CN1278424A - 组合表层和吸收传递层 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及吸收制品的组合表层和传递层,它包括热塑性纤维和吸收性纤维的混合物。吸收性纤维的用量足以从组合表层和传递层的外表面有效地吸下液体,而不与吸收芯竞争,由此提供快速的液体渗透,同时再湿润达到最小。

Description

组合表层和吸收传递层
本发明涉及用作吸收制品接触身体层面的无纺织物网。该网用来传递自身体内流出的液体，并传输至下面的吸收芯。本发明也涉及将这种无纺织物网用作组合表层和传递层的吸收制品。吸收制品可以是尿布、卫生巾、伤口敷物、失禁装置等。
处理体液排出物的吸收制品通常包括可渗透液体的表层、不可渗透液体的阻挡层和它们之间的吸收芯。表层的用途是包住吸收材料，并将液体传递给吸收芯，而在使用中则保持相对干燥，由此防止液体渗漏，并提高使用者的舒适性。在吸收芯和表层之间可以采用附加层，以提高传递液体的效率，并阻止液体自吸收芯再传输给表层。附加层通常指传递层、捕获层、积贮层或毛细芯吸层(称为传递层)。传递层与表层组合通常称为复合表层。它们由两个分别制成的网结合在一起制成。
目前，有效的液体传递和最小的再湿润与吸收制品的设计要求相抵触，其一种或另一种性能一般会损害保留性能。一种方法是构造一个带有较硬的非吸收性纤维例如旦数为6或更大的聚酯纤维的传递层。为了保证采用这种传递层的吸收制品贴紧戴者身体时有舒适感，需要由带孔膜或细旦纤维制成的表层，来缓冲传递层的攻击性。纤维的刚性和在传递层内形成的大孔隙网，在上覆表层与下面的吸收芯之间提供了空间，使再湿润达到最小。该方法依赖于高吸收芯从表层经过传递层吸入液体至吸收芯内。虽然采用该方法，可以改善再湿润，但延长了液体渗透表层的时间。该液体渗透时间的延长归因于两种因素：对吸收芯从表层吸入液体的依赖和在较小孔的表层与较大孔的传递层之间缺少毛细压力。如果使用者感到表层是湿粘的，接着就会产生不舒适感，在极端情形下，使用者会被迫在吸收制品的使用期限结束之前换掉它。另外，吸收制品的发展趋势是总结构越来越薄。如果是这样，那么具有大尺寸孔隙的第一种方法就不能提供液体的有效传递和阻止再湿润。该种方法的一个例子由Baer等人在美国专利No．5，728，081中进行了描述。
第二种方法是构造带有孔的传递层，孔尺寸比上覆表层的小。自表层至传递层，孔尺寸梯度减小，从而形成较高的毛细压力，导致被捕获的液体从表层被吸下，不需过多地依赖吸收芯。该方法的向下走势是传递层从表层吸下液体之后，不容易使液体通过而到达吸收芯。被传递层所固留的任何液体都具有再湿润的可能性。这种方法的一个例子由Meyer等人在美国专利No．4，798，603中进行了描述。
虽然总的来说传递层改善了吸收制品的性能，但是在捕获液体／传递和阻止再湿润接触身体的表面方面，它们增加了吸收制品的制造成本。增加的成本是额外的制造设备、加工、储存和运输大量卷装制品、和将传递层粘合到其他层上所需设备／材料导致的结果。
本发明的一个目的是提供单独的无纺织物结构，该结构提供改进的表层和传递层性能。单独的无纺织物结构采用热塑性纤维和吸收性纤维混合物，该混合物提供接触身体的柔软表面、良好的液体渗透性和良好的从接触身体表面单向传递液体至下面吸收芯的性能。
本发明涉及含有热塑性纤维和吸收性纤维混合物的吸收制品的组合表层和传递层。结构内有两种不同旦数的热塑性纤维，其中旦数较小的提供柔软性，较大的提供蓬松性。吸收性纤维的用量应足以能有效地从组合表层的外表面和传递层吸入液体，而不与吸收芯竞争，由此提供液体的快速渗透，同时再湿润最小。
根据本发明的一个实施方式，为吸收制品提供无纺织物的组合表层和传递层，包括：第一表面和与其相对覆盖吸收芯的至少一部分的第二表面；最接近第一表面的热塑性纤维；和最接近第二表面的热塑性纤维和吸收性纤维的混合物，吸收性纤维占混合物的20％(重量)或更少。优选结果，最接近第一表面的热塑性纤维旦数为5或更小，最接近第二表面的纤维旦数为6或更大。
根据本发明的第二实施方式，提供一种吸收制品，包括：具有第一表面和第二表面的无纺织物网，最接近第一表面的热塑性纤维，和最接近第二表面的热塑性纤维和吸收性纤维的混合物，其中吸收性纤维占混合物的20％(重量)或更少，粘合到第二表面至少一部分的不渗透液体的阻挡层。
图1是本发明提供的无纺织物组合表层和传递层的侧视图。
图2是本发明提供的吸收制品的透视图。
这里所使用的“组合”一词，指单独的结构元素。单独的结构元素可以在其清晰的外表面内具有两个或更多的区域，表现出不同的性能。“组合”不包括叠合起来的两个或多个分别制造的结构。
这里所使用的“吸收制品”一词，指吸收并保存身体分泌物的制品。更确切地说，该词指紧贴或最接近戴者身体放置的吸收并保存从身体内排出的各种分泌物的制品。“吸收制品”一词旨在包括卫生巾、短内裤衬、超薄卫生巾、失禁垫、阴唇间垫(和戴在内衣分叉部位内或直接固定到身体上或简单地由内衣固持在紧贴身体的部位的其他制品)、伤口敷物等。
参看图1和2，本发明涉及具有第一表面20的组合表层和传递层10和相对的第二表面21，预定第一表面20在使用中面对身体。组合表层10优选为无纺织物纤维网，包括至少三种不同纤维。最接近第一表面20的是旦数为5或更小的热塑性纤维30，优选旦数为3或更小。当热塑性纤维30的旦数减小，接触身体表面20的“柔软度”就增高。最接近第二表面21的是旦数为6或更大的热塑性纤维31与吸收性纤维32的混合物40。吸收性纤维32的用量应足以能有效地从组合表层的第一表面20和传递层吸下液体，而不与下面的吸收芯50竞争，由此提供快速的液体渗透，同时再湿润最小。吸收性纤维32应当不超过最接近第二表面21的混合物40(重量)的20％，优选不超过15％(重量)。
组合表层和传递层10优选具有约20-80克／米2的单位重量，更优选约30-60克／米2。混合物40优选约占单位重量的50-75％。
图2示出了带有可渗透液体的组合表层和传递层10、吸收芯50、不可渗透液体的阻挡层51的吸收制品60。吸收制品60具有葫芦状的几何形状，然而，也可以采用其他几何形状。
采用的热塑性纤维30和31包括聚烯烃纤维，例如聚乙烯和聚丙烯纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维(包括尼龙)、聚丙烯腈纤维等。优选至少部分热塑性纤维30和31是双组分纤维，具有皮／芯型或并列型结构。两种组分通常具有不同的熔点，低熔点纤维为皮／芯结构中的皮。用于本发明中的双组分热塑性纤维包括而不局限于聚乙烯／聚丙烯、聚乙烯／聚酯、聚丙烯／聚酯、共聚酯／聚酯。
如果热塑性纤维本身不是亲水性的或憎水的，那么它们能够通过在技术方面已知的合适处理和／或整理被赋予亲水性或憎水性。再参看图1，例如它对于采用最接近第二表面21所表现出亲水性的热塑性纤维31，以帮助吸收性纤维32从接触身体的第一表面20吸入所捕获的任何液体是有用的。然而，最接近第一表面20的热塑性纤维30优选不表现出亲水性，努力保持接触身体表面的“干燥感”，使使用者的舒适度达到最佳。
用于组合表层和传递层10中的吸收性纤维32的非限制性的代表性目录中，包括纤维素纤维例如棉、人造丝、纤维素醋酸酯、木浆、尼龙纤维等。应当注意不要采用这样的材料或用量：会引起组合表层和传递层与下面吸收芯的吸收发生竞争。吸收性纤维32可以以离散的区或连续或非连续的浓度梯度均匀地分布于整个混合物40中。吸收性纤维32优选为人造丝，而且均匀地分布于最接近第二表面21的整个混合物40中。
热塑性和吸收性纤维的截面可以是任何形状，一个例子是三叶形。纤维也可以带有凹槽、沟或内腔，可以带有凹坑或孔。纤维可以是卷曲的或不是。卷曲可以是两维卷曲，例如通过填塞箱，或三维卷曲，例如通过热水处理。
可以采用技术方面已知的任何加工工艺，来制造组合的无纺织物结构10。它优选采用两台梳理机的工艺制成，其中一台包含热塑性纤维30，第二台包含热塑性纤维31和吸收性纤维32的混合物40。移动运送带或筛子经过第一台梳理机下面，在这里集聚热塑性纤维30，接着，经过第二台梳理机的下面，在这里集聚混合物40。当至少部分热塑性纤维30和31是双组分纤维时(如上所述)，在运送器上形成的无纺织物网可以经过网和运送器的热空气而进行热粘合。纤维暴露于被加热的空气中，该空气的温度需使例如皮部分的低熔点组分软化并开始熔化。一旦撤除热空气，用第二种纤维接触该熔化纤维，就会形成粘合。纤维间的接触能够通过以下方式实现：重量产生的自然压缩、移动热气流对纤维的作用力和／或对纤维施加压缩力的下压丝网。美国专利4，548，856详细说明了通过空气粘合的方法。
第二种制造本发明组合表层和传递层的方法，是使用横向成网技术，如美国专利No．4，931，357、4，927，685和4，921，659。当需用短纤维时，该制造方法尤其有用，例如棉垫或木浆。横向成网技术可以制成具有重要的结构稳定性的无纺织物网，由此免除对粘合剂材料或双组分热塑性纤维的需要。该技术也提供了可控制吸收性纤维32置于混合物40中离散区内的可能性。例如，在减少吸收制品的渗漏的努力中，吸收性纤维可以集中放置于无纺织物网的外边缘、中央部位或两部位都放。
用来制造组合表层和传递层10的第三种方法，包括使用单独的梳理机在运送器集聚混合物40，和使用纺粘设备来重叠含有热塑性纤维30的混合物40。
如上所述和如图2所示，本发明也计划应用组合表层和传递层的吸收制品。本发明的吸收制品60也包括至少一个不可渗透液体的阻挡层51，也优选包括一个位于组合表层和传递层10与不可渗透液体的阻挡层51之间的吸收芯50。
不渗透液体的阻挡层51有助于防止所捕获的液体传递至使用者的身体和／或衣服上。阻挡层是能够阻止传递液体、但不必阻挡空气通过的任何柔性材料。通常使用的材料是聚乙烯或聚丙烯膜。
可以用作不渗透液体的阻挡层51的其他材料是聚酯、聚酰胺、乙烯乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚偏1，1-二氯乙烯、赛璐玢、硝化纤维素和纤维素醋酸酯的膜。可以使用上述材料的挤出和叠层组合物，其中这种组合需是膜的化学和物理性能所允许的。也可以使用不渗透液体网状泡沫和经排斥处理的纸。
可以使用阻挡液体但允许气体排出的膜，即“可排气的阻挡层”。它们可以选自聚氨酯膜和微孔膜，其中微孔率由离子辐射形成，或采用含水溶剂或不含水的溶剂将可溶物滤出而形成。也可以使用提供曲径、和／或其表面特性可给渗透液体提供排斥液体的表面的单层或多层可渗透膜、织物及其组合物，用来提供这种可排气阻挡层。
吸收芯50提供吸收和保留月经和其他体液的工具。吸收芯通常可压缩、可整合和不刺激使用者皮肤。它能够包括在技术方面用于该用途的任何材料。本发明中的吸收芯50可以包括简单的或复杂的吸收结构，该结构可接收、传递、分配、储存和保留液体，也可防止液体漏出吸收制品。吸收芯50可以由相似的一层或多层，或特性不相似的元件组成。
可以用于吸收芯中的非限制性的代表性材料目录中包括天然材料，例如经粉碎的木浆、起皱的纤维素填料、形成水凝胶的聚合物凝胶剂、改性的交联纤维素纤维、毛细管状纤维、吸收性泡沫、吸收性海绵、合成短纤维、聚合物纤维、泥炭藓、棉、人造丝或任何等效的材料或材料组合物。
上述的聚合物凝胶剂也可以称为“吸收性凝胶材料”或“超吸收材料”。聚合物凝胶材料是这样的材料：一旦与液体(例如水或其他体液)接触，就吸收这种液体，并由此形成水凝胶。以这种方式，就能够获得吸入吸收芯50内的液体，并由聚合物凝胶剂固留，由此提供给这里的制品以增高吸收性和／或提高保留液体的性能。用于吸收芯50内的聚合物凝胶剂通常包含基本不溶于水的、略微交联的、被部分中和的、形成水凝胶的聚合物粒子材料。这里使用的“粒子”一词，可以指任何形式的粒子，例如颗粒、薄片或纤维。
在制品外表面的一层或多层可任选使用附件，将制品结合到使用者衣服的分叉区和／或直接结合到使用者的身体。在技术上已知有各种各样的机械和化学(粘合剂)附件。
在吸收制品的一层或多层内也可以使用水溶性／水可分散性的和／或生物可降解的材料，努力来提供更易被冲掉的或环境持存性更小的制品。这种材料的非限制性的代表性目录中包括聚乙烯醇、聚乳酸、淀粉和淀粉基配合物、聚丁酸羟酯及其组合物。
用于上述一个或多个吸收芯、组合表层和传递层、不渗透液体的阻挡层中的材料可以具有可伸展／拉伸性能。实施机械操作，例如折叠、起皱、环锻，能够使材料具有可伸展性。另外，可以对材料冲孔或剖切。如果需要，冲孔或剖切的形状和尺寸可以有变化，由此，在多个方向上提供可伸展性。材料也可以具有内在的可伸展性，例如购自Exxon的聚乙烯混合物膜，特别是EXX-7膜。可伸展制品及其制造方法的更详细说明包含于美国专利No．5，824，004。
有多种技术可用来将上述的所有材料层组合成吸收制品，包括而不局限于使用热密封、钩和扣件技术，结构粘合剂和超声波。优选，将结构粘合剂用于使单层粘合起来，在技术方面已知有多种这样的材料。
本发明的吸收制品可以是任何形状，例如长方形或葫芦形。制品可以一道或多道侧向伸展，包住使用者内衣的分叉区域。
采用两台梳理机和通过气流粘合的工艺，制成几个39．5克／米2的组合表层和传递层样品，它包括最接近第一表面的占33％(重量)的1．8旦聚乙烯／聚酯双组分纤维，和最接近第二表面的占67％(重量)的10旦聚乙烯／聚酯双组分纤维与人造丝纤维的混合物。人造丝纤维约占混合物的15％(重量)。组合表层和传递层样品的第二表面与三种不同的吸收芯相邻放置，来评价样品的性能。每个样品的液体渗透时间和再湿润值如下表1所示。为了比较，也示出了与另外的传递层结合在一起的多旦(3和5)聚丙烯(PP)表层。
表1中的结果说明，本发明的组合表层和传递层提供(实施例5、10和15)优良的液体渗透时间和阻止再湿润的综合性能。与此形成对比，带有由100％吸收性纤维制成的传递层(实施例3、4、8、9、13和14)的样品，可提供较快的渗透时间，但易于发生再湿润，而带有由100％聚酯纤维制成的传递层的样品(实施例1、2、6、7、11和12)提供可接受的阻止再湿润的性能，而很快不会从表层吸下液体。         表1
实施例     吸收芯       表层     传递层   液体渗透的时间，秒 再湿润，克/米2
    1     200克/米2的浆，30％(重量)的超吸收 34克/米2的多旦PP     30克/米2聚酯     109     0.50
    2     200克/米2的浆，30％(重量)的超吸收 34克/米2的多旦PP     40克/米2聚酯     75     0.30
    3     200克/米2的浆，30％(重量)的超吸收 34克/米2的多旦PP     65克/米2乳胶粘合浆     83     0.89
    4     200克/米2的浆，30％(重量)的超吸收 34克/米2的多旦PP     2×65克/米2的乳胶粘合浆     56     0.84
    5     200克/米2的浆，30％(重量)的超吸收     组合表层和传递层     63     0.45
    6     250克/米2的浆，40％(重量)的超吸收 34克/米2的多旦PP     30克/米2聚酯     86     0.19
    7     250克/米2的浆，40％(重量)的超吸收 34克/米2的多旦PP     40克/米2聚酯     71     0.13
    8     250克/米2的浆，40％(重量)的超吸收 34克/米2的多旦PP     65克/米2乳胶粘合浆     77     0.56
    9     250克/米2的浆，40％(重量)的超吸收 34克/米2的多旦PP     2×65克/米2乳胶粘合浆     48     0.52
    10     250克/米2的浆，40％(重量)的超吸收     组合表层和传递层     59     0.14
    11     300克/米2的浆，40％(重量)的超吸收 34克/米2的多旦PP     30克/米2聚酯     87     0.07
    12     300克/米2的浆，40％(重量)的超吸收 34克/米2的多旦PP     40克/米2聚酯     74     0.10
    13     300克/米2的浆，40％(重量)的超吸收 34克/米2的多旦PP     65克/米2乳胶粘合浆     80     0.19
    14     300克/米2的浆，40％(重量)的超吸收 34克/米2的多旦PP     2×65克/米2乳胶粘合浆     51     0.11
    15     300克/米2的浆，40％(重量)的超吸收         组合表层和传递层     64     0.08
将7毫升的合成体液或盐溶液加到制品外表面上所要求的面积，测得液体渗透时间，当液体首次接触制品的外表面时开始计时，当所要求面积内的任何表面部分都变成可见时停止计时。用带有椭圆形孔的盘覆盖制品，来限度所要求的面积。盘的长度约为25厘米，宽约7．5厘米，厚约1．3厘米。椭圆形的中央宽度为3．8厘米，中央高度为1．9厘米。自带有孔的盘子上方约2．5-7．5厘米的高度，将合成液体倒入孔，使液体尽可能注满孔，而不溢出盘表面。
用一个层状吸收结构覆盖在上述液体渗透测试中所形成的湿润过的面积，测试再湿润，在特定负荷下将它放置特定的一段时间，然后计算被吸收结构所吸收的液体重量。在7毫升液体渗透制品的外表面之后，开始测试再湿润5分钟。两块长、宽各为4英寸的4层NUGAUZE通用海绵(购自Johnson＆Johnson Hospital Services)，沿中轴向下折叠一次，折叠边缘的放置彼此相反，在彼此顶部相互支撑，由此形成约2英寸×4英寸的16层层状吸收结构。将16层层状吸收结构同心放置于制品湿润过的面积上面。然后在层状吸收结构上放置一定重量，形成0．6磅／英寸2的压力。3分钟之后，从湿润面积上去掉重量和支撑海绵。对海绵和所吸收的任何液体进行称重。由此定为最终重量。．从最终重量中扣除支撑海绵的原重量，就可计算出被结构所吸收的液体的量(制品所放出的)。
在本专利申请全文中提到的所有专利的内容、还有任何相应的公开的外国专利申请，都在这里引入以供参考。
上述说明和实施方式，是帮助说明本发明所揭示的内容，而不能理解为对本发明的限制。因为在不脱离本发明的精神和范围下，能够对本发明进行各种变化和产生许多实施方式，所以本发明要求保护的范围由附属的权利要求书限定。

Claims (9)

1．一种吸收制品的无纺织物组合表层和传递层，它包括：
(a)第一表面和与其相对覆盖吸收芯的至少一部分的第二表面；
(b)最接近第一表面的热塑性纤维；
(c)最接近第二表面的热塑性纤维和吸收性纤维的混合物，吸收性纤维占混合物的20％(重量)或更少。
2．如权利要求1所述的无纺织物组合表层和传递层，其特征在于所述的无纺织物具有一定的单位重量，而且最接近第二表面的热塑性和吸收性纤维的混合物占该单位重量的50-75％(重量)。
3．如权利要求2所述的无纺织物组合表层和传递层，其特征在于所述的单位重量为20-80克／米2。
4．如权利要求1所述的无纺织物组合表层和传递层，其特征在于所述的最接近第一表面的热塑性纤维的旦数为5或更小。
5．如权利要求1所述的无纺织物组合表层和传递层，其特征在于所述的最接近第二表面的热塑性纤维的旦数为6或更大。
6．吸收制品的无纺织物组合表层和传递层，它包括：
(a)第一表面和与其相对的覆盖吸收芯的至少一部分的第二表面；
(b)最接近第一表面的旦数为3或更小的热塑性纤维；和
(c)最接近第二表面的热塑性纤维和吸收性纤维的混合物，其中所述的吸收性纤维占混合物的20％(重量)或更少，热塑性纤维的旦数为6或更大。
7．如权利要求11所述的无纺织物组合表层和传递层，其特征在于所述的无纺织物具有一定的单位重量，而且最接近第二表面的热塑性和吸收性纤维的混合物占该单位重量的50-75％(重量)。
8．一种吸收制品，它包括权利要求1所述的组合的无纺织物表层和传递层、不渗透液体的阻挡层和它们之间的吸收芯。
9．一种吸收制品，它包括：
(a)具有第一表面和第二表面的无纺织物网、最接近第一表面的热塑性纤维和最接近第二表面的热塑性纤维和吸收性纤维的混合物，其中所述的吸收性纤维占混合物的20％(重量)或更少；
(b)粘合到第二表面上至少一部分的不渗透液体的阻挡层。
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