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CN1098059C - 具有流体接触角梯度的吸湿用品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种一次性吸湿用品(1)，它包括透液顶片(2)、吸湿芯(4)和底片(3)，上述底片包括一个朝芯件单方向传送流体的透液聚合物薄膜。上述芯件包括一流体储存层，其中上述吸湿用品具有穿过上述储存层和底片的流体接触角梯度。

Description

具有流体接触角梯度的吸湿用品
发明领域
本发明涉及吸湿用品，具体地说涉及具有降低弄湿穿戴者衣物可能性的透气底片的卫生巾。
背景技术
广大消费者希望在吸湿用品领域尤其在月经护垫方面能开发出防护性能良好、穿戴极其舒适的产品。
提高吸湿用品舒适性的一个非常理想的措施是采用所谓的“透气底片”。透气底片可以包括一种如美国专利4,591,523中所描述的具有定向流体传送性能的多孔成形膜。这种多孔透气底片通常是可透水蒸汽和空气的，允许与周围环境进行气体交换，从而可使储存在吸湿芯中的部分流体蒸发，并增强了吸湿用品中空气的循环。由于其降低了许多穿用者在使用过程中，特别是在使用时间很长的情况下，所体验到的粘性感觉，所以特别有利。
但是，在吸湿用品中采用透气底片的主要缺点是增加了泄漏的可能性，通常称之为湿透穿用者衣物。虽然从原则上讲这类透气底片只允许传送气态物质，而且只向一个方向传送流体，但仍可能发生如挤压、扩散和毛细作用等物理作用过程，结果流体可沿相反方向通过底片传送到穿用者衣物上。具体地说，在有大量排泄物或使用时间过长的情况下，如果使用这种产品，则在物理作用过程中上述过程会更为突出。实际上，虽然透气底片在舒适感方面得到了极好的改进，但是他们在防护方面，特别是在受力条件下的防护方面的结果没有达到令人接受的程度。
因此在本领域内，人们已经认识到吸湿用品中由于采用了可透气的底片而弄湿穿用者衣物的问题。解决此问题的一些尝试主要是如美国专利4,341,216中所描述的那样采用多层底片。类似地，在未公开的欧洲专利申请94203230号中也披露了包括可透气底片的透气性吸湿用品，上述透气底片至少由两层在整个芯区域彼此不相连的透气层构成。在未公开的欧洲专利申请94203228号中也披露了一种用于一次性吸湿用品的透气底片，该底片包括一个透气的疏水的聚合物纤维状织物的外层和一个包括可定向传送流体的多孔成形膜的内层。
另一方面，所提出的其它解决此问题的方法是增加吸湿用品的厚度，此措施通常是通过增加芯的厚度，以确保达到所要求的防护水平。
但是，上述解决办法没有一个能完全令人满意。尤其对薄型产品而言，厚度被认为是影响产品舒适性的关键因素。因此，在提高吸湿产品的舒适性的方法中存在着矛盾的两方面，这使得薄型透气产品不能达到理想的防护程度。
所以需要提供一种吸湿用品，其可以通过采用透气底片而提高用品的舒适性，同时在保持所要求的防护水平的前提下，减小用品的厚度。
业已发现在薄型卫生巾中可以采用透气底片，通过采用如硅氧烷和含氯氟烃之类的低表面能材料或对材料进行低表面能处理，使底片和芯件之间产生疏水性梯度，从而提供既具有高防护能力又穿戴舒适的薄型卫生巾。据认为在这种方式中阻止了如扩散和毛细作用的物理作用过程，而且认为即使不能完全消除也能显著地降低湿透现象。
本发明的另一优点在于由于允许透液底片用疏水材料涂覆，所以这层不再需要全部合成，至少一部分可以是天然材料。由于这种产品具有更天然的触感，所以提供了令广大消费者瞩目的优点。
在未公开的美国专利申请号08/442 935中讨论了表面能梯度的应用。它披露了具有表面能梯度的流体传送纤网如顶片。这种纤网促使流体向一个方向传送，而阻止流体向相反方向传送。该纤网包括用中间部分彼此隔开的第一表面和第二表面。纤网第一表面的表面能低于中间部分的表面能，因而形成表面能梯度。合适的低表面能材料包括硅氧烷、含氟聚合物和石蜡。这种纤网尤其适合用作吸湿用品的顶片，以便将流体从与穿戴者接触的表面传送到吸湿构件中。
发明内容
本发明的第一方面涉及包括一个透液顶片、一个吸湿芯和一个底片的一次性吸湿用品。吸湿芯位于顶片和底片的中间。上述底片包含一种将流体朝芯件单方向传送的透液聚合物薄膜，芯件包括一个流体储存层，底片包括一个外层。芯件和底片各包括至少一层，其中各层都有一个朝向穿戴者的表面和朝向衣物的表面，而且这些层的每个表面都有一个流体接触角。该吸湿用品的较低部分从(包括)流体储存层的朝向衣物面向(包括)外层的朝向衣物面延伸。本发明的特征在于较低部分中至少一层的朝向穿戴者的表面的流体接触角大于相邻层的相邻的朝向衣物表面的流体接触角。
本发明的第二方面涉及较低部分中至少一层的朝向衣物的表面的流体接触角大于同一层的朝向穿用者的表面的流体接触角的情况。
本发明的另一方面涉及上述吸湿用品的生产方法，该方法包括在较低部分中至少一层的表面上施用低表面能材料的步骤。
本发明的又一方面涉及上述吸湿用品的生产方法，该方法包括向较低部分中的一层加入低表面能材料的步骤。
附图说明
图1为本发明吸湿用品的第一实施方案的俯视平面图，图中作了局部剖切以显示其结构；
图2为沿图1中1-1线剖切的本发明底片的放大横截面图；
图3为表面上一滴液体的横截面放大图，图中角A代表该液滴与该表面的接触角；
图4为在具有两种不同表面能的表面上的一滴液体的横截面放大图，由于该表面具有两种不同的表面能，所以该液滴具有两个不同的接触角A(a)和A(b)。
具体实施方式
本发明涉及如卫生巾1、婴幼儿尿布、失禁病人用产品和短裤衬里等一次性吸湿用品。通常，这类产品包括一个透液顶片2、一个底片3和处于上述顶片2和底片3之间的吸湿芯4。顶片2、底片3和芯件4都有一个朝向穿戴者的表面和一个朝向衣物的表面。顶片的朝向衣物的表面和底片的朝向穿戴者的表面在上述吸湿用品的周边5处彼此相连。在本发明的一个优选实施方案中，该吸湿用品有护翼、侧边包围件或侧折翼。
吸湿芯
按照本发明，吸湿芯包括第一部分和第二部分，上述第一部分包括下述部件：(a)一个任选的主流体分配层，同时最好有一个任选的副流体分配层；(b)一个流体储存层；而上述第二部分包括：(c)一个任选的在储存层下面的纤维(“打底”)层；和(d)其它任选部件。
根据本发明，吸湿芯的厚度取决于其预计的最终用途。在本发明的一个优选实施方案中，上述吸湿用品是卫生巾或短裤衬里，芯件的厚度可以从15毫米至1毫米，优选从10毫米至1毫米，最好从7毫米至1毫米。
a.主/副流体分配层
本发明吸湿芯的第一部分的一个任选部件是主流体分配层和副流体分配层。主分配层一般在顶片下面，并与顶片流体连通。顶片将收集的流体传送到该主分配层，最终将其分配到储存层中。通过主分配层的流体输送不仅沿该吸湿用品的厚度方向进行，而且还沿长度和宽度方向进行。副流体分配层也是任选部件，但却是优选部件，它一般位于主分配层下面，并与主分配层流体连通。设置副分配层的目的是为了更容易收集来自主分配层的流体，并将其迅速地传送到下面的储存层。这有助于充分利用下面的储存层的储存流体的能力。这种流体分配层一般可由通常用于这种分配层的任何材料制成。
b.流体储存层
与主流体分配层或副流体分配层流体连通，并通常位于主流体分配层或副流体分配层下面的是流体储存层6。流体储存层可以包含任一种常用的吸湿材料或几种吸湿材料的组合。该储存层优选包含与合适的载体结合的、通常称之为“水凝胶”、“超吸湿材料”、“水解胶体”的吸湿凝胶材料。
上述吸湿凝胶材料能吸收大量含水的体液，并且在适当的压力下还可保持这种被吸收的流体。上述吸湿凝胶材料可以均匀地或非均匀地分散在合适的载体中。如果这种合适的载体是吸湿性的，也可单独使用这种合适的载体。
本发明所使用的合适的吸湿凝胶材料最普遍的是包含一种基本上不溶于水的、弱交联的、部分中和的聚合物凝胶材料。这种材料遇到水形成水凝胶。这种聚合物材料可以用本领域公知的可聚合的、不饱和的含酸单体制备。
合适的载体包括吸湿构件中常用的材料，如天然的、改性的或合成纤维，尤其是改性或未改性的纤维素纤维，呈起毛状和/或薄棉纸状。可以将合适的载体和上述吸湿凝胶材料一起使用，当然也可单独使用一种载体或将几种载体混合使用。在卫生巾和短裤衬里结构中最优选的是薄棉纸或薄棉纸叠层。
按照本发明所制得的吸湿构件的一个实施方案包括将薄棉纸本身折叠而成的双层薄棉纸叠层。例如可以通过粘合或机械连结或氢桥键合(hydrogen bridge bonds)将这些层彼此结合在一起。在这些层之间可以包含吸湿凝胶材料或其它任选材料。
还可采用如经硬化的纤维素纤维等改性的纤维素纤维，也可采用合成纤维，这些合成纤维包括由下述材料制成的纤维，这些材料是：乙酸纤维素、聚氟乙烯、聚偏氯乙烯、丙烯酸类(如Orlon，聚丙烯腈丝)、聚乙烯乙酸酯、不溶性聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺(如尼龙)、聚酯、双组分纤维、三组分纤维和它们的混合物等。优选上述纤维表面是亲水性的，或被处理成亲水性的。储存层还可包括如珍珠岩、硅藻土、蛭石等填料，以改善液体的存留(retention)能力。
如果吸湿凝胶材料在载体中分散不均匀，尽管如此储存层可以是局部均匀的，即在储存层的范围内在一个方向或几个方向上存在分布梯度。非均匀分布还能关系到包围部分或全部吸湿凝胶材料的载体叠层。
c.任选的纤维(“打底”)层
包括在本发明吸湿芯中的一个任选组件是一个邻接，而且通常是在储存层下面的纤维层。由于在制造吸湿芯的过程中，该在下层的纤维层为向储存层中沉积吸湿凝胶材料提供了衬底，所以该纤维层常被称为“打底”层。实际上，在吸湿凝胶材料为宏观结构的形式如纤维状、片状或条状形式时，并不需要包括这种纤维“打底”层。当然，这种“打底”层还具有一些辅助的流体处理能力，例如可沿衬垫的长度方向迅速虹吸流体。
d.吸湿构件的其它任选组件
本发明的吸湿芯还可包括通常存在于吸湿纤网中的其它任选组件。例如，可将增强稀松无纺织物(reinforcing scrim)配置在吸湿芯的各层内或各层之间。这类增强稀松无纺织物应具有不形成阻碍流体输送的界面阻挡层的结构。如果采用通常由于热粘接而形成的结构整体，则热粘合的吸湿构件一般不需要增强稀松无纺织物。
可以包括在本发明吸湿芯中并且最好在靠近或作为主流体分配层或副流体分配层的一部分配置的另一组分是气味控制剂。可任选的将涂覆有或添加有其它气味控制剂的活性炭(尤其适合的是沸石或粘土材料)加入到吸湿构件中。这些组分可以是任何所希望的形式，但通常是以离散颗粒的形式加入吸湿构件中。
顶片
顶片21可以为单层或多层。在一个优选实施方案中，预片包括提供顶片的朝向穿戴者的表面的第一层22和处于第一层和吸湿构件/芯之间的第二层23。
顶片21作为一个整体和其各层都应柔顺、感觉柔软，对穿用者的皮肤无刺激作用。顶片也可以具有弹性，可在一个或两个方向上伸展。根据本发明，顶片可由能满足上述要求的任何公知材料制成，例如非织造纤维、薄膜或两者的结合体。在本发明的一个优选实施方案中，顶片中至少一层(最好是上层)包含透液的多孔聚合物薄膜22。
最好用能促进液体从朝向穿用者表面向吸湿构件传送的多孔膜膜材料制备上层，例如象在美国专利3,929,135号、4,151,240号、4,319,868号、4,324,426号、4,343,314号和4,591,523号中详细描述的那样。
通常，顶片伸展覆盖整个吸湿构件，并能延伸到优选侧折翼、侧围件或护翼上，并形成它们的一部分或全部。
底片
本发明的吸湿用品包括一个单方向传送流体的透气底片24。底片的主要作用是防止被吸收并保留在吸湿构件中的排泄物弄湿与吸湿用品接触的物品如衬裤、短裤、睡衣裤和内衣。此外，本发明吸湿用品的底片还允许蒸汽和空气通过它而传送，因此可使空气在该底片内部和外部循环。
本说明书中所使用的术语“单方向”是指至少具备基本上(如果不是全部的话)向芯件方向的单向传送流体的材料。流体的方向性可用下面将详细描述的试验方法中的试验方法3辨别。
本发明的底片优选包括至少两层：包括透气多孔聚合物薄膜25的第一层，包括透气的纤维织物层26的第二层。上述第一层和第二层最好具有类似的相对空隙容积(relative void volume)。一般第一层靠近芯件27，底片的接下来的那些层通常远离芯件配置。该底片还可包括附加层。在所有的情况中，离芯件最远的层是外层，底片的所有各层基本上是互相邻接且彼此直接接触的。
底片25的多孔第一层包含一具有离散孔28的层，上述孔超出朝向芯件的那层的衣物面的水平面，因而形成一些突出物29。每个突出物的终端有一小孔。上述突出物最好具有类似于美国专利3,929,135中所描述的漏斗形或圆锥形。位于该层平面内的孔和位于突出物终端的小孔本身可以是圆形或非圆形。无论哪种情况，突出物终端小孔的横截面尺寸或面积都小于该层平面内的孔的横截面尺寸或面积。底片第一层的开口面积通常大于该薄膜层总面积的5％，优选为10％至35％。用下面试验方法中将描述的试验方法4可确定该层的开口面积。
按照本发明，上述底片25的第一层可由现有技术中公知的任何材料制成，但优选由通常可得的聚合物材料制成。
上述底片的第二层包括由现有技术中公知的如聚合物无纺布的聚合物纤维构成的透气的纤维织物层26。该纤维织物层的定量优选为10至100克/平方米，最好为15至30克/平方米。可用任何聚合物材料，尤其是聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚醋酯纤维或它们的组合(纤维内和纤维间的结合)制得上述纤维织物层，还可采用人造纤维和不吸湿的天然纤维或经处理的天然纤维(如棉)的混合物。优选经纺粘、梳理或熔喷的纤维。优选该第二层包括一侧由熔喷纤维覆盖的纺粘纤维基体，或者也可选择两侧由纺喷(spun blown)纤维覆盖的熔喷纤维基体。此外，底片的第二层还可以包括至少5％重量的上述纤维层，该纤维是吸收液体的，从而可使这些纤维润胀并减小纤维间的间隙。
底片通常跨过整个吸湿构件，并能延伸到优选的侧折翼、侧边回覆件或翼，构成它们的一部分或全部。
流体接触角
按照本发明的第一方面，较低部分的任一层都有朝向穿戴者表面和朝向衣物表面，并且上述每个表面都有一个流体接触角，其中上述较低部分中至少一层的朝向穿戴者表面具有的流体接触角大于相邻层的相邻的朝向衣物表面的朝向衣物表面的流体接触角。
按照本发明的第二方面，上述较低部分的任一层都有朝向穿戴者表面和朝向衣物表面，上述各层的每个表面都有一流体接触角，其中上述较低部分中至少一层的朝向衣物面具有的流体接触角大于同一层的朝向穿戴者表面的流体接触角。
原则上，在上述较低部分中任何层的任何表面(朝向穿戴者的表面或朝向衣物的表面)之间都可以存在接触角梯度。因此，较低部分中穿过同一层的朝向穿戴者和朝向衣物的表面或在至少一层的朝向衣物表面和相邻层的相邻表面之间都可以存在流体接触角梯度，也就是说，在底片第一层的朝向穿戴者表面和朝向衣物表面之间、在底片第一层的朝向衣物面和底片第二层的朝向穿戴者表面之间、在底片第二层的朝向穿戴者表面和朝向衣物面之间或任何紧挨着的底片层之间都可以存在流体接触角梯度。此外，亦可预见到还可将具有特定接触角关系的上述数层组合起来使用，从而可在较低部分形成连续的接触角梯度。
但是，为了简要地描述本发明，下面集中描述芯件的朝向衣物面和底片第一层的朝向穿戴者的表面之间存在的明显的或增加的接触角梯度。
如图3所示，通常处于固体表面112上的液滴110与该固体表面形成一个接触角A。由液体引起的固体表面的润湿性增加，则接触角A减小。由液体引起的固体表面的润湿性降低，则接触角度A增大。液体-固体间的接触角可用公知技术确定。如在由Arthur W.，Adamson(1967)编辑的“表面物理化学，第二版”( Physical Chemistry of Surfaces，Second Edition)，F.E.Bartell和H.H.Zuidema编辑的“美国化学学会杂志”( J.Am. Chem.Soc)，58，1449(1936)以及J.J.Bikerman的“工业工程化学，分析版”(Ind.Eng.Chem.Anal.Ed.)，13，443(1941)中详细描述了上述技术，因此上述每篇文献均为本发明的参考。在该领域内近期出版物包括Cheng等人的“胶体和表面”( Colloids and Surface)43：151-167(1990)和Rotenberg等人的“胶体和界面科学杂志”( Journal of Colloid and Interface Science)93(1)：169-183(1983)，这些文献亦为本发明的参考文献。
此处所用的术语“亲水性的”是指可被沉积在表面上的含水流体(如含水的体液)润湿的表面。亲水性和可润湿性通常由所涉及到的流体和固体表面的接触角和表面张力确定。在由Robert F.Gould编辑的、由美国化学协会出版的题为Contact Angle，Wettability and Adhesion(接触角、润湿性和粘附性)(1964年出版)中对此进行了详细讨论，此文为本发明的参考文献。当流体倾向于自发地穿过表面扩散时，一般认为该表面被液体润湿(亲水性的)。反之，若含水流体不能自动发地穿过表面扩散时，则该表面被认为是“疏水性的”。
液体/固体接触角与表面不均匀性(如粗糙度等化学和物理性质)、污染物、对固体表面的化学/物理处理或固体表面的组分，以及液体和其杂质的性质有关。固体的表面能也对接触角有影响。若固体的表面能降低，接触角增大。固体的表面能增加时，接触角减小。
使液体与固体表面(如薄膜或纤维)分离所需的能量由方程式(1)表示：
(1)   W＝G(1+cosA)
其中：W是用尔格/平方厘米，(×10-3焦耳/平方米)度量的粘附功，
      G是用达因/厘米，(×10-3牛/米)度量的液体的表面张力，
      A是液体-固体接触角，单位为度。
对于一种给定液体，其粘附功随液体-固体接触角的余弦值增加而增大(当接触角为零时，粘附功达到最大值)。
对于理解和量化给定液体的给定表面的表面能特性而言，粘附功是一个有用的量。
表1用于说明对于一种特定流体(如水)的固体-液体接触角和粘合功之间的关系，该流体的表面张力为75达因/厘米(75×10-3焦耳/平方米)。
                             表1
A(度)         cosA             1+cosA           W(尔格/平方厘米)
                                                  (×10-3焦耳/平方米)
0              1                 2                     150
30             0.87              1.87                  140
60             0.5               1.50                  113
90             0                 1.00                  75
120           -0.5               0.5                   38
150           -0.87              0.13                  10
180           -1                 0                     0
如表1所示，当特定表面的粘附功降低(该特定表面具有较小的表面能)时，该表面上流体的接触角增大，因此流体呈凸起的珠状(bead up)，占有的接触面积较小。反之，当给定流体的给定表面的表面能减小时也类似变化。所以，粘附功对固体表面上的界面流体现象有影响。
更重要的是，业已发现，在本发明的范围中用流体接触角说明的表面能梯度或不连续性(discontinuities)对防止流体传送而言是很有用的。图4示出了位于具有不同表面能的两个区域113和115(为说明起见，图中用不同阴影线表示)的固体表面上的液滴110。在图4所示的情况中，区域113具有的表面能比区域115的表面能小，因此液滴对区域113的湿润性较之区域115降低。据此，该液滴110在液滴接触区113的边缘形成的接触角A(b)大于在液滴接触区115的边缘形成的接触角A(a)。值得注意的是虽然为了图解清楚起见，点“a”和“b”处于同一平面上，但点“a”和“b”之间的距离“dx”不一定是直线，可用与该表面形状无关的液滴/表面接触范围表示。此时液滴110受到不平衡的表面能作用，因此，由于在区113和115之间存在相对表面能差异(即表面能梯度或不连续性)而形成外力，此外力可用方程式(2)表示：
(2)   dF＝G[cosA(a)-cosA(b)]dx
其中：dF是流体小液滴上的净力，
      dx是标号“a”和“b”之间的距离，
      G如前面所定义，
      A(a)和A(b)分别为位置“a”和“b”处的接触角。
将方程式(1)中解出的cosA(a)和cosA(b)代入方程式(2)，得出方程式(3)
(3)   dF＝G[(W(a)/G-1)-(W(b)/G-1)]dx
将方程式(3)简化为方程式(4)
(4)   dF＝(W(a)-W(b))dx
方程式(4)清楚地反映出两表面之间的表面能之差的重要性，粘附功差值大小的变化与力的大小成正比。
在“纺织科学与技术”( Textile Science and Technology)的第七卷由Portnoy K.Chatterijee编辑的“吸收性”(Absorbency)(1985)和“工业工程化学”(Ind.Eng.Chem.)61，10(1969)中由A.M.Schwartz撰写的“毛细作用、理论和实践”( Capillarity，Tbeory and Practice)中详细讨论了表面能现象和毛细作用的物理性质，上述文献均为本发明的参考。
于是小液滴受力后将朝具有较高表面能的表面方向运动，在本情况中朝芯件方向运动。为了简单和使图形清晰起见，图4中将明确限定但表面能不同的恒定区之间的表面能梯度或不连续性绘制成单一的突跃或边界。表面能梯度也可以连续的梯度或分段(stepwise)梯度的形式存在，加在任何特定小液滴(或部分液滴)上的力由小液滴接触的各特定面积上的表面能确定。
此处，当将“梯度”一词用于反映表面能或粘附功之差时是描述整个可测量距离内表面能或粘附功的变化。“不连续性”一词指的是一种“梯度”或转折，其中表面能的变化发生在基本为零的距离范围内。据此，本说明书中所有关于“不连续性”的描述都在梯度的定义内。
此处所用的“毛细管的”和“毛细作用”是指能根据毛细作用原理传送流体的结构中的通道、孔、微孔、或间隙，通常可用拉普拉斯方程(5)表示：
(5)        P＝2G(cosA)/R
其中：P为毛细管压力；
      R为毛细管的内径(毛细管半径)；
      G和A的定义同上。
正如在“化学后处理织物”( Chem.Aftertreat.Text)(1971)的第III章，第83-113页由Emery I.Valko著的“织物的渗透性”( Penetration of Fabrics)(此文为本发明的参考文献)中所提到的，当A＝90°时，cosA为零，毛细管没有压力。当A＞90°时，cosA为负值，毛细管压力阻止流体流入毛细管。因此，对于亲水性液体，为了产生毛细现象，毛细管壁应具有亲水性性质。此外，由于R增加(较大的孔/毛细管结构)时，毛细管压力降低，为使P值合理，R必须足够小。
几乎至少与表面能梯度的存在一样重要的是表面能梯度本身相对于毛细管或流体通道本身的取向和位置的特定方向和位置。
下面都用水作为参考液体的实例进行讨论(但并非限定)。水的物理性质非常确定的、很容易得到，而且无论在何处得到的水通常性质都一致。考虑到理想流体的具体表面张力特性，所以有关水的粘附功的概念可以方便地用于其它流体(如血、月经和尿)。
由于芯件和底片之间存在表面能梯度，使邻近和与吸湿芯接触的底片附近部分表面能较低，而朝向与穿用者皮肤接触的部分表面能更低，因此底片可阻止液滴从具有较高表面能的芯件向具有较低表面能的底片运动。由于较低表面能部分和较高表面能部分之间的接触角不同使作用在固-液接触面上的表面张力不平衡，导致液滴流动。显然，所形成的这种能产生负毛细管压力的表面能梯度尤其适用于吸湿用品的多孔底片，例如适用于吸湿用品1中的底片2，24。
根据前面的描述，采用具有表面能梯度的多孔底片可减少湿透(wetthrough)的可能性。若用一定的力将已收集的流体挤出垫外(如通过从吸湿芯朝底片较低表面压挤)，由于具有较低表面能的底片表面能阻止流体通过底片的一些开口漏出垫外，所以可防止这类不希望出现的流动。
于是，由于底片和芯件之间表面能梯度的驱动力使流体更容易保持在吸湿芯中。
就本发明的表面能梯度而言，重要的是应牢记各梯度的上下限彼此是相关的，也就是说，限定出表面能梯度的底片和芯件的界面区不必在疏水/亲水范围的不同侧。换句话说，可以在具有不同程度的疏水性或不同程度的亲水性的两个表面间形成梯度，而不必限定在一个疏水表面和一个亲水表面间形成梯度。除上述外，目前优选底片的上表面具有较低表面能，即一般为疏水性的，以使施加在从芯件流入的流体上的驱动力达到最大，而使水分渗透到整个底片的衣物接触面上的可能性最小。
于是，在本发明中，上述表面能梯度提供了一种与底片单向传送流体特性结合的防止流体透过底片的协同效果。底片的第一表面上的流体受到两个不同的、但为互补的驱动力，这两个力可阻止流体离开芯件向底片和朝向衣物流动。同样，这两个力同样可结合起来阻止流体朝底片流动，因此能显著地减少湿透的发生。
根据本发明的吸湿用品，在设计多孔底片和芯件时应考虑一些物理参数，具体地说，应考虑合适的尺寸和为合适处理流体的表面能梯度的位置。这些因素包括表面能差的大小(取决于所采用的材料)、材料的移动性、材料的生物相容性、孔隙率或毛细管尺寸、整个厚度和几何尺寸、流体粘度和表面张力以及在这些界面的任一侧上有或没有其它结构。
具有表面能梯度的两相邻表面之间的流体接触角之差优选应至少为10°，最好至少为20°，具有较低表面能的表面的流体接触角应至少为90°，优选至少为100°，更优选至少为110°，最好至少为120°。
根据本发明，通过使表面更加亲水，可增大该层的接触角。根据本发明，为了制得如图2所示的底片，在一转鼓(drum)上对聚乙烯料片进行挤压，在滚筒上使料片真空形成为多孔成形膜，然后，如果需要，还可按照1982年9月28日授权于Thomas等人的美国专利4,351,784号、1984年6月26日授权于Thomas等人的美国专利4,456,570号、1985年8月13日授权于Thomas等人的美国专利4,535,020号的说明对其进行电晕放电处理，上述每篇专利所公开的内容均为本发明的参考。然后对多孔成形膜的朝向穿用者表面进行表面处理，使其具有相对较低的表面能，优选使上述表面固化。一种合适的表面处理是用从Dow Corning of Midland，Michigan购买的Syl-Off 7677按以重量计分别为100份对10份的比例加入可购买来的Syl-Off7048交联剂的混合物硅氧烷防粘涂层处理。另一种合适的表面处理是涂敷一种可UV固化的硅氧烷涂料，这种涂料包括可以从General ElectricCompany，Silicone Products Division，Waterford，NY购买的商品名为UV9300和UV 9380C-D1的两种硅氧烷的混合物，上述两种硅氧烷的比例以重量计分别为100份和2.5份。虽然在一些与底片的性质和流体的特性等有关的特定应用中已证明其它一些涂敷量也是合适的，但将这类硅氧烷混合物用于如图2所示的成形膜上时，采用每平方米表面积上涂敷至少0.25克、优选0.5至0.8克硅氧烷是比较满意的。
其它合适的处理材料包括(但不限于)氟化材料，如含氟聚合物[如聚四氟乙烯(PTFE)市售的商标名为TEFLON]和氯氟聚合物。尽管现在优选的硅氧烷材料的生物相容性使它们非常适合用于吸湿用品中，但已证实其它适于提供减小的表面能的材料包括如凡土林、胶乳、石蜡等碳氢化合物。此处所用的“生物相容性(biocompatibility)”一词指的是具有对于各种生物物质或生物制品材料(如糖蛋白、血小板等)的特定吸收量低的材料，或换句话说为低亲和力的材料。因此，在使用条件下，这些材料阻止生物物质沉积的趋势在很大程度上优于其它材料。这种性质可使上述材料较好地保存它们的在接下来的流体处理中所需的表面能性质。在不具备生物相容性的情况下，这种生物材料的沉积将增大表面的粗糙性或非均匀性，导致流体运动的阻力或抗力增大。因此，生物相容性与降低的流体流动阻力或抗力相对应，故而可使流体较快地流入表面能梯度和毛细结构。维持基本上相同的表面能也就维持了用于随后或长时间流体沉积中的起始表面能差值。
但是，生物相容性与低表面能的意义不同。某些材料(如聚氨脂)在某种程度上具有生物相容性，但它亦有较高的表面能。当前所优选的材料如硅氧烷和氟化材料的优点是既具有低表面能又有生物相容性。
将条状聚乙烯膜加工成多孔成形膜的其它优选方法是用含水或类似物的高压流体射流对着膜的一个表面喷射，优选同时在该膜的相反表面附近保持真空。在1986年9月2日授权于Curro等人的并已作普通转让的美国专利4,609,518号、1986年12月16日授权于Curro等人的美国专利4,629,643号、1987年1月20日授权于Ouellette等人的美国专利4,637,819号、1987年7月21日授权于Linman等人的美国专利4,681,793号、1987年9月22日授权于Curro等人的美国专利4,695,422号、1988年10月18日授权于Curro等人的美国专利4,778,644号、1989年6月13日授权于Curro等人的美国专利4,839,216号和1989年7月11日授权于Lyons等人的美国专利4,846,821号中都非常详细地描述了这类方法，上述每篇专利均为本发明的参考文献。如果需要，还可对上述多孔成形膜进行电晕放电处理。然后可以在多孔成形膜的第一表面上涂覆或印刷硅氧烷防粘层，最好使上述防粘层固化。用硅氧烷处理过的表面的表面能小于底片的未经处理的表面的表面能。
此外，可以在生产过程中，在具有更低表面能的层(如多孔聚合物底片层)中加入低表面能材料，使该层在生产过程中提供疏水性。然后将低表面能材料涂覆在该层的表面上。通常该层包含的低表面能材料至少占该层总重量的5％。
本发明的吸湿用品是由一些部件如顶片、底片和吸湿芯用本领域普通技术人员公知的方法结合在一起而构成的。例如可以通过均匀连续的粘合剂层、具有某种图纹的粘合剂层或分离的直线、螺旋线或点状粘合剂排列将底片和/或顶片与吸湿芯连结或使它们彼此连接。此外，还可用热粘结、压粘结、超声波粘结、动力机械结合(dynamic mechanical bonds)或本领域普通技术人员公知的任何其它合适的方式和上述方式的任何组合将这些部件结合在一起。
本发明的吸湿用品可用作卫生巾、短裤衬里、成年失禁病人用垫和婴幼儿尿布。因此，除本说明书中所描述的部件外，上述吸湿用品还可包括弹性固定件和与用品的使用状况有关的类似部件。本发明尤其适用于卫生巾和短裤衬里。
                           实施例
本发明的吸湿用品可按下述方法制得。
用下述原材料构成底片：
a)从Corovin GmbH，Peine，Germany购得的名称为MD 2005的非织造织物28克/平方米，它具有14克/平方米的纺粘层和14克/平方米的熔喷层。
b)根据美国专利3,929,135号从Tredgar Film Products，U.S.A得到的聚乙烯成形膜。这种膜具有开口面积为19％的圆形孔，压纹厚度0.48毫米(漏斗形的高度)，朝向衣物表面上的孔径为0.465毫米。
通过将上述薄膜层(b)和使纺喷层成为吸湿用品的朝向衣物表面的非织造纤维(a)结合在一起可制得底片，其中薄膜层的突出孔是朝向吸湿用品朝向穿用者表面取向的。
除了在底片的成形部分的材料或与底片紧密流体接触的材料进行特殊处理外，每个测试样品在各方面都是以相同的条件制备的。用从Procter &Gamble GmbH Schwalbach/Germany购得的商标名为“Always Ultra Normal”的卫生垫，除很少的与总构件的连接底片附件外，其它均可按常规制造过程制得上述测试样品。这样可去掉现有的由可不透的(既不透液体，又不透气体)塑料薄膜构成的底片，而用一种可供选择的透气底片代替。除附加的表面处理(用硅氧烷涂层对一个液体/固体表面进行处理，使其表面能更低)外，卫生巾的结构与所有实施例都相同。
实施例1(参考)
如上所述的可透气的底片由单向(一个方向)的具有锥形孔的多孔薄膜(CPT)构成，上述多孔膜由美国Tredegar生产的生产代号为X-1522的低密度PE制成，使其位于与由薄棉纸(tissue)和吸湿凝胶材料构成的吸湿芯接触之处。朝向穿用者的接触表面由在德国的Corovin GmbH生产的商标名为MD 2005的非织造层压制品构成。该非织造层压制品由14克/平方米的纺粘层和14克/平方米熔喷层组成。对其不进行附加的表面处理。
实施例2
除由丹麦Walkisoft供应的吸湿芯薄棉纸的朝衣物表面30(处于与上述单向多孔薄膜的朝穿用者的表面31接触之处)(材料代号为Metmar Kotka)用定量约为6克/平方米的热固化硅氧烷处理外，结构与实施例1中的结构相同。上述硅氧烷由美国Dow Corning生产，市售商品名为SYL-OFF 7048Crosslinker/SYL-OFF 7677，防粘涂层器(release coater)(混合比为10％∶90％)。
实施例3
除由美国Tredegar生产的生产代号为X-1522的低密度PE制成的上述单向多孔膜(CPT)的朝穿用者的表面31(处于与吸湿芯薄棉纸200接触之处)已用定量约为3克/平方米的热固化硅氧烷另外处理外，结构与实施例1中结构相同。上述硅氧烷由美国DOW Corning生产，市售商品名为SYL-OFF 7048 Crosslinker/SYL-OFF 7677，防粘涂层器(混合比为10％∶90％)。
实施例4
除用在P&G Pescara Technical Center S.p.A的要求下由荷兰TredegarFilm Products B.V.供应的低密度PE(84％)和硅氧烷(16％)的混合物制得上述单向多孔膜外，结构与实施例1相同。上述材料的生产条件与代号为X-1522材料的生产条件类似。
实施例5
除用高密度聚乙烯(由美国Tredegar Film Products提供，研制代号为15112)制得上述单向多孔膜(CPT)外，结构与实施例3相同。象实施例3那样，上述单向多孔膜(CPT-HDPE)的朝穿用者表面31(处于与吸湿芯薄棉纸接触之处)已用定量(basis weight)约为3克/平方米的热固化硅氧烷另外处理过。上述硅氧烷由美国Dow Corning生产(商品名为SYL-OFF 7048Crosslinkers/SYL-OFF 7677，混合比为10％∶90％)。
                        测试方法
           方法号1a&1b-湿透试验(Wet-Through Test)
本湿透试验用于评价透气底片或底片构件对体内排泄物传送的阻力。通过简单地改变测试溶液的组成，本方法可以直接测量多孔底片对所有体内排泄物液体的不透液情况，这些将在下面的方法中作详细描述。
方法的基本原理
本试验的基本原理是模拟使用中吸收了体内排泄物的一次性吸湿用品的负载情况。为此，应制备一种产品(如卫生巾)，并将其平放在由有机玻璃制成的透明试验台上。产品的放置方向是将朝穿用者的表面露出(上侧)，而使底片/朝衣物的表面与试验台接触(底侧)。在待分析的试样的上方悬挂一个液体输送系统，该系统可提供任何需要量的理想试液(按需要，或者为一次喷出，或者为一系列步骤加入液体)。
将一层吸湿滤纸放在试样的最外层表面和透明试验台之间。该吸湿滤纸与试样的底片紧密接触，以便模拟与衣物紧密接触附着于短裤上的例如卫生巾或尿布/失禁病人用品。紧靠透明试验台的下方放置一面镜子，这种安置的目的是能连续地观察到吸湿滤纸的任何变化(被模拟体内排泄物的有色试剂弄湿的情况)。例如，若多孔底片不能完全阻止液体传送，那么滤纸会被有色试液弄湿，而这些变化将会从镜中观察到。除可以方便地记录传送时间外，传送试液的量可用重量或者最好用吸湿滤纸(模拟衣物)上的脏污面积来计量。
如下面将要详细描述的那样，可根据所要求的测试方式将试液经一标定过的输送系统(如经简单的滴定管)导入试样中。一旦将试液加载在垫上，允许1分钟的时间使试液吸收入试样中，于是顶片(朝穿用者的表面)不存在试液槽(pool)。
等待1分钟后，将该试样置于70克/平方厘米的压力下，虽然使用中会经常遇到这样的力，但人们仍认为上述压力反映的压力较大。在70克/平方厘米压力下保持试样30分钟，并每隔5分钟测量一次，例如测量吸湿纸上的有色脏污面积。重要的是应在较长时间内进行测量，因为某些体内排泄物(如血)的流动性或扩散过程比较费时。
为了能确保正确地评价该严谨的测试设计，理解湿透事故的机理也是很重要的。例如，具有较大孔(＞200微米)的透气底片更易由于挤压过程而出现这种事故(如坐下时所受到的压力将会使液体穿过这些较大的孔)，当向这种测试样品施加压力时，将会迅速出现这种挤压过程。此外，孔越小(＜200微米)，越容易发生简单的扩散过程或毛细作用引起的扩散过程。这些过程比挤压过程慢。
              方法1a：高速涌流模拟(High Gust Simulation)
在这第一种测试设计中，在高负载(突然加压，使试液喷涌出)模拟条件下测量多孔底片的不渗透性。使用中这种情况是极难控制的(常发生在躺下或坐了很长时间后突然站起时)，因为吸湿芯(或构件)一般需要一定的时间起作用且充分吸收体内排泄物并与体内排泄物结合。例如由纤维素纤维[气毡(airfelt)，薄棉纸]和吸湿凝胶材料制成的吸湿芯需要数分钟方能充分吸收和紧密结合流体。未结合的占据了空隙或纤维间隙的排泄物很易流动，在压力下能迅速流到多孔底片上而被挤出或在毛细作用力的作用下透过底片。
对于常规的卫生巾而言，如上面一般描述那样可在下述条件下完成高速涌流模拟试验。
试液                             人造尿+1％的表面活性剂，或
                                 仿月经的流体+1％的表面活性剂
涌流体积(毫升)                   对于卫生巾为10毫升
涌流速率(毫升/分钟)              10(即60秒内10毫升)
施加压力                         70克/平方厘米
(等待1分钟后)
结果表示为经过5分、10分、20分和30分钟时每单位平方厘米上脏污/湿透的面积。
       方法1b：反复加载模拟(Repetitive Loading Simulation)
在该第一试验设计中，在极平常的加载条件下(体内排泄物周期性且反复间断地排出，而不是一次喷出〕，测量透气底片的不渗透性。对于常规的卫生巾，可根据上面的一般描述在下述特定条件下完成该反复加载模拟试验：具体地讲，在试样的中央加5毫升的试液(参见下面上述)负载。使试样吸收试验液体1分钟，并对该试样加压5分钟。上述时间之后，测量并记录湿透的尺寸(面积)。迅速撤去压力，对该试样再次加载第二个5毫升试液。然后再等待1分钟以便试样吸收上述试液，并对该试样(此时该试样含试液10毫升)加压5分钟。上述时间之后，测量并记录湿透的尺寸(面积)。立即撤去压力，对该试样又加载第三个5毫升试液。再等待1分钟以便吸收上述液体，并对该试样(此时该试样含试液15毫升)加压5分钟，再测量脏污尺寸(湿透)。如上继续循环，直到对该垫加载20毫升为止。
试液                         人造尿+1％的表面活性剂或
                             仿月经的流体+1％的表面活性剂
涌流体积(毫升)               反复间隔地对卫生巾加载5毫升
最大载荷                     20毫升
加载速率(毫升/分钟)          2.5(即2分钟加5毫升)
施加压力                     70克/厘米2
(等待1分钟后)
结果表示为在加载5毫升，10毫升，15毫升和20毫升的情况下每单位平方厘米上脏污/湿透的面积。
在试验方法中所采用的试液类型和体积
为了正确地评价上述有潜力的透气底片设计，试液的性态应与产品的最终用途相匹配。卫生巾是为存留月经排泄物而设计的。对于不同的妇女，这类排泄物明显不同，排泄物中含各种不同量的脂肪酸和来自日常卫生操作(清洗、洗涤等)中的洗涤剂型污物。这些组分极易流动而且表面引力非常低。现已确定采用从羊血和粘蛋白(mucine)中得到的、加入下述表面活性剂的仿月经流体可以模拟实际的月经排泄物的特性。一次涌流的试液体积多达15毫升已足够多，可使所有使用中的涌流情况的99％都落在此范围内。同样，可对使用中的卫生巾反复加载到20毫升(95％的卫生巾均落在此范围)，但很少更高。通常，对卫生垫加载10毫升(所有垫的90％)或更少。
虽然和卫生巾的要求比起来对失禁病人用垫、婴幼儿尿布、或短裤衬里(妇女在经期中期或经期的开始/最后穿戴的垫)的要求不同，但接近尿排泄物的试液也能用在卫生巾上。但是仍存在一些体内污物(脂肪酸、表面活性剂和洗涤剂残余物)，而且已确定向人造尿液中加入表面活性剂与使用条件密切相关。由于常习惯用女性卫生用品(卫生巾、衣物衬里)作为轻型失禁病人用品，因此适于用含表面活性剂的人造尿液去评价透气底片材料或结构的性能。应再对体积进行选择以反映可能对制品产生影响的一般应用条件，。对于尿布或受力更大的失禁病人使用的情况，为了模拟较大的试液加载体积和传送速率，可对上述方法进行简单修改。
           人造尿+1％表面活性剂试液(UreaB1％)的制备
首先准备10千克主批料，如果需要可倒掉少量主料再加入表面活性剂则制得上述人造尿试液。每10千克UreaB批料包含下述组分：
组分             分子式              量/10千克主料
脲(Urea)                                200克
氯化钠            NaCl                  90克
硫酸镁            MgSO4·7H2O         11克
氯化钙            CaCl2                6克
蒸馏水            H2O                  9693克
所有试剂均为“试剂等级”，可从符合标准的化学品供应商处购得。此外，表面活性剂由Pegesis，U.S.A提供的Peosperse 200ML。对于每次测量，通常使用90毫升UreaB溶液和10毫升表面活性剂混合而制得的100毫升UreaB/1％表面活性剂试验溶液。应不断地对UreaB/1％溶液进行搅拌，以确保使用前上述组分不分离。
       仿月经流体+1％表面活性剂(Artifical Menstrual Fluid
                  +1％Surfactant)试验溶液的制备
仿月经流体(AMF)是以改性的羊血为基础的，为了确保这种流体在粘度、导电性、表面张力和外观方面与人的月经流体非常相似，对羊血进行了改性。此外，在上述试液(由Pegesis/USA提供)中还加入了表面活性剂(1％)以便更好地反映受力情况，在上述情况中，一般的卫生习惯(在某些受限制的情况中，饮食影响)可能引入一些额外的表面活性剂或不希望出现量的〔例如)脂肪酸，这些都可能降低血液的表面张力。低表面张力的月经对如卫生用品之类的透气吸湿用品的透过底片的湿透事故的影响最大。
试剂：
1)经脱纤维化(difibrinated)的羊血可从美国Unipath S.p.A购得{Garbagnate Milanese/Italy}，
2)由荷兰J.T.Baker生产的试剂等级(85-95％重量/重量)的乳酸，
3)由美国Sigma Chemical Co.生产的试剂等级的氢氧化钾(KOH)，
4)由美国Sigma Chemical CO.生产的试剂等级的磷酸盐缓冲剂片剂(Phosphate Buffer Saline Tablets)，
5)由美国Sigma Chemical Co.生产的试剂等级的氯化钠，
6)由美国Sigma Chemical Co.生产的III型(CAS 84082-64-4)胃粘蛋
白，
7)蒸馏水。
步骤1：
通过乳酸粉末和蒸馏水的溶解作用，制得9±1％的乳酸溶液。
步骤2：
将KOH粉末溶于蒸馏水中制得10％的氢氧化钾(KOH)溶液。
步骤3：
将片剂直接加入1升蒸馏水中溶解，制得pH＝7.2的磷酸盐缓冲溶液。
步骤4：
制取含下述组分的溶液，并对其缓慢加热至45±5℃：
460±5毫升磷酸盐缓冲溶液
7.5±0.5毫升KOH溶液
步骤5：
在按步骤4制得的已预热(45±5℃)的溶液中加入约30克胃粘蛋白，
使其缓慢溶解(经常搅拌)，制得粘液溶液(Mucous Solution)。一旦溶解，
则将该溶液温度提高到50-80℃之间，并将该混合物遮盖约15分钟。
待温度降下来，保持较恒定的温度在40℃和50℃之间，并继续搅拌2.5小时。
步骤6：
将上述溶液从加热处移开，使溶液(由步骤5得到的)冷却到低于40℃。
加入2毫升含10％乳酸的溶液，使它们充分混合2分钟。
步骤7：
将上述溶液放入高压釜中，并加热到121℃，维持15分钟。
步骤8：
使上述溶液冷却到室温，用脱纤维的羊血按1∶1的比例稀释。
制备了AMF后，对它的粘度、pH和导电性进行测量，以确保这种血液的特性在非常接近普通月经血的范围(参见H.J.Bussing“Zur Biochemie deMenstrualblutes”Zbl Gynaec，179，456(1957))内。其粘度的范围应为7-8(单位：厘沲)，pH值的范围为6.9到7.5，导电性的范围为10.5到13(mmho，毫姆欧)。如果粘度不在上面规定的范围内，则不能采用，需要制备一批新的AMF。这样，可以按需要调节使用的胃粘蛋白量。因为这是天然产品，一批和另一批的组分可能不同。
通常用90毫升AMF溶液(保持在25℃)加入10毫升表面活性剂可制得含表面活性剂的AMF试液100毫升，以用于各次测量。必须经常搅拌上述AMF/1％表面活性剂溶液，以确保使用前其中的组分不分离。应该只使用四小时之内制备的溶液。
                 方法号2：测定流体接触角
接触角测试是评价固体表面和液滴之间相互作用的特性的一种标准测试。液滴在表面形成的接触角反映出不同的相互作用。除液体-固体相互作用的性质外，接触角还与液体的性质、液体的表面张力、固体的性质和表面变形有关。通常，在粗糙表面上的液滴具有的接触角大于相同化学组成的光滑表面上液滴的接触角。如果水滴的接触角大于90℃，则认为此表面对该液体而言是疏水性的。如果接触角小于90℃，那么此表面是亲水性的。
方法的基本原理
液体在表面上的接触角可通过从对表面上的液滴进行两种光学分析到更可靠技术的各种各样的技术进行测量。测量接触角所用的方法是“Wilhelmy Plate Technique”。该方法的要点是将一固体试样悬挂在盛有水的容器上方，然后慢慢地降低该试样，使之到水液体中的确定深度，再取出该试样。通过微量天平测出水与材料样品接触(浸没深度为零)时受到的阻力(retarding force)，然后从下述方程式确定出接触角的余弦：
其中：F＝由天平测出的在浸没深度为零时的试样力(毫克)；
      P＝试样界面处的周长(厘米)；
      ST＝表面张力(达因厘米)；
      cosφ＝接触角的余弦；
      g＝由于重力(在测量部位)引起的加速度。
用于测量接触角的仪器是由美国Cahn Instruments，Inc.Cerritos CA90701-2275生产的自动的“动态接触角分析仪(Dynamic Contact AngleAnalyser)(型号DCA-322)”。对于每种待评定的材料(见表)，制备一个试样(24毫米×30毫米)，并按照设备说明，将试样附着在承物玻璃片(glass slide)上。放入时必须十分小心，以保证不碰到材料试样，否则可能弄脏材料表面。对每种材料测量五次，以确保测量的准确度，使生产的个异性或表面不规则性的影响最小。
                      表1
对市售的材料的表面(随后将进行降低表面张力的处理)的表面接触角进行测量。
实施例                  表面 未处理的接触角 处理后的接触角
  ABC 芯件薄棉纸，供应商：Walkisoft Denmark，Metmar KotkarLDPE薄膜，代号X-1522供应商：美国TredegarLDPE薄膜，代号X-1522-两侧经处理供应商：由美国Tredegar     ～零102102     131121144
  D LDPE薄膜，代号X1522 但未穿孔：Tredegar薄膜产品，由B.V.Holland提供，两个表面经处理     80     103
  E LDPE+硅氧烷(8％)薄膜(未穿孔)：Tredegar薄膜产品，由B.V.Holland提供，两个表面经处理     92     na
  FG LDPE+硅氧烷(16％)薄膜：两个表面经处理Tredegar薄膜产品，由B.V.Holland提供，聚四氟乙烯薄膜(条，未穿孔)，由美国3M Corp.提供     102130     nana
表面上的液体的接触角和多孔材料或者通过毛细作用或者通过挤压过程传送液体的能力与表面变形或表面结构、液体的性质、液体与表面相互作用的状况以及传送的机理有关。在本试验中所使用的试液是具有高亲水性和大表面张力的蒸馏水。它所产生的接触角大于用月经流体或尿型排泄物通常所出现的或希望出现的接触角。因此，表中详细列出的完全接触的结果必须十分仔细的观察比较。水的接触角大于90℃并不意味着材料孔隙对月经类排泄物施加负毛细作用力(a negative capillary force)。当然，接触角增大将减小液体通过上述材料传送(或基于毛细作用或基于挤压作用)的程度/效率。
na＝未适用，材料的接触角已很大。
                        表2湿透的试验结果
实施例   测试溶液   测试设计     湿透(平方厘米)未经处理   湿透(平方厘米)经处理*
    12345  UreaB/1％AMF/1％AMF/1％UreaB/1％AMF/1％AMF/1％UreaB/1％AMF/1％AMF/1％UreaB/1％AMF/1％AMF/1％UreaB/1％AMF/1％AMF/1％     1a1a1b1a1a1b1a1a1b1a1a1b1a1a1b     417090417090417090nanana183040     ---零零201.3163131135零零7
                 方法号3：单方向流动试验：
单方向流动试验用于定量确定多孔薄膜的各表面对体内排泄物的定向流动能力。如下面将详细描述的那样，该方法可用于通过简单改变试液的组分，直接测量多孔的各表面对各种体内排泄物的流动情况。
该方法的基本原理：
该试验主要是为了评价多孔膜对仿体内排泄物液体的单向/一个方向的传送性能。“优良的多孔膜”是这样一种薄膜，它能从一个表面向其它表面进行明显的流体传送，但沿反方向不能传送，再将薄膜反向，并重复该试验。显然，除传送流体的方向性不同外，“优良的多孔膜”在用于透气底片构件中的方向上时，传送的流体应最少。
为了评价多孔膜的定向传送液体的速率，可进行下述简单试验：将液体已达饱和状态的吸湿构件放在处于一叠吸湿的吸墨水纸上部的多孔膜的上部。向整个组件(饱和的吸湿材料、薄膜和吸墨水纸)上施加压力，测量通过该多孔膜传送到吸墨水纸上和由吸墨水纸吸收的试液量。在第二次试验中，将该膜反向并重复上述试验。记录和评定通过表面1和表面2所传送的液体量。
具体地说，对10张尺寸为12厘米×12厘米的一叠市售滤纸/吸墨水纸{由意大利Cartiera Favini S.p.A生产的Type Abssorbente Bianca“N30”(地方销售商Ditta Bragiola SpA.Perugia，Italy)}进行称重，并将试验台直接平放在悬吊着的重物的下方。在该叠放吸墨纸上面放置一个待测定的尺寸为8.5厘米×8.5厘米的多孔薄膜试样(人为地在两表面上分别标上1和2)。在多孔膜的上面放置一层充分饱和的吸湿材料。该吸湿材料由两层市售的定量为63克/平方米(gsm)(每层)的气流成网吸湿薄棉纸组成，上述薄棉纸可从Walkisoft，Denmark，供应商代号为Metmar Kotka处购得，此材料用以模拟吸收液体已达饱和状态的吸湿芯。每层这种薄棉纸的尺寸为5厘米×5厘米。每层纸的上部彼此对称放置。然后将上述薄棉纸构件完全浸入人造尿(参见方法1中详述的溶液)中1分钟，以确保完全饱和。
从液体中取出薄棉纸，将其保持垂直状态达60秒，以便在将其直接放在多孔膜上面之前沥去多余的流体。将已饱和的薄棉纸放在多孔膜的中央，上述多孔膜则放在吸墨纸叠层的中央。
在试验的最后阶段，将一块有机玻璃(尺寸为8.5厘米×8.5厘米)放在上述饱和薄棉纸构件上部的中心，自动将重物降低到试样上，施加130克/平方厘米的压力达60秒，通过一台简单的电子仪器对重物的降低和时间进行控制，以确保前次试验与下次试验的再现性。
施加在整个组件(饱和的吸湿材料、薄膜和吸墨水纸)上的压力将饱和薄棉纸中的液体挤到薄膜上，通过多孔膜传送液体的方向性有利于液体流过薄膜而被吸墨水纸吸收。撤掉重物时，将各层分开，检查吸墨水纸是否被液体弄湿并对其称重。记录重量之差(试验前/后)并与将多孔膜的方向反向的第二次试验进行比较，测量反方向上通过该多孔膜传送液体的量。
表3：
对从各公司购得的多孔膜和可供选择的材料进行了试验，其结果详细列于表3中。
    材料   试液   表面1湿透   表面2湿透   处理过的表面2湿透
实施例1：CPT(LDPE)供应商代号：X-1522Tredegar Corporation USA UreaB/0％AMF/0％ 2.51.4 1.80.8     3克/平方米硅氧烷1.10.6
实施例2：CPT(HDPE)供应商代号：15112Tredegar Corporation USA UreaB/0％AMF/0％ 2.31.3 0.80.5     3克/平方米硅氧烷0.50.3
实施例3：气流成网薄棉纸(两层，每层定量为63克/平方米)供应商代号：Metmar Kotka，Walkisoft Denmark UreaB/0％AMF/0％ 2.71.7 2.71.7     5g/m2硅氧烷 仅在下层1.10.8
试验溶液： 试液Urea B/0％的制备
试液人造尿Urea B/0％的制备除试液中不加表面活性剂外，与试液人造尿Urea B/0％相同。
                      方法号4：开口面积的测定
将为容纳从体内排出的废物并且以可透气的底片为特征而设计的一次性用品，设计成与外界空气和水蒸汽连通。这种过程的程度或效率(就消费者的利益而言)与一次性用品透气底片的开口面积有关，尤其与紧靠身体或对封闭敏感的部位的开口面积有关。在本试验中根据反映整个产品的两个局部水准以及一个平均水准，评价透液底片的开口面积。
本方法的基本原理
可以对组装或组合成透气底片构件的两种材料或包含有透气底片或构件的吸湿用品进行开口面积的测定。
材料：材料开口面积的计算是比较简单明了的。材料试样最好在显微镜下进行观察，并记录显微镜下的扩展(expended)图像或静止图片。然后将上述图像放在一张毫米(mm)坐标纸上，以便简便地计算每平方厘米的孔数和每个孔的面积。此外，也可对图像进行数字式扫描，以确定每平方厘米的孔数和孔的面积。在下面的分析中用总面积除以各孔面积和就能简单地确定出开口面积。
吸湿用品：含有透气底片的吸湿用品的开口面积主要用在期望与周围环境有效连通的区域内的“主开口面积(Principal open area)”评定法而确定的。仅评价被认为不太重要的区域的透气性进行评价，仅作为整个产品“平均开口面积”值的一部分。例如，在吸湿用品中，在不直接接触或吸湿用品中不可能对封闭皮肤(skin occlusion)产生影响的那些区域具有透气性，但这些区域不应作为“主开口面积”计算的部分。
步骤1：
在显微镜下对产品进行检查，如果存在空隙率不同的一些区域，则对这些区域进行定量分析并分等级。如果存在渗透性不同的一些区域，通常希望只确定为某种渗透性区域或非渗透性区域。但是若不是这种情况，则应对每个区作出标记，以便于后面的评定。
步骤2：
对每个区域在显微镜下得到的扩展(expended)图像或静止图片，将上述图像放置在一张毫米(mm)坐标纸上，以简便地计算各孔的面积并确定每平方厘米的孔数。在下面的分析过程中用总面积除以各孔面积之和可简单地确定开口面积：
对每个区域的不同孔隙率或透气性连续进行上述分析。
然后计算出整个产品的“平均开口面积”。
步骤3：
“主开口面积”只是在步骤2中进行计算的区域性开口面积，这类开口面积出现在垫中预计对使用透气性的吸湿用品的优点有很大影响的那些区域中。这种对主或副区域的评价是主观的，但可用两种方法中的任一种进行：
方法1：由一组穿用者代表试穿上述用品(例如用妇女穿用卫生巾或轻型失禁病人用品)，对紧贴身体和可能发生封闭(occlusion)的用品进行评价。这些区域作为主要区域进行评价，若在这些区域的任一区域中底片是多孔的，则应将其分类为“主开口面积”区。
方法2：为了了解穿用特点，从一组与将垫压紧使之与身体适配的具体用品特征(如测量柔软性、用品尺寸、厚度等)相应的数据库分析方法(a databank analysis)纯技术性地评价上述用品。从上述纯技术分析中可以确定出主要或次要区域。
已对当前可从各公司购得的多孔膜样品和可供选择的材料进行了试验，详细结果列于表4中。
表4
实施例           材料     无孔牛/平方厘米(N/sqcm)   平均孔面积   开口面积％
    1 CPT(LDPE)供应商代号：X-1522Tredegar，Corporation USA     110表面1表面2 0.430.13 ～47～14
    2 EVA-HEX供应商代号：4017050Tredegar，Corporation USA     99表面1表面2 0.420.16 ～42～16
    3 CPT(LDPE)供应商代号：X-15112Tredegar，Corporation USA     110表面1表面2 0.450.16 ～49～18
上述薄膜是具有锥形孔的三维薄膜，因此在每个表面上的孔的尺寸明显不同。表面1定义为用作透气底片材料时朝向穿用者的表面。

Claims (23)

1.一种一次性吸湿用品，它包括：透液顶片、吸湿芯和底片，所述吸湿芯位于所述顶片和所述底片之间，所述底片包括一外层和一个朝吸湿芯单方向传送流体的透液聚合物薄膜，所述吸湿芯包括一流体储存层，
所述吸湿芯和底片分别包括至少一层，所述吸湿芯和底片都有一朝向穿用者表面和一朝向衣物表面，所述朝向穿用者表面和所述朝向衣物表面均有一流体接触角；以及
所述吸湿用品具有从并且包括所述流体储存层的朝向衣物面到并且包括底片的所述外层的朝向衣物面延伸的较低部分，
其中在较低部分中至少一个朝向穿用者表面的流体接触角大于相邻的所述朝向衣物表面的流体接触角。
2.如权利要求1所述的一次性吸湿用品，其中一次性吸湿用品的较低部分包含低表面能材料。
3.如权利要求2所述的一次性吸湿用品，其中所述低表面能材料选自可固化的硅氧烷、含氟聚合物、碳氢化合物和不同硅氧烷的混合物。
4.如权利要求2所述的一次性吸湿用品，其中较低部分包含所述层的总重量的至少5％的低表面能材料。
5.如权利要求2所述的一次性吸湿用品，其中一次性吸湿用品的较低部分中每平方米底片的朝向衣物表面包含至少0.25克硅氧烷。
6.如权利要求1所述的一次性吸湿用品，其中所述底片包括两层，第一层包含聚合物薄膜以及第二层包含具有透气的纤维织物层的外层，所述第一层邻近所述吸湿芯。
7.如权利要求1所述的一次性吸湿用品，其中所述吸湿芯包含至少两个部分，第一部分包括所述的储存层，第二部分包括纤维层，该纤维层邻近所述底片。
8.如权利要求1所述的一次性吸湿用品，其中吸湿芯的朝向衣物表面和底片的朝向穿用者表面之间的流体接触角提供了至少10°的表面能梯度。
9.如权利要求8所述的一次性吸湿用品，其中所述流体接触角比相邻表面的流体接触角至少大20°。
10.如权利要求1所述的一次性吸湿用品，其中所述吸湿芯的所述朝向衣物表面的所述流体接触角至少为90°。
11.如权利要求1所述的一次性吸湿用品，其中所述吸湿用品在所述较低部分中具有连续流体接触角梯度。
12.如权利要求1所述的一次性吸湿用品，其中所述用品是卫生巾或短裤衬里。
13.一种一次性吸湿用品，它包括：透液顶片、吸湿芯和底片，所述吸湿芯位于所述顶片和所述底片之间，所述底片包括一外层和一个朝吸湿芯单方向传送流体的透液聚合物薄膜，所述吸湿芯包括一流体储存层，
所述吸湿芯和底片分别包括至少一层，所述吸湿芯和底片都有一朝向穿用者表面和一朝向衣物表面，所述朝向穿用者表面和所述朝向衣物表面均有一流体接触角；以及
所述吸湿用品具有从并且包括所述流体储存层的朝向衣物面到并且包括底片的所述外层的朝向衣物面延伸的较低部分，
其中在所述较低部分中所述层中的至少一层的朝向衣物面的流体接触角大于所述同一层的朝向穿用者表面的流体接触角。
14.如权利要求13所述的一次性吸湿用品，其中一次性吸湿用品的较低部分包含低表面能材料。
15.如权利要求13所述的一次性吸湿用品，其中所述低表面能材料选自可固化的硅氧烷、含氟聚合物、碳氢化合物和不同硅氧烷的混合物。
16.如权利要求14所述的一次性吸湿用品，其中一次性吸湿用品的较低部分中每平方米底片的朝向衣物表面包含至少0.25克硅氧烷。
17.如权利要求13所述的一次性吸湿用品，其中所述底片包括两层，第一层包含聚合物薄膜以及第二层包含具有透气的纤维织物层的外层，所述第一层邻近所述吸湿芯。
18.如权利要求13所述的一次性吸湿用品，其中所述吸湿芯包含至少两个部分，第一部分包括所述的储存层，第二部分包括纤维层，该纤维层邻近所述底片。
19.如权利要求13所述的一次性吸湿用品，其中吸湿芯的朝向衣物表面和底片的朝向穿用者表面之间的流体接触角提供了至少10°的表面能梯度。
20.如权利要求19所述的一次性吸湿用品，其中所述流体接触角比相邻表面的流体接触角至少大20°。
21.如权利要求13所述的一次性吸湿用品，其中所述流体储存层的所述朝向衣物表面的所述流体接触角至少为90°。
22.如权利要求13所述的一次性吸湿用品，其中所述吸湿用品在所述较低部分中具有连续流体接触角梯度。
23.如权利要求13所述的一次性吸湿用品，其中所述用品是卫生巾或短裤衬里。
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