具有包括大体上连续分配的吸收性颗粒状聚合物材料的改善的采集系统的一次性吸收制品的制作方法

专利名称：具有包括大体上连续分配的吸收性颗粒状聚合物材料的改善的采集系统的一次性吸收制品的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及吸收制品。更具体地讲，本发明涉及具有改善的采集 系统的一次性吸收制品，例如尿布。
背景技术：
吸收制品，例如一次性尿布、训练裤和成人失禁内衣，可吸收和容纳 身体流出物。它们也旨在防止身体流出物脏污、润湿或换句话讲污染与穿 着者接触的衣物或其它制品，例如被褥。 一次性吸收制品例如一次性尿布 可以干燥状态或载尿状态被穿着数小时。因此，已做出许多努力来改善吸 收制品在干燥时以及在完全地或部分地载有液体流出物时对穿着者的贴合 性和舒适性，并同时保持或增强制品的吸收和容纳功能。
一些吸收制品例如尿布包含吸收性聚合物材料(也称为超吸收聚合物)。 吸收性聚合物材料可吸收液体并溶胀。当吸收制品由吸收性聚合物材料制 成时，可将它们制造为相对薄的且柔性的，而薄且柔性的吸收制品可贴合 得更好且更舒适，并且可更整洁和更方便地包装和贮存。此类吸收制品通 常包括多个吸收构件，其中至少一个构件被设计成主要用以存储液体，并 且至少另外一个构件被设计成主要用以采集和/或分配液体。尽管吸收性聚 合物材料可存储非常大量的液体，但它们常常不能够将液体从冲击点分配 到吸收制品的更偏远的区域从而以制品可接收液体的速度尽快地采集液 体。由于此缘故，采用了采集构件，它们提供对大量液体的临时采集，并 且它们常常也可进行液体的分配。因此，釆集构件在利用由存储构件所提 供的整体吸收容量方面起重要作用。
因此，随着由吸收制品的存储构件所提供的吸收容量的增大，持续地 需要如下的吸收制品，该制品具有改善的液体处理特性、可提供优异的干 爽性、和/或穿着起来更舒适。

发明内容
本发明解决了上述的一个或多个技术问题，并且提供了一种一次性吸
收制品，所述吸收制品可包括底座，该底座包括顶片和底片；大体上不 含纤维素的吸收芯，该吸收芯位于顶片和底片之间并且具有当制品被穿着 时朝穿着者定向的面向穿着者侧和相对的面向衣服侧；以及设置在液体可 透过的顶片和吸收芯的面向穿着者侧之间的液体采集系统，该液体采集系 统包括化学交联的纤维素纤维。
通过阅读以下的发明详述、附图和权利要求书，本发明的其它特征和 优点可变得显而易见。
附图概述


图1为如本发明的一个实施方案所述的尿布的平面图。
图2是沿图1的截线2-2截取的图1所示尿布的截面图。
图3为如本发明的一个实施方案所述的吸收芯层的局部剖面图。
图4为如本发明的另一个实施方案所述的吸收芯层的局部剖面图。
图5为图3所示吸收芯层的平面图。
图6为如本发明的一个实施方案所述的第二吸收芯层的平面图。
图7a为吸收芯的局部截面图，其包括图5和6所示第一和第二吸收芯
层的组合。
图7b为吸收芯的局部截面图，其包括图5和6所示第一和第二吸收芯 层的组合。
图8为图7a和7b所示吸收芯的平面图。 图9为流变仪的示意图。
图IO为用于制造如本发明的一个实施方案所述的吸收芯的方法的示意图。
图11为用于制造如本发明的一个实施方案所述的吸收芯的设备的局部 图12为图11所示印刷辊的透视图。
图13为图12所示印刷辊的局部截面图，其显示了吸收性颗粒状聚合 物材料贮存器。
图14为图12所示支撑辊的透视图。
5图15至17为用于进行"毛细管吸附试验"的装置的示意图。 发明详述
"吸收制品"是指吸收和容纳身体流出物的装置，更具体地讲是指紧贴或 邻近穿着者的身体放置以吸收和容纳由身体排泄的各种流出物的装置。吸 收制品可包括尿布、训练裤、成人失禁内衣、妇女卫生制品、胸垫、护理 垫、围兜、伤口敷料产品等。如本文所用，术语"体液"或"身体流出物"包括 但不限于尿液、血液、阴道排出物、乳汁、汗液和粪便。
"吸收芯"是指如下结构，所述结构通常设置在吸收制品的顶片和底片之 间来用于吸收和容纳由吸收制品所接收的液体，并且可包括一个或多个基 底、设置在一个或多个基底上的吸收性聚合物材料、以及吸收性颗粒状聚 合物材料和一个或多个基底的至少 一部分上的热塑性组合物，所述组合物 用于将吸收性颗粒状聚合物材料固定在一个或多个基底上。在多层的吸收 芯中，吸收芯也可包括覆盖层。该一个或多个基底和覆盖层可包括非织造 材料。此外，吸收芯大体上不含纤维素。吸收芯不包括吸收制品的采集系 统、顶片或底片。在一个实施方案中，吸收芯将基本上由所述一个或多个 基底、吸收性聚合材料、热塑性组合物、以及任选的覆盖层组成。
"吸收性聚合物材料"、"吸收胶凝材料"、"AGM"、"超吸收物"和"超吸 收材料"在本文中可互换使用并且是指交联聚合材料。当使用"离心保留容 量"测试(Edana441.2-01)来测定时，所述聚合材料能够吸收至少5倍于它们 自身重量的含水的0.9%盐水溶液。
本文所用的"吸收性颗粒状聚合物材料，，是指呈颗粒形式以致在干燥状 态时可流动的吸收性聚合物材料。
如本文所用，"吸收性颗粒状聚合物材料区域，，是指芯的如下区域，其中 第一基底64和第二基底72被大量的超吸收颗粒隔开。在图8中，吸收性 颗粒状聚合物材料区域的边界由重叠的圆的周边限定。在此周边之外的第 一基底64和第二基底72之间可存在一些外界的超吸收颗粒。
本文所用"透气毡"是指粉碎的木浆，其为纤维素纤维的一种形式。
"包括"及"包含"是开放式术语，它们均指定其后所述例如一个组分的存 在，但不排除本领域已知的或本文所公开的其它特征例如元件、步骤或组 分的存在。"基本上由...组成"在本文中用来将主题(例如权利要求中的主题)的范 围限制于指定的材料或步骤、以及不显著地影响主题的基本和新型特性的
材料或步骤。
"一次性的"以其普通的含义使用，是指在不同时长内的有限数目的使用
事件(例如小于约20次事件，小于约10次事件，小于约5次事件，或小于 约2次事件)之后被处理或丢弃的制品。
"尿布"是指一般被婴儿和失禁患者围绕下体穿着以便环绕穿着者的腰 部和腿部并且特别适于接收和容纳尿液和粪便的吸收制品。如本文所用， 术语"尿布"也包括下文所定义的"裤"。
"纤维"和"长丝"可互换使用。
"非织造材料"为由定向或任意取向的纤维通过摩擦和/或粘合和/或粘着 而粘结成的、或通过湿磨法而毡化成的人造片、纤维网或毛层，不包括纸 张和通过织造、编织、蔟成、缝编而合并束缚的纱或长丝产品，不考虑是 否另外缝过。这些纤维可具有天然的或人造的来源，并且可为短纤维或连 续长丝或为就地形成的纤维。市售纤维的直径范围小于约O.OOlmm至大于 约0.2mm,并且它们具有几种不同的形式短纤维(又称为化学短纤维或短 切纤维)、连续单纤维(长丝或单丝)、无捻连续长丝束(丝束)和加捻连续长丝 束(纱)。非织造织物可通过许多方法例如熔喷法、纺粘法、溶液纺丝、静电 纺纱、以及粗梳法来形成。非织造织物的基重通常用克/平方米(gsm)表示。
如本文所用，"裤，，或"训练短裤，，是指为婴儿或成人穿着者设计的、具有 腰部开口和腿部开口的 一次性衣服。通过将穿着者的腿伸入腿部开口并将 裤提拉到围绕穿着者下体的适当位置可将裤穿到使用者身上。裤子可使用 任何合适的技术来预成形，所述技术包括但不限于利用可重复扣紧的和/或 不可重复扣紧的粘结(例如，缝合、焊接、粘合剂、胶粘剂粘结、扣件等) 将制品的各部分接合在一起。裤可在沿该制品圆周的任何地方预成形(例如， 侧扣紧、前腰扣紧)。尽管本文使用的是术语"短裤，，或"裤"，但裤通常也称 为"闭合尿布"、"预紧固尿布"、"套穿尿布"、"训练裤"和"尿布裤"。合适的 裤公开于以下专利中1993年9月21日授予Hasse等人的美国专利 5,246,433; 1996年10月29日授予Buell等人的美国专利5,569,234; 2000 年9月19日授予Ashton的美国专利6,120,487;2000年9月19日授予Johnson 等人的美国专利6,120,489; 1990年7月10日授予Van Gompel等人的美国专利4，940,464; 1992年3月3日授予Nomura等人的美国专利5,092,861; 提交于2002年6月13日的题目为"Highly Flexible And Low Deformation Fastening Device"的美国专利公布2003/0233082 Al; 1999年4月27日授予 Kline等人的美国专利5,897,545; 1999年9月28日授予Kline等人的美国 专利5,957,908。
"大体上不含纤维素，，在本文中用来描述制品例如吸收芯，其包含按重量 计小于10%的纤维素纤维，小于5%的纤维素纤维，小于1%的纤维素纤 维，不含纤维素纤维，或不超过非实质量的纤维素纤维。非实质量的纤维 素材料将不会显著地影响吸收芯的薄度、柔韧性或吸收性。
如本文所用，"大体上连续地分配"是指在吸收性颗粒状聚合物材料区域 内第一基底64和第二基底72被大量的超吸收颗粒隔开。应当认识到，在 第一基底64和第二基底72之间的吸收性颗粒状聚合物材料区域内可存在 少数偶然的接触区域。第一基底64和第二基底72之间的偶然的接触区域 可为有意的或无意的(例如人为的制造偏差)，但不形成几何形状，例如枕块、 口袋、管、绗缝图案等等。
如本文所用，"热塑性粘合剂材料，，应被理解为包括形成纤维的聚合物混 合物，并且所述纤维被施加到超吸收材料上以期在干燥状态和润湿状态时 均可固定超吸收材料。本发明的热塑性粘合剂材料在超吸收材料上形成纤 维性网络。
"厚度，，(Thickness， caliper)在本文中可互换使用。
图1为如本发明的某个实施方案所述的尿布10的平面图。尿布10显 示处于其平展未收缩状态(即，没有弹性诱导收缩)，并且尿布10的一些部 分被切除以更清楚地显示尿布10的底层结构。在图1中，尿布10的接触 穿着者的部分面对观察者。尿布10 —般可包括底座12和设置在底座中的 吸收芯14。
图1中的尿布10的底座12可包括尿布10的主体。底座12可包括外覆 盖件16，该外覆盖件包括可为液体可透过的顶片18和/或可为液体不可透 过的底片20。吸收芯14可封装在顶片18和底片20之间。底座12也可包 括侧片22、弹性化腿箍24和弹性腰部组件26。
腿箍24和弹性腰部组件26通常可各包括弹性构件28。尿布10的一个 端部可被构造为尿布10的第一腰区30。尿布10的相对的端部可被构造为尿布10的第二腰区32。尿布10的中间部分可被构造为裆区34,所述裆区 在第一和第二腰区30和32之间纵向延伸。腰区30和32可包括弹性元件 以使得它们围绕穿着者的腰部聚拢以提供改进的贴合性和密封性(弹性腰部 组件26)。裆区34为当尿布IO被穿着时尿布10的一般设置在穿着者两腿 之间的那个部分。
尿布10在图1中被描绘成具有纵向轴线36和横向轴线38。尿布10的 周边40由尿布10的外边缘限定，其中纵向边缘42大致平行于尿布10的 纵向轴线36延伸，并且端边44大致平行于尿布10的横向轴线38在纵向 边缘42之间延伸。底座12也可包括扣紧系统，所述系统可包括至少一个 扣紧构件46和至少一个存储着陆区48。
尿布20也可包括在本领域已知的其它此类部件，包括前后耳片、腰罩 部件、弹性部件等以提供更好的贴合性、密封性和美观特性。此类附加部 件已为本领域所熟知并^L例如描述于美国专利3，860，003和美国专利 5,151,092中。
为了将尿布10保持在围绕穿着者的适当位置，第一腰区30的至少一 部分可由扣紧构件46连接到第二腰区32的至少一部分上以形成腿部开口 和制品腰部。当扣紧时，扣紧系统承受制品腰部周围的拉伸载荷。扣紧系 统可允许制品使用者抓持扣紧系统的一个元件例如扣紧构件46，并且在至 少两个位置上将第一腰区30连接到第二腰区32上。这可通过操纵扣紧装 置的元件之间的粘结强度来实现。
根据某些实施方案，尿布IO可具有可重新闭合的扣紧系统，或可作为 另外一种选择以裤型尿布的形式提供。当吸收制品为尿布时，其可包括接 合到底座上的可重新闭合的扣紧系统，所述系统用于将尿布固定到穿着者 身上。当吸收制品为裤型尿布时，制品可包括至少两个接合到底座上并且 彼此接合的侧片以形成裤。扣紧系统及其任何组件可包括适用于这种用途 的任何材料，所述材料包括但不限于塑料、薄膜、泡沫、非织造材料、织 造材料、纸、层压体、纤维增强的塑料等、或它们的组合。在某些实施方 案中，构成扣紧装置的材料可为柔韧的。该柔韧性可允许扣紧系统适形于 身体的形状，因此可减小扣紧系统刺激或伤害穿着者皮肤的可能性。
对于一体的吸收制品，底座12和吸收芯14可形成在添加其它部件后 形成复合尿布结构的尿布IO的主结构。尽管顶片18、底片20和吸收芯14
9可以多种熟知的构型装配，但优选的尿布构型一般描述于以下专利中1996 年9月10日授予Roe等人的题目为"Absorbent Article With Multiple Zone Structural Elastic-Like Film Web Extensible Waist Feature"的美国专利 5,554,145; 1996年10月29日授予Buell等人的题目为"Disposable Pull-On Pant，，的美国专利5,569,234;和1999年12月21日授予Robles等人的题目 为"Absorbent Article With Multi-Directional Extensible Side Panels,，的美国专 利6,004,306。
图1中的顶片18可被完全或部分地弹性化或可缩短以在顶片18和吸 收芯14之间提供空隙空间。包括弹性化的或缩短的顶片的示例性结构更详 细地描述于以下专利中1991年8月6日授予Allen等人的题目为 "Disposable Absorbent Article Having Elastically Extensible Topsheet，，的美国 专利5,037,416;和1993年12月14日授予Freeland等人的题目为"Trisection
Having Such Trisection Topsheets"的美国专利5，269,775 。
底片26可与顶片18接合。底片20可防止被吸收芯14所吸收并容纳 在尿布10内的流出物脏污可能接触尿布10的其它外部制品，例如床单和 内衣。在某些实施方案中，底片26可为大体上液体(例如尿液)不可透过的， 并且包括非织造材料和薄塑料薄膜的层压体，所述薄膜例如具有约 0.012mm(0.5mil)至约0.051mm(2.0mils)厚度的热塑性薄膜。合适的底片薄膜 包括由Tredegar Industries Inc.， Terre Haute, Ind.制造并以商品名X15306、 X10962和X10964出售的那些。其它合适的底片材料可包括允许蒸汽从尿 布10逸出同时仍然防止液体流出物透过底片10的透气材料。示例性透气 材料可包括例如织造纤维网、非织造纤维网之类的材料、例如膜包衣的非 织造纤维网的复合材料以及例如日本的Mitsui Toatsu Co.制造的命名为 ESPOIRNO和EXXON Chemical Co.(Bay City, TX)制造的命名为EXXAIRE 的微孔薄膜。包括共混聚合物的适用透气复合材料以名称HYTREL共混物 P18-3097得自Cincinnati, Ohio的Clopay Corporation,此类透气复合材料 更详细地描述于1995年6月22日以E丄DuPont的名义乂>布的PCT专利申 请WO 95/16746中。中。包括非织造纤网和开孔成形薄膜在内的其它透气 底片描述于1996年11月5日授予Dobrin等人的美国专利5,571,096中。
在某些实施方案中，本发明的底片可具有大于约2000g/24h/m2,大于约3000g/24h/m2,大于约5000g/24h/m2 ，大于约6000g/24h/m2 ，大于约 7000g/24h/m2 ，大于约8000g/24h/m2 ，大于约9000g/24h/m2 ，大于约 10000g/24h/m2，大于约11000g/24h/m2,大于约12000g/24h/m2，大于约 15000g/24h/m2的水蒸汽传输速率(WVTR)，所述速率根据WSP 70.5 (08)在 37.8。C和60。/。的相对湿度下测定。
图2显示沿图1的截线2-2截取的图1的横截面。从面向穿着者侧开始， 尿布IO可包括顶片18、吸收芯14的组件和底片20。根据一个实施方案， 尿布10也可包括采集系统50，所述系统设置在液体可透过的顶片18和吸 收芯14的面向穿着者侧之间。采集系统50可直接接触吸收芯。采集系统 50可包括单一层或多个层，例如面向穿着者皮肤的上部采集层52和面向穿 着者衣服的下部采集层54。根据某个实施方案，采集系统50可用来接收液 体涌流，例如尿液涌流。换句话讲，采集系统50可用作液体的暂时贮存器 直到吸收芯14吸收液体为止。
在一个实施方案中，釆集系统50可包括化学交联的纤维素纤维。此类 交联的纤维素纤维可具有所期望的吸收特性。示例性化学交联的纤维素纤 维公开于美国专利5,137,537中。在某些实施方案中，化学交联的纤维素纤 维与基于葡萄糖单体的介于约0.5摩尔％和约10.0摩尔％之间的C2至C9 聚羧基交联剂交联，或与介于约1.5摩尔％和约6.0摩尔％之间的C2至C9 的聚羧基交联剂交联。柠檬酸为一种示例性交联剂。在其它实施方案中， 可使用聚丙烯酸。此外，根据某些实施方案，交联的纤维素纤维具有约25 至约60，或约28至约50,或约30至约45的保水值。用于确定保水值的 方法公开于美国专利5,137,537中。根据某些实施方案，交联的纤维素纤维 可为起褶皱的、加枪的、或巻曲的、或它们的组合(包括起褶皱的、加掄的 和巻曲的)。
在一个实施方案中，上部采集层和下部采集层52和54中的一个或两 者均可包括非织造材料，所述材料可为亲水的。此外，根据某个实施方案， 上部采集层和下部采集层52和54中的一个或两者均可包括化学交联的纤 维素纤维，所述纤维可或可不形成非织造材料的一部分。根据一个示例性 实施方案，上部采集层52可包括非织造材料(不含交联的纤维素纤维)，并 且下部采集层54可包括化学交联的纤维素纤维。此外，根据一个实施方案， 下部釆集层54可包括与其它纤维例如天然或合成聚合物纤维相混合的化学交联的纤维素纤维。根据示例性实施方案，此类其它天然或合成聚合物纤
维可包括高表面积纤维、热塑性粘合纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、PET 纤维、人造纤维、lyocell纤维、以及它们的混合物。根据一个特定实施方 案，下部采集层54具有总干重。交联的纤维素纤维基于某个干重存在于上 部采集层中，所述干重为按下部采集层54的重量计约30%至约95%的量； 并且其它天然或合成聚杏物纤维也基于某个干重存在于下部采集层54中， 所述干重为按下部采集层54的重量计约70%至约5%的量。根据另一个 实施方案，交联的纤维素纤维基于某个干重存在于第一采集层中，所述干 重为按下部釆集层54的重量计约80%至约90%的量；并且其它天然或合 成聚合物纤维也基于某个干重存在于下部采集层54中，所述干重为按下部 采集层54的重量计约20%至约10%的量。
根据某个实施方案，期望下部采集层54具有高的流体摄取能力。流体 摄取值被测量为每克吸收材料所吸收的流体的克数，并且用"最大摄取"值来 表示。因此高流体摄取值对应于材料的高容量并且是有益的，因为其可确 保完全采集旨在被釆集材料吸收的流体。根据示例性实施方案，下部采集 层54具有约10g/g的最大摄取值。
上部采集层54的一个相关属性为其"中值解吸压"，即MDP。 MDP为 在0.3psi的外加机械压力下以0cm的毛细管抽吸高度将上部采集层54脱水 至其容量的约50%所需的毛细管压力的量度。 一般来讲，相对较低的MDP 可为适用的。较低的MDP可允许下部采集层54更可效地排干上部采集材 料。不受理论的束縛，给定的分配材料可具有限定的毛细管抽吸。下部采 集层54通过毛细管力竖直地移动液体的能力将直接受到重力和与上部釆集 层的解吸相关联的相反的毛细管力的影响。最小化这些毛细管力可有利地 影响下部采集层54的性能。然而，在一个实施方案中，下部采集层54也 可具有足够的毛细管吸收抽吸，以便排干以上各层(具体地讲即上部采集层 52和顶片18),并且暂时保持液体直到液体可被吸收芯组件分配掉。因此， 在一个实施方案中，下部采集层54可具有大于5cm的最小MDP。此外， 根据示例性实施方案，下部采集层54具有小于约20.5cm H20,或小于约 19cm H20,或小于约18cm H20的MDP值，以提供快速采集。
用于确定MDP和最大摄取值的方法公开于美国专利申请 11/600,691(Flohr等人)中。例如，根据第一实施方案，下部采集层54可包括按重量计约70%的化学交联的纤维素纤维、按重量计约10%的聚酯 (PET)和按重量计约20%的未经处理的纸浆纤维。根据第二实施方案，下 部采集层54可包括按重量计约70%的化学交联的纤维素纤维、按重量计 约20%的lyocell纤维和按重量计约10°/。的PET纤维。根据第三实施方案， 下部采集层54可包括按重量计约68%的化学交联的纤维素纤维、按重量 计约16%的未经处理的纸浆纤维和按重量计约16%的PET纤维。在一个 实施方案中，下部采集层54可包括按重量计约90%至100%的化学交联 的纤维素纤维。
用于上部采集层和下部采集层52和54的合适的非织造材料包括但不 限于SMS材料，所述SMS材料包括纺粘层、熔喷层和另一个纺粘层。在 某些实施方案中，永久性亲水的非织造材料(具体地讲为具有永久性亲水涂 层的非织造材料)是所期望的。其它合适的实施方案包括SMMS结构体。在 某些实施方案中，非织造材料为多孔的。
在某些实施方案中，合适的非织造材料可包括但不限于合成纤维，例 如PE、 PET和PP。由于用于非织造材料生产的聚合物本身可为疏水的，因 此可将它们涂覆上亲水涂层。 一种生产具有永久性亲水涂层的非织造材料 的方法是，通过将亲水单体和自由基聚合引发剂施用到非织造材料上，并 且进行通过紫外光所激发的聚合物反应，从而导致单体化学地结合到非织 造材料的表面上，如共同未决的美国专利公布2005/0159720中所述。另一 种生产具有永久性亲水涂层的非织造材料的方法是，将非织造材料涂覆上 亲水的纳米颗粒，如授予Rohrbaugh等人的共同未决的专利申请美国专利 7,112,621和PCT专利申请公布WO 02/064877中所述。
通常，纳米颗粒的最大尺寸小于750nm。尺寸在2nm至750nm范围内 的纳米颗粒可经济地进行生产。纳米颗粒的优点在于，它们中有很多均可 容易地分散在水溶液中，使得涂层可施加到非织造材料上；它们通常形成 透明涂层，并且从水溶液施加的涂层通常足以耐用于暴露在水中的场合。 纳米颗粒可为有^/L的或无;f几的、合成的或天然的。无才几纳米颗粒一^:以氧 化物、硅酸盐和/或碳酸盐的形式存在。合适的纳米颗粒的典型实例为层状 粘土矿物(例如，得自Southern Clay Products, Inc.(美国)的LAPONITE ;^" 水软铝石石凡土(例如，得自North American Sasol. Inc.的Disperal P2 )。根据 某个实施方案，合适的纳米颗粒涂覆的非织造材料为授予EkaterinaAnatolyevna Ponomarenko和Mattias NMN Schmidt的题目为"Disposable absorbent article comprising a durable hydrophilic core wrap，，的共同未决的专 利申请序列号10/758,066中所公开的那种。
更多适用的非织造材料描述于以下专利中授予Cramer等人的美国专 利6,645,569、授予Cramer等人的美国专利6,863,933、授予Rohrbaugh等人 的美国专利7,112,621、以及授予Cramer等人的共同未决的专利申请 10/338,603和授予Cramer等人的10/338,610。
在一些情况下，在涂敷纳米颗粒涂层之前，可将非织造材料表面用高 能处理方法(电晕、等离子)进行预处理。高能预处理通常可暂时增大低表面 能表面(例如PP)的表面能，因此使非织造材料能够被水中的纳米颗粒分散 体更好地润湿。
值得注意的是，永久性亲水的非织造材料也适用于吸收制品的其它部 分。例如，已发现，包括如上所述的永久性亲水的非织造材料的顶片和吸 收芯层使用效果良好。
根据一个实施方案，上部采集层52可包括如下材料，所述材料在施加 并移除外部压力时可良好地恢复。此外，根据某个实施方案，上部采集层 52可包括选自例如上述类型的聚合物纤维的不同纤维的共混物。在一些实 施方案中，这些纤维的至少 一部分可表现出具有螺旋状形状的螺旋形褶皱。 在一些实施方案中，上部采集层52可包括具有不同的褶皱程度或类型或同 时具有不同的褶皱程度和类型的纤维。例如， 一个实施方案可包括具有约8
个褶皱/英寸至约12个褶皱/英寸(cpi)或约9cpi至约10cpi的纤维和具有约 4cpi至约8cpi或约5cpi至约7cpi的其它纤维的混合物。不同类型的褶皱包 括但不限于两维褶缺或"平坦褶皱"和3D或螺旋形褶皱。根据某个实施方案， 这些纤维可包括双组分纤维，它们为各自包括不同的材料(通常为第一和第 二聚合物材料)的单根纤维。据信使用并列型双组分纤维有益于向纤维赋予 螺旋形褶皱。
在一个实施方案中，上部采集层52可由胶乳粘合剂例如苯乙烯-丁二烯 胶乳粘合剂(SB胶乳)来稳定。用于获得此类晶格的方法是已知的，例如， 可见于EP 149 880(Kwok)和US 2003/0105l卯(Diehl等人)。在某些实施方案 中，粘合剂可以按重量计超过约12%,约14%或约16%的量存在于上部 采集层52中。对于某些实施方案，SB胶乳可以商品名GENFLO 3160(OMNOVA Solutions Inc.; Akron, Ohio)获得。
图1至8中的吸收芯14一般设置在顶片18和底片20之间，并且包括 两个层，即第一吸收层60和第二吸收层62。如图3最佳所示，吸收芯14 的第一吸收层60包括基底64、基底64上的吸收性颗粒状聚合物材料66、 以及吸收性颗粒状聚合物材料66和第一基底64的至少部分上的热塑性组 合物68,所述组合物用作粘合剂来用于覆盖并固定第一基底64上的吸收性 颗粒状聚合物材料66。根据图4所示的另一个实施方案示，吸收芯14的第 一吸收层60也可包括热塑性组合物68上的覆盖层70。
同样，如图2最佳所示，吸收芯14的第二吸收层62也可包括基底72、 第二基底72上的吸收性颗粒状聚合物材料74、以及吸收性颗粒状聚合物材 料74和第二基底72的至少一部分上的热塑性组合物66，所述热塑性组合 物用于固定第二基底72上的吸收性颗粒状聚合物材料74。虽然未被示出， 但第二吸收层62也可包括覆盖层，例如图4所示的覆盖层70。
第一吸收层60的基底64可称为除尘层并且具有面对尿布10的底片20 的第一表面78和面对吸收性颗粒状聚合材料66的第二表面80。同样，第 二吸收层62的基底72可称为芯覆盖件并且具有面对尿布10的顶片18的 第一表面82和面对吸收性颗粒状聚合材料74的第二表面84。第一和第二 基底64和72可用粘合剂围绕周边彼此粘附以围绕吸收性颗粒状聚合材料 66和74形成包层，从而将吸收性颗粒状聚合材料66和74保持在吸收芯 14内。
根据某个实施方案，第一和第二吸收层60和62的基底64和72可为 非织造材料，例如上述的那些非织造材料。在某些实施方案中，这些非织 造材料为多孔的并且在一个实施方案中具有约32微米的孔径。
如图1至8所示，吸收性颗粒状聚合物材料66和74以颗粒簇90的形 式沉积在第一和第二吸收层60和62的各自的基底64和72上以形成网格 图案92，所述图案包括着陆区域94和着陆区域94之间的接合区域96。所 本文所定义，着陆区域94为其中热塑性粘合剂材料不直接接触非织造基底 或辅助粘合剂的区域；而接合区域96为其中热塑性粘合剂材料确实直接接 触非织造基底或辅助粘合剂的区域。网格图案92中的接合区域96包含极 少的或完全不含吸收性颗粒状聚合物材料66和74。着陆区域94和接合区 域96可具有多种形状，所述形状包括但不限于圓形、椭圆形、正方形、矩
15形、三角形等等。
图8所示的网格图案为正方形网格，其具有规则的着陆区域的间距和 尺寸。也可使用其它网格图案，包括六边形、菱形、斜方形、平行四边形、 三角形、矩形、以及它们的组合。网格线之间的间距可为规则或不规则的。
网格图案92中的着陆区域94的尺寸可有变化。根据某些实施方案，
网格图案92中的着陆区域94的宽度119在约8mm至约12mm的范围内。 在一个实施方案中-,着陆区域94的宽度为约10mm。另一方面，在某些实 施方案中，接合区域96具有小于约5mm,小于约3mm,小于约2mm,小 于约1.5mm，小于约lmm，或小于约0.5mm的宽度或更大跨度。
如图8所示，吸收芯14具有从后端102延伸至前端104的纵向轴线100 和垂直于纵向轴线100从第 一 边缘108延伸至第二边缘110的冲黄向轴线106 。 吸收性颗粒状聚合物材料簇90的网格图案92排列在各自的吸收层60和62 的基底64和72上，使得由排列的着陆区域94和接合区域96所形成的网 格图案92形成图案角度112。图案角度112可为0度，大于O度，或15度 至30度，或约5度至约85度，或约10度至约60度，或约15度至约30 度。
如图7a、 7b和8最佳所示，第一层和第二层60和62可组合形成吸收 芯14。吸收芯14具有由图案长度116和图案宽度118限定的吸收性颗粒状 聚合物材料区域114。取决于吸收芯14的所需应用和可在其中引入吸收芯 的特定吸收制品，吸收性颗粒状聚合物材料区域114的范围和形状可有变 化。然而，在一个实施方案中，吸收性颗粒状聚合物材料区域114大体上 在吸收芯14上延伸，如图8所示。
第一和第二吸收层60和62可组合在一起形成吸收芯14，使得各自的 第一和第二吸收层62和64的网格图案92沿吸收芯14的长度和/或宽度彼 此偏移。各自的网格图案92可偏移而使得吸收性颗粒状聚合物材料66和 74大体上连续地分配在吸收性颗粒状聚合物区域114上。在一个实施方案 中，吸收性颗粒状聚合物材料66和74大体上连续地分配在吸收性颗粒状 聚合物材料区域114上，尽管个别的包括吸收性颗粒状聚合物材料66和74 的网格图案92可成簇90地非连续地分配在第一和第二基底64和72上。 在一个实施方案中，网格图案可偏移而使得第一吸收层60的着陆区域94 面对第二吸收层62的接合区域96，并且第二吸收层62的着陆区域面对第
16一吸收层60的接合区域96。当着陆区域94和接合区域96具有适当的尺寸和排列时，所得吸收性颗粒状聚合物材料66和74的组合为吸收芯14的吸收性颗粒状聚合物材料区域114上的大体上连续的吸收性特定聚合物材料层(即，第一和第二基底64和72不形成多个口袋，它们各自在其间包含吸收性颗粒状聚合物材料66的簇90)。在一个实施方案中，第一和第二吸收层60和62的各自的网格图案92可大体上相同。
在如图8所示的某个实施方案中，吸收性颗粒状聚合物材料66和74的量可沿网格图案92的长度116有变化。在一个实施方案中，网格图案可被划分成吸收区120、 122、 124和126，其中吸收性颗粒状聚合物材料66和74的量因区而异。如本文所用，"吸收区"是指吸收性颗粒状聚合物材料区域中的具有垂直于图8所示的纵向轴线的边界的区。在一个实施方案中，吸收性颗粒状聚合物材料66和74的量可从多个吸收区120、 122、 124和126中的一个逐渐过渡到另 一个。该吸收性颗粒状聚合材料66和74的量的逐渐过渡可减小在吸收芯14中形成断裂的可能性。
存在于吸收芯14中的吸收性颗粒状聚合材料66和74的量可有变化，但在某些实施方案中，吸收性颗粒状聚合材料以按吸收芯的重量计大于约80%，或按吸收芯的重量计大于约85%，或按吸收芯的重量计大于约90%,或按芯的重量计大于约95%的量存在于吸收芯中。在一个特定实施方案中，吸收芯14基本上由第一和第二基底64和72、吸收性颗粒状聚合材料66和74和热塑性粘合剂组合物68和76组成。在一个实施方案中，吸收芯14可大体上不含纤维素。
根据某些实施方案，至少一个自由选择的尺寸为lcmx lcm的第一正方形中的吸收性颗粒状聚合物材料66和74的重量可高于至少一个自由选择的尺寸为lcm x lcm的第二正方形中的吸收性颗粒状聚合物材料66和74的重量至少约10%，或20%，或30%， 40%或50%。在一个实施方案中，将第一和第二正方形置中在纵向轴线周围。
根据一个示例性实施方案，吸收性颗粒状聚合物材料区域在吸收制品的裆区中可具有相对窄的宽度以增大穿着舒适性。因此，根据一个实施方案，当沿着位于与吸收制品的前边缘和后边缘等距离处的横向线测量时，吸收性颗粒状聚合物材料区域可具有小于约100mm, 90mm, 80mm, 70mm，60mm或甚至小于约50mm的宽度。已发现，对于大多数吸收制品例如尿布，液体排泄主要发生在尿布的前半部中。因此吸收芯14的前半部应包括芯的大部分吸收容量。因此，根
据某些实施方案，所述吸收芯14的前半部可包括超过约60%的超吸收材料，或超过约65%， 70%, 75°/。， 80%, 85%，或90%的超吸收材料。
在某些实施方案中，吸收芯14还可包括任何吸收材料，所述材料一般为可压缩的、适形的、对穿着者的皮肤无刺激的，并且能够吸收和保留液体例如尿液和其它某些身体流出物。在此类实施方案中，吸收芯14可包括一次性尿布和其它吸收制品中常用的各种各样的液体吸收材料，例如粉碎的木浆(一般称为透气毡)、绉纱纤维素填料、熔喷聚合物(包括共成形)、化学硬化、更性或交联的纤维素纤维、薄纸(包括薄纸包装材料和薄纸层压材料)、吸收泡沫、吸收海绵、或任何其它已知的吸收材料或材料的组合。吸收芯14还可包括少量(通常小于约10%)的材料，例如粘合剂、蜡、油等。
可用作吸收组件的示例性吸收结构描述于下列专利中美国专利4,610，678(Weisman等人)；美国专利4,834，735(Alemany等人)；美国专利4,888,23l(Angstadt);美国专利5,260，345(DesMarais等人)；美国专利5,387,207(Dyer等人)；美国专利5，397，316(LaVon等人)；以及美国专利5,625,222(DesMarais等人)。
热塑性粘合剂材料68和76可用来覆盖和至少部分地固定吸收性颗粒状聚合物材料66和74。在本发明的一个实施方案中，热塑性粘合剂材料68和76可大体上均匀地设置在吸收性颗粒状聚合物材料66和74内，位于各聚合物之间。然而，在一个实施方案中，可将热塑性粘合剂材料68和76作为纤维层提供，所述层至少部分地接触吸收性颗粒状聚合物材料66和74并且部分地接触第一和第二吸收层60和62的基底层64和72。图3、 4和7显示了这种结构，并且在该结构中将吸收性颗粒状聚合物材料66和74作为不连续层提供，并且将纤维热塑性粘合剂材料68和76层铺设到吸收性颗粒状聚合物材料66和74层上，使得热塑性粘合剂材料68和76直接接触吸收性颗粒状聚合物材料66和74,但也直接接触基底64和72的第二表面80和84,在那里基底不被吸收性颗粒状聚合物材料66和74覆盖。这赋予热塑性粘合剂材料68和76的纤维层基本三维的结构，所述结构本身与长度方向和宽度方向上的尺度相比为具有相对小厚度的基本二维的结构。换句话讲，热塑性粘合剂材料68和76在吸收性颗粒状聚合物材料68和76
18以及基底64和72的第二表面之间起伏。
因此，热塑性粘合剂材料68和76可提供腔体以覆盖吸收性颗粒状聚合物材料66和74，从而固定此材料。在另一个方面，热塑性粘合剂材料68和76粘结到基底64和72上，并且因此将吸收性颗粒状聚合物材料66和74固定到基底64和72上。因此，根据某些实施方案，热塑性粘合剂材料68和76可固定吸收性颗粒状聚合物材料66和74(当润湿时)，使得吸收芯14可获得根据本文所述的"润湿固定测试"测定的不超过约70%, 60%,50%， 40%， 30%， 20%， 10%的吸收性颗粒状聚合物材料损失。 一些热塑性粘合剂材料也将透入到吸收性颗粒状聚合物材料66和74以及基底64和72中，因此提供进一步的固定作用和附着作用。当然，本文所公开的热塑性粘合剂材料不仅可提供大大改善的润湿固定作用(即，当制品润湿或至少部分地载有液体时对吸收材料的固定作用)，而且当吸收芯14干燥时这些热塑性粘合剂材料也可提供极好的对吸收材料的固定作用。热塑性粘合剂材料68和76也可称为热熔性粘合剂。
不受理论的束缚，已发现，最适合用来固定吸收性颗粒状聚合物材料66和74的那些热塑性粘合剂材料兼有良好的内聚力和良好的粘附性能。良好的粘附性可促进热塑性粘合剂材料68和76以及吸收性颗粒状聚合物材料66和74与基底64和72之间的良好的接触，而良好的内聚力可减小粘合剂中断的可能性，尤其是响应于外力，即响应于应变而中断的可能性。当吸收芯14吸收液体时，吸收性颗粒状聚合物材料66和74会溶胀，因而会使热塑性粘合剂材料68和76受到外力的作用。在某些实施方案中，热塑性粘合剂材料68和76可允许此类溶胀而不会中断和赋予过多的压缩力，所述压缩力将抑制吸收性颗粒状聚合物材料66和74的溶胀。
根据某些实施方案，热塑性粘合剂材料68和76可包括(在其整体中)单一热塑性聚合物或热塑性聚合物的共混物，当通过ASTM方法D-36-95"Ring andBall，，测定时，所述聚合物具有在50。C至300。C范围内的软化点；或者作为另外一种选择，热塑性粘合剂材料可为热熔性粘合剂，其包括至少 一种与其它热塑性稀释剂例如增粘树脂、增塑剂和添加剂例如抗氧化剂相组合的热塑性聚合物。在某些实施方案中，热塑性聚合物通常具有超过10,000的分子量(Mw)和通常低于室温的玻璃化转变温度(Tg)或-6°C>Tg<16°C。在某些实施方案中，热熔融聚合物的典型浓度按重量计在约
1920%至约40%的范围内。在某些实施方案中，热塑性聚合物可为对水不敏感的。示例性聚合物为包括A-B-A三嵌段结构、A-B两嵌段结构和(A-B)n径向嵌段共聚物结构的(苯乙烯)嵌段共聚物，其中A嵌段为通常包含聚苯乙烯的非弹性体聚合物嵌段，B嵌段为不饱和共轭双烯或(部分)氬化的此类变体。B嵌段通常为异戊二烯、丁二烯、乙烯/丁烯(氢化丁二烯)、乙烯/丙烯(氢化异戊二烯)、以及它们的混合物。
可采用的其它合适的热塑性聚合物为茂金属聚烯烃，它们为利用单位点或茂金属催化剂制备的乙烯聚合物，其中至少一种共聚单体可与乙烯聚合以制备共聚物、三元共聚物或更高级的聚合物。同样适用的是无定形聚烯烃或无定形聚oi-烯烃(APAO),它们为C2至C8a烯烃的均聚物、共聚物或三元共聚物。
在示例性实施方案中，增粘树脂通常具有低于5,000的Mw和通常高于室温的Tg;热熔融状态的树脂的典型浓度在约30%至约60%的范围内；并且增塑剂具有低通常小于l，OOO的Mw和低于室温的Tg，其典型浓度为约0%至约15%。
在某些实施方案中，热塑性粘合剂材料68和76以纤维形式存在。在一些实施方案中，这些纤维将具有约1微米至约50微米或约1微米至约35微米的平均粗度和约5mm至约50mm或约5mm至约30mm的平均长度。为了改善热塑性粘合剂材料68和76对基底64和72或任何其它层尤其是任何其它非织造材料层的粘附性，可将此类层用辅助粘合剂进行预处理。
在某些实施方案中，热塑性粘合剂材料68和76将符合以下参数中的至少一个，或数个，或全部
一种示例性热塑性粘合剂材料68和76可具有在20。C下测定的至少30，000Pa,并且小于300,000Pa，或小于200，000Pa，或介于140,000Pa和200，000Pa之间，或小于100,000Pa的储能模量G'。在另一个方面，在35°C下测定的储能模量G'可大于80,000Pa。在另一个方面，在60。C下测定的储能模量G'可小于300，000Pa且超过18，000Pa,或超过24，000Pa，或超过30，000Pa，或超过卯，000Pa。在另一个方面，在9(TC下测定的储能模量G，可小于200，000Pa且超过10,000Pa,或超过20，000Pa,或超过30，000Pa。在60。C和90。C下测定的储能模量可为热塑性粘合剂材料在高环境温度下的形态稳定性的量度。如果吸收产品是在炎热的气候中使用，则该值是特别重要的。如果6(TC和90。C下的储能模量G'不是足够高，则在所述气候中热塑 性粘合剂材料会失去其完整性。
G'使用如图9示意地所示的流变仪来测定；该图仅用于一般举例说明的 目的。流变仪127能够向粘合剂施加剪切应力，并且测量在恒定温度下所 引起的应变(剪切变形)响应。将粘合剂放置在用作下固定板128的Peltier 元件和半径R为例如10mm的上板129之间，所述上板连接到马达的传动 轴上以产生剪切应力。两板之间的间隔高度为H,例如1500微米。Peltier 元件能控制材料的温度(+0.5。C)。应当选择应变速率和频率，使得所有测量 均在线性粘弹区域中进4亍。
吸收芯14也可包括未在各图中示出的辅助粘合剂。辅助粘合剂可在涂 敷吸收性颗粒状聚合物材料66和74之前沉积在各自的第一和第二吸收层 60和62的第一和第二基底64和72上，以便增强吸收性颗粒状聚合物材料 66和74以及热塑性粘合剂材料68和76对各自的基底64和72的粘附性。 辅助胶也可帮助固定吸收性颗粒状聚合物材料66和74，并且可包括如与上 文所述相同的热塑性粘合剂材料；或也可包括其它粘合剂，包括但不限于 可喷涂的热熔性粘合剂例如H.B. Fuller Co. St. Paul, MN)的产品号 HL-1620-B。辅助胶可以任何合适的方法施加到基底64和72上，但根据某 些实施方案，可按间隔开约0.5mm至约2mm的约0.5mm至约lmm宽的狭 槽施力口。
图4所示的覆盖层70可包括与基底64和72相同的材料或可包括不同 的材料。在某些实施方案中，用于覆盖层70的合适的材料为非织造材料， 通常为如上所述的适用于基底64和72的材料。
用于制造如本发明的一个实施方案所述的吸收芯14的印刷系统130示 出于图10中，并且一般可包括用于形成吸收芯14的第一吸收层60的第一 印刷单元132和用于形成吸收芯14的第二吸收层62的第二印刷单元134。
第一印刷单元132可包括用于将辅助粘合剂施加到基底64(其可为非织 造纤维网)上的第一辅助粘合剂施用装置136;用于接纳基底64的第一可旋 转支撑辊140;用于保持吸收性颗粒状聚合物材料66的料斗142;用于将 吸收性颗粒状聚合物材料66转移到基底64上的印刷辊144;以及用于将热 塑性粘合剂材料68施加到基底64和其上的吸收性颗粒状聚合物66材料上 的热塑性粘合剂材料施用装置146。第二印刷单元134可包括用于将辅助粘合剂施加到第二基底72上的第 二辅助粘合剂施用装置148;用于接纳第二基底72的第二可旋转支撑辊 152;用于保持吸收性颗粒状聚合物材料74的第二料斗154;用于将吸收性 颗粒状聚合物材料74从料斗154转移到第二基底72上的第二印刷辊156; 以及用于将热塑性粘合剂材料76施加到第二基底72和其上的吸收性颗粒 状聚合物材料74上的第二热塑性粘合剂材料施用装置158。
印刷系统130也包括导向辊160来用于从第一和第二可旋转的支撑辊 140和152之间的辊隙162引导已形成的吸收芯。
第一和第二辅助施用装置136和148以及第一和第二热塑性粘合剂材 料施用装置146和158可为喷嘴系统，所述系统可提供相对薄但宽幅的热 塑性粘合剂材料。
转到图11，示出了第一料斗142、第一支撑辊140和第一印刷辊144 的部分。又如图14所示，第一可旋转支撑辊140(其具有与第二可旋转支撑 辊152相同的结构)包括可旋转转筒164和用于接纳第 一基底64的周向通气 支撑网格166。
又如图12所示，第一印刷辊144(其具有与第二印刷辊156相同的结构) 包括可旋转转筒168和转筒168的周向表面172中的多个吸收性颗粒状聚 合物材料贮存器170。图13最佳所示的贮存器170可具有多种形状，包括 圓柱形、圆锥形、或任何其它形状。贮存器170可通向转筒168中的空气 通道174并且包括通气盖176,所述通气盖用于保持贮存器中的粘合剂颗粒 状聚合物材料66并防止粘合剂颗粒状聚合物材料66掉落或被吸入空气通 道174中。
在运行中，印刷系统130将第一和第二基底64和72分别接纳到第一 和第二印刷单元132和134中，第一基底64^f皮旋转的第一支撑辊MO拉动 经过第一辅助粘合剂施用装置136，所述施用装置将第一辅助粘合剂以例如 上文所述的图案施加到第一基底64上。第一支撑辊140中的真空(未示出) 吸动第一基底64顶住竖直支撑网格166并且保持第一基底64顶住第一支 撑辊140。这可提供第一基底64上的凹凸表面。由于重力的作用，或通过 使用真空部件，基底64将遵循该凹凸表面的轮廓，从而基底64将呈现出 峰和谷的形状。吸收性颗粒状聚合物材料66可在由基底64所提供的谷中 积聚。然后第一支撑辊140运载第一基底64经过旋转的第一印刷辊144，所述印刷辊以图5和6最佳所示的网格图案92将吸收性颗粒状聚合物材料 66从第一料斗142转移到第一基底64上。第一印刷辊144中的真空(未示 出)可保持贮存器170中的吸收性颗粒状聚合物材料66，直到要将吸收性颗 粒状聚合物材料66递送到第一基底64上时为止。然后可释放真空或将穿 过空气通道174的气流逆转，以将吸收性颗粒状聚合物材料66从贮存器中 排出并落到第一基底64上。吸收性颗粒状聚合物材料66可在由基底64所 提供的谷中积聚。然后支撑辊140运载印刷过的第一基底64经过热塑性粘 合剂材料施用装置136，所述施用装置施加热塑性粘合剂材料68以覆盖第 一基底64上的吸收性颗粒状聚合物材料66。
因此，支撑辊140和152的通气支撑网格166的凹凸表面决定了吸收 性颗粒状聚合物材料66和74在吸收芯14中的分配，并且也同样决定了接 合区域96的图案。
同时，第二可旋转支撑辊拉动第二基底72经过第二辅助粘合剂施用装 置148，所述施用装置将辅助粘合剂以例如上文所述的图案施加到第二基底 72上。然后以与上文关于第一印刷单元132所述的相同的方式，第二可旋 转支撑辊152运载第二基底72经过第二印刷辊156，所述印刷辊将吸收性 颗粒状聚合物材料74从第二料斗154转移到第二基底72上，并且将吸收 性颗粒状聚合物材料74以网格图案92沉积在第二基底72上。然后第二热 塑性粘合剂材料施用装置158施加热塑性粘合剂材料76以覆盖第二基底72 上的吸收性颗粒状聚合物材料74。然后印刷过的第一和第二基底64和72 穿过第一和第二支撑辊140和152之间的辊隙162,以便将第一吸收层60 和第二吸收层62压缩在一起以形成吸收芯14。
在另一个任选的工序中，可将覆盖层70放置在基底64和72、吸收性 颗粒状聚合物材料66和74、以及热塑性粘合剂材料68和76上。在另一个 实施方案中，覆盖层70以及各自的基底64和72可从一体的材料片提供。 因而将覆盖层70放置到各自的基底64和72上可涉及对一体的材料片的折 叠。
下文所述的测试方法和设备可适用于本发明的测试实施方案
1.润湿固定作用测试
设备
带刻度的量筒 秒表(士O.l秒)
剪刀 灯箱 钢笔
测试溶液37匸下的0.90%的盐水溶液
可追溯至NIST, DIN, JIS或其它相当的国家标准的金属直尺
具有平坦表面内侧且其最小长度为待测量的芯袋长度(n)的PVC/金 属盘，并且最大长度为n+30mm,宽度为105mm士5mm，高度为30mm至80mm 或等效尺寸
电子测力仪(量程为OKg至50Kg)
润湿固定作用冲击测试设备(WAIIT)， 设计包装号 BM-00112.59500-R01 ，得自T.M.G. Technisches Buero Manfred Gruna 设施
标准实验室条件，温度23°C±2°C，相对湿度< 55% 样品制备
1. 打开产品，使顶片侧朝上。
2. 展开尿布并且大约每隔2.5cm剪切一下箍弹性部件以避免底座张力。
3. 对于套穿产品，打开侧缝并且移除腰带。
4. 将芯袋平坦地且将矩形顶片侧朝上地放置到灯箱表面上，不要有任
何折叠。
5. 开启灯箱以清楚地确认吸收芯外边缘。
6. 用直尺在前后吸收芯外边缘处各划一线。
7. 测量这两个标记之间的距离(A)，并且将该值除以2，这将是计算的 距离(B)。
8. 从前标记朝向芯袋的中间测量出计算的距离(B)，并且标记它。在此 标记处划一条横向上的线。
试验过程 WAIIT校准
1. 确保滑板处在下位。打开WAIIT测试器的前门，并且将测力仪的吊 钩连接到该WAIIT的上样本夹具上。确保在连接弹簧秤之前夹具是闭合的。
2. 用双手在弹簧秤上将滑板朝向上位连续地且尽可能緩慢地上提。在实施期间记录平均值(m,)精确至0.02kg。
3. 将滑板尽可能緩慢地向下导向至下位，并且在实施期间记录读取的 平均值(m2)精确至0.02kg。
4. 计算并报告m, - m2的5值精确至0.01kg。如果S值为0.6kg士0.3kg, 则继续测量。否则，则需要调节滑板。确保滑板处在下位，并且检查滑道 是否有任何污染或损伤。通过晃动滑板检查滑板相对于滑道的位置是否已 正确地调节好。为便于滑动，需要有某种间隙。如果不存在间隙，则重新 调节系统。
WAIIT测试设定值 落差为50cm。
尿布负载(lo)为芯容量(cc)的73%; lD = 0.73xcc。
芯容量(cc)如下计算cc = mSAPxSAPGV,式中msAP为存在于尿布中的 超吸收聚合物(SAP)的质量，并且SAPGV为超吸收聚合物的自由溶胀容量。 超吸收聚合物的自由溶胀容量用WO 2006/062258中所述的方法来确定。存 在于尿布中的超吸收聚合物的质量为存在于十个产品中的质量的平均质量。
测试实施
1. 将天平复位至零(S己衡)，将干燥芯袋放置在天平上，将其称重并报告 重量精确至O.lg。
2. 用带刻度的量筒测量出适当体积的盐水(0.9%的NaCI溶于去离子水中)。
3. 将芯袋(顶片侧向上)平坦地放置进PVC盘中。将盐水均匀地浇注到
芯袋上。
4. 拿起PVC盘使其在不同的方向上保持倾斜，以允许任何自由液体均 被吸收。需要将带有聚合材料底片的产品在最小2分钟的等待时间之后翻 转，以便底片下面的液体可被吸收。等待10分钟(±1分钟)以允许所有盐水 均被吸收。可有一些水滴保留在PVC盘中。仅使用所限定的PVC/金属盘以 保证均一化的液体分配和较少的保留液体。
5. 将天平复位至零(配衡)，将润湿芯袋放置在天平上。称重并且报告重 量精确至O.lg。折叠芯袋仅一次以使其适配在天平上。检查润湿芯袋重量 是否越限(被限定为"干燥芯袋重量+尿布负载土4mL")。例如，12g的干燥芯袋重量+ 150ml的负载162g的润湿芯袋重量。如果天平上的实际湿重 介于158g和166g之间，则衬垫可用于晃动。否则，将该衬垫作废并且使 用下一个。
6. 取下加载的芯袋并且沿横向上的标记线剪切衬垫。
7. 将润湿芯袋的后部放置到天平上(m,)。称重并且报告重量精确至
O.lg。
8. 取下润湿芯并且将末端密封侧夹置在该WAIIT的样本夹持器的顶部 夹具中(芯的开口端向下取向)。接着，用样本夹持器的侧部夹具夹置芯的两 侧，确保将产品沿整个产品长度固定到样本夹持器上。确保不夹置吸收芯， 仅夹置非织造材料；对于一些产品来讲，这意味着仅用阻挡腿箍来固定产
口O o
9. 用双手将滑板上提至上位，直到该板被接合。
10. 关闭安全前门并且释放滑片。
11. 将天平复位至零(配衡)，将测试的芯袋从WAIIT中取出并且将其 放置在天平上(m2)。报告重量精确至0.1g。
12. 对于润湿芯袋的前部，重复步骤7至11。 报告
1. 记录干燥芯袋重量精确至O.lg。
2. 在(m!前部^部)测试之前和在(m2前部,后部)测试之后记录湿重，均精确至 O.lg。
3. 计算并报告平均重量损失(Am)精确至O.lg: Am =(m)前部+ m,后部)-(m2
前部+ m2后部)
4. 按百分比计算并报告重量损失(AmreD精确至1%: (A^;K((m,前部+ m, 后部)一(m2前部+ m2后部》x 100)/(mi前部+ m！后部)
5. 如下计算并且报告润湿固定作用(WI): WI = 100% - Amrel 2.毛细管吸附试验
毛细管吸附现象是人们广泛知晓的。见A. A. Burgeni和C. Kapur， "Capillary Sorption Equilibria in Fiber Masses," Textile Research Journal, 37 (1967)， pp. 356-366，和P, K. Chatterjee, Absorbency， Textile Science and Technology Vol. 7, Chapter II, "Mechanism of Liquid Flow and Structure Property Relationships",第29-84页，Elsevier Science Publishers B.V., 1985，其中有对吸收结构的毛细管吸附的讨论。
将多孔玻璃料通过不间断的流体柱连接到流体贝i存器上，所述Hi存器 用天平来监测。测试流体为0.9%的盐水。在实验期间，将安装在多孔玻璃 料上的样本保持在恒定围压下。随着多孔结构吸收/解吸流体，记录天平贝i 存器的重量。将该数据用来确定作为毛细管抽吸高度的函数的平衡容量。 吸收发生在递增地降低玻璃料(即减小毛细管抽吸高度)期间。解吸发生在递 增地提升玻璃料(即，增大毛细管抽吸高度)期间。在实验期间，将数据针对 多孔玻璃料的毛细管吸附和流体的蒸发进行校正。
设置毛细管吸附设备(在图15中被总体描述为820),并且使其在TAPPI 条件(23士rC、 50土2。/。RH)下运行。将样本放置在活动的温控样本组合件802 中，所述组合件以液压方式连接到放置在天平807上的流体贮存器806上。 天平807的精度应当在土0.001g以内，并且能够通过接口连接到用于收集数 据的计算机系统(未示出)上。合适的天平以名称PR1203得自Mettler Toledo(Hightstown， N丄)。该系统具体的流体通道如下将样本组合件802 的底部通过Tygon 管材803连接到3通玻璃管塞809上。将管塞809连接 到排水口，或通过玻璃管材304连接到第二 3通玻璃管塞810上。此管塞 810可在填充贮存器805或天平贮存器806之间进行切换。
天平贝i存器806由轻型的12cm直径的具有塑料盖806B的盘806A组 成。盖806B在其中心处具有洞，玻璃管材811通过所述洞接触天平贮存器 806中的流体。玻璃管材811必须不触及盖806B,否则天平的读数将是无 效的。天平807和天平贮存器806还应包封在Plexiglas⑧盒812中，以最小 化测试流体从贮存器806中的蒸发，并且增强规程期间的天平的稳定性。 盒812具有顶部和壁，其中顶部具有洞，管材811通过所述洞插入。
样本组合件(被总体描述为802)由配有玻璃料烧结的圓盘的布氏型漏 斗、水夹套、和活塞/圓筒设备组成，所述组合件更详细地显示于图16中。 玻璃料烧结的圆盘漏斗850具有大约350mL的容量，指定多孔玻璃料860 具有4frni至5.5pm的孔(得自Corning Glass Co.， Corning N.Y.，部件号 36060-350°F)。这些孔足够细小以保持玻璃料表面在指定的毛细管抽吸高度 时为润湿的(即，玻璃料烧结的圆盘不允许空气进入玻璃料下方的连续的测 试液体柱)。玻璃料烧结的圆盘漏斗850的外部为加夹套的并且通过入口 802A和出口 802B两端口连接到合适的恒温控制的加热循环水池808中，以保持该组合件处在3 1±1 °C的恒定温度。
图16为样本组合件802的剖面图(没有显示水夹套)，其包括漏斗850、 玻璃料860、和圆筒/活塞组合件，所述圓筒/活塞组合件被总体显示为865, 其向测试样本870提供较小的围压。圆筒866由Lexan 制成，并且具有 7.0cm的外径、6.0cm的内径和6.0cm的高度。活塞868由Teflon 制成， 并且具有比圆筒866的内径小0.020cm的直径、和6.0cm的高度。如图17 所示，活塞的顶部为中心开孔的以提供直径为5.0cm和1.8cm深的室890。 此室可容纳用来调节活塞的总重量的任选的重物以基于干样本的实测直径 向样本870上提供1.4kPa的围压。
为了防止测试流体从玻璃料860中过度蒸发，将Teflon 环862放置在 玻璃料的表面上。该Teflon②环由0.127mm厚的片材(以名称8569K16得自 McMaster-Carr， Atlanta, Ga.)制成，其具有7.6cm的外径和6.3cm的内径。 此外，还应将Vitron O形环864(以名称AS568A-150得自McMaster-Carr, Atlanta, Ga.)放置在Teflon 环862的顶部上，以进一步帮助防止蒸发。该 O形环应具有适当的尺寸以便能够整洁地沿玻璃漏斗850的内壁贴合。在 实验期间，应注意避免样本组合件周围存在空气流以便最小化蒸发。
将样本组合件802安装在竖直滑板(在图15中被总体描述为801)上，所 述滑板用来调节样本的竖直高度。竖直滑板可为计算机控制下的无杆致动 器(未示出计算机)。 一种优选的致动器和马达驱动控制接口单元分别以部件 号202X4X34N-lD4B-84-P-C-S-E得自Industrial Devices(Novato ， Calif.)、和 以名称ZETA6104-83-135得自CompuMotor(Rohnert, Calif.)。
在整个毛细管吸附实验中，天平的数据均通过计算机来收集。当样本 处在每个毛细管抽吸高度时，每隔5秒读取一次天平的读数。当每5秒间 歇的天平贮存器806的重量的变化为0.002g或更小并且此情况持续50个连 贯的间歇时，即认为系统已达到了平衡。
测试样本以如下方式获得使用弧切法从存储吸收构件沖切出5.4cm直 径的圓形结构体。当该构件为吸收制品的组件时，在测试之前必须移除制 品的其它组件。记录测试样本的干重，精确至士0.001g。使用合适的4交准过 的游标卡尺或等同物测量样本的直径，精确至士0.05cm。
实验设置
1.使用清洁的干玻璃料860将样本组合件802粘结到竖直滑板801上。移动竖直滑板上的组合件使得玻璃料860大约处在0cm高度。('Ocm被定义 为玻璃料860的顶部与天平贮存器806中的流体的高度对齐时的高度。)
2. 如上所述地设置如图15所示的设备组件。
3. 将天平贮存器806放置在天平807上。将Plexiglas 盒812放置成罩 住天平和流体贮存器，对准洞使得玻璃管811可被向下插入穿过盒812和 天平贮存器封盖806B而不会触及它们两者中的任一个。
4. 将填充贮存器805填充上测试流体。转动管塞810以连接填充fli存 器805和玻璃管材811，并且填充天平贮存器806。
5. 将Tygon 管材803连结在管塞809和样本组合件802之间。校平玻 璃料806的水准，并且转动管塞809以连接Tygon 管材803和玻璃管材 304。
6. 转动管塞810以连接填充贮存器805和玻璃管材304，并且使测试流 体填充样本漏斗直到流体水准超过玻璃料860的顶部。翻转样本漏斗850 并且从玻璃料的顶部上倒空流体。如有必要，通过使空气泡上升并穿过管 塞809的排水口逸出而从Tygon 管材803中移除所有的空气泡，并且移除 被捕集在玻璃料860下面的任何气泡。
7. 使用小水准仪重新校平玻璃料860的水准，所述小水准仪可适配在 样本漏斗850内和玻璃料的实际表面上。调零玻璃料860使得天平贮存器 806中的流体的表面与玻璃料860的顶部表面齐平。为了实现此结果，可调 节天平贮存器806中的液体的量，或可复位竖直滑板801上的零位置。
(这确立了玻璃料的零毛细管抽吸高度位置。从此位置将玻璃料提升 10cm将产生10cm的毛细管抽吸高度。毛细管抽吸高度为天平贮存器中流 体的表面和玻璃料顶部表面之间的竖直距离)。
8. 将样本组合件的入口 802A和出口 802B两端口粘结到加热池808上。 使玻璃料860的温度达到3rC并且平衡80分钟。
毛细管吸附规程
1.在完成了如上所述的实验设置之后，确认加热流体正循环穿过样本 组合件的夹套，并且玻璃料圆盘860的温度为3i±rc。
转动管塞809和810以将玻璃料860与天平贮存器806连接。(填充贮存器 805 ;f皮管塞810隔离，并且排水口^C管塞809隔离。)将样本组合件802平衡30分钟。这时也应当将圓筒866、活塞868和任何必要的重物在31。C下 平衡30分钟。
3. 关闭管塞809和810，并且将样本组合件802移动至其中玻璃料860 处在100cm的毛细管抽吸高度的点。
4. 将Teflon环862放置在玻璃料圆盘860的表面上，然后放置Viton O 形环864。将圓筒866同心地放置在Teflon环上。将测试样本870同心地》文 置在玻璃料860的表面上的圆筒866中。将活塞868连同任何必要的围重 插入到圓筒866中。
5. 此时的天平读数确立了零读lt或配tf读数。
6. 移动样本组合件802以便玻璃料860处在200cm的毛细管抽吸高度。 转动管塞809和810以将玻璃料860与天平贮存器806连接，并且开始读 取天平的读数和时间读数。
7. 在达到了平衡(如上所述地确定)之后，记录平衡天平读数(g)、采样时 间(s)和毛细管抽吸高度(cm)，并且将样本组合件802的高度调节至吸收/解 吸循环中的下一个毛细管抽吸高度。将每个毛细管抽吸高度时的最后一个 天平读数看作是该高度时的平衡天平读数。在每个指定毛细管抽吸高度时， 在第 一天平读数和最后一个天平读数之间所经过的时间为该高度时的采样 时间。完整循环的毛细管抽吸高度如下(所有高度均以cm计)200, 180, 160, 140， 120, 100,卯，80， 70， 60, 50， 45， 40， 35, 30, 25， 20， 15， 10， 5, 0， 5， 10， 15, 20， 25， 30, 35, 40， 45, 50， 60， 70， 80, 90, 100， 120, 140, 160， 180, 200。
平衡毛细管吸收值推导自在毛细管抽吸高度初始地从200cm减小至 Ocm期间所获得的数据。平衡毛细管解吸值推导自在毛细管抽吸高度后续 地从Ocm增大至200cm期间所获得的数据。最大毛细管吸附值在Ocm的毛 细管抽吸高度时获得。
蒸发速率
蒸发损失。蒸发速率针对每个新安装的玻璃料860测量。
1. 移动样本组合件802使得玻璃料860为零以上2cm。转动管塞809 和810以将玻璃料860与天平贮存器306连接。 -使该系统平4軒30分钟。
2. 关闭管塞809和810。3. 将Teflon 环862放置在玻璃料860的表面上。将Vitron O形环864 放置在Teflon 环上。将预热的圆筒866同心地放置在Teflon 环上。将活 塞868插入到圆筒866中。
4. 转动管塞809和810以将玻璃料860与天平贮存器806连接。记录 天平读数和时间，持续3.5小时。
玻璃料校正
由于玻璃料圓盘860为多孔结构，因此必须确定其在每个毛细管抽吸 高度时的平衡毛细管吸附值并且将其从实测平衡毛细管吸附值中减去，以 便获得该毛细管抽吸高度时的绝对平衡样本毛细管吸附值。玻璃料校正应 当针对所用的每个新的玻璃料执行。运行如上所述的毛细管吸附规程，不 同的是没有使用测试样本，以获得每个指定毛细管抽吸高度(cm)时的空白平 衡天平读数(g)和空白时间(s)。
计算
毛细管抽吸高度h时的平衡毛细管吸附值(g一配衡天平读数(g)-抽吸 高度h时的平衡天平读数(g)
(根据上文的毛细管吸附规程部分测量)。
(lhr时的天平读数)- (3. 5hr时的天平读数) 蒸发速率(g/sec ) =-2.5hr x 3600sec/hr
(根据上文的蒸发速率部分测量)
毛细管抽吸高度h时的空白毛细管吸附值(g)^配衡天平读数(g)-抽吸 高度h时的空白平衡天平读数(g)
(根据上文的玻璃料校正部分测量)。
高度h时的玻璃料校正值(g)二空白毛细管吸附值(g)-(空白时间(s)x蒸 发速率(g/sec))
平衡毛细管抽吸吸附容量(CSSC):
毛细管抽吸高度h时的CSSC(g/g;K平衡吸附值(g)-(采样时间(s)x样本 蒸发(g/sec)-玻璃料校正值(g))/样本的干重(g)
CSSC以每克干样本所吸收的测试液体的克数来表示，并且针对吸收和 解吸的每个毛细管抽吸高度来计算。
最大平衡毛细管咐附容量为0cm毛细管抽吸高度时的CSSC值。
中值解吸压力(MDP)为如下的毛细管抽吸高度，在所述高度处该材料在测量的解吸阶段中具有其最大平衡毛细管咐附容量的50%,并且以(测试流
体的)cm凄史来表示。
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虽然已经举例说明和描述了本发明的具体实施方案，但是对于本领域 的技术人员来说显而易见的是，在不背离本发明的实质和范围的情况下可 以做出多个其它改变和变型。因此，权利要求书意欲包括在本发明范围内 的所有这样的改变和变型。
权利要求
1.一种一次性吸收制品，所述吸收制品包括底座，所述底座包括顶片和底片；大体上不含纤维素的吸收芯，所述吸收芯位于所述顶片和所述底片之间并且具有当所述制品被穿着时朝穿着者定向的面向穿着者侧和相对的面向衣服侧；和液体采集系统，所述液体采集系统设置在所述液体可透过的顶片和所述吸收芯的面向穿着者侧之间，所述吸收芯包括第一和第二吸收层，所述第一吸收层包括第一基底，并且所述第二吸收层包括第二基底；吸收性颗粒状聚合物材料，所述聚合物材料沉积在所述第一和第二基底上；和热塑性粘合剂材料，所述粘合剂材料覆盖所述各自的第一和第二基底上的吸收性颗粒状聚合物材料，所述第一和第二吸收层组合在一起，使得所述第一吸收层的所述热塑性粘合剂材料的至少一部分接触所述第二吸收层的热塑性粘合剂材料的至少一部分，所述吸收性颗粒状聚合物材料在吸收性颗粒状聚合物材料区域中设置在所述第一和第二基底之间，并且所述吸收性颗粒状聚合物材料大体上连续地分配在所述吸收性颗粒状聚合物材料区域上。
2. 如权利要求1所述的一次性吸收制品，其中所述液体采集系统包括 化学交联的纤维素纤维，优选地所述交联的纤维素纤维为起褶皱的、加捻 的、巻曲的、或它们的组合。
3. 如权利要求2所述的一次性吸收制品，其中所述交联的纤维素纤维 具有介于0.5摩尔％和10.0摩尔％之间的C2至C9的聚羧基交联剂，优选 地介于1.5摩尔％和6.0摩尔％之间的C2至C9的聚羧基交联剂，优选地所 述交联的纤维素纤维具有25至60的保水值。
4. 如前述任一项权利要求所述的一次性吸收制品，其中所述液体采集 系统还包括具有交联的纤维素纤维的第一采集层，并且所述第一采集层具有10g/g的最大摄取量。
5. 如前述任一项权利要求所述的一次性吸收制品，其中所述液体采集 系统还包括具有交联的纤维素纤维的第一采集层，并且所述第一采集层具有小于20.5cmH20的平均解吸压力值。
6. 如前述任一项权利要求所述的一次性吸收制品，其中所述液体采集 系统还包括具有交联的纤维素纤维和天然或合成的聚合物纤维的第一采集 层，优选地所述第一采集层具有总干重，所述交联的纤维素纤维以干重计 以按所述第一采集层的重量计30%至95%的量存在于所述第一采集层中， 并且所述天然或合成的聚合物纤维以干重计以按所述第一采集层的重量计 70%至5%的量存在于所述第一采集层中。
7. 如前述任一项权利要求所述的一次性吸收制品，其中所述液体采集 系统还包括具有交联的纤维素纤维的第 一采集层，并且所述第 一采集层为 非织造材料。
8. 如前述任一项权利要求所述的一次性吸收制品，其中所述液体采集 系统还包括第一采集层和第二采集层，所述第一采集层包括交联的纤维素 纤维，并且所述第二采集层为非织造材料，优选地当所述制品被穿着时， 所述第一采集层面向所述穿着者，并且所述第二采集层面向所述吸收芯。
9. 如前述任一项权利要求所述的一次性吸收制品，其中 所述吸收性颗粒状聚合物材料以各自的着陆区域和所述着陆区域之间的接合区域的图案的形式沉积在所述第 一和第二基底上，使得所述吸收性 颗粒状聚合物材料非连续地分配在所述第一和第二基底上；并且所述第一和第二吸收层组合在一起，使得所述各自的吸收性颗粒状聚 合物材料的图案彼此偏移，优选地所述吸收芯具有从后端延伸至前端的长 度、以及从第一边缘延伸至第二边缘且垂直于所述长度的宽度，并且所述 各自的图案在平行于所述长度的方向和平行于所述宽度的方向上均彼此偏 移。
10. 如前述任一项权利要求所述的一次性吸收制品，其中所述吸收芯 包含按重量计小于10%的纤维素纤维，小于5%的纤维素纤维，小于1%的 纤维素纤维，无纤维素纤维，或不超过非实质量的纤维素纤维。
全文摘要
本发明公开了一次性吸收制品，所述吸收制品包括底座，该底座包括顶片和底片；大体上不含纤维素的吸收芯，该吸收芯位于顶片和底片之间并且具有当制品被穿着时朝穿着者定向的面向穿着者侧和相对的面向衣服侧；以及设置在液体可透过的顶片和吸收芯的面向穿着者侧之间的液体采集系统，该液体采集系统包括化学交联的纤维素纤维。
文档编号A61F13/15GK101686879SQ200880020898
公开日2010年3月31日 申请日期2008年6月16日 优先权日2007年6月18日
发明者卢茨·斯特尔齐格, 哈拉尔德·H·亨多夫, 彼得·齐佐克, 阿克塞尔·克劳斯, 霍尔格·贝鲁达, 霍斯特·布莱辛, 马蒂亚斯·施密特 申请人:宝洁公司