专利名称：含有高吸收聚合物植绒纤维的基材的制作方法
技术领域：
本发明涉及含有高吸收聚合物植绒纤维的基材，它尤其适用于吸收制品。
已知高吸收聚合物可用于吸收制品，例如卫生巾、短内裤衬里、尿布和失禁垫。高吸收聚合物可提高吸收制品的液体处理性能，例如液体的容纳量和保留液体的性能。它们以粒子或纤维的形式加入到吸收制品的组分中，但最常见的形式是粒子。大多数市销的加工设备是设计用来加工高吸收聚合物粒子而非纤维，因为纤维的分散比粒子更困难，而且会瘪缩。
高吸收聚合物一般放在吸收制品的吸收芯中，该部位是容易加入的部位。然而，如能以一种常规方式将高吸收聚合物用于其他类型的基材内或基材上，例如其他的无纺织物材料、聚合物膜、带孔膜、网、机织物、泡沫材料、网状膜等也是很好的。
植绒是一种使纤维垂直固定于基材上的技术，它主要用于纺织业。然而，欧洲专利EP 0，737，462 A1揭示了一种叠层材料，用来覆盖吸收制品的外部，其特征在于叠层材料的至少一部分表面带有通过植绒施加上去的一层纤维。由此，植绒纤维位于吸收制品的外表面，以得到触感比采用紧贴皮肤的塑料膜的产品有改进的吸收制品。EP 0，737，462 A1揭示了植绒纤维可以施加上去的外表面可以是一个多孔表层。可以在施加植绒之前或之后在该表层上打孔，但优选在植绒之前打孔。
申请人发现高吸收聚合物纤维可以通过植绒有利地结合到多种基材上。根据本发明，当高吸收聚合物植绒纤维施加到基材上时，它们以向上垂直的方式直立在表面上。与高吸收聚合物的非植绒纤维，即水平地压倒的纤维相比，这种取向可使高吸收聚合物植绒纤维吸收的液体量增高。因此，这可使含有高吸收聚合物植绒纤维的基材特别吸引人地用于所有类型的吸收制品中。
申请人发现高吸收聚合物植绒纤维也可以有利地施加到带孔膜的表面上。尤其是，在其下侧面上、另外在开口侧壁的外表面上含有高吸收聚合物植绒纤维的带孔膜，可提供吸收制品以改进的表层或其他成分。材料和制造技术使得无纺织物和聚合物带孔膜能很好地模拟机织物手感。虽然本行业中有多种带孔膜，但总是希望带孔膜、尤其是传输液体的带孔膜的性能有改进。
本发明提供其上带有高吸收聚合物植绒纤维的基材，也提供包含例如基材的吸收制品。
本发明也提供其上带有高吸收聚合物植绒纤维的带孔膜。高吸收聚合物的植绒纤维可以在带孔膜的上表面或下侧面上，或在开口的侧壁上。
图1是下侧面上粘结有高吸收聚合物、人造丝和聚酯植绒纤维的带孔膜的上表面放大视图。
图2是图1中带孔膜的下侧面放大视图。
图3示出了本发明的带有含有高吸收聚合物植绒纤维的表层的吸收制品(短内裤衬里)。
根据本发明，高吸收聚合物纤维是通过植绒粘结到基材上的。基材可以是多种材料中的一种，例如无纺织物材料、聚合物膜、可透气材料、带孔膜、吸收层、网、机织物、泡沫材料和网状膜。优选地，基材选自无纺织物材料、聚合物膜、可透气材料、带孔膜和吸收层。本行业中的技术人员会知道适于在其上植绒高吸收聚合物的其他基材，本发明不打算受限制于任何特定种类的基材。
已知有多种无纺织物材料，可用于吸收制品领域。它们一般通过使热塑性纤维例如聚烯烃纤维即聚乙烯和聚丙烯、聚酯纤维、聚酰胺纤维(包括尼龙)、聚丙烯腈纤维等缠结例如梳理或水剌成网。
聚合物膜的例子包括聚乙烯、聚丙烯、聚酯、纤维素、玻璃纸、聚氨酯、交联聚乙烯、聚环氧乙烷和聚乙烯醇。
可透气材料的例子包括聚氨酯膜和微孔膜，并通过电离辐射或通过用水性或非水性溶剂除去可溶的内容物来形成微孔。也可以使用具有曲径、和／或其表面特性具有抗液体渗透的液体表面的单层或多层可渗透膜、织物及其组合。
带孔膜是内部带有孔的任何类型的膜。这种膜可以由无纺织物材料、聚合物膜、可透气材料等制成。
吸收层包括例如由松散相连的吸收性亲水材料，象纤维素纤维，包括木浆、再生纤维素纤维或棉纤维，以及本行业内通常已知的其他吸收材料，包括丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维、泥炭藓制成的吸收层。
基材优选用作吸收制品例如卫生巾、短内裤衬里、尿布、失禁垫、阴唇间制品、伤口绷带、婴孩擦布、女性卫生擦布、护理垫或其他类似制品的一部分，用来吸收体液。优选地，吸收制品是卫生巾或短内裤衬里。这种卫生巾或短内裤衬里可以具有近似矩形、椭圆形、哑铃形或花生形状。根据吸收制品的性质，它的尺寸可以不同。例如，卫生巾厚度一般约1．4-5毫米、长度约3-16英寸、宽度约1-5英寸。短内裤衬里的厚度一般约低于0．2英寸、长度约低于8英寸、宽度约低于3英寸。
通过植绒工艺，将高吸收纤维材料施加到基材的一个或多个表面上。使纤维植绒到一个表面上的方法在织物的制造技术中是已知的。见例如美国专利No．2，527，501、2，691，611、3，436，442、3，672，929。一般来说，用粘合剂涂敷在基材整个或部分表面。涂敷过的基材再通过纤维计量站，采用例如位于基材上方和下方的电极，在基材周围维持一个静电场。在静电场存在下，使纤维施加到基材上的粘合剂上，当纤维接触粘合剂时，静电场使纤维垂直于基材取向。再加热基材，使粘合剂聚合并锚固纤维。未粘结上的纤维可以由真空吸走。
优选地，用来使纤维粘结到内表面上的粘合剂是一种可聚合树脂，例如改性的丙烯酸水基化合物，如购自Air Products的FLEXBOND 974、977、983和986，购自BF Goodrich的CARBOTAC Adhesives(PSAs)和也是购自BFGoodrich的CARBOBOND Adhesives(非PSAs)。
已知有多种高吸收聚合物，根据本发明可以使用其中任何的种类。高吸收聚合物纤维是亲水性纤维，它可溶胀，并能够吸收多于约5克／克(纤维重量)的1％盐水溶液。高吸收聚合物纤维的例子是聚丙烯酸酯纤维、接枝纤维素纤维和马来酸纤维。高吸收聚合物纤维的优选类型包括购自TechnicalAbsorbents Limited的OASIS Type 101，和购自加拿大Alberta的Camelot的CAMELOT。另外，基材还可以含有非植绒纤维形式的高吸收聚合物，例如粒子形式或非植绒纤维。
也可以将第二亲水性材料、憎水材料或其组合物与高吸收聚合物纤维一同粘结到基材上。这里所使用的“第二亲水性材料”指高吸收聚合物之外的吸收材料或可湿润材料。可湿润材料一般是用湿润剂处理以赋予其亲水性的憎水性材料。可湿润材料的例子包括例如用表面活性剂处理的双组分纤维、聚丙烯纤维和聚酯纤维。优选的可湿润纤维是聚酯纤维，例如用表面活性剂如购自ICI Americas Inc的Tween 20处理的购自DuPont Company的DuPont-Akra Polyester Type 11A Bright纤维。吸收材料是对液体具有亲和力并吸收液体的亲水性材料，例如人造丝、丙烯腈、尼龙、聚乙烯醇和天然或再生纤维素。优选的吸收材料是人造丝。
憎水性材料包括某些聚烯烃纤维和大旦数聚酯纤维，优选旦数至少为3，更优选至少为6。优选的憎水材料是购自DuPont Company的15旦聚酯纤维。
在本发明的一个优选实施例中，植绒纤维含有高吸收聚合物与第二亲水性材料的组合(即可湿润材料、吸收材料或两者)。在该实施例中，液体很快地被第二亲水纤维材料吸收，然后传输至高吸收聚合物纤维。虽然高吸收聚合物纤维比第二亲水性材料吸收液体慢，但高吸收聚合物纤维具有较高的吸液量和保液性。
在该实施例中，高吸收聚合物／第二亲水性纤维材料组合物中的高吸收聚合物的量一般约为5-95％(重量)，优选约为30-70％(重量)。高吸收聚合物植绒纤维可以均匀地分散于第二亲水性纤维材料中，或者高吸收聚合物纤维和第二亲水性材料可以以各种图案粘结到基材上。
在本发明的一个特别优选的实施例中，植绒纤维含有高吸收聚合物、第二亲水性材料和憎水性材料的组合物。液体也很快被第二亲水性材料吸收，并传输至保液量较大的高吸收聚合物纤维。憎水性纤维材料几乎不或不吸收液体，因此可有利地保持其外形完整性，以使湿润瘪缩减至最小。憎水性纤维支撑高吸收聚合物纤维和第二亲水性材料，因为后者会因吸收液体而丧失其刚性。另外，由于憎水纤维的向上支撑，基材受压较小，也增加了基材的吸收容量。这样，就可保持基材的整个结构和物理整体性。
在该实施例中，高吸收聚合物／第二亲水性材料／憎水性纤维材料组合物中的高吸收聚合物的量一般约为5-95％(重量)，优选约为30-70％(重量)。高吸收聚合物纤维可以均匀地分散于其他纤维中，或者各种纤维可以以各种图案粘结到基材上。
不管植绒纤维是什么种类，其长度应当低于约1毫米，优选低于约0．8毫米。植绒纤维的旦数范围应当约为1．2-15旦，优选约为1．8-6旦。湿润时很小或不瘪缩的纤维也是优选的纤维。
植绒纤维可以粘结到整个或部分基材上。植绒纤维可以在基材的一面或所有面上。相同或不同的植绒纤维可以在基材的两个或多个不同的区域。
在本发明的另一个实施例中，基材是带孔膜。带孔膜含有上表面、下侧面和许多孔。孔形成于上表面并延伸穿透膜的下侧面。每个孔都由具有内表面和外表面的侧壁所限定。孔的几何形状和尺寸对本发明并不关键，本行业内已知有多种带孔膜，其中的任何类型都可用于本发明中。见例如美国专利No．5，824，352和5，770，144及其所引用的文献。
高吸收聚合物植绒纤维可以位于带孔膜的上表面上，或带孔膜的下侧面上。优选地，植绒纤维结合到带孔膜的下侧面表面上。另外，植绒纤维优选粘结到孔侧壁的外表面上。后者可有利地形成自孔侧壁端点延伸的高吸收聚合物的卷须。这些卷须有助于将液体从孔中吸出，并从膜的上表面上吸走。
使膜形成孔的方法对本发明也不关键。通常，已知的方法包括在表面上具有孔和／或其他特征图案的构形支撑元件的表面上支撑初始膜。紧贴初始膜导入液体例如水，使它破裂，以使它的形状与支撑元件的表面一致。另外，初始膜可以通过在初始膜下方抽真空而使之成孔。见例如美国专利No．5，824，352和5，770，144。
植绒步骤可以在膜打孔步骤之前或之后进行。植绒优选在打孔之后进行。在将粘合剂施加到打孔膜上时，必须小心使粘合剂仅施加到膜的有膜部分。
图1和2分别是根据本发明在其下侧面上含有高吸收聚合物OASIS Type101、人造丝和聚酯植绒纤维的打孔膜上表面和下侧面的放大视图。图中示出了上表面1、下侧面2和孔3。植绒纤维4粘结到膜的下侧面3上。可看到许多植绒纤维由膜的周围平面区域发展至孔的开口区域。
这种打孔膜可用作例如吸收制品的表层或背衬。它优选用作吸收制品的表层，因为带孔的背衬会使液体渗漏到使用者的内衣上。
图3示出了包含由带孔膜制成的表层的短内裤衬里，根据本发明，该带孔膜上带有高吸收聚合物植绒纤维。图3所示的短内裤衬里自其面朝身体的表面1至面朝内衣的表面2，依次含有可渗透液体的表层3、吸收芯4、不可渗透液体的背衬5。根据所选择的材料，表层的厚度可以自约0．001英寸变化至0．062英寸。通常，表层3是其宽度足以形成制品面朝身体的表面1的单片材料。表层可以比吸收芯长，因此可形成横向边。这种横向边可以用其他层密封，以全部包封吸收芯。
吸收芯4可以包含松散相连的吸收性亲水材料例如纤维素纤维，包括木浆、再生纤维素纤维或棉纤维，或本行业内通常已知的其他吸收材料，包括丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维、泥炭藓和高吸收聚合物。
吸收制品还包含不可渗透液体的背衬5，其外表为制品朝向衣服的表面。当背衬由聚合物膜制成时，其厚度一般约为0．001-0．002英寸。已知本行业内的多种材料都可以用作背衬，可以采用其中任何类型。背衬5通常是宽度足以形成吸收制品朝向衣服的表面2的单片材料。背衬可以以C形轮廓环绕吸收芯的侧边延伸，与其纵向边相邻的背衬部分从朝向内衣的表面至制品朝向身体的表面朝上延伸。背衬优选由可透气材料制成。
通过将吸收制品朝向内衣的表面2紧贴着放置于内裤分叉处的内表面，就可以将吸收制品施用到内裤的分叉处。压敏型粘合剂6的条带可施用到吸收制品面朝内衣的表面2上，帮助它固定在原地。这里所使用的“压敏型粘合剂”一词，指任何可剥离的粘合剂或可剥离的粘滞装置。合适的压敏型粘合剂包括例如水基粘合剂如丙烯酸酯粘合剂。另外，粘合剂也可以含有快速定型的热塑性“热熔”橡胶粘合剂或双面粘合带。
使用之前，可以用一面被涂敷的纸剥离条7来保护粘合剂6的条带。例如聚硅氧烷的涂敷会降低剥离条的被涂敷面对粘合剂的粘合性。剥离条可由任何合适的片状材料形成，使用之前，当片状材料被涂敷之后，它可以以足够的强韧性与粘合剂结合，使之保持在原位。在要使用吸收制品时，又可以容易地除去。
吸收制品可以含有其他已知的材料、层和添加剂，例如传输层、泡沫层、气味控制剂、药物等。其中许多例子是本行业内已知的。然而，如下所述，尤其是在本发明的吸收制品内不必有传输层。吸收制品可以任选地采用常规技术压花形成装饰图案。
下面的非限制性实施例将进一步说明本发明。
按如下所述方式制备含有高吸收聚合物植绒纤维的吸收芯。
将一个1盎司／码2的100％聚酯基材用作载体织物。可聚合树脂以各种图案施用到聚酯织物上。由30％高吸收纤维、40％人造丝纤维和30％聚酯纤维组成的纤维混合物计量加到聚酯织物上。纤维通过静电场以垂直状态取向。纤维粘结到施有树脂的部位。基材再通过一个烘箱，使树脂聚合和使纤维锚固到聚酯织物上。过量纤维被真空吸走。
按如下所述方式制备含有高吸收聚合物植绒纤维的带孔膜。
聚乙烯初始膜放置于其上带有孔图案的构形支撑元件上方。支撑元件旋转地固定到一个鼓上。温度约为160°F、表压约为1350磅／吋2的水紧贴进入初始膜的表面，初始膜与接触支撑元件的表面相对，由此对初始膜开孔。
再干燥膜。含有30％高吸收纤维、40％人造丝纤维和30％聚酯纤维混合物的植绒纤维计量加到带孔膜上面。纤维通过静电场以垂直状态取向。纤维粘结到施加有树脂的部位。基材再通过一个烘箱，使树脂聚合和使纤维锚固到聚酯织物上。过量纤维被真空吸走。
权利要求
1．一种其上含有高吸收聚合物植绒纤维的基材。
2．如权利要求1所述的基材，其特征在于所述的高吸收聚合物纤维选自聚丙烯酸酯、接枝纤维素和马来酸。
3．如权利要求1所述的基材，它的上面还含有第二亲水性材料的植绒纤维。
4．如权利要求3所述的基材，其特征在于所述的第二亲水性材料选自可湿润材料、吸收材料及其混合物。
5．如权利要求1所述的基材，它的上面还含有憎水性材料的植绒纤维。
6．如权利要求5所述的基材，其特征在于所述的憎水性材料选自聚酯、聚烯烃及其混合物。
7．如权利要求1所述的基材，其特征在于所述纤维含有高吸收聚合物、另一种亲水性材料和憎水性材料的组合物。
8．如权利要求1所述的基材，其特征在于所述基材选自无纺织物材料、聚合物膜、可透气材料、带孔膜、吸收层、网、机织物、泡沫材料和网状膜。
9．一种其上带有高吸收聚合物植绒纤维的带孔膜。
10．如权利要求9所述的具有上表面和下侧面并包含许多孔的带孔膜，其特征在于所述植绒纤维粘结到膜的下侧面上。
11．如权利要求10所述的带孔膜，其特征在于所述的每个孔起始都形成于膜的上表面，并被从膜下侧面凸出的侧壁所限定，每个侧壁都具有内表面和外表面，所述的植绒纤维也粘结到孔侧壁的外表面上。
12．如权利要求9所述的具有上表面和下侧面并包含许多孔的带孔膜，其特征在于所述植绒纤维粘结到膜的上表面上。
13．如权利要求9所述的带孔膜，其特征在于所述的高吸收聚合物纤维选自聚丙烯酸酯、接枝纤维素和马来酸。
14．如权利要求9所述的带孔膜，它的上面还含有第二亲水性材料的植绒纤维。
15．如权利要求14所述的带孔膜，其特征在于所述的第二亲水性材料选自可湿润材料、吸收材料及其混合物。
16．如权利要求9所述的带孔膜，它的上面还含有憎水性材料的植绒纤维。
17．如权利要求16所述的带孔膜，其特征在于所述的憎水性材料选自聚酯、聚烯烃及其混合物。
18．如权利要求9所述的带孔膜，其特征在于所述纤维含有高吸收聚合物、第二亲水性材料和憎水性材料的组合物。
19．一种包含基材的吸收制品，所述基材上带有高吸收聚合物植绒纤维。
20．如权利要求19所述的吸收制品，其特征在于所述基材选自无纺织物材料、聚合物膜、可透气材料、带孔膜、吸收层、网、机织物、泡沫材料和网状膜。
21．如权利要求19所述的吸收制品，其特征在于所述的基材是带孔膜。
22．根据权利要求19所述的吸收制品制成的卫生巾。
23．根据权利要求19所述的吸收制品制成的短内裤衬里。
全文摘要
本发明提供其上带有高吸收聚合物植绒纤维的基材。所述基材可以是多种材料例如无纺织物材料、聚合物膜、带孔膜、吸收层、网、机织物、泡沫材料、网状态膜等中的一种。
文档编号A61F5/44GK1281066SQ00121710
公开日2001年1月24日 申请日期2000年7月19日 优先权日1999年7月19日
发明者V·P·拉斯科 申请人:麦克内尔-Ppc股份有限公司