专利名称：具有温度变化单元的吸收制品的制作方法
背景技术：
本发明涉及包括温度变化单元(member)的吸收制品。更具体而言，本发明涉及诸如训练裤的吸收制品，在排尿情况下它可以给穿着者提供明显的温度变化感觉。
诸如一次性尿布和训练裤的吸收制品有助于吸收和容纳身体排泄物。这些产品的开发程度已经使得尿液能够很快地汲出并保留于远离穿着者的皮肤处，从而使穿着者相对地保持干燥和舒适。这种改善的性能虽然可以增加穿着者的干燥和舒适度，但其使穿着者能注意或意识到何时出现排尿的能力降低，尤其是如果穿着者的注意力被活动所分散。这不利于排便训练，因为排便训练早期阶段的一个重要步骤就是能意识到何时出现排尿的能力。为了增强儿童对何时出现排尿的意识，已经设计出具有在排尿情况下可以提供温度变化感觉的温度变化单元的训练裤。
遗憾的是，在某些情况下，这种温度变化单元可能并不会完全令人满意。例如，在利用颗粒状温度变化材料的温度变化单元情况下，在加工、包装或者甚至在使用期间可能出现温度变化材料的抖出，因此降低了温度变化单元的有效性。此外，依照温度变化单元的构造情况，采用高速制造方法可能难以将其结合到制品上。
因此，需要有这样的具有温度变化单元的吸收制品，在制造、包装以及在使用期间能够将温度变化材料适当地保持在温度变化单元内。进一步地，需要具有温度变化单元的吸收制品，通过高速制造的方法可以容易地将所述温度变化单元加工及结合到制品上。更进一步地，需要这种温度变化单元，它能提供这些优点，并且在使用期间仍然可以给穿着者有效地提供温度变化感觉。
发明概述一方面，本发明涉及吸收制品，所述吸收制品包括液体不可渗透的外覆层、布置在外覆层上的吸收体和与吸收体一起布置的温度变化单元。温度变化单元包括温度变化复合物，它包括纤维基质和混合在纤维基质之内的温度变化材料，通过本文描述的温度变化试验确定，这里温度变化单元可以给该制品提供至少5℃的温度变化。
另一方面，本发明涉及吸收制品，所述吸收制品包括液体不可渗透的外覆层、布置在外覆层上的吸收体和与吸收体一起布置的温度变化单元。温度变化单元包括温度变化复合物，它包括吸收纤维基质和混合在吸收纤维基质之内的温度变化材料。此外，通过本文描述的温度变化试验确定，当湿润时，温度变化单元可以给该制品提供5至15℃的表面温度变化。
又另一方面中，本发明涉及吸收制品，所述吸收制品包括液体不可渗透的外覆层、布置在外覆层上的吸收体和与吸收体一起布置的温度变化单元。温度变化单元包括温度变化复合物，它包括粘合纤维基质和混合在粘合纤维基质之内的温度变化材料。此外，通过本文描述的温度变化试验确定，当湿润时，温度变化单元可以给该制品提供5至15℃的表面温度变化。
仍还在另一方面中，本发明涉及吸收制品，所述吸收制品包括液体不可渗透的外覆层、布置在外覆层上的吸收体和与吸收体一起布置的温度变化单元。温度变化单元包括温度变化复合物，它包括包含聚合物纤维及吸收纤维的纤维共成型基质和混合在纤维共成型基质之内的温度变化材料。此外，通过本文描述的温度变化试验确定，当湿润时，温度变化单元可以给该制品提供5至15℃的表面温度变化。
参考附图以及其后的
将可以显而易见本发明上述以及其它各个方面，也将更好地理解发明本身。
附图简述图1为典型地示例一双训练裤的侧视图，在显示的裤的机械紧固系统中，在训练裤的一侧处于扣紧状态，在训练裤的另一侧处于松开状态；图2为典型地示例图1训练裤的平面图，所述训练裤处于松开、伸展且平放的状态，显示的是不面向穿着者的训练裤表面；图3为典型地示例类似于图2的平面图，但显示的是在穿着时面向穿着者的训练裤表面，其中切去若干部分以显示下面的特征；图4为典型地示例本发明温度变化单元的一个具体方面的剖视图；及图5为典型地示例本发明温度变化单元的另一方面的剖视图。
在全部的附图中相应的参照符号表示相应的部件。
定义在本说明书上下文的范围内，下面的每个术语或用语包含下列的含义或多种含义“连接”及其派生词是指两个元件接合、粘附、联接、粘结、缝合在一起等等。当两个元件互相一体化，或者互相直接或间接地连接时(例如当每一个都直接与中间元件连接时)，可以视为连接在一起。“连接”及其派生词包括永久性的、可松开的或可再紧固的连接。此外，连接可以是在制造过程期间完成的，或者由最终使用者完成。
“粘结”及其派生词是指两个元件接合、粘附、联接、连接、缝合在一起等等。当两个元件互相直接或间接地粘结时(例如当每一个都直接与中间元件粘结时)将视为粘结在一起。“粘结”及其派生词包括永久性的、可松开的或可再紧固的粘结。
“共成型”是指熔喷纤维和吸收纤维(例如纤维素纤维)的混合物，可通过空气成形熔喷聚合物材料，同时将空气悬浮的纤维吹入到熔喷纤维流中得到。共成型材料还可以包含其它材料，例如超吸收剂材料。熔喷纤维和吸收纤维收集在例如由带孔的带提供的成形表面上。成形表面可以包括已经置于成形表面之上的气体可渗透材料。
“联接”及其派生词是指两个元件接合、粘附、粘结、连接、缝合在一起等等。当两个元件互相直接或间接地联接时(例如当每一个都直接与中间元件联接时)将视为联接在一起。“联接”及其派生词包括永久性的、可松开的或可再紧固的联接。此外，联接可以是在制造过程期间完成的，或者由最终使用者完成。
“一次性”是指这样设计的制品，其在有限次的使用之后将被丢弃，而不是被清洗或者另外地恢复再使用。
术语“布置在...上”、“沿...布置”、“与...一起布置”或“朝...布置”及其变体表示一个元件可以与另一个元件一体化，或者一个元件可以为单独的结构体，其与另一个元件粘结，或与另一个元件一起放置，或放置在另一个元件附近。
“弹性的”、“弹性化的”、“弹性”以及“弹性体”表示材料或复合物的性质，由于这种性质，在去除引起变形的力以后，材料或复合物趋于恢复其初始的尺寸和形状。合适地，弹性材料或复合物可伸长其松弛长度的至少25％(达到125％)，并在释放所施加力时会恢复其伸长的至少40％。
“可延伸”是指这样的材料或复合物，其能够延伸或变形而不破坏，但在去除引起延伸或变形的力以后实质上不会恢复其初始的尺寸和形状。合适地，可延伸材料或复合物可伸长其松弛长度的至少25％(达到125％)。
“纤维”是指这样的连续或不连续单元，其具有高的长度与直径或宽度的比例。因此，纤维可以为丝、线、股、纱或任何其它单元或者这些单元的组合。
“亲水性”描述的是被与纤维接触的含水液体润湿的纤维或纤维表面。可以按照相关的液体及材料的接触角和表面张力来描述材料的润湿程度。可以由Cahn SFA-222表面力分析仪系统(Surface ForceAnalyzer System)或实质上等同的系统提供适于测量特定纤维材料或纤维材料混合物的可润湿性的装置和技术。当使用该系统测量时，接触角小于90度的纤维称作是“可润湿的”或亲水的，接触角大于90度的纤维称作是“不可润湿的”或疏水的。
“层”当用作单数时可以具有单个元件或多个元件的双重含义。
“液体不可渗透”当用于描述一层或多层的层压体时，其表示在常规的使用状态下在液体接触点处诸如尿液的液体将不能在通常垂直于该层或层压体的平面的方向上穿过该层或层压体。
“液体可渗透”是指不是液体不可渗透的任何材料。
“熔喷”是指这样形成的纤维，即通过多个细的、通常为圆形的模具毛细管将熔融的热塑性材料作为熔融的线或者丝挤出到会聚的高速气体(例如空气)流中，所述气体流一般是加热的，它使熔融热塑性材料的丝变细，减小其直径。其后，熔喷纤维由高速气体流携带，沉积到收集表面上，形成熔喷纤维随机分散的纤维网。这种方法公开在例如Butin等的美国专利3,849,241中。熔喷方法可以用于制造各种尺度的纤维，包括粗纤维(平均直径约40至约100微米)、织物型纤维(平均直径约10至40微米)及微细纤维(平均直径小于约10微米)。熔喷方法特别适于制造微细纤维，包括超细微纤维(平均直径约3微米或更小)。制造超细微纤维的示例方法的描述可见于例如Timmons等的美国专利5,213,881中。熔喷纤维可以是连续或不连续的，当沉积到收集表面上时一般是自粘结的。
“单元”当用作单数时可以具有单个元件或多个元件的双重含义。
“非织造”和“非织造纤维网”是指无需借助纺织品织造或编织方法形成的材料及材料纤维网。例如，许多方法已经用于形成非织造材料、织物或纤维网，例如熔喷法、纺粘法、气流成网法和粘结梳理纤维网法。
“可伸展”表示材料可在至少一个方向上伸展至少25％(达到其初始(未伸展)长度的125％)而不破坏。弹性材料及可延伸材料均为可伸展材料。
“超吸收剂材料”是指具有水膨胀性、水不溶性的有机或无机材料，在大多数有利条件下，其在含有约0.9％重量氯化钠的水溶液中能够吸收其重量的至少约十倍，更合乎需要地其重量的至少约三十倍。
在说明书剩余部分中可以用另外的表达方式定义这些术语。
发明详述现在参考附图，尤其是参考图1，以儿童排便训练裤形式典型地示例本发明的吸收制品，其整体以参考数字20表示。裤20包括适于在排尿情况下给穿着者产生明显的温度变化感觉的温度变化单元70，它可以增强穿着者意识到何时出现排尿的能力。裤20可以是一次性的，也可以不是一次性的，一次性是指这样的制品，其在有限期限的使用之后将被丢弃，而不是被清洗或者另外地整理再使用。还应该理解的是，本发明适合用于打算给个人穿戴的各种其它吸收制品，包括但不限于尿布、妇女卫生用品、失禁用品、医用服装、手术垫和绷带、其它个人护理或健康护理服装等而不偏离本发明的范围。
仅作为示例，下面当中公开了用以构造诸如本发明的各方面的裤20的训练裤的各种材料和方法2000年6月29日公开的A.Fletcher等的PCT专利申请WO 00/37009；1990年7月10日颁发的Van Gompel等的美国专利4,940,464；1998年6月16日颁发的Brandon等的美国专利5,766,389和2003年11月11日颁发的Olson等的美国专利6,645,190，在与此处一致(即不冲突)的范围内，这些文献通过引用结合到本文中。此外，Brunner等的美国专利5,681,298描述了包含温度变化单元的吸收制品，在与此处一致(即不冲突)的范围内，其公开内容通过引用结合到本文中。
图1示例部分扣紧状态的该双训练裤20。如图2和3所示，裤20限定出纵向46和与纵向垂直的横向48。裤20还限定出一对纵端区和一个中心区，所述一对纵端区在本文中另外也指前腰区22和后腰区24，所述中心区在本文中另外也指胯区26，它在前和后腰区22、24之间纵向延伸并使前和后腰区22、24互相连接。前和后腰区22、24包括了裤20的这些部分，当穿上时，所述这些部分完全或部分地覆盖或围绕穿着者的腰部或中下部躯体。胯区26一般为裤20的这个部分，即当穿上时，该部分位于穿着者的腿之间，覆盖穿着者的下躯体和胯部。裤20还限定出内表面28和外表面30，所述内表面28适于在使用时朝穿着者布置，所述外表面30与内表面相对。另外参考图2和3，该双训练裤20具有一对横向相对的侧边36和一对纵向相对的腰边38(广义的说，纵向端)。
示例的裤20可以包括吸收组件，一般如32所指。例如，在图1-3的方面，训练裤20包括一般为矩形的中心吸收组件32和与中心吸收组件分开形成并紧固到中心吸收组件上的侧翼片34、134。在裤20各自的前和后腰区22和24中，侧翼片34、134可以沿接缝66粘结到吸收组件32上。更具体地，前侧翼片34可以在前腰区22中永久地粘结到吸收组件32上，并从吸收组件32向外横向延伸，后侧翼片134可以在后腰区24中永久地粘结到吸收组件32上，并从吸收组件32横向延伸。可以采用本领域技术人员已知的连接方法将侧翼片34和134粘结到吸收组件32上，例如粘合剂、热或超声粘结。
在穿着裤20的情况下，前和后侧翼片34和134因此包括训练裤20的这些部分，它们位于穿着者臀部上。前和后侧翼片34和134可以永久地粘结在一起形成裤20的三维构造，或者例如通过示例样式的紧固系统60以可松开的方式相互联接。
合适的弹性材料以及将弹性侧翼片并入到训练裤的一种方法描述在下列的美国专利中1990年7月10日颁发的Van Gompel等的4,940,464号；1993年7月6日颁发的Pohjola的5,224,405号；1992年4月14日颁发的Pohjola的5,104,116号；和1991年9月10日颁发的Vogt等的5,046,272号；在与此处一致(即不冲突)的范围内，所有这些文献全文均通过引用结合到本文中。在具体的方面中，弹性材料可以包括伸展-热层压体(STL)、收缩-粘结层压体(NBL)、可逆收缩层压体或伸展-粘结层压体(SBL)材料。制造这种材料的方法对于本领域的技术人员而言是熟知的，描述于1987年5月5日颁发的Wisneski等的美国专利4,663,220；1993年7月13日颁发的Morman的美国专利5,226,992；在Taylor等名下于1987年4月8日公开的欧洲专利申请EP0217032；和在Welch等名下的PCT申请WO 01/88245中；在与此处一致(即不冲突)的范围内，所有这些文献全文均通过引用结合到本文中。如在本领域中已知的那样，侧翼片34、134可以包括弹性材料或可伸展但非弹性的材料。
图1-3中示例的吸收组件32具有矩形的形状。然而预期吸收组件32也可以具有其它形状(例如，沙漏形、T-形、I-形等)而不偏离本发明的范围。还应该理解的是侧翼片34、134或者可以与吸收组件32整体地形成而不偏离本发明的范围。在这种构造中，侧翼片34和134及吸收组件将包括至少一些共用的材料，例如体侧衬里42、外覆层40、其它材料和/或它们的组合。
吸收组件32包括与之呈叠置关系的外覆层40和体侧衬里42(图3)。衬里42可以合适地沿裤20纵向端的至少一部分与外覆层40接合。衬里42可以适当地配置，即相对于裤20的其它部件来安置，从而在裤的穿着期间与穿着者的皮肤接触。吸收组件32还包括布置在外覆层40与体侧衬里42之间的吸收体44(图3)，用以吸收身体的液体分泌物。衬里42可以合适地沿裤20纵向端的至少一部分与外覆层40接合。可以例如通过粘合剂、超声粘结、热粘结或本领域中已知的其它合适的连接技术将体侧衬里42和外覆层40相互连接。此外，可以利用上面描述的方法将吸收体44的至少一部分任选与体侧衬里42和/或外覆层40连接起来。
如上面所提到的，前和后侧翼片34和134可以例如通过示例方面的紧固系统60以可松开的方式相互联接。部分示例于图1中的训练裤20处于扣紧位置，前和后腰区联接一起限定出具有腰部开口50和一对腿部开口52的三维裤构造。训练裤20的腰边38(例如纵向端)配置成环绕穿着者的腰部，从而限定出裤的腰部开口50(图1)。
紧固系统60可以包括任何适用于吸收制品的可再紧固的紧固件，例如粘合剂紧固件、内聚紧固件、机械紧固件等。在本发明的一个方面中，紧固系统包括用于性能改进的机械紧固元件。可以通过具有几何形状的材料的联锁来提供合适的机械紧固元件，例如钩形物、环形物、球形物、蘑菇形物、箭头形物、杆上球形物、凸凹配合部件、带扣、按扣等等。例如，紧固系统还公开在先前结合的2000年6月29日公开的A.Fletcher等的PCT专利申请WO 00/37009和2003年11月11日颁发的Olson等的美国专利6,645,190中。
裤20还可以包括一对容纳襟翼56，用以抑制身体分泌物的横向流动。如图3所示，可以任何本领域熟知的适当方式将容纳襟翼56有效地连接到裤20上。特别是，容纳襟翼56的合适构造和安置对于本领域的技术人员来说一般是熟知的，描述于1987年11月3日颁发的Enloe的美国专利4,704,116中，在与此处一致(即不冲突)的范围内，该文献通过引用结合到本文中。
为了进一步提高身体分泌物的容纳和/或吸收，训练裤20在裤20的前和/或后腰区22和24中可以包括腰部弹性单元54。同样，如本领域的技术人员所知的那样，裤20可以包括腿部弹性单元58。可以由本领域的技术人员熟知的任何适当的弹性材料形成腰部弹性单元54和腿部弹性单元58。例如，合适的弹性材料包括天然橡胶、合成橡胶或热塑性弹性体聚合物的片、股或带。在本发明的一个方面中，腰部弹性体和/或腿部弹性体可以包括多根干纺聚结复丝聚氨酯(spandex)弹性线，其以商标名LYCRA出售，可以从Invista ofWilmington，Del.U.S.A购买。
外覆层40可以合适地包括实质上是液体不可渗透的材料。外覆层40可以由单层液体不可渗透的材料提供，或者更合适的是包括多层的层压结构，其中至少一层是液体不可渗透的。在具体方面中，外层可以合适地对穿着者提供相对而言像布一样的质地。用作液体不可渗透内层或单层液体不可渗透外覆层40的合适的液体不可渗透膜为0.025毫米(1.0mil)的聚乙烯膜，市售得自Edison Plastics Companyof South Plainfield，New Jersey。或者，外覆层40可以包括织造或非织造纤维网层，所述织造或非织造纤维网层全部或部分地构造或处理从而对邻近或接近吸收体的选定区域赋予期望水平的液体不可渗透性质。
外覆层40还可以是可伸展的，在一些方面中，其可以是弹性的。例如，这种外覆层材料可以包括0.3 osy的聚丙烯纺粘品，其在横向40上收缩60％，在纵向48上起皱60％，用3克每平方米(gsm)的Bostik-Findley H2525A苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯基粘合剂层压到具有20％TiO2浓缩物的8gsm PEBAX 2533膜上。关于合适的外覆层材料的附加说明，可参考Morman等的美国专利5,883,028、Morman的美国专利5,116,662和Morman的美国专利5,114,781，所有这些文献通过引用结合到本文中。
体侧衬里42合适地为柔顺、软感的，且不会刺激穿着者的皮肤。体侧衬里42还应具有充分的液体可渗透性，从而容许身体的液体分泌物容易穿透其厚度到达吸收体44。合适的液体可渗透体侧衬里42为非织造聚乙烯/聚丙烯双组分纤维网，具有约27gsm的织物单位重量；纤维网可以为纺粘或粘结梳理纤维网。可以任选地用表面活性剂处理体侧衬里42，从而提高衬里材料的可润湿性。
或者，体侧衬里42还可以是可伸展的，在一些方面中，其可以是弹性的。例如，衬里42可以是非织造纺粘聚丙烯织物，由约2至3旦尼尔纤维组成，形成大约60％收缩的织物单位重量约12gsm的纤维网。可以将约9gsm KRATON G2760弹性体材料股(八股/每英寸(2.54cm))粘附到收缩的纺粘材料上，从而赋予纺粘织物以弹性。可以用有效量的表面活性剂对织物进行表面处理，例如使用约0.6％的AHCOVEL Base N62表面活性剂，它可以从ICI Americas处获得，该企业在Wilmington，Del.，U.S.A.设有办事处。其它合适的材料可以是可延伸的双轴可伸展材料，例如收缩伸展/起皱的纺粘品。可参考2003年4月22日颁发的Roessler等的美国专利6,552,245，在与此处一致(即不冲突)的范围内，该专利通过引用结合到本文中。
吸收体44可以布置在外覆层40上，例如，在外覆层40和体侧衬里42之间。可以通过任何适当的方法将外覆层40和体侧衬里42接合在一起，例如通过粘合剂、超声粘结、热粘结等。吸收体44可以为本领域中已知的多种形状及构造，例如矩形、沙漏形、I-形等。此外，可以利用上面描述的方法将吸收体44的至少一部分任选与体侧衬里42和/或外覆层40连接起来。
吸收体44合适地是可压缩的、舒适的，并能吸收和保持穿着者排出的液态身体分泌物。例如，吸收组件可以包括吸收纤维基质(更合适地为纤维素绒毛，例如木浆绒毛)和超吸收剂颗粒。一种合适的浆绒毛以商品名CR1654确定，可以购自U.S.Alliance，Childersburg，Alabama，U.S.A.。作为木浆绒毛的可选替代物，可以使用合成纤维、聚合物纤维、熔喷纤维、短切单组分丝、双组分合成纤维或其它天然纤维。合适的超吸收剂材料可选自天然的、合成的以及改性的天然聚合物和材料。超吸收剂材料可以是无机材料，例如硅胶，或者为有机化合物，例如交联的聚合物，如钠中和的聚丙烯酸。合适的超吸收剂材料可以购自许多商业卖家，例如Dow Chemical Company ofMidland，Michigan，U.S.A.和Stockhausen Inc.，Greensboro，NorthCarolina，U.S.A.。
吸收体44的密度可为每立方厘米约0.10到约0.5克，可以用合适的薄纸或非织造包装物包装或包裹，从而保持吸收组件的完整性和/或形状。
一方面，吸收体44可以是可伸展的，从而不会抑制吸收体可能粘附的诸如外覆层40和/或体侧衬里42的其它部件的可伸展性。例如，吸收体可以包括美国专利5,964,743、5,645,542、6,231,557、6,362,389和国际专利申请WO 03/051254中公开的材料，上述每个文献的公开内容通过引用结合到本文中。
在某些方面中，裤20中可以包括涌液处理层(未显示)。如本领域中已知的那样，涌液处理层在裤20中可以位于多处位置。例如，涌液处理层可以邻近吸收体44，例如在吸收体44和体侧衬里22之间，通过本领域中已知的诸如粘合剂、超声或热粘结的方法与裤20的一个或多个部件连接。此外，涌液处理层相对于温度变化单元70可以多种方式位于裤20中。例如，可以相对于温度变化单元70将涌液处理层朝着衬里22布置，或者可以相对于温度变化单元70将涌液处理层朝着吸收体44布置。
涌液处理层有助于使可能会被迅速地引入到吸收体44内的液体的涌流或喷流减速和扩散。期望的是，涌液处理层可以在将液体释放到吸收体44的储存或保留部分之前迅速地接收和临时保存液体。合适的涌液处理层的实例描述在美国专利5,486,166和美国专利5,490,846中，在与此处一致(即不冲突)的范围内，这些文献通过引用结合到本文中。
上面已提到，在本发明吸收制品的各方面中，裤20还可以包括温度变化单元70(图3)。温度变化单元70可以包括温度变化复合物72和任选与温度变化复合物72呈叠置关系的第一载体层74(图4和5)。温度变化单元70任选还可以包括第二载体层76，这里第一载体层74和第二载体层76夹持温度变化复合物72(图5)。
如典型地示例于图4和5中的那样，温度变化复合物72可以包括纤维基质78和混合在纤维基质78之内的温度变化材料80。纤维基质78可以实质上是连续或离散和不连续的。此外，可以由本领域中已知的多种不同纤维来提供温度变化复合物72的纤维基质78。例如，纤维基质78可以包括粘合纤维、吸收纤维、粘结剂(包括纤维状粘结剂)、聚合物纤维等或它们的组合。如此，温度变化材料80可以合适地夹杂在基质78之内，从而在裤20的制作和/或穿着期间限制材料的抖出或损失。
特别地，在纤维基质78包括粘合纤维时，可以由热熔粘合剂来提供纤维。这种粘合剂通常包含一种或多种聚合物、树脂或类似的材料和/或其它添加剂，所述聚合物用来提供内聚强度，所述类似的材料也许是蜡、增塑剂或其它材料用以调节粘度，所述其它添加剂包括但不限于抗氧化剂或其它稳定剂。
作为实例，合适的热熔粘合剂可以包含约15至约50％重量的内聚强度聚合物或多种聚合物；约30至约65％重量的树脂或其它增粘剂或多种增粘剂；大于零至约30％重量的增塑剂或其它粘度调节剂；及任选的低于约1％重量的稳定剂或其它添加剂。应该理解的是包含这些组分的不同重量百分比的其它热熔粘合剂制剂也是可行的。
用于提供纤维基质78的合适粘合剂的实例为可以从H.B.FullerAdhesives of Saint Paul，Minnesota购得的名称为HL8151-XZP的热熔粘合剂。特别地，该粘合剂为亲水性粘合剂，它可以促进温度变化单元70的快速润湿，导致更快的温度变化。或者，预计粘合剂也可以为疏水粘合剂而不偏离本发明的范围。
合适粘合剂组合物的进一步实例为National Starch and ChemicalCo.of Bridgewater，New Jersey制造的名称为34-5610和34-447A以及可以从Milwaukee，Wisconsin的Bostik-Findley购得的名称为HX4207-01、HX 2773-01、H2525A和H2800的那些。此外，合适的粘合剂还描述在2003年10月31日提交的Sawyer等名下的美国专利申请10/699193中，在与此处一致(即不冲突)的范围内，其公开内容通过引用结合到本文中。还预计可以使用供选的粘合剂而不偏离本发明的范围。
可以本领域中已知的多种粘合剂施加方法由粘合纤维制备纤维基质78。例如，可以将粘合剂熔喷到带孔表面(诸如筛网)上或者熔喷到能够放置到带孔表面之上的基体上(诸如第一载体层74)。特别是，可以使用合适的粘合剂施涂器系统以离散纤维或丝的形式施加粘合剂。例如，得到的纤维基质78具有的粘合纤维直径可以为约5微米至约200微米，更合适的是约7微米至约50微米。合适的粘合剂施涂器系统是本领域中已知的，可以从Nordson Corporation of Duluth，Georgia，U.S.A.或者ITW Dynatec Co.of Hendersonville，Tennessee，U.S.A.获得。
一方面，为了形成纤维基质78，粘合纤维具有的织物单位重量可以为约1至约150克每平方米(gsm)，更合适地约50至约100gsm。类似地，为了形成纤维基质78，温度变化材料80具有的织物单位重量可以为约500至约2000克每平方米(gsm)，更合适地约1000至约1500gsm。另一方面，形成温度变化复合物所使用的粘合剂量合适地小于或等于形成温度变化复合物72所使用的温度变化材料量的约20％重量，更合适地小于或等于形成温度变化复合物72所使用的温度变化材料量的约10％重量，还更合适地约5至约10％重量。在一个具体方面中，温度变化复合物可以为95gsm的粘合剂和1400gsm的温度变化材料80。
温度变化材料80可以通过以下方法与提供纤维基质78的粘合纤维混合将温度变化材料80供给到粘合剂流内并夹带在其中形成粘合纤维与温度变化材料80的混合物，可以将它施加到基体上(例如第一载体层74)。任选可以用第二载体层76覆盖温度变化复合物72并通过纤维基质78中的粘合剂紧固在那里。
在这方面中，任选可以使温度变化单元70经受进一步的处理。例如，如在下面更详细地描述的那样，可以对温度变化单元70施以压缩力，从而促进纤维基质78与温度变化复合物72之间以及纤维基质78与任选可能存在的任何载体层74和/或76之间的粘结力的增强。压缩还可以减小温度变化单元70的厚度或厚度(caliper)，从而更小心地使其包括在裤20中。
或者，温度变化复合物72的纤维基质78可以包括吸收纤维。合适的吸收纤维可以包括诸如纤维素纤维(即木浆纤维)或棉纤维的天然吸收纤维、诸如人造丝或醋酸纤维素的合成吸收纤维或者它们的组合。特别地，吸收纤维可以为从Bowater Inc.of Greenville，SouthCarolina U.S.A购得的名为CR1654的混合漂白南方软木和硬木牛皮纸浆。其它合适的吸收纤维可以包括NB 416，这是一种可以从Weyerhaeuser Co.of Federal Way，Washington U.S.A购得的漂白南方软木牛皮纸浆；CR 54，这是一种可以从Bowater Inc.购得的漂白南方软木牛皮纸浆；SULPHATATE HJ，这是一种可以从Rayonier Inc.ofJesup，Georgia U.S.A购得的化学改性硬木浆；和NF 405，这是一种可以从Weyerhaeuser Co.购得的化学处理的漂白南方软木牛皮纸浆。
任选在这方面中，纤维基质78可以还包括粘结剂材料。例如，粘结剂材料可以合适地为热塑性粘结剂材料。这种粘结剂材料受热时可以软化，当冷却至室温时可以实质上返回到它们的初始状态。当处于软化态时，这种热塑性粘结剂材料约束或夹带接近粘结剂的纤维及其它材料，从而稳定温度变化复合物72。可以粉末或纤维的形式提供粘结剂材料。用于本发明的合适粘结剂材料的实例可以是具有低熔化温度的那些，例如可以购自Alrich of Saint Louis，MO的聚乙二醇(PEG)或石蜡。
在这方面中，通过在常规空气成形装置的成形表面上形成基质，可以由吸收纤维提供纤维基质78。这种空气成形装置是本领域的技术人员熟知的，用于形成纤维网。例如可以参考1987年5月19日颁发的Enloe等的美国专利4,666,647和1988年8月2日颁发的Enloe的美国专利4,761,258，在与此处一致(即不冲突)的范围内，上述文献的公开内容通过引用结合到本文中。在这种装置中，引入纤维材料，在收集到成形表面之前可以与其它材料例如温度变化材料80混合。诸如真空抽吸系统的气动流动机构向成形表面吸引空气成形装置内夹带空气的纤维流，从而使空气通过带孔的表面，而纤维和其它夹带空气的材料则收集在成形表面上。
如此，可以在成形表面上收集吸收纤维基质78和与基质混合的温度变化材料80，形成温度变化复合物72。任选可以将空气可渗透基体放置到成形表面上以收集温度变化复合物72并提供第一载体层74。在空气成形装置中形成温度变化复合物之后还可以在温度变化复合物上设置第二载体层76，从而增加温度变化单元70的整体性。
可以对温度变化单元70(具有或不具有第一及第二载体层74和76)进行进一步的处理，例如使温度变化单元穿过由对置辊限定的轧点，从而将其压下至均匀的厚度。以这种方式压缩后，温度变化单元70可以限定出.20克/cm3至.55克/cm3的密度，尤其是.25克/cm3至.45克/cm3的密度，更尤其为.35克/cm3的密度。或者，可以利用本领域技术人员熟知的其它致密化方法。相信在这样的范围之内的密度能提供将温度变化材料80保持在纤维基质78之内且具有要求整体性的柔性温度变化单元70。此外，这样的密度也不至于如此之高，以至于压碎或另外地损害温度变化材料80，从而降低其功效。另外，在温度变化复合物72包括粘结剂材料的方面中，任选可以使温度变化单元70经历热活化，例如通过热压延辊或空气加热装置。
如上面描述的包括吸收纤维的温度变化复合物72可以为5至50％重量的吸收纤维和50至95％重量的温度变化材料。或者，温度变化复合物72可以为20至40％重量的吸收纤维和60至80％重量的温度变化材料80。任选复合物72可以包括1至15％重量的纤维状粘结剂。在一个具体方面中，温度变化复合物72可以为70％重量的温度变化材料80和30％重量的吸收纤维，限定出.35克/cm3的密度。
还在另一供选方案中，可以由包括聚合物纤维和吸收纤维的共成型复合物提供纤维基质78。共成型材料和共成型方法是本领域中已知的，作为实例，描述于anderson等的美国专利4,100,324；Everhart等的美国专利5,284,703；和Georger等的美国专利5,350,624中，在与此处一致(即不冲突)的范围内，上面文献的每一篇均通过引用结合到本文中。
在一个具体的方面中，可以由共成型复合物提供纤维基质78，所述共成型复合物可以为熔喷聚合物纤维和纤维素纤维的混合物。可以使用各种合适的材料提供熔喷纤维，例如聚烯烃材料。或者，聚合物纤维可以是伸展聚合物纤维，例如由共聚物树脂提供的那些。例如，可以使用从ExxonMobil Corporation of Houston，Texas购得的VM2210共聚物树脂或从Kraton Polymers of Houston，Texas购得的KRATON来提供用于纤维基质78的可伸展聚合物纤维。或者可以利用本领域中已知的其它合适的聚合物材料或其组合。
进一步地，可以利用各种吸收纤维素纤维，例如NF 405，这是一种可以从Weyerhaeuser Co.of Federal Way，Washington U.S.A购得的化学处理的漂白南方软木牛皮纸浆。其它合适的吸收纤维包括CR1654，这是一种可以从Bowater Inc.of Greenville，South Carolina U.S.A购得的混合漂白南方软木及硬木牛皮纸浆；NB 416，这是一种可以从Weyerhaeuser Co.购得的漂白南方软木牛皮纸浆；CR 54，这是一种可以从Bowater Inc.购得的漂白南方软木牛皮纸浆；和SULPHATATE HJ，这是一种可以从Rayonier Inc.of Jesup，GeorgiaU.S.A购得的化学改性硬木浆。
通过提供吸收纤维流和挤压熔融聚合物纤维流可以使聚合物纤维与熔喷纤维共成型，从而提供纤维基质78。进一步地，为了提供温度变化复合物72，还可以提供温度变化材料80的流。这些流可以合并成单一的流，收集到诸如成形带或成形转鼓的成形表面上，从而形成温度变化单元70的温度变化复合物72。任选可以将例如第一载体层74的成形层放置到成形表面上，用于收集包括在温度变化复合物72中的材料。
通过将浆板供入到打浆机、锤磨机或本领域中已知的类似装置中可以提供吸收纤维流。合适的打浆机可购自Curt G.Joa，Inc.ofSheboygan Falls，Wisconsin。通过熔喷共聚物树脂或其它聚合物可以提供聚合物纤维流。特别地，例如VM2210的共聚物树脂的熔化温度可以为450(232℃)至480(248℃)，从而改善温度变化材料在基质中的夹带。上面已经提到，用于制备包括熔喷纤维的非织造纤维网的合适技术描述在先前结合的美国专利4,100,324和5,350,624中。根据常规的专门知识可以容易地对熔喷技术进行调节，从而提供可以有效地使纤维和温度变化材料80混合的湍流。例如，初级空气压力可以设定为5psi，熔喷喷嘴可以为0.020英寸喷丝头孔喷嘴。根据常规的知识还可以容易地进行技术调节，从而提供温度变化复合物72中各种材料的要求重量百分比。
可以气动地提供或重力供给温度变化材料80的流。用于在空气流中输送材料的合适方法及装置描述在2002年10月8日颁发的Milanowski等的美国专利6,461,086中，在与此处一致(即不冲突)的范围内，该文献的公开内容通过引用结合到本文中。共成型材料可以还包括其它材料，例如超吸收剂材料。
一方面中，如上所述由共成型复合物提供的温度变化复合物72可以为5至15％重量的熔喷聚合物纤维、10至50％重量的吸收纤维和40至80％重量的温度变化材料。在一个具体方面中，温度变化复合物72可以为8％重量的熔喷聚合物纤维、14％重量的吸收纤维和78％重量的温度变化材料，限定了1340gsm的织物单位重量。
上面提到，温度变化单元70可以任选包括与温度变化复合物72呈叠置关系的第一载体层74(图4和5)。进一步地，温度变化单元70可以任选包括第一载体层74和第二载体层76(图5)，在这里第一载体层和第二载体层76夹持温度变化复合物72。可以由分开的材料纤维网来提供第一和第二载体层74和76，或者可以由在温度变化复合物72周围对折的单一材料纤维网来提供。
在某些方面中，载体层74和76可以是液体可渗透或液体不可渗透的。例如，一个载体层(例如第一载体层74)可以是液体不可渗透的，而另一载体层(即第二载体层76)可以是液体可渗透的。在这一方面中，第一载体层74可以朝着外表面32布置，第二载体层76可以朝着内表面30布置。如此，液体冲击(insult)可以穿过第二载体层76，从而激活温度变化材料，第一载体层74可以使液体冲击离开温度变化单元70的流动减慢，从而使穿着者可以感觉到的温度变化最大。或者，第一载体层74可以是液体可渗透的，在具有第二载体层76的方面中，两个载体层74和76均可以是液体可渗透的。这种载体层74和76可以进一步改善温度变化单元70的整体性，从而改善可加工性，还可以有助于将温度变化材料保持在单元70之内。
用于载体层74和76的合适液体可渗透材料包括薄纸层、非织造层或其组合。特别是，所描述的适合用作体侧衬里42的材料也适合于液体可渗透载体层74和76。因此，液体可渗透载体层74和76还可以是可伸展的。同样，所描述的适合用作外覆层40的材料也适合用作液体不可渗透的载体层74和76。因此，液体不可渗透的载体层74和76也可以是可伸展的。
本发明各方面中的温度变化材料80可以包括当在穿着者近旁放置并与尿液接触时能提供温度变化的物质。温度变化可以是对于穿着者可察觉的热的吸收或释放。温度变化材料80的热吸收将会给穿着者提供凉的感觉，而该物质的热释放将给穿着者提供暖的感觉。关于实现温度变化感觉机理的附加说明可以参考在Olson等名下序号10/462,166的前述美国专利申请，所述文献通过引用结合到本文中。合适的是，为了在所描述的方面中易于加工，可以颗粒的形式提供温度变化材料80。
温度变化材料80可以均一地混合在所述纤维基质78之内。或者，温度变化材料80可以在温度变化复合物72的厚度内限定出分布梯度。例如，温度变化材料80可以朝着裤的内表面30以更多的量混合在纤维基质78之内。或者，温度变化材料80可以朝着裤的外表面30以更多的量混合在纤维基质78之内。
温度变化材料80响应与诸如尿液的水溶液接触而吸收或释放热。这种功能的实现机理为该物质在水溶液中的溶解、该物质在水溶液中的溶胀或该物质在水溶液中的反应。例如，温度变化材料可以包括在溶解态与结晶态之间具有显著能量差的颗粒，从而在与尿液接触的情况下，在环境中吸收或释放热形式的能量，或者温度变化材料在水溶液中溶胀或反应期间可以释放或吸收能量。
虽然有很多物质在与水溶液接触时可以导致温度变化，但具体的温度变化材料80的选择、使用量的确定以及该物质的放置位置则应该部分地基于所期望的温度变化。具体而言，当润湿时，温度变化单元70可以合适地给训练裤10提供至少约5℃，更合适地约10℃，还更合适地约15℃的温度变化(即更冷或更暖)。或者，当润湿时，温度变化单元70可以给裤20提供5℃至15℃的表面温度变化。相信该范围内的表面温度变化在某种程度上可以被处于排便训练年龄的儿童所察觉。更合适的是，当润湿时，温度变化单元70可以给裤20提供5℃至10℃的表面温度变化。
因此，在温度变化材料是吸热性的一个具体方面中，当受到冲击时产品的温度下降可以为从约37℃达到约25℃，为了使有效性得到改善，进一步可达到约22℃，特别是对于全神贯注的穿着者(即正在玩耍的儿童)而言。温度变化可以适当地持续至少10分钟，更合适地持续大约15分钟。
作为实例，可以选择木糖醇颗粒来提供凉的感觉，因为木糖醇颗粒溶解到水溶液中时吸收热量。溶解期间吸收热量的其它合适的温度变化材料包括诸如醋酸钠(H2O)、碳酸钠(10H2O)、硫酸钠(10H2O)、硫代硫酸钠(5H2O)和磷酸钠(10H2O)的盐水合物；诸如硝酸铵、硝酸钾、氯化铵、氯化钾和硝酸钠的无水盐；诸如尿素等的有机化合物。
温度变化材料80还可以包括在溶胀期间吸收或释放热量的那些物质。作为示例，在溶胀期间释放热量的一种合适的温度变化材料是轻度交联部分中和的聚丙烯酸。其它在溶解期间释放热量的温度变化材料80包括氯化铝、硫酸铝、硫酸钾铝等。
温度变化材料80还可以包括原酸酯或缩酮，例如由薄荷酮与含有1至8个碳的醇或含有2至8个碳的多元醇以及它们所有的结构及光学异构体进行反应得到的薄荷酮缩酮。合适的具体薄荷酮缩酮可以包括薄荷酮-丙三醇缩酮和薄荷酮-丙二醇缩酮。具体的缩酮公开于Greenberg的美国专利5,348,750和Gmb等的美国专利5,266,592中。
因此，如上所述，温度变化单元70可以包括纤维基质72和混合在纤维基质72之内的诸如木糖醇颗粒的温度变化材料80。一旦因为排尿润湿时，木糖醇溶解，产生吸热响应，从而给穿着者发出已经出现排尿的信号。
温度变化单元70布置在训练裤20的内部，使得在排尿的情况下液体能与温度变化材料80接触。例如，可以与吸收体44一起布置温度变化单元70，例如布置在外覆层40与衬里42中间。特别地，温度变化单元70可以与吸收体44连接，朝着裤20的内表面布置。或者，温度变化单元70可以与邻接吸收体44的衬里42连接。仍在另一供选方案中，可以将温度变化单元70布置在吸收体44的各部分之间的空隙之内，与例如外覆层40连接。这一方面描述于2004年9月29日提交的Weber等名下的美国专利申请10/955534中，在与此处一致(即不冲突)的范围内，其公开内容通过引用结合到本文中。
可以容易地意识到，温度变化单元70可以具有各种形状和尺寸。例如，温度变化单元70可以是矩形的，在横向48可以具有2.5cm至10cm的宽度，在纵向46可以具有2.5cm至25cm的长度。在一方面中，温度变化单元70尺寸可为约8cm×约10cm。或者，温度变化单元70的形状可以为卵形、圆形、三角形等。还在另一供选方案中，通常可以多个条的形式提供温度变化单元70，所述多个条在横向48或纵向46上延伸，可由约2.5cm的空隙分开。
进一步地，温度变化单元70可以合适地包含各种数量的上述温度变化材料80。进一步地，本领域技术人员可以理解的是，本发明的训练裤20可以包括多于一个的温度变化单元70。
因此，可以容易地意识到，本发明各方面中的裤20提供了能有效地给穿着者发出排尿信号的温度变化单元70，易于在高速转化方法中进行处理，温度变化材料80的抖出或损失量有限。
当包含温度变化材料的产品润湿时确定温度变化的合适步骤描述在下面的温度变化试验中。试验应该在具有21℃至22℃的稳定温度和约50％的稳定湿度的环境下进行。通过移走任何弹性侧翼片及切下所有其它弹性体来准备待试验产品，以允许产品尽可能地平置。将产品安置在有机玻璃(Plexiglas)摇篮中以模拟在实际使用中的产品配置。产品的中心处于摇篮的最深部分。
设置有效地连接于液体分送泵的液体分送喷嘴，将盐水分送到产品的内表面上。喷嘴尖端位置应离开内表面有1cm，在产品的中心处沿着产品的纵轴向前10cm。将泵起动，以15ml/sec的速率分送90ml的稳定化等渗0.9％盐水。盐水为得自The Baxter HealthcareCorporation，Scientific Products Division，McGraw Park，III的检定血库盐水，温度为37℃。
使用标准温度计或者与数字显示器或记录装置连接的感温热敏电阻来测量在温度变化单元位置处的产品表面温度。将盐水分送后30秒的表面温度记录为试验温度。通过在产品中不包括温度变化材料的部分上或在没有温度变化材料的类似产品上进行该项试验得到基准温度。当产品湿润时其表面温度变化为试验温度与基准温度之差。
可以对上面的构造及方法进行各种改变而不偏离本发明的范围，这意味着包含于上面的描述以及附图中显示的所有内容均应理解为示例性的，没有限制含义。
当引入本发明的要素或其优选方面时，冠词“一(a)”、“一个(an)”、“该(the)”及“所述”表示存在着一个或多个要素。术语“包含”、“包括”及“具有”意为包含性的，表示还可能存在不同于所列要素的其他要素。
权利要求
1.一种吸收制品，所述吸收制品包括液体不可渗透的外覆层；布置在所述外覆层上的吸收体；和与所述吸收体一起布置的温度变化单元，所述温度变化单元包括温度变化复合物，所述温度变化复合物包括纤维基质和混合在所述纤维基质之内的温度变化材料，其中通过本文描述的温度变化试验确定，所述温度变化单元给所述制品提供至少5℃的温度变化。
2.权利要求1的吸收制品，其中所述纤维基质包括粘合纤维。
3.权利要求2的吸收制品，其中所述粘合纤维由热熔粘合剂提供。
4.权利要求1的吸收制品，其中所述纤维基质包括吸收纤维。
5.权利要求4的吸收制品，其中所述温度变化复合物包括20％至40％重量的所述吸收纤维和60％至80％重量的温度变化材料。
6.权利要求4的吸收制品，其中所述纤维基质还包括粘结剂材料。
7.权利要求4的吸收制品，其中所述温度变化单元限定出.25克/cm3至.45克/cm3的密度。
8.权利要求1的吸收制品，其中所述纤维基质由包括聚合物纤维和吸收纤维的共成型复合物提供。
9.权利要求8的吸收制品，其中所述聚合物纤维是熔喷聚合物纤维。
10.权利要求9的吸收制品，其中所述聚合物纤维是伸展聚合物纤维。
11.权利要求8的吸收制品，其中所述温度变化复合物包括5％至15％重量的所述聚合物纤维、10％至50％重量的所述吸收纤维和40％至80％重量的所述温度变化材料。
12.权利要求1的吸收制品，其中所述温度变化单元还包括与所述温度变化复合物呈叠置关系的第一载体层。
13.权利要求12的吸收制品，其中所述载体层是可伸展的。
14.权利要求12的吸收制品，其中所述载体层是液体不可渗透的。
15.权利要求12的吸收制品，其中所述温度变化单元还包括第二载体层，其中所述第一载体层和所述第二载体层夹持所述温度变化复合物。
16.权利要求15的吸收制品，其中所述第一和第二载体层之一是液体不可渗透的。
17.权利要求1的吸收制品，其中所述温度变化材料是吸热材料。
18.权利要求1的吸收制品，其中所述温度变化材料是放热材料。
19.权利要求1的吸收制品，其中所述温度变化材料为颗粒形式，所述颗粒选自醋酸钠(H2O)、碳酸钠(10H2O)、硫酸钠(10H2O)、硫代硫酸钠(5H2O)、磷酸钠(10H2O)、硝酸铵、硝酸钾、氯化铵、氯化钾、硝酸钠、尿素和木糖醇。
20.权利要求1的吸收制品，其中所述温度变化材料均匀地混合在所述纤维基质之内。
21.权利要求1的吸收制品，其中通过本文描述的温度变化试验确定，当湿润时，温度变化单元给制品提供至少10℃的表面温度变化。
22.权利要求1的吸收制品，其中通过本文描述的温度变化试验确定，当湿润时，温度变化单元给所述制品提供5至15℃的表面温度变化。
全文摘要
本发明公开了包括温度变化单元的吸收制品。温度变化单元包括纤维基质和混合在纤维基质之内的温度变化材料。
文档编号A61L15/56GK101090694SQ200580045098
公开日2007年12月19日 申请日期2005年12月14日 优先权日2004年12月29日
发明者D·M·杰克逊, G·H·亚当, A·M·龙, S·A·韦伯, D·D·H·南, C·P·奥尔森 申请人:金伯利-克拉克环球有限公司