高度可贴合个人护理产品的制作方法

专利名称：高度可贴合个人护理产品的制作方法
技术领域：
本发明涉及个人护理吸收产品。更具体地说，它涉及可与穿戴者身体保持高度贴合(conformab1e)的一次性吸收制品，例如女性护理卫生巾、尿布和训练裤、伤口护理敷料和绷带以及成人失禁用品。
背景技术：
个人护理产品一般由顶片(亦称作蒙面片材或衬里)、吸收剂芯和不透液后片构成。有些还具有介于顶片与吸收剂芯之间的缓冲层或其他特殊功能层。
这些材料，特别是用于女性卫生产品时，有时可能会发硬和不舒适。这些产品的层一般由聚合物纤维和薄膜制成，而吸收剂芯层则通常由木浆和润湿时溶胀的超吸收剂颗粒制成。除了舒适问题之外，此类结构通常不让流体到处迁移，致使产品中接受排液的典型区域部分被充满或过分充满。曾做过各种尝试来解决流体在个人护理产品内的迁移，还是采用聚合物纤维之类材料。
目前，个人护理产品需要具有更高可贴合性，从而提供比现有产品更好的舒适性，并且容许流体通过其结构迁移。本发明的目的是提供一种与身体保持贴合因而提供更高舒适度的个人护理产品。本发明另一个目的是提供一种个人护理产品，其中该产品容许流体通过其结构迁移。
发明概述本发明的目的可由一种由吸收剂，优选超吸收剂，更优选超吸收剂纤维，以及水溶性聚合物构成的个人护理产品实现。当润湿并受到极小的力时，此种结构将变成凝胶，该凝胶能够以一种贴合身体而更感舒适的方式迁移。此种打湿的结构还将容许凝胶流动以便使液体沿其结构到处迁移。
定义本文使用的术语“非织造布或纤网”是指其结构系由单根纤维或丝交叉铺置构成的纤网，但它们不是像针织物中那样按照可辨认的方式排列的。非织造布或纤网一向采用多种方法成形，如熔喷法、纺粘法以及粘合-梳理纤网法。非织造布的基重通常以每平方码材料的盎司数(osy)或每平方米的克数(gsm)表示；有用的纤维直径通常表示为微米数。(注要从osy数值换算为gsm值，可用33.91乘上osy的数值)。
术语“纺粘纤维”是指一类小直径纤维，通过将熔融热塑性材料从纺丝板的多个纤细的纺丝孔中挤出为丝束而制成。此种方法例如公开在授予Appel等人的美国专利4,340,563中。纤维还具有各种形状，例如在授予Hogle等人的美国专利5,277,976中所描述的那些，文中描述了各种具有非常规形状的纤维。
“气流铺网”是借以形成纤维非织造布层的熟知方法。在气流铺网过程中，典型长度介于约3～约52mm的短小纤维的束被送来的空气流分开并夹带起来，随后沉积在成形网上，其间通常须借助真空源。随后，无规沉积的纤维利用诸如热空气或喷洒粘合剂而彼此粘合在一起。气流铺网技术的例子可见诸于授予Laursen等人的美国专利4,640,810中。
本文所使用的术语“共成形”是指一种方法，其中至少一个熔喷纺丝头布置在一个料斗附近，该料斗用于在纤网成形的过程中将其他材料加入到纤网中。此类其他材料可以是浆粕、超吸收剂颗粒、天然聚合物(例如，人造丝或棉纤维)和/或合成聚合物(例如，聚丙烯或聚酯)纤维，其中该纤维例如可具有普通短纤维的长度。共成形方法公开在同一受让人的美国专利4,818,464中，授予Lau，以及4,100,324中，授予Anderson等人。由共成形方法生产的纤网一般被称之为共成形材料。
“粘合梳理纤网”是指一种由短纤维制成的纤网，在制造中，将短纤维送过精梳机或梳理机装置，该装置将短纤维分开并沿着加工方向排齐，从而形成大致沿加工方向取向的纤维组成的非织造纤网。此种纤维可成包地购进，并放在清棉机上将纤维分开，然后再送入梳理装置。纤网一旦形成，随后用几种已知粘合方法当中的一种或多种将其粘合。此类粘合方法之一是粉末粘合，其中粉末状粘合剂被分布到纤网中，然后进行活化，一般利用热空气对纤网和粘合剂加热的办法实现。另一种适宜的粘合方法是花纹粘合，其中用加热的压花机辊或超声粘合设备将纤维粘合在一起，粘合一般仅限于局域粘合花纹内，虽然希望的话，纤网也可沿其整个表面进行粘合。另一种合适并熟知的粘合方法，特别是当采用双组分短纤维时，就是穿透空气粘合。
术语“凝胶”是指一种流体，其中分散相与连续相混合到足以产生一种粘稠或粘弹、冻胶状产物的程度。
本文所使用的术语“个人护理产品”是指绷带、伤口护理制品、尿布、训练裤、泳装、吸收性内裤、成人失禁用品和女性卫生制品。
试验材料月经模拟物的制备试验中使用的人造月经流体是按照美国专利5,883,231由血和蛋白而制成，其中将血液分离为血浆和红细胞并将蛋白分离为稠和稀两部分(其中“稠”是指它具有在150s-1下高于约20厘泊的均化后粘度)，将稠蛋白与血浆合并，并充分混合，最后加入红细胞，再次充分混合。较详细的程序如下血液，在本实例中为脱纤维蛋白的猪血，通过以3000rpm离心处理30min而达到分离，不过其他方法或速度及时间，只要有效，也可使用。血浆分离出来后，单独贮存，去掉淡黄色包衣并将其丢弃，然后将压实的红细胞单独贮存。要指出的是，血液必须以某种方式处理，它才能在加工时不凝固。本领域技术人员知道各种各样的方法，例如，血液的脱纤维蛋白处理以除掉凝结的纤维状物质，加入抗凝聚化学品和其他物质。血液必须是不凝固的才能使用，而任何方法，只要能做到这一点而不损坏血浆和红细胞，都可接受。
将大号鸡蛋分离，丢弃蛋黄和合点(chalazae)并只留下蛋白。蛋白通过1000μm尼龙网粗滤约3分钟而分离成为稠和稀两部分，然后丢弃稀部分。收集截留在尼龙网上的蛋白的稠部分并吸入到60cc针筒中，然后把针筒放入到程序化针筒泵中，并通过将该物料推出并再灌入反复5次以达到均化。均化程度借助将针筒泵速率控制为约100ml/min以及导管内径为约0.12英寸加以控制。经过均化后，稠蛋白在150s-1具有约20厘泊的粘度，然后放入到离心机中并以约3000rpm旋转约10min以除掉碎屑和气泡。
离心之后，均化的稠蛋白，其中包含ovamucin，利用针筒加入到300cc FENWAL转移填充容器中。然后将60cc猪血浆加入FENWAL转移填充容器中。夹紧FENWAL转移填充容器，除掉所有气泡，并将其放入到Stomacher实验室混合机中，在混合机中它以正常(或中等)速度混合约2min。随后，FENWAL转移填充容器从混合机中取出，加入60cc猪血红细胞，然后物料通过用手捏合约2min或直至物料呈均匀状就完成了混合。最终混合物的血球离心机分析结果应显示，红细胞含量为约30wt％，一般应至少在28～32wt％范围内才能作为该实例中的人造月经。蛋白的含量为约40wt％。
制备人造月经使用的成分和设备到处有供应。下面是所用物品的来源清单，不过，当然也可使用其他来源，只要它们大致等价。
血液(猪血)Cocalico Biologicals公司(449 Stevens Rd.，Reamstown，PA 17567，(717)336～1990。
FENWAL转移填充容器，300mL，备有联轴器，代号4R2014Baxter HealthCare公司，Fenwal分部(Deerfield，IL60015)。
Harvard Apparatus程序化针筒泵，型号55-4143HarvardApparatus公司(South Natick，MA 01760)。
Stomacher 400实验室混合机，型号BA7021，系列号31968Seward Medical公司(伦敦，英格兰，英国)。
1000微米网，物品号CMN-1000-BSmall Parts公司(PO Box4650，Miami Lakes，FL 33014-0650，1-800-220-4242)。
测定血球比率的Hemata Stat-II装置，系列号1194Z03127分离技术公司(1096 Rainer Drive，Altamont Springs，FL32714)。
详细描述典型的个人护理产品结构包括顶片、吸收剂芯和不透液后片以及任选地，介于顶片与吸收剂芯之间的缓冲层。
顶片材料是抵住穿戴者皮肤的层，因此是第一个接触来自穿戴者的液体或其他流出物的层。顶片还起到将穿戴者皮肤与吸收剂结构中保持的液体隔开的作用，并且应当服贴、手感柔软和无刺激作用。有各种各样材料可用于成形本发明的体侧面层片材，包括微孔塑料膜、机织织物、非织造纤网、泡沫塑料以及诸如此类。
一种任选的缓冲层可插入到顶片与其他层之间，并与二者处于紧密、液体联通的接触状态。各种泡沫塑料和机织和非织造纤网被用于制造缓冲层，并且可以有多个纤维粗细不同、基重不同的缓冲层。范例缓冲材料的例子可见诸于美国专利5,879,343和5,820,973，授予Dodge等人。
持液或吸收剂芯层通常由木浆和/或超吸收剂颗粒制成。浆粕包括标准软木短绒品级如CR-1654，US Alliance PulpMills(Coosa，Alabama)供应，以及高蓬松、无添加剂甲醛的浆粕(HBAFF)，由Weyerhaeuser公司(Tacoma，WA)供应。另一种有用的浆粕是化学交联浆粕纤维如Weyerhaeuser NHB-416。有用的粒状超吸收剂可由Dow Chemical公司(Midland MI)和Stockhausen公司(Greensboro，NC 27406)购得(例如，FAVOR870超吸收剂)以及其他。
后片有时亦称为外包覆层，是距离穿戴者最远的层。外包覆层一般由薄热塑性薄膜制成，例如聚乙烯薄膜，基本上不透液。外包覆层的功能是防止吸收剂结构中保持的身体流出物打湿或弄脏穿戴者衣服、被褥或其他接触到尿布的材料。外包覆层可以是例如初始厚度介于约0.5密耳(0.012mm)～约5.0密耳(0.12mm)的聚乙烯薄膜。该聚合物薄膜外包覆层可经过压花和/或消光整理以提供美学上令人愉悦的外观。外包覆层可任选地由蒸汽或气体可透的微孔“透气性”材料，即，蒸汽或气体可透、但液体基本不透的材料制成。
上面所描述的典型个人护理产品结构对大多数目的来说效果很好。然而，在某些产品用途，特别是女性卫生产品领域，这些层合起来的厚度可导致穿戴者感觉这样的产品不舒服。吸收剂芯中超吸收剂层在打湿后的溶胀进一步加剧这种效应。本发明人发现，具有不同材料的新颖共混物的个人护理产品可减轻和消除此种不舒服的感觉。此种结构还容许流体在产品内迁移，从而使产品已有的吸收容量得到更充分的利用并可免除许多产品对缓冲层的需要。吸收容量的此种更有效的利用允许产品结构做得更小、更薄，这将进一步减轻典型产品的不舒服感觉。要指出的是，虽然本发明打算仅具有一个由该新材料构成的层，但仅仅是在本发明个人护理产品上增加层数不应认为超出本发明的范围。
本发明个人护理产品包括水溶性材料和吸收剂材料。当打湿并且在施加极小力之后，该材料将变成凝胶状，并因此可通过在载荷下的流动保持与穿戴者体形贴合。此种流动还起到将吸收的流体沿着整个结构分布的作用。
需要一定大小的力来产生凝胶，即便在充足液体存在的情况下也是如此。本发明人相信，之所以如此要求的原因是为了破坏材料中的键或诱导液体与材料之间更加彻底的混合。在本发明个人护理产品中产生材料胶凝所要求的力不过分大。例如，仅仅由穿戴者走路所施加的压力大小据信对女性卫生产品就足够了。在尿布的情况下，穿戴者坐下或走路所施力的大小据信就足够了。
该吸收剂材料可包括木浆纤维和超吸收剂及其共混物。
木浆包括标准软木短绒品级如CR-1654，US Alliance PulpMills(Coosa，Alabama)出品。为改善纤维的固有特性及其加工性还可对其实施改性。可使纤维卷曲，方法包括化学处理或机械加捻。卷曲一般是在交联或硬化处理之前实施的。浆粕可利用交联剂实施硬化处理，例如用甲醛或其衍生物、戊二醛、表氯醇、羟甲基化化合物如脲或脲衍生物，二醛如马来酐、非羟甲基化脲衍生物、柠檬酸或其他多羧酸。这些试剂中某些，由于环境和健康的原因，不如另一些受青睐。浆粕还可通过热或苛性碱处理如丝光化而硬化。这些类型纤维的例子包括NHB416，这是一种能提高湿模量的化学交联南方软木浆纤维，由Weyerhaeuser公司(Tacoma，WA)供应。其他有用的浆粕是脱胶浆粕(NF405)和非脱胶浆粕(NB416)，也由Weyerhaeuser公司供应。Buckeye技术公司(孟菲斯，TN)生产的HPZ3具有一种化学处理，除了赋予纤维额外干和湿态挺度和回弹之外还能固定卷曲和捻回。另一种合适的浆粕是Buckeye HP2浆粕，再一种是IP Supersoft，由国际纸公司供应。合适的人造丝纤维是1.5旦合并批号18453纤维，由Acordis纤维素纤维公司(Axis，Alabama)供应。
可用于本发明的超吸收剂可根据化学结构和物理形式选择其类别。这些包括具有低凝胶强度和高凝胶强度的超吸收剂、表面交联的超吸收剂、均匀交联的超吸收剂或沿整个结构具有不同交联密度的超吸收剂。超吸收剂可以是基于各种化学结构的，包括但不限于丙烯酸、异丁烯/马来酸酐、聚环氧乙烷、羧甲基纤维素、聚乙烯基吡咯烷酮和聚乙烯醇。超吸收剂的吸收速率可从低到高。超吸收剂可采取泡沫体、大孔或微孔颗粒或纤维形式，可具有绒毛或纤维状包衣或形态。超吸收剂可呈丝带状、颗粒、纤维、片状或薄膜形式。超吸收剂可具有各种不同长度和直径大小和分布。超吸收剂可处于各种不同的中和状态。中和是使用诸如锂、钠、钾、钙之类的反离子实施的。
这些超吸收剂的一个例子可由Stockhausen公司(Greensboro，NC)获得，商品名为FAVOR880。
纤维状超吸收剂包括由Camelot超吸收剂公司(夏洛特，NC)获得、商品名为FIBERDRI1241和FIBERDRI1161的超吸收剂。由Technical Absorbents有限公司(Grimsby，英国)获得的超吸收剂的例子是商品名OASIS101和OASIS111。
纤维状超吸收剂还包括FIBERSORB，它是100％纤维状超吸收剂(以前由Arco Chemical公司(Newtown Square，PA)供应)。由超吸收剂与水溶性聚合物的混合物生产的单一或共同的纤维以商品名ABSORVATE超吸收剂供应(BFF非织造布公司(Somerset，英国))。
水溶性聚合物的例子包括水溶性聚乙烯醇共聚物，商品名Ecomaty AX10000，由Nippon-Ghsei(大阪，日本)制造。此种AX10000共聚物的熔体流速是100g/10min，在190℃和2.16kg载荷下，采用ASTM试验方法D-1238测定。该聚合物可按照已知纤维制造方法如熔喷制成纤维。
另一种水溶性聚合物是代号为NP2068的聚酰胺聚合物，可由H.B.Fuller公司(St.Paul，明尼苏达)购得。NP2068聚合物的粘度是95Pa.s，在204℃的温度测定。另一种此类聚酰胺聚合物可由H.B.Fuller公司按代号NP2074购得。此类聚合物也可按照已知纤维制造方法如熔喷制成纤维。
其他适用于包括在本发明中的水溶性聚合物可见诸于美国专利5,916,678和美国专利申请08/798,751和08/774,417，这些申请的专利保护费已付。这些文献涉及个人护理产品及其所使用的材料，为了可生物降解或者环境保护的目的，这些产品一旦暴露于水就降解。这类“可冲洗”材料可丢弃到常规卫生设备系统中，在到达废水处理设施时已不可辨认了。
另一些可用于生产纤维的聚合物包括聚乳酸(PLA)，和BIONOLLE、己二酸和UNITHOX的共混物(BAU)。PLA不是共混物而是像聚丙烯一样的纯聚合物。BAU代表一种BIONOLLE、己二酸和UNITHOX以不同比例的共混物。就典型而言，用于短纤维的共混物是44.1％BIONOLLE1020、44.1％BIONOLLE3020、9.8％己二酸和2％UNITHOX480，而纺粘BAU纤维则典型地采用约15％己二酸。BIONOLLE1020是聚琥珀酸丁二醇酯；BIONOLLE3020是琥珀酸/己二酸丁二醇酯的共聚物；而UNITHOX480是乙氧基化醇。BIONOLLE是Showa Highpolymer公司(日本)的商标。UNITHOX是Baker Hughes国际公司的子公司Baker Petrolite的商标。
本发明使用的水溶性聚合物和超吸收剂的纤网可采用多种不同方法制造，唯一的限制来自特定聚合物所施加的特异反应制约。例如，聚乙烯醇(PVOH)可按照熔喷方法成功地制成纤维，而浆粕或超吸收剂颗粒或纤维可按照共成形方法与之掺混。超吸收剂/水溶性聚合物混合物，例如ABSORVATE材料也可通过熔喷和溶液纺丝加工。
替代地，超吸收剂和水溶性聚合物可在一种典型熔喷操作中在各自的一侧分别熔喷并在一个加工步骤中生产一种混合纤维的布料。
替代地，聚合物可分别制成纤维并随后按各种不同已知方法如在粘合和梳理、气流铺网之类的过程中按照要求的比例进行混合。
在另一种替代的方法中，超吸收剂纤维制成一种纤网，并在纤网中引入一种液态、水溶性聚合物作为粘合剂从而赋予纤网以结构整体性。粘合剂聚合物包括聚乙烯醇、聚环氧乙烷和聚乙烯基吡咯烷酮，而它们则可通过喷涂、浸渍和任何本领域已知的适宜方法加入到纤网中。
水溶性和超吸收剂纤维的共混物的凝胶性能可通过控制纤维的比例、所选聚合物的分子量或其他性质，乃至织物的性质如基重、粘合花纹(有的话)、织物密度等，加以控制。成功的共混物在打湿后并施加极小力后将如同凝胶一样流动，但又不像液体那样从个人护理产品中逃逸。小心地设计并辅以合理次数的实验将使得本领域技术人员能够开发出此种用途的适当共混物。本发明人相信，最有效的共混物将介于20～80wt％水溶性聚合物和80～20wt％超吸收剂纤维，打湿后将产生凝胶。更具体地说，70wt％水溶性聚合物～70wt％超吸收剂纤维，更特别是60％水溶性聚合物～60％超吸收剂纤维，其余则为其他成分据信是可心的。也可以少量存在附加的成分，如表面活性剂、护肤添加剂、气味控制剂、着色剂等。
实施例BFF非织造布公司(Somerset，英格兰，英国)市售供应的商品名NCF200热点粘合梳理纤网被按上面所述方法制备的人造月经饱和。该纤网由超吸收剂和水溶性聚乙烯醇以共同(即，同一)纤维的形式构成，并具有约200gsm(g/m2)的基重。使纤网吸收溶液，然后将其用玻璃搅拌棒卷成卷。当受到来自打卷的棒的力之后，纤网就变成凝胶。
正如本领域技术人员所理解的，各种基于本发明的改变和修改乃是本领域技术人员能力之内的事。此类改变和修改在本发明人看来一律在本发明范围之内。
权利要求
1.一种包含吸收剂和水溶性聚合物的个人护理产品，该产品一旦与液体接触并受到极小力之后就变为凝胶。
2.权利要求1的个人护理产品，其中所述吸收剂是超吸收剂。
3.权利要求2的个人护理产品，其中所述超吸收剂是纤维并以20～80重量％的量存在。
4.权利要求3的个人护理产品，其中所述超吸收剂纤维以30～70重量％的量存在。
5.权利要求1的个人护理产品，其中所述吸收剂是木浆。
6.权利要求1的个人护理产品，其中所述吸收剂和水溶性聚合物存在于同一根纤维中。
7.权利要求1的个人护理产品，其中所述吸收剂和水溶性聚合物采用选自熔喷、共成形、粘合梳理、溶液纺丝和气流铺网的方法合在一起。
8.权利要求2的个人护理产品，其中所述超吸收剂被制成纤维的纤网，而所述水溶性聚合物作为粘合剂加入到所述纤网中。
9.权利要求1的个人护理产品，还包含在所述层中的微孔。
10.包含权利要求1的织物的女性卫生垫。
11.包含权利要求1的织物的尿布。
12.包含权利要求1的织物的成人失禁用品。
全文摘要
提供一种具有由吸收剂和水溶性聚合物构成的混合物的个人护理产品，当润湿并受到极小的力时，该产品将变成凝胶。此种个人护理产品比典型个人护理产品具有更好的贴合性，因此更舒适。此种产品还容许流体流动到产品的其他部分，因此其制造用料较少，从而进一步减轻不舒适的感觉。
文档编号A61F13/53GK1449296SQ01814871
公开日2003年10月15日 申请日期2001年8月29日 优先权日2000年9月1日
发明者M·A·达利, M·G·拉蒂默 申请人:金伯利-克拉克环球有限公司