包括失效检测系统的一次性制品的制作方法

专利名称：包括失效检测系统的一次性制品的制作方法
技术领域：
本发明涉及一次性制品，它包括一个具有液体敏感性的弹性信号元件，其功能是作为失效检测器件。失效检测器件能够在制品快达到饱和容量或接近失效时发出信号，提醒使用者更换制品。
背景技术：
一次性制品常常用作卫生防护制品，用于容纳一定量的体内排泄物，如月经或尿液。卫生巾、卫生护垫或卫生棉条所吸收的月经量，或尿失禁制品吸收的尿液量随吸收容量变化。为了确定制品是否达到其吸收容量，人们必须予以观察。通常情况下，使用者要在一次性制品达到其吸收容量之前拿掉它，目的是防止制品因超过吸收容量而弄脏内衣。一旦超过吸收容量，多余的体液就会玷污使用者的衣服。
Ito等的美国专利No.4357938和4447240介绍了包括吸水收缩纤维的一次性尿片，这种纤维吸水后会沿着纤维长度方向收缩，并具有弹性，从而使纤维在尿片的长度方向上贴近中心部分，并沿中心部分延伸。当吸水性收缩纤维因尿片变湿而湿掉后，它就收缩成尿片的弹性攒集侧面边缘。
当前的许多外用卫生防护制品附着到内衣上，并由多层不同材料制成。例如，卫生护垫可以包括一个面层、吸收芯子和阻隔层。面层可以渗透流体，让流体流过，然后由吸收芯子吸收。阻隔层通常无法流体渗透，从而防止流体弄脏使用者的内衣。
Carlucci等在美国专利No.6191340 B1中介绍了一种一次性吸收制品，它在戴到身上排泄部位之前基本上是平整的，它有一个面向身体的表面和一个面向内衣的表面，并有一个膨胀层，以便使用者载上后可以将制品撑开，形成三维结构。膨胀层包含许多较小的膨胀元件，这些元件由体液激活，彼此隔开，受体液激活后基本上只沿一个方向膨胀。
但是，已知文献中没有任何一篇在外用护垫或外用制品中使用这样的吸收可变性材料，用来给使用者发出信号，提示制品快到达吸收容量。因此，需要已知失效检测系统，它能提示使用者在一次性制品弄脏衣物之前对其进行更换。
发明概述本发明的一个目的是提供带有失效检测系统的一次性制品，该系统能提示使用者在制品弄脏衣物之前更换制品。
本发明的一种实施方式说明了一种一次性制品，所述制品包括在使用中能够指向体液源的基本结构，还包括可膨胀的液体敏感性信号元件，流体可在该元件与基本结构之间流通。在使用过程中，基本结构将信号元件与体液源头隔开，所述信号元件包含处于应变形态中的弹性材料，当信号元件与体液接触时，所述弹性材料会膨胀成相对无应变的形态。
本发明的另一种实施方式说明了一种一次性失禁制品，所述制品包括一个能为使用者的泌尿系统提供阴道内支撑的基本结构，还包括能靠近使用者尿道放置的液体敏感性信号元件。所述信号元件包含处于应变形态中的弹性材料，当信号元件与盐溶液接触时，所述弹性材料会回复到相对无应变的形态。
本发明的另一种实施方式说明了一种阴道内一次性制品，所述制品包括大小适合插入使用者阴道的基本结构，还包括液体敏感性信号元件，液体可在该元件与基本结构之间流通。基本结构一端能在使用时指向体液源，另一端与第一端相对。在使用过程中，基本结构将信号元件与体液源头隔开，所述信号元件包含处于应变形态中的弹性材料，当信号元件与体液接触时，所述弹性材料会回复到相对无应变的形态。
本发明在其他方面包括制备这种制品的方法和用这些制品控制阴道内水性流体的方法。
附图简述

图1是本发明的一种实施方式的平面图，所示为干燥状态的卫生护垫；图2是图1所示卫生护垫沿AA线剖开的截面图；图3是图1所示卫生护垫吸收流体且信号元件膨胀后的剖面图；图4是本发明的另一种实施方式的平面图，所示为作为卫生护垫的一次性吸收制品；图4A是图4所示实施方式吸收流体且信号元件膨胀后的平面图5是本发明的另一种实施方式的平面图，所示为作为卫生护垫的一次性吸收制品；图6是一块包括许多切片的信号元件的例子；图7是安装的卫生护垫阻隔层上的未压缩信号元件的透视图；图8是图7所示信号元件压缩后的情况。
优选实施方式详述从以下详细说明、附图和非限制性实施例可以清楚地了解本发明的其他特点和优点。
在本说明书和权利要求书中，所用术语“液体流通性”及其各种变体是指液体能够从一个元件流到另一个元件的能力。
在本说明书和权利要求书中，所用术语“饱和”及其各种变体是指导致浸透或渗透的后果，包括获得了充足液体，溶解、削弱涂层，使之难以约束弹性材料。
在本说明书和权利要求书中，所用术语“弹性”及其各种变体是指压缩体发生变形，特别是在弯曲、压缩、扭曲、拉伸或其组合作用下发生变形后，恢复其初始尺寸和形状的能力。弹性材料可从松弛状态到压缩状态再到松弛状态，这样反复数次而不会失去其恢复初始形状的能力。压缩状态的弹性材料具有应变能量或变形势能。弹性材料宜通过涂层、套子或覆盖层进行约束，因为它们与流体接触后强度会受到削弱。
本发明涉及使用时与人体接触的新型一次性制品。所述一次性制品有一个液体敏感性弹性信号元件，其功能是作为失效检测装置。这种制品的非限制性例子包括卫生防护制品，如卫生巾。卫生护垫和卫生棉条；吸收性失禁制品，如尿片和失禁护垫；伤口护理制品，如绷带；等等。
一次性制品包含基本结构和液体敏感性信号元件。所述基本结构通常吸收流出的体液。因此，基本结构通常包含吸收结构。液体敏感性信号元件与足量的液体接触后，尺寸能发生膨胀，由此为使用者提供可检测的信号。
外用一次性制品适合放在靠近哺乳动物体表的地方，基本上是平面的(即厚度小于其宽度，且大大小于其长度)。例如，本发明可用在外用卫生护理制品中，如卫生衬垫(例如卫生巾或卫生护垫)。在一种有用的实施方式中，卫生衬垫的厚度约小于5mm。
如图1-3所示，一次性制品10是卫生护垫，它所含液体敏感性信号元件12大致位于基本结构16的周边14，所述基本结构在这里是吸收结构。图1-3所示卫生护垫包含作为基本结构16的吸收结构、信号元件12、阻隔层18和覆盖层20。虽然图1所示吸收结构16是“花生”形或具有凹形径向边缘，但吸收结构16可具有任何形状，如矩形、三角形等。虽然信号元件12通常具有吸收结构16的至少部分边缘14那样的形状，但本发明的其他实施方式可具有其他所需形状。
当吸收的足量流体到达吸收结构16的边缘14，并流到信号元件12后，信号元件12可快速膨胀。吸收结构16的膨胀通常发生在它吸收体液的较长时间内。这通常是一个较慢的膨胀过程，使用者一般难以检测。此外，总体吸收结构16的膨胀程度通常小于信号元件12。因此，信号元件12的膨胀比吸收结构16的膨胀更容易检测到。
图2是图1所示卫生护垫使用前的截面图，而图3是图1所示卫生护垫与流体接触，并足以使卫生护垫的吸收结构16达到饱和后的截面图。从图3可以看到，液体敏感性弹性信号元件12已经膨胀。
图4所示为本发明的另一种实施方式，其中信号元件12’位于卫生护垫10的吸收结构16’中中央或分叉处11。在此实施方式中，信号元件12’没有伸到第一端11或第二端24。信号元件12’既可向上延伸，也可向下延伸，如图4A所示。信号元件12’也可伸展到卫生护垫外边缘以外，这可使产品边缘与身体贴合得更好。这种贴合程度更好的边缘可起束圈的作用，可进一步减少泄漏。
图5所示为本发明的另一种实施方式。信号元件12’由两条弹性材料制成，每条材料从第一端部22延伸到第二端部24。此实施方式特别适用于弹性装置，其中吸收结构16”是矩形的。此实施方式还示出了任选的次级结构26，在此情况下，它们具有吸湿性，位于信号元件12”外侧。
图6-8是信号元件12如何形成的示意图。例如，可如图6所示将块状弹性材料60切成片62。例如，材料块的长度相应于跟信号元件(或其中至少一部分)相连的基本结构的周长。各片可具有任意高度，例如压缩前的高度约为25mm(约1英寸)，或稍高，或明显低，如短至约6mm(约1/4英寸)。该片62可定向安置在阻隔层18”上，与基本结构(未示出)一起形成一次性制品。接着可将片62沿箭头64和66所示方向压缩，形成长形信号元件12”，如图8所示，其厚度为(例如)5mm。当然，在生产过程中，弹性材料也可在其他点上压缩，信号元件可连接到制品的其他元件上，如覆盖层、中间层等。据信，使用者不大注意这些未膨胀的尺寸，但是据信，使用者能够感觉到膨胀后的结构。如果基本结构12是压缩结构，此结构12和信号元件12可按任何顺序压缩。
信号元件12可包含任何吸收体液后能够膨胀的吸收性材料，或者任何在干态下能够进行压缩并保持压缩状态，而与液体(如血液、月经、粘液、盐液、尿液等)接触后膨胀到其初始松弛状态的弹性材料。信号元件12可径向膨胀(即沿中心轴基本上均匀向外膨胀)、纵向膨胀(即沿长度方向)、侧向膨胀(即与垂直于中心轴的一条线基本上垂直的方向)或它们的任何组合。
可用于本发明的吸收材料的例子包括但不限于水凝胶、改性淀粉、白明胶、其他水溶性聚合物(经适当处理(包括但不限于交联)后可改性为难溶聚合物，不过仍能保持其亲水性)如甲基-纤维素和羟丙基-甲基-纤维素及其衍生物；羟乙基纤维素；羧甲基纤维素；聚乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮，聚丙烯酸及其同系物(一大类超吸收剂)，聚丙烯酰胺，环氧乙烷聚合物和聚乙烯亚酰胺等等。
压缩状态的弹性材料可通过单轴向(如沿纵轴方向)、双轴向(如沿两个垂直轴)或径向(基本上均匀地向中心轴)压缩形成。弹性材料大致上是从自然松弛状态到压缩状态，(变湿后)再回到松弛状态。这种弹性材料的例子包括但不限于海绵材料，如纤维素、聚乙烯醇、聚乙烯乙缩醛或聚乙烯甲缩醛、聚氨酯或其他合适的(通常为亲水)泡沫或海绵材料(包括开孔海绵)；压缩纤维素纤维；由塑料、金属或任何形状记忆材料制备的压缩弹簧；不同材料的组合，用来提供不同的组成、密度和孔隙率；等等。如果材料具有生物适应性则更好。例如，可以采用纤维素泡沫材料，如纤维素海绵。在自然状态下，纤维素材料是海绵且具有大孔。在压缩状态下，纤维素材料更硬。松弛后，纤维素材料“回弹”到海绵状态。
信号元件12可形成任何有用的形状。压缩状态的信号元件12的例子示于图1、4、5和8。熟练技术人员不难识别其他形状，包括但不限于球形、卵形、短盘形、长圆柱形、立方形、菱形等。
信号元件12在使用前具有初始体积。渗有足量流体后，信号元件12发生膨胀，体积增加。在本发明的一种实施方式中，压缩弹性材料蓄积的势能在使用中释放后，将引起液体敏感性信号元件快速膨胀，从初始体积扩大到第二体积。让信号元件与足量的0.9重量％盐水溶液接触，使信号元件达到饱和，这样就可以测定产品的膨胀程度。信号元件中的弹性材料宜在5秒时间内变化到其第二体积，更宜在约2秒内。使用者能够感觉到这种快速运动或变化，因为这是一种可触摸到的感觉。这种感觉可促使使用者取下一次性制品并换一块新的。
或者，使用者感觉到的也可以是液体敏感性信号元件的体积变化。换句话说，信号元件具有初始体积(使用或测试之前的体积)和用0.9重量％盐水溶液饱和后的第二体积，第二体积比初始体积大，通常约为初始体积的2-200倍(200-2000％)，一般为初始体积的5-15倍(500-1500％)。在本发明的这种替代形式中，液体敏感性信号元件的膨胀速率并不重要。
信号元件可由单个单元组成，也可包括多个组件。不管用哪种信号元件，信号元件的变化不应当大到让使用者受到惊吓，但仍能产生可触摸得到的感觉。
一般地，膨胀程度必须足够明显，膨胀体积必须足够大，以便使用者感觉到。在一种实施方式中，信号元件12可由纤维素材料形成，如再生纤维素海绵材料。在自然状态下，纤维素材料是具有大孔的海绵。在压缩状态下，纤维素材料变得更硬。松弛后，纤维素材料“回弹”到海绵状态。
弹性材料可以包括一个涂层、覆盖层或套子，它们的尺寸和结构宜适合容纳充分膨胀的弹性材料，而不会发生明显变形。应当理解，在某些情况下，覆盖层的差动压缩可使弹性材料形成有效密度不同的区域，这是非常有利的。涂层、覆盖层或套子可用来防止它们受到水或蛋白质样流体充分削弱之前，弹性材料过早松弛或膨胀，或者它们能够发生变形，从而能够在多个方向上发生膨胀，并与信号元件12一起移动。
此外，覆盖或涂布弹性材料可用来将信号元件12与人体隔开。例如，覆盖层可防止任何纤维或蓬松或微粒材料在取下制品后仍残留在人体上，或者可包裹弹簧状元件，用以保护使用者。还发现，如果弹性材料是(例如)压缩海绵，则弹性材料可能比较硬，从而对阴道壁产生刺激，除非海绵得到饱和。涂层可以是任何材料，如润滑剂、药膏、聚合物膜等，从而得到光滑柔软的外表面。有用的材料也可以具有生物适应性。涂层应当能够防止粘附到身体上，并容易取下。可用的聚合材料包括但不限于聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、乙烯醋酸乙烯酯和硅酮；某些聚合物可进行气体等离子体或电晕放电处理，以增加它们的固有润滑性。所用其他材料可包括但不限于淀粉、白明胶、烛蜡、聚乙二醇、聚乙烯醇、羟丙基纤维素和聚乙烯丙烯(polyvinyl propylene)等。弹性材料可包裹在由涂层或覆盖层形成的胶囊中。
实施例1将再生纤维素海绵样品切成约6.5(L1)×6.5(W1)×2.8(H1)mm的方块。在用0.9重量％盐水溶液润湿后，逐一对各样品称重(w1)。测定吸收盐水溶液所需时间。湿润后，测定各样品的尺寸(例如L2)和重量(w2)。测定的所有尺寸的单位均为毫米。
表1
每个样品在2秒时间内约吸收1克流体。吸收流体后，高度增加约800％。
前面的描述仅用于说明，不构成任何限制。只要不背离本发明的主旨和范围，可以采用其他可能变体形式，这些形式对于本领域的技术人员来说是显而易见的。
权利要求
1.一次性制品，所述制品包括a)基本上呈平面的基本结构，它有一个外周长，适合放置在靠近哺乳动物体表的地方；b)可膨胀的液体敏感性信号元件，可放置在靠近至少部分所述外周长的地方，所述信号元件包含处于应变形态中的弹性材料，当信号元件与体液接触时，所述弹性材料会膨胀成相对无应变的形态。
2.如权利要求1所述的一次性制品，其特征在于，所述基本结构包括吸收性结构。
3.一种包括权利要求1所述一次性制品的外用卫生垫。
4.如权利要求3所述的外用卫生衬垫，其特征在于，所述衬垫的厚度小于约5mm。
5.如权利要求1所述的一次性制品，其特征在于，所述信号元件吸收0.9重量％盐水溶液至饱和量后，至少膨胀到其初始体积的200％。
6.如权利要求5所述的一次性制品，其特征在于，所述信号元件吸收0.9重量％盐水溶液至饱和量后，至少膨胀到其初始体积的500％。
7.如权利要求1所述的一次性制品，其特征在于，所述信号元件包括海绵材料。
8.如权利要求7所述的一次性制品，其特征在于，所述海绵材料包括再生纤维素海绵。
9.如权利要求7所述的一次性制品，其特征在于，所述海绵材料包括泡沫材料。
10.如权利要求1所述的一次性制品，其特征在于，所述信号元件被水溶性材料所包裹。
11.如权利要求1所述的一次性制品，其特征在于，所述信号元件包括吸收性材料。
12.如权利要求11所述的一次性制品，其特征在于，所述吸收性材料是压缩的。
13.如权利要求11所述的一次性制品，其特征在于，所述吸收材料选自水凝胶、改性淀粉、白明胶、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、环氧乙烷聚合物、聚乙烯亚胺、和它们的衍生物以及它们组合。
14.一种制备一次性制品的方法，它包括如下步骤a)形成基本结构；b)使弹性材料变形；c)使弹性材料保持变形状态，形成信号元件；d)将信号元件连接到基本结构上。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述信号元件连接到处于变形状态的基本结构上。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述信号元件在保持变形状态的步骤之前连接到基本结构上。
全文摘要
一次性制品，例如可用于卫生护理的一次性制品。一次性制品包括一个基本结构和一个液体敏感性信号元件，流体可在该元件与基本结构之间流通。与流体接触后，液体敏感性信号元件发生膨胀，提醒使用者所述制品快到达其吸收饱和量。
文档编号A61F13/42GK1684648SQ03823235
公开日2005年10月19日 申请日期2003年9月15日 优先权日2002年9月30日
发明者T·K·阿罗拉, K·N·哈格蒂, H·M·莫切斯克 申请人:麦克内尔-Ppc股份有限公司