專利名稱：含硬挺纖維及超吸收物質(zhì)的吸收性結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及應(yīng)用纖維素纖維材料和超吸收物質(zhì)的吸收材料結(jié)構(gòu)。此吸收結(jié)構(gòu)可用于多種吸收物件如用過即棄的尿布、成人便溺失禁用墊片以及內(nèi)褲等，可用于接納較大量的排出的體液，特別是在較短時間內(nèi)多次排出較大量液體的情況。
含有交纏纖維的吸收墊即纖維墊在本技術(shù)領(lǐng)域久已公知。這些墊可以吸收液體如排出的體液，包括利用由纖維本身攝取液體的吸收機制及把液體攝取、分布并貯存在纖維之間的毛細(xì)間隙的芯吸機制。改進(jìn)這類纖維墊結(jié)構(gòu)的吸收特性的方法之一是在其中加入超吸收材料，如吸收液體的聚合物膠凝物質(zhì)(也稱為形成水凝膠的超吸收聚合物材料等)。該超吸收材料起到保持液體如排出的體液的作用。Weisman和Goldman的US 4610678(1986.9.9)披露了將其中水凝膠形成材料為顆粒狀的此類吸收材料加入到纖維墊中。
由于加入吸收性膠凝材料而提供的吸收性改進(jìn)使得如尿片之類的吸收物件可以使用較薄的吸收芯層，因此可以制成較薄的制品。較薄的尿片穿戴上去不太臃腫，在衣服之內(nèi)更適配。包裝起來體積也較緊湊，消費者易攜帶和存放。包裝體積小使制造商和分銷商的分銷成本也下降。Angstadt的US 4765780(1988.8.23)披露了一種吸收芯構(gòu)型，可用于較薄吸收物件的結(jié)構(gòu)中。此文獻(xiàn)披露的吸收物件如尿片具有兩層吸收芯，其中包括一個上層主層和下層撒粉層。主層是由親水纖維氣流鋪置的幅料，其中混有較多量的吸收性膠凝材料。撒粉層包含親水性纖維，最好不含吸收性膠凝材料。
Weisman/Houghton/Gellert的US 4673402(1987.6.16)披露了另一種吸收芯構(gòu)型，其吸收物件具有雙層的吸收芯。其芯部分包括上部的主層，是由親水纖維氣流鋪置而成，并任選混合有少量聚合物膠凝劑顆粒。芯部分還含有底插入層，它是由親水纖維氣流鋪置而成，含有多量聚合物膠凝劑顆粒。插入層一般位于該吸收物件的向前的部分，使得聚合物膠凝劑的過半量是位于該物件的前半部分。該專利的具有特定的雙層構(gòu)型的吸收物件可以制成極薄、高效、少滲漏的尿片。
盡管如上述存在有吸收芯，仍迫切需要提供具更高吸收容量的吸收芯。解決的途徑之一是在吸收芯之中增大聚合物膠凝物質(zhì)的量。不利的是，在吸收芯中常用的纖維墊中聚合物膠凝物質(zhì)含量過高(特別在超過約15%時)，趨向于發(fā)生所謂凝膠阻塞的現(xiàn)象。由于位于與液體先接觸部位的聚合物膠凝物質(zhì)吸收液體形成水凝膠而增大體積時，發(fā)生凝膠阻塞。當(dāng)聚合物膠凝物質(zhì)含量太多時，則水凝膠會阻擋其他液體去接觸芯部分中尚未利用其吸收容量的部分。在吸收物件使用中，由于凝膠阻塞而會導(dǎo)致滲漏。
有人研制了降低凝膠阻塞趨勢的聚合物膠凝物質(zhì)，在Brandt/Goldman/Inglin的US RE 32649(1988，4，19)中披露了此種物質(zhì)。但是，這些改進(jìn)的聚合物膠凝物質(zhì)以及其他超吸收材料，使得分布有膠凝物質(zhì)顆粒的纖維素纖維幅料的性能受到局限。特別在初始潤濕后，纖維素纖維變成具很高屈撓性而使幅料趨向于坍塌成為更高密度，結(jié)果使平均孔徑變小。而且，當(dāng)孔徑變成比未濕幅料部分的孔徑更小，即產(chǎn)生毛細(xì)作用梯度，從而不利于液體傳送至該吸收物件的干的部分。
吸收物件如尿片易發(fā)生滲漏的另一個原因，就是即使在初次排出的液體被有效吸收后，卻不能吸收二次或其后再排出的液體。當(dāng)使用者習(xí)慣于在有人照管前發(fā)生多次排液時，特別在夜間容易發(fā)生由于二次或其后再排出液體而發(fā)生的滲漏。除上述原因外，許多吸收物件不能充分接受多次排液的另一原因，就是吸收芯不能將排出的液體輸送到離開吸收容量已被飽和的區(qū)域之外。當(dāng)發(fā)生排液時，液體趨向于滯留在靠近排泄的區(qū)域。發(fā)生相繼的液體排空就產(chǎn)生將先前的液體和新排出液體輸向一旁的推動力。然而，吸收物件的實際性能是由液體在芯中能輸送多么遠(yuǎn)所限定。在此方面，即使沒有聚合物膠凝物質(zhì)，一般在吸收物件失效之前即發(fā)生滲漏之前，常規(guī)式吸收性尿片的芯的吸收容量并未完全利用。
常規(guī)式吸收物件發(fā)生滲漏還有一個原因，就是常規(guī)用于攝取和分布液體的纖維素纖維在潤濕時發(fā)生坍塌的趨向，從而不利于該結(jié)構(gòu)的可滲透性。
本發(fā)明的目的是提供含有超吸收物質(zhì)的吸收性結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可以克服凝膠阻塞和潤濕坍塌的問題，并且可以使其吸收容量的利用率提高。
本發(fā)明的目的還包括提供含超吸收物質(zhì)的吸收性結(jié)構(gòu)，它可以在排液區(qū)域迅速攝取液體，并將液體輸送至該吸收結(jié)構(gòu)的貯存區(qū)域的較大的部分，并且能夠有效地攝取和分布來自二次或其他排泄的體液。
本發(fā)明的目的還包括提供這樣的吸收結(jié)構(gòu)，它可以較薄構(gòu)型滿足上述的各項要求。
在Glen R.Lash和Leonard R.Thompson的US 4935022(1990.6.19)中描述了所建議的一種吸收結(jié)構(gòu)。其中披露了在底片和面片之間有一層吸收芯的吸收物件，該吸收芯包括一個硬挺、加捻并且卷曲的纖維素纖維所成的上層，其中含3-15%(重量)大顆粒的吸收性膠凝物質(zhì);以及一個硬挺、加捻并且卷曲的纖維素纖維所成的下層，其中含15-60%(重量)吸收性膠凝物質(zhì)。上層主要作用是攝取和分布排出的體液。對此要求，所述硬挺、加捻并且卷曲的纖維是十分有利的。下層則應(yīng)比上層為小，主要用于貯存液體。
在S.C.Meyer等人的US 4798603(1989.1.17;標(biāo)題為“Absorbent Article Having a Hydrophobic Transport Layer”)中提出了另一種吸收結(jié)構(gòu)，即帶有疏水輸送層的吸收物件，該層是由已知的疏水性合成纖維制成。該輸送層位于面層和吸收體之間。所述吸收體應(yīng)是比輸送層的親水性更強的材料。該輸送層的功用是作為面片和吸收體之間的隔開層，用以減輕皮膚的潮濕感。且不論此處討論的這種結(jié)構(gòu)是否能滿足這種要求，預(yù)料該專利的輸送層的疏水性質(zhì)的液體攝取和輸送性質(zhì)會受到局限，這至少部分是由于該層的疏水性。對于二次和相繼的液體排泄更是這樣，因為這時所任選加入的表面活性劑已被洗掉。
盡管已有如上述各型的吸收物件，仍然需要找到進(jìn)一步改進(jìn)構(gòu)型的吸收物件，它們應(yīng)提供改進(jìn)的液體分布和攝取性能，特別是對于相繼的排泄液體。
因此，本發(fā)明提供了改進(jìn)的吸收結(jié)構(gòu)及其中所用的部件，以及應(yīng)用此結(jié)構(gòu)的吸收物品;該結(jié)構(gòu)應(yīng)用多層的吸收芯，能夠有效并且高效地攝取使用者排出的體液，包括初次排液和后繼的排液，輸送初次和后繼排液時所攝取的液體到吸收結(jié)構(gòu)區(qū)域的相當(dāng)大部分，并貯存這些排出的體液。
本發(fā)明提供一種吸收結(jié)構(gòu)，特別適于用作為用過即棄的吸收物件的吸收芯，如尿片和便溺失禁的內(nèi)褲，其中包括(a)一個液體攝取/分布層，其平均干密度小于約0.30克/立方厘米，用1%NaCl溶液濕潤并飽和后的平均密度按干基計為小于約0.20克/立方厘米，其平均干基單位面積重量即重度為約0.001至約0.10克/平方厘米;以及(b)一個液體貯存層，此層位于攝取/分布層之下。(a)層包含一種幅料，其中含約50-100%(重量)的化學(xué)硬挺處理的纖維素纖維，0-約50%(重量)的粘結(jié)材料。該粘結(jié)材料可用于增進(jìn)幅料的形體完整性以便于加工和(或)改進(jìn)使用性能，和(或)提高幅料的纖維間有效平均孔隙大小。此處所述粘結(jié)材料表示加入到硬挺纖維層中并與之成整體的材料，例如未硬挺處理的纖維素材料、合成纖維、化學(xué)添加劑、熱塑聚合物。還可在攝取/分布層即(a)層之外使用包層薄網(wǎng)料和其他外包布以便與所述粘結(jié)材料一起或取代粘結(jié)材料來提高形體完整性。
(b)層包含至少約15%(重量)的超吸收材料，以及0-約85%(重量)的該超吸收材料的載體材料。在(a)層中的超吸收材料含量不應(yīng)超過約6.0%。最好在(a)層中實質(zhì)上不含超吸收材料。這里所說“實質(zhì)上不含”意指少于約2.0%，較好是少于約1.0%，更好是0%或?qū)嵸|(zhì)為0%的超吸收材料。此處所說“實質(zhì)為0%”意指由于與(b)層密切接觸而偶然帶進(jìn)到(a)層的極少量超吸收材料(少于約0.5%)。
所述(a)層的頂面的表面積應(yīng)至少為(b)層頂面表面積的15%，但要小于(b)層的頂面面積。(a)層相對于(b)層應(yīng)這樣定位，即當(dāng)該制品在未折疊的平展?fàn)顩r下，(a)層的表面在各方向都不超出(b)層的各個邊沿。較好是(a)層頂面面積為(b)層頂面面積的約15%至約95%，更好是約25%至約90%。
這種吸收結(jié)構(gòu)可以有利地用作為吸收物品的吸收芯，例如用于用過即棄的尿片和便溺失禁的內(nèi)褲，它包括一個可透液體的面片和固定于該面片上的不透液體的底片，吸收芯則夾在二者當(dāng)中。該吸收芯是這樣就位，使得(a)層位于其面片與(b)層之間，而(b)層是位于(a)層與底片之間。
(b)層中所用的超吸收材料的吸收容量為每克該材料至少10克人造尿液(NaCl的1.0%蒸餾水溶液)，測定方法按后文所述。適用的超吸收材料類別包括膠凝聚合物吸收材料，一般以單獨顆粒的形式使用，還有超吸收纖維如丙烯酸酯接枝的纖維以及超吸收改性的纖維素纖維。


圖1是一種尿片的透視圖，其中包括具有本發(fā)明的多層構(gòu)型的吸收芯。所示吸收芯具有長方形的(a)層和沙漏形狀的(b)層。
圖2是與圖1相似的尿片結(jié)構(gòu)的透視圖，其中的(b)層具有改良的沙漏形狀。
圖3是圖1和圖2用作尿片的吸收芯的正視圖，其中的芯為改良的沙漏形狀的(b)層即貯存層，以及相似的沙漏形狀的(a)層即攝取/分布層。
本發(fā)明的吸收結(jié)構(gòu)可以用于用過即棄式產(chǎn)品，它們能吸收多量的體液如尿液和身體排出廢物中的水分。這類物件可以制成用過即棄的尿片，成人便溺失禁內(nèi)褲、墊片等等。
此處所述的吸收物件一般包含三個基本結(jié)構(gòu)部分。一是不透液體的底片。在此底片之上放置吸收芯，其中又分兩層，在其中一層中包括一種超吸收物質(zhì)。在吸收芯之上并與底片接合的是可透水的面片。面片與使用者的皮膚接觸。上述的“接合”一語包括把面片與底片直接接合的構(gòu)型，即將面片直接固定在底片上;也包括面片間接接合到底片上，即將面片固定在中間層上，然后把中間層固定在底片上。最好用粘合劑或本領(lǐng)域已知的其他附接手段把面片與底片直接接合到一起。
本發(fā)明特別優(yōu)選的吸收物品是用過即棄的尿片。在以下文獻(xiàn)中對用過即棄的尿片有充分描述Duncan和Baker的US RE 26151(1976.1.31);Duncan的US 3592194(1971.7.13);Buell的US 3860003(1975.1.14)，這些文獻(xiàn)作為本文的參考資料。本發(fā)明的一種優(yōu)選的用過即棄尿片包括一個吸收芯;一個面片，它是置于該芯的一個面之上或與該面一起展開;一個不透液體的底片，它是置于該芯的一個面之上或與該面一起展開。最好底片與面片的寬度都大于芯的寬度，從而提供超出芯的面片與底片的邊沿部分，常常將面片和底片的這種邊沿部分熔接到一起。尿片的構(gòu)型最好是似沙漏形，但亦不限于此。
物件的底片例如可由聚乙烯、聚丙烯或其他屈撓性的、防水的實質(zhì)上不透水的塑料薄膜所制成。厚度約1.5密耳的帶壓花的聚乙烯是特別優(yōu)選的。
面片可以部分或全部由合成纖維或聚酯、聚烯烴、人造絲等薄膜或天然纖維如棉所制成。若是無紡布作為面片，其纖維一般采用熱粘結(jié)步驟或用聚合物粘結(jié)劑如聚丙烯酸酯進(jìn)行粘結(jié)。此片具多孔性并使液體容易通過而進(jìn)入其下的吸收芯。
另一類適用的面片是由不透液體的聚合物如聚烯烴所制成，并在面片上有某一直徑的斜錐毛細(xì)管并以斜錐形就位于面片中以使排泄的液體通過而進(jìn)入吸收芯中。
本發(fā)明所用的面片應(yīng)當(dāng)是與所用吸收芯相比具較高疏水性。在以下作為參考資料的專利中披露了面片的構(gòu)造Davidson的US 2905176(1959.9.22);Del Guercio的US 3063452(1962.11.13);Holliday的US 3113570(1963.12.10);Thompson的US 3929135(1975.12.30)。優(yōu)選的面片是由聚酯、人造絲、人造絲/聚酯混紡物、聚乙烯或聚丙烯所制成。面片可經(jīng)過表面活性劑處理以增進(jìn)其可潤濕性，亦即減低其疏水性，從而至少在初始濕潤時，促進(jìn)液體流過。但是面片仍然要比其后接收液體的芯部分具更高的疏水性。
吸收芯最好是屈撓性的，將之置于向外延伸的底片和面片之間，形成所述的吸收制品。此芯主要包括一個上部的液體攝取/分布層即(a)層和下部的液體貯存層即(b)層。不講自明，對于本發(fā)明的目的而言，這兩種層僅是指吸收芯的上部和下部區(qū)域，而并不限于一定是單層或單片的材料。因此，所述(a)層和(b)層可以實際上包含數(shù)層所述適用材料的幅料或片料的層合物或組合物。(b)層可以是單片的由基本上100%超吸收物質(zhì)組成，如后文所述。此處所用“層”一語包括“若干層”和“成為層”的含義。為本發(fā)明目的，還應(yīng)不講自明的是，“上部”一語是指吸收芯中靠近和面對面片的那層;相反，“下部”是指吸收芯中靠近和面向底片的那層。
可任選在(a)層和(b)層之間放置一個液體透過片(例如一種薄網(wǎng)料片)或其他稀布，以便提高(a)層在加工和(或)使用時的整體性。這種片或稀布可將(a)層部分或全部包住，或只是按上述置于該處而不必包住(a)層。也可以任選用一種透過液體的片料如衛(wèi)生紙片把包含超吸收物質(zhì)的貯存層即(b)層包住，以防使用者不喜歡松散的超吸收物質(zhì)。
攝取/分布層，即(a)層本發(fā)明的吸收結(jié)構(gòu)的一個基本部分是上部的攝取/分布層即(a)層，它包括一種親水性纖維材料的組合，后文將詳細(xì)說明。這個(a)層的作用是迅速收集并暫時保持所排出的體液。根據(jù)使用者的姿勢，一部分排出的體液可能透過這個(a)層而被靠近排泄部位的(b)層所吸收。然而，由于液體一般是涌出的，在此部位的(b)層的吸收未必能象它所排出的那樣快。所以，上部的(a)層還可促使液體從最初接觸點輸送到(a)層的其他部分。
如前所指出，(a)層是一種經(jīng)過硬挺處理的纖維素纖維的幅料。(a)層包含約50%至100%的這種纖維和0%至約50%的粘結(jié)材料。適用的粘結(jié)材料如下所述。
(a)層的分布液體的功能對于充分利用貯存層即(b)層的容量十分重要。若(a)層中含較多量超吸收物質(zhì)則在接觸液體時會溶脹而不利于(a)層揮發(fā)上述功能。
與該吸收結(jié)構(gòu)的(a)層有關(guān)的多個其他因素也會對所制吸收物品的效能有重要決定作用。這些因素包括形狀、基體重量即重度、密度、滲透性、毛細(xì)及芯吸收性質(zhì)，其類型及結(jié)構(gòu)整體性、所用纖維材料的特性。如所指出，芯部分的(a)層最好是伸長的。按本發(fā)明的目的，即是說如果(a)層在未折疊和平展形狀時是不同的長度和寬度，則和(b)層即貯存層一樣是伸長的。(a)層在未折疊情況下可以是任何所要的形狀，例如長方形、梯形、橢圓形、伸長形或沙漏形。芯部分的上部(a)層可以是但不必須是相應(yīng)于(b)層即貯存層，(a)層的上表面積最好是(b)層的上表面積的約25%至約90%，并且最好是不超出(b)層的任一方向的邊沿。通常，(a)層的上表面積小于(b)層上表面的約80%。
最好是從(a)層的邊沿到(b)層的邊沿有一個至少約0.5厘米的邊沿，在使用時排出液體部位附近最好有約1.25厘米的邊沿。對于尿片而言，例如相當(dāng)于圖2中腿分叉處115的部位，特別是貯液芯106在中央?yún)^(qū)115的最狹部位處。此外，對于女性要用的吸收物品，此種邊沿是保持在前腰區(qū)域，如圖2的112，這部分放在使用者的前方。
(a)層的平均干密度一般為小于約0.30克/立方厘米，這是在使用前測量的;并且被人造尿液(1.0%NaCl的蒸餾水溶液)打濕并飽和后，再測其干基密度為小于約0.20克/立方厘米，最好小于0.15克/立方厘米。吸收芯的(a)層的平均干基重度一般在約0.001至約0.10克/平方厘米范圍，優(yōu)選為約0.01至約0.08/平方厘米，更好是約0.015至約0.04克/平方厘米。除另有指明者外，所有重度和密度值均為按干基計算的(于不大于約6%相對濕度時的平衡水分含量)。雖然此處所說包括了不均勻的密度和(或)重度以及密度和(或)重度梯度，它們可以是基本上均勻的。因此，(a)層可以含有較高或較低密度和重度的區(qū)域，最好是不超出前述的范圍。平均干基密度和用人造尿液(1.0%NaCl的蒸餾水溶液)飽和后的干基密度數(shù)值是根據(jù)該干層的重度和厚度計算而得的。干態(tài)厚度和飽和濕之后的厚度是在1.43千帕限定壓力條件下測得的。飽和濕之后的平均密度是從干重度和飽和濕之后的厚度計算而得。飽和濕厚度是在該層由1.0%NaCl水溶液打濕并在不受限條件下達(dá)到平衡后所測量的。
所述吸收結(jié)構(gòu)的(a)層包括一種親水的經(jīng)化學(xué)硬挺處理的纖維素纖維幅料。這些纖維素纖維一般是木漿纖維并且用一種纖維內(nèi)化學(xué)硬挺劑進(jìn)行硬挺處理。
(a)層中所含超吸收物質(zhì)應(yīng)當(dāng)不超過約6.0%。最好在(a)層中基本上不含超吸收物質(zhì)。此處所說“基本上不含”是指超吸收物質(zhì)的含量少于約2.0%，最好是少于約1.0%，更好是含量為0或?qū)嵸|(zhì)上為0。此處所說“實質(zhì)上為0”是指(a)層中超吸收物質(zhì)含量很低(少于約0.5%)，并且是(a)層與含超吸收物質(zhì)的(b)層接觸或靠近時偶然帶入的。
若(a)層中存在的超吸收物質(zhì)超過約2.0%，則顆粒狀的膠凝吸收物質(zhì)可能具有較大粒徑，例如其中值粒徑為約400至約700微米。也可使用中值粒徑小于400微米的超吸收物質(zhì)。
如前所述，本發(fā)明中使用經(jīng)化學(xué)硬挺處理的纖維。此處所說“化學(xué)硬挺處理”的纖維是指經(jīng)過化學(xué)方法處理而增加了干和含水條件下硬挺度的任何纖維。這些方法包括加入化學(xué)硬挺劑而涂布在纖維上和(或)浸漬入纖維之中。還包括改變纖維本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)而使之硬挺，例如將聚合物鏈交聯(lián)。
可涂布或浸漬纖維素纖維的聚合物硬挺劑例如包括帶有含氮基團(如氨基)的陽離子改性的淀粉，如National Starch and Chemical Corp.，Bridge water，NJ，USA 所供應(yīng)者;膠乳;濕強度樹脂如聚酰胺-環(huán)氧氯丙烷樹脂(如KymeneTM557H，Hercules，Inc.，Wilmington，Delaware，USA所供應(yīng))，聚丙烯酰胺樹脂(如Cascia等人的US 3556932，1971.1.19中所述者，以及市售的商標(biāo)名ParezTM631 NC的聚丙烯酰胺，American Cyanamid Co.，Stanford，CT，USA);脲醛樹脂及三聚氰胺甲醛樹脂;聚環(huán)乙亞胺樹脂。在TAPPI monograph series No.29“Wet Strength in Paper and Paperboard”，Technical Association of the Pulp and Paper Industry，New Youk，1965中，介紹了造紙技術(shù)中應(yīng)用的濕強度樹脂，并且一般可用于本發(fā)明。
在此結(jié)構(gòu)中所用的纖維還可通過化學(xué)反應(yīng)使之硬挺。例如可以將交聯(lián)劑施用于纖維，以化學(xué)方式形成纖維內(nèi)的交聯(lián)鍵，這些交聯(lián)鍵可以提高纖維的硬挺度。雖然優(yōu)選使用纖維內(nèi)交聯(lián)鍵以化學(xué)方式使纖維硬挺，但并不意味不可以其他化學(xué)反應(yīng)使纖維硬挺。
披露以交聯(lián)鍵使單獨的(即蓬松的)纖維硬挺的文獻(xiàn)例如有Bernardin，US 3224926，1965.12.21;Chung，US 3440135，1969.4.22;Chatterjee，US 3932209，1976.1.13;Sangenis等，US 4035147，1977.7.12。更優(yōu)選的纖維是以下文獻(xiàn)所披露者Dean等，US 4822453，1989.4.18;Dean等US 4888093，1989.12.19;Moore等，US 4898642，1990.2.6。以上文獻(xiàn)作為本文的參考資料。這些經(jīng)硬挺處理的纖維除具親水性外，在打濕后仍保持硬挺，因此由這類纖維所成的幅料在打濕后不會坍塌，不象常規(guī)的未硬挺化纖維所成幅料在打濕后即坍塌。由此而提供了改進(jìn)的性能，使之在二次和后繼的排泄時能攝取和分布液體。
在更優(yōu)選的硬挺纖維中，化學(xué)處理包括用交聯(lián)劑進(jìn)行纖維內(nèi)交聯(lián)，同時這些纖維處于相對脫水、纖維分離(即單纖維化)、加捻、卷曲的狀態(tài)。適用的化學(xué)硬挺劑包括單體的交聯(lián)劑，包括但不限于C2-C8二醛和具有酸官能團的C2-C8單醛可用于制備交聯(lián)用溶液。這些化合物可以與一個單一纖維素鏈或單一纖維的相近位置的纖維素鏈中的至少二個羥基發(fā)生反應(yīng)。此等適用于制備硬挺纖維素纖維的交聯(lián)劑包括但不限于戊二醛、乙二醛、甲醛、二羥乙酸。其他適用的硬挺劑有多羧酸如檸檬酸。在US-S-596606(1990.10.17)中描述了該等多羧酸硬挺劑和制取硬挺化纖維的方法，該文獻(xiàn)作為本文的參考。在此等條件下進(jìn)行交聯(lián)的效果是形成硬挺的纖維，并在吸收物品中使用時趨向于保持其加捻的卷曲形狀。在上述文獻(xiàn)中描述了此等纖維及其制取方法。
優(yōu)選的硬挺纖維是加捻和卷曲的，其定量表示法是纖維“捻度”和纖維“卷曲因數(shù)”?！澳矶取笔侵改骋婚L度的纖維中的捻節(jié)數(shù)目。捻度是用于度量該纖維繞其縱軸捻轉(zhuǎn)的程度?！澳砉?jié)”是指圍繞纖維縱軸捻轉(zhuǎn)180°，從而該纖維的一部分(即“節(jié)”)在顯微鏡下用透射光觀察時，與纖維其他部分相比顯現(xiàn)更暗。由于上述捻轉(zhuǎn)，當(dāng)透射光通過另一個纖維壁時，在捻節(jié)處呈現(xiàn)更暗。各節(jié)點之間的距離相當(dāng)于繞軸轉(zhuǎn)動180°。在一定長度纖維中捻節(jié)的數(shù)目(捻度)是纖維捻度的直接指標(biāo)，也是纖維的一項物理參數(shù)。在前述的US 4898642中描述了捻節(jié)和總捻度的測定方法。
優(yōu)選的硬挺纖維素纖維的干纖維平均捻度為每毫米至少約2.7，優(yōu)選為至少4.5捻。此外，這些纖維的濕纖維平均捻度優(yōu)選應(yīng)為每毫米至少約1.8，較好為至少約3.0，并且與干纖維平均捻度相比優(yōu)選應(yīng)至少約0.5個捻節(jié)。更優(yōu)選情況，干纖維平均捻度應(yīng)為每毫米至少約5.5捻節(jié);濕纖維平均捻度應(yīng)為每毫米至少約4.0捻節(jié)，并且與其干纖維平均捻度相比應(yīng)為每毫米至少少1.0個捻節(jié)。最優(yōu)選情況，干纖維平均捻度應(yīng)為每毫米至少約6.5捻節(jié);濕纖維平均捻度應(yīng)為每毫米至少約5.0捻節(jié)，并且與其干纖維平均捻度相比，應(yīng)為每毫米至少少1.0個捻節(jié)。
優(yōu)選用于吸收結(jié)構(gòu)的(a)層的纖維除應(yīng)加捻之外，還應(yīng)是卷曲的。纖維的卷曲可以描述為該纖維由于扭結(jié)、捻、和(或)彎曲而引致的縮短的分?jǐn)?shù)。按本發(fā)明的目的，在二維平面上量度纖維的卷曲。纖維的卷曲程度可由纖維卷曲因數(shù)來定量表示。它是對卷曲的二維量度，是以二維平面觀察纖維而得。測得該纖維的投影長度，即能夠外包該纖維的長方形的最長尺寸LR，還測得該纖維的實際長度LA，然后按下式計算纖維卷曲因數(shù)卷曲因數(shù)＝(LA/LR)-1US 4898642中描述了測定LR和LA所用的成象分析方法。本發(fā)明的吸收芯的各層中優(yōu)選使用的纖維其卷曲因數(shù)至少約0.30，更優(yōu)選為至少約0.50。
硬挺度是取決于所用硬挺劑(即交聯(lián)劑)類型和用量，該交聯(lián)劑固化過程中纖維脫水程度，以及固化的條件和時間，它會影響纖維攝取液體的能力和纖維溶脹的趨勢。
由于纖維硬挺度關(guān)系到對纖維壁溶脹的阻力，它可以參比所用的硬挺化纖維素纖維的水保留值(WRV)來定量表示。WRV是在纖維之間的水分基本上除掉之后對纖維本體保持水量的量度。對于由經(jīng)交聯(lián)纖維于相對脫水形式形成的硬挺纖維可以表征其特性的另一參數(shù)是醇保留值(ARV)。ARV是由該硬挺化纖維攝取一種液體如異丙醇，達(dá)到不引致顯著纖維溶脹程度的攝取量的量度。硬挺纖維的ARV直接關(guān)系到在硬挺處理過程中由交聯(lián)劑溶解引致的纖維溶脹程度。較高的ARV意指該纖維在交聯(lián)時一般已溶脹到較高程度。在US 4898642中描述了WRV和ARV的測定方法。
本發(fā)明所用硬挺化、加捻、卷曲纖維的WRV優(yōu)選為約28%至約50%。在優(yōu)選方案中，纖維的WRV可以為約30-40%。WRV值在這個范圍的纖維相信可提供溶脹引致的退捻和纖維硬挺度之間的最優(yōu)化均衡。
優(yōu)選使用的硬挺化纖維素纖維的ARV(異丙醇)值是小于約30%。纖維的ARV(異丙醇)值小于30%這個限度表示這些纖維在硬挺處理過程中達(dá)到脫水程度較高、未溶脹的狀態(tài)。更好是所用纖維的ARV(異丙醇)小于約27%。
具前述的優(yōu)選捻度、卷曲因數(shù)、WRV和ARV的硬挺化纖維素纖維的制備，可按US 4898642所述在將這些纖維干燥和分離(疏松)過程中或之后以相對脫水的形式進(jìn)行纖維內(nèi)交聯(lián)。但并非意指必須從本發(fā)明中排除其他親水的化學(xué)硬挺處理的纖維，此等纖維描述于但不限于前述的US 3224926，3440135，4035147，3932209。
硬挺化纖維，特別是加捻、卷曲的硬挺化纖維的一種特性，就是在潤濕時部分退捻和退卷曲的能力。因此，當(dāng)形成足夠密度的幅料后，這些幅料在受濕后可膨脹至平衡濕密度，其干纖維密度計算值是小于其平均干密度(打濕以前)。這就要求按前述不超過約0.30克/立方厘米的平均干密度，并且在濕至飽和時具更低的平均密度。此種在潤濕時可膨脹的幅料描述于US 4822453。在設(shè)計吸收物品時就要求利用此種特性，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以調(diào)整所用硬挺劑的用量，以及硬挺化纖維的加捻和卷曲程度，以達(dá)到所要求的潤濕膨脹量。
硬挺化纖維素纖維可以不同方法，包括氣流鋪置及濕法鋪置提供幅料形式的材料。
氣流鋪置幅料硬挺化纖維素纖維可經(jīng)過氣流鋪置而成為所要密度和重度的幅料。用于本發(fā)明的硬挺纖維可以氣流鋪置纖維素纖維領(lǐng)域技術(shù)人員所知的技術(shù)進(jìn)行氣流鋪置。一般，氣流鋪置是將基本上干態(tài)的含有該纖維的經(jīng)計量后空氣流流至一個線網(wǎng)上，并任選將所成幅料壓縮至所要密度。另一方式，可以不用壓縮將纖維氣流鋪成所要密度。氣流鋪成的幅料如前述含有至少約50%的硬挺纖維素纖維，其含量也可高達(dá)100%。幅料中可任選含有粘結(jié)物料，如前述者，或其他任選的組分，如改進(jìn)液體處理性質(zhì)的成分(如親水型表面活性劑)等等。
濕法鋪置幅料在另一方案中，硬挺纖維素纖維不是用氣流鋪成幅料，而是采用濕法鋪成。濕法鋪成的幅料包含約50%至100%硬挺化纖維和0%至約50%用于增進(jìn)幅料形體整體性的粘結(jié)物料，以便幅料在濕和(或)干態(tài)易于加工，并且在使用時使幅料具更高整體性。濕鋪幅料中最好包含至少約2%纖維粘結(jié)物料或大表面積纖維素粘結(jié)物料(見后文)。也可使用化學(xué)粘合劑作為粘結(jié)物料，并且在(a)層中的加入量按幅料干基計約0.2%至2.0%。
將纖維素纖維材料濕鋪成片狀如干片和紙片的技術(shù)已為公知。這些技術(shù)一般可用于濕鋪硬挺纖維而形成用于本發(fā)明吸收結(jié)構(gòu)的濕鋪片料。適用的濕鋪技術(shù)包括手工制片以及應(yīng)用造紙機進(jìn)行濕法鋪置，例如C.H.Sanford等的US 3301746所披露。由于硬挺纖維的特性，特別是在含水漿液中絮凝的趨向，所以在用造紙機進(jìn)行濕鋪時最好如后文所述對工藝加以修改。一般，濕鋪幅料的制造可以將纖維的含水漿液沉積在有小孔的成形線網(wǎng)上，使?jié)皲伒臐{脫水成為濕的幅料，再將之干燥。用于濕鋪的含水漿中的纖維稠度最好由約0.05%至約0.2%，按漿液總重計。漿液的沉積一般使用本領(lǐng)域已知的設(shè)備即流漿箱。流漿箱有開口，稱為堰板，用于將纖維漿送出到所述有小孔的成形線網(wǎng)上，后者在本行業(yè)中常稱為長網(wǎng)。該長網(wǎng)的構(gòu)造和網(wǎng)目大小可以如同干片或其他造紙法所用者。最好，使用的網(wǎng)目數(shù)為70至約100(Tyler標(biāo)準(zhǔn)篩網(wǎng))。(本文中，除另有指明者外，所有網(wǎng)目數(shù)均為Tyler標(biāo)準(zhǔn)篩網(wǎng))?？梢允褂帽拘袠I(yè)慣用式用于制造干片和薄軟紙的流漿箱。適用的市售流漿箱，例如包括定頂式，雙網(wǎng)式和圓筒形成式流漿箱。濕幅料形成后，即可脫水和干燥?？梢杂贸槲浠蚱渌婵昭b置進(jìn)行脫水。一般，脫水使纖維稠度提高至約8%至約45%，按濕幅料總重計，最好在約8%至約22%。若要求脫水達(dá)到稠度大于約22%，可能要求用濕壓榨法，這并不可取。脫水后，幅料可以但不必須從形成網(wǎng)轉(zhuǎn)移到干燥織物上，由它輸送幅料到干燥設(shè)備。該干燥織物最好比成形網(wǎng)更粗造，以提高干燥效率。該干燥織物最好有約30%至約50%開通面積和約15%至約25%的結(jié)子面積，例如31×253S(緞紋)織物，并經(jīng)過砂磨使結(jié)子面積達(dá)到優(yōu)選范圍。在從成形網(wǎng)到織物上轉(zhuǎn)移時，最好實行濕法微收縮，亦即使成形網(wǎng)的移動速率比織物的移動速率更快約5%至約20%。可用吹熱風(fēng)干燥機或真空裝置如抽吸箱，但以前者為優(yōu)選。濕鋪所成幅料最好用吹熱風(fēng)干燥機干燥完全(一般達(dá)到纖維含量約90-95%)。相信此種干燥機可有效地干燥硬挺纖維幅料，因為幅料的空隙體積很大。也可用本領(lǐng)域已知的水蒸汽滾筒干燥設(shè)備如Yankee滾筒干燥機，但不是優(yōu)選的。相信這種干燥機的效率較低，并且會壓實幅料。已干燥的幅料最好是不起縐的。
另一種干燥方式，可將已脫水的幅料從成形網(wǎng)上取下，放在干燥網(wǎng)上以分批和未限定方式用吹熱風(fēng)干燥機或強制對流蒸汽加熱室中干燥。
硬挺化的纖維在水溶液中趨向于絮結(jié)或形成叢塊。為防止絮結(jié)，含水漿液應(yīng)以至少約0.25米/秒的線速度泵送入流漿箱中。此外，漿液從流漿箱的堰板流出的線速度是成形網(wǎng)速度的約2.0至4.0倍。
US4889597(1989，12，26)中描述了另一種在濕鋪法中減少纖維絮結(jié)的方法，并作為本文的參考，該法是把水流噴射到剛剛沉積到成形網(wǎng)上的濕鋪纖維。
粘結(jié)物料與常規(guī)式未硬挺化纖維素纖維不同，上述經(jīng)交聯(lián)、加捻和硬挺化的纖維是形成抗拉強度很低的片，特別是在未干燥狀態(tài)。因此，為了便于加工和提高幅料的整體性，特別是對于鋪濕幅料(當(dāng)然，粘結(jié)物料也可用于氣流鋪的幅料)，可以在幅料上或其中加入粘結(jié)物料并與之成為整體。可在幅料形成之前把粘結(jié)物料加到纖維中(例如用化學(xué)添加劑粘結(jié)物料)，即在濕鋪幅料沉積到成形網(wǎng)之后和干燥之前將之加入，也可以加到濕鋪的干幅料上，或兩者結(jié)合使用。
適用于在由紙漿形成濕幅料之前加入到硬挺纖維的粘結(jié)物料包括但不限于多種纖維素和合成纖維物料。這些物料包括未硬挺化纖維素纖維(即常規(guī)纖維素紙漿纖維);高度精制的未硬挺化的纖維素纖維并且精制到按加拿大標(biāo)準(zhǔn)游離度(CSF)為小于約200CSF，更好是由約100CSF至200CSF(高度精制的纖維于此處稱之為“粉狀纖維”)，以及大表面積纖維素纖維如膨化的纖維素纖維(見后文)。
在合成纖維粘結(jié)物料中可使用各種類型的合成纖維材料。為此目的，將“合成纖維材料”用作為粘結(jié)物料是指使用的這些纖維狀材料在最后產(chǎn)品中是纖維形式的。(最好，該合成纖維具短纖維的長度，即纖維的平均長度至少約1.5厘米)。適用于常規(guī)吸收性產(chǎn)品的任何纖維材料相信都適用作本發(fā)明的攝取/分布即(a)層幅料。此等纖維的實例包括改性的纖維素纖維、人造絲、聚酯纖維如聚對苯二甲酸乙二醇酯(DACRON)，親水性尼龍(HYDROFIL)等等。其他可用的纖維包括乙酸纖維素，聚氟乙烯，聚偏氯乙烯，丙烯腈系，聚乙酸乙烯酯，聚酰胺(如尼尤)，二組分纖維，三組分纖維，以及它們的混合物等等。親水性纖維材料是優(yōu)選的。適用的親水纖維包括親水處理的疏水纖維如表面活性劑處理或氧化硅處理的熱塑纖維，例如得自聚烯烴如聚乙烯或聚丙烯，聚丙烯腈系，聚酰胺，聚苯乙烯，聚氨酯等等。也可以用疏水合成纖維，但不是優(yōu)選的?？梢约尤氲椒现胁⑶以谧罱K幅料產(chǎn)品中是纖維形式的合成纖維包括人造絲，聚乙烯，聚丙烯等。這些纖維若是疏水性的，則其優(yōu)選含量為幅料總重的約30%以下，使得幅料仍保持親水性。通常，未硬挺化纖維、粉狀纖維、合成纖維也可應(yīng)用于氣流鋪置的幅料。
在(a)層是以濕鋪法制造的一個優(yōu)選方案中，在幅料中含有約85-95%硬挺化纖維素纖維，約15-5%粉狀纖維，優(yōu)選為90-95%硬挺化纖維素纖維，約10-5%粉狀纖維，最優(yōu)選為92%硬挺化纖維素纖維，約8%粉狀纖維。適用作粉狀纖維的纖維素纖維包括化學(xué)制漿的木纖維，包括針葉和闊葉木漿纖維，優(yōu)選為南方針葉木纖維(如Foley Fluff，The Procter and Gamble Cellulose Co.，Memphis，Tennesse，USA)。關(guān)于幅料組分的一切百分含量，除另指明者外，均為以干的幅料總重為基準(zhǔn)。
另一方案中，(a)層中包括硬挺化纖維和不超過約25%的大表面積纖維如膨化纖維素纖維。優(yōu)選，(a)層包括濕鋪的硬挺纖維和大表面積纖維素纖維，前者為約85-98%，后者約15-2%;更優(yōu)選為前者約90-95%，后者約10-5%。此處所用大表面積纖維素材料一般其表面積為至少約10平方米/克，優(yōu)選為至少約20平方米/克。關(guān)于膨化纖維素纖維的討論，見于Vinson的US4761203(1988，8，2)并作為本文的參考。
但一般情況下，纖維素纖維是由纖維素聚合物形成的多組分超微結(jié)構(gòu)。還可存在有木素，半纖維素以及本領(lǐng)域已知的其他組分。纖維素聚合物以側(cè)向聚集而形成線狀結(jié)構(gòu)，稱為微原纖。據(jù)報道，微原纖的直徑為約10-20毫微米，可用電子顯微鏡看到。微原纖常以小集束形式存在，即大原纖。大原纖的特征為由多條微原纖以側(cè)向聚集成為直徑大于微原纖的線狀結(jié)構(gòu)，但其直徑還比纖維素纖維小得多。一般，纖維素纖維是由較薄的初生胞壁和較厚的次生胞壁所形成。初生胞壁是薄的網(wǎng)狀的位于纖維外表面的外層，主要由微原纖形成。纖維壁的主體即次生胞壁是由微原纖與大原纖組合形成。此方面見于Pulp and Paper Manufacture Vol.l，Properties of Fibrous Raw Materials and Their Preparation For Pulping，ed.Dr.Michael Kocurek，Chapter Ⅵ，“Ultrastructure and Chemistry”，pp 35-44，by Canadian Pulp and Paper Industry(Montreal)and Technical Association of the Pulp and Paper Industry(Atlanta)，3rd ed.1983。所說膨化纖維素纖維是指微原纖和大原纖已基本上從纖維素纖維超微結(jié)構(gòu)中分離或解離的情況。
由纖維素纖維制造大表面積纖維素纖維也可以將纖維素纖維的懸浮液通過小口徑銳孔，使懸浮液達(dá)到至少3000磅/平方英寸的壓力降和高速度剪切作用，然后是高的負(fù)加速度沖擊。使懸浮液多次通過銳孔，直至形成基本穩(wěn)定的懸浮液。可參見Turbak等的US 4483743(1984，11，20)，并作為本文的參考。
前述文獻(xiàn)中披露了制備膨化纖維素纖維的優(yōu)選方法，是將具原纖超微結(jié)構(gòu)的纖維材料(如纖維素纖維)與細(xì)粒的介質(zhì)相沖擊，使微原纖和大原纖從所述纖維材料超微結(jié)構(gòu)中分離出來。
大表面積纖維素材料的優(yōu)選長度為約20至約200微米。
在濕鋪時，一般該大表面積纖維素是以濕紙漿形式供料，一般含15-17%固體物，最好稀釋到固體物含量少于4%并在打漿機或盤磨機中把纏結(jié)處碎開。然后在漿液中將大表面積纖維素纖維與硬挺化纖維混合，然后按上述方式進(jìn)行濕法鋪置?？墒褂没旌蠙C、高頻疏解機或精磨機(如單式、錐筒式或雙式盤磨機，或本領(lǐng)域已知的其他設(shè)備)來混合硬挺纖維和大表面積纖維。最好，使用細(xì)網(wǎng)(如84M，(84×76，5開口織造))來改進(jìn)大表面積纖維的滯留，而不用常規(guī)用于成形網(wǎng)的更開式的網(wǎng)。
為提高(a)層的形體整體性和(或)有利于制造用作(a)層的幅料特別是濕鋪幅料的其他粘結(jié)物料，包括化學(xué)添加劑如本領(lǐng)域已知的樹脂類粘結(jié)劑、膠乳、和淀粉來提供纖維幅料更高的整體性。適用的樹脂類粘結(jié)劑包括已知能使紙結(jié)構(gòu)提高濕強度的那些，如TAPPI monograph series No.9，Wet Strength in Paper and Paperboard，Technical Association of the Pulp and Paper Industry(New York，1965)中所述者，并作為本文的參考。適用的樹脂有聚酰胺-環(huán)氧氯丙烷和聚丙烯酰胺樹脂。其他可用于本發(fā)明的樹脂是脲甲醛樹脂和三聚氰胺甲醛樹脂。這些多官能團樹脂中更常見的官能團是含氮基團如氨基，以及接在氮上的羥甲基。聚環(huán)乙亞胺型樹脂也可用于本發(fā)明。
淀粉，特別是陽離子改性淀粉也可用作本發(fā)明的化學(xué)添加劑。此等陽離子淀粉物質(zhì)一般是由含氮基團如氨基和接在氮上的羥甲基所改性，可得自Natural Starch and Chemical Corporation，Bridgewater，New Jersey。其他適用的粘結(jié)劑包括但不限于聚丙烯酸，聚乙酸乙烯酯。
這些化學(xué)粘結(jié)劑的加入量一般為約0.25-2%，按幅料總重為基準(zhǔn)。但是，親水性化學(xué)粘結(jié)劑可以使用多量。若化學(xué)粘結(jié)劑是加入到含水漿液中的硬挺纖維，一般最好還存在未硬挺化纖維素纖維或大表面積纖維素纖維，以增進(jìn)化學(xué)粘結(jié)劑的滯留性?？梢杂糜∷?、噴涂或本領(lǐng)域已知的其他方法把化學(xué)粘結(jié)劑施加給干的或未干的幅料。
熱塑材料增強的攝取/分布層，即(a)層在另一方案中，(a)層包含硬挺纖維素纖維以氣流或濕法(優(yōu)選為氣流法)鋪置的幅料，并且由熱塑性粘結(jié)材料所增強，后者的用量約10-50%，優(yōu)選為約25-45%，更好是約30-45%，并由它在硬挺纖維素纖維的相交處提供粘結(jié)點。此種熱粘結(jié)幅料一般是制成含有硬挺纖維素纖維和熱塑纖維的幅料，后者最好遍布于幅料中。該幅料可由氣流或濕法鋪成。鋪成之后，將幅料加熱至熱塑纖維熔融以進(jìn)行熱粘結(jié)。在熔融時，至少一部分熱塑材料由于纖維間毛細(xì)作用梯度而移動至硬挺纖維的相交點。于是相交點成為熱塑材料的粘結(jié)點。然后將幅料冷卻，使遷移過來的熱塑材料將硬挺纖維素纖維在粘結(jié)點處粘結(jié)到一起。熱塑材料熔化并移動至硬挺纖維的相交點，還有提高幅料平均孔徑的效果，同時保持幅料的密度和重度在原來形成時的水平。這可以改進(jìn)(a)層的分布性能，在初始排液時是由于提高了液體滲透性;在其后的排液時，是由于硬挺纖維在打濕時保持其硬挺度的性能與熱塑材料在打濕和受濕壓時保持在纖維相交點的性能相結(jié)合。其凈結(jié)果是，熱粘結(jié)的幅料保持其原來的總體積，但先前由熱塑纖維材料所占較大體積被打開，從而使纖維間平均毛細(xì)孔徑增大。
在以下文獻(xiàn)中描述了用常規(guī)式未硬挺化纖維素纖維的熱粘結(jié)、熱塑材料增強的吸收性幅料，并作為本文的參考D.C.Holtman，US4590114(1986，5，20)和Peter G.Bither，“Thermally Bonded Cores Add Value to Absorbent Products”，Nonwoven world，Nov.1988，pp.49-55。本發(fā)明也可采用這些加工技術(shù)。
熱塑性粘結(jié)材料應(yīng)均勻地分布于幅料全體。在形成干幅料之后，將之加熱至能熔化熱塑纖維但不使硬挺纖維素纖維炭化或損壞的溫度。冷卻后，至少一部分再固化的熱塑材料提供粘結(jié)點，它使硬挺化纖維素纖維在各個纖維相交點互相固定住，形成纖維間粘結(jié)點的穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)。
適用于本發(fā)明的(a)層的熱塑粘結(jié)材料包括可在不使纖維素纖維明顯損壞的溫度熔化的任何熱塑聚合物。優(yōu)選是其熔點低于約135℃，優(yōu)選在約75-175℃。在任一情況下，其熔點應(yīng)不低于制品可能要貯存的溫度，一般是熔點不低于約50℃。
熱塑粘結(jié)材料例如有聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯。其他可用于熱粘結(jié)幅料的合成纖維材料已見上述。
優(yōu)選是該熱塑材料不能大量吸收含水液體。然而，該熱塑材料的表面可以是親水或疏水的。(此處所說“親水”和“疏水”是指表面能被水潤濕的程度)。可以用表面活性劑如非離子或陰離子表面活性劑處理疏水熱塑粘結(jié)材料而使之具親水性，可以用表面活性劑噴涂，或?qū)崴懿牧辖勘砻婊钚詣?。在熔化和再固化時，表面活性劑將保留在熱塑材料表面。適用的表面活性劑包括非離子表面活性劑如Brij 76，由ICI Americas，Inc。Wilmington，Delaware出產(chǎn)，以及商標(biāo)為Pegosperes的多種產(chǎn)品，出產(chǎn)者Glyco Chemical，Inc.，Greenwich，Conneticut。也可用陰離子表面活性劑。纖維上施加表面活性劑的量為每平方米熱塑粘結(jié)材料約0.2-1克。當(dāng)熱塑材料含量高時，特別在干幅料的40%以上時，最好用親水性材料。
此外所用的熱塑纖維可以是約0.1-6厘米長度，優(yōu)選為約0.3-3.0厘米。
優(yōu)選的一種市售熱塑纖維是PULPEXTM(Hercules，Inc.，Wilmington，Delaware，USA)。PULPEX是一種表面積對質(zhì)量比率很高的聚烯烴，通常是將熔融聚合物和氣體通過噴咀噴入真空中而制成。PULPEX有用聚乙烯也有用聚丙烯制造的。
所用熱塑材料可以是親水或疏水的。
如前所述，由硬挺化纖維素纖維制造并由熱塑粘結(jié)劑增強的幅料可以用氣流或濕法鋪置而成。氣流鋪置幅料的制造可以在纖維素纖維和熱塑纖維混合后按前述方法氣流鋪置。硬挺化纖維素纖維和熱塑纖維的相混方法，可以將含該硬挺纖維和熱塑纖維的空氣流計量后相混到一起，通過一種刷網(wǎng)沉積裝置或其他幅料形成裝置。這是本領(lǐng)域已知的技術(shù)。適用的設(shè)備有Dan Webforming International Ltd.(Risskov，Denmark)供應(yīng)的氣流成形系統(tǒng)。將纖維素纖維與熱塑纖維摻混以供其后氣流鋪置的適用方法及設(shè)備見之于Holtman D.C.的US 4590114(1980，5，20)，并作為本文的參考。在濕鋪方法中，可以在幅料形成前將熱塑纖維與硬挺纖維素纖維在含水漿液中混合。
熱塑材料最好由透氣粘結(jié)法熔化，但也不排除使用紅外線等方法。在另一方法中，將幅料的一面或兩面進(jìn)行熱壓印。在前已提過的US 4590114中對此法有更詳細(xì)說明。
如前所述，可以用如軟薄紙頁和其他透水無紡布等粗布片作為外部支持物，用于輔助或替代前述的粘結(jié)方法。
貯存層即(b)層吸收芯的另一個重要部件是下面的液體貯存層，即(b)層，其中包含至少15%(重量)、優(yōu)選為至少25%(重量)的超吸收物質(zhì)(后文有全面定義)，和0%至約85%，優(yōu)選約75%的超吸收物質(zhì)載體。(b)層的主要功能是從上面的(a)層吸收排出的體液并在使用者施加的壓力(例如活動時)條件下保持住這些液體。因此，(b)層是在(a)層之下并與之相鄰，并且在兩層之間可流通液體。理想情況下，(b)層可以使(a)層放出它所攝取的液體量的大部分。
如前所指出，(b)層中含有超吸收物質(zhì)，例如但不限于吸收性膠凝物質(zhì)的分開的顆粒和超吸收性纖維材料，如兩烯酸酯接枝的纖維和超吸收改性纖維。超吸收物質(zhì)可以是能加入到屈撓性幅料或片料中而形成(b)層的任何形式。下文詳述超吸收物質(zhì)。超吸收物質(zhì)在接觸到液體如水或體液時，會吸收這些液體。此時，排放到(a)層之中并輸至(b)層的液體可被超吸收物質(zhì)攝取和保持住，從而使本發(fā)明的制品具改進(jìn)的吸收容量和(或)改進(jìn)的液體保留性能。
本發(fā)明所包括的超吸收物質(zhì)是每克該物質(zhì)至少能吸收約10克人造尿液(SU，1.0% NaCl水溶液)，優(yōu)選為至少約15克，更好是至少約20%，這是按下述吸收容量方法測定的。
本發(fā)明所用的超吸收物質(zhì)一般是吸收性膠凝物質(zhì)的分開的顆粒。這些顆粒一般是在作為載體的纖維材料幅料中分布開。超吸收性纖維材料包括合成或天然纖維。適用的載體是蓬松的纖維素纖維，例如在吸收芯中常規(guī)使用的那些。也可使用改性的纖維素纖維如前述的硬挺化的纖維素纖維，但用于(b)層中則并非優(yōu)選的。也可使用合成纖維，包括用以下材料所制纖維乙酸纖維素、聚氟乙烯、聚偏氯乙烯、丙烯腈系(如Orlon)、聚乙酸乙烯酯、不溶性聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺(如尼龍)、聚酯、二組分纖維、三組分纖維，以及上述的混合物等等。優(yōu)選的合成纖維其旦數(shù)為由每根絲約3旦至約25旦，更好是每根絲約5至16旦。纖維表面親水或處理成親水，也是優(yōu)選的。
由非超吸收纖維作為超吸收物質(zhì)載體的(b)層的平均干密度一般是在約0.06至約0.5克/立方厘米，優(yōu)選為約0.10至約0.4克/立方厘米，更優(yōu)選為約0.15至約0.3克/立方厘米，最優(yōu)選為約0.15至約0.25克/立方厘米。一般，下部(b)層的重度可以是約0.02至0.12克/平方厘米，較好是約0.04至0.08克/平方厘米，最好是約0.05至0.07克/平方厘米。
如同(a)層一樣，(b)層的密度和重度不必須到處均一。(b)層中可以有密度和重度較大和較小的區(qū)域。還和(a)層一樣，(b)層的密度值是由重度和在限壓1.43千帕?xí)r所量厚度計算而得。密度和重度數(shù)值中包括所含超吸收物質(zhì)的重量。此外，(b)層中可以有超吸收物質(zhì)梯度，例如使要求處理更多量液體的部位(即排液較多的區(qū)域)有更多超吸收物質(zhì)，在要求低的區(qū)域超吸收物質(zhì)較少。
在吸收芯的(b)層中應(yīng)用的超吸收物質(zhì)其最常見情況是包括基上水不溶性、輕度交聯(lián)、部分中和的吸收性聚合物膠凝物質(zhì)。該物質(zhì)在與水接觸時形成水凝膠。此種聚合物可以從可聚合、不飽和的含酸單體來制備。用于制備本發(fā)明所用聚合物膠凝物質(zhì)的適宜不飽和酸類單體包括以下文獻(xiàn)所列出者Brandt/Goldman/Inglin，US 4654039(1987，3，31)和US-RE 32649(1988，4，19)，并作為本文的參考。優(yōu)選的單體包括丙烯酸，甲基丙烯酸，2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸。其中最優(yōu)選的是丙烯酸。
由不飽和含酸單體形成的聚合物可以接枝到其他類型的聚合物部分，如淀粉或纖維素。此類型的聚丙烯酸酯接枝的淀粉是特別優(yōu)選的。
可由常規(guī)單體制造的優(yōu)選吸收性聚合物膠凝物質(zhì)包括水解的丙烯腈接枝淀粉、聚丙烯酸酯接枝淀粉、聚丙烯酸酯類、以馬來酸酐為基礎(chǔ)的共聚物以及它們的組合物。特別優(yōu)選的是聚丙烯酸酯類和聚丙烯酸酯接枝的淀粉。
不論用于吸收芯的兩層中能形成水凝膠的吸收性聚合物膠凝物質(zhì)的基礎(chǔ)聚合物組分的性質(zhì)如何，此等物質(zhì)一般都是輕度交聯(lián)的。交聯(lián)作用使得用于本發(fā)明的能形成水凝膠的聚合物膠凝劑成為基本上水不溶的，因此，交聯(lián)作用部分地決定由所用聚合物膠凝劑所形成水凝膠的凝膠體積和可提取聚合物特性。適用的交聯(lián)劑在本領(lǐng)域為公知，例如包括Masuda等人的US 4076663(1978，2，28)所詳述者，并作為本文的參考。優(yōu)選的交聯(lián)劑是不飽和單或多羧酸與多元醇的二酯或多酯、雙丙烯酰胺以及二或三烯丙基胺。其他優(yōu)選交聯(lián)劑有N，N′-亞甲基雙丙烯酰胺，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯以及三烯丙基胺。該交聯(lián)劑可以占所得能形成水凝膠的聚合物的約0.001至5%(摩爾)。更優(yōu)選是，交聯(lián)劑的含量是本發(fā)明所用能形成水凝膠的聚合物膠凝顆粒的約0.01至3%(摩爾)。
可用于本發(fā)明的制品的輕度交聯(lián)、能形成水凝膠的膠凝物質(zhì)顆粒一般是以它們的部分中和的形式使用。為本發(fā)明的目的，當(dāng)用于形成該聚合物的單體有至少25%(摩爾)、優(yōu)選至少50%(摩爾)是含酸基團的單體并且已由成鹽陽離子中和，則此物質(zhì)被認(rèn)為是部分中和的。適用的成鹽陽離子包括堿金屬、銨、取代的銨以及胺。所用的全部聚合物中已中和的含酸基團單體的百分含量在此處稱為“中和度”。
包含吸收性膠凝物質(zhì)顆粒和非超吸收纖維載體的幅料中，一般含有約10-80%，優(yōu)選約20-75%聚合物膠凝物質(zhì);約20-90%，優(yōu)選約25-80%載體。這些幅料一般是由氣流鋪置而成，即將含吸收性膠凝物質(zhì)的空氣流經(jīng)計量并合并入含纖維載體的空氣流中。
還可以提供這樣的貯存層即(b)層，其中的吸收性膠凝物質(zhì)顆粒是層壓在兩層或多層纖維幅料之間，可參見Kramer等人的US 4578068(1986，3，25)，并作為本文的參考。
如上所述，可以用超吸收纖維替代吸收性膠凝物質(zhì)顆粒。超吸收纖維在先有技術(shù)中已有披露，見之于“Textile Science and Technology，Vol.7，Pronoy K.Chatterjee，editor，Elsevier Science Publishers B.V.(The Netherlands)，1985，Chapters Ⅶ and Ⅷ(pages217-280)，并作為本文的參考。可以使用合成及天然纖維，如纖維素纖維。此處所用的超吸收纖維的吸收容量應(yīng)為至少每克超吸收物質(zhì)(干基重量)約10克人造尿液，優(yōu)選為至少約15克/克。
有一種類型的超吸收纖維包含多羧酸酯聚合物改性的纖維素纖維紙漿，例如輕度水解的丙烯酸甲酯接枝的針葉木牛皮紙漿。這些超吸收纖維見之于Larry N.Mackey和S.Ebrahim Seyed-Razai的US-S-No.07/378154(1989，7，11)，標(biāo)題為“Absorbent Paper Comprising Polymer-Modified Fibrous Pulp and Wet-laying Process for the Production Thereof”，并作為本文的參考。
其他類型的超吸收纖維可包含經(jīng)交聯(lián)的羧甲基纖維素和聚合物接枝的纖維素纖維。后者包括水解的聚丙烯腈，聚丙烯酸酯類，聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸。這些超吸收纖維的制造方法方面的資料見之于前述的Chatterjee的Vol.7，“Texfile Science and Technology”，包括A.H.Zahran等人，“Radiation Grafting of Acrylic and Methacrylic Acid to Cellulose Fibers to Impart High Water Sorbency”，J.of App.Polymer Science，Vol.25，535-542(1980)，該文討論了甲基丙烯酸和丙烯酸輻射法接枝到纖維素纖維;L.Williams等人的US 4036588(1977，7，19)，該文討論含親水基的乙烯基類單體接枝共聚到含纖維素物質(zhì)如人造絲上;H.W.Hoftiezer等人的US 3838077(1974，9，24)，該文披露了聚丙烯腈接枝的纖維素纖維。
所述超吸收纖維可以加入到常規(guī)式或其他非超吸收纖維的幅料中，例如前述的濕法或氣流鋪置的幅料，也可以形成無紡布片。
在另一方案中，(b)層包含已形成無紡布的超吸收纖維。此種布片可以實質(zhì)上全由超吸收纖維構(gòu)成，實質(zhì)上不含載體物質(zhì)。但這些布片中也可以包括載體，此方案并非獨一可用的方案。由超吸收纖維如非丙烯酸酯超吸收微纖維和可用于制造這種布片的超吸收纖維所制的無紡布片可由Arco Chemical Co.供應(yīng)(Newton Square，PA，USA)，其商標(biāo)為FIBERSORBTM;還有Japan Exlan Co.，Ltd(Osaka，Japan)，此公司出售包括聚丙烯腈芯和聚丙烯酸/聚丙烯酸銨外皮的超吸收纖維，商標(biāo)為LANSEALTM。
在吸收芯的(b)層的氣流鋪置幅料中包含載體的方案中，是借助于氣流鋪置基本上干的纖維與吸收性膠凝物質(zhì)顆粒所形成，若需要，將所成幅料壓實，此方法見之于Weisman和Goldman的US 4610678(1986，9，9)中，并作為本文之參考。超吸收纖維可按常規(guī)式氣流鋪置方法連同纖維載體進(jìn)行氣流鋪置。超吸收纖維和纖維載體可以用梳理方法摻混，或Rondo幅料形成法。
在吸收芯的(b)層之內(nèi)，超吸收物質(zhì)可以均勻分布。另一方式，(b)層中可以有一些區(qū)域的超吸收物質(zhì)濃度高于其他區(qū)域的情況。
如前所述，吸收芯的(a)層最好是表面面積(未折疊情況下)比(b)層面積更小，實際上，其面積可以顯著小于、等于、或大于(b)層。一般，(a)層的表面積是(b)層面積的約25-100%，較好為約30-95%，更好是小于約90%，最好是小于約85%。
按本發(fā)明，吸收芯的(a)層的安放位置應(yīng)與面片和(b)層有特定的相對關(guān)系。更具體講，該芯的(a)層必須這樣就位，使之位于能有效地攝取排出體液并將之輸送至芯的其他區(qū)域。因此，(a)層應(yīng)覆蓋體液排出點附近的區(qū)域。這些區(qū)域包括腿交叉部位，對于男性而言，最好還包括在尿片前部排出尿液的部位。對于尿片而言，“前部”的意思是使用者把尿片放置的前方部位。此外，對男性而言，要求(a)層延伸到接近使用者的前腰區(qū)域，以便有效地攝取在男性前方的較大量排出液，并且補償排液時的方向改變。相應(yīng)的吸收制品區(qū)域?qū)⒁蛟撝破返脑O(shè)計和配合方式而改變。圖2中尿片100的(a)層110表示方案之一，其中的(a)層110是用于接收男性和女性的大便和尿液。
對于用過即棄的嬰兒尿片而言，該芯的(a)層最好位于相對于伸長的面片和(或)其(b)層，使得(a)層充分延伸至相當(dāng)于(b)層長度的至少約50%，最好75%。(a)層的寬度應(yīng)足以接收所涌出的體液而不致直接排到(b)層上。對于圖1和2的尿片而言，一般此寬度為至少約5厘米，優(yōu)選為最小約6厘米。如已指出，對于本發(fā)明的目的，吸收制品的載面可以這樣限定，在限定該吸收制品長度的線上，在給定一點之前所見到的未折疊吸收制品的頂面表面積作為參比。
為確定(a)層如何定位，取其伸長的底片的正常最長縱向尺寸，作為該吸收制品的長度。伸長底片的正常最長尺寸可以由該制品用在使用者身上時來定義。在使用時，底片的相對端是固定在一起，使末端接起來之后可繞使用者的腰圍成一個圓。因此，底片的正常長度，就是從(1)在底片邊沿上對著使用者后腰中點的位置，通過腿交叉處到(2)底片的另一邊沿對著使用者前腰中點的位置這條線的長度。面片的形狀和大小基本上與底片對應(yīng)。
在通常情況即由吸收芯的(b)層決定該吸收制品形狀的情況，伸長的制品面片的正常長度將與該芯的(b)層的最長縱向尺寸相近。然而，在某些應(yīng)用中(如成人便溺失禁用途)要求大幅度降低成本的情況下，其(b)層將不按尿片的一般外形。而是使(b)層位于只蓋住使用者生殖器部位。在此情況下，(a)層和(b)將位于制品面片的偏前方，使(a)層位于制品前部三分之二部位。
吸收芯的(b)層可以是任何令人舒適的形狀，例如圓形、長方形、梯形或拉長形，如沙漏形、狗骨形、半狗骨形、橢圓形或不規(guī)則形。(b)層不必須與(a)層在形體上分開，可以是簡單地在連續(xù)的硬挺化纖維素纖維材料上集中有超吸收物質(zhì)的一個區(qū)。但更好是吸收芯的(b)層包括一個分開的幅料，可作為插入片位于(a)層之下。
(a)層也可以是符合上述尺寸要求和舒適配合的任何形狀。這些形狀包括圓形、長方形、梯形或拉長形如沙漏形、狗骨形、半狗骨形、橢圓形或不規(guī)則形。(a)層可以與(b)層形狀相似或不同。
圖1和2示出本發(fā)明方案的尿片。其中尿片100有面片104和底片102。在104和102之間是吸收芯106，其中有貯存層即(b)層108和長方形攝取/分布層即(a)層110。(b)層108中遍布有未示出的分開的吸收性膠凝物質(zhì)顆粒。
關(guān)于圖2，所示吸收芯106具有前區(qū)112，后區(qū)114，中央?yún)^(qū)115。如前所述，前區(qū)112相應(yīng)于尿片100的末端將蓋住使用者的前部，后區(qū)114蓋住使用者的后部。圖2的吸收芯106，特別是(b)層108具有改良的沙漏形狀，以改進(jìn)配合性和使用時減少漏泄。
圖3所示是吸收芯106，它可以用于用過即棄的尿片，它具有與圖1和2相似形狀的(b)層108。但其(a)層111具改良的沙漏形狀，與(b)層108形狀相似，只是表面積小一些。
在圖3中，吸收芯106具有前區(qū)112，后區(qū)114，中央?yún)^(qū)115。前區(qū)112有前邊沿117，后區(qū)114有后邊沿119。前邊沿117和后邊沿119由(b)層的相應(yīng)于中央?yún)^(qū)115的側(cè)邊沿122和123相連接。(a)層111具有位于前區(qū)112的前邊沿116和位于后區(qū)114的后邊沿118。(a)層的側(cè)邊沿120和122連接前邊沿116和后邊沿118。
在吸收制品的優(yōu)選方案中，例如用過即棄的吸收性尿片，(a)層111的位于(b)層108的邊沿117、119、122、123之內(nèi)的邊沿116、118、120、121，特別在中央?yún)^(qū)115部位分別至少為0.5厘米，最好至少1.25厘米。
超吸收物質(zhì)的吸收容量測試方法如前所述，用于本發(fā)明的超吸收物質(zhì)的吸收容量最好為每克干超吸收物質(zhì)至少約10克，較好為至少約15克，更好為至少約20克人造尿液(1.0% NaCl蒸餾水溶液)。一般，把超吸收物質(zhì)置于茶葉包中，浸在足量的人造尿液中經(jīng)過規(guī)定時間，然后離心分離規(guī)定時間。該吸收物質(zhì)離心后的最后重量減去其最初重量的差值對其初始重量的比率，就是吸收容量。以下是測定吸收容量的步驟，并在標(biāo)準(zhǔn)實驗室條件下進(jìn)行測定。
應(yīng)用6×12厘米切模將茶包材料切出，沿其長度半折，用T型桿熱封機將其兩側(cè)邊封住，得到6×6厘米的方形茶葉包。所用茶包材料為可熱封的1234級，由C.H.Dexter，即Dexter Corp.的分部供應(yīng)，Windsor Locks，Conneticut，USA，或用此材料的等效物。若要裝入很細(xì)的超吸收物質(zhì)，應(yīng)使用孔隙較小的茶包材料。在稱重紙上稱量0.200±0.005克超吸收物質(zhì)并倒入茶包中，然后把包頂邊封死。也封一個空茶包作為空白樣品。在1000毫升燒杯中裝入約400毫升人造尿液。將空白茶包浸入人造尿液。將樣品茶包橫置使其中物料平均分布開。將此茶包橫擺在人造尿液表面。使茶包變濕為時不超過1分鐘，然后浸泡60分鐘。在第一個樣品浸入約2分鐘后，按第一批的相同方式把第二批裝有超吸收物質(zhì)和空白的茶包也同樣浸60分鐘。夠時間之后，把每一批用鉗子從人造尿液中取出。然后按下述將樣品離心處理。所用離心機是Delux Dynac Ⅱ離心機，F(xiàn)ischer，型號05-100-26，供自Fischer Scientific(Pittsburgh，PA，USA)，或用其等效設(shè)備。離心機上裝有直讀式轉(zhuǎn)速計和電動制動器。離心機中裝有圓筒形籠，外壁高度約6.35厘米，外壁外徑21.425厘米，內(nèi)徑20.155厘米，沿其外壁有9排均勻分布的圓孔，孔徑約0.238厘米，在籠底有6個0.635厘米直徑的圓形排液孔，沿籠底圓周均勻分布，由外壁內(nèi)面至排液孔中心距離為1.27厘米，或用其等效物。此轉(zhuǎn)籠安裝在離心機中并可隨離心機轉(zhuǎn)動和制動。將含有超吸收物質(zhì)的茶包放在離心機的轉(zhuǎn)籠中，使茶包折疊邊朝向轉(zhuǎn)動方向。在相應(yīng)樣品包兩邊各放上空白包。第二個含超吸收物質(zhì)茶包必須與第一個茶包相對;并且第二個空白對向第一個空白以使離心機均衡。離心機啟動后迅速加速至1500轉(zhuǎn)/分并穩(wěn)定在該連。然后定時3分鐘。到了時間關(guān)掉離心機并施用制動器，然后把各包取出并稱重。將第二批茶包也照此處理。每一樣品的吸收容量(ac)按下式計算ac＝含超吸收物質(zhì)茶包離心后重量減去干超吸收物質(zhì)重量再減去空白茶包離心后重量，再除以干超吸物質(zhì)重量。此處所用吸收容量是對兩個樣品測定后的平均值。
實例1制造一種用過即棄的尿片。其中有熱粘結(jié)的聚丙烯面片，不透液體的聚乙烯底片，在兩片之間的雙層吸收芯。雙層吸收芯包括沙漏形的(b)層和長方形的(a)層，前者置于后者之下，見圖1所示。
(a)層包含硬挺化、加捻、卷曲的纖維素纖維，并任選包括粘結(jié)物料。(b)層包含常規(guī)型膨松纖維素(Foley膨松物，南方針葉木牛皮紙漿，The Procter & Gamble Cellulose Co.，Memphis，TN，USA)和聚丙烯酸鈉吸收性聚合物膠凝物質(zhì)按US-RE 32649，1988，4，19再頒發(fā)，其吸收容量為約30克/克)的混合物經(jīng)氣流鋪置而成。(a)層含有92%硬挺化纖維和8%常規(guī)未硬挺化纖維素纖維的濕鋪混合物。所述未硬挺化纖維也是由Foley膨松物制得，精制至約200CSF。該硬挺化、加捻、卷曲的纖維素纖維是由南方針葉木牛皮紙漿(Foley膨松物)制得，使用戊二醛交聯(lián)至按纖維的纖維素葡糖酐干基計約2.5%(摩爾)。這些纖維是按上述US 4822453中“干交聯(lián)方法”進(jìn)行交聯(lián)的。
所述硬挺化纖維的特性與表1所列者相似。
表1硬挺化、加捻、卷曲的纖維素(STCC)纖維類型＝南方針葉木牛皮紙漿，用戊二醛交聯(lián)，交聯(lián)程度按纖維的纖維素葡糖酐干基計的摩爾百分率捻度，干＝6.8節(jié)/毫米濕＝5.1節(jié)/毫米異丙醇保留值＝24%水保留值＝37%卷曲因數(shù)＝0.63(a)層是一種均勻的由濕鋪而成的幅料，如實例2所述。(a)層的平均干密度約為0.06克/立方厘米。用人造尿液飽和后的干基平均密度約0.07克/立方厘米，平均重度約0.03克/平方厘米。(b)層包含50%(重量)的Foley膨松物和50%(重量)吸收性膠凝物質(zhì)顆粒，其平均干密度約0.24克/立方厘米，平均干重度約0.5克/平方厘米。
(a)層的尺寸約為7.6×22.9厘米，按圖1所示與(b)層的相對位置。(b)層的腿叉處寬度約8.9厘米，前腰部位寬度約21.6厘米，后腰部分寬度約16.5厘米。
在另一方案中，(b)層包含約15%吸收性膠凝物質(zhì)顆粒，約85%Foley膨松物，并且有重度梯度，使得(b)層的前部60%的重度約0.11克/平方厘米，密度約0.15克/立方厘米;后部40%的重度約0.04克/平方厘米，密度約0.06克/立方厘米。
在另一方案中，(b)層包含約28%吸收性膠凝物質(zhì)顆粒，約72%Foley膨松物，重度和密度如前一段所述。
實例2制造本發(fā)明(a)層所用幅料的濕鋪制造方法。該幅料包含92%硬挺化纖維，如實例1和表1中所述，還含有8%游離度約200CSF的高度精制的Foley膨松物(粉狀纖維)。
將纖維稠度為0.1-0.2%的含硬挺化和非硬挺化纖維的漿液以線速度25米/秒、流量約95升/分鐘泵送入FORMAR造紙機。由定頂式成形機的流漿箱將該漿液分布到30.5厘米寬的84M，5開口12成形網(wǎng)上，連續(xù)運動連率為1.5米/分鐘。漿液從流漿箱流出時的線速度為50至100米/秒。調(diào)節(jié)流量和網(wǎng)的運動使之形成均勻的濕片料，其干重度約0.03克/平方厘米，平均干密度約0.06克/立方厘米。在網(wǎng)下面用兩個真空箱，使片料稠度提高到約16-22%，這二個箱的操作壓力依序為75毫米Hg和100毫米Hg，片料在每一箱處的停留時間約1秒。然后用手工將片料從成形網(wǎng)上取下并分批干燥，干燥是用強制對流蒸汽加熱烘箱，溫度約110℃，時間約4小時。
實例3按實例1的方式制造吸收芯，不同之處是(a)層由氣流鋪置而得，并且含100%的硬挺化纖維。
實例4
按實例3的方法制造吸收芯，不同之處是制造(a)層使用氣流鋪置和熱粘結(jié)的熱塑增強的幅料，其中含55%硬挺化纖維和45%PULPEXTM(Hercules，Inc.，Wilmington，Delaware，USA)聚乙烯微纖維，平均長度約0.3厘米。(a)層的形成是將含硬挺纖維和Pulpex的空氣流計量后，按常規(guī)氣流鋪置設(shè)備制成幅料。用吹入空氣粘結(jié)法將幅料加熱，在不受限條件下(即不壓縮)進(jìn)行熱粘結(jié)，然后冷卻而得。
權(quán)利要求
1.一種用于攝取、分布和貯存體液的吸收性制品，包括(a)一個可透過液體的面片；(b)一個固定于所述面片上的不透液體的底片；(c)位于所述面片和底片之間的吸收芯，該吸收芯的特征在于(ⅰ)一個液體攝取和(或)分布層，其平均干密度小于0.30克/立方厘米，由1%NaCl水溶液飽和后的平均干基密度小于0.20克/立方厘米，平均干基重度即單位面積重量為0.001至0.10克/平方厘米，所述攝取和(或)分布層包含按干基重量50至100%以化學(xué)方式硬挺化的纖維素纖維，以及按干基重量0至50%所述纖維的粘結(jié)物料；(ⅱ)一個液體貯存層，該層相對于該面片是位于所述攝取和(或)分布層之下，并且按該貯存層計包含至少15%(重量)超吸收物質(zhì)，以及由0至85%(重量)用于所述超吸收物質(zhì)的載體；所述液體攝取和(或)分布層所含超吸收物質(zhì)不多于6.0%，并且其頂面表面積是所述液體貯存層頂面表面積的至少15%，并且是小于所述液體貯存層頂面表面積。
2.按權(quán)利要求1的吸收性制品，其中所述攝取和(或)分布層實質(zhì)上不含超吸收物質(zhì)，并且其頂面表面積是所述貯存層頂面表面積的至少25%，并且小于所述貯存層頂面表面面積的90%，用1.0%NaCl水溶液飽和后的干基平均密度為0.02至0.15克/立方厘米之間，平均單位面積重量即重度為0.01至0.08克/平方厘米之間，所述超吸收物質(zhì)的吸收容量為至少15克/克。
3.按權(quán)利要求2的吸收性制品，其中所述攝取和(或)分布層包含2至50%的所述粘結(jié)物料，所述粘結(jié)物料包含未經(jīng)化學(xué)硬挺化的纖維素材料。
4.按權(quán)利要求3的吸收性制品，其中所述粘結(jié)物料包含高度精制的纖維素纖維，其游離度小于200 CSF(加拿大標(biāo)準(zhǔn)游離度)，所述攝取和(或)分布層包含5至15%所述高度精制纖維。
5.按權(quán)利要求3的吸收性制品，其中所述粘結(jié)物料包含大表面積纖維素纖維，所述攝取和(或)分布層包含2至15%所述大表面積纖維素纖維。
6.按權(quán)利要求2的吸收性制品，其中所述攝取和(或)分布層是一種氣流鋪置的幅料。
7.按權(quán)利要求2的吸收性制品，其中所述攝取和(或)分布層是一種熱粘結(jié)的幅料，包含10至50%熱塑性材料，所述幅料的制造是先將所述硬挺化纖維和按幅料總重計10至50%熱塑性材料的摻混物制成幅料，然后將幅料加熱使熱塑性材料熔化，然后將幅料冷卻。
8.按權(quán)利要求4的吸收性制品，其中所述攝取和(或)分布層是一種濕法鋪置的幅料。
9.按權(quán)利要求5的吸收性制品，其中所述攝取和(或)分布層是一種濕法鋪置的幅料。
10.按權(quán)利要求2的吸收性制品，其中所述超吸收物質(zhì)的載體包括一種纖維素纖維幅料，并且所述貯存層包含15至75%所述超吸收物質(zhì)，所述超吸收物質(zhì)的吸收容量為至少15克/克該物質(zhì)，并且所述貯存層基本上不含化學(xué)方法硬挺化的纖維素纖維。
11.按權(quán)利要求4的吸收性制品，其中所述超吸收物質(zhì)的載體包括一種纖維素纖維幅料，并且所述貯存層包含15至75%所述超吸收物質(zhì)，所述超吸收物質(zhì)包含分開的吸收性膠凝物質(zhì)顆粒，其吸收容量為至少20克/克。
12.按權(quán)利要求5的吸收性制品，其中所述超吸收物質(zhì)的載體包括一種纖維素纖維幅料，并且所述貯存層包含15至75%所述超吸收物質(zhì)，所述超吸收物質(zhì)包含分開的吸收性膠凝物質(zhì)顆粒，其吸收容量為至少20克/克。
13.按權(quán)利要求6的吸收性制品，其中所述超吸收物質(zhì)的載體包括一種纖維素纖維幅料，并且所述貯存層包含15至75%所述超吸收物質(zhì)，所述超吸收物質(zhì)包含分開的吸收性膠凝物質(zhì)顆粒，其吸收容量為至少20克/克。
14.按權(quán)利要求7的吸收性制品，其中所述超吸收物質(zhì)的載體包括一種纖維素纖維幅料，并且所述貯存層包含15至75%所述超吸收物質(zhì)，所述超吸收物質(zhì)包含分開的吸收性膠凝物質(zhì)顆粒，其吸收容量為至少20克/克。
15.按權(quán)利要求2的吸收性制品，其中所述貯存層包含超吸收性纖維。
16.一種用于攝取、分布和貯存體液的吸收性結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的特征在于(ⅰ)一個液體攝取和(或)分布層，其平均干密度小于0.30克/立方厘米，由1%NaCl水溶液飽和后的平均干基密度小于0.20克/立方厘米，平均干基重度即單位面積重量為0.001至0.10克/平方厘米，所述攝取和(或)分布層包含按干基重量50至100%以化學(xué)方式硬挺化的纖維素纖維，以及按干基重量0至50%所述纖維的粘結(jié)物料;(ⅱ)一個液體貯存層，該層相對于面片是位于所述攝取和(或)分布層之下，并且按該貯存層計包含至少15%(重量)超吸收物質(zhì)，以及由0至85%(重量)用于所述超吸收物質(zhì)的載體;所述液體攝取和(或)分布層所含超吸收物質(zhì)不多于6.0%，并且其頂面表面積是所述液體貯存層頂面表面積的至少15%，并且是小于所述液體貯存層頂面表面積。
17.按權(quán)利要求16的吸收性結(jié)構(gòu)，其中所述攝取和(或)分布層實質(zhì)上不含超吸收物質(zhì)，并且其頂面表面積是所述貯存層頂面表面積的至少25%，并且小于所述貯存層頂面表面積的90%，用1.0% NaCl水溶液飽和后的干基平均密度為0.02至0.15克/立方厘米之間，平均單位面積重量即重度為0.01至0.08克/立方厘米之間，所述超吸收物質(zhì)的吸收容量為至少15克/克。
18.按權(quán)利要求17的吸收性結(jié)構(gòu)，其中所述攝取和(或)分布層包含2至50%的所述粘結(jié)物料，所述粘結(jié)物料包含未經(jīng)化學(xué)硬挺化的纖維素材料。
19.按權(quán)利要求18的吸收性結(jié)構(gòu)，其中所述粘結(jié)物料包含高度精制的纖維素纖維，其游離度小于200CSF(加拿大標(biāo)準(zhǔn)游離度)，所述攝取和(或)分布層包含5至15%所述高度精制纖維。
20.按權(quán)利要求18的吸收性結(jié)構(gòu)，其中所述粘結(jié)物料包含大表面積纖維素纖維，所述攝取和(或)分布層包含2至15%所述大表面積纖維素纖維。
21.按權(quán)利要求17的吸收性結(jié)構(gòu)，其中所述攝取和(或)分布層是一種氣流鋪置的幅料，其中包含95至100%所述硬挺化纖維。
22.按權(quán)利要求17的吸收性結(jié)構(gòu)，其中所述攝取和(或)分布層是一種熱粘結(jié)的幅料，包含10至50%熱塑性材料，所述幅料的制造是先將所述硬挺化纖維和按幅料總重計10至50%熱塑性材料的摻混物制成幅料，然后將幅料加熱使熱塑性材料熔化，然后將幅料冷卻。
23.按權(quán)利要求19的吸收性結(jié)構(gòu)，其中所述攝取和(或)分布層是一種濕法鋪置的幅料。
24.按權(quán)利要求20的吸收性結(jié)構(gòu)，其中所述攝取和(或)分布層是一種濕法鋪置的幅料。
25.按權(quán)利要求17的吸收性結(jié)構(gòu)，其中所述超吸收物質(zhì)的載體包括一種纖維素纖維幅料，并且所述貯存層包含15至75%所述超吸收物質(zhì)，所述超吸收物質(zhì)的吸收容量為至少15克/克該物質(zhì)，并且所述貯存層基本上不含化學(xué)方法硬挺化的纖維素纖維。
26.按權(quán)利要求19的吸收性結(jié)構(gòu)，其中所述超吸收物質(zhì)的載體包括一種纖維素纖維幅料，并且所述貯存層包含15至75%所述超吸收物質(zhì)，所述超吸收物質(zhì)包含分開的吸收性膠凝物質(zhì)顆粒，其吸收容量為至少20克/克。
27.按權(quán)利要求20的吸收性結(jié)構(gòu)，其中所述超吸收物質(zhì)的載體包括一種纖維素纖維幅料，并且所述貯存包含15至75%所述超吸收物質(zhì)，所述超吸收物質(zhì)包含分開的吸收性膠凝物質(zhì)顆粒，其吸收容量為至少20克/克。
28.按權(quán)利要求21的吸收性結(jié)構(gòu)，其中所述超吸收物質(zhì)的載體包括一種纖維素纖維幅料，并且所述貯存層包含15至75%所述超吸收物質(zhì)，所述超吸收物質(zhì)包含分開的吸收性膠凝物質(zhì)顆粒，其吸收容量為至少20克/克。
29.按權(quán)利要求22的吸收性結(jié)構(gòu)，其中所述超吸收物質(zhì)的載體包括一種纖維素纖維幅料，并且所述貯存層包含15至75%所述超吸收物質(zhì)，所述超吸收物質(zhì)包含分開的吸收性膠凝物質(zhì)顆粒，其吸收容量為至少20克/克。
30.按權(quán)利要求17的吸收性結(jié)構(gòu)，其中所述貯存層包含超吸收性纖維。
全文摘要
一種吸收性結(jié)構(gòu)，其中有液體攝取/分布層，平均干密度小于約0.30克/立方厘米，用1.0％NaCl水溶液飽濕后的干密度小于約0.20克/立方厘米，平均干重度約0.001至0.10克/平方厘米；還有液體貯存層，位于攝取/分布層之下，并且包含至少約15％超吸收物質(zhì)。攝取/分布層含有約50至100％化學(xué)硬挺化纖維素纖維，0至約50％粘結(jié)物料。
文檔編號A61F13/00GK1053544SQ91100538
公開日1991年8月7日 申請日期1991年1月23日 優(yōu)先權(quán)日1990年1月23日
發(fā)明者杰弗里·T·庫克, 格倫·R·拉希, 丹尼·R·穆爾, 杰拉爾德·A·楊格 申請人:普羅格特-甘布爾公司