CN1151689A - 具有半段凝胶材料的吸湿体 - Google Patents

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Abstract

一种吸湿性结构(1)，特别适用于通常躺着的使用者，在该吸湿性结构(1)的后半段(3)中的吸湿性凝胶材料的重量比较大。比较可取的是，吸湿性凝胶材料的总重量的55％至100％、最好是60％至90％位于后半段(3)中。在吸湿性结构(1)的一个实施例中，芯的后半段(3)的平均单位容量是前半段的平均单位容量的1.1倍到3倍。

Description

具有半段凝胶材料的吸湿体
本发明涉及一种吸湿性结构，它包括：至少一层纤维型的或泡沫型的吸湿性材料；一个由一条前横向边缘、一条后横向边缘和两条纵向侧边组成的外周；一条位于前横向边缘和后横向边缘之间、与这两个边缘等距的横向中线；一个位于横向中线和前横向边缘之间的前半段；一个位于横向中线和后横向边缘之间的后半段；以及吸湿性凝胶材料。本发明还涉及具有这种结构的吸湿用品。
在吸湿用品技术领域，人们作了大量的努力，通过在吸湿芯中提供单位面积重量及密度增大的区域或单位面积重量及密度减小的区域来最大限度地改善吸湿芯的吸湿能力和性能。
美国专利4935022(Lash)公开了一种吸湿性结构，这种吸湿性结构具有用化学硬化纤维素纤维及吸湿性凝胶材料制成的一个下存储层和一个上接收/扩散层。上接收/扩散层的表面积比位于其下方的下存储层的大。下存储层由一个衬垫构成，相对于上接收/扩散层而言，下存储层的大约75％的吸湿性凝胶材料位于吸湿性结构的前三分之二段中，至少有55％的吸湿性凝胶材料位于前半段中。
美国专利4685915(Hasse)公开了一种吸湿产品，它具有一个含有亲水性纤维和吸湿性凝胶材料的芯体，该芯体具有一个平均密度和单位面积重量高于该芯体两端的区域。这个具有较高的平均密度和单位面积重量的区域位于该吸湿产品的中部或前部附近。
美国专利4834735(Alemany)公开了一种吸湿芯，它具有一个存储区和一个平均密度及单位面积重量低于存储区的吸收区。该吸湿芯含有亲水性纤维和吸湿性凝胶颗粒的混合物。
欧洲专利EP-B-0300675提出，利用脉冲式喷粉枪将吸湿性凝胶材料引入到吸湿芯的水平面或x－y平面的一些特定部位上。
国际专利WO91/11165公开了一种双层的吸湿芯，这种吸湿芯包括一个下存储层和一个用化学硬化纤维素纤维制成的上液体接收/扩散层，上层基本上不含有吸湿性凝胶材料。接收/扩散层的面积为下存储层面积的25％至100％，并且最好是细长形的。制造成人失禁者用的吸湿产品时，相对于底片而言，接收/扩散层通常被放置在该吸湿用品的前三分之二段。
美国专利4411660(Dawn)公开了一种吸湿芯，在这种吸湿芯的纤维层下面有一层吸湿性凝胶材料。这层吸湿性凝胶材料可以是颗粒状的、纤维状的或薄膜状的。
国际专利WO91/04724公开了一种尿布芯，这种尿布芯从一个比较窄的裆部朝着一个比较宽的后部线性地变窄。
申请人注意到，特别是在成人失禁者中，使用者一般都是在躺着的情况下使用吸湿用品，吸湿用品发生泄漏的情况越来越多。被严重的失禁困扰着的成年人大多数为年老的妇女，与其他失禁者相比，在她们躺着时，吸湿用品出现泄漏的情况出现得较为频繁。
本发明的一个目的是提供一种能减少在躺着使用时的泄漏的吸湿用品。
本发明的另一个目的是提供一种特别适合于从走动着的婴儿到通常不得不躺在床上的成年人使用的吸湿用品。
本发明的又一个目的是提供一种在供通常不得不躺在床上的妇女使用时特别能够减少泄漏的吸湿用品。
本发明的吸湿性结构的特征在于，位于该结构的后半段的吸湿性凝胶材料的重量大于位于该结构的前半段的吸湿性凝胶材料的重量。吸湿性结构的“后半段”指的是该吸湿性结构上的在使用时贴着使用者的生殖器及臀部并且总体上伸向使用者的背部的部分。
最好是有55％至100％的重量百分比的吸湿性凝胶材料位于后半段中。更为可取的是有60％至90％、最为可取的是有65％至80％的重量百分比的吸湿性凝胶材料位于后半段中。
通过将吸湿性材料集中在吸湿用品的后半段中，防止了当使用者躺着使用吸湿用品时尿液从该用品中漏出。因此，本发明的吸湿性结构特别能满足卧床不起的人的特殊要求。
在本发明的吸湿性结构的一个实施例中，其中的吸湿性材料除了吸湿性凝胶外，还可包括蓬松纸浆、尼龙纤维或改性的纤维素纤维一类的亲水性纤维，也可以包括如美国第5268224号专利(Desmarais)所述的泡沫状吸湿性材料。将更多的这类吸湿性材料施加到吸湿性结构的后半段中能够制成一种所谓的异型芯，其后半段比其前半段要厚。或者，可将该吸湿性结构压缩成均匀厚度，使其后半段中的密度最大。
在本发明的吸湿性结构的另一个实施例中，在后半段中的吸湿性材料的总重量比在前半段中的吸湿性材料的总重量有所增加。例如，在前半段和后半段中的吸湿性材料的单位面积重量相同的情况下，在后半段中的吸湿性材料层的表面积可以比在前半段中的吸湿性材料层的表面积大。例如，从横向中线到后横向边缘，吸湿性结构的一条纵向边缘与纵向中线之间的距离可以在总体上单调增加。这样，后半段中的吸湿性材料具有了较大的表面积，这不但提高了吸湿能力，而且对使用者来说还改善了缓冲性和柔软性。
在本发明的吸湿性结构的另一个实施例中，在后半段中的吸湿性凝胶材料的每单位面积的重量，或者平均单位面积重量比前半段中的高。
通过测定在任何一段中的吸湿性凝胶材料的总重量，然后用该重量除以吸湿性凝胶材料所处在的段的总面积，得到在前半段中和后半段中的吸湿性凝胶材料的平均单位面积重量。通过在任何一个段中将吸湿性凝胶材料从其它吸湿性材料中分离出来，测定吸湿性凝胶材料的重量。通过将一种彩色试剂，例如溴甲酚，涂在吸湿性结构上，测定吸湿性凝胶材料所处区域的面积。借助于目测来测定上了颜色的区域。或者，可以将吸湿性材料置于X射线下来测定吸湿性材料的数量和位置。
在本发明的吸湿性结构的另一个实施例中，在后半段中的平均单位容量高于在前半段中的平均单位容量。平均单位容量是每一克吸湿性材料可以吸收的液体的量。平均单位容量取决于在前半段中和后半段中的吸湿性材料的总量和类型。任何一段中的吸湿性材料可以包括例如吸湿性凝胶材料、纤维、泡沫、颗粒间交联的聚集体或这些材料的任何一种组合。按照基于由德国的“Medizinischer Dienst der Spitzenverb nde der Krankenkassen e.V”建立的官方认可的方法的测试方法来测定平均单位容量。在本发明说明书的后面部分将详细描述该测试方法“Prufmethode Nr.1/93 MDS-HI Teil 1，Bestimmung derFlussigkeisaufnahme”。
在本发明的吸湿性结构的另一个实施例中，一个接收/扩散层覆盖着一个由吸湿性材料构成的下层，该接收/扩散层的大部分位于下层的后半部分的上方。当该接收/扩散层总体上呈细长形时，该层的很长一段贯穿下层吸湿材料的后半部分。当该接收/扩散层总体上呈圆形，或者形状不规则时，该接收/扩散层的贯穿下层的后半部分的表面积要大于贯穿下层的前半部分的表面积。
接收/扩散层由在湿润情况下能保持其伸缩性的纤维制成，因此，当液体连续地涌出时，接收/扩散层的吸湿能力不会下降。表明这一性能的指标是，该接收/扩散层的湿压缩率为至少5cm3/g，滴液容量为至少10g/g。具有这一性能的亲水性纤维有，美国第4898642(Moore)、4889597(Bourbon)、4889596(Schoggen)、5160789(Barcus)、5049235(Barcus)及4822453(Dean)号专利所描述的化学硬化纤维素纤维，或聚酯纤维一类的亲水性纤维。该接收/扩散层还可以采用各种热粘合的双组分纤维形成一种开口式结构，EP-A-0513148和美国专利申请08/141156描述了这类纤维。
接收/扩散层的作用是迅速吸收大量涌入的液体并立刻将这些液体与穿用者的身体分离开，该接收/扩散层具有相对较低的密度，例如在0.03至0.13g/cm3之间。液体只是暂时存储在接收/扩散层中。接收/扩散层受到其下面的存储层的抽吸。因而它迅速排空以接收进一步的液体涌入。
为了将接收/扩散层排干，在接收/扩散层的正下方放置一层吸湿性凝胶颗粒。这种吸湿性凝胶材料最好是具有较高的凝胶强度，以便这些吸湿性凝胶材料的颗粒不会变形到形成使液体不能透过的凝胶团的程度。这些放置在接收/扩散层的正下方的吸湿性凝胶材料的凝胶层渗透率(GLP)的数值为至少4×10-7cm3/s/g。具有这样的GLP值的吸湿性凝胶材料在湿润情况下保持相对开放的结构，并且即使是在湿润状态下也能在垂直(z方向)和水平(x－y)方向上保持良好的液体传送能力。
下面将参照附图详细描述本发明，附图中，
图1是具有本发明的吸湿性结构的吸湿用品的正视图；
图2至图5是沿图1中的吸湿性结构的纵向中线的横截面视图；
图6是具有一个接收/扩散层的吸湿性结构的前视图；
图7是沿图6中的结构的纵向中线的横截面视图；
图8是具有一个接收/扩散层的吸湿性结构的前视图；
图9是具有一个位于接收/扩散层的正下方的吸湿性凝胶材料层的吸湿性结构的横截面视图；
图10是具有一个表面积较大的后半段的吸湿性结构的前视图；
图11表示用于测定一个吸湿性结构的平均单位容量的区域；
图12表示用于测定一个吸湿性结构的平均单位容量的测试装置。
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控部件。本发明的吸湿用品的一个优选实施例是如图1所示的一体型一次性吸湿用品，或尿布1。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、尿布护套及衬里等。
图1中的吸湿用品1包括一个吸湿性结构，或吸湿芯3。吸湿芯3具有一个由一条前横向边缘7、一条后横向边缘9和两条纵向侧边13、13′组成的外周5。一条假想的横向中线15位于前横向边缘7和后横向边缘9之间并与这两条边缘等距，将吸湿芯3分成前半段17和后半段19。在本发明的吸湿芯中，在后半段19中的吸湿性凝胶材料的量大于在前半段中的吸湿性凝胶材料的量。可取的是，至少是在图11所示的中间部分6a-6f中，在后半段19中的吸湿性凝胶材料的每单位面积的平均含量，或者平均单位面积重量比在前半段17中的大。
图1是本发明的尿布1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1的结构，已将其若干部分剖去，并且，使尿布1的朝向或接触穿用者的那个部分，即内表面朝向读者。如图1所示，尿布1包括一个液体可以透过的顶片24、一个与顶片24相连的液体不能透过的底片26和一个位于顶片24和底片26之间的吸湿性结构或吸湿芯3；一对弹性的腿部收口32、32′；一个弹性的腰部部件34；以及一个位于尿布的后腰区58中的、用36表示的紧固组件。
图1示出尿布1的一个优选实施例，其中，顶片24和底片26的长、宽尺寸总体上大于吸湿芯3的长、宽尺寸。顶片24和底片26伸到吸湿芯3的外周5的外面。尽管可以将顶片24、底片26和吸湿芯3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 Elastic Waist Feature Having A PredisposedResilient Flexural Hinge”的第07/715152号美国专利申请所描述的尿布形状。
吸湿芯3可以是任何一种总体上可压缩的、帖合的、对穿用者的皮肤无刺激性的、能够吸收并保持诸如尿和其它特定的身体排泄物一类液体的吸湿品。可以将吸湿芯3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)来制造吸湿芯3。其它合适的吸湿材料包括皱状纤维填料；具有coform的熔喷树脂；用化学方法硬化、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；超级吸湿聚脂；吸湿性凝胶材料；或任何相当的材料或这些材料的组合。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，吸湿芯3的总吸湿容量应当与尿布1的设计负载和预期用途相符。在本发明的一个优选实施例中，吸湿芯将要供成年人或青少年使用，能够吸收100至1000ml的体液。另外，吸湿芯3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-Density Absorbent Structure”的美国第4610678号专利、1987年6月16日授予Weisman等人的名称为“AbsorbentArticles With Dual-Layered Cores”的美国第4673402号美国专利、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 LowerBasis Weight Acquisition Zones”的美国第4834735号专利描述了几种可用作本发明的吸湿芯3的吸湿性结构。上述的这些专利都已被本文引作参考文献。吸湿芯3的一个优选实施例的长度L为大约60cm，后横向边缘9的尺寸为大约30cm，前横向边缘7的尺寸为大约30cm，沿着横向中线15的宽度为大约20cm。
底片26与吸湿芯3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)接合在吸湿芯3上。例如，可以用一个均匀连续的粘接剂涂层、一个带图案的粘接剂涂层、或由一系列独立的线条、螺旋线或点组成的粘接剂涂层将底片26固定到吸湿芯3上。业已发现，由明尼苏达州的H.B.Fuller公司制造的商品名为HL-1258的粘接剂比较令人满意。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接剂，更为可取的是由几条绕成螺旋形的粘接剂丝构成的粘接剂线条，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26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26防止吸收并容纳在吸湿芯3中的排泄物弄湿与尿布1接触的物品，如床单和内裤。因此，底片26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的Tredegar Industries公司生产的RR821吹塑薄膜和RR5457铸膜。底片26最好是经过了压纹或无光处理以呈现一个更为象布的外观。并且，底片26使得蒸汽可以从吸湿芯3中挥发出来(即，是可透气的)，同时能阻止排泄物渗到底片26外。
顶片24与吸湿芯3的朝向身体的表面相邻，并且最好是借助于例如本领域公知的固定手段(未示出)接合在吸湿芯3及底片26上。在描述将底片26接合在吸湿芯3上时已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24和底片26在尿布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)直接接合在吸湿芯3上从而间接地固定在一起。
顶片24摸起来很柔软，并且对穿用者的皮肤无刺激性。并且，顶片24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24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3中的液体隔绝开。这种疏水性的材料可以有一层亲水性的涂层。有多种可用于制造顶片24的制造技术。例如，顶片24可以是一种非织造的纤维网面，该网面可以是纺粘的、粗梳的、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粗疏及热粘合成的。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InternationalPaper公司在马萨诸塞州的Walpole的分公司Veratec生产的P-8牌纤维。
尿布1还可具有一对用弹性件制成的腿部收口32，32′，其作用是更好地隔离液体和其它身体排泄物。每个用弹性件制成的腿部收口32可以有几种不同的减少身体排泄物在腿部的泄漏的实施方式。(腿部收口可以、并且有时也被称作腿带、侧翼、隔离收口或弹性收口)。美国第3860003号专利描述了一种一次性尿布，这种尿布具有一个可收缩的腿部开口，所述的开口具有一个侧翼和一个或多个弹性部件，形成一个用弹性件制成的腿部收口(密封收口)。1990年3月1日授予Aziz等人的名称为“Disposable Absorbent ArticleHaving Elasticized Flap”的美国第4909803号专利描述了一种具有“直立的”弹性护翼(隔离收口)的一次性尿布，其中的弹性护翼改善了腿部的隔离性能。1987年9月22日授予Lawson的名称为“Absorbent Article Having DualCuffs”的美国第4695278号专利描述了一种具有包括一个密封收口和一个隔离收口的双重收口的一次性尿布。
尿布1最好还带有一个能改善贴合和密封性能的弹性的腰部部件34。弹性的腰部部件34是尿布1上的可以弹性地伸缩以动态地贴合在穿用者的腰上的部分或区域。弹性的腰部部件34从吸湿芯3的两条横向边缘中的至少一条开始至少沿纵向向外延伸，并且整体地构成尿布1的腰区56或58的至少一部分。尽管尿布可以只有一个弹性的腰部部件，但一次性的尿布通常都具有两个弹性的腰部部件，一个位于第一腰区，一个位于第二腰区。另外，尽管弹性的腰部部件或它的任意一个组成元件可以是一个固定在尿布1上的独立元件，但弹性的腰部部件34最好是尿布上其它元件的延伸，例如底片26或顶片24，最好是底片26和顶片24的延伸。
可以将用弹性件制成的腰头34做成多种不同的形状，包括由1985年5月7日授予Kievit等人的美国第4515595号专利和上面引用的第07/715152号专利申请所描述的形状；这两篇文献都被本文引作参考文献。
尿布1还具有一个紧固组件36，该组件36形成一个侧面封闭，使第一区56和第二区58保持搭接状态，从而维持着围绕尿布的周边横向张力，将尿布保持在穿用者的身上。1989年7月11日授予Scripps的名称为“Disposable Diaper Having An Improved Fastening Device”的美国第4846815号专利、1990年1月16日授予Nestegard的名称为“Disposable Diaper WithImproved Hook Fastener Portion”的美国第4894060号专利、1990年8月7日授予Battrell的名称为“Pressure-Sensitive Adhesive Fastener And Method ofMaking Same”的美国第4946527号专利、1974年11月19日授予Buell的名称为“Tape Fastening System for Disposable Diaper”的美国第3848594号专利、以及1987年5月5日授予Hirotsu等人的名称为“Absorbent Article”的美国第B1 4662875号专利描述了几种紧固件，这些专利都已被本文引作参考文献。
图2是沿吸湿芯3的纵向中线16的横截面视图。在吸湿芯3中，可以分成长度均为L/4的段13a、13b、13c、和13d来考虑，在这些段中的芯厚各不相同。在图2所示的实施例中，芯3由密度均匀的短纤浆构成。段13a的厚度大约为7mm。段13b的厚度大约为10mm，段13c的厚度大约为8mm，段13d的厚度大约为5mm。因此，芯3的由段13a和13b组成的后半段中的纤维的单位面积重量与由段13c和13d组成的前半段中的纤维的单位面积重量的比值为大约1.3。
芯3可以由纤维素纤维、起皱的聚酯纤维一类的合成纤维、合成及纤维素纤维的混合物或如美国第5368224(Desmarais)号专利所述的吸湿性泡沫制成。可以通过压延的方法使图2中的芯3具有均匀的厚度。这就如图3所示。图3中的芯3包括位于后半段13a、13b的密度较大的部分和位于前半段13c、13d的密度较小的部分。前半段和后半段中的纤维型或泡沫型的吸湿性材料的密度可以在0.1至1g/cm3的范围内。各段中的密度与它们在被压延成均匀厚度之前的厚度成正比。后半段中的纤维密度的增加提高了该段中的液体保存能力，因为后半段中的纤维间的较小的毛细管作用将对液体产生较大的吸附作用。
图2、3和4中的吸湿芯3中含有一种不溶于水的吸湿性凝胶材料，它一接触液体便膨胀，形成水凝胶。美国第Re.32469(Brandt)号专利详细描述了这类的材料，它们可以吸收至少20倍于它们自身重量的液体。水凝胶材料可以呈颗粒状，颗粒尺寸在10微米至2000微米的范围内，也可以呈雪片状、纤维状或薄片状。水凝胶材料也可以由如美国第5102597号专利(Roe)所述的颗粒间交联的聚集体构成。图4中的芯3包括一个下层63，该层基本上不含吸湿性凝胶材料，或者含有尺寸较小的吸湿性凝胶材料，或者含有如EP-A-0567783号专利(Plischke)所述的吸湿性凝胶的微粒。下层63的作用是衬起上层64中的吸湿性凝胶材料，防止吸湿性凝胶颗粒接触到底片，引起底片的表面不规则(所谓的“麻点”)，并且防止吸湿性凝胶材料在底片上穿孔。
在图4所示的吸湿芯中，在层64的各个区域13a-13d的厚度W范围内，吸湿性凝胶材料是均匀分布的。但是，在芯3的层64的整个厚度范围内，吸湿性凝胶材料可以具有不同的浓度，在吸湿芯3的离穿用者最远的部分(层64的与层63最接近的部分)可以具有最高的浓度。EP-A-0198683(Duenk)详细描述了这种具有所谓的吸湿性凝胶材料“梯度”的芯体。
在图4所示的实施例中，在13a段中的吸湿性凝胶材料的单位面积重量为大约0.012g/cm2，在13b段中的吸湿性凝胶材料的单位面积重量为大约0.016g/cm2，在13c段中的吸湿性凝胶材料的单位面积重量为大约0.012g/cm2，在13d段中的吸湿性凝胶材料的单位面积重量为大约0.008g/cm2。在一个优选实施例中，段13a和段13b中所含的吸湿性凝胶材料的重量分别占层64中的吸湿性凝胶材料的总重量的大约25％和35％。段13c和段13d中所含的吸湿性凝胶材料的重量分别占层64中的吸湿性凝胶材料的总重量的大约25％和5％。
吸湿性凝胶材料最好是具有“高的胶凝强度”的材料。在被弄湿时，具有高胶凝强度的吸湿性凝胶材料颗粒将发生相对较小的变形，因此这些凝胶材料不会流入到纤维材料的毛细空穴中引起不希望发生的凝胶堵塞。合适的吸湿性凝胶材料的凝胶层渗透率(GLP)的数值高于4×10-7cm3/s/g。可以利用第93309614.1号欧洲专利申请中描述的方法来测定GLP值。
在图4所示的实施例中，在层64的13a-13d部分中，纤维型的或泡沫型的吸湿性材料的单位面积重量相等。这些纤维型的或泡沫型的吸湿性材料的单位面积重量通常为大约0.05g/cm2。但是，在图5中，除了各段13a-13d中的吸湿性凝胶材料的单位面积重量不同外，各段13a-13d中的纤维型的或泡沫型的吸湿性材料的单位面积重量也不相同。同样，可以将图5中的芯3压延成均匀的厚度。
图6是吸湿芯3的实施例的顶视图，图中示出在芯3的层64上面有一个接收/扩散层。该接收/扩散层的作用是迅速收集大量涌入的液体并使这些液体与穿用者的身体隔开，直到这些液体被下面的层64吸收。该接收/扩散层的密度最好是在大约0.03至0.13g/cm3之间，单位面积重量大约在100至500g/cm2之间，具体数值取决于将要接收的液体涌入量。适合于用作接收/扩散层69的一种材料是如EP-A-0429112(Herron)、US4898642(Moore)和US889597(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所描述的由热粘合的合成纤维制成的开口型网织物也可用作接收/扩散层的材料。
接收/扩散层69的一个重要特性是它即使在湿润状态下仍能保持足够的用于容纳液体的空穴容积的能力。层69中的纤维应当具有足够的回弹性，它们在湿润状态下受压时不会被压坏。业已发现，湿压缩率至少为5cm3g-1、滴液容量为至少10gg-1的层可以成功地用作接收/扩散层69。
可以通过下面所述的试验来测定湿压缩率和滴液容量。所有的试验都是在23±2℃和50±10％的相对湿度下进行的。在这些试验方法中用的人工合成尿是公知的名称为Jayco SynUrine的由Jayco Pharmaceticals公司制备的合成尿。这种人工合成尿的配方为：2.0g/l KCl，2.0g/l Na2SO4，0.85g/l(NH4)H2PO4，0.15g/l(NH4)2H2PO4，0.19g/l CaCl2以及0.23g/l MgCl2。所有这些化学成分都是试剂等级。这种人工合成尿的PH值在6.0到6.4的范围内。
用于湿压缩率和滴液容量测试的衬垫样品的制备
用例如下面所述的制垫机或能够提供连续、均匀的绒毛沉积层的类似的机器制备衬垫样品。称量出四块重30克的干绒毛(或类似的材料，如用化学方法交联的纤维)。切出一层尺寸为36.8cm×36.8cm(14.5″×14.5″)的织物，该织物具有足够的孔隙，在其上面载有绒毛的情况下能够透气，将切下的织物均匀地放置在气流制毡机的成形膜上。使该织物完全覆盖住成形膜，并使其侧边上弯以防绒毛泄漏。这层织物构成衬垫的底部。将制垫机上的真空腔电机和压缩空气供给源打开。在不影响制垫机的叶片运转的情况下，将一块30克的绒毛通过样品入口一点一点地加入到制垫机的样品腔中。使压缩空气在腔中强有力地循环，以加速纤维的分离并促使纤维通过一个胶质玻璃的圆筒和平头圆锥体的筒到达成形膜。
将真空关闭，并将成形膜拉到制垫机的外面、使其顺时针方向转过四分之一圈。再将该膜送回到制垫机中。然后将另一块30克的绒毛加入到机器的腔中，重复上述步骤。以同样的方式加入绒毛直到把四块绒毛都传送到成形膜上。然后，将成形膜和在它上面形成的衬垫从制垫机中取出，小心地将该衬垫从成形膜传送到一块硬纸板或类似的光滑平面上。将第二层织物放到该衬垫的上面，再在其上面放上第二块硬纸板。
把一个尺寸大约为35.6cm×35.6cm×2.5cm(14″×14″×1″)、重量大约为16.3kg(36lbs)的钢质重物放到衬垫上大约120秒，或更长时间，直到需要用该衬垫为止。然后将重物取下，将衬垫放到一个大型Carver压力机上，对其施以大约4500kg(10000lbs)的力以提高衬垫的完整性。然后将衬垫从压力机上取下，用一个切纸机切去其毛边，使其尺寸大约为30.5cm×30.5cm(12″×12″)，然后再按具体的实验要求切得样品的尺寸。
并不限于用制垫机制作衬垫样品。能够提供连续、均匀的绒毛沉积层的任何合适的方法都可以采用，然后在上面所述的条件下压缩该绒毛沉积层，制成一个与上面所述的衬垫具有同样的密度和单位面积重量的衬垫。
湿压缩率试验
该试验用于测试一个湿润了的纤维衬垫在不同的负载条件下的体积。其目的是通过测试纤维材料在负载情况下所保持的体积来测定该材料抵抗负载的能力。
用上述方法制备一个绒毛试验衬垫。将该衬垫表面上的所有织物去掉。为了衬垫的完整性，用一个Carver实验室压力机对衬垫施加3.6kg/cm2(51psi)的负载，将衬垫压实。测量衬垫的厚度，然后用衬垫重量÷(衬垫厚度×衬垫面积)计算出其纤维密度。
将衬垫的干重乘以10，这代表衬垫在负载下的预期湿重。将干的衬垫放到一个灵敏度为0.01g的上皿式天平上。慢慢地将人工合成尿倒到衬垫上，直到由天平测得其已达到预期的湿重。小心地将这个湿的衬垫放到Buckeye型的压缩率测试机的表面上，将一个与该衬垫具有大致相同的面积(大约10.2cm×10.2cm)并相当于77g/cm2(1.1psi)的压力的重物缓慢地放到该衬垫上。等待60秒钟使衬垫在负载下达到平衡，然后用卡尺测得这个经过压缩的衬垫的厚度。湿压缩率是每克干绒毛的空穴体积，可用下式计算：
空穴体积(cm3)＝总体积－纤维体积＝(负载下的衬垫厚度(cm)×衬垫面积(cm2))－(衬垫干重(g)/纤维密度(gcm3)
湿压缩率＝每克中的空穴体积＝[(负载下的衬垫厚度(cm)×衬垫面积(cm2))－(衬垫干重(g)/纤维密度(gcm3)]÷衬垫干重(g)
其中的纤维密度由衬垫的初始重量和厚度值(即在无负载的情况下的数值)求得。
滴液容量测试
用切纸机将按上述方法制备出来的衬垫样品切成7.5cm×7.5cm大小。称出该衬垫的重量，再将其放到一个大的金属丝网上，然后又将该金属丝网放到一个积水盘上。然后将这整个装置装到一个上皿式天平上。
用一个泵(7520-00型，例如由美国芝加哥的Cole-Parmer仪器公司制造)将人工合成的尿以5±0.25ml s-1的速度注入到衬垫样品的中央。记录下由衬垫通过垫底释放出的第一滴人工合成尿滴入积水盘的时间。在这一时刻立即将泵关闭。然后利用所记录的时间和泵的速度来计算样品在达到饱和时(即样品开始滴液时)已经吸入的人工合成尿的体积(单位为ml)。可以反复地利用天平来进行检验，从而使泵送人工合成尿的泵的误差减至最小程度。这就是滴液容量，用以下比值表示：
衬垫样品在饱和时含有的尿量(ml)/样品的干重(g)
图7是图6中的吸湿芯3的横截面视图。在图6和图7所示的实施例中，接收/扩散层69总体上呈矩形，具有一个后端缘73和一个前端缘75。该接收/扩散层的后端缘73和横截面的中线61之间的距离大于前端缘75与横截面中线之间的距离。对于图8所示的形状不规则的接收/扩散层来说，接收/扩散层69的位于横向中线15和吸湿芯3的后端缘9之间的部分的表面积大于接收/扩散层69的位于横向中线15和吸湿芯3的前端缘7之间的部分的表面积。接收/扩散层的位于吸湿芯3的后半段中的吸湿材料与位于接收/扩散层的前半段中的吸湿材料的总重量的比值最好是在1.1至3之间。
在图9所示的实施例中，由吸湿性凝胶材料构成的外层71位于接收/扩散层的下面。这层吸湿性凝胶材料的作用是迅速将层69吸干，使其能够继续接收涌入的液体，使与穿用者的皮肤相贴的层面保持干爽。上面提到的具有高的胶凝强度的吸湿性凝胶材料很适合于用到层61中，因为它们能够保持一个比较开放的结构，不会产生凝胶堵塞的副效应，使液体能够通过它们流到下层64中。在用EP-B-0330675所述的粉末喷射嘴对层64中的纤维充以气流时，层71中的吸湿性凝胶材料可以与层64的上部的纤维混合，还有可能进入到该层中。
或者，层71中含有一层基本上不与层64中的纤维型的或泡沫型的吸湿性材料混合的吸湿性凝胶材料。这层吸湿性凝胶材料可以借助于如美国第4600458号专利(Kramer)所述的粘结力或摩擦力附着到一个织物上或者含有单独一层疏松的吸湿性凝胶材料颗粒。或者，层71包含一层颗粒间交联的颗粒，这些颗粒形成如美国第5102597号专利(Roe)和5108622号专利(Berg)所述的多孔的宏观聚集体。
当层6l含有一层基本上纯净的吸湿性凝胶材料时，层71保持对液体的渗透性是至关重要的。业已发现，凝胶层渗透率的数值为至少4×10-7cm3/s/g的吸湿性凝胶材料很适合于用到层71中。GLP值表示吸湿性凝胶材料即使在湿润时也能保持可渗透的结构并使液体可以通过该吸湿性凝胶材料层的能力。欧洲第93309614.1号专利申请详细描述了测定GLP值的试验。或者，吸湿性凝胶材料在5KPa(0.7psi)的封闭压力下的逆压吸收值(AA)为至少23g/g。欧洲第93309614.1号专利申请描述了测定AAP值的试验。
在测定图9所示的实施例中的吸湿性凝胶材料的重量时，前半段和后半段17、19各段中的吸湿性凝胶材料的总重量包括处在层71和层64中的吸湿性凝胶材料的重量。段13a和13b中各含有吸湿芯3中的吸湿性材料的重量的20％，段13c和13d各含有层64和71中的吸湿性凝胶材料的总重量的15％，层71中含有层64和71中的吸湿性凝胶材料的总重量的30％。层71中的吸湿性凝胶材料不必与层64中的吸湿性凝胶材料具有同样的化学或物理特性，而可以例如具有较低的吸收速度或者在压力下具有较低的吸收率。
在图10所示的实施例中，吸湿芯3在其后半段中具有较大的表面积，从而具有较强的吸湿能力。
在下面的例子中将要测定本发明的产品的再湿特性，并且将本发明的产品的再湿特性与后半段中不含有大多数吸湿性凝胶材料的同类产品的再湿特性作一比较。下面描述平均单位容量的测定以及再湿性的测定：
平均单位容量
平均单位容量表示处在图11所示的吸湿性结构的中央区中的每一克吸湿性材料吸收的液体的量。
按照“Prufmethode Nr。1/93 MDS-HI Teil 1，Bestimmung derFlussigkeisaufnahme”测定处在中央区6a-6f中的材料的平均单位容量。将吸湿产品平放在一个表面上，标出位于前横向边缘7和后横向边缘9之正中间、将吸湿芯分成前半段17和后半段19的横向中线15。同样，标出纵向中线16。如图11所示那样，标出总共6个大小各为100×100mm的测试样品6a-6f，并将它们从吸湿产品上切下来。在产品尺寸较小的情况下，样品的数目可以减少。在任何情况下，都围绕着横向中线对称地取样。
通常每个样品6a-6f都由位于并容纳在一个非织造的顶片24和一个不透水的底片26或外层材料之间的吸湿性材料组成。在横向中线的上下围绕着横向中线对称地取下样品6a-6f。利用一个冲模或实验室剪切机取下标记过的样品，并用一个精确到0.05克的实验室天平对样品称重。记录下每一个样品的干重Wi。
每一次将一个样品放到如图12所示的金属网笼81中，使样品的不透水的底片26或背衬材料朝上。把一块有机玻璃板82放到样品上面，再将金属网笼81浸入到Jayco人工合成尿中，使样品和有机玻璃板82完全浸入尿中达20分钟。在20分钟以后，立即将装有样品的笼取出，并将其放在一个支持物上，使多余的试验溶液迅速流干。紧接着将一个10公斤的重物放到位于样品80上面的有机玻璃板的上面，持续2分钟，使样品受到100g/cm2的压力。在两分钟过后，立即将重物和有机玻璃板移开，并立即对样品称重。记录下每个含有液体的样品的重量Wli。
前半段的平均单位容量(g/g)由下式给出：
Figure A9519396400191
[针对样品i＝6d，6e，6f]
同样，可以在样品6a，6b和6c的基础上测定后半段的平均单位容量。
再湿性试验
在再湿性试验中测定吸湿用品将所吸收的液体保存在吸湿芯中的能力。在该试验中，选择一个吸湿性尿布，称出其重量，并且将弹性件剪成一半或去除以便将该物品展平。在该物品上清楚地标出施加测试溶液的前加入点和后加入点。前加入点位于纵向中线16上、在前横向边缘7和横向中线15之间、距前横向边缘10cm处，后加入点位于纵向中线16上、在后横向边缘9和横向中线15之间、距后横向边缘15cm处。
在独立的试验中，选择前加入点或后加入点，将240ml符合通常使用条件的具有上面所述的化学成分的Jayco人工合成尿以17ml/sec的速率注入到加入点上。将一个直径为16cm、重10Kg、可产生50g/cm2(0.7psi)的负载压力的圆形重物放到加入点的中央，持续30分钟。30分钟之后，小心地将重物取下，并将其弄干，然后立即将八层预先称过重的滤纸(Eaton Dikeman631，Nr 5)对中放到加入点上，然后将重物缓缓地但是毫不延迟地放到滤纸上，持续整30秒。在整30秒钟之后，立即将重物和滤纸取下，记录下滤纸的重量差值作为第一再湿值。立即将第二组八层预先称过重的滤纸对中放到加入点上，然后将重物缓缓地但是毫不延迟地放到滤纸上，持续整30秒。在整30秒钟之后，立即将重物和滤纸取下，记录下滤纸的重量差值作为第二再湿值。总的再湿值是这两个再湿值的和，即，再湿值＝第一再湿值＋第二再湿值。
对照例
在该例中，将三个失禁三角裤或尿布的前半段和后半段弄湿，测定各段中的再湿值。用上述方法测定每个样品的后半段和前半段的平均单位容量。这三个样品的尺寸和容量相同，并且能够作为供严重失禁的成年人用的吸湿用品的代表性产品。对下面三种产品进行比较：
1)具有本发明的吸湿芯的失禁三角裤，尺寸为“中号”；
2)其它方面与1)相同但其吸湿芯的前半段中的吸湿性凝胶材料多于后半段中的吸湿性凝胶材料的失禁三角裤；
3)商品名称为“Tena Slip Super”(Art.No.711200，制造商为MolnlyckeAB)的市售失禁三角裤，尺寸为“中号”。
上述三种产品的再湿性试验结果和吸湿容量测定结果见下面的表1。
从表1中可以看出，对于在后半段中具有更多的吸湿性凝胶材料和较高的平均单位容量的样品1而言，其后半段中的再湿值是样品2和3的十分之一。由于其后半段的再湿值较低，样品1特别适合于卧床者使用。在使用者躺着时，液体将主要积存于吸湿芯的后半段中。对于卧床使用者来说，潮湿和压力通常会对其皮肤产生不良影响，因此，将再湿性保持在尽可能最低的水平上，避免这一不良影响是特别重要的。
                               表1
            三种成人失禁者用的产品的前半段和后半段
                 的平均单位容量和再湿值的比较
       参数     样品1吸湿性凝胶材料主要在后半段中     样品2吸湿性凝胶材料主要在前半段中    样品3市售的产品
产品尺寸产品长度(mm)产品前段宽度(mm)产品后段宽度(mm) 838625637 838625637 805650634
吸湿性结构芯长(mm)芯中央(15)宽(mm)芯后(9)宽(mm) 651200325 651200325 636175330
芯前(7)宽(mm)芯的总面积(sqcm)芯的总重量(g)     3251597103     3251597103   3251580(±60)110(±5)
前半段气毡/纤维材料面积(sqcm)重量(g)单位面积重量(g/sqcm)吸湿性凝胶材料面积(sqcm)重量(g)单位面积重量(g/sqcm)前半段的测试结果平均单位容量(g/g)再湿值(g) 76443.50.0564954.50.00919.21.6 76443.50.0564957.50.01510.90.19 754(±50)46(±3)0.0627546(±0.5)0.0088.62.7
后半段气毡/纤维材料面积(sqcm)重量(g)单位面积重量(g/sqcm)吸湿性凝胶材料面积(sqcm)重量(g)单位面积重量(g/sqcm)后半段的测试结果平均单位容量(g/g)再湿值(g) 83347.50.0564957.50.01510.90.17 83347.50.0564954.50.0919.21.6 82651(±3)0.0628266(±0.5)0.00738.62.8

Claims (19)

1、一种吸湿性结构(3)，包括：至少一层(64)纤维型的或泡沫型的吸湿性材料；一个由一条前横向边缘(7)、一条后横向边缘(5)和两条纵向侧边(13、13′)组成的外周(5)；一条位于前横向边缘(7)和后横向边缘(9)之间、与这两个边缘等距的横向中线(15)；一个位于横向中线(15)和前横向边缘(9)之间的前半段(17)；一个位于横向中线(15)和后横向边缘(9)之间的后半段(19)；以及吸湿性凝胶材料，其特征在于，位于结构(3)的后半段(19)中的吸湿性凝胶材料的重量大于位于结构(3)的前半段(17)中的吸湿性凝胶材料的重量。
2、如权利要求1所述的吸湿性结构(3)，其特征在于，有55％至100％的重量百分比的吸湿性凝胶材料位于后半段(19)中，更为可取的是有60％至90％、最为可取的是有65％至80％的重量百分比的吸湿性凝胶材料位于后半段(19)中。
3、如权利要求1或2所述的吸湿性结构(3)，其特征在于，位于后半段(19)中的纤维型的或泡沫型的吸湿性材料的重量大于位于前半段(17)中的纤维型的或泡沫型的吸湿性材料的重量。
4、如权利要求3所述的吸湿用品，其特征在于，有55％至100％的重量百分比的纤维型的或泡沫型的吸湿性材料位于后半段(19)中，更为可取的是有60％至90％、最为可取的是有65％至80％的重量百分比的纤维型的或泡沫型的吸湿性材料位于后半段(19)中。
5、如前面任何一个权利要求所述的吸湿性结构(3)，其特征在于，位于后半段(19)中的吸湿性凝胶材料与位于前半段(17)中的吸湿性凝胶材料的平均单位面积重量的比值在1.1和3之间，更可取的是在1.2和3之间，最可取的是在1.3和3之间。
6、如前面任何一个权利要求所述的吸湿用品，其特征在于，后半段(19)的平均单位容量大于前半段(17)的平均单位容量。
7、如权利要求6所述的吸湿用品，其特征在于，后半段(19)的平均单位容量与前半段(17)的平均单位容量的比值在1.1和3之间，更可取的是在1.2和3之间。
8、如前面任何一个权利要求所述的吸湿性结构(3)，其特征在于，位于后半段(19)中的纤维型的或泡沫型的吸湿性材料与位于前半段(17)中的纤维型的或泡沫型的吸湿性材料的平均单位面积重量的比值在1.1和3之间，更可取的是在1.2和3之间，最可取的是在1.3和3之间。
9、如前面任何一个权利要求所述的吸湿性结构(3)，其特征在于，所述的结构具有一个覆盖吸湿材料层(64)的接收/扩散层(69)，该接收/扩散层的大部分位于吸湿性结构(3)的后半段(19)中。
10、如权利要求9所述的吸湿性结构，其特征在于，接收/扩散层(69)的湿压缩率至少为5cm3g-1，滴液容量至少为10gg-1。
11、如权利要求9或10所述的吸湿性结构(3)，其特征在于，接收/扩散层(69)由化学硬化纤维素纤维制成。
12、如权利要求9或10所述的吸湿性结构(3)，其特征在于，接收/扩散层(69)由合成的气粘纤维制成。
13、如权利要求9、10、11或12所述的吸湿性结构(3)，其特征在于，吸湿性凝胶材料位于接收/扩散层(69)下方并与接收/扩散层(69)相贴。
14、如权利要求13所述的吸湿性结构(3)，其特征在于，位于接收/扩散层(69)下方并与接收/扩散层(69)相贴的吸湿性凝胶材料的单位面积重量在50至400g/m2之间。
15、如前面任何一个权利要求所述的吸湿性结构(3)，其特征在于，所述的吸湿性结构(3)的长度至少为50cm。
16、如前面任何一个权利要求所述的吸湿性结构(3)，其特征在于，其中的吸湿性凝胶材料在5KPa(0.7psi)的封闭压力下的逆压吸收值至少为23g/g。
17、如前面任何一个权利要求所述的吸湿性结构(3)，其特征在于，其中的吸湿性凝胶材料的凝胶层渗透率至少为4×10-7cm3/s/g。
18、如前面任何一个权利要求所述的吸湿性结构(3)，其特征在于，该结构具有一条纵向中线(16)，在从横向中线(15)到后横向边缘(9)的方向上，纵向侧边(13，13′)与纵向中线(16)之间的距离大体上单调增加。
19、供卧床的成年人或在床上学步的婴儿使用的吸湿用品(1)，包括一个液体不能透过的底片(26)，一个液体可以透过的顶片(24)以及一个位于顶片(24)和底片(26)之间的如前面任何一个权利要求所述的吸湿性结构(3)。
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