在较宽范围内变化。出于工业卫生的理由，小于约30微米的平均粒度是较不可取的。最小尺寸大于约2mm的颗粒也会在吸收制品中产生沙砾感，该感觉从消费者美学立场来说是不可取的。此外，流体吸收速率可能受粒度影响。较大的颗粒具有非常减小的吸收速率。流体吸收胶凝材料颗粒优选地具有约30微米至约2毫米的粒度(基本上所有颗粒)。如本文所用，“粒度”是指单独颗粒最小尺寸的加权平均数。
这些层优选地基本上不含透气毡，并且因此不同于可包括透气毡的混合层。如本文所用，“基本上不含透气毡”是指少于5％、3％、1％、或甚至0.5％的透气毡。在优选的情况下，吸收芯的超吸收层中将不存在可测量到的透气毡。就第一超吸收层而言，优选地将其不连续地设置在第一分配层上。如本文所用，“不连续地”或“成不连续图案”是指超吸收聚合物以分离成型区域的图案施加到第一分配层上。超吸收聚合物的这些区域或不含超吸收聚合物的区域可包括但不限于线性条、非线性条、圆形、矩形、三角形、波形、网状、以及它们的组合。然而，如同第二超吸收层，第一超吸收层可以连续图案设置在其相应的分配层上。如本文所用，“连续图案”或“连续地”意指材料以不间断的方式沉积和/或固定至超吸收载体材料和/或相邻的分配层，使得分配层被超吸收聚合物较全面覆盖。
吸收芯可为包括可包覆元件和泡沫块的一个或多个部分的异质块体。泡沫块的离散部分为开孔泡沫。可包覆元件可为纤维网，诸如非织造物、纤维结构、气流成网纤维网、湿法成网纤维网、高蓬松非织造物、针刺纤维网、水刺纤维网、纤维丝束、织造纤维网、针织纤维网、植绒纤维网、纺粘纤维网、分层纺粘/熔喷纤维网、粗梳纤维网、纤维素纤维和熔喷纤维的共成形纤维网、短纤维和熔喷纤维的共成形纤维网、以及为它们的分层组合的分层纤维网。泡沫可为高内相乳液(HIPE)泡沫。示例性可包覆元件和泡沫在下文详述。
开孔泡沫块可包括介于1体积％到99体积％之间，诸如例如，5体积％、10体积％、15体积％、20体积％、25体积％、30体积％、35体积％、40体积％、45体积％、50体积％、55体积％、60体积％、65体积％、70体积％、75体积％、80体积％、85体积％、90体积％或95体积％的异质体。
异质块体可具有存在于可包覆元件之间、可包覆元件和包覆元件之间、以及包覆元件之间的空隙空间。空隙空间可包含气体，诸如空气。存在的空隙空间量可介于固定容积量的异质体的总体积的1％和95％之间，诸如例如，固定容积量的异质体的总体积的5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％。
已知用于将大致平面的纤维网变形成三维结构的成形装置用于本发明中，以将制备时吸收性材料改性成具有相对较高渗透性而无显著的对应毛细管压力降低的吸收性材料。成形装置可包括一对互相啮合的辊，通常为具有互相啮合的脊或齿及凹槽的钢辊。然而，预期也可利用实现成形所用的其他装置，诸如2005年6月30日公布的US 2005/0140057中公开的变形辊和帘布(cord)排列。因此，本文一对辊的所有公开内容视为等同于辊和帘布，并且详述两个互相啮合辊的受权利要求书保护的排列被视为等同于互相啮合的辊和帘布，其中帘布用作配对的互相啮合的辊的脊。在一个实施方案中，本发明的这对互相啮合的辊可被视为等同于辊及相互啮合元件，其中互啮合元件可为另一个辊、帘布、多个帘布、皮带、柔软的纤维网或捆带。同样，据信其它已知的成形技术也能够生产具有一定程度的相对较高渗透性而无显著的毛细管压力相应降低的吸收性材料，已知的成形技术例如起绉、颈缩/加固、压波形、压花、扣断(button break)、热销冲压等。利用辊的成形方法包括“环轧”、“SELF”或“SELF’ing”工艺，其中SELF代表结构化类弹性膜(Structural Elastic LikeFilm)，诸如“微结构化类弹性膜”和“滚刀开孔”(RKA)；如2011年5月3日授予Zhao等人的美国专利7,935,207中所述。
可根据异质块体的预期用途优化分布。例如，相对于蛋白质性流体诸如经液的吸收，对于含水流体诸如尿液(用于尿布时)或水(用于纸巾时)的吸收，可选择不同的分布。此外，可针对用途诸如投配活性物质或使用泡沫作为加强元件对分布进行优化。
吸收芯还可包括类似的任选层。其可以为纤维网，诸如选自纤维结构、气流成网纤维网、湿法成网纤维网、高蓬松非织造物、针刺纤维网、水刺纤维网、纤维丝束、织造纤维网、针织纤维网、植绒纤维网、纺粘纤维网、分层纺粘/熔喷纤维网、粗梳纤维网、纤维素纤维和熔喷纤维的共成形纤维网、短纤维和熔喷纤维的共成形纤维网、以及为它们的分层组合的分层纤维网。
芯和基础结构的这些任选层可包括例如绉纱纤维素填料、绒毛纤维素纤维、气流成网(透气毡)、和纺织纤维的材料。任选层的材料也可以是纤维，诸如例如合成纤维、热塑性微粒或纤维、三组分纤维、以及双组分纤维，诸如例如具有以下聚合物组合的皮/芯型纤维：聚乙烯/聚丙烯、聚乙酸乙基乙烯基酯/聚丙烯、聚乙烯/聚酯、聚丙烯/聚酯、共聚酯/聚酯等。任选层可以是以上列出的材料的任何组合和/或单独或组合的多个以上列出的材料。
取决于它们在基础结构内的位置，任选层的材料可以是疏水的或亲水的。
任选层的材料可包括组成纤维，其包含诸如聚乙烯、聚丙烯、聚酯、以及它们的共混物的聚合物。纤维可为纺粘纤维。纤维可为熔喷纤维。纤维可包含纤维素、人造丝、棉、或其它天然材料或聚合物与天然材料的共混物。纤维也可包括超吸收材料诸如聚丙烯酸酯或合适材料的任何组合。纤维可为单组分、双组分和/或双成分、非圆形的(例如，毛细管道纤维)，并且可具有在0.1-500微米范围内的主横截面尺寸(例如，圆纤维的直径)。非织造前体纤维网的组成纤维也可为不同纤维类型的混合物，这些不同纤维类型在诸如化学(例如聚乙烯和聚丙烯)、组分(单-和双-)、旦尼尔(微旦尼尔和>20旦尼尔)、形状(即毛细管和圆形)等特征方面不同。组成纤维可在约0.1旦尼尔至约100旦尼尔的范围内。
任选层可包括热塑性颗粒或纤维。该材料(具体地为热塑性纤维)可由多种热塑性聚合物制成，所述聚合物包括聚烯烃诸如聚乙烯(例如PULPEXTM)、聚丙烯、聚酯、共聚酯以及任何前述材料的共聚物。
取决于所需的特征，合适的热塑性材料包括被制成亲水的疏水纤维，诸如衍生自例如聚烯烃诸如聚乙烯或聚丙烯、聚丙烯酸化物、聚酰胺、聚苯乙烯等的经表面活性剂处理或经二氧化硅处理的热塑性纤维。疏水热塑性纤维的表面可用表面活性剂诸如非离子表面活性剂或阴离子表面活性剂处理以变得亲水，例如用表面活性剂喷涂纤维、将纤维浸入表面活性剂，或在生产热塑性纤维时包括表面活性剂作为聚合物熔体的一部分。在熔融和重新凝固时，表面活性剂将趋于保持在热塑性纤维的表面处。合适的表面活性剂包括非离子表面活性剂，诸如由ICI Americas,Inc.(Wilmington,Del.)制造的Brij 76和以商标PegosperseTM由Glyco Chemical,Inc.(Greenwich,Conn.)出售的多种表面活性剂。除了非离子表面活性剂，也可使用阴离子表面活性剂。这些表面活性剂可以例如约0.2g/cm2至约1g/cm2热塑性纤维的量应用于热塑性纤维。
合适的热塑性纤维可由单一聚合物(单组分纤维)制成，或者可由多于一种聚合物(例如，双组分纤维)制成。包括外皮的聚合物经常在与包括芯的聚合物不同(通常较低)的温度下熔融。因此，这些双组分纤维由于外皮聚合物的熔融而提供热粘结，同时保持芯聚合物的所需强度特性。
用于本发明的合适双组分纤维可包括具有以下聚合物组合的皮/芯型纤维：聚乙烯/聚丙烯、聚乙酸乙基乙烯基酯/聚丙烯、聚乙烯/聚酯、聚丙烯/聚酯、共聚酯/聚酯等。可用于本文的尤其合适的双组分热塑性纤维是具有聚丙烯或聚酯芯以及具有较低熔融温度的共聚酯、聚乙酸乙基乙烯基酯或聚乙烯外皮的那些(例如DANAKLONTM、CELBONDTM、或CHISSOTM双组分纤维)。这些双组分纤维可以同心或偏心。如本文所用，术语“同心”和“偏心”是指外皮在贯穿双组分纤维的横截面区域上具有均匀还是不均匀的厚度。在以较小的纤维厚度提供较大的压缩强度时，偏心双组分纤维是期望的。用于本文的合适双组分纤维可为非卷曲的(即，不弯曲的)或卷曲的(即，弯曲的)。双组分纤维可通过典型的纺织方法进行卷曲，诸如填充线盒方法或齿轮卷曲方法以获得主要二维的或“平坦的”卷曲。
任选层也可包括通常不用作粘结剂纤维但改变纤维网机械特性的合成纤维。合成纤维包括乙酸纤维素、聚氟乙烯、聚偏1,1-二氯乙烯、丙烯酸树脂(诸如奥纶)、聚乙酸乙烯酯、不可溶的聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺(诸如尼龙)、聚酯、双组分纤维、三组分纤维、它们的混合物等等。这些可包括例如聚酯纤维如聚对苯二甲酸乙二醇酯(例如DACRONTM和KODELTM)、高熔点卷曲聚酯纤维(例如，Eastman Chemical Co.制备的KODELTM 431)亲水性尼龙(HYDROFILTM)等等。合适的纤维也可亲水化疏水纤维，诸如衍生自例如聚烯烃诸如聚乙烯或聚丙烯、聚丙烯酸类、聚酰胺、聚苯乙烯、聚氨酯等的经表面活性剂处理或经二氧化硅处理的热塑性纤维。就非粘结热塑性纤维而言，它们的长度可根据这些纤维期望的具体特性而变化。通常，它们的长度为约0.3cm至7.5cm，诸如例如约0.9cm至约1.5cm。合适的非粘结热塑性纤维可具有的分特在约1.5分特至约35分特的范围内，诸如例如约14分特至约20分特。
任选组分
在本发明的各种实施方案中，本发明的一次性吸收制品可包括沿制品顶片的身体表面的相对边缘延伸的一对阻挡箍。这些箍以彼此平行的构型沿基础结构的纵向轴线延伸。该对阻挡箍也可附接到底片而非顶片上，这取决于产品的构型。其他合适的阻隔箍的一些示例描述于美国专利4,695,278；4,704/115；4,795/454；4,909/803；美国专利申请公布2009/0312730中。
在一些形式中，第一阻隔箍包括第一覆盖件和第一弹性构件。第二阻隔箍包括第二覆盖件和第二弹性构件。第一覆盖件可完全包封第一弹性构件。类似地，第二覆盖件可完全包封第二弹性构件。
在产品形式为失禁衬垫或卫生巾的本发明的一些形式中，此类产品形式可包括护翼。护翼可为一次性吸收制品提供附加的渗漏保护并且可有助于其护垫固定到使用者的内衣。可采用本领域中已知的任何合适的护翼构型。
可使用粘合剂将所有部件粘结在一起，包括本领域已知的热熔融粘合剂。粘合剂可为Findlay H2128 UN或Savare PM 17，并且可使用Dynafiber HTW系统来施加。
就卫生巾或失禁衬垫而言，在使用期间，此类产品可通过适于此类目的的任何支撑件或附接件保持在适当位置。在本发明的某些形式中，护垫被置于使用者的内衣或内裤上并且通过紧固粘合剂固定到其上。紧固粘合剂将护垫固定在使用者内裤的裆部。底片的衣服表面的一部分或全部被紧固粘合剂涂覆。适用于此类目的的任何粘合剂或胶均可用作本文的紧固粘合剂，例如使用压敏粘合剂。合适的粘合剂包括例如由世纪粘合剂公司(Century Adhesives Corporation of Columbus,Ohio)制造的Century A-305-IV；以及由国立浆粉和化学公司(National Starch and Chemical Company of Bridgewater,N.J.)制造的Instant Lock 34-2823。合适的粘合紧固件也描述于美国专利4,917,697中。在使用吸收制品之前，压敏粘合剂通常由可移除防粘衬垫覆盖以便在使用之前防止粘合剂变干或粘附到除内裤裆部之外的表面。合适的防粘衬垫也描述于美国专利4,917,697和N4,556,146中。本文可利用通常用于此类目的的任何可商购获得的防粘衬垫。合适的防粘衬垫的非限制性示例为BL30MG-A Silox E1/0和BL30MG-A Silox 4P/O，两者均由阿克洛希尔公司(Akrosil Corporation of Menasha,Wis.)制造。护垫的使用方法是：移除防粘衬垫，然后将吸收制品置于内裤上以使粘合剂接触内裤。在使用期间，粘合剂将吸收制品固定在内裤内的合适位置。防粘衬垫也可为能够单独包装护垫的包裹物。
此外，虽然本文的大多数讨论围绕着卫生巾，但据设想，本发明也可用于胶粘尿布、套穿式训练裤、成人失禁尿布和裤、以及用于失禁和经液收集的可更换护垫，该可更换护垫可被***一次性或耐用女性内裤或内衣裤并在用于一次性或耐用女性内裤或内衣裤之后被移除。
实施例
实施例1
构造了一种具有沙漏形状的大约240mm长的卫生巾。卫生巾具有80mm的宽度。使用非织造纤维网顶片，即由Fibertex Nonwovens(Denmark)供应的25gsm70/30聚乙烯/聚丙烯双组分纤维来构造卫生巾。使顶片的纤维网过度粘结(平均DOE为0.065)。纤维网具有粘结物尺寸(0.1英寸乘0.010英寸)和间距，其中粘结物之间存在水平间隔为0.12英寸的行，并且行偏移0.060英寸且行之间无垂直间隔。这些粘结物为熔融稳定区，并且当通过环轧工艺激活时，形成有开孔非织造物的孔，如美国专利5,916,661中所详述。用表面改性组合物处理纤维网，该表面改性组合物包含依次施加的0.5重量％颗粒、0.5重量％粘结剂或作为颗粒和粘结剂两者的悬浮液。用表1中的任一种颗粒和表2中的任一种疏水性粘结剂在适合的溶剂中的悬浮液润湿纤维网，所述溶剂可以是水、乙醇、异丙醇、丙二醇正丁醚、以及它们的组合。一旦溶剂蒸发，以0.065英寸的啮合深度(DOE)对顶片的非织造纤维网进行环轧以在顶片中形成孔。采用来自波士胶公司(Bostik Inc.of Wauwatosa,WI)的螺旋胶粘剂(Bostik [email protected])将顶片胶合至55gsm或75gsm水刺非织造第二顶片(由JacobHolm,Switzerland供应)，或将顶片融合粘合到STS上。然后，使用相同的胶粘剂，将这一顶片与第二顶片的层合体胶合至160gsm或200gsm气流成网芯(得自格拉特费尔特公司(Glatfelter,York,PA))。将这一组合接合到来自RKW(Germany)的膜底片(14.2gsm)上。所得的卫生巾通过围绕卫生巾周边热压接密封形成。随后，将女性内裤粘固剂槽式涂覆到底片上。
实施例2
构造了一种具有沙漏形状的大约240mm长的卫生巾。卫生巾具有80mm的宽度。使用两层顶片构造卫生巾。顶片的第一层为如实施例1中详述的非织造纤维网。顶片的第二层为佩加斯公司(Pegas,Czech Republic)提供的25gsm 70/30聚乙烯/聚丙烯双组分纤维的亲水性非织造物。双层顶片如实施例1中所述被过度粘结。采用热和压力将这种双层顶片熔合粘合到55gsm或75gam水刺非织造第二顶片上，或使用来自波士胶公司(Bostik Inc.ofWauwatosa,Wisconsi)的粘合剂([email protected])将这种双层顶片胶合到这一第二顶片上。然后，将这一顶片与第二顶片的层合体胶合至160gsm或200gsm气流成网芯(得自得自格拉特费尔特公司(Glatfelter,York,PA))。将这一组合接合到来自德国RKW的膜底片膜(14.2gsm)上。所得的卫生巾通过围绕卫生巾周边热压接密封形成。随后，将女性内裤粘固剂槽式涂覆到各底片上。
实施例3-5
在依照实施例1制备的卫生巾中，制备不同的表面改性组合物以处理顶片。在实施例3至5的每一个中，这些组合物以1gsm颗粒和1gsm粘结剂的量施加或以1:1的颗粒与粘结剂比率施加。比较例A包括未处理的25BiCo顶片，而比较例B和C也以与示例性卫生巾的顶片相同的量制备和施加。
表3
将以度为单位测量的顶片上静态水接触角(θ)对水接触滞后作图，本发明所涵盖的组合物具有在主张的120度至160度范围内的顶片上静态水接触角和主张的10度至30度的滞后，而比较例A、B和C明显落在该范围一者或两者之外。这一曲线图在图3中清楚地示出。实施例3-5还表现出下述独特的特性：在移除的本发明的顶片上，对流体的限制增加且该流体的流动性降低。这一限制在图4的曲线中示出，其将观察到的顶片染污面积对接触滞后左图，其中实施例3-5的面积测量值和滞后测量值两者均脱离比较例。图5提供了经处理的顶片的纤维粗糙度的差值的显微照片，以及在侵害后移除的顶片的照片视图。图6示出了顶片和下面层的界面流体区域相对于接触角滞后的曲线图。同样，在界面流体区域相对于本发明的接触角范围的期望交叉的方面，实施例3-5清楚地占据了该相对于比较例A的未从顶片的曲线图内的一个独特区域。最后，图7示出了实施例的污渍色度值的曲线图，反之亦然，它们表现出色度值和相应的接触角滞后测量值。本领域的技术人员可容易地理解由本发明的表面改性的顶片提供的差异。
设想到的实施例
实施例A：一次性吸收制品，其包括：a.开孔非织造顶片，所述开孔非织造顶片具有身体表面和相背的衣服表面；b.底片；c.吸收芯，所述吸收芯设置在所述顶片和所述底片之间；d.设置在所述顶片的所述身体表面上的表面改性组合物，其中所述身体表面表现出10度至30度的接触角滞后和小于30mm2的顶片染污面积。
实施例A1：根据实施例A所述的一次性吸收制品，其中所述接触角滞后大于11度、12度、13度、14度、15度或16度。
实施例A2：根据实施例A-A1所述的一次性吸收制品，其中所述接触角滞后小于28度、26度、24度或22度。
实施例A3：根据实施例A-A2中任一项所述的一次性吸收制品，其中所述顶片包括前部、中心部和后部。
实施例A4：根据实施例A-A3中任一项所述的一次性吸收制品，其中所述制品还包括设置为与所述开孔非织造顶片的背向衣服表面相邻的第二顶片。
实施例A5：根据实施例A4所述的一次性吸收制品，其中所述第二顶片选自非织造物、膜、或它们的组合。
实施例A6：根据实施例A-A5中任一项所述的一次性吸收制品，其中所述底片是液体不可透过的。
实施例A7：根据实施例A-A6中任一项所述的一次性吸收制品，其中所述芯包括超吸收聚合物。
实施例A8：根据实施例A-A7中任一项所述的一次性吸收制品，其中所述芯包括纤维酸材料。
实施例A9：根据实施例A-A8中任一个所述的一次性吸收制品，其中所述表面改性组合物以0.1gsm、0.15gsm或0.2gsm至0.5gsm、0.75gsm、1gsm、1.5gsm、2gsm、2.5gsm或3gsm的量涂覆在所述顶片的所述身体表面的前部、中心部或后部中的一者或多者上。
实施例A10：根据实施例A-A9中任一项所述的一次性吸收制品，其中所述表面改性组合物包含疏水性颗粒和疏水性粘结剂。
实施例A11：根据实施例A-A10中任一项所述的一次性吸收制品，其中所述疏水性颗粒选自疏水改性的二氧化硅、改性聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯-醋酸乙烯酯共聚物、苯乙烯丙烯酸共聚物、羧基丁苯共聚物、以及它们的组合。
实施例A12：根据实施例A10至A11中任一项所述的一次性吸收制品，其中所述疏水性粘结剂选自疏水性硅酮、疏水性氨基硅油、二甲基硅油、疏水性三甘油酯、氢化油蜡、大豆蜡、多元醇、以及它们的组合。
实施例A13：根据实施例A-A12中任一项所述的一次性吸收制品，其中所述顶片所述的身体表面具有1μm至3.5μm的纤维粗糙度。
实施例A14：根据实施例A-A13中任一项所述的一次性吸收制品，其中所述身体表面具有小于3.5mm2的有效孔面积。
实施例A15：根据实施例A-A14中任一项所述的一次性吸收制品，其中所述身体表面具有大于1.8mm2的有效孔面积。
实施例A16：根据实施例A-A15中任一项所述的一次性吸收制品，其中所述制品还包括设置在所述顶片和所述吸收芯之间的采集层。
实施例A17：根据实施例A-A16中任一项所述的一次性吸收制品，其中所述制品选自卫生巾、短裤护垫、尿布、尿裤、以及失禁衬垫。
实施例B：一次性吸收制品，其包括：a.开孔非织造顶片，所述开孔非织造顶片具有身体表面和相背的衣服表面；b.底片；c.吸收芯，所述吸收芯设置在所述顶片和所述底片之间；d.设置在所述顶片的所述身体表面上的表面改性组合物，其中所述身体表面表现出小于300mm2的界面流体面积和约10度至30度的接触角滞后。
实施例B1：根据实施例B所述的一次性吸收制品，其中所述接触角滞后大于11度、12度、13度、14度、15度或16度。
实施例B2：根据实施例B-B1所述的一次性吸收制品，其中所述接触角滞后小于28度、26度、24度或22度。
实施例B3：根据实施例B-B2中任一项所述的一次性吸收制品，其中所述制品还包括设置为与所述开孔非织造顶片的背向衣服表面相邻的第二顶片。
实施例B4：根据实施例B3所述的一次性吸收制品，其中所述第二顶片选自非织造物、膜、或它们的组合。
实施例B5：根据实施例B-B4中任一个所述的一次性吸收制品，其中所述表面改性组合物以0.1gsm、0.15gsm或0.2gsm至0.5gsm、0.75gsm、1gsm、1.5gsm、2gsm、2.5gsm或3gsm的量涂覆在所述顶片的所述身体表面的前部、中心部或后部中的一者或多者上。
实施例B6：根据实施例B-B5中任一项所述的一次性吸收制品，其中所述表面改性组合物包含疏水性颗粒和疏水性粘结剂。
实施例B7：根据实施例B6所述的一次性吸收制品，其中所述疏水性颗粒选自疏水改性的二氧化硅、改性聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯-醋酸乙烯酯共聚物、苯乙烯丙烯酸共聚物、羧基丁苯共聚物、以及它们的组合。
实施例B8：根据实施例B6-B7中任一项所述的一次性吸收制品，其中所述疏水性粘结剂选自疏水性硅酮、疏水性氨基硅油、二甲基硅油、疏水性三甘油酯、氢化油蜡、大豆蜡、多元醇、以及它们的组合。
实施例B9：根据实施例B-B8中任一项所主张的一次性吸收制品，其中所述制品选自卫生巾、短裤护垫、尿布、尿裤、以及失禁衬垫。
实施例C：一次性吸收制品，其包括：a.开孔非织造顶片，所述开孔非织造顶片具有身体表面和相背的衣服表面；b.底片；c.吸收芯，所述吸收芯设置在所述顶片和所述底片之间；d.设置在所述顶片的所述身体表面上的表面改性组合物，其中所述身体表面表现出小于15的污渍色度值和约10度至30度的接触角滞后。
测试方法
出于表征本发明的目的，本文报道了各种值。它们的测定方法详述于下文中。
水接触角&接触角滞后
静态水接触角和接触角滞后均使用设计用于测量接触角的视频系统来测量。测试流体为根据ASTM Specification D1193-99(例如，可从Labconco,Kansas City,Mo获得的型号为9000541的WaterPro精处理系统或等同物)的I型试剂水(超纯去离子水)。使用自动液体递送系统将指定体积的测试流体施加到试样的表面上。高速摄像机以至少20个图像/秒的速率采集图像。静态水接触角是在将其沉积到试样表面上之后以座滴法测量的。通过分析与试样表面接触的动态座滴测量前进接触角和后退接触角。接触角滞后计算为前进接触角与后退接触角之差。所有的测试要在约23℃±1℃和30％±5％的相对湿度下实施。
需要自动接触角测试仪来执行此测试。该系统由光源、摄像机、能将试样以受控的方式朝着悬浮的液滴移动的水平样本台、带有泵和微型注射器的液体递送系统以及配备适合视频图像捕获、图像分析和报告接触角数据的软件的计算机组成。一种合适的仪器是FTA200接触角/表面张力仪器(First Ten Angstroms,Portsmouth,VA)或等同物。除非在这一测试程序中另有明确说明，否则将该系统设定在防震台上并根据制造商的说明书对系统进行校准和操作。
静态水接触角
获得(或从制品移除)一个50mm乘50mm试样(即，开孔的非织造顶片)，在收获或后续分析期间，注意不要触摸或拉伸测试位置或换句话讲污染或扭曲表面。当选择取样位置时，应注意避免折叠、褶皱或撕裂。在测试之前，将试样在约23℃±1℃和约30％±5％相对湿度下调理2小时。
将试样定位在水平样本台上，令处于摄像机视野内的测试位置位于液体递送系统针的下方，并且测试面朝上。以这种方式固定试样，使得其平展而无应变，并且避免液滴与下方表面之间的任何相互作用，以防止过度的毛细管力。向1mL容量的气密性注射器配备27号钝尖不锈钢针(ID0.23mm,OD 0.41mm)并加载测试流体。将注射器定位在试样上方，其中针尖直接位于样品的测试位置的上方。调整样本台，令针尖与试样表面间的距离达到约200μm±50μm。聚焦所述视频装置并调节照明，使得可捕获所述试样表面上的所述液滴的清晰图像。
启动图像采集。将3-4μL±0.1μL的测试流体液滴沉积到试样上。如果由于移动而存在液滴形状的可见变形，则在测试样本上的不同但等效的位置处重复。从具有2％液滴体积损失的图像上，对液滴进行两个角度测量(每个测量在液滴边缘上进行)。如果液滴被试样吸收，则恰好在具有2％液滴体积损失的图像对图像进行角度测量。如果两个边缘上的接触角相差超过4°，则应排除这些值，并且在试样上先前未测试的等效位置重复测试。在试样上先前未测试处鉴别四个附加的等效测试位置，并以类似的方式重复，进行总计5次测量(10个角度)。计算其算术平均值并报告精确至0.01°的静态水接触角。
接触角滞后
使用静态水接触角过程中所述的相同设备来测量前进接触角和后退接触角。制备试样，将其固定到水平样本台上，并且以静态水接触角过程中所述的相同方式准备仪器和注射器。将5-8μL的测试流体液滴悬浮在针端处。升高水平样本台，直至样本上的测试位置的表面接触测试流体液滴。将针降下***测试流体液滴中，直至其与试样的表面相距0.5mm±0.1mm。启动图像采集。缓慢泵送测试流体，令其以1μL/s流经该针，直至将10μL±0.1μL加到该液滴中。等待15秒。回抽注射器，以-1μL/s的速率从该液滴移除测试流体，直至10μL±0.1μL已被移除。停止图像采集。在试样上先前未测试处鉴别四个附加的等效位点，并以类似的方式重复，进行总计5次测量。恰好在液滴边缘随着测试流体被加入该液滴中而在试样表面上移动的图像之前，在该液滴图像上测量前进接触角。恰好在液滴边缘随着测试流体从该液滴移除而在试样表面上移动的图像之前，在该液滴图像上测量后退接触角。在这些相应图像中的每一个上，在液滴上进行两个角度测量(每个测量在液滴边缘上进行)。如果两个边缘上的接触角相差超过4°，则排除这些值，并且在试样上先前未测试的等效位置重复测试。计算前进接触角和后退接触角各自的算术平均值并报告，精确至0.01°。作为针对每个试样测量的平均前进接触角(θA)与平均后退接触角(θR)之差而计算计算接触角滞后(θH)。
θH＝θA-θR
将接触角滞后报告为精确至0.01°。
纤维粗糙度(Rq)
如ISO 4287中所述，使用微型轮廓纤维粗糙度参数Rq(均方根高度)来表征沿单非织造纤维的顶部提取的轮廓的粗糙度。使用3D激光扫描共焦显微镜法测定纤维试验样本的微型轮廓粗糙度(一种合适的3D激光扫描共聚焦显微镜为Keyence VK-X200，可从KeyenceCorporation of America(Itasca，IL，USA)商购获得)。使显微镜与运行测量和控制软件(合适的软件程序包括Keyence VK Viewer 2.4.1.0版；Keyence MultiFileAnalyzer1.1.14.62版；以及Keyence VK Analyzer 3.4.0.1版，全部可商购自KeyenceCorporation of America，Itasca,IL,USA)，以及表面纹理分析软件如Mountains Map(可商购自Digital Surf，
使用仪器制造商提供的150×放大率物镜采集图像，以产生具有约94纳米/像素的x-y分辨率的约96um×72um捕获图像视场(FoV)。该显微镜被编程用于在足以捕获给定FoV内所有相关峰和谷的高度范围内使用0.08μm的z-步长来采集FoV的表面高度(z方向)图像数据。按照仪器制造商所推荐的测量过程来采集表面高度图像数据，其可以包括使用以下设置：真实峰检测(RPD)设定为开启；缩放设定为1.0；激光强度(亮度和滤光片)设定为自动增益；不使用双扫描；模式设定为表面轮廓；面积设定为标准(1024×768)像素；质量设定为高精度。
将孔非织造试样放置在物镜下面的载物台上，使得单根纤维在FoV中可见。对准纤维的中心轴线以使得其平行于矩形FoV的长边延伸，使得其将提供用于分析至少90μm的轮廓长度。纤维水平定向成确保竖直扫描轴线尽可能垂直于纤维的中心轴线。按照仪器制造商所推荐的测量过程来采集纤维试样的表面高度图像(z方向)。
在提取轮廓之前，使用5x5滤波器大小，对每个捕集的FoV的整个图像进行均值滤波。提取沿纤维顶部的轮廓。分析轮廓的整个长度，以确定该图像中纤维的Rq值。根据ISO16610-21和16610-31中所推荐的滤波方法，对各轮廓执行以下滤波过程：1)使用轮廓的线性最小二乘拟合的等级；2)具有5μm嵌套指数(截止)的高斯低通lambda s(λs)滤波器，采用边界效应校正；3)具有25μm嵌套指数(截止)的稳健高斯高通lambda c(λc)滤波器，采用边界效应校正。该滤波过程产生纤维粗糙度轮廓，由此计算Rq值。根据ISO 4287，Rq定义为所估计轮廓的均方根偏差，其对应于根据轮廓(评估)长度计算的高度分布的标准偏差。
扫描并分析六种基本上类似的平行测定纤维的微型轮廓纤维粗糙度。对六种平行测定纤维样本的每者记录Rq值，精确至0.001μm。六个独立Rq的平均值报告为纤维粗糙度值Rq，精确至0.001μm。
人造经液(AMF)制备
人造经液(AMF)由去纤维蛋白羊血、磷酸盐缓冲盐水溶液和粘液组分的混合物构成。AMF被制备成使得其在23℃下具有7.15厘沲至8.65厘沲的粘度。
AMF的粘度使用低粘度旋转粘度计(合适的仪器为佳能仪器公司(CannonInstrument Co.,State College,PA)的具有超低黏度接头的Cannon LV-2020旋转粘度计，或等同物)实施。选择用于该粘度范围的合适尺寸的锭子，并且根据制造商操作和校准仪器。测量在23℃±1℃和60rpm下进行。记录结果，精确至0.01厘沲。
AMF制备所需的试剂包括：具有38％或更大的红细胞压积的去纤维蛋白羊血(在无菌条件下采集，购自Cleveland Scientific,Inc.,Bath,OH，或等同物)；在制备为2％水溶液时目标粘度为3-4厘沲的胃粘蛋白(粗形式，购自Sterilized American Laboratories,Inc.,Omaha,NE，或等同物)；10％v/v乳酸水溶液；10％w/v氢氧化钾水溶液；无水磷酸氢二钠(试剂级)；氯化钠(试剂级)；磷酸二氢钠一水合物(试剂级)；以及蒸馏水，各自购自VWRInternational或等同来源。
磷酸盐缓冲盐水溶液由两种单独制备的溶液(溶液A和溶液B)组成。对于制备1L的溶液A，向1000mL容量瓶中添加1.38±0.005g的磷酸二氢钠一水合物和8.50±0.005g的氯化钠，并添加蒸馏水定容。混和彻底。对于制备1L的溶液B，向1000mL容量瓶中添加1.42±0.005g的无水磷酸二氢钠和8.50±0.005g的氯化钠，并添加蒸馏水定容。混和彻底。对于制备磷酸盐缓冲盐水溶液，将450±10mL的溶液B添加到1000mL烧杯中，并在搅拌盘上以低速搅拌。将经校准的pH探针(精确至0.1)***溶液B的烧杯中，并在搅拌下添加足够的溶液A，以使pH达到7.2±0.1。
粘液组分是磷酸盐缓冲盐水溶液、氢氧化钾水溶液、胃粘蛋白和乳酸水溶液的混合物。加入粘液组分中的胃粘蛋白的量直接影响所制备AMF的最终粘度。为了确定在目标粘度范围(7.15-8.65厘沲，在23℃下)内实现AMF所需的胃粘蛋白的量，制备3批在粘液组分中含有不同量的胃粘蛋白的AMF，然后通过三点用最小二乘法线性拟合由浓度-粘度曲线内推所需的确切量。胃粘蛋白的成功范围通常为38克至50克。
为了制备约500mL粘液组分，将460±10mL预先制备的磷酸盐缓冲盐水溶液和7.5±0.5mL的10％w/v氢氧化钾水溶液添加到1000mL高容量玻璃烧杯中。将该烧杯置于搅拌热板上并同时搅拌，使温度达到45℃±5℃。称取预定量的胃粘蛋白(±0.50g)并将其缓慢地撒到此前制备的已达到45℃的液体中而无团聚。将烧杯加盖并继续混合。在15分钟时期内，使该混合物的温度高于50℃，但不超过80℃。在温和搅拌下继续加热2.5小时，同时维持该温度范围。经过2.5小时之后，从热板上移取烧杯并冷却至40℃以下。接着，添加1.8±0.2mL的10％v/v乳酸水溶液并充分混合。将粘液组分混合物在121℃下高压灭菌15分钟并冷却5分钟。从高压釜移取粘液组分的混合物并且搅拌，直至温度达到23℃±1℃。
使羊血和粘液组分的温度达到23℃±1℃。使用500mL带刻度的量筒，测量整批预先制备的粘液组分的体积并将其添加到1200mL烧杯中。向烧杯添加等体积的羊血并充分混合。使用前述粘度方法，确保AMF的粘度介于7.15-8.65厘沲之间。如果不是，则丢弃该批次，并制备另一批次，视情况调节粘液组分。
除非旨在立即使用，否则合格的AMF应当冷藏于4℃。在制备之后，AMF可储存于4℃的气密容器中长达48小时。在测试之前，AMF必须达到23℃±1℃。在测试完成之后丢弃任何未使用的部分。
采集时间
使用渗透板和电子电路间隔计时器，测量负载有如本文所述的人造经液(AMF)的吸收制品的采集时间。记录吸收制品采集一定量AMF所需的时间。所有测试均在保持在23℃±2℃和50％±2％相对湿度下的实验室中进行。
参考图8-10B，用树脂玻璃(Plexiglas)构建渗透板9001，其整体尺寸为10.2cm长乘10.2cm宽乘3.2cm高。在板的长度上延伸的纵向通道9007深13mm，在板的顶平面处宽为28mm，侧壁以65°向下倾斜到基部，且基部宽15mm。中心测试流体孔9009长26mm，深24mm，在板的顶平面处宽38mm，侧壁以65°向下倾斜到基部，且基部宽15mm。在测试流体孔9009的基部，存在通向板底部的“H”形测试流体贮存器9003，用于将流体引入到下面的制品上。测试流体贮存器9003的总长度为25mm，宽15mm，且深8mm。贮存器的纵向腿宽4mm并且具有半径90102mm为的圆形端部。腿的间隔为3.5mm。中心撑条具有3mm的半径9011并且容纳间隔6mm的相反电极。贮存器的横向侧以14mm的半径9012向外弯曲，该半径由15mm的总体宽度2013界定。位于横向通道外侧的两个孔9002(80.5mm长×24.5mm宽×25mm深)用铅粒填充以调节板的总体质量，从而向测试区域提供0.25psi(17.6gf/cm2))的约束压力。电极9004嵌入板9001中，其使外部蕉形插孔9006与流体贮存器9003的内壁9005连接。电路间隔计时器***插孔9006中，并且监测两个电极9004之间的阻抗，并且量度自AMF引入储存器9003起直到AMF从贮存器排出的时间。计时器具有0.01秒的分辨率。
从所有包装取出测试产品，小心不要在抓握时下压或拉动产品。不用试图消除皱褶。在测试之前，将试验样本在23℃±2℃和50％±2％的相对湿度下调理至少2小时。
必须针对测试制品的特定尺寸来计算所需的渗透板质量，使得施加1.72kPa的围压。确定制品的吸收芯的纵向和横向中点。测量并记录芯的侧向宽度，精确至0.1cm。所需的渗透板质量计算为芯宽度乘以渗透板长度(10.2cm)乘以17.6g/cm2并且记录，精确至0.1g。将铅粒加入板中以实现所计算的质量。
将电子电路间隔计时器连接至渗透板9001并将计时器归零。将测试产品置于平坦的水平表面，使身体侧朝上。将渗透板9001轻轻地置于测试产品的中心，确保“H”形贮存器9003中心位于测试区域上。
使用机械移液管，将4.00mL±0.05mL的AMF精确地吸移到测试流体贮存器9003中。在3秒或更短的时间内，流体沿着贮存器9003底部的模制唇缘分配而不飞溅。在流体被采集之后，记录采集时间，精确至0.01秒。在每次测试之前，彻底清洁电极9004。
针对每种待评估的测试产品，以类似方式测试总共五(5)个平行样本。按算术平均值报告平行样的采集时间(秒)，精确至0.01秒。
自由流体采集时间和染污感知测量方法
染污感知(特征在于所观察的顶片染污区域，在一些情况下为染污色度)通过吸收制品上可见的流体染污的尺寸和颜色强度进行测量。将如本文所述制备的人造经液(AMF)投配到制品的表面，并且在受控的条件下拍照。然后，使用图像分析软件来校准和分析摄影图象，以获得所得可见染污的尺寸和颜色强度的测量结果。所有测量均在恒定的温度(23℃±2℃)和相对湿度(50％±2％)下进行。
将吸收制品、包含24个标准色板的校准比色标准(例如ColorChecker Passport，购自X-Rite；Grand Rapids,MI，或等同物)以及校准标尺(源于NIST，或等同物)水平地平放地在灯箱内的哑光黑色背景上，该灯箱均匀地在灯箱的整个基座上提供稳定均一的照明。合适的灯箱为Sanoto MK50(Sanoto,Guangdong,China)或等同物，其在5500K的色温下提供5500LUX的照明。将具有手动设置控件的数码单镜头反光(DSLR)照相机(例如，购自尼康公司(Nikon Inc.,Tokyo,Japan)d Nikon D40X或等同物)安装在灯箱顶部开口的正上方，使得整个制品、比色标准和标尺在照相机的视野内可见。
使用标准18％灰卡(例如，Munsell 18％Reflectance(Gray)Neutral Patch/Kodak Gray Card R-27，购自X-Rite；Grand Rapids,MI，或等同物)，相机的白平衡针对灯箱内的照明条件自定义。相机的手动设置被设定成使得图像适当地曝光，以使得在任何颜色通道中不存在信号削波。合适的设置可为f/11的光圈调校、400的ISO设置，以及1/400秒的快门速度设置。在35mm的焦距下，相机安装在制品上方约14英寸处。将图像适当地聚焦、捕获并保存为JPEG文件。得到的图像必须包括整个制品、颜色目标和校准标尺，并且最小分辨率为15像素/mm。
在测试之前，将吸收制品样本在23℃±2℃和50％±2％的相对湿度下调理2小时。将样本制品平放，使产品的顶片朝上。将机械移液管的尖端定位于制品的吸收芯中心(纵向和横向中点)上方约1cm处，将1.00mL±0.05mL的AMF精确地移取到表面上。流体在2秒时段内分配而不飞溅。一旦流体与测试样本接触，就启动计时器，精确至0.01秒。在流体被采集之后(没有流体池留在表面)，停止计时器，并且记录采集时间，精确至0.01秒。等待2分钟。以类似的方式，将第二和第三剂量的AMF施加到测试样本上，并且记录采集时间，精确至0.01秒。将制品小心地转移到灯箱中，并将其与标尺和比色标准一起平放到相机下方的哑光表面。在第三AMF剂量后2分钟捕获投放AMF的制品的摄影图象。
为了分析图像，首先将其传送给运行图像分析软件(合适的软件为MATLAB，购自The Mathworks,Inc.,Natick,MA，或等同物)的计算机。
在颜色目标中，针对24个色板的每一者，使用制造商提供的真实三色刺激XYZ色彩空间值对图像进行颜色校准。如果目标值以L*a*b*给出，则根据标准方程将它们转换为XYZ。这些值被鉴定为X真1…24、Y真1…24和Z真1…24。采用图像分析软件，使用覆盖每个独立色板约75％内部区域的所关注正方形区域来测量图像中24个色板各自的平均红色、绿色和蓝色(RGB)值。这些值被确定为R1…24、G1…24和B1…24。根据以下实施例建立使用各颜色片的X真和相关RGB值的24个方程体系：
根据以下实施例建立使用各颜色片的Y真和相关RGB值的24个方程的第二体系：
根据以下实施例建立使用各颜色片的Z真和相关RGB值的24个方程的第三体系：
使用24个X真方程，十个α系数各自用标准公式y＝Ax求解，其中y为X真、Y真和Z真矢量，A为所测量RGB强度的列表，并且x为待估计的未知alpha(α)，beta(β)或gamma(γ)系数的矢量。
例如，为了求解将RGB颜色转换为色度X三色激励值的变换中的α，矩阵如下：
x的正规方程的解根据以下方程为十个α系数提供最小二乘解：
使用24个Y真方程重复该过程以求解十个β系数，并使用24个Z真方程来求解十个γ系数。
然后，将这些系数插回到原始方程中，以提供各自针对X、Y和Z的三个变换方程，由此将图像中每个独立像素的RGB值转换成校准XYZ值。例如，使用10个α系数的X的RGB变换方程如下：
X＝α1+α2R+α3G+α4B+α5R2+α6RG+α7G2+α8RB+α9GB+α10B2
然后，使用D65参考白色将XYZ值转换成CIE 1976 L*a*b*值，如CIE 15:2004的章节8.2.1.1中所定义。
在图像中使用校准距离标度来校准图像分辨率，以确定每毫米的像素数。
针对独立的L*、a*和b*通道每者生成独立的图像。使用下式计算图像色度：
其中a*和b*为单独的图像色度。通过围绕整个AMF染污的视觉上可辨别的周边手动地绘制所关注区域(ROI)边界来分析图像色度。计算ROI的面积并且报告为总染污面积，精确至0.1mm2，计算ROI内的平均色度值并记录，精确至0.1单位。
分析单独的a*图像的相同ROI，并且计算ROI内的平均a*值并记录，精确至0.1单位。
围绕ROI绘制最小边框。其为可绘制的最小矩形，ROI的所有点位于该最小矩形内。矩形的边缘平行并垂直于吸收制品的纵向轴线和横向轴线，使得ROI高度(H)被定义为沿制品纵向轴线的边框的高度，ROI宽度(W)被定义为沿制品横向轴线的边框的宽度。记录H和W两者，精确至0.1mm。
以值24对图像色度进行阈值分割以生成二进制图像。在二进制图像中，色度值大于24的区域看起来是黑的，其具有255的灰度(GL)值，并且剩余区域为白色，其具有0的GL值。使用图像分析程序，分析离散黑色区域中的每个。测量并记录各个离散黑色区域的面积，精确至0.1mm2，包括沿图像边缘的任何区域。对所有记录的面积求和以获得总面积，并将该值报告为界面流体面积，精确至0.1mm2。
通过分析吸收制品样本的AMF染污的顶片层，测量顶片染污面积(即移除的顶片的顶片染污面积)。在AMF负载过程之后，将制品搁置约30分钟，令制品表面上的流体完全干燥。小心地将制品的整个顶片层与下面层分离，并且平放于白色背景上。将顶片的角部和边缘用胶布粘住，使得保持其初始纵向和横向伸出部。采集顶层的摄影图象，校准，并且根据前述过程生成图像色度。以使包含干燥AMF染污的区域与顶片上未染污区域分开的值，对图像色度进行阈值分割以生成二进制图像。在二进制图像中，色度值大于阈值的区域看起来是黑的，其具有255的灰度(GL)值，并且剩余区域为白色，其具有0的GL值。使用图像分析程序，分析离散黑色区域中的每个。测量并记录各个离散黑色区域的面积，精确至0.1mm2，包括沿图像边缘的任何区域。对所有记录的面积求和以获得总面积，并将该值报告为顶片染污面积(即移除的顶片的顶片染污面积)，精确至0.1mm2。
对五个基本相似的平行测定制品重复该整个过程。所报告的值是对以下项的五个单独记录的测量值的平均值：自由流体采集时间(第一、第二和第三)，精确至0.01秒；总染污区面积，精确至0.1mm2；平均色度和a*，精确至0.1单位；H和W，精确至0.1mm；界面流体面积，精确至0.01mm2；以及顶片染污区域(即移除的顶片)，精确至0.1mm2。
有效面积％，孔尺寸和孔间距离测量方法
由使用平面扫描器采集的开孔试样图像获得有效孔尺寸、有效面积％和孔间距离测量值。所述扫描仪能够按反射模式以6400dpi的分辩率和8位灰度级进行扫描(一种合适的扫描仪为出自Epson America Inc.(Long Beach，CA)的Epson Perfection V750 Pro或等同物)。扫描仪通过接口与运行图像分析程序的计算机连接(一种合适的程序为ImageJv.1.47或等同物，美国国立卫生研究院(National Institute of Health，USA))。根据所采集的由NIST检定的直尺的图像对样本图像进行距离校准。在采集图像之前，用黑色玻璃瓷片(P/N 11-0050-30，购自HunterLab(Reston，VA))来背衬开孔试样。然后对所得图像进行阈值分割，从样本材料区域分离出开口孔区域，并且使用所述图像分析程序进行分析。所有测试均在保持在约23±2℃和约50±2％相对湿度的调理室中进行。
样本制备
为获得试样，将吸收制品以平面构型粘在刚性平坦表面上。可切割任何腿弹性部件以有利于使制品平放。在开孔层上确定并且标记位于制品的吸收芯上方的区域的外边界。使用剃刀刀片，围绕制品的外周边将开孔层试样从制品的下面层切割下来。小心地移除开孔层试样，使得保持其纵向伸出部和侧向伸出部以避免孔的畸变。如有必要，可使用冷冻喷涂剂(诸如Cyto-Freeze，Control Company(Houston，TX))从所述下面层移除样本。制备从五个基本上类似制品获得的五个复制品以用于分析。通过如下方式制备开孔基底原材料以用于测试：在相同的工艺下将其延伸或活化至如其将用在吸收制品上那样的相同程度。在测试之前，将样本在约23℃±2℃和约50％±2％相对湿度下调理2小时。
图像采集
将尺置于扫描器床上，平行于扫描器玻璃的侧面取向，并且关闭盖。用反射模式以6400dpi的分辩率(约252像素/mm)和8位灰度级采集标尺的校准图像。将所述校准图像保存为未压缩的TIFF格式文件。抬起盖子并移除直尺。获得校准图像之后，在相同扫描条件下扫描所有试样并基于同一个校准文件进行测量。接着，将开孔试样放置到扫描器床的中心，放平，其中试样的向外表面面向扫描器的玻璃表面。固定试样的角部和边缘，使得其初始纵向和横向伸出部(如移除之前制品之上)复原。将试样取向成使得开孔试样层的纵向(MD)和横向(CD)与扫描仪的玻璃表面的侧面平行且垂直地对准，使得所得试样图像将具有从顶部至底部竖直延伸的MD。将黑色玻璃瓷砖放置在试样顶部，关闭盖子并获取整个试样的扫描图像。将试样图像保存为未压缩的TIFF格式文件。以类似的方式扫描并保存其余的四个平行测定。在分析之前，将所有试样图像裁剪至位于制品吸收芯上方的开孔区域内所含的最大矩形视场，并且重新保存文件。
有效孔面积百分比计算
在图像分析程序中打开校准图像文件，并且使用图像化直尺进行直线距离校准。在分析之前，该距离校准标度将应用于所有后续样本图像。在图像分析程序中打开样本图像并且设定距离标度。观察所述8位柱状图(0至255，一个二元值/GL)，并且识别定位于所述孔隙的暗像素峰和样本材料的较亮像素峰之间的最小群体的灰度级(GL)值。将图像的阈值设置为最小灰度级值，以生成二进制图像。在二进制图像中，孔看起来是黑的，其具有255的GL值，并且样本为白色，其具有0的GL值。
使用图像分析程序，分析离散孔区中的每个。测量并记录全部所述各个孔区域，精确至0.01mm2，包括沿所述图像边缘的部分孔。丢弃面积小于0.3mm2的任何孔(作为“非有效的”)。累加剩余的“有效”孔面积(包括完整孔和部分孔)，除以图像中所包括的总面积，并且乘以100。将该值记录为有效面积百分比，精确至0.01％。
以类似方式分析其余的四个试样图像。对于五个平行测定，计算并报告平均有效面积值％，精确至0.01％。
有效孔尺度测量
在图像分析程序中打开校准图像(包含所述直尺)文件。使用双三次内推法将初始图像的分辩率从6400dpi调整为640dpi(约25.2像素/mm)。使用所述图像化直尺进行直线距离校准。在分析之前，该距离校准标度将应用于所有后续样本图像。在图像分析程序中打开样本图像。使用双三次内推法将初始图像的分辩率从6400dpi调整为640dpi(约25.2像素/mm)。设定距离标度。观察所述8位柱状图(0至255，一个二元值/GL)，并且识别定位于所述孔隙的暗像素峰和样本材料的较亮像素峰之间的最小群体的灰度级(GL)值。将图像的阈值设置为最小灰度级值，以生成二进制图像。在二进制图像中，孔看起来是黑的，其具有255的GL值，并且样本为白色，其具有0的GL值。接着，对二进制图像进行两次形态操作。首先，闭合(扩张操作之后进行溶蚀操作，迭代＝1，像素计数＝1)，这移除孔洞内的杂散纤维。其次，打开(溶蚀操作之后进行扩张操作，迭代＝1，像素计数＝1)，这移除分离的黑色像素。在溶蚀步骤期间填充图像的边缘确保在操作期间保留黑色边界像素。最后，填充包封在黑色孔区内的任何残余的空隙。
使用图像分析程序，分析离散孔区中的每个。在分析期间，排除沿图像边缘的部分孔的测量，使得仅测量整个孔。测量并记录全部的单个孔面积、周长、费雷特(feret)直径(孔的长度)连同0度至180度的对应取向角度，并且使费雷特直径最小化(孔的宽度)。记录单个孔面积中的每个的测量值，精确至0.01mm2，周长和费雷特直径(长度和宽度)，精确至0.01mm，以及角度，精确至0.01度。丢弃面积小于0.3mm2的任何孔(作为“非有效的”)。记录其余“有效”孔的数目，除以图像的面积，并记录为孔密度值，精确至0.1个孔/cm2。与MD(所述图像中的垂线)对齐的孔的取向角将具有90度的角度。带有正斜率(从左至右增大)的孔将具有介于零和90度之间的角度。带有负斜率(从左至右减小)的孔将具有介于90和180度之间的角度。通过从初始取向角度中减去90度并获取其绝对值来使用单个孔角度计算绝对孔角度。除了这些测量结果之外，通过用孔长度除以其宽度来计算每个单独的孔的纵横比的值。对于其余四个重复图像中的每一个，重复该分析。使用从平行测定记录的所有孔值来计算并记录以下项中每者的统计平均值和标准偏差：有效孔尺度(面积、周长、长度、宽度和角度)测量值、绝对孔径角测量值和纵横比测量值。通过将标准偏差除以所述平均值并乘以100来计算并记录有效孔尺度、绝对孔径角和纵横比测量值中每者的相对标准偏差(RSD)百分比。
孔间距离测量
平均值、标准偏差、中值、和孔之间的最大距离可通过进一步分析针对孔尺度测量值分析的所述二元图像来测量。首先，在所述形态学操作之后获得所述重新设定尺寸的二元图像的副本，并且使用图像分析程序来进行沃罗诺伊操作。这生成由像素线界定的单元的图像，所述像素线具有至所述两个最近图案孔的相等距离，其中所述像素值为出自所述二元图像的欧几里德距离图(EDM)的输出。当二进制图像中的每个孔间像素用等于距最近图案孔的像素距离的值替换时，产生EDM。接着，移除背景零从而能够进行距离值的统计分析。这通过使用图像计算器由本身划分Voronoi单元图像以产生32位浮点图像来实现，其中所有单元线具有为一的值，并且将图像的其余部分识别为非数字(NaN)。最后，使用图像计算器，将该图像乘以初始Voronoi单元图像以产生32位浮点图像，其中沿单元线的距离值保留，并且全部零值用NaN替换。接着，通过如下方式将像素距离值转化为实际孔间距离：将所述图像中的值乘以所述图像的像素分辩率(约0.04mm/像素)，然后将所述图像乘以2，因为所述值表示孔之间的中点距离。测量并记录所述图像的平均值、标准偏差、中值和最大孔间距离，精确至0.01mm。针对所有平行测定图像重复该规程。通过用标准偏差除以平均值并乘以100来计算孔间距离的相对标准偏差％(RSD)。
本文所公开的量纲和值不应理解为严格限于所引用的精确数值。相反，除非另外指明，否则每个此类量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。
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