包含具有高流量能力的材料的吸收制品的制作方法

专利名称：包含具有高流量能力的材料的吸收制品的制作方法
技术领域：
本发明涉及吸收性制品，如尿布，失禁用三角裤，长内裤(training pants)，尿布托和衬垫，卫生保健服装等，更准确地说，本发明涉及这样的吸收性制品，当被体液润湿时，所述制品能提供改善的配合。改善的配合是通过使用具有高流量能力的材料而实现的。
背景技术：
婴儿以及其它的失禁个人穿戴吸收性制品如尿布，以便吸收并保留尿和其它身体排出物。吸收性制品不仅起容纳排出的物质，而且还起将这些物质与穿戴者的身体隔离和与穿戴者的服装和被褥隔离的作用。具有许多不同基本设计的一次性吸收性制品在现有技术中是已知的。例如，再审美国专利US26,152(标题为“一次性尿布”，1967年1月31日授权于Duncan和Baker)描述了一种具有广泛接受性并在商业上获得成功的一次尿布。US3,860,003(标题为“用于一次性尿布的可收缩的侧部”，1975年1月14日授权于Buell)描述了一种具有广泛接受性并在商业上获得成功的弹性腿部裤口的一次性尿布。
当处于干燥状态，特别是处于湿润状态时，穿着在穿戴者腿之间的制品的区域中，许多尿布设计是相当宽且膨松的。由于在穿着时这些尿布往往会聚拢，因此，将使穿戴者感到有些不舒服。为改善穿戴者不舒服的问题，US4,610,678(Weisman等人)描述了包含致密芯的尿布，所述的芯比先前设计的构形更窄。尽管如此，这些制品仍将在制品的排泄区域内储存大量的吸收液。所述的排泄区域设置在当穿戴时贴合在穿戴者裤裆区内的制品部分内。
由于先前的吸收性制品不能有效地散布液体，因此，通常将这些制品设计成在尿布的裤裆区内储存大量液体。于是，在每次加载时，制品的该区域的膨松性增加，并因此往往会使穿戴者感到更为不舒服。例如可参见US5,098,423(Pieniak等人)，该专利建立在Weisman专利的基础之上，并描述了一种干燥膨松性低的一次性尿布。所述专利把焦点集中在当处于干燥状态时，得到具有相当低横截面、特别是“冲击区”的横截面的制品(在该专利中，所述冲击区的长度定为制品长度的五分之二和五分之三)。实际上，所述制品的重要方面是冲击区中吸收材料吸收液体的能力。该专利具体指出，总吸收液体的至少60％被保留在尿布的冲击区中。因此，尽管该专利讨论了希望改善处于干燥状态时的配合性，却不能提供在整个穿戴周期内具有改善配合性和舒适性的制品。此外，为改善配合性，主要考虑的是在使用期间将折叠并聚拢的薄和宽的结构，而不是使裤裆区中吸收材料的窄度和松厚性(干燥和湿润的)最优化。因此，上述专利中所述的制品当处于干燥状态时具有整个很小的横截面积，这是通过提供相当薄(即在制品的Z-方向)、相当宽(即在制品的X-方向)的芯而实现的，其中裤裆区内具有60％的吸收能力。当制品被体液湿润时，这将使舒适性变差。
因此，提供一种甚至在制品被体液湿润之后，仍能提供更好的配合性以及穿戴舒适性的吸收性制品是有利的。此外，提供在干燥和湿润状态下裤裆区均具有降低的松厚性的吸收性制品也将是有利的。
因此，本发明的目的是，通过在制品的裤裆区中包括有具有相当长时间从裤裆区散开大量流体能力的材料，而提供一种使穿戴者感到更为舒适的吸收性制品。包括这样的材料使流体远离吸收芯的裤裆区移动，从而在裤裆区提供具有降低的松厚性的制品，即使制品被大量流体润湿时。
本发明的另一个目的是，通过减少制品裤裆区中保留的相对液体量，而提供在使用期间对穿戴者具有改善的配合性的吸收性制品。
本发明的这些目的和其它的目的，在参考下列说明以及附图之后将变得更为清楚。
发明概要本发明提供了吸收性制品，如尿布，失禁用三角裤，长内裤，尿布托和衬垫，卫生保健服装等，这些制品在充分包含身体排出物的同时，能对穿戴者提供改善的配合性和舒适性。所述的吸收性制品有一密封组件(底架)，该组件包含外复盖层以及与外复盖层相结合的吸收芯；所述外复盖层通常包含透液顶片和不透液底片。对吸收芯进行设计，以便相对于其它芯区在裤裆区内保留少量的液体，甚至当使用期间吸收芯吸收大量液体时也是如此。为取得所述的效果，对吸收芯进行设计，以致使液体大量地从裤裆区移至制品的前端和/或后端。特别是，吸收芯含有能够移动相当大量流体的材料，甚至在相当长时间之后。该能力以材料的递增的流量值(Incremental Flux Value)反映，它是在10和30分钟，每分钟每平方厘米(即材料的干燥横截面积)从裤裆区移走的流体(合成尿)量(以克表示)的量度。下面将详细描述递增的流量，在测试方法部分将详细描述递增的流量的测试方法。
一方面，本发明涉及包含吸收芯的吸收性制品，所述吸收芯带有裤裆区，其中(i)裤裆区的吸收能力不大于吸收芯整个吸收能力的40％，(ii)裤裆区包含在10分钟时递增的流量值(下文以“IF10值”表示)至少约0.5克/厘米2/分钟的材料。另外，本发明还涉及包含吸收芯的吸收性制品，所述吸收芯带有裤裆区，其中(i)裤裆区的吸收能力不大于吸收芯整个吸收能力的40％，(ii)裤裆区包含在30分钟时递增的流量值(下文以“IF30值”表示)至少约0.3克/厘米2/分钟的材料。另一方面，本发明还涉及包含吸收芯的吸收性制品，所述吸收芯带有裤裆区，其中(i)裤裆区的吸收能力不大于吸收芯整个吸收能力的40％，(ii)裤裆区包含IF10值至少约0.5克/厘米2/分钟和IF30值至少约0.3克/厘米2/分钟的材料。
附图概述尽管说明书以认为是构成本发明的特别指出的且明确要求保护主题的权利要求书结束，但相信，根据下面的说明，并结合附图将更有利地理解本发明，在附图中，用相同的符号来表示基本相同的元件，其中

图1是根据本发明吸收制品的顶视图，其中顶片是透明的，以便更清楚地示出吸收芯；图2是本发明优选吸收芯的平面图；图3是本发明另一吸收芯的平面图；图4说明了如何确定穿戴者的裤裆位置，吸收制品以及相应的吸收芯；图5是本发明多层吸收芯的分开的透视图；图6是用来对制品进行加载的装置的示意图，根据测试方法部分(TestMethod section)中所述的其它的步骤对制品进行表征。
发明的详细说明在本发明中，术语“吸收性制品”指的是，吸收和容纳身体排出物的器件，更具体地说，靠着穿戴者的身体或在身体附近放置的、以便吸收和包容从身体排出的各种排出物的器件。吸收性制品包括设计用来吸收尿的器件，这些器件是失禁者使用的。所述的失禁制品包括但不局限于尿布，成人失禁三角裤，长内裤，尿布托和衬垫。其它的吸收性制品包括设计用来吸收血基液体如月经的那些制品。所述的卫生保健制品包括塞子，月经垫等。在本发明中使用的术语“一次性”表示将不打算进行洗涤或以另外的方式作为吸收性制品储存或再利用的吸收性制品(即在一次使用后它们将被丢弃，优选的是，用适合环保的方式进行回用、制成堆肥或其它的处理)。“整体的”吸收性制品指的是这样的吸收性制品，它们由组合在一起的各独立部件组成以形成一协调的整体，以致使它们无需独立操纵的部件如独立的托和衬垫。
在本发明中使用的术语“吸收芯”指的是，吸收性制品的一部分(例如层)，它起收集、散布、传递、储存和/或再散布液体的作用。收集材料包括其主要作用是先收集然后放弃液体的那些材料。所述的材料包括收集层，顶片材料，传递层，流动控制组件，设计用来防止水凝胶型聚合物等迁移的包装纸或无纺片材。在本发明中使用的术语“散布材料”指的是其主要作用是将液体吸收并散布、再散布至远离液体起始加载位置的位置的吸收芯材料。在本发明中使用的术语“储存材料”指的是以重量计将留着绝大多数被保留的液体的吸收芯材料。应理解的是，术语“散布材料”和“储存材料”彼此并不是排他的。在某些实施方案中，单一的材料可以同时起提供液体散布和液体储存的作用。
在本发明中使用的术语“前面”指的是准备放置在邻近穿戴者前部的制品或吸收芯部分。术语“后面”指的是准备放置在邻近穿戴者后部的制品或吸收芯部分。因此，所使用的相应的术语“在…之前”意指比制品或芯的前部更靠前的制品或芯的位置，而术语“在…之后”意指比制品或芯的后部更靠后的制品或芯的位置。
在本发明中使用的术语“Z-方向”指的是与元件、芯或制品的长度和宽度垂直的方向。该Z-方向通常相当于元件、芯或制品的厚度。
在本发明中使用的术语“X-Y方向”指的是与元件、芯或制品的厚度垂直的平面。该X-方向和Y-方向通常分别相当于元件，芯或制品的宽度和长度。
制品以及制品吸收芯的“裤裆位置”是这样确定的将制品穿在站立位置的穿戴者身上，然后以数字八的构形绕腿缠上一可伸缩的长丝(参见图4)。相应于长丝相交位置的制品和吸收芯的位置认为是制品和吸收芯的裤裆位置。应理解的是，所述裤裆位置是以预定的方式将吸收性制品穿在穿戴者身上，并确定交叉长丝与制品/芯接触的位置而确定的。
在本发明中所称的吸收芯的“裤裆区”相当于吸收芯总长度(即y-方向)的50％，其中裤裆位置位于裤裆区的纵向中心。也就是说，通过如下方式确定裤裆区首先确定吸收芯的裤裆位置，然后向前和向后测量吸收芯总长度的25％。
在本发明中使用的术语“裤裆宽度”指的是吸收芯层裤裆区的宽度，当通过如下所述的液体收集法(Fluid Acquisition method)对制品加载制品到总吸收能力的70％时，吸收芯层将留着绝大多数的液体。当该层由许多不连续的层组成时，具有最小宽度的层为该层的宽度，因而为吸收芯的裤裆宽度。如果用横向(X-)方向来确定层的轮廓，那么通过最高定量区的宽度来确定该层的宽度。确定裤裆宽度的方法描述于如下的测试方法部分(Test Methodssection)中。
在本发明中使用的术语“裤裆横截面积”指的是，吸收芯层裤裆区的干横截面积，当通过如下所述的液体收集法(Fluid Acquisition method)对制品加载至总吸收能力的70％时，吸收芯层将保留绝大多数的液体。当该层由许多不连续的层组成时，测量各层的宽度和厚度，其各个横截面积的总和就是裤裆区的横截面积。确定裤裆横截面积的方法描述于如下的测试方法部分(TestMethods section)中。
在本发明中使用的术语“层”指的是，吸收结构可辨别的部件，而称之为“层”的任何结构实际上可以包括如下所述必不可少材料的若干片材或网幅的层合材料或组合。在本发明中所使用的术语“层”包括“多层”和“层状的”。就本发明而言，还应理解的是，术语“上面”指的是，最靠近制品顶片并与之相面对的吸收芯层；相反地，术语“下面”指的是，最靠近制品底片并与之相面对的吸收芯层。应指出的是，根据本发明的吸收性制品的各种部件、层以及结构通常可以是平面的或非平面性的，并且可以任何希望的构形形成一定的形状或构形。
在图1中示出了呈尿布20状吸收性制品的实施方案，该尿布带有本发明所述的吸收芯。图1是平放、未收缩状态(即除去了任何弹性引起的收缩)尿布20的顶视图，所述尿布有顶片22，底片24，以及设置在顶片22和底片24之间通常表示为28的吸收芯。为了更好的说明吸收芯28，以透明的方式示出的顶片22。
如图1所示，尿布20有前腰带区32，后腰带区34，中心区36以及由底片24的外缘限定的周边38，并且将该周边的纵向边缘以40表示，而将两端边缘表示为42。尿布20的纵向轴基本上平行于纵向边缘40，并称之为纵向中心线67(相当于y-方向或长度)，而横轴基本上平行于端缘42，并称之为横向中心线66(相当于x-方向或长度)。腰带区32和34包括尿布20的上面部分，当穿戴时该部分包裹穿戴者的腰部。中心区36为腰带区32和34之间的尿布20部分，并且包括这样的尿布20部分当穿戴时该部分置于穿戴者的腿之间，并且覆盖穿戴者的下躯。因此，中心区36限定尿布20或其它一次性吸收制品通常的液体沉积区。
顶片22和底片24能以任何合适的方式结合在一起。在本发明中使用的术语“结合”包括通过将顶片直接附着至底片上而将顶片22直接连接至底片24上的各种构形，以及通过将顶片附着至中间元件，然后再将中间元件附着至底片上而将顶片间接地连接至底片上的各种构形。优选的是，通过连接手段(未示出)如粘合剂或现有技术中已知的任何其它连接手段将顶片22和底片24直接连接在一起。例如，可以使用均匀连续的粘合剂层，粘合剂构图层，或一系列粘合剂的独立的线或点，将顶片22粘结至底片24上。如图1所示，顶片22的尺寸构形稍小于底片24。然而，顶片22和底片24两者的尺寸构形可以相同(即作同等延伸的)，这样的话，它们将在尿布20的周边38处连接在一起。底片24的大小部分由吸收芯28的大小和所选的准确的尿布设计方案来确定。在图1所示的实施方案中，底片24具有沙漏形的构形。然而，其它合适的构形有例如矩形，I-形等。
尽管没有示出，但尿布20可以有对尿布产生收缩力的弹性元件，以致使其构形与穿戴者更为接近并使穿戴者更为舒适。这些弹性元件可以各种熟知的构形进行组合，所述构形如描述于US3,860,003(Buell，1975年1月14日)中的，在此引入该专利作为参考。可以在邻近尿布20的周边38处设置弹性元件，优选的是沿各个纵向边缘40进行设置，以致使弹性元件能拉伸，并将尿布20固定在穿戴者的两腿上。另外，还可将弹性元件设置在尿布20的两个端缘42上或其中之一的端缘上，以便提供一腰带，还可形成或不形成腿部裤口。例如参考US4,515,595(1985年5月7日出版，Kievit等人)，在此引入该专利作为参考。所述弹性元件以弹性可收缩的状态固定至尿布20上，结果是，在正常非约束的构形下，这些弹性元件将使尿布20有效地收缩或聚拢。可以至少两种方式，以弹性可收缩的状态固定所述的弹性元件。例如，在尿布处于非收缩状态下，对弹性元件进行拉伸并进行固定。另外，例如可通过打褶使尿布20收缩，并且在尿布处于未松驰或未拉伸的状态下，将弹性元件固定并连接至尿布20上。弹性元件可基本上伸长至中心区36中的尿布的整个长度，或者可伸长至尿布20的整个长度，或适于提供弹性可收缩线的任何其它长度。所述这些弹性元件的长度通常由尿布的设计方案来确定。
参考图1，吸收芯28以“I”构形表示。如上所述，吸收芯将包含前面区和后面区，以及裤裆区。根据本发明中的说明，通过确定芯28的裤裆位置，而确定了这些区。如上所述，参考穿戴者的解剖构型确定了裤裆位置。仅仅是为了说明，在图1中将芯28的裤裆位置表示为27。所述的裤裆位置27位于尿布20和吸收芯28的纵向中心线67上。与尿布和吸收芯的构形无关，情况通常将是这样的。然而，如图所示，在该特定的实施方案中，裤裆位置27不在横向中心线66上，但还可以有其它的尿布/芯的设计方案。如上所述，在确定吸收芯28的裤裆位置之后，通过由裤裆位置向前测量吸收芯总长度的25％(表示为横线61)和由裤裆位置向后测量吸收芯总长度的25％(表示为横线63)确定裤裆区。在该说明中，裤裆区就是位于横线61和63之间的吸收芯区。如图1所示，所示出的吸收芯28有前区52，后区54，以及裤裆区56。另外，可通过吸收芯中的裤裆位置的位置来确定吸收芯28的裤裆区56。
所述顶片22是柔顺的，具有柔软的手感，并且对穿戴者的皮肤无刺激性。另外，顶片是允许液体(如尿)容易地透过其厚度。合适的顶片可由许多种材料制得，所述材料如多孔泡沫；网状泡沫；多孔塑料薄膜；或者，天然纤维(例如木纤维或棉纤维)、合成纤维(例如聚酯纤维或聚丙烯纤维)或天然纤维和合成纤维的混合物的纺织物或无纺织物。优选的是，顶片由疏水材料制得，以便将穿戴者的皮肤与包含在吸收芯中的液体隔离开，所述吸收芯是利用表面活性剂在至少一个面上进行处理过的，以便使液体易于透过其厚度。
在本发明优选的实施方案中，至少使部分顶片经受机械拉伸，以便提供形成弹性侧嵌条的“零应力”拉伸层合材料。因此，顶片优选是可伸长的，最优选的是可拉伸的，但并不是必需有弹性的，因此，在机械拉伸时，顶片至少将有一定程度的永久性伸长，以致使它将不会完全恢复其原始构形。在优选的实施方案中，在不使顶片过度的破裂或撕裂下，使顶片经受机械拉伸作用。因此，优选的是，顶片具有低的横向屈服强度。
有许多可以用来制造顶片的制备工艺。例如，顶片可以是纤维的无纺织物网。当顶片包含无纺织物时，所述织物网可以是纺粘的，梳理的，湿成网的，熔喷的，水力缠结的，上述的组合等。优选的顶片是通过纺织技术中熟练技术人员已知的方法进行梳理并热粘结的。优选的顶片包含约2.2旦的短纤长度的聚丙烯纤维。在本发明中使用的术语“短纤长度纤维”指的是长度至少约15.9mm(0.625英寸)的那些纤维。优选的是，顶片的定量约18-25g/m2。合适的顶片由Veratec，Inc.，a division of Intemational PaperCompany(Walpole，Massachusetts)制造，牌号为P-8。
顶片22设置在吸收芯28的体表面上。在优选的实施方案中，将收集材料设置在吸收芯28和顶片22之间。优选使顶片22连接至收集材料上，并通过如本领域已知的粘结手段(未示出)连接至底片24上。就将底片24连接至吸收芯28上而言，合适的粘结手段描述如下。在本发明中使用的术语“连接”包括通过使部件直接附着至另一部件上而使部件直接固定至另一部件上的构形，以及通过使部件附着至中间元件上，然后再将中间元件附着至另一部件上而使部件间接地固定至另一部件上的构形。在本发明优选的实施方案中，在尿布周边处将顶片和底片彼此直接连接，以及通过粘结手段(未示出)将顶片和底片直接连接至吸收芯上而使它们间接地连接在一起。在另一实施方案中，吸收芯(或优选的收集材料)无需连接至顶片或底片上，结果是，该吸收芯“漂浮”在顶片和底片之间。
底片24是不透液的(例如尿)，并且优选由薄的塑料薄膜制造，但也可以使用其它柔性的不透液材料。在本发明中使用的术语“柔性的”指的是这样的材料所述材料是柔顺的并且易于与人体的大致体形和轮廓相一致。底片将阻止吸收并容纳在吸收芯中的排出物湿润与尿布接触的物品，如床单和内衣。因此，底片可以包含纺织材料或无纺材料，聚合物薄膜如聚乙烯或聚丙烯的热塑性薄膜，或复合材料如薄膜涂布的无纺材料。优选底片是厚度从约0.012mm(0.5密耳)至约0.051mm(2.0密耳)的薄膜。
在本发明优选的实施方案中，至少使部分底片经受机械拉伸，以便提供形成弹性侧嵌条的“零应力”拉伸层合材料以及如果希望的话使与弹性腰部件或任何其它的弹性部件重合的部分底片预应变。因此，底片优选是可伸长的，最优选的是可拉伸的，但并不是必需有弹性的，因此，在机械拉伸时，顶片至少将有一定程度的永久性伸长，以致使它将不会完全恢复其原始未扭曲的构形。在优选的实施方案中，不过度破裂或撕裂下，使底片经受机械拉伸作用。因此，优选的是，当利用与ASTM D-638一致的方法进行测量时，底片的横向断裂极限伸长率至少约400％至约700％。因此，用作底片的优选的聚合物薄膜包含高含量的线性低密度聚乙烯。用作底片特别优选的材料包括由约45-90％线性低密度聚乙烯和约10-55％聚丙烯组成的掺混物。用作本发明底片的举例性薄膜是由Tredegar Industries，Inc.(Terre Haute，Indiana)制造的，对于某些吹塑薄膜而言为X-8323，RR8220掺混物，对于某些铸膜而言为RR5475掺混物。
底片24优选是压花的(通常至厚度约0.127毫米(5.5密耳))和/或经过消光处理以提供更象织物的外观。而且，底片可允许水蒸汽从吸收芯中逸出(即透气的)，同时仍防止排泄物透过底片。
底片24设置在吸收芯28的下表面附近，并且优选通过粘结手段(未示出)，如本领域熟知的那些手段连接至吸收芯上。另外，还可将其它材料(例如收集材料)设置在底片24和吸收芯28之间。例如，通过均匀连续的粘合剂层，粘合剂构图层，或一系列粘合剂的独立的线，螺旋线，或点，可以将底片24固定至吸收芯28或任何插入材料上。业已发现，令人满意的粘合剂是由Century Adhesives，Inc.(Columbus，Ohio)制造且以Century 5227面市的产品；以及由H.B.Fuller Company(St.Paul，Minnesota)制造且以HL-1258面市的产品。粘接手段优选包括粘合剂长丝开口式网络图案，如于US4,573,986中所披露的，该专利的标题为“Disposable Waist-Containment Garment”，1986年3月4日授权于Minetola和Tucker。开口式长丝网络图案的举例性粘接手段包括卷曲成螺旋图案的若干粘合剂长丝线，如下列专利所示出的装置和方法所说明的US3,911,173(1975年10月7日授权于Sprague，Jr)；US4,785,996(1978年11月22日授权于Ziecker等人)；和US4,842,666(1989年6月27日授权于Werenicz)。另外，粘接手段可以包括热粘合，加压粘合，超声粘合，动态机械粘合，或者任何合适的粘接手段或现有技术中已知的这些粘接手段的组合。
吸收芯28将包含能吸收并容纳如尿和其它身体排出物这样的液体，并且能提供限定本发明的液体散布/储存性能的任何吸收部件。尽管在图1中将吸收芯28表示为“I”构形，但还可以使用任何的形状。例如，在图2中，吸收芯128为“沙漏”构形，其中所述吸收芯在其纵向边缘处有一弧形切口，通常表示为142。为了进行说明，用127来表示裤裆位置。(如上所述，从穿戴者外推吸收芯的裤裆位置)。如图所示，裤裆位置127通常位于纵向中心线167和横线(尽管在本实施方案中不在横向中心线上)168上。通过从裤裆位置向前测量吸收芯总长度的25％(表示为横线161)和从裤裆位置向后测量吸收芯总长度的25％(表示为横线163)而确定裤裆区。裤裆区156就是位于横线161和163之间的吸收芯区。除裤裆区156以外，吸收芯128还带有前区152和后区154。
图3阐明了另一尿布和相应的吸收芯构形。特别是，尿布220是这样构成的，以致它贴合在穿戴者的低移动区内。(低移动制品及相应的吸收芯的内容详述于US5,358,500中(La Von等人)，在此将这些内容引入作为参考)。另外，同样也使通常表示为228的吸收芯进行构形，以致使它贴合在穿戴者的低移动区内。
图4阐明了测定制品及其吸收芯裤裆位置的方法。参考图4，将站立穿戴者的双腿的横截面分别表示为301和302。连续的材料303(例如细绳或橡胶带)扭曲一次并在十分接近穿戴者下躯处沿穿戴者的腿部放置，以致使材料303的交叉位置304能外推至穿戴的制品上。由此，确定了制品吸收芯的裤裆位置，并且根据上述说明确定了吸收芯的裤裆区。
当干燥时以及湿润时，吸收芯的裤裆宽度在给穿戴者提供改善的配合性方面也是十分重要的。优选的是，裤裆宽度甚至被液体湿润时也是小的，以致使，当穿戴者的双腿靠拢时，吸收芯也只有最小的聚拢。在这方面，当干燥和湿润时，用于本发明的吸收芯的裤裆宽度任选不大于约7cm。在这种低松厚性的构型中，当干燥和湿润时，裤裆宽度优选不大于约6cm，更优选的是不大于约5cm。裤裆宽度的测量方法描述于下面的测试方法部分中。另外还优选的是，在吸收芯的裤裆位置处，吸收芯具有相对小的横截面积(X-尺寸乘以Z-尺寸)。在这方面，当干燥时，用于本发明的吸收芯的裤裆横截面积任选不大于约2.6cm2。优选的是，当干燥时，裤裆横截面积优选不大于约1.8cm2，更优选的是不大于约1cm2，更为优选的是不大于约0.6cm2，最优选的是不大于约0.4cm2。裤裆横截面积的测量方法描述于下面的测试方法部分中。
因此，根据每单位表面积所需的均匀容量，吸收芯的横截面积和/或裤裆宽度的减小将使通常液体沉积区内存在的材料量减少。先前试图通过减小裤裆区的宽度来改善配合性是通过增加每单位表面积的容量来实现的，以便保持裤裆区中所需的容量。先前所进行的各种尝试为了液体吸收率在裤区使用了辅助的纤维，并且在某些例子中，为了液体储存使用了辅助的形成水凝胶聚合物。因此，这些方法都将对干燥和湿润的制品的松厚性产生负面影响。相反的是，本发明的基础在于将裤裆中沉积的液体从该区中移开。这将从吸收芯裤裆区中液体储存量的减少而反映出。因此，吸收芯裤裆区将包含起将液体散布至远离裤裆区的作用的材料。(尽管液体散布是吸收芯裤裆区材料的一个重要的作用，但在裤裆区中其主要作用是储存液体的材料也包括在本发明的范围内，只要能实现本发明所需的性能)。特别是，本发明制品的吸收芯将包含具有将大量流体从制品的裤裆区移走的能力的材料，即使在相当长时间之后。
由于吸收芯是以如下方式用于吸收制品中的，即被吸收的液体在制品中必须从制品吸收芯内的相对较低的位置移动至相对较高的位置中，因此，垂直吸收液体的能力，即在重力相反方向上的液体吸收是一个重要的性能特征。逆重力移动液体的这种能力对于本发明是特别重要的，条件是使相当少量的液体储存在吸收芯的裤裆区中。
因此，吸收芯将包含IF10值至少约0.5克/厘米2/分钟的材料。材料的IF10值优选至少约0.6克/厘米2/分钟、更优选至少约0.8克/厘米2/分钟、再优选至少约1克/厘米2/分钟、再优选至少约2克/厘米2/分钟、又优选至少约3克/厘米2/分钟，最优选至少约5克/厘米2/分钟。
另一方面或此外，本发明的吸收芯将包含IF30值至少约0.3克/厘米2/分钟的材料。在这方面，材料的IF30值优选至少约0.4克/厘米2/分钟、更优选至少约0.5克/厘米2/分钟、再优选至少约1克/厘米2/分钟、再优选至少约1.5克/厘米2/分钟，最优选至少约3克/厘米2/分钟。
在一特别优选的实施方案中，吸收芯将包含IF10值至少约0.5克/厘米2/分钟和IF30值至少约0.3克/厘米2/分钟的材料。
本发明的吸收制品还包含这样的吸收芯，该吸收芯在平衡状态时，在其裤裆区中保留小于吸收芯总吸收容量的约40％的液体。当然，相对于吸收芯的前部/后部区域而言，在吸收芯裤裆区中储存更少量的液体是在穿戴期间吸收芯材料将液体从裤裆区移出的能力的反映，并因此改善了配合性和穿戴者的舒适性。在这方面，用于本发明的吸收芯将优选保持低于处于平衡状态时吸收芯裤裆区中吸收芯总吸收能力的约25％，更优选的是低于约15％，更为优选的是从0至约10％。
如上所述，吸收芯将包含起将液体散布在吸收芯裤裆区以外的作用的材料。在一个实施方案中，包含在吸收芯裤裆区中的材料与 吸收芯包含在吸收芯前部和后部的材料相同。也就是说，散布材料也适用于液体储存。另外，在吸收芯的前部和/或后部区域中，吸收芯可包含不同的、更高毛细管吸收作用的储存材料。所述的该储存材料然后将解吸相对更低量的毛细管吸收散布材料。
提供所需吸收性能的优选的吸收材料是开孔的吸收性聚合泡沫材料，所述材料是由高内相油包水乳液(下文称之为HIPE)的聚合所得到的。可以形成所述的聚合泡沫，以便提供所需的储存性能，以及所需的散布性能。当将不同的储存材料包括在吸收芯的前部和后部时，所述聚合散布泡沫优选将显示出能使其它的吸收芯部件将液体分离开的解吸性能。令人期望的是，甚至在“涌出”状态以及甚至在经受压缩负载时，该部件将保持穿戴者的皮肤处于干燥状态；该部件对于吸收制品的穿戴者来说是柔软、柔性和舒适的；并且具有相对高的液体吸收能力；以便提供有效利用吸收部件的尿布和其它的吸收性制品。
在此所使用的提供所需散布性能的HIPE衍生的泡沫描述于如下文献中共同待审的US08/563,866(DesMarais等人)，1995年11月25日申请(下文中称之为’866申请)；US5,387,207(Dyer等人)，1995年2月7日出版；和US5,260,345(DesMarais等人)，1993年11月9日出版；在此将这些文献引入作为参考。
用于本发明的聚合泡沫是相对开孔的那些材料。这意味着，泡沫的各个泡孔与邻接的泡孔是连通的。在所述基本开孔的泡沫结构中的泡孔具有细胞间的开孔或“窗口”，它们的大小足以使液体在泡沫结构中容易地从一个泡孔输送至另一个泡孔中。
这些基本开孔的泡沫结构通常将具有网状的特性，其中各个泡孔将被许多相互连接的、三维支链网所限定。构成这些支链网的聚合材料的线被称之为“支柱”。具有典型支柱型结构的开孔泡沫例如由’866申请中图1和2的照相图所显示。如果泡沫结构中至少80％的、至少1微米大小的泡孔与至少一个相邻泡孔相通的话，在本发明中所使用的泡沫材料是“开孔的”。
除开孔以外，这些聚合泡沫还可以是充分亲水的，以便使该泡沫能吸收下文所指出的含水液体量。借助聚合之后留在泡沫结构中残余的亲水表面活性剂，或者通过选择性的聚合后泡沫处理步骤，使泡沫结构的内表面变成亲水性的。
可以瘪泡(即未膨胀)聚合泡沫的形式制备聚合泡沫，该泡沫在与含水液体接触时将膨胀并吸收所接触的液体。例如参见共同待审的US08/563,866和US5,387,207。这些瘪泡聚合泡沫通常是借助对聚合的HIPE泡沫的水相通过压缩力进行压榨，和/或热干燥和/或真空脱水而得到。在压榨，和/或加热干燥/真空脱水之后，所述聚合泡沫处于瘪泡、或末膨胀状态。不可压瘪的泡沫，如共同待审的US08/542,497和US5,260,345中所述的那些泡沫也可用作散布材料。
这些泡沫的一个重要的参数是它们的玻璃化转变温度。Tg表示聚合物玻璃化态和橡胶态之间过渡的中点。Tg高于使用温度的泡沫将是十分强韧的，但其刚性也将是很大的，并且因此潜在地易于破裂。当所述泡沫是可压瘪的时，在瘪泡状态长时间储存之后，当用低于聚合物Tg的温度的含水液体湿润时，所述泡沫通常也需要花费很长的时间恢复至膨胀态。机械性能、具体地说是强度和弹性所希望的组合，通常需要对单体种类和用量进行恰当的选择，以便实现这些希望的性能。
业已发现，对于根据实验确定处于瘪泡状态的泡沫结构来说，聚合泡沫的每泡沫体积的比表面积是特别有用的。此外，该性能对于泡沫提供本发明中所述的吸收流量值(wicking flux value)的能力也是十分重要的。参见US5,387,207，其中对每泡沫体积的比表面积进行了详细的讨论。“每泡沫体积的比表面积”指的是，泡沫结构的毛细管吸收比表面积乘以其膨胀状态时的泡沫密度。根据实验已发现，每泡沫体积的比表面积至少约0.025m2/cc，更优选至少约0.05m2/cc，最佳至少约0.07m2/cc的聚合泡沫将保持瘪泡状态，并因此优选用于本发明中。
用于本发明的吸收性聚合物的另一个重要性能是其自由吸收能力。“自由吸收能力”是相对于试样中每单位质量固体材料，给定泡沫试样吸入其纤维结构中测试液(合成尿)的总量。特别适用于本发明吸收性制品中的吸收性泡沫的自由吸收能力为每克干燥的泡沫材料从约55至约100毫升，优选从约55至约75毫升的合成尿。所述泡沫自由吸收能力的测定方法描述于’866申请的测试方法部分中。
在暴露至含水液体中时，用于本发明的可涨缩的泡沫将膨胀并吸收液体。当将这些泡沫压缩脱水至其完全膨胀厚度的约1/6(17％)或更小的厚度时，它们将处于很薄的状态，而其储存效率和柔韧性将随之增加。这归因于膨胀泡沫的低密度。所述这些泡沫的“膨胀因子”至少约为4X，即膨胀状态下的泡沫厚度至少约为其瘪泡状态下泡沫厚度的4倍。本发明的瘪泡泡沫的膨胀系数通常从约4X至约10X。相比之下，先前高密度的泡沫的膨胀系数通常只有4X至5X。
就本发明而言，压缩脱水泡沫的膨胀厚度和压瘪厚度之间的关系，可根据下面的公式近似估测厚度膨胀＝厚度压瘪×0.133×W∶O比式中“厚度膨胀”为膨胀状态下的泡沫厚度；“厚度压瘪”为压瘪状态下的泡沫厚度；“W∶O比”为制备泡沫的高内相乳液的水与油之比。因此，由水与油之比为60∶1的乳液制得的典型泡沫的预定的膨胀因子为8.0，即泡沫的膨胀厚度为压瘪厚度的8倍。膨胀系数的测量方法描述于’866申请的测试方法部分中。
用于本发明的吸收性聚合物泡沫的重要机械特征为其膨胀状态时的强度，所述的该强度是通过其耐压缩挠度(RTCD)而测量的。泡沫所显示出的RTCD为聚合物模量，以及泡沫网络的密度和结构的函数。而聚合物模量是由如下因素确定的a)聚合物的组成；b)泡沫进行聚合的条件(例如所得到的聚合的完全度，尤其是交联的完全度)；以及c)通过处理后留在泡沫结构中的残余物质例如乳化剂而使聚合物增塑的程度。
当用作吸收性制品如尿布中的吸收剂时，本发明的泡沫必须具有适当的抵抗当所述吸收材料用于吸收并保留液体的使用中所遭遇到的力所产生的变形或压缩性。虽然不具有足够RTCD泡沫强度的泡沫在无负载条件下可以收集并储存可接受量的体液，但是，在包含所述泡沫的吸收性制品的使用者的运动和活动所产生的压缩应力下，将很容易排出所吸收的液体。
本发明的聚合泡沫所显示出的RTCD，可通过在某一限定的压力下，在某一规定的温度下，使饱和泡沫试样保持一特定的时间所产生的应变进行测量，而对RTCD进行定量分析。实施所述特定试验的方法描述于’866申请的测试方法部分中。用作吸收剂的泡沫为如下所述的材料所述材料显示出这样的RTCD，当泡沫结构用表面张力为65±5达因/厘米的合成尿饱和至其自由吸收能力时，5.1kPa的限定压力将产生通常约40％或更少的泡沫结构的压缩应变。优选的是，在所述条件下产生的应变在约2％至约25％的范围内，更优选的是从约2％至约15％，最佳从约2％至约10％。
泡孔，尤其是由包围相对不含单体的水相小滴的包含单体的油相聚合所形成的孔，常常是呈基本圆形的。所述圆形泡孔的大小或“直径”通常是表征泡沫的一个常用的参数。由于在给定聚合泡沫试样中的泡孔无需同样大小，因此，所指出的常常是平均泡孔大小，即平均泡孔直径。
有许多工艺可用来测量泡沫的平均泡孔大小。然而，用来测量泡沫中泡孔大小最常用的工艺包括基于泡沫试样扫描电子照片的简单测量。在此所给出的泡孔大小量度是基于膨胀状态下泡沫的数均泡孔大小。根据本发明，用作含水液体的吸收剂的泡沫的数均泡孔大小优选约为50微米或更小，通常从约5微米至35微米。
在本发明中所指出的“泡沫密度”(即在空气中每立方厘米泡沫体积泡沫的克数)是以干基计的。例如在HIPE聚合，洗涤和/或亲水化之后，留在泡沫中的水溶性残余材料例如残余盐和液体的吸收量，在计算和表达泡沫密度时忽略不计。然而，泡沫密度确实包括其它水不溶性残余材料，如存在于聚合泡沫中的乳化剂。事实上，所述残余材料将大量物质贡献给了泡沫材料。
提供每单位体积泡沫结构固体泡沫材料质量测量的任何合适的重量分析方法均可用来测量泡沫的密度。例如在US5,387,207的测试方法部分中进行更完全描述的ASTM重量分析方法就是可用来测量密度的一种方法。在其瘪泡状态时，用作吸收剂的本发明的聚合泡沫的干基密度值在约0.1至约0.2g/cc的范围内，优选从约0.11至约0.15g/cc，最优选的是从约0.12至约0.14g/cc。在其膨胀状态时，用作吸收剂的本发明的聚合泡沫的干基密度值在约0.010至约0.018g/cc的范围内，优选从约0.013至约0.018g/cc。
合适的吸收泡沫通常将显示出特别理想且有用的含水液体的处理和吸收特性。特别是，当将泡沫用作本发明吸收芯中的主要散布材料时，将液体从吸收芯的裤裆区移至吸收芯的前部和/或后部的能力是相当重要的。对于液体散布泡沫而言，最为相关的液体处理和吸收特性是A)液体通过泡沫结构的垂直吸收速率；和B)在相当长时间(例如10和30分钟)，材料每干燥横截面，从吸收芯裤裆区移出的流体量。泡沫的另一重要性能是从能与接触的泡沫竞争吸收结构中排出(分离出)液体的能力。
垂直吸收即在重力相反的方向上吸收液体是本发明中吸收泡沫所需的尤其希望的性能。这些泡沫常常以如下方式使用在吸收性制品中，以致使被吸收的液体必须在制品内从制品吸收芯内相对较低的位置移动至相对较高的位置。因此，这些泡沫逆重力吸收液体的能力与其在本发明吸收性制品中用作吸收材料特别相关。
垂直吸收流量试验测量每分钟从流体储存器中移走的吸收泡沫的每干燥横截面积上的测试液量，在10分钟和30分钟评估。在使试样在所需的时间段内垂直吸收试验液之后，进行所述的测量。垂直吸收流量试验详细描述在下面的测试方法部分中。
在本发明吸收芯中使用的吸收泡沫的另一重要性能是其毛细管吸收压力。毛细管吸收压力指的是泡沫垂直吸收液体的能力。[参见P.K.Chatterjee和H.V.Nguyen在“吸收性”(纺织科学技术)第7卷中所述；P.K.Chatterjee编辑；ElsevierAmsterdam，1985；第2章]。就本发明而言，所述的毛细管吸收压力是在31℃的平衡条件下，垂直吸收的液体负载为自由吸收能力50％时的静水压。静水压由液(例如合成尿)柱高度h表示。尤其适用于吸收性制品中用来吸收含水液体的优选的吸收泡沫，其毛细管吸收压力通常至少约24厘米(9.5英寸)。(用于本发明的泡沫，其吸收压力通常至少约30厘米，更优选的是至少约40厘米)。
在散布材料不是特别适合于储存所吸收的液体的那些实施方案中，吸收芯还将包含其主要作用是储存所吸收液体的材料，或材料的混合物。液体储存材料的作用是将身体排出物储存在远离穿戴者身体的位置，以便使穿戴者有干爽的感觉。使储存材料与散布材料保持液体接触，结果是，被散布材料吸收的尿或其它含水体液能被液体储存材料解吸。当将储存材料放置在吸收芯的前部和/或后部区域时，通过将绝大多数吸收的液体储存在远离制品的裤裆区，该吸收芯将提供良好配合性的益处。
能解吸散布材料的任何材料均可用作储存材料。例如，储存材料可包含形成水凝胶的聚合物，所述聚合物是水不溶的、但是水可溶胀的并且能吸收大量液体。通常将所述聚合物称为“水解胶体”或“超强吸收性”材料，并且可包括多糖，如羧甲基淀粉，羧甲基纤维素，和羟丙基纤维素；非离子类，如聚乙烯醇，和聚乙烯酯类；阳离子类，如聚乙烯吡啶，聚乙烯吗啉酮，和N，N-二甲氨基乙基或N，N-二乙氨基丙基的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，及其相应的季铵盐。通常，用于本发明的形成水凝胶的吸收性聚合物具有许多阴离子官能团，如磺酸基团，更典型的是羧酸基团。适用于本发明的聚合物的例子包括由可聚合的、不饱和的、含酸单体制得的聚合物。因此，所述单体包括至少有一个碳-碳烯属双键的烯属不饱和酸和酸酐。更具体地说，所述的单体可选自烯属不饱和羧酸和酸酐，烯属不饱和磺酸，及其混合物。
另外，在制备形成水凝胶的吸收性聚合物时，还可以少量地包括某些非酸单体。所述非酸单体可包括例如，含酸单体的水溶性或水分散性酯，以及不包含羧酸基团或磺酸基团的单体。因此，任选的非酸单体可包括含下列官能团的单体羧酸或磺酸酯，羟基，酰胺基团，氨基基团，腈基，季铵盐基团，芳基基团(例如苯基，如由苯乙烯单体衍生得到的基团)。这些非酸单体是熟知的材料，并详细描述于例如US4,076,663(Masuda等人，1978年2月28出版)和US4,062,817(Westerman，1977年12月13日出版)中，在此将其引入作为参考。
烯属不饱和羧酸和羧酸酐单体包括丙烯酸类，典型的是丙烯酸本身，甲基丙烯酸，乙基丙烯酸，α-氯代丙烯酸，α-氰基丙烯酸，β-甲基丙烯酸(巴豆酸)，α-苯基丙烯酸，β-丙烯酰氧丙酸，山梨酸，α-氯代山梨酸，当归酸，肉桂酸，对氯肉桂酸，β-硬脂基丙烯酸，衣康酸，柠康酸，中康酸，戊烯二酸，乌头酸，马来酸，富马酸，三羧基乙烯和马来酸酐。
烯属不饱和磺酸单体包括脂族或芳族乙烯基磺酸，如乙烯基磺酸，烯丙基磺酸，乙烯基甲苯磺酸和苯乙烯磺酸；丙烯酸和甲基丙烯酸的磺酸，如丙烯酸磺基乙酯，甲基丙烯酸磺基乙酯，丙烯酸磺基丙酯，甲基丙烯酸磺基丙酯，2-羟基-3-甲基丙烯酰氧丙基磺酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。
用于本发明的优选的形成水凝胶的吸收性聚合物包含羧基基团。这些聚合物包括水解淀粉-丙烯腈接枝共聚物，部分中和的水解淀粉-丙烯腈接枝共聚物，淀粉-丙烯酸接枝共聚物，部分中和的淀粉丙烯酸接枝共聚物，皂化的醋酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物，水解丙烯腈或丙烯酰胺共聚物，前述共聚物的轻度网状交联的聚合物，部分中和的聚丙烯酸，以及部分中和聚丙烯酸的轻度网状交联的聚合物。这些聚合物可以单独使用或以两种或多种不同聚合物的混合物使用。这些聚合材料的例子披露于US3,661,875，US4,076,663，US4,093,776，US4,666,983和US4,734,478中。
用于本发明的最为优选的聚合物材料是部分中和聚丙烯酸的轻度网状交联的聚合物及其淀粉衍生物。最优选的是，形成水凝胶的吸收性聚合物包含约50％至约95％，优选约75％中和的、轻度网状交联的聚丙烯酸(即聚(丙烯酸钠/丙烯酸))。网状交联使得聚合物基本上不溶于水，并且部分确定了形成水凝胶的吸收性聚合物的吸收能力和可萃取聚合物的含量特性。这些聚合物的网状交联方法和典型的网状交联剂详细描述于US4,076,663中。
形成水凝胶的聚合物还可以任选与纤维状材料组合以便形成储存材料。尤其是，纤维状材料将促进水凝胶型的聚合物对液体的吸收。尽管如此，还是优选使用相对高浓度的形成水凝胶的聚合物，与此同时需要避免由许多形成水凝胶聚合物所显示出的凝胶结块现象。在US5,599,335(Goldman等人)和US5,562,646(Goldman等人)中详细描述了高浓度水凝胶型聚合物的使用，在此将其引入作为参考。
包含形成水凝胶的聚合物的储存材料也可包含纤维状材料以形成纤维网或纤维状基体。用于本发明的纤维包括天然存在的纤维(改性或未改性的)，以及合成纤维。合适的未改性/改性天然存在纤维的例子包括棉，西班牙草，蔗渣，抢麻，亚麻，蚕丝，羊毛，木浆，化学改性的木浆，黄麻，人造纤维，乙基纤维素，和醋酸纤维素。合适的合成纤维可由聚氯乙烯，聚氟乙烯，聚四氟乙烯，聚偏氯乙烯，聚丙烯酸类如ORLON，聚醋酸乙烯，聚醋酸乙基乙烯酯，水不溶性或水溶性聚乙烯醇，聚烯烃类如聚乙烯(例如PULPEX)和聚丙烯，聚酰胺类如尼龙，聚酯类如DACRON或KODEL，聚氨酯，聚苯乙烯等制得。所使用的纤维可只包含天然存在的纤维，只包含合成纤维，或包含天然存在纤维和合成纤维任意相容的混合物。
所使用的纤维可以是，亲水纤维，疏水纤维或亲水纤维和疏水纤维的混合物。在本发明中使用的术语“亲水”描述了这样的纤维或纤维表面，它们可被沉积在其上的含水液体(例如含水体液)湿润。亲水性和湿润性通常根据所涉及的液体和固体的接触角和表面张力来确定。这在美国化学协会出版物，标题为接触角，湿润性和粘结力的文章中得到了详细的讨论(由Robert F.Gould编辑，1964年版)。当液体和纤维或其表面之间的接触角低于90度，或者当液体会自然地在纤维表面铺展时(这两个条件通常同时存在)，认为纤维或纤维表面将被液体湿润(即为亲水性的)。相反，如果接触角大于90度并且液体不会自然地在纤维表面上铺展，那么认为纤维或表面是疏水性的。
对于用于本发明的储存材料而言，优选使用亲水纤维。用于本发明的合适的亲水纤维包括纤维素纤维，改性的纤维素纤维，人造纤维，聚酯纤维如聚对苯二甲酸乙二醇酯(例如DACRON)，亲水尼龙(HYDROFIL)等。另外，也可通过对疏水纤维进行亲水化处理而得到合适的亲水纤维，如表面活性剂处理的或二氧化硅处理的热塑性纤维，它们是由如下物质衍生得到的，所述物质例如聚烯烃类如聚乙烯或聚丙烯，聚丙烯酸类，聚酰胺类，聚苯乙烯类，聚氨酯类等。出于可获得性和成本的原因，优选将纤维素纤维特别是木浆纤维用于本发明。
合适的木浆纤维可由熟知的化学方法如硫酸盐法和亚硫酸盐法得到。由于其优异的吸收特性，因此，尤其优选的是由南方针叶木(软木)得到的木浆纤维。另外，也可由机械法如磨木法，盘磨机械法，热磨机械法，化学机械法，以及化学-热磨机械法得到所述的木浆纤维。可使用回用或二次木浆纤维，以及漂白和未漂白木浆纤维。
用于本发明所希望的亲水纤维源是化学挺硬的纤维素纤维。在本发明中使用的术语“化学挺硬的纤维素纤维”意指在干燥和含水条件下通过化学手段增加纤维的挺度而挺硬的纤维素纤维。所述的手段可包括添加化学挺硬剂，例如可以对纤维进行涂布和/或浸渍。所述的手段还可包括通过改变化学结构例如通过聚合物链的交联而使纤维挺硬。
涂布或浸渍纤维素纤维的聚合物挺硬剂包括带有含氮基团(例如氨基基团)的阳离子改性的淀粉如购自National Starch and Chemical公司(Bridgewater，NJ，USA)的产品；胶乳；湿强度树脂如聚酰胺-表氯醇树脂(例如Kymene557H，Hercules，Inc.，Wilmington，Delaware，USA)，例如在US3,556,932(Coscia等人，1971年1月19日出版)中所描述的聚丙烯酰胺树脂；由AmericanCyanamid公司(Stamford，CT，USA)出售的聚丙烯酰胺，商品名为Parez631NC；脲甲醛树脂和蜜胺甲醛树脂，以及聚乙烯亚胺树脂。在造纸领域中使用且通常可用于本发明的湿强度树脂的概论可在TAPPI专题论文第29号“纸及纸板的湿强度”中找到(制浆造纸技术协会TAPPI(New York 1965))。
另外还可通过化学反应使这些纤维变硬。例如，可将交联剂施加至纤维上，在施加后，使纤维产生化学形式的纤维内交联键。这些交联键能增加纤维的挺度。尽管优选使用纤维内交联键使纤维化学挺硬，但这并不意味着排除使纤维化学挺硬的其它类型的反应。
通过单独形式的交联键而挺硬的纤维(即单独挺硬的纤维，以及其制备方法)，例如披露于US3,224,926(Bernardin，1965年12月21日出版)；US3,440,135(Chung，1969年4月22日出版)；US3,932,209(Chatterjee，1976年1月13日出版)；和US4,035,147(Sangenis等人，1977年7月12日出版)中。更优选的挺硬纤维披露于US4,822,453(Dean等人，1989年4月18日出版)；US4,888,093(Dean等人，1989年12月19日出版)；US4,898,642(Moore等人，1990年2月6日出版)；和US5,137,537(Herrow等人，1992年8月11日出版)中，在此将上述专利引入作为参考。
在更为优选的挺硬纤维中，化学处理包括利用交联剂的纤维内交联，与此同时所述纤维处于相对脱水、纤维分离(即单根的)、加捻、卷曲条件下。合适的化学挺硬剂通常是单体交联剂，它们包括但不局限于C2-C8二醛，带有酸官能度的C2-C8单醛，尤其是C2-C9多羧酸。这些化合物能与单个纤维素链中的或在单根纤维中靠近分布的纤维素链上的至少两个羟基基团反应。所述交联剂的具体例子包括但不局限于戊二醛，乙二醛，甲醛，乙醛酸，氧化二丁二酸和柠檬酸。在这些条件下的交联作用将形成挺硬的纤维，并且在加热粘合的吸收结构中在使用期间它们将保持其加捻、卷曲的构形。所述的纤维，及其制备方法描述于上面引入的专利中。
加捻且卷曲的优选的挺硬纤维可通过纤维的“捻回数”(twist count)和纤维的“卷曲系数”(curl factor)而进行定量分析。在本发明中使用的术语“捻回数”指的是在一定纤维长度内所存在的捻节数(twist node number)。捻回数是测量纤维挠其长轴旋转程度的量度。术语“捻节”指的是绕纤维长轴轴向旋转约180度，其中，当利用透射光在显微镜下进行观察时，纤维部分(即“节”)相对于纤维其余部分呈暗色。由于前述的旋转，捻节在透射光通过其它纤维壁的位置呈现暗色。节间的距离相当于轴向180度的旋转。在一定纤维长度(即捻回数)内捻节的数目直接反映出纤维加捻的程度，它是纤维的一个物理参数。捻节和总的捻回数的测量方法描述于US4,898,642中。
优选的挺硬纤维，其平均干燥纤维捻回数至少约为2.7个捻节/毫米，优选至少约4.5个捻节/毫米。此外，这些纤维的平均湿纤维捻回数优选至少约为1.8个捻节/毫米，优选至少约为3.0个捻节/毫米，并且至少还应比平均干燥纤维的捻回数少至少约0.5个捻节/毫米。更为优选的是，平均干燥纤维捻回数至少约为5.5个捻节/毫米，并且平均湿纤维捻回数至少约为4.0个捻节/毫米，且还应比平均干燥纤维捻回数至少少1.0个捻节/毫米。最优选的是，平均干燥纤维捻回数至少约为6.5个捻节/毫米，并且平均湿纤维捻回数至少约为5.0个捻节/毫米，且还应比平均干燥纤维捻回数至少少1.0个捻节/毫米。
除加捻以外，这些优选的挺硬纤维还可以进行卷曲。由于纤维的扭结，加捻和/或弯曲，因此，纤维卷曲可以称为纤维的部分缩短。就本发明而言，纤维卷曲是根据二维平面进行测量的。纤维卷曲程度可通过参考纤维的卷曲系数进行定量分析。纤维的卷曲系数即卷曲的二维量度，通过在二维平面内对纤维进行观察而确定。为确定卷曲系数，同时测量作为包围纤维的二维矩形最长尺寸的纤维投影长度LR，和纤维的实际长度LA。然后根据下面公式计算纤维的卷曲系数卷曲系数＝(LA/LR)-1可用来测量LA和LR的图像分析方法描述于US4,898,642中。优选的是，挺硬纤维的卷曲系数至少约0.30，更优选的是卷曲系数至少约0.50。
相对于未挺硬的纤维素纤维而言，具有一定性能的这些化学挺硬的纤维素纤维特别适用于根据本发明的某些吸收部件中。除亲水性以外，这些挺硬纤维还具有挺度和弹性的独特的组合。这使得由这些纤维制得的热粘结的吸收结构能保持很高的吸收性，并且还将显示出高的弹性以及湿膨胀响应性。特别是，这些挺硬纤维的弹性使得在液体和通常在使用期间遇到的压缩力的存在下吸收部件能更好的保持其毛细管结构，因此是更加耐压瘪的。
实施本发明优选的储存材料包含由HIPEs衍生得到的聚合物泡沫材料。这些材料优选具有足够的吸收压力，以便解吸散布材料，由此在制品的裤裆区内提供减少的液体储存。然而，正如所指出的那样，在本发明的制品中可以将单一材料同时用作散布材料和储存材料。
就本发明吸收性制品的散布部件而言，上述的泡沫也可用作制品的储存部件。特别优选的是，可压瘪聚合泡沫材料在与含水液体(特别是含水体液如尿)接触时能够膨胀并吸收这些液体。这些吸收性聚合储存泡沫材料包含互连开孔的、亲水、柔性、非离子的聚合物泡沫结构，例如披露于US5,387,207(Dyer等人，1995年2月7日出版)，和共同待批的美国专利申请US08/563,866(DesMarais等人，1995年11月25日申请)中，在此引入这两篇文献作为参考。
用于本发明的储存泡沫材料提供很低密度的吸收泡沫。就给定的膨胀厚度而言，这些低密度泡沫更有效地利用了市售的聚合物材料。因此，这种低密度吸收泡沫将提供获得用于吸收性制品更薄的吸收芯的经济上有吸引力的方法，所述吸收性制品包括尿布，成人失禁垫或三角裤，卫生巾等。这种方法在提供希望的吸收性和机械性能的同时实现。
在本发明制品的吸收芯中使用的材料可以以各种方式进行排列，只要所需的散布材料包括在裤裆区内。如上所述，优选的是，在裤裆区内只储存有相当少量的液体。因此，当吸收芯的裤裆区内存在不起散布液体作用的储存材料时，裤裆区的主要材料将是散布或再散布材料/储存材料。
用于本发明的吸收芯可以包含用于吸收芯裤裆区、前部和后部中的独立部件。图5示出了描述吸收芯428各元件的分解透视图。如图5所示，吸收芯428包含均由吸收材料、优选适合于液体储存的材料制得的前板420和后板430。图5还示出了覆盖在前板420和后板430上的吸收材料的中心部分451。该中心部分451的材料包含具有如上所述垂直吸收能力的液体散布材料，或具有所需散布和储存性能的材料。
中心部分451可以包含多条吸收材料，每条具有单独的形状、宽度、长度和厚度特性。例如，在优选的实施方案中，相对薄的、柔软的、弹性的、聚合物泡沫条451优选由与前板420和后板430相同的液体散布/储存材料制得。另外在图5中示出的是收集材料452。
测试方法A.制品的总吸收能力和裤裆区的％吸收能力下列的协议用来提供制品的总吸收能力(“TAC”)，以及裤裆区的吸收能力(“CRC”)。该协议使用由测试小组成员对测试制品的使用测试所确定的数据。
小组成员选择在进行测试制品预定的尺寸范围内，应根据重量来招收小组成员。目前，就面市的Pampers，Luvs和Huggies而言，制品的尺寸和婴儿重量关系如下(1997年3月25日)
根据被测试制品的大小以及预定的使用者组，均匀地在适当的重量范围内招收100名7小组成员的组。应指出的是上述尺寸是目前市售制品的尺寸，许多尺寸随着制品设计方案和/或尺寸而改变。
在招收步骤之后，随机地从该小组中选出30个小组成员。
制品的配置称重测试制品，以提供干燥的制品重量。
当测试开始时，小组成员(panelist)除去小孩穿戴的物品，即小组成员自己的物品，并且小组成员(panelist)以其正常的方式施加测试制品。
在施加测试制品之后，小组成员(panelist)使穿戴者处于站立位置，并且如本申请前面所述确定裤裆位置。
然后，以固定的方式，在测试制品的外表面上标记裤裆位置。
然后，根据穿戴者的性别和尺寸，通过从裤裆位置向前至相应的生殖器位置的测量而确定负载区。对于中等尺寸女性来说，从裤裆位置向前的距离为1.25英寸。对于中等尺寸范围的男性来说，从裤裆位置向前的距离为2.5英寸。
对于本领域普通技术人员来说显而易见的是，根据穿戴者的尺寸，所述的这些距离可以增加或减小。因而，对于其它的尺寸来说，可通过如下手段来确定所述的距离使穿戴者处于站立位置并如前所述测量裤裆位置，然后由裤裆位置至尿道或阴茎底部进行测量。
在确定负载区之后，测量从前腰至负载区的距离；该距离用来确定在合成尿加载期间插入制品中加载管的长度。
合成尿用来进行测试的测试液为合成尿。该含水组合物包含溶于蒸馏水中的下列组分<
合成尿浴的温度保持在37℃。合适的加热浴是得自VWR ScientificProducts的Lauda M20-B。
输送泵用来将合成尿从加热浴泵送至制品。输送的体积为75毫升，速率为15毫升/秒。合适的泵包括得自Cole Parmer Instrument公司的Masterflex7550-60型或7524-00型泵。加载管的内径为0.125英寸。
协议在如上所述施加制品并进行标记之后，对松配合的蓝棉短裤进行称重以提供干燥短裤的重量，然后将该短裤施加在测试制品之上，以致使能容易地辨别和测量泄漏。
然后，将加载管插入至如由腰部进行测量的预定的距离，并以规定的速率施加规定的负载量，而对测试制品进行加载。
在加载期间，穿戴者恢复正常活动。
每10分钟用规定的负载和速率对制品进行加载，即加载之间的间隔为10分钟。在每次加载之前，对棉短裤的泄漏进行检查。
连续进行这些加载，直至从制品中有1克液体泄漏至棉短裤上为止。这可通过取下短裤并对其进行称重而确定。
在1克液体泄漏至短裤上之后，取下测试制品并立即进行称重。
总的容量和裤裆区的容量对于给定的测试制品，将同一制品的湿制品重量减去干制品的重量而确定总的容量。
小组的总容量是各个制品总容量的平均值。
通过将加载的制品放平并从制品中切去裤裆区而确定裤裆区的容量。(根据先前识别的制品的裤裆位置确定裤裆区)。然后对该区进行称重。该步骤必须在从穿戴者身上取下制品之后15分钟内进行。
从干燥制品中切取相应的裤裆区，以提供干燥的裤裆区重量。
通过将湿裤裆区重量减去干燥裤裆区的重量来确定裤裆区的容量。这提供了给定制品的裤裆区容量。
对于制品组来说，裤裆容量被认为是各个裤裆区容量的平均值。
对于给定的制品组，通过将平均裤裆区容量除以总容量的平均值，而确定以总容量百分比表示的裤裆区容量。
B.液体收集液体收集方法提供了在模拟使用的条件下将液体引入吸收性制品中的手段。对制品将加载其总吸收容量(在A部分中确定的)的70％。某些下述的其它测试方法将使用根据表征本发明的该方法而湿润的制品。
准则该测试在下列条件下模拟将尿引入制品中1)将0.4磅/平方英寸的压力(约28g/cm2)施加至制品试样上。
2)以10毫升/秒的速率，50毫升/负载增量，将合成尿引入制品中，在每次加载之间的时间周期为5分钟(平衡时间)。加载次数将通过制品的总吸收容量来确定。
装置调节的环境将温度和湿度控制在下列范围内温度88±2°F相对湿度50±2％收集测试仪得自Concord-Renn公司，6315 Warrick St.，Cincinnati，OH.45227。
部件测试台(PLEXIGLAS)泡沫基底-覆盖有聚乙烯底片材料的6″×20″×1″的泡沫-泡沫种类密度1.0lb/ft3，IDL24psi喷嘴盖板带刻度的量筒VWR Scientific，(100ml)目录数(100ml)(1000ml)24711-310(1,000ml)目录数24711-364或等同物锥形烧瓶VWR Scientific目录数29135-307或等同物
(6,000ml)数字泵 Cole-Parmer Instrument Co.，电话(800)323-4340目录数G-07523-20易加载泵压头Cole-Parmer Instrument Co.，目录数g-07518-02蒸馏水 合适的来源合成尿 按照测试方法部分A制得的合成尿。
测试装置的组装如图6所示组装测试装置。该测试装置以参考号520表示。将测试装置520放置在合适的工作台上。测试装置520包含合成尿的供料源524，泵528，一对电插头(或探头)536，以及试样夹546。
泵528为装有泵压头530和数字定时器532的体积泵。电探头536通过导线538连接至泵528上。Tygon管540从合成尿料源524通至泵528，并从泵528通至试样夹546。优选的是，从泵528通至试样夹546的Tygon管540通过一环架(未示出)固定在试样夹546的上方。通至试样夹546的Tygon管540的端部也包含一将合成尿引至试样上的喷嘴542。
试样夹546包含PLEXIGLAS试验床，泡沫底550和盖板552。为简便起见，在图6中所示出的试验台548包含PLEXIGLAS底板。另外，试验床548还有四个直立在底板上并包围尿布试样510的PLEXIGLAS壁。这阻止了在试验期间合成尿流出试验床548。将泡沫底550放置在PLEXIGLAS底板548的顶部上，以致使在测试期间，施加至试样上的压力相等。将尿布试样510顶片朝上放置在泡沫底上。然后将盖板552放置在尿布试样上，以致使在盖板内的圆柱液体导向柱556和开口558处于尿布试样的横向中心处。然后，将重物560放置在盖板552上，以致使将0.4psi的压力施加至尿布试样上。
布置电探头536，以致使它们刚好在合成尿沉积的区域内与尿布试样的顶片接触。电探头位于外表面上，并在圆柱液体导向柱556的两侧。电探头536检测尿布试样的顶片上合成尿的存在与否。当所有合成尿均被尿布试样收集时，电探头536之间的电连接将断开。
步骤1)将尿布试样中的松紧带切断，使尿布放平。将尿布放置在收集测试仪底部中的泡沫片顶表面上。尿布的顶片应朝上放置，以致使合成尿将施加至顶片上。应这样放置尿布，以致使尿输送喷嘴距尿布前边缘约3英寸。
2)将盖板组件放置在尿布上。
3)将适当的重物轻轻地放置在盖板上，以致使0.4psi的压力施加至尿布上。
4)将环架移至这样的位置，以致使喷嘴正好在圆柱液体导向柱中心的上方。降低环架，直至喷嘴伸至尿布表面上方2英寸(约5厘米)为止。使喷嘴定位，以致使它与工作台垂直。
5)开启泵。
6)所述泵将分配规定体积的合成尿，并且定时器将开始工作，直至所述体积的尿被尿布吸收为止。
7)在吸收完液体之后，除去限定的压力，并将盖板放置5分钟。然后再施加限定压力，保持10分钟的平衡时间。
8)在15分钟的平衡时间之后，自动地重复测试循环。进行希望次数的测试循环，以致使将规定体积的合成尿施加至尿布试样上。
9)在完成所有测试之后，使蒸馏水通过导管。每天用小刷对位于顶板管内小探头连接处的表面进行清洁。如果收集测试仪昼夜不停地使用并且不能将合成尿从管中漂洗出的话，每月更换管。每三个月更换泡沫底，以便保持载体的坚固性。
C.湿润时的裤裆宽度和干燥横截面积通过首先确定吸收性制品的裤裆位置而测量吸收性制品吸收芯的裤裆宽度。然后，根据液体截获方法，将制品湿润至其总容量的70％。从装置中取出制品并使之平衡1小时。平衡之后，横向地沿厚度方向将制品切开，以便提供两英寸的长条，其中裤裆位置在长条的纵、横中心处。然后对截得试样的各湿润层进行称重。包含最多吸收液体的该层的宽度相当于吸收芯的裤裆宽度。
在对保留最多液体的吸收芯的该层进行上述测量之后，按照前节所述横向地将干燥制品切开。将保留最多液体的先前确定的该层与吸收芯的其它部件分开，并测量干厚度和宽度。(在0.2psi的限定压力下测量厚度)。当该层由许多不连续的层组成时，测量各层的宽度和厚度，并且，它们各横截面积的总和等于吸收芯裤裆区的横截面积。
D.垂直吸收流量测试装置具有足够容积的合成尿(按测试方法部分A制备)容器，从而流体吸收不会使流体高度的下降超过1厘米。
在试验期间监控储存器中流体失重的电子天平。
环境模拟的室或其它装置以增加相对湿度，以使试验期间流体的蒸发最小化。
协议使用不会密实或撕碎切边的装置(如剃刀)切下宽5厘米，长30厘米的试验条。条应足够长以使在60分钟吸收时间后，流体的前沿不会到达条的端部。
沿条的长度方向上至少3处地方测量试验条的厚度。条的平均厚度是3次(或更多)测量的厚度的平均值，单位是厘米。
将流体储存器放置在电子天平上，并校准天平。
将测试条悬浮在流体上方使该条垂直悬挂。(对于缺乏足够的整体性以承受测试协议的材料来说，可以使用不影响吸收性能的疏水网以支撑材料。)将条放低以使条有2厘米浸没在流体中。
监控总共60分钟内随着时间流体储存器中的重量损失。
将储存器中的重量损失除以试验条的干燥横截面积来测定每干燥横截面积(即，5厘米×平均厚度)的流体吸收。
将每干燥横截面积的流体吸收(单位是克/厘米2)相对于时间(分钟)作图。
计算在10分钟和30分钟时的曲线的斜率。这些数值分别相应于10分钟(IF10)和30分钟(IF30)时的递增流量值。
权利要求
1.一种有裤裆区的吸收芯，其特征在于(i)所述裤裆区的吸收能力不大于吸收芯总吸收能力的40％，(ii)裤裆区包含IF10值至少约0.5克/厘米2/分钟的材料。
2.权利要求1的吸收芯，其特征在于(i)所述吸收芯裤裆区的吸收能力不大于吸收芯总吸收能力的25％，优选不大于吸收芯总吸收能力的15％，优选是吸收芯总吸收能力的0-10％；(ii)裤裆区包含IF10值至少约0.8克/厘米2/分钟的材料、优选至少约1克/厘米2/分钟的材料、更优选至少约2克/厘米2/分钟的材料。
3.一种有裤裆区的吸收芯，其特征在于(i)所述吸收芯裤裆区的吸收能力不大于吸收芯总吸收能力的40％，(ii)裤裆区包含IF30值至少约0.3克/厘米2/分钟的材料。
4.权利要求3的吸收芯，其特征在于(i)所述吸收芯裤裆区的吸收能力不大于吸收芯总吸收能力的25％，优选不大于吸收芯总吸收能力的15％，优选是吸收芯总吸收能力的0-10％；(ii)裤裆区包含IF30值至少约0.4克/厘米2/分钟的材料、优选至少约1克/厘米2/分钟的材料、更优选至少约1.5克/厘米2/分钟的材料。
5.一种有裤裆区的吸收芯，其特征在于(i)所述裤裆区的吸收能力不大于吸收芯总吸收能力的40％，(ii)所述裤裆区包含IF10值至少约0.5克/厘米2/分钟和IF30值至少约0.3克/厘米2/分钟的材料。
6.权利要求5的吸收芯，其特征在于(i)所述吸收芯裤裆区的吸收能力不大于吸收芯总吸收能力的25％，优选不大于吸收芯总吸收能力的15％，优选是吸收芯总吸收能力的0-10％。
7.权利要求1-6任一项的吸收芯，其特征在于所述吸收芯含有每泡沫体积的比表面积至少为0.025m2/cc的开孔的吸收性聚合物泡沫材料。
8.权利要求7的吸收芯，其特征在于所述聚合物泡沫材料的每泡沫体积的比表面积至少为0.05m2/cc、优选至少为0.07m2/cc。
9.权利要求7的吸收芯，其特征在于当在0.74psi的限定压力下进行测量时，开孔的吸收性聚合物泡沫的耐压缩挠曲为40％或更少，优选在2％至约25％的范围内，更优选在2％至约15％的范围内。
10.权利要求7的吸收芯，其特征在于开孔的聚合物泡沫的毛细管吸收压力至少为24厘米，优选至少为30厘米。
11.一种包含权利要求1-10任一项吸收芯的吸收性制品。
全文摘要
本发明披露了一种包含在制品中的吸收芯,所述制品如尿布,失禁用三角裤,长内裤,尿布托和衬垫,妇女卫生保健服装等所述制品被设计成给穿戴提供改进的配合性以及舒适性;同时能包容足够的身体排出物。对吸收芯进行设计;以便当吸收芯在使用期间吸收大量液体时,相对于其它吸收芯区而言,在裤裆区中保留少量的液体。为实现该目的。对吸收芯进行设计;以致使大量的液体从裤裆区移至制品的前端和/或后端。特别是,所述吸收芯在其裤裆区中包含有具有高流体流量能力的散布材料,甚至在长时间之后。材料的流量能力反映其将大量流体从吸收芯的裤裆区移走的能力,甚至在长时间之后(如,10和30分钟)。
文档编号A61F5/44GK1254275SQ98804671
公开日2000年5月24日 申请日期1998年3月26日 优先权日1997年3月27日
发明者杰拉尔德·A·扬, 加里·D·拉沃恩 申请人:普罗克特和甘保尔公司