专利名称：具有改进的流体纵向运动性能的吸收用品的制作方法
技术领域：
本发明涉及吸收用品，特别是涉及月经用品例如各种卫生巾。这些吸收用品特别适合吸收身体排泄的各种流体，特别是月经，它们能舒适地同穿用者的身体相配合。
目前，有各种为收集身体排出的流体的用后即弃的吸收用品熟知的结构。商品化的吸收用品包括尿布，成人失禁用品、月经垫和缚带等。这种用后即弃的产品由某些用于接受、吸收和保存流体的功能件组成。这些吸收用品通常包括一个主要由纤维状的纤维素组成的吸收材料芯。这些用品通常包括一个透过流体的顶片、一个吸收芯和一个不透流体的底片。
对月经垫，女人们早就盼望能有一种具有高的舒适感和配合性能以及具有高的保存流体能力和尽可能不沾污特性的吸收用品。在以上各项之中，流体从垫上泄漏到内裤上被认为是绝对不能接受的。
虽然目前已经对卫生巾的材料和结构两方面进行了很多改进，但是对卫生巾的性能的改进仍在继续挚着地进行着。然而对于限制泄漏，特别是沿大腿的内侧泄漏，如不兼顾配合性和舒适感就不能满足使用者所期望的要求。
卫生巾的泄漏通常被认为是在从体内流出月经的部位流体过分集中和直接地同卫生巾表面接触的结果。在这个沉积处，卫生巾的吸收材料很快达到超饱合状态。月经从这一位置上沿径向流动并从紧靠穿用者的两腿侧漏出。其结果常常是月经粘附到身体上并弄脏内裤。限制泄漏的方案包括采用致密边缘结构以阻挡流体(1989年4月11日授予Chapas等人的美国4820295号专利);包围吸收用品的阻挡层(1987年5月19日授予Williams等人的美国专利4666439号专利);以及环绕内裤包封的“有翼”的侧边缘结构(1987年10月10日授予Ellis等人的美国4701177号专利)。
遗憾的是，卫生巾的过密实的截面引起在使用中的不舒适感。一些使用者对“有翼的”产品不感兴趣，另一些使用者对带阻挡层的产品不满意。不过，因为大多数卫生巾的很大一部分是保持相当干燥的状态和未被利用，现已确定通过提供一种将流体从沉积处导向吸收用品的没有被充分利用的区域的装置可以防止超饱和并能大大减少或限制住泄漏。
除弄脏内裤之外，现代的卫生巾及其他类似用品的使用者期望这些卫生巾的表面能具有一个比已经有的普通的棉织物或无纺材料的卫生巾的表面更清洁，更卫生和更干燥的状态。因此，现代卫生巾，吸湿和失禁装置通常包括为使流体迅速地通过上片并流入到供储存用的下层的吸收芯中的顶片。正如可以预料的那样这种运动越快和越充分吸收用品的表面就越干燥和越清洁。
总之，本发明不仅能使上述流体进行所希望的定向运动，这样的流体定向运动改善了对吸收用品的整体的吸收能力的利用并减少侧漏，还提供了使流体通过顶片抽出的手段，从而保征了使用时所要求的干燥卫生的优点。
此外，采用本发明所体现的工艺的卫生巾同依靠例如高密度吸收芯区域，以达到使流体运动的目的的卫生巾相比具有感觉更为舒适和配合更为良好的性能。还应该指出的是这种工艺可以利用处于一个柔软的、可弯曲的、低密度和舒适的垫中的致密的、但不舒适的吸收芯获得流体的定向运动和控制特性。
本发明在一个可取实施例中适合于一些吸收用品，最好是一种卫生巾或内裤衬里，但也包括尿布、成人失禁内衣、缚带等。该吸收用品具有一个纵向，一个横向和一个Z向。该吸收芯包括一个透液体的顶片和一个同顶片相连的底片。一个吸收芯定位在该顶片和底片之间，吸收芯具有一个贴着顶片的上表面和一贴着底片的下表面。一个流体流调解器定位在顶片和吸收芯之间。该流体流调节器在促进了流体的纵向运动的同时控制了流体的横向和Z向的运动。
在一个较为可取的实施例中，该流体流调解器包括一个第二顶片和一些具有表面毛细通道的纤维，第二顶片最好是配置在一些基本上沿平行于吸收用品的纵向沿伸的褶上。具有表面毛细通道的纤维形成纱线状，并定位在第二顶片的那些褶内，定位在第二顶片的那些褶里的纤维纱线被加捻。
在另一个可取的实施例中，具有外表面毛细通道的纤维形成无纺物状。由具有外表面毛细通道纤维组成的无纺物覆盖在第二顶片上。具有无纺物外表面毛细通道纤维的取向最好是使它们的通道基本上位于同吸收用品的纵向相平行的方向上。具有外表面毛细通道的纤维最好是亲水性的。这些毛细通道纤维的横截面最好具有一个“H”形。
虽然本说明书结尾的权利要求书具体地指出了本发明并郑重地对本发明提出了权利要求，但是，从下面的结合附图的说明将可以更清楚地理解本发明。在附图中相同的参考数字代表相同的元件。
图1是本发明的一个可取卫生巾的顶视图，其中为了看清卫生巾的结构而将其局部剖开;
图2是沿图1的线2-2剖开的卫生巾的剖视图;
图3是一个具有一个平的支承部分(4)，两壁之间宽度(5)和壁的高度(6)的对称H状毛细通道纤维的横剖面图;
图4是一个具有若干个稳定的同毛细通道有关的凸起的C形毛细通道纤维的横剖面图;
图5是一个多级H形毛细通道纤维的横剖面图;
图6是一个多级U形毛细通道纤维的横剖面图;
图7A是一个处于部分塌陷状态的H形毛细通道纤维(虽然不是最优化的，但是这样的纤维可以在此应用)的横剖面图;
图7B是一个膨胀的毛细通道纤维的横剖面图;
图7C是一个全部塌陷的毛细通道纤维的横剖面图;(这样的纤维不能在此应用);
图8是一个卫生巾的剖面显微照片，该剖面照片显示出在一个形成的薄膜顶片和毛细通道纤维的一个底层之间的紧密接触和进入到顶片孔中的毛细通道纤维的凸起部分;
图9是本发明卫生巾的另一个实施例的顶视图，其中，为了更清楚地显示卫生巾的结构，将其局部剖开;
图10是沿图9的线10-10剖开的卫生巾的横截面图;
“吸收用品”一词在此是一种吸收和保存人体排出物的装置，而特别是指贴着或靠近穿用者的身体以便吸收和容纳从人体中排泄出的各种排泄物的装置。“吸收用品”一词是用来代表尿布、月经垫、卫生巾、内裤衬里、失禁垫等。“用后即弃”的一词在此是用来描述那些不打算洗涤或作为一种吸收用品用其他方法加以回收和重新使用的吸收用品(即在一次使用后就打算将它们丢弃，最好是回收作堆肥或以其它不污染环境的处理方式处理)。“组装的”吸收用品是指由单个的部件组装在一起构成一个协同的整体的吸收用品，这样对它们不需分成类似一个单独的固定件和一个垫的分开操纵的部件。
本发明的一个组装的用后即弃的吸收用品的一个实施例是如图1所示的月经垫、卫生巾。“卫生巾”一词在此是指被女人穿在靠近会阴区的，一般穿在外阴区的吸收用品，它们是打算用于吸收和容纳从穿用者身体排出的月经流体和其它的阴道排泄物(例如血、月经和尿)。部分定位在穿用者的阴前庭的内部和部分定位在阴前庭外部的内唇装置也在本发明的范围内。“会阴”一词在此是指女人的可见的外生殖器区。但是，应该指出本发明也适用其他的妇女卫生用品或月经垫例如内裤衬垫，或其它的吸收用品，例如失禁垫。
卫生巾具有两个面，一个接触身体的表面或“体表面”20a和一个内裤表面20b。图1所示的卫生巾20是从其接触身体的表面20a方向看去的。接触人体表面20a是打算靠近穿用者身体穿。卫生巾20的内裤表面20b(见图2)在相反的一侧，当卫生巾被穿在身体上时，内裤表面20b贴着穿用者的内裤固定。
卫生巾有两条中心线，一条纵向中心线“l”和一条横向中心线“i”。“纵向的”一词在此是指在卫生巾20的平面上的一条线，轴线或方向，这条线同一个垂直的平面相校直(即近似平行)，该垂直平面在卫生巾被穿在身体上时将站立的穿用者分体分成左和右两半。词“横向”或“横向的”在此是可互换的，是指在卫生巾的平面上的一条线，轴线或方向，这条线大至同上述的纵向垂直。
图1是本发明的卫生巾20的偏平状态下的顶视图，为了更清楚地显示出卫生巾20的结构将其局部剖开，卫生巾朝向或接触穿用者的那侧20a朝向观察者。如图1所示，卫生巾20最好包括一个透液体的顶片22，一个同顶片22相连的不透液体的顶片23，一个定位在顶片22和顶片23之间的吸收芯24和一个定位在顶片22和吸收芯24之间的流体流调解器21。
图1还显示出卫生巾20有一个边界30，它被卫生巾20的外部边缘限定，其中的纵边缘(或“侧缘”)用31代表，而端边端(或端)用32代表。
卫生巾20最好包括一个任选的侧边舌或“副翼”34，它们包住穿用者内裤的裆处。侧边舌34的作用包括(但不限于)是防止穿用者的内裤被弄脏和保证卫生巾贴靠在穿用者的裤上。
图2是沿图1的剖面线2-2所取的卫生巾20的剖视图。如在图2中所能看到的那样，流体调节器21最好包括一个第二顶片27和若干具有外表面毛细通道的纤维25。第二顶片27最好包括若干延伸方向基本上平行于卫生巾20的纵轴方向的褶。具有外表面毛细通道的那些纤维25最好被定位于第二顶片27的那些褶之中。
卫生巾20最好有一个用于将卫生巾20粘接到穿用者内裤上的粘接固定部件36。为了防止在使用前粘接固定件粘到内裤裆以外的部分，将可分开的防粘衬里37覆盖在粘接固定件36上。
卫生巾除具有一个纵方向和一个横方向外还有一个“Z”方向或Z轴，Z方向是向下经过顶片22然后进入可能提供的流体储存芯24中的方向。本发明的目的是在卫生巾的顶片22和一个下层(或几个下层)之间提供一毛细管虹吸梯度，从而使流体最终在Z方向被抽取并离开卫生巾的顶片进入其最后的储存层。
流体流调整器最好由一个配置在一些纵向板上的第二顶片组成，这些纵向板上固定有一些具有外毛细通道的纤维，利用这个流体流调整器可以促进流体流在纵向的流动，这个纵向流动提高了吸收用品的整体吸收利用率。此外，为了尽可能的限制或甚至完全防止流体沿吸收用品的横向边缘泄漏，对横向的流体流要加以控制。因此，同已有技术的吸收用品不同，这个流体流调整器可以使流体的流动具有所希望的流体方向性，已有技术中的卫生巾是借助由内纤维毛细孔组成为纤维毡使流体在X、Y、Z方向上做无定向的流动。于是，将受到重视的是与各种已公开技术的吸收结构(它们不使用最好包括一个第二顶片和具有促使体液在纵向通过的外表面内纤维毛细通道的纤维的流体调解器)相比，本发明的吸收用品是按照一种实质上不同的方式，使用实质上不同的可以提供实质上不同的益处的材料来发挥作用的。
下面将更为详细地介绍本发明的卫生巾的各个单独的部件。
2.卫生巾的单独的部件A顶片顶片22具有贴合性柔软感并对穿用者的皮肤无刺激性。此外，顶片22是透过流体的，能使流体(例如月经和/或尿)容易透过其厚度。合适的顶片22可以用很多种材料制造，这些材料例如可以是纺织材料和无纺材料;聚合材料例如成形的多孔热塑性薄膜，多孔塑料薄膜、热油施压成形热塑性薄膜、多孔泡沫塑料、网状泡沫、网构热塑性薄膜和热塑性稀松织物。适用的纺织和无纺材料可以由天然纤维(例如木纤维或棉纤维)、合成纤维[例如聚合物纤维(例如聚酯纤维、聚丙烯纤维或聚乙烯纤维)]组成或由天然纤维和合成纤维的组合物组成。
一个优选的顶片22由成形多孔薄膜组成。用成形的多孔薄膜作顶片的可取之处在于它们可以透过人体的排泄物，但不吸收这些排泄物，还能降低流体的回流并防止再次弄湿穿用者的皮肤。因此，同身体接触的成形的多孔薄膜表面始终保持干燥状态，从而减少了弄脏身体的可能性，并对穿用者产生一种更舒适的感觉。下列专利文件描绘了适合的成形薄膜，这些专利是1975年12月30日授予Thompson的US3929135，1982年4月13日授予Mullane的US4324246，1982年8月3日授予Radel等人的IS4342314，1984年7月31日授予Ahr等人的US4463045，1986年12月16日授予Curro等人的US4629643，以及1991年4月9日授予Baird的US5006394。上述各篇专利文件都被作为参考文件引用。用于本发明的优选的顶片22是上述一个或多个专利文件中所描述的成形薄膜，并被TheProcter＆GambleCompanyofCincinnati(Ohio)在卫生巾上注册商标为“DRI-WEAVWE”。
在本发明的一个优选实例中成形膜的顶片22的朝向身体的表面是亲水的，从而使液体通过顶片22传输的比不具有亲水性的朝向身体的表面要快。这将减少月经流体的流动脱离顶片22而不流入顶片22和被吸收芯24吸收的可能性。在一个优选的实施例中，把表面活化剂掺入成形薄膜顶片22的聚合物材料中，例如在由Aziz等人于1991年11月19日申请的名称为“具有无纺的和多孔薄膜覆盖片的吸收用品”申请号为07/794745的美国专利申请描述了这个方案。另外，也可以通过对顶片22的朝向身体的表面用表面活化剂进行处理而使其获得亲水性，例如在1991年8月21日授予Osborn的US4950264和1991年4月23日授予Osborn的US5009653号美国专利文件中描述了这个方案，这两篇专利文件被作为参考文件引用。
B吸收芯吸收芯24可以是任何能吸收或保存液体(例如月经和/或尿)的吸收装置。如图1和图2所示，吸收芯24具有一个朝向身体的表面，一个朝向内衣表面，侧边缘和端边缘。吸收芯24可以制成各种尺寸和形状(例如矩形、卵形、沙漏形、狗骨架形、非对称形等)，并可以采用各种普通用于卫生巾和其它吸收物品中的吸收液体的材料制造，例如这些材料是粉碎才浆，它通常称为透气毡。其它适合的吸收材料的例子包括起皱纤维素填絮，包括共形物在内的熔吹聚合物、化学增强的或化学改性的或化学交联的纤维素;毛细管道纤维;合成纤维素例如皱缩。聚酯纤维，泥炭苔绒，包括薄纱纸封皮和薄纱纸叠层在内的薄纸;吸收泡沫材料、吸收海绵、超吸收聚合物、吸收凝胶材料;或这些材料的任何替代材料或任何这些材料组合物或混合物。
吸收芯24的形状和结构也可以改变[例如吸收芯可以具有一个厚度可变化的区域(例如使在中心部分的截面较厚)，变化的亲水梯度、变化的超吸收梯度、或较低密度和较低基重的惧集区;或可以由一个或多个层式结构组成]。然而吸收芯24的总的吸收容量应同设计的吸收量和卫生巾的20的具体用途相符合。另外吸收芯24的尺寸和吸收容量可以根据不同的用途例如失禁垫、内裤衬里、正常条件下使用的卫生巾或过夜的卫生巾等而变化。
下述专利文件描述了用作本发明的吸收芯24的典型结构，这些专利文件是1990年8月21日授予Osborn的U.S.4950264，1986年9月9日授予Weisman等人。U.S.4610678，1989年5月30日授予Alemany等人的U.S.4834735，1991年4月23日授予Osborne的U.S.5009653以及欧洲专利申请No.0198683(由TheDrocter＆GambeCompany申请，1986年10月22日公开，发明人为Duenk等人)上述各篇专利文件都被作为参考文件引用。
一个优选的实施例的吸收芯24由图2所示的叠层结构组成。该叠层结构由一个超吸收聚合物材料(或吸收凝胶材料)层，以及交联纤维素纤维的一片或多片或网状织物构成。用于吸收芯24的适合的交联的纤维素纤维公开在下列专利文件中;1989年12月19日授予Cook等人的U.S.4888093，1989年4月18日授予Dean等人的U.S.4822543，1989年12月26日授予Schoggen等人的U.S.4889595;以及1990年2月6日授予Morre等人的U.S.4898642;1990年6月19日授予Lash等人的U.S.4935022，1991年5月15日公开的Herron等人的欧洲专利申请的公开No.0427316A2和0427317H以及1991年5月29日公开的Herron等人的欧洲专利No.0429112A2，这些专利文件作为参考被引用。
在图2所示的实施例中交联纤维素纤维材料包括唯一的一个包住吸收凝胶材料40的颗粒层的片。该片被用来包住所述颗粒层时，从端部看它呈现出一种“C”形构形。这个包片形成一个上层41和一个下层42。在一些可替代的实施例中叠层可以用很多种其它的方式构成，例如对吸收芯叠层的不同层(而不是单独的一片的)分别提供交联纤维素纤维材料(或其它吸收材料)的分离网状织物，或者向不同的层提供附加层。
在这种类型的吸收蕊之中，卷曲的、加捻的，最好是化学增强的和交联的纤维素纤维要加以精制，以便提供可以片状用作吸收芯的纤维。关于制备可用来制造精制的、卷曲的、化学增强的纤维素纤维吸收芯的适合的卷曲的、化学增强的纤维素纤维的情况在美国专利U.S.4888903、4822543、4889595、4889597、4889596和4898642中做了详细描述。
关于这些纤维同吸收凝胶材料的组合使用和用于制造这些制品的手段在U.S.493502专利中有描述，这些制备方法典型地包括使用醛类(例如戊二醛)作交联剂。此外聚羧酸也可用作交联剂。需要了解的是制备其它的交联纤维素纤维的手段也是公知的，并且，这些纤维也可在使用，虽然其吸收流体的性能同上述的纤维相比可能是次优的。对于其它种类的纤维的应用可参考U.S.4898642和PCTU.S.8901581专利申请中引证的那些文件。只要掌握上述的方案，对卷曲的纤维素纤维进行精加工，就可获得用于制备使用在本发明工艺中可取的吸收芯的纤维材料。
C底片底片23是不透液体(例如月经和/或尿)的，以及最好是用一个弹性薄膜制作，虽然也可采用其它的不透液体的柔性材料制作。“柔性的”一词在此是指材料所具有的柔顺性能以及易于基本上同人体的形状和轮廓相配合的性能。底片23的作用是防止被吸收并包含在吸收芯24中的排泄物浸湿同卫生巾20相接触的用品，例如内裤、睡衣裤和内衣等。因此底片23可以是一个纺织的或无纺的材料，聚合薄膜例如聚乙烯或聚丙烯的热塑性薄膜，或复合材料例如涂有薄膜的无纺材料。底片23最好是一个厚度为约0.012mm(0.5密尔)至约0.051mm(20.密尔)的聚乙烯薄膜，典型的聚乙烯薄膜是由ClopayCorporationofCincinnati(Ohio)按照P18-0401号技术条件制造的，以及由EthylCorporationVisqueenDivision，ofTerreHaute(Indiana)根据XP-39385号技术条件制造的。底片23最好经压花和/或无光泽加工处理以便获得一个象织物的外观。此外，底片23可以使蒸汽从吸收芯24中逸出(即可易于吸入的)但同时仍然能阻止排泄物通过底片23。
D.流体流调整器流体流调整器21可以是任意的能够收集和分配流体(例如月经和/或尿)的部件。使流体流调整器21沿纵向和Z方向的流动保持适当的平衡是重要的。流体流调整器在流体渗透到下面的吸收芯之前必须能使流体基本上沿纵向流动。通过使流体基本上沿纵向流动，流体流调整器更有效地利用了吸收芯。流体流调整器最好是由一个第二顶片27和一些具有外部的纤维内毛细通道纤维25组成。
(i)第二顶片第二顶片27可以是任意一个能够收集和分配液体(例如月经和/或尿)的部件。如图2所示，第二顶片27有一个接触人体的表面，一个接触内裤的表面，侧边缘和端边缘。此外，将第二顶片27折皱成很多褶，这些褶基本上沿平行于卫生巾20的纵向延伸。第二顶片27有助于分配已经沉在顶片22上的流体和使其流动。第二顶片27可以由一层能够折皱成形的材料和具有纤维内毛细管的材料组成，从而使流体从顶片透到吸收芯上。
第二顶片27最好是一片具有从约0.025g/时2至约0.045g时2的基重和具有从约0.06至0.11g/cm3的密度的织物材料。这些典型的织物是由Fort.Howard Corpration(Green Bay，Wisconsin)制造的。
(ii)毛细通道纤维卫生巾20最好包括一些定位在第二顶片27的纵向褶26之内和大至在第二顶片27同第一顶片22之间的毛细通道纤维25。毛细通道纤维25是具有在其中，最好是在其外表面上形成的通道的纤维。图3至7示出了一些类型的毛细通道纤维。适合的毛细通道纤维在下列的专利申请中有描述这些专利是1991年7月23日递交的、以Thompson等人名义提出的美国专利申请No.07/734404;以Thompson等人的名义提出的美国专利申请No.734392和以Buenger等人的名义提出的美国专利申请No.07/734405。这些专利申请可以收集作为“毛细通道纤维”专利申请的参考。在1990年10月10日公开的欧洲专利申请0391814中也描述了适合的毛细通道纤维。
虽然本发明可以使用各种毛细通道纤维，但是下面的描述讨论了被掺入本发明的吸收用品中的毛细通道纤维25的一些较为可取的性能。
(a)纤维的形态如上所述，毛细通道纤维在其外表面上具有毛细通道29。毛细通道纤维25的形状较为可取的是弯曲的，更为可取的是卷曲的，(也就是说这些纤维是非直线形的)。毛细通道纤维25最好基本上是卷曲的(或皱拢)。这使毛细通道纤维具有较高的顶层和使一给定数量的纤维增加了弹性。通过增加独立纤维的顶层，使由该纤维制成的整个顶层的垫比较厚和比较柔软。这将允许制成低密度的高顶层的垫，假定这些单独的纤维本身不过于粗或不过于硬的话这些高顶层垫不仅非常舒适，还能有效地输送流体。
可是，这里的最佳的非直线毛细通道纤维应该不被绞缠，当毛细通道纤维被绞缠时可以在每一个绞缠部位形成一些毛细通道的结构点。当然，这干扰沿毛细通道的流体动力学性能。
另外，利用非直线毛细通道纤维还有一个重要的优点。如图8所示，使毛细通道纤维的少部分至少实际上伸到这里所述的吸收用品的顶片22的某些气孔35中。当利用卷曲的毛细通道纤维制备毛细通道垫时，比较容易产生这些凸起。使在毛细通道纤维中的一些端和/或卷曲物找到一个它们进入顶片材料的孔的能路的可能性比过去主要采用直线的毛细通道和要大。可以用多种方法使毛细通道纤维卷曲，这些方法包括(但不限于)(1)当纤维从成型模中脱出时，通过对纤维一侧加热稍大强另一侧(或反过来使一侧冷却得比另一侧快)选择性地对这些纤维进行热淬火;(2)，通过拉伸而后松弛，或在一定张力下使纤维绕一锐角边缘通过而后松弛的方式可以使用合成聚合物，例如聚酯，制成的纤维卷曲;(3)通过浸入甲醇中。在一个可取的方式中，这些纤维大部分是螺旋状的，不管用什么方法使毛细通道纤维皱缩或按其他方式卷曲，然后根据需要可以对它们进行疏理，以便形成一纤维组件。
最佳卷曲幅度是在约0.1mm至约5mm的范围，一般卷曲的频次是从每时纤维约为1至约每时约为10。具有约0.5mm幅度和约每时为6个褶的纤维甚至对于较高纤度分布的具有大毛细通道的纤维也表现出良好的柔软性。
(b)纤维结构和表面特性在此所用的毛细通道纤维25可以由任何能用的、当湿润时不湿胀的聚合物制造。聚合物例如聚乙烯、聚丙烯、聚酯(最佳)以及其他类似的材料，只要它们是可纺的、以便使它的成型带有外表面毛细通道，在这里就是有用的。这些聚合物是可熔化挤压的，这是方便的。通常在此的毛细通道纤维将由一种合成的聚对苯二甲酸乙酯聚合物的熔融物制造，该熔融物的固有粘度(“Ⅳ”)从约0.6到约0.9。(Ⅳ是一个技术术语，并可以用公知的方法确定，见例如美国专利4829761的第8栏)。聚合物的熔融物的Ⅳ同聚合物保持毛细通道纤维壁形状的能力有关，并同聚合物的平均分子量有关。例如在此采用固有粘度约为0.7的聚酯是合适的，但利用固有粘度为0.9的聚合物将更为可取，因为这将使篆的壁更薄，然而仍具有足够的强度以防止在使用压力下破裂。
毛细通道纤维25的纤度最好为约10至约22登尼尔。当然不难理解，所用的纤度是由配方设计师确定，每纤登尼尔数为约25至约35的范围无疑是可以的。
毛细通道纤维的深宽比最好为约2.0，除了工艺的限定条件下，如上所述还应考虑经济因素，通常采用约1.3的深度/宽度比。满足在此应用的典型的和易于生产的毛细通道纤维的壁厚约46μ，而壁间的距离约33μ，壁本身的厚度通常为约3-15μ。虽然这些尺寸是允许改变的，但由聚酯制造的和具有这些特性的毛细通道能很好地达到其预期的目的。这些纤维可以利用通用的工艺设备制造，并在卫生器件(特别是卫生巾和内裤衬里)所遇到的那种类型的压力下，不使毛细通道壁塌陷或展开到损失毛细作用的程度。
毛细通道29可以有各种形状。在特定的产品用途中，某些形状可以提供特定的优点。例如可以使用带有悬挂于其上的稳定部分的U形、H形、C形的以及V型的毛细通道25。此外可以重复基本的形状(见图)，或甚至可以分叉，以便生产出含有多毛细通道的纤维，但应当注意，如果采用多于约三个的重复形状，要考虑在纤维中增加一些加强部件。图6中的多“U”纤维提供一个另外的优点-由于面对面的接触具有附加的毛细作用和易于卷曲。
在此采用的这种类型的毛细通道纤维25的制造方法在下列专利申请文件中有描述发明人为PhillipsJones等人的1991年7月23日递交的EPO申请391814和共同在审查中的美国07/7356261号部分接续专利申请，名称为“能自动地传输流体的纤维”(EastmanChemicalCampany);1992年7月23日递交的名称为“吐丝器的孔和带有稳定腿的长纤维”的07/91817号尚在共同审查中的美国专利申请(发明人Phillips等);以及1990年2月20日递交的名称为“开放的毛细通道结构，制造毛细通道结构的改进工艺及其使用的拉压模具”申请号为07/482466的尚在审查中的专利申请(发明人Thompson和Krautter)。
虽然用于制造毛细通道纤维的聚合物本身是不吸水的(或不吸尿或含血的流体例如月经)，但这些纤维本身最好是亲水的。因为大多数合成聚合物是疏水的，所以要对此处用的毛细通道纤维进行表面处理以使其获得亲水性能。
聚合纤维的表面处理包括在拉伸纤维文献中熟知的工艺。这些工艺通常包括用亲水试剂特别是用表面活性剂处理纤维表面。[通过含水的流体使纤维获得可润湿性能的亲水化可按常规方法测量，例如利用可变触角测量法。接触角小于90℃一般表明是一个亲水表面。可以用一种CAHN表面张力分析器(SFA)测量亲水性能，也可以用各种其它公知的仪器。]用在这些工艺中的典型的表面活性剂包括各种在公知的清洗文献资料中的普通型的非离子的和阴离子的有清洁效力的表面活性剂。亲水化试剂包括润湿剂例如聚乙二醇单月桂酸酯(例如PEGOSPERSE200ML，从LonZa，Inc.Williamsport，PA.USA购买的一种聚乙二醇200单月桂酸酯)，以及乙氧基化的油酰醇类(例如从CrodaInc.NewYork，NewYork，USA购买的VoLpo-3)。其它种亲水试剂和工艺也可采用，它们包括在纤维和纺织领域中为增加润湿性能，改善污物的分离性质的那些专业人员熟知的技术等。可以在使用前的各个阶段将亲水化试剂填加到聚合物中，当然，最好是在毛细通道控制到其最终尺寸之前填加。例如可以将亲水化试剂在熔融或混合到聚化物中接着进行熔融之前超前填加到聚合物中。也可以将填加的亲水化试剂跟在成形之后涂到聚合物上(例如在熔融，润湿或干拉伸等工艺中跟在从拉制成形模脱出之后)，最好是在纤维拉制成小直径之前加入。当然，由于此处吸收用品是用业同人体的敏感部位接触的，所以用于亲水化毛细通道纤维表面的表面活性剂最好是无毒性的和对人的皮肤无刺激性的。用于亲水化毛细通道纤维的各种表面活化处理方法在后面实施例中将描述。用于使纤维表面亲水化的另一些方法包括使该表面经受离子化辐射，例如用等离子体、这些方法的优点是没有表面活性剂残留在纤维表面上。无论哪种方法，其总的目标是要保证在此所用的毛细通道纤维具有被其要传输的流体自发地润湿的性能。
(c)毛细通道纤维的各种形状毛细通道纤维25最好成图1和2所示的纱的形状。毛细纤维25的纱由单独的毛细纤维25组成，毛细纤维25在拉伸后已经产生卷曲。对毛细通道纤维少量加捻可使纤维之间具有内聚性。
用在纱中的毛细通道纤维25最好是具有一个如图3所示的H形的横截面。H型毛细通道纤维25的壁深约46μ，两壁间的宽度为33μ，纤维的纤度约16登尼尔。毛细通道纤维纱的纤度约657登尼尔。最好将纤维变成螺旋形，其幅度约0.15mm，卷曲的频度为每时纤维约8.3。
在另一个实施例中，毛细通道纤维25可以成一个无纺的形式。该无纺物最好是一个由卷由成螺旋状的2时长的纤维组成的热粘接，成块状的和成针状的片料。其它的形成无纺物的方法包括梳理，无规则处理，防粘、针刺穿孔，热油施压卷曲等。纤维具有每根纤维的17登尼尔的纤度。最终的无纺物的基重最好为约11.6OZ/Ya2。一种适合的由毛细通道纤维组成的无纺物在1992年9月10递交的名称为“流体接收传输和保存的结构”的美国专利申请(发明人Thoupson等人)中有描述。
E.在各层间的流体流流体首先冲击到卫生巾20的底片22上，然后经过底片22朝向流体流调整器21，流体流调整器21最好由第二顶片27和毛细通道纤维纱组成。使底片22同吸收芯24分开的流体流调整器21防止流体过快地到达下面的吸收芯24。如果流体同位于第二顶片27的褶26内的毛细通道纤维25的纱接触，流体将主要的沿卫生巾20的纵向散开。换句话说，由第二顶片和毛细通道纤维25组成的流体流调整器促进了流体的纵向运动，而不是使流体直接沉到在底片22上的冲击点正下方的吸收芯24的部分上。
第二顶片28允许流体沿Z方向朝吸收芯24运动，但其运动速度小到足以使流体的主要部分经毛细通道纤维25沿纵向运动，最后允许流体透过第二顶片27到达吸收芯24。
通过使身体排出的流体在沉积到吸收芯24上或被吸收芯24接收之前流动，使吸收芯24获得充分利用。由于充分利用了整个吸收芯24，所以可以减少侧沾污，这对于所有实际的排泄场合都适用。
在流体被吸收芯24吸收之前使流体沿纵向运动的想法对于在一些情况下例如在卫生巾的情况下是特别有价值的。在卫生巾中人体排泄流体的目标区几乎是卫生巾20的最窄的部分。因此，人体骨架强迫吸收芯的最大容量区处于横向，所以吸收芯24的很宽的主要部分没有被利用。
人体排泄的流体的总的运动可以被视为一种Z方向运动，而后，紧接Z方向运动之后被视为一种纵向运动。这就是说，当体液沉积到卫生巾20上时，它们首先穿过顶片22在Z-方向上运动。而后，体液在被输送到下面的吸收芯24上之前，借助流体调整器21的作用，在纵向运动。如上所述，这将使整个吸收芯24受到更有效的利用。
通过使流体在Z方向运动，而后，紧接Z方向运动在纵向运动，流体调整器的毛细通道纤维25得以“复原”以备下一次吸收流体，于是使顶片22保持新鲜、干燥的外观和感觉。卫生巾20就可以将这一过程继续下去，直至吸收芯24达到饱和。
为使流体在卫生巾20的各层之间运动，重要的是使各个层保持彼此紧密地，或者说是直接的接触。可以用一些方法实现这一接触，这些方法包括(但不限于)用粘接剂粘接、用超声波焊接等，或通过张力连接。
因此，在一个极为可取的模式中，在顶片22(由这里通向毛细通道纤维25)和流体调整器21的第二顶片28(由这里通向下面的吸收芯24)之间存在一个内联接的网络，于是流体高效地穿过顶片22，沿毛细通道25，进入第二顶片27，又进入吸收芯24。这种各层之间的相互连接即使在受到使用张力(例如潮湿、机械剪切以及与穿戴者的身体的运动相连系的受压-松弛)的情况下仍然保持着。
如果采用粘接剂连接，应该考虑几个因素。用在图形中的粘接剂的量应使吸收用品对使用者身体的粘接限制到最小，所述的图形是上面涂粘接剂的。
要意识到采用过量的粘接剂可能引起不希望的纤维25的毛细通道堵塞，从而降低了其作用。所以使用的粘接剂的数量应为一个“非干扰”的数量。这些数量可以根据选定的粘接剂，粘接剂的布置图形，毛细通道的宽度和纤维的宽度等而改变。控制粘接剂的数量还有助于使卫生巾对使用者身体的粘接达到最低限度。
粘接剂应该是对皮肤无刺激性的和用在同人体的敏感组织接触场合下为毒理学所接受的。粘接剂在湿气不存时(即制造该吸收用品时)，最好是在湿气存在时(即使用吸收用品时)仍保持其粘性。
粘接剂应该既是制造顶片时的粘接材料，又是制造毛细通道纤维的粘接材料。如果顶片或纤维量经表面处理的，例如用亲水化工艺，在选择粘接剂时应考虑处理过表面的本性。
在此使用的典型的粘接剂可以从乳胶粘接剂和热熔粘接剂中选取。
可以将粘接剂按一个随意的图形涂敷，然而最好利用螺线形或多重螺线形的图形。粘接剂线条可以通过0.2mm的喷咀按螺旋形图形喷射到顶片22的下侧即内裤侧，但是利用至少可以大到0.6mm的喷咀喷射的粘接层还是令人满意的。此外，也可以将粘接剂以点状喷射到顶片22上，但这不怎么可取。
适合的粘接剂可以从FindleyAdhesives购买，特别是热熔粘接剂4031和乳胶8085。根据在毛细通道纤维上的涂层的类型粘接剂的类型可以稍有不同。适合的涂层包括Eastman′sLK5483，LK5563和最可取的是Eastman′sLK5570，以及可以MILEASET的商品名称买到的聚合物，这种聚合物作为一种涂敷纤维的ethyleneterephthalate/polyetholglycalterephthalare脱污聚合物在洗涤工艺中是众所周知的，这种聚合物可从ICIAmerica买到。
如1986年3月4日授予Minetola等人的美国专利457398中所述，可以将粘接剂涂成粘接剂长丝的开放的网状图形。使用由粘接剂长丝的几线条组成的一个开放图形网状丝的适合的固定元件被滚压成螺线形制品，该滚压工艺是通过下列专利文件中所描述的装置和方法来说明的1975年10月7日授予Sprague，Jr的美国专利3911173;1978年11月22日授予Zieker人的美国专利4785996;以及1989年6月27日授予Werenicz的美国专利4842666。
通过在粘接过程中加压和/或通过使最上层毛细通道纤维“组合”而形成单独的纤维突起(这种突起使得与粘合剂接触的更好)的方法可以进一步改进顶片和下面的毛细通道纤维层之间的接触。
F.任选的保持装置在使用时，卫生巾20可以利用用于这种目的的任意的支撑部件或固定部件保持在一定位置上。卫生巾最好是置于使用者的内衣或内裤上并用-固定件(例如粘接剂36)固定于其上。粘接剂36为将卫生巾20固定到内裤的裆部提供一个手段。因此，底片23的外表面部分或全部涂上一层粘接剂。在已有技术中为此目的而用的任何粘接剂或胶都可以用作这种粘接剂，以压敏粘接剂为最可取。适合的粘接剂是由thecenluryAdhesivesCorporationofColumbus(Ohio)制造的CenturyA-305-Ⅳ，以及由thenationalstarchandChemicalCompanyofBridgewater(NewJersey)制造的InstantLock34-2823。适合的粘接件在美国专利4917697中有介绍。在卫生巾处在使用之前时，通常在压敏粘接剂36上盖有一层可撕开的防粘衬37，以便防止在使用前粘接剂变干或粘到除使用者内裤的裆部的表面以外的表面上。适合的防粘衬37也在上述参考的美国专利4917697中有描述。任何种市售的用于这些目的的防粘衬都可在此使用。适合的防粘衬的非限定性的例子是由AkrosilCorporationofMenasha(Widconsin)制造的BL30MG-ASi/oXEI/O和BL30MG-ASi/oX4P/O。在使用本发明的卫生巾20时，撕下防粘衬37，然后将卫生巾20放在内裤上，以便使粘接剂36同内裤接触，在卫生巾使用期间，粘接剂36保持卫生巾在内裤的合适位置上。
G.任选的部件卫生巾20还可以带有两个边舌34，其中的每个靠近吸收芯的侧边缘并沿横向从该侧边缘延伸出去。边舌34的形状应适合遮住在裆区的穿用者内裤的边缘上，以便使边舌34位于穿用者的内裤的边缘和大腿之间。
边舌34至少有两个作用。第一，边舌34有利于防止穿用者的身体和内裤被月经弄湿，最好是通过边舌34形成沿内裤边缘的一种双壁屏障。第二，边舌34最好带有位于穿用者内衣表面上的一些固定件，使得可以将边舌折在内裤的下方并且粘接到朝向内裤侧的衣服上。
边舌34可以由各种材料构成，这些材料包括类似于顶片、底片、织物这样的材料，或这些材料的组合物。此外，边舌还可以是附着在卫生巾主体部分上的一个独立的元件，或可以由顶片22和底片23的延伸部分构成(即整体的)。
一些带有适合与本发明的卫生巾一起使用的边舌的卫生巾在下列文件中被公开，它们是1987年8月18日授予Vantilburg的题目为“带有边舌的成形卫生巾”的美国专利4687478;1986年5月20日授予VanTilburg的名称为“卫生巾”的美国专利4589876，以及，1989年8月26日授予Medingly的名称为“卫生巾连接件”的美国专利4608047。
H.卫生巾各部件的组装最好是用下述方式组装卫生巾。为了简单起见，通过一种可能的方法描述这个组装过程。下面描述的步骤可以用很多多种不同的方式完成。还有很多组装卫生巾的其它方式。所有这些可供选择方案都在本发明的范围内。
将第二顶片27辅放在一个成形棒上，以便在第二顶片上形成第一个褶。重复这个工艺直到在第二顶片27上6-12个褶全部完成为止。
将毛细通道纤维25的纱放入第二顶片27的每个褶中。直到可以看到毛细通道纤维25的纱高出第二顶片27的褶之外为止。毛细通道纤维的纱可以以连续的股的方式放在褶中，随后梳理伸出顶片27的端部之外的那部分纱。或者采用另外的方案;将各个纱预先切割成可以放入第二顶片27的每个褶内的长度。
将粘接剂涂敷到顶片22的朝向内衣侧(下侧)上。最好是使粘接剂成螺线图形涂敷到顶片22的朝向内侧上。然后将顶片22放在打过褶的第二顶片22的顶部，以便使毛细通道纤维固定在顶片22和第二顶片27之间。为了实现固定在顶片上加压。
同时利用粘接剂将吸收芯24粘到底片23的朝向身体的表面上。在将吸收芯24粘定到底片23上之前获得这些用于吸收芯的部件。吸收芯24最好是一个上述的由两层交联纤维素纤维41和42同夹在其中间的凝胶材料颗粒40组成的叠层。吸收凝胶材料40放在片的顶部(或其部分底部)，从而形成交联纤维素纤维的底层42。将吸收芯24的上层41放在吸收凝胶材料40的叠层颗粒的顶部。将该吸收芯部件通过缝纫或粘接剂固定到一起。然后将该底片吸收芯组件放在顶片收集层组件上，这样就构成了一预组装的卫生巾。然后将该预组装的卫生巾进行简单地密封。在一个更可取的工艺中通过一个加热装置将卫生巾的纵向侧边缘部分和端边缘部分密封。加热装置将纵向侧边缘部分和端边缘部分“熨”在一起。
3.本发明卫生巾的另一实施例图9是本发明的卫生巾60在处于扁平状态的情况下的另一个实施例的顶视图，为了更清楚地显示卫生巾60的结构而将其构造的若干部分剖开，并且朝向或接触穿戴者60a的卫生巾60的那部分朝向观察者。如图9所示，卫生巾60最好包括一个透液的顶片62、一个与顶片62相连接的不透液的底片63、一个位于顶片62和底片63之间的吸收芯64和位于顶片62和吸收芯64之间的流体调整器61。流体调整器61包括一个第二顶片66和由具有外表面毛细通道的无纺物65。
图10为沿图9的剖开线取的卫生巾60的剖视图。如图10中可以看到的那样，由具有外表面毛细通道纤维构成的无纺物65叠加在第二顶片66朝向身体的表面上。第二顶片与无纺物一起构成流体调整器61。流体调整器61最好设置的形成一系列基本上沿平行于卫生巾60的纵向延伸的褶67。
卫生巾60具有两个表面，一个朝向人体的表面60a和一个朝向内衣的表面60b。图9所示卫生巾是从它的朝向人体的表面观察的。朝向人体的表面60a是要巾近穿戴者身体被穿用，卫生巾60的朝向内衣的表面60b。位于相反的一侧是要用于靠近穿用者的内裤上。
卫生巾60最好包括用于将卫生巾60粘到使用者内衣上的粘接固定件71。可分开的防粘衬72覆盖在粘接固定件71上，以便在使用前防止粘接剂粘到除内裤的裆区以外的表面上。
底片63、顶片62，吸收芯64，粘接固定件71和防粘衬72，第二顶片66和无纺物65最好是由上面详述的材料组成，以及按上面详述的结构构成。
最好使无纺物65的纤维的通道的方向基本向朝向纵向。因此，使沉积在无纺物65上的流体在引到第二顶片66之前沿纵向运动，第二顶片66将流体引到吸收芯64。
虽然已经对本发明的具体实施例结合图示作了描述，但是对于本专业的普通技术人员来说，可以在不违背本发明的精髓和在本发明的范围内可以做出各种不同的改变和改型。因此所有在本发明的范围内这些改变和改型都将被本发明的权利要求书所包括。
权利要求
1.一种具有一个纵向，一个横向和一个Z向的吸收用品，该吸收用品包括(a)一个透过流体的顶片；(b)一个同该顶片相连的不透流体的底片；(c)一个定位在该顶片和该底片之间的吸收芯，该吸收芯具有一个朝向顶片的上表面和一个朝向该底片的下表面；(d)一个定位在该顶片和该吸收芯之间的流体流调整器，该流体流调整器促进了流体沿纵向的运动，同时控制流体沿横向和Z向的运动。
2.如权利要求1所述的吸收用品，其中，该流体流调整器包括一个第二顶片和一些具有外表面毛细通道的纤维。
3.如权利要求2所述的吸收用品，其中，该第二顶片的配置是使若干褶基本上沿着平等该吸收用品的纵向延伸。
4.如权利要求3所述的吸收用品，其中，该具有外表面毛细通道的纤维被加工成纱状并定位在该第二顶片的褶内。
5.如权利要求3所述的吸收用品，其中，该具有外表面毛细通道的纤维加工成无纺物，该无纺物叠在该第二顶片上。
6.如权利要求3所述的吸收用品，其中，该无纺物的具有外表面毛细通道的纤维的取向是使它们的通道基本上位于平行该吸收用品的纵向。
7.如权利要求2所述的吸收用品，其中，该外表面毛细通道纤维是亲水的。
8.一种有一个纵向、一个横向和一个Z向的吸收用品，该吸收用品包括(a)一个透过流体的顶片;(b)一个同顶片连接在一起的不透流体的底片;(c)一个定位在该顶片和7该底片之间的吸收芯，该吸收芯具有一个朝向该顶片的上表面和一个朝向该底片的下表面;(d)一个定位在该顶片和该吸收芯之间的第二顶片，该第二顶片的配置是使若干个褶基本上沿平行吸收用品的纵向延伸。(e)定位在该顶片和该底片之间的若干个具有外表面毛细通道的纤维放置在该第二顶片的那些褶内。
9.如权利要求8所述的吸收用品，其中，该具有外毛细管通道的纤维被加工成纱状。
10.如权利要求9所述的吸收用品，其中，毛细管通道纤维是亲水的。
11.如权利要求10所述的吸收用品，其中，具有毛细通道的纤维纱具有H形的横截面。
12.如权利要求9所述的吸收用品，其中，具有外表面毛细通道的纤维纱被加捻。
13.如权利要求8所述的吸收用品，其中，该吸收芯包括放置在该吸收芯的上下表面之间的吸收凝胶材料。
14.如权利要求8所述的吸收用品，其中，该第二顶片是一个织物。
15.一种有一个纵向，一个横向和一个Z向的吸收用品，该吸收用品包括(a)一个透过液体的顶片;(b)一个同顶片连接的不透液体的第二底片，(c)一个定位在该顶片和该底片之间的吸收芯，该吸收芯具有一个朝向该顶片的上表面和一个朝向该底片的下表面;(d)一个定位在该上表面和该吸收芯之间的第二顶片，该第二顶片的配置是使若干个褶基本上沿着平行吸收用品的纵向延伸。(e)一个无纺物定位在该顶片和该第二顶片之间，并叠加在该顶片的朝向身体的表面上。
16.如权利要求15所述的吸收用品，其中，该无纺物是由具有外表面毛细通道的纤维组成。
17.如权利要求16所述的吸收用品，其中，该具有外表面毛细通道的纤维的取向是使它们的通道基本上位于平行该吸收用品的纵向。
18.如权利要求17所述的吸收用品，其中，该具有外表面毛细通道的纤维是吸水的。
19.如权利要求15所述的吸收用品，其中，该吸收芯是由放置在该吸收芯的上下表面的吸收凝胶材料组成。
20.如权利要求15所述的卫生巾，其中，该第二顶片是一个织物。
全文摘要
本发明提供一种吸收用品，特别是包括有一个定位在顶片和吸收芯之间的流体流调整器的卫生巾。在使用时，沉积在顶片上的流体在到达吸收芯之前借助于流体流调整器自发地沿纵向运动。流体流调整器通过使大部分流体沿纵向运动，使吸收芯的利用更有效。
文档编号A61F13/15GK1086989SQ9311908
公开日1994年5月25日 申请日期1993年9月10日 优先权日1992年9月10日
发明者C·W·查佩尔, L·M·海恩斯, J·L·哈蒙斯, T·L·约翰逊 申请人:保罗格特-甘布尔公司