專利名稱：具有良好吸收性能和芯吸效應(yīng)的吸收劑的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及保留材料(retention material)，其主要用于個(gè)人護(hù)理制品，如尿布、訓(xùn)練褲、泳裝、吸收內(nèi)褲、成人失禁用制品及婦女衛(wèi)生制品。此材料也可用于其它用途，如繃帶及傷口包扎用品、護(hù)理襯墊及獸醫(yī)用制品。
個(gè)人護(hù)理制品通常裝有某種可吸收體液的吸收劑物質(zhì)。這種吸收劑材料或吸收劑芯一般是由多層或多種材料構(gòu)成，并可包括不同比例的天然纖維、合成纖維及超吸收劑顆粒。當(dāng)體液如尿沉積進(jìn)入個(gè)人護(hù)理制品中如尿布中時(shí)，其穿過(guò)最上幾層，這些層通常是靠近身體的襯里層和一般被設(shè)計(jì)成能使體液暫時(shí)保留的“浪涌”層。在穿過(guò)這些上層之后，尿液進(jìn)入制品的吸收劑芯部分。此吸收劑芯能持久地留住體液。對(duì)于有超吸收劑顆粒的吸收劑芯，可以吸收體液達(dá)到特定吸收劑的極限。
超吸收劑的吸收能力受到對(duì)體系所施加的物理約束的限制。如果超吸收劑受限制而在接觸液體后不能溶脹，則吸收液體的體積會(huì)受限制。如果超吸收劑可溶脹而不能任意擴(kuò)展，則超吸收劑顆粒間的孔隙會(huì)受到壓縮且尺寸減小。孔隙尺寸過(guò)分減少，會(huì)出現(xiàn)被稱為“凝膠阻塞”的現(xiàn)象，其中由于超吸收劑在體液入口區(qū)的膨脹，阻止了液體進(jìn)一步進(jìn)入，而且也會(huì)終止超吸收劑層內(nèi)液體的芯吸。這甚至可能造成吸收劑芯的其它區(qū)域未被流體濕潤(rùn)，顯然這是對(duì)超吸收劑的浪費(fèi)，而且效率低下。另一方面，如果允許超吸收劑無(wú)限制地溶脹，則孔隙尺寸會(huì)變得太大而不能芯吸液體達(dá)到某一高度，最終堵塞液體入口。因此，最好使超吸收劑按可控方式且在可控程度上溶脹，因此保持孔隙的完整性并持續(xù)進(jìn)行芯吸，并且因此保持任何芯吸材料與超吸收劑之間的接觸以及超吸收劑顆粒之間的接觸。
因此，對(duì)有良好的液體吸入和分布特性但是能在超吸收劑層內(nèi)持續(xù)進(jìn)行充分芯吸并因此利用更多的吸收劑的吸收劑芯體系存在需求。這種體系應(yīng)能在很大程度上保持孔隙的完整性和適宜的孔徑分布，因此可以繼續(xù)吸收液體而與吸收劑芯上層部分的潤(rùn)濕無(wú)關(guān)。
發(fā)明概述針對(duì)所述困難和現(xiàn)有技術(shù)遇到的問(wèn)題，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)一種新的用于個(gè)人護(hù)理制品的吸收劑芯體系，其中含超吸收劑層位于兩層之間。第一層是可伸長(zhǎng)的外層，第二層在第一層的背面。兩層中至少一層是可滲透液體的。可以將這些層按某種圖案粘結(jié)在一起。兩個(gè)面層可以是可伸長(zhǎng)和/或有彈性的，可以根據(jù)所用層材料控制其拉伸方向。
還可以存在單獨(dú)的芯吸層。
“定義”“一次性的”指一次使用后拋棄而無(wú)意加以洗滌和重復(fù)使用的。
“液體傳輸”指液體能從一層傳遞至另一層，或從層內(nèi)一個(gè)位置傳遞到另一位置。
“親水的”描述與纖維接觸的水溶液所潤(rùn)濕的纖維或纖維表面。因此，材料潤(rùn)濕度可用液體與所涉及材料的接觸角和表面張力來(lái)描述。采用Cahn SFA-222表面力分析儀系統(tǒng)或基本等效的系統(tǒng)，可以提供適于測(cè)定具體纖維材料潤(rùn)濕度的設(shè)備與方法。在用這種系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)定時(shí)，接觸角小于90°的纖維被認(rèn)為是“可潤(rùn)濕的”或親水的，而接觸角等于或大于90°的纖維被認(rèn)為是“不可潤(rùn)濕的”或疏水的。
這里所用術(shù)語(yǔ)“無(wú)紡織物或纖網(wǎng)”指的是具有其間插入若干單根纖維或紗線結(jié)構(gòu)的纖網(wǎng)，但是與在針織品中的方式不同。通過(guò)諸如熔吹法，紡粘法和粘結(jié)梳理纖網(wǎng)法的許多方法已形成無(wú)紡織品或纖網(wǎng)。無(wú)紡織品的基重通常以每平方碼的盎司(osy)或每平方米的克(gsm)數(shù)來(lái)表示，有效纖維直徑通常以微米表示。(注意osy乘以33.91，即可將osy轉(zhuǎn)化為gsm)。
“紡粘纖維”指的是通過(guò)從噴絲頭的多個(gè)細(xì)孔以單絲形式擠出熔融熱塑性材料而形成的小直徑纖維。這種方法是例如在Appel等人的US4,340,563及Matsuki等人的US 3,802,817專利中所公開(kāi)的。這些纖維也可具有諸如Hogle等人在US 5,277,976中所述非常規(guī)形狀纖維的那些形狀。
“粘結(jié)梳理纖網(wǎng)”指的是由輸送通過(guò)梳毛或梳理單元的人造短纖維制成的纖網(wǎng)，這些單元使人造纖維沿縱向分開(kāi)并排列，形成一般沿縱向取向的纖維無(wú)紡纖網(wǎng)。這種材料可通過(guò)包括點(diǎn)粘結(jié)、通風(fēng)粘結(jié)、超聲波粘結(jié)、粘合劑粘結(jié)等的方法粘結(jié)在一起。
“氣流成網(wǎng)”是一種眾所周知的可以形成纖維無(wú)紡層的方法。在這種氣流成網(wǎng)方法中，通常借助抽真空，典型長(zhǎng)度為約3-52毫米的小纖維束被分開(kāi)并夾帶在氣源中，然后沉積在成型網(wǎng)上。接著例如使用熱風(fēng)或噴涂粘合劑，使這些隨機(jī)沉積的纖維彼此粘結(jié)一起。例如Laursen等人在US 4,640,810專利中介紹過(guò)氣流成網(wǎng)。
已知各種用于粘結(jié)無(wú)紡纖網(wǎng)的方法。這些方法包括通風(fēng)粘結(jié)，縫編、超聲波粘結(jié)、點(diǎn)粘結(jié)及圖案(或點(diǎn))非粘結(jié)法。在Strack等人的US4,891,957、Bornslaeger的US 4,374,888、Hansen和Pennings的US 3,855,046及Stokes等人的US 5,858,515專利中可以見(jiàn)到這些粘結(jié)法的實(shí)例。
這里所用術(shù)語(yǔ)“復(fù)合彈性材料”指的是彈性材料，其可以是多組分材料或其中至少一層是有彈性的多層材料。這些材料可以是例如“頸縮粘結(jié)”層合物、“拉伸粘結(jié)”層合物、“頸縮拉伸粘結(jié)”層合物及“零應(yīng)變拉伸”層合物。
“頸縮粘結(jié)”指的是其中彈性部件被粘結(jié)至非彈性部件上，并且只有非彈性部件被拉伸或頸縮，以減小其在與拉伸方向垂直方向上的尺寸的方法?！邦i縮粘結(jié)層合物”指的是一種按照頸縮粘結(jié)法制備的復(fù)合彈性材料，即這些層只有在非彈性層處于被伸長(zhǎng)條件時(shí)才連接在一起。這些層合物通常具有交叉方向的伸長(zhǎng)特性。頸縮粘結(jié)層合物的實(shí)例為諸如在Morman的US 5,226,992、4,981,747、4,965,122及5,336,545和Haffner等人的US 5,514,470專利中所述的那些。
通常，“拉伸粘結(jié)”指的是一種其中彈性部件與另一部件粘合在一起而只將彈性部件拉伸至少約其松弛長(zhǎng)度的25％的方法?！袄煺辰Y(jié)層合物”指的是一種按照拉伸粘結(jié)法制成的復(fù)合彈性材料，即這些層在只有彈性層處于伸長(zhǎng)狀態(tài)時(shí)被結(jié)合在一起，從而在這些層松弛后使非彈性層起皺。這些層合物通常具有縱向拉伸特性，并且可以拉伸到非彈性材料在彈性材料可以伸長(zhǎng)的粘合位置之間起皺的程度。例如，Vander Wielen等人的US 4,720,415專利公開(kāi)了一種拉伸粘結(jié)層合物，其中使用了由多排擠壓機(jī)生產(chǎn)的多層相同的聚合物。在Kieffer等人的US 4,789,699、Taylor的US 4,781,966及Morman的US4,657,802和4,652,487和Morman等人的US 4,655,760專利中公開(kāi)了其它的復(fù)合彈性材料。
例如，US 4,657,802公開(kāi)了一種生產(chǎn)復(fù)合無(wú)紡彈性纖網(wǎng)的方法，該纖網(wǎng)包括與纖維無(wú)紡起皺纖網(wǎng)連接的無(wú)紡彈性纖網(wǎng)。這種方法包括以下步驟提供具有松弛無(wú)偏(unbiased)長(zhǎng)度和拉伸有偏(biased)長(zhǎng)度的無(wú)紡彈性纖網(wǎng)；拉伸該無(wú)紡彈性纖網(wǎng)至其拉伸有偏長(zhǎng)度；直接在其拉伸有偏長(zhǎng)度的無(wú)紡彈性纖網(wǎng)表面上形成纖維無(wú)紡可起皺纖網(wǎng)；通過(guò)將纖維無(wú)紡可起皺纖網(wǎng)結(jié)合到無(wú)紡彈性纖網(wǎng)上并繼續(xù)保持該無(wú)紡彈性纖網(wǎng)處于其拉伸長(zhǎng)度，松弛無(wú)紡彈性纖網(wǎng)至其松弛長(zhǎng)度使纖維無(wú)紡可起皺纖網(wǎng)起皺，形成復(fù)合無(wú)紡彈性纖網(wǎng)。纖維無(wú)紡可起皺纖網(wǎng)到彈性無(wú)紡纖網(wǎng)上的結(jié)合與彈性纖網(wǎng)表面上形成可起皺纖網(wǎng)同時(shí)進(jìn)行。
“頸縮拉伸粘結(jié)”一般指的是其中使彈性部件與另一部件粘結(jié)同時(shí)又使該彈性部件至少延伸其松弛長(zhǎng)度的約25％并且另一層是頸縮的非彈性層的方法。“頸縮拉伸粘結(jié)層合物”指的是一種按照頸縮拉伸粘結(jié)法制成的復(fù)合彈性材料，即在這兩層處于延伸狀態(tài)時(shí)使它們粘結(jié)在一起，然后使其松弛。這些層合物通常具有全向拉伸特性。
“零應(yīng)變”拉伸粘結(jié)一般指的是其中使至少兩層彼此粘結(jié)同時(shí)又處于無(wú)張力(因此零應(yīng)變)狀態(tài)且其中一層為可拉伸且有彈性的而第二層是可拉伸但不一定有彈性的方法。通過(guò)使用一對(duì)或數(shù)對(duì)使纖網(wǎng)承受的應(yīng)變率減小的網(wǎng)孔起皺滾筒，逐漸拉伸該層合物?！傲銘?yīng)變拉伸層合物”指的是按照零應(yīng)變拉伸粘結(jié)法制成的復(fù)合彈性材料，即在兩層都處于未伸長(zhǎng)狀態(tài)并通過(guò)網(wǎng)孔皺紋滾筒拉伸時(shí)，使彈性層和非彈性層粘結(jié)在一起。在層合物拉伸后，第二層應(yīng)當(dāng)至少在一定程度上永久拉伸，以便使在解除拉伸力后該層合物不恢復(fù)其原來(lái)的未變形狀態(tài)。這導(dǎo)致該層合物在z方向膨松且隨后沿初始拉伸方向的彈性延伸度至少高達(dá)初始拉伸點(diǎn)。在Weber等人的US 5,143,679、Buell等人的US5,151,092、Weber等人的US 5,167,897和Clear等人的US 5,196,000專利中，可以找到這些層合物及其生產(chǎn)方法的實(shí)例。
“個(gè)人護(hù)理制品”指的是用于吸收體液的制品，如尿布，訓(xùn)練褲，泳裝，吸收劑內(nèi)褲，成人失禁用制品，繃帶，獸醫(yī)和死人用制品，以及婦女衛(wèi)生制品。
“目標(biāo)區(qū)”指的是通常由穿用者遞送損害物的在個(gè)人護(hù)理制品上的區(qū)域或位置。
試驗(yàn)方法和材料基重切割7.6cm(3英寸)直徑的圓形樣品、用天平稱量可以確定基重。用克記錄重量。將此重量除以樣品面積。
材料層厚(厚度)材料層厚是厚度的度量，是在0.05psi(3.5克/平方厘米)下用STARRET型膨松度測(cè)試儀測(cè)定的，以mm(毫米)為單位。密度采用單位面積樣品的重量(每平方米的克數(shù)gsm)除以按毫米計(jì)的材料層厚的方法，計(jì)算材料的密度。這種層厚應(yīng)該是如上所述在0.05psi(3.5克/平方厘米)下測(cè)定的。將此結(jié)果乘以0.001，使該數(shù)值轉(zhuǎn)化為每立方厘米的克數(shù)(g/cc)。
發(fā)明詳述本發(fā)明涉及一種用于個(gè)人護(hù)理制品以提供良好的芯吸和吸收性的吸收劑系統(tǒng)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明包括一種由彈性纖網(wǎng)包圍的吸收劑。此吸收劑可包括各種形式的超吸收劑材料；如顆粒、纖維、泡沫體等，而且可以包括天然纖維、粘合劑和合成纖維。在此實(shí)施方案中的彈性材料必須是一種液體可滲透層。液體可滲透材料包括有孔的、充填的和原纖化的薄膜、織物和無(wú)紡纖網(wǎng)、開(kāi)孔泡沫體、網(wǎng)狀物和允許液態(tài)水通過(guò)的任何其它層。這種彈性材料也可以是用彈性膠乳與織物粘結(jié)的任何合適的液體滲透性彈性材料?？梢詫⑽招圆牧戏胖糜趶椥圆牧仙?，滾動(dòng)該彈性材料以封閉吸收劑，產(chǎn)生圓形吸收劑系統(tǒng)，來(lái)制造這種吸收劑系統(tǒng)。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，吸收劑可由兩層彈性材料制成，其間放置吸收劑材料。在這個(gè)實(shí)施方案中的這些層還優(yōu)選以某種方式粘結(jié)在一起，以包容吸收劑，而且只有一層必須是可滲透液體的。如果兩層都是有彈性的，則它們可以在相同方向、不同方向或所有方向上是彈性的。如果它們兩者在相同方向上是彈性的，則這種層合物在濕或干狀態(tài)下在該方向上是有彈性的。在一個(gè)方向上有彈性的合適的彈性材料包括上述拉伸粘結(jié)層合物和頸縮粘結(jié)層合物。全方向材料包括頸縮拉伸粘結(jié)層合物，也如上述。這種彈性材料可以是任何合適的材料，如彈性有孔薄膜，編織或無(wú)紡纖網(wǎng)，或網(wǎng)狀物。這種彈性材料也可以是用彈性膠乳與其它材料粘結(jié)的任何合適的可滲透液體的彈性材料。該彈性層也可以是可滲透液體的。
在另一實(shí)施方案中，吸收劑可以用其間放置吸收劑材料的兩層可延伸層制成。這些層優(yōu)選按某種圖案粘結(jié)在一起，以便在移動(dòng)吸收劑體系時(shí)使吸收劑保持在大致相同的位置。在該實(shí)施方案中，這些外層只有一層必須是可滲透液體的。
在另一實(shí)施方案中，吸收劑可以由一層彈性層和一層可延伸層制成，其層間放置吸收劑材料。這些層優(yōu)選按某種圖案粘結(jié)在一起，以便在移動(dòng)吸收劑系統(tǒng)時(shí)使吸收劑材料保持在大致相同的位置。在該實(shí)施方案中，這些外層只有一層必須是可滲透液體的。
在另一實(shí)施方案中，吸收劑可以由一層不可延伸層和一層可延伸層制成，其層間放置吸收劑材料。這些層優(yōu)選按某種圖案粘結(jié)在一起，以便在移動(dòng)吸收劑系統(tǒng)時(shí)使吸收劑材料保持在大致相同的位置。在該實(shí)施方案中，這些外層只有一層必須是可滲透液體的。
在這些實(shí)施方案中的可延伸層可以是例如一種可逆頸縮紡粘織物，如US 4,965,122所述。通常在平行于頸縮方向的方向上，該材料能夠拉伸至少約75，并在拉伸約75％時(shí)恢復(fù)至少約50％。通過(guò)對(duì)至少一種材料施加張力以使該材料頸縮，加熱該頸縮的材料，冷卻該頸縮的材料，使得可逆頸縮過(guò)的材料比加熱拉伸之前的材料具有更大的熔化熱和/或更低的熔化起點(diǎn)，來(lái)制備該材料。
在另一實(shí)施方案中，吸收劑系統(tǒng)可以由一個(gè)平坦非彈性層和一個(gè)彈性層制成，且吸收劑放在這兩層之間。這些層優(yōu)選按某種圖案粘結(jié)在一起，以便在移動(dòng)吸收劑系統(tǒng)時(shí)使吸收劑材料保持在大致相同的位置。在該實(shí)施方案中，這些外層只有一層必須是可滲透液體的。
許多其它實(shí)施方案也是有可能的，因?yàn)榭商峁┑膹?fù)合彈性材料有無(wú)數(shù)種。吸收劑系統(tǒng)的外層可有多層，例如可以是頸縮粘結(jié)層合物、拉伸粘結(jié)層合物、頸縮拉伸粘結(jié)層合物和零拉伸應(yīng)變層合物。
在任何實(shí)施方案中，其結(jié)構(gòu)內(nèi)可放置附加層。例如，可將一層粘結(jié)梳理纖網(wǎng)、氣流成網(wǎng)織物或紡粘織物放置在體系內(nèi)，以提供比僅有外層或吸收劑材料的系統(tǒng)更高的芯吸能力。這種結(jié)構(gòu)的截面圖包括在中心的芯吸層，其兩側(cè)之一或兩側(cè)有吸收劑，然后是若干外層。
應(yīng)當(dāng)注意，如果希望使層合物在一個(gè)或多個(gè)方向有彈性或可延伸，則在該層合物中不應(yīng)該采用會(huì)限制其拉伸的無(wú)彈性材料。因此，在內(nèi)層存在的超吸收劑或其它材料應(yīng)該是顆?；蚨汤w維型的，即應(yīng)是離散的，以利其移動(dòng)，或如果是非離散型的如長(zhǎng)纖維、泡沫體、薄膜或無(wú)紡織物，則其應(yīng)該是有彈性的。
用于外層的合適體系材料可以是根據(jù)本領(lǐng)域中已知的各種方法，包括熔吹，紡粘、粘結(jié)和梳理、及氣流成網(wǎng)，由彈性和非彈性聚合物制成的無(wú)紡纖網(wǎng)。這些纖網(wǎng)也可以按已知方法進(jìn)行粘結(jié)，包括通風(fēng)粘結(jié)，縫編，超聲波粘結(jié)，點(diǎn)粘結(jié)，和圖案(或點(diǎn))非粘結(jié)(unbonding)的方法。可滲透液體的彈性和非彈性的薄膜也可以使用在本發(fā)明的實(shí)施中，并且包括有孔的、纖化的和充填的薄膜。
可延伸層允許超吸收劑潤(rùn)濕后在可控程度上溶脹，以便保持孔隙的完整性和適宜的孔隙尺寸及分布，并繼續(xù)進(jìn)行液體通過(guò)超吸收劑的充分芯吸?？梢园凑障萝|體的曲率，通過(guò)可延伸層材料的適當(dāng)拉緊，實(shí)現(xiàn)對(duì)孔隙尺寸及分布的控制，從而控制對(duì)含超吸收劑層施加的壓力。通過(guò)可拉伸材料的合適張力分布，可以設(shè)計(jì)壓力隨高度的變化。除通常已知的超吸收劑外，任何液體可溶脹材料都應(yīng)該以類似方式運(yùn)行。
可用于實(shí)施本發(fā)明的彈性聚合物可以是由嵌段共聚物制成的那些彈性聚合物，如聚氨酯、共聚醚酯、聚酰胺聚醚嵌段共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、化學(xué)通式為A-B-A′或A-B的嵌段共聚物，如共聚(苯乙烯/乙烯-丁烯)、苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-苯乙烯、苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-苯乙烯、(聚苯乙烯/聚(乙烯-丁烯)/聚苯乙烯、聚(苯乙烯/乙烯-丁烯/苯乙烯)等。這些彈性共聚物及由這些彈性共聚物形成的彈性無(wú)紡纖網(wǎng)被公開(kāi)于例如US 4,803,117中。這種彈性無(wú)紡纖網(wǎng)可以由例如彈性(聚苯乙烯/聚(乙烯-丁烯)/聚苯乙烯)嵌段共聚物形成。這些彈性共聚物的商品實(shí)例例如可以是由Shell ChemicalCompany(Houston，Texas)提供的稱為KRATON材料的那些彈性共聚物。KRATON嵌段共聚物可以用若干種不同配方獲得，其許多配方均是在US 4,663,220、4,323,534、4,834,738、5,093,422及5,304,599專利中所確定的。
由彈性A-B-A-B四嵌段共聚物組成的聚合物也可用于實(shí)施本發(fā)明。這種聚合物在Taylor等人的US 5,332,613專利中討論。在這樣的聚合物中，A是一種熱塑性聚合物嵌段，B是一種被氫化成基本為聚(乙烯-丙烯)單體單元的異戊二烯單體單元。這種四嵌段共聚物的實(shí)例是苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)或SEPSEP彈性嵌段共聚物，可由Shell Chemical Company(Houston，Texas)提供，其商標(biāo)為KRATON。
可以采用的其它典型彈性材料包括聚氨酯彈性材料，如可由B.F.Goodrich & Co.公司提供的商標(biāo)為ESTANE，或可由Morton ThiokolCorp公司提供的MORTHANE的那些聚酯彈性材料如可由E.I.DuPontDe Nemours & Company公司提供的商標(biāo)為HYTREL，和以前由AkzoPlastics(Arnhem，Holland)公司提供而現(xiàn)在由DSM(Sittard，Holland)公司提供的稱為ARNITEL的那些。
另一種合適的材料是具有下式的聚酯嵌段酰胺共聚物 這種材料可由ELF Atochem Inc.(Glen Rock，New Jersey)公司以商標(biāo)PEBAX按各種等級(jí)提供。這種聚合物應(yīng)用實(shí)例可以在Killian等人的US 4,724,184、4,820,572及4,923,742專利中找到，并轉(zhuǎn)讓于本發(fā)明同一受讓人。
熱塑性共聚酯彈性體包括共聚醚酯，其化學(xué)通式為 其中，“G”選自聚(氧化乙烯)-α，ω-二醇、聚(氧化丙烯)-α，ω-二醇、聚(氧四亞甲基)-α，ω-二醇，且“a”和“b”是正整數(shù)，包括2、4和6，“m”和“n”是正整數(shù)，包括1-20。這些材料按照ASTM D-638測(cè)定時(shí)，一般斷裂伸長(zhǎng)率為約600-750％，按照ASTM D-2117測(cè)定時(shí)，其熔點(diǎn)為約350-400(176-205℃)。這些共聚酯材料的商品實(shí)例例如是以前可由Akzo Plastics(Arnhem，Holland)公司提供而現(xiàn)在可由DSM(Sittard，Holland)公司提供的被稱為ARNITEL，或由E.I.duPont de Nemours(Wilmington，Delaware)公司提供的被稱為HYTREL的那些共聚酯材料。例如，Morman等人在US 4,741,949及Boggs在US 4,707,398中公開(kāi)了由聚酯彈性材料制成的彈性無(wú)紡纖網(wǎng)。
彈性聚烯烴聚合物也適用于實(shí)施本發(fā)明。這些聚合物被稱為“茂金屬”聚合物，可由Exxon Chemical Company(Baytown，Texas)公司提供，對(duì)于聚丙烯類聚合物的其商標(biāo)名ACHIEVE，對(duì)于聚乙烯類聚合物，其商標(biāo)名為EXACT和EXCEED。Dow Chemical Company(Midland，Michigan)公司有以名稱ENGAGE市售的聚合物。這些材料被認(rèn)為是用非立構(gòu)選擇性的茂金屬催化劑生產(chǎn)的。Exxon一般稱其茂金屬催化劑工藝為“單活性中心”催化劑，而Dow稱它們?yōu)椤跋薅◣缀涡螤睢贝呋瘎Q名INSIGHT，以區(qū)別它們與傳統(tǒng)多反應(yīng)中心的齊格勒-納塔催化劑。在實(shí)施本發(fā)明中，彈性聚烯烴如聚丙烯和聚乙烯是優(yōu)選的，最尤其優(yōu)選的是彈性聚丙烯。
天然纖維包括羊毛、棉、亞麻、大麻及木漿。木漿包括標(biāo)準(zhǔn)軟木蓬松(fluffing)級(jí)，如CR-1654(US Alliance Pulp Mills公司(Coosa，Alabama))?？梢愿男约垵{以增強(qiáng)纖維固有特性及其加工性能?？梢酝ㄟ^(guò)包括化學(xué)處理或機(jī)械加捻的方法使纖維卷曲。一般在交聯(lián)或硬化之前使之卷曲?？梢酝ㄟ^(guò)利用交聯(lián)劑如甲醛或其衍生物、戊二醛、表氯醇、羥甲基化化合物如尿素或尿素衍生物、二醛如馬來(lái)酐、非羥甲基化尿素衍生物、檸檬酸或其它多羧酸，使紙漿硬化。這些試劑中的一些由于涉及環(huán)境及健康問(wèn)題而比其它試劑不優(yōu)選。也可以通過(guò)利用加熱或苛性堿處理如絲光工藝，使紙漿硬化。這些類型纖維的實(shí)例包括NHB416，NHB416是一種化學(xué)交聯(lián)的南方軟木漿纖維，它可增強(qiáng)濕模量，可由Weyerhaeuser Corporation(Tacoma，WA)公司提供。其它可用紙漿是松解紙漿(NF405)和未松解紙漿(NB416)，也可由WeyerhaeuserCorporation公司提供。得自Buckeye Technologies，Inc(Memphis，TN)公司的HPZ3，除賦予纖維附加干和濕硬度及彈力外，還受過(guò)在卷曲和加捻中的化學(xué)處理。另一種合適的紙漿是Buckeye HPF2紙漿，還有另一種是IP SUPERSOFT，由International Paper Corporation提供。合適的人造纖維是1.5旦合并18453纖維，由TencelIncorporated(Axis Alabama)公司提供。
可用于本發(fā)明的超吸收劑可以選自根據(jù)外觀及化學(xué)結(jié)構(gòu)選擇的類別。這些類別包括凝膠強(qiáng)度低的超吸收劑、凝膠強(qiáng)度高的超吸收劑，表面交聯(lián)的超吸收劑、均勻交聯(lián)的超吸收劑、或整個(gè)結(jié)構(gòu)中具有變化的交聯(lián)密度的超吸收劑。超吸收劑可基于以下化學(xué)物質(zhì)，包括聚(丙烯酸)、聚(異丁烯-共聚-馬來(lái)酐)、聚(環(huán)氧乙烷)、羧甲基纖維素、聚(-乙烯基吡咯烷酮)、及聚(-乙烯醇)。這些超吸收劑溶脹速度可有慢有快。這些超吸收劑可以是泡沫體型的、大孔或微孔顆粒或纖維型的、具有纖維或顆粒狀涂層或形貌的顆粒或纖維型的。這些超吸收劑可以具有條帶、顆粒、纖維、片狀或薄膜的形狀。這些超吸收劑可以有不同長(zhǎng)度和直徑大小及分布。這些超吸收劑可以是不同中和程度的。反離子一般是Li、Na、K、Ca。
本發(fā)明材料可以包括上述類型的超吸收劑。典型的超吸收劑可以從The Dow Chemical Company公司獲得。這些類型超吸收劑的一種實(shí)例可以從Stockhausen，Inc公司獲得，其被命名為FAVORSXM 880。纖維狀超吸收劑的實(shí)例可以從Camelot Technologies Ltd(High River，Alberta，Canada)公司獲得，其被命名為FIBERDRI1241。包括在這些類型超吸收劑中的另一實(shí)例從Chemtall Inc(Riceboro，GA)公司獲得，其命名為FLOSORB 60 LADY，亦稱為L(zhǎng)ADYSORB 60。具有纖維或顆粒狀涂層的超吸收劑實(shí)例是在涂布FAVOR880上的微晶纖維素和纖維素纖維涂布的FAVOR880。這些都描述于US臨時(shí)專利申請(qǐng)60/129,774中。通?？梢垣@得且對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的而這里未列舉的另外一些類型的超吸收劑也可以用于本發(fā)明。
在這些結(jié)構(gòu)中常用的粘合劑都會(huì)有助于提供機(jī)械完整性和穩(wěn)定性。粘合劑包括可以熱活化的纖維、液體或其它粘合劑手段。用于摻合優(yōu)選的纖維是那些具有相應(yīng)熔點(diǎn)的纖維，如聚烯烴纖維。低熔點(diǎn)聚合物提供使加熱后織物在纖維交叉點(diǎn)處粘結(jié)在一起的能力。此外，含有低熔點(diǎn)聚合物的纖維，如共軛和雙成分纖維，適合于實(shí)施本發(fā)明。含有低熔點(diǎn)聚合物的纖維統(tǒng)稱為“易熔纖維”。所謂“低熔點(diǎn)聚合物”指的是玻璃轉(zhuǎn)變溫度低于約175℃的聚合物。應(yīng)當(dāng)注意，通過(guò)選擇聚合物的玻璃轉(zhuǎn)變溫度，可以改進(jìn)吸收劑纖網(wǎng)的結(jié)構(gòu)從軟變硬。典型的粘合劑纖維包括聚烯烴、聚酰胺和聚酯的共軛纖維。三種合適的粘合劑纖維是皮芯共軛纖維，可以得自KoSa Inc.(Charlotte，North Carolina)公司，牌號(hào)為T-255聚乙烯/聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和T-256或共聚酯牌號(hào)，但是，許多合適的粘合劑纖維是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，而且可由許多制造商提供，如Chisso和Fibervisions LLC(Wilmington，DE)公司。KoSa公司開(kāi)發(fā)了一種合適的共聚酯粘合劑纖維，作為皮芯用途，并且由牌號(hào)T-254(低熔點(diǎn)CoPET)已知。一種合適的液體粘合劑是KYMENE557LX，得自Hercules Inc.(Wilmington，DE)公司。其它合適的液體粘合劑包括乙烯-乙酸乙烯酯乳液聚合物，由NationalStarch and Chemical Company(Bridgewater，New Jersey)出售，商品名稱DUR-O-SET、ELITE系列(包括ELITE)33和ELITE22)。Air Products Polymers and Chemicals(空氣產(chǎn)品聚合物和化學(xué)試劑公司)銷售其它合適的粘合劑纖維，名稱為AIRFLEX。
適用于生產(chǎn)用于本發(fā)明的材料的纖維可以是單組分、共軛(雙組分)、多組分的或雙成分纖維。如果是共軛的，它們可具有并排、皮/芯或孤島狀結(jié)構(gòu)。這些纖維可以根據(jù)例如Pike的US 5,382,400的專利起皺或是可起皺的。
根據(jù)本發(fā)明的合適的吸收劑系統(tǒng)如下實(shí)施例1采用拉伸粘結(jié)層合物(SBL)外層制造層合物，兩層均按Morman的US 4,657,802專利同向拉伸。其SBL通過(guò)拉伸彈性熔吹層并將其在任一側(cè)粘結(jié)至非彈性層上來(lái)制造。該彈性層是由KRATONG-2740聚合物制成的71gsm(2.1osy)的熔吹層。該無(wú)彈性層是由Exxon ChemicalCorp公司提供的ESCORENE聚合物的聚丙烯制成的30.9gsm(0.91osy)的紡粘層。該SBL基重是132.6gsm(3.9osy)。
從該SBL材料取出一個(gè)面層，并將第一SBL層置于平坦表面上，熔吹側(cè)向上。將超吸收劑顆粒，此例為FAVOR880超吸收劑，分布在該SBL層上，添加率為88.8gsm(2.62osy)。將相同SBL的第二層，熔吹側(cè)向下，置于該超吸收劑上，并把這些層用壓力機(jī)以6000psi的沖頭壓力用約12mm(半英寸)方格圖案層合。該壓力機(jī)由PHI(City ofIndustry，California)公司制造，型號(hào)為0230 C-X1-4B-7，系列號(hào)92-10-012。此層合物基重為293gsm(8.64osy)。
此干層合物非常薄，有彈性且舒適。按下述尺寸切割樣品拉伸方向6cm(2.375英寸)，非拉伸方向8.26cm(3.25英寸)，厚2.5mm(0.099英寸)。該樣品稱重為1.46克，手工施以法向張力，拉伸至約11.4cm(4.5英寸)。
將樣品放入含有少量表面活性劑的水中約半小時(shí)。此后，該樣品長(zhǎng)5.7cm(2.25英寸)，寬7.6cm(3英寸)，厚度為8.1-13.3mm(0.319-0.525英寸)。稱重該樣品為26.9克，由以上相同人員手工施加近似相同的張力使樣品拉伸至10.2cm(4.25英寸)。
從以上可看出，樣品濕潤(rùn)厚度約為干厚度的3倍以上，但是濕樣品和干樣品伸長(zhǎng)度大約相同。由于吸水，其重量和厚度改變，但其它性質(zhì)保持相同。
實(shí)施例2利用兩個(gè)氣流成網(wǎng)層，制成一個(gè)芯吸層合物樣品和一個(gè)對(duì)照物，各自的尺寸分別為5.1cm×15.24cm(2英寸×6英寸)。使用90重量％Weyerhaueser NB416紙漿和10重量％T-255 Merge 34821A，6mm 2.8旦的粘合劑纖維，制造氣流成網(wǎng)芯吸層。該氣流成網(wǎng)芯吸層基重為150gsm，密度為0.15g/cc且厚度為1mm。這兩個(gè)氣流成網(wǎng)層稱重為1.05和1.08克。
對(duì)照物將1.08克氣流成網(wǎng)織物片與約2.54cm(1英寸)的氣流成網(wǎng)層一起垂直放在水中。1.5小時(shí)后，從水中抬起樣品，使其滴液10秒鐘，然后稱重。此氣流成網(wǎng)樣品重量12.45克，意味著它已吸收了11.37克的水或10.5克水/克氣流成網(wǎng)織物。
芯吸實(shí)施例對(duì)另一片氣流成網(wǎng)織物，在此例中是較輕的一片，噴涂一層粘結(jié)劑并噴灑少量FAVOR880超吸收劑顆粒。此片增重率為0.67克。用同一氣流成網(wǎng)片的另一面重復(fù)該過(guò)程。第二面增重率為1.57克。
將此氣流成網(wǎng)織物/超吸收劑材料置于一片單面SBL上(與實(shí)施例1相同)。此SBL在非拉伸方向上為15.24cm(6英寸)，拉伸方向上為10.12cm(4英寸)，其中，非拉伸方向?yàn)樵摎饬鞒删W(wǎng)層的長(zhǎng)度方向。將該SBL沿氣流成網(wǎng)層末端折過(guò)并把三個(gè)邊緣密封在一起，留下多余的氣流成網(wǎng)材料從SBL中伸出約5.1cm(2英寸)。粘結(jié)劑寬約2.5cm(1英寸)。使用Carver壓力機(jī)以1000psi壓力進(jìn)一步密封該芯吸樣品5秒鐘，然后略微加以修整至約7.6cm×6.3cm(3英寸×2.5英寸)。該芯吸樣品稱重為5.45克。
將此芯吸樣品與約2.54cm(1英寸)的氣流成網(wǎng)織物一起垂直放置于水中。5分鐘時(shí)稱重此芯吸樣品為21.6克，即增重16.2克的水。1分鐘后，將樣品放入其原位置，再經(jīng)過(guò)5分鐘后，稱重為33.23克，增重了27.8克的水。再等待1分鐘后，將該樣品同樣再浸泡在水中5分鐘，稱重為55克，增重49.6克的水。層合物底部密封開(kāi)始破裂，因此中斷試驗(yàn)。
假定該芯吸樣品的氣流成網(wǎng)層與對(duì)照物具有相同的水量，則該芯吸樣品含17克水/克超吸收劑。原來(lái)的SBL袋約0.2cm(0.08英寸)厚，在試驗(yàn)之后約2.3cm(0.92英寸)。
隨著超吸收劑溶脹，SBL外層膨脹，使得在超吸收劑中可以繼續(xù)進(jìn)行芯吸，因?yàn)樗⑽幢慌蛎浀某談核椤?br> 在這個(gè)實(shí)施方案中可以認(rèn)為重要的是，超吸收劑與芯吸介質(zhì)之間保持了良好的接觸，因此超吸收劑不會(huì)失去與芯吸介質(zhì)的液體交流?？梢允褂谜澈蟿┗蚰z粘劑將超吸收劑粘著在芯吸介質(zhì)上。
在本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施方案中；可以在層合之前以某種方式使實(shí)施例2的氣流成網(wǎng)層起皺，如起縐，從而允許層合物拉伸。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，對(duì)本發(fā)明的改變及變異均被認(rèn)為屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員能力范圍。這些改變的實(shí)例包含在以上引用的專利中，其每一個(gè)在符合本說(shuō)明書的程度上在此整體結(jié)合引作參考。本發(fā)明人認(rèn)為這些改變及變異在本發(fā)明范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.用于個(gè)人護(hù)理制品的吸收劑體系，包括第一可延伸外層和在所述可延伸外層反面上的第二外層，所述層之間有吸收劑材料。
2.權(quán)利要求1的吸收劑體系，其中，所述層用有圖案粘合劑粘結(jié)一起。
3.權(quán)利要求1的吸收劑體系，其中，所述吸收劑層包含超吸收劑和紙漿。
4.權(quán)利要求1的吸收劑體系，其中，所述吸收劑層包括超吸收劑和合成纖維。
5.權(quán)利要求1的吸收劑體系，其中，所述第二層是可延伸的。
6.權(quán)利要求5的吸收劑體系，其中，所述第一層是彈性的。
7.權(quán)利要求6的吸收劑體系，其中，所述彈性層由選自聚氨酯、聚酯嵌段酰胺共聚物、聚酯、聚酰胺、共聚醚酯和聚烯烴的聚合物制成。
8.權(quán)利要求6的吸收劑體系，其中，所述第二層是彈性的。
9.權(quán)利要求1的吸收劑體系，其中，所述第一層是彈性的且所述第二層是不可延伸的。
10.權(quán)利要求6的吸收劑體系，其中，所述彈性層選自有孔薄膜、機(jī)織織物、無(wú)紡織物和網(wǎng)織物。
11.權(quán)利要求10的吸收劑體系，其還包含用膠乳膠粘劑層合到所述第一彈性層上的另一彈性層。
12.權(quán)利要求6的吸收劑體系，其中所述彈性層是一種層合物，其選自頸縮粘結(jié)層合物、拉伸粘結(jié)層合物、頸縮拉伸粘結(jié)層合物及零拉伸應(yīng)變層合物。
13.權(quán)利要求1的吸收劑體系，還包含在所述外層之間的芯吸層。
14.權(quán)利要求13的吸收劑體系，其中，所述芯吸層根據(jù)選自紡粘、粘結(jié)及梳理、和氣流成網(wǎng)的方法制造。
15.權(quán)利要求2的吸收劑體系，其中，所述第二外層包括由聚烯烴制成的纖維制品。
16.用于個(gè)人護(hù)理制品的吸收劑體系，其包括在至少一側(cè)上有超吸收劑的芯吸層、和至少一個(gè)可延伸外層及至少一個(gè)液體可滲透外層。
17.權(quán)利要求16的吸收劑體系，其中，所述可延伸外層是可滲透液體的。
18.權(quán)利要求16的吸收劑體系，其中，所述芯吸層根據(jù)選自紡粘、粘結(jié)及梳理、和氣流成網(wǎng)的方法制造。
19.權(quán)利要求16的吸收劑體系，其中，所述彈性層是一種層合物，其選自頸縮粘結(jié)層合物、拉伸粘結(jié)層合物、頸縮拉伸粘結(jié)層合物及零拉伸應(yīng)變層合物。
20.用于個(gè)人護(hù)理制品的吸收劑體系，其包括基重為17-170gsm(0.5-5 osy)的氣流成網(wǎng)芯吸層，所述芯吸層在至少一側(cè)上有超吸收劑顆粒，以及至少一層可滲透液體的基重為17-170gsm(0.5-5 osy)的頸縮粘結(jié)層合外層。
21.一種尿布，其包含權(quán)利要求1的體系。
22.一種訓(xùn)練褲，其包含權(quán)利要求1的體系。
23.一種失禁用制品，其包含權(quán)利要求1的體系。
24.一種繃帶，其包含權(quán)利要求1的體系。
25.一種衛(wèi)生巾，其包含權(quán)利要求1的體系。
26.一種用于個(gè)人護(hù)理制品的吸收劑體系，其包含在液體可滲透彈性外層內(nèi)的吸收劑材料。
27.一種用于個(gè)人護(hù)理制品的吸收劑體系，其包括第一可延伸外層和處于所述可延伸外層反面的第二外層，所述這些層間有吸收劑，其中，所述體系具有干燥厚度和濕厚度和干伸長(zhǎng)度和濕伸長(zhǎng)度，其中，所述濕厚度為所述干厚度的至少約3倍，所述干伸長(zhǎng)度和濕伸長(zhǎng)度大致相等。
28.權(quán)利要求21的吸收劑體系，其中，所述第一和第二外層是有彈性的。
全文摘要
提供了一種用于個(gè)人護(hù)理制品的吸收劑系統(tǒng)，其中吸收劑材料位于可延伸層內(nèi)。在可延伸層反面可以有第二外層。這些外層至少之一必須是可滲透液體的。這些層可用某種圖案粘結(jié)在一起。此吸收劑體系可以由一層或多層制成，例如頸縮粘結(jié)層合物、頸縮拉伸粘結(jié)層合物、拉伸粘結(jié)層合物及零拉伸應(yīng)變層合物?？稍鲞M(jìn)液體芯吸的附加層也可以放置在此結(jié)構(gòu)內(nèi)。該吸收劑系統(tǒng)適用于個(gè)人護(hù)理制品，如尿布、訓(xùn)練褲、失禁用外層及婦女衛(wèi)生制品。
文檔編號(hào)A61F13/49GK1464783SQ01816129
公開(kāi)日2003年12月31日 申請(qǐng)日期2001年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月22日
發(fā)明者H·林, M·T·莫爾曼, 秦建 申請(qǐng)人:金伯利-克拉克環(huán)球有限公司