CN101163459B

CN101163459B - 吸收性片材

Info

Publication number: CN101163459B
Application number: CN2006800134669A
Authority: CN
Inventors: 安田宙夫; 木村真由美; 山本耕裕
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2005-08-29
Filing date: 2006-08-10
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2026-08-10
Also published as: KR20080039335A; WO2007026526A1; JP2007061171A; US20090087636A1; KR101308637B1; EP1920744A4; CN101163459A; EP1920744A1; JP4738101B2; EP1920744B1

Abstract

吸收性片材(10)含有纤维材料(11)和高吸收性聚合物粒子(12)。粒子(12)以保持在纤维材料(11)中的状态遍及片材(10)的厚度方向分散配置，并且实质上不在片材(10)的表面露出。对于粒子(12)的至少一部分粒子，在其周围形成有空隙(13)，所述空隙(13)的大小足以吸收由粒子(12)吸收液体引起的溶胀所产生的体积增加部分。优选高吸收性聚合物粒子(12)具有粒度分布，且粒径为250μm以上的粒子以重量为基准占40％以上。

Description

吸收性片材

技术领域

本发明涉及适合用于各种液体吸收的吸收性片材。

背景技术

本发明者等以前在USP6,086,950中提出了一种在一张纸的内部分散配置有高吸收性聚合物粒子的吸收性片材。该吸收性片材的结构如图5所示，高吸收性聚合物粒子粘接固定在构成吸收性片材的亲水性纤维中。在该吸收性片材中，高吸收性聚合物粒子能够可靠地固定在片材内，因此具有高吸收性聚合物粒子几乎不脱落的优点。此外，高吸收性聚合物粒子不容易产生凝胶阻塞，因此在液体吸收速度和液体固定性方面性能优异。

上述吸收性片材可以通过在湿式抄造的湿润纤维网上散布高吸收性聚合物粒子，在其上重叠干燥状态的纸，然后将它们干燥并一体化而得到。湿润纤维网由于处于纤维的自由度高的状态，因此通过在该湿润纤维网上散布高吸收性聚合物粒子，可以将该粒子三维地埋设在纤维之间形成的空间内。

但是，如果湿润纤维网中的纤维的自由度过高，则在将高吸收性聚合物粒子埋设在该纤维网之间形成的空间内时，容易在粒子表面附着大量的纤维。这从高吸收性聚合物粒子的固定化的观点出发是有利的，但是从防止凝胶阻塞和提高液体的通过速度的观点出发，还有进一步改良的余地。

发明内容

本发明提供一种吸收性片材，所述吸收性片材含有纤维材料和高吸收性聚合物粒子，该高吸收性聚合物粒子以保持在该纤维材料中的状态遍及该吸收性片材的厚度方向分散配置，并且实质上不在该吸收性片材的表面上露出，对于该高吸收性聚合物粒子中的至少一部分粒子，在其周围形成有空隙，所述空隙的大小足以吸收由该粒子吸收液体引起的溶胀所产生的体积增加部分。

附图说明

图1是表示本发明的吸收性片材的一个实施方案的剖面结构的示意图。

图2是表示本发明的吸收性片材的剖面状态的显微镜照片。

图3是表示对比的吸收性片材的剖面状态的显微镜照片。

图4是表示图1中所示吸收性片材的适合的制造方法的工序图。

图5是表示以往的吸收性片材的剖面结构的示意图。

具体实施方式

以下根据优选的实施方案并且参照附图对本发明进行说明。在图1中，示意性表示了本发明的吸收性片材的一个实施方案的剖面结构。吸收性片材10是具有一个表面10A和另一个表面10B的薄型片材。在吸收性片材10中，从一个表面10A和另一个表面10B中的任何一侧都可以吸收液体。也就是说，在吸收性片材10中，一个表面10A和另一个表面10B中的任何一个都成为了液体的吸收面。

吸收性片材10以纤维材料11和高吸收性聚合物粒子12(以下，也称之为聚合物粒子)作为构成材料。而且，在图1中，按照纤维材料11的密度在一个表面10A侧和另一个表面10B侧存在大的差异的方式画图，但这是为了帮助理解本发明而强调地画出的，在实际的吸收性片材中，纤维材料11的密度没有这种程度的差异。

从图1中可知，聚合物粒子12在吸收性片材10的一个表面10A和另一个表面10B的任何一个上都实质上不存在。所谓实质上不存在，意味着不包括有意地使聚合物粒子12存在于吸收性片材10的表面的情况，在吸收性片材10的制造工序中，微量的聚合物粒子12不可避免地存在于片材10的表面的情况是容许的。

聚合物粒子12以保持在纤维材料11中的状态埋设保持在吸收性片材10的厚度方向的内部。聚合物粒子12遍及吸收性片材10的厚度方向分散配置。也就是说，聚合物粒子12在吸收性片材10的内部三维地分布。聚合物粒子12通过互相缠绕或聚合物粒子12吸水表现出的粘合性而保持在纤维材料11中。由于聚合物粒子12形成了这种保持状态，所以聚合物粒子12能够可靠地固定在片材10的内部，有效防止其脱落。因此，本实施方案的吸收性片材10能够含有大量的聚合物粒子12。例如，本实施方案的吸收性片材10能够以相对于整体重量为15～70重量％、特别是25～65重量％的高比例含有聚合物粒子12。此外，上述保持状态可以提高从片材10的表面吸收的液体的透过性，并且也有助于使其顺利到达聚合物粒子12。

本实施方案的吸收性片材10的特征在于，特别是在聚合物粒子12内的至少一部分粒子的周围形成有空隙13。该空隙13的大小(容积)足以吸收由聚合物粒子12吸收液体引起的溶胀所产生的体积增加部分。对于周围存在空隙13的聚合物粒子12来说，该粒子12的表面上的纤维材料11的附着少。换句话说，对于周围存在空隙13的聚合物粒子12来说，该粒子12的周围的纤维材料11的存在量少，与吸收性片材10中的其它部位相比，形成了表观密度低的状态。

由于在聚合物粒子12的周围形成了空隙13，所以即使聚合物粒子12吸收液体后溶胀从而其体积增加，该空隙也能够吸收其体积的增加部分，因此可以有效防止聚合物粒子12的凝胶阻塞、即防止溶胀阻碍。此外，由于存在空隙13，所以在聚合物粒子12的周围可以形成由纤维材料11构成的孔眼较大的网络。从液体在吸收性片材10的厚度方向上迅速通过的观点出发，这种孔眼较大的网络结构可以有利地发挥作用。特别是，本实施方案的吸收性片材10即使在反复吸收液体

后，也不容易发生凝胶阻塞，可以维持液体的高通过速度。

是否形成了本发明的空隙13和空隙13的大小例如能够通过对吸收性片材10的纵剖面进行显微镜观察来确定。空隙13的大小取决于吸收性片材10的制造方法、聚合物粒子12的粒径、纤维材料11的种类和纤维长度等，但是当空间部分是如下所述的部分，即在对吸收性片材10的纵剖面用显微镜放大而观察到的聚合物粒子之间不存在纤维，或者即使存在纤维，但是从观察图像来看明显比其它的纤维密度稀疏、或者等同于实质上不存在这种程度的纤维稀疏部位，并且该部位的剖面膜厚方向距离的最大值具有邻接的任意聚合物粒子直径的25％以上的厚度时，该空间部分可以说是本实施方案中的空隙13。

在本实施方案的吸收性片材10中，不需要在全部聚合物粒子12的周围形成空隙13，如果以个数为基准，在40～95％、特别是60～95％的聚合物粒子12的周围形成空隙13，就能实现预期的效果。空隙13的测定是用显微镜放大吸收性片材10的纵剖面后进行观察。以下示出一个测定示例，但测定并不限于该示例。

首先，用锐利的剃刀将待测定的吸收性片材切割成1cm×1cm的大小，以能够观察剖面方向的方式将其固定在SEM用铝制试样台上。然后，由放大100倍的SEM图像中，从与聚合物邻接的纤维密度稀疏并且被认为是空隙的位置中抽出8个位置以进行照片拍摄。由所获得的照片，用直尺以目视对纤维稀疏部位的长度(空隙)进行测定。除了SEM之外，用光学显微镜进行测定也可以。

在图2中表示了用上述方法观察到的本发明的吸收性片材的一个示例的显微镜照片。同一图中用箭头表示的范围是空隙。图3是对比的吸收性片材(图5中所示的吸收性片材)。在该吸收性片材中没有看见空隙。

聚合物粒子12优选其粒径不恒定而具有粒度分布。也就是说，优选含有从粒径小的粒子到粒径大的粒子。由此，可以利用大的粒子容易地在粒子12的周围形成空隙13，并实现因小的粒子进入下层片材而产生的吸收性提高。特别是，如果粒径为250μm以上的粒子以重量为基准占40％以上、特别是60％以上，则能够在粒子12的周围更容易地形成空隙13。所谓聚合物粒子12的粒径，当该粒子12为球形时是指球的直径，当该粒子12为球形以外的形状时，例如为不定形时，是指用筛子对粒子进行分级操作时能够通过的最大筛的孔径。用于测定聚合物粒子12的粒度分布(以下，称之为分级操作)的操作如下所述。使用TOKYO SCREEN CO.，LTD制造的孔径为106μm、150μm、500μm的筛子。首先，分类成106μm以下、106μm～150μm以下、150μm～500μm、500μm以上的粒子(分级操作1)。接着，为了确定与形成空间相关的粒子径，使用孔径为250μm、355μm的筛子，对150μm～500μm进一步分成三类(分级操作2)。对于聚合物粒子12的粒度分布宽度，在测定大致分布的分级操作1的情况下为50～500μm左右的宽度即可，在如分级操作2那样确定与形成空间相关的粒子径的情况下，优选为30～150μm，特别优选为50～100μm。

聚合物粒子12的粒度分布如前所述，但从能够容易地在粒子12的周围形成空隙13的观点出发，该粒子12的平均粒径优选为150～500μm，特别优选为250～350μm。所述的平均粒径是指，以用上述方法测定的粒度分布为基础，将两个筛孔直径的平均值与存在于它们之间的聚合物的重量分率相乘而算出的值。例如筛孔直径为150μm和250μm之间的平均值为200μm，将其与分级后的聚合物重量分率相乘。此外，106μm的平均值设定为53μm，500μm以上是分级到其重量分率不足5％，不足5％的聚合物不纳入计算中。

在聚合物粒子12具有粒度分布的情况下，优选的是，该粒子12的粒径从吸收性片材10的一个表面10A向另一个表面10B(或者相反地，从另一个表面10B向一个表面10A)逐渐减小。并且，聚合物粒子12的粒径越大，越优选在其周围形成空隙13。相反，聚合物粒子12的粒径越小，其表面上的纤维材料11的附着量越多。在图1中，聚合物粒子12的粒径从吸收性片材10的一个表面10A向另一个表面 10B逐渐减小。通过将聚合物粒子12设置成这样的分散配置形态，可以进一步有效防止该粒子12的凝胶阻塞，并且进一步提高液体的通过速度。

作为聚合物粒子12的形状，根据其制造方法可以使用例如球形、块状、袋状、不定形等各种形状的粒子。从能够容易地在聚合物粒子12的周围形成空隙13的观点出发，优选使用具有各向异性的形状的聚合物粒子12，特别优选使用具有不定形形状的聚合物粒子12。其理由如下所述。为了形成空间，聚合物粒子12不埋设在纤维材料11中是重要的。纤维材料11由于是具有不连续孔的多孔体，所以在以相同大小进行比较的情况下，不定形的聚合物粒子12比球形粒子更难以埋设在纤维材料11中。此外，不定形聚合物粒子12在粒子彼此邻接时也比球形粒子更容易确保空间。因此，优选使用具有不定形形状的聚合物粒子12。

作为聚合物粒子12，可以使用以往公知的聚合物粒子，没有特别限制。可以列举出例如淀粉、交联羧甲基化纤维素、丙烯酸或丙烯酸碱金属盐的聚合物或共聚物等、聚丙烯酸及其盐以及聚丙烯酸盐接枝聚合物。作为聚丙烯酸盐，可以优选使用钠盐。此外，还可以优选使用在不降低高吸收性聚合物的性能的范围内使马来酸、衣康酸、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、2-(甲基)丙烯酰基乙磺酸、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯或苯乙烯磺酸等共聚单体与丙烯酸进行共聚形成的共聚物。

作为保持聚合物粒子12的纤维材料11，从提高液体的通过和吸收性的观点出发，优选使用亲水性的材料。作为这种纤维，可以列举出例如象针叶树牛皮纸浆或阔叶树牛皮纸浆那样的木材纸浆、木棉纸浆和稻草纸浆等天然纤维素纤维、人造丝及铜氨纤维等再生纤维素纤维、聚乙烯醇纤维和聚丙烯腈纤维等亲水性合成纤维、以及用表面活性剂对聚乙烯纤维、聚丙烯纤维和聚酯纤维等合成纤维进行亲水化处理而获得的纤维等。但是，不限于上述纤维。可以使用上述亲水性纤维的一种或两种以上。

在亲水性纤维中，优选的是纤维素纤维。特别优选如天然纤维素纤维和再生纤维素纤维那样的膨松性的纤维素纤维。从成本的观点出发，优选使用木材纸浆，特别优选针叶树牛皮纸浆。通过使用上述膨松性的纤维素纤维，可以进一步提高聚合物粒子12的分散性和固定化程度。而且，通过使用膨松性的纤维素纤维，容易将聚合物粒子12三维地埋设和分散并固定。此外，还能够抑制聚合物粒子12的凝胶阻塞的发生。从该观点出发，吸收性片材10中的膨松性纤维素纤维的比例优选为40～95重量％，特别优选为50～80重量％。另外，所谓膨松性的纤维，是指纤维形状采取扭转结构、卷曲结构、弯曲和/或分支结构等立体结构，或者纤维剖面极粗(例如纤维粗度为0.3mg/m以上)的纤维。

作为膨松性的纤维素纤维的优选示例，可以列举出纤维粗度为0.3mg/m以上的纤维素纤维。对于纤维粗度为0.3mg/m以上的纤维素纤维来说，由于纤维素纤维以膨松的状态集聚，所以容易形成能够保持聚合物粒子12的膨松的网络结构。此外，液体的移动阻力变小，液体的通过速度变大。纤维粗度优选为0.3～2mg/m，特别优选为0.32～1mg/m。

所谓纤维粗度，在如木材纸浆那样的纤维的粗细不均匀的纤维中，是用作表示纤维粗细的尺度，例如用纤维粗度仪(FS-200、KAJANNIELECTRONICS LTD.公司制造)进行测定。

作为纤维粗度为0.3mg/m以上的纤维素纤维的示例，可以列举出针叶树牛皮纸浆[Federal Paper Board Co.制造的“ALBACEL”(商品名)、和PT Inti Indorayon Utama制造的“INDORAYON”(商品名)]等。

作为膨松性的纤维素纤维的优选的其它示例，可以列举出纤维剖面的正圆度为0.5～1、特别优选为0.55～1的纤维素纤维。在纤维剖面的正圆度为0.5～1的纤维素纤维中，液体的移动阻力变小，液体的透过速度变大。正圆度的测定方法如下所述。以不改变面积的方式在纤维的剖面方向上垂直地将纤维切开，用电子显微镜摄取剖面照片。用图像分析装置[NEXUS公司制造的图像解析软件NEW QUBE(ver.4.20)(商品名)]对剖面照片进行解析，测定待测纤维的剖面面积和周长。利用这些值，用下式算出正圆度。测定100点任意的纤维剖面，将其平均值作为正圆度。

正圆度＝4π(待测纤维的剖面面积)/(待测纤维的剖面的周长)2

如上所述，优选使用木材纸浆作为纤维素纤维，但通常木材纸浆的剖面由于脱木质化处理而呈扁平形状，其几乎所有剖面的正圆度都不足0.5。为了使这种木材纸浆的正圆度为0.5以上，例如可以对该木材纸浆进行丝光处理从而使木材纸浆剖面溶胀。

这样，作为膨松性的纤维素纤维，优选对木材纸浆进行丝光处理而获得的正圆度为0.5～1的丝光化纸浆。作为能够用于本发明的市售的丝光化纸浆的示例，可以列举出ITT Rayonier Inc.制造的“FILTRANIER”(商品名)和该公司制造的“POROSANIER”(商品名)等。

此外，如果使用纤维粗度为0.3mg/m以上并且纤维剖面的正圆度为0.5～1的纤维素纤维，则更容易形成膨松的网络结构，液体的通过速度也进一步增大，因而是优选的。

作为膨松性纤维素纤维的优选的其它示例，有使纤维素纤维的分子内和/或分子间交联的交联纤维素纤维。该交联纤维素纤维即使在湿润状态下也能够维持膨松结构，因此是优选的。作为市售的交联纤维素纤维，可以列举出Weyerhaeuser Paper Co.制造的“High BulkAdditive”等。

除了上述的膨松性纤维素纤维之外，用上述方法使纤维粗度为0.3mg/m以上的纸浆等纤维素纤维的分子内和/或分子间进行交联而获得的膨松性纤维素纤维也是优选的。此外，使纤维剖面的正圆度为0.5～1的纸浆的分子内和/或分子间进行交联而获得的膨松性纤维素纤维也是优选的。另外，使纤维剖面的正圆度为0.5～1的丝光化纸浆的分子内和/或分子间进行交联而获得的膨松性纤维素纤维也是优选的。进一步优选的膨松性纤维素纤维是使纤维粗度为0.3mg/m以上并且纤维剖面的正圆度为0.5～1的纸浆进行交联而获得的纤维。特别优选的膨松性纤维素纤维是，通过对纤维粗度为0.3mg/m以上的纸浆进行丝光处理而使正圆度为0.5～1后进行交联获得的纤维。

作为纤维材料11，除了上述的膨松性纤维素纤维之外，也优选使用可通过加热熔融而互相粘接的纤维即热熔融粘合性纤维。由此赋予吸收性片材10充分的湿润强度。作为热熔融粘合性纤维，可以列举出例如聚乙烯、聚丙烯和聚乙烯醇等聚烯烃类纤维、聚酯类纤维、聚乙烯-聚丙烯复合纤维、聚乙烯-聚酯复合纤维、低熔点聚酯-聚酯复合纤维、纤维表面为亲水性的聚乙烯醇-聚丙烯复合纤维和聚乙烯醇-聚酯复合纤维等。当使用复合纤维时，也可以使用芯鞘型复合纤维和并列型复合纤维中的任何一种。上述热熔融性纤维可以各自单独使用，也可以将两种以上混合使用。对于热熔融性纤维，通常其纤维长度优选为2～60mm，纤维直径优选为0.1～3旦，特别优选为0.5～3旦。吸收性片材10中的热熔融性纤维的比例优选为1～50重量％，特别优选为3～30重量％。

纤维材料11的纤维长度在本发明中没有临界值，没有特别限制。例如在如后所述的通过湿式抄造来制造吸收性片材10的情况下，纤维材料11的纤维长度优选为1～20mm。

在吸收性片材10中还可以混合聚胺一表氯醇树脂、二醛淀粉、羧甲基纤维素等作为湿润纸力增强剂。

本实施方案的吸收性片材10的特征还在于，尽管聚合物粒子12的比例高，但吸收性片材10仍是薄型的。具体地，吸收性片材10是下述的薄型片材：其单位面积质量在50～150g/m²、特别是在60～120g/m²的范围内，其厚度为0.4～2mm、特别是为0.5～1.5mm。

以下，参照图4对本实施方案的吸收性片材10的优选制造方法进行说明。首先如图4(a)所示，准备通过湿式抄造制造的第一纸层21。第一纸层21优选含有上述的膨松性纤维素纤维或热熔融粘合性纤维。在本实施方案中，在该第一纸层21中，纤维之间的约束必须高。由于纤维之间的约束高，所以第一纸层21与聚合物粒子12接触时，聚合物粒子12不容易埋设在该层21中，容易形成空间。例如在利用粘合剂等将纤维彼此固定的片材中，由于纤维的自由度受到限制，因此可以说纤维之间的约束高。

作为第一纸层21中的纤维之间的约束程度的尺度，可以使用该纸层21的膨松量。第一纸层21的膨松量小，则意味着纤维之间靠近存在，因此可以说纤维之间的约束大。相反，第一纸层21的膨松量大，则意味着纤维之间分开存在，因此可以说纤维之间的约束小。第一纸层21的膨松量通过用该纸层21的单位面积质量除以厚度来获得。如果第一纸层21的膨松量为0.04～1.5g/cm³、特别为0.06～1.5g/cm³时，可以说纤维之间的约束足够大。

在所准备的第一纸层21上散布规定量的水，使之形成湿润状态。通过散布水，则在构成第一纸层21的纤维中，氢键缓慢形成，而且相互缠绕被解除，纤维之间的约束力变弱。其结果是，纤维间距离扩大到能够容纳聚合物粒子12的程度。从适度削弱纤维之间的约束力的观点出发，散布的水量相对于干燥状态的第一纸层21的重量优选为30～200重量％，特别优选为60～100重量％。

在湿润状态的第一纸层21上，如图4(b)所示地散布聚合物粒子12。聚合物粒子12可以在第一纸层21的整个面上均匀散布，或者也可以沿着一个方向呈连续延伸的多列条状进行散布。或者也可以沿着一个方向呈断续延伸的多列条状进行散布。通过散布，聚合物粒子12埋设在纤维间距离扩大而形成的纤维间的空间中。在聚合物粒子12的粒度分布有一个范围的情况下，如图4(c)所示，纤维间距离扩大状态下的第一纸层21起到粒子12的筛子的作用，粒径越小的聚合物粒子12埋设得越深。相反，粒径越大的聚合物粒子12越留在第一纸层2 1的表面及其附近。也就是说，在图4(c)中，从上侧向下侧，聚合物粒子12的粒径逐渐减小。在聚合物粒子12的形状存在各向异性的情况下，特别在聚合物粒子12使用不定形形状的情况下，上述逐渐减小的趋势显著。此外，作为聚合物粒子12，当使用具有粒度分布并且粒径为250μm以上的粒子以重量为基准占40％以上的聚合物粒子时，上述逐渐减小的趋势也显著。

所埋设的聚合物粒子12吸收在第一纸层21中含有的水分后溶胀，而且表现出粘合性。由于其粘合性，粒子12与第一纸层21的构成纤维粘接。

顺便提一下，根据前面提到的USP6,086,950中记载的吸收性片材的制造方法，是在造纸机的网上形成的湿润状态的纤维网(纸匹)上散布聚合物粒子。在此，如果将该纤维网中的纤维之间的约束力和上述湿润状态的第一纸层21中的纤维之间的约束力进行比较，可以说一旦干燥就形成纸的形态的第一纸层21中的纤维之间的约束力强。因此，虽然说在湿润状态的第一纸层21上散布的聚合物粒子12表现出粘合性而与纤维粘接，但相对于通过其粘接来从第一纸层21中吸引纤维从而使其在粒子12的表面大量附着的程度来说，在第一纸层21中的纤维之间的约束力是不弱的。即，在湿润状态的第一纸层21上散布的聚合物粒子12的表面上，难以产生纤维附着的现象。越是位于接近第一纸层21的表面位置的粒径大的聚合物粒子12，这种情况越是明显。其结果是，如图4(c)所示，在第一纸层21的表面及其附近形成了下述状态：存在粒径大的聚合物粒子12，并且该粒子12的周围几乎不存在纤维材料。

聚合物粒子12的散布完成后，如图4(d)所示，在第一纸层21的聚合物粒子散布面上层叠第二纸层22。与第一纸层21同样，第二纸层22也优选含有上述的膨松性纤维素纤维或热熔融粘合性纤维。第一纸层21和第二纸层22的混合比例可以相同，或者也可以不同。从容易保持比较小的聚合物粒子的观点出发，第二纸层22特别优选膨松地形成的纤维片材。

如上所述，在第一纸层21的聚合物粒子的散布面上，存在粒径大的聚合物粒子12。并且，在该粒子12的周围几乎不存在纤维材料。在这种状态下，如果在聚合物粒子散布面上层叠第二纸层22，则该粒子12正好起到支柱或隔离物的作用，在第一纸层21和第二纸层22之间形成一定空间。在该状态下，第一纸层21和第二纸层22形成独立的层，作为整体形成了二层结构。此后对整体进行加热干燥，与此同时或在此之后进行一定程度的弱加压，从而使第一纸层21和第二纸层22隔着聚合物接合成不可分的一体。即，作为整体形成一层结构。此时，在第一纸层21的构成纤维和第二纸层22的构成纤维之间产生相互缠绕或氢键，从而还存在两层一体化的部分。由此获得目标的吸收性片材10。在对两层21、22进行接合的工序期间，介于两层21、22之间的粒径大的聚合物粒子12起到支柱或隔离物的作用，因此在该粒子12的周围留下空间。该空间成为如图1所示的空隙13。

作为对重叠的两层21、22进行干燥的条件，优选温度为100～180℃，特别优选为105～150℃。作为加压条件，具有压粘一体化所需最低限度的压力即可，压力越低，越能够确保空间，因而是优选的。

在此，为了易于理解吸收性片材10中的液体的吸收机理，利用模型进行说明。具有各种粒径的聚合物粒子12分离成留在第一纸层21上的较大的聚合物粒子和进入第一纸层21内的较小的聚合物粒子。该分离取决于第一纸层21的纤维间的间隔。因此，通过选择第一纸层21，能够使任意粒径的聚合物粒子留在第一纸层21上。从防止作为液体吸收性下降的主要原因的凝胶阻塞的观点出发来确定留在第一纸层21上的聚合物粒子的量，由此确定聚合物的散布量。聚合物粒子间的间隔根据所针对的液体的不同而不同。例如在如尿或汗那样的可能吸收比较多的体液的情况下，考虑体积溶胀150～300倍左右来进行聚合物散布。在如经血或血液那样的体液的情况下，考虑体积溶胀5～50倍左右来进行聚合物散布。在这种情况下，在由某个均匀的粒子径r构成的球状聚合物粒子以格子状均匀排列在第一纸层21上，并且球状聚合物粒子的溶胀倍率为30倍(假定模拟血液)的情况下，以格子状排列的球状聚合物粒子的中心间距离只要间隔30的立方根×r就可以。实际上，这样理想地配置聚合物粒子是非常困难的。在USP6,086,950中记载的吸收性片材的制造方法中，由于在湿式抄造的湿润纤维网上散布聚合物，所以聚合物溶胀，溶胀时聚合物尽可能不靠近地发生移动，因而不会产生上述的凝胶阻塞，此外，在形成吸收性片材后通过干燥而在聚合物粒子的周围形成空间。另外，还优选在下层片材上预先形成微小的凹陷图案，并且以使聚合物不被分散和固定的方式形成。

作为吸收性片材10的另一个优选的制造方法，可以使用下述方法。首先，准备第一纸层。作为第一纸层，可以使用与前述制造方法相同的第一纸层。在该纸层上散布聚合物粒子。在聚合物粒子的散布面上层叠第二纸层。作为第二纸层，可以使用与前述制造方法相同的第二纸层。在层叠之前，预先使第二纸层含水而成为湿润状态，将湿润状态的第二纸层层叠在散布有聚合物粒子的第一纸层的聚合物散布面上，对两层21、22进行加热干燥，与此同时或在此之后进行加压，获得目标的吸收性片材10。

作为吸收性片材10的又一个优选的制造方法，可以使用下述方法。首先，准备第一纸层。作为第一纸层，可以使用与前述制造方法相同的第一纸层。用例如具有爪形针那样的突起物的辊使第一纸层的一面起毛(起球)。在其它方法中，象针刺法那样通过将针状物扎入和拔出而使其起毛。在该起毛面上散布聚合物粒子。在聚合物粒子的散布面上，层叠第二纸层。作为第二纸层，可以使用与前述方法相同的第二纸层。接着，散布规定量的水。或者也可以在层叠第二纸层之前，在散布有聚合物粒子的第一纸层上散布水，然后层叠第二纸层。对重叠的两层21、22进行加热干燥，与此同时或在此之后进行加压，获得目标的吸收性片材10。

作为吸收性片材10的再一个优选的制造方法，可以使用下述方法。采用梳理法或气流成网法形成由含有上述的膨松性纤维素纤维或热熔融粘合性纤维的纤维网构成的第一纸层21。在第一纸层21上散布聚合物粒子12，然后层叠第二纸层22，将它们进行一体化。在将聚合物粒子12散布到由上述纤维网构成的第一纸层21上的工序中，在运送该纤维网时，通过有意地对该纤维网施加振动或者对该纤维网施加吸引力，使散布在该纤维网上的聚合物粒子12按照大小在第一纸层21的厚度方向上分散配置。特别是，如果一边对由纤维网构成的第一纸层21进行吸引一边散布聚合物粒子12，则即使假设存在从纤维网漏出的粒子12，也可以利用吸引力从第一纸层21的外表面将其除去，因此在该外表面上不会存在聚合物粒子12。在这种情况下，为了控制聚合物粒子12的分散状态，优选的是，在散布聚合物粒子12之前，将该纤维网夹入一对辊之间等，预先调整纤维间的间隔。

作为上述的一体化的方法，优选使用如下的两种方法。第一种方法如下所述：在散布聚合物粒子12后的纤维网上散布水，然后层叠第二纸层22，或者在层叠第二纸层22后，在该第二纸层22上散布水，由此通过吸水使聚合物粒子12表现出粘合性，然后加热干燥使其一体化。第二种方法如下所述：在散布聚合物粒子12后的纤维网、或第二纸层22上喷涂粘接剂，或以点状、直线状、波线状、螺旋状涂敷热熔融类粘合剂，然后通过压粘加热使其一体化。一体化的方法不限于此，也可以用其它手段替代。例如，也可以预先在第一纸层21和第二纸层22的任何一层中或二者中混合粘合纤维或粘合剂成分，将它们层叠后进行加热，由此使上述层中含有的粘合纤维或粘合剂成分彼此粘接而形成一体。

由此获得的吸收性片材10是薄型的并且具有高吸收容量，因此特别适合用作生理用卫生巾、一次性尿布、卫生垫、医用垫、哺乳垫等各种卫生制品中的吸收体、吸液片(dripsheet)、厨房用吸收片材、家庭用清扫片材和宠物用衬垫等。在吸收性片材10中，可以将其任何一面用作液体的吸收面，但是在聚合物粒子12的粒径从片材10的一个表面向另一个表面逐渐减小的情况下，如果将粒子12的粒径较大一侧的表面用作吸收面，则更不容易发生聚合物粒子12的凝胶阻塞，而且液体的通过速度进一步提高。

以上基于优选的实施方案对本发明进行了说明，但是本发明不限于上述实施方案，在本领域技术人员的技术常识范围内可以有各种改变。

实施例

以下，通过实施例对本发明进行更详细的说明。但是，本发明的范围不限于该实施例。如果没有特别指明，则“份”和“％”分别表示“重量份”和“重量％”。

[实施例1]

按照图4所示的制造方法制造图1所示的吸收性片材。首先，在水中分散纤维粗度为0.32mg/m、纤维剖面的正圆度为0.30的交联处理纸浆[Weyerhauser Paper制造的“High Bulk Additive HBA-S”(商品名)]。相对于纸浆的干燥重量100份，在水中分散混合以树脂成分计为1份的纸力增强剂[聚酰胺表氯醇树脂、商品名：カイメンWS-570、公司名：日本PMC株式会社]，形成规定浓度后，使用该分散混合液形成干燥单位面积质量为50g/m²的第一纸层。

对第一纸层散布该纸层的干燥重量的100％的水，从而使其湿润。在湿润的第一纸层上大致均匀地散布聚合物粒子[日本触媒アクアリックW4]。散布的单位面积质量为30g/m²。聚合物粒子的粒度分布为106～500μm，粒径为250μm以上的粒子占整体的57％(重量基准)。聚合物粒子的平均粒径为260μm。聚合物粒子的形状为不定形。

在第一纸层的聚合物粒子的散布面上层叠第二纸层。第二纸层与第一纸层的单位面积质量相同并且混合比相同。将重叠的两层加热到130℃从而使其干燥。与此同时用比较低的压力进行加压，使两层接合成不可分的一体。由此，获得具有一层结构的吸收性片材。厚度为0.65mm。对该片材的纵剖面进行电子显微镜观察的结果是，看出具有图1所示的结构。

[实施例2]

作为聚合物粒子，使用其粒度分布的宽度为106～500μm、且粒径为250μm以上的粒子占整体的84％(重量基准)的聚合物粒子。聚合物粒子的平均粒径为320μm。聚合物粒子的形状为不定形。除此之外，采用与实施例1相同的方法获得吸收性片材。厚度为0.72mm。对该片材的纵剖面进行电子显微镜观察的结果是，看出具有图1所示的结构。

[对比例1]

在实施例1中的第一纸层的制造中，在造纸机的网上形成的纤维网(纸匹)上散布聚合物粒子。纤维网含有相对于其干燥状态下的重量为100份的水。在该纤维网的聚合物散布面上层叠第二纸层。第二纸层使用与实施例1中使用的相同纸层。除此之外，采用与实施例1相同的方法获得吸收性片材。厚度为0.53mm。对该片材的纵剖面进行电子显微镜观察的结果是，在聚合物粒子的表面上附着有大量的纤维，没有观察到空隙。

[评价]

对于通过实施例和比较例获得的片材，用以下方法测定液体的吸收速度。其结果在表1中表示。将吸收性片材切成15cm的四方形。将开有直径为lcm的孔的l0cm四边形的透明丙烯酸板放置在吸收性片材上。在丙烯酸板的孔的周围放上砝码，对吸收性片材10施加整体为5g/cm²的荷重。在这种状态下，通过丙烯酸板的孔注入生理盐水3ml。测定吸收生理盐水所需要的时间并作为吸收速度。吸收速度的测定进行二次。第二次的注入(再吸收速度)在距离第一次测定1分钟后进行。

表1

	实施例1	实施例2	比较例1
				第一次吸收时间(秒)	8	7	12
第二次吸收时间(秒)	20	14	28

从表1所示的结果可判断，实施例的吸收性片材即使反复吸收液体，吸收速度也不会下降。这意味着没有发生聚合物粒子的凝胶阻塞。另一方面，比较例的吸收性片材如果反复吸收液体，则吸收速度下降。这意味着发生了聚合物粒子的凝胶阻塞。

如以上所详述，根据本发明的吸收性片材，由于在高吸收性聚合物粒子的周围形成了空隙，所以该空隙可吸收溶胀的粒子的体积增加部分，有效防止凝胶阻塞的发生。此外，由于该空隙，液体的通过速度提高。特别是即使在反复吸收液体后，仍可维持液体的高通过速度。

Claims

1.一种吸收性片材，其含有纤维材料和高吸收性聚合物粒子，所述高吸收性聚合物粒子以保持在所述纤维材料中的状态遍及所述吸收性片材的厚度方向分散配置，并且实质上不在所述吸收性片材的表面露出，对于所述高吸收性聚合物粒子中的至少一部分粒子，在其周围形成有空隙，所述空隙的大小足以吸收由所述粒子吸收液体引起的溶胀所产生的体积增加部分；所述高吸收性聚合物粒子具有粒度分布，且粒径为250μm以上的粒子以重量为基准占40％以上；遍及所述吸收性片材的厚度方向分散配置的所述高吸收性聚合物粒子的粒径从所述吸收性片材的一个表面侧向另一个表面侧逐渐减小，越是粒径大的粒子，越是在其周围形成有所述空隙；所述高吸收性聚合物粒子通过所述粒子吸水而表现出的粘合性与所述纤维材料粘接；所述纤维材料由膨松量为0.04～1.5g/cm³的纸层制成。

2.根据权利要求1所述的吸收性片材，其中，所述高吸收性聚合物粒子具有不定形的形状。

3.根据权利要求1或2所述的吸收性片材，其中，含有40～95重量％的膨松性纤维素纤维。

4.根据权利要求1或2所述的吸收性片材，其中，所述吸收性片材的厚度为0.4～2mm。