具有不含材料的区域的吸收芯的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明提供了用于吸收卫生制品，诸如但不限于婴儿尿布、训练裤、女性卫生月经 垫和成人失禁产品的吸收芯。
【背景技术】
[0002] 上述类型的用于个人卫生的吸收制品被设计成吸收和容纳身体流出物，具体地大 量尿液。这些吸收制品包括提供不同功能的多个层，例如顶片、底片和它们间的吸收芯、还 有其它层。吸收芯的功能通常是吸收并保持流出物持续延长的时间量，使再润湿最小化以 保持穿着者干燥并避免弄脏衣服或床单。
[0003] 大部分当前市售的吸收制品包含作为吸收材料的粉碎的木浆与呈颗粒形式的超 吸收聚合物（SAP)的共混物，也被称为吸收胶凝材料（AGM)，参见例如US 5，151，092 (Buell)。还已经提出了具有基本上由SAP作为吸收材料组成的芯(所谓的"不含透气毡"芯） 的吸收制品（参见，例如 W〇2008/155699(Hundorf)、W095/11652(Tanzer)、W02012/052172 (Van Malderen))。还已经提出了具有狭缝或沟槽的吸收芯，该狭缝或沟槽通常用于增加芯 的流体采集特性或用于充当折叠的引导件。
[0004] W02012/170778(Rosati 等人，还可参见 W02012/170779、W02012/170781 和 W02012/ 170808)公开了吸收结构，其包含超吸收聚合物，任选地纤维素材料以及至少一对基本上纵 向延伸的通道。芯包裹物可通过通道粘结以形成通道粘结部。通道粘结部可以是永久性的， 使得它们的完整性至少部分地在干燥状态和润湿状态两者下被保持。在吸收结构吸收液体 并溶胀时，吸收结构采用三维形状，其中通道变得可见。所述通道被指出提供改善的贴合性 和/或更好的液体采集/输送，和/或在吸收结构的整个使用过程中的改善的性能。由超吸收 文献已知的任何超吸收聚合物颗粒指示为合适的。
[0005] 超吸收聚合物的特性以各种方式表征。已经使用以克液体每克超吸收颗粒计的离 心保留容量(CRC)，以及如通过自由溶胀速率(FSR)测量的它们的吸收速度和如通过尿液渗 透性测量(UPM)测试所测量的它们的渗透性。
[0006] 国际专利申请W02012/174，026A1公开了 K (t)法，其可用于测定由水凝胶形成的超 吸收聚合物颗粒所形成的凝胶层在围压下的时间依赖性有效渗透性(K(t))和摄取动力学 (T20)。所述专利申请指示这些SAP可用于减少渗漏，尤其是在第一涌流下，即当制品开始被 润湿时。
[0007] 现在已经发现，虽然在用于具有通道的芯中时在第一涌流下常规SAP的吸收特性 可能不会受到不利地影响，但与不具有通道的芯相比，在流体已经被吸收在这些包括通道 的芯中之后，SAP的液体吸收可在以后的涌流中显著减少。不受理论的束缚，本发明人相信 在SAP吸收流体时形成的三维通道可形成对超吸收聚合物溶胀的抗性并降低它们的溶胀动 力学。因为通道另外有利于流体沿所述芯分配，所以反而预期任何常规SAP可用于这些芯 中。因此，本发明人发现对于包含此类通道的吸收芯而言，可以是有利的是使用这些T20低 于240s的SAP以维持超过第一涌流的足够的吸收速度。
【发明内容】
[0008] 本发明涉及如权利要求中所限定的吸收芯以及包含这些吸收芯的吸收制品。本发 明的吸收芯包含具体地包封吸收材料的芯包裹物，所述吸收材料包括超吸收聚合物颗粒， 其中所述芯包裹物包括顶侧面和底侧面。所述吸收芯包括基本上不含吸收材料的一个或多 个区域，通过所述区域，芯包裹物的顶侧面附接到芯包裹物的底侧面，使得当吸收材料溶胀 时，芯包裹物沿每个基本上不含吸收材料的区域形成通道。所述超吸收聚合物颗粒具有如 根据本文所述K(t)测试方法所测量的小于240s的达到20g/g摄取的时间（T20)。
【附图说明】
[0009] 图1是根据本发明的吸收芯的一个实施例的顶视图，其中所述芯包裹物的顶侧面 层部分地移除；
[0010]图2为图1的实施例在裆点(C)处的横向剖视图；
[0011]图3为图1的实施例的纵向剖视图；
[0012]图4为图3的一部分的近距离视图；
[0013]图5为具有本发明的吸收芯的呈尿布形式的示例性吸收制品的顶视图；
[0014]图6为图5的制品的横向剖视图；
[0015]图7为在与图6相同点处截取的制品的横向剖视图，其中通道已由于尿布加载有流 体而在芯中形成；
[0016] 图8为用于制备下文所述示例性吸收芯1和3的真空台的草图。
[0017] 图9为用于进行动态有效渗透性和摄取动力学测量测试的适宜渗透性测量系统的 局部横截面侧视图。
[0018] 图10为用于进行动态有效渗透性和摄取动力学测量测试的活塞/滚筒组件的横截 面侧视图。
[0019] 图11为适用于图10所示的活塞/滚筒组合件的活塞头的顶视图。
【具体实施方式】
[0020] 盟直
[0021] ^文所用，术语"用于个人卫生的吸收制品"是指一次性装置，诸如婴儿尿布、婴 儿训练裤、成人失禁制品或女性卫生月经垫等，其可相对于或邻近穿着者的身体设置以吸 收并容纳从身体中排放的流出物。本发明的吸收制品将以胶粘尿布的形式在下面说明书和 附图中进一步举例说明。然而，除非另有明确地指明，不应认为该说明限制权利要求的范 围。
[0022] 如本文所用，"非织造纤维网"是指由定向或任意取向的纤维通过摩擦和/或胶粘 和/或粘附而粘结成的、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、簇成、缝编而组合束缚的纱或长丝的产品，无论是否另外缝过。这些纤维可具 有天然来源或人造来源，并且可为短纤维或连续长丝或原位形成的纤维。可商购获得的纤 维具有小于约0.001mm至大于约〇.2mm范围内的直径，并且它们具有几种不同的形式，诸如 短纤维(称作短纤维或短切纤维）、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）。非织造纤维网可通过许多方法形成，诸如熔喷法、纺粘法、溶液纺丝、静 电纺纱、梳理法和气流成网法。非织造纤维网的基重通常用克/平方米(g/m2或gsm)表示。
[0023] 如本文所用，术语"接合"或"粘结"或"附接"包括通过例如通过胶粘将元件直接附 连到其它元件上而将元件直接固定到另一个元件上的构型，以及通过将元件附连到一个或 多个中间元件，中间元件继而附连到另一个元件上，从而将元件间接固定到另一个元件上 的构型。
[0024] "包括"和"包含"是开放式术语，每个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。这些基于动词 "包括"的术语应该理解成包括排除任何未指定的元件、步骤或成分的狭义术语"由…组成" 以及将元件的范围限制成指定材料或步骤的"基本上由…组成"，以及不显著影响元件执行 其功能的方式的那些。下文所述的任何优选的或示例性实施例不限制权利要求的范围，除 非明确地指明如此进行。词"典型地"、"通常"、"有利地"等也限定元件，其不旨在限制权利 要求的范围，除非明确地指明如此进行。
[0025] 吸收芯28的一般说明
[0026] 本发明的吸收芯将通常被制成用于前述指示类型的吸收制品。吸收芯可以例如在 线制备并与制品的剩余部件直接组装，或可在另一位点处离线制备并输送到转换加工生产 线。对于不需要其它层的应用而言，还可将吸收芯直接用作吸收制品而不另外组装其它组 件。然而，通常吸收芯将与其它组件诸如顶片和底片组装以形成成品卫生制品，如将在下文 对于尿布进一步示例性描述的。
[0027] 吸收芯通常为具有最大吸收容量的制品的部件。本发明的吸收芯包括包封吸收材 料的芯包裹物，并且还可包含至少一种粘合剂。吸收材料包含呈颗粒形式的超吸收聚合物 (本文中缩写为"SAP"）。吸收材料可包含包封在芯包裹物中的相对高含量的SAP。所谓"吸收 材料"，是指具有一些吸收特性或液体保持特性的材料，诸如SAP、纤维素纤维以及合成纤 维。通常，用于制备吸收芯的粘合剂不具有吸收特性，并且不被认为是吸收材料。
[0028] SAP含量可表示按重量计至少70%或更多（具体地至少80%，至少85%，至少90%， 至少95%且至多100% )的吸收材料被包封在芯包裹物中。出于评估SAP占吸收芯的百分比 的目的，芯包裹物本身不被认为是吸收材料。相比于通常包含按重量计介于40-60%之间的 纤维素纤维的常规芯，高含量SAP提供相对薄的芯。吸收芯可以为薄的，例如具有如由本文 所公开的干吸收吸收芯厚度测试所测量的，不超过5mm，例如0.2mm至4mm，具体地0.5至3_ 的厚度。
[0029]本发明的示例性吸收芯28独立地示于图1-4中并且现在将进行进一步描述。除非 另外指明，所示的吸收芯及其描述仅用于示例性目的并且并非旨在限制权利要求的范围。 吸收芯通常包括前侧面280、后侧面282和接合前侧面280和后侧面282的两个纵向侧面284， 286。吸收芯还包括由芯包裹物形成的大体为平面的顶侧面16和大体为平面的底侧面16。芯 的前侧面280为旨在朝向吸收制品的前边缘10设置的芯的侧面。如在图1所示的平面视图中 从顶部来看时，所述芯可具有基本上对应于制品80的纵向轴线的纵向轴线80'。通常，吸收 材料将有利地以比朝向后侧面更高的含量朝向芯的前侧面和中间部分分布，因为在前部需 要更多的吸收性。通常，芯的前侧面和后侧面短于芯的纵向侧面。芯包裹物可由可至少部分 地沿吸收芯的侧面密封的两种非织造材料形成。第一非织造织物可基本上形成芯包裹物的 整个顶侧面并且第二非织造织物基本上形成芯包裹物的整个底侧面16'。顶侧面和第一非 织造物在附图中由相同的数字16表示，底侧面和第二非织造物由数字16'表示。芯包裹物可 沿其前侧面、后侧面和/或两个纵向侧面至少部分地密封以改善使用期间对吸收材料的抑 制性。
[0030]具体地，吸收材料可包含少于10重量％的天然或合成纤维，或少于5重量％或甚至 基本上不含天然和/或合成纤维。吸收材料可有利地包含很少或不包含透气毡(纤维素)纤 维，具体地吸收芯可包含按所述吸收芯的重量计，少于15%、10%、5%透气毡（纤维素）纤 维，或甚至基本上不含纤维素纤维。
[0031 ] 过去已提出了包含高含量SAP的各种吸收芯设计，参见例如US5, 599,335 (Goldman)、EP1，447，066(Busam)、W095/11652(Tanzer)、US2008/0312622A1(Hundorf)、 W02012/052172(Van Malderen)以及W02012/170778 (Rosati等人，还可参见W02012/ 170779、W02012/170781和W02012/170808)。
[0032]吸收芯28包括至少一个区域26,所述区域基本上不含吸收材料并且通过所述区 域，芯包裹物的顶侧面附接到芯包裹物的底侧面。当吸收材料吸收液体时，其成比例地溶胀 并且芯包裹物沿基本上不含吸收材料的粘结区26逐渐形成通道26'。
[0033]如沿吸收芯的轴线80'，从前侧面280到后侧面282所测量，所述吸收芯的长度L"应 适于其所用的预期制品。就婴儿尿布而言，长度L"可例如在5至40cm的范围内。吸收芯包括 裆点C'，所述裆点限定为在纵向轴线80'上位于从吸收芯的前侧面280起五分之二（2/5)L" 的距离处的点。现在将更具体地描述吸收芯的各个部件。
[0034]芯包裹物（16,16'）
[0035] 芯包裹物的功能是包封吸收材料。典型的芯包裹物包括彼此附接的两个基底16， 16'，但是芯包裹物还可由围绕吸收材料折叠的单个基底制成，或可包括多个基底。当使用 两个基底时，这些可通常沿吸收芯的周边的至少一部分彼此附接。典型的附接件为所谓的 C-包裹物和夹心包裹物。在C-包裹物中，如图2中示例性示出的，一个基底的纵向和/或横向 边缘在另一个基底上方折叠以形成侧翼。然后，这些侧翼通常通过胶粘而粘结到其它基底 的外表面。在夹心式包裹物中，如图3所示，两个基底的边缘均以平坦的构造例如通过胶粘 彼此附接。
[0036] 芯包裹物可由适用于封装吸收材料的任何材料形成。可使用用于制备常规芯的典 型的基底材料，具体地非织造织物，而且还可使用纸张、纸巾、膜、织造物或这些中任一种的 层合体。芯包裹物可具体地由非织造纤维网形成，诸如梳理非织造织物、纺粘非织造织物 ("S"）或熔喷非织造织物（"M"），以及这些中任一种的层合体。例如，熔纺聚丙烯非织造织物 是合适的，尤其是具有层压纤维网SMS、或SMMS或SSMMS结构，并具有约5gsm至15gsm基重范 围的那些。合适的材料例如公开于 US7,744,576、US2011/0268932A1、US2011/0319848A1S US2011/0250413A1中。可使用由合成纤维诸如PE、PET，尤其是PP所提供的非织造材料。
[0037] 如果芯包裹物包括第一基底16和第二基底16'，则其可由相同类型的材料制成，或 可由不同的材料制成，或者一个基底可以与另一个不同的方式进行处理以向其提供不同的 特性。因为用于非织造织物制备的聚合物是固有疏水的，如果置于吸收芯的流体接收侧上， 它们优选地涂覆有亲水性涂层。有利的是芯包裹物的顶侧面16,即在吸收制品中更靠近穿 着者设置的侧面，比芯包裹物的底侧面16更具亲水性。一种制备具有耐久亲水性涂层的非 织造织物的可能方法是，通过将亲水单体和自由基聚合引发剂施涂到非织造织物上，并且 进行通过紫外光所激发的聚合作用，从而导致单体化学地结合到非织造织物的表面上。一 种制备具有耐久亲水性涂层的非织造织物的另选的可能方法是用亲水性纳米颗粒来涂覆 非织造织物，例如，如W0 02/064877中所述。
[0038] 永久性地亲水性非织造织物也可用于一些实施例中。表面张力可用于测量永久性 地实现一定亲水性水平的程度。液体透湿可用于测量亲水性水平。当用盐水溶液润湿时，第 一和/或第二基底可具体地具有至少55,优选地至少60,还更优选至少65mN/m或更高的表面 张力。所述基底还可具有对于第五涌流液体而言小于5秒的液体透湿时间。这些值可使用如 US7，744，576B2(Busam等人)所述的测试方法："表面张力测定"和"透湿测定"分别进行测 量。
[0039]亲水性和可润湿性通常根据流体例如通过非织造织物的接触角和透湿时间来定 义。在Robert F.Gould编著的题为"Contact angle,wettability and adhesion"（版权 1964)的American Chemical Society的出版物中，对此进行了详细的讨论。可认为水和基 底表面之间的接触角较小的基底比另一种基底更具亲水性。
[0040]所述基底还可以为透气的。因此可用于本文的膜可包括微孔。基底可具有例如40 或50至300或至200mV(m2Xmin)的透气率，所述透气率按EDANA方法140-1-99(125Pa， 38.3cm 2)测定。芯包裹物的材料可另选具有较低的透气率，例如为非透气的，以例如有利于 对移动表面的处理，包括真空。
[0041 ]芯包裹物可沿其纵向边缘和/或其横向边缘密封。例如在C-包裹物构造中，第一基 底16可置于芯的一个侧面上并围绕芯的纵向边缘延伸以部分地包围芯的相对底侧面(参见 图2)。第二基底16'通常存在于第一基底16的被包围的侧翼和吸收材料60之间。第一基底16 的侧翼可胶粘到第二基底16'上以提供强密封件。与夹心密封件相比，该所谓的C-包裹物构 造可提供有益效果，诸如在润湿加载状态下改善的耐破裂性。然后，芯包裹物的前侧面和后 侧面也可例如通过将第一基底和第二基底彼此胶粘来密封，以提供横跨芯的整个周边的对 吸收材料的完全包封。对于芯的前侧面和后侧面而言，第一基底和第二基底可在基本上平 面方向上延伸并接合在一起，形成对于这些边缘而言的所谓的夹心构造。在所谓的夹心构 造中，第一基底和第二基底也可在芯的所有侧面上向外延伸并且通常通过胶粘和/或热/压 力粘结沿芯的周边的全部或一部分而封平。通常第一基底和第二基底均不需要成型，使得 它们可被矩形切割以方便制备，但是当然其它形状也是可能的。
[0042]术语"密封"和"包封"应当广义地理解。密封不需要沿芯包裹物的整个周边是连续 的，而是沿其部分或全部可以为不连续的，诸如由在一条线上间隔的一系列密封点形成。通 常，密封可由胶粘和/或热粘结形成。芯包裹物还可由单个基底形成，所述基底可将吸收材 料封装在包裹物中，并可例如沿芯的前侧面和后侧面以及一个纵向密封件来密封。
[0043] 吸收材料60
[0044]吸收芯28包括吸收材料60,所述吸收材料包含超吸收聚合物颗粒（"SAP"）。吸收材 料可例如以连续层的形式施加。吸收材料还可由封围在芯包裹物内的个别袋或条的吸收材 料组成。吸收材料具体地SAP的连续层还可通过将具有匹配的不连续吸收材料施涂图案的 两个吸收层组合而获得，其中所得的层横跨吸收颗粒聚合物材料区域基本上连续地分布， 如例如在US2008/0312622A1 (Hundorf)中所提出的。以这种方式，每个吸收材料层包括具有 吸收材料区和不含吸收材料区的图案，其中所述第一层的吸收材料区基本上对应于第二层 的不含吸收材料区，反之亦然。如下文进一步公开的微纤维胶51可施涂于每个吸收材料层 上以将所述吸收材料层固定在每个基底上。如图3-4中示例性所示，吸收芯28可因此包括第 一吸收层和第二吸收层，所述第一吸收层包括第一基底16和第一吸收材料层61，所述吸收 材料可以为100 % SAP，并且所述第二吸收层包括第二基底16 '和第二吸收材料层62，所述吸 收材料也可以为100%SAP。第一 SAP层和第二SAP层可以横向带或"着陆区"的形式施加，在 被组合前，所述横向带或"着陆区"具有与它们的相应基底上所期望的吸收材料沉积区域8 相同的宽度。所述带可有利地包含不同量的吸收材料以提供沿芯80'的纵向轴线和/或横向 轴线分布的基重。第一基底16和第二基底16'可形成芯包裹物。辅助胶71，72可施涂在一个 或两个基底与吸收层之间，并且微纤维胶可施涂在每个吸收层上。
[0045] 超吸收聚合物颗粒(SAP)
[0046] 如本文所用，"超吸收聚合物"是指是交联聚合物材料的吸收材料，其可吸收至少 10倍于它们的重量的含水的0.9%盐水溶液，这使用离心保留容量(Centrifuge Retention Capacity，CRC)测试(EDANA方法WSP 241.2-05E)进行测量。这些聚合物通常以颗粒形式 ("SAP"）使用以便在干燥状态下是可流动的。术语"颗粒"是指颗粒剂、纤维、薄片、球体、粉 末、薄板、以及在超吸收聚合物颗粒领域中技术人员已知的其它形状和形式。
[0047] 典型的粒状吸收性聚合物材料由聚（甲基）丙烯酸聚合物制成。然而，例如还可使 用基于淀粉颗粒的吸收性聚合物材料，以及聚丙烯酰胺共聚物、乙烯马来酸酐共聚物、交联 羧甲基纤维素、聚乙烯醇共聚物、交联聚环氧乙烷、以及聚丙烯腈的淀粉接枝的共聚物。超 吸收聚合物可以为内部交联和/或表面交联的聚丙烯酸酯和聚丙烯酸聚合物。超吸收聚合 物可以为内部交联的，即在具有两个或更多个可聚合基团的化合物的存在下进行聚合，所 述化合物能够自由基共聚到聚合物网络中。现有技术的示例性超吸收聚合物颗粒例如描述 于W02006/083584、TO2007/047598、TO2007/046052、TO2009/155265、W02009/155264*。 [0048]虽然可预期在所述芯开始加载时，SAP应当经历超过第一涌流的吸收速度的减小， 但本发明人已经发现与不具有通道的类似芯相比，这种减小对于包括通道的芯显著更重 要。本发明使用SAP来解决该问题，所述SAP具有如由W02012/174026A1中所述K (t)测试方法 所测量的小于240s的达到20g/g摄取的时间（T20)。具体地，SAP可具有小于220秒，或小于 200秒，或小于180秒，或小于160秒的T20。时间T20可以具体地为至少40s、60s、80s、100s、 120s或140s以及这些值的任何组合以形成一定范围，例如100s至200 S(3W02012/174,026A1 描述了具有这些特性的SAP以及用于测量这些参数的方法。用于该方法的设备被称为 " Zeitabhlngiger Durchllssigkeitspriifstand "或"时间依赖性渗透性测试仪"，设备号 03-080578并可在BRAUN GmbH，Frankfurter Str? 145，61476Kronberg，Germany商购获得， 并在上述专利申请中详述。根据需要，也可提供操作说明书、接线图和详细技术图纸。
[0049] K(t)方法还可用于确定其它SAP参数，所述参数也可有利地用于本发明。如根据 TO2012/174,026A1中所公开的K(t)测试方法所测量的，SAP在20分钟下的摄取(U20)可以具 体地为至少22g/g，或至少24g/g，或至少28g/g，或至少30g/g，或28g/g至60g/g，或30g/g至 50g/g，或30g/g至40g/g。如根据K(t)测试方法所测量的，SAP可具有至少5 ? 10_8cm2,或至少 7 ? 10-8cm2,或至少8.5 ? 10-8cm2,或5 ? 10-8cm2至 1 ? 10-6cm2,或7 ? 10-8cm2至5 ? 10-7cm2,或 8.5 ? 10-8至1 ? 10-7cm2的20分钟下有效渗透性(K20)。
[0050] 如根据K(t)测试方法所测量的，所述SAP还可具有大于0.75,或大于0.8或