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CN1158558A - 具有上下凝胶层的吸湿体 - Google Patents

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CN1158558A
CN1158558A CN95195181A CN95195181A CN1158558A CN 1158558 A CN1158558 A CN 1158558A CN 95195181 A CN95195181 A CN 95195181A CN 95195181 A CN95195181 A CN 95195181A CN 1158558 A CN1158558 A CN 1158558A
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absorbent gelling
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CN95195181A
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迈克尔·S·波格丹斯基
巴里·R·费斯特
约翰·J·利奇霍尔特
莉莎·M·桑切斯
马蒂厄斯·施米特
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Procter and Gamble Co
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Abstract

本发明涉及一种吸湿体(1)，该吸湿体(1)具有一个由吸湿性凝胶材料颗粒(5)和纤维的混合物构成的第一层和一个包括液体不能透过的衬底(7)和附着到所述的衬底(7)上从而形成叠层的吸湿性凝胶材料颗粒(9)的第二层。混合层中的吸湿性凝胶材料颗粒(5)的重量不大于混合层的重量的70％,最好是不大于混合层重量的60％。附着到衬底(7)上和在混合层(5)中的吸湿性凝胶材料颗粒的总重量是混合层中的纤维重量的至少80％，最好是混合层中的纤维重量的至少140％。叠层(7，9)可以位于混合层(5)的上面，并且包括一个具有低单位面积重量的吸湿性凝胶材料颗粒的接收区(15)。叠层也可以位于混合层的下面。

Description

具有上下凝胶层的吸湿体
本发明涉及一种吸湿体，这种吸湿体包括一个上层和一个下层，各层都含有吸湿性凝胶材料颗粒。
本发明还涉及一种吸湿体，这种吸湿体包括一个上层和一个下层，各层都含有吸湿性凝胶材料颗粒，上层包括一个接收区和一个存储区，接收区中的吸湿性凝胶材料颗粒的平均单位面积重量低于存储区中的吸湿性凝胶材料颗粒的平均单位面积重量，下层含有吸湿性凝胶材料和纤维的混合物。
本发明还涉及制造这种吸湿体的方法。
WO94/02092(Coles)公开了一种卫生巾，这种卫生巾的芯体包括一层夹在两个织物层之间的吸湿性凝胶材料。这层吸湿性凝胶材料具有一个基本上不含有吸湿性凝胶材料的中央接收区。中央接收区的作用是促进液体沿着卫生巾的纵向扩散，并减少侧边的污染。
美国第5304161号专利公开了一种多层的吸湿体，这种吸湿体具有一个含有吸湿性凝胶材料的上层和一个由吸湿性凝胶材料构成的下存储层。在上层吸湿性凝胶材料中有一条液体通道，所以上层和下层之间的液体是流通的。上层可以有两个独立的吸湿性凝胶材料条。
美国第4988344和4988345专利(Reising)以及专利WO92/11831(Feist)公开了几种吸湿用品，这些吸湿用品具有一个由吸湿性凝胶材料构成的上层，所述的上层覆盖在下层吸湿性凝胶材料上。在上层中开有一个接收液体的槽。
德国专利DE-A-2636899(Unilever)公开了一种包括三层吸湿性凝胶材料的多层式卫生巾。每层吸湿性凝胶材料都夹在两个织物层之间。这些吸湿性凝胶材料层以条带的形式附着在织物层上以促进液体的纵向扩散以及加速液体沿着垂直方向被吸入到卫生巾的下层中。
业已发现，在如美国第4610678号专利所述的具有吸湿性凝胶材料和纤维的混合物的吸湿用品中，当吸湿性凝胶材料颗粒的含量比较高时，例如超过混合物重量的60％时，颗粒容易从纤维中分离出来并集中在吸湿性结构的最低点处。这样所产生的不良效果是，在吸湿性结构的发生颗粒分离的部位出现了吸湿容量不够的现象，液体会从这些部位上挤出来。另一方面，在吸湿性凝胶材料颗粒集中的区域和颗粒的局部含量和单位重量很高的区域，吸湿性结构的吸湿效率和液体处理性能降低。
另外，在制造有较高含量的吸湿性凝胶颗粒混合到纤维基质中的吸湿产品的过程中，从纤维基质中分离出来的颗粒会弄脏制作尿布的装置，特别是供吸湿性材料在其上成型的铺列筛，以及其它的装置，例如用来切割吸湿产品的顶片和底片中的侧切口的刀具。
吸湿性凝胶材料的含量比较高的另一个副作用是，可能出现所谓的“凝胶堵塞”。当吸湿性凝胶材料颗粒因被弄湿而发生膨胀时，它们会扩展到纤维之间的空隙中从而阻挡液体流到吸湿芯中。另一方面，为了有效地容纳所吸收的液体以及防止这些液体回流到吸湿产品的顶片上，又需要吸湿产品中具有较高含量的吸湿性凝胶颗粒。如1994年3月29日递交的第08/219066号美国专利申请(发明人为Goldman)或第Re.32649号美国专利(Brandt)所公开的，通过改变吸湿性凝胶材料的化学成分已减少了与吸湿性凝胶材料的凝胶堵塞有关的问题。但是，防止吸湿性凝胶材料发生凝胶堵塞的能力的增加常常要以降低这些吸湿性凝胶材料的吸湿能力作为代价。
本发明的一个目的是提供一种由吸湿性纤维和比较大量的吸湿性凝胶材料构成的吸湿体。
本发明的另一个目的是提供一种吸湿体，在制造和使用这种吸湿体的过程中，其中的吸湿性凝胶材料在其干燥状态下的位置是固定的。
本发明的又一个目的是提供一种能有效地吸收液体并且没有凝胶堵塞一类副作用的吸湿体。
本发明的又一个目的是提供一种厚度较小但具有足够的理论平均单位面积容量的吸湿体。
本发明的又一个目的是提供一种能迅速吸收沉积于其上的液体并且在湿润状态下仍然能够透过液体的吸湿体。
本发明的又一个目的是提供一种能存储由穿用者排出的液体并能使与穿用者相对的表面保持干燥的吸湿用品。
本发明的又一个目的是提供一种制造一种吸湿体的方法，通过这种方法，可以方便地控制吸湿性凝胶材料的位置，并且可以减少由疏松的吸湿性凝胶材料颗粒造成的污染。
本发明的吸湿体包括一个带有一片衬底的上层，吸湿性凝胶材料颗粒附着在所述的衬底上。在衬底的下面有一个由纤维和吸湿性凝胶材料颗粒组成的下层。在上层中有一个接收区，接收区中包括平均单位面积重量比较低的吸湿性凝胶材料颗粒，最好是接收区中不含有吸湿性凝胶材料颗粒。通过接收区，液体能够迅速进入到吸湿体中，由其中的充当存储层的下层吸收。
在混合的下层中的吸湿性凝胶材料颗粒的重量不大于该混合的下层的重量的70％，最好是不大于该混合的下层的重量的60％，上层和混合的下层中的吸湿性凝胶材料颗粒的总重量是混合的下层中的纤维的重量的至少80％，最好是至少140％。
通过使一些吸湿性凝胶材料颗粒附着到一个覆盖在由纤维和吸湿性凝胶材料混合而成的下层上的独立的衬底层上，可以使吸湿体中的吸湿性凝胶材料颗粒的总含量达到较高水平。通过在上层中放置一部分吸湿性凝胶材料颗粒，可以使混合层中的吸湿性凝胶材料颗粒的含量保持在一个足够低的水平上，使得在纤维基质中的大多数颗粒在其干燥状态下仍然能够结合在一起。因此，防止了吸湿性凝胶材料颗粒从下层中漏出去，同时在吸湿体中保持足够大量的吸湿性凝胶材料颗粒，从而得到足够的每单位面积吸湿容量(亦称作“平均单位面积容量”)。
使颗粒附着到上层中的衬底上防止了吸湿性凝胶材料颗粒从上层中流失出去，并且使吸湿性凝胶材料颗粒在吸湿体中的水平和垂直位置得到精确的固定。通过使颗粒附着到衬底上，使这些颗粒能够处在由纤维和颗粒组成的混合层的上方，不会在重力的作用下落到混合层的底部或底端上。
在吸湿体的与穿用者相对的一侧上设置一层吸湿性凝胶材料颗粒，将有助于保持与穿用者相对的表面的干燥，防止液体回流到穿用者身上。为了防止液体淤积在吸湿性凝胶材料颗粒的上层的顶端，在该颗粒层中提供一个接收区。通过接收区，液体可以迅速进入到吸湿体中。接收区的存在确保了大量涌入的液体能够被迅速吸收，防止这些涌入的液体流到吸湿体的与穿用者相对的表面之外并造成污染。由于混合层中的吸湿性凝胶材料颗粒的含量相对较低，液体可以被该层吸收而不会产生凝胶堵塞的副作用。
此外，在制造吸湿体的过程中，包括纤维与吸湿性凝胶材料颗粒的混合物的那一层可以在基本上没有吸湿性凝胶材料颗粒从该层漏出的情况下成型。在制造包括本发明的吸湿体的吸湿用品的过程中，例如在铺设纤维和吸湿性凝胶材料颗粒时，在折叠时或在包装阶段，混合层要发生强有力的运动。在上述操作过程中，吸湿体的混合层和衬底层中的吸湿性凝胶材料颗粒必须是保持不动的。
在制造本发明的吸湿体的过程中，将混合层中的吸湿性凝胶材料颗粒在干燥状态下以比较低的含量附着到纤维上。通过例如湿压(wet compression)或粘接的手段使吸湿性凝胶材料颗粒附着到衬底层上。或者，附着到衬底上的吸湿性凝胶材料颗粒可以如美国第5180622号专利(Berg)、美国第5102597号专利(Roe等)和美国第07/955635号专利申请(Rezai)所述那样通过颗粒间交联结合的方式互相结合，并且可以如美国第08/142258号专利申请(Hseuh)所述那样借助颗粒间交联粘结剂结合到衬底上。包括衬底和吸湿性凝胶材料颗粒的那一层可以在制造吸湿用品的过程中成型，也可以预先成型，然后在制造吸湿用品的过程中由一个储存辊提供出来。将混合层和载有颗粒的衬底结合在一起形成吸湿体。
在纤维和吸湿性凝胶材料颗粒的混合层中，颗粒可以均匀地分布在整个一层上，也可以如EP-A-0198683(Duenk)所述那样，分布时的含量随层厚的不同而变化。混合层最好是构成一个连续的气流法制成的(airlaid)纤维基质的至少一部分，其下部基本上不含有吸湿性凝胶材料颗粒。这种基本上不含吸湿性凝胶材料颗粒的纤维基质的下部也被称作“隔离层”，用在通过气流法(airlaying)制成的吸湿体中，防止吸湿性凝胶材料颗粒污染铺列筛。
“混合层”中的吸湿性凝胶材料颗粒的含量可以沿着该混合层的水平尺寸变化。例如，吸湿性凝胶材料颗粒的含量可以沿着混合层的长度变化，以使该吸湿体适合于不同性别的使用者。另外，吸湿性凝胶材料颗粒的含量还可以沿着混合层的横向中线的尺寸(宽度)变化，以便在混合层中形成接收区。
为了本发明的目的，“混合层”被定义为包括纤维和基本上非零量的吸湿性凝胶材料颗粒的整个纤维基质。该“混合层”不包括隔离层和其它不含有吸湿性凝胶材料颗粒的层。
在存储区中与衬底相结合的吸湿性凝胶颗粒的平均单位面积重量至少为25g/m2，最好是至少40g/m2。接收区中的吸湿性凝胶颗粒的平均单位面积重量低于25g/m2，最好是基本上为零。
接收区或存储区中的吸湿性凝胶材料颗粒的“平均单位面积重量”指的是在各区中的吸湿性凝胶材料颗粒的总重量除以该区的表面积。
接收区最好是由一条大约2cm至5cm宽的条带构成，但也可以是椭圆形的或矩形的，或者由若干圆形、方形或其它任何形状构成。
本发明的吸湿体的另一个实施例的特征在于，纤维和颗粒的混合层覆盖着一个下层，下层包括一个衬底，吸湿性凝胶材料颗粒就附着在该衬底上。在这种情况下，在下层中的颗粒层可以均匀分布在衬底的整个表面上，也可以构成一个接收区或一个带形形状。在使用过程中，吸湿体的下层中的吸湿性凝胶颗粒的高度集中将使液体保持在离穿用者最远的位置上。衬底可以作为吸湿性凝胶材料颗粒与液体不能透过的底片之间的衬垫，可以与吸湿体结合在一起使用，使吸湿性凝胶材料颗粒不会穿透底片。
再或者，可以将混合层夹在一个上衬底和一个下衬底之间，每个衬底都含有吸湿性凝胶材料。上层和下层的衬底可以由独立的材料构成，也可以由一片材料构成，该片材料包裹在纤维和颗粒的混合层周围。
本发明的吸湿体可以做得令人意想不到的薄，同时仍具有足够大的、至少为0.5ml/cm2，最好为至少0.6ml/cm2的平均单位面积吸湿容量。欧洲第93305150.0号专利申请(代理备案号为CM580)和欧洲第93309614.1号专利申请(代理备案号为CM643)详细描述了测试单位面积容量的试验。在更前面提到的一些欧洲专利申请所描述的试验中，对多层结构的吸湿容量进行了测试。对每一层则测定了该层中每单位面积吸收的液体的量(以克为单位)。整个多层结构的吸湿容量是各层的吸湿容量的总和，因为这些单独测定的单位面积容量的和也被称作“理论上的平均单位面积容量”。
在一个堆装高度试验中测得具有本发明的吸湿体的吸湿用品的厚度小于8.4cm(3.3inch)，在该试验中，将对折了10次的吸湿体置于800千克的载荷下压了3秒钟。欧洲第93305150.5号专利申请详细描述了这种堆装高度试验。
下面将参照附图对本发明作详细描述。这些图中：
图1是本发明的吸湿体的顶视图；
图2和图3分别表示图1中的吸湿体的横剖面和纵剖面，其中的叠层置于吸湿体的朝向穿用者的一侧；
图4和图5分别表示图1中的吸湿体的横剖面和纵剖面，其中的叠层置于吸湿体的朝向底片的一侧；
图6是具有本发明的包括一个隔离层的吸湿体的吸湿用品的横剖面的示意图；
图7是一个吸湿用品的局部剖开的平面视图；
图8是具有一个吸湿体的吸湿用品的一个实施例的纵剖面的视图；
图9表示图8中的吸湿用品的横剖面；
图10是图8和图9中的吸湿用品的顶视图；
图11至14是本发明的吸湿体的另一实施例的横剖面视图；
图15是用于生产具有本发明的吸湿体的吸湿用品的生产线的示意图。
在本文中，“吸湿用品”一词表示吸收并容纳身体排泄物的用品，更确切地说，表示放置在穿用者身体上或身体附近、用于吸收并容纳从身体中排出的各种排泄物的用品。本文中的“一次性”一词表示不打算对这种吸湿用品进行洗涤或以其它方式回收或作为吸湿用品重新使用(即，这种物品在用过一次后将被丢弃，最好是回收制成肥料，或以一种与环境相容的方式对它们进行处理)。“一体的”吸湿用品表示这种吸湿用品由一些独立的部件组合在一起形成一个统一的整体，因而不需要独立的护套及衬里一类的独立的手工部件。本发明的吸湿用品的一个优选实施例是如图7所示的一体的一次性吸湿用品，尿布20。在本文中，“尿布”一词表示通常由婴儿及失禁者穿在其下体周围的一种吸湿用品。但是，应该懂得，本发明也适用于其它吸湿用品，如失禁者穿的三角裤、失禁者穿的内裤、尿布护套及衬里、训练短裤、曳拉型尿布、卫生巾一类的妇女卫生内裤等。
图1是吸湿体1的平面视图，吸湿体1包括存储区13、13′和中央接收区11。图2和图3分别是吸湿体1的沿横向中线16和纵向中线17的剖面图。该吸湿体包括一个上层3和一个下层5。上层3包括一个衬底7和一层附着在衬底7上的吸湿性凝胶材料颗粒9。衬底7和附着于其上的吸湿性凝胶材料颗粒组合起来也被称作“叠层”。上层3包括一个中央接收区11和一个在中央接收区11的两侧与之相邻接的存储区13、13′。与存储区13、13′中的吸湿性凝胶材料颗粒的平均单位面积重量相比，接收区中的吸湿性凝胶材料颗粒7的平均单位重量相当低。接收区中最好是不含有吸湿性凝胶材料颗粒。存储区13、13′中的吸湿性凝胶材料颗粒的平均单位重量大于25g/cm2，最好是大于40g/cm2，接收区11中的颗粒的平均单位面积重量小于25g/cm2。
下层5包括吸湿性凝胶材料颗粒和纤维的混合物，其中的纤维可以是纤维素短纤浆，合成纤维，或者它们的组合物。下层5最好是通过气流法形成。在将上层3放到下层5的上面时最好是使吸湿性凝胶材料颗粒9位于衬底7和下层5之间。如果吸湿性凝胶材料颗粒从衬底7上脱离，衬底7可防止这些颗粒迁移到结构1的朝向穿用者的一侧上，并能防止这些颗粒与穿用者的皮肤接触。
图4和图5分别表示沿吸湿体的一个实施例的横向中线16和纵向中线17的剖面图，其中的叠层3位于混合层5之下。吸湿性凝胶材料颗粒层9均匀地分布在整个衬底7上。必要时，可以在叠层3中采用条形的、通道形的或吸湿性凝胶材料颗粒的单位面积重量不同的其它形式的颗粒分布形式。
图6是具有本发明的吸湿体1的吸湿用品20的一个优选实施例的横剖面的示意图。吸湿体1夹在一个液体可以透过的顶片21和一个液体不能透过的底片23之间。
顶片
顶片21与吸湿体，或吸湿芯1的朝向身体的表面15相邻，并且最好是借助于例如本领域公知的固定手段(未示出)接合在吸湿芯1及底片23上。在描述将底片23接合在吸湿芯1上时描述了合适的固定手段。在本文中，“接合”一词强调的是通过将一个元件直接附着在另一个元件上而把该元件直接固定在另一个元件上的结构，以及通过将一个元件附着在一个或几个中间元件上再把中间元件附着在另一个元件上而把该元件间接固定在另一个元件上的结构。在本发明的一个优选实施例中，顶片21和底片23在吸湿用品20的周边直接接合在一起，在其余部分则通过固定手段(未示出)直接接合在吸湿体1上从而间接地固定在一起。
顶片21很柔顺，摸起来很柔软，并且对穿用者的皮肤无刺激性。并且，顶片21是液体可以透过的，使液体(如尿)能够轻易地透过其整个厚度。很多种材料都可以用于制造合适的顶片，例如多孔泡沫、网状泡沫、多孔塑料薄膜、或者天然纤维(如木纤维或棉纤维)的织造或非织造网面、合成纤维(如聚脂或聚丙烯纤维)、或天然与合成纤维的组合。顶片21最好是由疏水性的材料制成，以便将穿用者的皮肤与透过顶片并容纳在吸湿芯1中的液体隔绝开。顶片上最好是涂有一层亲水性的涂层，在湿润后，这层涂层便从顶片上被冲走。有多种可用于制造顶片21的制造技术。例如，顶片21可以是一种非织造的纤维网面，该网面可以是纺粘的、梳制的、湿法成网的、熔喷的、水法交织的，由上述技术组合制成的等等。一种优选的顶片是用织造领域的技术人员公知的技术梳制及热粘合成的。一种优选的顶片是由一种定长的聚丙烯纤维网面制成的，例如由International Paper公司在马萨诸塞州的Walpole的分部Veratec公司生产的P-8牌纤维。
底片
底片23与吸湿体1的朝向内裤的表面相邻，并且最好是借助于例如本领域公知的固定手段(未示出)接合在吸湿体1上。例如，可以用一个均匀连续的粘结剂涂层、一个带图案的粘结剂涂层、或由一系列独立的线条、螺旋线或点组成的粘结剂涂层将底片23固定到吸湿体1上。业已发现，由明尼苏达州圣保罗的H.B.Fuller公司制造的商品名为HL-1258的粘结剂比较令人满意。固定手段最好是如1986年3月4日授予Minetola等人的名称为“Disposable Waste-Containment Garment”的美国第4573986号专利所公开的那种开口丝网形的粘结剂，更为可取的是由几条绕成螺旋形的粘结剂丝构成的粘结剂线条，例如由下述专利所示的装置和方法中公开的那样，这些专利是：1975年10月7日授予Sprague，Jr.的美国第3911173号专利；1978年11月22日授予Ziecker等人的美国第4785996号专利；以及1989年6月27日授予Werenicz的美国第4842666号专利。上述的这些专利都已被本文引作参考文献。或者，固定手段还可以是热粘接、压力粘接、热/压粘接、超声焊接、动力机械连接、或者其它合适的固定手段或者本领域中公知的这些固定手段的组合。
底片23是液体(例如尿)不能透过的，并且最好是由一层塑料薄膜制成，尽管其它柔软的不透液材料也可采用。在本文中，“柔软的”一词用来形容材料比较柔顺，易于与人体的大体形状及轮廓相贴合。底片23防止吸收并容纳在吸湿体1中的排泄物弄湿与吸湿用品20接触的物品，如床单和内裤。因此，底片23最好是由织造或非织造的材料、热塑性聚乙烯或聚丙烯薄膜一类的聚合薄膜或者镀膜的非织造材料一类的复合材料制成。比较可取的是，底片是一层厚度在大约0.012mm(0.5mil)至大约0.051mm(2.0mils)之间的热塑性薄膜。特别适合于用作底片的材料包括例如由印第安那州Terre Haute的Tredegar Industries公司生产的RR8220吹塑薄膜和RR5475铸膜。底片23最好是经过了压纹和/或无光处理以呈现一个更为象布的外观。并且，底片23使得蒸气可以从吸湿体1中挥发出来(即，是可透气的)，同时能阻止排泄物渗到底片23外。
接收层
在图6所示的实施例中，吸湿体1包括一个上接收层25。接收层25的作用是迅速收集大量涌入的液体并将这些液体与穿用者的身体隔离开直至这些液体被下面的层5、7、9吸收。接收层25的密度最好是在0.02至0.13g/cm3之间，单位面积重量在50至500g/cm2之间，具体数值取决于将要吸入的流量。一种适合于用来制作接收层25的材料是如EP-A-0429112(Herron)和美国第4898642号专利(Moore)以及第4889597号专利(Bourbon)所述的化学硬化纤维素材料。美国第08/141156号专利申请和EP-A-513148所述的热粘合的气流法合成纤维的网眼织物(亦可称作“TBAL”)也可用于制作接收层。1994年6月3日递交的第PCT/EP94/01814号PCT申请描述了其它可用于制作接收层的材料。
接收层25的一个重要特性是它甚至在湿润时也能保持足够的用于摄取液体的空穴体积的能力。层25中的纤维应当具有足够的回弹性，以便当其在湿润状态下受压时不会被压扁。业已发现，湿压缩率至少为5cm3g-1、滴液容量至少为10gg-1的层状结构可以成功地用作接收层25。
可以利用欧洲第93305150.0号专利申请详细描述的试验来测定湿压缩率和滴液容量。
适合于用来制作接收层的其它材料有气毡、气毡与合成纤维的混合物或者例如由德国的Corovin GmbH，Postfach1107，D-31201 Peine生产的商品名为COROLOFT的高蓬松度的非织造织物。
叠层
叠层3的衬底层7可以由例如非织造层或织物层构成，例如由Procter& Gamble公司推出的BOUNTY织物，或者如德国的STREPP GmbH &Co，KG，D5166 Kreuzau-Untermaubach生产的名称为NCB的单位面积重量为22.5g/cm2的高湿强度织物。或者，衬底层7由例如EP-A-0203820(Curro)，EP-A-0156471(Curro)及EP-A-0141654(KogerII)所述的三维多孔热塑性薄膜制成。其它适合于制作衬底层7的材料有高湿强度的非织造织物，如聚烯烃非织造织物。
将吸湿性凝胶材料颗粒附着到衬底上的方法可以是，先在衬底上涂一层粘结剂，然后将颗粒放到这层粘结剂上。最好是不要将粘结剂涂到衬底7的接收区11上，以便不使颗粒附着于该区。但也可以将很少量的粘结剂涂到接收区上以便将该区粘到下面的混合层上，从而加强吸湿结构的整体性。合适的粘结剂是，例如，由荷兰Roosendaal的Findley生产的名称为H2127的热熔性粘结剂。如美国第4573986号专利(Minetola)所述，可以将粘结剂涂成一层熔喷薄膜，该薄膜以很高的气流速度吹成以至于使薄膜断裂成为丝网状。或者，可以如美国第3911173号和第4098632号专利(都授予给Sprague)所述，涂一层螺旋形的粘结剂以便形成可透过液体的粘结剂丝网。
在一个优选实施例中，在吸湿性凝胶材料颗粒接触到衬底之前先使它们通过一束粘结剂流，以形成涂有粘结剂的颗粒。然后，将涂有粘结剂的颗粒铺到衬底上。以这样的方式可以使叠层具有良好的液体透过性能，并且几乎不会发生由粘结剂造成的液体堵塞。
也可以不用粘结剂来粘结吸湿性凝胶材料颗粒。可以将颗粒铺到一个湿的衬底7上，使颗粒将水分吸到它们的表面上，并且变粘。然后在外加压力下将潮湿的衬底7弄干，使颗粒9附着到衬底7上。
在通过加入颗粒交联剂形成颗粒间交联的聚集体使颗粒互相结合的情况下，吸湿性凝胶材料颗粒可以借助于颗粒交联剂粘结到衬底上。美国第08/142258号专利申请(Hseuh)对此作了详细的描述。
美国第4578068号专利(Kramer)描述了形成具有多个织物层和夹在这些织物层之间的多个吸湿性凝胶材料颗粒层的多层叠层的方法。在这种结构中，吸湿性凝胶材料颗粒通过纤维截留基本上完全粘结到织物层上。美国第4551191号专利(Kock)描述了将吸湿性凝胶材料颗粒铺设到衬底上的方法。
可取的是，存储区13、13′中的颗粒9的单位面积重量大于25g/cm2。在一种优选的婴儿尿布1中，吸湿体的叠层3中含有的吸湿性凝胶材料颗粒的总量在1至4克之间，因此，叠层3和混合层5中的吸湿性凝胶材料颗粒的总重量为混合层5中的纤维重量的至少40％。
在接收区11中最好是没有吸湿性凝胶材料颗粒。当把吸湿性凝胶材料颗粒铺到衬底7上时，可以通过选择性地往衬底上涂粘结剂来使接收区11中不含有粘结剂，例如可以涂两条平行的粘结剂带来盖住接收区13、13′。可以利用两个独立的喷胶头来施加粘结剂，也可以只用一个喷胶头来喷，同时用一个遮盖部件挡住喷向接收区11的那部分胶流。在把吸湿性凝胶材料颗粒铺到涂有粘结剂的衬底7上以后，可以通过向接收区11上的不含有粘结剂的颗粒喷射气流来除去这些颗粒，或者通过摇动衬底7来使这些没有粘上的颗粒从衬底上落下。
接收区11可以由任何形状的开口区域形成，例如由若干通道或干个圆的或方的区域构成。如图8、9和10所示，可以将吸湿性凝胶材料颗粒以一些短条45的形式附着到衬底7上。可以利用喷胶头和吸湿性凝胶材料颗粒施加器(脉冲式工作)的周期性动作来施加用于粘结吸湿性凝胶材料颗粒的粘结剂以及将吸湿性凝胶材料颗粒铺设到衬底上。
混合层
混合层5可以由任何一种总体上可压缩的、贴合的、对穿用者的皮肤无刺激性的、能够吸收并保存诸如尿和其它特定的身体排泄物一类液体的吸湿性纤维材料构成。可以将下层5制成多种尺寸和形状(例如，矩形、砂漏形、“T”形、不对称形，等等)，还可以用多种常用于制造一次性尿布和其它吸湿品的吸液材料(例如统称为气毡的碎木浆)来制造下层5。在层5中除了采用纤维性材料外，还可采用其它合适的吸湿材料，例如皱状纤维素填料；具有coform的熔喷树脂；化学硬化、改进或交联的纤维素纤维；具有织物套和织物叠层的织物；吸湿泡沫；吸湿海绵等等。吸湿芯的形状和结构也可以有所不同(例如，吸湿芯可以具有不同的厚度区、亲水梯度、超级吸湿梯度、或低平均密度和低平均单位面积重量接收区；或者可以具有一层或多层结构)。但是，吸湿体1的总吸湿容量应当与尿布20的设计负载和预期用途相符。另外，吸湿体1的尺寸和吸湿容量可以有所不同，以适合从婴儿到成人范围内的各类穿用者。1986年9月9日授予Weisman等人的名称为“High-DensityAbsorbent Structure”的美国第4610678号专利、1987年6月16日授予Weisman等人的名称为“Absorbent Articles With Dual-Layered Cores”的美国第4673402号美国专利以及1989年5月30日授予Alemany等人的名称为“High Density Absorbent Members Having Lower Density and Lower BasisWeight Acquisition Zones”的美国第4834735号专利描述了几种有代表性的混合层5。上述的这些专利都已被本文引作参考文献。
在图6所示的实施例中，基本上不含有吸湿性凝胶材料颗粒的纤维层10(亦被称作“隔离层”)位于混合层5之下。隔离层10和混合层5中的纤维基质可以是通过气流法形成的一个均匀的纤维层的若干部分。但是，为了本发明的目的，除尘层10不被视作混合层5的一部分。1989年12月19日授予Angstadt的名称为“Absorbent Core Having A Dusting Layer”的美国第4888231号专利描述了制作含有混合层5和隔离层10的吸湿芯的方法。
可以将吸湿性凝胶材料颗粒均匀地分布在混合层5的整个厚度上。或者，混合层5可以包括纤维和吸湿性凝胶材料颗粒的混合物，层5中的吸湿性凝胶材料的重量的70％处在所述层的下半部分。EP-A-0198683(Duenk)描述了吸湿性凝胶材料颗粒的这种密度梯度。
对于适合于婴儿使用的婴儿尿布而言，混合层5和隔离层10中的气毡的总量在9至18千克之间，通常在12克至23克之间，优选值在16克至18克之间。在通常用于婴儿尿布中的吸湿体的一个实施例中，混合层5中通常包括由8至12克吸湿性凝胶材料颗粒混与16至18克气毡组成的混合物，因此，吸湿性凝胶材料颗粒的重量占混合的下层5的总重量的31％至43％。但是，在混合层中可以采用较少量的吸湿性凝胶材料颗粒，在混合层中可以含有6克或更少量的吸湿性凝胶材料颗粒。
对叠层3和混合层5而言，吸湿性凝胶材料颗粒的重量可以沿着叠层3或混合层5的长度或宽度而变。例如，在一种专门为男孩设计的吸湿性尿布中，可以将大部分吸湿性凝胶材料颗粒放到叠层3和/或混合层5的前半部分中。对于专门为女孩设计的尿布而言，可以将大多数吸湿性凝胶材料颗粒放到叠层和/或混合层的如图1所示的横向中线附近的两个中央四分之一体中。
或者，与图1所示的相似，混合层中的吸湿性凝胶材料颗粒的含量沿着纵向中央区分布得较少，沿着中央区两侧的两条纵向区域分布得较多。这样，在混合层中便形成了又一个起液体摄取和传送作用的接收区。
吸湿用品
图7是本发明的吸湿用品20(具体说是一块尿布)处于其展平的、非收缩状态(即，已将由弹性引起的收缩解除)时的平面视图，为了更清楚地显示尿布20的结构，已将其若干部分剖去，并且，使尿布20的朝向或接触穿用者的那个部分，即内表面朝向读者。如图7所示，尿布20包括一个液体可以透过的顶片21，顶片21的一部分已被剖去，以显示其底部的结构。在顶片21和底片23之间有一个吸湿芯1。尿布20还具有一对可以沿横向中线16的方向伸展的弹性的侧片30，一对弹性的腿部收口32；一个弹性的腰部部件34；以及一个统称作36的紧固组件。
图7示出尿布20的一个优选实施例，其中，顶片21和底片23的长、宽尺寸总体上大于吸湿体1的长、宽尺寸。顶片21和底片23伸出吸湿体1的外缘，形成尿布20的外周。尽管可以将顶片21、底片23和吸湿体1组装成多种公知的形状，但较为可取的尿布形状是由1975年1月14日授予Kenneth B.Buell的名称为“Contractable Side Portions for Disposable Diaper”的美国第3860003号专利和1991年6月13日由Kenneth B.Buell等人申请的名称为“Absorbent Article With Dynamic Elasdc Waist Feature Having APredisposed Resilient Flexural Hinge”的第07/715152号美国专利申请所描述的尿布形状。这些专利或专利申请已被本文引作参考文献。
吸湿体的其它实施例
图8示出吸湿用品20的一个可供选择的实施例的沿其纵向中线17的剖视图。吸湿体1包括一个上接收层25，一个上面附着了吸湿性凝胶材料颗粒9的上衬底层7，一个上面附着了吸湿性凝胶材料颗粒12的下衬底层10。在该实施例中，由纤维材料和吸湿性凝胶材料颗粒混合而成的层5构成一个中央层，并且夹在两个衬底层7、10之间。图9是沿图8所示的实施例的横向中线16的剖视图。从该图中可以看到，在附着于上衬底7上的上层吸湿性凝胶材料颗粒9中形成了三条液体分布通道40。上通道40最好是1cm宽，并且沿着吸湿体1的长度延伸。在下层吸湿性凝胶材料颗粒12中有一条3cm宽的下通道42，用于在混合层5的底部沿着纵向中线17的方向传送液体。
图10是图8和9所示的吸湿体的顶视图。上衬底层包括四条吸湿性凝胶材料颗粒条45，下衬底层包括两个较宽的吸湿性凝胶材料颗粒条44。
在图11所示的实施例中，接收区11中的吸湿性凝胶材料颗粒单位面积重量少于存储区13、13′中的吸湿性凝胶材料颗粒单位面积重量。在该实施例中，衬底7贴着芯5。在这种情况下需要在颗粒层9的上面再设置一层纤维层或织物层，以防止使用者的皮肤与颗粒9之间的接触。
图12示出一个实施例，其中的衬底7包裹着吸湿性凝胶材料颗粒9，并且在其重叠部分14、14′自我密封住。在存储区13、13′中形成两个包裹住吸湿性凝胶材料颗粒的腔室。该实施例的优点是，当存储区13、13′中的吸湿性凝胶材料颗粒湿了时，这些颗粒由于被衬底7限制住了因而不会膨胀到接收区11中。因此，在该吸湿体湿了的状态下，接收区仍能透过液体。
在图13示出的实施例中，只有一个衬底7包裹在中央混合层5周围，因此形成一个整体型的多层吸湿体1。在图14所示的实施例中，颗粒层9被衬底7包裹。在该实施例中，颗粒9被限制在由衬底7围成的空间中，不可能迁移到层5中。图14所示的由衬底7和颗粒9构成的叠层可以在吸湿用品的制造过程中脱机形成，并且存储在一个辊子上。衬底7使得吸湿性凝胶材料颗粒9在存储和传送过程中不会造成机器的损坏。一旦形成了本发明的吸湿体，可以将叠层3从存储辊上绕下来，再组合到混合层5上。
在前面所述的所有实施例中，混合层和叠层中的吸湿性凝胶材料颗粒可以具有同样的化学或物理结构。但是，对于最靠近吸湿体的朝向穿用者一侧15的吸湿性凝胶材料颗粒而言，所采用的吸湿性凝胶材料最好是例如其动态膨胀率低于位于这些颗粒下方的吸湿性凝胶材料颗粒的动态膨胀率。或者，可以为各层选择不同的吸湿性凝胶材料颗粒，使各层的凝胶层透过率(GLP)不同。欧洲第93305150.0(代理备案号为CM580)和第93309614.1(代理备案号为CM643)专利申请对采用具有不同类型的吸湿性凝胶材料颗粒的多层结构作了详细描述。
在所有实施例中，构成吸湿体1的不同层可以通过粘结剂的网状结构、粘结珠或螺旋图案的粘结剂彼此粘结在一起，以加强吸湿体的整体性。
吸湿体的详细实例
可以用以下方法制作具有类似图6所示结构的本发明的吸湿体：
用5克例如由Weyerhaeuser Paper Company，Columbus Mississippi生产的化学硬化纤维素纤维制成一块7.8cm×22.4cm(3″×9″)的接收层25。该接收层的单位面积重量为295g/m2，密度为0.09g/cm3。
对于叠层3而言，用例如由德国Kreuzau的Strepp生产的商品名为NCB的单位面积重量为22.5g/m2的高湿强度织物制作衬底7。该织物呈矩形，尺寸为44.1cm×10.2cm。用例如由荷兰Roosendaal的Findley生产的商品名为H2127的热熔性粘结剂在织物上沿该织物的长度方向以0.8g/m2的单位面积重量喷涂两条平行的网状粘结剂条。两个条带的宽度(存储区)为3.65cm，两条带之间的间隔(接收区)的宽度为2.9cm。
将3.3克例如由德国的Chemische Fabrik Stockhausen GmbH，POBox570，47705 Krefeld生产的商品名为SXM100的吸湿性凝胶材料颗粒铺到织物上并使它们粘到涂有粘结剂的区域中以形成存储区13、13′。存储区13、13′中的吸湿性凝胶材料颗粒的平均单位面积重量为103g/m2。
将16克气毡用气流法铺设到一个成型筛上形成总面积大约为600cm2的形状均匀的纤维基质。将8.4克与叠层3中采用的吸湿性凝胶材料颗粒相同的吸湿性凝胶材料颗粒与纤维基质的上部均匀混合。混合层5由纤维基质的上部形成，并且占基质中所含纤维重量的38％。隔离层10由纤维基质的下部构成，并且占纤维基质中所含纤维重量的62％。纤维基质(不包括吸湿性凝胶材料颗粒)的密度大约为0.13g/cm3。
混合层5中含有6.1克纤维和8.4克吸湿性凝胶材料颗粒，因此，混合层5的重量的58％由吸湿性凝胶材料颗粒构成。由于叠层中含有3.4克吸湿性凝胶材料颗粒，所以吸湿性凝胶材料颗粒的总重量为混合层5中的纤维重量的193％。
将叠层3放到混合层5的上面，吸湿性凝胶材料颗粒9贴着层5。将接收层25放到叠层3的衬底层7上。该多层结构被包裹在一个液体可以透过的顶片和一个液体不能透过的底片之间，顶片和底片的厚度为25微米，例如由德国的BP Chemical，Wassersburg生产的产品。
制造吸湿体的方法
图15简要示出了制造本发明的吸湿体的程序。将第一织物50从供给辊51上展开。用该织物50构成吸湿体的朝向穿用者的那一侧。将热熔性粘结剂从一个箱54中传送到一个喷嘴53上，并且由喷嘴53以熔喷纤维的形式喷射到织物50上，形成两条与织物50的长度方向平行的纵向条带。吸湿性凝胶材料颗粒由容器58供给，并且由气枪56喷出，穿过从喷嘴53喷出的粘结剂喷射流。吸湿性颗粒由气枪56传送到织物50的与粘结剂条带相同的纵向平行条带上。将涂有粘结剂的吸湿性凝胶材料颗粒铺设到衬底的存储区中，与织物一起形成叠层52。
使纤维素纤维通过一个流料槽63沉积到一个旋转铺列筒61的铺列筛62上。使吸湿性凝胶材料颗粒混合到载有来自存储容器64中的纤维的气流中。在铺列筒61上形成混合层73。将从容器64中出来的吸湿性凝胶材料颗粒引到纤维流中，使它们主要落到流料槽63的右手侧。因此，当铺列腔64转到流料槽的下方时首先沉积到铺列筛62上的纤维不与吸湿性凝胶材料颗粒混合，从而形成隔离层74。将包括隔离层74和混合层73的吸湿件放到叠层52上，抽吸器66、68将纤维型的吸湿件73抽吸到叠层上并且将吸湿件保持在一个确定的位置上。
在由一对轧光辊70和71形成的辊隙中，吸湿件73被压缩至需要的厚度和密度。从另一个供给辊75上将如图14所示类型的预成型的叠层76展开并放到吸湿件73的朝向底片的那一侧上。采用预成型的叠层76只是一个可供选择的步骤，当只需要一层位于吸湿体的朝向使用者的一侧的叠层时，这一步可以省去。或者，可以以与形成叠层52相同的办法以联机方式制作出朝向底片的叠层76。然后，从供给辊79和81上分别传送出底片78和顶片80，然后将它们与已包括朝向底片的叠层76、隔离层74、混合层73和朝向顶片的叠层52的吸湿件组合起来。然后，在一个该图没有示出的切割机上将吸湿用品的连续的条带切割开，形成单个的吸湿用品。用折叠机83将单个的吸湿用品折叠起来，然后叠好、压缩，再在包装机上包装好。
在铺列筒61上形成混合层时采用含量较低的吸湿性凝胶材料，使吸湿性凝胶材料颗粒牢牢地保持在纤维基质上。在生产过程的以下阶段中减少了吸湿性凝胶材料颗粒从纤维基质中的流失：
-将纤维和吸湿性凝胶材料颗粒铺设到旋转筒61上。特别是在形成吸湿体的高速率下，吸湿性凝胶材料颗粒受到旋转力的作用，该旋转力趋向于使颗粒在纤维基质中移位或脱离纤维基质并且可能使颗粒从铺列腔64中排出来。
-在铺列筒61和由辊70、71形成的轧光辊隙之间的轨迹。在压缩混合层之前，纤维基质中的颗粒保存量低于压缩后的量。因此，在将混合层在辊70、71之间轧光之前，颗粒在混合层中移动或脱离混合层的可能性较大。
-在折叠机83和包装机85中，吸湿性颗粒承受比较大的运动，这些运动趋向于使颗粒脱离纤维。
在上述步骤中采用低含量的吸湿性凝胶材料颗粒使颗粒的损失减少，对处理装置的污染减少，能够更有效地利用吸湿性凝胶材料。
上面只是简要描述了制造本发明的吸湿用品的方法。省去了加装弹性件的步骤和配备带型紧固组件的步骤。美国第4765780和4764325号专利(Angstadt对混合层的制造作了详细描述。

Claims (20)

1、一种吸湿体，包括一个上层和一个下层，每一层中都有吸湿性凝胶材料颗粒，上层包括一个接收区和一个存储区，接收区中的吸湿性凝胶材料颗粒的平均单位面积重量低于存储区中的吸湿性凝胶材料颗粒的平均单位面积重量，下层包括吸湿性凝胶材料颗粒和纤维的混合物。
其特征在于，上层包括一个液体可以透过的衬底和一层附着在所述的衬底上的吸湿性凝胶材料颗粒，在混合的下层中的吸湿性凝胶材料颗粒的重量不高于混合的下层的重量的70％，最好是不高于混合的下层的重量的60％，在上层中和在混合的下层中的吸湿性凝胶材料颗粒的总重量是混合的下层中的纤维重量的至少80％，最好是混合的下层中的纤维重量的至少140％。
2、一种吸湿体，包括一个上层和一个下层，每一层中都有吸湿性凝胶材料颗粒，
其特征在于，上层包括吸湿性凝胶材料颗粒和纤维的混合物，混合的上层中的吸湿性凝胶材料颗粒的重量不高于混合的上层的重量的70％，最好是不高于混合的上层的重量的60％，下层包括一个衬底，下层的吸湿性凝胶材料颗粒层附着在所述的衬底上，在混合的上层中和在下层中的吸湿性凝胶材料颗粒的总重量是混合的上层中的纤维重量的至少80％，最好是混合的上层中的纤维重量的至少140％。
3、如权利要求1所述的吸湿体，该吸湿体包括一个由一个衬底和一些附着到所述的衬底上的吸湿性凝胶材料颗粒组成的底层。
4、如权利要求2所述的吸湿体，该吸湿体包括一个由一个衬底和一些附着到所述的衬底上的吸湿性凝胶材料颗粒组成的底层，顶层包括一个接收区和一个存储区，接收区中的吸湿性凝胶材料颗粒的平均单位面积重量低于存储区中的吸湿性凝胶材料颗粒的平均单位面积重量。
5、如前面任何一个权利要求所述的吸湿体，其特征在于，一个基本上不含有吸湿性凝胶材料颗粒的纤维层位于混合层的下方并与混合层相邻。
6、如权利要求1、3或4所述的吸湿体，其特征在于，接收区由一个基本上不含有吸湿性凝胶材料颗粒的条带构成。
7、如前面任何一个权利要求所述的吸湿体，其特征在于，混合层由吸湿性凝胶材料颗粒和纤维的基本上均匀的混合物构成。
8、如前面任何一个权利要求所述的吸湿体，其特征在于，附着到衬底层上的吸湿性凝胶材料颗粒形成一个颗粒间交联的宏观结构。
9、如前面任何一个权利要求所述的吸湿体，其特征在于，所述的衬底由一种织物构成，附着到衬底上的吸湿性凝胶材料颗粒被包裹在所述的织物中。
10、如前面任何一个权利要求所述的吸湿体，其特征在于，所述的衬底与同该衬底相邻的那一层以粘结的方式结合在一起。
11、如前面任何一个权利要求所述的吸湿体，其特征在于，所述的衬底包裹着包括由纤维和吸湿性凝胶材料颗粒组成的混合物的那一层。
12、如权利要求1或权利要求3至11中任何一个权利要求所述的吸湿体，其中在上层的存储区中的吸湿性凝胶材料的平均单位面积重量至少为25g/m2，最好是至少为40g/m2。
13、如前面任何一个权利要求所述的吸湿体，其特征在于，所述的上层被一个接收层覆盖。
14、如权利要求13所述的吸湿体，其特征在于，所述的接收层的湿压缩率至少为5cm3g-1，滴液容量至少为10gg-1。
15、如权利要求2、3或4所述的吸湿体，其特征在于，所述的底层包括至少一条促进液体纵向迁移的导液通道。
16、一种吸湿用品，包括一个液体可以透过的顶片，一个液体不能透过的底片和一个夹在所述的顶片和所述的底片之间的如前面任何一个权利要求所述的吸湿体。
17、如权利要求16所述的吸湿用品，在一个包括对折10下的吸湿用品的堆装高度试验中测得该吸湿用品的厚度低于8.4cm(3.3inch)。
18、制造一种吸湿体的方法，包括以下步骤：
-提供一个液体可以透过的衬底和一些附着到所述的衬底上的吸湿性凝胶材料颗粒，
-提供一股纤维气流，
-将吸湿性凝胶材料颗粒引到所述气流中，
-将纤维和颗粒的混合物铺设到一个成型筛上，形成一个混合层，
-将混合层和叠层组合起来形成权利要求1至15中任何一个所述的吸湿体。
19、如权利要求18所述的方法，该方法包括以下步骤：
-将吸湿性凝胶材料颗粒铺到衬底上以及
-使颗粒附着衬底上。
20、如权利要求19所述的方法，其中的吸湿性凝胶材料颗粒在接触到衬底之前先通过粘结剂的喷射流形成涂有粘结剂的颗粒，然后将涂有粘结剂的颗粒铺到所述的衬底上。
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