CN1176592A - 用于处理流体的吸收制品 - Google Patents

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玛格丽特·H·哈斯
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Abstract

一种吸收构件包括一个具有原始尺寸并定位于接收身体排泄物之处的下层收集部件,和一个置于穿戴者与下层收集部件之间的存储部件,它具有湿压恢复性并能从湿压状态中恢复。该下层收集部件可垂直地蘸吸身体排泄物。这些部件共同作用以阻挡排泄物流出下层收集部件。而且该下层收集部件可以有一个防挤压偏移的特性。

Description

用于处理流体 的吸收制品
本申请是1995年1月10日提交的08/370,900号申请的延续。
概括地讲，本发明涉及用于收集和保留穿戴者所排出来的液状身体排泄物的吸收制品。更具体地讲，本发明的吸收制品可用于提供具有多层吸收结构的改进的吸收构件，它能够应付更多被排出来的身体排泄物。
为了提供必需的吸收特性，诸如非布料的一次性尿布等等的吸收制品，以往已采用了多种构造和材料。过去几年里，开发改进的吸收产品这一课题研究，已经提高了该产品的整体吸收容量以及这种产品吸收保持所载流体时的韧性与可靠性。另一个共同的研究课题是提供不结块、穿用更舒适、且更美观和符合人体工程学要求的制品。
一种改进吸收特性的方法是使用绕成团的纤维，如无纺纤维网状物，它能通过吸收(如纤维材料本身吸收流体)和蘸吸(如使流体散布和存储在纤维之间的毛细空隙中)作用，吸取和保留诸如排出来的体液和其他身体排泄物等流体。但是，这类纤维通常有一个有限的流体存储容量，和一个较小的流体分散速率，而且使流体与其他材料隔离的能力有限。
一种改进纤维网状构件吸收特性的方法是在纤维网状构件中加入所谓超吸收聚合物，它吸取被吸收的流体，并通常形成一种膨胀的水凝胶材料，该材料因而用作将流体保留在该构件中。改进吸收产品吸收特性的另一种方法是用聚合物泡沫材料作为这种产品吸收芯中的流体储存元件。尽管这些材料的存储能力已经增强，但当流体达到饱和时，会损失它们的柔韧性、变硬、和/或产生整体的“沉重”或浓稠(concentrated)感。而且，当与聚合物薄膜相邻时，如和尿布底片一起使用时，诸如那些用作本发明存储元件的聚合物泡沫势必紧贴在薄膜上，从而不大美观。类似地，当与聚合物薄膜接触时，带有高浓度聚合物凝胶材料的存储元件会有一个湿黏的质地。
尽管纤维或纤维水凝胶吸收构件可以提供改进的存储特性，但是它们在将吸收来的身体排泄物从一个区域或区段输送或分散到另一个区域以获得最佳性能和舒适感方面还有一些缺点。一些产品有以下的麻烦，在其整个使用过程中身体排泄物频繁地以间断涌出的方式被排出来，而按此方式排出的身体排泄物其每一次的涌出物通常会遇到这样的吸收构件，其下述能力不断递减：(1)迅速有效地收集相继涌出的流体，(2)迅速有效地将流体从公共排出区转移到吸收部分其它未用过的、不饱和的、或比较干燥的区域，(3)迅速有效地保持不压缩偏移，(4)迅速有效地从湿压状态中恢复，以及(5)迅速有效地隔离排泄物。
尽管需要继续改进身体排泄物收集能力和可靠而实际的身体排泄物的存储材料，尽管有各种各样涉及这些需要的尝试，然而还存在着提供那种在流体饱和时和承受了变形力之后仍保持所需性能和美观(如柔软)的吸收制品的难题。类似地，也还存在着对更充分和有效地使用吸收材料的吸收产品的需求。
本发明的目的是提供一种吸收制品，该制品在身体排泄物达到饱和时仍保持柔软，并有效地使之不显现出来，而且使饱和的制品的不好的触觉特性减至最小。
此外，本发明的目的是提供一种具有较好流体蘸吸、隔离或分散特性，并有改进的流体储存量的吸收制品。
本发明的另一个目的是提供一种加强了其吸收材料的多方向流体分散能力的吸收制品。本发明的其他目的、优点、特征将被提出，并通过下文的说明而更为清楚，而且对本领域普通技术人员而言，其一部分可通过下述分析而被清楚理解，或者在本发明的实践过程中得到了解。本发明的这些目的可以通过所附权利要求书中具体指出的构件和组合而实现和获得。
本发明涉及用于吸收和保留使用者或穿戴者的排泄物、并以充分而有效的方式容纳这些排泄物的吸收制品。根据本发明制得的一种吸收构件，包括一个置于穿戴者与一个下层收集部件之间的存储部件，其中该下层收集部件有一个从湿压状态恢复的能力。在一个优选实施例中，该下层收集部件有一个防止压缩偏移的能力，并可包括一种互连的开放空隙的柔性的亲水性构件。在另一个优选实施例中，该下层收集部件的腿裆部分比吸收构件其他部分的腿裆部分要宽。在又一个实施例中，该下层收集部件是一种互连开放空隙的亲水性的柔性聚合物构件。
在优选实施例中，存储部件可以包括一种互连开放空隙的柔性的亲水性聚合物构件，或是另一种，即包括一种混入纤维网状物或薄织物的超吸收材料。
根据本发明制得的吸收制品可以包括一种吸收构件、一个顶部片层和一个底部片层。
包括在说明中并成为其一部分的附图，表示了本发明的几个方面，并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1是一个根据本发明制得的示例性吸收制品顶视图；
图2是图1吸收制品的分解透视图；
图3是沿着图1吸收制品3-3线的截面图；
图4是沿着图1吸收制品4-4线的截面图；
图5是沿着图1吸收制品5-5线的截面图；
图6是形成有多个上层吸收部件的本发明吸收制品的另一实施例的横向截面图；
图7是形成有包裹着吸收构件的织物的本发明吸收制品另一实施例的横向截面图。
这些将在本发明下述优选实施例、附图所示实例的详细说明中作为参考。
现在参见附图，其中相同的数字在所有附图中表示相同的元件，其中示出了一个本发明的优选实施例，它可以被用在一次性的吸收制品中，特别是用于一次性的尿布，该尿布被用来处置身体排泄物并可吸收大量流出的诸如尿和粪便的液状身体排泄物(如流体和固体物质)。
如本文所使用的，术语“吸收制品”是指吸收和容纳体液的制品，更为具体地说，是指贴身放置或紧贴在穿戴者身上以吸收和保留身体中排出来的各种流体的制品。但是应该理解，本发明也可以用于其他一次性的“吸收制品”，诸如：婴儿妇女用短内裤、卫生巾、尿布、失禁者用衬垫、绷带、伤病员衣服、床垫、卫生栓等等。如本文所使用的，术语“一次性的吸收制品”是指能够吸收和容纳诸如从身体排出来的那些流体(如血液、月经、尿、粪便等等)，而且在使用一次之后抛弃的制品。(如：它们不可洗涤或作为另外回收而再次使用)。
无论最终产品结构为怎样，吸收制品一般包括三个基本构件：一个底部片层、一个本身由一个或多个不同部件或层组成的吸收构件、和一个顶部片层。本发明一个优选的吸收制品如同图1-7所示的一次性的尿布(即20)，它包括一个吸收构件26、一个顶部片层22、和一个底部片层24，下面将分别详细讨论这三个部分。除了这些元件之外，图2表示了有可选元件的一次性尿布，如腿部弹性件40、腰部弹性件42和紧固件44，这些元件可以装配在各种已知的尿布构造中。
但是应该认识到，在非一次性尿布的产品中，本发明也可以配以附加部分或去掉某些单独部分诸如顶部片层、底部片层、弹性件或其他本领域公知的可选元件。例如，失禁者用的衬垫不适宜包括弹性部分。其他吸收产品中包含这类具体元件的必要性应取决于它们的用途。
A.底部片层
如前所述，吸收制品20包括一个底部片层24，其与吸收构件26的背面一侧26a可以在其面向结构的一侧24a上重叠并共同伸展，如图3-5所示。底部片层24适宜由柔性材料的弹性薄膜构成，该材料基本不透水，并防止收集到的排出的排泄物从吸收制品20中通过和泄露出去。这种材料也可以是不能透过身体排出物的臭气，进而减少排出气体直接泄露出去而引起穿戴者及他人注意的机会。另一方面，该材料可以让蒸汽从制品20中泄露出来(可呼吸的)，而同时阻止身体排泄物通过。该底部片层24适宜于有压花的和/或处理成无光泽的，以提供一种象布一样的外观。
可适用于作底部片层24材料的示范性例子包括：基本是疏水的无纺布材料、聚合物薄膜，如聚乙烯、聚丙烯或其混合物的热塑性薄膜，其厚度在大约.0005″至.003″(0.01至0.08mm)之间，且厚度更适宜在大约.001″至.002″(0.03至0.05mm)之间。适用于作底部片层24材料的其他例子包括：涂有薄膜的无纺布材料，或有接近.0015″(0.04mm)厚度的压花的聚乙烯。特别优选的底部片层24材料包括由美国Indiana，Terre Haute的Tredegar Industries，Inc.公司制造的RR8220吹塑薄膜和RR5475模塑薄膜。
底部片层24的外形应该是长形的，并可以有多种方式的外形，包括矩形或狗骨头状、沙漏状、或长梨形。
如图1、图3至5所示，底部片层24适宜有一个比吸收构件26更宽的宽度，从而使底部片层24有一个超出吸收构件26纵向端边的空白边缘部分24c。
当穿戴者使用吸收制品20时，用图2中的紧固件44把底部片层24的相对两端固定在一起，从而使端部连接形成一个围绕着穿戴者腰部的圈。
B.顶部片层
顶部片层22可以将其面向结构的一侧22b，如图3-5所示，与构件26面向顶部片层的一侧26b同宽度地重叠。顶部片层22还有一个面向身体的一侧22a，该侧应该位于最靠近或紧邻穿戴者身体开孔或伤口附近的皮肤处，以便最先接收排出的身体排泄物。顶部片层22应该能透过液体，并包括比较亲水的材料(与吸收构件26的其他材料相比而言)，进而使身体排泄物迅速穿过并透过该层的整个厚度向着吸收构件26内转移。顶部片层22还适宜具有一种有良好接触特性的材料(即，在顶部片层22与穿戴者皮肤之间接触区承受着液状身体排泄物期间，它有很小的亲和性)。该材料应当减小制品20被再弄温的趋势(即，使流体通过顶部片层22再流回到穿者的皮肤)并且是柔性材料且不刺激皮肤。
一种适合的顶部片层22可以有各种材料制成，如具有大量预定直径的锥状毛细孔，以及位于顶部片层22中的锥形孔的合成纤维或薄膜使排出的排泄物流过顶部片层22进入下面的吸收构件26内。适合材料的示范性例子包括：聚酯、聚烯烃、人造纤维等等、或天然纤维、如棉、泡沫材料或它们的组合。在无纺布顶部片层材料中，通常通过热粘接处理或者用聚合物粘合剂，如聚丙烯酸酯，将纤维粘在一起，而且此结构基本是多孔的并使流体迅速通过其间而进入下面的吸收构件26内。
一种优选的顶部片层22由包括聚酯、人造纤维、人造纤维/聚酯混合物、聚乙烯或聚丙烯的材料构成，并可以用表面活性剂处理，使之有更好的润湿性而且不大疏水，从而在最初弄湿的时候便于流体通过其间。
顶部片层22的外形可以有多种轮廓，且一般与底部片层24的形状相对应。顶部片层22适宜有一个比吸收构件26的更宽的宽度，从而提供一个超出吸收构件26纵向端边的边缘部分22c，从而使底部片层24和顶部片层22可以按任何本领域公知的方式在边缘部分22c和24c处直接连接起来(如热熔，如数字60所示)，或由制品20的部件间接连接，以便为制品20形成一个密封。
C.吸收构件
吸收构件26吸收身体的排泄物并且适宜地分散该身体排泄物以便最恰当地进行存储，同时保持住所吸收的身体排泄物的和让穿戴者的皮肤舒适和不受刺激。对于用作一次性的尿布，构件26的大小和外形可以改变，以符合用于制品20时所应有的吸收容量。
有底面一侧26a和顶面一侧26b的吸收构件26，可以包括一个或多个介于底部片层24和顶部片层22之间的不同质地的元件，以确保恰当地吸收和保持流体。图3-5表示了吸收构件26的一个优选实施例，它主要包括两个收集部件28和34，和一个存储部件36，其中上下收集部分28和34分别定位，以接收身体排泄物和穿戴者借助或不借助重力而排出到吸收制品内的其他流体。存储部件36按次序被夹在制品20内，以使其处在上下收集部件28和34之间并与其进行流体传递，从而它可以从收集部件28和34获取身体排泄物，并再分散、存储、和保持所获取的身体排泄物。上下收集部件28和34与存储部件36可以按各种方式相互重叠，而不必让上下收集部件28和34都与存储部件36直接接触，只要它们处在相互传递流体的状态中即可。
附加的中间部件可以分别位于收集和存储部分28、34和36之间。附加部件的一个例子是一个流体渗透片层50(如薄布或其他稀松织物)，它位于上层收集部件28与存储部件36之间，以在处置和使用过程中提高上层收集部件28的整体性。
在图7所示的另一个实施例中，一个流体渗透片层250(如薄布或其他稀松织物)可以全部或部分地包裹上层收集部件228和/或存储部分236，并可以被夹在下层收集部件234与存储部件236之间，以在处置和/或使用过程中进一步提高上下收集部件228和234或存储部件236的整体性。此外，流体渗透片层250可以作为单独的部件简单地夹在部件228与236之间，和/或部件234与236之间。不过，身体排泄物必须能够从上下收集部件28或228和34或234中通过或绕过附加中间部件(如50或250)而进入存储部件36或236。
收集部件28和34与存储部件36之间优选的相互关系表示在图3-5中，而且应该理解，由于本发明目的的缘故，这些部件的类型仅仅涉及到了存储部件26的范围，而且这些部件不必限于单个的、或甚至是物理上隔离的材料片层。收集部件28和34与存储部件36都可能在单一构件中包含具有不同特性的区域，或者可以包含几个片层或网状层。
在任何构件中，都希望在各个部件28、34和36中用最少的吸收(收集或存储)材料，并符合提供足够的对身体排泄物吸收、分散和存储的能力并使排泄物从吸收制品中泄露得最少的要求。用于吸收制品20中的收集和存储部件28、34和36的特殊配置的相互作用使得特别充分地处理身体排泄物，进而可以在提供良好美感的同时，实现各个部件28、34和36中用于吸收或存储的材料最少。
1.流体收集部件
如前所述，吸收构件26包括一个上层收集部件28和一个下层收集部件34。该上层收集部件28适宜放置在靠近顶部片层22，并夹在顶部片层22与流体存储部件36之间的位置。由于身体排泄物的排出通常出现在相同的，分开的区域内，所以上层收集部件28应该适宜对准这些区域而贴近铺放，从而被放置得能有效地收集排出身体的排泄物并传递到构件26的其他区域。在一次性的尿布中，这些分开的区域对应于收集部件28的两腿分叉区28b和前区28a(如位于穿戴者前面的吸收制品20部分)。对于男性穿戴者而言，可能需要使上层收集部件28延伸到前区28a附近，以有效地收集出现在吸收制品20(如尿布)的前区的较高负载的流体，并补偿排出方向的变化。在其他相应的吸收制品(如20)中，将根据吸收制品20的设计和适用范围改变上层收集部件所占有的区域。
上层收集部件可以包括具有不同的毛细或流体分散特性的多种材料，并且图6表示了具有第一上层收集部件130和第二上层收集部件132的上层收集部件128。为了最充分的吸收，第一上层收集部件130适宜夹在顶部片层122与第二上层收集部件132之间。在这种结构中，与第二上层收集部件132的材料相比，第一上层收集部件130适宜包括如下文所讨论的在单位体积中具有更大相对空腔尺寸和较小毛细吸入特定表面积的材料。所得的材料间的相对差别，在上下层收集部件130和132之间提供了一个毛细吸入梯度，并且使吸入的排泄物更加迅速充分地从顶部片层122吸收和传递(如蘸吸和隔离)到流体存储部件136。
尽管上层收集部件28的相对尺寸是可变的，但是它应该有一个足以收集身体排泄物的定期涌出量、并防止排泄物直接泄露在流体存储件36上的宽度。上层收集部件28适宜相对于顶部片层22和存储部件36放置，以使上层收集部件28有足够的长和宽，以延伸至相对于顶部片层22表面至少约25％、优选地至少约50％的面积上。通常，存储部件36的表面积将在上层收集部件28表面积的大约25％至200％的范围内，优选地是在50％至150％的范围内，更优选地是在60％至125％的范围内。
在一次性尿布的优选实施例中，上层收集部件28前部分和后部分28a和28c的宽度，分别基本与存储部件36前后部分36a和36c的宽度和下层收集部件34前后部分34a和34c的宽度相同。在一个实施例中，上层收集部件28的前后部分28a和28c都有大约5.0″(12.7cm)的宽度，而为了舒适起见在裆部28b处有大约到2.5″(6.35cm)的窄间隔宽度。
上层收集部件28可以构造成任意符合穿着舒适的要求和本文所述的几个尺寸限度的所需形状。上层收集部件28的适合形状的示意性例子包括：圆形、矩形、任意四边形、长椭圆形(如沙漏形、狗骨头形、半个狗骨头形、卵形或不规则的形状)。
下层收集部件34适宜定位在靠近存储部件36并介于存储部件36和底部片层24之间的地方。当吸收制品20没有下层收集部件34时，未被上层部件28或存储部件36吸收的排泄物可能要在构件26的面向芯一侧聚积成一个小“塘”，如下文要详细讨论的，该处的排泄物将会被存储部件36以慢于收集材料的速度吸收，进而导致吸收制品20潜在的泄露危险。
为了吸收已经通过上层收集部件28，或已经从存储部件36溢出的排泄物，也为了遮盖存储部件36，下层收集部件34在尺寸和形状方面适宜具有比上层收集部件28和存储部件36都大的表面积。上层收集部件28的表面积可以在下层收集部件34表面积的15％左右至100％左右之间的范围内。尽管下层收集部件34可以有一个与上层收集部件28长度相对应的长度，它适宜比存储部件36的长度长一些。
与图3-5所示的在吸收构件26前后部分处其部件有相似宽度尺寸的情况相比，图4表示了一个优选的实施例，其中下层收集部件34在裆部34b处的宽度比上层收集部件28和/或存储部件36在它们各自裆部28b和36b处的宽度更宽。优选的裆部34b的宽度是比裆部28b和36b的宽度至少大5％左右，并提供一个超出上层收集部件28和存储部件36的横向边缘而横向延伸出来的伸出部分34d。
收集部件28和34也可以有任意的符合穿着舒适的要求和上述尺寸限度的所需形状。收集部件28和34可以被构造成彼此相似的形状，但是这不是必需的。它们也可以与存储部件36的形状相同或不同。
上下收集部件28和34都适宜包括一种有多孔亲水性吸收结构的材料，它对于排泄物具有一定的流体处置特性，以使尿液流到和流过其上面并使该材料用于迅速收集和临时保持这些排泄物。由于这些排泄物是以一定涌出量频繁排出的，所以该材料必须能够借助或不借助重力而迅速地收集排泄物，并且还必须恰当地把排泄物从最初接触点传递到(如借助蘸吸或其他机理)收集部件28和34的其他部分，以使存储部件36完全吸收。收集部件28和34、收集部件34更适宜通常在压缩之后可基本恢复到其原来的尺寸、厚度、和形状；并是柔软的；而且在流体饱和时仍然不失其柔软性，或者说不会变僵或变硬。
所以，下层收集部件34的一个特别重要特性是，当存储部件36由于毛细或渗透压而释放时它不会损坏。当在湿的状态下进行机械挤压时，这些毛细压力应该不足以使收集部件34损坏。当通过释放或挤压而脱水时，将有空气充入下层收集部件34的空隙中，恢复下层收集部件34的容量，使之迅速获取另外的排泄物，并为下层收集部件34提供一种干爽的感觉。
相对于吸收制品20的其他元件的吸收压力而言，尤其是那些用于存储流体的元件如存储部件36的吸收压力，毛细释放压力更重要。如果收集部件28和34把收集到的排泄物保持得过牢，则将抑制其他部件如存储部件36的能力，而与流体隔离，从而收集部件28和34保持满载的排泄物，使吸收制品20更容易泄露。本发明的下层收集部件34需要有低得足以使存储部件36能有效地让该下层收集部件34变干燥(即释放)的释放压力，以恢复下层收集部件34的容量，并使它接受随后的“涌出量”(或来自穿戴者或从存储部件36中挤出的排泄物)。此外，为了使这种结构具有所需的美感，重要的是让下层收集部件34基本干燥和不损坏。为了保持邻接穿戴者皮肤的元件(如顶部片层)比较干燥，上层收集部件28必须充分吸湿。本发明的收集部件28和34迅速被具有更高吸收压力的存储这些排泄物的存储部件36吸干，如下文所讨论的。
对于收集部件28和34而言，流体的垂直蘸吸(即沿着与重力相反的方向蘸吸)是一种特别重要的性能特征。在本发明中，被吸收的身体排泄物必须在吸收构件内从吸收构件的较低处到较高处移动。目前适宜的下层收集部件34的材料是，在不超过大约90秒内垂直蘸吸合成流体(65±5达因/每厘米)达到5厘米左右。
本发明所用的收集部件34的一个重要机械特征是，由其抗挤压偏移能力(RTCD)而确定的材料强度。该下层收集部件34必须适于抵抗变形和压缩，这些变形和压缩是在使用过程中或者其当处于吸收和保存流体或其他排泄物状态时因受力而引起的。由于释放压力梯度或由于从下层收集部件34向存储部件36内的挤压作用的缘故，当流体被隔离时这一点是特别重要。如果下层收集部件34的毛细释放压力，比它的RTCD和/或它的再膨胀强度(即在特定挤压下的膨胀压力)大，则它将有可能在释放时损坏，而使其泡沫处于饱和、致密状态，这样可能有接触潮湿感并弄湿穿戴者的皮肤，而且妨碍收集其他涌出流体的速度。在本优选实施例中，用于下层收集部件34的构件有抵抗挤压偏移的能力，以使大约0.74psi(5.1kPa)的侧限压可产生下层收集部件34的大约5％至85％的压缩应变，更适宜地有大约5％至50％的压缩应变。
如果下层收集部件34强度太大，它看起来和摸起来会僵硬，致使外观不美。而且，一个用于本发明能够分散和隔离流体的机构，可以包括一个机械泵。于是，可以有一个优点，即下层收集部件34在使用过程中要受到穿戴者通常的压力的挤压，从而促使另外的排泄物隔离到存储部件36中去。在隔离的过程中，本发明的下层收集部件34应平衡毛细释放压力和强度，以避免不必要的损坏。
而且，下层收集部件34应该能够从湿压状态恢复(RFWC)，这是指一片湿的材料在制造、运输、或使用过程中受力变形或挤压之后迅速恢复其原有尺寸的趋势或倾向，而且在重新膨胀时没有形成流体的蓄积。下层收集部件34的恢复能力适宜为从压缩状态下释放两(2)分钟之内恢复到原有尺寸的至少约60％、更适宜地至少约75％、最适宜地至少约90％。
本发明下层收集部件34的另一个重要特性是它的自由吸收容量，该容量是单位质量的固体材料吸入其结构中的测试流体(合成的尿液)总量。在吸收制品20(诸如尿布)中，至少符合最小自由吸收容量的要求并特别适用于本发明的下层收集部件34应该有每克干燥材料中含合成尿液量为12至125g/g的自由容量，更适宜地为20至90g/g，最适宜地为25至75g/g。
应该注意，吸收制品20可以用相同材料的上下吸收部件28和34组成，或者这些部件可以包括不同的材料，只要具体组合能用于上述目的即可。各种组合的具体例子在下文讨论。
i.聚合物泡沫
适于作吸收部件28和34，以及128、130、132、228、和234的一类材料是一种能够收集和分散如流体的身体排泄物的聚合物泡沫材料，它包括亲水性的、柔性的、非离子型的有互连开放空隙的聚合物泡沫构件，如KeithJ.Stone等人拥有的于1995年1月10日递交的美国专利申请08/370,695中所公开的，本文引用该文献作为参考。另一种适合的聚合物泡沫被公开在Thomas A.DesMarais拥有的1995年8月30日递交的美国专利申请08/520793，Case 5807中，本文引用该文献作为参考。本发明吸收制品中所用的聚合物泡沫是那些有相对敞开小空腔的泡沫，这意味着泡沫的各个小空腔大部分彼此之间不是完全被空腔壁聚合物材料隔开的。这种基本上是开放小空腔泡沫结构中的空腔具有内部蜂窝开孔或“窗”且它们大到足以让流体在泡沫结构内从一个空腔迅速向另一个空腔转移。
这些开放空腔泡沫结构通常有一个由各个空腔构成的网状特征，这些空腔由多个互相连接的三维分支的网状物限定。由这些分支网状物制成的聚合物束可以称为“支柱”。为了实现本发明的目的，如果泡沫结构中至少80％至少1微米大小的空腔与至少一个相邻空腔有流体沟通，那么泡沫材料就是“开放空腔”的。
除了是开放空腔的之外，这些聚合物泡沫还是充分亲水的，以使该泡沫吸收液状流体或其他排泄物。泡沫结构的内表面通过聚合反应之后在泡沫结构中保留残余亲水性表面活性剂或者通过所选的后聚合反应泡沫处理步骤而表现出亲水性，两种方法均在前述的Keith J.Stone等人拥有的于1995年1月10日递交的美国专利申请08/370,695，和Thomas A.DesMarais拥有的1995年8月30日递交的美国专利申请08/520793，Case 5807中作了描述。
本发明的泡沫所表现出来的RTCD是聚合物模量(polymer modulus)、以及泡沫网的结构和密度的函数。然后，聚合物的模量由a)聚合物组分；b)泡沫聚合反应的条件(如聚合反应的完全度，特别是交联的情况)；以及c)在处理过程之后，泡沫结构中遗留的剩余材料如乳化剂使聚合物塑化的程度来确定。通过确定在特定时间内于一定侧限压力下保持饱和的泡沫样品中所产生的应变量，可以使RTCD量化。作收集和分散流体的吸收物品用的泡沫是那些有防挤压偏移能力的泡沫，这样0.74psi(5.1kPa)的侧限压力通常产生大约5％至85％的泡沫结构压缩应变。在这种条件下产生的应变应更适宜在大约5％至65％的范围内，最好在大约5％至50％的范围内。
空腔尺寸
可用于确定优选的聚合物泡沫的特征是空腔结构。泡沫空腔和尤其是通过聚合一种相对包围着游离单体水质微滴(monomer-free water-phase droplets)的含油质单体物质(monomer-containing oil phase)而形成的空腔常常是基本上呈球形的，并通过空腔之间的开孔彼此连接。这种球形空腔的大小或“直径”和空腔之间通道(孔)的直径一般都用来描述整个泡沫的特征。由于在给出的聚合物样品中，空腔和空腔之间的孔不必有近似相同的大小；所以空腔和通孔的平均尺寸，即平均空腔和通孔直径通常是给定的。
空腔和孔的尺寸是影响本发明所用吸收泡沫的许多重要机械和性能特征的泡沫参数。由于空腔结构对于与泡沫亲水性一起确定泡沫毛细作用的毛细吸入特定表面积有贡献，所以空腔和孔的尺寸是可以直接影响吸收泡沫的流体蘸吸特性和泡沫结构内产生的毛细压力的泡沫结构参数。
用于本发明吸收部件28和34中的泡沫，适宜有大约20至200μm的平均空腔尺寸数值，通常为大约30至130μm，并有大约5至30μm的数值的平均孔隙尺寸，通常为8至25μm。
毛细吸入特定面积
“毛细吸入特定表面积”是一个可让测试流体进出聚合物网状物的测试流体进出表面积的测量值，并由泡沫中网眼单元尺寸和聚合物密度来确定，而且还是把泡沫网提供的固体表面总和量化到参入吸收的一个表面的一种途径。用于吸收部件28和34中的聚合物泡沫是有至少0.2m2/g左右的毛细吸入特定表面积的那些泡沫。毛细吸入特定表面积通常在大约0.3至4m2/g的范围内，更适宜地大约0.3至2.5m2/g，最适宜地大约0.3至1.5m2/g。
单位泡沫体积的表面积
单位泡沫体积的特定表面积可以用于实验确定泡沫结构，该结构可在释放后(如遇干燥和挤压)的潮湿状态时，不会损坏或保持在一种受损状态。见1995年2月7日授予Dyer等人的美国专利5,387,207，本文引用该文献作为参考，其中在详述有关受损泡沫时讨论了单位泡沫体积的特定表面积。如文中所述，“单位泡沫体积的特定表面积”指的是泡沫结构的毛细吸入特定表面积乘以它在膨胀状态的泡沫密度。已经发现，单位泡沫体积特定表面积的一些极大值与泡沫结构在释放时保持膨胀状态或在潮湿状态挤压后迅速恢复膨胀状态的能力相关。具有大约或小于0.06m2/cc、更适宜大约0.01至0.04m2/cc、最适宜大约0.01至0.03m2/cc的单位泡沫体积特定表面积值的聚合物泡沫可用于本发明吸收部件28和34。
泡沫密度
“泡沫密度”(即在空气中，每立方厘米泡沫体积的泡沫克数)在此是在干燥的基础上给定的，而且留在泡沫中吸收的水份的量(如在HIPE聚合反应、洗涤和/或亲水化之后留下的)在计算和表达泡沫密度时不予考虑。但是事实上，泡沫密度包括聚合泡沫时的其他剩余材料如存在的浮化剂，这些剩余材料对泡沫材料的质量有明显影响。
泡沫密度与毛细吸入特定表面积一样，可以影响吸收泡沫的许多性能和机械特性，包括液状流体的吸收容量和挤压偏移特性。
用作本发明的流体收集部件28和34的聚合物泡沫，有一个在大约0.0079至0.0077g/cc的干燥密度值，更适宜地大约在0.011至0.048g/cc，而且最适宜在0.013至0.0322g/cc。
也可以采用单层和多层聚合物泡沫材料，如1995年3月14日授予LaVon等人的美国专利5,397,316所述的，它们具有一个开缝区，一或多个缝隙至少部分地延伸过材料的厚度以在裆部28b和34b与前部28a和34a之间形成部件28和34，本文引用该专利作为参考。聚合物泡沫材料适宜开缝的理由有几个。由于聚合物泡沫吸收时会膨胀，所以材料的缝隙在其膨胀时张开，并形成井的形状。由于材料表面积的增加，这个物理变化也提高了从顶部片层22吸收的速度，更可取的是，即使流体达到饱和时，膨胀后的材料还是很柔软和易弯折。
ii透气毡制品
除了聚合物泡沫之外，其他类的适宜用于或用作上层收集部件28的材料是一种对收集的流体具有处理特性的吸收型无纺纤维构件。如由纤维素(如木浆)纤维形成的纤维网这样的亲水性或亲水化纤维制作出来的无纺构件，尤其可以被用于或用作上层收集部件28。这样的网状物一般是有大约0.04至0.3g/cm3的干燥密度和大约0.015至0.35g/cm2基重的含空气(airlaid)构件。
适合用作上层收集部件28的其他类无纺构件，包括这样的一些构件，诸如表面活化剂处理过的梳理胶结网状物、熔吹合成长纤维和短纤维网状物、木浆网状物、人造纤维的类似网状物等等。
iii.化学加强的纤维素纤维
用于或用作上层收集部件28的其他类优选材料，是由处理过的纤维素纤维形成的，这些纤维对构件的干燥密度特性有一定影响，并且它们是以适合的基重来使用的。提供具有前述密度和基重特性的上层收集部件28的无纺纤维吸收构件适宜主要由亲水的化学加强纤维素纤维构成，该纤维通常是用纤维内化学加强剂加强过并经其他处理以使其成为螺旋弯曲形状的木浆纤维，正如Young等人的美国专利5,217,445中详细讨论的那样，本文引用该文献作为参考。从实现本发明目的的角度看，术语“化学加强的纤维”是指任何经化学处理而提高了干燥和含水条件下纤维强度的纤维。于是，适宜用作上层收集部件28的材料可以包括一种无纺纤维网状物，它由占网状物重量的大约50％至100％、或更适宜地大约75％至100％的化学加强的螺旋弯曲纤维素纤维，以及占重量大约0％至50％、或更适宜地大约0％至25％的用于该纤维的粘合剂所形成。
2.流体存储部件
除了上下收集部件28和34之外，吸收构件26还包括一个存储部件36，它与收集部件28和34保持流体交换，存在于收集部件28和34中的身体排泄物可以被存储部件36分散，以更好地吸收。存储部件36的主要功能是从收集部件28和34中吸收、分散和存储被排出的身体排泄物，并在因穿戴者运动而产生的压力和应力下保持这些排泄物。与实现适用的流体存储部件36同样重要的一些流体处置与吸收特性是，存储部件36从吸收制品20的其他部件中汲取排泄物的能力和垂直蘸吸的能力。
理想的情况是，存储部件36将从工业上公知的隔离的(脱水的)吸收制品20的其他部件(如顶部片层22和部件28、34或36)中迅速地抽出或汲取排泄物。与上下层收集部件28和34相比，存储部件36的材料应该显示出特别理想的流体隔离特性。尤其是，存储部件36隔离来自下层收集部件34的排泄物的性质提供了一个整体上更柔软的吸收构件20。
存储部件36有用的另一个流体处置特性，就是通过它们的泡沫结构比较迅速地移动或转移可接受量的身体排泄物的能力。垂直蘸吸(即流体沿着与重力相反的方向蘸吸)是一个本文中存储部件吸收材料的特别理想的流体转移性能特征的测量值。这对于具有下层收集部件34的吸收制品20来讲特别现实，因为吸收来的排泄物必须经常从收集部件34中的较低处移动到存储部件36中的较高处。
可以选择参数的某些组合，这样可以使存储部件36的材料呈现出特别理想的机械特性。已被证实有某些相互关系的特定机械特性对用于失禁者的吸收制品20适应性有贡献，这些特性是抵抗挤压偏移能力、柔韧性、挤压偏移恢复能力(如回弹性)、泡沫完整性、及触摸柔软度。
图2所示的尿布存储部件36有一个围在穿戴者前面的前区36a、一个围在穿戴者后边的后区36c，及一个位于前后两区36a与36c之间围在穿戴者裆部附近的裆部区域36b。
存储部件36可以有表面积比上下层收集部件28和34都小的外形，而且仍能充分有效地从上下层收集部件28和34中吸收、再分配和存储流体。存储部件36的表面积一般是下层收集部件34表面积的大约30％至100％，且一般是上层收集部件28表面积的大约30％至100％。
存储部件36应该比上下层收集部件28和34的长度要短。如前所述，存储部件36的宽度，在前后部分36a和36c处分别与上下层收集部件28和34的宽度相同，但重要的是，应注意在裆部36b处存储部件36的宽度可以比上下层收集部件28和34的宽度窄一些。存储部件36可以有任何符合穿着舒适和上述尺寸限度要求的所需形状。一个优选的实施例提供了一个裆部36b宽度大约2.5″(6.35cm)的存储部件36，尤其当存储部件36包括一个下文具体描述的互连开放空隙的柔性亲水性聚合物构件的时候。
吸收制品20的各个部件，即顶部片层22、底部片层24、上下收集部件28和34、及流体存储部件36、和它的各层，均采用本领域已知的技术进行组装。
i.聚合物泡沫
适合用于或用作存储部件36的材料包括一种聚合物构件，更适宜的是一种互连开放空隙的亲水性柔性聚合物构件。该构件可以是泡沫材料，如下例美国专利：Young等人的5,147,345；DesMarais等人的5,260,345；1995年2月7日授予Dyer等人的5,387,207；及1995年1月10日递交的ThomasA.DesMarais等人共同拥有的08/370,922中所公开的那种，本文引用这些文献作为参考。
在优选的实施例中，存储部件36包括提供了良好流体保持特性和良好柔软度的多个多层泡沫材料，而且其总厚度由所需的泡沫吸收容量限定。比如，包括一种聚合物泡沫材料的存储部件36在其总厚度为大约.15″至1.50″(.38至3.81cm)，更适宜地为大约.25″至.75″(.64至1.91cm)时，以一次性的婴儿尿布形式，控制并有效地吸收身体排出的流体。已经发现，流体存储构件可以有一层或多个单层如2至5层的聚合物泡沫材料，更适宜地有3层聚合物泡沫材料(见图3-5)，其中每层适宜有大约.145″(3.7mm)的厚度而总厚度大约.44″(1.14cm)。
用于存储部件36的聚合物泡沫材料是具有工作(如流体处理)特性的那些材料，它们是特别适合用作待吸收的排泄物的吸收体的这样一些泡沫。这些流体处理特性与吸收泡沫材料的结构和机械特性有关并由其确定。事实上，有特定一组结构和机械特性的泡沫，可以用作存储部件36中的吸收材料，因为它们将会提供前面所述的必不可少的流体处理特性。
ii.超吸收体
适合用于或用作存储部件36的另一种材料，是把超吸收材料如掺入到纤维网状物或薄布的聚合物凝胶材料(也称水凝胶状材料)的一种组合物，如美国专利5,217,445所公开的那种，本文引用该文献作为参考。
存储部件36可以包括一种超吸收材料，诸如(但不限于此)分散的吸收性凝胶材料颗粒和超吸收纤维材料，如丙烯酸类接枝(grafted)纤维和超吸收改良纤维。超吸收材料可以采取能掺入柔性网状物或片层以形成存储部件36的任何形式。当接触排泄物时，超吸收材料便吸收排泄物。按这样的方式，排入收集部件28和34的排泄物，传递到能被超吸收材料接收和保持的存储部件36中，从而提供了具有加强吸收容量和/或改进的流体保留性能的制品20。
本发明的超吸收材料，以分散的吸收凝胶材料颗粒形式使用，它们将分散在作为载体的纤维材料网状物内，如合成纤维、天然纤维或两者组合的薄织物。适合的纤维载体是疏松的纤维素纤维，这样的材料按传统方式用于本发明的吸收构件26中。也可以用改良的纤维素纤维，如前述的加强的纤维素纤维。还可以采用合成纤维，包括由醋酸纤维素、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯，丙烯酸类(如奥龙(orlon))、聚醋酸乙烯酯、不可溶的聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺(如尼龙)、聚酯、双组分纤维、三组分纤维、或其混合物等等制成的合成纤维。纤维的表面是亲水性的、或被处理成亲水性的。
在本发明的存储部件36内，可以均匀地分布有超吸收材料，或另一种情况，存在一些超吸收材料密集的区域。
根据上述讨论，一次性的尿布可以有下述非限定性的形式。如前所述，比如上层收集部件28可以包括一个聚合物泡沫材料、透气毡制品、或化学加强的纤维素纤维材料。而且，存储部件36和下层收集部件34可以包括一种互连开放空隙的亲水性柔性构件，如聚合物泡沫材料。
较适宜的是，下层收集部件34和存储部件36都包括聚合物泡沫材料；或者下层收集部件34包括聚合物泡沫，而存储部件36包括掺入到纤维网状物或薄布中的聚合物凝胶材料。
对已经表示和描述过的本发明优选实施例以及本文中所述的用于失禁者的高效吸收制品的进一步应用，可以通过本领域的普通技术人员在不违背本发明范围的情况下作适当修改而完成。已经描述了几个这样的潜在修改，其他的修改对本领域的普通技术人员而言，是显而易见的。比如，有上述特征的其他材料可以代替上下层收集部件和存储部件。此外，吸收制品可以采取除一次性尿布之外的其他制品的形状，如绷带敷料、卫生巾、或其他即使在承受压力时仍然吸收、再分配和保留流体的制品。因此应该认为，本发明的范围以所属权利要求书为准，而不受说明书和附图所表示和描述的细节、结构和操作的限制。

Claims (10)

1.一种用于处理穿戴者排出的身体排泄物的吸收构件，所述的吸收构件包括：
a)一个有预定干燥尺寸的下层收集部件，所述的下层收集部件有湿挤压恢复性能，最好的是至少恢复到60％的预定干燥尺寸，且能垂直地蘸取身体排泄物，以及
b)一个置于所述下层收集部件与穿戴者之间的存储部件；
所述的下层收集部件和所述的存储部件协同作用，以提供一种从所述下层收集部件到所述存储部件阻隔身体排泄物的隔离特性。
2.如权利要求1所述的吸收构件，其中所述吸收构件进一步包括：一个置于所述穿戴者与所述存储部件之间的上层收集部件。
3.如权利要求2所述的吸收构件，其中所述的上层收集部件进一步包括第一和第二上层收集部件，所述的第二上层收集部件被置于所述第一上层收集部件与所述流体存储部件之间，所述第一上层收集部件具有比所述第二上层收集部件平均孔洞直径大的平均孔洞的直径。
4.如权利要求1所述的吸收构件，其中所述下层收集部件有一个防挤压偏移的特性，更适宜为，大约5.1kPa的侧限压力产生所述下层收集部件5％至85％的压缩应变。
5.如权利要求1所述的吸收构件，其中所述吸收构件包含一个裆部，所述下层收集部件的所述裆部，具有比所述存储部件的所述裆部约大出5％的宽度。
6.如权利要求1所述的吸收构件，其中所述下层收集部件包括一种互连开放空隙的亲水性柔性构件。
7.权利要求1的吸收构件，其中所述存储部件包括一种互连开放空隙的亲水性柔性构件、或一种聚合物凝胶材料。
8.如权利要求1所述的吸收构件，其中所述下层收集和存储部件包括一种互连开放空隙的柔性亲水性聚合物构件。
9.如权利要求1所述的吸收构件，其中所述吸收构件进一步包括一个置于穿戴者与存储部件之间的顶部片层。
10.如权利要求1所述的吸收构件，其中所述吸收构件进一步包括一个置于所述下层收集部件下面的底部片层。
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