專利名稱：波紋狀復合材料和相關的吸附制品的制作方法
發(fā)明的領域本發(fā)明涉及一種吸附復合材料和包含該復合材料的吸附制品。該吸附復合材料是包含超強吸附材料的波紋狀復合材料。
發(fā)明的背景來自木漿的纖維素纖維用于各種吸附制品，例如，尿布、失禁用品和婦女保健用品。對這些吸附制品，為使其經(jīng)久耐用和有效控制液體，希望它們不僅要具有良好的干濕強度特性，而且要具有對液體的高吸附能力、液體快速截留、低再濕性。由纖維素纖維制成的制品的吸附能力往往通過加入吸附材料如超強吸附聚合物而增強。在本領域內(nèi)已知的超強吸附聚合物具有吸附為其重量5-100倍或更多的吸附液體的能力。因此，超強吸附聚合物的存在顯著地增加由纖維素制成的吸附制品保留液體的能力。
因為超強吸附聚合物一旦同液體接觸就吸附液體并溶脹，所以至今都是把超強吸附聚合物首先并合到由常規(guī)的干法成網(wǎng)法制備的纖維素墊層上。商業(yè)上不采用濕法成網(wǎng)法形成纖維素墊層，因為在形成吸附墊層時，超強吸附聚合物能夠吸附液體并溶脹，這樣為使其完全干燥需要很多的能量。
由濕法成網(wǎng)法形成的纖維素結構一般具有某些優(yōu)于干法成網(wǎng)法纖維素結構性能。濕法成網(wǎng)法纖維素結構的完整性、液體分布和芯給特性一般都優(yōu)于干法成網(wǎng)法。試圖把濕法復合材料的這些優(yōu)點同超強吸附材料的高吸附能力結合起來，就形成包含超強吸附聚合物的各種濕法吸附復合材料。這些結構的特征，一般是在濕法復合材料即層制品的表面上分布有超強吸附聚合物的結構，或是在整個復合材料中相當均勻地分布著超強吸附材料的結構。
但是，包含超強吸附材料的吸附復合材料常常有形成凝膠堵塞的缺點，在吸附液體時，超強吸附材料易凝結成膠狀物，它阻止液體芯給至復合材料的未濕部分。凝膠堵塞阻止把所得到的液體分布到復合材料的未濕部分，從而阻礙著超強吸附材料在纖維復合材料中的實際有效利用。包含超強吸附材料相當均勻分布的普通纖維復合材料的芯給能力，在初始液體侵入后，一般地明顯受到限制。這種纖維復合材料能力的減弱是由于伴隨超強吸附材料的溶脹，毛細管截留和分布通道變窄。包含超強吸附材料的普通吸附芯吸附能力減弱和同時損失的毛細管通道，由連續(xù)液體侵入后液體截留率的下降和很不理想的液體分布予以明確顯示。
因而，就需要有如下的吸附復合材料，它包含超強吸附材料，在整個復合材料中能有效獲得和芯給液體，并能把獲取的液體分布到吸附材料中，在這里液體被有效吸附和保留而無凝膠堵塞。還需要使吸附復合材料在連續(xù)液體侵入后能繼續(xù)在整個復合材料獲得和分布液體。此外，還需要使吸附復合材料包含具有濕法復合材料優(yōu)點的超強吸附材料，這些優(yōu)點包括濕強度、吸收能力和截留性能、液體分布、軟度和彈性。本發(fā)明尋求滿足這些需求，并提供更多的相關優(yōu)點。
發(fā)明概要一方面，本發(fā)明提供包含吸附材料的吸附纖維復合材料，所說吸附材料沿復合材料的長度方向分布于整個復合材料中。在著濕時，由該復合材料獲取的液體就分布于整個復合材料中，并最終由復合材料的吸附材料所吸附。在一個實施方案中，吸附材料沿復合材料的長度方向成帶狀分布。對于這樣的實施方案，吸附材料由獲得的液體溶脹，復合材料包含吸附材料的部分膨脹，復合材料濕潤的表面上升，形成螺紋或波紋。濕潤的復合材料的波紋結構，在連續(xù)液體侵入后能增加液體芯給、截留和分布。
本發(fā)明的另一方面，提供包含波紋狀復合材料的吸附制品。吸附制品包括消費者使用的吸附制品，如尿布、婦女保健品和成人失禁用品。
附圖的簡要說明結合附圖，參考后面的詳細描述，本發(fā)明的上述各個方面和許多附帶的優(yōu)點就變得易于理解和認識。其中所述附圖是

圖1是本發(fā)明有代表性的復合材料的頂視圖；圖2A是本發(fā)明有代表性的復合材料干燥狀態(tài)的剖面圖；圖2B是本發(fā)明有代表性的復合材料濕潤狀態(tài)的剖面圖；圖2C是圖2B顯示的濕潤復合材料的透視圖；圖3是本發(fā)明有代表性的復合材料的剖面圖；圖4A是本發(fā)明有代表性的復合材料上表面的透視圖；圖4B是本發(fā)明有代表性的復合材料下表面的透視圖；圖5是本發(fā)明有代表性的帶狀吸附材料的透視圖；圖6是本發(fā)明另一有代表性的帶狀吸附材料的透視圖；圖7是本發(fā)明另一有代表性的帶狀吸附材料的透視圖；圖8是本發(fā)明有代表性的復合材料的局部顯微照片(放大15倍)，該照片顯示通過富含吸附材料區(qū)域橫向切割的縱向圖像；圖9是本發(fā)明有代表性的復合材料的局部顯微照片(放大15倍)，該照片顯示通過液體分配區(qū)區(qū)域橫向切割的縱向圖像；圖10是本發(fā)明有代表性的復合材料的局部顯微照片(放大15倍)，該照片顯示在液體分配區(qū)和富含吸附材料區(qū)域之間的復合材料交界區(qū)域橫向切割的縱向圖像；圖11A是本發(fā)明另一有代表性的復合材料的透視圖；圖11B是由圖11A中顯示的復合材料和截留層構成的吸附結構的透視圖；圖12A是形成本發(fā)明復合材料的裝置和方法的簡圖；圖12B是形成本發(fā)明復合材料的裝置的局部俯視圖13是形成本發(fā)明復合材料的雙長網(wǎng)裝置和方法的簡圖；圖14A-14H是本發(fā)明有代表性的復合材料的剖面圖；圖15是形成本發(fā)明復合材料的有代表性網(wǎng)前箱裝置和方法的簡圖；圖16是形成本發(fā)明復合材料的有代表性網(wǎng)前箱裝置和方法的簡圖；圖17是本發(fā)明為把吸附材料引入到纖維網(wǎng)上使用的有代表性的導管圖；圖18是加入本發(fā)明有代表性復合材料的吸附制品局部組成的剖面圖；圖19是加入本發(fā)明有代表性復合材料的吸附制品局部組成的剖面圖；圖20是將儲存層和本發(fā)明有代表性復合材料結合的吸附結構的局部剖面圖；圖21是將儲存層和本發(fā)明有代表性復合材料結合的吸附結構的局部剖面圖；圖22是將儲存層、截留層和本發(fā)明有代表性復合材料結合的吸附結構的局部剖面圖；圖23是將儲存層、截留層和本發(fā)明有代表性復合材料結合的吸附結構的局部剖面圖；圖24A-24D是加入本發(fā)明有代表性復合材料的吸附結構的局部剖面圖；圖25A-25H是加入本發(fā)明有代表性復合材料的吸附制品的局部剖面圖；圖26A是加入本發(fā)明有代表性復合材料的吸附制品的局部剖面圖；圖26B是將透液表面層、不透液的背面層和本發(fā)明有代表性復合材料結合的吸附制品的優(yōu)選實施方案的剖面圖；圖27是加入本發(fā)明有代表性復合材料的吸附制品的局部剖面圖28是加入本發(fā)明有代表性復合材料的吸附制品的局部剖面圖；圖29是加入本發(fā)明有代表性復合材料的吸附制品的局部剖面圖。
優(yōu)選方案的詳細描述本發(fā)明的吸附復合材料是包含吸附材料的纖維復合材料。吸附復合材料包含沿復合材料的長度方向以帶狀分布有吸附材料的纖維基質(zhì)。主要由纖維構成的分配區(qū)域處在吸附材料的復合材料帶之間。一般地，吸附材料的作用是吸附和保留由復合材料獲得的液體。復合材料的纖維分配區(qū)域的作用，是獲取與復合材料接觸的液體和把獲得的液體分配到整個復合材料，并最終分配到吸附材料上。
吸附復合材料可很方便地被結合成各種吸附制品，如包括易處理達到尿布和訓練襯褲在內(nèi)的尿布；包括衛(wèi)生巾在內(nèi)的婦女保健品和褲襯；成人失禁用產(chǎn)品；擦臉巾；外科和牙科紗布；繃帶；食品盤墊等。因為這種復合材料是高吸附性的，所以可把它作為儲存液體的芯子包含于吸附制品中。在這樣的結構中，該復合材料可同一個或多個其他復合材料或復合層結合，例如，包括截留和／或分配層。另外，因為該復合材料可迅速地獲取、分配和儲存液體，所以它可作為唯一的吸附組分有效地結合成吸附制品，而無需包括其他獨立的層，如截留和／或分配層。在優(yōu)選的實施方案中，本發(fā)明提供了吸附制品，如尿布，它包括波紋狀的復合材料、具有透液的表面層和不透液的背面層。另外，由于該復合材料能夠迅速地獲取與分配液體，它可起液體控制層的作用，將一部分獲取的液體輸送到底層儲存芯。在另一個實施方案中，該吸附復合材料可同儲存芯結合，以便提供用于吸附制品的吸附芯。
本發(fā)明的吸附復合材料是波紋狀的儲存復合材料。這里所使用的術語“波紋狀”是指該復合材料的性質(zhì)，當它被濕潤的時，由于吸附材料的膨脹而展開形成螺紋或波紋。如上所述，吸附材料以帶狀或條紋狀垂直該復合材料的寬度方向放置，并沿復合材料的長度方向成帶狀延伸。當與這種纖維復合材料獲取的液體接觸時，吸附材料發(fā)生溶脹，形成具有螺紋或波紋的濕潤復合材料，它包含由分配區(qū)段或通道分離的溶脹的吸附材料，該分配區(qū)段或通道是一般基本不含吸附材料的的區(qū)域。
本發(fā)明的波紋狀復合材料是由纖維質(zhì)纖維制成的纖維結構，在成型工藝中纖維質(zhì)纖維被濕潤從而得到其纖維處于鍵合狀態(tài)的纖維復合材料。如上下文所使用的那樣，術語“鍵合”是指被濕潤的纖維間形成氫鍵，并形成墊或網(wǎng)。濕潤的纖維之間發(fā)生鍵合，并接著形成纖維網(wǎng)，導致墊網(wǎng)強度和結構整體性比干法墊網(wǎng)在濕干兩種情況下都有增加。由濕纖維形成的纖維網(wǎng)，其強度和整體性明顯地高于由干燥纖維形成的干法纖維網(wǎng)，后者不能有纖維間任何顯著的鍵合。在纖維網(wǎng)中最接近的干燥纖維不足以提供纖維間任何顯著的鍵合。因而，如眾所周知，干法纖維網(wǎng)一般缺乏濕或干強度。除標準的濕法外，由成泡工藝也能產(chǎn)生濕纖維，并形成纖維網(wǎng)。
本發(fā)明的波紋狀吸附復合材料的條帶性由圖1-3予以說明。參閱圖1，按照本發(fā)明形成的由標號10指示的代表性的波紋狀吸附復合材料，包括富含吸附材料的區(qū)域(即液體儲存區(qū)域)12和基本上無吸附材料的纖維區(qū)域(即液體分配區(qū)域)14。富含吸附材料的區(qū)域12一般是已加入了吸附材料的纖維區(qū)域。
當吸附復合材料同液體接觸時，液體就迅速被復合材料中占優(yōu)勢地位的纖維區(qū)域所獲取。該纖維區(qū)域的性質(zhì)是相對開放和多孔的，能促使液體快速截留、芯給和分配。由復合材料獲取的液體一般是借助于分配區(qū)域(即區(qū)域14)沿復合材料的長度方向縱向迅速地通過纖維復合材料，并由富含吸附材料的區(qū)域(即區(qū)域12)所吸附。獲取的液體一般是橫向芯給到吸附材料上，像液體沿復合材料的長度方向分配一樣。
對于波紋狀的復合材料，對液體連續(xù)侵入的吸附速率要大于初始液體侵入時通過形成波紋和通道時的速率。在濕潤時，本發(fā)明的復合材料就變成為具有通道的波紋結構，其通道迅速獲取另外的液體并將其分配到遠離入侵點的地方。超強吸附材料對液體的吸收導致纖維結構膨脹和空隙增大。對于波紋狀的復合材料，對以后液體入侵截留的時間一般都小于初始截留的時間。對連續(xù)液體入侵截留時間的減少，在普通的吸附材料結構上一般是觀察不到的。因為普通的吸附材料結構不能形成波紋狀結構，因而就沒有分配后加液體的通道，這樣的結構對連續(xù)液體侵入截留的時間一般都會增加。截留時間的增加歸因于以下的事實，即液體只是慢慢地被獲取并通過復合材料飽和區(qū)域分配到復合材料的比較遠的、能夠吸附液體的區(qū)域。波紋狀的吸附復合材料對初始液體截留的速率，一般是相當或大于普通的吸附結構，而對連續(xù)的液體截留比普通的復合材料要顯著增加。
本發(fā)明的波紋狀復合材料的干濕結構示于圖2A和2B，它們都是有代表性波紋狀吸附復合材料的橫向剖面圖。圖2A是圖1所示的干燥復合材料的剖面圖，圖1標注了區(qū)域12和14在未濕復合材料中的厚度相對均勻。圖2B是圖1所示復合材料在濕潤狀態(tài)的剖面圖，例如在液體侵入和吸收，以及吸附材料發(fā)生溶脹和膨脹之后。參閱圖2B，富含吸附材料的區(qū)域12(即液體儲存區(qū)域)有被纖維區(qū)域14(即液體分配區(qū)域)分隔的螺紋或波紋，并在波紋間形成凹面或通道。由于至少有部分濕潤纖維復合材料的波紋狀結構，波紋狀復合材料比以其他構型包含吸附材料的復合材料對連續(xù)的液體入侵能更迅速吸附。其所指其他構型，如吸附材料在整個復合材料中基本均勻分配的，特別易于產(chǎn)生膠體堵塞，截留率低，還會有漏液。
有代表性的波紋狀吸附復合材料的液體截留率和時間與實施例1中的吸附材料相當均勻分布的儲存芯相似。波紋狀吸附復合材料的截留率明顯地高于市場出售的芯，這種芯的截留率在液體連續(xù)入侵后就顯著減少。相反，本發(fā)明的復合材料對三次入侵都保持高的截留率。波紋狀的復合材料的截留率還高于有類似組成的復合材料，該材料是在整個復合材料中具有相當均勻分布的濕復合材料。
實施例2對有代表性的波紋狀吸附復合材料同市場上銷售的尿布芯和濕法纖維芯進行了比較，后者包含有在整個復合材料中基本均勻的分布的超強吸附材料。平行和垂直芯給結果表明，干法商業(yè)芯具有最差的芯給特性，而具有帶狀吸附材料的本發(fā)明的復合材料同有類似組成的吸附材料相當均勻分布的復合材料相比，顯示明顯增強的芯給特性。
液體由入侵點向整個復合材料的分布表明這種復合材料的芯給能力和材料利用效率。在實施例3中，將本發(fā)明有代表性的波紋狀復合材料的液體分布與兩種市場上銷售的尿布芯的比較。結果表明，與市場上銷售的芯在入侵點聚集液體不同，波紋狀的復合材料具有近乎理想的分布，液體在整個復合材料中分布，并充分利用材料。
因為在普通的儲存芯中吸附液體侵入的速率小于平均嬰兒排尿速率，所以液體可能從尿布的邊緣溢漏。為防止這種溢漏，尿布制造商已開發(fā)出精巧而昂貴的腿袖口密封系統(tǒng)，它可嚴密的包于嬰兒的腿上，但一般不太舒服，還會留下痕記。當把本發(fā)明的波紋狀的復合材料作為儲存芯并合到尿布上時，就克服了普通儲存芯的邊緣溢漏問題。因而，在一個優(yōu)選的實施方案中，波紋狀的吸附復合材料包含最外層的吸附材料帶，它比內(nèi)層含更多的吸附材料。參閱圖3，最外層富含吸附材料的區(qū)域12比內(nèi)層區(qū)域12，具有較多的吸附材料，因此，比含有相對較少吸附材料的波紋具有更大的吸附能力，可溶脹和膨脹到更大的尺寸。在最外層區(qū)域12，波紋狀的吸附芯含有相對較多的吸附材料，有助于防止液體從復合材料的邊緣溢漏。在另一個優(yōu)選的實施方案中，最外層富含吸附材料的區(qū)域12包含的吸附材料比內(nèi)層區(qū)域12包含的吸附材料具有較高的吸附能力和／或液體保留能力。
嬰兒的皮膚對由尿布儲存芯保留液引起的刺激和皮疹都是很敏感的。從已獲取液體的吸附制品釋放的液體量定義為“再濕性”。雖然儲存芯表面一般必須是親水的，以便有效地吸附液體，但這樣的親水性表面也提高“再濕性”。與同穿戴者的皮連續(xù)接觸的普通吸附制品不同，波紋狀的復合材料表面同穿戴者只是在波紋的上緣接觸，因而可將同穿戴者皮膚的連續(xù)接觸和“再濕性”減到最少。由于本發(fā)明的波紋狀復合材料與普通儲存芯相比，將嬰兒皮膚同潮濕表面間的接觸減到最少，波紋狀的吸附復合材料就為皮膚健康提供了許多優(yōu)點，也使穿戴者感到舒適。已認真研究過，該復合材料的波紋狀結構，還為冷氣流通過包含波紋狀復合材料的吸附制品的情況，提供了皮膚健康方面的優(yōu)點。在實施例1中，將有代表性的波紋狀吸附復合材料的“再濕性”同商業(yè)上出售的尿布芯進行了比較，一般地說，對于連續(xù)入侵，商業(yè)芯的“再濕性”增加。相反，本發(fā)明的波紋狀的復合材料的再濕性仍然較低并基本保持不變。
波紋狀復合材料的結構提供了進一步減少再濕性的可能。液體入侵一般出現(xiàn)在垂直包含纖維區(qū)域和富含吸附材料區(qū)域的復合材料寬度方向。一般是液體被迅速獲取并通過復合材料的纖維區(qū)域(即區(qū)域14)分配，并儲存在富含吸附材料的區(qū)域(即區(qū)域12)。最終獲取的液體存于波紋結構的吸附材料帶內(nèi)。為進一步減少再濕性，波紋狀的吸附復合材料可以包含一個與復合材料波紋的上表面相一致的疏水層(即覆蓋于區(qū)域12的表面)。合適的疏水層一般包括乳膠膜和其他疏水膜以及本領域內(nèi)已知的涂層。因為在涂復波紋間的分配區(qū)域(區(qū)域14)與穿戴者沒有身體接觸，因為疏水層保護穿戴者不與包含吸附材料和截留液體的波紋接觸，所以這樣涂復的波紋狀的復合材料通過減少皮膚濕度增進皮膚健康。另外，疏水層還可固定在吸附復合材料的外表面。這樣的結構有利于減少在尿布中傳統(tǒng)上使用的聚乙烯水分阻檔層(即不透水的背層)的厚度。疏水阻檔層用于復合材料的外表面，會降低總費用和有波紋狀吸附復合材料的吸附制品中材料的用量。
具有與復合材料的吸附材料帶相一致并固定在復合材料內(nèi)表面的疏水層的有代表性的波紋狀吸附復合材料示于圖4A。參閱圖4A，涂復的復合材料20包括如上所述的區(qū)域12和14，以及與富含吸附材料的區(qū)域12基本相符并覆蓋其上的疏水阻檔層16。具有固定在波紋狀吸附復合材料外表面疏水阻檔層的有代表性的波紋狀吸附復合材料示于圖4B。
纖維是本發(fā)明波紋狀吸附復合材料的主要組分。適于本發(fā)明使用的纖維是本領域內(nèi)的專業(yè)技術人員已知的，包括可以形成吸附復合材料的任何纖維。適當?shù)睦w維包括天然和合成的纖維。纖維的結合，包括合成纖維與天然纖維的結合，以及處理的和未處理的纖維，也可適用于這種復合材料。
一般地說，復合材料中纖維的存在量，以復合材料的總重量為基準，從大約20％到大約90％，優(yōu)選從大約50％到大約70％。在一個優(yōu)選的實施方案中，復合材料包含大約60％的纖維。
本發(fā)明的復合材料包含彈性纖維。這里所使用的術語“彈性纖維”指存在于復合材料中并能給予網(wǎng)狀結構的纖維。一般地說，彈性纖維為復合材料提供厚度和彈性。將彈性纖維用于復合材料，就使這種復合材料在吸附液體膨脹后無結構整體性損失。彈性纖維還為復合材料提供軟度。此外，彈性纖維還為復合材料的成型工藝帶來方便。由于包含彈性纖維的濕潤復合材料產(chǎn)生多孔和開放的結構，所以這樣的復合材料排水相當容易，因而比不含彈性纖維的濕潤復合材料易于脫水和干燥。復合材料包含彈性纖維的量，根據(jù)復合材料的總重量，優(yōu)選大約10-60％，更優(yōu)選大約20-50％。
彈性纖維包括纖維質(zhì)纖維和合成纖維。優(yōu)選的彈性纖維包括化學剛化纖維、彎曲纖維、化學熱機械紙漿(CTMP)和預水解硫酸鹽法紙漿(PHKP)。
術語“化學剛化增強纖維”指通過化學手段使纖維在干濕條件下剛性增強的纖維。加入可覆蓋和／或滲透到纖維去的化學硬化劑能使纖維增強。硬化劑包括聚合的濕強增強劑，其中包括樹脂類試劑，如下面描述的聚酰胺-表氯醇和聚丙烯酰胺樹脂。通過改變纖維的結構，如用化學交聯(lián)的方法，也能使纖維增強。優(yōu)選的化學剛化纖維是纖維內(nèi)部交聯(lián)的纖維質(zhì)纖維。
彈性纖維可包括非纖維質(zhì)纖維，例如，包括聚烯烴、聚酰胺和聚酯纖維在內(nèi)的合成纖維。在一個優(yōu)選的實施方案中，彈性纖維包括交聯(lián)的纖維質(zhì)纖維。
這里所使用的術語“彎曲纖維”指經(jīng)過化學處理的纖維質(zhì)纖維。例如，彎曲纖維包括用氨處理的纖維。
除了彈性纖維外，本發(fā)明的復合材料還包括基質(zhì)纖維。這里所使用的術語“基質(zhì)纖維”指能與其他纖維形成氫鍵的纖維。在復合材料中包含基質(zhì)纖維是為了增加復合材料的強度?；|(zhì)纖維包括纖維質(zhì)纖維，如木漿纖維、高精漿的纖維質(zhì)纖維、高表面的纖維如膨脹的纖維素纖維。其他適用的纖維質(zhì)纖維包括棉短絨纖維、棉纖維、麻纖維等。復合材料包含的基質(zhì)纖維的量，根據(jù)復合材料的總重量，優(yōu)選大約10-50％，更優(yōu)選大約15-30％。
本發(fā)明的復合材料優(yōu)選同時包括彈性和基質(zhì)纖維。在一個優(yōu)選的實施方案中，根據(jù)復合材料的總重量，復合材料包含的彈性纖維的量，從大約25％到大約50％；基質(zhì)纖維的量，從大約10％到大約40％。在更優(yōu)選的實施方案中，根據(jù)復合材料的總重量，復合材料包含的彈性纖維的量，從大約30％到大約45％，優(yōu)選交聯(lián)的纖維質(zhì)纖維；基質(zhì)纖維的量，從大約15％到大約30％，優(yōu)選木漿纖維。對于由濕法和成泡工藝形成的有代表性的復合材料，復合材料優(yōu)選包括大約45％的彈性纖維(如交聯(lián)的纖維質(zhì)纖維)和大約15％的基質(zhì)纖維。
纖維質(zhì)纖維可以是波紋狀吸附復合材料的基本組分。纖維質(zhì)纖維雖然可從其他來源獲得，但主要來自木漿。適合于本發(fā)明使用的木漿纖維，可從眾所周知的化學方法得到，如硫酸鹽法和亞硫酸鹽法，經(jīng)過或不經(jīng)過后面的漂白均可。紙漿纖維還可以由預熱機械法、化學預熱機械法或它們二者結合進行生產(chǎn)。優(yōu)選的紙漿是由化學方法制備的。細木漿纖維，循環(huán)或二級木漿纖維，漂白和未漂白的木漿纖維均可使用，軟木和硬木都可用。木漿纖維選擇的細節(jié)本領域內(nèi)的專業(yè)技術人員是很清楚的。這些纖維從市場上可由許多公司購買，包括本發(fā)明的受讓人Weyerhaeuser公司。例如，本發(fā)明能使用的由美國長葉松制備的適用的纖維素纖維，可從Weyerhaeuser公司購買，商品規(guī)格為CF416、NF405、PL416、FR516和NB416。
本發(fā)明的木漿纖維在使用前還可進行預處理。這種預處理包括，物理處理，如用蒸汽處理纖維，或化學處理，如利用各種交聯(lián)劑的任一種交聯(lián)纖維素纖維。交聯(lián)增加纖維的松密度和彈性，因而可改善纖維的吸附性能。一般地說，交聯(lián)的纖維是捻合卷曲的。使用交聯(lián)纖維使得復合材料有更大的彈性、柔軟、松密度，并使芯給能力增加。由南方松樹制備的適用的交聯(lián)纖維素纖維可從Weyerhaeuser公司購買，商品規(guī)格為NBH416。交聯(lián)纖維素纖維和它們的制備方法公開于Graef等人的美國專利5，437，418和5，225，047中。特收編于此，以備參考。
交聯(lián)纖維可通過由交聯(lián)劑處理纖維而制備。適用的纖維素交聯(lián)劑包括醛和脲基甲醛的加成產(chǎn)物。例如，參閱美國專利3，224，926；3，241，533；3，932，209；4，035，147；3，756，931；4，689，118；4，822，453；Chung等人的美國專利3，440，135；Lash等人的美國專利4，935，022；Herron等人的美國專利4，889，595；Shaw等人的美國專利3，819，470；Steiger等人的美國專利3，658，613和Graef等人的美國專利4，853，086，所有這些專利均特收編于此，以便去參閱其全文。纖維素纖維還可用羧酸交聯(lián)劑交聯(lián)，這些交聯(lián)劑包括多羧酸。美國專利5，137，537；5，183，707和5，190，563描述了應用至少含有二個羧基的C2-C9多羧酸(例如檸檬酸和氧代二丁二酸)作為交聯(lián)劑。
適用的脲基交聯(lián)劑包括羥甲基化脲、羥甲基化環(huán)脲、羥甲基化低級烷基取代的環(huán)脲、羥甲基化二羥基環(huán)脲、二羥基環(huán)脲、低級烷基取代的環(huán)脲。特別優(yōu)選的脲基交聯(lián)劑包括二羥甲基脲(DMU，二[N-羥甲基]脲)、二羥甲基亞乙基脲(DMEU，1，3-二羥甲基-2-咪唑烷酮)、二羥甲基二羥基亞乙基脲(DMDHEU，1，3-二羥甲基-4，5-二羥基-2-咪唑烷酮)、二甲基二羥基脲(DMDHU)、二羥基亞乙基脲(DHEU，4，5-二羥基-2-咪唑烷酮)、二甲基二羥基亞乙基脲(DMeDHEU，4，5-二羥基-1，3二甲基-2-咪唑烷酮)。
適用的多羧酸交聯(lián)劑包括檸檬酸、灑石酸、蘋果酸、琥珀酸、戊二酸、檸康酸、衣康酸、酒石酸鹽、單琥珀酸和馬來酸。其他多羧酸交聯(lián)劑包括聚合的多羧酸，如聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚馬來酸、聚(甲基乙烯醚-順丁烯二酸)共聚物、聚(甲基乙烯醚-衣康酸)共聚物、丙烯酸共聚物和馬來酸共聚物。聚合的多羧酸交聯(lián)劑，如聚丙烯酸聚合物、聚馬來酸聚合物、丙烯酸共聚物和馬來酸共聚物的應用，在申請序號No．08／989，697，申請日期1997年12月12日，受讓人Weyerhaeuser公司的美國專利中作了描述。交聯(lián)劑的混合物也可使用。
交聯(lián)劑可包含催化劑，以提高交聯(lián)劑同纖維素纖維間的鍵合反應。適用的催化劑包括酸性鹽，如氯化銨、硫酸銨、氯化鋁、氯化鎂和含磷酸的堿金屬鹽。
雖然不作為一個限定條件提出來，但是預處理纖維的實例包括利用能改善纖維表面化學的表面活性劑或其它液體。其他的預處理包括加入抗微生物劑、色素、染料和稠化劑或軟化劑。用其他化學品如熱塑性和熱固性樹脂處理的纖維也可使用。還可把各種預處理結合起來使用。在復合材料形成后，類似的處理也可在后處理工藝中應用。
用本領域內(nèi)已知的顆粒粘合劑和／或稠化／軟化助劑處理過的纖維質(zhì)纖維也可在本發(fā)明中使用。顆粒粘合劑的作用是把其他材料，如纖維質(zhì)纖維超強吸附聚合物等粘附在纖維質(zhì)纖維上。用適用的顆粒粘合劑和／或稠化／軟化助劑處理過的纖維質(zhì)纖維，以及把它們同纖維素纖維結合在一起的方法公開于下面的美國專利中(1)專利號5，543，215，名稱為“粘結顆粒與纖維的聚合物粘合劑”；(2)專利號5，538，783，名稱為“粘結顆粒到纖維上的非聚合物有機粘合劑”；(3)專利號5，300，192，名稱為“用粘結顆粒到纖維上的反應活性粘合劑制備濕法纖維紙頁”；(4)專利號5，352，480，名稱為“利用反應活性粘合劑粘結顆粒到纖維上的方法”；(5)專利號5，308，896，名稱為“用于高松密度纖維的顆粒粘合劑”；(6)專利號5，589，256，名稱為“增加纖維稠化度的顆粒粘合劑”；(7)專利號5，672，418，名稱為“顆粒粘合劑”；(8)專利號5，607，759，名稱為“纖維的顆粒粘合劑”；(9)專利號5，693，411，名稱為“粘結水溶性顆粒到纖維上的粘合劑”；(10)專利號5，547，745，名稱為“顆粒粘合劑”；(11)專利號5，641，561，名稱為“纖維的顆粒粘合劑”；(12)專利號5，308，896，名稱為“高松密度纖維的顆粒粘合劑”；(13)專利號5，498，478，名稱為“作為纖維粘合劑材料的聚乙二醇”；(14)專利號5，609，727，名稱為“粘合顆粒的纖維產(chǎn)品”；(15)專利號5，571，618，名稱為“粘結顆粒到纖維上的反應活性粘合劑”；(16)專利號5，447，977，名稱為“高松密度纖維的顆粒粘合劑”；(17)專利號5，614，570，名稱為“包含高松密度纖維粘合劑的吸附制品”；(18)專利號5，789，326，名稱為“粘合劑處理的纖維”；(19)專利號5，611，885，名稱為“顆粒粘合劑”。這些專利特全部收編此處，以便參考。
除天然纖維外，合成纖維包括聚合物纖維，如聚烯烴、聚酰胺、聚酯、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯纖維也可用于本發(fā)明的吸附復合材料。例如，適用的合成纖維包括聚對苯二甲酸乙二酯、聚乙烯、聚丙烯、尼龍和人造絲纖維。其他適用的合成纖維包括由熱塑性聚合物制備的纖維，用熱塑性聚合物涂復的纖維質(zhì)纖維和其他纖維，和至少一個組分包含熱塑性聚合物的多組分纖維。單和多組分纖維可由聚酯、聚乙烯、聚丙烯和其他普通的熱塑性纖維材料制造。單和多組分纖維市場上是可買到的。適用的雙組分纖維包括從Hoechst-Celanese公司買來的Celbond_纖維。吸附復合材料還可同時包含天然纖維和合成纖維。合成纖維，包括天然纖維和合成纖維的結合物，可以用于復合材料的波紋和／或分配區(qū)域。
在一個優(yōu)選的實施方案中，吸附復合材料包括紙漿纖維(例如Weyerhaeuser公司產(chǎn)品，規(guī)格NB416)和交聯(lián)的纖維質(zhì)纖維(例如Weyerhaeuser公司產(chǎn)品，規(guī)格NHB416)的結合物。在優(yōu)選的實施方案中，以纖維的總重量為基準，吸附復合材料包括大約50％紙漿纖維和大約50％交聯(lián)的纖維質(zhì)纖維的結合物。
在優(yōu)選的實施方案中，濕法或成泡法形成的波紋狀復合材料，是由包含勻漿過的美國長葉松纖維和交聯(lián)纖維混合物的纖維配料形成的。由這樣的結合物形成的復合材料，比由包含美國長葉松纖維和勻漿過的交聯(lián)纖維的混合物形成的復合材料，有更高的紙頁整體性和松密度。另外，勻漿過的美國長葉松纖維和交聯(lián)纖維的經(jīng)結合物還可進一步溫和地勻漿。
本發(fā)明波紋狀吸附復合材料用于吸附制品時，可作為獲取的液體儲存層。為有效保留獲取的液體，復合材料包含吸附材料。
如上所述，吸附材料處在纖維復合材料的帶中。大體上說，吸附材料帶實際上可以任何形狀、大小和復合材料的位置成形。復合材料帶適用的構型，包括不防礙液體截留或不加重凝膠堵塞的任何構型。吸附材料帶可包括平直帶、曲面帶或波浪式帶和之字型帶等。具有波浪式帶的有代表性的帶狀吸附復合材料示于圖5。復合材料帶還可包括吸附材料的脈沖帶。這里使用的術語“脈沖帶”是指沿復合材料的長度方向延伸的帶，它不是連續(xù)的，而是由基本上不含吸附材料的區(qū)域所隔開的帶。脈沖帶的功能是為復合材料在垂直吸附材料的寬度方向(即橫向)提高液體的分配能力。具有脈沖帶的有代表性的帶狀吸附復合材料示于圖6。如圖6說明的那樣，在一個實施方案中，脈沖帶具有分枝構型能進一步提高橫向的液體分配。吸附材料的這種分枝構型，可由異步脈沖輸送吸附材料的噴嘴(即一個噴嘴產(chǎn)生的脈沖與另一個噴嘴產(chǎn)生的脈沖不同步)，把吸附材料注入到復合材料中而形成。脈沖帶的長度可有很大的變化，例如，它可以是吸附材料的長度和寬度大致相等的點或斑點。具有類似于點或斑點的脈沖帶的有代表性的帶狀吸附復合材料示于圖7。
復合材料的帶或波紋是富含吸附材料的復合材料的區(qū)域。復合材料的分配區(qū)域可包含某些吸附材料?？梢岳斫獾氖牵m然吸附材料是以帶的形式并合到復合材料中的，但是，在復合材料中吸附材料帶的形成，有可能把某些吸附材料引入到復合材料的纖維分配區(qū)域。吸附材料并入復合材料可能導致吸附材料和在纖維基部存在的纖維之間某種程度的混合。結果就在主纖維分配區(qū)域和吸附材料帶之間形成一個過渡區(qū)。這個過渡區(qū)包含纖維和吸附材料。復合材料的纖維基體也可以包含某些吸附材料，因而就導致分配區(qū)域也包含吸附材料。在分配區(qū)域有吸附材料的方案中，吸附材料的存在量不要太大，以免減少這些區(qū)域分配獲得的液體的效率。
由濕法形成的有代表性的復合材料剖面圖顯微照片示于圖8-10。圖8通過復合材料的吸附材料帶(即富含吸附材料的復合材料區(qū)域12)橫向切割的縱向圖像。圖9是通過復合材料的液體分配區(qū)域(即基本上無吸附材料的復合材料的區(qū)域14)橫向切割的縱向圖像。圖10是通過復合材料中間層、吸附材料帶和分配區(qū)(即通過上面所描述的過渡區(qū)域)橫向切割的縱向圖像。
這里所使用的術語“吸附材料”指能吸附液體的材料，一般其吸附能力要大于復合材料的纖維質(zhì)纖維組分。優(yōu)選的吸附材料是水能溶脹而一般不能溶解的聚合物材料，其吸附能力是它在鹽水(如0．9％的鹽水)中吸附的重量最少是自身重量的大約5倍，希望達到大約20倍，優(yōu)選的是大約100倍或更高。吸附材料在形成復合材料的方法中所使用的分散介質(zhì)中是可溶脹的。在一個實施方案中，吸附材料在分散介質(zhì)中未被處理和溶脹。但另一個實施方案中，吸附材料是在復合材料形成過程中不吸附水的吸附材料。這些抗吸附的吸附材料包括涂復的和化學改性的吸附材料。
吸附材料在復合材料中存在的量，依復合材料的用途可有很大的變化。當吸附復合材料被單獨用作吸附復合材料時，例如，用于制做吸附尿布的布料時，復合材料中吸附材料的量就比較低(例如，大約是重量的0．1％)。吸附材料在吸附制品中的存在量就相當大，如用于嬰兒尿布的吸附芯時。在這些結構中，吸附材料在復合材料中適宜的存在量，以復合材料的總重量為基礎，從大約10％到大約80％，優(yōu)選從大約30％到大約50％。在優(yōu)選的實施方案中，以復合材料的總重量計算，復合材料包含大約40％的吸附材料。
吸附材料可包括天然材料如瓊脂、果膠和瓜耳樹膠，和合成材料如合成水凝膠聚合物。合成水凝膠聚合物包括如羧基甲基纖維素、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、聚乙烯基醚、羥丙基纖維素、聚乙烯嗎啉酮、乙烯基磺酸的聚合物和共聚物、聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺和聚乙烯吡啶等。在優(yōu)選的實施方案中，吸附材料是超強吸附材料。這里使用的“超強吸附材料”指通過吸附大量液體溶脹并形成水合凝膠(即水凝膠)的聚合物材料。超強吸附聚合物除吸附大量液體外，還能在適當壓力下保留大量的體液。
超強吸附聚合物一般分為三類淀粉接枝共聚物、交聯(lián)的羧基甲基纖維素衍生物和改性的親水性聚丙烯酸酯。這些吸附聚合物的實例包括水解的淀粉-丙烯腈接枝共聚物、中和的淀粉-丙烯酸接枝共聚物、皂化的丙烯酸酯-乙酸乙烯酯共聚物、水解的丙烯腈共聚物或丙烯酰胺共聚物、改性的交聯(lián)聚乙烯醇、中和的自交聯(lián)聚丙烯酸、交聯(lián)的聚丙烯酸酯、羧基化的纖維素和中和的交聯(lián)的異丁烯-馬來酸酐共聚物。
超強吸附聚合物市場可買到，如Clariant(Portsmouth，Virginia)的聚丙烯酸酯。這些超強吸附聚合物以各種各樣的大小、形態(tài)和吸附性能被使用(從Clariant購買的商品規(guī)格是IM3500和IM3900)。其他的超強吸附顆粒物以商標SANWET(由Sanyo Kasei Kogyo KabushikiKaisha供應)和SXM77(由Greensboro的Stockhausen，North Carolina供應)出售。其他超強吸附聚合物公開于美國專利號4，160，059；美國專利號4，676，784；美國專利號4，673，402；美國專利號5，002，814；美國專利號5，057，166；美國專利號4，102，340；美國專利號4，818，598，特全部收編于此，以備參考。有超強吸附聚合物的產(chǎn)品如尿布描述在美國專利號3，669，103和美國專利號3，670，731中。
本發(fā)明的吸附復合材料中適當?shù)某瑥娢骄酆衔锇ǔ瑥娢骄酆衔镱w粒和超強吸附聚合物纖維。
在優(yōu)選的實施方案中，從復合材料制造的目的考慮，本發(fā)明的吸附復合材料包括其溶脹相當慢、但又有可接受的溶脹速度的超強吸附聚合物材料，以使其不會對該復合材料和包含該復合材料的任何結構物的吸附性能產(chǎn)生不利影響。
在一個實施方案中，本發(fā)明提供了具有吸附材料濃度梯度的復合材料。這里所使用的術語“濃度梯度”指在纖維復合材料的特定方向(即厚度、寬度和長度)上吸附材料的濃度梯度。吸附材料的濃度梯度通過這種材料在復合材料中選擇性地分布而形成。例如，如下所述，用較大數(shù)量的纖維混合物并伴隨吸附材料的濃度梯度損失的方式，將吸附材料引入到復合材料中。另外，吸附材料不以較大數(shù)量的纖維混合物的方式被引入到復合材料中，從而形成較大濃度梯度。復合材料的濃度梯度可以存在于下述幾個不同的方向z-方向(即復合材料的厚度方向)、x-方向(即橫過復合材料的寬度方向，橫向)、y-方向(即沿復合材料的長度方向，縱向)或x-方向、y-方向和z-方向的結合。研究吸附材料的濃度梯度，以增加液體芯給的能力，進一步減少凝膠堵塞的可能性。
在另一實施方案，本發(fā)明提供了成帶的復合材料，其中除了在帶中存在吸附材料外，還含有橫過其寬度的方向上相對均勻分布，在其整個厚度上沿其長度方向延伸的吸附材料。如下文所述吸附材料被分配在纖維復合材料中，并優(yōu)選以一定的濃度梯度分布于復合材料中。為了提供有用的復合材料，雖然也可以設想在x-和y-方向上有濃度梯度，但優(yōu)選至少在z-方向(即在復合材料的厚度方向上)上存在濃度梯度。本發(fā)明的復合材料包括在x-、y-和z-的一個或多個方向上存在濃度梯度的復合材料。對在z-方向上有濃度梯度的實施方案而言，優(yōu)選高濃度表面位于吸附制品遠離液體侵入的一面。在x-方向(即在復合材料的厚度方向)上有濃度梯度的一個實施方案中，優(yōu)選在復合材料寬度的中心濃度最大，并且從中心向復合材料的邊向外逐漸減少。在另一實施方案中，優(yōu)選在復合材料的邊上濃度最大。y-方向的梯度可提供沿復合材料長度方向上吸附材料區(qū)。
本發(fā)明的吸附復合材料選擇的含有濕強增強劑。所述的濕強增強劑使復合材料的強度增加，并提高了復合材料在潮濕狀態(tài)下的整體性。除了提高復合材料的濕強以外，濕強增強劑還有助于復合材料的纖維基質(zhì)中吸附材料如超強吸附材料的鍵合。
適當?shù)臐駨娫鰪妱┌ň哂泻鶊F(如氨基)的陽離子改性淀粉，例如可以從National Starch和Chemical Corp_Bridgewater，NJ買到的產(chǎn)品；膠乳；濕強樹脂如聚酰胺-表氯醇樹脂(如Kymene_557LX，Hercules，Inc_Wilmington，DE)，聚丙烯酰胺樹脂(如Coscia等人，USP 3，556，932所述，申請日1971年1月19日，又如由AmericanCyanamid Co．可買到Stanford，CT注冊的聚丙烯酰胺，商品名ParezTM631NC)；脲甲醛和蜜胺甲醛樹脂，以及聚氮丙啶樹脂。對造紙領域和本發(fā)明通?？捎玫臐駨姌渲囊话阈杂懻摽梢娪赥APPI的系列專論No．29，”Wet Strength in Paper and Paperboard”，TechnicalAssociation of the Pulp and Paper Industry(New York，1965)。
一般來說，以復合材料的總重量為基礎，在組合物中存在的濕強增強劑的量可以是重量的大約0．01至大約2％，優(yōu)選重量的大約0．1至大約1％，更優(yōu)選重量的大約0．3至大約0．7％。在優(yōu)選的實施方案中，用于本發(fā)明復合材料的濕強增強劑是聚酰胺-表氯醇樹脂，如可從Hercules買到的，注冊商標為Kymene_。按照本發(fā)明制備的吸附復合材料的濕強和干強強度通常會隨著濕強增強劑量的增加而提高。
已經(jīng)看出，在受到液體的連續(xù)侵入之后，按照本發(fā)明制備的復合材料能夠保持其結構的整體性，在取出尿布結構物之后基本上沒有受到損傷。與此相反，在受潮的尿布中含有超強吸附材料的常規(guī)的貯存芯會失去結構的整體性。因此，本發(fā)明波紋狀吸附芯的濕織物強度大大超過常規(guī)的貯存芯。
通常本發(fā)明的吸附復合材料的基重為大約50至大約1000g／m2，優(yōu)選大約200至大約800g／m2。在一個更優(yōu)選的實施方案中，吸附復合材料的基重為大約300至大約600g／m2。波紋狀復合材料的基重可以變化，并且依賴于其用途。當打算把波紋狀復合材料用作貯存層時，優(yōu)選復合材料的基重大于大約300g／m2。在用作液體處理層時，復合材料的基重優(yōu)選為大約100g／m2至大約400g／m2。波紋狀復合材料的平均密度(在橫向)通常為大約為0．03至大約0．8g／cm3，優(yōu)選大約為0．04至大約0．3g／cm3。在一個更優(yōu)選的實施方案中，吸附復合材料的平均密度大約為0．15g／cm3。
在一實施方案中，吸附復合材料是增加了密度的復合材料。在生產(chǎn)本發(fā)明增加了密度的復合材料時所用的致密化方法是本領域技術人員已知的方法。例如可以參見USP5，547，541，和專利申請序列號08／859，743，申請日1997年5月21日，發(fā)明題目是“軟化纖維和軟化纖維的方法”，申請人是Weyerhaeuser Company，兩者均引用來作為本文的參考。本發(fā)明后干燥的致密化吸附復合材料的密度大約為0．1至大約0．5g／cm3，優(yōu)選大約為0．15g／cm3。也可以使用預干燥致密化方法。優(yōu)選的，吸附復合材料用加熱或在室溫下用輪壓機碾壓的方法致密化。例如參見USP5，252，275和USP5，324，575，兩者均引用來作為本文的參考。
本發(fā)明吸附復合材料的組合可以變化以適合于加入了所述復合材料的最終產(chǎn)物的各種用途。在一優(yōu)選實施方案中，以本發(fā)明復合材料的總重量計，本發(fā)明的吸附復合材料包括大約60％重量的纖維質(zhì)纖維，大約40％重量的吸附材料(例如超強吸附聚合物顆粒)，以及大約0．25％重量的濕強增強劑(例如聚酰胺-表氯醇樹脂，Kymene_，每噸纖維大約2-20磅樹脂)。
根據(jù)所需復合材料的特性和其用途，本發(fā)明波紋狀吸附復合材料的大小可有很大變化。具體地說，作為兒童的尿布時，在復合材料的橫向?qū)挾壬嫌写蠹s2至大約6帶的吸附材料，優(yōu)選復合材料的外邊緣是含有吸附材料的帶。就成人失禁產(chǎn)品而言，復合材料可包括10或更多的帶。雖然帶的形狀和寬度不是特別關鍵的，吸附材料的帶通常是均勻地置于橫過復合材料的寬度，并且其寬度為大約0．10至大約0．75英寸。典型的，各帶之間被寬度為大約0．10至大約1．0英寸的分配區(qū)分隔。婦女保健品所含的吸附材料相對較少，在這些產(chǎn)品中使用的波紋狀復合材料的吸附材料帶相對較窄。
本發(fā)明波紋狀結構的復合材料可通過本領域技術人員已知的各種方法制備，所有這些方法都在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。例如，把多個吸附材料帶或截留／分配材料的帶中的一個帶粘合于纖維基底上；通過沉積、注入、涂、浸漬或灌輸將吸附材料加在纖維基底上；或通過下文所述的濕法和成泡的方法制備。
在實施方案中，所述波紋狀復合材料通過把吸附或截留／分配材料的帶粘合于纖維基底上，所述的帶還可以含有其它材料如纖維。在這些實施方案中，含有吸附材料的帶和纖維基底可通過本領域技術人員已知的各種方法，包括下文所述的干法、濕法和成泡方法各自獨立地制備。波紋狀復合材料可通過能夠?qū)зN或粘合于纖維基底上的任何方法制備，所述的方法能夠使流體在復合材料的組份之間傳遞。貼或粘合的適當方法例如包括膠粘合、熱粘合和纏繞的方法。與吸附材料只能接近復合材料的纖維組份的一類復合材料相比，由于在上述這些實施方案中加強了流體在復合材料組份之間傳遞，因此通常會改進吸附性能。
參見圖11A，波紋狀吸附復合材料22包括分配區(qū)26，它能夠快速地獲得并將其分配至貯存區(qū)24和貯存芯28。如上所述，分配區(qū)26基本上由纖維材料組成，貯存區(qū)24和貯存芯28通常是含有吸附材料的纖維層。如上所述，復合材料22可通過將纖維材料帶和吸附材料粘合于貯存芯以分別形成分配區(qū)26和貯存區(qū)24。另外，貯存區(qū)24可與貯存芯28組合形成，類似的，分配區(qū)26也可與貯存區(qū)24和貯存芯28組合。雖然分配區(qū)通常由濕法制得的復合材料制備，含有吸附材料的貯存區(qū)可由干法制得的復合材料形成。在一優(yōu)選實施方案中，分配區(qū)可由濕法制得的纖維復合材料形成，其中包括了適于截留和分配液體的纖維材料，以及貯存區(qū)和貯存芯由干法制得的復合材料形成，其中包括了適于貯存液體的吸附材料。在另一優(yōu)選實施方案中，貯存區(qū)和貯存芯由濕法制得的復合材料形成。一般來說，將具有這種結構的吸附復合材料與常規(guī)的貯存芯和復合材料組份之間流體的傳遞相對較差的材料相比，液體的截留能力增強了。
多層吸附結構物也可以包括本發(fā)明的波紋狀吸附復合材料。一種此類結構物如圖11B說明。如圖11B，吸附結構物23包括了纖維復合材料22和截留層32(如基本由纖維材料形成)。如上所述，復合材料22包括分配區(qū)26、貯存區(qū)24和貯存芯28。
具有單元結構的波紋狀復合材料通常是優(yōu)選的，因為有利于組份(即復合材料各區(qū))之間相鄰流體的交流和相對而言易于制造。相應的，在一優(yōu)選的實施方案中，波紋狀吸附復合材料由單元結構組合而成。
本發(fā)明波紋狀吸附復合材料可用濕法或形成泡沫的方法制備。這些一般性的方法是造紙工業(yè)領域的熟練技術人員已知的。
優(yōu)選的，本發(fā)明波紋狀吸附復合材料可用濕法和形成泡沫的方法制備。濕法的有代表性實例描述在USP5，300，192，申請日1994年4月5日，題目是“用活性粘合劑將顆粒粘合于纖維的濕法纖維造紙方法”，此專利引用作為本文的參考。在常用教科書中也描述了濕法，例如Casey，“Pulp and Paper”，第二版，1960年，第II卷，第八章造紙?？缮a(chǎn)本發(fā)明復合材料的有代表性的形成泡沫法在本領域是已知的，描述在USP3，716，449；3，839，142；3，871，952；3，937，273；3，938，782；3，947，315；4，166，090；4，257，754和5，215，627中，申請人Wiggins Teape，涉及由成泡沫的含水纖維懸浮液形成纖維材料，以及“The Use of anAqueous Foam as a Fiber-Suspending Medium in Quality Papermaking”，F(xiàn)oams，Proceedings of a Symposium Organized by the Society ofChemical Industry，Colloid and Surface Chemistry Group，R．J．Akers編輯，Academic Press，1976，其中描述了Radfoam方法，所有這些均引用作為參考。
在復合材料的形成過程中，將吸附材料加入復合材料之中，一般來說，形成波紋狀吸附復合材料的方法包括了將吸附材料沉積于纖維網(wǎng)上，然后在必要時使網(wǎng)干燥，從而得到本發(fā)明的復合材料。
在濕法生產(chǎn)中，優(yōu)選將吸附材料加入纖維漿液中，再把所述的漿液沉積于有孔的支撐物上(即成網(wǎng))。在此方法中，將吸附材料注入至少是部分脫水的纖維網(wǎng)狀織物上，所述的織物是將纖維漿液沉積于網(wǎng)狀支撐物而形成的。纖維漿液優(yōu)選在分散介質(zhì)(例如基本是含水的介質(zhì)如水)中包括纖維和濕強增強劑。吸附材料可以干燥顆粒的形式引入纖維網(wǎng)，優(yōu)選的，以在水介質(zhì)，優(yōu)選是在冷水(如34-40°F)中的液體懸浮液的形式引入。通常是在將漿液沉積于成網(wǎng)狀織物上之后立刻把吸附材料注入部分脫水的纖維網(wǎng)狀織物上。優(yōu)選把吸附材料沉積在部分脫水的纖維網(wǎng)狀織物上(即，在網(wǎng)狀織物脫水之前和在形成濕復合材料過程中，相對于漿液和干燥階段之前網(wǎng)更加結實)。在把吸附材料沉積在部分脫水的纖維網(wǎng)狀織物上以后，至少還要把含有纖維和吸附材料的網(wǎng)進一步除去部分分散介質(zhì)和水，優(yōu)選用真空方法，以得到網(wǎng)狀復合材料。然后，將所述的網(wǎng)狀復合材料干燥，從而得到吸附復合材料。
在成網(wǎng)過程中要求抑制吸附材料對液體的吸附。為了抑制液體吸附，可把吸附材料以在冷水中的分散液形式加入至少是部分脫水的網(wǎng)，所述的冷水溫度為大約0-5℃，優(yōu)選大約0-3℃，更優(yōu)選大約1℃。另外，在成網(wǎng)之前的時刻，通過放置和貯存在常用的冰箱中把吸附材料冷卻至0℃以下，然后形成水分散液，優(yōu)選為冷水的分散液。在生產(chǎn)過程中，限制吸附材料與液體的接觸時間對限制吸附材料對液體的吸附也有好作用。在制得懸浮液之后，優(yōu)選吸附材料懸浮液加入至少部分脫水網(wǎng)的時間是大約10秒內(nèi)，更優(yōu)選在大約5秒內(nèi)。
通過限制生產(chǎn)過程中吸附材料對液體的吸附，網(wǎng)的干燥能量和／或時間以及有關的費用會大大的減少。這使上述生產(chǎn)網(wǎng)的方法在成本上非常有利，對消費者來說，可大大節(jié)約使用吸附產(chǎn)品如尿布、婦女保健用品和成人失禁產(chǎn)品的開支。
如上所述，本發(fā)明的吸附復合材料包括吸附材料帶，它們被橫向放置于復合材料的寬度方向上，并沿著復合材料長度的縱向方向延伸。帶的這種結構可用各種方法實現(xiàn)，包括將吸附材料注入到纖維網(wǎng)上，所述的網(wǎng)至少是部分脫水的，可通過橫向放置于復合材料的寬度方向上的開關和噴嘴實現(xiàn)。噴嘴與吸附材料的供料系統(tǒng)相連，通過噴嘴的不同構型和不同大小的孔可以得到各種不同結構的帶，例如各種寬度的帶。優(yōu)選吸附材料以冷水懸浮液的形式沉積。對于含水懸浮液，吸附材料可以氣流或噴射流的形式注入到部分脫水的纖維網(wǎng)上。氣流注入可使吸附材料和網(wǎng)狀纖維充分混合，通過對下列因素的控制可以控制混合的程度，這些因素是氣流速度、網(wǎng)的速度、注入角度、沉積纖維漿液相對于支撐物的位置及其它。一般來說，注入到脫水纖維網(wǎng)上的位置越接近，吸附材料與纖維混合的程度越高。還有，吸附材料與纖維結合的越好，吸附材料在復合材料中的濃度梯度就越小。
由于可通過單個的噴嘴進行沉積或注入使吸附材料帶在復合材料中形成，最終形成的波紋狀復合材料的性質(zhì)和特性是可以控制的。例如，圖3對復合材料的說明，最外層的波紋含有吸附材料的量比內(nèi)層含有的吸附材料相對來說比較多。這樣的復合材料可通過沉積較大濃度的吸附材料、以較大的速度沉積吸附材料或用較大直徑孔的噴噴涂最外層的位置來得到。如上所述，可選擇具有不同吸附能力和保留容量的吸附材料沉積在帶上。
用單個帶的沉積也可形成除吸附材料外還含有其它材料的多個帶。例如，需附加的纖維可通過噴嘴加入沉積的漿液。結果，可把加入了其它纖維的波紋狀物引入復合材料，其中所述的纖維可包括不同于沉積纖維漿液中的纖維。在一個優(yōu)選的實施方案中，吸附復合材料包括了吸附材料帶，它進一步包括了附加的纖維，例如硬木纖維和／或合成纖維。使用不同的纖維可形成具有不同性能的波紋狀物，例如有相對較高基重、較大的本體體積和柔軟性、增加芯給和提高再濕能力。因此，復合材料的波紋狀物可由完全不同于基礎復合材料(即最初的沉積纖維漿液)的組份形成。
可使復合材料中吸附材料富集的區(qū)域穩(wěn)定化，以提高帶或波紋狀物在結構上的整體性。除了吸附材料、濕強增強劑(例如Kymene_)和／或纖維材料外，通過沉積也可以提高波紋狀物的整體性，所述的纖維材料例如是微纖維結構的纖維素和纖維型超強吸附材料。纖維型超強吸附材料如USP5，607，550中所述，本文引用其作為參考。
由于上述多功能的優(yōu)點，可以設計和生產(chǎn)各種波紋狀吸附復合材料。例如，設計對強度和芯給有一定要求的基礎復合材料，同時把沉積帶設計為最大的溶脹和吸附能力以及最小的再濕能力。更具體地，對吸附復合材料而言，當吸附能力、強度和總材料利用到最大值時，基礎復合材料可包括美國長葉松纖維、桉樹纖維、交聯(lián)纖維和濕強增強劑，帶中可包括吸附材料和交聯(lián)纖維質(zhì)纖維或纖維的混合物。對提高了容量、增加了芯給的吸附材料的復合材料而言，基礎復合材料可包括美國長葉松纖維、桉樹纖維和濕強增強劑，帶中可包括吸附材料、交聯(lián)纖維質(zhì)纖維和微纖維纖維素的混合物。另一優(yōu)選的吸附復合材料包括由精制的交聯(lián)纖維質(zhì)纖維和桉樹纖維的混合物組成的基礎復合材料以及包括由吸附材料和粗制交聯(lián)纖維混合物組成的帶。為了減少再濕性，可在復合材料中引入合成纖維(如PET纖維)，所述的引入可通過將這些纖維沉積在吸附材料帶或包括某些吸附材料的復合材料的分配區(qū)帶上。本發(fā)明方法的多功能性使生產(chǎn)的波紋狀吸附復合材料具有各種組成和吸附性能。
本發(fā)明的方法也使泡沫分散液作為帶的材料沉積于纖維的漿液中。在一實施方案中，復合材料具有濕法纖維基礎和泡沫形成法得到的帶。在另一實施方案中，復合材料包括泡沫形成法得到的纖維基礎和用濕法形成的帶。以及在另一實施方案中，復合材料具有泡沫形成法得到的纖維基礎和帶。泡沫分散液沉積的能力使復合材料的吸附帶可使用各種類型、各種長度和各種但尼爾的纖維。例如通過選擇纖維可使帶(和最終的復合材料波紋狀物)柔軟化和有延展性。通過形成具有延展性能的復合材料，由長方形的復合材料可形成成形的芯，這樣就可以克服用切除的方法滿足來對芯的形狀的要求，所述的切除方法會造成對材料的浪費。如此，在分岔口和液體侵入點，芯有最大的吸附材料密度。
如上所述，本發(fā)明的吸附復合材料可在分散介質(zhì)中使纖維、選擇性加入的濕強增強劑和吸附材料結合而生成。在一實施方案中，通過在分散介質(zhì)中把纖維和選擇性加入的濕強增強劑直接混合成纖維漿液，接著將吸附材料，優(yōu)選是冷水的懸浮液加于多孔支撐物至少是部分脫水的纖維網(wǎng)上。在另一實施方案中，將吸附材料以與纖維結合的漿液形式加到多孔支撐物至少是部分脫水的纖維網(wǎng)上，漿液中含有纖維和吸附材料。因此，這些漿液可以通過下述方法制備首先使纖維與分散介質(zhì)混合，然后第二步是在其中加入吸附材料。
當纖維漿液沉積到多孔支撐物上時，分散介質(zhì)立刻開始從沉積的漿液中排出，從而得到至少部分脫水的纖維網(wǎng)。由沉積的纖維漿液(即部分脫水的網(wǎng))中連續(xù)地除去分散介質(zhì)(如水)，例如應用壓力、真空和它們的結合的方法，從而形成了網(wǎng)狀復合材料。
本發(fā)明的吸附復合材料最終是通過干燥生成的網(wǎng)狀復合材料得到的。干燥至少可以除去部分殘留的分散介質(zhì)和水，并得到具有理想濕度的吸附復合材料。適宜的復合材料干燥方法包括例如通過使用干燥箱、風力干燥和空氣干燥器干燥。在制漿和造紙工業(yè)領域使用的其它干燥方法和設備也可以使用。對所使用的設備和方法而言，干燥溫度、壓力和時間是常用的，并且是制漿和造紙工業(yè)領域普通技術人員已知的。
對泡沫方法，纖維的漿液是含水的或是泡沫漿液，其中還包括表面活性劑。適當?shù)谋砻婊钚詣┌ū绢I域已知的陰離子、非離子和兩性的表面活性劑。
吸附復合材料組份在多孔支撐物上的沉積最終形成了濕復合材料，該材料中包括了可以吸附水，并使其大小溶脹的的吸附材料。由含有水溶脹吸附材料的濕復合材料中排出水，從而使?jié)駨秃喜牧细稍铮龅乃苊浳讲牧戏植荚谥挝锷稀?br> 就本發(fā)明的方法而言，在分散介質(zhì)中優(yōu)選吸附材料可吸附小于自身重量大約20倍，較優(yōu)選吸附小于大約10倍，更優(yōu)選吸附小于自身重量大約5倍。其它優(yōu)選的吸附材料包括只有在延長與液體的接觸后才吸附液體的材料，或是在某些條件下才吸附液體，而在生成過程中并不吸附顯著量液體的材料。
對于生成本發(fā)明的吸附復合材料，泡沫方法更有利的幾個理由是一般來說，泡沫方法生成的纖維網(wǎng)具有相對較低的密度和相對較高的織物強度；對基本上由相同組份組成的網(wǎng)來說，泡沫成網(wǎng)比干法成網(wǎng)的密度大，比濕法成網(wǎng)的密度?。活愃频?，泡沫成網(wǎng)的織物強度基本上大于干法成網(wǎng)，而接近于濕法成網(wǎng)的強度。還有，泡沫成網(wǎng)技術的應用使纖維的方向和均一性分布更容易控制，并且可以在復合材料中加入較大范圍的材料(例如在濕法成網(wǎng)時不容易加入的長纖維和合成纖維)。
本發(fā)明方法的一種機械設備是常規(guī)的造紙機械(濕法制漿機)，并對其作了改進，這包括安裝于網(wǎng)前箱出口下游的多個噴嘴。一般來說，噴嘴是間隔地橫向排列，例如有規(guī)則的在網(wǎng)的寬度方向上橫向間隔排列。如上所述，在一優(yōu)選的實施方案中噴嘴與吸附材料的供應槽相連，將冷卻的吸附材料水懸浮液泵至噴嘴以形成水流或射流，使其與沉積的纖維漿液(即部分脫水的網(wǎng)狀物)表面緊密接觸和滲透，以形成濕復合材料。由于在形成濕復合材料時便由網(wǎng)前箱上移開了，所以在復合材料上沿著機器的方向形成吸附材料的帶。應用真空在機器上排出復合材料中的水，然后干燥濕復合材料以得到最終的產(chǎn)品。本發(fā)明有代表性的形成波紋狀吸附復合材料的機器和方法的示意圖如圖12A說明。
參見圖12A，機器100包括多孔支撐物102(即形成的網(wǎng)狀物)；制備脫水纖維漿液124的真空頭104，制備得到的濕復合材料120；在支撐物102上沉積纖維漿液的網(wǎng)前箱106；將吸附材料，優(yōu)選是水懸浮液注入到部分脫水的網(wǎng)狀物126上、以注入吸附材料122的多接頭噴嘴108；纖維漿液供應槽112；吸附材料供應槽114；將漿液和吸附材料從各自的供應槽抽出來送至網(wǎng)前箱106和多接頭噴嘴108的泵110；干燥設備116。主要是，將來自網(wǎng)前箱106的漿液124沉積到支撐物102，脫水得到部分脫水的網(wǎng)狀物126。將吸附材料122，優(yōu)選水懸浮液通過多接頭噴嘴108注到部分脫水的網(wǎng)狀物126上，優(yōu)選在用真空頭104脫水之前。如上所述，多接頭噴嘴108包括在支撐物102的寬度方向上橫向(即與機器的方向為橫向的)排列的多個噴嘴，由噴嘴向復合材料寬度方向上放出或注入出吸附材料而成帶。濕復合材料120沿著支撐物102的方向進一步脫水，然后用干燥設備116(例如烘箱、干燥爐、空氣干燥器)干燥。將吸附材料注入到纖維漿液的俯視圖如圖12B說明。
由下述設備和方法生產(chǎn)的本發(fā)明吸附復合材料包括雙成網(wǎng)構型(即雙成網(wǎng))。生產(chǎn)本發(fā)明復合材料的有代表性的雙成網(wǎng)機械如圖13所示。如圖13，機器200包括雙成網(wǎng)202和204，其中的復合材料組份是沉積的?；旧险f，纖維漿液124被引入網(wǎng)前箱212，在網(wǎng)前箱的出口沉積到形成的網(wǎng)狀物202和204上。真空單元206和208分別使沉積在網(wǎng)狀物202和204上的纖維漿液脫水，以得到部分脫水的網(wǎng)狀物，雙成網(wǎng)設備的出口是部分脫水的網(wǎng)狀物126。網(wǎng)狀物126沿著網(wǎng)202繼續(xù)行進，被附加的真空單元210繼續(xù)脫水，得到濕復合材料120，然后由干燥設備216干燥得到復合材料10。
根據(jù)所要求產(chǎn)品的結構，可以在雙成網(wǎng)工藝中的任一階段將吸附材料引入纖維網(wǎng)狀物。例如，可以在部分脫水纖維網(wǎng)狀物由機器的雙成網(wǎng)部分出來并沿網(wǎng)狀物202方前進時進行。參見圖13，吸附材料122可以在位置1引入部分脫水的纖維網(wǎng)狀物126。另外，吸附材料122可以在網(wǎng)狀物由機器(即在網(wǎng)前箱里)的雙成網(wǎng)部分出來之前引入部分脫水的纖維網(wǎng)狀物。參見圖13，吸附材料122可以在位置2、3或4，或沿網(wǎng)狀物202和204的其它位置引入，所述的網(wǎng)狀物至少是部分脫水的。吸附材料也可以在形成部分脫水的網(wǎng)狀物時或在其沿網(wǎng)狀物202和／或204行進時引入。如上所述，為了形成本發(fā)明在沿著復合材料縱向的方向上具有吸附材料帶的復合材料，用沿網(wǎng)狀物的寬度方向上橫向排列的噴嘴將吸附材料注入到部分脫水的纖維網(wǎng)狀物上。噴嘴與吸附材料供應槽相連。如上所述噴嘴還可以放置于多種位置(例如，圖13的位置1，2或3)。如圖13所示，噴嘴可放置于位置2，以將吸附材料注入到網(wǎng)狀物202和204的部分脫水網(wǎng)狀物上。一般來說，纖維與吸附材料的混合程度隨纖維網(wǎng)狀物脫水而減小(例如，位置1比位置2混合的少，位置2比位置3混合的少)。
根據(jù)吸附材料引入的位置，用生產(chǎn)本發(fā)明復合材料的雙成網(wǎng)方法可生產(chǎn)具有纖維片的復合材料。用本發(fā)明的雙成網(wǎng)方法生產(chǎn)的有代表性的具有纖維片的復合材料如圖14A-H所示。如圖14A，有代表性的復合材料10包括富含吸附材料的區(qū)域12，基本不含吸附材料的分配區(qū)14和與復合材料的外側(cè)表面共存的纖維片11。
如圖14A所示，復合材料10可通過把吸附材料引入單一的部分脫水網(wǎng)狀物(即在網(wǎng)狀物202和204上行進的網(wǎng))的方法制備，。圖14B和圖14C說明了在復合材料中有延伸至含有較厚(即Z-方向滲透)吸附材料的復合材料的類似生產(chǎn)方法。如圖14D所示，復合材料10包括引入到中心纖維去的吸附材料。這樣的復合材料是通過調(diào)節(jié)吸附材料滲透的深度而形成的，可通過例如噴嘴與成形網(wǎng)的距離或調(diào)節(jié)吸附材料的注入角度來實現(xiàn)。
另外，本發(fā)明的復合材料用雙成網(wǎng)方法生產(chǎn)，所述的雙成網(wǎng)方法是將吸附材料引入兩片部分脫水的網(wǎng)狀物上(即在網(wǎng)狀物202和204上行進的網(wǎng))。此方法包括了兩組噴嘴，第一組噴嘴注入到一片部分脫水的網(wǎng)狀物上，第二組噴嘴注入到另一片部分脫水的網(wǎng)狀物上。如圖14E所示，復合材料10包括富含吸附材料的區(qū)域，它基本上延伸至復合材料的整個厚度(即Z-方向)。這種復合材料的構型可由一對噴嘴組完成，調(diào)節(jié)噴嘴的位置和時間可得到在Z-方向上為一直線的吸附材料帶。使一組噴嘴偏離另一組噴嘴，或者由一對噴嘴組提供非同步的吸附材料脈沖，以得到具有位移的吸附材料帶的復合材料，這些復合材料的構型如圖14F說明。圖14G和14H說明用與圖14E和14F類似的方法可分別生產(chǎn)所述的復合材料，但是，與這些復合材料相反的是，圖14G和14H的復合材料是通過引入吸附材料的滲透厚度小于圖14E和14F時所生產(chǎn)的復合材料。
如圖14所示，本發(fā)明的復合材料可包括具有與復合材料外層表面共存的纖維片的整體狀態(tài)。這些纖維復合材料可由帶有抽氣網(wǎng)前箱的多層傾斜成形機或雙成網(wǎng)成形機生產(chǎn)。這些方法可提供層疊化的或分相的復合材料，所述的復合材料具有特定設計性能的纖維片或多相，其中復合材料所含有的組份使其具有所需要的性能。通過調(diào)節(jié)較上層和較下層纖維片的基重，可使復合材料中富含吸附材料的各區(qū)(即復合材料的吸附帶)位于整個Z-方向上。
基本上說，吸附材料帶在復合材料的Z-方向上的位置有效的固定了覆蓋所述吸附帶的纖維片。對于包括一個纖維給料器的生產(chǎn)方法，可通過吸附材料注入系統(tǒng)(如噴嘴組)相對于形成的網(wǎng)狀物的位置調(diào)節(jié)帶的位置。對于包括多個給料系統(tǒng)的生產(chǎn)方法，較上層和較下層片可由相同或不同組份組成，并引入抽氣的網(wǎng)前箱中。
如圖13和14A所示，具有纖維片11的復合材料10可由機器200制成。在生產(chǎn)含有包括相同組份的片11的復合材料時，將單個的纖維給料系統(tǒng)124引入網(wǎng)前箱212。在生產(chǎn)含有包括不同組份的片11的復合材料時，為了引入多個含有不同組成物的纖維給料系統(tǒng)(如124a、124b和124c)，網(wǎng)前箱212還包括一個或多個偏流消能系統(tǒng)214。在這些方法中，較上層和較下層纖維片可包括不同的組份，可有不同的基重和不同的性能。
優(yōu)選的，波紋狀復合材料用上述組份，由形成泡沫的生產(chǎn)方法生產(chǎn)。在形成泡沫的生產(chǎn)方法中，具有多層片并包括吸附材料帶的纖維網(wǎng)狀物可由多種纖維漿液形成。在一個優(yōu)選的實施方案中，形成泡沫的生產(chǎn)方法由雙成網(wǎng)成形設備完成。
所述的方法提供了各種多片層的復合材料，例如包括三層片的復合材料。有代表性的復合材料包括三層片，第一層片由纖維(如合成纖維纖維質(zhì)和／或粘合劑纖維)形成；中間層片由纖維和／或其它吸附材料如超強吸附材料形成；第三層片由纖維形成。本發(fā)明的方法是通用的方法，可生產(chǎn)其所具有的纖維片是相當不同和不連續(xù)的復合材料，或在片一片之間具有逐步過渡區(qū)的復合材料。
形成具有中間片層的纖維網(wǎng)狀物的有代表性的方法通常包括以下步驟(a)形成于水分散介質(zhì)中的第一泡沫纖維漿液，其中包括纖維和表面活性劑；(b)形成于水分散介質(zhì)中的第二泡沫纖維漿液，其中包括纖維和表面活性劑；(c)在第一通道中使第一多孔物質(zhì)(如形成的網(wǎng)狀物)移動；(d)在第一通道中使第二多孔物質(zhì)移動；(e)使第一泡沫漿液與在第一通道上移動的第一多孔物質(zhì)接觸；(f)使第二泡沫漿液與在第二通道上移動的第二多孔物質(zhì)接觸；
(g)在第一和第二泡沫漿液之間通過第三種材料，所述的第三種材料不與第一和第二多孔物質(zhì)中的任何一種發(fā)生接觸；(h)從通過第一和第二多孔物質(zhì)的第一和第二泡沫漿液中排出泡沫和液體，由所述漿液及第三種材料制成纖維網(wǎng)狀物。
如上所述，所述方法適合于在雙成網(wǎng)成形設備上進行，優(yōu)選是立式的成形設備，更優(yōu)選立式下流式的雙成網(wǎng)成形設備。在立式的成形設備中，多孔物質(zhì)的運行通道基本上是垂直的。
有代表性的立式下流式的雙成網(wǎng)成形設備用于本發(fā)明方法實踐的示意圖如圖15。如圖15，成形設備包括立式網(wǎng)前箱組件，該組件具有封閉的第一端(頂端)、封閉的第一和第二邊和內(nèi)體積。成形設備的第二端(底端)由第一和第二多孔物質(zhì)202和204的移動以及夾箝213確定。其內(nèi)體積由成形設備封閉的第一端、封閉的第一和第二邊和第一和第二多孔物質(zhì)確定，它包括由成形設備的第一端延伸至第二端的內(nèi)結構230。內(nèi)結構確定了在其一邊上的第一體積232，和在其另一邊上的第二體積234。成形設備還包括用于把第一纖維／泡沫漿液引入第一體積的給料槽242和裝置243，包括用于把第二纖維／泡沫漿液引入第二體積的給料槽244和裝置245，和包括用于把第三種材料引入內(nèi)體積的給料槽246和裝置247。從通過多孔物質(zhì)的第一和第二漿液中排放泡沫而形成網(wǎng)狀物的裝置(如抽氣箱206和208)也包括在網(wǎng)前箱組件之內(nèi)。
在此方法中，雙成網(wǎng)成形設備包括通過內(nèi)結構引入至少是第三種材料的裝置，在此方式中，第三種材料形成產(chǎn)品網(wǎng)狀物的帶或條紋。優(yōu)選的，引入裝置至少包括具有第一有效長度的第一組多導管，第二組多導管具有第二有效長度，使用的第二有效長度可以不同于第一有效長度。也可使用二組以上的導管。
另一有代表性的立式下流式的雙成網(wǎng)成形設備用于本發(fā)明方法實踐的示意圖見圖16。如圖16所示，成形設備包括立式網(wǎng)前箱組件，該組件具有封閉的第一端、封閉的第一和第二邊、和第一和第二多孔物質(zhì)202和204，以及包括由成形設備的第一端延伸至第二端的內(nèi)結構230。在此實施方案中，內(nèi)結構230多導管235和236，和選擇性分隔墻214。
內(nèi)結構確定了在其一邊上的第一體積232，和在其另一邊上的第二體積234。成形設備還包括用于把第一纖維／泡沫漿液引入第一體積的給料槽242和裝置243，用于把第二纖維／泡沫漿液引入第二體積的給料槽244和裝置245，用于把第三種材料引入多導管236的給料槽246和裝置247，把第三種材料引入多導管235的給料槽248和裝置249，把另一種材料如泡沫漿液引入分隔墻214限定的體積之內(nèi)的給料槽250和裝置251。
多導管235的有效長度可以不同于多導管236。第三種物質(zhì)可以通過多導管235和236引入，另外，或者是第三種物質(zhì)通過多導管235引入，而第四種物質(zhì)通過多導管236引入。優(yōu)選的，導管235和236的端點終止在抽氣箱開始從與多孔材料接觸的漿液中排放泡沫之上的位置(即是在網(wǎng)狀物開始形成的位置)。多導管235和／或236適于用來在本發(fā)明方法制成的纖維網(wǎng)狀物上形成第三種材料的條紋或帶。多導管235和236可以在第一維方向上移動，并離開夾箝213，并在基本上垂直于第一維方向的第二維方向上移動，更接近一個或另一個形成的網(wǎng)狀物。有代表性的多導管235和236如圖17說明。
通常，成形設備的內(nèi)結構(即圖15和16中的結構230)的位置與多孔材料相關，所述通過內(nèi)結構引入的材料不與第一或第二多孔材料直接接觸。相應的，在漿液與多孔材料接觸和由漿液中排放泡沫和液體之后，所述的材料在第一和第二漿液之間的內(nèi)結構引入。對于引入超強材料和形成的層狀結構而言，這種方式是特別有利的，其中第三種材料是泡沫／纖維漿液。根據(jù)所形成的復合材料的性質(zhì)，第一和第二纖維／泡沫漿液可以是相同的，或者相互不同，和不同于第三種材料。
在一優(yōu)選的實施方案中，所述的方法包括在多個不同的點引入第三種材料，以得到在產(chǎn)品中含有第三種物質(zhì)的條紋或帶的復合材料。當需要調(diào)節(jié)在進入和離開網(wǎng)前箱出口(即圖15和16中的夾箝213)的第一維方向的引入點，和需要調(diào)節(jié)第二維方向的引入點時，將第三種物質(zhì)引入網(wǎng)前箱的多個不同點之中至少有一些位置是可以調(diào)節(jié)的，所述的第二維方向基本上垂直于第一維方向，更接近一個或另一個形成的網(wǎng)狀物。
為了向網(wǎng)前箱中引入第三種材料，本發(fā)明的方法還可以包括利用多個不同的導管，至少是兩種不同長度的導管。本發(fā)明的方法還可以包括利用具有分隔墻的網(wǎng)前箱，所述的墻延長了導管至網(wǎng)前箱出口的長度。這種網(wǎng)前箱如圖13和16所示。
將第一和第二泡沫漿液引入第一和第二體積的裝置可包括任何常用類型的導管、噴嘴、噴嘴口、聯(lián)管等。典型的，排列于成形設備的第一端和相對于第二端，可以得到包括多導管的此類裝置。
由通過多孔材料的第一和第二漿液中排放出泡沫，在多孔材料上形成網(wǎng)狀物的裝置也包括在網(wǎng)前箱組件中。所述排放泡沫的裝置可包括能夠達到此目的的任何常用設備，例如抽氣泵、壓力泵或其它常用的構造。在一優(yōu)選的實施方案中，提供了第一和第二抽氣箱組件并安裝在內(nèi)結構的多孔材料的相反方向上(參見圖13、15和16中的抽氣箱206和208)。
在如尿布和婦女保健用品的吸附制品中，波紋狀吸附復合材料可加入吸附芯或貯存層。吸附復合材料可單獨使用，或如圖18和19所示與一個或多個其它的多層物結合使用。圖18說明了以復合材料10作為貯存層和與較上層的截留層32結合的吸附結構30。圖19說明了結構40，其中進一步使用了第三層42(如分配層)，如果需要，可有復合材料10和截留層32。
在如尿布的吸附制品中，波紋狀吸附復合材料還可與液體處理層合并使用。在此制品中，復合材料可與貯存芯或?qū)咏Y合使用。在此結合中，液體處理層的表面積要小于、等于或略大于面對波紋狀復合材料的貯存層的表面積。波紋狀復合材料與貯存層相結合的有代表性的吸附結構物如圖20和21所示。如圖20，吸附結構物90包括波紋狀復合材料10和貯存層60，貯存層60優(yōu)選是包括了吸附材料的纖維層。貯存層可用任何方法，包括干法、濕法和形成泡沫的方法生產(chǎn)。
對于包括貯存層和作為液體處理層的波紋狀復合材料的結構物而言，波紋狀復合材料中的吸附材料可以相同、相似或不同于貯存層中的吸附材料。
在一些實施方案中，波紋狀吸附復合材料是不對稱的，復合材料的前后表面不同。在這些實施方案中，復合材料的第一面，其中被注入了吸附材料，其反面(即機器一側(cè))基本由纖維組成，它構成了復合材料纖維基底的表面。對除了波紋狀復合材料外還含有貯存層的吸附結構物而言，復合材料可以定位于兩個方向上。在一個實施方案中，波紋狀復合材料用其波紋狀表面定位于指向穿著者的方向上。具有貯存層和波紋狀復合材料的有代表性的結構物90如圖20所示，所述的波紋狀復合材料以波紋狀表面指向穿著者的方向。另外，如圖21所示，有代表性的結構物92包括復合材料10，所述的復合材料的波紋指向貯存層60。貯存層的表面可以與波紋狀復合材料的表面一致或不一致。
可以預料的是，由于在復合材料的纖維基底中結合使用了合成纖維(例如疏水纖維如聚酯纖維)，含有波紋狀復合材料的結構物的再濕性也可以減少。在與貯存層結合使用時，具有纖維基底的波紋狀復合材料優(yōu)選與相反結構的結構物結合使用，所述的波紋狀復合材料中含有合成(疏水)纖維。
為了進一步的提高再濕性能，可以把波紋狀復合材料和貯存層與截留層結合使用。圖22和23分別說明了吸附結構物94和96，它們各自都有覆蓋了復合材料10和貯存層60的截留層32。
如圖24A至24D所示，結構物90、92、94和96還包括有中間層70，從而得到了結構物100、102、104和106。中間層70例如可以是織物層、無紡織物層、干法或濕法成網(wǎng)的墊或是波紋狀復合材料。
結構物90、92、94、96、100、102、104和106可以結合到吸附制品中。一般來說，如圖25A至25H分別所示，吸附制品110、112、114、116、120、122、124和126各自包括能透過液體的表面層52和不能透過液體的背面層54，以及包括結構物90、92、94、96、100、102、104和106。在這些吸附制品中，表面層與背面層結合。
由吸附復合材料可生產(chǎn)多種適用的結構物。最普通的包括吸附消費品，如尿布，婦女保健用品如衛(wèi)生巾和成人失禁用品。例如，如圖26A和26B所示，吸附制品50包括吸附復合材料10和能透過液體的表面層52和不能透過液體的背面層54。如圖26B所示，表面層52和背面層54結合。如圖27所示，吸附制品60包括吸附復合材料10和覆蓋的截留層32。能透過液體的表面層52、覆蓋的截留層32和不能透過液體的背面層54覆蓋了吸附復合材料10。例如用于尿布時，這些吸附復合材料具有良好的液體吸附性能。圖28說明了吸附結構70，它進一步包括了插入截留層32和復合材料10之間的分配層42。如上所述，在多次加濕的情況下，吸附復合材料的波紋狀結構有助于流體的輸送和吸收。
應用本文提出的構思，任一普通技術人員可以作出各種不同的結構物。例如，成人失禁用品的吸附結構的典型構成如圖29所示。制品80包括表面層52、截留層32、吸附復合材料10和背面層54。表面層52是能透過液體的，而背面層54不能透過液體。在此結構物中，能透過液體的織物44由極性的纖維材料構成，置于吸附復合材料10和截留層32之間。
本發(fā)明提供了其中含有吸附材料的纖維吸附復合材料和它們的生產(chǎn)方法。吸附復合材料是纖維結構，其中包括沿復合材料的長度分析分散于各帶之中的吸附材料。在各吸附材料帶之間吸附復合材料具有連續(xù)開放的分配區(qū)，它能夠消除膠體在復合材料中的屏蔽作用。在液體首次侵入之后，為了液體的連續(xù)侵入，復合材料展開了波紋，打開了纖維結構，增加了后續(xù)侵入液體的截留速度。當把貯存芯結合到吸附制品如尿布時，為了提高吸附復合材料作為貯存芯的總利用率，將波紋狀物和分配區(qū)結合使用。在吸附制品如尿布中將波紋狀吸附復合材料作為液體處理層或貯存芯使用是有利的。
下面的實施例用于說明，但不能限制本發(fā)明。實施例實施例1有代表性的波紋狀吸附復合材料的截留時間在此實施例中，將本發(fā)明有代表性的波紋狀吸附復合材料(復合材料A)的截留時間與可買到的尿布(尿布A，Kimberly-clark)進行比較，并與吸附復合材料(復合材料B)進行了比較，所述的復合材料B與本發(fā)明的復合材料有相似的組成，和由纖維(50∶50交聯(lián)纖維和美國長葉松纖維)、濕強增強劑、和在整個復合材料中分配相當均一的吸附材料組成。復合材料B如下面兩專利所述美國專利申請序列號60／046，395，申請日1997年5月13日，國際專利申請序列號PCT／US98／09682，申請日1998年5月12日，申請人是WeyerhaeuserCompany，兩篇均引用作為本文的參考。
對買到的尿布(Kimberly-clark)進行試驗，從尿布里取出芯和波紋狀的處理層，并用作本發(fā)明波紋狀吸附復合材料和復合材料B的包裹層。把本發(fā)明的波紋狀吸附復合材料或復合材料B插入尿布制成試驗尿布。
試驗用的水溶液是由National Scientific買到的合成尿液，商品名稱RICCA。合成尿液是含135meq．／L鈉，8．6meq．／L鈣、7．7meq．／L鎂，1．94％重量的尿素(以總重量為基礎)，加上其它成分。
制備試驗用的吸附結構樣品，確定該結構的芯的中心，在液體應用區(qū)域的前方測量1英寸，用“X”標記。樣品制成后進行試驗，首先把樣品置于塑料基底(4 3／4英寸×19 1／4英寸)上，然后在樣品的頂部放置漏斗形截留板(4英寸×4英寸的塑料板)，板上洞的位置在“X”標記的上方。然后把環(huán)形重量(1400克)置于漏斗形截留板的頂部，在其上連接漏斗(直徑4英寸)。在漏斗中倒入100mL合成尿液，以測定液體的截留，測量從液體倒入漏斗至液體從漏斗底部消失進入樣品的時間。測量得到的時間是第一液體侵入的截留時間。1分鐘以后，將第二個100mL進入漏斗，測量得到的時間是第二液體侵入的截留時間。1分鐘以后，重復截留試驗，得到第三液體侵入的截留時間。截留時間以秒計，對尿布A、復合材料B和復合材料A依次進行三次試驗，各個試驗的結果匯總于表1。
表1截留時間比較
如表1所示，本發(fā)明的吸附復合材料比買的尿布吸收液體更快，買的尿布中含有干法制成的貯存芯。結果說明干法制成的貯存芯不能象本發(fā)明用濕法制成的復合材料那樣快速的幾乎是全部的吸收液體。買到的尿布對依次進行的液體侵入表現(xiàn)出遞減的特性。與此相反，本發(fā)明的復合材料在依次進行試驗，連續(xù)吸附液體時截留時間縮短。很顯然，本發(fā)明的吸附復合材料第三次侵入試驗的截留時間顯著地低于(大約10倍)買來的尿布第一次侵入的截留時間。結果表明，濕法成網(wǎng)制成的復合材料一般比常規(guī)干法制成的貯存芯有更大的芯給能力和毛細管成網(wǎng)能力，特別是提高了波紋狀吸附復合材料的性能。
如上所述的理由，濕法成網(wǎng)得到的復合材料B的截留時間也比干法制成的芯小。在依次進行的侵入試驗中，復合材料B的截留時間基本上保持常數(shù)。與此相反，復合材料A在第二和第三次侵入時截留時間大大減少。吸附速率的提高來自于復合材料中吸附材料成帶的性質(zhì)。結果表明含有吸附材料的濕法制成的復合材料中，吸附材料在復合材料中的構型是液體截留的重要因素。濕法制成的復合材料中，均勻分布的吸附材料使其比類似組成的干法制成的復合材料更好，濕法制成的、具有吸附材料帶的復合材料有更多優(yōu)點，包括提高和保持對液體的截留。實施例2有代表性的波紋狀吸附復合材料的截留速率和再濕性在此實施例中，將本發(fā)明有代表性的波紋狀吸附復合材料(設為復合材料A1-A4)的截留時間和再濕性與可買到的尿布(尿布A，Kimberly-clark)進行比較。復合材料A1-A4的干燥方法不同。試驗還包括與一系列吸附復合材料(復合材料B1-B4)進行比較，復合材料B1-B4按照上述實施例1中復合材料B的制備方法制備，但是干燥方法不同。
復合材料中包括的一定量的超強吸附聚合物材料(重量百分數(shù)SAP)的試驗復合材料的某些性質(zhì)和各個復合材料的基重匯總列于表2。
對買到的尿布(Kimberly-clark)進行試驗，從尿布里取出芯，并用作本發(fā)明波紋狀吸附復合材料和復合材料B1-B4的包裹層。插入試驗復合材料制成試驗尿布。
按照下文所述的多劑量再濕性試驗方法測定截留時間和再濕性。
主要是，多劑量再濕性試驗測定了加入三次液體后每次試驗由吸附結構中釋放出來的尿液的量，和加入三次液體后每次試驗液體芯給至產(chǎn)品的時間。
試驗用的水溶液是由National Scientific買到的合成尿液，商品名稱RICCA，如實施例1所述。
制備試驗用預稱重的吸附材料樣品，確定該結構的芯的中心，在液體應用區(qū)域的前方測量1英寸，用“X”標記。液體使用漏斗(最小容量100mL，流量5-7mL／s)置于樣品“X”標記表面上方4英寸。樣品制成后按照下面的方法進行試驗放平樣品，無紡布面向上，在桌子的頂部和在裝液體漏斗的下方。在漏斗中倒入一定劑量(100mL)的合成尿液，把劑量環(huán)(5／32英寸，不銹鋼，2英寸ID×3英寸高)放在樣品的“X”標記上。在劑量環(huán)內(nèi)加第一個劑量的合成尿液。用秒表，以秒記錄液體的截留時間，測量從打開漏斗閥門至液體由劑量環(huán)底部芯給至產(chǎn)品的時間。等20分鐘，在第一個劑量加入后等待的20分鐘期間內(nèi)，稱重濾紙疊(19-22g，Whatman#3，11．0cm或相當，在試驗前最少2小時時將其暴露于室內(nèi)的濕度下)。把預稱重的濾紙疊放在潮濕面積的中央。把重筒(8．9cm直徑，9．8磅)置于過濾紙疊的頂部。2分鐘后重量減少，稱重濾紙疊并記錄重量變化。該方法重復2次以上。在尿布上加入第二劑量的合成尿液，測定截留時間，濾紙在樣品上放2分鐘，測定重量變化。對于第二劑量，干濾紙的重量是29-32g，對于第三劑量，干濾紙的重量是39-42g。加入劑量之前的干濾紙由另外的干燥濾紙供應。
液體的截留時間以三個劑量的每次試驗中液體被吸附至產(chǎn)品中所需要的時間長度(秒)計。結果匯總列于表2。
再濕性以每次液體劑量侵入后反吸附至濾紙中的液體重量(克)計(濕濾紙重和干濾紙重之差)，結果也匯總列于表2。
表2截留時間和再濕性比較
如表2所示，本發(fā)明有代表性的波紋狀吸附復合材料(復合材料A1-A4)的截留時間比買到的芯要短得多。
本發(fā)明有代表性的波紋狀吸附復合材料(復合材料A1-A4)的再濕性比其它的芯都小得多。開始時大多數(shù)的復合材料顯示出較低的再濕性，在液體三次侵入后，買到的芯顯示出顯著的再濕性。與此相反，復合材料A持續(xù)出現(xiàn)低再濕性。實施例3有代表性的波紋狀吸附復合材料的水平和垂直的芯給在此實施例中，將本發(fā)明有代表性的波紋狀吸附復合材料(復合材料A)的芯給性能與可買到的尿布貯存芯(尿布B，Procter&Gamble)進行了比較，并和在整個復合材料(復合材料B)中均勻分布了吸附材料的濕法成網(wǎng)法制成的貯存芯進行了比較。
水平芯給試驗測定在水平方向選定的距離上液體芯給所需要的時間。試驗按照下面的方法進行將樣品復合材料放在水平表面上，其中一端與液體浴接觸，測量預定距離內(nèi)吸收液體的芯給所需時間。主要是，由紙張和其它來源切下復合材料樣品的條狀物(40cm×10cm)，如果紙張是縱向的，條狀物的40cm長度與紙張的縱向平行。對本發(fā)明的吸附復合材料，條狀物位于中心，這樣4條吸附材料帶就是條狀物的寬度。由條狀物10cm的寬度的一端開始，在距條狀物的邊4．5cm處標記第一條線，然后沿著條狀物的整個長度方向上每隔5cm畫一條線(即在0cm，5cm，10cm，15cm，20cm，25cm，30cm和35cm處)。準備水平芯給的設備，該設備具有中心槽，其中有從槽的另外一邊延長出來的水平翼。每一翼的非支撐邊與槽的內(nèi)邊貼合。在每一翼的端點放塑料延長部分以支撐每一翼，使其保持在水平和橫向位置。然后將槽用合成尿液充滿。在4．5cm的標記處緩慢的彎曲樣品復合材料條狀物，使條狀物形成差不多45°角。然后將條狀物放置在翼上，這樣條狀物就是水平躺著的，而條狀物的彎曲端延伸到槽之中并接觸到液體。當液體達到從4．5cm彎曲點到復合材料5cm標記的第一條線時，記錄液體的芯給時間。然后在50％液體前方達到標記的間隔時(如5cm，10cm)，每隔5cm間隔記錄芯給時間。在整個試驗中，提供補充另外的合成尿液使槽中的液體水平保持常量的水平。水平芯給試驗結果匯總列于表3。
表3水平芯給比較
上表所列出的結果表明，濕法制成的復合材料比常規(guī)的干法制成的芯的水平芯給提高。復合材料B的芯給時間大約是常規(guī)尿布芯的50％，復合材料A的芯給時間大約是復合材料B的50％。因此，復合材料A的芯給時間大約是市場可買到的尿布芯的4倍。結果表明本發(fā)明復合材料的分配區(qū)是有效的，開發(fā)了吸附材料的成帶性能。
垂直芯給試驗測定在垂直方向選定的距離上液體吸收所需要的時間。試驗按照下面的方法進行垂直懸掛樣品復合材料，其中一端與液體浴接觸，測量預定距離內(nèi)吸收液體的芯給所需時間。試驗前，切割樣品復合材料(10cm×22cm)，并在離條狀物的一端開始的1cm，11cm，16cm和21cm處畫線標記。優(yōu)選的，樣品在相對濕度50％和23℃的情況下預處理12小時，在試驗前貯存在樣品帶中。復合材料樣品在長度方向上垂直取向，把有1cm標記的一端夾起來，使其底端接觸含合成尿液浴，記錄達到5cm，10cm，15cm和20cm前時芯給50％所需要的時間。垂直芯給試驗結果匯總列于表4。
表4垂直芯給比較
根據(jù)水平芯給的結果，濕法制成的復合材料A和B大大高于垂直芯給。在復合材料A和B中，與濕法制備的、在整個復合材料中吸附材料均勻分布的復合材料相比，本發(fā)明的復合材料在遠離液體侵入的位置都可以更快速的分配液體。結果還表明，與常規(guī)的干法制成的復合材料相比，濕法制備的復合材料有更大的濕織物強度。實施例4有代表性的波紋狀吸附復合材料的液體分配在此實施例中，將波紋狀吸附復合材料(復合材料A)中的液體分配與買到的兩種尿布(上述的尿布A和B)進行比較。試驗測定了尿布芯分配所獲得的液體的能力。完美的分配是對平均值只有0％偏差。理想的液體分配會使所用的液體在4個分配區(qū)的每個區(qū)里平均分配(即在每個區(qū)有大約25％的液體)。
對樣品的每個區(qū)進行稱重以測定液體的分配，所述的樣品是在上述實施例2中經(jīng)過多劑量再濕性試驗的?；旧鲜窃谧詈笠淮卧贊裥栽囼灪螅サ裟虿嫉母饕?，然后切成4個相等長度的分配區(qū)。將各區(qū)稱重，以確定在各區(qū)所含液體的重量。
有代表性的本發(fā)明波紋狀吸附復合材料的液體分配接近于理想的結果。結果表明，有代表性的商品貯存芯積蓄的液體接近于液體的侵入點，而在本發(fā)明在波紋狀吸附貯存芯中液體有效地分布于整個芯。
上文已經(jīng)說明和描述了本發(fā)明優(yōu)選的實施方案，可以理解的是，它們的各種變化并不背離本發(fā)明的精神和保護范圍。
在本發(fā)明的實施方案中排他性的產(chǎn)權或特許由下面的權利要求確定保護范圍。
權利要求
1．吸附復合材料，其中包括纖維基質(zhì)和吸附材料，其中的吸附材料在有一個或多個帶的纖維基質(zhì)之內(nèi)，所述的帶確定了液體在纖維基質(zhì)中的分配區(qū)域，以及纖維基質(zhì)包括了鍵合的纖維質(zhì)纖維。
2．權利要求1的復合材料，其中分配區(qū)基本上沒有吸附材料。
3．權利要求1的復合材料，其中的帶在縱向上沿著復合材料長度方向是連續(xù)的。
4．權利要求1的復合材料，其中的帶基本上是平行的。
5．權利要求1的復合材料，其中的帶在縱向上沿著復合材料長度方向是非連續(xù)的。
6．權利要求1的復合材料，其中的帶還含有纖維材料。
7．權利要求6的復合材料，其中的纖維材料包括選自彈性纖維、基質(zhì)纖維和它們的混合纖維。
8．權利要求1的復合材料，其中的纖維基質(zhì)包括選自彈性纖維、基質(zhì)纖維和它們的混合纖維。
9．權利要求8的復合材料，其中彈性纖維選自化學鋼化的纖維、彎曲的纖維、化學熱機械紙漿的纖維、預水解硫酸鹽法紙漿的纖維、合成纖維以及它們的混合纖維。
10．權利要求9的復合材料，其中化學鋼化的纖維包括交聯(lián)的纖維質(zhì)纖維。
11．權利要求10的復合材料，其中交聯(lián)的纖維質(zhì)纖維是使用選自脲基和多元羧酸交聯(lián)劑的交聯(lián)劑交聯(lián)的。
12．權利要求9的復合材料，其中的合成纖維選自聚烯烴、聚酯聚酰胺和熱粘合的雙組份纖維。
13．權利要求12的復合材料，其中的聚酯纖維是聚對苯二甲酸乙二酯纖維。
14．權利要求8的復合材料，其中基質(zhì)纖維包括纖維質(zhì)纖維。
15．權利要求14的復合材料，其中基質(zhì)纖維包括選自木槳纖維、棉短絨纖維、棉纖維、麻纖維以及它們的混合纖維。
16．權利要求8的復合材料，其中存在于復合材料中的彈性纖維為復合材料總重量的大約10％至大約60％。
17．權利要求8的復合材料，其中存在于復合材料中的基質(zhì)纖維為復合材料總重量的大約10％至大約50％。
18．權利要求1的復合材料，其中的吸附材料是超強吸附材料。
19．權利要求18的復合材料，其中的超強吸附材料選自超強吸附顆粒和超強吸附纖維。
20．權利要求1的復合材料，其中吸附材料的存在量為復合材料總重量的大約0．1％至大約80％。
21．權利要求1的復合材料，其中吸附材料的存在量為復合材料總重量的大約40％。
22．權利要求1的復合材料，其中的吸附材料吸附大約5至大約100倍自身重量的0．9％鹽水溶液。
23．權利要求1的復合材料，其中還含有濕強增強劑。
24．權利要求23的復合材料，其中的濕強增強劑是選自聚酰胺-表氯醇樹脂和聚丙烯酰胺樹脂。
25．權利要求23的復合材料，其中復合材料中濕強增強劑的存在量為復合材料總重量的大約0．01％至大約2％。
26．權利要求23的復合材料，其中復合材料中濕強增強劑的存在量為復合材料總重量的大約0．25％。
27．權利要求1的復合材料，所述復合材料的基重大約為50至大約1000g／m2。
28．權利要求1的復合材料，所述復合材料的密度大約為0．02至大約0．7g／cm3。
29．權利要求1的復合材料，所述復合材料是用濕法成網(wǎng)方法制造的。
30．權利要求1的復合材料，所述復合材料是用泡沫法制造的。
31．權利要求1的復合材料，其中的纖維基質(zhì)包括交聯(lián)的纖維質(zhì)纖維，以復合材料的總重量為基礎，其存在量為大約45％。
32．權利要求1的復合材料，其中的纖維基質(zhì)包括木槳纖維，以復合材料的總重量為基礎，其存在量為大約15％。
33．權利要求1的復合材料，其中的纖維基質(zhì)還包括吸附材料。
34．權利要求33的復合材料，其中的吸附材料包括超強吸附材料。
35．吸附制品，該制品包括含有纖維基質(zhì)和吸附材料的吸附復合材料，其中的吸附材料在纖維基質(zhì)帶之內(nèi)，所述的帶確定了液體在纖維基質(zhì)中的分配區(qū)域，以及纖維基質(zhì)含有鍵合的纖維質(zhì)纖維。
36．吸附制品，該制品包括能透過液體的表面層；貯存層，含有纖維基質(zhì)和吸附材料的吸附復合材料，其中的吸附材料在纖維基質(zhì)帶之內(nèi)，所述的帶確定了液體在纖維基質(zhì)中的分配區(qū)域，以及纖維基質(zhì)含有鍵合的纖維質(zhì)纖維；和液體不能透過的背面層。
37．吸附制品，該制品包括能透過液體的表面層；能夠快速截留和分配液體的截留層；貯存層，含有纖維基質(zhì)和吸附材料的吸附復合材料，其中的吸附材料在纖維基質(zhì)帶之內(nèi)，所述的帶確定了液體在纖維基質(zhì)中的分配區(qū)域，以及纖維基質(zhì)含有鍵合的纖維質(zhì)纖維；和液體不能透過的背面層。
38．吸附制品，該制品包括能透過液體的表面層；能夠快速截留和分配液體的截留層；貯存層，含有纖維基質(zhì)和吸附材料的吸附復合材料，其中的吸附材料在纖維基質(zhì)帶之內(nèi)，所述的帶確定了液體在纖維基質(zhì)中的分配區(qū)域，以及纖維基質(zhì)含有鍵合的纖維質(zhì)纖維；插在截留層和貯存層之間的中間層；和液體不能透過的背面層。
39．權利要求38的吸附制品，其中中間層選自能透過液體的織物和分配層。
40．權利要求36的吸附制品，其中的制品是婦女保健用品。
41．權利要求40的吸附制品，其中的上層與背面層相結合。
42．權利要求37的吸附制品，其中的制品是尿布。
43．權利要求42的吸附制品，其中還包括腿部打褶織物。
44．吸附制品，該制品包括能透過液體的表面層；能夠快速截留和分配液體的截留層；貯存層；和液體不能透過的背面層；其中的截留層包括含有纖維基質(zhì)和吸附材料的吸附復合材料，其中的吸附材料在纖維基質(zhì)帶之內(nèi)，所述的帶確定了液體在纖維基質(zhì)中的分配區(qū)域，以及纖維基質(zhì)含有鍵合的纖維質(zhì)纖維。
45．權利要求44的吸附制品，其中截留層的上表面積小于貯存芯的上表面積。
46．權利要求44的吸附制品，其中截留層的上表面積近似于等于貯存芯的上表面積。
47．權利要求44的吸附制品，其中的貯存層含有吸附材料。
48．權利要求44的吸附制品，其中的貯存層包括含有纖維基質(zhì)和吸附材料的吸附復合材料，其中的吸附材料在纖維基質(zhì)帶之內(nèi)，所述的帶確定了液體在纖維基質(zhì)中的分配區(qū)域，以及纖維基質(zhì)含有鍵合的纖維質(zhì)纖維。
49．權利要求44的吸附制品，其中的制品是尿布。
50．權利要求44的吸附制品，其中還包括腿部打褶織物。
全文摘要
本發(fā)明公開了吸附復合材料(10),該復合材料包括有纖維基質(zhì),所述的纖維基質(zhì)含有沿復合材料的長分散在帶(12)中的吸附材料。所述的帶確定了液體的分配區(qū)域(14)。在與液體接觸時吸附材料發(fā)生溶脹,生成潮濕的、有凹槽的復合材料,其中包括了分在各個分配區(qū)域(14)中的溶脹吸附材料,所述復合材料區(qū)基本上沒有吸附材料。本發(fā)明還公開了含有所述復合材料的吸附制品。
文檔編號A61F5/44GK1293556SQ9980418
公開日2001年5月2日 申請日期1999年3月18日 優(yōu)先權日1998年3月19日
發(fā)明者彼得·A·格利夫, 克利福德·R·鮑爾斯泰德, 弗雷德·B·霍華德, 戴維·G·尤恩勞, 戴維·G·馬什, 查爾斯·E·米勒, 安德瑞·S·哈杰納爾 申請人:韋爾豪澤公司