CN107106347B - 包括高蓬松中间层和通道的吸收芯 - Google Patents

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Abstract

一种适用于吸收制品的吸收芯(28)，该吸收芯沿横向(x)和纵向(y)延伸，该吸收芯包括：流体可透过的顶层(41)、底层(42)、和夹置在顶层和底层之间的中间层(43)。中间层为高蓬松纤维非织造层，具体地具有在4.14kPa的压力下测量的小于0.200g/cc的密度。超吸收聚合物颗粒(60)与中间层的纤维共混，基本上不含超吸收聚合物颗粒的一个、两个或更多个纵向延伸的通道(26)除外。超吸收聚合物颗粒可具有低于30×10‑7cm3.s/g的UPM，其中UPM通过本文所述的“尿液渗透性测量测试”测量。

Description

包括高蓬松中间层和通道的吸收芯
技术领域
本发明涉及适用于个人卫生吸收制品的吸收芯。所述吸收芯可具体地用于婴儿尿布或训练裤。
背景技术
用于个人卫生的吸收制品诸如一次性婴儿尿布、用于学步儿童的训练裤或成人失禁内衣被设计成吸收和容纳身体流出物，尤其是尿液。这些吸收制品包括提供不同功能的若干层，通常包括顶片、底片和它们之间的吸收芯、还有其它层。
吸收芯应当能够长时间地吸收并保持流出物，例如尿布过夜使用、最小化回渗以保持穿着者干燥并避免脏污衣服或床单。大部分当前市售的吸收芯包含作为吸收材料的粉碎的木浆纤维素纤维与呈粒状形式的超吸收聚合物(SAP)的共混物，也称为吸收胶凝材料(AGM)。
也有人提议过不含纤维素纤维的吸收芯(也称为“不含透气毡的”芯)。SAP颗粒可例如包封在形成于两个基底之间的离散口袋内，或者SAP颗粒可通过粘合剂粘附到芯包裹物。还公开过如下吸收结构，它们包括超吸收聚合物、任选地纤维素材料、和至少一对基本上纵向延伸的不含吸收材料的区，所述区可在所述吸收结构吸收流体时形成通道。还公开过其它类型的不含透气毡的芯。通常，不含透气毡的芯需要高渗透性SAP以表现出最佳性能，因为在所述芯内不存在纤维素纤维以通过毛细作用抽吸流体。然而，高渗透性SAP可具有较低的吸收容量，并且成本可高于用于透气毡芯的常规SAP。
虽然先前提出的吸收芯能够提供良好的吸收容量，但仍然需要以节省成本的方式改善芯的特性。具体地，仍然需要改善穿着舒适性、增大生产速度并减少原材料的使用，同时保持最佳流体管理特性。
发明内容
本发明涉及吸收芯，所述吸收芯沿横向和纵向延伸，并且包括流体可透过的顶层、底层、和夹置在顶层和底层之间的中间层。中间层为具有前边缘、后边缘和两个纵向延伸的侧边缘的高蓬松纤维非织造层。中间层包括与中间层的纤维共混的超吸收聚合物颗粒、和(如从由横向和纵向所形成的平面上方观察到的那样)一个，两个或更多个纵向延伸的通道区(本文称作“通道”)，所述通道区基本上不含超吸收聚合物颗粒。通道可与所述两个纵向延伸的侧边缘间隔开。
高蓬松中间层可不含纤维素纤维，并且更一般地整个吸收芯可不含纤维素纤维。然而，吸收芯可使用类似于包含芯的纤维素纤维中所用的那些的SAP材料。具体地，所用的SAP颗粒可具有小于30，具体地小于20，或小于15，或小于10UPM单位的被表示为UPM(尿液渗透性测量)值的平衡时的渗透性，其中1UPM单位为1×10-7(cm3.s)/g。此类低UPM SAP通常用于常规的包含透气毡的吸收芯。UPM值根据下文在“测试规程”节段中所述的“UPM测试”方法来测量。“UPM测试”方法测量超吸收聚合物颗粒的预溶胀层的流动阻力，即流动阻力在平衡时测量。因此，当吸收制品的显著体积已经被液体流出物润湿时，具有低UPM值的此类SAP颗粒表现出低渗透性。这些具有低UPM值的SAP通常比较高UPM的材料廉价，但如果是在短时间内在不含透气毡的芯中吸收大量的流体诸如尿液，则可能成为渗漏源。在本发明中，高蓬松中间层和通道协作以提供流体通路，所述流体通路更有效地使用这些具有低UPM值的SAP。入侵流体可被更有效地引导穿过芯内的通道，并且沿通道长度被分配至芯的更大区域，同时所述高蓬松层的空隙区域也提供改善的流体通路。当通道与纵向延伸的侧边缘间隔开时，这进一步降低了侧部渗漏的风险。
此外，随着SAP在通道之外的区域中溶胀，后者将形成三维凹入部，所述三维凹入部(尤其是在裆区中)可提供可更容易地被使用者的大腿沿横向压缩的区。换句话讲，当SAP溶胀时，通道可变成用于增强贴合性和舒适度的弯曲线。顶层、中间层和底层可在通道区中彼此附接，例如在通道中通过胶粘、机械粘结、超声波粘结或热粘结来附接，从而当SAP溶胀时产生更永久的三维凹入部。
顶层和底层可各自为非织造材料。易于获得的低基重的纸材和相对廉价的基底也可用作顶层和/或底层。吸收芯也可包括包裹层，所述包裹层完全覆盖底层并且形成围绕中间层的纵向延伸的侧边缘的C形包裹物，从而至少部分地覆盖顶层。C形包裹物也可沿另一个方向形成，即完全覆盖顶层并且至少部分地覆盖底层。包裹层可提供对SAP的改善的控制，因此防止从芯的侧边缘损失。
通道各自可完全被包括SAP颗粒的中间层的其余部分围绕，或者通道可从中间层的前边缘延伸至后边缘。第一构型提供如下附加有益效果：减少朝芯的前端和后端的渗漏。另一方面，前端和后端通常与尿液沉积点相对间隔开。第二构型因此可为一般可接受的，并且可能更易于制备，因为其可例如用静态屏蔽架来制备，如下文将详述。
吸收芯可包括具有第一中间高蓬松层和第二中间高蓬松层的双层构造。该构造可提供例如根据SAP固定作用的附加有益效果，因为SAP颗粒可夹置在这两个层之间。本发明也涉及用于制备本发明的吸收芯的工艺。可使用各种工艺，其中的一些在下文和权利要求中进一步公开。本发明的这些和其它任选的特征结构将在以下说明中描述。
附图说明
图1示出了示例性吸收芯的顶视图，其带有部分地移除的顶层和中间层和沿芯的全长延伸的通道；
图2示出了图1的吸收芯的剖视图；
图3示出了带有包裹层的图1的吸收芯的剖视图；
图4示出了用于制备图1的吸收芯的工艺的示意图；
图5示出了适用于图4的工艺的示例性屏蔽板；
图6示出了一个另选吸收芯的顶视图，其中通道完全被包含SAP的区围绕；
图7示出了图6的芯的横截面；
图8示出了用于制备图6的吸收芯的工艺的示意图，所述工艺使用SAP印刷辊；
图9示出了包括两个弯曲凸起条的印刷辊的SAP贮存器的表面；
图10示出了一个另选吸收芯的横截面视图，其包括两个中间高蓬松非织造层；
图11示出了用于制备图10的吸收芯的工艺的示意图；
图12为吸收制品的示意性横截面侧视图，其包括带有包裹层的图10的吸收芯；
图13为用于进行尿液渗透性测量测试的适宜渗透性测量系统的局部横截面侧视图。
图14为用于进行尿液渗透性测量测试的活塞/滚筒组合件的横截面侧视图。
图15为适用于图14所示活塞/圆筒组件的活塞头的顶视图。
图16为放置在用于溶胀相的烧结盘上的图14的活塞/圆筒组件的横截面侧视图。
具体实施方式
引言
如本文所用，术语“包括”和“包含”是开放式术语，每个均指定其后所述的特征结构例如部件的存在，但不排除本领域已知的或本文所公开的其它特征结构例如元件、步骤、部件的存在。这些基于动词“包括”的术语应当被解读为涵盖较窄的术语“基本上由…组成”，其排除未提及的显著地影响所述特征结构执行其功能的方式的任何元件、步骤或成分；并且涵盖术语“由…组成”，其排除未指定的任何元件、步骤或成分。下文所述的任何优选的或示例性实施方案不限制权利要求的范围，除非明确地指明如此进行。字词“通常”、“常常”、“优选地”、“有利地”、“尤其是”等也限定特征结构，它们不旨在限制权利要求的范围，除非明确地指明如此进行。
如本文所用，术语“非织造层”或“非织造纤维网”一般是指由定向或任意取向的纤维通过摩擦和/或内聚和/或粘附而粘结成的、或通过湿磨法而毡化成的人造片、纤维网或棉絮，不包括纸材和通过织造、编织、簇成、缝编而组合束缚的纱或长丝的产品，无论是否另外缝过。这些纤维可源于天然来源或合成来源，并且可为短纤维或连续长丝或原位形成的纤维。可商购获得的纤维具有的直径范围为小于约0.001mm至大于约0.2mm，并且它们具有几种不同的形式，诸如短纤维(已知为化学短纤维或短切纤维)、连续单纤维(长丝或单丝)、无捻连续长丝束(丝束)和加捻连续长丝束(纱线)。非织造纤维网可通过许多方法形成，诸如熔喷法、纺粘法、溶液纺丝、静电纺纱、梳理法和气流成网法。非织造纤维网的基重通常用克/平方米(g/m2或gsm)表示。
对吸收芯的一般说明
如本文所用，术语“吸收芯”是指单独部件，其被放置或旨在被放置在吸收制品内，并且包括吸收材料。吸收芯通常为吸收制品的如下部件，其具有吸收制品的所有部件的大部分的吸收容量，并且包含全部或至少大部分的超吸收聚合物(本文称作“SAP”)颗粒。术语“吸收芯”和“芯”在本文中互换使用。
本发明的吸收芯为基本上平面的。所谓基本上平面的，是指吸收芯能够被展平在平坦表面上。吸收芯通常也可为薄型且可适形的，使得它们也可在制备过程中被铺设在弯曲表面例如转筒上，或者在被转换加工成吸收制品之前被储存并处理为包括多个芯的连续的库存材料卷。
为便于讨论，图1和图6的示例性吸收芯是以平坦状态示出的。吸收芯相对于其沿横向(x)和纵向(y)的其它尺寸来讲是相对薄型的。除非另外指明，本文所公开的尺寸和面积适用于处于该平展构型的芯。当将所述芯平坦放置并如例如图1所示地俯视时，吸收制品可设想地被纵向轴线80(也称为纵向中心线，未示出于这些图中)划分，所述纵向轴线从芯的前边缘延伸至后边缘，并且将所述芯相对于该轴线划分成两个基本上对称的半部。
为便于讨论，将参考附图和这些图中的标号来讨论本发明的吸收芯、制品和工艺；然而，除非具体地指明，这些不旨在限制权利要求书的范围。
中间层43
本发明的吸收芯包括中间层43，如首先示出于图1-2中。中间层43为高蓬松非织造纤维层。术语“高蓬松”是指低密度大体积的织物，如与平坦的纸状织物相比。高蓬松纤维网的特征在于相对低的密度。这意味着在所述纤维(超吸收颗粒可共混在其中)之间存在相对高量的空隙空间。本发明的高蓬松非织造纤维层(无超吸收材料)通常可具有低于0.200g/cc的密度，具体地在0.015g/cc至0.150g/cc，具体地0.030g/cc至0.100g/cc范围内，例如0.065g/cc。密度可通过将高蓬松层的基重除以其在4.14kPa的压力下测量的厚度来计算(参见下文在“测试规程”节段中所详述的方法细节)。
高蓬松非织造层可有利地为纺熔非织造布。纺熔为通用术语，描述的是直接由热塑性聚合物来制造非织造纤维网。其涵盖2种工艺和两者的组合：水刺(也称为纺粘)非织造布和熔喷非织造布。在水刺工艺中，聚合物颗粒料被熔融，并且熔融聚合物被挤出穿过喷丝头。所述连续长丝被冷却并沉积到传送装置上以形成均匀纤维网。某种剩余的温度可导致长丝彼此附着，但这不能够被看作是主要的粘结方法。水刺工艺具有如下优点：赋予非织造布更大的强度，但原材料柔韧性受到更大限制。第二组分的共挤出用于若干水刺工艺，通常用来提供额外的特性或粘结能力。在熔喷纤维网成形中，低粘度聚合物在离开喷丝头时被挤出到高速气流中。这散射所述熔体，使其固化并且使其碎裂为纤维网。这些工艺的例证例如提供于Edana网站上：http://www.edana.org/discover-nonwovens/how-they’re-made/ formation。
形成中间层的纤维可部分地或完全由相对弹性的合成纤维制成，具体地聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA，诸如尼龙)或聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维。所述纤维的直径可例如在0.01mm至0.50mm范围内。
通常，中间层将沿横向和纵向两者为均一化的，尤其是在其厚度、基重和密度方面。高蓬松非织造层可具体地具有在0.30mm至2.00mm范围内，例如1.0mm的厚度，所述厚度在4.14kPa的压力下测量(根据下文详述的测试方法)。高蓬松中间层的基重可例如在15gsm至500gsm，具体地30gsm至200gsm范围内，例如64gsm。本文所示的用于中间层的值被认为是孤立地用于高蓬松非织造材料的值，即在SAP颗粒被共混在施加于其上的粘合剂的纤维之间之前。当吸收芯包括两个或更多个高蓬松中间层时，如下文将详述，这些厚度范围和基重范围对于每个层来讲可为相同的，或者可除以中间高蓬松层的数目。例如，吸收芯可包括如图10所示的由PET纤维制成的两个高蓬松中间层，并且各自具有约0.50mm的厚度、约32gsm的基重和约0.065g/cc的密度。
中间层43具有前边缘280、后边缘282和两个纵向延伸的侧边缘284,286。前边缘和后边缘通常短于侧边缘。中间层的前边缘对应于旨在朝吸收制品的前边缘放置的边缘，芯被或将被整合在所述吸收制品中。相对于中间层的后半部来讲，超吸收材料可按较高量朝中间层前半部分配。这是由于朝制品(芯将结合在其中)的前部通常存在更多排放的流体。除了沿纵向(y)的异形SAP分布之外，SAP也可沿横向(x)为异形的。当然，SAP也可沿横向(x)和纵向(y)均一化地分布，这简化了生产过程：在这种情况下，所述两个较短侧中的任一者可被认为是前边缘并且相对侧将为后边缘。吸收芯可包括一个，两个或更多个此类高蓬松中间层。下文详述讨论了包括两个高蓬松中间层的吸收芯。
中间层(或多个中间层)充当用于SAP颗粒60的基底，所述颗粒在至少一个包含SAP的区27中共混于其纤维之间。中间层还包括至少一个基本上不含SAP颗粒的纵向延伸的通道。这将在下文中进一步详述。SAP颗粒可基本上均匀地横跨高蓬松非织造布的厚度共混，但不排除SAP颗粒可与另一个侧面相比更多地存在于高蓬松非织造布的一个侧面上，例如取决于所用的制造工艺。
超吸收芯材料颗粒60
中间层包括呈颗粒60形式的共混在高蓬松非织造层的纤维内的超吸收芯聚合物(本文缩写为“SAP”)。可使用任何常规SAP材料。典型的SAP包括能够吸收大量流体的多种不溶于水但水可溶胀的聚合物。术语“超吸收聚合物”在本文中是指吸收材料，它们可为交联聚合物材料，并且当使用“离心保留容量”(CRC)测试(EDANA方法WSP 241.2-05E)来测量时，所述交联聚合物材料能够吸收至少10倍于它们自身重量的含水的0.9％盐水溶液。SAP具体地可具有超过10g/g，或超过20g/g，或20g/g至50g/g，或25g/g至45g/g的CRC值。
超吸收聚合物为颗粒形式以便在干燥状态下能够流动并因此容易沉积在基底上。典型的粒状吸收性聚合物材料由聚(甲基)丙烯酸聚合物制成。然而，不排除也可使用其它聚合物材料。SAP颗粒在它们的干燥状态下可相对较小(它们的最长尺寸在1mm以下)，并且在形状上可为大致圆形，但颗粒料、纤维、薄片、球体、粉末、板片和其它形状和形式也是本领域的技术人员已知的。通常，SAP可呈球状颗粒形式。
如前所述，本发明的一个优点是，可使用在平衡时具有相对低渗透性(UPM值)的SAP颗粒。这些颗粒通常用于包含透气毡的芯，因为纤维素纤维一般增大吸收材料的渗透性。另一方面，不含透气毡的吸收芯通常需要高渗透性SAP以表现出最佳性能。然而，高渗透性SAP的成本通常高于低渗透性SAP。用于本发明的超吸收聚合物颗粒可因此具有低于30×10-7cm3.s/g，具体地低于25×10-7cm3.s/g，具体地低于20×10-7cm3.s/g，具体地低于15×10-7cm3.s/g，具体地1×10-7cm3.s/g至10×10-7cm3.s/g的UMP，所述UMP通过下文在“测试规程”节段中所述的“尿液渗透性测量测试”来测量。“尿液渗透性测量测试”最初公开于PCT专利申请WO2012/174026A1中。
虽然不排除吸收芯可包括纤维素纤维，但吸收芯具体地可不包括或仅包括少量纤维素纤维，诸如按吸收芯的重量计小于20％，具体地小于10％，5％或甚至0％的纤维素纤维。吸收材料因此可由或基本上由SAP组成。为了确定吸收芯中的纤维素纤维的量，忽略充当顶层、底层或包裹层的任何纸层或薄页纸层。
通道26
中间层43包括至少一个(具体地一个，两个或更多个)基本上不含SAP颗粒60的纵向延伸的区26。设想到这些区，如见于图1和6，在由横向和纵向所形成的平面中从上方观察。这一个或多个基本上不含SAP颗粒的区在本文中称作“通道”。为方便起见，即使仅存在这些区之一，也将使用复数形式。通道26之外的中间层的其余部分限定至少一个具有超吸收聚合物颗粒60的区27。
所谓“基本上不含SAP”，是指这些区中的每个中的SAP材料的基重为作为整体的中间层中SAP的平均基重的至少小于25％，具体地小于20％，具体地小于10％。通道具体地可为其中不存在SAP颗粒的中间层的区。在该方面，在制备过程中可能出现的少量诸如非故意的带有SAP颗粒的污染物不被认为是吸收材料。
通道在中间层中纵向延伸。所谓“纵向延伸”，是指通道与沿横向(x)相比更大程度地沿纵向(y)延伸。通道可例如具有长度(投影在平行于纵向的轴线上)，所述长度为中间层长度的至少5％，具体地10％至70％，或15％至60％。通道26可取向成平行于纵向，如图1所示。然而，不排除通道可为弯曲的，具体地朝纵向轴线成凹形-如成反置的括号：)(，如直接示出于图9中-或者为直的并相对于纵向倾斜成一角度。通道可有利地与中间层的纵向延伸的侧边缘284,286间隔开。这样，沿纵向侧边缘的SAP颗粒提供对通道中流体(在其到达中间层的侧边缘之前)的阻隔。通道26可例如与中间层的侧边缘间隔开至少5mm的距离。中间层可包括对称地放置在纵向中心线的每侧上的至少两个通道，如图1和图6中的通道26所示。当然，可仅存在一个通道，或者多于两个通道，例如三个通道，或者存在两对通道。有利地，通道相对于芯的纵向轴线对称地设置。
通道可沿中间层43的整个长度延伸，因此从中间层的前边缘280延伸至相对的后边缘282。这示出于例如图1中。另一方面，还设想到通道也可与中间层的前边缘和/或后边缘间隔开(例如至少5mm)。这示出于图6中，并且在该构型中，通道完全被存在于中间层的其余部分中的SAP颗粒围绕。这在中间层的前边缘和后边缘处提供附加渗漏阻隔。另一方面，延伸多至中间层的前边缘和后边缘的通道可更易于制备。另一方面，延伸至芯的侧边缘284和286的通道(未示出)可例如有益地在吸收制品穿着者的两腿之间提供更佳舒适度。
底层42和顶层41
中间层夹置在顶层41和底层42之间。顶层位于旨在最靠近吸收制品的面向穿着者侧放置的芯的侧面上。顶层因此为液体可渗透的，使得在使用期间流体可容易地通过顶层到达中间层。底层定位在中间层的另一个侧面上。其可为液体可渗透的或液体不可透过的。顶层和底层提供中间层的这两个侧面上的覆盖件，以便在芯和制品的制备过程中以及在吸收制品的使用期间防止SAP颗粒从高蓬松层逸出。
顶层和底层可由相对薄型且廉价的材料制成，如通常用于生产常规芯的材料。顶层和底层可例如为薄页纸(透气毡或湿法成网的)，其具有范围为例如5至100gsm，具体地10至40gsm的基重。顶层和底层也可由具有介于5gsm和30gsm之间的基重的低基重非织造纤维网形成，诸如梳理非织造布、纺粘非织造布(“S”)或熔喷非织造布(“M”)、以及任何这些纤维网的层合体。例如，熔纺聚丙烯非织造织物是合适的，具体地是具有层合幅材SMS、或SMMS或SSMMS结构，并具有约5gsm至20gsm基重范围的那些。此类材料例如公开于US 7,744,576、US2011/0268932 A1、US 2011/0319848 A1和US 2011/0250413 A1中。非织造材料通常为固有地疏水性的，并且顶层可因此经过处理以使其成为亲水性的，例如通过用表面活性剂或本领域已知的其它方法对其进行处理。顶层和底层可由相同或不同的材料制成，任选地以不同方式处理顶层或底层以使顶层比底层更具亲水性。
除了顶层和底层之外，吸收芯还可包括包裹层3，所述包裹层形成围绕芯的纵向延伸的侧边缘284,286的C形包裹物，如图3所示。所谓“C形包裹物”，是指所述层覆盖芯的至少顶侧面或底侧面，沿其侧边缘延伸以形成翼片，所述翼片随后被折叠并附接(通常通过胶粘)到芯的相对侧面上。包裹层3可因此具有类似于字母C的横截面(当旋转90°时)。C形包裹物构造在吸收制品的制备或穿着期间还可帮助容纳SAP颗粒。包裹层可例如由低基重非织造层制成，所述非织造层例如具有5至40gsm，具体地8至25gsm的基重，具体地SMS非织造布，但其它材料当然也是可能的。包裹层3已在图3中被示出为从芯的底侧面延伸，并且具有折叠到芯的顶侧面上的翼片。反置构型也是可能的，其中C形包裹的层3从顶侧面延伸，并且其中翼片折叠到底侧面上。折叠的翼片可终止于并附接在芯的纵向延伸的侧边缘附近，或者可比所示的情况长，使得它们重叠并附接到另一个。还设想到C形包裹物构造可由顶层或底层之一形成，所述顶层或所述底层沿芯的纵向延伸的侧边缘横向延伸并且形成如关于包裹层3所述的翼片。包裹层的存在是任选的。
顶层41和/或底层42可附接到中间层43。胶层71可例如施加于顶层和中间层43之间。可使用任何类型的常规胶和胶施加方法。通常，在使所述两个层紧密接触使得它们成为附接的之前，可将热熔胶均匀地喷涂在所述层的基本上整个表面上。胶也可通过接触方法施加到所述层之一(在这种情况下，具体地为顶层或底层)，通常通过沿纵向(y方向)槽式涂布一系列平行的细胶线。胶层72也可类似地施加于底层42和中间层43之间。
顶层和/或底层也可具体地和附加地在通道区26中附接到中间层，从而例如在吸收制品的制造和使用期间保持通道相对不含AGM。通道区中的这种附接可经由任何已知的附接方法来实现，诸如胶粘、压力粘结、超声波粘结、热粘结或它们的组合。这种进一步附接可压缩或卷曲通道中的中间层，因此在芯接受流体之前已经提供了三维通道，这可例如用作用于芯的折叠引导件。
制备方法
现在将参考图4描述用于制备如图1所示吸收芯的连续工艺。图4中的所述各种箭头表示在生产流程中的所述各种卷材释放圆筒和卷材卷绕圆筒的旋转方向和制造材料的运行方向。其它工艺和修改形式也是可能的，并且将在下文中详述。
如图4所示，用于制备吸收芯的设备包括底层纤维网退绕机6、底层胶喷涂头7、高蓬松中间层纤维网退绕机8、第一SAP颗粒筛板9和真空抽吸箱10，第一对热压辊11和12、第二SAP颗粒筛板13和真空抽吸箱14、顶层纤维网退绕机15、顶层喷涂头16、第二对热压辊17和18、修剪刀19,20、和产品卷材卷绕辊21。如将详述的那样，图5所示的屏蔽板22放置在每个筛板9,13和中间层43之间以使得中间层的期望的通道区保持基本上不含SAP颗粒。真空抽吸箱10和14也可包括盲化区域(无真空的区域)以减少通道区中的SAP沉积。
第一SAP颗粒筛板9和第二SAP颗粒筛板13均可设置有频率改变和速度调节装置(未示出于图4中)。调节第一SAP筛板和第二SAP筛板9,13的频率改变和速度调节装置以保持振动频率匹配于产品卷材卷绕辊21的线速度，并且确保所喷涂的聚合物吸水树脂(SAP)大部分均匀地分配在所述大体积非织造织物43上。
在生产期间，将底层材料卷材例如纸材或非织造布卷材安装在底层纤维网退绕机6上。将高蓬松非织造织物卷材安装在中间层纤维网退绕机8上。将SAP颗粒填充在第一SAP颗粒筛板和第二SAP颗粒筛板9和13中。将顶层材料卷材(其可为纸材或非织造布卷材)安装在顶层纤维网退绕机15上。在制备吸收芯的连续工艺期间，底层42穿过喷涂头7，并且在附接到中间层43之前在第一压辊11和12之间用胶72施加在一个侧面上。高蓬松非织造中间层43穿过第一SAP颗粒筛板9和真空抽吸箱10，其中SAP颗粒被沉积到中间层中并从第一侧面共混到中间层的纤维中。抽吸箱10上的屏蔽板22和盲化区域(如果存在)使得没有或有限量的SAP被沉积到旨在保持基本上不含SAP颗粒的中间层的通道区中。也有可能在将SAP颗粒60沉积到中间层的纤维上并在中间层的纤维之间共混之前，将底层材料6首先附接到中间层43的第一侧面上。
在底层42和中间层43在辊11和12之间附接之后，这些组合的层可任选地在第二SAP颗粒筛板13和真空抽吸箱14之间经过，所述第二SAP颗粒筛板和所述真空抽吸箱协作以将SAP颗粒沉积到中间层的第二表面上，并且从该第二表面将SAP颗粒共混在中间层的纤维中。同样，第二屏蔽板22(其可类似于第一屏蔽板)可用来使中间层的期望的通道区26保持基本上不含SAP颗粒。然后顶层41(其已由胶喷涂头16施加了粘合剂72)在两个压辊17和18之间接合到中间层以覆盖中间层的第二表面。当然，在所述过程中，顶层和底层可互换使用。
压辊17和18可具有基本上平坦的表面，或者它们可具有升高的区域，其中额外的压力和热应当施加到芯上。这些升高的区域可与通道区域重合，并且因此在通道区26内提供机械粘结、超声波粘结和/或热粘结。压辊11-12,17-18可为加热的。还有可能所述辊沿芯的纵向侧边缘和/或后边缘和前边缘(360°周边)具有升高的区域。当这些区不含SAP(如在通道区26中那样)时，可在这些区中实现更好的粘结。可提供修剪刀19和20以在吸收芯材料流最终被产品卷材卷绕辊21卷绕成吸收芯材料卷材之前修剪连续吸收芯带的纵向侧边缘。
如此形成的吸收芯材料卷材可被存储或运输至制品生产场所，在那里其被进一步转换加工成吸收产品。还有可能替代形成卷材，吸收芯材料流可直接被喂料到转换加工生产线上，在该情况下，所述吸收芯将通过沿它们的前边缘和后边缘进行切割而被单个化。
包裹层3(未示出于图4中)也可在芯材料被卷绕之前被喂料以包裹如图所示的关于图3所讨论的顶层、中间层和底层，从而防止SAP通过吸收芯的侧边缘发生损失。当进一步转换加工芯材料纤维网时，另选的此类包裹层也可附接到芯。
上述工艺和设备大致类似于CN101797201中所公开的工艺和设备，不同的是在一个侧面上，在筛板9(分别地13)之间存在静态的屏蔽板22，并且在另一个侧面上存在放置在真空抽吸箱10(分别地14)上的中间层43。屏蔽板可为金属片，其包括伸长的切口区23(SAP颗粒可流过所述切口区)，并且在切口区23之间带有全区24，如图5所示。随着中间层(虚线所示)在屏蔽板下面经过，SAP颗粒通过切口区23被沉积，并且留下直接位于屏蔽板下方的中间层的区基本上不含吸收材料。在CN101797201中未公开的还有对图案化压力辊17和18的任选的使用，所述图案化压力辊可提供芯层在通道中的机械粘结、超声波粘结和/或热粘结。
替代如图4所公开的筛板/屏蔽板系统，还有可能通过如下方式将SAP沉积在所期望的区域27中：使用沿横向偏移的多个SAP施加装置或SAP斜槽，并且并行地进行制备。施加装置或斜槽在它们之间具有间隙，使得介于它们之间的通道区不沉积有SAP颗粒。例如，在它们之间具有两个间隙的三个施加装置或斜槽将提供如用于图1的芯的沉积图案。还有可能使用SAP印刷系统将SAP施加在中间层的两个或一个侧面上，这种SAP印刷系统在下一节段中参考图8进行讨论。
被包含SAP的区27围绕的通道
图6示出了根据本发明的具有通道26的吸收芯28a，所述通道不延伸至中间高蓬松层43的前边缘280和后边缘284。通道26因此完全被包括SAP颗粒的中间层的区27围绕。吸收芯构造的其余部分可与先前关于图1所公开的相同，例如在顶层和中间层之间可存在胶层71，并且在中间层和底层之间存在另一个胶层72。通道被示出为直的并且平行于纵向轴线，但可改为提供弯曲的通道，具体地所述通道可包括纵向轴线每侧上的至少一对通道，并且具有朝纵向轴线成凹形的弯曲，即类似于反置的括号：)(。在芯已加载有流体之后，具有此类弯曲的通道可提供更好的舒适度，因为所述通道一般将沿循穿着者腿部的轮廓。
此类吸收芯可如先前关于图4所述地制备，不同的是屏蔽板为活动的以沿循从其下经过的中间层的纤维网。离开筛板的SAP颗粒可穿过安装在旋转转筒或旋转带上的屏蔽板。旋转板包括切口节段和全区，SAP颗粒可穿过所述切口节段并沉积到中间层上，并且所述全区防止SAP颗粒沉积到直接位于所述全区下面的中间层的区上。将若干屏蔽板安装在每个移动的旋转转筒或带上，并且屏蔽板以与其下面的高蓬松材料的纤维网相同的速度移动，使得中间层上的SAP分布图案大致对应于由所述板的切口和全区所形成的图案。然而，该技术在高速下可能难以施行以获得精确的沉积。
SAP颗粒可改为由SAP印刷技术来沉积，所述技术允许在相对高的速度下相对精确地将SAP颗粒沉积在期望的区域中。具体地，可使用如例如US2006/24433(Blessing)、US2008/0312617和US2010/0051166A1(两者均授予Hundorf等人)，且尤其是WO2012170798A1(Jackels)中所公开的SAP印刷技术。如图8所示，该技术使用印刷辊30将SAP颗粒沉积到基底(在这种情况下为高蓬松中间层43)上，所述基底设置在载体网格上(被示出为真空箱10，但其也可为如上述参考文献中所教导的圆形旋转铺设转筒辊)。喂料机25将SAP颗粒喂料至印刷辊的外表面，所述印刷辊包括设置在所述印刷辊圆周上的至少一个贮存器32且通常多个贮存器。每个贮存器32包括至少一个凸起条31，所述凸起条可在铺设转筒辊上具有对应的配对条；和介于凸起条之间的多个沟槽和/或腔室(未示出)，所述多个沟槽和/或所述腔室具有用于接收吸收材料的空隙体积。
SAP颗粒从喂料机被喂料到贮存器的沟槽或腔室中，但不被喂料到凸起条区域中。所述颗粒然后被转移到高蓬松非织造层上，例如通过会合点处的沉积侧上的真空和印刷辊侧上的过压的组合来进行。吸收材料也可通过改变沟槽或腔室的体积或数目而按不同的基重被沉积在所选择的区域中，使得例如朝芯的前边缘与朝后边缘相比存在较高量的吸收材料。这详细地公开于上述参考文献中。SAP印刷系统的优点是，通道可清楚地由印刷辊上的凸起表面限定，并且可提供具有非直形状例如弯曲的通道，如图9中的弯曲凸起条31所示。
本文所公开的工艺示出了以两个步骤沉积的SAP颗粒，中间层的每个侧面使用一个步骤。然而，还有可能SAP颗粒通过移除所述沉积装置之一而在中间层的单一侧面上仅被沉积一次。虽然在这种情况下，SAP分布可能在中间层的厚度尺度中不太均一化，但这具有简化芯的制备工艺的优点。还有可能在沉积第一SAP颗粒之前，首先将中间层43附接到顶(或底)层42。
用于制备本发明的芯的另一种工艺(未示出)是，在将中间层附接到底层和顶层之前，在中间层中冲切或以其它方式切割出对应于通道26的至少一个材料片。SAP然后可通过任何方法被均一化地沉积在所冲切的或切下的高蓬松中间层上。通过所述孔脱落的SAP颗粒然后可例如被回收利用到喂料机中。然而，所述的其它工艺具有如下优点：高蓬松材料存在于通道中，并且因此在芯的通道区域中提供稳定性。
带有双高蓬松非织造层431,432的芯28b
前述吸收芯包括单一高蓬松非织造层，然而，吸收芯还有可能在顶层和底层之间包括两个(或更多个)高蓬松非织造层。吸收芯因此可包括第一中间层和第二中间层，它们各自为高蓬松纤维非织造层，所述高蓬松纤维非织造层包括共混在它们的纤维之间的超吸收聚合物颗粒。
这示出于例如图10中，其中第一中间层431和第二中间层432被示出为夹置在顶层41和底层42之间。第一中间层和第二中间层中的每个且具体地两者可包括一个，两个或更多个纵向延伸的通道26，所述通道如前所示。具体地，通道可延伸至它们的中间层的前边缘和后边缘，或者可被包括SAP的区围绕。一个中间层中的通道可大致对应于另一个中间层中的通道。这例如示出于图10中。在芯的平面(未示出)中，每个中间层中的这些通道可具有与例如图1和图6所述的那些相同的构型。一般在前述节段中作出的一般说明也适用于具有双中间层的吸收芯。此类吸收芯也可包括如前所述的包裹层。
如图10所示，每个中间层中的通道可为配准的并因此彼此匹配，但不排除一个层的通道可完全或部分地相对于另一个层的通道横向移位。还设想到仅所述中间层之一可具有根据本发明的通道。例如，仅最靠近芯的顶层的第一中间层431可包括通道，并且第二中间层432可不存在通道，换句话讲可在其整个区域上包括SAP。这可使得流体被更快速地吸收到芯中。还有可能高蓬松中间层具有不同基重、密度和/或量的被沉积的AGM。例如，上部中间层中的渗透性可通过使用低基重高蓬松材料来增强，并且柔软性可在底层中用更致密的高蓬松材料来增强。当然，其它构型也是可能的。所述两个或更多个中间层在芯的平面中可为相等的尺度，但它们也可具有不同的长度和/或宽度。长度不等的两个中间层可为有益的以沿吸收芯提供不同量的SAP，并且例如通过在第二层补片上添加切割和裁切单元，并且在将其与第一层组合之前进行制备。
还设想到所述两个高蓬松中间层可包括不同种类的SAP，例如在更靠近顶层的第一中间层431中包括较快吸收性的SAP(较高UPM值)，并且/或者在第二中间层432中包括较高吸收性的SAP(较高CRC)。通道可在每个高蓬松中间层中具有不同形状。出于这些原因，中间体非织造布或纸材层(未示出)可放置在所述两个中间层之间，从而避免沉积在所述一个中间层上的SAP颗粒逸出到另一个中间层中。此类中间体层可通过任何已知的方法例如通过胶粘附接到中间层中的一者或两者。
包括双高蓬松非织造层的吸收芯可通过从参考图4和图8所公开的方法之一改进的方法来制备。可提供两个独立高蓬松层释放圆筒8以提供第一高蓬松中间层和第二高蓬松中间层431,432，如图11所示。另选地，可使用具有双宽度的高蓬松纤维网：这种大宽度卷材可在沿纵向释放之后被切割成两个半部，从而提供两个高蓬松非织造材料流，它们然后独立地沉积有SAP颗粒。所述两个高蓬松材料流431,432然后可分别独立地与顶层和底层组合，所述顶层和所述底层然后各自具有通过合适的SAP沉积装置沉积到其上的SAP颗粒60。如前所述，每个SAP沉积装置可例如包括静态的或活动的屏蔽架22(如图11所示)或如图8-9所示的印刷辊系统。还有可能将SAP沉积并共混到仅第一中间层和第二中间层之一的纤维中。
吸收制品200
吸收芯可结合到任何种类的个人卫生制品中，所述个人卫生制品可为例如婴儿尿布或训练裤。图12示出了示意性剖视图，其示出了胶粘尿布吸收制品200的主要部件中的一些。在该图中，示出了图10的吸收芯(带有包裹层3)，但这当然不是限制性的并且仅是作为例证示出的。吸收制品通常包括沿它们的周边彼此附接的面向穿着者的流体可透过的顶片36和面向衣服的液体不可透过的底片38。吸收芯放置在这些层之间，并且可直接和间接地附接到这些层，通常通过胶粘或热/压力粘结来附接。
顶片36优选具有顺滑柔软的感觉，并且不刺激穿着者的皮肤。此外，顶片的至少一部分为液体可透过的，其允许液体容易地穿透其厚度。适合的顶片可由许多各种不同的材料制成，诸如多孔泡沫、网状泡沫、有孔塑料膜、或者天然纤维(例如，木纤维或棉纤维)、合成纤维或长丝(例如，聚酯纤维或聚丙稀纤维或PE/PP双组分纤维或它们的混合物)或天然纤维与合成纤维组合的织造或非织造材料。如果顶片包括纤维，则所述纤维可进行纺粘、梳理成网、湿法成网、熔喷、水刺法或换句话讲本领域中所公知的处理，具体地纺粘PP非织造织物。典型的尿布顶片具有约10gsm至约28gsm，具体地介于约12gsm至约18gsm之间的基重，但其它基重也是可能的。
底片38通常是对液体(例如，尿液)不可透过的。底片可例如为或包括薄型塑料膜诸如具有小于约0.10mm厚度的热塑性膜。示例性底片膜包括由总部设在Richmond，VA的Tredegar Corporation制造并以商品名CPC2膜出售的那些。其它合适的底片材料可包括允许蒸汽从所述制品逸出同时仍然防止流出物透过底片的透气材料。覆盖性低基重非织造布可附接到所述膜的外表面以提供较软的触感。
吸收制品也可包括直接位于顶片36下方的液体管理层54(也称为流体采集或流体分配层)。这种层的功能是快速地从顶片采集流体使其远离面向穿着者侧，并且/或者分配到较大区域上使其更有效地被吸收芯吸收。还有可能这种液体管理层可放置在底片和吸收芯之间。另一个层4可存在于液体管理层54和吸收芯28之间。所述另一个层4可为此类采集或分配层，或者可为薄页纸或低基重NW层，所述层提供对吸收芯28的附加包裹以避免SAP颗粒逸出芯外。
吸收制品诸如尿布或训练裤通常还可包括改善制品围绕穿着者腿部的贴合性的部件，具体地阻隔腿箍32和衬圈箍34。阻隔腿箍可由材料片(通常为非织造材料)形成，其部分地粘结到制品的其余部分，并且可从由顶片限定的平面部分地突起并因此直立。阻隔腿箍通常由接合到制品的其余部分(通常为顶片和/或底片)的近侧边缘和游离端边界定，其旨在接触穿着者的皮肤并形成密封件。所述箍的直立部分通常包括弹性元件，例如一根或多根弹性股线35。阻隔腿箍大致在穿着者的躯干和腿部的接合处提供对液体和其它身体流出物的改善的约束。
除了阻隔腿箍之外，制品还可包括衬圈箍34，所述衬圈箍在与吸收制品的基础结构相同的平面中形成，具体地可至少部分地包封在顶片或阻隔腿箍和底片之间，并且可相对于直立的阻隔腿箍侧向地向外放置。衬圈箍可提供围绕穿着者的大腿的更好密封。通常每个衬圈腿箍将包括一个或多个弹性带或弹性元件33，所述弹性带或弹性元件包括在尿布的基础结构中，例如在腿部开口区域中的顶片和底片之间。
吸收制品也可包括存在于尿布、训练裤或成人失禁产品中的其它典型部件(并且未进一步示出)。可提供用于胶粘尿布的可释放的紧固系统以提供围绕吸收制品周围的侧向张力，从而将吸收制品保持在穿着者身上。该紧固系统对于训练裤来讲不是必需的，因为这些制品的腰区已经被粘结。紧固系统通常包括紧固件，诸如胶带插片、钩-环紧固部件、互锁紧固件诸如插片和狭槽、扣环、纽扣、按扣和/或雌雄同体紧固部件，虽然任何其他已知的紧固部件一般也是可接受的。着陆区通常设置在制品的前腰区上以用于旨在被可释放地附接的紧固件。
吸收制品可包括如本领域已知的前耳片和后耳片。所述耳片可以为基础结构的整体部分，例如以侧片形式由顶片和/或底片形成。另选地，它们可为通过粘和/或热压花附接的独立元件。后耳片有利地为可拉伸的以有利于突片附接在着陆区上并将所述胶粘尿布保持在围绕穿着者腰部的适当位置。前耳片也可为弹性的或可延展的，从而通过初始适形地贴合吸收制品而为穿着者提供更舒适和适形性的贴合，并且当吸收制品负载有流出物时在整个穿着期间维持该贴合性，因为弹性化耳片允许吸收制品的侧边伸展和收缩。
各层和各部件之间的关系
通常，相邻层将通过如下方式接合在一起：使用常规粘结方法，诸如经由槽式涂布或喷涂在所述层的整个表面或表面的一部分上的粘合剂涂层、或热粘结、或压力粘结或它们的组合。为清楚和易读起见，大多数图，尤其是图12中未示出各部件之间的粘结。除非具体地另外提及，应当认为制品的相邻层附接到另一个层。例如，吸收芯的底片和底层通常可胶粘在一起。所用的粘合剂可为如本领域已知的任何标准热熔胶。
包装
吸收制品可封装在任何类型的常规封装件中。吸收制品可具体地在封装时被压缩以节省空间。具体地，包装件可包括多个吸收制品，其中包装件具有小于约80mm的袋内叠堆高度，所述袋内叠堆高度是根据如US 8,585,666 B2(Weismann)中所述的“袋内叠堆高度测试”测得的，该专利以引用方式并入本文。另选地，本公开的吸收制品的包装件可具有根据“袋内叠堆高度测试”测得的约72mm至约80mm或约74mm至约78mm的袋内叠堆高度，具体地列举所指定范围内的和在其中形成的或由此形成的所有范围内的所有0.5mm增量。
测试工序
除非另外指定，本文所示的值根据下文所示方法测量。在21℃±2℃以及50％±20％RH下实施全部测量，除非另外指定。除非另外指明，在进行测试之前所有样本圴应当保持在这些状态中至少24小时以达到平衡。应在至少4个样本上重复全部测量，并且获得标示的平均值，除非另外指出。
离心保留容量(CRC)
CRC测量超吸收聚合物颗粒在过量液体中自由溶胀所吸收的液体。CRC根据EDANA方法WSP 241.2-05来测量。
尿液渗透性测量(UPM)测试方法
该方法测定溶胀水凝胶层1318的渗透性。
图13示出了渗透性测量系统1000，其配备有恒静压头贮存器1014、用于空气进入的开口端管1010、用于再填充的塞口1012、实验架1016、传输管1018、旋塞1020、环形支撑架1022、接收容器1024、天平1026和活塞/圆筒组件1028。
图14示出了包括金属砝码1112、活塞轴1114、活塞头1118、封盖1116、和圆筒1120的活塞/圆筒组件1028。圆筒1120由透明的聚碳酸酯(例如，
Figure BDA0001327744270000191
)制成并具有6.00cm的内径p(面积＝28.27cm2)，带有光滑的内圆筒壁1150。圆筒1120的底部1148覆盖有美国标准400目不锈钢网布(未示出)，其在附接到圆筒1120的底部1148之前双轴向拉伸至绷紧状态。活塞轴1114由透明的聚碳酸酯(例如，
Figure BDA0001327744270000192
)制成并具有约127mm的总体长度。活塞轴1114的中部部分1126具有21.15mm的直径r。活塞轴1114的上部部分1128具有15.8mm的直径s，从而形成轴肩1124。活塞轴1114的下部部分1146具有约5/8英寸的直径t，并且紧紧地螺纹连接到活塞头1118的中心孔1218中(参见图15)。活塞头1118被打孔，其由透明的聚碳酸酯(例如，
Figure BDA0001327744270000193
)制成，并且也装有拉伸的美国标准400目不锈钢网布(未示出)。砝码1112为不锈钢的，具有中心孔1130，滑动到活塞轴1114的上部部分1128上并停留在轴肩1124上。活塞头1118、活塞轴1114和砝码1112的合并重量为596g(±6g)，其对应于圆筒1120的面积上的0.30psi(2.07kPa)。可通过沿活塞轴1114的中心轴线1132向下钻盲孔以移除材料和/或提供腔室以添加砝码来调节合并重量。圆筒封盖1116在其中心具有第一封盖开口1134以用于竖直地对齐活塞轴1114，并且靠近边缘1138具有第二封盖开口1136以用于将流体从恒静压头贮存器1014引入到圆筒1120中。
沿着砝码1112的上表面1152径向划出第一线性指示标记(未示出)，所述第一线性指示标记横向于活塞轴1114的中心轴线1132。沿着活塞轴1114的顶部表面1160径向划出相应的第二线性指示标记(未示出)，所述第二线性指示标记横向于活塞轴1114的中心轴线1132。沿着活塞轴1114中部1126划出相应的第三线性指示标记(未示出)，所述第三线性指示标记平行于活塞轴1114的中心轴线1132。沿圆筒封盖1116的上表面1140径向地划出对应的第四线性指示标记(未示出)，所述第四线性指示标记横向于活塞轴1114的中心轴线1132。另外，沿圆筒封盖1116的唇缘1154划出对应的第五线性指示标记(未示出)，所述第五线性指示标记平行于活塞轴1114的中心轴线1132。沿外圆筒壁1142划出对应的第六线性指示标记(未示出)，所述第六线性指示标记平行于活塞轴1114的中心轴线1132。对齐第一线性指示标记、第二线性指示标记、第三线性指示标记、第四线性指示标记、第五线性指示标记和第六线性指示标记，这允许砝码1112、活塞轴1114、圆筒封盖1116和圆筒1120在每次测量时相对于彼此以相同的取向重新定位。
圆筒1120的规格细节为：
圆筒1120的外径u：70.35mm
圆筒1120的内径p：60.0mm
圆筒1120的高度v：60.5mm
圆筒封盖1116的规格细节为：
圆筒封盖1116的外径w：76.05mm
圆筒封盖1116的内径x：70.5mm
包括唇缘1154的圆筒封盖1116的厚度y：12.7mm
不含唇缘1154的圆筒封盖1116的厚度z：6.35mm
第一封盖开口1134的直径a：22.25mm
第二封盖开口1136的直径b：12.7mm
第一封盖开口1134与第二封盖开口1136中心之间的距离：23.5mm
砝码1112规格细节为：
外径c：50.0mm
中心孔1130的直径d：16.0mm
高度e：39.0mm
活塞头1118规格细节为：
直径f：59.7mm
高度g：16.5mm
外孔1214(总共14个)具有9.65mm的直径h，外孔1214等距地间隔开，其中心与中心孔1218的中心相距47.8mm。
内孔1216(总共7个)具有9.65mm的直径i，内孔1216等距间隔开，其中心距中心孔1218的中心26.7mm
中心孔1218具有5/8英寸的直径j，并且具有螺纹以接受活塞轴1114的下部部分1146。
在使用之前，应当检查活塞头1118和圆筒1120的不锈钢筛网(未示出)是否堵塞、破洞或过度拉伸，并且在必要时置换。带有受损筛网的尿液渗透性测量设备可输出错误的UPM结果，因而在所述筛网被置换之前一定不要使用。
在附接到圆筒1120的底部1148的筛网(未示出)上方5.00cm(±0.05cm)的高度k处，在圆筒1120上划出5.00cm标记1156。它标记的是在分析期间所要保持的流体含量。保持正确且恒定的流体含量(静水压)对于测量准确度至关重要。
恒静压头贮存器1014用来将盐溶液1032传输至圆筒1120，并且保持盐溶液1032的含量处在附接到圆筒1120的底部1148的筛网(未示出)的5.00cm的高度k处.定位进气管1010的底部1034，以便在测量期间保持圆筒1120中的盐溶液1032含量处在所需的5.00cm高度k处，即，当圆筒位于接收容器1024上方的环架1040上的支撑筛网(未示出)上时，进气管1010的底部1034与圆筒1120上的所述5.00cm标记1156位于大约同一平面1038内。进气管1010和圆筒1120上的所述5.00cm标记1156的适当高度对齐对于所述分析至关重要。一种适的贮存器1014由广口瓶1030组成，所述广口瓶包含：用于液体传输的水平取向的L型传输管1018、用于允许空气处于恒定静压头贮存器1014内的固定高度处的垂直取向的末端开口管1010、以及用于再填充恒定静压头贮存器1014的塞口1012。管1010具有12.5mm±0.5mm的内径。靠近恒静压头贮存器1014的底部1042定位的传输管1018包含用于开始/停止盐溶液1032传输的旋塞1020。定制传输管1018的出口1044的尺度以穿过圆筒封盖1116中的第二封盖开口1136，其末端定位在圆筒1120中盐溶液1032的表面之下(在盐溶液1032在圆筒1120中达到所述5.00cm高度之后)。用o形环衬圈(未示出)将进气管1010保持在适当位置。可将恒静压头贮存器1014定位在实验架1016上，以便相对于圆筒1120的高度调节其高度。定制恒静压头贮存器1014的部件的尺寸，以便快速地填充圆筒1120至所需高度(即，静压头)，并且在测量期间保持该高度。恒静压头贮存器1014必须能够以至少3g/sec的流量传输盐溶液1032至少10分钟。
将活塞/圆筒组件1028定位在16目刚性不锈钢支撑筛网(未示出)(或等同物)上，所述支撑筛网支撑在环架1040或合适的另选刚性架上。该支撑筛网(未示出)可充分渗透以便不会阻止盐溶液1032流动，并且具有足够刚性以支撑不锈钢网布(未示出)不被拉伸。支撑筛网(未示出)应当为平坦且水平的以避免在测试期间活塞/圆筒组件1028倾斜。将穿过支撑筛网(未示出)的盐溶液1032收集在接收容器1024内，所述接收容器定位在支撑筛网(未示出)之下(但不支撑)。将接受容器1024置于精确至至少0.01g的天平1026上。将天平1026的数字输出连接到计算机处理的数据采集系统(未示出)上。
试剂的制备(未示出)
Jayco合成尿液(JSU)1312(参见图16)用作溶胀相(参见以下UPM规程)，并且0.118M氯化钠(NaCl)溶液用作流动相(参见以下UPM规程)。以下制备是参照标准的1升体积。若制备不同于1升的体积，所有的量因此按比例称量。
JSU：用蒸馏水填充1L的容量瓶至其体积的80％，并将磁力搅拌棒置于容量瓶中。独立地，利用分析天平使用称量纸或烧杯称量以下干燥成分的量(精确至±0.01g)，并且将它们以下文所列的相同顺序定量加入到容量瓶中。在适当的搅拌盘上搅拌溶液直至所有固体溶解，取出搅拌棒，并用蒸馏水稀释溶液至1L的体积。再次放入搅拌棒，并在搅拌棒上另外搅拌溶液几分钟。
制备1升Jayco合成尿液的盐用量：
氯化钾(KCl)2.00g
硫酸钠(Na2SO4)2.00g
磷酸二氢酯(NH4H2PO4)0.85g
二元磷酸铵((NH4)2HPO4)0.15g
氯化钙(CaCl2)0.19g–[或水合氯化钙(CaCl2·2H2O)0.25g]
氯化镁(MgCl2)0.23g–[或水合氯化镁(MgCl2·6H2O)0.50g]
为了使制备更迅速，每种盐在添加下一种之前要完全溶解。Jayco合成尿可在干净的玻璃容器中储存2周。如果溶液变浑浊，则该溶液不应再使用。在清洁塑料容器中的储存寿命为10天。
0.118M氯化钠(NaCl)溶液：0.118M的氯化钠用作盐溶液1032。使用称量纸或烧杯称量出6.90g(±0.01g)氯化钠并定量转移到1L的容量瓶中；并且用蒸馏水填充容量瓶至体积。加入搅拌棒并在搅拌盘上搅拌溶液直至所有固体溶解。
测试准备
使用实心基准圆柱形砝码(未示出)(40mm直径；140mm高度)，调节测径规(未示出)(例如，Mitotoyo Digimatic Height Gage)以读零。该操作在光滑且水平的工作台1046上方便地进行。将不含超吸收聚合物颗粒的活塞/圆筒组件1028定位在测径规(未示出)之下，并且记录读数L1，精确至0.01mm。
用盐溶液1032填充恒静压头贮存器1014。定位进气管1010的底部1034，以便在测量期间保持圆筒1120中的液体弯月面(未示出)的顶部(未示出)处在所述5.00cm标记1156处。进气管1010在圆筒1120上的所述5.00cm标记1156处的适当高度对齐对于所述分析至关重要。
将接收容器1024s放置在天平1026上，并且将天平1026的数字输出连接到计算机处理的数据采集系统(未示出)。将带有16目刚性不锈钢支撑筛网(未示出)的环架1040定位在接收容器1024上方。所述16目筛网(未示出)应当具有足够的刚性以在测量期间支撑活塞/圆筒组件1028。支撑筛网(未示出)必须平坦且水平。
UPM程序
所述测量应当优选地对超吸收聚合物颗粒原材料(在其被转换加工成吸收芯之前)进行。如果不可能这样，则应当通过手动地从中间层提取SAP颗粒而从成品吸收芯获得足够的SAP样本。
根据EDANA Moisture Content Test Method WSP 230.2.R3(12)(“Superabsorbent materials–Polyacrylate superabsorbent powders–MoistureContent–weight loss upon heating”)对第一样本测量超吸收聚合物颗粒的含水量。使用分析天平将1.5g(±0.05g)超吸收聚合物颗粒的另一个样本称量到合适的称量纸或称量辅助工具上。如果超吸收聚合物颗粒的含水量大于5％，则超吸收聚合物颗粒重量应对水分进行校正(即，在该特定情况下，加入的超吸收聚合物颗粒基于干重计应为1.5g)。
将空的圆筒1120放置在水平工作台1046上，并且将超吸收聚合物颗粒定量转移到圆筒1120中。通过轻轻摇晃、旋转和/或轻拍圆筒1120使超吸收聚合物颗粒均匀分散在附接到圆筒1120的底部1148的筛网(未示出)上。重要的是使颗粒均匀分布在附接到圆筒1120的底部1148的筛网(未示出)上，从而获得最高精度结果。在超吸收聚合物颗粒已均匀地分布在附接到圆筒1120的底部1148的筛网(未示出)上之后，颗粒一定不能附着到内圆筒壁1150。将活塞轴1114插入穿过第一封盖开口1134，其中封盖1116的唇缘1154面朝活塞头1118。将活塞头1118小心地插入到圆筒1120中至几厘米的深度。然后将封盖1116放置到圆筒1120的上部边沿1144上，其间注意保持活塞头1118远离超吸收聚合物颗粒。然后小心地旋转封盖1116和活塞轴1126，以便对齐第三线性指示标记、第四线性指示标记、第五线性指示标记和第六线性指示标记，然后将它们对齐。然后轻轻降低活塞头1118(通过活塞轴1114)以停留在干燥的超吸收聚合物颗粒上。将砝码1112定位在活塞轴1114的上部部分1128上，使得其停靠在轴肩1124上，使得第一线性指示标记和第二线性指示标记对齐。封盖1116的适当位置防止水凝胶层1318上砝码的粘合并确保均匀分配。
溶胀相：8cm直径的烧结盘(7mm厚；如Chemglass Inc.#CG 201-51，粗孔隙)1310如下达到饱和：将过量的JSU 1312添加到烧结盘1310上直至烧结盘1310饱和。将饱和的烧结盘1310置于宽的平底培养皿1314中，并添加JSU 1312直至其达到烧结盘1310的顶部表面1316。JSU高度一定不要超过烧结盘1310的高度。
附接到圆筒1120的底部1148的筛网(未示出)易于拉伸。为防止拉伸，刚好在封盖1116上方用食指对活塞轴1114施加侧压，其间抓住活塞/圆筒组件1028的圆筒1120。这样就将活塞轴1114抵靠封盖1116“锁定”在适当放置，使得活塞/圆筒组件1028可被升起而不对筛网(未示出)施加过度的力。
以该方式将整个活塞/圆筒组件1028升起并放置在培养皿1314中的烧结盘1310上。得自培养皿1314的JSU 1312通过烧结盘1310，并且被超吸收聚合物颗粒(未示出)吸收以形成水凝胶层1318。培养皿1314中可用的JSU 1312应当足够用于所有溶胀相。如果需要，可在水合期间将更多的JSU 1312添加到培养皿1314中以保持JSU 1312与烧结盘1310的顶部表面1316齐平。在60分钟的时间之后，将活塞/圆筒组件1028从烧结盘1310上移除，注意如上所述地抵靠封盖1116锁定活塞轴1114，并且确保水凝胶层1318在该规程中不损失JSU1312或摄入空气。将活塞/圆筒组件1028放置在测径规(未示出)下方，并且记录读数L2，d精确至0.01mm。如果所述读数随时间改变，则仅记录初始值。由L2–L1确定水凝胶层1318的厚度L0，精确至0.1mm。
将活塞/圆筒组件1028转移至附接到环形支撑架1040的支撑筛网(未示出)，注意将活塞轴1114抵靠封盖1116锁定在适当位置。定位恒静压头贮存器1014，使得传输管1018被放置成穿过第二封盖开口1136。按以下序列开始测量：
a)打开恒静压头贮存器1014的旋塞1020以允许盐溶液1032到达圆筒1120上的所述5.00cm标记1156处。该盐溶液1032含量应在打开活塞1020的10秒内获得。
b)一旦获得了5.00cm的盐溶液1032，就启动数据收集程序。
借助于附接到天平1026的计算机(未示出)，以20秒的间隔记录穿过水凝胶层1318的盐溶液1032的量并持续10分钟的时间。在10分钟结束时，关闭恒静压头贮存器1014上的旋塞1020。
在UPM计算中使用从60秒至实验结束时的数据。在所述计算中不包括在60秒之前收集的数据。流量Fs(单位为g/s)为由60秒至600秒收集的盐溶液1032的重量(单位为克)作为时间(单位为秒)函数的图的线性最小平方拟合的斜率。
水凝胶层1318的“尿液渗透性测量”(Q)使用以下公式计算：
Q＝[Fg×L0]/[ρ×A×ΔP]，
其中Fg为由流量结果的回归分析确定的流量，单位为g/sec；L0为水凝胶层1318的初始厚度，单位为cm；ρ为盐溶液1032的密度，单位为gm/cm3。A(得自上式)为水凝胶层1318的面积，单位为cm2；ΔP为静水压，单位为dyne/cm2，并且“尿液渗透性测量”Q的单位为cm3sec/gm。应当记录三次测定的平均值。
高蓬松非织造层厚度和密度测量方法
该方法用来以标准化方式测量高蓬松纤维非织造中间层的厚度。然后可从所述厚度计算出密度。除非另外提及，所示的厚度和密度是针对不存在SAP颗粒的高蓬松材料示出的。所述测量应当优选地对在其被转换加工成吸收芯之前并因此不含SAP的高蓬松材料进行。如果原料不可得，则可通过如下方式获得高蓬松中间层：小心地从吸收芯中提取高蓬松中间层，并且移除大部分SAP颗粒，例如通过小心地摇晃或抽吸来移除。可使用冷冻喷涂剂将中间层与另一个层分开。样本应当在21℃±2℃和50％±20％RH下保持至少24小时以达到平衡，尤其是如果它们先前被压缩过的话。
设备：分辩率为0.01mm的Mitutoyo手动测径规，或等同仪器。
接触脚：直径为17.0mm(±0.2mm)的圆形平脚。可将一圆形砝码施加到所述脚上(例如，具有狭槽的砝码以有利于围绕仪器轴施加)以获得目标重量。选择脚和所添加的砝码(包括轴)的总重量以向样本提供4.14kPa的压力。
安装测径规，其中接触脚的下表面在水平面中，使得接触角的下表面接触约20×25cm的基板的平坦水平上表面的中心。在接触角搁置在基板上的情况下，标距设置成读数为零。
标尺：以mm为刻度的校准金属标尺。
秒表：精确度1秒。
样本制备：将中间层如上所述地调理至少24小时。
测量程序：将所述层平坦放置，使底侧面，即在成品中旨在朝底片放置的侧面面朝下。小心地在所述层的顶侧面上画出测量点，即样本中部，注意不要使所述层受到压缩或变形。在其中高蓬松非织造层不是沿横向或纵向均一化的不太可能的情况下，所述值在对应于吸收芯中心的样本中心测量，所述吸收芯将从所述样本获取。然而，通常高蓬松纤维非织造层为均一化的。
使测径规的接触脚升高，并且将中间层平坦放置在测径规的基板上，使芯的顶侧面向上，使得当被放低时，所述脚的中心处在所标记的测量点上。
将所述脚轻轻放低到样本上并释放(确保在开始测量之前校准至“0”)。在释放所述脚之后10秒读取厚度值，精确至0.01mm。
对于每个测量点重复该程序。以该方式针对给定材料测量十个样本，并且计算并记录平均厚度，精确至十分之一mm。通过将每个样本的重量除以它们的面积来计算每个样本的基重。
通过将材料的基重(单位为g/cm2)除以厚度(单位为cm)来计算密度(单位为g/cc)。
杂项
应当了解，本文所公开的量纲和值不旨在严格限于所引用的精确数值。相反，除非另外指明，否则每个这样的量纲旨在表示所引用的值以及围绕该值功能上等同的范围两者。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。

Claims (39)

1.一种适用于吸收制品的吸收芯(28)，所述吸收芯沿横向x和纵向y延伸，所述吸收芯包括：
- 流体可透过的顶层(41)；
- 底层(42)；
- 夹置在所述顶层和所述底层之间的中间层(43)，所述中间层具有前边缘(280)、后边缘(282)和两个纵向延伸的侧边缘(284, 286)，其中所述中间层为高蓬松纤维非织造层，其中所述高蓬松纤维非织造层具有在4.14kPa的压力下测量的小于0.200g/cc的密度；和与所述中间层的纤维共混的超吸收聚合物颗粒(60)；
- 其特征在于所述中间层包括基本上不含超吸收聚合物颗粒的一个、两个或更多个纵向延伸的通道(26)，
其中所述中间层不含纤维素纤维，其中所述中间层为合成纤维的水刺非织造布，
其中所述“基本上不含超吸收聚合物”，是指这些通道中的每个中的超吸收聚合物材料的基重为作为整体的中间层中超吸收聚合物的平均基重的小于25%。
2.根据权利要求1所述的吸收芯，其中所述超吸收聚合物颗粒具有低于30 × 10- 7cm3.s/g的UPM，其中所述UPM通过“尿液渗透性测量测试”测量。
3.根据权利要求1或2所述的吸收芯，其中所述顶层和/或所述底层通过胶粘附接到所述中间层。
4.根据权利要求1或2所述的吸收芯，其中所述一个，两个或更多个通道(26)与所述吸收芯的纵向延伸的侧边缘(284, 286)间隔开。
5.根据权利要求1或2所述的吸收芯，还包括至少部分地包裹所述顶层、所述底层和所述中间层的包裹层(3)。
6.根据权利要求5所述的吸收芯，其中所述包裹层完全覆盖所述底层或所述顶层，并且形成围绕所述中间层的纵向延伸的侧边缘的C形包裹物，以至少部分地覆盖相对的顶层或底层。
7.根据权利要求1或2所述的吸收芯，其中所述一个，两个或更多个通道完全被包括超吸收聚合物颗粒的所述中间层的至少一个区(27)围绕，或者其中所述一个、两个或更多个通道从所述中间层的所述前边缘纵向延伸至所述后边缘。
8.根据权利要求1或2所述的吸收芯，包括沿所述吸收芯的纵向轴线对称地设置的至少一对通道。
9.根据权利要求1或2所述的吸收芯，包括介于所述顶层和所述底层之间的第一中间层(431)和第二中间层(432)，其中所述第一中间层和所述第二中间层中的至少一者为根据权利要求1或2所述的中间层，并且其中所述第一中间层和所述第二中间层能够为相同或不同的。
10.根据权利要求1所述的吸收芯，其中所述合成纤维为聚丙烯、聚酰胺或聚对苯二甲酸乙二酯纤维。
11.根据权利要求2所述的吸收芯，其中所述UPM低于20 × 10-7cm3.s/g。
12.根据权利要求2所述的吸收芯，其中所述UPM低于15 × 10-7cm3.s/g。
13.根据权利要求3所述的吸收芯，其中所述顶层和/或所述底层通过胶粘、机械粘结、超声波粘结、压力粘结或热粘结中的至少一者在所述通道(26)中进一步粘结到所述中间层。
14.根据权利要求5所述的吸收芯，其中所述包裹层为非织造包裹层。
15.根据权利要求8所述的吸收芯，其中所述通道为弯曲的。
16.一种连续吸收芯材料，包括根据前述权利要求中任一项所述的多个非单个化吸收芯。
17.根据权利要求16所述的连续吸收芯材料，其中所述连续吸收芯材料为吸收芯材料卷材。
18.一种吸收制品(200)，包括顶片(36)、底片(38)和根据前述权利要求1-15中任一项所述的吸收芯(28)、和任选地介于所述吸收芯和所述顶片之间的采集层和/或分配层(54)。
19.一种用于制备根据权利要求1-17中任一项所述的吸收芯或连续吸收芯材料的连续工艺，所述工艺无特定顺序地包括以下步骤：
- 提供底层(42)；
- 提供流体可透过的顶层(41)；
- 提供中间层(43)，其中所述中间层为高蓬松非织造层，具有在4.14kPa的压力下测量的小于0.200g/cc的密度；
- 将超吸收聚合物颗粒(60)沉积在所述中间层的第一侧面上使得所述超吸收聚合物颗粒与所述中间层的纤维共混，至少一个、两个或更多个纵向延伸的通道(26)除外，所述通道保持基本上不含超吸收聚合物颗粒；
- 将所述底层或所述顶层中的一个附接到所述中间层的第一侧面；
- 将尚未附接的所述底层或所述顶层中的一个附接到所述中间层的第二侧面；
- 将所述吸收芯存储为包括多个非单个化吸收芯的连续吸收芯材料，以用于将来转换加工成吸收产品；或者
- 直接将所述吸收芯单个化。
20.根据权利要求19所述的连续工艺，其中，将所述底层或所述顶层中的一个通过胶粘附接到所述中间层的第一侧面。
21.根据权利要求19所述的连续工艺，其中，将尚未附接的所述底层或所述顶层中的一个通过胶粘附接到所述中间层的第二侧面。
22.根据权利要求19所述的连续工艺，其中，用包裹层(3)包封所述底层、所述中间层和所述顶层。
23.根据权利要求22所述的连续工艺，其中，用包裹层(3)以C形包裹物构型包封所述底层、所述中间层和所述顶层。
24.根据权利要求19所述的连续工艺，其中，将所述吸收芯存储为材料卷。
25.根据权利要求19所述的连续工艺，其中，通过沿它们的前边缘和后边缘进行切割直接将所述吸收芯单个化。
26.根据权利要求19所述的连续工艺，其中，直接将所述吸收芯转换加工成吸收制品。
27.根据权利要求19所述的连续工艺，其中，将超吸收聚合物颗粒沉积在所述中间层的第二侧面上，使得所述超吸收聚合物颗粒与所述中间层的纤维共混，基本上不含超吸收聚合物颗粒的至少一个、两个或更多个纵向延伸的通道(26)除外，所述通道对应于所述第一侧面的不含颗粒区。
28.一种用于制备根据前述权利要求1-17中任一项所述的吸收芯或连续吸收芯材料的工艺，其中所述吸收芯具有第一中间层(431)和第二中间层(432)，所述工艺包括以下步骤：
- 提供底层(42)；
- 提供流体可透过的顶层(41)；
- 提供第一中间层(431)和第二中间层(432)，其中所述第一中间层和所述第二中间层中的至少一者为高蓬松非织造层；
- 将超吸收聚合物颗粒(60)沉积在所述第一中间层上，使得所述超吸收聚合物颗粒与所述第一中间层的纤维共混，至少一个、两个或更多个纵向延伸的通道(26)除外，所述通道保持基本上不含超吸收聚合物颗粒；
- 将所述底层或所述顶层中的一个附接到所述中间层的第一侧面；
- 将尚未附接的所述底层或所述顶层中的一个附接到所述第二中间层；
- 将所述第一中间层和所述第二中间层结合在一起，然后
- 将所述吸收芯存储为包括多个非单个化吸收芯的连续吸收芯材料，以用于将来转换加工成吸收产品；或者
- 直接将所述吸收芯单个化。
29.根据权利要求28所述的工艺，其中将所述底层或所述顶层中的一个通过胶粘附接到所述中间层的第一侧面。
30.根据权利要求28所述的工艺，其中所述第一中间层和所述第二中间层中的两者为高蓬松非织造层。
31.根据权利要求28所述的工艺，其中将超吸收聚合物颗粒沉积在所述第二中间层上，使得所述超吸收聚合物颗粒与所述第二中间层的纤维共混，至少一个、两个或更多个纵向延伸的通道(26)除外，所述通道保持基本上不含超吸收聚合物颗粒，并且可对应于所述第一中间层的基本上不含颗粒的通道。
32.根据权利要求28所述的工艺，其中将尚未附接的所述底层或所述顶层中的一个通过胶粘附接到所述第二中间层。
33.根据权利要求28所述的工艺，其中将所述第一中间层和所述第二中间层附接在一起。
34.根据权利要求28所述的工艺，其中将所述第一中间层和所述第二中间层通过胶粘附接在一起。
35.根据权利要求28所述的工艺，其中用包裹层包封所述底层、所述中间层和所述顶层。
36.根据权利要求28所述的工艺，其中用包裹层以C形包裹物构型包封所述底层、所述中间层和所述顶层。
37.根据权利要求28所述的工艺，其中将所述吸收芯存储为材料卷。
38.根据权利要求28所述的工艺，其中通过沿所述吸收芯的前边缘和后边缘进行切割来直接将所述吸收芯单个化。
39.根据权利要求19和28中任一项所述的工艺，其中通过如下方式将所述超吸收聚合物颗粒沉积在所述中间层上：
- 在被沉积到所述中间层上之前穿过包括一个、两个或更多个屏蔽元件(24, 31)的屏蔽架(22, 30)，并且所述屏蔽元件防止所述超吸收聚合物颗粒沉积到直接位于所述屏蔽元件下面的区中，因此在所述中间层上形成基本上不含超吸收聚合物颗粒(60)的至少一个通道区(26)，其中所述屏蔽架(22)为静态的或者其中所述屏蔽架(30)为活动的；或者
- 通过使用印刷辊(30)将所述超吸收聚合物颗粒印刷到所述中间层上，所述印刷辊包括具有至少一个凸起条(31)的至少一个贮存器(32)，所述至少一个凸起条不接受超吸收聚合物颗粒，使得所述至少一个通道(26)对应于所述凸起条的区域。
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