CN1171573C - 一次性吸水性构造物 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是抑制在一次性吸水性构造物中吸水性聚合物颗粒引起的胶凝块的形成。一次性吸水性构造物(11)由高吸水性聚合物颗粒(16)纤维支持基材(17)和位于聚合物颗粒(16)与支持基材(17)之间的结合剂(18)形成。该支持基材(17)是可弹性压缩的，聚合物颗粒(6)通过强结合和弱结合而相互结合。

Description

一次性吸水性构造物
技术领域
本发明涉及适合吸收处理体液和废水等水分的一次性构造物。
背景技术
作为这种吸水性构造物，将高吸水性聚合物颗粒和粉碎木浆的混合物制成所需的形状后，用薄皱纸盖覆的材料和高吸水性聚合物颗粒等通过低熔点的热熔性聚合物颗粒与纤维基材结合的材料是公知的。例如在特开平6-245958号公报中公开了高吸水性聚合物颗粒通过热熔融性树脂结合在纤维状基材上的吸水性构造物。
这样的构造物可以作为例如一次性尿布的吸收体和生理用卫生巾的吸水体等使用。
在吸水性构造中使用高吸水性聚合物颗粒时，使聚合物颗粒不从该构造物中脱落是很重要的，上述公知的构造物便是这样考虑的一个例子。
可是，高吸水性聚合物颗粒在单位面积或单位体积的使用量增加时，在吸水后膨胀时互相结合，会形成胶凝块。因为体液的水份被该胶凝块阻塞不能渗透到胶凝块的内侧，所以一旦形成胶凝块，胶凝块内侧的聚合物颗粒就不能用于吸收水份，高成本的聚合物颗料被白白浪费掉。另外，高吸水性聚合物颗粒的吸水速度不够快，所以即使该颗粒的使用量增多时，也不能获得瞬间吸水性能优良的吸水性构造物。因此，上述的公知技术对于使用高吸水性聚合物颗粒的构造物的这个问题的解决方案没有给出任何启示。
因此，本发明的任务是抑制在使用高吸水性聚合物颗粒的吸水性构造物中形成由聚合物颗粒引起的胶凝块，和提高瞬间的吸水性能。
本发明以解决上述问题为前提，提供一种构造物，该构造物由高吸水性聚合物颗粒、纤维状支持基材和位于所述聚合物颗粒与支持基材之间并使上述聚合物粒子固定在上述基材上的结合材料构成的吸水性构造物。
发明内容
在这样的前提下，本发明的特征在于：上述支持基材是可弹性压缩的，并与上述结合材料通过上述聚合物颗粒即使吸水膨胀也不容易解离的强结合和吸水膨胀时容易解离的弱结合彼此结合起来，该支持基材的压缩状态通过弱结合维持。
作为发明优选的实施方式列举如下：
(1)上述支持基材含有卷曲的复合纤维，上述复合纤维占的比例是10040重量％。
(2)上述支持基材是由卷曲的复合纤维制成的无纺布。
(3)上述支持基材是具有表面和位于其相反侧的里面的片状物，上述里面和表面之间处在上述压缩的状态。
(4)上述支持基材由形成上述表面的上层和位于上述上层下面的下层的至少两层组成，形成上述上层的纤维的纤度比形成上述下层的纤维的纤度大。
(5)上述结合材料是乙烯-缩水甘油(甲基)丙烯酸酯类共聚物。
(6)上述乙烯-缩水甘油(甲基)丙烯酸酯类共聚物是从由乙烯-缩水甘油丙烯酸酯共聚物、乙烯-缩水甘油甲基丙烯酸酯的共聚物、乙烯-缩水甘油丙烯酸酯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-缩水甘油甲基丙烯酸酯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-缩水甘油丙烯酸酯-丙烯酸甲酯共聚物和乙烯-缩水甘油甲基丙烯酸酯-丙烯酸甲酯共聚物组成的组中选取至少一种。
(7)上述乙烯-缩水甘油(甲基)丙烯酸醋类共聚物占上述100份高吸水性聚合物颗粒重量的0.5～50份的重量。
(8)上述乙烯-缩水甘油(甲基)丙烯酸醋类共聚物的熔点是50～150℃。
附图简单说明
图1是一次性尿布的局部剖开的斜视图。
图2是表示沿图1中的II-II线剖切的剖面图。
图3是复合材料的局部放大图。
图4是吸水性构造物的局部放大图。
图5是与表示实施方式一例的图2相同的图面。
图6是与表示实施方式另一例的图2相同的图面。
具体实施方式
下面结合附图详细说明与本发明有关的吸水性构造物。
图1是使用吸水性构造物的一次性尿布1的局部剖开的斜视图。尿布1具有公知的结构，具有透水性的表面片2，不透水性的里面片3和位于这两片2，3之间的吸收体4。在尿布1的纵向，形成前体周边区6，后体周边区7和位于这两个区6、7之间的裆区8，裆区8的左右两侧缘向尿布1的内方向弯曲。尿布1具有沿裆区8的两侧缘延伸的腿周边弹性件9，该弹性件9在伸长状态下接合在表面片2和里面片3中的至少一个的内面上。窄条固定件11从后体周边区7的两侧缘向侧方延伸出。
图2是沿图1的II-II线的剖面图。在图示的吸收体4中，作为与发明有关的吸水性构造物的防水材料11被薄皱纸12盖覆。防水材料11是片状材料，具有朝向尿布1的穿用者皮肤的表面1 3，和位于其相反侧的里面14，包含高吸水性聚合物颗粒16，短纤维17和可以使颗粒16相对纤维17固定的结合材料18(见图3、4)。
防水材料11的高吸水性聚合物颗粒16是在该技术领域公知的材料，例如有：丙烯酯盐聚合物交联物、乙烯醇-丙烯酸盐共聚物接技物、无水马来酸接技聚乙烯醇交联物，丙烯酸盐-甲基丙烯酸盐共聚物交联物、丙烯酸甲酯-丙烯酸盐接技共聚物的交联物、粉丙烯腈接技共聚物的皂化物的交联物，羧甲基纤维素交联物、异丁烯-无水马来酸共聚物交联物，环氧乙烷共聚物交联物等。它们既可以单独使用，也可以混合使用。这些聚合物颗粒的平均粒径优选的是5～100μm，最优选的是100～600μm。
防水材料11的短纤维17含100～40重量％的卷曲的热塑性合成纤维，可以含0～60重量％的非卷曲的热塑性合成纤维，天然纤维和化学纤维中的任何纤维。所述热塑性合成纤维和化学纤维最好具有1～20d的纤度，卷曲的热塑性合成纤维最好是并列型的或外皮和内芯型的复合纤维。天然纤维和化学纤维最好是亲水性的，如果是天然纤维，则可以使用粉碎的木浆，如果是化学纤维则可以使用人造丝。短纤维17通过互相熔接和/或机械缠绕形成一体，与防水材料11同样呈片层，在保水材料11的内部形成三维网状结构，具有能支持聚合物颗粒16的基材的作用。纤维17除了采用无纺布和纺织布的布的形态之外，还可采用纤维无序集合的非布状态。防水材料11由于包含卷曲的短纤维17，可以实现沿表面片13和里面片14之间的厚度方向的弹性压缩和恢复。
在防水材料11的结合材料18上使用热熔融聚合物颗粒25(见图3、4)。颗粒25的熔点在50～150℃，最好在60～130℃范围。平均粒径在5～1000μm，最好在100-600μm的范围，在软化～熔融状态时，可与聚合物颗粒16和短纤维17相结合。作为聚合物颗粒的一个例子的乙烯-缩水甘油(甲基)丙烯酸酯类共聚物在可以使高吸水性颗粒16与短纤维17迅速结合这一点上是特别突出的，在此所谓(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸酯。
在该乙烯-缩水甘油(甲基)丙烯酸酯类共聚物的具体例子中有如下物质：乙烯-缩水甘油丙烯酸酯共聚物、乙烯-缩水甘油甲基丙烯酸酯共聚物，乙烯-缩水甘油丙烯酸酯-缩水甘油甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-缩水甘油丙烯酸酯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-缩水甘油丙烯酸酯-醋酸乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-缩水甘油丙烯酸酯-醋酸乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，乙烯-缩水甘油丙烯酸酯-醋酸乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-缩水甘油丙烯酸酯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-缩水甘油丙烯酸酯-醋酸乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-缩水甘油甲基丙烯酸酯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-缩水甘油甲基丙烯酸-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-缩水甘油甲基丙烯酸酯-醋酸乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-缩水甘油甲基丙烯酸酯-醋酸乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-缩水甘油甲基丙烯酸酯-醋酸乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-缩水甘油甲基丙烯酸-丙烯甲酯共聚物、乙烯-缩水甘油甲基丙烯酸酯-醋酸乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯缩水甘油丙烯酸酯-缩水甘油甲基丙烯酸酯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-缩水甘油丙烯酸酯-缩水甘油甲基丙烯酸酯-丙烯酸甲酯共聚物。
这些共聚物可以单独使用，也可以混合使用，为了使这些共聚物与聚和物颗粒16在加热的条件下容易均混合，优选的是这些共聚物在190℃，2160gf下，具有1g/10分钟～400g/10分钟，更优选的是2g/10分钟～100g/10分钟的流率。
在高吸水性聚合物16、短纤维17和结合材料18中，通过使聚合物颗粒16和结合材料18互相混合，优选的是通过在结合材料18软化或熔融温度下，更优选的是在熔融温度下混合，使结合材料18的粒子强结合在聚合物粒子16的表面上，从而形成复合颗粒21(见图3)。但是为了不使结合材料18盖覆聚合物颗粒16的全部表面，优选的是盖覆全部表面的5～50％，更优选的是盖覆全部表面的10～30％左右，而使结合材料18的重量份额占100重量份额的聚合物颗粒16的0.5～50份重量，最好占3～30重量份额，如果有必要还要调整结合材料18的粒径，使其达到合适的尺寸。
接着将复合颗粒21和短纤维17在使聚合物颗粒16与短纤维17的重量比为5∶95～95∶5的范围内混合后加热到结合材料18的熔点以上，在这样的温度下混合。这样通过处在熔融状态或半熔融状态的结合材料18使复合颗粒21和短纤维强结合，换言之，聚合物颗粒16和短纤维17通过结合材料18强结合，形成复合体22(见图3)。这种强结合使得即使聚合物颗粒21吸水膨胀也不容易分离。
图3是复合体22的局部放大图，图中的大颗粒是聚合物颗粒16，附着在聚合物颗粒16表面上的是结合材料18的颗粒，由这两种颗粒形成复合颗粒21。聚合物颗粒16通过在其表面上的结合材料18固定在卷曲的短纤维17上。在复合体22与短纤维17之间预先互相机械缠绕，另外，往往一个复合颗粒21固定在两根以上的短纤维17上。也存在短纤维17之间互相熔接的情况。因为复合体22当受到压缩力时在短纤维17中卷曲的纤维弹性变形，在该压缩力解除时，复合体几乎弹性地恢复到压缩前状态。
为了由该复合体得到防水材料11，将图3的复合体22扩展成片状，以便使其表面密度大致均匀一致，将结合材料18加热到没软化的半熔融状态的温度并压缩，在使短纤维17与结合材料18的弱结合中进行冷却，可以维持该压缩状态。
图4是通过在加热下压缩获得的图3所示复合体22的防水材料11的局部放大图。卷曲的短纤维17比图3的短纤维压得更严重，处在纤维间隔变得很小的状态，使高吸水性聚合物颗粒16之间互相接近。当水分供给该防水材料11的表面12上时，聚合物颗粒16吸收水分膨胀。在聚合物颗粒16膨胀的同时，随着聚合物颗粒16的动作纤维17也动作，在短纤维和结合材料18受压缩时产生的互相弱结合部分分离，短纤维17在图3所示的卷曲状态下弹性地复原后，彼此间相互分离，短纤维17的间隙扩大的同时颗粒16之间的间隙也扩大，因此不会生成胶凝块。水分可以通过这些纤维17和颗粒16之间的通道等转移到下方，在转移之前被颗粒16吸收。
如上所述，在防水材料11上通过卷曲短纤维17的弹性行为抑制了由吸水性聚合物颗粒16引起的胶凝块形成，使聚合物颗粒16从防水材料11的表面13向里面14依次得到利用。从而不会使聚合物颗粒16因没有利用而浪费掉。如果把这样的防水材料使用在一次性尿布上，则尿液不容易滞留在聚合物颗粒形成的胶凝块上，从而不容易使尿从尿布中漏出，也不容易产生因不透气而使皮肤过敏的问题。另外因为短纤维17保持在压缩状态从而使紧凑型防水材料11不容易走形，体积不能膨胀，所以不仅象图1那样容易被薄皱纸盖覆，而且在尿布1的制造工序中，也使吸收体4的处理容易。因为其本身体积是紧凑的，所以在从尿布1制造后到归需要者所有的流通过程中，可以使尿布1具有占有空间小的效果。
在短纤维17混合有木浆纤维或人造丝等纤维的亲水性纤维的情况下，这些纤维瞬间吸收水分，然后可以使吸收的水分传输给高吸水性聚合物颗粒16。该防水材料11与短纤维17是合成纤维的情况相比，水分瞬间吸收得更好。
图5是与表示本发明的优选实施方式一例的图2相同的图面。该图中的防水材料11具有上层31和下层32。上层31由纤度较大的热塑性合成树脂短纤维17A，例如纤度为5～20d，优选的是8～1.5d的短纤维17A形成，可以含相当于短纤维17A重量的0～0.5重量％的复合颗粒21。下层32的纤维是纤度为1～10d的纤维，并且由比上层31的短纤维17A的纤度小的短纤维17B形成，可以按5∶95～95∶5的重量比含有高吸水性聚合物颗粒和短纤维17B。上层31的厚度占压缩状态的防水材料11的5～30％，下层32的厚度占95～70％。上层31和下层32的短纤维17A，17B合而为一的全部短纤维17含100～40重量％的卷曲的热塑性合成纤维，可以含0～60重量％的非卷曲的热塑性合成纤维，天然纤维和/或化学纤维。虽然在上层31上最好使用疏水性短纤维17，但也可以使用亲水性的短纤维。虽然在下层32上最好使用亲水性短纤维17B，但也可以使用疏水性的短纤维。
在该防水材料11上，几乎全部水分通过上层31后，被下层32吸收，使表面13变成干的状态。如果上层31的短纤维17A使用8～15d纤度的纤维，则容易使互相缠绕的短纤维17之间的间隙变大，同时容易使处在吸水状态的下层32与尿布1的穿用者皮肤之间的间隙变大。如防水材料11处在这样的状态时，不仅从上层31到下层32的水分传输得快，而且因处在吸水状态的高吸水性聚合物颗粒16与皮肤远离，而不会引起皮肤的湿润感。
图6是与表示本发明的实施方式一例的图5同样的图面。该防水材料11由用木浆纤维33形成的亲水上层31和由示在图2、3中的复合材料22组成的下层32构成。上层31的厚度最好占处在压缩状态的防水材料11的5～30左右。该防水材料11与图2中的相比，表面13是柔软的，并且瞬间吸收水分性能优良。
就以吸收体液的防水材料11为例说明的和本发明有关的吸水性构造而言，与以重复使用为前提的用途相比更适用一次性用途。该构造也可用于处理作为吸收家庭或工厂废水的材料使用。
与本发明有关的由高吸水性聚合物颗粒、短纤维和结合材料组成的吸水性构造物，即使聚合物颗粒和纤维处在紧凑压缩状态下，当构造物表面的聚合物颗粒吸水膨胀时，随着纤维之间的间隙逐渐变大，聚合物颗粒的间隙也变大，因此水分可向构造物的内部渗透。在该内部被聚合物颗粒吸收。这样，该构造物的聚合物颗粒不会形成胶凝块，可以顺次无浪费地利用从位于构造物的表面到位于内部的聚合物颗粒。在该构造物表面上具有木浆纤维等亲水性纤维的情况下，利用高吸水性聚合物颗粒的吸水性能提高构造物的瞬间吸水性。

Claims (8)

1.一种一次性吸水性构造物，该构造物由高吸水性聚合物颗粒、纤维状支持基材和位于所述聚合物颗粒与支持基材之间并使上述聚合物粒子固定在上述支持基材上的结合材料构成，其特征在于：
上述支持基材是可弹性压缩的，该支持基材与上述结合材料是通过上述聚合物颗粒即使吸水膨胀也不容易解离的强结合和吸水膨胀时容易解离的弱结合结合起来，该支持基材的压缩状态通过弱结合维持，
上述支持基材含有卷曲的复合纤维，上述复合纤维占的比例是100～40重量％。
2.如权利要求1所记载的构造物，其特征在于：上述支持基材是具有表面和位于其相反侧的里面的片状物，上述里面和表面之间的纤维处在上述压缩的状态。
3.如权利要求1或2所记载的构造物，其特征在于：上述支持基材是由卷曲的复合纤维制成的无纺布。
4.如权利要求2所记载的构造物，其特征在于：上述支持基材由形成上述表面的上层和位于上述上层下面的下层的至少两层组成，形成上述上层的纤维的纤度比形成上述下层的纤维的纤度大。
5.如权利要求1所记载的构造物，其特征在于：上述结合材料是乙烯-缩水甘油丙烯酸酯类共聚物或乙烯-缩水甘油甲基丙烯酸酯类共聚物。
6.如权利要求5所记载的构造物，其特征在于：上述乙烯-缩水甘油丙烯酸酯类共聚物或乙烯-缩水甘油甲基丙烯酸酯类共聚物是从由乙烯-缩水甘油丙烯酸酯共聚物、乙烯-缩水甘油甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-缩水甘油丙烯酸酯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-缩水甘油甲基丙烯酸酯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-缩水甘油丙烯酸酯-丙烯酸甲酯共聚物和乙烯-缩水甘油甲基丙烯酸酯-丙烯酸甲酯共聚物组成的组中选取至少一种。
7.如权利要求5或6所记载的构造物，其特征在于：上述乙烯-缩水甘油丙烯酸酯类共聚物或乙烯-缩水甘油甲基丙烯酸酯类共聚物占上述高吸水性聚合物颗粒重量中100份的0.5～50份重量。
8.如权利要求5或6所记载的构造物，其特征在于：上述乙烯-缩水甘油丙烯酸酯类共聚物或乙烯-缩水甘油甲基丙烯酸酯类共聚物的熔点是50～150℃。
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