專利名稱：舒適型尿布的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種吸收制品，所述吸收制品優(yōu)選為一次性吸收制品，例如尿布。具體地講，本發(fā)明涉及這樣一種吸收制品的吸收芯。當(dāng)載滿或部分載有尿液時，所述吸收芯對吸收性聚合物材料提供改進(jìn)的固定作用。這種吸收芯適用于提供具有增強(qiáng)的穿著舒適性的吸收制品。
背景技術(shù)：
諸如尿布和成人失禁用品之類的吸收制品是纖維制造領(lǐng)域所熟知的制品。為使它們具有總體的良好貼合性以及高的吸收容量，人們已進(jìn)行了多種嘗試?，F(xiàn)代尿布采用吸收性聚合物材料或所謂的超吸收性材料，這些材料在典型的嬰兒尿布中可以存儲多達(dá)300ml的液體。
雖然這樣的尿布通常是一次性用品，但是在一些情況下，它被穿用很多小時，而且既在干燥狀態(tài)下穿用，也在載有尿液的狀態(tài)下穿用。
因此，要想在制品處于干燥狀態(tài)和當(dāng)制品載滿或部分載有尿液(或其它體液)時提供良好的穿著舒適性，，將尿布或其它吸收制品的吸收材料保持在它們的預(yù)期位置非常重要。
美國專利4,381,783(Elias)公開一種具有由多個吸收性水膠體材料小袋構(gòu)成的吸收芯的吸收制品。提供這些小袋是為了限制水膠體材料的運(yùn)動，特別是當(dāng)制品載滿或部分載有尿液時。這些小袋形成吸收層的一部分，而且典型地由纖維素材料提供。因此，要獲得本發(fā)明提出的對水膠體材料的良好固定作用，需要的纖維素材料相對較多。此外，提供這樣的小袋可以阻止液體自由地分配到吸收芯上的更多吸收區(qū)域，例如水膠體材料區(qū)域。
WO 95/17868(Palumbo)公開了一種包括兩個纖維層和一個中間層的吸收結(jié)構(gòu)。該中間層包含含量超過120g/m2的吸收性水凝膠材料和熱塑性材料顆粒。雖然這種結(jié)構(gòu)確信對處于干燥狀態(tài)的吸收性水凝膠顆粒提供良好的固定作用，但是在載有尿液的狀態(tài)下似乎只能得到較小的固定作用。所公開的熱塑性材料出現(xiàn)的膨脹與公開的水凝膠材料相比要小得多。因此，特別是當(dāng)吸收結(jié)構(gòu)要用于如尿布這樣吸收大量液體的制品時，濕固定作用不可能完全令人滿意。
EP 724418(Tanzer)公開了一種包括位于分散小袋中的超吸收性材料的吸收制品。該吸收制品包括第一和第二載體層以及水敏連接部件，所述水敏連接部件用于將載體層固定在一起并提供多個小袋區(qū)域。該制品包含位于所述小袋區(qū)域內(nèi)的高吸收性材料。水敏連接部件提供的濕強(qiáng)度小于由高吸收性材料被暴露于含水液體中時膨脹而施加的分離力。該吸收制品據(jù)說提供一種吸收結(jié)構(gòu)，當(dāng)制品處于干燥狀態(tài)時，這種吸收結(jié)構(gòu)以選擇的小袋方式更可靠地定位和容納高吸收性材料。然而，由于小袋的結(jié)構(gòu)，而且特別是由于水敏連接部件的選擇，當(dāng)制品載滿或部分載有液體時，這些小袋不能維持。因此，據(jù)信這種吸收制品對處于載滿或部分載有尿液狀態(tài)的吸收材料沒有提供非常滿意的固定作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種吸收制品，所述吸收制品優(yōu)選為一次性吸收制品，例如尿布。具體地講，本發(fā)明涉及這樣一種吸收制品的吸收芯。當(dāng)載滿或部分載有尿液時，這種制品對吸收性聚合物材料提供改進(jìn)的固定作用。該吸收芯適用于提供具有增強(qiáng)的穿著舒適性的吸收制品。具體公開的是一種適于由基底層和吸收材料構(gòu)成的吸收制品的吸收芯，吸收材料包括吸收性聚合物材料，吸收材料可任選地包括吸收性纖維材料，吸收性纖維材料的含量不超過吸收性聚合物材料重量的20％，其中當(dāng)處于潤濕狀態(tài)時吸收材料被固定，使得吸收芯獲得依據(jù)本文所述的濕固定作用試驗(yàn)超過50％，優(yōu)選超過60％、70％、80％或90％的濕固定作用。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及一種吸收制品，優(yōu)選地為一次性吸收制品，例如尿布。
本文使用的下列術(shù)語具有下列含義“吸收制品”是指吸收和容納液體的裝置，更具體地講，是指與穿著者的身體緊貼或鄰近放置用于吸收和容納由身體排放的多種滲出物的裝置。吸收制品包括但不限于尿布、成人失禁緊身褲、訓(xùn)練褲、尿布固定器、襯墊、衛(wèi)生巾等等。
本文所用術(shù)語“一次性的”用來描述一般不打算被洗滌、恢復(fù)或重新使用的制品(即物品在使用一次后即丟棄，且優(yōu)選地用可重復(fù)利用、可堆肥加工或以與環(huán)境相容的方式進(jìn)行加工)。
“尿布”是指通常由嬰兒和失禁者繞下部軀干穿著的吸收用品。
“包括”(其動名詞形式和動詞單數(shù)形式)是一個無限制的術(shù)語，其指定其后所述例如一個組分的存在，但不排除本領(lǐng)域已知的或本文公開的其它特征、元件、步驟或組分的存在。


圖1是作為本發(fā)明吸收制品的一個優(yōu)選實(shí)施方案的尿布20的平面圖。尿布以其平展未收縮狀態(tài)(即，無彈性引起的緊縮)顯示。該結(jié)構(gòu)的一些部分被剖開以更清楚地顯示尿布20的底層結(jié)構(gòu)。尿布20接觸穿著者的部分面向觀察者。圖1中的尿布20的底座22包括尿布20的主體。底座22包括一個外覆蓋件，其包括一個液體可透過的頂片24和/或一個液體不可透過的底片26。底座可包括包封在頂片24和底片26之間的吸收芯28的一部分。底座也可包括包封在頂片24和底片26之間的吸收芯28的大部分或全部。底座優(yōu)選還包括側(cè)片30、彈性腿箍32和彈性腰部組件34，腿箍32和彈性腰部組件每個都典型地包括彈性構(gòu)件33。尿布20的一個端部被構(gòu)型為尿布20的第一腰區(qū)36。相對的端部被構(gòu)型為尿布20的第二腰區(qū)38。尿布20的中間部分被構(gòu)型為襠區(qū)37，其在第一和第二腰區(qū)36和38之間縱向延伸。腰區(qū)36和38可包括彈性構(gòu)件，使得它們在穿著者的腰部聚攏以提供改進(jìn)的貼合和容納效果(彈性腰部組件34)。襠區(qū)37是當(dāng)尿布20被穿用時，尿布20通常位于穿著者大腿之間的部分。圖示的尿布20具有縱向軸線10和橫向軸線12。尿布20的周邊由尿布20的外部邊緣所限定，其中縱向邊緣44通常平行于尿布20的縱向軸線100延伸，而端邊46通常平行于尿布20的橫向軸線110在縱向邊緣44之間延伸。底座也包括扣緊系統(tǒng)，它可包括至少一個扣緊構(gòu)件42和至少一個存儲著陸區(qū)45。
對于一體的吸收制品，底座22包括添加了其它部件形成復(fù)合尿布結(jié)構(gòu)的尿布的主要結(jié)構(gòu)。雖然頂片24、底片26和吸收芯28可以多種熟知的構(gòu)型組裝，優(yōu)選的尿布構(gòu)型通常描述于1996年9月10日授予Roe等人的名稱為“Absorbent Article With Multiple Zone Structural Elastic-Like FilmWeb Extensible Waist Feature”的美國專利5,554,145；1996年10月29日授予Buell等人的名稱為“Disposable Pull-On Pant”的美國專利5,569,234；以及1999年12月21日授予Robles等人的名稱為“Absorbent Article WithMulti-Directional Extensible Side Panels”的美國專利6,004,306中。
圖1中的頂片24可以是全部或部分彈性化的，或者可以縮短以在頂片24和吸收芯28之間提供空隙空間。包括彈性化的或縮短的頂片的示例性結(jié)構(gòu)在下列文獻(xiàn)中更詳細(xì)地描述1991年8月6日授予Allen等人的名稱為“Disposable Absorbent Article Having Elastically Extensible Topsheet”的美國專利5,037,416；和1993年12月14日授予Freeland等人的名稱為“Trisection Topsheets for Disposable Absorbent Articles and DisposableAbsorbent Articles Having Such Trisection Topsheets”的美國專利5,269,775。
圖1中的吸收芯28一般設(shè)置在頂片24和底片26之間。吸收芯28可包括通?？蓧嚎s的、舒適的、對穿著者的皮膚無刺激性的、以及能夠吸收和容納諸如尿液和其它某些身體排泄物之類液體的任何吸收材料。吸收芯28可包括多種液體吸收材料，這些材料通常用于一次性尿布和其它吸收制品，例如一般稱為透氣氈的粉碎木漿。其它適用的吸收材料實(shí)施例包括縐紗纖維素填料；熔噴聚合物，包括共成型；化學(xué)硬化、改性或交聯(lián)的纖維素纖維；薄紙，包括薄紙包裝材料和薄紙層壓材料；吸收泡沫；吸收海綿；超吸收性聚合物；吸收膠凝材料；或任何其它已知的吸收材料或材料的組合。吸收芯28還可包括少量(典型地少于10％)的非液體吸收材料，例如粘合劑、蠟、油等等。
用作吸收組件的示例性吸收結(jié)構(gòu)在如下專利中描述美國專利4,610,678(Weisman等人)；美國專利4,834,735(Alemany等人)；美國專利4,888,231(Angstadt等人)；美國專利5,260,345(DesMarais等人)；美國專利5,387,207(Dyer等人)；美國專利5,397,316(LaVon等人)；以及美國專利5,625,222(DesMarais等人)。
底片26可與頂片24相連接。底片26防止被吸收芯28吸收并容納在制品20內(nèi)的滲出物弄臟可能接觸尿布20的其它外部用品，例如床單和內(nèi)衣。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，底片26基本不能透過液體(例如尿液)并且包括一張無紡層壓材料和一張薄塑料薄膜，例如厚度為約0.012mm(0.5mil)至約0.051mm(2.0mils)的熱塑性薄膜。合適的底片薄膜包括由位于Terre Haute，IN的Tredegar Industries Inc.制造、并以商品名X15306、X10962和X10964銷售的那些產(chǎn)品。其它合適的底片材料可包括使蒸汽能夠從尿布20逸出、同時還可防止?jié)B出物透過底片26的透氣材料。示例性透氣材料可包括諸如織網(wǎng)、無紡織網(wǎng)之類的材料，諸如膜包衣的無紡織網(wǎng)之類的復(fù)合材料，以及諸如由日本的Mitsui Toatsu Co.制造的命名為ESPOIR NO和由德克薩斯州Bay City的EXXON Chemical Co.制造的命名為EXXAIRE之類的微孔薄膜。包含共混聚合物的合適的透氣復(fù)合材料以商品名HYTREL共混物P18-3097購自Clopay Corporation，Cincinnati，OH。此類透氣復(fù)合材料更詳細(xì)地描述于1995年6月22日以E.I.DuPont的名義公布的PCT專利申請WO 95/16746中。包括無紡織網(wǎng)和有孔成形薄膜在內(nèi)的其它透氣底片描述于1996年11月5日授予Dobrin等人的美國專利5,571,096中。
尿布20也可包括這些本領(lǐng)域已知的其它特征，包括前耳片和后耳片、腰部覆蓋片、松緊帶等，以提供較好的貼舍性、容納性和美觀特性。這樣的附加特征是本領(lǐng)域所熟知的，并描述于如美國專利3,860,003以及美國專利5,151,092中。
為了保持尿布20在穿著者上的位置，優(yōu)選地至少第一腰區(qū)36的一部分由扣緊構(gòu)件42連接到第二腰區(qū)38的至少一部分上，優(yōu)選形成腿部開口和制品腰部。當(dāng)扣緊時，扣緊系統(tǒng)承受圍繞制品腰部的拉伸載荷?？劬o系統(tǒng)設(shè)計允許制品使用者把持扣緊系統(tǒng)的一個構(gòu)件，例如扣緊構(gòu)件42，并且至少在兩個位置將第一腰區(qū)36連接到第二腰區(qū)38上。這通過控制扣緊裝置元件之間的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度來實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的尿布20可裝設(shè)一個可重新閉合的扣緊系統(tǒng)，或者可供選擇地以緊身短褲類型的尿布提供。
扣緊系統(tǒng)及其任何部件可包括適于此類用途的任何材料，包括但不限于塑料、薄膜、泡沫、無紡織網(wǎng)、織網(wǎng)、紙張、層壓材料、纖維增強(qiáng)塑料等或它們的組合。構(gòu)成扣緊裝置的材料優(yōu)選為柔韌材料。柔韌性用來使扣緊系統(tǒng)能夠適形于身體形狀，并因此降低扣緊系統(tǒng)刺激或損傷穿著者皮膚的可能性。
圖2表示圖1沿橫向軸線110截取的橫截面。從面向穿著者一側(cè)起，尿布包括頂片24、吸收芯28的部件以及底片26。吸收芯優(yōu)選包括由面向穿著者皮膚的上采集層52和面向穿著者衣服的下采集層54構(gòu)成的采集系統(tǒng)50。在一個優(yōu)選的實(shí)施方案中，上采集層52包括無紡材料，而下采集層優(yōu)選地包括化學(xué)硬化、扭曲和卷曲纖維，高表面積纖維和熱塑性粘合纖維的混合物。在另一個優(yōu)選實(shí)施方案中，兩個采集層都由優(yōu)選地為親水的無紡材料提供。采集層優(yōu)選地為與存儲層60直接接觸。
存儲層60可由芯包裹材料包裹。在一個優(yōu)選的實(shí)施方案中，芯包裹材料包括頂層56和底層58。芯包裹材料、頂層56或底層58可由無紡材料提供。一種優(yōu)選的材料是由紡粘層、熔噴層和另一紡粘層構(gòu)成的所謂SMS材料。高度優(yōu)選的是永久性親水無紡材料，而且特別是具有耐用親水涂層的無紡材料?？晒┻x擇的優(yōu)選材料包括SMMS結(jié)構(gòu)。
頂層56和底層58可由兩個或多個分開的材料片來提供或者它們可以可供選擇地由一體的材料片來提供。這樣一種一體的材料片可被圍繞存儲層60包裹，例如，以C折疊形式。
優(yōu)選的無紡材料由合成纖維提供，例如PE、PET，而最優(yōu)選為PP。因?yàn)橛糜跓o紡制品的聚合物本身是疏水的，它們優(yōu)選涂有親水涂層。
制造具有耐用親水涂層的無紡材料的一種優(yōu)選方法是通過將親水單體和自由基聚合引發(fā)劑施加到無紡材料上，然后通過紫外光激發(fā)而進(jìn)行聚合反應(yīng)，導(dǎo)致單體以化學(xué)方式接合到無紡材料的表面，如在共同未決的歐洲專利申請EP 02021943.2(代理人受理號為CM2701FQ)中描述的那樣。
可供選擇的制造具有耐用親水涂層的無紡材料的優(yōu)選方法是如在共同未決的申請WO 02/064877中描述的那樣，用親水納米顆粒涂敷無紡材料。
典型地，納米顆粒的最大尺寸小于750nm。尺寸為2nm至750nm的納米顆?？山?jīng)濟(jì)地進(jìn)行生產(chǎn)。納米顆粒的優(yōu)點(diǎn)在于它們很多都能容易地擴(kuò)散在水溶液中，使涂層施加到無紡材料上；它們典型地形成透明涂層，而且從水溶液中施加的涂層典型地足以耐用于暴露在水中的場合。
納米顆?？蔀橛袡C(jī)的或無機(jī)的，合成的或天然的。無機(jī)納米顆粒通常以氧化物、硅酸鹽、碳酸鹽存在。適合的納米顆粒的典型實(shí)施例是層狀粘土礦(例如，Southern Clay Products，Inc.(美國)的LAPONITETM)，以及水軟鋁石礬土(例如，North American Sasol.Inc.的Disperal P2TM)。
高度優(yōu)選的納米顆粒涂敷的無紡材料公開于名稱為“Disposableabsorbent article comprising a durable hydrophilic core wrap”的共同未決的專利申請，其發(fā)明者(在美國是申請者)是Ekaterina Anatolyevna Ponomarenko和Mattias NMN Schmidt。
另外的適用無紡材料描述于代理人受理號為8837、8838、8408MX、8857和8858的共同未決的專利申請中。
在一些情況下，在涂敷納米顆粒涂層之前，無紡材料表面可用高能處理方法(電暈、等離子)進(jìn)行預(yù)處理。高能預(yù)處理典型地暫時增加低表面能量表面(例如PP)的表面能量，從而使得無紡材料能夠被擴(kuò)散在水中的納米顆粒更好地浸透。
需要說明的是，永久親水性無紡材料也適于吸收制品的其它部分。例如，已發(fā)現(xiàn)由上述永久親水性無紡材料構(gòu)成的頂片和采集層使用效果良好。
表面張力是某種永久親水性水平所達(dá)到的程度的一種度量。其數(shù)值用本文下述試驗(yàn)方法進(jìn)行測量。
液體透濕時間是某種親水性水平的一種度量。其數(shù)值用本文下述試驗(yàn)方法進(jìn)行測量。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施方案中，吸收芯28包括基底層100、吸收性聚合物材料110以及粘合劑纖維層120?；讓?00優(yōu)選由無紡材料提供，優(yōu)選的無紡材料是上面列舉用于頂層56或底層58的那些材料。
基底層100包括第一表面和第二表面。至少基底層100的第一表面的一些部分直接與吸收性聚合物材料層110接觸。這層吸收性聚合物材料110優(yōu)選為不連續(xù)的層，而且包括第一表面和第二表面。本文所述的不連續(xù)層是指包括開口的層。典型地，這些開口的直徑或最大跨度小于10mm，優(yōu)選為小于5mm、3mm、2mm，而且大于0.5mm、1mm或1.5mm。吸收性聚合物材料層110的第二表面的至少一部分與至少基底層材料100的第一表面的一些部分接觸。吸收性聚合物材料的第一表面112定義了吸收性聚合物層高于基底材料層100的第一表面的某一高度。當(dāng)吸收性聚合物材料層110作為不連續(xù)層提供時，基底層100第一表面的一些部分沒有被吸收性聚合物材料110覆蓋。吸收芯28還包括熱塑性組分120。該熱塑性組分120用于至少部分地固定吸收性聚合物材料110。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施方案中，熱塑性組分120可基本均勻地設(shè)置在吸收性聚合物材料110之內(nèi)。
然而，在本發(fā)明的一個甚至更優(yōu)選的實(shí)施方案中，熱塑性材料120作為纖維層提供，它部分與吸收性聚合物材料110接觸，而部分與基底層100接觸。圖3表示這樣的優(yōu)選結(jié)構(gòu)。在該優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，吸收性聚合物材料層110作為不連續(xù)層提供，一層熱塑性纖維材料120往下放到吸收性聚合物材料層110上，使得熱塑性層120直接與吸收性聚合物材料層110的第一表面接觸，但也與基底層100第一表面直接接觸，這里基底層不被吸收性聚合物材料110覆蓋。這使熱塑性材料纖維層120基本成為一個三維結(jié)構(gòu)，熱塑性材料纖維層120本身與在x和y方向的伸展相比基本上是一個厚度(在z方向)相對小的二維結(jié)構(gòu)。換句話講，熱塑性材料纖維層120在吸收性聚合物材料110的第一表面和基底層100的第一表面之間呈波浪形起伏。
因此，熱塑性材料120提供了容納吸收性聚合物材料110的空腔，從而固定該材料。在另一方面，熱塑性材料120粘合到基底100上，從而將吸收性聚合物材料110固定到基底100上。高度優(yōu)選的熱塑性材料也會既滲入吸收性聚合物材料110中，又滲入基底層100中，因此提供了進(jìn)一步的固定和粘附作用。
當(dāng)然，雖然本文公開的熱塑性材料提供了非常良好的濕固定作用，即當(dāng)制品處于潤濕狀態(tài)時或至少部分載有液體時對吸收材料的固定作用，但是當(dāng)制品處于干燥狀態(tài)時，這些熱塑性材料也給吸收材料提供非常良好的固定作用。
根據(jù)本發(fā)明，吸收性聚合物材料110也可與如透氣氈材料之類的吸收性纖維材料混合，這類吸收性纖維材料能提供進(jìn)一步固定超吸收性聚合物材料的基質(zhì)。然而，優(yōu)選采用纖維素含量相對低的材料，與吸收性聚合物材料110的重量相比，纖維素纖維材料的重量優(yōu)選為小于40％、20％或10％。優(yōu)選采用基本沒有透氣氈的芯。本文所用術(shù)語“吸收性纖維材料”并不意味指任何熱塑性材料(120)，即使這樣的熱塑性材料是纖維化的或部分吸收性的。
本發(fā)明一個可供選擇的優(yōu)選實(shí)施方案如圖4所示。圖4所示的吸收芯還包括覆蓋層130。這種覆蓋層可由與基底層100相同的材料提供，或者可由不同的材料提供。覆蓋層的優(yōu)選材料為無紡材料，典型地為上述適用于頂層56和底層58的材料。在該實(shí)施方案中，覆蓋層130的一些部分通過熱塑性材料120粘合到基底層100的一些部分。因此，基底層100與覆蓋層130一起提供固定吸收性聚合物材料110的空腔。
參見圖3和4，熱塑性材料120和基底材料100之間的直接接觸區(qū)域被稱為接合區(qū)域140。接合區(qū)域140的形狀、數(shù)量和分布將影響吸收性聚合物材料110的固定作用。接合區(qū)域可為正方形、矩形或圓形。優(yōu)選的接合區(qū)域是圓形。優(yōu)選地，這些圓形的直徑為大于0.5mm、1mm或1.5mm，而小于10mm、或5mm、或3mm、或2mm。如果接合區(qū)域140不是圓形，那么它們優(yōu)選地為能放入任何上述優(yōu)選直徑的圓內(nèi)的尺寸。
接合區(qū)域140可設(shè)置成規(guī)則或不規(guī)則的圖案。例如，接合區(qū)域140可沿圖5所示的直線設(shè)置。這些直線可與吸收芯的縱向軸線對齊，或者可供選擇地，它們可與吸收芯的縱向邊緣成某一角度。已發(fā)現(xiàn)，沿平行于吸收芯28的縱向邊緣直線的設(shè)置在縱向形成一些槽，這些槽導(dǎo)致濕固定作用減弱。因此，接合區(qū)域140優(yōu)選地沿與吸收芯28的縱向邊緣成20度、30度、40度、45度的角度的直線排列。接合區(qū)域140的另一個優(yōu)選圖案是由多邊形構(gòu)成的圖案，例如五邊形和六邊形，或者五邊形和六邊形的組合。接合區(qū)域140的不規(guī)則圖案也是優(yōu)選的，也已發(fā)現(xiàn)這樣的不規(guī)則圖案具有良好的濕固定作用。
根據(jù)本發(fā)明，接合區(qū)域140可選擇兩種根本不同的圖案。在一個實(shí)施方案中，接合區(qū)域是分散的。它們象海洋中的島嶼一樣位于吸收材料的區(qū)域內(nèi)。于是吸收材料區(qū)域被稱為連通區(qū)域。在一個可供選擇的實(shí)施方案中，接合區(qū)域可為連通的。于是，吸收材料可以分散的圖案存放，或者換句話講，吸收材料代表在熱塑性材料120的海洋中的島嶼。因此，吸收性聚合物材料110的不連續(xù)層可包括吸收性聚合物材料110的連通區(qū)域，或者可包括吸收性聚合物材料110的分散區(qū)域。
在本發(fā)明的另一方面，據(jù)發(fā)現(xiàn)提供良好濕固定作用的吸收芯可由如圖3所示并在相應(yīng)上下文中說明的兩層組合而成。這樣的實(shí)施方案如圖6所示。如圖6所示的吸收芯材料包括兩個基底層100，兩個吸收性聚合物材料層110，以及兩個熱塑性纖維材料層120。當(dāng)采用兩個不連續(xù)的吸收性聚合物材料層110時，它們被典型地布置成使得其中一層的吸收性聚合物材料面向另一層的接合區(qū)域140。然而，在一個可供選擇的優(yōu)選實(shí)施方案中，接合區(qū)域(140)是偏移的，而且不互相面對。因此優(yōu)選地，當(dāng)兩個存儲層相連接時，要使得第一存儲層(60)的基底層(100)的第一表面面向第二存儲層(60)的基底層(100)的第一表面。
本發(fā)明，具體地講是參照圖3、4和6描述的優(yōu)選實(shí)施方案，可用于提供吸收芯的存儲層60。然而，它們也可用于提供整個吸收芯28。在那種情況下，沒有另外的材料包裹吸收芯，就如頂層56和底層58的使用那樣。參照圖3的實(shí)施方案，基底層100可提供底層58的作用，而熱塑性纖維材料層120可提供頂層56的作用。參照圖4，覆蓋層130可提供頂層56的作用，而基底層100可提供底層58的作用。參照圖6，所用的兩個基底層100可分別提供頂層56和底層58的作用。
根據(jù)本發(fā)明，熱塑性層120可包括任何熱塑性組分，優(yōu)選為粘性的熱塑性組分，也稱為熱熔融粘合劑。多種熱塑性組分都適于固定吸收材料。
一些初始時具有熱塑性的材料，后來由于固化步驟可失去其熱塑性，例如經(jīng)過熱、紫外輻射、電子束照射、或者潮濕激發(fā)的固化方法或其它固化方法的固化步驟，導(dǎo)致不可逆地形成共價鍵交聯(lián)網(wǎng)。那些已失去其初始熱塑性行為的材料本文中也認(rèn)為是熱塑性材料120。
不受理論的約束，已發(fā)現(xiàn)那些熱塑性組分同時兼有良好的內(nèi)聚力和良好的附著性能，對固定吸收性聚合物材料110非常有用。良好的附著力對保證熱塑性層120與吸收性聚合物材料110以及特別是與基底保持良好的接觸是關(guān)鍵的。即，當(dāng)采用無紡基底時，良好的附著力是一個難題。良好的內(nèi)聚力保證粘合劑不破裂，特別是在響應(yīng)內(nèi)力時，即在響應(yīng)應(yīng)變時。當(dāng)吸收制品采集有液體時，這些液體存儲在吸收性聚合物材料110中，吸收性聚合物110因而膨脹，使粘合劑承受外力作用。優(yōu)選的粘合劑將允許這樣的膨脹而不破裂，而且不引起過多的會限制吸收性聚合物材料110膨脹的收縮力。根據(jù)本發(fā)明，重要的是粘合劑不應(yīng)破裂，粘合劑破裂會惡化濕固定作用。滿足這些要求的優(yōu)選熱塑性組分具有下列特點(diǎn)熱塑性組分整體上可包括單種熱塑性聚合物或者熱塑性聚合物的共混物，它們具有由ASTM Method D-36-95“Ring and Ball”確定的在50℃和300℃之間的軟化點(diǎn)，或者可供選擇地，熱塑性組分可為由至少一種熱塑性聚合物與其它熱塑性稀釋劑組合而構(gòu)成的熱熔融粘合劑，熱塑性稀釋劑如粘性樹脂、增塑劑以及如抗氧化劑之類的添加劑。
熱塑性聚合物的分子量(Mw)典型地大于10,000，而且其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)通常低于室溫。在熱熔體中聚合物的典型濃度按重量計在20％至40％范圍內(nèi)。很多種熱塑性聚合物適用于本發(fā)明。這樣的熱塑性聚合物優(yōu)選為對水不敏感的。示例性的聚合物是(聚苯乙烯纖維)包括A-B-A三嵌段結(jié)構(gòu)、A-B兩嵌段結(jié)構(gòu)、以及(A-B)n徑向嵌段共聚物結(jié)構(gòu)的嵌段共聚物，其中嵌段A是非彈性體的聚合物嵌段，典型地由聚苯乙烯構(gòu)成，而嵌段B是不飽和的共軛雙烯或(部分地)這類物質(zhì)的氫化形式。嵌段B典型地為異戊二烯、丁二烯、乙烯/丁烯(氫化丁二烯)、乙烯/丙烯(氫化異戊二烯)以及它們的混合物。
其它可采用的適合的熱塑性聚合物是茂金屬聚烯烴，它們是用單一活性點(diǎn)或茂金屬催化劑制備的乙烯聚合物。其中，至少一種共聚單體可與乙烯聚合而形成共聚物、三元共聚物或高階聚合物。非晶形的聚烯烴或非晶形的聚α烯烴(APAO)也可采用，聚α烯烴(APAO)是C2至C8α烯烴的均聚物、共聚物和三元共聚物。
樹脂的典型Mw小于5,000，而Tg通常高于室溫，在熱熔體中樹脂的典型濃度在30％至60％范圍內(nèi)。增塑劑的分子量小，典型地小于1,000，而Tg低于室溫，典型濃度為0％至15％。
優(yōu)選地，粘合劑以遍及吸收芯的纖維的形式存在，即粘合劑是纖維化的。優(yōu)選地，纖維的平均粗細(xì)為1微米至50微米，而平均長度為5mm至50cm。
為了提高熱塑性材料120附著到基底層100或任何其它層，特別是任何其它無紡層上的附著力，可用輔助粘合劑對這些層進(jìn)行預(yù)處理。
優(yōu)選地，粘合劑將滿足下列至少一個參數(shù)，更優(yōu)選地將滿足幾個或全部參數(shù)優(yōu)選的粘合劑在20℃時測量的存儲模量G’為至少30,000Pa，而且小于300,000Pa，優(yōu)選小于200,000Pa，更優(yōu)選小于100,000Pa。在20℃時的存儲模量G’是所用熱塑性材料永久“粘著性”或永久附著力的量度。良好的附著力將保證熱塑性材料和例如基底層100之間良好和永久的接觸。另一方面，在60℃測量的存儲模量G’應(yīng)小于300,000Pa而大于18,000Pa，優(yōu)選地大于24,000Pa，最優(yōu)選地大于30,000Pa。在60℃測量的存儲模量G’是熱塑性材料在升高的環(huán)境溫度下的形式穩(wěn)定性的量度。如果吸收制品用于炎熱的氣候，該值是特別重要的，如果在60℃的存儲模量G’不是足夠高，在這些地方熱塑性材料會失去其完整性。
G’典型地用流變儀測量，如圖8的示意圖所示，該圖僅用于一般示例說明的目的。流變儀(400)能給粘合劑施加剪切應(yīng)力并測量在恒定溫度下所引起的應(yīng)變(剪切變形)響應(yīng)。粘合劑放在用作下固定板(410)的Peltier元件和半徑為R(例如10mm)的上板(420)之間，上板連接到電機(jī)驅(qū)動軸以產(chǎn)生剪切應(yīng)力。兩板之間的間隔高度為H，例如1500微米。Peltier元件能控制材料的溫度(±0.5℃)。
在另一方面，粘合劑在60℃的損耗角正切tan Delta應(yīng)小于1，優(yōu)選小于0.5。在60℃的損耗角正切tan Delta與粘合劑在提高的環(huán)境溫度下的液體特性相關(guān)。tan Delta越低，粘合劑越表現(xiàn)得象固體而不是液體，即其流動或移動的趨勢越小，以及本文所述粘合劑超結(jié)構(gòu)隨時間惡化或甚至崩潰的趨勢越小。因此，如果吸收制品用于炎熱的氣候，該值是特別重要的。
在另一方面，優(yōu)選粘合劑的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg應(yīng)小于25℃，優(yōu)選地小于22℃，更優(yōu)選地小于18C，最優(yōu)選地小于15℃。低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg有利于良好的附著力。另一方面，低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg保證粘合劑熱塑性材料不變脆。
再一方面，優(yōu)選的粘合劑將具有足夠高的交叉溫度Tx。據(jù)發(fā)現(xiàn)足夠高的交叉溫度Tx有利于熱塑性層的高溫穩(wěn)定性，因而保證吸收制品甚至在炎熱氣候和高溫條件下的良好性能，特別是良好的濕固定作用。因此，Tx優(yōu)選應(yīng)高于80℃，更優(yōu)選高于85℃，最優(yōu)選高于90℃。
適用于本文所述熱塑性材料(120)的高度優(yōu)選的粘合劑將滿足以上多數(shù)或全部參數(shù)。特別注意，應(yīng)保證粘合劑同時提供良好的內(nèi)聚力和良好的附著力。
生產(chǎn)本發(fā)明所述優(yōu)選的吸收芯28的方法包括以下步驟將吸收芯28往下放到表面不平整的沉積轉(zhuǎn)筒上。在第一工序中，將基底層100放到所述不平整的表面上。由于重力，或者優(yōu)選地通過使用真空部件，使得基底層材料隨著不平整表面的輪廓在那里呈現(xiàn)山和谷一樣的形狀。通過本領(lǐng)域所知的方法將吸收性聚合物材料放置到該基底層(100)上。吸收性聚合物材料將積累在基底層100所呈的谷中。在進(jìn)一步的工序中，將熱熔融粘合劑放到吸收性聚合物材料上。
雖然可用本領(lǐng)域所知的任何粘合劑涂敷方法將熱熔融粘合劑放置到吸收性聚合物材料上，但是熱熔融粘合劑優(yōu)選地由噴嘴系統(tǒng)涂敷。優(yōu)選地采用能提供相對薄而寬的粘合劑簾的噴嘴系統(tǒng)。然后將該粘合劑簾放置到基底層100和吸收性聚合物材料上。由于基底層100的山頂較少被吸收性聚合物材料覆蓋，粘合劑將與基底層的這些區(qū)域接觸。
在一個可供選擇的進(jìn)一步工序中，將覆蓋層130放置在基底層100、吸收性聚合物材料以及熱熔融粘合劑層上。覆蓋層130將在接合區(qū)域140與基底層100粘性接觸。在這些接合區(qū)域140，粘合劑與基底層100直接接觸。在基底層100的谷被填有吸收性聚合物材料之處，覆蓋層130將典型地不與基底層100粘性接觸。
可供選擇地，可將覆蓋層130放到具有不平整表面的轉(zhuǎn)筒上，而基底層100可在后續(xù)工序中加入。圖4所示的實(shí)施方案可用這樣的方法生產(chǎn)。
在一個可供選擇的實(shí)施方案中，覆蓋層130和基底層100由一體的材料薄片提供。于是，將覆蓋層130放到基底層100上將包括對一體的材料薄片的折疊。
因此，優(yōu)選為沉積轉(zhuǎn)筒的沉積系統(tǒng)的不平整表面典型地決定了吸收性聚合物材料在整個存儲層60上的分布，而且同樣決定了接合區(qū)域140的圖案。可供選擇地，吸收性聚合物材料的分布可受真空部件影響。
優(yōu)選地，吸收性聚合物材料的分布是曲線形的，而且最優(yōu)選地在縱向呈曲線形分布。因此，沿通常與如尿布這樣吸收制品的縱向軸線重合的吸收芯的縱向軸線，吸收性聚合物材料的定量將是變化的。優(yōu)選地，在至少一個自由選擇的尺寸為1cm×1cm的第一正方形內(nèi)的吸收性聚合物材料的定量至少比在至少一個自由選擇的尺寸為1cm×1cm的第二正方形內(nèi)的吸收性聚合物材料的定量高10％，或20％，或30％，40％或50％。優(yōu)選地，如果第一和第二正方形以縱向軸線為中心，那么該標(biāo)準(zhǔn)得到滿足。
任選地，吸收芯也可包括吸收性纖維材料，例如纖維素纖維。該纖維材料可與吸收性聚合物材料預(yù)混，而且在一個工序中放入，或者可供選擇地，可在不同的工序中放入。
據(jù)發(fā)現(xiàn)，用顆粒吸收性聚合物材料作為本發(fā)明制作的吸收芯是有益的。不受理論的約束，據(jù)信即使在膨脹狀態(tài)，即當(dāng)吸收有液體時，這樣的材料也基本不阻礙液體流過材料，特別是當(dāng)由吸收性聚合物材料的鹽流傳導(dǎo)性表示的滲透性大于10、20、30或40SFC單位時，其中1SFC單位是1×10-7(cm3×s)/g。鹽流傳導(dǎo)性是本領(lǐng)域熟識的參數(shù)，它根據(jù)在EP 752 892B中公開的試驗(yàn)進(jìn)行測量。
為了充分達(dá)到本發(fā)明的優(yōu)選吸收制品中的吸收能力，特別是如果吸收制品是尿布或成人失禁用品時，超吸收性聚合物材料將以大于50、100、200、300、400、500、600、700、800或900g/m2的平均定量存在。
本發(fā)明的優(yōu)選制品可獲得相對狹窄的襠部寬度，增加了穿著舒適性。本發(fā)明的優(yōu)選制品可獲得的襠部寬度小于100mm、90mm、80mm、70mm、60mm或甚至小于50mm。因此，優(yōu)選地本發(fā)明的吸收芯的襠部寬度小于100mm、90mm、80mm、70mm、60mm或甚至小于50mm，該襠部寬度是沿吸收芯上位于到前邊緣和后邊緣距離相等的位置上的橫向直線測量的。據(jù)發(fā)現(xiàn)，對大多數(shù)吸收制品，液體排放主要發(fā)生在前半部分。因此吸收芯的前半部分應(yīng)包括吸收芯的大部分吸收能力。優(yōu)選地，所述吸收芯的前半部分包括大于60％，更優(yōu)選大于65％、70％、75％、80％、85％或90％的吸收容量。
本文所引用的所有轉(zhuǎn)讓給Procter & Gamble Company的專利和專利申請(包括在其上公布的任何專利)均引入本文，以供在與其一致的范圍內(nèi)參考。
濕固定作用試驗(yàn)設(shè)備·試驗(yàn)溶液在37℃下0.90％鹽水溶液。
·天平·尿布搖動器·在35℃至37℃下保持試驗(yàn)溶液的浴池·有刻度的流體燒杯，至少是2ml的刻度·秒表·溫度計·尺寸為約10×120×220mm的托盤(300)
尿布搖動器用于進(jìn)行濕固定作用試驗(yàn)的試驗(yàn)裝置可包括本文所述以及如圖7所示的所謂尿布搖動器。該搖動器包括應(yīng)足夠重以得到穩(wěn)定搖動狀態(tài)的底板210。兩根立柱220a和220b安裝到底板上，它們的高度可調(diào)節(jié)以對不同長度的吸收芯或吸收用品進(jìn)行試驗(yàn)。立柱220支撐板230。夾具安裝臺250由橡膠支座240安裝到該支撐板上。在夾具安裝臺250和板230之間的搖動運(yùn)動由馬達(dá)產(chǎn)生，優(yōu)選地為電機(jī)260。夾具安裝臺250剛性地連接到尺寸根據(jù)待評估的吸收芯或吸收用品選擇的夾具270上。
底板210也可用作托盤300的支持物，在試驗(yàn)操作前，吸收芯或吸收用品如下文描述那樣在托盤300中進(jìn)行預(yù)濕。
樣品制備·提供10件吸收制品或吸收芯樣品。從吸收制品樣品上取下不直接包裹吸收性聚合物材料的所有層(例如，頂片、底片和不包括吸收性聚合物材料的采集層)。用兩條平行的橫向切開線切一條200mm長的吸收芯樣品。如果吸收芯長度超過200mm，那么可選擇任何兩條如上定義的平行切開線。
·稱量層壓材料的干重。
·將層壓材料放入托盤中。
·將試驗(yàn)溶液潑灑到吸收芯樣品的中心。試驗(yàn)溶液的量應(yīng)為層壓材料設(shè)計容量的50％。在本文中，將設(shè)計容量與待試驗(yàn)吸收芯的總可用容量之比理解為如下定義的所切出吸收芯樣品條的層壓材料CRC能力。
·在5分鐘膨脹時間后進(jìn)行下述試驗(yàn)。
試驗(yàn)的進(jìn)行·在搖動試驗(yàn)前稱量層壓材料的濕重(ml)。
·用夾具固定層壓材料使得不少于180mm的層壓材料伸于夾具下方，因而在搖動過程中其自由運(yùn)動不受限制。夾具需要蓋住整個AGM寬度。
·自由運(yùn)動的層壓材料下端至AGM收集托盤的距離應(yīng)為4cm。
·搖動頻率16.8Hz。
·垂直方向幅值4mm，水平方向幅值1mm。
·搖動時間2×80秒。
·搖動后，將先前的自由運(yùn)動端固定到夾具上。
·如果自由運(yùn)動端被夾具的壓力密封住，那么將其打開。
·用相同的設(shè)置再進(jìn)行搖動。
·搖動后稱量剩余層壓材料的重量(m2)。
報告結(jié)果·記錄層壓材料的干重，精確到十分之一克(例如，10.0g)。
·記錄搖動前后的重量(m1)和(m2)，二者都精確到十分之一克(例如，m1＝130.4g，m2＝100.4g)。
·記錄平均重量損失，精確到十分之一克(例如，30.0g)。
·計算平均重量損失的百分比，(m1-m2)m1*100,]]>精確到一個單位(例如，23％)。
·報告單次試驗(yàn)的濕固定作用值，它是與100％之差，例如77％的濕固定作用。
·濕固定作用值，本文也稱為濕固定作用，是基于10個單次試驗(yàn)濕固定作用值的平均值。濕固定作用值高代表濕固定作用好，以及顆粒損失少。
層壓材料CRC能力層壓材料CRC能力(CLAM)由下式計算CLAM＝mAGM·CRCAGMmAGM表示層壓材料中AGM的質(zhì)量。CRCAGM表示層壓材料中AGM的CRC能力。
層壓材料內(nèi)AGM的質(zhì)量(mAGM)可用本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的任何適合方法測量，例如可用滴定的方法。
AGM CRC(CRCAGM)如下測量從層壓材料中去除一些AGM，然后進(jìn)行下面的離心保持能力(CRC)試驗(yàn)。
離心保持能力(CRC)對于大多數(shù)水凝膠形成的吸收性聚合物而言，作為吸收能力量度標(biāo)準(zhǔn)的凝膠體積用1988年4月19日重新公開的美國再公開專利32,649(Brandt等人)中所述的方法進(jìn)行確定，但是用0.9％鹽水溶液代替合成尿液。凝膠體積以及CRC能力在干重基礎(chǔ)上進(jìn)行計算。這種方法將用于所有水凝膠形成的不吸收Blue Dextran的吸收性聚合物。
用于將Blue Dextran(參見Re 32，649中的凝膠體積方法)吸收到形成的水凝膠(例如，從陽離子單體制備的聚合物)表面的SAP的凝膠體積測量方法如下對于這些水凝膠形成的聚合物，進(jìn)行所述吸收能力試驗(yàn)，但在計算中用水凝膠形成的聚合物干重代替原來的重量。例如，參見1992年6月23日公布的美國專利5,124,188(Roe等人)，第27-28欄，對于吸收能力試驗(yàn)的說明。
對于離心保持能力的評價而言，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)所謂的茶袋評估法或量度法(在下文中為CRC量度法)最適于反映在SAP材料的吸收能力接近飽和的情況下毛細(xì)管壓力的保持狀況。該試驗(yàn)采用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室條件(21℃-23℃，50％相對濕度)。將樣本SAP材料在密閉的燒瓶或其它容器中保持干燥，燒瓶或容器僅在開始評估時打開。用于評估的其它材料(織物、器材等)在測量前在上述實(shí)驗(yàn)室條件下存放24小時。
對于CRC測量，將0.2+/-0.0050g SAP顆粒放入茶袋中(袋子需為液體可自由透過的并且必須留存住顆粒，即茶袋孔必需不大于最小的顆粒)。茶袋的大小應(yīng)為60mm×85mm并在裝滿后通過焊接進(jìn)行密封。然后將茶袋浸入0.9％鹽水溶液中30分鐘，使每克SAP具有至少0.83L的溶液；優(yōu)選地，基本上超過這個比率。在浸泡30分鐘后，將茶袋以250g進(jìn)行3分鐘的離心處理，以去除多余的鹽水溶液。稱量袋子，精確到0.01g，并計算出所吸收的液體。通過采用放入茶袋中的干SAP的量，將結(jié)果以每克SAP顆粒所吸收的克數(shù)進(jìn)行報告。
權(quán)利要求
1.一種適用于吸收制品(20)的吸收芯(28)，所述吸收制品(20)包括基底層(100)和吸收材料，所述吸收材料包括吸收性聚合物材料(110)，所述吸收材料可任選地包括吸收性纖維材料，所述吸收性纖維材料的含量不超過吸收性聚合物材料(110)重量的20％，其特征在于當(dāng)處于潤濕狀態(tài)時所述吸收材料被固定，使得所述吸收芯(28)獲得依據(jù)本文所述的濕固定作用試驗(yàn)超過50％、優(yōu)選超過60％、70％、80％或90％的濕固定作用。
2.如權(quán)利要求1所述的吸收芯(28)，所述吸收芯還包括熱塑性材料(120)，優(yōu)選地為熱熔融粘合劑，所述熱塑性材料與所述吸收性聚合物材料(110)相接觸。
3.如權(quán)利要求2所述的吸收芯(28)，其中所述熱塑性材料(120)被纖維化。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的吸收芯(28)，其中所述熱塑性材料(120)基本上固定所述吸收性聚合物。
5.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的吸收芯(28)，所述吸收芯具有吸收性聚合物材料(110)的分布，其中所述吸收性聚合物材料(110)的分布呈曲線形。
6.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的吸收芯(28)，其中所述吸收性聚合物材料(110)在所述吸收芯(28)的整個區(qū)域內(nèi)以至少100g/m2、優(yōu)選至少300g/m2的平均定量存在。
7.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的吸收芯(28)，所述吸收芯包括至少兩個基底層(100)。
8.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的吸收芯，所述吸收芯包括至少一個基底層(100)和至少一個覆蓋層(130)。
9.如權(quán)利要求7或8所述的吸收芯(28)，其中至少一個所述基底層(100)或至少一個所述覆蓋層(130)包括永久親水性無紡材料。
10.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的吸收芯，所述吸收芯具有小于80mm的襠部寬度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種吸收制品(20)，所述吸收制品優(yōu)選為一次性吸收制品，例如尿布。具體地講，本發(fā)明涉及這樣一種吸收制品的吸收芯(28)。當(dāng)載滿或部分載有尿液時，所述吸收芯對吸收性聚合物材料提供改進(jìn)的固定作用。該吸收芯適于提供具有增強(qiáng)的穿著舒適性的吸收制品。具體公開的是一種適用于由基底層和吸收材料構(gòu)成的吸收制品的吸收芯，吸收材料包括吸收性聚合物材料，所述吸收材料可任選地包括吸收性纖維材料。所述吸收性纖維材料的含量不超過吸收性聚合物材料重量的20％，其中當(dāng)處于潤濕狀態(tài)時吸收材料被固定，使得吸收芯獲得依據(jù)本文所述的濕固定作用試驗(yàn)超過50％，優(yōu)選超過60％、70％、80％或90％的濕固定作用。
文檔編號A61F13/15GK1741781SQ200480002691
公開日2006年3月1日 申請日期2004年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月12日
發(fā)明者尤維·J·貝克爾, 路德維格·巴薩姆, 布魯諾·J·厄恩斯珀格, 托斯滕·林德納, 西格弗里德·林克, 沃爾克·梅爾, 薩娜爾·西迪奧, 加布里埃爾·斯蒂爾, 托馬斯·湯布爾特-邁耶 申請人:寶潔公司