防撕裂多孔可延伸网片 本发明涉及一种多孔的可延伸的聚合网片。特别是，本发明涉及宏观膨胀的三维多孔聚合网片。
在一次性吸湿用品的领域中，采用弹性元件构成诸如一次性尿布，卫生巾，失禁短裤，绷带，伤员的衣物等的吸湿物品，以提高这些物品的尺寸范围，运动舒适性和保持贴合性已为本领域所公知。另外，特别是在那些需要在潮热条件下穿戴的产品，最好在那些对皮肤的过渡封闭可能造成皮肤过敏和皮疹的物品的所有表面上提供足够地孔隙也以为人公知的。由于很多一次性吸湿用品的特性，因封闭处在物品的弹性部分和穿戴者的皮肤之间的湿气和其它身体排出物而产生对皮肤的刺激的可能性很大。一次性物品的弹性部分特别易于引起皮肤刺激，因为它们为了使穿戴者的身体感觉更舒适，就更容易封闭皮肤区域，而且通常封闭很长一段时间。本领域中已公知各种用于为聚合薄膜赋予弹性的方法，在本领域中还公知各种为聚合薄膜增加孔隙率的方法，但是仍然存在一种需要，即需要一种同时能够提供足够弹性和孔隙率的聚合薄膜或网片，例如适于在衣物中，特别是在一次性衣物中的可靠地长时间使用。
带有弹性腿箍或弹性腰带以提供更舒适的贴合，同时提供更好的泄漏控制的一次性尿布和其它吸湿用品已为本领域所公知。通常，弹性是通过在尿布的一个部分上形成理想的抽紧和聚拢的聚合材料的热处理而完成的。这种热处理的方法在1987年7月21日授予Reising等人的美国专利No.4,681,580中公开，该文献在这里被引作参考。
一种用于顺序拉伸“零变形”的拉伸叠层网片以赋予其弹性的改进方法在与1992年9月1日授予Weber等人的美国专利No.5,143,679中公开，该文献在这里被引作参考。Weber的’679专利教导使用由至少两个片层构成的拉伸叠层材料，其中一层是可拉伸的和弹性的，而第二层是可延长的，但不必是弹性的。这两个片层沿其共同延伸表面的至少一部分断续地或者大致连续地彼此固定在一起，同时处于基本为拉伸的(“零变形”)状态。Weber’679还公开了一种用于在增量拉伸处理过程中顺序拉伸网片的“零变形”拉伸叠层的方法和装置，以在拉伸方向上赋予弹性，且在处理中并不撕裂叠层网片。进一步的改进在1992年10月20日授予Buell等人的美国专利No.5,167,793和在1992年10月20日授予Weber等人的美国专利No.5,156,897中公开，这些文献在这里被引作参考。
弹性聚合网片还可由本领域中公知的弹性材料制造，可以是诸如在1996年3月26日授予Krueger等人的美国专利No.5,501,679中公开的聚合材料叠层。这种类型的叠层通常通过弹性材料和非弹性皮肤层的共挤工艺制备，随后拉伸叠层超过皮肤层的弹性极限，然后使叠层复原。上述弹性网片或薄膜通常用在衣物的身体固紧部分上，诸如腰带部分和腿箍，但通常不够多孔，从而不能在长时间使用中避免对皮肤的刺激。
一些赋予弹性平面聚合薄膜孔隙的方法已经为本领域所公知，诸如模具冲压，开沟和热销熔融开孔。但是，当将上述技术使用于热塑弹性薄膜时，增加的孔隙率会伴随着弹性可靠性程度的下降。例如，在平面薄膜中有圆形开孔的情况下，已知对于一个施加的应力S1，则存在一个绕开孔正交于施加应力的局部应力S2。该局部应力S2大于S1，其模接近施加应力S1的三倍。对于非圆的开孔，则应力集中就更大了。结果，开孔变成位于其边缘上的撕裂初始点的起源，因为材料的边缘形成了施加应力平面中的开孔的边缘。对于普通的热塑弹性薄膜，这种开孔促进会撕裂初始，而该撕裂初始会在一段时间内传播，导致薄膜的破损失效。当使用在一次性吸湿用品的弹性部分中时，这种破损造成重要弹性特征的损失，包括在吸湿用品的使用中舒适性和适配性的损失等。
现有的网片结构中能够提供足够的孔隙率而可以优选作为一次性吸湿用品的朝向穿戴者表面的结构具有两个基本类型，即固有的可透流体结构，如纤维无纺布；和不透流体的材料，诸如聚合网片，通过开孔而被提供了一定程度的可透流体特性，以允许流体和湿气流动穿过该网片。而没有一种具有弹性特征，结果这两种材料一般用于吸湿物品中要求可透流体但不要求弹性的区域中，诸如月经垫的身体接触层。
在1975年12月30日授予Thompson的共同转让的美国专利No.3,929,135中建议一种用于吸湿用品的合适的身体接触多孔聚合网片，该文献在这里被引作参考。Thompson教导了一种宏观膨胀的三维顶片，由不透液体的聚合材料构成。但是，聚合材料被加工成具有锥形毛细管，该毛细管具有在顶片平面内的基底开口，和与在一次性吸湿绷带中采用的吸湿垫直接接触的锥顶开口。由Thompson教导的聚合材料一般不是弹性的，但是Thompson依靠加热模制单层薄膜的非弹性特性来产生理想的三维结构。
用作一次性吸湿用品中的身体接触表面的另外一种材料在与1982年8月3日授予Radel等人的共同转让的美国专利No.4,342,314中公开，该文献在这里被引作参考。Radel等人的专利公开了一种改进的宏观膨胀的三维塑料网片，包括毛细网络的规则连续体，该毛细网络从网片的一个表面开始延伸并在网片的相对表面以开孔的形式终止。在优选实施例中，毛细网络在流体传输的方向上尺寸减小。
在前述共同转让的Thompson和Radel等人的专利中描述的宏观膨胀的三维塑料网片类型由于通过开孔提供的孔隙率，而在允许足量液体透过方面获得了成功。但是，由于材料的限制，这种网片一般不具有足够的弹性而使生成的网片具有显著的弹性特征。该缺点限制了这种网片在吸湿用品的弹性部分中使用。
因此，需要提供一种开孔的弹性薄膜，通过设计使网片上施加应力的影响与开孔的边缘不发生关系，由此阻止并避免撕裂初始的发生。
更具体说，在特别优选的实施例中，需要提供一种宏观膨胀的三维开孔弹性网片，在被受到高达400％或甚至更高的应变后，能够大致恢复其三维形状。
在优选实施例中，本发明提供一种宏观膨胀三维弹性网片，适于用作诸如绷带，尿布和套穿式尿布训练裤的一次性吸湿用品的弹性部分。在优选实施例中，网片具有连续的第一表面和远离第一表面的不连续的第二表面。本发明的弹性网片最好包括至少具有两层聚合层的成形薄膜，这些层中的至少一层是弹性体，至少一层是基本上无弹性的皮肤层。在优选的实施例中，弹性网片在网片的第一表面中具有多个第一开孔，该第一开孔通过互联元件的连续网络限定在第一表面的平面中。每个互联元件沿其长度具有向上内凹的截面形状。在优选实施例中，各互联元件沿长度的一部分呈大致V形截面，该截面包括在网片的第一表面平面中的基底部分，和与基底部分的每个边缘连接并与其它侧壁部分互联的侧壁部分。互联的侧壁部分大致在网片的第二表面的方向上延伸，并且在网片的第一和第二表面之间彼此互联。互联的侧壁基本上彼此同时地终止，以在网片的第二表面的平面中形成第二开孔。
另外还公开了一种制造根据本发明的弹性网片的方法，包括提供多层弹性薄膜，将薄膜支承在成形结构上，横跨多层薄膜的厚度施加流体压力差。流体压力差足够大，以使多层薄膜与成形结构贴合，并且至少在成形薄膜的一部分上破裂。
当用作吸湿用品中的可延展的多孔元件时，本发明的弹性层允许互联元件在第一表面的平面中拉伸。网片的三维特性使得第二表面平面中的第二开孔与第一表面的平面相远离，一开始就将网片应力从第二开孔的边缘上的撕裂初始点移开。初始网片应变造成互联元件的基底在第一表面中经历变形。随着应变的增加，位于第一和第二表面之间的互联元件侧壁部分经历变形，其开始靠近第一表面的平面。最后，在足够的网片应变下，第二表面的平面接近第一表面的平面，第二开孔的边缘也将同样经历网片应变。
因此，网片的三维特性使得在第一表面的平面中的互联元件的应变与第二表面中的第二开孔上的应变不发生关系，并由此不受在撕裂初始点上的应变产生的应力的影响。这种网片的应变产生应力与在第二开孔处的应变产生应力的不发生关系或者互不影响，通过允许使网片反复并维持应变高达400％甚至更高的状态而不因在开孔处的撕裂初始而损坏，而显著增加了网片的可靠性。
尽管说明书以特别指明并明确保护了本发明主题的权利要求书为结尾，但是相信通过下述结合附图的描述，将使本发明得到更好的理解，相同的元件使用相同的附图标记。附图中：
图1是在共同转让的美国专利No.4,342,314中公开的现有技术聚合网片的局部切断的放大透视图；
图2是本发明的优选弹性网片的局部切断的放大透视图，其具有两层聚合薄膜，其中至少有一层是弹性的；
图3是图2中示出的网片类型的进一步放大的局部视图，但是对本发明的备选弹性网片的网片结构进行了详细描述；
图4是本发明的包括设置在两层皮肤层之间的弹性层的弹性网片的优选多层薄膜的放大剖视图；
图5是在本发明的备选弹性网片的第一表面平面的投影出开孔形状的平面视图；
图6是沿图5的6-6线截取的互联元件的放大剖面图；
图7是沿图5的6-6线截取的互联元件的另一放大剖面图；
图8A-8C是本发明弹性网片处于不同拉伸状态的开孔的示意性剖面图；
图9是放大的光学显微照相，示出了具有约1mm2的开孔的规则图案的本发明的弹性网片的第一表面；
图10是放大的电子扫描微观显微照相，示出了图9中弹性网片的未拉伸状态下第二表面；
图11是放大的电子扫描微观显微照相，示出了图9中弹性网片的拉伸到约100％应变的第二表面；
图12是本发明的弹性网片开孔的放大电子扫描微观显微照相，示出了在延伸和恢复后生成的皱褶；
图13是包括本发明的弹性网片的一次性衣物的局部切开视图；
图14是用于一次性衣物的侧片的优选实施例局部切开的简化视图；
图15是用于加工图2所示网片结构的叠层结构的局部剖开的简化透视图；
图16是管形件的透视图，该管形件是通过将图15中的平面叠层结构卷成具有理想半径的曲面，并将其自由端彼此连接在一起而形成的；
图17是优选方法和装置的简化示意图，用于根据本发明对弹性薄膜进行下凹和冲孔；
图18是本发明另一备选弹性网片的局部切开的放大透视图；
图19是沿19-19线截取的图18中网片的放大剖面图。
图1是现有技术的宏观膨胀的三维、纤维状、可透过流体的聚合网片40的局部切断的放大透视图，该聚合网片40特别适合用作诸如尿布和卫生巾等一次性吸湿用品中的顶片。现有技术的网片大致与在1982年8月3日授予Radel等人的美国专利No.4,342,314中所教导的大致相同，该篇文献在这里被引作参考。可透流体网片40表现出大量开孔，例如开孔41，这些开孔由许多互联的纤维状元件形成，例如在网片的第一表面50中彼此互联的纤维状元件42，43，44，45和46。每个纤维状元件包括基底部分，例如位于第一表面50的平面52中的基底部51。每个基底部包括侧壁部，例如固定在基底部的每个边缘上的侧壁部53。侧壁部大致在网片的第二表面55的方向上延伸。纤维状元件的相交的侧壁部在网片的第一和第二表面之间彼此互联，并且彼此大致同时在第二表面55的平面56中终止。
在优选实施例中，基底部51包括大致与于1984年7月31日授予Ahr等人的美国专利No.4,463,045中所教导的相一致的表面变形体58的微观图案，该文献在这里被引作参考。当有入射的光线照射时，表面变形体58的微观图案提供了一个基本上不光滑的可视表面。
在备选实施例中，现有网片在第一表面50中包括许多更细小的毛细网络(未示出)，正如与1987年1月20日授予Ouellette等人的美国专利No.4,637,819中所教导的，该文献在这里被引作参考。据信，由细小的液体处理毛细网络提供的附加孔隙可以使本发明的网片在用作一次性吸湿用品的可延伸多孔部分中表现的更为出色。
在这里，“互联元件”一词是指弹性网片的一些或所有元件，其中的一部分通过连续的网络起到提供第一开孔的作用。代表性的互联元件包括但不限于前面提到的授予Radel等人的’314专利和在1996年5月7日授予Goodman，Jr等人的美国专利No.5,514,105中的纤维状元件，该些文献在这里被引作参考。从下面的描述和附图可以清晰地看到，互联元件本来就是连续的，在互相毗邻的过渡部分，具有彼此混合在一起的邻接互联元件。
参照图1可以对独立的互联元件进行较好的描述，弹性网片的这些部分设置在任何两个相连的第一开孔之间，从第一表面50初始并延伸到第二表面55。在网片的第一表面上互联元件总体上形成连续的网络或称图案，互联元件的连续网络限定了第一开孔，在网片的第二表面上互联元件的互联侧壁总体上形成第二开孔的非连续图案。
在这里，“连续”一词在用于描述弹性网片的第一表面时，是指第一表面不被中断的特征，通常是在第一表面的平面上。由此，从第一表面的平面中的任一点不经离开第一表面就可以到达第一表面上的任何其它点。类似地，在这里所用的“非连续”一词在用于描述弹性网片的第二表面上，是指第二表面被中断的特性，通常是在第二表面的平面上。由此，从第二表面的平面中的任一点非经离开第二表面就不能到达第二表面上的任何其它点。
通常，这里所用的“宏观”一词用于描述那些在观察者的眼睛和网片平面之间的距离为约12英寸时用人眼能很容易看到的结构特征和元件。相反，“微观”一词用于描述那些在观察者的眼睛和网片平面之间的距离为约12英寸时人眼不能很容易看到的结构特征和元件。
在这里，“宏观膨胀”一词在用于描述三维弹性网片、带和薄膜时，是指这样的三维弹性网片、带和薄膜，即被制成与三维成形结构的表面相一致，从而其上两个表面呈现出成形结构的三维图案。这种宏观膨胀的网片、带和薄膜一般通过压花(即当成形结构表现出主要凸出凸起组成的图案时)，或通过使其具有凹入图案(即当成形结构表现出主要由下凹毛细网络组成的图案时)，或者通过树脂熔融物在任何一种类型的成形结构的表面上的挤压等，使其与成形结构的表面相一致。
通过对比，“平面”一词当用于描述塑料网片、带和薄膜时，是指在宏观比例上用肉眼观察时网片、带和薄膜的总体一般状况。例如，并未表现出明显的离开薄膜平面的宏观变形的未开孔挤压薄膜或者开孔挤压薄膜通常被描述为平面的。由此，对于开孔的平面网片，在开孔处的材料边缘大致处于网片的平面中，使得在网片平面中施加的网片应力与开孔处的撕裂初始点直接相关联。
当被宏观膨胀时，本发明弹性网片的多层薄膜形成可以描述成凹槽式的三维互联元件。其两维的截面可以如在前述Radel等人的专利中提到的描述成“U形”，或更一般地如在前述Goodman，Jr等人的专利中公开的描述成“向上内凹的形状”。在这里使用的“向上内凹”一词描述相对于弹性网片的表面有关的凹槽式形状的取向，其中基底处于第一表面中，且基底的支腿部从基底在第二表面的方向上延伸，而凹槽的开口大致处于第二表面中。通常，如下文中参考图5的描述，对于垂直于第一表面的平面延伸穿过网片并与任意两个相邻的第一开孔相交的平面来说，位于其间的互联元件截取的截面表现出大致向上内凹的形状，即大致呈“U形”。
现有的宏观膨胀的三维可透流体聚合网片的一个缺点在于，尽管其具有优异的透气性和流体处理特性，但是弹性通常不是足够大，不能用于诸如腰带和腿箍等的一次性吸湿用品的高拉伸部分。那些在一次性吸湿用品的使用中确实表现出合适的延展特性的无开孔平面弹性聚合网片也同样具有缺点。具体说，这些无开孔平面弹性聚合网片对于用作吸湿性用品中的与身体接触的部分不具有足够的孔隙率。
对于为无孔平面弹性聚合网片增加更多的开孔的一些方法已经公知，例如模压，切槽，和热销熔融开孔。但是，当对热塑弹性薄膜采用上述任何一种方法时，对于孔隙率的增加通常会伴随在可靠的弹性性能方面的降低，一旦用传统方法进行穿孔，当有外力施加在网片上时，由于开孔处于施加应力的平面内，开孔的边缘就会成为撕裂初始点的起源。对于一般的热塑弹性薄膜，网片应力将在开孔处开始撕裂，并在一定时间内传播，导致薄膜的损坏失效。如果开孔形状是非圆形的，例如方形，三角形或其它多边形，则撕裂初始的潜在可能就会增加，因为在边与边相交的角位置有应力集中。
申请人已经发现，如果平面弹性网片被加工成根据前述Radel等人的专利’314中教导的宏观膨胀三维可透液体网片，则得到的三维弹性网片会表现出高孔隙率和高弹性，以及可靠性和高强度的优点。在本发明中，申请人通过使用包括由弹性层与至少一层皮肤层相结合构成的多层聚合网片，并将多层网片加工成宏观膨胀的三维构型，而实现了上述构想。
在这里，“弹性体”一词意味着包括能够被加工成薄膜层并表现出弹性特性的任何材料。“弹性”一词是描述材料这样的特性，即在被拉伸后，大致能恢复到原有形状，并且优选的是，在变形和放松之后，仅维持很小的永久形变。优选的是，当在无开孔平面条件下，弹性层本身在室温下能够进行50％至1200％的伸长。弹性体可以是纯的弹性体，也可以是带有弹性相或成分的混合物，在环境温度下，包括人体温度下，仍能够表现显著的弹性特征。
在这里，“皮肤层”是指任何半结晶的或非结晶聚合物构成的片层，该皮肤层的弹性小于弹性层。本发明的皮肤层最好很薄并且弹性低于弹性层，而在一些有限的情形下也可以大致是无弹性的。与本发明的弹性层相结合的皮肤层可以多于一层，这一层或这些层皮肤层会改变弹性层的弹性特性。如果采用多于一层的皮肤层，这些层可以具有相同或者不同的材料特性。无需用理论证明，据信皮肤层起到保持本发明的成形弹性网片的三维构型的作用。
图2是本发明的宏观膨胀的三维弹性网片实施例的局部切开的放大透视图，该网片用80表示。可透流体弹性网片80的几何构型大致类似于如图1所示的现有网片40，并大致与前述Radel等人的专利’314中的教导一致。其它的合适的成形薄膜构型在1975年12月30日授予Thompson的美国专利No.3,929,135；在1982年4月13日授予Mullane等人的美国专利No.4,324,246；在1991年4月9日授予Baird的美国专利No.5,006,394中有公开。上述每个专利所公开的内容在这里被引作参考。
本发明弹性网片80的优选实施例具有许多第一开孔，例如第一开孔71，其通过诸如彼此互联的元件91，92，93，94，95等互联元件的连续网络而形成在第一表面90的平面102中。在第一表面90的平面上投影出的第一开孔71的形状最好是多边形，例如方形，六边形等，形成有规则的或随机的图案。在优选实施例中，每个互联元件包括基底部，如位于平面102内的基底部81，每个基底部包括侧壁部，如固定在基底部的每个边缘上的侧壁部83。侧壁部83大致在网片的第二表面85的方向上延伸，并与相邻的互联元件的侧壁部相交。相交的侧壁部在网片的第一和第二表面中间彼此互联，并且彼此大致同时终止，以形成第二开孔，如在第二表面85的平面106中的第二开孔72。
图3是网片的进一步放大的局部视图，其类型与与图2所示网片80大致类似，但示出了根据本发明的另一网片结构。网片80的多层聚合成形薄膜120最好包括至少一层弹性层101，和至少一层皮肤层103。尽管图3示出了两层的实施例，其中皮肤层103靠近第一表面90，但相信成形薄膜120的分层规律是不受限制的。尽管目前优选的是如图3所示的聚合层大致同时在第二表面的平面中终止，但目前并不认为该设计是必须的，也即一层或多层可以朝向第二表面延伸并超过其它层。
在图4中示出了特别优选的网片80的多层聚合薄膜120，其中弹性层101设置在两层皮肤层103的中间。弹性层101最好包括由大致连续的无定形基体构成的热塑弹性体，整个基体中分散有玻璃质的或结晶区域，这些区域起到有效的物理交联的作用，并且在受到拉紧并随后放松时，能使得材料表现出弹性记忆。优选的弹性材料包括嵌段共聚物及其混合物，例如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯和其它的普通苯乙烯嵌段共聚物，这些材料可以从ShellCompany购得，商品名为“KRATON”。类似的，诸如聚乙烯和聚丙烯的密度低于约0.9g/cc的聚烯烃也同样具有所需的热塑特性和由此造成的弹性。优选的是，皮肤层包括任一种热塑聚合物，特别是诸如聚乙烯或聚丙烯的密度通常低于约0.9g/cc的能够热塑处理形成薄膜的聚烯烃聚合物。皮肤层应该对弹性层具有足够的粘接性，从而不管是在拉伸网片之前还是之后，都不会完全脱层。一种制造多层聚合薄膜120的优选方法是共挤。
图5是投射在本发明的备选弹性网片的第一表面的平面上的备选的第一开孔形状的平面图。尽管优选的是统一形状的重复图案，但诸如开孔71的第一开孔的形状可以是近似圆形、多边形或者是混合的，并且以有规则的图案排列或者以随机的图案排列。尽管未示出，应该理解的是，投影形状可以是椭圆形，泪滴形或任何其它的形状，就是说，本发明与开孔的形状无关。
互联元件本身是连续的，毗邻的互联元件在互相邻近的过渡区或过渡部彼此混合在一起，例如图5中示出的过渡部87。通常，过渡部可以由与任意三个邻近开孔相内切的最大的圆限定。应该理解的是，对于一定图案的开孔，过渡部的内切圆可以与多于三个的相邻开孔相切。为说明目的，互联元件可以被想象成大致在过渡部的中心初始或终结，例如互联元件97和98。类似的，互联元件的侧壁可以被描述成，在过渡部的内切圆与邻近开孔相切的切点的对应区域上与毗邻的互联元件的侧壁互联。
除去过渡区，横穿位于互联元件的初始和终结处之间的中心线的横截面最好具有大致统一的U形。但是，沿互联元件的整个长度的横截面并不要求统一，并且对于一定的开孔构型，沿其大部分长度都是不同的。例如，可以从图5的截面图可以看出，对于互联元件96，基底部81的宽度尺寸86沿互联元件的长度可以是变化的。具体说，在过渡区或过渡部87，互联元件与毗邻互联元件混合，在过渡区或过渡部中的横截面可以表现出大致非统一的U形，或者非可识别的U形。
不需用理论证明，当受到在图8A至8C的截面中和在照片9-11中示出的机械作用引发的应变产生的应力的作用时，相信本发明的网片是更可靠的(即更加耐严重损坏)。图8A示出了处于不受力条件下的网片80的第一表面90的平面102中的第一开孔71，和第二表面85的平面106中的第二开孔72，第二表面85与第一表面90的平面106远离。当网片80在由图8B中箭头所示的方向上被拉伸时，第一表面90被拉紧，同样第一开孔71也被拉紧成变形的构型。但是，第一开孔71的周边是由连续第一表面中的互联元件形成的。因此，开孔71不具有会破坏网片弹性可靠性的用于撕裂初始点的“边缘”第二开孔72的边缘，虽然是可能的撕裂初始点，但直到网片被拉伸到平面102不再远离第一表面90的平面106时，正如图8C所示，其才会受到明显的应变产生的应力。在平面102和106不再远离的那一点，网片80开始出现与平面、开孔的网片大致相同的特性。
确定未拉伸弹性网片的整体深度“D”(图8A)与薄膜厚度“T”(图8A)之比是很有意义的。D/T的值也可以称作拉出比，因为其与薄膜由于本发明的成形工艺而被拉出第一表面的量相对应。申请人认为，通常拉出比的增加可以通过将第二表面置于与第一表面更远的位置上而使抗撕裂性能增加。
无需用理论证明，当幅片80被拉紧或拉伸时，本发明的弹性层101允许互联元件的基底81在拉伸的连续第一表面90中形成连续网片。皮肤层帮助维持网片的三维特征，尽管施加了应力，还使得在连续第一表面90上的应变和由此造成的第一开孔71的变形至少部分地与不连续的第二表面不发生关系，由此减少在第二开孔72上的应变。因此，在网片的连续第一表面上的应变产生的应力不影响不连续第二表面上的在撕裂初始点的可能的应变产生的应力，至少直到第二开孔开始进入第一表面时为止。这种网片的应变产生的应力与第二开孔上的应变产生的应力不发生关系或互不影响，通过允许网片能重复地发生并且维持约400％或更高的应变而不发生由于开孔处的撕裂初始而造成损坏，从而提高网片的可靠性。
图9-11的照片可以说明图8A-8C中示意性地描述的机械作用。图9是光学照片，示出了本发明实施例的第一表面和第一开孔。在成形后的未延伸的构型下，图9中示出的网片的连续第一表面形成1mm2的第一开孔的规则图案，其中的第一开孔在各个侧边彼此隔开约1mm。图10和11是示出图9的网片实施例的不连续第二表面的扫描电子显微镜显微照相，其是以稍微不同的比例示出的。图10示出了在未拉伸状态下通常处于远离第一表面的平面中的弹性网片的第二表面。图11示出了在应变接近100％的状态下的网片的第二表面。如图11所示，第二开孔的边缘保持与第一表面的平面相远离。尽管第二开孔发生了一定的畸变，但边缘仍然处于基本上未受应力的状态。同样，还是应变产生的应力与在第二开孔上的应变产生的应力无关这一事实，显著增加了网片的可靠性。
平面的多层薄膜或纤维(具有弹性相对较低的皮肤层，被拉伸超过其弹性极限)的不同弹性行为已经公知，正如上文提到的授予Krueger等人的美国专利，以及在1994年12月27日授予Swenson等人的美国专利No.5,376,430和在1994年10月4日授予Muramoto等人的美国专利5,352,518所描述的。从现有技术可知，在超过皮肤层的弹性极限延伸之后，进行恢复时，由于造成皮肤层的表面积相对于弹性层增大，因此皮肤层会形成具有不规则峰和谷的微观纹理。
类似的，当本发明的网片是第一次被拉紧时，拉紧部分的皮肤层可以被强制拉伸超过其弹性极限。弹性层允许网片回到受其预应力的、宏观的三维构型，而被拉伸超过其弹性极限的皮肤层的部分，由于在非弹性应变中产生了过量的材料，因此不会回复到受预应力的构型。在延伸之后进行恢复时，皮肤层形成具有不规则峰和谷的微观纹理，更简单地说是形成横向延伸的凸凹不平的皱褶，正如图12的显微照相所示。该皱褶形成在大致成统一图案的互联元件上，大致垂直于拉伸方向，并且一般围绕第一开孔放射状地分布。皱褶可以被限制在网片的连续第一表面上，或者更一般地，可能在互联元件的整个表面上延伸，这取决于网片变形的程度。
无需用理论证明，至少因为两个原因而使横向延伸的皱褶有益于弹性网片。第一，皱褶为弹性网片赋予了整体上更为柔软的构造和感觉。第二，当用作一次性吸湿用品的身体接触网片时，相对于第一开孔呈放射状分布并向第二开孔延伸的皱褶可以促进更好的流体处理特性。
如图13所示，本发明的弹性网片的代表性的实施例被应用在尿布400形式的一次性吸湿用品中。在这里，“尿布”一词是指通常由婴儿和失禁者穿戴的通常穿在穿戴者下体部的衣物。但是，应该理解的是，本发明的弹性网片也可以应用在其它诸如失禁短裤，训练裤，卫生巾等的吸湿用品中。图13中示出的尿布400是简化的吸湿用品，代表被穿戴者穿戴之前的尿布。但是，应该理解的是，本发明并不限于图13所示的具体的类型和构型。在1992年9月29日授予Buell等人的美国专利No.5,151,092中教导了一尿布形式的一次性吸湿用品的特别优选的代表性的实施例，该文献在这里被引作参考。
图13是处于未收缩状态(即去除了所有弹性引入的收缩)的尿布400的透视图，其中结构的一些部分被切除以更为清晰地示出尿布400的构型。尿布400的与穿戴者接触的表面朝向观察者。如图13所示的尿布400最好包括可透液体的顶片404；于顶片404相结合的不透液体的顶片402；和设置在顶片404和底片402之间的吸湿芯406。另外，也可以包括其它的结构特征，例如弹性腿箍和用于将尿布固定在穿戴者身上的固紧件。
尽管顶片404，底片402和吸湿芯406可以公知的各种构型组合，但是优选的尿布构型是在1975年1月14日授予Buell等人的美国专利No.3,860,003中所描述的构型，该文献在这里被引作参考。其它的一次性尿布的优选构型在下列文献中公开，即在1989年2月28日授予Aziz等人的美国专利No.4,808,178；在1987年9月22日授予Lawson的美国专利No.4,695,278；在1989年3月27日授予Foreman的美国专利No.4,816,025，这些专利公开的内容在这里被引作参考。
图13示出了尿布400的代表性实施例，其中顶片404和底片402是共同延伸的，其长度和宽度尺寸大于吸湿芯406的这些尺寸。顶片404与底片接合，并叠放在其上，由此形成尿布400的外周。该外周限定了尿布400的外周边或边缘。外周边包括端部边401和纵向边403。
底片402的尺寸是由吸湿芯406的尺寸和实际尿布的设计选择决定的。在优选的实施例中，底片402具有修改的沙漏形，其环绕整个尿布外周边延伸超过吸湿芯的最小距离为约1.3厘米至2.5厘米(约0.5英寸至1.0英寸)。
顶片404和底片402可通过任何合适的方式接合在一起。在这里，“接合”包括将顶片404直接接合到底片402上的构型，和通过将底片404固定到随后即将固定于底片402上的中间元件上而将顶片404间接地接合到底片402上的构型。在优选实施例中，顶片404和底片402可以通过诸如粘接剂和本领域公知的其它固定件的一些固定件(未示出)在尿布周边彼此直接固结在一起。例如，粘接剂的均匀连续层，粘接剂加花层，或成组的分离的粘接剂线或点等，都可用于将底片404固定到底片402上。
端部边401形成了腰区，在优选实施例中其包括一对弹性侧片420，以延伸的构型从尿布400的端部边401延伸。在优选实施例中，弹性侧片420包括本发明的弹性网片。在特别优选的实施例中，当被用作弹性侧片时，本发明的网片被进一步地处理，通过采用本领域公知的方法(如粘接剂粘接)在其一侧或优选的是在其两侧粘接纤维无纺材料，以形成复合叠层，从而形成柔软，柔顺的弹性件。
适于在本发明的复合叠层中采用的纤维无纺材料包括合成纤维(如聚丙烯，聚酯，或聚乙烯)，天然纤维(诸如木，棉或人造丝)，或天然纤维和合成纤维的组合形成的无纺网片。合适的无纺材料可以通过各种工艺加工成形，诸如梳理，纺粘，水缠结和其它无纺领域中公知的类似方法。目前优选的纤维无纺材料是粗梳的聚丙烯，可以从Fiberweb of Simpsonville，S.C.购得。
纤维无纺材料可以通过本领域公知的各种粘接方法中任一种粘接到弹性网片上。合适的粘接方法包括诸如通过均匀连续的粘接剂层、粘接剂加花层、或成组的分离的粘接剂线、螺旋线或点的粘接剂粘接，或其它诸如热粘接，压力粘接，超声波粘接，动力机械粘接等的方法，或者其它任何合适的固定方法及这些本领域公知的固定方法的组合。代表性的粘接方法在1993年5月27日公开的发明人为Aziz等的名为“Absorbent Article Having aNonwoven and Apertured Film Coversheet”PCT国际申请WO93/09741中公开，该文献在这里被引作参考。
在粘接到纤维无纺材料上之后，由于粘接的无纺材料的弹性相对较小，复合网片弹性趋于减小。为了给无纺材料赋予更大的弹性，并恢复复合叠层的弹性，可以通过使用用于由增量拉伸而获得的弹性“零应变”叠层的方法或工艺而对复合网片进行处理，正如前述Buell等人的’092专利，以及前述Weber等人的’897，Buell等人的’793，和Weber等人的’679专利。获得的弹性化的“零应变”复合网片则具有柔软的，织物样的感觉，可以在吸湿性的衣物中作延伸状态的使用和舒适的贴合。
侧片420可以本领域公知的合适的方式接合到尿布上。例如，如图13所示，侧片420可通过诸如粘接剂或本领域公知的其它固定方式等的固定件(未示出)直接固结到底片402上。对于侧片420特别优选的构型如图14所示，该构型在共同转让的同时待审的由LaVon等人在1996年9月3日提出的美国专利申请S.N.08/707,346和在1993年11月19日提出的美国专利申请S.N.08/155,048，这些专利在这里被引作参考。
如图14所示，侧片420最好包括两个网片或条带421和422。条带421和422可以是两个独立的条带，或者也可以是通过将单个条带在引导边缘424处折弯并且以不平行的方式使得产生的两个条带彼此错开而形成。如果使用两个独立的条带，则它们可以使用合适的粘接剂彼此在引导边缘424处粘接到一起，并同时粘接到带片423上。侧片420可以任何合适的方式在粘接区425粘接到底片402上，正如在前述LaVon等人的’346专利申请中公开的那样。尽管这一对侧片没有必要是相同的，但是它们最好是彼此镜面对称的。
带固紧件，例如带片423，通常使用于至少一对弹性侧片420上，以便为将尿布固定在穿戴者身上而提供紧固件。带片紧固件可以是本领域公知的任何形式，例如在前述Buell的’092专利和在1974年11月19日授予Buell的美国专利No.3,848,594所公开的固紧带，这些文献在这里被引作参考。
本发明的其它弹性件(未示出)可以设置在尿布400的周边附近。弹性件最好沿着纵向边403布置，从而弹性件能够相对穿戴者的腿部拉紧尿布400并将其固定到位。另外，弹性件可以邻近尿布400的端部边401中的一边或或者两边设置，以在有腿箍的同时设置腰带，或者不设置腿箍而设置腰带。例如，合适的腰带在1985年5月7日授予Kievit等人的美国专利No.4,515,595中公开，该文献在这里被引作参考。另外，在1978年3月28日授予Buell的美国专利No.4,081,301中公开了一种适于生产具有弹性收缩弹性件的一次性尿布的方法和装置，该专利在这里被引作参考。
弹性件以弹性收缩状态固定到尿布400上，从而在一般的不受约束的构型下，弹性件有效地收缩或聚拢尿布400。弹性件可用至少两种方法以弹性收缩状态固定到尿布400上。例如，弹性件可以被拉伸，并固定到此时处于未收缩状态下的尿布400上。另外，尿布可以例如通过打褶而被收缩，且弹性件在处于松弛的或未拉伸的状态下被固定并连接到该尿布400上。弹性件可以沿尿布400的长度的一部分延伸。另外，弹性件可以在尿布400的整个长度上延伸，或者其它适合提供弹性收缩线的长度延伸。弹性件的长度由尿布设计决定。
弹性件可以是多种构型。例如，弹性件的宽度可以在约0.25mm(0.0125英寸)至25mm(1.0英寸)或者更大值之间变化。弹性件可包括弹性材料的单个线股，或者可包括弹性材料的几个平行或不平行的线股；或者弹性件可以是矩形的，或者曲线形的。另外，弹性件可以通过本领域公知的几种方法中的一种固结到尿布上。例如，弹性件可以通过使用各种粘接图案的超声波粘接，热和压力粘合到尿布400上，或者弹性件可以简单地胶粘到尿布400上。
如图13所示，吸湿芯406最好包括流体扩散件408。在如图13所示的特别优选的构型中，吸湿芯406最好还包括与流体扩散件408进行流体交换的并设置在流体扩散件408和顶片404之间的接收层或接收件410。接收层或接收件410可包括各种不同的材料，例如包括聚酯、聚丙烯或聚乙烯的合成纤维，由包括棉、纤维素纤维的天然纤维，这些纤维的混合物，或者任何等价材料或这些材料的组合所构成的织造网面或无纺网面。
在使用中，尿布400以下述方式穿到穿戴者身上，即通过将后腰带区定位在穿戴者的背部，并将尿布400在穿戴者腿部之间的其余部分拉出，从而使前腰带区横跨穿戴者的前部定位。随后，弹性侧片为了贴合和适配而进行必要的延伸，并且带片或其它固紧件则最好固定到尿布400的朝外的区域上。通过使侧片420采用本发明的弹性网片，尿布能够以例如透气、紧密、舒适的适配方式来适应不同身材儿童的穿戴。
尽管示出了作为包括本发明弹性网片的衣物的优选实施例的一次性尿布，但是本发明并不限于一次性尿布。其它的一次性衣物也可以在不同的部位采用本发明的弹性网片，以提供特别的贴合、适配和透气性。同样，甚至诸如内衣和游泳衣等耐用衣物，也可以从本发明的弹性网片的耐用、多孔、可延展特性中受益。
本发明的多层薄膜120可以在传统的共挤薄膜制造设备上采用用于制造多层薄膜的传统工艺制造。一般地，聚合物可以铸造或吹膜挤压方法熔融处理成薄膜，在由Allan A.Griff(Van Nostrand Reinhold-1976)编辑的“塑料挤压技术”第二版中有对这两种方法的相关描述，该文献在这里被引作参考。铸造薄膜通过线性槽模具挤压。一般地，平网片在巨大的运动抛光金属辊子上冷却。其快速冷却，并从第一辊子上剥下，经过一个或多个辅助辊子，随后经过一对涂有橡胶的拉辊或“牵引”辊，并最后到达缠绕器。
在吹膜挤压中，熔融物经薄的环形模具开孔向上挤压。该工艺也称为管形薄膜挤压。空气通过模具中心引入，以将管子吹胀而使其膨胀。由此形成一个活动的气泡，通过控制内部的空气压力而保持在一定的尺寸。薄膜管通过从一个或多个环绕管子的冷却环吹出的空气冷却。随后，由于经一对拉辊被拉到平面框架上，管子坍塌，并最终到达缠绕器。
共挤处理要求有多于一个的挤压器，和一个共挤进给箱或者是一个多歧管的模具系统，或者是这两者的结合，以获得多层薄膜结构。分别在1979年5月1日和1980年4月8日授予Cloeren的美国专利No.4,152,387和4,197,069(该文献在这里被引作参考)公开了共挤的进给箱原理。多个挤压器与进给箱相连接，该进给箱采用活动的流体分配器，以成比例地改变与经过所示流动通道的聚合物的体积直接对应的每个独立流动通道的几何形状。流动通道应这样设计，即在其汇合的一点，材料以相同的流速、压力消除界面应力和流动稳定性流到一起。一旦材料在进给箱中汇合，则它们就作为复合结构流入单一歧管的模具。在这种处理中，材料的熔融粘性和熔融温度不能相差过大是非常重要的。否则，在模具中造成的流动不稳定性，导致在多层薄膜中对层厚度分布的控制不良。
代替进给箱共挤的设备是多歧管的或多叶片模具，正如在前述美国专利No.4,152,387和4,197,069中，以及在1985年8月6日授予Cloeren的美国专利No.4,533,508中公开的，该文献在这里被引作参考。在进给箱系统中，熔融液流在模具体之外和在进入模具体之前就汇集在一起，而在多歧管或叶片的模具中，每个熔融液流在模具中具有其自己的歧管，在那里聚合物在其各自的歧管中独立地展开。这些熔融液流在每个模具出口附近彼此以整个宽度结合。活动叶片提供对每个流动通道的出口进行调节，其直接与流经出口的材料体积成比例，使得熔融物以相同的线性流速，压力和理想宽度流到一起。
由于聚合物的熔融流动特性和熔融温度变化很大，使用叶片模具具有一些优点。模具有助于热隔绝特征，在该基础之上那些熔融温度差别很大(例如高至175°F(80℃))的聚合物也能够一起处理。
在叶片模具中的每个歧管可以为具体的聚合物进行设计和修改。由此，每种聚合物的流动仅会受到歧管设计的影响，而不受其它聚合物引入的力的影响。该特征使得熔融粘性有很大差别的材料也能够共挤成多层聚合薄膜。另外，叶片模具还提供了对独立的歧管的宽度进行修改的能力，使得内部层能够完全被外部层包围，没有裸露的边缘。在前述专利中，还公开了进给箱系统和叶片模具结合使用以获得更为复杂的多层结构的技术。
本发明的多层结构可包括两层或更多层，这些层中的至少一层是弹性的。尽管一般是将一层弹性层结合到一层或两层皮肤层上，但可以设想也可以使用多层弹性层，每一层弹性层被结合到一层或两层皮肤层上。三层薄膜，正如图4所示的多层薄膜120，最好包括中心弹性层101，该层占薄膜的总厚度的约10至90％。外层皮肤层103通常(但非必须)是相同的，可占薄膜的总厚度约5至45％。系紧层(如果采用)则分别包括5至10％的薄膜总厚度。在三层薄膜中，芯层101具有相对的第一和第二侧面，在将施加的应力加在网片上之前，所述每个侧面被大致连续地结合到每个外皮肤层103的一侧上。
在多层弹性薄膜被共挤形成后，其最好被送到成形机构以进行开孔和冷却，由此产生本发明的宏观膨胀的三维开孔弹性网片。一般，通过采用真空方法将该薄膜拉过成形丝网或其它成形机构，并且使空气流或水流流过薄膜朝外设置的表面，从而完成对表面的成形。这种工艺在前述Radel等人的专利以及授予Lucas等人的美国专利No.4,154,240中公开，这些内容被引作参考。或者，如在共同转让的授予Curro等人的美国专利No.4,695,422中公开的，通过施加具有足够大力和质量流量的液流引起网片成形，来进行对三维弹性网片的加工，该文献在这里被引作参考。或者，该薄膜可以如在共同转让的授予Koger等人的美国专利No.4,552,709中描述的那样被成形加工，该文献在这里被引作参考。优选的是，正如在同是授予Mullane，Jr.的美国专利No.4,878,825和4,741,877中所教导的那样，弹性网片被均匀地宏观膨胀，并且采用通过静态支承件在流体压力差区域中支承成形结构的方法进行开孔加工。
尽管未示出，本发明的加工工艺(使用具有纺织长网支承结构的传统成形丝网)也可以加工出本发明范围内的网片。纺织长网成形丝网的关节将生产出在第一表面具有波纹图案的宏观膨胀的三维网片，该波纹与丝网的关节相对应。但是，波纹一般会保持在第一表面的平面内，远离第二表面的平面。互联元件的界面将保持向上内凹的形状，而互联元件的互联侧壁将在第二表面的平面中终止而形成第二开孔。
特别优选的成形结构包括光敏蚀刻叠层结构，图15示出了用于加工如图2所示类型的塑料网片的光敏蚀刻叠层结构的局部剖开的放大透视图。叠层结构30的结构基本上可根据前述Radel等人的专利中的教导构成，包括独立叠层31，32和33。将图3与图2中示出的弹性网片80的对比，可以看出弹性网片80的平面102中的第一开孔71与光敏蚀刻叠层结构30的最上部平面62上的开口61相对应。类似的，在弹性网片80的平面106中的开孔开口72与光敏蚀刻叠层结构30的最下部平面64中的开口63相对应。
位于最上部平面62中的光敏蚀刻叠层结构30的最上部表面可具有凸起48的微观图案，这并不脱离本发明的范围。这最好是通过下述方式完成的，即对平面光敏蚀刻叠层31的顶面侧施加一层与理想的微观表面凸起图案相对应的耐腐蚀涂层，随后开始第二次光敏腐蚀处理。第二次光敏蚀刻处理产生出具有凸起48的叠层31，其能够在限定五边形开孔(例如开孔41)的互联元件的最上部表面产生凸起48的微观图案。凸起的微观图案并不会将第一表面移出第一表面的平面。第一表面在宏观上观察的，而凸起是在微观上观察。在最上层采用这种凸起48的图案的叠层结构的构型在前述Ahr等人的专利中公开。
用于构成图2所示类型的叠层结构的处理方法在前述Radel等人的专利中已有公开。光敏蚀刻叠层结构最好通过传统技术被卷成管状成形件520，如图16所示，其相对的端部根据Radel等人的技术连接在一起从而产生无接缝的管状成形件520。
管状成形件520的最外部表面524用于加工与之贴紧的多层塑料网片，而管状成形件520的最内部表面522一般在成形操作中不接触塑料网片。在本发明的优选实施例中，在前述Lucas等人的专利中详细描述的加工方法中，管形件可以作为成形表面被采用在下凹/冲孔滚筒555上。所述专利中公开的特别优选类型的装置540在图17中被示意性地示出。该装置包括下凹/冲孔机构543，以及恒定张紧薄膜前进和卷绕机构545，如果需要，该机构与在1972年7月4日授予Riemersma的美国专利No.3,674,221中描述和示出的装置的对应部分结构相同，且功能作用也相同，该文献在这里被引作参考。为了更简明更清晰地公开和描述本发明，没有示出相对于装置540的功能元件的来说也必须要有的例如框架，轴承，支承件等元件，也未对其进行详细说明，而这些细节对于设计塑料薄膜转化机械领域中的一般技术人员来说是显而易见的。
简单说，如图17所示的装置540包括连续接收来自共挤器559的热塑薄膜带，并例如将其转变成下凹成形薄膜551的机构。薄膜550最好直接从共挤处理处供给，同时，仍然高于其热塑温度，以便在冷却之前进行真空成形。或者，薄膜550可以通过向薄膜的一个表面引入热空气射流而加热，同时邻近相对的表面施加真空。为了保持对表面550的足够控制，以便基本上消除薄膜的皱褶和宏观扩展，装置540包括用于在温度高于薄膜热塑温度的区域的上游和下游的薄膜中保持恒定的机械方向的张力的机构，但是在该区域中，机械方向和垂直机械方向上欲宏观扩展薄膜的张力基本为零。为了控制和平滑移动的热塑薄膜带，需要有张力；零张力区域是由薄膜在该区域中的温度足够高以实现薄膜的下凹和冲孔而造成的。
如图17所示，下凹和冲孔机构543包括具有封闭端580的可转动地安装的下凹冲孔圆筒555，非转动安装的三分真空歧管组件556和可选择的热空气射流机构(未示出)。三分真空歧管组件556包括三个歧管561，562和563。图17示出了动力转动的牵引/冷却辊566和软面辊(例如，低密度聚氯丁橡胶)567，其与冷却辊一起驱动。简单说，通过设置独立控制在三分真空歧管组件556中真空度的装置，从而使得环绕下凹冲孔滚筒555一部分的热塑薄膜带顺序受到由歧管561作用的第一级真空，由歧管562作用的第二级真空，由歧管563作用的第三级真空。正如下文所详细描述的，通过歧管561施加给薄膜的真空使得在薄膜中保持上游的张力，通过歧管562施加的真空实现了薄膜的冲孔，而通过歧管563施加的真空使得薄膜冷却到低于热塑温度，使得在其上建立下游张力。如果需要，下凹冲孔滚筒555的薄膜接触表面可以在到达真空歧管562之前通过本领域公知的方法(由此未示出)进行预热，以在下凹操作中有利于由阻碍流动聚合物构成的塑料薄膜的柔顺性。在冷却辊566和软面辊567之间的辊隙570按标称加载，因为高压将会熨平以前述方式在表面中形成的三维下凹。但是在辊缝570中的均匀的标称压力能帮助由歧管563施加的真空而将下游张力(辊子缠绕张力)从下凹冲孔滚筒555的下凹冲孔部分隔绝开来，以便将下凹的已冲孔的薄膜从下凹冲孔滚筒555上剥离。而且，在抽真空时，穿过薄膜进入歧管563的周围空气基本上将薄膜冷却到低于其热塑温度之下，而在图17中通过箭头573，574指示的冷却剂穿过冷却辊的流动使得装置能够处理更厚的薄膜或者在更高的速度下运作。
下凹和冲孔机构543包括转动安装的下凹冲孔滚筒555，用于在受控制的圆周速度下转动滚筒555的机构(未示出)，设置在下凹冲孔滚筒555内侧的不转动的三分真空歧管组件556，用于对构成三分真空歧管组件556的三个真空歧管561，562和563内施加可控制级别的真空的装置(未示出)，和可选择的热空气射流装置(未示出)。下凹冲孔滚筒555可以根据前述Lucas等人的专利教导的方法构成，但需要将其中公开的冲孔管成形表面替换成本发明的管形叠层成形表面。
总之，位于下凹冲孔滚筒555中的第一真空歧管561，和第三真空歧管563分别能够在移动的薄膜带中保持恒定的上游和下游张力，同时处于下凹冲孔滚筒555内侧的第二真空歧管562邻近的薄膜中间部分受到张力失效的加热，并被抽真空以实现薄膜的下凹和冲孔。
尽管公开的光敏蚀刻叠层结构的优选实施是在如前述共同转让的授予Lucas等人的专利中提出的真空薄膜成形操作中进行，但可以预见，本发明的光敏蚀刻叠层成形结构可以同样的优点被用于直接加工本发明的三维塑料结构。这种过程涉及将加热的流体塑料材料(通常为热塑树脂)直接施加到成形表面上，对加热流体塑料材料施加足够大的气压差，使得所述液体材料适应冲孔叠层成形表面的形状，令流体材料固化，此后将三维塑料结构从成形表面上移去。
尽管如图2所示的网片实施例代表本发明特别优选的实施例，但在本发明的网片机构中可以使用任何数目的互联元件，例如第二重，第三重等。这种结构的实例如图18所示，其中示出了互联元件向上内凹的截面的变型。如图18所示的开孔网络包括由多个诸如302，303，304和305的彼此相连的处于网片300的最上方平面中的第一重互联元件形成的一级开孔301，所述开孔还被处于中间平面314中的第二重互联元件313分割成较小的二级开孔310和311。一级开孔310被第三重互联元件320分别进一步划分成更小的二级开孔321和322，其处于网片300中更下方的平面325中。如图19所示，该图是沿图18中的线19-19截取的剖面图，平面314和325通常平行于最上方平面307和最下方平面330，并位于两平面之间。
在图17和18所示的网片实施例中，第一重和第二重互联元件还进一步连接到交叉的第三重互联元件上，例如第三重互联元件320，该元件沿其长度也具有向上内凹的截面形状。交叉的第一重，第二重和第三重互联元件彼此基本上同时在第二表面332的平面330上终止，以在网片第二表面332上形成多个开孔，例如开孔370，371和372。位于网片300的第一和第二表面之间的互联的第一重，第二重和第三重互联元件形成了连接每个一级开孔(例如在网片第一表面331中的开孔301)与多个二级开孔(例如开孔370，371和372)的封闭网络。
应该理解的是，在本发明网片中使用的向上内凹形状的互联元件沿其整个长度基本上是笔直的。或者，其也可以是曲线的，或者包括两个或更多的基本笔直的区段，或者沿其长度的任何部分在任何理想的方向上延伸。在这里，并不需要互联元件彼此相同。而且，前述形状可以任何需要的样式叠加，以制造任何需要的图案。不管最终选择的形状为何，被互联的互联元件沿其各长度而存在的向上内凹的截面形状可以为本发明的弹性网片赋予弹性，同时形成三维形状。
对于本领域的技术人员很明显的是，在不背离本发明的精神和范围的前提下，可以进行不同的改进和修改。例如，最终的目的是希望生产本发明的网片，其中网片的预定部分能够避免流体传输，因此在不引起网片在其第二表面上破裂的条件下实施下凹操作也是可行的。在1983年7月26日授予Bishop的共同转让的美国专利No.4,395,215和在1988年5月31日授予Bishop的共同转让的美国专利No.4,747,991(这些文献在这里被引作参考)中，完全公开了如何构成能够生产三维膨胀薄膜的管形成形结构，所述薄膜被均匀下凹，但仅在预定区域内开孔。
相信在这里进行的描述足以使本领域的一般技术人员以很多不同形式实施本发明。尽管如此，下文还举出了实施例实例和分析方法，目的在于说明本发明的特别优选的实施例的优异的弹性可靠性。
实例
制造出平面共挤多层薄膜并且通过上文公开的方法将其加工成本发明的如图9-11中的显微照相所示的弹性网片。如图4所示，共挤薄膜包括三层，其中弹性层包括苯乙烯的三嵌段聚合物，而皮肤层包括聚烯烃的材料。在加工成三维弹性网片之前，薄膜的总体厚度接近0.09mm(3.5mil)，其中弹性层的厚度约占总厚度的75％-90％。尽管很难精确地测量，三维弹性网片从第一表面到第二表面的厚度为1mm数量级，拉伸率接近10∶1。在成形后未延伸的构型中，连续第一表面通常形成1mm2的可透流体开孔矩形图案，这些开孔在各侧边隔开约1mm。第二开孔稍微小于第一开孔，其为弹性网片提供的打开的开孔面积约占12-16％。
本发明示例性的弹性网片表现出可靠的弹性特性，对网片重复地施加或使网片保持在约400％甚至更大的应变，都不会显著影响网片的弹性特性和孔隙率。通常，在第一次延伸中，网片表现出较高的模量，因为皮肤层进行了非弹性变形。在此之后，相信在互联元件上在非弹性皮肤层变形的区域中形成微观皱褶，该皱褶使得网片模量降低并大致恒定。
在刻划示例性弹性网片的理想的弹性特性的特别优选的方法中，通过下面的分析方法进行的切口拉伸实验用于确定破裂作功(work to rupture)特性。破裂作功基本上是在应变从零应变到破裂时产生的应力-应变曲线之下的面积，该量在理解示例性弹性网片的切口敏感度以及因切口在延伸时的传播造成的破损时特别有用。本发明示例性弹性网片样品需要的破裂作功大于约40Kg-mm。举例来说，当对用于加工示例性三维网片的未开孔平面共挤薄膜的样品用相同的分析方法进行测试时，其要求的破裂作功仅约为8Kg-mm。
分析方法
下面是一种适于确定根据本发明的多孔弹性网片的性能的具有代表性的分析方法。
切口拉伸实验
该实验方法基于ASTMD882-83，可测量有切口的开孔薄膜或网片的破裂作功特性。本方法的使用范围很宽，包括聚合薄膜，网片和复合结构。
硬件部分
电子拉伸测试仪：需要具有被标定通用的拉伸加长的恒定率和数据采集能力的拉伸测试仪。测试仪必须装备有合适的载荷传感器，以在载荷传感器的25％至75％的测试能力中测量拉伸载荷并促进数据采集。测试仪必须装备有为网片测试设计的夹持爪，从而使得实验中的网片破损发生在网片中，而非发生在夹持点上。合适的设备在本领域中是公知的，即可从InstronEngineering Corp.Canton MA，或者SINTECH-MTS Systems Corp.EdenPrairie，MN购得。
软件部分
破裂作功计算：可以使用计算破裂作功的软件。该软件计算从拉伸测试仪输出的应力/应变曲线之下的面积，可以本领域公知的不同方法完成。例如，通过在由拉伸测试仪产生的应力/应变曲线上积分而计算破裂作功的值。或者，破裂作功可以本领域中公知的任何方法人工计算，以得出几何曲线下的面积。
仪器准备和测试样品
十字头速度：20英寸/分钟
测量长度：网片材料的样品制备成1英寸宽的窄条，测量长度为2英寸。
切口：用一个新剃刀刀片在测试长度的中央附近形成横跨各开孔的1.5英寸长的横向切槽，从而对每个样品进行切口。
过程
进行切口的样品被插入到已标定的测试仪的夹持爪中，并被加载，以消除样品中的任何松弛。被切口的样品被拉伸直至损坏，同时数据记录装置记录应力/应变数据，并且完成对破裂作功的计算。