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包含泡沫的異質(zhì)塊體的制作方法

文檔序號:12282175閱讀:327來源:國知局
包含泡沫的異質(zhì)塊體的制作方法與工藝

本發(fā)明涉及可用于吸收制品諸如尿布、失禁短內(nèi)褲、訓練褲、尿布固定器和襯里、衛(wèi)生衣等的吸收結(jié)構(gòu)。具體地,本發(fā)明涉及一種利用具有空腔的離散泡沫塊的吸收結(jié)構(gòu)。



背景技術(shù):

開孔泡沫因其吸收特性被使用。開孔泡沫包括膠乳聚合物泡沫、聚氨酯泡沫、以及通過使乳液聚合產(chǎn)生的泡沫。一種類型的開孔泡沫是由乳液產(chǎn)生的,所述乳液是一種液體在另一種液體中的分散體并且一般采取油包水混合物的形式,其中含水相或水相分散在基本上不可混溶的連續(xù)油相內(nèi)。具有高的分散相與連續(xù)相的比率的油包水(或水包油)乳液在本領(lǐng)域中已知為高內(nèi)相乳液,也稱為“HIPE”或HIPEs??捎捎诰唧w特性而選擇不同的泡沫。

傳統(tǒng)上,開孔泡沫在連續(xù)片材或在管狀反應(yīng)中聚合。任一過程表示,必須使用處于連續(xù)形式的聚合的開孔泡沫或打破聚合的開孔泡沫以制備開孔泡沫塊。

最后,對于吸收芯,當前的方法表示了使用僅由泡沫制成的芯或使用放置在另一材料中或上的泡沫塊的芯。這意味著,必須通過覆蓋層或一些形式的粘合劑將所述塊保持在適當位置。該方法不允許制備其中離散的泡沫部分被整合到基底中并且基底的部分被整合到泡沫中的吸收芯。此外,該方法形成均勻的泡沫,所述泡沫不允許就尺寸大小差異而言不同類型的孔。

因此,需要形成一種包含泡沫的異質(zhì)塊體,所述泡沫具有呈開孔形式的變化的孔并且還具有大的開口或空腔。泡沫可通過包覆異質(zhì)塊體內(nèi)的可包覆元件而整合到異質(zhì)塊體中。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明公開了一種異質(zhì)塊體,所述異質(zhì)塊體包括縱向軸線、側(cè)向軸線、豎直軸線、一個或多個可包覆元件以及一個或多個離散的開孔泡沫塊。開孔泡沫塊包括孔和空腔。

還公開了一種包括頂片、底片、以及吸收芯的吸收制品,其中吸收芯包括異質(zhì)塊體,所述異質(zhì)塊體包括一個或多個可包覆元件和一個或多個離散的開孔泡沫塊。離散的開孔泡沫塊中的至少一個包括空腔。

附圖說明

雖然本說明書通過特別指出并清楚地要求保護本發(fā)明主題的權(quán)利要求書作出結(jié)論,但據(jù)信由以下與附圖有關(guān)的說明可更容易理解本發(fā)明,其中:

圖1為吸收制品的頂視圖。

圖2為沿線2-2截取的圖1的吸收制品的橫截面圖。

圖3為沿線3-3截取的圖1的吸收制品的橫截面圖。

圖4為吸收制品的頂視圖。

圖5為沿線5-5截取的圖4的吸收制品的橫截面圖。

圖6為沿線6-6截取的圖4的吸收制品的橫截面圖。

圖7為沿線7-7截取的圖4的吸收制品的橫截面圖。

圖8為圖5的一部分的放大視圖。

圖9為吸收制品的頂視圖。

圖10為沿線10-10截取的圖9的吸收制品的橫截面圖。

圖11為沿線11-11截取的圖9的吸收制品的橫截面圖。

圖12為代表性HIPE泡沫塊的SEM。

圖13為圖12的SEM的放大視圖。

圖14為圖12的SEM的橫截面圖。

圖15為具有開孔泡沫塊的異質(zhì)塊體的SEM。

圖16為圖15的一部分的放大視圖。

圖17為異質(zhì)塊體的頂視圖圖像。

具體實施方式

如本文所用,術(shù)語“雙組分纖維”是指由至少兩種不同的聚合物從各自的擠出機擠出但紡在一起形成一根纖維的纖維。雙組分纖維有時也稱為共軛纖維或多組分纖維。聚合物橫跨雙組分纖維的橫截面被布置在大體上恒定定位的不同區(qū)域中并沿著雙組分纖維的長度連續(xù)延伸。例如,這種雙組分纖維的構(gòu)型可以是皮/芯型排列,其中一種聚合物被另一種聚合物圍繞,或者可以是并列型排列、餅式排列、或“海島型”排列。

如本文所用,術(shù)語“雙成分纖維”是指由至少兩種聚合物從相同的擠出機作為共混物擠出而形成的纖維。雙成分纖維不具有被布置在相對恒定定位的、與纖維橫截面交叉的不同區(qū)域中的各種聚合物組分,并且各種聚合物沿著纖維的整個長度通常不是連續(xù)的,而是通常為隨機開始和結(jié)束的成形原纖。雙成分纖維有時也被稱為多成分纖維。

本文術(shù)語“一次性的”用來描述不旨在被洗滌或換句話講作為制品而再次保存或再次使用的制品(即它們旨在在單次使用后即被丟棄,并且可能被回收、堆肥處理,或換句話講以與環(huán)境相容的方式處理)。根據(jù)本發(fā)明的包括吸收結(jié)構(gòu)的吸收制品可為例如衛(wèi)生巾或衛(wèi)生護墊。本文將結(jié)合典型的吸收制品諸如例如衛(wèi)生巾來描述本發(fā)明的吸收結(jié)構(gòu)。通常,此類制品可包括液體可透過的頂片、底片以及頂片與底片中間的吸收芯。

如本文所用,“可包覆元件”是指可由泡沫包覆的元件。可包覆元件可以是例如一根纖維、一組纖維、簇、或兩個孔之間的一段膜。應(yīng)當理解,本發(fā)明涵蓋其它元件。

如本文所用,“纖維”是指可為纖維結(jié)構(gòu)的部分的任何材料。纖維可以是天然的或合成的。纖維可以是吸收性的或非吸收性的。

如本文所用,“纖維結(jié)構(gòu)”是指可分解成一根或多根纖維的材料。纖維結(jié)構(gòu)可以是吸收性的或吸附性的。纖維結(jié)構(gòu)可表現(xiàn)出毛細管作用以及多孔性和滲透性。

如本文所用,術(shù)語“熔噴法”是指如下形成纖維的方法,其中將熔融熱塑性材料通過多個細小的、通常圓形的沖模毛細管擠出,作為熔融線或長絲進入會聚的高速且通常受熱的氣體(例如,空氣)流中,以拉細熔融熱塑性材料的長絲以減小其直徑。其后,熔噴纖維由高速氣體物流運載并沉積在收集面上(常常在仍然發(fā)粘時),以形成無規(guī)分散的熔噴纖維的纖維網(wǎng)。

如本文所用,術(shù)語“單組分”纖維是指僅使用一種聚合物由一個或多個擠出機形成的纖維。這不旨在排除由一種聚合物形成的纖維,為了著色、抗靜電特性、潤滑、親水性等原因,向該聚合物中加入了少量的添加劑。這些添加劑例如用于著色的二氧化鈦一般以小于約5重量%,并且更典型地約2重量%的量存在。

如本文所用,術(shù)語“非圓形纖維”描述具有非圓形橫截面的纖維,并且包括“異形纖維”和“毛細管道纖維”。此類纖維可為實心的或中空的,并且它們可為三葉形、Δ形,并且優(yōu)選地為在它們的外表面上具有毛細管道的纖維。毛細管道可具有各種橫截面形狀,諸如“U形”、“H形”、“C形”和“V形”。一種實用的毛細管道纖維為T-401,命名為4DG纖維,其購自Fiber Innovation Technologies(Johnson City,TN)。T-401纖維為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET聚酯)。

如本文所用,術(shù)語“非織造纖維網(wǎng)”是指具有夾層的單根纖維或線結(jié)構(gòu)但不呈如機織織物或針織織物中的重復圖案的纖維網(wǎng),所述機織織物或針織織物通常不具有無規(guī)取向的纖維。非織造纖維網(wǎng)或織物已由多種方法形成,諸如例如熔噴法、紡粘法、水刺法、水纏繞法、氣流成網(wǎng)和粘結(jié)梳理成網(wǎng)法,包括梳理成網(wǎng)熱粘結(jié)。非織造織物的基重通常用克/平方米(gsm)表示。層壓纖維網(wǎng)的基重是組成層和任何其它添加組分的組合基重。纖維直徑通常用微米表示;纖維尺寸也可用旦尼爾表示,它是每纖維長度的重量的單位。取決于纖維網(wǎng)的最終用途,適用于本發(fā)明的制品的層壓纖維網(wǎng)的基重可在10gsm至100gsm的范圍內(nèi)。

如本文所用,術(shù)語“聚合物”一般包括但不限于均聚物、共聚物,諸如例如嵌段、接枝、無規(guī)和間規(guī)共聚物、三元共聚物等,以及它們的共混物和修飾物。此外,除非另外具體地限制,否則術(shù)語“聚合物”包括材料的所有可能的幾何構(gòu)型。所述構(gòu)型包括但不限于全同立構(gòu)、無規(guī)立構(gòu)、間同立構(gòu)和無規(guī)對稱。

如本文所用,“紡粘纖維”是指以如下方法形成的小直徑的纖維:將熔融的熱塑性材料從噴絲頭的多個精細的且通常為圓形的毛細管擠出成為長絲,擠出的長絲直徑快速減小。當紡粘纖維被沉積在收集面上時通常不發(fā)粘。紡粘纖維一般連續(xù)并具有大于7微米,更具體地介于約10微米和40微米之間的平均直徑(來自具有至少10根纖維的樣本尺寸)。

如本文所用,“簇”或“chad”涉及非織造纖維網(wǎng)的纖維的離散的整體延伸部。每個簇可包括從纖維網(wǎng)表面向外延伸的多根環(huán)狀、對準的纖維。在另一個實施方案中,每個簇可包括從纖維網(wǎng)表面向外延伸的多根非環(huán)狀纖維。在另一個實施方案中,每個簇可包括作為兩根或更多根一體化非織造纖維網(wǎng)的纖維的整體延伸部的多根纖維。

雖然已經(jīng)舉例說明和描述了本發(fā)明的具體實施方案,但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是,在不脫離本發(fā)明實質(zhì)和范圍的情況下可作出多個其它變化和修改。

總體概述

本發(fā)明涉及一種為異質(zhì)塊體的吸收結(jié)構(gòu),所述異質(zhì)塊體包括一個或多個可包覆元件和一個或多個離散的開孔泡沫塊,所述開孔泡沫塊具有孔和一個或多個空腔兩者。在空腔的任何給定橫截面處的面積為在孔的任何給定橫截面處面積的量值。空腔可包括可包覆元件并且用作其中開孔泡沫包覆可包覆元件的區(qū)域。異質(zhì)塊體具有深度、寬度和高度。吸收結(jié)構(gòu)可用作吸收制品的任何部分,包括例如吸收芯的一部分、用作吸收芯、和/或用作吸收制品的頂片,所述吸收制品諸如衛(wèi)生巾、衛(wèi)生護墊、棉塞、陰唇間裝置、傷口敷料、尿布、成人失禁制品等,其旨在用于吸收體液,諸如經(jīng)液或血液或陰道排泄物或尿液??稍谟糜谖蘸捅3至黧w的任何產(chǎn)品(包括表面擦拭物)中使用該吸收結(jié)構(gòu)。該吸收結(jié)構(gòu)可用作紙巾。在本發(fā)明的上下文中,示例性吸收制品為一次性吸收制品。

在一個實施方案中,吸收結(jié)構(gòu)為包括可包覆元件和泡沫塊的一個或多個離散部分的異質(zhì)塊體。泡沫塊的一個或多個離散部分包覆所述元件。泡沫塊的離散部分為開孔泡沫。在一個實施方案中,泡沫為高內(nèi)相乳液(HIPE)泡沫。

在一個實施方案中,吸收結(jié)構(gòu)為吸收制品的吸收芯,其中吸收芯包括異質(zhì)塊體,所述異質(zhì)塊體包括纖維和包覆一根或多根纖維的泡沫的一個或多個離散部分。

在本發(fā)明的以下描述中,制品的表面或其每個組件的表面在使用中面向穿著者的方向稱為面向穿著者的表面。相反,在使用中面向衣服方向的表面稱為面向衣服的表面。因此,本發(fā)明的吸收制品以及其任何元件諸如例如吸收芯均具有面向穿著者的表面和面向衣服的表面。

本發(fā)明涉及一種吸收結(jié)構(gòu),所述吸收結(jié)構(gòu)包括整合到異質(zhì)塊體中的一個或多個離散的開孔泡沫塊,所述異質(zhì)塊體包括一個或多個可包覆元件,所述可包覆元件整合到一個或多個開孔泡沫,使得兩者可相互纏結(jié)。

開孔泡沫塊可介于1體積%異質(zhì)塊體和99體積%異質(zhì)塊體之間,諸如例如5體積%、10體積%、15體積%、20體積%、25體積%、30體積%、35體積%、40體積%、45體積%、50體積%、55體積%、60體積%、65體積%、70體積%、75體積%、80體積%、85體積%、90體積%、或95體積%。

異質(zhì)塊體可具有存在于可包覆元件之間、可包覆元件和包覆元件之間、以及包覆元件之間的空隙空間??障犊臻g可包含氣體。空隙空間可表示介于固定體積量的異質(zhì)塊體的總體積的1%和95%之間,諸如例如固定體積量的異質(zhì)塊體的總體積的5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%。

異質(zhì)塊體內(nèi)開孔泡沫塊和空隙空間的組合可表現(xiàn)出介于10g/g至200g/g異質(zhì)塊體之間的吸收性,諸如例如40g/g、60g/g、80g/g、100g/g、120g/g、140g/g、160g/g、180g/g或190g/g異質(zhì)塊體??筛鶕?jù)Edana非織造物吸收法10.4-02對吸收性進行定量。

開孔泡沫塊為在異質(zhì)塊體內(nèi)且在整個異質(zhì)塊體相互纏結(jié)的離散的泡沫塊,由此使得開孔泡沫包覆一個或多個可包覆元件,諸如例如塊體內(nèi)的纖維。開孔泡沫可聚合在可包覆元件周圍。

在一個實施方案中,一個離散的開孔泡沫塊可包覆多于一個可包覆元件??砂苍勺鳛橐皇苍谝黄?。另選地,可通過離散的開孔泡沫塊包覆多于一個可包覆元件,而不接觸另一個可包覆元件。

在一個實施方案中,開孔泡沫塊可包覆可包覆元件,使得沿可包覆元件軸線包覆可包覆元件,其長度介于沿可包覆元件的軸線的長度的5%和95%之間。例如,可沿著纖維的長度包覆單根纖維,其距離大于整個纖維長度的50%。在一個實施方案中,可通過一個或多個開孔泡沫塊包覆介于5%和100%之間的可包覆元件表面積。

在一個實施方案中,兩個或更多個開孔泡沫塊可包覆同一個可包覆元件,使得沿可包覆元件軸線包覆可包覆元件,其長度介于沿可包覆元件的軸線的長度的5%和100%之間。

開孔泡沫塊包覆可包覆元件,使得一個層在給定的橫截面處圍繞可包覆元件。在給定橫截面處圍繞可包覆元件的層可介于0.01mm至100mm之間,諸如例如0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm、2.0mm、2.2mm、2.4mm、2.6mm、2.8mm、或3mm。該層的尺寸在沿可包覆元件橫截面的所有點處并不相等。例如,在一個實施方案中,可包覆元件可在沿橫截面的一個點處被包覆0.5mm,而在沿相同橫截面的不同點處被包覆1.0mm。

開孔泡沫塊被視為離散的,因為它們在整個異質(zhì)塊體中并非連續(xù)的。在整個異質(zhì)塊體中并非連續(xù)表示,在異質(zhì)塊體中的任何給定點處,開孔吸收泡沫在異質(zhì)塊體的縱向、豎直和側(cè)向平面的橫截面中的至少一個中是不連續(xù)的。在一個非限制性實施方案中,對于異質(zhì)塊體中的給定點,吸收泡沫在橫截面的側(cè)向和豎直平面中是不連續(xù)的。在一個非限制性實施方案中,對于異質(zhì)塊體中的給定點,吸收泡沫在橫截面的縱向和豎直平面中是不連續(xù)的。在一個非限制性實施方案中,對于異質(zhì)塊體中的給定點,吸收泡沫在橫截面的縱向和側(cè)向平面中是不連續(xù)的。

在一個實施方案中,其中開孔泡沫在異質(zhì)塊體的縱向、豎直和側(cè)向平面的橫截面的至少一個中是不連續(xù)的,可包覆元件或開孔泡沫塊中的一個或兩者在整個異質(zhì)塊體中可為雙連續(xù)的。

開孔泡沫塊可定位在異質(zhì)塊體中的任何點處。在一個非限制性實施方案中,泡沫塊可被構(gòu)成可包覆元件的元件圍繞。在一個非限制性實施方案中,泡沫塊可位于異質(zhì)塊體的外周邊,使得僅有一部分泡沫塊與異質(zhì)塊體的元件纏繞。

在一個非限制性實施方案中,開孔泡沫塊可在接觸流體時膨脹形成離散的開孔泡沫塊的通道。在通過流體膨脹之前,開孔泡沫塊可以或可以不接觸。

開孔泡沫可在聚合之前整合到可包覆元件上。在一個非限制性實施方案中,在浸漬到可包覆元件中或上之前,開孔泡沫塊可部分聚合,使得它們變得相互纏結(jié)。浸漬到可包覆元件中或上之后,處于液態(tài)或固態(tài)的開孔泡沫聚合形成一個或多個開孔泡沫塊。可使用任何已知的方法使開孔泡沫聚合,包括例如熱、紫外線和紅外線。在油包水開孔泡沫乳液的聚合之后,將所得的開孔泡沫用水相飽和,需要除去所述水相以獲得基本上干燥的開孔泡沫。使用壓料輥和真空裝置可能發(fā)生飽和水相的除去或脫水。使用壓料輥也可減少異質(zhì)塊體的厚度,使得異質(zhì)塊體將保持較薄,直到纏繞在異質(zhì)塊體中的開孔泡沫塊暴露于流體。

開孔泡沫塊可以包覆可包覆元件,其方式為在包覆泡沫和可包覆元件之間產(chǎn)生間距或空腔??涨话砂苍⑶铱蓢@整個元件、元件的橫截面、或元件的一部分。在一個實施方案中,開孔泡沫塊可在一個位置與元件直接接觸并且在另一個位置通過空腔間隔開??涨豢稍试S可包覆元件在空腔內(nèi)運動。空腔的尺寸可受到可包覆元件類型的影響。在一個實施方案中,空腔直徑大于纖維直徑,所述纖維直徑大于泡沫孔尺寸??涨恢睆娇衫纾橛诶w維直徑的1.0001倍和30,000倍之間,諸如介于纖維直徑的1.2倍和20,000倍之間、介于纖維直徑的10倍和10,000倍之間、介于纖維直徑的15倍和1,000倍之間,例如纖維直徑的20倍、纖維直徑的150倍、纖維直徑的1,500倍、纖維直徑的3,000倍、纖維直徑的4,500倍、纖維直徑的6,000倍、纖維直徑的7,500倍、纖維直徑的9,000倍、纖維直徑的12,000倍、纖維直徑的15,000倍、纖維直徑的18,000倍、纖維直徑的21,000倍、纖維直徑的24,000倍、纖維直徑的27,000倍或29,000倍。

在一個實施方案中,一個或多個空腔可為不規(guī)則形狀的。在此類實施方案中,空腔的橫截面表面積可介于由纖維的橫截面產(chǎn)生的表面積的1.0002倍和900,000,000倍之間。當多于一根纖維位于同一個空腔中時,空腔的橫截面表面積可介于由纖維橫截面的總和產(chǎn)生的表面積的1.0002倍和900,000,000倍之間,諸如例如,介于由纖維橫截面的總和產(chǎn)生的表面積的10倍至100,000,000倍之間,由纖維橫截面的總和產(chǎn)生的表面積的1,000倍至1,000,000倍之間,或由纖維橫截面的總和產(chǎn)生的表面積的10,000倍至100,000倍之間。

在一個實施方案中,空腔的橫截面表面積可介于開孔泡沫中的孔的橫截面表面積的1.26倍和9,000,000倍之間,諸如例如介于開孔泡沫中的孔的橫截面表面積的10倍和5,000,000倍之間、介于開孔泡沫中的孔的橫截面表面積的1,000倍和1,000,000倍之間、介于開孔泡沫中的孔的橫截面表面積的100,000倍和500,000倍之間。孔的橫截面積可介于空腔的橫截面積的0.001%和99.99%之間??涨坏臋M截面表面積、開孔泡沫的孔(也稱為泡孔)、以及纖維直徑通過異質(zhì)塊體的橫截面顯微照片的定量圖像分析進行測量。

根據(jù)期望的泡沫密度、聚合物組成、比表面積、或孔尺寸(也稱為泡孔尺寸),開孔泡沫可被制備具有不同的化學組成、物理特性,或兩者。例如,根據(jù)化學組成,開孔泡沫可具有0.0010g/cc至約0.25g/cc的密度。優(yōu)選0.04g/cc。

開孔泡沫孔尺寸的范圍可為:1μm至800μm,諸如例如介于50μm和700μm之間、介于100μm和600μm之間、介于200μm和500μm之間、介于300μm和400μm之間的平均直徑。

在一些實施方案中,泡沫塊具有相對一致的泡孔尺寸。例如,在一個主表面上的平均泡孔尺寸可為大致相同的或與相反主表面相比相差不大于10%。在其它實施方案中,泡沫的一個主表面的平均泡孔尺寸可不同于相反表面。例如,在熱固性材料的發(fā)泡過程中,泡孔結(jié)構(gòu)的底部處的一部分泡孔塌縮而導致在一個表面上較低的平均泡孔尺寸并不少見。

由本發(fā)明制得的泡沫是相對開孔的。這是指泡沫的單個泡孔或孔與鄰接的泡孔基本上是無阻擋連通的。此類基本上開孔的泡沫結(jié)構(gòu)中的泡孔具有泡孔間的開口或窗口,它們足夠大,以使得流體容易在泡沫結(jié)構(gòu)內(nèi)從一個泡孔轉(zhuǎn)移到另一個泡孔。為了本發(fā)明的目的,如果泡沫中平均直徑尺寸為至少1μm的泡孔中的至少約80%與至少一個鄰接泡孔流體連通,則將該泡沫視為是“開孔的”。

除了是開孔的之外,在某些實施方案中,泡沫還是充分親水性的以使得泡沫吸收含水流體,例如可通過在聚合以后殘余的親水表面活性劑或鹽留在泡沫中,通過精選的后聚合泡沫處理程序(如下文所述),或兩者的組合,使泡沫的內(nèi)表面為親水的。

在某些實施方案中,例如當用于某些吸收制品中時,開孔泡沫可為柔性的,并且表現(xiàn)出適當?shù)牟AЩD(zhuǎn)變溫度(Tg)。Tg代表聚合物的玻璃態(tài)和橡膠態(tài)之間的轉(zhuǎn)變的中點。

在某些實施方案中,對于在大約環(huán)境溫度條件下使用的泡沫,該區(qū)域的Tg將小于約200℃,在某些其它實施方案中小于約90℃。Tg可小于50℃。

開孔泡沫塊可以任何合適的方式分布在整個異質(zhì)塊體中。在一個實施方案中,開孔泡沫塊可沿豎直軸線異形分布,使得較小的塊定位在較大的塊上方。另選地,所述塊可異形分布,使得較小的塊位于較大的塊下方。在另一個實施方案中,開孔塊可沿豎直軸線異形分布,使得它們沿軸線在尺寸上交替。

在一個實施方案中,開孔泡沫塊可沿縱向軸線異形分布,使得較小的塊定位在較大的塊前面。另選地,所述塊可異形分布,使得較小的塊位于較大的塊后面。在另一個實施方案中,開孔塊可沿縱向軸線異形分布,使得它們沿軸線在尺寸上交替。

在一個實施方案中,開孔泡沫塊可沿側(cè)向軸線異形分布,使得所述塊的尺寸沿側(cè)向軸線從小到大或從大到小。另選地,開孔塊可沿側(cè)向軸線異形分布,使得它們沿軸線在尺寸上交替。

在一個實施方案中,開孔泡沫塊可基于開孔泡沫塊的一個或多個特征沿縱向、側(cè)向或豎直軸線中的任一個異形分布。開孔泡沫塊可依據(jù)其在異質(zhì)塊體內(nèi)異形分布的特征可包括例如吸收性、密度、泡孔尺寸、以及它們的組合。

在一個實施方案中,開孔泡沫塊可基于開孔泡沫的組成沿縱向、側(cè)向或豎直軸線中的任一個異形分布。開孔泡沫塊可在異質(zhì)塊體的前部具有表現(xiàn)出期望特征的一種組成并且在異質(zhì)塊體的后部具有被設(shè)計成表現(xiàn)出不同特征的不同組成。開孔泡沫塊的異形分布關(guān)于之前提到的軸線或取向中的任一個可為對稱或非對稱的。

開孔泡沫塊可以任何合適的方式沿異質(zhì)塊體的縱向和側(cè)向軸線分布。在一個實施方案中,開孔泡沫塊可以當從頂部平面視圖觀察時形成一種設(shè)計或形狀的方式分布。開孔泡沫塊可以形成條帶、橢圓、正方形、或任何其它已知形狀或圖案的方式分布。

可根據(jù)異質(zhì)塊體的預(yù)期用途優(yōu)化分布。例如,相對于蛋白質(zhì)性流體諸如經(jīng)液的吸收,對于含水流體諸如尿液(用于尿布時)或水(用于紙巾時)的吸收,可選擇不同的分布。此外,可針對用途諸如投配活性物質(zhì)或使用泡沫作為加強元件對分布進行優(yōu)化。

在一個實施方案中,可在一個異質(zhì)塊體中使用不同類型的泡沫。例如,一些泡沫塊可為聚合HIPE,而其它塊可由聚氨酯制成。所述塊可基于它們的特性定位于塊體內(nèi)的特定位置,以優(yōu)化異質(zhì)塊體的性能。

在一個實施方案中,泡沫塊和可包覆元件可經(jīng)過選擇以彼此互補。例如,表現(xiàn)出高滲透性和低毛細作用的泡沫可包覆表現(xiàn)出高毛細作用的元件,以將流體芯吸通過異質(zhì)塊體。應(yīng)當理解,其中泡沫塊彼此互補或其中泡沫塊和可包覆元件均表現(xiàn)出類似特性的其它組合是可能的。

在一個實施方案中,使用多于一個異質(zhì)塊體可能發(fā)生異形分布,其中每個異質(zhì)塊體具有一種或多種類型的泡沫塊。多個異質(zhì)塊體可分層,使得對于包括多個異質(zhì)塊體的總體產(chǎn)品,泡沫基于開孔泡沫塊的一個或多個特征沿縱向、側(cè)向或豎直軸線中的任一個異形分布。此外,各異質(zhì)塊體可具有不同的可包覆元件,泡沫附接至所述可包覆元件。例如,第一異質(zhì)塊體可具有包覆非織造物的泡沫顆粒,而鄰近第一異質(zhì)塊體的第二異質(zhì)塊體可具有包覆膜或膜的一個表面的泡沫顆粒。

在一個實施方案中,開孔泡沫可由聚合物配方制成,所述聚合物配方可包括任何合適的熱塑性聚合物,或熱塑性聚合物的共混物,或熱塑性和非熱塑性聚合物的共混物。

適用于泡沫聚合物配方的聚合物或基礎(chǔ)樹脂的示例包括苯乙烯聚合物,諸如聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物或其它烯基芳族聚合物;聚烯烴,包括烯烴的均聚物或共聚物,諸如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯等;聚酯,諸如聚對苯二曱酸亞烷基酯;以及它們的組合。聚苯乙烯樹脂的可商購獲得的示例為Dow685D,購自Dow Chemical Company(Midland,Mich.,U.S.A.)。

助劑和增容劑可用于使此類樹脂共混。還可采用交聯(lián)劑來增強機械特性、發(fā)泡性和膨脹性。交聯(lián)可通過若干裝置(包括電子束)或通過化學交聯(lián)劑(包括有機過氧化物)進行。聚合物側(cè)基的使用、在聚合物結(jié)構(gòu)內(nèi)摻入鏈以防止聚合物結(jié)晶、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的降低、降低給定聚合物的分子量分布、調(diào)節(jié)熔體流動強度和粘彈特性(包括聚合物熔體的伸長粘度)、嵌段共聚合、將聚合物共混、以及聚烯烴均聚物和共聚物的使用均已用于改善泡沫柔韌性和發(fā)泡性。均聚物可被工程化成具有彈性和結(jié)晶區(qū)域。也可利用間同立構(gòu)、無規(guī)立構(gòu)和全同立構(gòu)聚丙烯、此類和其它聚合物的共混物。合適的聚烯烴樹脂包括低密度(包括線性低密度)、中密度和高密度聚乙烯和聚丙烯,它們通常使用Ziegler-Natta或Phillips催化劑制備并且是相對線性的;通常更具發(fā)泡性的是具有支化聚合物鏈的樹脂。全同立構(gòu)丙烯均聚物和共混物使用基于茂金屬的催化劑制備。包括烯烴彈性體。

使用Ziegler-Natta或茂金屬催化劑制備的乙烯和α-烯烴共聚物可產(chǎn)生具有延展性的軟質(zhì)柔性泡沫。也可利用與α-烯烴交聯(lián)的聚乙烯和各種乙烯離聚物樹脂。乙基-乙酸乙烯酯共聚物與其它聚烯烴型樹脂一起使用可產(chǎn)生軟質(zhì)泡沫。各種聚合物的常用改性劑也可與鏈基反應(yīng)以獲得合適的官能團。合適的烯基芳族聚合物包括烯基芳族化合物和可共聚的烯鍵式不飽和共聚單體的烯基芳族均聚物和共聚物,包括很小比例的非烯基芳族聚合物以及它們的共混物。也可使用離聚物樹脂。

可采用的其它聚合物包括天然和合成的有機聚合物,包括纖維素聚合物、甲基纖維素、聚乳酸、聚乙烯酸、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、基于淀粉的聚合物、聚醚酰亞胺、聚酰胺、聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯、以及共聚物/聚合物共混物??商砑酉鹉z改性的聚合物諸如苯乙烯彈性體、苯乙烯/丁二烯共聚物、乙烯彈性體、丁二烯、以及聚丁烯樹脂、乙烯-丙烯橡膠、EPDM、EPM、以及它們的其它橡膠均聚物和共聚物,以增強柔軟性和手感。烯烴彈性體也可用于此類目的??商砑酉鹉z,包括天然橡膠、SBR、聚丁二烯、乙烯丙烯三元共聚物、以及硫化橡膠(包括TPV)以改善類似橡膠的彈性。

熱塑性泡沫吸收性可通過用自發(fā)的水凝膠(通常已知為超吸收劑)發(fā)泡來增強。超吸收劑可包括聚丙烯酸的堿金屬鹽;聚丙烯酰胺;聚乙烯醇;乙烯馬來酸酐共聚物;聚乙烯醚;羥基丙基纖維素;聚乙烯基嗎啉酮;乙烯基磺酸的聚合物和共聚物、聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚乙烯基吡啶;等等。其它合適的聚合物包括水解丙烯腈接枝淀粉、丙烯酸接枝淀粉、羧甲基纖維素、異丁烯馬來酸酐共聚物、以及它們的混合物。另外的合適的聚合物包括無機聚合物,諸如聚磷腈等。此外,熱塑性泡沫生物可降解性和吸收性能夠通過用基于纖維素和基于淀粉的組分諸如木材和/或植物纖維紙漿/微粉發(fā)泡而增強。

除任何這些聚合物之外,該泡沫聚合物配方也可以或另外包括二嵌段、三嵌段、四嵌段、或其它多嵌段熱塑性彈性體的和/或柔性的共聚物諸如基于聚烯烴的熱塑性彈性體,包括無規(guī)嵌段共聚物(包括乙烯α-烯烴共聚物);嵌段共聚物,包括氫化丁二烯-異戊二烯-丁二烯嵌段共聚物;立構(gòu)嵌段聚丙烯;接枝共聚物,包括乙烯-丙烯-二烯三元共聚物或乙烯-丙烯-二烯單體(EPDM)、乙烯-丙烯無規(guī)共聚物(EPM)、乙烯丙烯橡膠(EPR)、乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)和乙烯-丙烯酸甲醋(EMA);以及苯乙烯嵌段共聚物,包括二嵌段和三嵌段共聚物諸如苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯(SIS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-異戊二烯-丁二烯-苯乙烯(SIBS)、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(SEBS)、或苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯(SEPS),其可以商標彈性體樹脂從Kraton Polymers(Belpre,Ohio,U.S.A.)獲得或以商標(SIS和SBS聚合物)從ExxonMobil Chemical Company(Houston,Tex.,U.S.A.)的分公司Dexco獲得,或SEBS聚合物,作為從Kuraray America,Inc.(New York,N.Y.,U.S.A.)獲得的系列熱塑性橡膠;熱塑性彈性體與動態(tài)硫化的彈性體-熱塑性塑料共混物的共混物;熱塑性聚醚酯彈性體;離聚物熱塑性彈性體;熱塑性彈性聚氨酯,包括以商品名聚氨酯從E.I.Du Pont de Nemours(Wilmington,Del.,U.S.A.)獲得的那些,以及從Noveon,Inc.(Cleveland,Ohio,U.S.A.)獲得的熱塑性彈性聚酰胺,包括以商品名聚醚嵌段酰胺從ATOFINA Chemicals,Inc.(Philadelphia,Pa.,U.S.A.)獲得的聚醚嵌段酰胺;熱塑性彈性聚酯,包括以商品名從E.I.Du Pont de Nemours Company獲得的那些和從DSM Engineering Plastics(Evansville,Ind.,U.S.A.)獲得的以及具有低于約0.89克/立方厘米的密度的單中心或茂金屬催化的聚烯烴,諸如以商品名AFFINITYTM從Dow Chemical Company(Midland,Mich.,U.S.A.)獲得的茂金屬聚乙烯樹脂;以及它們的組合。

如本文所用,三嵌段共聚物具有ABA結(jié)構(gòu),其中A表示類型A的若干重復單元,并且B表示類型B的若干重復單元。如上所述,苯乙烯嵌段共聚物的若干示例為SBS、SIS、SIBS、SEBS和SEPS。在這些共聚物中,A嵌段是聚苯乙烯并且B嵌段是橡膠狀組分。一般來講,這些三嵌段共聚物具有可從低到數(shù)千至高到數(shù)十萬變化的分子量,并且基于三嵌段共聚物的重量計,苯乙烯含量可在5%至75%的范圍內(nèi)。二嵌段共聚物類似于三嵌段,但具有AB結(jié)構(gòu)。合適的二嵌段包括苯乙烯-異戊二烯二嵌段,其具有大致為三嵌段分子量的一半的分子量并且具有相同的A嵌段與B嵌段比率。具有不同的A與B嵌段比率或比三嵌段共聚物的一半大或高的分子量的二嵌段可適于改進泡沫聚合物配方,以便通過聚合物擠出法生產(chǎn)低密度、軟質(zhì)、柔性、吸收性的泡沫。

適當?shù)兀菽酆衔锱浞桨ㄖ炼嗉s90重量%的聚苯乙烯、以及至少10重量%的熱塑性彈性體。更具體地,泡沫聚合物配方可包括介于約45重量%和約90重量%之間的聚苯乙烯,以及介于約10重量%和約55重量%之間的熱塑性彈性體。另選地,泡沫聚合物配方可包括介于約50重量%和約80重量%之間的聚苯乙烯,以及介于約20重量%和約50重量%之間的熱塑性彈性體。在一個實施方案中,例如,泡沫聚合物配方可包括等量的聚苯乙烯和熱塑性彈性體。

在另一個實施方案中,泡沫聚合物配方可包括約40重量%至約80重量%的聚苯乙烯,以及約20重量%至約60重量%的熱塑性彈性體。在另一個實施方案中,泡沫聚合物配方可包括約50重量%至約70重量%的聚苯乙烯,以及約30重量%至約50重量%的熱塑性彈性體。

根據(jù)該實施方案,增塑劑可包括在泡沫聚合物配方中。增塑劑是賦予柔韌性、拉伸性和加工性的化學試劑。增塑劑的類型影響泡沫凝膠性能、發(fā)泡劑抗遷移性、泡孔結(jié)構(gòu)(包括細泡孔尺寸)以及開孔的數(shù)量。增塑劑通常具有低分子量。由增塑劑的摻入所導致的聚合物鏈移動性和自由體積的增加通常導致Tg下降,并且增塑劑有效性常常由這一量度來表征。石油基的油、脂肪酸和酯通常被使用并充當外增塑劑或溶劑,因為它們在結(jié)晶時不化學鍵合于聚合物上而是仍然在聚合物基體中保持完整。

增塑劑通過使泡孔之間的膜減薄而將泡孔連通性提高到在泡孔之間產(chǎn)生孔隙連接的程度;因此,增塑劑提高開孔含量。適宜地,增塑劑以在泡沫聚合物配方的介于約0.5重量%和約10重量%之間,或介于約1重量%和約10重量%之間的量被包括。在發(fā)泡過程中,增塑劑以不斷增大的濃度逐漸且小心地計量加入到泡沫聚合物配方中,因為一次添加太多的增塑劑會產(chǎn)生泡孔不穩(wěn)定性,從而導致泡孔塌縮。

合適的增塑劑的示例包括聚乙烯,乙烯-乙酸乙烯酯、礦物油、棕櫚油、蠟、基于醇和有機酸的酯、萘油、石蠟油、以及它們的組合。合適的增塑劑的可商購獲得的示例為在乙烯的催化聚合反應(yīng)時產(chǎn)生的短鏈聚乙烯;因為其低分子量而常常被稱為“蠟”。這種低密度的高度支化聚乙烯“蠟”以商標C-10購自Eastman Chemical Company(Kingsport,Tenn.,U.S.A.)。

為了使泡沫用于個人護理和醫(yī)用產(chǎn)品應(yīng)用以及許多吸收性擦拭制品和非個人護理制品中,泡沫必須滿足嚴格的化學和安全準則。許多增塑劑經(jīng)FDA批準用于包裝材料。這些增塑劑包括:檸檬酸乙?;□ィ粰幟仕嵋阴;阴?;水楊酸對叔丁基苯基酯;硬脂酸丁酯;丁基鄰苯二甲?;仕岫□?;癸二酸二丁酯;二-(2-乙基己基)鄰苯二甲酸酯;鄰苯二甲酸二乙酯;己二酸二異丁酯;鄰苯二甲酸二異辛酯;二苯基-2-乙基己基磷酸酯;環(huán)氧化大豆油;乙基鄰苯二甲?;仕嵋阴ィ桓视蛦斡退狨?;單異丙基檸檬酸酯;單、二和三硬脂基檸檬酸酯;三醋精(三乙酸甘油酯);檸檬酸三乙酯;以及3-(2-聯(lián)苯?;?-l,2-環(huán)氧丙烷(3-(2-xenoyl)-1,2-epoxypropane)。

在某些實施方案中,用作熱塑性彈性體的相同材料也可用作增塑劑。例如,上述聚合物可以用作熱塑性彈性體和/或增塑劑。在這種情況下,泡沫聚合物配方可包含介于約10重量%和約50重量%之間的單個組合物,該單個組合物同時充當熱塑性彈性體和增塑劑。換一種方式描述,泡沫可在沒有增塑劑本身的情況下形成;在這種情況下,泡沫聚合物配方可包含介于約10重量%和約50重量%之間的熱塑性彈性體。

將軟質(zhì)、柔性聚合物諸如熱塑性彈性體發(fā)泡到低密度是難以實現(xiàn)的。添加增塑劑使得發(fā)泡到低密度甚至更難以實現(xiàn)。本發(fā)明的方法通過在泡沫聚合物配方中包含表面活性劑來克服這一困難。表面活性劑使泡孔穩(wěn)定化,從而抵消泡孔塌縮,同時保持開孔結(jié)構(gòu)。泡孔的這一穩(wěn)定化產(chǎn)生泡孔均勻性并實現(xiàn)了泡孔結(jié)構(gòu)的控制。除了使包含增塑的熱塑性彈性體聚合物的泡沫制劑發(fā)泡到低密度之外,表面活性劑還提供可潤濕性以使所得泡沫體能夠吸收流體。

泡沫塊可由熱塑性吸收泡沫諸如聚氨酯泡沫制成。熱塑性泡沫可包含表面活性劑和增塑劑。通常通過至少一種多異氰酸酯組分和至少一種多元醇組分的反應(yīng)形成聚氨酯聚合物。多異氰酸酯組分可包含一種或多種多異氰酸酯。多元醇組分可包含一種或多種多元醇。多元醇的濃度可參照總多元醇組分進行表示。多元醇或多異氰酸酯的濃度可另選地參照總聚氨酯濃度進行表示。各種脂族和芳族多異氰酸酯在本領(lǐng)域已有所描述。用于形成聚氨酯泡沫的多異氰酸酯通常具有介于2和3之間的官能度。在一些實施方案中,官能度不大于約2.5。

在一個實施方案中,由至少一種芳族多異氰酸酯制備泡沫。芳族多異氰酸酯的示例包括具有單個芳族環(huán)的那些,諸如甲苯2,4和2,6-二異氰酸酯(TDI)以及亞萘基1,5-二異氰酸酯;以及具有至少兩個芳族環(huán)的那些,諸如二苯甲烷4,4'-、2,4'-和2,2'-二異氰酸酯(MDI)。

在有利的實施方案中,由一種或多種(例如,芳族)聚合物多異氰酸酯制備泡沫。聚合物多異氰酸酯通常具有大于單體多異氰酸酯(缺乏重復單元)但小于聚氨酯預(yù)聚物的(重均)分子量。因此,聚氨酯泡沫衍生自缺乏氨基甲酸酯鍵的至少一種聚合物多異氰酸酯。換句話講,聚氨酯泡沫衍生自不是聚氨酯預(yù)聚物的聚合物異氰酸酯。聚合物多異氰酸酯在重復單元之間包括其它連接基團,諸如異氰脲酸酯基團、縮二脲基團、碳二亞胺基團、脲酮亞胺基團、脲二酮基團等,如在本領(lǐng)域中已知的。

一些聚合物多異氰酸酯可被稱為“改性的單體異氰酸酯”。例如,純4,4’-亞甲基二苯基二異氰酸酯(MDI)是具有38℃的熔點和125克/當量的當量重量的固體。然而,改性的MDI在38℃下為液體并且具有更高的當量重量(例如143克/當量)。熔點和當量重量的差異據(jù)信是由于小的聚合度造成的,諸如通過包含連接基團,如上所述。

包含改性的單體異氰酸酯的聚合物多異氰酸酯可包含與包括低聚物質(zhì)在內(nèi)的聚合物物質(zhì)結(jié)合的單體的混合物。例如,據(jù)報導聚合物MDI包含25%-80%的單體4,4'-亞甲基二苯基二異氰酸酯以及含有3-6個環(huán)的低聚物,以及其它微量異構(gòu)體,諸如2,2’異構(gòu)體。

聚合物多異氰酸酯通常具有相比于預(yù)聚物較低的粘度。本文所用的聚合物異氰酸酯通常具有在25℃下不大于約300厘泊并且在一些實施方案中在25℃下不大于200厘泊或100厘泊的粘度。粘度通常為在25℃下至少約10厘泊、15厘泊、20厘泊或25厘泊。

聚合物多異氰酸酯的當量重量也通常低于預(yù)聚物的當量重量。本文所用的聚合物異氰酸酯通常具有不大于約250g/當量并且在一些實施方案中不大于200g/當量或175g/當量的當量重量。在一些實施方案中,當量重量為至少130g/當量。

聚合物多異氰酸酯的平均分子量(Mw)也通常低于聚氨酯預(yù)聚物的平均分子量。本文所用的聚合物異氰酸酯通常具有不大于約500Da并且在一些實施方案中不大于450Da、400Da或350Da的平均分子量(Mw)。在一些實施方案中,聚氨酯衍生自單一聚合物異氰酸酯或聚合物異氰酸酯的共混物。因此,100%的異氰酸酯組分是聚合物異氰酸酯。在其它實施方案中,大部分的異氰酸酯組分是單一聚合物異氰酸酯或聚合物異氰酸酯的共混物。在這些實施方案中,至少50重量%、60重量%、70重量%、75重量%、80重量%、85重量%、或90重量%的異氰酸酯組分是聚合物異氰酸酯。

一些例示性多異氰酸酯包括例如,以商標“RUBINATE 1245”購自Huntsman Chemical Company(The Woodlands,TX)的聚合物MDI二異氰酸酯;以及以商標“SUPRASEC 9561”購自Huntsman Chemical Company的改性的MDI異氰酸酯。

使前述異氰酸酯與多元醇反應(yīng)來制備聚氨酯泡沫材料。聚氨酯泡沫是親水性的,使得泡沫吸收水性液體,具體地講體液。聚氨酯泡沫的親水性通常通過使用具有高環(huán)氧乙烷含量的異氰酸酯反應(yīng)性組分,諸如聚醚多元醇來提供。

可用的多元醇的示例包括二羥基或三羥基醇類(例如,乙二醇、丙二醇、甘油、己三醇和三乙醇胺)和環(huán)氧烷(例如,環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷和環(huán)氧丁烷)的加合物[例如,聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷和聚(環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷)共聚物]。具有高環(huán)氧乙烷含量的多元醇也可通過如本領(lǐng)域中已知的其它技術(shù)來制備。合適的多元醇通常具有100Da至5,000Da的分子量(Mw)并且包含2至3的平均官能度。

聚氨酯泡沫通常衍生自具有環(huán)氧乙烷(例如,重復)單元的至少一種聚醚多元醇(或換句話講是其反應(yīng)產(chǎn)物)。聚醚多元醇通常具有至少10重量%、15重量%、20重量%或25重量%并且通常不大于75重量%的環(huán)氧乙烷含量。此類聚醚多元醇具有高于多異氰酸酯的官能度。在一些實施方案中,平均官能度為約3。聚醚多元醇通常具有在25℃下不大于1000厘泊,并且在一些實施方案中不大于900厘泊、800厘泊、700厘泊的粘度。聚醚多元醇的分子量通常為至少500Da或1000Da,并且在一些實施方案中不大于4000Da或3500Da、或3000Da。此類聚醚多元醇通常具有至少125、130或140的羥基數(shù)目。例示性多元醇包括例如以商標“CDB-33142POLYETHER POLYOL”、“CARPOL GP-5171”從Carpenter Company(Richmond,VA)獲得的聚醚多元醇產(chǎn)品。

在一些實施方案中,如剛才所述的具有高環(huán)氧乙烷含量和不大于5500Da、或5000Da、或4500Da、或4000Da、或3500Da、或3000Da的分子量(Mw)的一種或多種聚醚多元醇是聚氨酯泡沫的主要或唯一的聚醚多元醇。例如,此類聚醚多元醇占總多元醇組分的至少50重量%、60重量%、70重量%、80重量%、90重量%、95重量%或100重量%。因此,聚氨酯泡沫可包含至少25重量%、30重量%、35重量%、40重量%、45重量%或50重量%的衍生自此類聚醚多元醇的聚合單元。

在其它實施方案中,具有高環(huán)氧乙烷含量的一種或多種聚醚多元醇與其它多元醇結(jié)合利用。在一些實施方案中,其它多元醇占總多元醇組分的至少1重量%、2重量%、3重量%、4重量%或5重量%。此類其它多元醇的濃度通常不超過總多元醇組分的40重量%、或35重量%、或30重量%、或25重量%、或20重量%、或15重量%、或10重量%,即不超過聚氨酯的20重量%、或17.5重量%、或15重量%、或12.5重量%、或10重量%、或7.5重量%、或5重量%。例示性的其它多元醇包括可以商標“CARPOL GP-700POLYETHER POLYOL”從Carpenter Company(Richmond,VA)獲得的聚醚多元醇產(chǎn)品(化學文摘號25791-96-2)和可以商標“ARCOL E-434”從Bayer Material Science(Pittsburgh,VA)獲得的聚醚多元醇產(chǎn)品(化學文摘號9082-00-2)。在一些實施方案中,此類任選的其它多元醇可包含聚丙烯(例如,重復)單元。

聚氨酯泡沫大體具有至少10重量%、11重量%或12重量%并且不大于20重量%、19重量%、或18重量%的環(huán)氧乙烷含量。在一些實施方案中,聚氨酯泡沫具有不大于17重量%或16重量%的環(huán)氧乙烷含量。

對多異氰酸酯和多元醇組分的種類和量進行選擇,使得聚氨酯泡沫是相對較軟,但有彈性的。這些特性可以例如通過根據(jù)實施例中所述的測試方法所測量的壓痕力撓度(indentation force deflection)和壓縮永久變形(constant deflection compression set)進行表征。在一些實施方案中,聚氨酯泡沫具有在50%下小于75N的壓痕力撓度。在50%下的壓痕力撓度可小于70N、或65N、或60N。在一些實施方案中,聚氨酯泡沫具有在65%下小于100N的壓痕力撓度。在65%下的壓痕力撓度可小于90N、或80N、或70N、或65N、或60N。在一些實施方案中,在50%或65%下的壓痕力撓度通常為至少30N或35N。在50%撓度下的壓縮永久變形可為零并且通常為至少0.5%、1%或2%且通常不大于35%。在一些實施方案中,在50%撓度下的壓縮永久變形不大于30%、或25%、或20%、或15%、或10%。

聚氨酯泡沫可包含已知并且常用的聚氨酯形成催化劑,諸如有機錫化合物和/或胺型催化劑。催化劑優(yōu)選以聚氨酯的0.01重量%至5重量%的量使用。胺型催化劑通常為叔胺。合適的叔胺的示例包括:單胺,諸如三乙胺和二甲基環(huán)己胺;二胺,諸如四甲基乙二胺和四甲基己二胺;三胺,諸如四甲基??;環(huán)胺,諸如三乙撐二胺、二甲基哌啶和甲基嗎啉;醇胺,諸如二甲氨基乙醇、三甲氨基乙基乙醇胺和羥乙基嗎啉;醚胺,諸如雙二甲基氨基乙基乙醇;二氮雙環(huán)烷烯,諸如1,5-二氮雜雙環(huán)(5,4,0)十一碳烯-7(DBU)和1,5-二氮雜雙環(huán)(4,3,0)壬烯-5;以及二氮雙環(huán)烷烯的有機酸鹽,諸如酚鹽、2-己酸乙酯和DBU的甲酸鹽。這些胺可單獨或組合使用。胺型催化劑可以不大于聚氨酯的4重量%、3重量%、2重量%、1重量%或0.5重量%的量使用。

聚氨酯通常包含表面活性劑以使泡沫穩(wěn)定。各種表面活性劑在本領(lǐng)域中已有所描述。在一個實施方案中,采用諸如可以商標“DABCO DC-198”從Air Products商購獲得的包含任選地與環(huán)氧丙烷(例如重復)單元結(jié)合的環(huán)氧乙烷(例如重復)單元的硅氧烷表面活性劑。在一些實施方案中,親水性表面活性劑的濃度范圍通常是聚氨酯的約0.05重量%至1重量%或2重量%。

聚氨酯泡沫可包含各種添加劑,諸如表面活性物質(zhì)、泡沫穩(wěn)定劑、泡孔調(diào)節(jié)劑、用以延緩催化反應(yīng)的阻斷劑、阻燃劑、增鏈劑、交聯(lián)劑、外部和內(nèi)部脫模劑、填料、顏料(二氧化鈦)、著色劑、熒光增白劑、抗氧化劑、穩(wěn)定劑、水解抑制劑、以及抗真菌和抗細菌物質(zhì)。此類其它添加劑通??傮w以聚氨酯的0.05重量%至10重量%范圍內(nèi)的濃度來利用。

在一些實施方案中,吸收泡沫為白色的。某些受阻胺穩(wěn)定劑可促進脫色,諸如吸收泡沫的黃變。在一些實施方案中,吸收泡沫不含二苯胺穩(wěn)定劑和/或吩噻嗪穩(wěn)定劑。

在其它實施方案中,吸收泡沫可為著色的(即,除白色之外的顏色)。白色或著色的吸收泡沫可在至少一種組分中包含顏料。在優(yōu)選的實施方案中,顏料與多元醇載體混合并且在聚氨酯泡沫制造期間添加至多元醇液體料流中。可商購獲得的顏料包括例如來自南卡羅來納州斯帕坦堡的美利肯公司(Milliken in Spartansburg,South Carolina)的DispersiTechTM2226白、DispersiTechTM2401紫、DispersiTechTM2425藍、DispersiTechTM2660黃和DispersiTechTM28000紅以及來自俄亥俄州克利夫蘭的福祿公司(Ferro,Cleveland,Ohio)的34-68020橙。

在聚氨酯泡沫的制備中,使多異氰酸酯組分和多元醇組分反應(yīng),使得異氰酸酯基團與羥基基團總和的當量比不大于1:1。在一些實施方案中,使這些組分反應(yīng),使得存在過量的羥基基團(例如,過量的多元醇)。在此類實施方案中,異氰酸酯基團與羥基基團總和的當量比為至少0.7:1。例如,該比率可為至少0.75:1或至少0.8:1。

聚合物(例如聚氨酯)泡沫的親水性(例如多元醇)組分提供期望的泡沫吸收容量。因此,泡沫可不含超吸收聚合物。此外,聚氨酯泡沫不含胺或亞胺絡(luò)合劑,諸如乙撐亞胺、聚乙烯亞胺、聚乙烯胺、羧基-甲基化聚乙烯亞胺、膦酰基-甲基化聚乙烯亞胺、季銨化聚乙烯亞胺和/或二硫代氨基甲酸酯化的(dithiocarbamitized)聚乙烯亞胺;如例如在US 6,852,905和U.S.6,855,739中所述的。

聚合物(例如聚氨酯)泡沫通常具有至少100gsm、150gsm、200gsm、或250gsm且通常不大于500gsm的平均基重。在一些實施方案中,平均基重不大于450gsm或400gsm。聚合物(例如聚氨酯)泡沫的平均密度通常為至少3、3.5或4lbs/ft3且不大于7lbs/ft3。

在一個實施方案中,開孔泡沫為由高內(nèi)相乳液(HIPE)(也稱為polyHIPE)的聚合制備的熱固性聚合泡沫。為形成HIPE,將水相和油相以介于約8:1和140:1之間的比率組合。在某些實施方案中,水相與油相的比率介于約10:1和約75:1之間,并且在某些其它實施方案中,水相與油相的比率介于約13:1和約65:1之間。該術(shù)語為“水比油”或W:O比率并且可用于測定所得polyHIPE泡沫的密度。如上所論述,油相可包含單體、共聚單體、光引發(fā)劑、交聯(lián)劑和乳化劑、以及任選組分中的一種或多種。水相將包含水并且在某些實施方案中包含一種或多種組分,諸如電解質(zhì)、引發(fā)劑或任選組分。

可由組合的水相和油相來形成開孔泡沫,其方式為通過使這些組合相在混合室或混合區(qū)中經(jīng)受剪切攪拌。使組合的水相和油相經(jīng)受剪切攪拌以產(chǎn)生具有所需尺寸的水性小滴的穩(wěn)定的HIPE。引發(fā)劑可存在于水相中,或者可在泡沫制備過程中以及在某些實施方案中在已經(jīng)形成HIPE之后引入引發(fā)劑。乳液制備過程產(chǎn)生這樣的HIPE,其中水相小滴分散至如此程度以至于所得HIPE泡沫將具有期望結(jié)構(gòu)特征。水相和油相組合在混合區(qū)中的乳化可涉及使用混合或攪拌裝置,諸如葉輪,方式為通過使組合的水相和油相以賦予所需剪切所必要的速率通過一系列靜態(tài)混合器,或兩者的組合。一旦形成,然后可將HIPE自混合區(qū)抽出或泵出。一種使用連續(xù)方法形成HIPE的方法描述于1992年9月22日公布的美國專利5,149,720(DesMarais等人);1998年10月27日公布的美國專利5,827,909(DesMarais);以及2002年4月9日公布的美國專利6,369,121(Catalfamo等人)中。

可在完全聚合之前將乳液從混合區(qū)中抽出或泵出并且浸漬到塊體中或塊體上。一旦完全聚合,泡沫塊和元件就相互纏結(jié),使得構(gòu)成塊體的元件將離散的泡沫塊二等分并且使得離散的泡沫塊的部分包覆構(gòu)成異質(zhì)塊體的一個或多個元件的部分。

在聚合之后,所得泡沫塊用水相飽和,所述水相需要除去以獲得基本上干燥的泡沫塊。在某些實施方案中,可通過使用壓縮來擠壓泡沫塊,使其不含大部分的水相,例如,通過使包括泡沫塊的異質(zhì)塊體運行穿過一對或多對壓料輥??蓪毫陷伓ㄎ怀墒沟盟鼈儗⑺鄶D壓出泡沫塊。壓料輥可為多孔的,并且具有從內(nèi)側(cè)施加的真空,使得它們輔助將水相抽出泡沫塊。在某些實施方案中,壓料輥可以成對定位,使得第一壓料輥位于液體可透過的帶(例如具有孔或由網(wǎng)狀材料組成的帶)的上方,并且第二相對壓料輥面向第一壓料輥,并且位于液體可透過的帶的下方。所述對中的一個(例如第一壓料輥)可被加壓,而另一個(例如第二壓料輥)可被排空,以便將水相從泡沫吹出和抽出。也可加熱壓料輥以有助于除去水相。在某些實施方案中,只將壓料輥施加到非剛性泡沫上,即通過壓縮泡沫塊將不會破壞它們的壁的泡沫。

在某些實施方案中,代替壓料輥或與壓料輥組合,可通過將泡沫塊傳送穿過干燥區(qū)來除去水相,泡沫塊在干燥區(qū)被加熱,暴露于真空或者熱與真空暴露的組合??衫缤ㄟ^使泡沫穿過鼓風烘箱、紅外烘箱、微波烘箱或無線電波烘箱來施加熱。泡沫干燥的程度取決于應(yīng)用。在某些實施方案中,超過50%的水相被除去。在某些其它實施方案中超過90%,并且在其它實施方案中超過95%的水相在干燥過程中被除去。

在一個實施方案中,開孔泡沫由具有高內(nèi)相乳液(HIPE)的連續(xù)油相的單體的聚合制成。HIPE可具有兩個相。一個相為具有單體和乳化劑的連續(xù)油相,使所述單體經(jīng)聚合以形成HIPE泡沫,所述乳化劑用以幫助穩(wěn)定HIPE。油相也可包含一種或多種光引發(fā)劑。單體組分可按油相的重量計以約80%至約99%,并且在某些實施方案中約85%至約95%的量存在??扇苡谟拖嗖⑶疫m于形成穩(wěn)定的油包水乳液的乳化劑組分可按油相的重量計以約1%至約20%的量存在于油相中。乳液可在約10℃至約130℃并且在某些實施方案中約50℃至約100℃的乳化溫度下形成。

一般來講,單體將包含按油相的重量計約20%至約97%的至少一種基本上水不溶性的一官能丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯。例如,這種類型的單體可包括C4-C18丙烯酸烷基酯和C2-C18甲基丙烯酸烷基酯,諸如丙烯酸乙基己酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸異癸酯、丙烯酸十四烷基酯、丙烯酸芐基酯、丙烯酸壬基苯酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸壬酯、甲基丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸異癸酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十四烷基酯和甲基丙烯酸十八烷基酯。

油相也可具有按油相的重量計約2%至約40%,并且在某些實施方案中約10%至約30%的基本上水不溶性的多官能交聯(lián)丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯。加入這種交聯(lián)共聚單體或交聯(lián)劑以向所得HIPE泡沫賦予強度和彈性。該類型交聯(lián)單體的示例可具有含兩個或更多個活化丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯基團、或它們的組合的單體。該基團的非限制性示例包括1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、1,12-十二烷基二甲基丙烯酸酯、1,14-十四烷二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯(2,2-二甲基丙二醇二丙烯酸酯)、己二醇丙烯酸酯甲基丙烯酸酯、葡萄糖五丙烯酸酯、脫水山梨糖醇五丙烯酸酯等。交聯(lián)劑的其它示例包含丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯部分的混合物,諸如乙二醇丙烯酸酯-甲基丙烯酸酯和新戊二醇丙烯酸酯-甲基丙烯酸酯。在混合的交聯(lián)劑中甲基丙烯酸酯:丙烯酸酯基團的比率可按需從50:50變化至任何其它比率。

可將按油相的重量計重量百分比為約0%至約15%,在某些實施方案中約2%至約8%的任何第三基本上水不溶性的共聚單體加入油相以改變HIPE泡沫的特性。在某些實施方案中,可能期望“韌化”單體,其向所得的HIPE泡沫賦予韌性。這些包括單體,諸如苯乙烯、氯乙烯、偏二氯乙烯、異戊二烯和氯丁二烯。不受理論的約束,據(jù)信此類單體有助于使HIPE在聚合過程中保持穩(wěn)定(也已知為“固化”)以提供更均質(zhì)和更佳成形的HIPE泡沫,這導致更好的韌性、拉伸強度、耐磨性等。也可加入單體以賦予阻燃性,如2000年12月12日公布的美國專利6,160,028(Dyer)中所公開的那樣??杉尤雴误w以賦予顏色(例如乙烯基二茂鐵)、熒光特性、抗輻射性、對輻射不透明性(例如四丙烯酸鉛)、分散電荷、反射入射紅外線、吸收無線電波、在HIPE泡沫支柱上形成可潤濕表面、或用于HIPE泡沫中的任何其它期望特性。在一些情況下,這些附加單體可減慢HIPE轉(zhuǎn)變成HIPE泡沫的總進程,如果要賦予期望特性那么折衷就是必要的。因此,此類單體可用于減緩HIPE的聚合速率。該類型單體的示例可包括苯乙烯和氯乙烯。

油相還可包含用于使HIPE穩(wěn)定的乳化劑。用于HIPE中的乳化劑可包括:(a)支鏈C16-C24脂肪酸的脫水山梨糖醇單酯;直鏈不飽和C16-C22脂肪酸;以及直鏈飽和C12-C14脂肪酸,諸如脫水山梨糖醇單油酸酯、脫水山梨糖醇單肉豆蔻酸酯和脫水山梨糖醇單酯、脫水山梨糖醇單月桂酸酯、雙甘油單油酸酯(DGMO)、聚甘油單異硬脂酸酯(PGMIS)和聚甘油單肉豆蔻酸酯(PGMM);(b)支鏈C16-C24脂肪酸、直鏈不飽和C16-C22脂肪酸或直鏈飽和C12-C14脂肪酸的聚甘油單酯,諸如雙甘油一油酸酯(例如C18:1脂肪酸的雙甘油單酯)、雙甘油單肉豆蔻酸酯、雙甘油單異硬脂酸酯和雙甘油單酯;(c)支鏈C16-C24醇、直鏈不飽和C16-C22醇和直鏈飽和C12-C14醇的雙甘油單脂族醚、以及這些乳化劑的混合物。參見1995年2月7日公布的美國專利5,287,207(Dyer等人)和1996年3月19日公布的美國專利5,500,451(Goldman等人)??捎玫牧硪环N乳化劑是聚甘油琥珀酸酯(PGS),其由烷基琥珀酸酯、甘油和三甘油形成。

可將此類乳化劑及其組合加入油相中,使得它們可構(gòu)成油相的介于約1重量%和約20重量%之間,在某些實施方案中約2重量%至約15重量%,并且在某些其它實施方案中約3重量%至約12重量%。在某些實施方案中,也可使用助乳化劑,以提供對泡孔尺寸、泡孔尺寸分布和乳液穩(wěn)定性的附加控制,具體地在例如大于約65℃的更高溫度下。助乳化劑的示例包括磷脂酰膽堿和含磷脂酰膽堿的組合物、脂族甜菜堿、長鏈C12-C22二脂族季銨鹽、短鏈C1-C4二脂族季銨鹽、長鏈C12-C22二烷酰基(烯?;?-2-羥乙基、短鏈C1-C4二脂族季銨鹽、長鏈C12-C22二脂族咪唑啉季銨鹽、短鏈C1-C4二脂族咪唑啉季銨鹽、長鏈C12-C22單脂族芐基季銨鹽、長鏈C12-C22二烷?;?烯?;?-2-氨乙基、短鏈C1-C4單脂族芐基季銨鹽、短鏈C1-C4單羥基脂族季銨鹽。在某些實施方案中,二牛油基二甲基銨甲基硫酸鹽(DTDMAMS)可用作助乳化劑。

油相可以按油相的重量計介于約0.05%和約10%之間,并且在某些實施方案中介于約0.2%和約10%之間的量包含光引發(fā)劑。較低量的光引發(fā)劑使光能夠更好地穿透HIPE泡沫,這能夠使聚合更深入HIPE泡沫。然而,如果聚合在含氧環(huán)境中進行,那么應(yīng)該有足夠的光引發(fā)劑來引發(fā)聚合并且克服氧的抑制。光引發(fā)劑可對光源作出迅速有效的反應(yīng),從而產(chǎn)生自由基、陽離子和能夠引發(fā)聚合反應(yīng)的其它物質(zhì)。用于本發(fā)明中的光引發(fā)劑可吸收約200納米(nm)至約800nm,在某些實施方案中約200nm至約350nm波長的紫外光。如果光引發(fā)劑在油相中,那么合適類型的油溶性的光引發(fā)劑包含芐基縮酮、α-羥烷基苯酮、α-氨基烷基苯酮和?;⒀趸铩9庖l(fā)劑的示例包括2,4,6-[三甲基苯甲?;氧化物與2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮的組合(兩者的50:50共混物以商品名4265由Ciba Speciality Chemicals(Ludwigshafen,Germany)出售);芐基二甲基縮酮(以商品名IRGACURE 651由Ciba Geigy出售);α-,α-二甲氧基-α-羥基苯乙酮(以商品名1173由Ciba Speciality Chemicals出售);2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-嗎啉代-丙-1-酮(以商品名907由Ciba Speciality Chemicals出售);1-羥基環(huán)己基苯基甲酮(以商品名184由Ciba Speciality Chemicals出售);雙(2,4,6-三甲基苯甲?;?-苯基氧化膦(以商品名IRGACURE 819由Ciba Speciality Chemicals出售);二乙氧基苯乙酮和4-(2-羥基乙氧基)苯基-(2-羥基-2-甲基丙基)酮(以商品名2959由Ciba Speciality Chemicals出售);和Oligo[2-羥基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙酮](以商品名KIP EM由Lamberti spa(Gallarate,Italy)出售)。

HIPE的分散水相可具有水,并且也可具有一種或多種組分,諸如引發(fā)劑、光引發(fā)劑、或電解質(zhì),其中在某些實施方案中,所述一種或多種組分至少部分地為水溶性的。

水相的一種組分可為水溶性電解質(zhì)。水相可包含按所述水相的重量計約0.2%至約40%,在某些實施方案中約2%至約20%的水溶性電解質(zhì)。電解質(zhì)使主要油溶的單體、共聚單體和交聯(lián)劑也溶于水相的趨向最小化。電解質(zhì)的示例包括堿土金屬(諸如鈣或鎂)的氯化物或硫酸鹽,以及堿金屬(諸如鈉)的氯化物或硫酸鹽。此類電解質(zhì)可包含緩沖劑以用于控制聚合過程中的pH,所述緩沖劑包括例如磷酸鹽、硼酸鹽和碳酸鹽、以及它們的混合物的無機抗衡離子。水溶性單體也可用于水相中,示例為丙烯酸和乙酸乙烯酯。

可存在于水相的另一種組分是水溶性自由基引發(fā)劑。基于存在于油相中的可聚合單體的總摩爾數(shù)計,引發(fā)劑能夠以至多約20摩爾%的量存在。在某些實施方案中,基于存在于油相中的可聚合單體的總摩爾數(shù)計,引發(fā)劑以約0.001摩爾%至約10摩爾%的量存在。合適的引發(fā)劑包括過硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸鉀、2,2'-偶氮雙(N,N'-二亞甲基異丁基脒)二鹽酸鹽和其它合適的偶氮引發(fā)劑。在某些實施方案中,為降低可能會堵塞乳化體系的過早聚合的可能性,可恰好在乳化結(jié)束后或接近乳化結(jié)束時向單體相添加引發(fā)劑。

水相中存在的光引發(fā)劑可為至少部分水溶性的,并且可構(gòu)成水相的介于約0.05重量%和約10重量%之間,并且在某些實施方案中介于約0.2重量%和約10重量%之間。較低量的光引發(fā)劑使光能夠更好地穿透HIPE泡沫,這能夠使聚合更深入HIPE泡沫。然而,如果聚合在含氧環(huán)境中進行,那么應(yīng)該有足夠的光引發(fā)劑來引發(fā)聚合并且克服氧的抑制。光引發(fā)劑可對光源作出迅速有效的反應(yīng),從而產(chǎn)生自由基、陽離子和能夠引發(fā)聚合反應(yīng)的其它物質(zhì)。用于本發(fā)明中的光引發(fā)劑可吸收波長為約200納米(nm)至約800nm,在某些實施方案中約200nm至約350nm,并且在某些實施方案中約350nm至約450nm的紫外光。如果光引發(fā)劑在水相中,那么合適類型的水溶性光引發(fā)劑包括二苯甲酮、苯偶酰和噻噸酮。光引發(fā)劑的示例包括2,2'-偶氮雙[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二鹽酸鹽;脫水2,2'-偶氮雙[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二硫酸鹽;2,2'-偶氮雙(1-亞氨基-1-吡咯烷-2-乙基丙烷)二鹽酸鹽;2,2'-偶氮雙[2-甲基-N-(2-羥乙基)丙酰胺];2,2'-偶氮雙(2-甲基丙脒)二鹽酸鹽;2,2'-二羧基甲氧基二亞芐基丙酮、4,4'-二羧基甲氧基二亞芐基丙酮、4,4'-二羧基甲氧基二苯亞甲基環(huán)己酮、4-二甲基氨基-4'-羧基甲氧基二亞芐基丙酮;和4,4'-二巰基甲氧基二亞芐基丙酮(4,4'-disulphoxymethoxydibenzalacetone)??捎糜诒景l(fā)明的其它合適光引發(fā)劑列于1989年4月25日公布的美國專利4,824,765(Sperry等人)。

除了前述組分之外,其它組分也可被包含在HIPE的水相或油相中。示例包括抗氧化劑,例如受阻酚醛樹脂、受阻胺光穩(wěn)定劑;增塑劑,例如二辛基鄰苯二甲酸、二壬基癸二酸酯;阻燃劑,例如鹵化烴、磷酸鹽、硼酸鹽、無機鹽諸如三氧化銻或磷酸銨或氫氧化鎂;染料和顏料;熒光劑;填料塊,例如淀粉、二氧化鈦、炭黑或碳酸鈣;纖維;鏈轉(zhuǎn)移劑;氣味吸收劑,例如活性炭微粒;溶解的聚合物;溶解的低聚物等。

異質(zhì)塊體包括可包覆元件和離散的泡沫塊??砂苍蔀槔w維網(wǎng),諸如例如非織造物、纖維結(jié)構(gòu)、氣流成網(wǎng)纖維網(wǎng)、濕法成網(wǎng)纖維網(wǎng)、高蓬松非織造物、針刺纖維網(wǎng)、水刺纖維網(wǎng)、纖維絲束、織造纖維網(wǎng)、針織纖維網(wǎng)、植絨纖維網(wǎng)、紡粘纖維網(wǎng)、分層紡粘/熔噴纖維網(wǎng)、梳理纖維網(wǎng)、纖維素纖維和熔噴纖維的共成形纖維網(wǎng)、短纖維和熔噴纖維的共成形纖維網(wǎng)、以及為它們的分層組合的分層纖維網(wǎng)。

可包覆元件可為例如常規(guī)吸收材料,諸如縐紗纖維素填料、松散纖維素纖維、也稱為透氣氈的木漿纖維、以及紡織品纖維??砂苍部梢允抢w維,諸如例如合成纖維、熱塑性微?;蚶w維、三組分纖維、以及雙組分纖維,諸如例如具有以下聚合物組合的皮/芯型纖維: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。可包覆元件可以是以上列出的材料的任何組合和/或單獨或組合的多個以上列出的材料。

可包覆元件可為疏水的或親水的。在一個實施方案中,可包覆元件可被處理成疏水的。在一個實施方案中,可包覆元件可被處理而變成親水的。

異質(zhì)塊體的組成纖維可由諸如聚乙烯、聚丙烯、聚酯、以及它們的共混物的聚合物構(gòu)成。所述纖維可為紡粘纖維。所述纖維可為熔噴纖維。所述纖維可包含纖維素、人造絲、棉、或其它天然材料或聚合物與天然材料的共混物。纖維也可包含超吸收材料,諸如聚丙烯酸酯或合適材料的任何組合。纖維可以是單組分、雙組分、和/或雙成分、非圓形的(例如,毛細管道纖維),并且可具有在0.1微米至500微米范圍內(nèi)的主橫截面尺寸(例如,圓纖維的直徑)。非織造前體纖維網(wǎng)的組成纖維也可以是不同纖維類型的混合物,這些不同纖維類型在如化學(例如聚乙烯和聚丙烯)、組分(單-和雙-)、旦尼爾(微旦尼爾和>20旦尼爾)、形狀(即毛細管和圓形)等這樣一些特征上不相同。組成纖維的范圍可為約0.1旦尼爾至約100旦尼爾。

在一個方面,已知的制備時吸收材料纖維網(wǎng)可被視為是始終均勻的。所謂均勻的是指吸收材料纖維網(wǎng)的流體處理性能不依賴位置而是在纖維網(wǎng)的任何區(qū)域處均基本上均勻。均勻性的特征可在于例如密度、基重,使得纖維網(wǎng)的任何具體部分的密度或基重與纖維網(wǎng)的平均密度或基重基本上相同。借助本發(fā)明的設(shè)備和方法,均質(zhì)纖維吸收材料纖維網(wǎng)被改性使得它們不再是均質(zhì)而是異質(zhì)的,使得纖維網(wǎng)材料的流體處理性能依賴于位置。因此,就本發(fā)明的異質(zhì)吸收材料而言,纖維網(wǎng)在離散位置處的密度或基重可與纖維網(wǎng)的平均密度或基重顯著不同。本發(fā)明的吸收纖維網(wǎng)的異質(zhì)性質(zhì)通過使得離散部分高度可滲透而其它離散部分具有高毛細管作用而使得滲透性或毛細管作用的負面作用能夠被最小化。同樣,滲透性與毛細管作用之間達成折衷,使得可實現(xiàn)遞送相對較高的滲透性但不會降低毛細管作用。

在一個實施方案中,異質(zhì)塊體還可包括超吸收材料,所述超吸收材料吸入流體并形成水凝膠。這些材料通常能夠吸收大量體液并在適度壓力下保留它們。異質(zhì)塊體可包括分散在合適載體中的此類材料,所述材料諸如呈絨毛或硬化纖維形式的纖維素纖維。

在一個實施方案中,異質(zhì)塊體可包括熱塑性微?;蚶w維。所述材料,并且具體地講熱塑性纖維,可由多種熱塑性聚合物制成,所述聚合物包括聚烯烴諸如聚乙烯(例如PULPEX.RTM.)和聚丙烯、聚酯、共聚酯、以及任何前述材料的共聚物。

取決于所需的特征,合適的熱塑性材料包括已被制成親水性的疏水纖維,諸如衍生自例如,聚烯烴諸如聚乙烯或聚丙烯、聚丙烯酸化物、聚酰胺、聚苯乙烯等的表面活性劑處理或二氧化硅處理的熱塑性纖維。疏水熱塑性纖維的表面可用表面活性劑諸如非離子表面活性劑或陰離子表面活性劑處理來變得親水,例如通過用表面活性劑噴射纖維、通過將纖維浸入表面活性劑,或通過在生產(chǎn)熱塑性纖維時將表面活性劑包括為聚合物熔體的一部分。在熔融和重新凝固時,表面活性劑將趨于保持在熱塑性纖維的表面上。合適的表面活性劑包括非離子表面活性劑,例如由ICI Americas,Inc.(Wilmington,Del.)制造的Brij 76和以商標Pegosperse.RTM.由Glyco Chemical,Inc.(Greenwich,Conn.)出售的多種表面活性劑。除了非離子表面活性劑之外,也可使用陰離子表面活性劑。這些表面活性劑可以例如每平方厘米熱塑性纖維約0.2至約1克的含量施加到熱塑性纖維。

合適的熱塑性纖維可由單一聚合物(單組分纖維)制成,或者可由多于一種的聚合物(例如,雙組分纖維)制成。包括外皮的聚合物經(jīng)常在與包括芯的聚合物不同的,通常比其低的溫度下熔融。因此,這些雙組分纖維由于外皮聚合物的熔融而提供熱粘結(jié),同時保持芯聚合物的所需強度特性。

用于本發(fā)明的合適的雙組分纖維可包括具有以下聚合物組合的皮/芯型纖維: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??捎糜诒疚牡挠绕浜线m的雙組分熱塑性纖維是具有聚丙烯或聚酯芯,和具有較低熔融溫度的共聚酯、聚乙酸乙基乙烯基酯或聚乙烯的外皮的那些(例如DANAKLON.RTM.、CELBOND.RTM.或CHISSO.RTM.雙組分纖維)。這些雙組分纖維可以同心或偏心。如本文所用,術(shù)語“同心”和“偏心”是指外皮在貫穿雙組分纖維的橫截面區(qū)域上具有均勻還是不均勻的厚度。在以較低的纖維厚度提供較大的壓縮強度時,偏心雙組分纖維是期望的。適用于本文的雙組分纖維可為非卷曲的(即,不彎曲的)或卷曲的(即,彎曲的)。雙組分纖維可通過典型的紡織方法進行卷曲,諸如例如填充線盒方法或齒輪卷曲方法以獲得主要二維的或“平坦的”卷曲。

雙組分纖維的長度可根據(jù)纖維和纖維網(wǎng)成型方法所期望的特定特性而變化。通常,在氣流成網(wǎng)纖維網(wǎng)中,這些熱塑性纖維的長度為約2mm至約12mm長,優(yōu)選地約2.5mm至約7.5mm長,并且最優(yōu)選地約3.0mm至約6.0mm長。這些熱塑性纖維的特性也可通過改變纖維的直徑(厚度)進行調(diào)節(jié)。這些熱塑性纖維的直徑通常根據(jù)旦尼爾(克/9000米)或分特(克/10,000米)進行定義。在氣流成網(wǎng)制備機中使用的合適的雙組分熱塑性纖維的分特可在約1.0分特至約20分特,優(yōu)選地約1.4分特至約10分特,并且最優(yōu)選地約1.7分特至約7分特的范圍。

這些熱塑性材料的壓縮模量,尤其是熱塑性纖維的壓縮模量,也可為重要的。熱塑性纖維的壓縮模量不但受它們的長度和直徑的影響,而且受一種或多種制成它們的聚合物的組成和特性、所述纖維的形狀和構(gòu)型(例如同心的或偏心的、卷曲的或非卷曲的)、以及類似因素的影響。這些熱塑性纖維的壓縮模量的差異可用于改變相應(yīng)的熱粘結(jié)纖維基體的特性,尤其是密度特性。

異質(zhì)塊體也可包括通常不用作粘結(jié)劑纖維但改變纖維網(wǎng)的機械性能的合成纖維。合成纖維包括乙酸纖維素、聚氟乙烯、聚偏1,1-二氯乙烯、丙烯酸樹脂(諸如奧綸)、聚乙酸乙烯酯、不可溶的聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺(諸如尼龍)、聚酯、雙組分纖維、三組分纖維、它們的混合物等等。這些合成纖維可包括例如聚酯纖維諸如聚對苯二甲酸乙二醇酯(例如DACRON.RTM.和KODEL.RTM.)、高熔融卷曲聚酯纖維(例如KODEL.RTM.431,由Eastman Chemical Co.制造)親水性尼龍(HYDROFIL.RTM.)等等。合適的纖維也可親水化疏水纖維,諸如衍生自例如聚烯烴諸如聚乙烯或聚丙烯、聚丙烯酸化物、聚酰胺、聚苯乙烯、聚氨酯等的表面活性劑處理或二氧化硅處理的熱塑性纖維。在非粘結(jié)熱塑性纖維的情況下,它們的長度可根據(jù)這些纖維期望的具體特性而變化。通常它們的長度為約0.3cm至7.5cm,優(yōu)選地約0.9cm至約1.5cm。合適的非粘結(jié)熱塑性纖維的分特可在約1.5分特至約35分特,更優(yōu)選地約14分特至約20分特的范圍內(nèi)。

雖然是結(jié)構(gòu)化的,包含泡沫塊的異質(zhì)塊體的總吸收容量應(yīng)當與塊體的設(shè)計載荷和預(yù)期用途相適應(yīng)。例如,當用于吸收制品時,異質(zhì)塊體的尺寸和吸收能力可進行變化以適應(yīng)不同用途諸如失禁襯墊、衛(wèi)生護墊、日用衛(wèi)生巾或夜用衛(wèi)生巾。異質(zhì)塊體也可包括有時用于吸收纖維網(wǎng)的其它任選組分。例如,強化稀松布可定位于異質(zhì)塊體的相應(yīng)層內(nèi),或相應(yīng)層之間。

包括由本發(fā)明制得的開孔泡沫塊的異質(zhì)塊體可用作諸如女性衛(wèi)生制品,例如襯墊、衛(wèi)生護墊和棉塞;一次性尿布;失禁制品,例如襯墊、成人尿布;家庭護理制品,例如擦拭物、襯墊、毛巾;以及美容護理制品,例如襯墊、擦拭物和皮膚護理制品(例如用于毛孔清潔)的吸收制品中的吸收芯或吸收芯的一部分。

在一個實施方案中,異質(zhì)塊體可用作吸收制品的吸收芯。在這種實施方案中,吸收芯可具有相對薄的厚度,小于約5mm,或小于約3mm,或小于約1mm。本文還涵蓋厚度大于5mm的芯。厚度可利用本領(lǐng)域已知的用于在0.25psi的均勻壓力下測量的任何方法沿著襯墊的縱向中心線測量中點處的厚度來確定。吸收芯可包含如本領(lǐng)域已知的吸收膠凝材料(AGM),包括AGM纖維。

可將異質(zhì)塊體成形或切割成某種形狀,其外邊緣限定周邊。另外,異質(zhì)塊體可以是連續(xù)的,使得其可自身卷起或繞起,其中包括或不包括將異質(zhì)塊體劃分成預(yù)成形節(jié)段的預(yù)成形的切割線。

當用作吸收芯時,異質(zhì)塊體的形狀可為大致矩形、圓形、卵形、橢圓形等。吸收芯可相對于吸收制品的縱向中心線和橫向中心線大致居中。吸收芯的輪廓可使得更多吸收材料靠近吸收制品的中心設(shè)置。例如,吸收芯可以本領(lǐng)域已知的多種方式在中間較厚而在邊緣處逐漸變薄。

在一個實施方案中,異質(zhì)塊體可用于向使用者遞送活性物質(zhì)?;钚晕镔|(zhì)可整合進開孔泡沫塊、可包覆元件中或者可包覆元件和開孔泡沫塊之間的界面?;钚詣┛蔀橄緞?、抗微生物劑、抗增殖劑、可用于對抗細菌、病毒和/或真菌或者治療另一醫(yī)療狀況的抗炎劑?;钚詣┻€可包括可用于幫助更優(yōu)選的微生物環(huán)境的生長的益生菌和益生元。合適的揮發(fā)性活性劑包括但不限于精油、醇和類視色素。

有利地,活性劑可為來源于源自天然植物來源的100%天然脂肪和油的精油。合適的天然脂肪或油可包括柑橘油、橄欖油、鱷梨油、杏仁油、巴巴蘇油、琉璃苣油、山茶油、低芥酸菜籽油、蓖麻油、椰子油、玉米油、棉籽油、月見草油、綠茶油、氫化棉籽油、氫化棕櫚仁油、霍霍巴油、馬來酸化大豆油、白芒花籽油、棕櫚仁油、花生油、菜籽油、葡萄籽油、紅花油、甜杏仁油、妥爾油、月桂酸、棕櫚酸、硬脂酸、亞油酸、硬脂醇、月桂醇、肉豆蔻醇、二十二烷醇、玫瑰果油、金盞花油、春黃菊油、桉樹油、刺柏油、檀香木油、茶樹油、向日葵油、大豆油、百里香油、薄荷油、留蘭香油、羅勒油、茴香油、薄荷醇、樟腦、松節(jié)油、依蘭油、迷迭香油、熏衣草油、檀香木油、肉桂油、甘牛至油(marojoram oil)、白千層油、香茅草油、橙油、圓柚油、檸檬油、小茴香油、姜油、馬郁蘭油、松樹油、丁香油、牛至油、玫瑰木油、鼠尾草油、歐芹油、沒藥油、艾蒿油、接骨木油、雪松木油、以及它們的組合?;钚詣┛蔀閾]發(fā)性消毒劑百里酚。百里酚為已證實對酵母、霉菌和分枝桿菌具有功效的有效抗微生物劑。

也可與遞送劑一起使用的其它活性劑包括但不限于a-蒎烯、b-蒎烯、檜烯、月桂烯、a-水芹烯、a-萜品烯、檸檬烯、1,8-桉樹腦、y-萜品烯、對傘花烴、萜品油烯、里哪醇、萜品烯-4-醇、a-萜品醇、香芹酮、月桂烯、石竹烯、薄荷醇、香茅醛、乙酸香葉酯、橙花醇、香葉醇、橙花醛、檸檬醛、以及它們的組合。

活性劑的有效量將為組合物內(nèi)在遞送至表面時產(chǎn)生期望的最終有益效果所必需的量。通常,遞送組合物包含活性劑,該活性劑的量為按遞送組合物的重量計約0.01%至按遞送組合物的重量計約5.0%,更典型地,按遞送組合物的重量計約0.01%至按遞送組合物的重量計約4.0%,并且更典型地,按遞送組合物的重量計約0.01%至按遞送組合物的重量計約3.0%。

遞送組合物可被配制為具有一種或多種常規(guī)的藥用的且相容的載體材料,以形成個人護理遞送組合物。個人護理遞送組合物可采取多種形式,包括但不限于水性溶液、凝膠、香脂、洗劑、懸浮液、霜膏、乳、油膏、膏劑、噴劑、泡沫、固體棒狀物、氣溶膠等。載體優(yōu)選地是無水的,使得載體通常具有少于15%的水存在,更典型地少于10%的水存在,并且甚至更典型的少于5%的水存在。無水載體的使用避免了激活水可觸發(fā)的基體并釋放活性劑或排出其中包埋的試劑。無水載體可包括但不限于以下成分類型中的一種或共混物:脂肪酸、脂肪醇、表面活性劑、潤膚劑、保濕劑、濕潤劑、天然油類(源于植物)、合成油類(源于石油)、硅油、化妝用潤膚油(包括酯、醚、烴類等),如下文所述。

此類合適的試劑的示例包括潤膚劑、甾醇或甾醇衍生物、天然和合成脂肪或油類、粘度增強劑、流變改性劑、多元醇、表面活性劑、醇、酯、硅氧烷、粘土、淀粉、纖維素、微粒、保濕劑、成膜劑、助滑劑、表面改性劑、皮膚保護劑、濕潤劑、防曬劑等。

因此,遞送組合物還可任選包含一種或多種潤膚劑,其通常用于軟化、緩和皮膚,并且換句話講使皮膚潤滑和/或保濕??山Y(jié)合到組合物中的合適的潤膚劑包括油類,諸如基于凡士林的油類、天然油類、凡士林、礦物油、烷基聚二甲基硅氧烷、烷基聚甲基硅氧烷、烷基聚二甲基硅氧烷共聚多元醇、苯基硅氧烷、烷基三甲基硅烷、聚二甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷交聯(lián)聚合物、環(huán)狀聚甲基硅氧烷(cyclomethicone)、羊毛脂及其衍生物、甘油酯及其衍生物、丙二醇酯及其衍生物、烷氧基化羧酸、烷氧基化醇、以及它們的組合。

諸如桉葉腦、鯨蠟硬脂基葡糖苷、二甲基異山梨醇聚甘油基-3十六烷基醚、聚甘油基-3癸基十四醇、丙二醇肉豆蔻基醚、以及它們的組合的醚也可適合用作潤膚劑。

遞送組合物可包含一種或多種潤膚劑,該潤膚劑的量為按遞送組合物的重量計約0.01%至按遞送組合物的重量計約70%,更理想地,按遞送組合物的重量計約0.05%至按遞送組合物的重量計約50%,并且甚至更理想地,按遞送組合物的重量計約0.10%至按遞送組合物的重量計約40%。在其中組合物與濕擦拭物結(jié)合使用的情況下,組合物可包含潤膚劑,該潤膚劑的量為按遞送組合物的重量計約0.01%至按遞送組合物的重量計約20%,更理想地,按遞送組合物的重量計約0.05%至按遞送組合物的重量計約10%,并且更典型地,按遞送組合物的重量計約0.1%至按遞送組合物的重量計約5.0%。任選地,可將一種或多種粘度增強劑加入個人護理組合物中,以增加粘度、幫助穩(wěn)定組合物,諸如將組合物結(jié)合到個人護理產(chǎn)品中時,從而減少組合物的遷移并且改善到皮膚上的轉(zhuǎn)移。合適的粘度增強劑包括聚烯烴樹脂、親脂性/油增稠劑、聚乙烯、二氧化硅、甲硅烷基化二氧化硅、甲基甲硅烷基化二氧化硅、膠態(tài)硅氧烷二氧化物、十六烷基羥乙基纖維素、其它有機改性的纖維素、PVP/癸烷共聚物、PVM/MA癸二烯交聯(lián)聚合物、PVP/二十碳烯共聚物、PVP/十六烷共聚物、粘土、卡波姆、基于丙烯酸酯的增稠劑、表面活性劑增稠劑、以及它們的組合。

遞送組合物可有利地包含一種或多種粘度增強劑,該粘度增強劑的量為按遞送組合物的重量計約0.01%至按遞送組合物的重量計約25%,更理想地,按遞送組合物的重量計約0.05%至按遞送組合物的重量計約10%,并且甚至更理想地,按遞送組合物的重量計約0.1%至按遞送組合物的重量計約5%。

遞送組合物可任選地進一步包含流變改性劑。流變改性劑可幫助增加組合物的熔點粘度,使得組合物易于保持在個人護理產(chǎn)品的表面上。

合適的流變改性劑包括單獨的α-烯烴和苯乙烯的組合或該組合與礦物油或凡士林的組合、單獨的二官能化α-烯烴和苯乙烯的組合或該組合與礦物油或凡士林的組合、單獨的α-烯烴和異丁烯的組合或該組合與礦物油或凡士林的組合、單獨的乙烯/丙烯/苯乙烯共聚物或該組合與礦物油或凡士林的組合、單獨的丁烯/乙烯/苯乙烯共聚物或該組合與礦物油或凡士林的組合、乙烯/乙酸乙烯基酯共聚物、聚乙烯聚異丁烯、聚異丁烯(polyisobutenes)、聚異丁烯(polyisobutylene)、糊精棕櫚酸酯、糊精棕櫚酸酯乙基己酸酯、硬脂酰菊粉、司拉氯銨膨潤土、二硬脂二甲銨鋰蒙脫石、以及司拉氯銨鋰蒙脫石、苯乙烯/丁二烯/苯乙烯共聚物、苯乙烯/異戊二烯/苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚、苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯共聚物、(苯乙烯-丁二烯)n-聚合物、(苯乙烯-異戊二烯)n-聚合物、苯乙烯-丁二烯共聚物,和苯乙烯-乙烯/丙烯共聚物以及它們的組合。具體地,流變增強劑諸如礦物油和乙烯/丙烯/苯乙烯共聚物、以及礦物油和丁烯/乙烯/苯乙烯共聚物是特別理想的。

遞送組合物可適宜地包含一種或多種流變改性劑,該流變改性劑的量為按遞送組合物的重量計約0.1%至按遞送組合物的重量計約5%。

遞送組合物可任選地進一步包含濕潤劑。合適的濕潤劑的示例包括甘油、甘油衍生物、透明質(zhì)酸鈉、甜菜堿、氨基酸、糖胺聚糖、蜂蜜、山梨醇、二醇類、多元醇、糖、氫化淀粉水解物、PCA的鹽、乳酸、乳酸鹽、以及脲。特別優(yōu)選的濕潤劑是甘油。遞送組合物可適宜地包含一種或多種濕潤劑,該濕潤劑的量為按遞送組合物的重量計約0.05%至按遞送組合物的重量計約25%。

本公開的遞送組合物可任選地進一步包含成膜劑。合適的成膜劑的示例包括羊毛脂衍生物(例如,乙?;蛎?、多脂油、環(huán)狀聚甲基硅氧烷、環(huán)戊硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、合成聚合物和生物聚合物、蛋白質(zhì)、季銨材料、淀粉、樹膠、纖維素、多糖、蛋白(albumen)、丙烯酸酯衍生物、IPDI衍生物等。本公開的組合物可適宜地包含一種或多種成膜劑,該成膜劑的量為按遞送組合物的重量計約0.01%至按遞送組合物的重量計約20%。

遞送組合物可任選地進一步包含助滑劑。合適的助滑劑的示例包括氯氧化鉍、氧化鐵、云母、經(jīng)過表面處理的云母、ZnO、Zr02、二氧化硅、甲硅烷基化二氧化硅、膠態(tài)二氧化硅、綠坡縷石、海泡石、淀粉(即,玉米、木薯、稻)、纖維素、尼龍-12、尼龍-6、聚乙烯、滑石、苯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、乙烯/丙烯酸共聚物、丙烯酸酯、丙烯酸酯共聚物(甲基丙烯酸甲酯交聯(lián)聚合物)、絹云母、二氧化鈦、氧化鋁、硅樹脂、硫酸鋇、碳酸鈣、醋酸纖維素、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基倍半硅氧烷、滑石、四氟乙烯、絲粉、氮化硼、月桂酰賴氨酸、合成油類、天然油類、酯、硅氧烷、二醇等。本公開的組合物可適宜地包含一種或多種助滑劑,該助滑劑的量為按遞送組合物的重量計約0.01%至按遞送組合物的重量計約20%。

遞送組合物還可進一步包含表面改性劑。合適的表面改性劑的示例包括硅氧烷、季銨材料、粉末、鹽、肽、聚合物、粘土和甘油酯。本公開的組合物可適宜地包含一種或多種表面改性劑,該表面改性劑的量為按遞送組合物的重量計約0.01%至按遞送組合物的重量計約20%。

遞送組合物還可進一步包含皮膚保護劑。合適的皮膚保護劑的示例包括在SP專題論文(21CFR第347部分)中提到的成分。合適的皮膚保護劑和用量包括在SP專題論文子部分B-活性成分第347.10節(jié)中闡述的那些:(a)尿囊素,0.5%至2%;(b)氫氧化鋁凝膠,0.15%至5%;(c)爐甘石,1%至25%;(d)可可油,50%至100%;(e)鱈魚肝油,5%至13.56%,根據(jù)347.20(a)(1)或(a)(2),前提是對該產(chǎn)品進行標記,使得在24小時時間段使用的量不超過10,000U.S.P.單位維生素A和400U.S.P.單位膽鈣化醇;(f)膠態(tài)燕麥片,0.007%最小值;0.003%最小值結(jié)合礦物油,根據(jù)§347.20(a)(4);(g)聚二甲基硅氧烷,1%至30%;(h)甘油,20%至45%;(i)硬質(zhì)脂肪,50%至100%;(j)高嶺土,4%至20%;(k)羊毛脂,12.5%至50%;(I)礦物油,50%至100%;30%至35%,結(jié)合膠態(tài)燕麥片,根據(jù)§347.20(a)(4);(m)凡士林,30%至100%;(o)碳酸氫鈉;(q)局部用淀粉,10%至98%;(r)白凡士林,30%至100%;(s)乙酸鋅,0.1%至2%;(t)碳酸鋅,0.2%至2%;(u)氧化鋅,1%至25%。

遞送組合物還可進一步包含防曬劑。合適的防曬劑的示例包括氨基苯甲酸、阿伏苯宗、西諾沙酯(cinoxate)、雙羥苯宗、胡莫柳酯、鄰氨基苯甲酸薄荷酯、氰雙苯丙烯酸辛酯、甲氧基肉桂酸辛酯、水楊酸辛酯、羥甲氧二苯酮、對二甲氨基苯甲酸異辛酯、苯基苯并咪唑磺酸、磺異苯酮、二氧化鈦、水楊酸三乙醇胺、氧化鋅、以及它們的組合。其它合適的防曬劑和用量包括FDA批準的那些,如在Final Over-the-Counter Drug Products Monograph on Sunscreens(Federal Register,1999:64:27666-27693)(非處方藥藥物產(chǎn)品防曬劑專論最終版(聯(lián)邦注冊,1999:64:27666-27693))中所描述的,本文將其和歐盟通過的防曬劑和用量引入作為參考。

遞送組合物還可進一步包含季銨材料。合適的季銨材料的示例包括聚季銨鹽-7、聚季銨鹽-10、苯扎氯銨、山?;谆蛩峒柞ヤ@、十六烷基三甲基氯化銨、椰油酰氨基丙基pg-二甲基氯化銨、瓜爾羥丙基三甲基氯化銨、異硬酯酰氨基丙基嗎啉乳酸鹽、聚季銨鹽-33、聚季銨鹽-60、聚季銨鹽-79、季銨鹽-18鋰蒙脫石、季銨鹽-79水解蠶絲、季銨鹽-79水解大豆蛋白、油菜籽酰氨丙基乙基二甲基銨乙基硫酸鹽、硅氧烷季銨鹽-7、司拉氯銨、棕櫚酰氨基丙基三甲基氯化銨、丁基葡糖苷、羥丙基三甲基氯化銨、月桂基二甲基羥丙基癸基葡糖苷氯化銨等。本公開的組合物可適宜地包含一種或多種季銨材料,該季銨材料的量為按遞送組合物的重量計約0.01%至按遞送組合物的重量計約20%。

遞送組合物可任選地進一步包含表面活性劑。合適的另外的表面活性劑的示例包括例如,陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、兩性表面活性劑、兩性離子表面活性劑、非離子表面活性劑以及它們的組合。合適的表面活性劑的具體示例在本領(lǐng)域中是已知的并且包括適合摻入個人護理組合物和擦拭物的那些。本公開的組合物可適宜地包含一種或多種表面活性劑,該表面活性劑的量為按遞送組合物的重量計約0.01%至按遞送組合物的重量計約20%。

遞送組合物還可進一步包含另外的乳化劑。如上所述,天然脂肪酸、酯和醇和它們的衍生物,以及它們的組合,可以在所述組合物中充當乳化劑。任選地,除了天然脂肪酸、酯和醇和它們的衍生物、以及它們的組合之外,所述組合物可包含另外的乳化劑。合適的乳化劑的示例包括非離子型諸如聚山梨酸酯20、聚山梨酸酯80,陰離子型諸如DEA磷酸鹽,陽離子型諸如山崳基三甲基硫酸甲酯銨等。本公開的組合物可適宜地包含一種或多種另外的乳化劑,該乳化劑的量為按遞送組合物的重量計約0.01%至按遞送組合物的重量計約20%。

遞送組合物可另外包含通常在藥物組合物中以其領(lǐng)域行業(yè)既定形式和其行業(yè)既定水平存在的助劑組分。例如,所述組合物可包含另外的相容的藥學活性材料以進行聯(lián)合治療,諸如抗微生物劑、抗氧化劑、抗寄生蟲劑、止癢劑、抗真菌劑、防腐活性物質(zhì)、生物活性物質(zhì)、收斂劑、角質(zhì)層分離活性物質(zhì)、局部麻醉、防刺劑、抗紅化劑、皮膚舒緩劑、以及它們的組合??砂诒竟_的組合物中的其它合適的添加劑包括著色劑、除臭劑、芳香劑、香料、乳化劑、消泡劑、潤滑劑、天然保濕劑、皮膚調(diào)理劑、皮膚保護劑和其它皮膚有益試劑(例如,提取物諸如蘆薈提取物和抗老化劑諸如肽)、溶劑、增溶劑、懸浮劑、潤濕劑、濕潤劑、防腐劑、pH調(diào)節(jié)劑、緩沖劑、染料和/或顏料、以及它們的組合。

本說明書中所述的一次性吸收制品(即,尿布、一次性褲、成人失禁制品、衛(wèi)生巾、衛(wèi)生護墊等)的組件可至少部分地由生物來源的內(nèi)容物構(gòu)成,如以下專利中所述:2007年9月20日公布的Hird等人的US 2007/0219521A1、2011年6月16日公布的Hird等人的US 2011/0139658A1、2011年6月16目公布的Hird等人的US 2011/0139657A1、2011年6月23日公布的Hird等人的US 2011/0152812A1、2011年6月16日公布的Hird等人的US 2011/0139662A1、和2011年6月16日公布的Hird等人的US 2011/0139659A1。這些組件包括但不限于頂片非織造物、底片膜、底片非織造物、側(cè)片非織造物、阻隔腿箍非織造物、超吸收非織造物采集層、芯包裹物非織造物、粘合劑、緊固件鉤、以及緊固件著陸區(qū)非織造物和膜基座。

在至少一個實施方案中,一次性吸收制品組件包括約10%至約100%的基于生物的內(nèi)容物值(使用ASTM D6866-10,方法B),在另一個實施方案中為約25%至約75%,并且在另一個實施方案中為約50%至約60%(使用ASTM D6866-10,方法B)。

為了應(yīng)用ASTM D6866-10的方法以測定任何一次性吸收制品組件的基于生物的內(nèi)容物,必須獲得一次性吸收制品組件的代表性樣本以用于測試。在至少一個實施方案中,可使用已知的碾磨方法(例如,研磨機)將所述一次性吸收制品組件碾磨成小于約20目的顆粒,并且從隨機混合的顆粒中獲取合適質(zhì)量的代表性樣本。

在至少一個實施方案中,泡沫塊或可包覆元件包括約10%至約100%的基于生物的內(nèi)容物值(使用ASTM D6866-10,方法B),在另一個實施方案中為約25%至約75%,并且在另一個實施方案中為約50%至約60%。泡沫塊可由基于生物的內(nèi)容物制成,諸如如在2012年5月3日公布的US2012/0108692A1Dyer中所描述的單體。

為了應(yīng)用ASTM D6866-10的方法來測定任何泡沫塊或可包覆元件的基于生物的內(nèi)容物,必須獲得泡沫塊或可包覆元件的代表性樣本以用于測試。在至少一個實施方案中,可使用已知的碾磨方法(例如,研磨機)將泡沫塊或可包覆元件碾磨成小于約20目的顆粒,并且從隨機混合的顆粒中獲取合適質(zhì)量的代表性樣本。

衍生自可再生資源的聚合物的驗證

一種合適的驗證技術(shù)是通過14C分析。大氣中少量的二氧化碳是放射性的。當?shù)蛔贤饩€產(chǎn)生的中子攻擊,致使氮損失一個質(zhì)子并且形成分子量為14的碳,其立即被氧化成二氧化碳時,就生成該14C二氧化碳。該放射性同位素代表小級分但可測量級分的大氣碳。大氣二氧化碳通過綠色植物進行循環(huán)以在光合作用期間產(chǎn)生有機分子。當綠色植物或其它形式的生命代謝有機分子從而產(chǎn)生二氧化碳時,所述循環(huán)結(jié)束,所述二氧化碳被釋放回大氣中。地球上幾乎所有形式的生命均依賴綠色植物來生成有機分子以生長和繁殖。因此,大氣中存在的14C變成所有生命形式和它們生物產(chǎn)物的一部分。與之相反,基于化石燃料的碳不具有大氣二氧化碳的標記放射性碳比率。

對材料中的可再生基碳的評估可通過標準測試方法來進行。通過使用放射性碳和同位素比率質(zhì)譜儀分析,能夠確定材料的生物基含量。ASTM International(正式稱為美國材料與試驗協(xié)會)已建立了用于評估材料的生物基含量的標準方法。所述ASTM方法被命名為ASTM D6866-10。

用以導出“生物基含量”的ASTM D6866-10的應(yīng)用建立在與放射性碳年代測定法相同的概念上,但未使用年齡方程。所述分析通過導出未知樣品中有機放射性碳(14C)的量與現(xiàn)代參考標準品中放射性碳的量的比率來進行。將該比率以百分比報告,以“pMC”(現(xiàn)代碳百分比)作為單位。

放射性碳年代測定法中所用的現(xiàn)代參考標準為NIST(National Institute of Standards and Technology)標準,具有已知的放射性碳含量,相當于大約公元1950年。選擇公元1950年是由于它代表在熱核武器測試之前的時間,所述測試隨著每次爆炸(術(shù)語“碳爆炸”)向大氣中引入了大量的過量放射性碳。公元1950年的基準表示為100pMC。

測試顯示,在熱核武器測試結(jié)束之前,由于“碳爆炸”作用大氣中的放射性碳含量在1963年達到峰值,達到正常水平的近兩倍。大氣中的放射性碳含量的分布達到峰值后就大致保持不變,使得在公元1950年之后,植物和動物中的生物放射性碳含量都超過100pMC。隨著時間的推移,其被逐漸減小,現(xiàn)在的值接近107.5pMC。這意味著,諸如玉米之類的新鮮生物質(zhì)材料可給出接近107.5pMC的放射性碳標記。

將化石碳與現(xiàn)代碳結(jié)合到一種材料中將降低當代pMC含量。將107.5pMC的當代生物質(zhì)材料和0pMC的石油衍生物混合,測得的材料的pMC值將反映兩種組分的比例。100%源自當代大豆的材料顯示接近107.5pMC的放射性碳測量結(jié)果。如果將該材料用例如50%石油衍生物稀釋,則其將給出接近54pMC的放射性碳標記(假定石油衍生物具有與大豆相同的碳百分比)。

通過設(shè)定100%等于107.5pMC且0%等于0pMC來導出生物質(zhì)含量的結(jié)果。在這方面,測量值為99pMC的樣品將給出92%的等同生物基含量值。

本文所述材料的評估可根據(jù)ASTM D6866進行。在該報告中引用的平均值涵蓋絕對范圍6%(在生物基含量值任一側(cè)上±3%)以解釋最終組分放射性碳標記的變化。假定所有材料均為現(xiàn)代材料或為初始狀態(tài)的化石,并且假定期望的結(jié)果是“存在”于材料中的生物組分的量,不是在制造過程中“使用”的生物基材料的量。

異質(zhì)塊體可用作吸收制品的任何部分。在一個實施方案中,異質(zhì)塊體可用作吸收制品的吸收芯。在一個實施方案中,異質(zhì)塊體可用作吸收制品的吸收芯的一部分。在一個實施方案中,可將多于一個異質(zhì)塊體組合,其中每個異質(zhì)塊體與至少一個其它異質(zhì)塊體的不同之處是可包覆元件的選擇或其開孔泡沫塊的特征??蓪蓚€或更多個不同的異質(zhì)塊體組合以形成吸收芯。吸收制品還可包括頂片和底片。

在一個實施方案中,異質(zhì)塊體可被用作吸收制品的頂片。異質(zhì)塊體可與吸收芯組合或可僅與底片組合。

在一個實施方案中,異質(zhì)塊體可與任何其它類型的吸收層組合,諸如例如纖維素層、包含超吸收膠凝材料的層、吸收性氣流成網(wǎng)纖維層、或吸收泡沫層。本文涵蓋未列出的其它吸收層。

在一個實施方案中,異質(zhì)塊體可獨立用于吸收流體,而無需將其置于吸收制品上。

根據(jù)一個實施方案,吸收制品可包括液體可透過的頂片。適用于本文的頂片可包括織造物、非織造物、和/或由液體不可透過的聚合物膜形成的三維網(wǎng),所述液體不可透過的聚合物膜包括液體可透過的孔。用于本文的頂片可為單層或可具有多個層。例如,面向且接觸穿著者的表面可由具有孔的膜材料提供,所述孔用來促進從面向穿著者的表面朝吸收結(jié)構(gòu)的液體傳送。此類液體可透過的開孔膜是本領(lǐng)域熟知的。它們提供有彈力的三維纖維狀結(jié)構(gòu)。此類膜已被詳細公開于例如US 3929135、US 4151240、US 4319868、US 4324426、US 4343314、US 4591523、US 4609518、US 4629643、US 4695422或WO 96/00548中。

包括異質(zhì)塊體的實施方案的圖1至圖17的吸收制品也可包括底片和頂片。底片可用于防止被吸收和容納在吸收結(jié)構(gòu)中的流體潤濕接觸吸收制品的材料諸如內(nèi)衣褲、褲、睡衣、內(nèi)衣、以及襯衫或夾克,從而可充當對流體傳送的屏障。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的底片也可允許至少水蒸氣、或水蒸氣和空氣它們兩者透過。

尤其當吸收制品用作衛(wèi)生巾或衛(wèi)生護墊時,所述吸收制品還可具有內(nèi)褲扣緊部件,所述扣緊部件提供將制品附接至內(nèi)衣的部件,例如底片的面向衣服的表面上的內(nèi)褲扣緊粘合劑。還可在衛(wèi)生巾的側(cè)邊上提供旨在圍繞內(nèi)衣的襠部邊緣折疊的護翼或側(cè)翼。

圖1為衛(wèi)生巾10的平面圖,所述衛(wèi)生巾10包括頂片12、底片(未示出)、位于頂片12和底片之間的吸收芯16、縱向軸線24、以及橫向軸線26。吸收芯16由異質(zhì)塊體18構(gòu)成,所述異質(zhì)塊體18包括元件30和包覆異質(zhì)塊體18的至少一個元件30的一個或多個離散的泡沫塊20。如圖1所示,元件30為纖維22。將頂片的一部分切割以便顯示下面的部分。

圖2和圖3為分別沿縱向軸線24貫穿切割豎直平面2-2和沿橫向軸線26貫穿切割豎直平面3-3所得的圖1所示的襯墊的橫截面。如圖2和圖3中可以看到,吸收芯16處于頂片12和底片14之間。如圖2和圖3的實施方案中所示,離散的泡沫塊20遍布在整個吸收芯中并且包覆異質(zhì)塊體18的元件30。離散的泡沫塊20可延伸超出可包覆元件,以形成異質(zhì)塊體的外表面的部分。另外,離散的泡沫塊可完全在吸收芯的異質(zhì)塊體內(nèi)相互纏結(jié)。包含氣體的空隙28位于纖維22之間。

圖4為示出本發(fā)明的一個實施方案的衛(wèi)生巾10的平面圖。衛(wèi)生巾10包括頂片12、底片(未示出)、位于頂片12和底片之間的吸收芯16、縱向軸線24、以及橫向軸線26。吸收芯16由異質(zhì)塊體18構(gòu)成,所述異質(zhì)塊體18包括元件30和包覆異質(zhì)塊體18的至少一個元件30的一個或多個離散的泡沫塊20。如圖4所示,元件30為纖維22。將頂片的一部分切割以便顯示下面的部分。如圖4所示,離散的泡沫塊20沿異質(zhì)塊體的軸線諸如例如縱向軸線可為連續(xù)的。另外,離散的泡沫20可被布置為在異質(zhì)塊體中形成一條線。離散的泡沫塊20被示出鄰近異質(zhì)塊體18的頂部,但是也可定位在異質(zhì)塊體18的任何豎直高度處,使得可包覆元件30可定位在一個或多個離散泡沫塊20的上方或下方。

圖5、圖6和圖7為分別貫穿切割豎直平面5-5、6-6和7-7所得的圖4所示的襯墊的橫截面。豎直平面5-5平行于襯墊的橫向軸線并且豎直平面6-6和7-7平行于縱向軸線。如圖5至圖7中可以看到,吸收芯16處于頂片12和底片14之間。如圖5的實施方案中所示,離散的泡沫塊20遍布在整個吸收芯中并且包覆異質(zhì)塊體18的元件30。如圖6所示,離散的泡沫塊20可為連續(xù)的并且沿異質(zhì)塊體延伸。如圖7所示,異質(zhì)塊體沿吸收芯的線橫截面(line cross section)可不具有任何離散的泡沫塊。包含氣體的空隙28位于纖維22之間。

圖8為在圖5上通過虛線圓圈80指示的圖5的一部分的縮放視圖。如圖8所示,異質(zhì)塊體18包括離散的泡沫塊20和呈纖維22形式的可包覆元件30。包含氣體的空隙28位于纖維22之間。

圖9為示出本發(fā)明的一個實施方案的衛(wèi)生巾10的平面圖。衛(wèi)生巾10包括頂片12、底片(未示出)、位于頂片12和底片之間的吸收芯16、縱向軸線24、以及橫向軸線26。吸收芯16由異質(zhì)塊體18構(gòu)成,所述異質(zhì)塊體18包括元件30和包覆異質(zhì)塊體18的至少一個元件30的一個或多個離散的泡沫塊20。如圖9所示,元件30為纖維22。將頂片的一部分切割以便顯示下面的部分。如圖9所示,離散的泡沫塊20可形成圖案,諸如例如棋盤狀格柵。

圖10和圖11為分別貫穿切割豎直平面10-10和11-11所得的圖9所示的襯墊的橫截面。如圖10和圖11中可以看到,吸收芯16處于頂片12和底片14之間。如圖10和圖11的實施方案中所示,離散的泡沫塊20遍布在整個吸收芯中并且包覆異質(zhì)塊體18的呈纖維22形式的元件30。包含氣體的空隙28位于纖維22之間。

圖12至圖16為在包括非織造纖維22的異質(zhì)塊體18內(nèi)相互纏結(jié)的HIPE泡沫塊20的SEM顯微照片。圖12示出在15x放大倍數(shù)下拍攝的SEM顯微照片。如圖12所示,離散的HIPE泡沫塊20和呈纖維22形式的元件30相互纏結(jié)。HIPE泡沫塊20包覆異質(zhì)塊體18的一根或多根纖維22。異質(zhì)塊體18的纖維22穿過HIPE泡沫塊20。包含氣體的空隙28位于纖維22之間。

圖13示出在50x放大倍數(shù)下的圖12的吸收芯。如圖13所示,HIPE泡沫塊20包封一根或多根纖維22的一部分,使得纖維對分穿過HIPE泡沫塊20。HIPE泡沫塊20包覆纖維,使得所述塊不能在吸收芯內(nèi)自由地在周圍移動。如圖13所示,空腔32可存在于包覆泡沫20內(nèi)??涨?2可包括可包覆元件30的一部分。

圖14示出在15x放大倍數(shù)下拍攝的離散的HIPE泡沫塊的橫截面的另一個SEM顯微照片。如圖14所示,HIPE泡沫塊20可延伸超出異質(zhì)塊體18的元件30,以形成異質(zhì)塊體18的外表面的一部分。HIPE泡沫塊20包覆異質(zhì)塊體18的一根或多根纖維22。吸收芯的纖維穿過HIPE泡沫塊。包含氣體的空隙28位于纖維22之間。

圖15示出在18x的放大倍數(shù)下拍攝的異質(zhì)塊體18的另一個SEM顯微照片。如圖15所示,HIPE泡沫塊20可被定位在異質(zhì)塊體18的外表面下方,使得其不形成異質(zhì)塊體18的外表面的部分并且被纖維22和包含氣體的空隙28所圍繞??稍谂菽瓑K20內(nèi)形成一個或多個空腔32。

圖16示出在300x的放大倍數(shù)下拍攝的圖15的異質(zhì)塊體的SEM顯微照片。如圖16所示,異質(zhì)塊體18具有開孔泡沫塊20,所述開孔泡沫塊20包覆呈纖維22形式的一個或多個可包覆元件30。如圖16所示,空腔32可存在于包覆泡沫20內(nèi)??涨?2可包括可包覆元件30的一部分。如圖所示,空腔32具有介于纖維22的橫截面表面積的1.1倍和10倍之間或者介于開孔泡沫塊20中的泡孔36的橫截面表面積的10倍和300倍之間的橫截面表面積。

圖17為異質(zhì)塊體18的攝影圖像,所述異質(zhì)塊體18具有包括非織造纖維網(wǎng)的可包覆元件30和包覆可包覆元件30的開孔泡沫塊20。如攝影圖像中所示,開孔泡沫塊沿異質(zhì)塊體的側(cè)向軸線、縱向軸線或豎直軸線中的至少一者是離散的。如圖17中所示,當使用者從上方觀察時,離散的開孔泡沫塊可形成圖案。

本文所公開的量綱和值不應(yīng)理解為嚴格限于所引用的精確數(shù)值。相反,除非另外指明,否則每個這樣的量綱旨在表示所述值以及圍繞該值功能上等同的范圍。例如,公開為“40mm”的量綱旨在表示“約40mm”。

本文所公開的作為范圍端值的數(shù)值不應(yīng)被理解為嚴格限于所引用的精確值。相反,除非另外指明,每個數(shù)值范圍均旨在表示所引用的值和所述范圍內(nèi)的任何整數(shù)。例如,公開為“1至10”的范圍旨在表示“1、2、3、4、5、6、7、8、9和10”。

在具體實施方式中引用的所有文件都在相關(guān)部分中以引用方式并入本文中;對于任何文件的引用不應(yīng)當解釋為承認其是有關(guān)本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。當本發(fā)明中術(shù)語的任何含義或定義與以引用方式并入的文件中相同術(shù)語的任何含義或定義矛盾時,應(yīng)當服從在本發(fā)明中賦予該術(shù)語的含義或定義。

雖然已經(jīng)舉例說明和描述了本發(fā)明的具體實施方案,但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是,在不脫離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍的情況下可作出多個其它改變和修改。因此,本文旨在于所附權(quán)利要求中涵蓋屬于本發(fā)明范圍內(nèi)的所有這些改變和修改。

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