流體吸收性制品的制作方法
【專利說明】流體吸收性制品
[0001] 相關(guān)申請 本申請要求2012年12月21日提交的歐洲申請EP12199281.2和U. S臨時(shí)申請 61/740, 752 的權(quán)益。
[0002] 描述 本發(fā)明涉及吸收性芯，特別是包含在多個(gè)袋中的流體吸收性聚合物的超薄流體吸收性 芯，其中所述流體吸收性聚合物在袋中的粒度分布在袋之間相差不超過15%。
[0003] 流體吸收性制品的生產(chǎn)描述在專題論文〃Modern Superabsorbent Polymer Technology (現(xiàn)代超吸收聚合物技術(shù)）〃，F(xiàn). L. Buchholz 和 A. T. Graham, Wiley-VCH, 1998,第 252-258 頁中。
[0004] 例如一次性尿布的流體吸收性制品通常包括上部液體可滲透層、下部液體防滲層 和在上層和下層之間的流體吸收性芯。所述流體吸收性芯通常包含流體吸收性聚合物和纖 維。
[0005] 超薄流體吸收性芯可通過以下方式形成：使用熱熔粘合劑將流體吸收性聚合物顆 粒固定在非織造物上，即形成縱向條帶或離散點(diǎn)，和/或通過將例如非織造物的兩層部分 地連接在一起形成固定流體吸收性顆粒的多個(gè)袋。
[0006] 超薄流體吸收性芯的制備例如描述在以下文獻(xiàn)中：EP 1 293 187 AU US 6, 972, 011、EP 1 447 066 AU EP 1 447 067 AU EP 1 609 448 AU JP 2004/313580、US 2005/0137085,US 2006/0004336,US 2007/0135785,WO 2008/155699 AUffO 2008/155701 A2.W0 2008/155702 AUffO 2008/155710 AUffO 2008/155711 AUffO 2004/071363 AUUS 2003/0181115, WO 2005/097025, US 2007/156108, US 2008/0125735, WO 2008/155722 A2 和 WO 2012/052172。
[0007] 在包含至少80重量％的流體吸收性聚合物顆粒的流體吸收性芯中，流體吸收性聚 合物的尺寸分布對于流體吸收性制品的性能非常重要。由于大流體吸收性顆粒溶脹非常緩 慢且因此減小了流體吸收速率，而例如小顆粒（細(xì)粒）快速地溶脹，但減小了芯的滲透率， 這可導(dǎo)致"凝膠堵塞"。
[0008] 為了降低或消除這些影響，需要調(diào)節(jié)流體吸收性顆粒的粒度分布。
[0009] 例如WO 98/37149公開了具有等于或大于約400 μm的質(zhì)量中值粒度的流體吸收 性顆粒，其與親水性纖維材料混合。
[0010] 而US 2005/0209352描述了如下流體吸收性顆粒， 具有200-600 μ m的質(zhì)量平均粒徑（D50)且 相對于100重量％的全部顆粒狀流體吸收劑而言，95-100重量％具有小于850 μ m-不 小于150 μ m的粒徑，且 具有0. 25-0. 45的粒度分布的對數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差（σ ζ )。
[0011] EP 1 730 218公開了具有200-400 μ m的質(zhì)量中值粒度（D50)和小于600 μ m的顆 粒與不小于150 μ m的顆粒的比率為95-100重量％的流體吸收性顆粒。
[0012] 但是可能存在影響流體吸收性制品、特別是吸收性芯的性能的另外參數(shù)。
[0013] 因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于進(jìn)一步改進(jìn)流體吸收性芯的性質(zhì)，即吸收性質(zhì)。
[0014] 該目的通過如下流體吸收性芯實(shí)現(xiàn)，所述流體吸收性芯包括上層（A)、下層（B)、 在（A)和（B)之間的至少80重量％的流體吸收性聚合物顆粒（C)，上層和下層通過連接物 至少部分地連接在一起形成夾心樣結(jié)構(gòu)，其中在上層與下層之間的未連接區(qū)域形成含有流 體吸收性聚合物顆粒的袋，其中在一個(gè)袋中的流體吸收性聚合物顆粒的粒度分布（PSD)與 在任何其他袋中的流體吸收性聚合物顆粒的PSD相差不超過15%。
[0015] 在所述流體吸收性芯的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，在每個(gè)袋中的流體吸收性聚合物 顆粒的PSD與在任何其他袋中的流體吸收性聚合物顆粒的PSD相差不超過10%，優(yōu)選不超過 5%，更優(yōu)選不超過2%。
[0016] 此外，有可能在每個(gè)袋中的流體吸收性聚合物顆粒的PSD是相同的。
[0017] 所述流體吸收性芯包含至少80重量％、優(yōu)選至少85重量％、更優(yōu)選至少90重量％、 最優(yōu)選至少100重量％的流體吸收性聚合物顆粒。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的流體吸收性芯包含總計(jì)不超過20重量％、優(yōu)選不超過15重量％、更 優(yōu)選10重量％、最優(yōu)選0重量％的基于纖維素和/或合成非纖維素的纖維。
[0019] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述流體吸收性芯基本上不含基于纖維素的 纖維（不蓬松的（fluffless)流體吸收性芯）。
[0020] 發(fā)明詳述 A.定義 本文使用的術(shù)語"流體吸收性組合物"是指主要負(fù)責(zé)流體吸收性制品的流體處理包括 體液的采集、輸送、分配和儲(chǔ)存的流體吸收性制品的組分。
[0021] 本文使用的術(shù)語"吸收性芯"是指80-100重量％的流體吸收性聚合物顆粒和0-20 重量％的纖維材料的流體吸收性組合物。該流體吸收性芯主要負(fù)責(zé)流體吸收性制品的流體 處理包括體液的采集、輸送、分配和儲(chǔ)存。
[0022] 本文使用的術(shù)語"層"是指其一次維度是沿其長度和寬度的流體吸收性組合物。應(yīng) 知曉術(shù)語"層"并不一定限于流體吸收性組合物的單層或片。因此，層可包括層合物、復(fù)合 材料、不同材料的若干片或網(wǎng)的組合。
[0023] 本文使用的術(shù)語"X-維度"是指流體吸收性組合物、層、芯或制品的長度，且術(shù)語 "y-維度"是指流體吸收性組合物、層、芯或制品的寬度。通常，術(shù)語"x-y維度"是指垂直于 流體吸收性組合物、層、芯或制品的高度或厚度的平面。
[0024] 本文使用的術(shù)語"Z-維度"是指垂直于流體吸收性組合物、層、芯或制品的長度和 寬度的維度。通常，術(shù)語"z-維度"是指流體吸收性組合物的高度。
[0025] 本文使用的術(shù)語"底盤（chassis) "是指包括上部液體可滲透層和下部液體防滲層 的流體吸收性材料。
[0026] 本文使用的術(shù)語"基重"表示每平方米流體吸收性芯的重量且其包括流體吸收性 制品的底盤?；卦诹黧w吸收性芯的多個(gè)離散區(qū)域處測定：前向總平均值為從芯的中心向 前5. 5cm處到芯的前部遠(yuǎn)邊的流體吸收性芯的基重；損害區(qū)（insult zone)為從芯的中心 向前5. 5cm和向后0. 5cm的流體吸收性芯的基重；后向總平均值為從芯的中心向后0. 5cm 到芯的后部遠(yuǎn)邊的流體吸收性芯的基重。
[0027] 本文使用的術(shù)語"密度"表示每體積的流體吸收性芯的重量且其包括流體吸收性 制品的底盤。密度在流體吸收性芯的多個(gè)離散區(qū)域處測定：前向總平均值為從芯的中心向 前5. 5cm處到芯的前部遠(yuǎn)邊的流體吸收性芯的密度；損害區(qū)為從芯的中心向前5. 5cm和向 后0. 5cm的流體吸收性芯的的密度；后向總平均值為從芯的中心向后0. 5cm到芯的后部遠(yuǎn) 邊的流體吸收性芯的密度。
[0028] 另外，應(yīng)理解，術(shù)語"上部"是指較接近流體吸收性制品的穿戴者的流體吸收性組 合物。通常，頂片為最接近流體吸收性制品的穿戴者的組合物，在下文中描述為"上部液體 可滲透層"。相反地，術(shù)語"下部"是指遠(yuǎn)離流體吸收性制品的穿戴者的流體吸收性組合物。 通常，后片為最遠(yuǎn)離流體吸收性制品的穿戴者的組合物，在下文中描述為"下部液體防滲 層"。
[0029] 本文使用的術(shù)語"液體可滲透"是指基材或?qū)右虼巳菰S液體，即體液例如尿、經(jīng)液 和/或陰道流體容易地穿透其厚度。
[0030] 本文使用的術(shù)語"液體不可滲透"是指基材或?qū)硬辉试S體液在平常使用條件下在 液體接觸點(diǎn)處沿通常垂直于層的平面的方向穿過。
[0031] 本文使用的術(shù)語"親水"是指纖維被沉積在這些纖維上的水的可潤濕性。術(shù)語"親 水"由體液的接觸角和表面張力限定。根據(jù)Robert R Gould在1964 American Chemical Society publication "Contact angle, wettability and adhesion (接角蟲角、可潤濕性 和粘合）"中的定義，當(dāng)在液體與纖維、特別是與纖維表面之間的接觸角小于90度時(shí)或當(dāng)液 體趨于在該表面上自發(fā)地鋪展時(shí)，將該纖維稱為親水的 相反地，術(shù)語"疏水"是指表現(xiàn)出大于90度的接觸角或未出現(xiàn)在纖維表面上自發(fā)地鋪 展的纖維。
[0032] 本文使用的術(shù)語"段"或"區(qū)"是指流體吸收性組合物的限定區(qū)域。
[0033] 本文使用的術(shù)語"制品"是指能夠獲得并儲(chǔ)存從身體中排出的流體的任何三維固 體材料。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選制品為設(shè)計(jì)用以穿戴成與使用者的身體接觸的一次性流體吸收 性制品，例如一次性流體吸收性月經(jīng)墊、衛(wèi)生棉、月經(jīng)用品、失禁插片/墊片、尿布、訓(xùn)練褲、 乳墊、小葉間插片/墊片等。
[0034] 本文使用的術(shù)語"體液"是指由人類或動(dòng)物身體產(chǎn)生并排出的任何流體，例如尿、 月經(jīng)流體、糞便、陰道分泌物等。
[0035] B.流體吸收性聚合物顆粒 流體吸收性聚合物顆粒的生產(chǎn)描述在專題論文"Modern Superabsorbent Polymer Technology (現(xiàn)代超吸收聚合物技術(shù)）"，F(xiàn). L. Buchholz 和 A. T. Graham, Wiley-VCH, 1998,第 71-103 頁中。
[0036] 流體吸收聚合物顆粒例如通過使包含以下各物的單體溶液或懸浮液聚合來生 產(chǎn)： a) 至少一種烯屬不飽和單體，其帶有酸基且可被至少部分地中和， b) 至少一種交聯(lián)劑， c) 至少一種引發(fā)劑， d) 任選一種或多種可與在a)下提到的單體共聚合的烯屬不飽和單體，和 e) 任選的一種或多種水溶性聚合物， 且流體吸收聚合物顆粒通常為水不溶性的。
[0037] 所述流體吸收性聚合物顆粒通常不溶于水，但可在水中溶脹。
[0038] 單體a)優(yōu)選為水溶性的，即在23°C下在水中的溶解度通常為至少lg/100g水，優(yōu) 選為至少5g/100g水，更優(yōu)選為至少25g/100g水，最優(yōu)選為至少35g/100g水。
[0039] 合適的單體a)例如為烯屬不飽和羧酸，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸和衣康 酸。特別優(yōu)選的單體為丙烯酸和甲基丙烯酸。非常特定地優(yōu)選丙烯酸。
[0040] 另外合適的單體a)例如為烯屬不飽和磺酸，例如乙烯基磺酸、苯乙烯磺酸和2-丙 烯酰氨基-2-甲基丙磺酸（AMPS)。
[0041] 雜質(zhì)可對聚合有強(qiáng)烈的影響。優(yōu)選特別純化的單體a)。有用的純化方法公開在 WO 2002/055469 AUTO 2003/078378 Al 和 TO 2004/035514 Al 中。合適的單體 a)根據(jù) WO 2004/035514 Al為具有99. 8460重量％的丙烯酸、0. 0950重量％的乙酸、0. 0332重量％ 的水、0. 0203重量％的丙酸、0. 0001重量％的糠醛、0. 0001重量％的順丁烯二酸酐、0. 0003 重量％的二丙烯酸和0. 0050重量％的氫醌單甲醚的純化丙烯酸。
[0042] 由于熱分解，聚合的二丙烯酸為剩余單體的來源。如果在該過程中的溫度低，則二 丙烯酸的濃度不再是關(guān)鍵的且具有較高濃度（即500-10, OOOppm)的二丙烯酸的丙烯酸可 使于本發(fā)明的方法。
[0043] 在單體a)的總量中丙烯酸和/或其鹽的含量優(yōu)選為至少50摩爾％，更優(yōu)選為至少 90摩爾％，最優(yōu)選為至少95摩爾％。
[0044] 任選地，為了穩(wěn)定化，可能向單體溶液或其起始材料中加入用于掩蔽例如鐵的金 屬離子的一種或多種螯合劑。合適的螯合劑例如為堿金屬梓檬酸鹽、朽 1檬酸、堿金屬酒石 酸鹽、堿金屬乳酸鹽和乙醇酸鹽、三磷酸五鈉、乙二胺四乙酸鹽、次氮基三乙酸和在Trilon? 名稱下已知的所有螯合劑，例如TriIon? C(二乙烯三胺五乙酸五鈉）、TriIon? D((羥基乙 基）-乙烯二胺三乙酸三鈉）和Trilon? M (甲基甘氨酸二乙酸）。
[0045] 單體a)通常包括聚合抑制劑，優(yōu)選為氫醌單醚，其作為儲(chǔ)存用抑制劑。
[0046] 該單體溶液包含在每種情況下基于丙烯酸計(jì)算優(yōu)選高達(dá)250ppm重量、更優(yōu)選不 超過130ppm重量、最優(yōu)選不超過70ppm重量、優(yōu)選不小于IOppm重量、更優(yōu)選不小于30ppm 重量且特別是約50ppm重量的氫醌單醚，其中將丙烯酸鹽算作是丙烯酸。例如，該單體溶液 可使用具有適當(dāng)氫醌單醚含量的丙烯酸制備。然而，該氫醌單醚也可通過例如吸附在活性 碳上而從單體溶液中除去。
[0047] 優(yōu)選的氫醌單醚為氫醌單甲醚（MEHQ)和/或α -生育酚（維生素 E)。
[0048] 合適的交聯(lián)劑b)為具有至少兩個(gè)適合交聯(lián)的基團(tuán)的化合物。這類基團(tuán)例如為可 通過自由基機(jī)制聚合成聚合物鏈的烯屬不飽和基團(tuán)和可與單體a)的酸基形成共價(jià)鍵的官 能團(tuán)。另外，可與單體a)的至少兩個(gè)酸基形成配位鍵的多價(jià)金屬離子也為合適的交聯(lián)劑 b) 〇
[0049] 交聯(lián)劑b)優(yōu)選為具有至少兩個(gè)可通過自由基機(jī)制聚合成聚合物網(wǎng)絡(luò)的自由基可 聚合基團(tuán)的化合物。合適的交聯(lián)劑b)例如為如在EP 0 530 438 Al中描述的乙二醇二甲 基丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸烯丙酯、三羥甲基丙 烷三丙烯酸酯、三烯丙基胺、四烯丙基氯化銨、四烯丙氧基乙烷；如在EP 0 547 847 AUEP 0 559 476 AUEP 0 632 068 AUffO 93/21237 AUffO 2003/104299 AUffO 2003/104300 AUWO 2003/104301 Al和DE 103 31 450 Al中描述的二丙烯酸酯和三丙烯酸酯；如在DE 103 314 56 Al和DE 103 55 401 Al中描述的混合丙烯酸酯，其包含丙烯酸酯基團(tuán)，還包 含烯屬不飽和基團(tuán)；或交聯(lián)劑混合物，如例如在DE 195 43 368 AUDE 196 46 484 AUWO 90/15830 Al 和 TO 2002/32962 A2 中描述。
[0050] 合適的交聯(lián)劑b)尤其為季戊四醇三烯丙基醚、四烯丙氧基乙烷、Ν，Ν' -亞甲基雙 丙稀酰胺、15-重乙氧基化（tuply ethoxylated)三輕甲基丙烷、聚乙二醇二丙稀酸醋、三 羥甲基丙烷三丙烯酸酯和三烯丙基胺。
[0051] 非常特別優(yōu)選的交聯(lián)劑b)為聚乙氧基化和/或聚丙氧基化甘油，其已經(jīng)用丙烯酸 或甲基丙烯酸酯化以給出二丙烯酸酯或三丙烯酸酯，如例如在WO 2003/104301 Al中描述。 特定有利的是3-至10-重乙氧基化甘油的二丙烯酸酯和/或