吸收层结构的制作方法

专利名称：吸收层结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在吸收制品中用作吸收体的吸收层结构。本发明还涉及一种卫生用吸收制品，例如尿布、失禁垫或卫生巾。本发明还可应用于例如装肉盘子的垫衬、床保护装置、椅子保护装置等等的吸收制品。
背景技术：
逐渐地吸收制品，例如尿布、失禁垫、卫生巾等等变得越来越薄。薄的制品在许多情况下会更加柔韧并且穿着更如隐密，因此深受使用者的肯定。此外，它们更密实，当然这对于运输与储存是优点。
为了使获得薄的、同时尽可能保留其吸收能力及防漏安全性的功能的吸收制品成为可能，使用不同类型的强吸收材料，就是我们已知的超强吸收剂已经变得很普遍。这些材料是以颗粒、纤维或微粒形式可获得的聚合物，并且它们有利于掺入纤维状结构，在多数情况下包括纤维素绒毛浆。
但是当超强吸收剂掺入纤维素绒毛浆结构时会出现很多问题。
为了使超强吸收剂保留在纤维素绒毛结构中，需要将其压缩到0.1-0.5g/cm3的高密度。当在吸收制品中使用这样的高度受压结构时会感到很硬并且不舒服。
此外，在生产纤维结构时纤维很容易粘到滚轮和其它机器零件上，这会导致操作上的问题。
而且，在高度压缩材料中液体的吸收与液体的扩散会非常缓慢，这是准备在短时间内吸收大量液体的吸收制品的一个具体问题。例如，成人失禁用制品必须能够在约十秒钟左右的过程内吸收大压力下排出的几百毫升液体。但是有时会出现液体不被吸收制品吸收，而从吸收制品的表面并沿着吸收制品的边缘流出，因而引起漏液。事实上，这种吸收制品具有的实际吸收能力大大低于基于材料组分吸收能力的预期理论计算结果。通常利用特殊的液体接收和/或扩散层来解决这个问题。但是，这些层会增加吸收制品的厚度，并且由于更多材料的消耗和复杂的生产过程导致了更高的生产成本。
从EP 1 245 722已知通过使用一氧化二氮进行氧化处理生产改性的纤维素绒毛浆。该方法提高了相邻纤维素纤维与内部以及相同纤维素纤维之间的自交联度。通过这种方法，获得了与传统交联纤维素绒毛浆有关的与改性纤维素绒毛浆混合的超强吸收剂改进网。
WO 00/66833描述了另一种改性的纤维素绒毛浆，其中纤维具有膨润土涂层，这样阻止了纤维之间的粘合，减少了材料中纤维结的数目。
但是，处理的纤维素绒毛浆的主要问题是这些纤维素绒毛浆生产的纤维网具有远远低于能够在连续生产过程中处理的垫强度。此外，它们保留超强吸收剂颗粒的能力仍不够。
因此需要生产具有良好加工性、高吸收能力、良好液体-接收能力并且非常柔软和柔韧的吸收结构。本发明的另外一个目的是提供一种具有纤维素纤维的纤维网状吸收结构，该吸收结构具有良好的保留超强吸收剂的能力并且具有在吸收结构中扩散液体的能力。

发明内容
根据本发明，现在已经生产了一种介绍中提及的吸收结构。根据本发明的吸收结构其特征主要在于包括第一表层、第二表层以及置于两表层之间的内层，其中第一表层主要由纤维素绒毛浆组成，和第二表层主要由纤维素绒毛浆组成，内层是由纤维素绒毛浆和以重量计5-90％的超强吸收材料的混合物组成，在表层中的纤维素绒毛浆的垫强度在300g/m2的每单位面积的重量和4.5cm3/g或更小的膨松度下测量低于内层垫强度至少1N，并且优选垫强度在300g/m2每单位面积的重量和4.5cm3/g或更小的膨松度下测量低于内层垫强度至少2N。
通过将两层不同类型的纤维素绒毛浆结合，使得根据本发明意外地产生改进吸收结构已有柔软度成为可能。此外，根据本发明的吸收结构关于垫强度和在生产吸收结构时减少纤维粘到滚轮和机器零件两方面都具有相当好的可加工性。
此外，该吸收结构提供了功能相当好的超强吸收材料的纤维网。根据本发明的纤维结构提供了一个甚至在高吸收量时仍然具有良好的保留混合超强吸收剂能力的紧密内层纤维网，其中高吸收量为直至吸收量以内层重量计高达90％，其具有良好的液体扩散能力，还具有在生产过程中处理结构时仅有轻微粘附至机器部件趋势的柔软外层表面。
为了获得这些优点，仅需要经处理的纤维素绒毛浆的0.1-2mm级的非常薄的层。


现将参照以下显示的附图对本发明予以详细描述，其中附图1显示根据本发明的吸收层结构；附图2显示包括根据本发明的层结构的尿布；附图3显示包括根据本发明的层结构的卫生巾；附图4显示测定垫强度的测量设备，和附图5显示附图4中测量设备一部分的剖面图具体实施方案的说明附图1中显示的吸收层结构1包括第一表层2、第二表层3，以及置于表层2、3之间的内层4。其中表层2、3均由纤维素绒毛浆组成，内层4由纤维素绒毛浆和以重量计5-80％的超强吸收材料的混合物组成。该混合物优选地为基本上均质的混合物，以便超强吸收材料均匀地分布在内层4中。
优选地超强吸收材料为颗粒形式，但是也可以在本发明范围内使用颗粒状、片状或纤维状的超强吸收材料。超强吸收材料是一种能吸收其自身重量几倍的水或体液，同时形成含水凝胶的聚合物。超强吸收材料可以是单一类型，或是两种或多种具有不同吸收速率、粒度、凝胶强度、化学组成或其它有关性质的超强吸收剂的混合物。例如，这些是在不同温度或不同pH值下具有不同吸收能力的超强吸收剂。
在内层4中的纤维素绒毛浆适合为未经处理的具有最大4.5cm3/g膨松度(除超强吸收材料外)的化学纤维素绒毛浆(CP)。适合地，该内层4具有0.3-5mm，优选0.5-2mm并且更优选约1.2-1.6mm的厚度。
两个表层2、3可以由相同或不同的纤维素绒毛浆组成。为了减少在材料中纤维-纤维的粘合，在表层2、3中的纤维素绒毛浆适合为经处理的化学纤维素绒毛浆。根据WO 00/66833，这样的处理可以通过对纤维涂敷脱粘剂，例如各种类型的无机盐，例如铝盐，或无机填充剂例如粘土、石灰、碳酸盐、滑石或膨润土微粒来实现。在EP 1 245722中描述的经处理的纤维，即使用一氧化二氮进行氧化处理的纤维还可以用于表层6。在US 3 844 880、US 4 432 833、WO98/19012中公开了有用的脱粘剂的其它实例。在这些文献中提及的脱粘剂包括季胺化合物、双-咪唑啉化合物、二-季胺化合物、聚胺化合物、磷脂、季硅酮(silicone quarternaries)、有机反应性聚硅氧烷和硅酮二醇类。
适合地，表层2、3的膨松度为3cm3/g或更多，并且厚度为0.05-1.0mm，优选0.1-0.5mm，并且更优选0.2-0.3mm。
适合地，整个吸收结构的厚度最多为8mm，优选最多5mm并且最优选至多2mm。吸收结构每单位面积的重量为300-2000g/m2，优选500-1500g/m2，并且最优选800-1200g/m2。
附图2显示了构造相当简单的尿布200。当然也可使用附加成分，例如凸起的防漏屏障、定型元件、液体-接收层等等。附图2显示的尿布200包括液体-渗透表层205的第一层205、液体-不渗透表层的第二层206，以及置于两表层205、206之间的吸收体207。两个表层205、206向外延伸超出了吸收体207的整个边缘。通过粘合或使用加热或超声的焊接，将表层205、206在延伸部分208内连通。
液体-渗透表层205可由已知用于该目的的任何材料，例如无纺布材料的层、多孔塑料薄膜、网状材料等等组成。表层205当然也可以由两层或多层相同材料或不同材料的层压材料组成。
液体-不渗透表层206可以由不透液体的塑料薄膜、用液封材料涂敷的无纺布层、无纺布和塑料薄膜或能够阻止液体渗漏的其他弹性材料的层压材料组成。但是如果液体-不渗透表层206具有一定的透气性，也就是说允许水蒸汽通过层206是有优势的。
尿布200是长形的，具有宽的前部和后部209、210，以及较窄的中间裆部211。前部209是尿布200使用时面向使用者前方的部分，后部210是尿布200朝向使用者后面的部分。尿布200还具有两条纵内向内弯曲的侧缘212、213，一条前缘214和一条后缘215。
尿布200是当使用时一起固定的类型，因此类似内裤的方式围绕使用者腹部的下半部。为了该目的，在每个侧缘212、213伸出固定带217、218，其靠近尿布的后缘215。固定带217、218计划与位于尿布200前部209的液体-不渗透表层206上的接收区域219相互作用。这样的接收区域219被安置的使得其与在固定带217、218上的固定元件相互作用。通常使用的固定元件是钩和圈表面或者自粘胶。在第一种情况中，钩元件在很多情况下装在固定带217、218上，同时接收区域219包括一些圈元件形式，例如无纺布。在第二种情况中，将固定带217、218上设置粘合剂，以便粘附通常增强的在尿布200外侧的塑料表面上。当然可以使用其它固定元件，例如钮扣和钮扣孔、钩和眼、掀扣等等。
尿布200还提供了应用于预拉伸状态的沿尿布侧缘212、213的纵向弹性元件220、221。设置弹性元件220、221以便在使用时根据使用者的身体弯曲尿布200，并且同时构建尿布的腿部弹性。以此方式，弹性元件220、221用来保持尿布侧缘212、213与使用者的腿部接触更密封，以避免使用时尿布与使用者身体之间出现的缝隙，通过该缝隙体液会渗漏出尿布。
吸收体207由根据本发明的一个沙漏形吸收结构层组成。因此吸收体207由一种层压材料组成，该层压材料由置于内层每侧的经处理的纤维素绒毛浆的两个薄层组成，内层由未处理的，大大压缩的纤维素绒毛浆与混入其中的5-80％超强吸收剂，优选15-35％超级吸收剂制成。
显示的构造提供了一种在很多应用中都功能良好的吸收制品，该吸收制品具有良好的吸收能力、非常柔韧和高度柔软度。由于根据本发明的吸收结构可以制得很薄，带有适合的外覆厚度约为2mm，这意味着具有附图2所示简单结构的根据本发明的尿布总厚度可以小于2.5mm。
如果进一步要求吸收能力，可以将吸收结构制得更厚，或者可将根据本发明的很多层吸收结构相互叠加放置。还可以将根据本发明的吸收结构与其它吸收层结合使用。例如，将具有良好吸收能力和液体-保留能力的层置于根据本发明的吸收结构的下部，也就是说面对液体-不渗透层206方向的吸收结构的一侧上。还可以将液体-接收层直接置于液体-渗透表层205内部，液体-接收层在液体-渗透表层205和吸收体207之间。这样的液体接收层通常为粘合型或非粘合型纤维填料、乳胶粘合的纤维素材料等等的层。
本发明当然可用于其它尿布变体，例如尿裤、系带尿布等等，也可以用于各种失禁垫。尿裤是指给使用者提供组装的吸收内裤形式的尿布。系带尿布是指通过分离或整合的腰带提供的尿布。在这里失禁垫是指意欲于内裤裆部提供的吸收制品。
附图3中显示的卫生巾300显示的是当使用卫生巾时朝向使用者内裤的那面。卫生巾300包括使用时置于卫生巾300朝向使用者那面的液体-渗透表层305，置于卫生巾300背向使用者那面的液体-不渗透表层306，以及被两表层305、306包在中间的吸收体307。
液体-渗透表层305的材料可以为例如多孔塑料薄膜、塑料或织物材料制成的网、无纺布材料或包括例如多孔塑料层和无纺布层的层压材料。该塑料通常为热塑性材料，例如聚乙烯或聚丙烯。适合的无纺布材料可由天然纤维例如纤维素或棉花制成，或者由合成纤维例如聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚氨酯、尼龙或再生纤维制成。当然还可以使用纤维混合物制成的无纺布材料。
液体-渗透表层305实际上没有必要由分离的材料层组成。例如液体-渗透覆盖层可以构成吸收体307的整体部分。因此可以使用吸收无纺布材料，其可以包括作为吸收体307的组份并且同时构成液体-渗透表层。这种构造在超薄卫生巾和内裤衬垫中很常见。
液体-不渗透表层306由液体-不渗透材料组成。适合此目的的为薄而不透液的塑料薄膜。但是，还可以使用原本液体-渗透但是已经用塑料、树脂或其它密封材料涂敷的材料。这样可以阻止从吸收制品的底部漏液。因而液体-不渗透层306可由对皮肤无害并且达到液体-不渗透标准的任何材料组成，适合于阻挡层的材料实例为塑料薄膜、无纺布材料和各种类型的层压材料。可以使用，例如由聚乙烯、聚丙烯或聚酯制成的那些塑料薄膜。选择性地，液体-不渗透表层306可由朝向吸收体的液体-不渗透塑料层和朝向使用者内裤的无纺布层组成。这样的结构提供了具有织物感的防漏层。
两表层305、306在吸收体307外边互联起来，并且沿卫生巾300的整个边缘形成一个延伸边缘308。该表层可以用任何适合的方式，例如粘合、缝合或通过热或超声焊接结合。
卫生巾300基本上是沙漏状，具有两个端部309、310和计划置于使用者两腿之间的中间较窄的裆部311。该卫生巾300还可以具有两个内凹的弯曲边缘312、313和两个外突的弯曲端缘314、315。
卫生巾300配备了以粘结带形式的粘性固定元件317，其在卫生巾300使用时粘在使用者内裤的裆部。使用前，固定元件317通过一个可撕掉的保护条以常规的方式进行保护，当准备暴露粘性物用于固定时可以去除该保护条。显示的固定元件317仅是粘性固定元件式样的一个实例。当然也可以使用其它形式和定位的固定元件。
如同在附图2中所示尿布200的情况，吸收体307由根据本发明的吸收结构的一个沙漏形层组成。因此吸收体307由一种层压材料组成，该层压材料由置于内层每一侧的经处理的纤维素短纤浆的两个薄层组成，内层由未处理的，大大压缩的纤维素绒毛浆与混入的5-80％的超强吸收剂，优选15-35％超级吸收剂得到。
多数情况下，根据本发明的单层吸收结构可提供足够的吸收能力。所得卫生巾300具有极大的柔韧性并且高度柔软。卫生巾已经向越来越薄的产品方向发展，这样更一致地粘附于使用者内裤的内侧并且在使用时非常隐密和舒适。根据本发明的吸收结构可以制得非常薄，适合的厚度约为2mm，这意味着具有附图3所示简单结构的根据本发明的尿布总厚度可以小于2.5mm。
如果进一步要求吸收能力，可以将吸收结构制得更厚，或者根据本发明的吸收结构任选的数量相互叠加放置。根据本发明的吸收结构还可以与其它吸收层结合使用。还可以将液体-接收层直接置于液体-渗透表层305内，其中液体-接收层在液体-渗透表层305和吸收结构307之间。
本发明当然也可用于意欲粘在使用者内裤上的其它吸收制品中，例如失禁垫和内裤衬垫。这些卫生巾、失禁垫和内裤衬垫当然可以包括那些上面描述之外的其它组分，例如护翼、凸起部分、纺织边，侧缘屏障等等。
测试方法垫强度的测定垫强度是指由去纤维浆(defibred pulp)构成的吸收体的强度。测量理念是测定破裂体以恒速穿过去纤维浆样本时所需要的力。
测量设备如图4和图5显示，包括破裂体230放样器231测量精确度为0.01g的天平232测量脚为50cm2并且力为2.5N(0.5kPa)的厚度尺带有80×80mm冲头的冲压机测量精确度为1mm的尺子样本的制备每次需测定5个样本(5)。
从已测试的浆垫中冲压出80×80mm尺寸的样本。
样本厚度(t)以0.01cm的精确度测量。
样本重量(m)以0.1g的精确度测量。
借助于薄盘小心地处理样本。
得到样本后就可以直接进行样本重量、厚度、破裂强度的测定。
从获得的数值，随后计算出样本的膨松度、每单位面积的重量和密度的数值。样本的测试在23℃并且最大空气湿度50％的条件下进行。操作过程将样本固定于放样器231上。在设备上安装放样器231和破裂体230(参见附图1)。开始测试，记录破裂的最大力(F)。
结果的计算和描述样本厚度 t (cm)样本重量 m (g)样本面积 A (dm2)样本长度 1 (cm)样本宽度 W (cm)垫强度 F (N)垫强度膨松度(Mat strength bulk) B (cm3/g)破裂因子BF (N dm2/g)B=A×100×tm=1×w×tm(cm3/g)]]>BF=F×Am=F×1×tm×100(Ndm2/g)]]>记录显示平均值最大值最小值精确度垫强度 0.1N破裂强度0.01N dm2/g垫强度膨松度0.5cm3/g
实施例1获自Weyerhaeuser的纤维素绒毛浆。American Southern Pine未经处理的标号为NB416的浆。
实施例2如在EP 1 245 722中说明的经处理的American Southern Pine的纤维素绒毛浆。
实施例3获自Weyerhaeuser的纤维素绒毛浆。根据本发明处理的获自American Southern Pine标号为TR934A的浆。
根据实施例1-3实施的样品在四种不同膨松度值下(3cm3/g、4.5cm3/g、6cm3/g和10cm3/g)测量的结果呈现在表1-3中。
表1(实施例1)


表2(实施例2)


表3(实施例3)


如表中的测定结果所示，根据实施例1的纤维素绒毛浆的垫强度与低膨松度/高密度的实施例2和3相比有很大区别。这表示根据实施例2和3的纤维素绒毛浆甚至在巨大压缩后粘合力仍很弱，因此难于处理，并且对在纤维结构中保留超强吸收剂的能力也很弱。
权利要求
1.一种在吸收制品中用作吸收体的吸收层结构，其特征在于吸收结构包括主要由纤维素绒毛浆组成的第一表层、主要由纤维素绒毛浆组成的第二表层以及置于两表层之间的内层，其中所述内层由纤维素绒毛浆和以重量计5-90％的超强吸收材料的混合物组成，在300g/m2每单位面积的重量和4.5cm3/g或更小的膨松度下测量时，在表层中纤维素绒毛浆的垫强度低于内层垫强度至少1N，并且优选垫强度在300g/m2每单位面积的重量和4.5cm3/g或更小的膨松度下测量时低于内层垫强度至少2N。
2.根据权利要求1的吸收层结构，其中在300g/m2每单位面积的重量和3cm3/g或更小的膨松度下测量时，在表层的纤维素绒毛浆的垫强度低于内层垫强度至少1N，并且优选垫强度在300g/m2每单位面积的重量和3cm3/g或更小的膨松度下测量时低于内层垫强度至少2N。
3.根据权利要求1或2的吸收层结构，其中在至少一个表层中的纤维素纤维具有减少在纤维素绒毛浆中纤维-纤维粘合数量的物质涂层。
4.根据权利要求3的吸收层结构，其中该物质为无机盐，优选铝盐。
5.根据权利要求3的吸收层结构，其中该物质为无机填充剂，例如粘土、石灰、碳酸盐、滑石或膨润土的颗粒。
6.根据权利要求3的吸收层结构，该物质为选自包括季胺化合物、双-咪唑啉化合物、二-季胺化合物、聚胺化合物、磷脂、季硅酮、有机反应性聚硅氧烷和硅酮二醇类的脱粘剂。
7.根据权利要求1或2的吸收层结构，其中在至少一个表层的纤维素纤维经氧化处理，优选通过使用一氧化二氮进行氧化处理。
8.根据前述任一项权利要求的吸收层结构，在内层的纤维素绒毛浆是以化学方法生产的纤维素绒毛浆(CP)。
9.根据前述任一项权利要求的吸收层结构，其中吸收层结构的厚度最多为8mm，优选最多5mm，最优选至多2mm。
10.根据前述任一项权利要求的吸收层结构，其中吸收结构每单位面积的重量为300-2000g/m2，优选500-1500g/m2，并且最优选800-1200g/m2。
11.根据前述任一项权利要求的吸收层结构，其中内层由纤维素绒毛浆和以重量计30-90％的超强吸材料，优选50-90％的超强吸收材料组成。
12.根据前述任一项权利要求的吸收层结构，其中该结构为压缩型。
13.一种吸收制品，其特征在于包括根据权利要求1-12中任一项的吸收结构。
14.根据权利要求13的吸收制品，其中吸收制品为尿布。
15.权利要求的13的吸收制品，其中吸收制品为卫生巾。
全文摘要
一种在吸收制品中用作吸收体的吸收层结构。该吸收结构包括主要由纤维素绒毛浆组成的第一表层、主要由纤维素绒毛浆组成的第二表层以及置于两表层之间的内层，内层是由纤维素绒毛浆和以重量计5－90％的超强吸收材料的混合物组成，以300g/m
文档编号D21H27/42GK1976658SQ200580021624
公开日2007年6月6日 申请日期2005年7月4日 优先权日2004年7月2日
发明者T·圭多蒂 申请人:Sca卫生产品股份公司