专利名称：具有在基底上形成的成型吸收核芯的吸收制品的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有吸收核芯的吸收制品，其中所述吸收核芯可以在该吸收制品的制造期间在基底上形成并成型。
背景技术：
个人护理吸收制品例如尿布、训练裤、成人失禁衣物、吸收泳装、女性卫生用品等等，通常包括液体可渗透的体侧衬层(有时称为“面层”)、液体不可渗透的外覆层(有时称为“背层”)和在体侧衬层和外覆层之间的吸收核芯。
吸收核芯，其通常与其它层分开形成，接收并保存穿戴者流出的水性液体例如尿、经液等等。吸收核芯一般由超吸收颗粒或纤维和亲水吸收纤维(例如纤维素)形成，它们松散地混合并缠结在一起形成吸收毡(absorbent batt)。有时候还包括热塑性聚合物纤维以提供增强基体。制造常规吸收核芯的方法相对复杂。必须形成、粘合、成型并切割吸收结构以形成适合于特定吸收制品的单个吸收核芯。因此，将制造吸收核芯的各种方法与用于组装吸收制品层组件的方法整合起来并不实际。
全宽度矩形吸收核芯可以在基底上在线形成并随后冲切或修整为期望的形状。该方法产生相当多的修整废料。如果所述废料不能被循环回制造方法中，那么所述方法就是不经济的。理想的是通过不需要冲切的在线形成来制造吸收核芯的最终形状，从而避免这些缺点。
在吸收制品的组装期间，已知使用粘合剂、热粘合或超声粘合方法将分开形成的吸收核芯固定到体侧衬层、外覆层和/或插入层。这种固定目的是在吸收制品制造、存储、运输和/或使用期间防止吸收核芯相对于其它层发生移动。如果吸收核芯固定到其上的层是可拉伸的或是弹性的，那么以这种方式固定吸收核芯可能减小所述层的可拉伸性或弹性。或者，拉伸外覆层、体侧衬层或其它基底层可能导致吸收核芯的撕裂。
从成本节约和性能的观点出发，有利的是这样的吸收核芯所述吸收核芯可以在吸收制品的组装期间在线形成和成型，并且不会影响其所粘附的层的后续拉伸(可拉伸性)。
发明概述 本发明涉及一种吸收制品，其至少包括液体可渗透的体侧衬层、外覆层以及它们之间的吸收核芯。所述吸收核芯在吸收制品的组装期间在线形成和成型，并且粘附粘合到可拉伸的体侧衬层、外覆层和/或插入基底层上。所述吸附核芯不影响其所粘合的层的拉伸。
吸收核芯包括粘附纤维和超吸收材料的组合。虽然粘附纤维和超吸收材料的组合被粘合到基底层，但是基底层并不被认为是吸收核芯的一部分。吸收核芯是“成型的”，是指其是非矩形的。吸收核芯具有中心区、前端区和后端区。吸收核芯在中心区具有平均宽度，在至少一个端区具有相对更宽的平均宽度。
吸收核芯具有环绕其周边延伸的外边缘。如本文中描述的那样，因为吸收核芯是在吸收制品的组装期间在线形成的，所以沿着吸收核芯的两个侧面侧吸收核芯侧的外边缘是未切割的(即无切割)。由于没有切割，所以吸收核芯的侧面侧具有与粘附/超吸收组合的斜度(tapering)相关的不平整性。这种不平整性可能导致所述侧面侧具有横向延伸的峰和谷的模糊(fuzzy)或锯齿状构型。如本文中所描述的，所述不平整性的特征在于对于吸收核芯侧来说，周长对边缘长度的比(“P/EL”)和与平均边缘的平均偏差(“MDFME”)，都大于具有同样组成的冲切吸收核芯。合适地，吸收核芯具有和基底相等的长度，并且具有沿着吸收核芯的整个长度比基底窄的宽度。
附图简述
图1是本发明吸收制品的分解透视图。
图2是本发明的在基底上形成的相邻吸收核芯的平面图。
图3示意性地示出了在基底上形成和成型吸收核芯的粘附组分的方法。
图4示意性地示出了在基底上形成和成型吸收核芯的粘附组分的可选择的方法。
图5示意性地示出了在基底上形成和成型吸收核芯的整个方法，其可以与用于组装吸收制品的层的方法整合。
图6示意性地示出了在基底上形成和成型吸收核芯的可选择的方法。
图7示意性地示出了吸收垫的灰度(gray scale)图像和为测量周长对边缘长度比和平均边缘的平均距离所研究区域的位置。
图8给出了为在线形成的边缘和切割边缘所研究区域的灰度图像以及相应的分段图像。
定义 术语“吸收材料”是指能够至少吸收自身重量5倍但通常少于15倍的含0.9wt％氯化钠的水溶液的材料，例如纤维素纤维。在最有利的条件下，吸收材料也可以包括合成纤维基体例如纺粘、熔喷和粘合梳理网等等。还可以包括开放结构例如空气穿透粘合梳理网、膨松空气穿透粘合双组分纤维纺粘网，和可用于快速流体吸收的其它材料。
术语“超吸收材料”是指水可膨胀的有机和无机材料，其在最有利的条件下能够吸收至少15倍自身重量的0.9wt％氯化钠水溶液。
术语“个人护理吸收制品”包括但不限于尿布、训练裤、泳装、吸收衬裤、成人失禁衣物、薄织物(tissues)、湿巾(wet wipes)、床垫和女性卫生制品。
术语“医用吸收制品”包括但不限于吸收医疗垫、被单、包装材料(wraps)、绷带和衣物。
术语“相连”是指至少两个元件接合、粘附、连接、粘合等等。当两个元件直接相互相连或者间接相互相连时(例如当每个元件都直接连接到中间元件时)，都认为这两个元件相互相连。
术语“切割”是指用于修整或切削吸收核芯的侧面边缘以将吸收核芯形成为期望的形状的任何方法，其中所述期望的形状通常是不同于预形成的矩形的形状。切割方法包括但不限于冲切、水切割、激光切割、锯切等等。
术语“基本垂直”是指在垂直方向约15度内。当“垂直”定义为相对于某个方向为90度角时，“基本垂直”是指约75-105度的角。
术语“亲水的”描述被与纤维接触的含水液体润湿的纤维或纤维表面以及其它材料。而材料的润湿程度又可以以所涉及的液体和材料的接触角和表面张力进行描述。适合用于测量特定纤维材料或纤维材料混合物的润湿性的仪器和技术可由Cahn SFA-222 SurfaceForce Analyzer System或者基本等同的系统提供。当用该系统测量时，接触角小于90°的纤维认定为是“可润湿的”或亲水的，接触角大于90°的纤维认定为是“非润湿的”或疏水的。
术语“层”当以单数形式使用时可以具有单个元件或多个元件的双重含意。
术语“液体不可渗透”，当用于描述层或者多层层合物时，是指液体身体废物例如尿在通常使用条件下沿着基本垂直于所述层或者层合物平面的方向在液体接触的点不会穿过所述层或层合物。
术语“液体可渗透的”是指不是液体不可渗透的任何材料。
术语“熔喷”是指通过如下过程形成的纤维将熔融热塑性材料挤出通过多个细小的(通常是圆形的)模头毛细管，并作为熔融丝线或单丝进入汇聚高速气体(例如空气)流(通常是加热的)中，所述气流使熔融热塑性材料的单丝变细以减小其直径。此后，所述熔喷纤维由高速气体流运载并沉积在收集表面上以形成无规分散的熔喷纤维网。这样的方法例如公开于Butin等人的美国专利3849241中。
熔喷方法可以用于制造各种尺寸的纤维，包括粗纤维(平均直径约40-约100微米)、织物类纤维(平均直径约10-约40微米)和微纤维(平均直径低于约10微米)。熔喷方法特别适于制造微纤维，包括超细微纤维(平均直径是约3微米或更小)。制造超细微纤维的示例性方法的描述可以在例如Timmons等人的美国专利5213881中找到。
熔喷纤维可以是连续的或者不连续的，当沉积到收集表面上时通常是自粘合的。合适地，用于本发明的熔喷纤维长度是基本连续的。
术语“无纺的”当用于描述材料、网或织物时，是指这样的材料、网或织物，它们具有交错铺置的单个纤维或丝线结构，但是却不是如编织织物中那样的规则的或可识别的方式。无纺材料、织物或网已由很多方法形成，例如熔喷方法、纺粘方法、空气铺置方法和粘合梳理网方法。无纺物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，纤维直径通常以微米表示。(注意，为将osy转化为gsm，需将osy乘以33.91。) 术语“纺粘纤维”是指小直径纤维，其通常通过把熔融热塑性材料作为单丝从多个细小的通常为圆形的纺丝板的毛细管挤出，然后快速减小挤出单丝的直径而制备，例如如在下述文献中描述的那样Appel等人的美国专利4340563和Dorschner等人的美国专利3692618、Matsuki等人的美国专利3802817、Kinney的美国专利3338992和3341394、Hartmann的美国专利3502763、Levy的美国专利3502538和Dobo等人的美国专利3542615。纺粘纤维被冷却，当被沉积到收集表面上时它们通常是不粘的。纺粘纤维通常是连续的，平均直径通常大于7微米，更特别地为约10-20微米。
术语“粘合梳理网”或“BCW”是指通过本领域技术人员公知的梳理法形成的无纺网，所述疏理法进一步描述于例如共同转让给Alikhan和Schmidt的美国专利4488928中，该文献全部引入本文作为参考。简言之，梳理法包括从松散毡状物形式的例如人造短纤维与粘合纤维或其它粘合组分的混合物开始，并对其进行梳理或用其它方式处理以提供基本均匀的基重。加热或者用其它方式处理该网以活化所述粘附组分，产生一体的(通常是膨松的)无纺材料。
术语“空气铺置”或“空气铺置的”是指通过其可以形成纤维状无纺层的方法。在空气铺置方法中，长度典型地为约3-约19毫米(mm)的小纤维束在气源中被分离并输送，然后通常在真空源的辅助下沉积到形成筛网上。无规沉积的纤维然后使用例如热空气或喷雾粘合剂相互粘合。
术语“颗粒”、“粒子”等等是指一般为离散单元形式的超吸收材料。所述单元可以包括细粒、粉末、微球、粉碎材料等等，以及它们的组合。所述颗粒可以具有任何期望的形状，例如立方、棒状、多面体、球形或半球形、圆形或半圆形、角形、不规则形状等等。具有大的最大尺寸/最小尺寸比的形状，如针、片和纤维，也考虑包括在上述范围内。术语“颗粒”或“粒子”也可以包括包含多于一个的单个颗粒、粒子等的聚集体。此外，颗粒、粒子或者其任何期望的聚集体可以由一种以上类型的材料组成。例如，超吸收颗粒通常包括核芯、壳、交联剂、防尘处理等等，并可以包括一种或多种超吸收聚合物。
术语“可拉伸”是指这样的材料，其在一个或多个方向在施加拉伸力时可以伸展到至少是原始尺寸的150％的拉伸尺寸(即，至少比原始未拉伸尺寸大50％)并且不发生断裂。术语“弹性”是指这样的材料，其是可拉伸的并且当释放拉伸力时将收缩(回复)拉伸尺寸和原始尺寸之间差的至少50％。例如，对于原始尺寸为20cm的材料，如果其可以延伸到至少30cm的尺寸而不断裂，那么该材料是可拉伸的。对于同样的材料，如果延伸到30cm之后，当拉伸力除去之后其收缩到25cm或更小的尺寸，那么该材料是弹性的。本文中提供了所定义的术语“可拉伸”和“弹性”的条件和测试方法。
优选实施方案的详述 图1示出了根据本发明的个人护理吸收制品25，在该情况下其是一次性(disposable)尿布。一次性尿布25包括液体可渗透的体侧衬层50、浪涌材料层(surge material layer)43、吸收核芯40和外覆层30。示出的吸收核芯40具有I-柱形状(I-beam shape)，包括前腰端(frontwaist end)42、后腰端(rear waist end)44和相对的侧面侧46和48。为本发明的目的，吸收核芯40不限于I-柱形状，可以包括沙漏形状(hourglass shape)或其它合适的形状。在每种情况下，吸收核芯40都具有前端区域45、中心区域47和后端区域49，各自占据吸收核芯纵向长度的约三分之一。吸收核芯在前段区域45具有第一平均宽度、在中心区域47具有第二平均宽度和在末端区域49具有第三平均宽度。所述第一和第三平均宽度中的至少一个比所述第二平均宽度宽。浪涌层和其它层也可以具有不同的形状和尺寸。
浪涌层43和体侧衬层50由高液体透过(通常是非吸收的)材料制成。这些层将液体从穿戴者转移到吸收核芯。合适的液体透过材料包括多孔纺织材料、多孔无纺材料、具有孔的膜、开口泡沫体和棉絮(batting)。实例包括但不限于任何柔软的聚烯烃纤维多孔片材，例如聚丙烯、聚乙烯或聚酯纤维；纺粘聚丙烯、聚乙烯或聚酯纤维网；人造丝纤维网；合成或天然纤维或其组合的粘合梳理网。1999年5月18日授予Laux等人的美国专利5904675提供了合适浪涌材料的进一步的例子。体侧衬层和浪涌层可以由基本疏水的材料组成，并且可以用表面活性剂处理或者进行其它加工以赋予期望水平的润湿性和亲水性。
典型地，体侧衬层50覆盖在吸收核芯40和浪涌层43之上，并且可以具有与外覆层30不同的尺寸。理想地，体侧衬层是贴合性的(compliant)、具有柔软感觉并且对穿戴者的皮肤没有刺激。体侧衬层和浪涌层的亲水性可以比吸收核芯低，以向穿戴者提供干燥表面并促进液体向吸收核芯的穿透。体侧衬层和浪涌层可以由基本疏水的材料组成，并且可以用表面活性剂处理或者进行其它加工以赋予期望水平的亲水性。
在特别合适的实施方案中，体侧衬层50是可拉伸的或弹性的。例如，在一个实施方案中，体侧衬层50可以是无纺、纺粘聚丙烯纤维，其已被颈缩拉伸至其原始宽度的约40％。KRATONG2760弹性体材料的条(strands)可以粘结到所述颈缩的纺粘材料上。织物可以用有效量的表面活性剂例如约0.45％AHCOVELBase N62表面活性剂进行表面处理，该表面活性剂可获自ICI的分公司Uniquma，NewCastle，Delaware。表面活性剂可以通过任何常规方式施加，例如喷雾、印刷、刷涂等等。
在其它实施方案中，可拉伸的体侧衬层50可以包括弹性条或网、LYCRA弹性材料、流延或吹塑弹性薄膜、无纺弹性网、熔喷或纺粘弹性体纤维网，以及它们的组合。合适的弹性体材料的例子包括KRATON弹性体、HYTREL弹性体、ESTANE弹性体聚氨酯(得自B.F.Goodrich and Company，Cleveland，Ohio)、PEBAX弹性体和弹性体聚烯烃例如VISTAMAXXTM(得自Exxon Mobil Corporation ofIrving，Texas)、AFFINITY(得自Dow Chemical of Midland，Michigan)等等。体侧衬层50可以包括具有孔、口、褶皱、热活化、压纹、微应变、化学处理等等的纤维、斯克林布(scrim)、网、颈缩网和薄膜的混合物或层合物，以及它们的组合包括匀质丝、壳/芯或侧-侧构型的双组分丝，或者包括聚合物混合物的双成分丝，其中复合丝显示出可拉伸或弹性性质。
一般而言，外覆层30基本是液体不可渗透的以抑制身体渗出物从吸收制品25泄漏并弄湿例如床垫和衣物的制品以及穿戴者和护理者。外覆层30可以由单层液体不可渗透材料构成，或者更加合适地其可以是多层层合物结构其中所述层的至少之一是液体不可渗透的。例如，外覆层30可以包括通过层合粘合剂或通过超声粘合、热粘合等连接在一起的液体可渗透外层和液体不可渗透内层。在此类实施方案中，外覆层30的内层可以是液体和蒸汽都不可渗透的，或者它可以是液体不可渗透而蒸汽可渗透的。例如，所述内层可以由薄塑料膜制造，虽然也可以使用其它柔软的液体不可渗透材料。
外覆层30可选择的结构可以包括纺织或无纺纤维网层，其已全部或部分经过构造或处理以向邻近或接近吸收复合材料(composite)的选择区域赋予期望水平的液体不可渗透性。例如，外覆层可以包括层合到聚合物膜层(其可以是也可以不是气体可渗透的)的气体可渗透的无纺织物层。纤维的、布状外覆层材料的其它例子可以包括拉伸薄化的或拉伸热层合材料。
在特别合适的实施方案中，外覆层30是可拉伸的，甚至更加合适的，外覆层是弹性的。作为例子，外覆层30可以由包括弹性体或聚合物材料的单层、多层、层合物、纺粘织物、薄膜、熔喷织物、弹性网、微孔网、粘合梳理网或泡沫体构成。弹性体无纺层合网可以包括连接到一种或多种可收集(gatherable)无纺网、薄膜或泡沫体的无纺材料。拉伸粘合层合物(SBL)和颈缩粘合层合物(NBL)是弹性体复合材料的例子。合适的无纺材料的例子是纺粘-熔喷织物、纺粘-熔喷-纺粘织物、纺粘织物，或这些织物与薄膜、泡沫体或其它无纺网的层合物。
合适的弹性体材料可以包括由弹性体聚乙烯、聚丙烯或聚烯烃共聚物以及它们的组合组成的流延或吹塑薄膜、泡沫体或熔喷织物。所述弹性体材料可包括PEBAX弹性体(得自AtoChem，Philadelphia，Pennsylvania)、HYTREL弹性体聚酯(得自E.I.Dupont deNemours，Wilmington，Delaware)、KRATON弹性体(得自KratonPolymers of Houston，Texas)或LYCRA弹性体的条(得自E.I.Dupontde Nemours，Wilmington，Delaware)等，以及它们的组合。外覆层30可以包括通过机械方法、印制方法、加热方法和/或化学处理而具有弹性体性质的材料。例如，这些材料可以被开孔、加褶、颈缩拉伸、热活化、压纹和微应变化(micro-strained)。
与外覆层30连接的是腰弹性件26、腿弹性件31和固定接头(tabs)28，它们可以是任何常规结构。腰弹性件26可以包括但不限于多个连接到载体片并置于两个纺粘网之间的弹性条。腿弹性件31可包括载体片32和单独的弹性条34。固定接头28可以包括固定带或机械紧固件例如VELCRO钩或环形固定元件。腰弹性件26和腿弹性件31可以沿着吸收制品25的各自的腿开口和腰边缘连接到外覆层30或者连接到体侧衬层50，或者连接到上述两者。
合适地，体侧衬层50和外覆层30相互相连，例如，通过例如将外覆层30直接固定到衬层50而直接相互相连，或者通过例如将体侧衬层固定到吸收制品25的中间组件而所述中间组件又固定到外覆层而间接相互相连。体侧衬层50和外覆层30可以例如沿着它们边缘的至少一部分通过粘合剂、超声粘合、热粘合或其它本领域已知的合适相连技术而相互相连。
在图1示出的实施方案中，可以使用任何邻接层(例如体侧衬层30和/或浪涌层43)作为基底形成吸收核芯。或者，可以在插入基底层(未在图1中示出)或者另外的基底层上形成吸收核芯40，其中所述插入基底层例如是吸收核芯40和外覆层30之间的间隔层。图2示出了连续基底层35，当基底35沿着箭头“A”指示的方向运动时多个吸收核芯40可以以端-端的方式连续地在其上形成。沿着虚线“L”每个吸收核芯的前端区域45过渡为中心区域47。沿着虚线“LL”每个吸收核芯的中心区域47过渡为后端区域49。开始的时候，在分离之前，每个吸收核芯的前端42沿着虚切割线“C”与紧相邻的其前面的吸收核芯的后端44相连，虚切割线“C”表示形成每个吸收核芯40后的后续切割位置。
吸收核芯40包括通过沉积到基底层35形成的超吸收颗粒51和粘附纤维53的组合。通过粘合剂作用，吸收核芯沿着吸收核芯的整个上或下表面被连接到基底。超吸收颗粒51和粘附纤维53可以分开施加或者一起施加。例如，可以以表示吸收核芯40形状的图案首先将粘附纤维53施加到基底层35上。然后，可以在粘附纤维53之上直接施加超吸收颗粒51。或者，可以将超吸收颗粒51与粘附材料预混合，并将该混合物以表示吸收核芯40形状的图案施加到基底层35上。或者，粘附纤维53和超吸收颗粒51可以以多个交替层施加。不论是那种情况，吸收核芯40可包括约40-99％重量的超吸收颗粒和约1-60％重量的粘合剂，合适的是约80-98％重量的超吸收颗粒和约2-20％重量的粘合剂，特别是约85-95％重量的超吸收颗粒和约5-15％重量的粘合剂。吸收核芯40也可以包括纤维素纤维和其它成分。
吸收核芯40中的超吸收颗粒51可以是满足上述吸收性要求的任何超吸收材料的颗粒。特别而言，超吸收材料是水可膨胀的、水不溶的材料，其在最有利的条件下吸收至少约15倍其重量的、合适地至少约25倍其重量的含0.9％重量氯化钠的水溶液。超吸收材料可选自天然、合成和改性天然聚合物。超吸收材料可包括无机材料例如硅胶，或有机化合物例如交联聚合物。术语“交联”是指有效地使通常水溶性的材料变得基本水不溶但水可膨胀的任何方式。这些方式可包括例如物理缠结、结晶区(crystalline domains)、共价键、离子络合和缔合、亲水缔合例如氢键、和疏水缔合或范德华力。合适的合成超吸收材料聚合物的例子包括聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸的碱金属和铵盐、聚丙烯酰胺、聚乙烯基醚、水解的与乙烯基醚和α-烯烃的马来酸酐共聚物、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基吗啉酮(poly(vinylmorpholinone))、聚乙烯醇，或者聚乙烯基胺、聚胺聚季铵、聚胺、水解聚酰胺的碱性或氯化物或氢氧化物盐，和它们的混合物和共聚物。这些超吸收材料至少部分交联。
其它合适的超吸收材料聚合物包括天然和改性天然聚合物，例如水解的丙烯腈接枝淀粉、丙烯酸接枝淀粉、甲基纤维素、脱乙酰壳多糖、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素，以及天然胶，例如藻酸盐(alginates)、黄原胶、刺槐豆胶等等。在本发明中也可以使用天然和完全或部分合成的吸收聚合物的混合物。其它的合适超吸收材料公开于1975年8月26日授权的美国专利3901236中，制造合成吸收胶凝聚合物的方法公开于1978年2月28日授权的美国专利4076663和1981年8月25日授权的美国专利4286082中。
合适的超吸收材料可从不同的供应商商购。例如，SXM 9543和FAVOR 880是可从Stockhausen，Inc.of Greenboro，North Carolina，U.S.A得到的合适超吸收材料，DRYTECH 2035是可从Dow ChemicalCompany of Midland，Michigan，U.S.A得到的合适超吸收材料。另一种合适的超吸收材料是从BASF of Ludwigshafen，Germany得到的多组分超吸收微粒凝胶，名称为E1231-99。多组分超吸收凝胶颗粒和制备它们的方法描述于美国专利5981689；6072101；6087448；6121409；6159591；6194631；6222091；6235965；6342298；6376072；6392116；6509512和6555502；美国专利公开2001/01312；2001/07064；2001/29358；2001/44612；2002/07166；2002/15846；和2003/14027；和PCT公开WO 99/25393；WO 99/25745；WO 99/25748；WO 00/56959；WO 00/63295；WO 02/10032；WO 03/18671；和WO 03/37392；通过引用将这些公开内容引入本文。超吸收材料也可以在基底上通过原位聚合形成。
用于形成吸收核芯40的超吸收材料颗粒51可以是任何期望的构型，例如螺旋形或半螺旋形、立方、棒状、多面体、无规、球形(例如珠子)、针状、片状、纤维、多孔颗粒和泡沫体颗粒。超吸收材料颗粒的聚集体也可以用于形成吸收核芯40。一个例子是，在特别合适的实施方案中超吸收材料颗粒的平均干燥颗粒尺寸是约20微米-约1毫米。如在本文中所使用的，“干燥颗粒尺寸”是指当处于干燥状态时，单个颗粒的重均最小尺寸。
在一个实施方案中，粘附纤维53由热熔粘合剂形成。这样的粘合剂通常包括一种或多种聚合物以提供粘接强度(例如脂族聚烯烃例如乙烯-丙烯共聚物，聚醚酰胺，聚醚酯，和它们的组合；乙烯醋酸乙烯酯共聚物；苯乙烯-丁二烯或苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物；等等)；树脂或类似材料(有时称为增粘剂)以提供粘附强度(例如从石油馏出物蒸馏的烃；松香和/或松香酯；从例如木材或柑橘属(citrus)衍生的萜，等等)；任选的蜡、增塑剂或其它材料以改性粘度(例如矿物油、聚丁烯、石蜡油、酯油等等)；和/或其它添加剂，包括但不限于抗氧化剂或其它稳定剂。
作为一个例子，热熔粘合剂可以含有约15％-约50％重量的粘结强度聚合物、约30％-约65％重量的树脂或其它增粘剂，大于0％-约30％重量的增塑剂或其它粘度改性剂，和任选的少于约1％重量的稳定剂或其它添加剂。包括不同重量百分比的这些组分的其它热熔粘合剂配方是可行的。在没有偏离本发明的范围的条件下，粘合剂可以是亲水的或疏水的。
在特别合适的实施方案中，粘合剂在小于或等于约400(204℃)的温度、更加合适地在小于或等于约300(149℃)的温度和更加合适地在小于或等于约250(121℃)的温度的粘度小于约10000厘泊(cps)。在另一个实施方案中，粘合剂在约300(149℃)的温度的粘度是约1000cps-约8000cps，更加合适地在约300(149℃)的温度的粘度是约2000cps-约6000cps。
如在本文中使用的那样，粘合剂的“粘度”定义为使用本文后面给出的粘度测试确定的粘度。使用相对低粘度的粘合剂促进与微粒超吸收材料的充分接触(例如涂覆)，从而更加易于捕获和固定超吸收材料颗粒。
如将在下文中描述的那样，可以在较低的处理温度处理，即熔化，低粘度粘合剂并施加到基底层35或吸收制品25的其它层组件上，从而提高制造容易性。较低的处理温度还降低了在其上形成吸收核芯40的基底(例如外覆层30或其它基底层35)热降解的风险。作为一个例子，粘合剂合适地是在约200(93℃)-约400(204℃)的温度是可处理的，更加合适地是在约250-约360(约121℃-约182℃)的温度。粘合剂在处理温度的粘度低于约10000厘泊，合适地是约1000-8000厘泊，特别是约2000-6000厘泊。
所述粘合剂还具有合适的低储能模量(G’)。粘合剂的储能模量一般是指粘合剂(在其已经就绪(set up)或者一般而言干燥以后，例如在冷却以后)不显著损失粘合剂的完整性而变形的能力，例如当吸收核芯40形成于其上的外覆层30或其它基底35弯曲时。通过使用具有相对低储能模量的粘合剂，在基底上形成的吸收核芯40通常合适地是柔软的和柔韧的，以允许吸收核芯40和基底一起弯曲。更加具体地，储能模量是弹性系数，表示粘合剂在动态载荷下变形时应力与应变的比。
如本文中所使用的那样，粘合剂的储能模量如根据下文详述的流变学测试测量所报道。作为一个例子，通过所述流变学测试测量的粘合剂的储能模量(G’)合适地是在25℃小于或等于约1.0×107达因/cm2，更合适地是在25℃是约1.0×104-约1.0×107达因/cm2，甚至更加合适地是在25℃是约1.0×105-约1.0×106达因/cm2。
合适地，所述粘合剂还具有约-25℃至约25℃的玻璃化转变温度(Tg)，更加合适地是约-10℃至约25℃。如在本文中所使用的那样，“玻璃化转变温度”一般是指粘合剂的分子流动性(molecularmobility)。例如，当粘合剂的温度低于玻璃化转变温度(Tg)时，其变得更加刚性和变脆，当粘合剂的温度高于玻璃化转变温度(Tg)时，粘合剂的流动趋势增加。但是，在粘合剂温度显著超过其玻璃化转变温度(Tg)的情况下，可能粘合剂的粘附性质显著降低。因此，粘合剂的玻璃化转变温度合适地是接近于粘合剂将被使用的温度(例如室温)。如在本文中所使用的那样，粘合剂的玻璃化转变温度(Tg)是指通过下文的流变学测试测量的玻璃化转变温度。
用于形成吸收复合材料44的合适粘合剂的一些例子是可从National Starch and Chemical Co.of Bridgewater，New Jersey以名称34-5610和34-447A商购的热熔粘合剂。合适粘合剂的其它例子是由Bostik-Findley in Milwaukee，Wisconsin以名称HX 4207-01、HX2773-01、H2525A和H2800生产的那些。在没有偏离本发明的范围的条件下可以可选择地或者额外地使用其它合适的粘合剂。此外，本文使用的术语“粘合剂”并不打算排除由不同于“粘合剂”或“粘合剂组合物”的术语命名但是具有与本文描述的粘合剂一致的性质或起相同功能的材料、物质、组合物等等。
再次参考图2，吸收核芯40(包括超吸收颗粒51和粘附纤维53)可以以约20-1500g/m2(gsm)，合适地是约50-1000gsm，特别是约100-750gsm的基重在基底层35(或其它基底)上形成。吸收核芯40粘附组分的基重可以是约1-100gsm，合适地是约4-75gsm。吸收核芯40剩余的基重可以由超吸收颗粒组成。吸收核芯40中的超吸收颗粒的基重可以是约10-1400gsm，合适地是约40-1000gsm。取决于吸收核芯40的堆积密度和其基重，吸收核芯40的厚度可以是从低于1毫米到几个毫米。
因为吸收核芯40是在基底层35或其它基底上形成并成型，所以吸收核芯40具有未经切割的侧面侧46和48，所述侧面侧具有大量的侧面凸起(projections)55，导致所述侧面侧具有模糊外观。每个模糊边缘的特征都在于周长/边缘长度比(P/EL)大于相同组成的具有冲切边缘的吸收核芯。典型地，侧面侧46和48的P/EL大于或等于1.25，合适地是大于或等于1.50，或2.0，或4.0，或6.0，或8.0，或10.0，或12.0，或14.0。每个模糊边缘进一步的特征在于与平均边缘的平均偏差(MDFME)都大于相同组成的具有冲切边缘的吸收核芯。典型地，侧面侧46和48的MDFME大于或等于0.7mm，合适地是大于或等于1.0mm或1.5mm，或2.0mm。
吸收核芯40既在基底层35或其它基底上形成并成型。术语“成型”是指吸收核芯40的至少一个端区域45或49的平均宽度(侧面方向)大于中心区域47的平均宽度。所述至少一个端区域的平均宽度可以比中心区域47的平均宽度大至少约5％，合适地是大至少约10％，特别是大至少约25％，或者是大至少约50％。在吸收核芯40的一个实施方案中，两个端区域(45和49)都具有比中心区域47的平均宽度大至少约5％，或大至少约10％，或大至少约25％，或者大至少约50％的平均宽度。吸收核芯40可以具有图中所示的I-柱形状、“T”形状、沙漏形状、哑铃形状、蘑菇形状或任何合适的形状。
如图2所示，吸收核芯40可以以端-端形式在基底层35上形成，然后通过沿着切割线“C”切割吸收核芯材料和基底材料两者而分离。所得到的吸收核芯40的长度等于基底35的长度，并且在整个吸收核芯40的长度上其宽度都比基底35的宽度小。或者，吸收核芯40可以以它们之间存在间隙的方式形成。
如前面所解释的那样，吸收核芯40施加到其上的基底可以是外覆层、体侧衬层、浪涌层或其它的插入层。总结而言，基底可以是薄膜、开孔薄膜、纤维网、泡沫体层，或前述材料的组合。纤维无纺网以及包括纤维无纺网的组合是特别合适的。纤维无纺网包括但不限于纺粘网、熔喷网、纺粘-熔喷-纺粘(SMS)网层合物、纺粘-熔喷(SM)网层合物、粘合梳理网、水力缠结网、空气铺置网等等。纤维无纺网基底的基重可以是约5-100gsm，合适地是约10-50gsm。
所述基底层合适地是可拉伸的，特别合适地是弹性的。可拉伸的基底层，当施加拉伸力时，能够延伸至是原始尺寸的至少150％，合适地是原始尺寸的至少200％，特别是原始尺寸的至少250％的拉伸尺寸(在至少一个方向上)，并且不发生断裂。弹性基底层是可拉伸的，并且当释放拉伸力时缩回拉伸长度和原始(未拉伸)长度之间的差的至少50％，合适地是所述差的至少75％，或所述差几乎全部缩回。可拉伸和/或弹性基底层可以只在一个方向、在多于一个方向或者在每一个方向展示出这些性质。
可拉伸的和弹性的基底层可以由可拉伸的或弹性的聚合物形成，包括但不限于，弹性体聚烯烃(例如单一位点(single site)催化的烯烃共聚物)、聚醚酰胺(例如上述的PEBAX弹性体)、聚醚酯(例如上述的HYTREL弹性体)、苯乙烯-烯烃嵌段共聚物弹性体(例如上述的KRATON弹性体)，以及包括可拉伸或弹性聚合物的组合。可拉伸的和弹性的基底层可以由通过机械加工赋予弹性的材料形成，包括但不限于，颈缩拉伸的纤维无纺网、包括颈缩拉伸的纤维无纺网和可拉伸的或弹性的层的颈缩粘合层合物、搓纹(crimped)无纺网、加褶无纺网、选择性机械预应变的无纺网和薄膜以及选择性开孔的无纺网和薄膜。
图3示意性地示出了用于施加图2示出的吸收核芯40的粘附组分的熔喷方法。顺序编号为1-14的十四个熔喷喷嘴设置在基底35之上并且当基底35沿着箭头“A”的方向运动时横跨基底35的宽度。这十四个喷嘴的每一个都可以单独程序化从而常“开”、常“闭”或者交替“开”和“闭”。只要当喷嘴打“开”时，粘合剂才会从该特定喷嘴施加到基底层35。对于吸收核芯40的特定构型，一旦程序已经完成，独立的喷嘴将按照要求自动打“开”和/或关“闭”，并且与基底层35的移动是同步的。
为了制造图2和3示出的吸收核芯40，端部喷嘴1和14将是常“闭”的。中间的六个喷嘴5、6、7、8、9和10是常“开”的。剩下的喷嘴2、3、4、11、12和13在约50％的时间是“开”的，在约50％的时间是“闭”的。原因是吸收核芯40的端区域45和49的每一个都包括加宽的部分57，其中所述加宽的部分57延伸吸收核芯长度的约25％。每个吸收核芯40还包括较窄的部分59，其中所述较窄的部分59延伸吸收核芯长度的约50％。因为吸收核芯如图2所示顺序地端-端制造，所以吸收核芯40的连续制造需要喷嘴2、3、4、11、12和13交替地在50％的时间打“开”在50％的时间关“闭”。如果以它们之间存在间隙的方式制造吸收核芯，那么所有的喷嘴1-14都应该具有短暂的关“闭”期以产生所述间隙。
例如，如果基底层35以200m/min的线速度运动并且每个吸收核芯40的长度是40cm，那么喷嘴1-14将需要0.12秒来跨越一个吸收核芯长度。因此，喷嘴2、3、4、11、12和13的打“开”和关“闭”交替时间各自是0.06秒。如果加宽的区域57总共只覆盖吸收核芯40长度的三分之一(而不是图中所示的50％)，那么喷嘴2、3、4、11、12和13的“开”和“闭”交替时间是“开”0.04秒，“闭”0.08秒。
通过程序控制端喷嘴1和14在交替的时间段在“开”和“闭”之间切换，可以使加宽区域57更宽。通过保持喷嘴1、2、13和14处于常“闭”位置可以使加宽区域57变窄一些。通过改变交替“开”和“闭”周期的相对持续时间，可以使加宽区域57变得更长或更短。通过改变不同喷嘴“开”周期和“闭”周期的持续时间，加宽区域57可以形成不同的形状(例如三角形、梯形、抛物线形或半圆形)。例如，喷嘴4和11可以比喷嘴3和12具有更长的“开”周期和更短的“闭”周期，而喷嘴3和12接下来可以比喷嘴2和13具有更长的“开”周期和更短的“闭”周期。
熔喷喷嘴的数目和大小也可以变化。喷嘴不必如图3所示以直线进行排列，而是可以相互交错。喷嘴也可以程序化以递送不同流速(相对于其它喷嘴)的粘合剂，从而吸收核芯40在“Z”方向(垂直于附图)以及在“X”和“ Y”方向(在附图平面内)可以具有成型的轮廓(profile)。喷嘴2、3、4、11、12和13的“开”和“闭”周期和/或示于图2和3中的吸收核芯40从连续移动网的切割，可以通过时间控制以在吸收核芯40的两个端区域45和49上或其之一上产生加宽的区域57。喷嘴1-14也可以程序化以提供具有弯曲的或其它形状的(例如凸形)构型的吸收核芯40的中心区域47(和较窄的区域59)。也可以存在一排以上的粘合剂沉积喷嘴，如参考图5描述的那样。超吸收颗粒51可以与粘附纤维53混合并一起施加，或者可以作为一个或多个单独的层施加，如参考图5和6讨论的那样。
图4示意性地示出了在带有或不带有超吸收颗粒51的情况下将粘附纤维53施加到连续移动的基底35上的可选择的方法。在该示出的方法中，粘合剂喷嘴1-14可以以与基底35的横向“C”成一定角度的方式交错排列，而不再垂直于加工方向(箭头“A”的方向)。喷嘴1-14的调整可以在与横向“C”成一定角度的两个方向中的任一个中在0-80度之间变化，合适地是在与横向“C”成一定角度的两个方向中的任一个中在5-60度之间变化。
在图4的方法中，喷嘴1-14可以各自提供连续的粘合剂流并且是连续打“开”的。或者，一些喷嘴(例如喷嘴2-13)可以是连续打“开”的而剩余的喷嘴(例如喷嘴1和14)是连续关“闭”的。没有采用间隙粘合剂脉冲来成型吸收核芯40，相反地，是通过在基底35的两侧提供一个或多个空气喷嘴“60”来实施成型。
空气喷嘴60在周期性间隔以预定速度递送空气射流，该速度足以促使来自至少外部的粘合剂喷嘴(例如喷嘴1-4和11-14)的粘合剂流向内和向着基底35的中心移动。所述空气的周期性间隔可以通过在周期性的间隔周期性地在“开”和“闭”之间切换空气喷嘴60来实现，或者通过在周期性的间隔周期性地阻塞空气喷嘴60从而使它们不控制粘合剂流或在更低的程度上控制粘合剂流来实现。一个或多个空气喷嘴60可以安置在基底35的两个侧面侧并对着从粘合剂喷嘴1-14放出的粘合剂流。空气喷嘴60的开口直径可以是约0.5-5mm，合适地是约1-3mm，取决于吸收核芯40的尺寸、线速度、空气喷嘴的数目、空气压力、粘合剂基重和其它工艺参数。
参考上面的实施例，其中基底层35以200m/min的速度运动，每个吸收核芯40的长度是40cm，并且吸收核芯40的加宽区域57总共占吸收核芯40长度的50％，那么粘合剂喷嘴1-14将需要0.12秒的周期来跨越一个吸收核芯长度。因此，空气喷嘴60在交替周期中将打“开”(和不阻塞)0.06秒然后关“闭”(或阻塞)0.06秒。相反地，如果加宽区域57总共占吸收核芯40长度的三分之一，那么空气喷嘴60“开”(和不阻塞)然后“闭”(或阻塞)的交替时间分别是0.04秒和0.08秒。
使用空气射流来成型吸收核芯40而不是改变粘合剂和超吸收物质的数量的一个后果是所得到的吸收核芯40的较窄的区域59具有比一个或两个较宽区域57更高的基重。这是因为粘合剂和超吸收物质的数量并没有沿着吸收核芯40的长度变化，而是重新分布到较宽和较窄的区域。
交错喷嘴1-14的使用并不限于图4的方法，而是也可以用于图3所述的方法。当用于图3的方法时，喷嘴1-14的交错将影响中间喷嘴(例如喷嘴2-4和11-13)在“开”和“闭”之间切换时的精确时间控制，上游的喷嘴比下游的喷嘴早一些打“开”和早一些关“闭”。这些喷嘴打“开”和关“闭”的周期长度将不受交错的影响。
类似地，关于图4描述的空气射流的使用也可以用于如图3所示的垂直于加工方向排列的粘合剂喷嘴1-14。粘合剂沉积的精确控制可能更加困难，因为空气射流将促使几股粘合剂流在它们接触基底35之前就聚到一起。
图5和6示出了结合超吸收颗粒51和粘附纤维53以在基底35上形成吸收核芯40的可选择的方法。在图5的方法100中，超吸收颗粒和粘附纤维在接触基底之前混合。在图6的方法200中，粘附纤维和超吸收颗粒是作为交替的层施加。这些方法中的每一种都可以使用用于成型吸收核芯的可控粘合剂施加(如关于图3所描述的)来实施，或者用于成型粘合剂图案(和吸收核芯)的空气射流(如关于图4所描述的)来实施。
参见图5，基底35从辊部件135解绕并输送到输送部件140，在输送部件140基底35在热熔粘合剂施加器114下面通过，施加器114包括如上所述排成行的多个粘合剂喷嘴。如所示出的那样，粘合剂施加器114可以垂直于基底35的加工方向放置，或者偏移一个角度。来自熔栅116或其它来源的粘合剂被连续进料给施加器114，施加器114根据任何上述技术将粘附纤维53施加给基底35。
超吸收颗粒51通过斜槽120从重量进料器(weigh feeder)118连续进料到分配器或振动盘122。振动盘122直接将超吸收颗粒沉积到将熔喷粘附纤维53运载到基底的空气流中，或者沉积到将超吸收颗粒运载到熔喷粘附纤维的单独的空气流中。通过将超吸收颗粒51沉积到上述任一个空气流中，超吸收颗粒51与粘附纤维53混合和结合从而超吸收颗粒51和粘附纤维53同时施加到基底35，形成吸收核芯40。
如果图5的方法与图3的选择性粘合剂施加技术结合使用，那么将存在过多的没有与粘附纤维53混合并且没有成为吸收核芯40的一部分的超吸收颗粒51。为了在吸收核芯40的整个宽度上形成超吸收颗粒和粘附纤维的均匀混合，理想地是在粘合剂施加器114的整个宽度从振动盘122连续地引导(channel)超吸收颗粒51。但是，如关于图3所解释的那样，来自很多喷嘴的粘合剂流动被周期性地中断以实施吸收核芯的成型。所述成型可以通过信号装置(未示出)控制，其中所述信号装置从输送部件140发送信号到粘合剂施加器114的控制器。超吸收颗粒51将连续沉积到基底35的没有粘合剂的区域(通过粘合剂中断实现)上，得到松散的超吸收颗粒。
沿着输送器140提供有真空箱124和真空泵128用于收集和回收松散超吸收颗粒51。在基底35上形成的吸收核芯40的连续网通过真空管线126、穿过真空箱124，然后到达切割站(未示出)，所述切割站用于将移动的网切断为各自形成于一部分基底35上的单个的吸收核芯40。真空箱124将所述松散的超吸收颗粒引导到回收收集器。
除了真空箱124以外，也可以使用例如吹风机、振动盘等等来回收松散超吸收颗粒。此外，如果图5的方法改为与图4的粘合剂施加技术结合使用，那么用于成型吸收核芯的空气射流将影响超吸收颗粒以及粘附纤维的沉积并且使它们保持混合状态。这将几乎不存在(如果存在的话)松散超吸收颗粒，从而可能不需要回收系统。
图6示出了通过施加粘附纤维和超吸收颗粒的交替层来制造吸收核芯40的另一种方法200。基底层35从辊部件235解绕并输送到输送部件240，在输送部件240基底层35在多个交替的热熔粘合剂施加器214和超吸收颗粒分配器251下面通过。每个热熔粘合剂施加器214和颗粒分配器251可以垂直于基底35的加工方向放置，或者偏移一个角度。来自转鼓卸料机和熔融器216或其它来源的粘合剂被连续进料给粘合剂施加器214，施加器214根据任何上述技术将粘附纤维53施加给基底35。
超吸收颗粒51从批料袋218通过推动管线220连续进料给分隔器222，其中分隔器222将超吸收颗粒分配给多个分配器251。每个分配器251都装配有计量装置用于调整来自分配器的超吸收颗粒51的流速。超吸收颗粒51从每个分配器沉积到基底35上。
如图6中所示，粘附纤维53作为第一层从第一施加器214沉积到基底35上。然后，来自第一分配器251的超吸收颗粒51作为第二层沉积到第一层粘附纤维53之上。然后，粘附纤维作为第三层从第二施加器214沉积。然后，超吸收颗粒作为第四层从第二分配器251沉积。取决于形成的吸收核芯40的期望基重和厚度，图6中示出的方法可以用于形成具有一到四层或更多层粘附纤维层和一到四层或更多层超吸收颗粒层的吸收核芯。层的顺序也可以相反或者进行改变。
沿着输送器240提供有真空箱224用于收集和回收松散超吸收颗粒51。真空箱224装配有将松散超吸收颗粒提升到旋风分离器228的抽风机226，以用于循环回接收料斗218。提供空气流的其它方法，例如鼓风机或压缩空气，也可以用于回收松散超吸收颗粒。图6的方法可以与关于图3和4讨论的任何粘合剂施加技术结合使用。如关于图5所解释的那样，如果空气射流被用于成型吸收核芯40，那么可能不会存在任何显著量的松散超吸收颗粒。在这种情况下，可能不需要真空箱或其它回收系统。
在图6的方法中，在吸收核芯40之上施加第二基底235，从而将每个吸收核芯40夹在层35和235之间。在挤压部件232的作用下，层35、40和235被密封在一起。然后将整个层合物送到切割站234，切割站234将已经端-端形成的单独吸收核芯40分开，并且同样切穿层35和235。因此，每个吸收核芯40是以夹心结构处于两个基底之间。
在一个实施方案中，吸收核芯40是不可拉伸的，或者是可以拉伸到比基底层35的拉伸程度低的程度。当基底层35被拉伸时，吸收核芯或者可能断裂或者变得部分地从基底层35分离。在另一个实施方案中，吸收核芯40至少可以拉伸到和其所施加到的基底层相同的程度或者拉伸到更大的程度，并且不发生断裂。吸收核芯40通常不是弹性的。典型地，吸收核芯和基底的组合在至少一个方向可以拉伸初始长度的至少50％-至少150％，而且两个层都不发生断裂。
如果基底是外覆层，那么吸收核芯不必抑制外覆层的拉伸。如果基底是体侧衬层，那么吸收核芯不必抑制体侧衬层的拉伸。不论基底是浪涌层、间隔层或还是任何其它层，这都是适用的。吸收制品是可拉伸的，并且可以是弹性的。因此，与吸收核芯相关阻止吸收制品的可拉伸性或弹性回复的前述问题得到克服。
吸收核芯40的可拉伸性可以由多个因素决定，包括a)粘合剂的相对低的模量，b)粘合剂的相对低的基重，c)相对于吸收核芯中的超吸收颗粒粘合剂的低百分比，和d)使用作为纤维特别是作为细的、熔喷纤维的粘合剂。另一个有贡献的因素是这样的事实吸收核芯不必含有纤维素纤维或者其它既不可拉伸也没有弹性的纤维。吸收核芯40可以用于各种个人护理吸收制品和医用吸收制品中，特别是可用于预定是可拉伸的或弹性的吸收制品中。
测试过程 可以使用下面的测试过程来测量用于本发明吸收核芯中的粘合剂的性质。
粘度测试 根据ASTM Test Method D3236-88，名称“Standard TestMebtod for Apparent Viscosity of Hot Melt Adhesives and CoatingMaterials”，使用下述参数，进行粘度测试，该文献的全部公开内容通过引用引入本文。使用的粘度计是Brookfield EngineeringLaboratories of Middleboro，Massachusetts，U.S.A.，型号RVDV III。用于进行ASTM Test Method的锭子号数是SC4-27。样品数量应该是约10.5g粘合剂。锭子速度(rpm)设定为使扭矩读数为20％-80％的值。应该每几分钟读数一次持续约15分钟，或直到粘度值稳定，此后记录最后的粘度读数(单位是厘泊)。
在下述温度下，上述一些示例性粘合剂具有下述粘度(厘泊)。
流变学测试 流变学测试用于确定热熔粘合剂的储能模量和玻璃化转变温度。通常根据ASTM Test Method D4440-01，名称“Standard TestMethod for PlasticsDynamic Mechanical Properties Melt Rheology”来进行流变学测试，该文献的全部公开内容通过引用引入本文。
使用得自TA Instruments of New Castle，Delaware，U.S.A的Advanced Rheometric Expansion System(ARES)流变仪实施流变学测试。该ARES流变仪装配有得自TA Instruments型号为2K FRTN1的转换器(transducer)，以及同样得自TA Instruments商品名为ORCHESTRATOR版本6.5.1的软件。该ARES流变仪还使用8mm的平行板，其得自TA Instruments。
通过首先使用流变仪的工作台控制按钮来升高工作台(stage)从而提供用于安装8mm板的充足空间，将该板安装于ARES流变仪中。在电动机打开和在动态模式下，将上板和下板安装在流变仪的执行机构输出轴(actuator shaft)上。通过按下使用者界面上的XDCRZERO按钮，使扭矩和法向力分别归零。然后工作台下降到某个点，在该点所述板相互接近但没有接触。使用软件的控制菜单下的设定间隙/仪器控制功能中ZERO FIXTURE按钮，使所述板合拢并确定板的零点。然后升高所述工作台以使所述板分开足够的距离以在它们之间放入测试样品。
待测试的粘合剂样品应该大于每个8mm板(例如，初始形成或者从更大的样品切割)，并且应该具有至少2mm的厚度。粘合剂样品被放置在下板上，将工作台降低直到产生约50-100g的压力。然后将粘合剂样品加热到其软化点。使用者界面上的间隙读数应该在0.5-5mm，更加合适地应该在1-3mm。如果需要，可以升高或降低工作台以调整所述间隙。使用热烙铁(soldering iron)除去多余的粘合剂(例如，所述板周边的外面)。
在软件中指定的测试条件如下温度控制设定为与使用液氮相关。
几何尺寸设定为8mm板读取测试夹具间隙“开”测试模式动态温度匀变(dynamic temperature ramp)频率6.28弧度/秒匀变速率3度/分钟起始温度-20℃最终温度100℃应变0.5％每次测量时间5秒自动张力调整“开”起始静态力(static force)300克自动张力灵敏度300克 在ORCHESTRATOR软件中，在Control菜单下，选择EDIT/START TEST然后选择BEGIN TEST来开始测试。样品一旦测试之后，所述软件就被用于做图，第一y-轴是以达因/cm2为单位的储能模量(G’)；第二y-轴是tanδ，以摄氏温度为单位的温度在X-轴。从所述图确定粘合剂样品在25℃的储能模量(G’)。玻璃化转变温度(Tg)是在tanδ对温度曲线上最大峰出现的温度(在图中)。
一些上述示例性粘合剂具有下述的25℃储能模量和下述的玻璃化转变温度(℃)。
下面的测试过程确定吸收制品或层组件是否是如上所述的“可拉伸的”或“弹性的”。
伸长和回复测试 伸长和回复测试是用于测量吸收制品，更加具体地是用于测量包括固定到一个或多个基底或其它组件上的吸收核芯的测试样条的三循环伸长和回复测试。更加具体地，所述测试可以用于确定，如果存在的话，将吸收核芯固定到基底上对其伸长和回复特性有什么影响。所述测试测量放置在特定量的应变(例如伸长到特定的伸长率)下测试样品的载荷值。在测试的伸长和回复阶段都测量此类载荷值，并且在所述三循环的每一个期间也都进行测量。每个测试样品的回复率如下确定在回复阶段期间，载荷值降到每英寸样品宽度3.3克-力(gf)之后的永久伸长度。所述测试在样条(例如，固定到基底上的吸收核芯)上以及在独立于吸收核芯的基底上进行，并对结果进行比较。
样品制备 测试样条的六个样品应该进行伸长和回复测试，三个样品是全样条，三个样品是与样条的吸收核芯独立的(例如与其分开的)基底，每组三个样品的结果都应进行平均。每个样品应该是约3英寸(76mm)宽，至少5英寸(127mm)长，更加优选地是至少6英寸(152mm)长。当样条是取自宽度大于3英寸的制造的制品时，应该从样条的中线切割样品，即应该避免包括制品横向边缘的样品，以降低边缘效应(edgeeffects)可能导致测试中结果不一致的风险。
至少在将要用作样品的区域中，样品应该不与可能存在的任何其它制品组件例如腿或腰弹性结构、不可渗透外覆层或衬层(如果未制造成固定到吸收复合材料上的话)等等有连接。只有在下列情况下，不相关的组件才可以存在于样品的纵向末端(例如，存在于将被测试机的夹具夹持的末端，如本文后面所述)1)它们基本不增加样品的厚度并且不导致实际测量长度增加(即因为样品不规则的厚度，在夹具内的样品末端被置于张力之下)，和2)它们不影响样品被测试区域的外观或行为(例如导致样品起波纹或收缩，或抑制待测试样品的任何部分的伸长)。
在给定的测试样条不能制得期望尺寸(例如3英寸宽，至少5英寸长)的样品的情况下，所选择的样品长度应该在使得样品的末端具有足够的材料(例如至少二分之一(1/2)因此(13mm)以夹持在拉伸测试机中)的情况下尽可能的长。给定样条的所有样品必须在相同长度下测试。测量间隔(gauge separation)设定为相对于样品长度保持至少1∶1、合适地1.33∶1的长宽比。不应该使用长度为1英寸或更小或宽度为1英寸或更小的样品。
在样品将取自早已制造的制品的情况下，必须将基底(吸收核芯固定于其上)从吸收核芯分离以进行测试。这可以通过下述方法之一实现。必须小心，以避免在分离过程中拉伸基底。在进行下述过程之一以从吸收核芯分离基底之前，应该对将从其上制取基底的制品(例如基底和固定到其上的吸收核芯)进行切割至期望的样品尺寸。
1)可以用例如液氮冷冻所述制品，从而可以将基底从吸收复合材料分离；或 2)取决于粘合剂的化学性质，可以用经过选择的溶剂处理所述制品，从而溶解吸收核芯的粘合剂组合物并且不影响基底的结构或性质。
在待测试样条的吸收核芯被固定到多于一个用于支持或包裹吸收核芯的基底上(例如，支持或包裹吸收核芯的每个主面(majorface)的基底)的情况下，应该将所述基底相互重叠(以与制品中相同的相对取向)并且不使任何基底或其它组件伸长，并作为单一样品一起测试。
测试仪器和材料 使用下述测试仪器和材料进行伸长和回复测试。
1)恒速延伸(CRE)拉伸测试仪MTS拉伸测试仪，型号SYNERGIE 200 TEST BED，得自MTS Systems Corporation，ResearchTriangle Park，North Carolina，U.S.A。
2)载荷传感器(1oad cell)选择合适的传感器，从而大多数峰值载荷值落在制造商推荐的载荷传感器满刻度值范围之间。优选来自MTS Systems Corporation的型号为100N的载荷传感器。
3)操作软件和数据采集系统得自MTSSystemsCorporation的MTS TESTWORKS for Windows，软件版本4。
4)夹具上和下气动夹具，得自Instron Corporation，Canton，Massachusetts，U.S.A，部件号2712-003。
5)夹具面25mm×100mm测试条件 对于样品测试，应该使用合理的环境条件，例如73+/-2(约23℃)和50+/-2％相对湿度。如果样品是存放在显著不同的条件下，那么应该在它们与实验室条件平衡以后对样品进行测量。
所使用的设备应该如制造商在每种设备的使用手册中描述的那样进行校准。
拉伸测试仪条件如下断裂灵敏度60％断裂阈值200克-力数据采集速率100Hz预载荷？否减速延伸(slowdown extension)0mm测试速度508mm/min满刻度载荷10000克-力测量长度(gage length)4英寸(102mm)循环次数3
测试方法 在每次工作开始的时候用TESTWORKS软件校准载荷传感器。使用拉伸架按钮控制十字头位置，移动夹具以提供4英寸(102mm)的测量长度(夹具间的距离)。将软件校准到该起始测量长度。纵向放置待测试的样品，使得其在夹具之间居中，在每个夹具内保持居中位置，并且取向正确(例如宽度尺寸横切夹具间的长度)，例如样品的垂直边(例如侧边)垂直于夹具面。将夹具闭合于样品上，保持样品处于这样的状态使样品的松弛最小化同时不使样品受到张力。
确保在该点的载荷小于每英寸样品宽度±3.3克。如果载荷大于每英寸宽3.3克，那么释放下夹具使载荷传感器归零。重新闭合下夹具，再次确保样品既不受到张力也不因过渡松弛而产生皱纹。继续检查起始载荷并按如上过程进行操作直到起始载荷处于期望的范围之内。
点击RUN按钮使用上述参数进行三个循环测试。当测试完成后，将数据存储到样品文件。从夹具除去样品。对给定样条的剩余样品实施上述步骤。所有样品的数据应该存于一个文件中。
按如下所述报告每个样品的数据在20、40、60、80和100％伸长的平均峰值载荷；每个循环后的平均永久变形率(percent set)；以及每个循环后的平均回复百分率。峰值载荷超过载荷传感器极限(～10000克-力)的样条的峰值载荷应该记为＞10000克-力。对于该样品的平均计算值应该使用10000克-力作为该样条的峰值载荷，并作出标记该平均值是保守的(低的)，这是因为将至少一个峰值载荷水平向下取整为10000克-力。
应该通过除以样品的宽度确定归一化的每一英寸样品宽度的峰值载荷对峰值载荷进行归一化。样条归一化的峰值载荷被认为是在第一伸长循环期间的平均归一化峰值载荷。永久变形率和回复率值应该通过如下方式确定记录每个循环的回复阶段的载荷值降低到每英寸样品宽度3.3克-力时的测量长度(夹具面之间的距离)。对于宽度为3英寸的样品，载荷值就是10克-力。
每个样品的永久变形率通过下式计算
每个样品的回复百分率由下式计算100-永久变形率 首先，对全样条(固定到基底的吸收核芯)的全部样品进行上述测试，并再次对样条的与吸收核芯分开的全部基底样品进行上述测试。将吸收核芯固定到基底的影响以如下方式确定 测量P/EL和MDFME的测试 结合使用X-射线和图像分析来确定周长对边缘长度比以及和平均边缘的平均偏差距离。这些值一起表示吸收复合材料的边缘的弯曲(convolution)程度以及相对于平均边缘位置周边的无规程度。
样品制备 以最小的破坏小心地将吸收核芯从尿布除去，同时使核芯保持与吸收核芯可以粘结的或者用于保持吸收核芯完整性的任何薄织物(tissue)或无纺层接触。然后，将吸收核芯和相邻的无纺或薄织物层放入X-射线仪中。或者，如果在不显著破坏吸收和相连层的情况下不能容易地从尿布移除吸收核芯，那么就将整个尿布放入X-射线仪中并分析整个结构。如果在尿布中存在含有优先吸收X-射线并妨碍吸收核芯分析的高原子序数成分的层(例如CaCl2或TiO2可以以显著量存在于薄膜层中)，那么除去含有高原子序数成分的层，单独对该层进行X-射线分析并从整个尿布的X-射线图像以数字方式减去它们的影响。
测试仪器和材料 一般而言，确定湿或干状态吸收物品质量的X-射线方法是本领域已知的，对于湿和干吸收物品例如描述于文章“FluidDistributioncomparison of X-ray Imaging Data”by David F.Ring，Oscar Lijap and Joseph Pascente in Nonwovens World magazine，summer 1995，pages 65-70中。然后，得到的灰度图像的分析可以使用软件例如得自Mathworks，Inc.(Natick，MA)的Matlab完成。
测试条件 对于样品测试，应该使用合理的环境条件，例如73+/-2(约23℃)和50+/-2％相对湿度。如果样品是存放在显著不同的条件下，那么应该在它们与实验室条件平衡以后进行测试。
所使用的X-射线和图像收集设备应该按照每件设备制造商的使用指南进行校准。所得到的X-射线图像应该具有最低30个对比灰度水平(8位；0-255等级)，其将取决于设备功率设定(power settings)。具有足够的分辨率和视场的任何X-射线设备应该是足够的。然后根据下述方法分析从照像机得到的吸收核芯灰度图像。
图像分析步骤 然后分析从上述X-射线过程得到的灰度图像。图7概略地示出了吸收核芯的灰度图像。用于确定周长对边缘长度比或从平均边缘的平均偏差的总评价视场或所研究区域(ROI)在x方向是48.1mm并且在y方向是48.1mm。图7示出了为了得到用于分析的平坦边缘区域ROI 260相对于吸收物品的位置。图7的ROI只是示出图像中的吸收物品边缘和ROI之间的一般空间关系。ROI和ROI中要素的数目(number of elements)定义如下。还应该理解的是也可以分析其它边缘区域，只要它们是平坦的并且没有将会干扰分析的显著弯曲(curvature)。虽然直的边缘使得该计算简单一些，但是对于包括局部边缘的区域的标称弯曲(nominal curvature)也可以进行偏离或弯曲测试。在材料边缘不存在足够的直线部分来实施上述分析的情况下，可以使用沿着周边的不短于1cm的端-端线片段来近似弯曲的边缘。从而边缘长度是这些线片段的总长度。边缘的偏差可以使用所有边界点到它们最近的线片段的标准点对线距离公式进行计算。线Ax+By+C＝0到点(x2，y2)的距离是D＝(A×2+By2+C)/(+/-sqrt(A^2+B^2))。在任何情况下，ROI的尺寸保持固定。分辨率，或构成整个视场的单个像素的尺寸，长度和宽度都是0.36mm，从而得到总共17689个评价像素。
使用上述X-射线技术对吸收核芯和基底成像。然后根据下面的方法分析灰度图像。图8a是取自在两个基底之间在线形成的吸收核芯的灰度图的ROI。然后使用作为吸收核芯加基底的平均灰度水平(来自在吸收核芯加基底中最远的ROI边缘；即图8a的上边缘)和平均背景灰度水平(只是基底，来自基底加吸收核芯之外最远的ROI边缘；即图8a的下边缘)的平均值计算的强度阈值来分割ROI。
用3×3中心核(kernels)在形态上打开和关闭经分割的图像以除去噪声(noise)并平滑图像中的一些高频结构。与图8a对应的经分割的图像示于图8b中。具有切割边缘的吸收核芯的类似灰度图像示于图8c中，相应的经分割的图像示于图8d中。在经分割的图像中边界像素是位于所述二元图像最大的白色和黑色区域之间的单一界面上的那些像素。单个的边界坐标被用于计算沿着边缘的周长(P)并然后与边缘长度(EL)进行比较，其中边缘长度是与吸收边缘平行的ROI的长度。周长对边缘长度的比(P/EL)是边界弯曲程度的量度，Euclidean直线的P/EL＝1，其中粗糙的边界的P/EL值更大一些。单个边界坐标进一步被用于确定从平均边缘(ME)位置进入吸收材料和背景区域的平均边界偏离。当边缘的取向平行于x-轴时，ME位置是通过取所有y边界位置的平均来确定的。
然后通过取ROI的x轴每个位置的边界和平均边缘之间的绝对差的平均确定与平均边缘的平均偏差(MDFME)。下面的式子给出了MDFMEMDFME=Σx|y-ME|n]]> 被切割的样品将具有比前述样品更低的MDFME，其数量级接近0。
使用这种方法，对于具有切割边缘和形成的(未切割)边缘的具有所示组成的吸收核芯和基底，得到如下结果
上述测试的吸收核芯和基底具有下述组成总基重450gsm(克/平方米)SAM含量和类型410gsm的SXM 9394，得自Stockhausen，Inc.，Greensboro，North Carolina。
粘合剂含量和类型20gsm的34-5610粘合剂，得自NationalStarch。
薄织物20gsm，得自American Tissue。
应该认识到，其它基底、超吸收剂和粘合剂也可以用于给出基本相似的结果。例如，其它基底(可拉伸的或不可拉伸的)例如包含纺粘、熔喷和纺粘和熔喷的组合的无纺物以及包含绞合弹性体材料的无纺物都是本发明的一部分。
这些数据表明，形成的边缘具有更高的P/EL比，说明其与切割边缘(P/EL比接近1)相比更粗糙(即限定得不是很整齐)。MDFME类似地表明形成的边缘具有更高的与平均边缘的偏离，再次说明与切割边缘相比形成的边缘限定得不是很整齐，从而可以对在线成型的垫和进行冲切以限定形状的垫进行区分。
虽然本文中描述的本发明的实施方案是目前优选的，但是不偏离本发明的精神和范围同样可以进行各种变化和改进。因此本发明的范围由后附的权利要求决定，落在权利要求等同范围内的所有变化都包含在权利要求范围内。
权利要求
1.一种吸收制品，包括基底层；和粘附相连到所述基底层的成型的吸收核芯；所述吸收核芯包括约40-99％重量的超吸收颗粒和约1-60％重量的粘附纤维，并具有前端、后端和两个侧面侧；其中所述吸收核芯的侧面侧的P/EL大于或等于1.25并且MDFME大于或等于0.7mm。
2.权利要求1的吸收制品，其中所述吸收核芯沿着基本上吸收核芯的整个表面粘附相连到基底层。
3.权利要求1或2的吸收制品，其中所述基底是可拉伸的。
4.权利要求3的吸收制品，其中所述基底是弹性的。
5.权利要求1-4任一项的吸收制品，进一步包括液体可渗透的体侧衬层和液体不可渗透的外覆层，其中所述成型的吸收核芯在所述体侧衬层和所述外覆层之间。
6.权利要求5的吸收制品，其中所述基底层包括所述外覆层。
7.权利要求5的吸收制品，其中所述基底层包括所述体侧衬层。
8.权利要求5的吸收制品，其中所述基底层包括额外的层。
9.权利要求1-8任一项的吸收制品，其中所述吸收核芯包括约80-98％重量的超吸收颗粒和约2-20％重量的粘附纤维。
10.权利要求1-9任一项的吸收制品，其中所述侧面侧的P/EL大于或等于4.0并且MDFME大于或等于1.0mm。
11.权利要求1-9任一项的吸收制品，其中所述侧面侧的P/EL大于8.0并且MDFME大于2.0mm。
12.权利要求1-12任一项的吸收制品，其中所述吸收核芯进一步包括纤维素纤维。
13.权利要求1-12任一项的吸收制品，其中所述粘附纤维由在204℃粘度低于约10000厘泊的粘合剂形成。
14.权利要求1-12任一项的吸收制品，其中所述粘附纤维由在25℃储能模量低于或等于约1.0×10达因/cm2的粘合剂形成。
15.权利要求1-12任一项的吸收制品，其中所述粘附纤维由玻璃化转变温度为约-25℃至约25℃的粘合剂形成。
16.权利要求1-15任一项的吸收制品，其中所述超吸收颗粒包括阳离子聚合物和阴离子聚合物。
17.权利要求1-16任一项的吸收制品，其中所述吸收核芯包括中心区域和两个端区域，并且至少一个所述端区域比所述中心区域宽。
18.权利要求17的吸收制品，其中所述吸收核芯的两个端区域都比所述中心区域宽。
19.权利要求1-18任一项的吸收制品，包括两个粘附相连到所述吸收核芯的相对表面的可拉伸基底层。
20.权利要求1-19任一项的吸收制品，其中所述制品是个人护理吸收制品。
21.权利要求1-19任一项的吸收制品，其中所述制品是医用吸收制品。
全文摘要
一种吸收制品，包括可拉伸基底层和直接在所述基底层上形成并粘附相连到所述基底层的吸收核芯。所述吸收核芯包括约40－99％重量的超吸收颗粒和约1－60％重量的粘附纤维。所述吸收核芯并不防止基底层或吸收制品拉伸。所述吸收制品可以是个人护理吸收制品或医用吸收制品，并且合适地在至少一个方向是可拉伸的或弹性的。
文档编号A61F13/15GK101014310SQ200580021481
公开日2007年8月8日 申请日期2005年6月9日 优先权日2004年6月30日
发明者吉姆斯·洪学·王, P·R·埃利克, S·A·蒙肖, J·M·考恩, T·T·陶尔 申请人:金伯利-克拉克环球有限公司