具有良好吸收性能和芯吸效应的吸收剂的制作方法
专利名称：具有良好吸收性能和芯吸效应的吸收剂的制作方法
背景技术：
本发明涉及保留材料(retention material)，其主要用于个人护理制品，如尿布、训练裤、泳装、吸收内裤、成人失禁用制品及妇女卫生制品。此材料也可用于其它用途，如绷带及伤口包扎用品、护理衬垫及兽医用制品。
个人护理制品通常装有某种可吸收体液的吸收剂物质。这种吸收剂材料或吸收剂芯一般是由多层或多种材料构成，并可包括不同比例的天然纤维、合成纤维及超吸收剂颗粒。当体液如尿沉积进入个人护理制品中如尿布中时，其穿过最上几层，这些层通常是靠近身体的衬里层和一般被设计成能使体液暂时保留的“浪涌”层。在穿过这些上层之后，尿液进入制品的吸收剂芯部分。此吸收剂芯能持久地留住体液。对于有超吸收剂颗粒的吸收剂芯，可以吸收体液达到特定吸收剂的极限。
超吸收剂的吸收能力受到对体系所施加的物理约束的限制。如果超吸收剂受限制而在接触液体后不能溶胀，则吸收液体的体积会受限制。如果超吸收剂可溶胀而不能任意扩展，则超吸收剂颗粒间的孔隙会受到压缩且尺寸减小。孔隙尺寸过分减少，会出现被称为“凝胶阻塞”的现象，其中由于超吸收剂在体液入口区的膨胀，阻止了液体进一步进入，而且也会终止超吸收剂层内液体的芯吸。这甚至可能造成吸收剂芯的其它区域未被流体湿润，显然这是对超吸收剂的浪费，而且效率低下。另一方面，如果允许超吸收剂无限制地溶胀，则孔隙尺寸会变得太大而不能芯吸液体达到某一高度，最终堵塞液体入口。因此，最好使超吸收剂按可控方式且在可控程度上溶胀，因此保持孔隙的完整性并持续进行芯吸，并且因此保持任何芯吸材料与超吸收剂之间的接触以及超吸收剂颗粒之间的接触。
因此，对有良好的液体吸入和分布特性但是能在超吸收剂层内持续进行充分芯吸并因此利用更多的吸收剂的吸收剂芯体系存在需求。这种体系应能在很大程度上保持孔隙的完整性和适宜的孔径分布，因此可以继续吸收液体而与吸收剂芯上层部分的润湿无关。
发明概述针对所述困难和现有技术遇到的问题，现已发现一种新的用于个人护理制品的吸收剂芯体系，其中含超吸收剂层位于两层之间。第一层是可伸长的外层，第二层在第一层的背面。两层中至少一层是可渗透液体的。可以将这些层按某种图案粘结在一起。两个面层可以是可伸长和/或有弹性的，可以根据所用层材料控制其拉伸方向。
还可以存在单独的芯吸层。
“定义”“一次性的”指一次使用后抛弃而无意加以洗涤和重复使用的。
“液体传输”指液体能从一层传递至另一层，或从层内一个位置传递到另一位置。
“亲水的”描述与纤维接触的水溶液所润湿的纤维或纤维表面。因此，材料润湿度可用液体与所涉及材料的接触角和表面张力来描述。采用Cahn SFA-222表面力分析仪系统或基本等效的系统，可以提供适于测定具体纤维材料润湿度的设备与方法。在用这种系统进行测定时，接触角小于90°的纤维被认为是“可润湿的”或亲水的，而接触角等于或大于90°的纤维被认为是“不可润湿的”或疏水的。
这里所用术语“无纺织物或纤网”指的是具有其间插入若干单根纤维或纱线结构的纤网，但是与在针织品中的方式不同。通过诸如熔吹法，纺粘法和粘结梳理纤网法的许多方法已形成无纺织品或纤网。无纺织品的基重通常以每平方码的盎司(osy)或每平方米的克(gsm)数来表示，有效纤维直径通常以微米表示。(注意osy乘以33.91，即可将osy转化为gsm)。
“纺粘纤维”指的是通过从喷丝头的多个细孔以单丝形式挤出熔融热塑性材料而形成的小直径纤维。这种方法是例如在Appel等人的US4,340,563及Matsuki等人的US 3,802,817专利中所公开的。这些纤维也可具有诸如Hogle等人在US 5,277,976中所述非常规形状纤维的那些形状。
“粘结梳理纤网”指的是由输送通过梳毛或梳理单元的人造短纤维制成的纤网，这些单元使人造纤维沿纵向分开并排列，形成一般沿纵向取向的纤维无纺纤网。这种材料可通过包括点粘结、通风粘结、超声波粘结、粘合剂粘结等的方法粘结在一起。
“气流成网”是一种众所周知的可以形成纤维无纺层的方法。在这种气流成网方法中，通常借助抽真空，典型长度为约3-52毫米的小纤维束被分开并夹带在气源中，然后沉积在成型网上。接着例如使用热风或喷涂粘合剂，使这些随机沉积的纤维彼此粘结一起。例如Laursen等人在US 4,640,810专利中介绍过气流成网。
已知各种用于粘结无纺纤网的方法。这些方法包括通风粘结，缝编、超声波粘结、点粘结及图案(或点)非粘结法。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专利中可以见到这些粘结法的实例。
这里所用术语“复合弹性材料”指的是弹性材料，其可以是多组分材料或其中至少一层是有弹性的多层材料。这些材料可以是例如“颈缩粘结”层合物、“拉伸粘结”层合物、“颈缩拉伸粘结”层合物及“零应变拉伸”层合物。
“颈缩粘结”指的是其中弹性部件被粘结至非弹性部件上，并且只有非弹性部件被拉伸或颈缩，以减小其在与拉伸方向垂直方向上的尺寸的方法。“颈缩粘结层合物”指的是一种按照颈缩粘结法制备的复合弹性材料，即这些层只有在非弹性层处于被伸长条件时才连接在一起。这些层合物通常具有交叉方向的伸长特性。颈缩粘结层合物的实例为诸如在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专利中所述的那些。
通常，“拉伸粘结”指的是一种其中弹性部件与另一部件粘合在一起而只将弹性部件拉伸至少约其松弛长度的25％的方法。“拉伸粘结层合物”指的是一种按照拉伸粘结法制成的复合弹性材料，即这些层在只有弹性层处于伸长状态时被结合在一起，从而在这些层松弛后使非弹性层起皱。这些层合物通常具有纵向拉伸特性，并且可以拉伸到非弹性材料在弹性材料可以伸长的粘合位置之间起皱的程度。例如，Vander Wielen等人的US 4,720,415专利公开了一种拉伸粘结层合物，其中使用了由多排挤压机生产的多层相同的聚合物。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专利中公开了其它的复合弹性材料。
例如，US 4,657,802公开了一种生产复合无纺弹性纤网的方法，该纤网包括与纤维无纺起皱纤网连接的无纺弹性纤网。这种方法包括以下步骤提供具有松弛无偏(unbiased)长度和拉伸有偏(biased)长度的无纺弹性纤网；拉伸该无纺弹性纤网至其拉伸有偏长度；直接在其拉伸有偏长度的无纺弹性纤网表面上形成纤维无纺可起皱纤网；通过将纤维无纺可起皱纤网结合到无纺弹性纤网上并继续保持该无纺弹性纤网处于其拉伸长度，松弛无纺弹性纤网至其松弛长度使纤维无纺可起皱纤网起皱，形成复合无纺弹性纤网。纤维无纺可起皱纤网到弹性无纺纤网上的结合与弹性纤网表面上形成可起皱纤网同时进行。
“颈缩拉伸粘结”一般指的是其中使弹性部件与另一部件粘结同时又使该弹性部件至少延伸其松弛长度的约25％并且另一层是颈缩的非弹性层的方法。“颈缩拉伸粘结层合物”指的是一种按照颈缩拉伸粘结法制成的复合弹性材料，即在这两层处于延伸状态时使它们粘结在一起，然后使其松弛。这些层合物通常具有全向拉伸特性。
“零应变”拉伸粘结一般指的是其中使至少两层彼此粘结同时又处于无张力(因此零应变)状态且其中一层为可拉伸且有弹性的而第二层是可拉伸但不一定有弹性的方法。通过使用一对或数对使纤网承受的应变率减小的网孔起皱滚筒，逐渐拉伸该层合物。“零应变拉伸层合物”指的是按照零应变拉伸粘结法制成的复合弹性材料，即在两层都处于未伸长状态并通过网孔皱纹滚筒拉伸时，使弹性层和非弹性层粘结在一起。在层合物拉伸后，第二层应当至少在一定程度上永久拉伸，以便使在解除拉伸力后该层合物不恢复其原来的未变形状态。这导致该层合物在z方向膨松且随后沿初始拉伸方向的弹性延伸度至少高达初始拉伸点。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专利中，可以找到这些层合物及其生产方法的实例。
“个人护理制品”指的是用于吸收体液的制品，如尿布，训练裤，泳装，吸收剂内裤，成人失禁用制品，绷带，兽医和死人用制品，以及妇女卫生制品。
“目标区”指的是通常由穿用者递送损害物的在个人护理制品上的区域或位置。
试验方法和材料基重切割7.6cm(3英寸)直径的圆形样品、用天平称量可以确定基重。用克记录重量。将此重量除以样品面积。
材料层厚(厚度)材料层厚是厚度的度量，是在0.05psi(3.5克/平方厘米)下用STARRET型膨松度测试仪测定的，以mm(毫米)为单位。密度采用单位面积样品的重量(每平方米的克数gsm)除以按毫米计的材料层厚的方法，计算材料的密度。这种层厚应该是如上所述在0.05psi(3.5克/平方厘米)下测定的。将此结果乘以0.001，使该数值转化为每立方厘米的克数(g/cc)。
发明详述本发明涉及一种用于个人护理制品以提供良好的芯吸和吸收性的吸收剂系统。
在一个实施方案中，本发明包括一种由弹性纤网包围的吸收剂。此吸收剂可包括各种形式的超吸收剂材料；如颗粒、纤维、泡沫体等，而且可以包括天然纤维、粘合剂和合成纤维。在此实施方案中的弹性材料必须是一种液体可渗透层。液体可渗透材料包括有孔的、充填的和原纤化的薄膜、织物和无纺纤网、开孔泡沫体、网状物和允许液态水通过的任何其它层。这种弹性材料也可以是用弹性胶乳与织物粘结的任何合适的液体渗透性弹性材料。可以将吸收性材料放置于弹性材料上，滚动该弹性材料以封闭吸收剂，产生圆形吸收剂系统，来制造这种吸收剂系统。
在另一个实施方案中，吸收剂可由两层弹性材料制成，其间放置吸收剂材料。在这个实施方案中的这些层还优选以某种方式粘结在一起，以包容吸收剂，而且只有一层必须是可渗透液体的。如果两层都是有弹性的，则它们可以在相同方向、不同方向或所有方向上是弹性的。如果它们两者在相同方向上是弹性的，则这种层合物在湿或干状态下在该方向上是有弹性的。在一个方向上有弹性的合适的弹性材料包括上述拉伸粘结层合物和颈缩粘结层合物。全方向材料包括颈缩拉伸粘结层合物，也如上述。这种弹性材料可以是任何合适的材料，如弹性有孔薄膜，编织或无纺纤网，或网状物。这种弹性材料也可以是用弹性胶乳与其它材料粘结的任何合适的可渗透液体的弹性材料。该弹性层也可以是可渗透液体的。
在另一实施方案中，吸收剂可以用其间放置吸收剂材料的两层可延伸层制成。这些层优选按某种图案粘结在一起，以便在移动吸收剂体系时使吸收剂保持在大致相同的位置。在该实施方案中，这些外层只有一层必须是可渗透液体的。
在另一实施方案中，吸收剂可以由一层弹性层和一层可延伸层制成，其层间放置吸收剂材料。这些层优选按某种图案粘结在一起，以便在移动吸收剂系统时使吸收剂材料保持在大致相同的位置。在该实施方案中，这些外层只有一层必须是可渗透液体的。
在另一实施方案中，吸收剂可以由一层不可延伸层和一层可延伸层制成，其层间放置吸收剂材料。这些层优选按某种图案粘结在一起，以便在移动吸收剂系统时使吸收剂材料保持在大致相同的位置。在该实施方案中，这些外层只有一层必须是可渗透液体的。
在这些实施方案中的可延伸层可以是例如一种可逆颈缩纺粘织物，如US 4,965,122所述。通常在平行于颈缩方向的方向上，该材料能够拉伸至少约75，并在拉伸约75％时恢复至少约50％。通过对至少一种材料施加张力以使该材料颈缩，加热该颈缩的材料，冷却该颈缩的材料，使得可逆颈缩过的材料比加热拉伸之前的材料具有更大的熔化热和/或更低的熔化起点，来制备该材料。
在另一实施方案中，吸收剂系统可以由一个平坦非弹性层和一个弹性层制成，且吸收剂放在这两层之间。这些层优选按某种图案粘结在一起，以便在移动吸收剂系统时使吸收剂材料保持在大致相同的位置。在该实施方案中，这些外层只有一层必须是可渗透液体的。
许多其它实施方案也是有可能的，因为可提供的复合弹性材料有无数种。吸收剂系统的外层可有多层，例如可以是颈缩粘结层合物、拉伸粘结层合物、颈缩拉伸粘结层合物和零拉伸应变层合物。
在任何实施方案中，其结构内可放置附加层。例如，可将一层粘结梳理纤网、气流成网织物或纺粘织物放置在体系内，以提供比仅有外层或吸收剂材料的系统更高的芯吸能力。这种结构的截面图包括在中心的芯吸层，其两侧之一或两侧有吸收剂，然后是若干外层。
应当注意，如果希望使层合物在一个或多个方向有弹性或可延伸，则在该层合物中不应该采用会限制其拉伸的无弹性材料。因此，在内层存在的超吸收剂或其它材料应该是颗粒或短纤维型的，即应是离散的，以利其移动，或如果是非离散型的如长纤维、泡沫体、薄膜或无纺织物，则其应该是有弹性的。
用于外层的合适体系材料可以是根据本领域中已知的各种方法，包括熔吹，纺粘、粘结和梳理、及气流成网，由弹性和非弹性聚合物制成的无纺纤网。这些纤网也可以按已知方法进行粘结，包括通风粘结，缝编，超声波粘结，点粘结，和图案(或点)非粘结(unbonding)的方法。可渗透液体的弹性和非弹性的薄膜也可以使用在本发明的实施中，并且包括有孔的、纤化的和充填的薄膜。
可延伸层允许超吸收剂润湿后在可控程度上溶胀，以便保持孔隙的完整性和适宜的孔隙尺寸及分布，并继续进行液体通过超吸收剂的充分芯吸。可以按照下躯体的曲率，通过可延伸层材料的适当拉紧，实现对孔隙尺寸及分布的控制，从而控制对含超吸收剂层施加的压力。通过可拉伸材料的合适张力分布，可以设计压力随高度的变化。除通常已知的超吸收剂外，任何液体可溶胀材料都应该以类似方式运行。
可用于实施本发明的弹性聚合物可以是由嵌段共聚物制成的那些弹性聚合物，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)、化学通式为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。这些弹性共聚物及由这些弹性共聚物形成的弹性无纺纤网被公开于例如US 4,803,117中。这种弹性无纺纤网可以由例如弹性(聚苯乙烯/聚(乙烯-丁烯)/聚苯乙烯)嵌段共聚物形成。这些弹性共聚物的商品实例例如可以是由Shell ChemicalCompany(Houston，Texas)提供的称为KRATON材料的那些弹性共聚物。KRATON嵌段共聚物可以用若干种不同配方获得，其许多配方均是在US 4,663,220、4,323,534、4,834,738、5,093,422及5,304,599专利中所确定的。
由弹性A-B-A-B四嵌段共聚物组成的聚合物也可用于实施本发明。这种聚合物在Taylor等人的US 5,332,613专利中讨论。在这样的聚合物中，A是一种热塑性聚合物嵌段，B是一种被氢化成基本为聚(乙烯-丙烯)单体单元的异戊二烯单体单元。这种四嵌段共聚物的实例是苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)或SEPSEP弹性嵌段共聚物，可由Shell Chemical Company(Houston，Texas)提供，其商标为KRATON。
可以采用的其它典型弹性材料包括聚氨酯弹性材料，如可由B.F.Goodrich & Co.公司提供的商标为ESTANE，或可由Morton ThiokolCorp公司提供的MORTHANE的那些聚酯弹性材料如可由E.I.DuPontDe Nemours & Company公司提供的商标为HYTREL，和以前由AkzoPlastics(Arnhem，Holland)公司提供而现在由DSM(Sittard，Holland)公司提供的称为ARNITEL的那些。
另一种合适的材料是具有下式的聚酯嵌段酰胺共聚物 这种材料可由ELF Atochem Inc.(Glen Rock，New Jersey)公司以商标PEBAX按各种等级提供。这种聚合物应用实例可以在Killian等人的US 4,724,184、4,820,572及4,923,742专利中找到，并转让于本发明同一受让人。
热塑性共聚酯弹性体包括共聚醚酯，其化学通式为 其中，“G”选自聚(氧化乙烯)-α，ω-二醇、聚(氧化丙烯)-α，ω-二醇、聚(氧四亚甲基)-α，ω-二醇，且“a”和“b”是正整数，包括2、4和6，“m”和“n”是正整数，包括1-20。这些材料按照ASTM D-638测定时，一般断裂伸长率为约600-750％，按照ASTM D-2117测定时，其熔点为约350-400(176-205℃)。这些共聚酯材料的商品实例例如是以前可由Akzo Plastics(Arnhem，Holland)公司提供而现在可由DSM(Sittard，Holland)公司提供的被称为ARNITEL，或由E.I.duPont de Nemours(Wilmington，Delaware)公司提供的被称为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中公开了由聚酯弹性材料制成的弹性无纺纤网。
弹性聚烯烃聚合物也适用于实施本发明。这些聚合物被称为“茂金属”聚合物，可由Exxon Chemical Company(Baytown，Texas)公司提供，对于聚丙烯类聚合物的其商标名ACHIEVE，对于聚乙烯类聚合物，其商标名为EXACT和EXCEED。Dow Chemical Company(Midland，Michigan)公司有以名称ENGAGE市售的聚合物。这些材料被认为是用非立构选择性的茂金属催化剂生产的。Exxon一般称其茂金属催化剂工艺为“单活性中心”催化剂，而Dow称它们为“限定几何形状”催化剂，名称名INSIGHT，以区别它们与传统多反应中心的齐格勒-纳塔催化剂。在实施本发明中，弹性聚烯烃如聚丙烯和聚乙烯是优选的，最尤其优选的是弹性聚丙烯。
天然纤维包括羊毛、棉、亚麻、大麻及木浆。木浆包括标准软木蓬松(fluffing)级，如CR-1654(US Alliance Pulp Mills公司(Coosa，Alabama))。可以改性纸浆以增强纤维固有特性及其加工性能。可以通过包括化学处理或机械加捻的方法使纤维卷曲。一般在交联或硬化之前使之卷曲。可以通过利用交联剂如甲醛或其衍生物、戊二醛、表氯醇、羟甲基化化合物如尿素或尿素衍生物、二醛如马来酐、非羟甲基化尿素衍生物、柠檬酸或其它多羧酸，使纸浆硬化。这些试剂中的一些由于涉及环境及健康问题而比其它试剂不优选。也可以通过利用加热或苛性碱处理如丝光工艺，使纸浆硬化。这些类型纤维的实例包括NHB416，NHB416是一种化学交联的南方软木浆纤维，它可增强湿模量，可由Weyerhaeuser Corporation(Tacoma，WA)公司提供。其它可用纸浆是松解纸浆(NF405)和未松解纸浆(NB416)，也可由WeyerhaeuserCorporation公司提供。得自Buckeye Technologies，Inc(Memphis，TN)公司的HPZ3，除赋予纤维附加干和湿硬度及弹力外，还受过在卷曲和加捻中的化学处理。另一种合适的纸浆是Buckeye HPF2纸浆，还有另一种是IP SUPERSOFT，由International Paper Corporation提供。合适的人造纤维是1.5旦合并18453纤维，由TencelIncorporated(Axis Alabama)公司提供。
可用于本发明的超吸收剂可以选自根据外观及化学结构选择的类别。这些类别包括凝胶强度低的超吸收剂、凝胶强度高的超吸收剂，表面交联的超吸收剂、均匀交联的超吸收剂、或整个结构中具有变化的交联密度的超吸收剂。超吸收剂可基于以下化学物质，包括聚(丙烯酸)、聚(异丁烯-共聚-马来酐)、聚(环氧乙烷)、羧甲基纤维素、聚(-乙烯基吡咯烷酮)、及聚(-乙烯醇)。这些超吸收剂溶胀速度可有慢有快。这些超吸收剂可以是泡沫体型的、大孔或微孔颗粒或纤维型的、具有纤维或颗粒状涂层或形貌的颗粒或纤维型的。这些超吸收剂可以具有条带、颗粒、纤维、片状或薄膜的形状。这些超吸收剂可以有不同长度和直径大小及分布。这些超吸收剂可以是不同中和程度的。反离子一般是Li、Na、K、Ca。
本发明材料可以包括上述类型的超吸收剂。典型的超吸收剂可以从The Dow Chemical Company公司获得。这些类型超吸收剂的一种实例可以从Stockhausen，Inc公司获得，其被命名为FAVORSXM 880。纤维状超吸收剂的实例可以从Camelot Technologies Ltd(High River，Alberta，Canada)公司获得，其被命名为FIBERDRI1241。包括在这些类型超吸收剂中的另一实例从Chemtall Inc(Riceboro，GA)公司获得，其命名为FLOSORB 60 LADY，亦称为LADYSORB 60。具有纤维或颗粒状涂层的超吸收剂实例是在涂布FAVOR880上的微晶纤维素和纤维素纤维涂布的FAVOR880。这些都描述于US临时专利申请60/129,774中。通常可以获得且对本领域技术人员所知的而这里未列举的另外一些类型的超吸收剂也可以用于本发明。
在这些结构中常用的粘合剂都会有助于提供机械完整性和稳定性。粘合剂包括可以热活化的纤维、液体或其它粘合剂手段。用于掺合优选的纤维是那些具有相应熔点的纤维，如聚烯烃纤维。低熔点聚合物提供使加热后织物在纤维交叉点处粘结在一起的能力。此外，含有低熔点聚合物的纤维，如共轭和双成分纤维，适合于实施本发明。含有低熔点聚合物的纤维统称为“易熔纤维”。所谓“低熔点聚合物”指的是玻璃转变温度低于约175℃的聚合物。应当注意，通过选择聚合物的玻璃转变温度，可以改进吸收剂纤网的结构从软变硬。典型的粘合剂纤维包括聚烯烃、聚酰胺和聚酯的共轭纤维。三种合适的粘合剂纤维是皮芯共轭纤维，可以得自KoSa Inc.(Charlotte，North Carolina)公司，牌号为T-255聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯和T-256或共聚酯牌号，但是，许多合适的粘合剂纤维是本领域技术人员已知的，而且可由许多制造商提供，如Chisso和Fibervisions LLC(Wilmington，DE)公司。KoSa公司开发了一种合适的共聚酯粘合剂纤维，作为皮芯用途，并且由牌号T-254(低熔点CoPET)已知。一种合适的液体粘合剂是KYMENE557LX，得自Hercules Inc.(Wilmington，DE)公司。其它合适的液体粘合剂包括乙烯-乙酸乙烯酯乳液聚合物，由NationalStarch and Chemical Company(Bridgewater，New Jersey)出售，商品名称DUR-O-SET、ELITE系列(包括ELITE)33和ELITE22)。Air Products Polymers and Chemicals(空气产品聚合物和化学试剂公司)销售其它合适的粘合剂纤维，名称为AIRFLEX。
适用于生产用于本发明的材料的纤维可以是单组分、共轭(双组分)、多组分的或双成分纤维。如果是共轭的，它们可具有并排、皮/芯或孤岛状结构。这些纤维可以根据例如Pike的US 5,382,400的专利起皱或是可起皱的。
根据本发明的合适的吸收剂系统如下实施例1采用拉伸粘结层合物(SBL)外层制造层合物，两层均按Morman的US 4,657,802专利同向拉伸。其SBL通过拉伸弹性熔吹层并将其在任一侧粘结至非弹性层上来制造。该弹性层是由KRATONG-2740聚合物制成的71gsm(2.1osy)的熔吹层。该无弹性层是由Exxon ChemicalCorp公司提供的ESCORENE聚合物的聚丙烯制成的30.9gsm(0.91osy)的纺粘层。该SBL基重是132.6gsm(3.9osy)。
从该SBL材料取出一个面层，并将第一SBL层置于平坦表面上，熔吹侧向上。将超吸收剂颗粒，此例为FAVOR880超吸收剂，分布在该SBL层上，添加率为88.8gsm(2.62osy)。将相同SBL的第二层，熔吹侧向下，置于该超吸收剂上，并把这些层用压力机以6000psi的冲头压力用约12mm(半英寸)方格图案层合。该压力机由PHI(City ofIndustry，California)公司制造，型号为0230 C-X1-4B-7，系列号92-10-012。此层合物基重为293gsm(8.64osy)。
此干层合物非常薄，有弹性且舒适。按下述尺寸切割样品拉伸方向6cm(2.375英寸)，非拉伸方向8.26cm(3.25英寸)，厚2.5mm(0.099英寸)。该样品称重为1.46克，手工施以法向张力，拉伸至约11.4cm(4.5英寸)。
将样品放入含有少量表面活性剂的水中约半小时。此后，该样品长5.7cm(2.25英寸)，宽7.6cm(3英寸)，厚度为8.1-13.3mm(0.319-0.525英寸)。称重该样品为26.9克，由以上相同人员手工施加近似相同的张力使样品拉伸至10.2cm(4.25英寸)。
从以上可看出，样品湿润厚度约为干厚度的3倍以上，但是湿样品和干样品伸长度大约相同。由于吸水，其重量和厚度改变，但其它性质保持相同。
实施例2利用两个气流成网层，制成一个芯吸层合物样品和一个对照物，各自的尺寸分别为5.1cm×15.24cm(2英寸×6英寸)。使用90重量％Weyerhaueser NB416纸浆和10重量％T-255 Merge 34821A，6mm 2.8旦的粘合剂纤维，制造气流成网芯吸层。该气流成网芯吸层基重为150gsm，密度为0.15g/cc且厚度为1mm。这两个气流成网层称重为1.05和1.08克。
对照物将1.08克气流成网织物片与约2.54cm(1英寸)的气流成网层一起垂直放在水中。1.5小时后，从水中抬起样品，使其滴液10秒钟，然后称重。此气流成网样品重量12.45克，意味着它已吸收了11.37克的水或10.5克水/克气流成网织物。
芯吸实施例对另一片气流成网织物，在此例中是较轻的一片，喷涂一层粘结剂并喷洒少量FAVOR880超吸收剂颗粒。此片增重率为0.67克。用同一气流成网片的另一面重复该过程。第二面增重率为1.57克。
将此气流成网织物/超吸收剂材料置于一片单面SBL上(与实施例1相同)。此SBL在非拉伸方向上为15.24cm(6英寸)，拉伸方向上为10.12cm(4英寸)，其中，非拉伸方向为该气流成网层的长度方向。将该SBL沿气流成网层末端折过并把三个边缘密封在一起，留下多余的气流成网材料从SBL中伸出约5.1cm(2英寸)。粘结剂宽约2.5cm(1英寸)。使用Carver压力机以1000psi压力进一步密封该芯吸样品5秒钟，然后略微加以修整至约7.6cm×6.3cm(3英寸×2.5英寸)。该芯吸样品称重为5.45克。
将此芯吸样品与约2.54cm(1英寸)的气流成网织物一起垂直放置于水中。5分钟时称重此芯吸样品为21.6克，即增重16.2克的水。1分钟后，将样品放入其原位置，再经过5分钟后，称重为33.23克，增重了27.8克的水。再等待1分钟后，将该样品同样再浸泡在水中5分钟，称重为55克，增重49.6克的水。层合物底部密封开始破裂，因此中断试验。
假定该芯吸样品的气流成网层与对照物具有相同的水量，则该芯吸样品含17克水/克超吸收剂。原来的SBL袋约0.2cm(0.08英寸)厚，在试验之后约2.3cm(0.92英寸)。
随着超吸收剂溶胀，SBL外层膨胀，使得在超吸收剂中可以继续进行芯吸，因为它并未被膨胀的超吸收剂压碎。
在这个实施方案中可以认为重要的是，超吸收剂与芯吸介质之间保持了良好的接触，因此超吸收剂不会失去与芯吸介质的液体交流。可以使用粘合剂或胶粘剂将超吸收剂粘着在芯吸介质上。
在本发明又一个实施方案中；可以在层合之前以某种方式使实施例2的气流成网层起皱，如起绉，从而允许层合物拉伸。
本领域技术人员将会理解，对本发明的改变及变异均被认为属于本领域技术人员能力范围。这些改变的实例包含在以上引用的专利中，其每一个在符合本说明书的程度上在此整体结合引作参考。本发明人认为这些改变及变异在本发明范围内。
权利要求
1.用于个人护理制品的吸收剂体系，包括第一可延伸外层和在所述可延伸外层反面上的第二外层，所述层之间有吸收剂材料。
2.权利要求1的吸收剂体系，其中，所述层用有图案粘合剂粘结一起。
3.权利要求1的吸收剂体系，其中，所述吸收剂层包含超吸收剂和纸浆。
4.权利要求1的吸收剂体系，其中，所述吸收剂层包括超吸收剂和合成纤维。
5.权利要求1的吸收剂体系，其中，所述第二层是可延伸的。
6.权利要求5的吸收剂体系，其中，所述第一层是弹性的。
7.权利要求6的吸收剂体系，其中，所述弹性层由选自聚氨酯、聚酯嵌段酰胺共聚物、聚酯、聚酰胺、共聚醚酯和聚烯烃的聚合物制成。
8.权利要求6的吸收剂体系，其中，所述第二层是弹性的。
9.权利要求1的吸收剂体系，其中，所述第一层是弹性的且所述第二层是不可延伸的。
10.权利要求6的吸收剂体系，其中，所述弹性层选自有孔薄膜、机织织物、无纺织物和网织物。
11.权利要求10的吸收剂体系，其还包含用胶乳胶粘剂层合到所述第一弹性层上的另一弹性层。
12.权利要求6的吸收剂体系，其中所述弹性层是一种层合物，其选自颈缩粘结层合物、拉伸粘结层合物、颈缩拉伸粘结层合物及零拉伸应变层合物。
13.权利要求1的吸收剂体系，还包含在所述外层之间的芯吸层。
14.权利要求13的吸收剂体系，其中，所述芯吸层根据选自纺粘、粘结及梳理、和气流成网的方法制造。
15.权利要求2的吸收剂体系，其中，所述第二外层包括由聚烯烃制成的纤维制品。
16.用于个人护理制品的吸收剂体系，其包括在至少一侧上有超吸收剂的芯吸层、和至少一个可延伸外层及至少一个液体可渗透外层。
17.权利要求16的吸收剂体系，其中，所述可延伸外层是可渗透液体的。
18.权利要求16的吸收剂体系，其中，所述芯吸层根据选自纺粘、粘结及梳理、和气流成网的方法制造。
19.权利要求16的吸收剂体系，其中，所述弹性层是一种层合物，其选自颈缩粘结层合物、拉伸粘结层合物、颈缩拉伸粘结层合物及零拉伸应变层合物。
20.用于个人护理制品的吸收剂体系，其包括基重为17-170gsm(0.5-5 osy)的气流成网芯吸层，所述芯吸层在至少一侧上有超吸收剂颗粒，以及至少一层可渗透液体的基重为17-170gsm(0.5-5 osy)的颈缩粘结层合外层。
21.一种尿布，其包含权利要求1的体系。
22.一种训练裤，其包含权利要求1的体系。
23.一种失禁用制品，其包含权利要求1的体系。
24.一种绷带，其包含权利要求1的体系。
25.一种卫生巾，其包含权利要求1的体系。
26.一种用于个人护理制品的吸收剂体系，其包含在液体可渗透弹性外层内的吸收剂材料。
27.一种用于个人护理制品的吸收剂体系，其包括第一可延伸外层和处于所述可延伸外层反面的第二外层，所述这些层间有吸收剂，其中，所述体系具有干燥厚度和湿厚度和干伸长度和湿伸长度，其中，所述湿厚度为所述干厚度的至少约3倍，所述干伸长度和湿伸长度大致相等。
28.权利要求21的吸收剂体系，其中，所述第一和第二外层是有弹性的。
全文摘要
提供了一种用于个人护理制品的吸收剂系统，其中吸收剂材料位于可延伸层内。在可延伸层反面可以有第二外层。这些外层至少之一必须是可渗透液体的。这些层可用某种图案粘结在一起。此吸收剂体系可以由一层或多层制成，例如颈缩粘结层合物、颈缩拉伸粘结层合物、拉伸粘结层合物及零拉伸应变层合物。可增进液体芯吸的附加层也可以放置在此结构内。该吸收剂系统适用于个人护理制品，如尿布、训练裤、失禁用外层及妇女卫生制品。
文档编号A61F13/49GK1464783SQ01816129
公开日2003年12月31日 申请日期2001年9月21日 优先权日2000年9月22日
发明者H·林, M·T·莫尔曼, 秦建 申请人:金伯利-克拉克环球有限公司
背景技术：
本发明涉及保留材料(retention material)，其主要用于个人护理制品，如尿布、训练裤、泳装、吸收内裤、成人失禁用制品及妇女卫生制品。此材料也可用于其它用途，如绷带及伤口包扎用品、护理衬垫及兽医用制品。
个人护理制品通常装有某种可吸收体液的吸收剂物质。这种吸收剂材料或吸收剂芯一般是由多层或多种材料构成，并可包括不同比例的天然纤维、合成纤维及超吸收剂颗粒。当体液如尿沉积进入个人护理制品中如尿布中时，其穿过最上几层，这些层通常是靠近身体的衬里层和一般被设计成能使体液暂时保留的“浪涌”层。在穿过这些上层之后，尿液进入制品的吸收剂芯部分。此吸收剂芯能持久地留住体液。对于有超吸收剂颗粒的吸收剂芯，可以吸收体液达到特定吸收剂的极限。
超吸收剂的吸收能力受到对体系所施加的物理约束的限制。如果超吸收剂受限制而在接触液体后不能溶胀，则吸收液体的体积会受限制。如果超吸收剂可溶胀而不能任意扩展，则超吸收剂颗粒间的孔隙会受到压缩且尺寸减小。孔隙尺寸过分减少，会出现被称为“凝胶阻塞”的现象，其中由于超吸收剂在体液入口区的膨胀，阻止了液体进一步进入，而且也会终止超吸收剂层内液体的芯吸。这甚至可能造成吸收剂芯的其它区域未被流体湿润，显然这是对超吸收剂的浪费，而且效率低下。另一方面，如果允许超吸收剂无限制地溶胀，则孔隙尺寸会变得太大而不能芯吸液体达到某一高度，最终堵塞液体入口。因此，最好使超吸收剂按可控方式且在可控程度上溶胀，因此保持孔隙的完整性并持续进行芯吸，并且因此保持任何芯吸材料与超吸收剂之间的接触以及超吸收剂颗粒之间的接触。
因此，对有良好的液体吸入和分布特性但是能在超吸收剂层内持续进行充分芯吸并因此利用更多的吸收剂的吸收剂芯体系存在需求。这种体系应能在很大程度上保持孔隙的完整性和适宜的孔径分布，因此可以继续吸收液体而与吸收剂芯上层部分的润湿无关。
发明概述针对所述困难和现有技术遇到的问题，现已发现一种新的用于个人护理制品的吸收剂芯体系，其中含超吸收剂层位于两层之间。第一层是可伸长的外层，第二层在第一层的背面。两层中至少一层是可渗透液体的。可以将这些层按某种图案粘结在一起。两个面层可以是可伸长和/或有弹性的，可以根据所用层材料控制其拉伸方向。
还可以存在单独的芯吸层。
“定义”“一次性的”指一次使用后抛弃而无意加以洗涤和重复使用的。
“液体传输”指液体能从一层传递至另一层，或从层内一个位置传递到另一位置。
“亲水的”描述与纤维接触的水溶液所润湿的纤维或纤维表面。因此，材料润湿度可用液体与所涉及材料的接触角和表面张力来描述。采用Cahn SFA-222表面力分析仪系统或基本等效的系统，可以提供适于测定具体纤维材料润湿度的设备与方法。在用这种系统进行测定时，接触角小于90°的纤维被认为是“可润湿的”或亲水的，而接触角等于或大于90°的纤维被认为是“不可润湿的”或疏水的。
这里所用术语“无纺织物或纤网”指的是具有其间插入若干单根纤维或纱线结构的纤网，但是与在针织品中的方式不同。通过诸如熔吹法，纺粘法和粘结梳理纤网法的许多方法已形成无纺织品或纤网。无纺织品的基重通常以每平方码的盎司(osy)或每平方米的克(gsm)数来表示，有效纤维直径通常以微米表示。(注意osy乘以33.91，即可将osy转化为gsm)。
“纺粘纤维”指的是通过从喷丝头的多个细孔以单丝形式挤出熔融热塑性材料而形成的小直径纤维。这种方法是例如在Appel等人的US4,340,563及Matsuki等人的US 3,802,817专利中所公开的。这些纤维也可具有诸如Hogle等人在US 5,277,976中所述非常规形状纤维的那些形状。
“粘结梳理纤网”指的是由输送通过梳毛或梳理单元的人造短纤维制成的纤网，这些单元使人造纤维沿纵向分开并排列，形成一般沿纵向取向的纤维无纺纤网。这种材料可通过包括点粘结、通风粘结、超声波粘结、粘合剂粘结等的方法粘结在一起。
“气流成网”是一种众所周知的可以形成纤维无纺层的方法。在这种气流成网方法中，通常借助抽真空，典型长度为约3-52毫米的小纤维束被分开并夹带在气源中，然后沉积在成型网上。接着例如使用热风或喷涂粘合剂，使这些随机沉积的纤维彼此粘结一起。例如Laursen等人在US 4,640,810专利中介绍过气流成网。
已知各种用于粘结无纺纤网的方法。这些方法包括通风粘结，缝编、超声波粘结、点粘结及图案(或点)非粘结法。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专利中可以见到这些粘结法的实例。
这里所用术语“复合弹性材料”指的是弹性材料，其可以是多组分材料或其中至少一层是有弹性的多层材料。这些材料可以是例如“颈缩粘结”层合物、“拉伸粘结”层合物、“颈缩拉伸粘结”层合物及“零应变拉伸”层合物。
“颈缩粘结”指的是其中弹性部件被粘结至非弹性部件上，并且只有非弹性部件被拉伸或颈缩，以减小其在与拉伸方向垂直方向上的尺寸的方法。“颈缩粘结层合物”指的是一种按照颈缩粘结法制备的复合弹性材料，即这些层只有在非弹性层处于被伸长条件时才连接在一起。这些层合物通常具有交叉方向的伸长特性。颈缩粘结层合物的实例为诸如在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专利中所述的那些。
通常，“拉伸粘结”指的是一种其中弹性部件与另一部件粘合在一起而只将弹性部件拉伸至少约其松弛长度的25％的方法。“拉伸粘结层合物”指的是一种按照拉伸粘结法制成的复合弹性材料，即这些层在只有弹性层处于伸长状态时被结合在一起，从而在这些层松弛后使非弹性层起皱。这些层合物通常具有纵向拉伸特性，并且可以拉伸到非弹性材料在弹性材料可以伸长的粘合位置之间起皱的程度。例如，Vander Wielen等人的US 4,720,415专利公开了一种拉伸粘结层合物，其中使用了由多排挤压机生产的多层相同的聚合物。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专利中公开了其它的复合弹性材料。
例如，US 4,657,802公开了一种生产复合无纺弹性纤网的方法，该纤网包括与纤维无纺起皱纤网连接的无纺弹性纤网。这种方法包括以下步骤提供具有松弛无偏(unbiased)长度和拉伸有偏(biased)长度的无纺弹性纤网；拉伸该无纺弹性纤网至其拉伸有偏长度；直接在其拉伸有偏长度的无纺弹性纤网表面上形成纤维无纺可起皱纤网；通过将纤维无纺可起皱纤网结合到无纺弹性纤网上并继续保持该无纺弹性纤网处于其拉伸长度，松弛无纺弹性纤网至其松弛长度使纤维无纺可起皱纤网起皱，形成复合无纺弹性纤网。纤维无纺可起皱纤网到弹性无纺纤网上的结合与弹性纤网表面上形成可起皱纤网同时进行。
“颈缩拉伸粘结”一般指的是其中使弹性部件与另一部件粘结同时又使该弹性部件至少延伸其松弛长度的约25％并且另一层是颈缩的非弹性层的方法。“颈缩拉伸粘结层合物”指的是一种按照颈缩拉伸粘结法制成的复合弹性材料，即在这两层处于延伸状态时使它们粘结在一起，然后使其松弛。这些层合物通常具有全向拉伸特性。
“零应变”拉伸粘结一般指的是其中使至少两层彼此粘结同时又处于无张力(因此零应变)状态且其中一层为可拉伸且有弹性的而第二层是可拉伸但不一定有弹性的方法。通过使用一对或数对使纤网承受的应变率减小的网孔起皱滚筒，逐渐拉伸该层合物。“零应变拉伸层合物”指的是按照零应变拉伸粘结法制成的复合弹性材料，即在两层都处于未伸长状态并通过网孔皱纹滚筒拉伸时，使弹性层和非弹性层粘结在一起。在层合物拉伸后，第二层应当至少在一定程度上永久拉伸，以便使在解除拉伸力后该层合物不恢复其原来的未变形状态。这导致该层合物在z方向膨松且随后沿初始拉伸方向的弹性延伸度至少高达初始拉伸点。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专利中，可以找到这些层合物及其生产方法的实例。
“个人护理制品”指的是用于吸收体液的制品，如尿布，训练裤，泳装，吸收剂内裤，成人失禁用制品，绷带，兽医和死人用制品，以及妇女卫生制品。
“目标区”指的是通常由穿用者递送损害物的在个人护理制品上的区域或位置。
试验方法和材料基重切割7.6cm(3英寸)直径的圆形样品、用天平称量可以确定基重。用克记录重量。将此重量除以样品面积。
材料层厚(厚度)材料层厚是厚度的度量，是在0.05psi(3.5克/平方厘米)下用STARRET型膨松度测试仪测定的，以mm(毫米)为单位。密度采用单位面积样品的重量(每平方米的克数gsm)除以按毫米计的材料层厚的方法，计算材料的密度。这种层厚应该是如上所述在0.05psi(3.5克/平方厘米)下测定的。将此结果乘以0.001，使该数值转化为每立方厘米的克数(g/cc)。
发明详述本发明涉及一种用于个人护理制品以提供良好的芯吸和吸收性的吸收剂系统。
在一个实施方案中，本发明包括一种由弹性纤网包围的吸收剂。此吸收剂可包括各种形式的超吸收剂材料；如颗粒、纤维、泡沫体等，而且可以包括天然纤维、粘合剂和合成纤维。在此实施方案中的弹性材料必须是一种液体可渗透层。液体可渗透材料包括有孔的、充填的和原纤化的薄膜、织物和无纺纤网、开孔泡沫体、网状物和允许液态水通过的任何其它层。这种弹性材料也可以是用弹性胶乳与织物粘结的任何合适的液体渗透性弹性材料。可以将吸收性材料放置于弹性材料上，滚动该弹性材料以封闭吸收剂，产生圆形吸收剂系统，来制造这种吸收剂系统。
在另一个实施方案中，吸收剂可由两层弹性材料制成，其间放置吸收剂材料。在这个实施方案中的这些层还优选以某种方式粘结在一起，以包容吸收剂，而且只有一层必须是可渗透液体的。如果两层都是有弹性的，则它们可以在相同方向、不同方向或所有方向上是弹性的。如果它们两者在相同方向上是弹性的，则这种层合物在湿或干状态下在该方向上是有弹性的。在一个方向上有弹性的合适的弹性材料包括上述拉伸粘结层合物和颈缩粘结层合物。全方向材料包括颈缩拉伸粘结层合物，也如上述。这种弹性材料可以是任何合适的材料，如弹性有孔薄膜，编织或无纺纤网，或网状物。这种弹性材料也可以是用弹性胶乳与其它材料粘结的任何合适的可渗透液体的弹性材料。该弹性层也可以是可渗透液体的。
在另一实施方案中，吸收剂可以用其间放置吸收剂材料的两层可延伸层制成。这些层优选按某种图案粘结在一起，以便在移动吸收剂体系时使吸收剂保持在大致相同的位置。在该实施方案中，这些外层只有一层必须是可渗透液体的。
在另一实施方案中，吸收剂可以由一层弹性层和一层可延伸层制成，其层间放置吸收剂材料。这些层优选按某种图案粘结在一起，以便在移动吸收剂系统时使吸收剂材料保持在大致相同的位置。在该实施方案中，这些外层只有一层必须是可渗透液体的。
在另一实施方案中，吸收剂可以由一层不可延伸层和一层可延伸层制成，其层间放置吸收剂材料。这些层优选按某种图案粘结在一起，以便在移动吸收剂系统时使吸收剂材料保持在大致相同的位置。在该实施方案中，这些外层只有一层必须是可渗透液体的。
在这些实施方案中的可延伸层可以是例如一种可逆颈缩纺粘织物，如US 4,965,122所述。通常在平行于颈缩方向的方向上，该材料能够拉伸至少约75，并在拉伸约75％时恢复至少约50％。通过对至少一种材料施加张力以使该材料颈缩，加热该颈缩的材料，冷却该颈缩的材料，使得可逆颈缩过的材料比加热拉伸之前的材料具有更大的熔化热和/或更低的熔化起点，来制备该材料。
在另一实施方案中，吸收剂系统可以由一个平坦非弹性层和一个弹性层制成，且吸收剂放在这两层之间。这些层优选按某种图案粘结在一起，以便在移动吸收剂系统时使吸收剂材料保持在大致相同的位置。在该实施方案中，这些外层只有一层必须是可渗透液体的。
许多其它实施方案也是有可能的，因为可提供的复合弹性材料有无数种。吸收剂系统的外层可有多层，例如可以是颈缩粘结层合物、拉伸粘结层合物、颈缩拉伸粘结层合物和零拉伸应变层合物。
在任何实施方案中，其结构内可放置附加层。例如，可将一层粘结梳理纤网、气流成网织物或纺粘织物放置在体系内，以提供比仅有外层或吸收剂材料的系统更高的芯吸能力。这种结构的截面图包括在中心的芯吸层，其两侧之一或两侧有吸收剂，然后是若干外层。
应当注意，如果希望使层合物在一个或多个方向有弹性或可延伸，则在该层合物中不应该采用会限制其拉伸的无弹性材料。因此，在内层存在的超吸收剂或其它材料应该是颗粒或短纤维型的，即应是离散的，以利其移动，或如果是非离散型的如长纤维、泡沫体、薄膜或无纺织物，则其应该是有弹性的。
用于外层的合适体系材料可以是根据本领域中已知的各种方法，包括熔吹，纺粘、粘结和梳理、及气流成网，由弹性和非弹性聚合物制成的无纺纤网。这些纤网也可以按已知方法进行粘结，包括通风粘结，缝编，超声波粘结，点粘结，和图案(或点)非粘结(unbonding)的方法。可渗透液体的弹性和非弹性的薄膜也可以使用在本发明的实施中，并且包括有孔的、纤化的和充填的薄膜。
可延伸层允许超吸收剂润湿后在可控程度上溶胀，以便保持孔隙的完整性和适宜的孔隙尺寸及分布，并继续进行液体通过超吸收剂的充分芯吸。可以按照下躯体的曲率，通过可延伸层材料的适当拉紧，实现对孔隙尺寸及分布的控制，从而控制对含超吸收剂层施加的压力。通过可拉伸材料的合适张力分布，可以设计压力随高度的变化。除通常已知的超吸收剂外，任何液体可溶胀材料都应该以类似方式运行。
可用于实施本发明的弹性聚合物可以是由嵌段共聚物制成的那些弹性聚合物，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)、化学通式为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。这些弹性共聚物及由这些弹性共聚物形成的弹性无纺纤网被公开于例如US 4,803,117中。这种弹性无纺纤网可以由例如弹性(聚苯乙烯/聚(乙烯-丁烯)/聚苯乙烯)嵌段共聚物形成。这些弹性共聚物的商品实例例如可以是由Shell ChemicalCompany(Houston，Texas)提供的称为KRATON材料的那些弹性共聚物。KRATON嵌段共聚物可以用若干种不同配方获得，其许多配方均是在US 4,663,220、4,323,534、4,834,738、5,093,422及5,304,599专利中所确定的。
由弹性A-B-A-B四嵌段共聚物组成的聚合物也可用于实施本发明。这种聚合物在Taylor等人的US 5,332,613专利中讨论。在这样的聚合物中，A是一种热塑性聚合物嵌段，B是一种被氢化成基本为聚(乙烯-丙烯)单体单元的异戊二烯单体单元。这种四嵌段共聚物的实例是苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)或SEPSEP弹性嵌段共聚物，可由Shell Chemical Company(Houston，Texas)提供，其商标为KRATON。
可以采用的其它典型弹性材料包括聚氨酯弹性材料，如可由B.F.Goodrich & Co.公司提供的商标为ESTANE，或可由Morton ThiokolCorp公司提供的MORTHANE的那些聚酯弹性材料如可由E.I.DuPontDe Nemours & Company公司提供的商标为HYTREL，和以前由AkzoPlastics(Arnhem，Holland)公司提供而现在由DSM(Sittard，Holland)公司提供的称为ARNITEL的那些。
另一种合适的材料是具有下式的聚酯嵌段酰胺共聚物 这种材料可由ELF Atochem Inc.(Glen Rock，New Jersey)公司以商标PEBAX按各种等级提供。这种聚合物应用实例可以在Killian等人的US 4,724,184、4,820,572及4,923,742专利中找到，并转让于本发明同一受让人。
热塑性共聚酯弹性体包括共聚醚酯，其化学通式为 其中，“G”选自聚(氧化乙烯)-α，ω-二醇、聚(氧化丙烯)-α，ω-二醇、聚(氧四亚甲基)-α，ω-二醇，且“a”和“b”是正整数，包括2、4和6，“m”和“n”是正整数，包括1-20。这些材料按照ASTM D-638测定时，一般断裂伸长率为约600-750％，按照ASTM D-2117测定时，其熔点为约350-400(176-205℃)。这些共聚酯材料的商品实例例如是以前可由Akzo Plastics(Arnhem，Holland)公司提供而现在可由DSM(Sittard，Holland)公司提供的被称为ARNITEL，或由E.I.duPont de Nemours(Wilmington，Delaware)公司提供的被称为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中公开了由聚酯弹性材料制成的弹性无纺纤网。
弹性聚烯烃聚合物也适用于实施本发明。这些聚合物被称为“茂金属”聚合物，可由Exxon Chemical Company(Baytown，Texas)公司提供，对于聚丙烯类聚合物的其商标名ACHIEVE，对于聚乙烯类聚合物，其商标名为EXACT和EXCEED。Dow Chemical Company(Midland，Michigan)公司有以名称ENGAGE市售的聚合物。这些材料被认为是用非立构选择性的茂金属催化剂生产的。Exxon一般称其茂金属催化剂工艺为“单活性中心”催化剂，而Dow称它们为“限定几何形状”催化剂，名称名INSIGHT，以区别它们与传统多反应中心的齐格勒-纳塔催化剂。在实施本发明中，弹性聚烯烃如聚丙烯和聚乙烯是优选的，最尤其优选的是弹性聚丙烯。
天然纤维包括羊毛、棉、亚麻、大麻及木浆。木浆包括标准软木蓬松(fluffing)级，如CR-1654(US Alliance Pulp Mills公司(Coosa，Alabama))。可以改性纸浆以增强纤维固有特性及其加工性能。可以通过包括化学处理或机械加捻的方法使纤维卷曲。一般在交联或硬化之前使之卷曲。可以通过利用交联剂如甲醛或其衍生物、戊二醛、表氯醇、羟甲基化化合物如尿素或尿素衍生物、二醛如马来酐、非羟甲基化尿素衍生物、柠檬酸或其它多羧酸，使纸浆硬化。这些试剂中的一些由于涉及环境及健康问题而比其它试剂不优选。也可以通过利用加热或苛性碱处理如丝光工艺，使纸浆硬化。这些类型纤维的实例包括NHB416，NHB416是一种化学交联的南方软木浆纤维，它可增强湿模量，可由Weyerhaeuser Corporation(Tacoma，WA)公司提供。其它可用纸浆是松解纸浆(NF405)和未松解纸浆(NB416)，也可由WeyerhaeuserCorporation公司提供。得自Buckeye Technologies，Inc(Memphis，TN)公司的HPZ3，除赋予纤维附加干和湿硬度及弹力外，还受过在卷曲和加捻中的化学处理。另一种合适的纸浆是Buckeye HPF2纸浆，还有另一种是IP SUPERSOFT，由International Paper Corporation提供。合适的人造纤维是1.5旦合并18453纤维，由TencelIncorporated(Axis Alabama)公司提供。
可用于本发明的超吸收剂可以选自根据外观及化学结构选择的类别。这些类别包括凝胶强度低的超吸收剂、凝胶强度高的超吸收剂，表面交联的超吸收剂、均匀交联的超吸收剂、或整个结构中具有变化的交联密度的超吸收剂。超吸收剂可基于以下化学物质，包括聚(丙烯酸)、聚(异丁烯-共聚-马来酐)、聚(环氧乙烷)、羧甲基纤维素、聚(-乙烯基吡咯烷酮)、及聚(-乙烯醇)。这些超吸收剂溶胀速度可有慢有快。这些超吸收剂可以是泡沫体型的、大孔或微孔颗粒或纤维型的、具有纤维或颗粒状涂层或形貌的颗粒或纤维型的。这些超吸收剂可以具有条带、颗粒、纤维、片状或薄膜的形状。这些超吸收剂可以有不同长度和直径大小及分布。这些超吸收剂可以是不同中和程度的。反离子一般是Li、Na、K、Ca。
本发明材料可以包括上述类型的超吸收剂。典型的超吸收剂可以从The Dow Chemical Company公司获得。这些类型超吸收剂的一种实例可以从Stockhausen，Inc公司获得，其被命名为FAVORSXM 880。纤维状超吸收剂的实例可以从Camelot Technologies Ltd(High River，Alberta，Canada)公司获得，其被命名为FIBERDRI1241。包括在这些类型超吸收剂中的另一实例从Chemtall Inc(Riceboro，GA)公司获得，其命名为FLOSORB 60 LADY，亦称为LADYSORB 60。具有纤维或颗粒状涂层的超吸收剂实例是在涂布FAVOR880上的微晶纤维素和纤维素纤维涂布的FAVOR880。这些都描述于US临时专利申请60/129,774中。通常可以获得且对本领域技术人员所知的而这里未列举的另外一些类型的超吸收剂也可以用于本发明。
在这些结构中常用的粘合剂都会有助于提供机械完整性和稳定性。粘合剂包括可以热活化的纤维、液体或其它粘合剂手段。用于掺合优选的纤维是那些具有相应熔点的纤维，如聚烯烃纤维。低熔点聚合物提供使加热后织物在纤维交叉点处粘结在一起的能力。此外，含有低熔点聚合物的纤维，如共轭和双成分纤维，适合于实施本发明。含有低熔点聚合物的纤维统称为“易熔纤维”。所谓“低熔点聚合物”指的是玻璃转变温度低于约175℃的聚合物。应当注意，通过选择聚合物的玻璃转变温度，可以改进吸收剂纤网的结构从软变硬。典型的粘合剂纤维包括聚烯烃、聚酰胺和聚酯的共轭纤维。三种合适的粘合剂纤维是皮芯共轭纤维，可以得自KoSa Inc.(Charlotte，North Carolina)公司，牌号为T-255聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯和T-256或共聚酯牌号，但是，许多合适的粘合剂纤维是本领域技术人员已知的，而且可由许多制造商提供，如Chisso和Fibervisions LLC(Wilmington，DE)公司。KoSa公司开发了一种合适的共聚酯粘合剂纤维，作为皮芯用途，并且由牌号T-254(低熔点CoPET)已知。一种合适的液体粘合剂是KYMENE557LX，得自Hercules Inc.(Wilmington，DE)公司。其它合适的液体粘合剂包括乙烯-乙酸乙烯酯乳液聚合物，由NationalStarch and Chemical Company(Bridgewater，New Jersey)出售，商品名称DUR-O-SET、ELITE系列(包括ELITE)33和ELITE22)。Air Products Polymers and Chemicals(空气产品聚合物和化学试剂公司)销售其它合适的粘合剂纤维，名称为AIRFLEX。
适用于生产用于本发明的材料的纤维可以是单组分、共轭(双组分)、多组分的或双成分纤维。如果是共轭的，它们可具有并排、皮/芯或孤岛状结构。这些纤维可以根据例如Pike的US 5,382,400的专利起皱或是可起皱的。
根据本发明的合适的吸收剂系统如下实施例1采用拉伸粘结层合物(SBL)外层制造层合物，两层均按Morman的US 4,657,802专利同向拉伸。其SBL通过拉伸弹性熔吹层并将其在任一侧粘结至非弹性层上来制造。该弹性层是由KRATONG-2740聚合物制成的71gsm(2.1osy)的熔吹层。该无弹性层是由Exxon ChemicalCorp公司提供的ESCORENE聚合物的聚丙烯制成的30.9gsm(0.91osy)的纺粘层。该SBL基重是132.6gsm(3.9osy)。
从该SBL材料取出一个面层，并将第一SBL层置于平坦表面上，熔吹侧向上。将超吸收剂颗粒，此例为FAVOR880超吸收剂，分布在该SBL层上，添加率为88.8gsm(2.62osy)。将相同SBL的第二层，熔吹侧向下，置于该超吸收剂上，并把这些层用压力机以6000psi的冲头压力用约12mm(半英寸)方格图案层合。该压力机由PHI(City ofIndustry，California)公司制造，型号为0230 C-X1-4B-7，系列号92-10-012。此层合物基重为293gsm(8.64osy)。
此干层合物非常薄，有弹性且舒适。按下述尺寸切割样品拉伸方向6cm(2.375英寸)，非拉伸方向8.26cm(3.25英寸)，厚2.5mm(0.099英寸)。该样品称重为1.46克，手工施以法向张力，拉伸至约11.4cm(4.5英寸)。
将样品放入含有少量表面活性剂的水中约半小时。此后，该样品长5.7cm(2.25英寸)，宽7.6cm(3英寸)，厚度为8.1-13.3mm(0.319-0.525英寸)。称重该样品为26.9克，由以上相同人员手工施加近似相同的张力使样品拉伸至10.2cm(4.25英寸)。
从以上可看出，样品湿润厚度约为干厚度的3倍以上，但是湿样品和干样品伸长度大约相同。由于吸水，其重量和厚度改变，但其它性质保持相同。
实施例2利用两个气流成网层，制成一个芯吸层合物样品和一个对照物，各自的尺寸分别为5.1cm×15.24cm(2英寸×6英寸)。使用90重量％Weyerhaueser NB416纸浆和10重量％T-255 Merge 34821A，6mm 2.8旦的粘合剂纤维，制造气流成网芯吸层。该气流成网芯吸层基重为150gsm，密度为0.15g/cc且厚度为1mm。这两个气流成网层称重为1.05和1.08克。
对照物将1.08克气流成网织物片与约2.54cm(1英寸)的气流成网层一起垂直放在水中。1.5小时后，从水中抬起样品，使其滴液10秒钟，然后称重。此气流成网样品重量12.45克，意味着它已吸收了11.37克的水或10.5克水/克气流成网织物。
芯吸实施例对另一片气流成网织物，在此例中是较轻的一片，喷涂一层粘结剂并喷洒少量FAVOR880超吸收剂颗粒。此片增重率为0.67克。用同一气流成网片的另一面重复该过程。第二面增重率为1.57克。
将此气流成网织物/超吸收剂材料置于一片单面SBL上(与实施例1相同)。此SBL在非拉伸方向上为15.24cm(6英寸)，拉伸方向上为10.12cm(4英寸)，其中，非拉伸方向为该气流成网层的长度方向。将该SBL沿气流成网层末端折过并把三个边缘密封在一起，留下多余的气流成网材料从SBL中伸出约5.1cm(2英寸)。粘结剂宽约2.5cm(1英寸)。使用Carver压力机以1000psi压力进一步密封该芯吸样品5秒钟，然后略微加以修整至约7.6cm×6.3cm(3英寸×2.5英寸)。该芯吸样品称重为5.45克。
将此芯吸样品与约2.54cm(1英寸)的气流成网织物一起垂直放置于水中。5分钟时称重此芯吸样品为21.6克，即增重16.2克的水。1分钟后，将样品放入其原位置，再经过5分钟后，称重为33.23克，增重了27.8克的水。再等待1分钟后，将该样品同样再浸泡在水中5分钟，称重为55克，增重49.6克的水。层合物底部密封开始破裂，因此中断试验。
假定该芯吸样品的气流成网层与对照物具有相同的水量，则该芯吸样品含17克水/克超吸收剂。原来的SBL袋约0.2cm(0.08英寸)厚，在试验之后约2.3cm(0.92英寸)。
随着超吸收剂溶胀，SBL外层膨胀，使得在超吸收剂中可以继续进行芯吸，因为它并未被膨胀的超吸收剂压碎。
在这个实施方案中可以认为重要的是，超吸收剂与芯吸介质之间保持了良好的接触，因此超吸收剂不会失去与芯吸介质的液体交流。可以使用粘合剂或胶粘剂将超吸收剂粘着在芯吸介质上。
在本发明又一个实施方案中；可以在层合之前以某种方式使实施例2的气流成网层起皱，如起绉，从而允许层合物拉伸。
本领域技术人员将会理解，对本发明的改变及变异均被认为属于本领域技术人员能力范围。这些改变的实例包含在以上引用的专利中，其每一个在符合本说明书的程度上在此整体结合引作参考。本发明人认为这些改变及变异在本发明范围内。
权利要求
1.用于个人护理制品的吸收剂体系，包括第一可延伸外层和在所述可延伸外层反面上的第二外层，所述层之间有吸收剂材料。
2.权利要求1的吸收剂体系，其中，所述层用有图案粘合剂粘结一起。
3.权利要求1的吸收剂体系，其中，所述吸收剂层包含超吸收剂和纸浆。
4.权利要求1的吸收剂体系，其中，所述吸收剂层包括超吸收剂和合成纤维。
5.权利要求1的吸收剂体系，其中，所述第二层是可延伸的。
6.权利要求5的吸收剂体系，其中，所述第一层是弹性的。
7.权利要求6的吸收剂体系，其中，所述弹性层由选自聚氨酯、聚酯嵌段酰胺共聚物、聚酯、聚酰胺、共聚醚酯和聚烯烃的聚合物制成。
8.权利要求6的吸收剂体系，其中，所述第二层是弹性的。
9.权利要求1的吸收剂体系，其中，所述第一层是弹性的且所述第二层是不可延伸的。
10.权利要求6的吸收剂体系，其中，所述弹性层选自有孔薄膜、机织织物、无纺织物和网织物。
11.权利要求10的吸收剂体系，其还包含用胶乳胶粘剂层合到所述第一弹性层上的另一弹性层。
12.权利要求6的吸收剂体系，其中所述弹性层是一种层合物，其选自颈缩粘结层合物、拉伸粘结层合物、颈缩拉伸粘结层合物及零拉伸应变层合物。
13.权利要求1的吸收剂体系，还包含在所述外层之间的芯吸层。
14.权利要求13的吸收剂体系，其中，所述芯吸层根据选自纺粘、粘结及梳理、和气流成网的方法制造。
15.权利要求2的吸收剂体系，其中，所述第二外层包括由聚烯烃制成的纤维制品。
16.用于个人护理制品的吸收剂体系，其包括在至少一侧上有超吸收剂的芯吸层、和至少一个可延伸外层及至少一个液体可渗透外层。
17.权利要求16的吸收剂体系，其中，所述可延伸外层是可渗透液体的。
18.权利要求16的吸收剂体系，其中，所述芯吸层根据选自纺粘、粘结及梳理、和气流成网的方法制造。
19.权利要求16的吸收剂体系，其中，所述弹性层是一种层合物，其选自颈缩粘结层合物、拉伸粘结层合物、颈缩拉伸粘结层合物及零拉伸应变层合物。
20.用于个人护理制品的吸收剂体系，其包括基重为17-170gsm(0.5-5 osy)的气流成网芯吸层，所述芯吸层在至少一侧上有超吸收剂颗粒，以及至少一层可渗透液体的基重为17-170gsm(0.5-5 osy)的颈缩粘结层合外层。
21.一种尿布，其包含权利要求1的体系。
22.一种训练裤，其包含权利要求1的体系。
23.一种失禁用制品，其包含权利要求1的体系。
24.一种绷带，其包含权利要求1的体系。
25.一种卫生巾，其包含权利要求1的体系。
26.一种用于个人护理制品的吸收剂体系，其包含在液体可渗透弹性外层内的吸收剂材料。
27.一种用于个人护理制品的吸收剂体系，其包括第一可延伸外层和处于所述可延伸外层反面的第二外层，所述这些层间有吸收剂，其中，所述体系具有干燥厚度和湿厚度和干伸长度和湿伸长度，其中，所述湿厚度为所述干厚度的至少约3倍，所述干伸长度和湿伸长度大致相等。
28.权利要求21的吸收剂体系，其中，所述第一和第二外层是有弹性的。
全文摘要
提供了一种用于个人护理制品的吸收剂系统，其中吸收剂材料位于可延伸层内。在可延伸层反面可以有第二外层。这些外层至少之一必须是可渗透液体的。这些层可用某种图案粘结在一起。此吸收剂体系可以由一层或多层制成，例如颈缩粘结层合物、颈缩拉伸粘结层合物、拉伸粘结层合物及零拉伸应变层合物。可增进液体芯吸的附加层也可以放置在此结构内。该吸收剂系统适用于个人护理制品，如尿布、训练裤、失禁用外层及妇女卫生制品。
文档编号A61F13/49GK1464783SQ01816129
公开日2003年12月31日 申请日期2001年9月21日 优先权日2000年9月22日
发明者H·林, M·T·莫尔曼, 秦建 申请人:金伯利-克拉克环球有限公司
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