CN109922768B - 三维功能结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及包括基材和施加到所述基材上的第一固定剂的功能结构。所述第一固定剂包括含水聚合物。所述功能结构还包括与所述第一固定剂相邻的功能材料。第二固定剂与所述功能材料相邻。所述第一固定剂可以是包含选自聚乙烯醇和交联聚乙烯醇的含水聚合物的亲水溶液。所述含水聚合物的分子量可为1,500,000至4,000,000。

Description

三维功能结构

背景技术

市面上有各种各样的可提供功能益处的有限使用产品。一类这样的产品是一次性吸收制品。一次性吸收制品通常是通常具有二维材料的复合材料，所述二维材料相对于彼此成层布置。二维材料是非织造材料和功能材料。非织造材料通常是基于聚合物的。功能材料可包括吸收材料，例如“绒毛”和超吸收性材料，以及气味控制材料，例如木炭或香味材料。

吸收制品的功能材料可以是制品中的一些最昂贵的部件，因此，制造商希望最大化这些部件的有效使用。此外，对于吸收制品，期望将功能性吸收材料(超吸收性材料(“SAP”)和纤维/绒毛)放置在制品的吸收结构内的精确位置，以确保优异的吸收性能。吸收制品的制造商进行了大量研究以开发吸收结构，其通过最小化渗漏(即，提供液体的快速吸收并具有足够的容量)同时提供重要的产品属性(例如舒适的贴合性和保持湿气远离皮肤)来最大化产品性能。当功能性吸收材料在吸收制品内的位置和放置受到良好控制时，由于功能性吸收材料的量得以优化，因此可以更好地控制产品成本。

仍然需要一种技术，将功能材料以离散量放置在基材上的离散位置中，以用于诸如一次性吸收制品的产品中。仍然需要具有更高量的超吸收颗粒而不改变一次性吸收制品的吸收芯内的绒毛量，以实现高吸收性、纤细的产品结构、更好的干燥性和更高的储存容量。此外，需要在吸收芯的优选区域内具有SAP颗粒的分区，以具有更高的容量、快速的吸收性和干燥性。实现更高SAP颗粒量的障碍是当前的吸收芯设计仅能够保持和分布有限量的流体。此外，更高量的SAP颗粒可导致SAP胶凝袋，这对湿润时吸收制品的流体渗滤和体积具有不利影响。

发明内容

在一个方面，本发明涉及一种功能结构，其包括基材和施加到基材上的第一固定剂。第一固定剂包括含水聚合物。功能结构还包括与第一固定剂相邻的功能材料以及与功能材料相邻的第二固定剂。功能结构的基材可以由多种材料形成，包括传统上用于制造一次性吸收制品的材料，例如梳理成网材料、纺粘材料、熔喷材料、纺粘-熔喷-纺粘材料、共成形材料、水刺材料和薄纸材料。基材也可以由这些材料的组合形成。第一固定剂是包含选自聚乙烯醇和交联聚乙烯醇的含水聚合物的亲水溶液。第一固定剂的含水聚合物的分子量为1,500,000至4,000,000。功能结构的功能材料可选自超吸收性材料、纸浆纤维材料、除臭材料和芳香材料。功能结构的第二固定剂可以是选自聚乙烯吡咯烷酮的C1-C3醇溶液的含水聚合物的亲水溶液。含水聚合物的分子量可为至少30,000。

本发明的功能结构的益处是它提供功能材料的靶向放置和具体浓度。在一个方面，功能结构具有中心和至少一个外边缘；功能材料在功能结构的中心处可具有比在功能结构的外边缘处更高的浓度。另选地，功能材料可以产生不同浓度梯度的方式定位。可对功能材料的具体浓度图案进行选择以实现优化的性能益处。这在功能材料提供结构的预期功能益处时尤其有用。例如，功能材料可以功能材料的正方形区域的网格图案存在。将功能材料离散放置在基材上可具有改善性能的益处，例如当功能材料是超吸收性材料时减少凝胶堵塞。

在另一方面，本发明涉及一次性吸收制品，其包括身体侧衬里、外覆层以及位于身体侧衬里与外覆层之间的吸收芯等部件。一次性吸收制品还可包括围绕吸收芯的芯包裹物。芯包裹物可以是包括基材和施加到基材上的第一固定剂的功能结构。第一固定剂包括含水聚合物。功能结构还可包括与第一固定剂相邻的功能材料以及与功能材料相邻的第二固定剂。功能结构的第一固定剂可以是包含选自聚乙烯醇和交联聚乙烯醇的含水聚合物的亲水溶液。第一固定剂的含水聚合物的分子量可为1,500,000至4,000,000。功能结构的功能材料可选自超吸收性材料、纸浆纤维材料、除臭材料和芳香材料。功能结构的第二固定剂可以是选自聚乙烯吡咯烷酮的C1-C3醇溶液的含水聚合物的亲水溶液。第二固定剂的含水聚合物的分子量为至少30,000。

在本发明的一次性吸收制品的另一方面，功能结构包括中心和至少一个外边缘。功能材料在功能结构的中心处可具有比在功能结构的外边缘处更高的浓度。另选地，功能材料可以最适合功能材料的预期功能的图案和浓度放置。例如，功能材料可以正方形区域的网格图案存在。将功能材料离散放置在基材上可具有改善性能的益处，例如当功能材料是超吸收性材料时减少凝胶堵塞。

在另一方面，本发明涉及如上所述的一次性吸收制品，不同的是该制品不包括围绕吸收芯的芯包裹物，该制品包括身体侧衬里、外覆层和吸收芯，其中吸收芯包括如本文所述的功能结构。本发明还涉及一次性吸收制品，其包括身体侧衬里、外覆层和吸收芯以及位于身体侧衬里与吸收芯之间的涌流层，其中涌流层包括如本文所述的功能结构。

本公开的其他特征和方面在下文更详细地讨论。

附图说明

针对本领域技术人员的本发明的完整且能够实现的公开内容(包括其最佳模式)在说明书的剩余部分中参照附图更具体地阐述，在附图中：

图1是本发明的功能结构的剖视图；

图2是基材的平面图，其中基材上放置有模板；

图3A和图3B是固定有功能材料的基材的平面图；图3A和图3B示出了功能材料在基材上的不同浓度梯度的实例。

图4是示出一般结构的示例性吸收制品的透视图。

图5是图4的示例性吸收性制品的剖视图。

图6是根据本公开的功能结构的实施方案的平面图。

在本说明书和附图中对附图标记的反复使用旨在代表本发明的相同或类似的特征或元件。

定义

术语“吸收制品”在本文中是指这样的制品：其可以紧贴或靠近穿着者的身体(即，与身体邻接)放置，以吸收和包含从身体排放的各种液态、固态和半固态流出物。如本文所述，这样的吸收制品旨在在有限的使用期后丢弃，而不是被洗涤或以其他方式还原以重复使用。应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，本公开适用于各种一次性吸收制品，包括但不限于尿布、训练裤、运动裤(youth pants)、游泳裤、妇女卫生产品，所述妇女卫生产品包括但不限于月经垫、失禁产品、医疗服装、外科垫和绷带、其他个人护理或保健服装等。

术语“涌流层”在本文中是指能够接收并暂时地保留液态身体流出物，以使液态身体流出物的浪涌或涌出减速和扩散，并随后从其中释放液态身体流出物到吸收制品的另一个层或另外多个层中的层。

术语“粘结的”在本文中是指两个元件的接合、粘附、连接、附接等。当它们彼此直接地或彼此间接地接合、粘附、连接、附接等时，例如当每个元件直接地粘结到中间元件时，两个元件将被认为粘结在一起。

术语“梳理网”在本文中是指包含通常纤维长度小于约100mm的天然或合成短纤维的网。短纤维捆可经过开放过程以将随后运送到梳理过程的纤维分离，该梳理过程分离并梳理纤维以将它们在机器方向上对准，之后，纤维被沉积在移动的丝上以进一步加工。这样的纤网通常经历一些类型的粘结过程，例如，使用热和/或压力的热粘结。除此之外或作为其替代，纤维可以经历粘合过程以将该纤维例如通过使用粉末粘合剂结合在一起。梳理纤网可以经历诸如水刺的流体缠结，以进一步缠绕该纤维，从而提高梳理纤网的完整性。由于纤维在机器方向上对准，梳理纤网一旦粘结通常就会具有比横机器方向强度更大的机器方向强度。

术语“膜”在本文中是指使用诸如流延膜或吹塑膜挤出方法的挤出和/或成形方法制备的热塑性膜。该术语包括开孔膜、狭缝膜和构成液体转移膜的其他多孔膜，以及不转移流体的膜，诸如但不限于屏障膜、填充膜、透气性膜和定向膜。

术语“g/cc”在本文中是指克/立方厘米。

术语“gsm”在本文中是指克/平方米。

术语“亲水性”在本文中是指通过与纤维接触的含水液体润湿的纤维或纤维的表面。材料润湿的程度又可以所涉及的液体和材料的接触角和表面张力来描述。适于测量特定纤维材料或纤维材料共混物的可润湿性的设备和技术可由Cahn SFA-222表面力分析系统(Cahn SFA-222Surface Force Analyzer System)或基本上等同的系统提供。当使用该系统测量时，将接触角小于90度的纤维认定为“可润湿的”或亲水的，并将接触角大于90度的纤维认定为“不可润湿的”或疏水的。

术语“液体不可渗透的”在本文中是指一层或多层层合物，其中在液体接触时，在大体上垂直于该层或层合物的平面的方向上，在一般的使用条件下，诸如尿液的液态身体流出物不会通过该层或层合物。

术语“液体可渗透的”在本文中是指不是液体不可渗透的任何材料。

术语“熔喷”在本文中是指通过以下方式形成的纤维：将熔融的热塑性材料经过多个细的、通常为圆形的模具毛细管作为熔融的线或纤丝挤入到汇聚的高速加热的气体(例如空气)流中，该高速加热的气体流使熔融的热塑性材料的纤丝变细以减小其直径，该直径可以是微纤维直径。之后，熔喷的纤维由高速气体流携带并沉积在收集表面上以形成随机分散的熔融纤维的纤网。这样的方法在如授予Butin等人的美国专利No.3,849,241中公开，该专利以引用方式并入本文中。熔喷纤维是微纤维，该微纤维可以是连续的或不连续的，通常小于约0.6旦尼尔，并且当沉积在收集表面上时可以是发粘的和自结合的。

术语“非织造物”在本文中是指在不借助于织物机织或针织过程的情况下形成的材料或材料的纤网。材料或材料的纤网可具有单独的纤维、纤丝或线(统称为“纤维”)的结构，其可以是相互插入的(interlaid)，但不以与针织织物相同的可辨认方式相互插入。非织造材料或网可以由许多工艺形成，诸如但不限于熔喷工艺、纺粘工艺、梳理网工艺等。

术语“柔韧的”在本文中是指为顺应性的并且将容易地适形于穿着者身体的大体形状和轮廓的材料。

术语“纺粘”在本文中是指通过以下方式形成的小直径纤维：将熔融的热塑性材料作为纤丝从具有圆形或其他构型的喷丝头的多个细毛细管中挤出，然后通过常规过程例如引出拉拔和描述于以下专利中的过程将挤出的纤丝的直径迅速变细，所述专利为授予Appel等人的美国专利No.4,340,563、授予Dorschner等人的美国专利No.3,692,618、授予Matsuki等人的美国专利No.3,802,817、授予Kinney的美国专利No.3,338,992和No.3,341,394、授予Hartmann的美国专利No.3,502,763、授予Peterson的美国专利No.3,502,538以及授予Dobo等人的美国专利No.3,542,615，这些专利中的每一篇均以引用方式全文并入本文中。纺粘纤维为大体上连续的，并且通常平均旦尼尔大于约0.3，并且在一个实施方案中在约0.6、5和10与约15、20和40之间。当沉积在收集表面上时，纺粘纤维通常为不发粘的。

术语“超吸收性”在本文中是指水可溶胀的、水不溶性的有机或无机材料，该材料在含有0.9重量％氯化钠的含水溶液中，在大多数有利条件下能够吸收其重量的至少约15倍，并且在一个实施方案中其重量的至少约30倍。超吸收性材料可以是天然的、合成的和改性的天然聚合物和材料。此外，超吸收性材料可以是诸如硅胶的无机材料或诸如交联聚合物的有机化合物。

术语“热塑性”在本文中是指在特定温度以上变得柔韧或可模塑并在冷却时恢复到固态的聚合物材料。

具体实施方式

本领域的普通技术人员应当理解，本讨论仅是对示例性实施方案的描述，而无意限制本公开的更广泛的方面。

一般来讲，本公开涉及用于吸收制品内的功能结构。本发明的功能结构可用于吸收制品内的一个或多个位置。为了组织本发明的描述和说明，将对功能结构进行描述，接着描述可使用功能结构的吸收制品。图1提供了本发明的功能结构100的代表性图示。功能结构100主要由二维层构成；图1中描绘层的相对厚度的方式仅是代表性的，并且本发明不旨在受特定层厚度的限制。功能结构100的基部是基材200；基材200是在其上形成其他层的层。基材200可以由合适的非织造材料形成，例如梳理成网材料、纺粘材料、熔喷材料、薄纸材料、共成形材料、水刺材料或这些材料中的一种或多种的组合。基于其中将使用功能结构100的吸收制品的尺寸和功能结构100在吸收制品内的预期位置来选择基材200的尺寸和形状。还可以基于优化功能结构100的预期目的来选择基材200的形状。基材200的形状可以是多边形，例如矩形或三角形，或者其形状可以是包括曲线的闭合形状，例如圆形。此外，基材200的形状可包括与弯曲边缘组合的直线边缘，具体取决于功能结构100的预期目的。

功能结构的下一层是第一固定剂300。第一固定剂300的目的是使基材准备好用于施加功能材料400。第一固定剂300可选自含水聚合物的溶液，包括分子量在1,500,000和4,000,000之间的聚乙烯醇和交联聚乙烯醇。交联聚乙烯醇可选自与硼砂水溶液(硼酸钠、四硼酸钠或四硼酸二钠)混合的聚乙烯醇。在一个示例性实施方案中，第一固定剂300是分子量为约2,000,000的10％聚乙烯醇水溶液。第一固定剂300可以在基材200上方形成连续层，或者第一固定剂300可位于基材200上的不连续位置。第一固定剂300可以图案形式施加到基材200上。

与第一固定剂300相邻的功能结构100的下一层是功能材料400。功能材料400是功能结构100的部件，其提供功能结构100的“工作”或“活动”目的。功能材料400可选自吸收材料，例如超吸收性材料和纤维素纤维，也称为纸浆。功能材料400还可选自除臭材料，例如木炭或香料材料。功能材料400可以在第一固定剂300上方形成连续层，或者功能材料400可位于第一固定剂300上的不连续位置。此外，如图2所示，功能材料400可以图案形式位于第一固定剂300和基材200上。图2示出了在形成第一固定剂300层和功能材料400层之前其上放置有网格状模板600的基材200。虽然图2所示的模板600具有彼此等距间隔开的直线以形成相同尺寸的正方形的网格，但本发明的功能结构100可利用具有适于功能结构100的预期目的的任何形状和图案的模板600。使用模板600形成本发明的功能结构100的目的是将功能材料400放置在基材200上的精确限定的位置。模板600还可用于将功能材料400以不同浓度放置在基材200上。例如，模板600可用于从功能结构100的中心(具有较高浓度的功能材料400)向功能结构100的外边缘(随着从功能结构100的中心向外移动而逐渐减小的功能材料400的浓度)形成功能材料400的浓度梯度。一般而言，模板600用于将功能材料400以期望浓度放置在基材200上的期望位置，以最大化功能结构100的性能。在放置功能材料400之前，第一固定剂300可以由模板600提供的图案施加到基材200上。

图3描绘了本发明的示例性实施方案，其中模板600用于将第一固定剂300和功能材料400都放置在基材200上。在图3A中，所形成的图案是正方形网格，每个正方形具有相同浓度(或量)的功能材料400。图3A和图3B所示的功能材料400是超吸收性材料。在图3B中，所形成的图案也是正方形网格，但是存在功能材料400的浓度梯度。功能材料400的示例性梯度在基材200的中心处具有较高浓度的功能材料400，并且随着远离基材200的中心移动，功能材料400的浓度逐渐降低。功能材料400的梯度也可以反转，以在基材200的外边缘上具有较高浓度(对应于较高量)的功能材料400，并且随着朝向基材200的中心移动，功能材料400的浓度逐渐降低。功能材料400在基材200上的期望图案、放置和浓度可基于功能结构100的预期目的和性能进行选择。

在功能材料400的层之后，本发明的功能结构100包括第二固定剂500。第二固定剂500将功能材料400固定或密封在其在基材200上的位置。第二固定剂500可以连续或不连续的层施加到功能材料400上。第二固定剂500可选自聚合物的醇溶液或水溶液。在本发明的一个示例性实施方案中，第二固定剂500选自可溶于甲醇、乙醇或丙醇中并且分子量至少为30,000的聚乙烯吡咯烷酮。在更具体的示例性实施方案中，第二固定剂500是聚乙烯吡咯烷酮在乙醇中的10％溶液，分子量为90,000。

如本文所述，本发明的功能结构100可用作一次性吸收制品的一个或多个部件。一次性尿布型吸收制品的简化型式(即，未示出新型一次性吸收制品的每个特征的型式)如图4和图5所示。简化型式的目的是为本发明的功能结构100可用作部件的位置提供上下文。参见图4，一次性吸收制品700通常包括外覆层710，该外覆层包括外表面和内表面。吸收芯730邻近内表面定位。一次性吸收制品700还可包括液体可渗透的身体侧衬里760。吸收芯730可以放置在外覆层710与身体侧衬里760之间。

如图4所示的一次性吸收制品700可以由各种材料制成。外覆层710可以由基本上液体不可渗透的并且可以是弹性的、可拉伸的或不可拉伸的材料制成。外覆层710可以是单层液体不可渗透的材料，或者可包括多层层合结构，其中至少一层是液体不可渗透的。例如，外覆层710可包括液体可渗透的外层和液体不可渗透的内层，它们通过层合粘合剂适当地接合在一起。例如，在一个实施方案中，液体可渗透的外层可以是纺粘聚丙烯非织造幅材。纺粘幅材可具有例如约15gsm至约25gsm的基重。另一方面，内层可以是液体和蒸气均不可渗透的，或者可以是液体不可渗透的而蒸气可渗透的。内层由薄塑料膜适当地制成，但也可以使用其他柔性的液体不可渗透的材料。内层防止废物弄湿诸如床单和衣服之类的制品以及穿戴者和护理者。合适的液体不可渗透的膜可以是厚度为约0.2mm的聚乙烯膜。适合用作内层的透气材料是经过涂布或以其他方式处理以赋予所需水平的液体不可渗透性的微孔聚合物膜或非织造织物。可用作内层的其他“不透气”弹性膜包括由嵌段共聚物(例如苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯或苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物)制成的膜。

如上所述，吸收芯730设置在外覆层710与身体侧衬里760之间。身体侧衬里760合适地为顺应性的、柔软感的且对穿戴者的皮肤无刺激。身体侧衬里760可以由多种幅材材料制成，例如合成纤维、天然纤维、天然纤维和合成纤维的组合、多孔泡沫、蜂窝状泡沫、有孔塑料膜等。各种织造和非织造织物可用于身体侧衬里760。例如，身体侧衬里760可以由聚烯烃纤维的熔喷或纺粘纤幅材制成。身体侧衬里760还可以是由天然纤维和/或合成纤维构成的粘合梳理幅材。合适的液体可渗透的身体侧衬里760是基重为约27gsm的非织造双组分幅材。非织造双组分幅材可以是纺粘双组分幅材或粘合梳理双组分幅材。合适的双组分短纤维包括聚乙烯/聚丙烯双组分纤维。在该特定实施方案中，聚丙烯形成芯，并且聚乙烯形成纤维的皮。然而，其他纤维取向也是可能的。

用于形成吸收芯730的材料例如可包括纤维素纤维(例如，木浆纤维)、其他天然纤维、合成纤维、织造或非织造片材、稀松布结网或其他稳定化结构、超吸收性材料、粘结剂材料、表面活性剂、选定的疏水性材料、颜料、洗剂、气味控制剂等以及它们的组合。在一个特定实施方案中，吸收芯730是纤维素绒毛和超吸收性水凝胶形成颗粒的基质。纤维素绒毛可以包括木浆绒毛的共混物。一类优选的绒毛以商品名CR 1654标识，可得自US AlliancePulp Mills,Coosa,Ala.,USA，并且是主要含软木纤维的经漂白的高度吸收性木浆。作为一般规则，超吸收性材料以基于幅材的总重量计约0至约90重量％的量存在于吸收芯730中。超吸收性材料甚至可占吸收芯730的100重量％。幅材可具有在每立方厘米约0.1至约0.45克范围内的密度。

超吸收性材料是本领域所熟知的，并且可选自天然、合成和改性天然聚合物及材料。超吸收性材料可以是无机材料，诸如硅胶，或有机化合物，诸如交联聚合物。通常，超吸收性材料能够吸收其重量的至少约15倍的液体，并且适当地能够吸收超过其重量的约25倍的液体。合适的超吸收性材料可容易地从各个供应商获得或者先前已从各个供应商获得。例如，FAVOR SXM 880超吸收性材料可得自(或先前得自)Stockhausen,Inc.,Greensboro,N.C.,USA；并且Drytech 2035可得自(或先前得自)Dow Chemical Company,Midland,Mich.,USA。

除了纤维素纤维和超吸收性材料之外，吸收芯730还可包括在适当活化时提供稳定性和附着的粘合元件和/或合成纤维。诸如粘合剂的添加剂可以与纤维素纤维具有相同或不同的外观；例如，此类添加剂可以是纤维状、颗粒状或液体状；粘合剂可具有可固化或热固性的特性。此类添加剂可增强本体吸收结构的完整性，并且另选地或另外地可以在折叠结构的面层之间提供粘附。

吸收材料可通过采用各种常规的方法和技术形成幅材结构。例如，吸收芯730可以用干法成型技术、气流成网技术、梳理技术、熔喷或纺粘技术、湿法成型技术、泡沫成型技术等以及它们的组合形成。层状和/或层合结构也可以是合适的。用于执行此类技术的方法和设备在本领域中是熟知的。

吸收芯730也可以是共成形材料。术语“适形材料”泛指包括热塑性纤维和第二非热塑性材料的混合物或稳定化基质的复合材料。例如，共成形材料可通过这样的工艺制成，其中所述将至少一个熔喷模头布置在斜槽附近，通过该斜槽在形成网的同时向网添加其他材料。这样的其他材料可包括但不限于纤维有机材料，诸如木质或非木质纸浆，诸如棉、人造丝、再生纸、浆绒毛，以及超吸收性颗粒或纤维、无机吸收材料、经处理的聚合物短纤维等。多种合成聚合物中的任一种均可用作适形材料的熔纺组分。例如，在一些实施方案中，可使用热塑性聚合物。可以使用的合适的热塑性塑料的一些实例包括聚烯烃，诸如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯等；聚酰胺；和聚酯。在一个实施方案中，热塑性聚合物是聚丙烯。此类共成形材料的一些实例在授予Anderson等人的美国专利No.4,100,324、授予Everhart等人的美国专利No.5,284,703和授予Georger等人的美国专利No.5,350,624中有所公开，这些专利均全文以引用方式并入本文以用于所有目的。

除了如图4所示的外覆层710、吸收芯730和身体侧衬里760等基本部件之外，一次性吸收制品700还可具有改善产品性能的附加部件。例如，一次性吸收制品通常包括围绕(部分地或完全地)吸收芯730的芯包裹物740。芯包裹物740部件通常有助于在使用一次性吸收制品700期间保持吸收芯730的结构完整性。当一次性吸收制品700的吸收芯730吸收流体时，它可能失去形状和完整性；还期望保持吸收芯730的部件不离开吸收制品700。芯包裹物740有助于吸收芯730部件的容纳和完整性。芯包裹物740如图4所示，并且其与吸收芯730的关系在图5的剖视图中可见。芯包裹物740可以结合到吸收芯730上。芯包裹物740与吸收芯730的结合可通过普通技术人员已知的任何手段进行，例如但不限于粘合剂。芯包裹物740可以由材料的单独片材构成，其可用于部分地或完全地包围吸收芯730并可使用密封手段密封到一起，所述密封手段诸如超声结合或其他热化学结合手段或使用粘合剂。芯包裹物740可包括但不限于天然纤维与合成纤维，诸如聚酯、聚丙烯、乙酸酯、尼龙、聚合物材料、纤维素材料(诸如木浆、棉、人造丝、粘胶纤维、

诸如得自Lenzing Company,Austria、或者这些或其他纤维素纤维的混合物)，以及它们的组合。天然纤维可包括羊毛、棉、亚麻、大麻和木浆。形成芯包裹物740的材料可选自熔喷-纺粘-熔喷织物、纺粘织物、熔喷织物、共成形织物、梳理幅材、粘合梳理幅材、双组分纺粘织物、水刺布、薄纸及它们的组合。此外，芯包裹物740可以由纺粘-熔喷-纺粘(“SMS”)材料(例如10gsm纺粘-熔喷-纺粘材料)制成。

芯包裹物740可以比吸收芯730亲水性低，但足够多孔，以允许液态身体流出物透过芯包裹物740以到达吸收芯730。理想地，芯包裹物740具有足够的结构完整性以承受其自身的润湿和吸收芯730的润湿。为了支持芯包裹物740的这种功能特性，可以将湿强剂施加到芯包裹物740上。湿强剂的非限制性实例可以是可得自Ashland Inc.,Ashland,KY,U.S.A的Kymene 6500(557LK)或其等同物。类似地，表面活性剂也可包含在芯包裹物740中。

通常包含在一次性吸收制品700的结构中的另一有益部件是间隔层720。间隔层720通常位于吸收芯730与外覆层710之间。间隔层720的目的是防止水分从吸收芯730向外朝向并通过外覆层710迁移。当发生这种类型的水分迁移时，外覆层710可能感觉到潮湿，这可以被视为产品渗漏。间隔层720的尺寸通常与吸收芯730的尺寸匹配，并且通常小于外覆层710的尺寸。一次性吸收制品通常被构造成具有透气外覆层710，其允许水蒸气(但不是液体)通过；间隔层720的尺寸通常不会干扰外覆层710的这种功能。间隔层可以由已知的非织造材料构成，包括纺粘-熔喷-纺粘材料。

常规的一次性吸收制品700通常包括被称为涌流层750的附加部件，其与芯包裹物740和间隔层720一样有助于吸收制品700内的流体管理。涌流层750通常位于身体侧衬里760与吸收芯730之间(或者如果存在芯包裹物740，则位于身体侧衬里760与芯包裹物740之间)，有助于穿透身体侧衬里760的液态身体流出物的涌流或迸发的减缓和扩散。涌流层750通过吸入和分布身体流出物以便由吸收芯730吸收来实现该目的。如图4所示，涌流层750位于身体侧衬里760的男性和女性会发生流体涌流的位置下方。如图5的剖视图所示，涌流层750的近似尺寸小于身体侧衬里760的尺寸，并且与吸收芯730的宽度大致相同。涌流层750的长度通常比吸收芯730短。涌流层750可以与身体侧衬里760接触和/或结合。可通过使用粘合剂和/或点融合结合进行涌流层750与身体侧衬里760的结合。点融合结合可选自超声结合、压力结合、热结合以及它们的组合。点融合结合可以被认为合适的任何图案提供。

涌流层750可包括天然纤维、合成纤维、超吸收性材料、织造材料、非织造材料、湿纺纤维幅材、基本上未结合的气纺纤维幅材、可操作地结合的稳定化气纺纤维幅材等以及它们的组合。在一个实施方案中，涌流层750可以由基本上疏水的材料形成，例如由聚丙烯、聚乙烯、聚酯等以及它们的组合构成的非织造幅材。涌流层750可以由选自熔喷-纺粘-熔喷织物、纺粘织物、熔喷织物、共成形织物、梳理幅材、粘合梳理幅材、双组分纺粘织物、水刺布、薄纸及它们的组合的一种或多种材料形成。

一次性吸收制品700的前述描述提供了如何使用本发明的功能结构100的上下文。本发明的功能结构100可用于构造或成为外覆层710、间隔层720、吸收芯730、芯包裹物740、涌流层750和/或身体侧衬里760中的任一者的部件。功能结构100可用于形成这些一次性吸收制品700部件中的一个或多个的全部或一部分，具体取决于功能材料400的期望放置。与已经实现的功能目的一致，预期包括功能结构100的执行的两个部件是芯包裹物740和吸收芯730。在不限制本发明的预期范围的情况下，由于它们现有的吸收流体的目的，预期这两个部件将证实与本发明相关的益处。具体地讲，如果功能材料400是吸收材料，例如超吸收性材料或纸浆纤维，则芯包裹物740和吸收芯730可通过包括一个或多个功能结构100而具有提高的效率。在芯包裹物740或吸收芯730的上下文中，功能结构100提供了更好地控制吸收材料的放置以防止诸如凝胶堵塞之类的限制效率的现象的益处。凝胶堵塞是当吸收流体期间超吸收性聚合物的溶胀阻止流体进入吸收芯730的中心或沿着吸收芯的长度通过时发生的现象，从而降低了吸收能力。通过使用本发明的一个或多个功能结构100作为芯包裹物740或作为吸收芯730，可以减少凝胶堵塞的负面影响并且提高一次性吸收制品700的吸收能力。图6代表性地示出了功能结构100作为一次性吸收制品700的吸收芯730的用途。使用网格形模板600形成图6的功能结构100，该网格模板将功能材料400(超吸收性颗粒)引导到基材200上的离散的正方形区域中。所得的功能结构100具有更加受控的超吸收性功能材料400的分布和放置。当用作吸收芯730时，该功能结构100将更有效地利用功能材料400并且将具有更大的吸收能力，因为凝胶堵塞将减少。在使用中，包括功能结构100的一次性吸收制品700预期可在较低的渗漏发生率、较少流体从吸收芯730通过身体侧衬里760回流到穿着者的皮肤以及增加的容量方面表现得更好。

参考以下实施例可以更好地理解本公开的各个方面。

实施例1：制备用于本发明的功能结构100的第一固定剂300和第二固定剂500。制备10％聚乙烯醇水溶液(“PVA”；第一固定剂300)、10％聚乙烯吡咯烷酮(“PVP”)乙醇溶液和交联PVA凝胶。为制备10％PVA水溶液，将10克PVA颗粒置于烧杯中。取1000ml水，通过加热套将温度升至100℃。接下来，一边搅拌一边将1000毫升100℃的水缓慢加入PVA颗粒中以确保完全溶解。然后冷却溶液，并且可以储存在室温下，直至使用。为了制备10％PVP溶液(第二固定剂500)，将1000毫升乙醇加入10克PVP中，并在室温下搅拌1小时。在PVP完全溶解后，可将溶液储存在室温下，直至使用。为了制备交联PVA凝胶(第一固定剂300)，将1％硼砂水溶液加入10％PVA水溶液中并在室温下搅拌10分钟。加入足量的水，稀释所形成的交联凝胶。可将交联的PVA凝胶溶液储存在室温下，直至使用。

实施例2：制备可用作包含超吸收性(“SAP”)颗粒的纺粘或SMS芯包裹物740的主要二维(“2D”)功能结构100。通过使用软模板方法的逐层(“L-B-L”)复合物形成来形成功能芯包裹物740(另请参见下面的实施例10)。首先，将水性PVA或交联PVA凝胶层施加到50厘米×20厘米(“cm”)的纺粘材料(基重，12gsm)或SMS(也是12gsm)片上(纺粘和SMS材料是基材200)。纺粘或SMS材料上的PVA浓度可基于最终SAP颗粒浓度来选择和调节。可实现介于0.1gsm至1.5gsm(干重)之间的浓度。接下来，将所需量的SAP颗粒(0.1克至6克；SAP颗粒是功能材料400)撒在纺粘/SMS材料上。由于PVA/交联PVA粘合剂层(充当第一固定剂300)，SAP颗粒立即粘附到纺粘层上。PVA水溶液或交联凝胶溶液充当粘合剂并控制SAP颗粒的溶胀。施加SAP颗粒后，沉积溶胀非常小并且难以用肉眼观察到。接下来，使用喷漆枪将10％乙醇-PVP溶液(第二固定剂500)喷涂在SAP颗粒层上。压力在1毫巴至3.5毫巴之间的范围内。SAP颗粒上的PVP浓度可基于最终SAP颗粒浓度来选择和调节。在实验期间，可实现介于0.1gsm至1.5gsm(干重)之间的浓度。所制备的L-B-L功能结构在室温下干燥约30min，可用作一次性吸收制品中的部件。纺粘/SMS材料上的最终SAP颗粒浓度可以在0.1gsm和175gsm之间。

实施例3：制备可用作包含超吸收性(“SAP”)颗粒的薄纸、共成形材料或水刺芯包裹物740的功能结构100。与实施例2相同，不同的是使用薄纸材料(25gsm)形成功能结构100的基材200以用作芯包裹物740。

实施例4：制备三维(“3D”)功能结构100，其可用作包含超吸收性(“SAP”)颗粒的纺粘或SMS芯包裹物740。通过使用软模板方法的逐层(“L-B-L”)复合物形成来形成功能芯包裹物740(另请参见下面的实施例11)。首先，将所需的三维有机硅片(作为模板/模具600，具有所需的形状和几何结构)放置在50cm×20cm的纺粘(12gsm)或SMS(12gsm)材料片上。接下来，如实施例11所述，将PVA水溶液或交联PVA凝胶溶液喷涂在3D有机硅模板/模具上。纺粘或SMS材料上的PVA溶液(第一固定剂300)浓度可基于最终SAP颗粒浓度来选择和调节。可实现介于0.1gsm至1.5gsm(干重)之间的第一固定剂300浓度。接下来，可以将所需量的SAP颗粒(0.1克至6克；功能材料400)撒在3D有机硅模板模具600上。可通过将更多或更少的颗粒撒在模板600的特定部分或区域中来形成SAP颗粒的分区或密度梯度。由于PVA溶液或交联PVA粘合剂溶液作为第一固定剂300，SAP颗粒(功能材料400)将立即粘附到纺粘层(基材200)上。PVA水溶液或交联PVA凝胶溶液可以充当粘合剂并且可以控制SAP颗粒的溶胀。施加SAP颗粒后，沉积溶胀可能非常小并且难以用肉眼观察到。接下来，使用喷漆枪将10％乙醇-PVP溶液(第二固定剂500)喷涂在3D有机硅模板/模具600和SAP颗粒层上。压力可在1毫巴至3.5毫巴之间的范围内。SAP颗粒上的PVP溶液浓度可基于最终SAP颗粒浓度来选择和调节。可实现介于0.1gsm至1.5gsm(干重)之间的PVP溶液浓度。包含可用作一次性吸收制品700中的芯包裹物740的SAP颗粒的3D功能结构100可在室温下干燥约30分钟。纺粘或SMS材料上的最终SAP颗粒浓度可以介于0.1gsm和175gsm之间。

实施例5：制备可用作包含超吸收性(“SAP”)颗粒的薄纸、共成形材料或水刺芯包裹物740的3D功能结构100。与实施例4相同，不同的是使用薄纸材料(25gsm)形成功能结构100的基材200以用作芯包裹物740。

实施例6：制备可用作包含绒毛纤维的纺粘或SMS材料芯包裹物740的2D功能结构100。与实施例2相同，不同的是使用绒毛纤维(纤维长度为约1毫米)形成功能结构100的功能材料400以用作芯包裹物740。

实施例7：制备可用作包含绒毛纤维的薄纸材料芯包裹物740的2D功能结构100。与实施例3相同，不同的是使用绒毛纤维(纤维长度为约1毫米)形成功能结构100的功能材料400以用作芯包裹物740。

实施例8：制备可用作包含绒毛纤维的纺粘或SMS材料芯包裹物740的3D功能结构100。与实施例4相同，不同的是使用绒毛纤维(纤维长度为约1毫米)形成功能结构100的功能材料400以用作芯包裹物740。

实施例9：制备可用作包含绒毛纤维的薄纸、共成形材料或水刺材料芯包裹物740的3D功能结构100。与实施例5相同，不同的是使用绒毛纤维(纤维长度为约1毫米)形成功能结构100的功能材料400以用作芯包裹物740。

实施例10：使用软模板方法制备2D逐层(“L-B-L”)功能结构100的工序。通过形成L-B-L功能结构100，可以使用各种沉积方法在基材100上形成若干层。如果功能结构100将用作芯包裹物740，则可将期望的芯包裹材料(例如，纺粘、SMS或薄纸)用作基材200。可使用浸渍、喷涂或涂布将PVA水溶液或交联PVA凝胶溶液施加到基材200上。理想地，第一固定剂300在室温下应具有有限的水溶解度，以便在使用期间牢固地保持功能材料400(例如，SAP颗粒或绒毛纤维)。另外，第一固定剂300需要是亲水的，并且不应抑制SAP颗粒或绒毛纤维的吸收性。此外，PVA溶液或交联PVA凝胶溶液理想地在室温下和施加SAP颗粒或绒毛纤维后具有有限的水溶解度，以便即使在SAP颗粒或绒毛纤维溶胀之后也保持初始形状。接下来，将功能材料400撒在第一固定剂300上。功能材料400的层本质上是多孔的并且快速粘附到第一固定剂300。施加功能材料400后，在压力下喷涂第二固定剂500(例如，PVP溶液)。第二固定剂500可以覆盖功能材料400(SAP颗粒或绒毛纤维)，并且可以在使用期间用作吸入系统，使得功能结构100具有良好的吸入和吸收性。

实施例11：使用软模板方法制备3D逐层(“L-B-L”)功能结构100的工序。通过形成L-B-L功能结构100，可以使用各种沉积方法在基材100上形成若干层。如果功能结构100将用作芯包裹物740，则可将期望的芯包裹材料(例如，纺粘、SMS或薄纸)用作基材200。将用作模板600的三维有机硅片放置在基材200上。模板600可具有各种几何机构或形状，并且可以有助于优先分布功能结构100的其他部件。可使用浸渍、喷涂或涂布将PVA水溶液或交联PVA凝胶溶液施加到基材200上。理想地，第一固定剂300在室温下应具有有限的水溶解度，以便在使用期间牢固地保持功能材料400(例如，SAP颗粒或绒毛纤维)。另外，第一固定剂300需要是亲水的，并且不应抑制SAP颗粒或绒毛纤维的吸收性。此外，PVA溶液或交联PVA凝胶溶液理想地在室温下和施加SAP颗粒或绒毛纤维后具有有限的水溶解度，以便即使在SAP颗粒或绒毛纤维溶胀之后也保持初始形状。接下来，将功能材料400撒在第一固定剂300上。功能材料400的层本质上是多孔的并且快速粘附到第一固定剂300。施加功能材料400后，在压力下喷涂第二固定剂500(例如，PVP溶液)。第二固定剂500可以覆盖功能材料400(SAP颗粒或绒毛纤维)，并且可以在使用期间用作吸入系统，使得功能结构100具有良好的吸入和吸收性。在功能结构100干燥之后，可以移除模板600。

为了证实本发明的功能结构100的性能益处，使用标准的吸入和再润湿的吸收性评估方法测试具有一些实施例(上文)的功能结构100作为芯包裹物740的吸收制品700，如下表1所示。芯包裹物放置在吸收芯730的上方或下方。

表1.

*侵入后，产品含有游离液体，变得非常膨胀。它看起来像一个充满水的袋子，预期会产生负面的消费者感知。

上述结果表明，本发明的功能结构100具有优异的吸入时间和良好的再润湿特性。第一吸入时间、第二吸入时间和第三吸入时间用于施加到样品的流体的第一次、第二次和第三次侵入。

在不脱离在所附权利要求中更具体地描述的本发明的精神和范围的情况下，本发明的这些和其他修改和变型可由本领域的普通技术人员实践。此外，应当理解各种实施方案的方面可整体或部分互换。此外，本领域的普通技术人员将会知道，以上描述仅仅是举例，而无意限制此类所附权利要求中进一步描述的本发明。

Claims (14)

1.一种功能结构，其包括：

基材；

施加到所述基材上的第一固定剂；其中，所述第一固定剂包括含水聚合物；

施加到所述第一固定剂的功能材料；以及

包括与所述功能材料相邻的含水聚合物并将所述功能材料固定到所述基材的第二固定剂；

第一固定剂含水聚合物和第二固定剂含水聚合物是不同的聚合物，其中第一固定剂含水聚合物的分子量大于第二固定剂含水聚合物的分子量;

其中所述功能结构具有中心和至少一个外边缘，并且其中所述功能材料在所述功能结构的所述中心处具有比在所述功能结构的所述外边缘处更高的浓度，并且其中所述功能材料以所述功能材料的正方形区域的网格图案存在。

2.根据权利要求1所述的功能结构，其中所述基材选自梳理成网材料、纺粘材料、熔喷材料、纺粘-熔喷-纺粘材料、共成形材料、水刺材料和薄纸材料。

3.根据权利要求1所述的功能结构，其中所述第一固定剂是包含选自聚乙烯醇和交联聚乙烯醇的含水聚合物的亲水溶液。

4.根据权利要求3所述的功能结构，其中所述含水聚合物的分子量为1,500,000至4,000,000。

5.根据权利要求1所述的功能结构，其中所述功能材料选自超吸收性材料、纸浆纤维材料、除臭材料和芳香材料。

6.根据权利要求1所述的功能结构，其中所述第二固定剂是选自聚乙烯吡咯烷酮的C1-C3醇溶液的含水聚合物的亲水溶液。

7.根据权利要求6所述的功能结构，其中所述含水聚合物的分子量为至少30,000。

8.一种一次性吸收制品，其包括：

身体侧衬里；

外覆层；

位于所述身体侧衬里与所述外覆层之间的吸收芯；以及围绕所述吸收芯的芯包裹物，其中所述芯包裹物是功能结构，所述功能结构包括：基材；施加到所述基材上的第一固定剂，其中所述第一固定剂包括含水聚合物；施加到所述第一固定剂的功能材料；以及包括与所述功能材料相邻的含水聚合物并将所述功能材料固定到所述基材的第二固定剂；第一固定剂含水聚合物和第二固定剂含水聚合物是不同的聚合物，其中第一固定剂含水聚合物的分子量大于第二固定剂含水聚合物的分子量；

其中所述功能结构具有中心和至少一个外边缘，并且其中所述功能材料在所述功能结构的所述中心处具有比在所述功能结构的所述外边缘处更高的浓度，并且其中所述功能材料以所述功能材料的正方形区域的网格图案存在。

9.根据权利要求8所述的一次性吸收制品，其中所述第一固定剂是包含选自聚乙烯醇和交联聚乙烯醇的含水聚合物的亲水溶液。

10.根据权利要求9所述的一次性吸收制品，其中所述含水聚合物的分子量为1,500,000至4,000,000。

11.根据权利要求8所述的一次性吸收制品，其中所述功能材料选自超吸收性材料、纸浆纤维材料、除臭材料和芳香材料。

12.根据权利要求8所述的一次性吸收制品，其中所述第二固定剂是选自聚乙烯吡咯烷酮的C1-C3醇溶液的含水聚合物的亲水溶液。

13.根据权利要求12所述的一次性吸收制品，其中所述含水聚合物的分子量为至少30,000。

14.一种一次性吸收制品，其包括：

身体侧衬里；

外覆层；以及

位于所述身体侧衬里与所述外覆层之间的吸收芯，其中所述吸收芯是功能结构，所述功能结构包括：基材；施加到所述基材上的第一固定剂，其中所述第一固定剂包括含水聚合物；施加到所述第一固定剂的功能材料；以及包括与所述功能材料相邻的含水聚合物并将所述功能材料固定到所述基材的第二固定剂；第一固定剂含水聚合物和第二固定剂含水聚合物是不同的聚合物，其中第一固定剂含水聚合物的分子量大于第二固定剂含水聚合物的分子量；

其中所述功能结构具有中心和至少一个外边缘，并且其中所述功能材料是在所述功能结构的所述中心处具有比在所述功能结构的所述外边缘处更高的浓度的超吸收性材料，并且其中所述功能材料以所述功能材料的正方形区域的网格图案存在。

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