CN1293555A - 波纹状复合材料的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了形成吸附纤维复合材料的方法。该复合材料包含有分散于贯穿其中的并沿其长度方向分散的吸附材料。该方法一般包括在多孔支撑体(202,204)上沉积纤维浆,以形成纤维网;将吸附材料横着宽度方向沉积或注入到纤维网中,以提供在沿复合材料的长度方向的带中具有吸附材料的纤维网(126);干燥该纤维网得到波纹状的吸附复合材料。在一个实施方案中,该方法是湿法成网法;而在另一个实施方案中,该方法是起泡法。优选的方法是双成网法。

Description

波纹状复合材料的生产方法

发明的领域

本发明涉及一种吸附复合材料的生产方法，具体地说，本发明涉及含有超强吸附材料的波纹状复合材料的生产方法。

发明的背景技术

来自木浆的纤维素纤维用于各种吸附制品，例如，尿布、失禁用品和妇女保健用品。对这些吸附制品，为使其经久耐用和有效控制液体，希望它们不仅要具有良好的干湿强度特性，而且要具有对液体的高吸附能力、液体快速截留、低再湿性。由纤维素纤维制成的制品的吸附能力往往通过加入吸附材料如超强吸附聚合物而增强。在本领域内已知的超强吸附聚合物具有吸附为其重量5-100倍或更多的吸附液体的能力。因此，超强吸附聚合物的存在显著地增加由纤维素制成的吸附制品保留液体的能力。

因为超强吸附聚合物一旦同液体接触就吸附液体并溶胀，所以至今都是把超强吸附聚合物首先并合到由常规的干法成网法制备的纤维素垫层上。商业上不采用湿法成网法形成纤维素垫层，因为在形成吸附垫层时，超强吸附聚合物能够吸附液体并溶胀，这样为使其完全干燥需要很多的能量。

由湿法成网法形成的纤维素结构一般具有某些优于干法成网法纤维素结构性能。湿法成网法纤维素结构的完整性、液体分布和芯给特性一般都优于干法成网法。试图把湿法复合材料的这些优点同超强吸附材料的高吸附能力结合起来，就形成包含超强吸附聚合物的各种湿法吸附复合材料。这些结构的特征，一般是在湿法复合材料即层制品的表面上分布有超强吸附聚合物的结构，或是在整个复合材料中相当均匀地分布着超强吸附材料的结构。

但是，包含超强吸附材料的吸附复合材料常常有形成凝胶堵塞的缺点，在吸附液体时，超强吸附材料易凝结成胶状物，它阻止液体芯给至复合材料的未湿部分。凝胶堵塞阻止把所得到的液体分布到复合材料的未湿部分，从而阻碍着超强吸附材料在纤维复合材料中的实际有效利用。包含超强吸附材料相当均匀分布的普通纤维复合材料的芯给能力，在初始液体浸入后，一般地明显受到限制。这种纤维复合材料能力的减弱是由于伴随超强吸附材料的溶胀，毛细管截留和分布通道变窄。包含超强吸附材料的普通吸附芯吸附能力减弱和同时损失的毛细管通道，由连续液体浸入后液体截留率的下降和很不理想的液体分布予以明确显示。

因而，就需要有生产吸附复合材料的方法，所述的复合材料含有超强吸附材料，该复合材料可在整个复合材料中有效地获得和芯给液体，并能把获取的液体分布到吸附材料中，在其中所述液体被有效吸附和保留而无凝胶堵塞。本发明寻求满足这些需求，并进一步提供更多的优点。

发明概要

本发明提供了生产含有吸附材料的吸附纤维复合材料的方法，所说的吸附材料沿复合材料的长度方向分布于整个复合材料的带中。所述方法一般包括在多孔支撑体上沉积纤维浆液以形成网状物，在网状物横着宽度方向沉积或注入吸附材料，以得到在沿复合材料长度方向含有吸附材料的成带网状物。干燥该网状物，得到波纹状吸附复合材料。在一实施方案中，该方法是湿法成网方法。在另一实施方案中，该方法是泡沫形成法。优选的是双成网成形方法。

附图的简要说明

结合附图，参考后面的详细描述，本发明的上述各个方面和许多附带的优点就变得易于理解和认识。其中所述附图是：

图1是本发明有代表性的复合材料的顶视图；

图2A是本发明有代表性的复合材料干燥状态的剖面图；

图2B是本发明有代表性的复合材料湿润状态的剖面图；

图2C是图2B显示的湿润复合材料的透视图；

图3是本发明有代表性的复合材料的剖面图；

图4A是本发明有代表性的复合材料上表面的透视图；

图4B是本发明有代表性的复合材料下表面的透视图；

图5是本发明有代表性的带状吸附材料的透视图；

图6是本发明另一有代表性的带状吸附材料的透视图；

图7是本发明另一有代表性的带状吸附材料的透视图；

图8是本发明有代表性的复合材料的局部显微照片(放大15倍)，该照片显示通过富含吸附材料区域横向切割的纵向图像；

图9是本发明有代表性的复合材料的局部显微照片(放大15倍)，该照片显示通过液体分配区区域横向切割的纵向图像；

图10是本发明有代表性的复合材料的局部显微照片(放大15倍)，该照片显示在液体分配区和富含吸附材料区域之间的复合材料交界区域横向切割的纵向图像；

图11A是本发明另一有代表性的复合材料的透视图；

图11B是由图11A中显示的复合材料和截留层构成的吸附结构的透视图；

图12A是形成本发明复合材料的装置和方法的简图；

图12B是形成本发明复合材料的装置的局部俯视图；

图13是形成本发明复合材料的双长网装置和方法的简图；

图14A-14H是本发明有代表性的复合材料的剖面图；

图15是形成本发明复合材料的有代表性网前箱装置和方法的简图；

图16是形成本发明复合材料的有代表性网前箱装置和方法的简图；

图17是本发明为把吸附材料引入到纤维网上使用的有代表性的导管图；

图18是加入本发明有代表性复合材料的吸附制品局部组成的剖面图；

图19是加入本发明有代表性复合材料的吸附制品局部组成的剖面图；

图20是将储存层和本发明有代表性复合材料结合的吸附结构的局部剖面图；

图21是将储存层和本发明有代表性复合材料结合的吸附结构的局部剖面图；

图22是将储存层、截留层和本发明有代表性复合材料结合的吸附结构的局部剖面图；

图23是将储存层、截留层和本发明有代表性复合材料结合的吸附结构的局部剖面图；

图24A-24D是加入本发明有代表性复合材料的吸附结构的局部剖面图；

图25A-25H是加入本发明有代表性复合材料的吸附制品的局部剖面图；

图26A是加入本发明有代表性复合材料的吸附制品的局部剖面图；

图26B是将透液表面层、不透液的背面层和本发明有代表性复合材料结合的吸附制品的优选实施方案的剖面图；

图27是加入本发明有代表性复合材料的吸附制品的局部剖面图；

图28是加入本发明有代表性复合材料的吸附制品的局部剖面图；

图29是加入本发明有代表性复合材料的吸附制品的局部剖面图。

优选方案的详细描述

本发明提供了生产含有吸附材料的吸附复合材料的方法，所说的吸附复合材料是纤维状的复合材料。吸附复合材料包括沿复合材料长度方向的带中分散有吸附材料的纤维基质，在复合材料的吸附材料带之间有基本由纤维组成的分配区。通常，吸附材料被用来吸附和保留复合材料所获得的液体。复合材料的纤维分配区用来得到与复合材料接触的液体，并将得到的液体分配在整个复合材料，和基本上就是吸附材料之中。

吸附复合材料可很方便地被结合成各种吸附制品，如包括易处理达到尿布和训练衬裤在内的尿布；包括卫生巾在内的妇女保健品和裤衬；成人失禁用产品；擦脸巾；外科和牙科纱布；绷带；食品盘垫等。因为这种复合材料是高吸附性的，所以可把它作为储存液体的芯子包含于吸附制品中。在这样的结构中，该复合材料可同一个或多个其他复合材料或复合层结合，例如，包括截留和／或分配层。另外，因为该复合材料可迅速地获取、分配和储存液体，所以它可作为唯一的吸附组分有效地结合成吸附制品，而无需包括其他独立的层，如截留和／或分配层。吸附制品，如尿布，可由波纹状复合材料制成，所述复合材料具有透液的表面层和不透液的背面层。另外，由于该复合材料能够迅速地获取与分配液体，它可起液体控制层的作用，将一部分获取的液体输送到底层储存芯。因此，该吸附复合材料可同储存芯结合，以便提供用于吸附制品的吸附芯。

本发明的吸附复合材料是波纹状的复合材料。这里所使用的术语“波纹状”是指该复合材料的性质，当它被湿润的时，由于吸附材料的膨胀而展开形成螺纹或波纹。如上所述，吸附材料以带状或条纹状垂直该复合材料的宽度方向放置，并沿复合材料的长度方向成带状延伸。当与这种纤维复合材料获取的液体接触时，吸附材料发生溶胀，形成具有螺纹或波纹的湿润复合材料，它包含由分配区段或通道分离的溶胀的吸附材料，该分配区段或通道是一般基本不含吸附材料的区域。

本发明的波纹状复合材料是由纤维质纤维制成的纤维结构，在成型工艺中纤维质纤维被湿润从而得到其纤维处于键合状态的纤维复合材料。如上下文所使用的那样，术语“键合”是指被湿润的纤维间形成氢键，并形成垫或网。湿润的纤维之间发生键合，并接着形成纤维网，导致垫网强度和结构整体性比干法垫网在湿干两种情况下都有增加。由湿纤维形成的纤维网，其强度和整体性明显地高于由干燥纤维形成的干法纤维网，后者不能有纤维间任何显著的键合。在纤维网中最接近的干燥纤维不足以提供纤维间任何显著的键合。因而，如众所周知，干法纤维网一般缺乏湿或干强度。除标准的湿法外，由成泡工艺也能产生湿纤维，并形成纤维网。

本发明的波纹状吸附复合材料的条带性由图1-3予以说明。参阅图1，按照本发明形成的由标号10指示的代表性的波纹状吸附复合材料，包括富含吸附材料的区域(即液体储存区域)12和基本上无吸附材料的纤维区域(即液体分配区域)14。富含吸附材料的区域12一般是已加入了吸附材料的纤维区域。

当吸附复合材料同液体接触时，液体就迅速被复合材料中占优势地位的纤维区域所获取。该纤维区域的性质是相对开放和多孔的，能促使液体快速截留、芯给和分配。由复合材料获取的液体一般是借助于分配区域(即区域14)沿复合材料的长度方向纵向迅速地通过纤维复合材料，并由富含吸附材料的区域(即区域12)所吸附。获取的液体一般是横向芯给到吸附材料上，像液体沿复合材料的长度方向分配一样。

对于波纹状的复合材料，对液体连续侵入的吸附速率要大于初始液体侵入时通过形成波纹和通道时的速率。在湿润时，本发明的复合材料就变成为具有通道的波纹结构，其通道迅速获取另外的液体并将其分配到远离入侵点的地方。超强吸附材料对液体的吸收导致纤维结构膨胀和空隙增大。对于波纹状的复合材料，对以后液体入侵截留的时间一般都小于初始截留的时间。对连续液体入侵截留时间的减少，在普通的吸附材料结构上一般是观察不到的。因为普通的吸附材料结构不能形成波纹状结构，因而就没有分配后加液体的通道，这样的结构对连续液体浸入截留的时间一般都会增加。截留时间的增加归因于以下的事实，即液体只是慢慢地被获取并通过复合材料饱和区域分配到复合材料的比较远的、能够吸附液体的区域。波纹状的吸附复合材料对初始液体截留的速率，一般是相当或大于普通的吸附结构，而对连续的液体截留比普通的复合材料要显著增加。

本发明的波纹状复合材料的干湿结构示于图2A和2B，它们都是有代表性波纹状吸附复合材料的横向剖面图。图2A是图1所示的干燥复合材料的剖面图，图1标注了区域12和14在未湿复合材料中的厚度相对均匀。图2B是图1所示复合材料在湿润状态的剖面图，例如在液体侵入和吸收，以及吸附材料发生溶胀和膨胀之后。参阅图2B，富含吸附材料的区域12(即液体储存区域)有被纤维区域14(即液体分配区域)分隔的螺纹或波纹，并在波纹间形成凹面或通道。由于至少有部分湿润纤维复合材料的波纹状结构，波纹状复合材料比以其他构型包含吸附材料的复合材料对连续的液体入侵能更迅速吸附。其所指其他构型，如吸附材料在整个复合材料中基本均匀分配的，特别易于产生胶体堵塞，截留率低，还会有漏液。

有代表性的波纹状吸附复合材料的液体截留率和时间与实施例1中的吸附材料相当均匀分布的储存芯相似。波纹状吸附复合材料的截留率明显地高于市场出售的芯，这种芯的截留率在液体连续入侵后就显著减少。相反，本发明的复合材料对三次入侵都保持高的截留率。波纹状的复合材料的截留率还高于有类似组成的复合材料，该材料是在整个复合材料中具有相当均匀分布的湿复合材料。

实施例2对有代表性的波纹状吸附复合材料同市场上销售的尿布芯和湿法纤维芯进行了比较，后者包含有在整个复合材料中基本均匀的分布的超强吸附材料。平行和垂直芯给结果表明，干法商业芯具有最差的芯给特性，而具有带状吸附材料的本发明的复合材料同有类似组成的吸附材料相当均匀分布的复合材料相比，显示明显增强的芯给特性。

液体由入侵点向整个复合材料的分布表明这种复合材料的芯给能力和材料利用效率。在实施例3中，将本发明有代表性的波纹状复合材料的液体分布与两种市场上销售的尿布芯的比较。结果表明，与市场上销售的芯在入侵点聚集液体不同，波纹状的复合材料具有近乎理想的分布，液体在整个复合材料中分布，并充分利用材料。

因为在普通的储存芯中吸附液体侵入的速率小于平均婴儿排尿速率，所以液体可能从尿布的边缘溢漏。为防止这种溢漏，尿布制造商已开发出精巧而昂贵的腿袖口密封系统，它可严密的包于婴儿的腿上，但一般不太舒服，还会留下痕记。当把本发明的波纹状的复合材料作为储存芯并合到尿布上时，就克服了普通储存芯的边缘溢漏问题。因而，在一个优选的实施方案中，波纹状的吸附复合材料包含最外层的吸附材料带，它比内层含更多的吸附材料。参阅图3，最外层富含吸附材料的区域12比内层区域12，具有较多的吸附材料，因此，比含有相对较少吸附材料的波纹具有更大的吸附能力，可溶胀和膨胀到更大的尺寸。在最外层区域12，波纹状的吸附芯含有相对较多的吸附材料，有助于防止液体从复合材料的边缘溢漏。在另一个优选的实施方案中，最外层富含吸附材料的区域12包含的吸附材料比内层区域12包含的吸附材料具有较高的吸附能力和／或液体保留能力。

婴儿的皮肤对由尿布储存芯保留液引起的刺激和皮疹都是很敏感的。从已获取液体的吸附制品释放的液体量定义为“再湿性”。虽然储存芯表面一般必须是亲水的，以便有效地吸附液体，但这样的亲水性表面也提高“再湿性”。与同穿戴者的皮连续接触的普通吸附制品不同，波纹状的复合材料表面同穿戴者只是在波纹的上缘接触，因而可将同穿戴者皮肤的连续接触和“再湿性”减到最少。由于本发明的波纹状复合材料与普通储存芯相比，将婴儿皮肤同潮湿表面间的接触减到最少，波纹状的吸附复合材料就为皮肤健康提供了许多优点，也使穿戴者感到舒适。已认真研究过，该复合材料的波纹状结构，还为冷气流通过包含波纹状复合材料的吸附制品的情况，提供了皮肤健康方面的优点。在实施例1中，将有代表性的波纹状吸附复合材料的“再湿性”同商业上出售的尿布芯进行了比较，一般地说，对于连续入侵，商业芯的“再湿性”增加。相反，本发明的波纹状的复合材料的再湿性仍然较低并基本保持不变。

波纹状复合材料的结构提供了进一步减少再湿性的可能。液体入侵一般出现在垂直包含纤维区域和富含吸附材料区域的复合材料宽度方向。一般是液体被迅速获取并通过复合材料的纤维区域(即区域14)分配，并储存在富含吸附材料的区域(即区域12)。最终获取的液体存于波纹结构的吸附材料带内。为进一步减少再湿性，波纹状的吸附复合材料可以包含一个与复合材料波纹的上表面相一致的疏水层(即覆盖于区域12的表面)。合适的疏水层一般包括乳胶膜和其他疏水膜以及本领域内已知的涂层。因为在涂复波纹间的分配区域(区域14)与穿戴者没有身体接触，因为疏水层保护穿戴者不与包含吸附材料和截留液体的波纹接触，所以这样涂复的波纹状的复合材料通过减少皮肤湿度增进皮肤健康。另外，疏水层还可固定在吸附复合材料的外表面。这样的结构有利于减少在尿布中传统上使用的聚乙烯水分阻档层(即不透水的背层)的厚度。疏水阻档层用于复合材料的外表面，会降低总费用和有波纹状吸附复合材料的吸附制品中材料的用量。

具有与复合材料的吸附材料带相一致并固定在复合材料内表面的疏水层的有代表性的波纹状吸附复合材料示于图4A。参阅图4A，涂复的复合材料20包括如上所述的区域12和14，以及与富含吸附材料的区域12基本相符并覆盖其上的疏水阻档层16。具有固定在波纹状吸附复合材料外表面疏水阻档层的有代表性的波纹状吸附复合材料示于图4B。

纤维是本发明波纹状吸附复合材料的主要组分。适于本发明使用的纤维是本领域内的专业技术人员已知的，包括可以形成吸附复合材料的任何纤维。适当的纤维包括天然和合成的纤维。纤维的结合，包括合成纤维与天然纤维的结合，以及处理的和未处理的纤维，也可适用于这种复合材料。

一般地说，复合材料中纤维的存在量，以复合材料的总重量为基准，从大约20％到大约90％，优选从大约50％到大约70％。在一个优选的实施方案中，复合材料包含大约60％的纤维。

本发明的复合材料包含弹性纤维。这里所使用的术语“弹性纤维”指存在于复合材料中并能给予网状结构的纤维。一般地说，弹性纤维为复合材料提供厚度和弹性。将弹性纤维用于复合材料，就使这种复合材料在吸附液体膨胀后无结构整体性损失。弹性纤维还为复合材料提供软度。此外，弹性纤维还为复合材料的成型工艺带来方便。由于包含弹性纤维的湿润复合材料产生多孔和开放的结构，所以这样的复合材料排水相当容易，因而比不含弹性纤维的湿润复合材料易于脱水和干燥。复合材料包含弹性纤维的量，根据复合材料的总重量，优选大约10-60％，更优选大约20-50％。

弹性纤维包括纤维质纤维和合成纤维。优选的弹性纤维包括化学刚化纤维、弯曲纤维、化学热机械纸浆(CTMP)和预水解硫酸盐法纸浆(PHKP)。

术语“化学刚化增强纤维”指通过化学手段使纤维在干湿条件下刚性增强的纤维。加入可覆盖和／或渗透到纤维去的化学硬化剂能使纤维增强。硬化剂包括聚合的湿强增强剂，其中包括树脂类试剂，如下面描述的聚酰胺-表氯醇和聚丙烯酰胺树脂。通过改变纤维的结构，如用化学交联的方法，也能使纤维增强。优选的化学刚化纤维是纤维内部交联的纤维质纤维。

弹性纤维可包括非纤维质纤维，例如，包括聚烯烃、聚酰胺和聚酯纤维在内的合成纤维。在一个优选的实施方案中，弹性纤维包括交联的纤维质纤维。

这里所使用的术语“弯曲纤维”指经过化学处理的纤维质纤维。例如，弯曲纤维包括用氨处理的纤维。

除了弹性纤维外，本发明的复合材料还包括基质纤维。这里所使用的术语“基质纤维”指能与其他纤维形成氢键的纤维。在复合材料中包含基质纤维是为了增加复合材料的强度。基质纤维包括纤维质纤维，如木浆纤维、高精浆的纤维质纤维、高表面的纤维如膨胀的纤维素纤维。其他适用的纤维质纤维包括棉短绒纤维、棉纤维、麻纤维等。复合材料包含的基质纤维的量，根据复合材料的总重量，优选大约10-50％，更优选大约15-30％。

本发明的复合材料优选同时包括弹性和基质纤维。在一个优选的实施方案中，根据复合材料的总重量，复合材料包含的弹性纤维的量，从大约25％到大约50％；基质纤维的量，从大约10％到大约40％。在更优选的实施方案中，根据复合材料的总重量，复合材料包含的弹性纤维的量，从大约30％到大约45％，优选交联的纤维质纤维；基质纤维的量，从大约15％到大约30％，优选木浆纤维。对于由湿法和成泡工艺形成的有代表性的复合材料，复合材料优选包括大约45％的弹性纤维(如交联的纤维质纤维)和大约15％的基质纤维。

纤维质纤维可以是波纹状吸附复合材料的基本组分。纤维质纤维虽然可从其他来源获得，但主要来自木浆。适合于本发明使用的木浆纤维，可从众所周知的化学方法得到，如硫酸盐法和亚硫酸盐法，经过或不经过后面的漂白均可。纸浆纤维还可以由预热机械法、化学预热机械法或它们二者结合进行生产。优选的纸浆是由化学方法制备的。细木浆纤维，循环或二级木浆纤维，漂白和未漂白的木浆纤维均可使用，软木和硬木都可用。木浆纤维选择的细节本领域内的专业技术人员是很清楚的。这些纤维从市场上可由许多公司购买，包括本发明的受让人Weyerhaeuser公司。例如，本发明能使用的由美国长叶松制备的适用的纤维素纤维，可从Weyerhaeuser公司购买，商品规格为CF416、NF405、PL416、FR516和NB416。

本发明的木浆纤维在使用前还可进行预处理。这种预处理包括，物理处理，如用蒸汽处理纤维，或化学处理，如利用各种交联剂的任一种交联纤维素纤维。交联增加纤维的松密度和弹性，因而可改善纤维的吸附性能。一般地说，交联的纤维是捻合卷曲的。使用交联纤维使得复合材料有更大的弹性、柔软、松密度，并使芯给能力增加。由南方松树制备的适用的交联纤维素纤维可从Weyerhaeuser公司购买，商品规格为NBH416。交联纤维素纤维和它们的制备方法公开于Graef等人的美国专利5，437，418和5，225，047中。特收编于此，以备参考。

交联纤维可通过由交联剂处理纤维而制备。适用的纤维素交联剂包括醛和脲基甲醛的加成产物。例如，参阅美国专利3，224，926；3，241，533；3，932，209；4，035，147；3，756，931；4，689，118；4，822，453；Chung等人的美国专利3，440，135；Lash等人的美国专利4，935，022；Herron等人的美国专利4，889，595；Shaw等人的美国专利3，819，470；Steiger等人的美国专利3，658，613和Graef等人的美国专利4，853，086，所有这些专利均特收编于此，以便去参阅其全文。纤维素纤维还可用羧酸交联剂交联，这些交联剂包括多羧酸。美国专利5，137，537；5，183，707和5，190，563描述了应用至少含有二个羧基的C2-C9多羧酸(例如柠檬酸和氧代二丁二酸)作为交联剂。

适用的脲基交联剂包括羟甲基化脲、羟甲基化环脲、羟甲基化低级烷基取代的环脲、羟甲基化二羟基环脲、二羟基环脲、低级烷基取代的环脲。特别优选的脲基交联剂包括二羟甲基脲(DMU，二[N-羟甲基]脲)、二羟甲基亚乙基脲(DMEU，1，3-二羟甲基-2-咪唑烷酮)、二羟甲基二羟基亚乙基脲(DMDHEU，1，3-二羟甲基-4，5二羟基-2-咪唑烷酮)、二甲基二羟基脲(DMDHU)、二羟基亚乙基脲(DHEU，4，5-二羟基-2-咪唑烷酮)、二甲基二羟基亚乙基脲(DMeDHEU，4，5-二羟基-1，3二甲基-2-咪唑烷酮)。

适用的多羧酸交联剂包括柠檬酸、酒石酸、苹果酸、琥珀酸、戊二酸、柠康酸、衣康酸、酒石酸盐、单琥珀酸和马来酸。其他多羧酸交联剂包括聚合的多羧酸，如聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚马来酸、聚(甲基乙烯醚-顺丁烯二酸)共聚物、聚(甲基乙烯醚-衣康酸)共聚物、丙烯酸共聚物和马来酸共聚物。聚合的多羧酸交联剂，如聚丙烯酸聚合物、聚马来酸聚合物、丙烯酸共聚物和马来酸共聚物的应用，在申请序号No．08／989，697，申请日期1997年12月12日，受让人Weyerhaeuser公司的美国专利中作了描述。交联剂的混合物也可使用。

交联剂可包含催化剂，以提高交联剂同纤维素纤维间的键合反应。适用的催化剂包括酸性盐，如氯化铵、硫酸铵、氯化铝、氯化镁和含磷酸的碱金属盐。

虽然不作为一个限定条件提出来，但是预处理纤维的实例包括利用能改善纤维表面化学的表面活性剂或其它液体。其他的预处理包括加入抗微生物剂、色素、染料和稠化剂或软化剂。用其他化学品如热塑性和热固性树脂处理的纤维也可使用。还可把各种预处理结合起来使用。在复合材料形成后，类似的处理也可在后处理工艺中应用。

用本领域内已知的颗粒粘合剂和／或稠化／软化助剂处理过的纤维质纤维也可在本发明中使用。颗粒粘合剂的作用是把其他材料，如纤维质纤维超强吸附聚合物等粘附在纤维质纤维上。用适用的颗粒粘合剂和／或稠化／软化助剂处理过的纤维质纤维，以及把它们同纤维素纤维结合在一起的方法公开于下面的美国专利中：(1)专利号5，543，215，名称为“粘结颗粒与纤维的聚合物粘合剂”；(2)专利号5，538，783，名称为“粘结颗粒到纤维上的非聚合物有机粘合剂”；(3)专利号5，300，192，名称为“用粘结颗粒到纤维上的反应活性粘合剂制备湿法纤维纸页”；(4)专利号5，352，480，名称为“利用反应活性粘合剂粘结颗粒到纤维上的方法”；(5)专利号5，308，896，名称为“用于高松密度纤维的颗粒粘合剂”；(6)专利号5，589，256，名称为“增加纤维稠化度的颗粒粘合剂”；(7)专利号5，672，418，名称为“颗粒粘合剂”；(8)专利号5，607，759，名称为“纤维的颗粒粘合剂”；(9)专利号5，693，411，名称为“粘结水溶性颗粒到纤维上的粘合剂”；(10)专利号5，547，745，名称为“颗粒粘合剂”；(11)专利号5，641，561，名称为“纤维的颗粒粘合剂”；(12)专利号5，308，896，名称为“高松密度纤维的颗粒粘合剂”；(13)专利号5，498，478，名称为“作为纤维粘合剂材料的聚乙二醇”；(14)专利号5，609，727，名称为“粘合颗粒的纤维产品”；(15)专利号5，571，618，名称为“粘结颗粒到纤维上的反应活性粘合剂”；(16)专利号5，447，977，名称为“高松密度纤维的颗粒粘合剂”；(17)专利号5，614，570，名称为“包含高松密度纤维粘合剂的吸附制品”；(18)专利号5，789，326，名称为“粘合剂处理的纤维”；(19)专利号5，611，885，名称为“颗粒粘合剂”。这些专利特全部收编此处，以便参考。

除天然纤维外，合成纤维包括聚合物纤维，如聚烯烃、聚酰胺、聚酯、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯纤维也可用于本发明的吸附复合材料。例如，适用的合成纤维包括聚对苯二甲酸乙二酯、聚乙烯、聚丙烯、尼龙和人造丝纤维。其他适用的合成纤维包括由热塑性聚合物制备的纤维，用热塑性聚合物涂复的纤维质纤维和其他纤维，和至少一个组分包含热塑性聚合物的多组分纤维。单和多组分纤维可由聚酯、聚乙烯、聚丙烯和其他普通的热塑性纤维材料制造。单和多组分纤维市场上是可买到的。适用的双组分纤维包括从Hoechst-Celanese公司买来的Celbond^_纤维。吸附复合材料还可同时包含天然纤维和合成纤维。合成纤维，包括天然纤维和合成纤维的结合物，可以用于复合材料的波纹和／或分配区域。

在一个优选的实施方案中，吸附复合材料包括纸浆纤维(例如Weyerhaeuser公司产品，规格NB416)和交联的纤维质纤维(例如Weyerhaeuser公司产品，规格NHB416)的结合物。在优选的实施方案中，以纤维的总重量为基准，吸附复合材料包括大约50％纸浆纤维和大约50％交联的纤维质纤维的结合物。

在优选的实施方案中，湿法或成泡法形成的波纹状复合材料，是由包含匀浆过的美国长叶松纤维和交联纤维混合物的纤维配料形成的。由这样的结合物形成的复合材料，比由包含美国长叶松纤维和匀浆过的交联纤维的混合物形成的复合材料，有更高的纸页整体性和松密度。另外，匀浆过的美国长叶松纤维和交联纤维的经结合物还可进一步温和地匀浆。

本发明波纹状吸附复合材料用于吸附制品时，可作为获取的液体储存层。为有效保留获取的液体，复合材料包含吸附材料。

如上所述，吸附材料处在纤维复合材料的带中。大体上说，吸附材料带实际上可以任何形状、大小和复合材料的位置成形。复合材料带适用的构型，包括不防碍液体截留或不加重凝胶堵塞的任何构型。吸附材料带可包括平直带、曲面带或波浪式带和之字型带等。具有波浪式带的有代表性的带状吸附复合材料示于图5。复合材料带还可包括吸附材料的脉冲带。这里使用的术语“脉冲带”是指沿复合材料的长度方向延伸的带，它不是连续的，而是由基本上不含吸附材料的区域所隔开的带。脉冲带的功能是为复合材料在垂直吸附材料的宽度方向(即横向)提高液体的分配能力。具有脉冲带的有代表性的带状吸附复合材料示于图6。如图6说明的那样，在一个实施方案中，脉冲带具有分枝构型能进一步提高横向的液体分配。吸附材料的这种分枝构型，可由异步脉冲输送吸附材料的喷嘴(即一个喷嘴产生的脉冲与另一个喷嘴产生的脉冲不同步)，把吸附材料注入到复合材料中而形成。脉冲带的长度可有很大的变化，例如，它可以是吸附材料的长度和宽度大致相等的点或斑点。具有类似于点或斑点的脉冲带的有代表性的带状吸附复合材料示于图7。

复合材料的带或波纹是富含吸附材料的复合材料的区域。复合材料的分配区域可包含某些吸附材料。可以理解的是，虽然吸附材料是以带的形式并合到复合材料中的，但是，在复合材料中吸附材料带的形成，有可能把某些吸附材料引入到复合材料的纤维分配区域。吸附材料并入复合材料可能导致吸附材料和在纤维基部存在的纤维之间某种程度的混合。结果就在主纤维分配区域和吸附材料带之间形成一个过渡区。这个过渡区包含纤维和吸附材料。复合材料的纤维基体也可以包含某些吸附材料，因而就导致分配区域也包含吸附材料。在分配区域有吸附材料的方案中，吸附材料的存在量不要太大，以免减少这些区域分配获得的液体的效率。

由湿法形成的有代表性的复合材料剖面图显微照片示于图8-10。图8通过复合材料的吸附材料带(即富含吸附材料的复合材料区域12)横向切割的纵向图像。图9是通过复合材料的液体分配区域(即基本上无吸附材料的复合材料的区域14)横向切割的纵向图像。图10是机器的纵向示意图，是在复合材料带和分配区中间(即通过如上所述的过渡区)横向切割的图像。

这里所使用的术语“吸附材料”指能吸附液体的材料，一般其吸附能力要大于复合材料的纤维质纤维组分。优选的吸附材料是水能溶胀而一般不能溶解的聚合物材料，其吸附能力是它在盐水(如0．9％的盐水)中吸附的重量最少是自身重量的大约5倍，希望达到大约20倍，优选的是大约100倍或更高。吸附材料在形成复合材料的方法中所使用的分散介质中是可溶胀的。在一个实施方案中，吸附材料在分散介质中未被处理和溶胀。但另一个实施方案中，吸附材料是在复合材料形成过程中不吸附水的吸附材料。这些抗吸附的吸附材料包括涂复的和化学改性的吸附材料。

吸附材料在复合材料中存在的量，依复合材料的用途可有很大的变化。当吸附复合材料被单独用作吸附复合材料时，例如，用于制做吸附尿布的布料时，复合材料中吸附材料的量就比较低(例如，大约是重量的0．1％)。吸附材料在吸附制品中的存在量就相当大，如用于婴儿尿布的吸附芯时。在这些结构中，吸附材料在复合材料中适宜的存在量，以复合材料的总重量为基础，从大约10％到大约80％，优选从大约30％到大约50％。在优选的实施方案中，以复合材料的总重量计算，复合材料包含大约40％的吸附材料。

吸附材料可包括天然材料如琼脂、果胶和瓜耳树胶，和合成材料如合成水凝胶聚合物。合成水凝胶聚合物包括如羧基甲基纤维素、聚丙烯酸的碱金属盐、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、乙烯马来酸酐共聚物、聚乙烯基醚、羟丙基纤维素、聚乙烯吗啉酮、乙烯基磺酸的聚合物和共聚物、聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺和聚乙烯吡啶等。在优选的实施方案中，吸附材料是超强吸附材料。这里使用的“超强吸附材料”指通过吸附大量液体溶胀并形成水合凝胶(即水凝胶)的聚合物材料。超强吸附聚合物除吸附大量液体外，还能在适当压力下保留大量的体液。

超强吸附聚合物一般分为三类：淀粉接枝共聚物、交联的羧基甲基纤维素衍生物和改性的亲水性聚丙烯酸酯。这些吸附聚合物的实例包括水解的淀粉-丙烯腈接枝共聚物、中和的淀粉-丙烯酸接枝共聚物、皂化的丙烯酸酯-乙酸乙烯酯共聚物、水解的丙烯腈共聚物或丙烯酰胺共聚物、改性的交联聚乙烯醇、中和的自交联聚丙烯酸、交联的聚丙烯酸酯、羧基化的纤维素和中和的交联的异丁烯-马来酸酐共聚物。

超强吸附聚合物市场可买到，如Clariant(Portsmouth，Virginia)的聚丙烯酸酯。这些超强吸附聚合物以各种各样的大小、形态和吸附性能被使用(从Clariant购买的商品规格是IM3500和IM3900)。其他的超强吸附颗粒物以商标SANWET(由Sanyo Kasei Kogyo KabushikiKaisha供应)和SXM77(由Greensboro的Stockhausen，North Carolina供应)出售。其他超强吸附聚合物公开于美国专利号4，160，059；美国专利号4，676，784；美国专利号4，673，402；美国专利号5，002，814；美国专利号5，057，166；美国专利号4，102，340；美国专利号4，818，598，特全部收编于此，以备参考。有超强吸附聚合物的产品如尿布描述在美国专利号3，669，103和美国专利号3，670，731中。

本发明的吸附复合材料中适当的超强吸附聚合物包括超强吸附聚合物颗粒和超强吸附聚合物纤维。

在优选的实施方案中，从复合材料制造的目的考虑，本发明的吸附复合材料包括其溶胀相当慢、但又有可接受的溶胀速度的超强吸附聚合物材料，以使其不会对该复合材料和包含该复合材料的任何结构物的吸附性能产生不利影响。

在一个实施方案中，本发明提供了具有吸附材料浓度梯度的复合材料。这里所使用的术语“浓度梯度”指在纤维复合材料的特定方向(即厚度、宽度和长度)上吸附材料的浓度梯度。吸附材料的浓度梯度通过这种材料在复合材料中选择性地分布而形成。例如，如下所述，用较大数量的纤维混合物并伴随吸附材料的浓度梯度损失的方式，将吸附材料引入到复合材料中。另外，吸附材料不以较大数量的纤维混合物的方式被引入到复合材料中，从而形成较大浓度梯度。复合材料的浓度梯度可以存在于下述几个不同的方向：z-方向(即复合材料的厚度方向)、x-方向(即横过复合材料的宽度方向，横向)、y-方向(即沿复合材料的长度方向，纵向)或x-方向、y-方向和z-方向的结合。研究吸附材料的浓度梯度，以增加液体芯给的能力，进一步减少凝胶堵塞的可能性。

在另一实施方案，本发明提供了成带的复合材料，其中除了在带中存在吸附材料外，还含有横过其宽度的方向上相对均匀分布，在其整个厚度上沿其长度方向延伸的吸附材料。如下文所述吸附材料被分配在纤维复合材料中，并优选以一定的浓度梯度分布于复合材料中。为了提供有用的复合材料，虽然也可以设想在x-和y-方向上有浓度梯度，但优选至少在z-方向(即在复合材料的厚度方向上)上存在浓度梯度。本发明的复合材料包括在x-、y-和z-的一个或多个方向上存在浓度梯度的复合材料。对在z-方向上有浓度梯度的实施方案而言，优选高浓度表面位于吸附制品远离液体侵入的一面。在x-方向(即在复合材料的厚度方向)上有浓度梯度的一个实施方案中，优选在复合材料宽度的中心浓度最大，并且从中心向复合材料的边向外逐渐减少。在另一实施方案中，优选在复合材料的边上浓度最大。y-方向的梯度可提供沿复合材料长度方向上吸附材料区。

本发明的吸附复合材料选择的含有湿强增强剂。所述的湿强增强剂使复合材料的强度增加，并提高了复合材料在潮湿状态下的整体性。除了提高复合材料的湿强以外，湿强增强剂还有助于复合材料的纤维基质中吸附材料如超强吸附材料的键合。

适当的湿强增强剂包括具有含氮基团(如氨基)的阳离子改性淀粉，例如可以从National Starch和Chemical Corp．，Bridgewater，NJ买到的产品；胶乳；湿强树脂如聚酰胺-表氯醇树脂(如Kymene_557LX，Hercules，Inc．，Wilmington，DE)，聚丙烯酰胺树脂(如Coscia等人，USP 3，556，932所述，申请日1971年1月19日，又如由AmericanCyanamid Co．可买到Stanford，CT注册的聚丙烯酰胺，商品名Parez^TM631 NC)；脲甲醛和蜜胺甲醛树脂，以及聚氮丙啶树脂。对造纸领域和本发明通常可用的湿强树脂的一般性讨论可见于TAPPI的系列专论No．29，”Wet Strength in Paper and Paperboard”，TechnicalAssociation of the Pulp and Paper Industry(New York，1965)。

一般来说，以复合材料的总重量为基础，在组合物中存在的湿强增强剂的量可以是重量的大约0．01至大约2％，优选重量的大约0．1至大约1％，更优选重量的大约0．3至大约0．7％。在优选的实施方案中，用于本发明复合材料的湿强增强剂是聚酰胺-表氯醇树脂，如可从Hercules买到的，注册商标为Kymene_。按照本发明制备的吸附复合材料的湿强和干强强度通常会随着湿强增强剂量的增加而提高。

已经看出，在受到液体的连续侵入之后，按照本发明制备的复合材料能够保持其结构的整体性，在取出尿布结构物之后基本上没有受到损伤。与此相反，在受潮的尿布中含有超强吸附材料的常规的贮存芯会失去结构的整体性。因此，本发明波纹状吸附芯的湿织物强度大大超过常规的贮存芯。

通常本发明的吸附复合材料的基重为大约50至大约1000g／m²，优选大约200至大约800g／m²。在一个更优选的实施方案中，吸附复合材料的基重为大约300至大约600g／m²。波纹状复合材料的基重可以变化，并且依赖于其用途。当打算把波纹状复合材料用作贮存层时，优选复合材料的基重大于大约300g／m²。在用作液体处理层时，复合材料的基重优选为大约100g／m²至大约400g／m²。波纹状复合材料的平均密度(在横向)通常为大约为0．03至大约0．8g／cm³，优选大约为0．04至大约0．3g／cm³。在一个更优选的实施方案中，吸附复合材料的平均密度大约为0．15g／cm³。

在一实施方案中，吸附复合材料是增加了密度的复合材料。在生产本发明增加了密度的复合材料时所用的致密化方法是本领域技术人员已知的方法。例如可以参见USP5，547，541，和专利申请序列号08／859，743，申请日1997年5月21日，发明题目是“软化纤维和软化纤维的方法”，申请人是Weyerhaeuser Company，两者均引用来作为本文的参考。本发明后干燥的致密化吸附复合材料的密度大约为0．1至大约0．5g／cm³，优选大约为0．15g／cm³。也可使用预干燥致密化方法。优选的，吸附复合材料用加热或在室温下用轮压机碾压的方法致密化。例如参见USP 5，252，275和USP 5，324，575，两者均引用来作为本文的参考。

本发明吸附复合材料的组合可以变化以适合于加入了所述复合材料的最终产物的各种用途。在一优选实施方案中，以本发明复合材料的总重量计，本发明的吸附复合材料包括大约60％重量的纤维质纤维，大约40％重量的吸附材料(例如超强吸附聚合物颗粒)，以及大约0．25％重量的湿强增强剂(例如聚酰胺-表氯醇树脂，Kymene_，每吨纤维大约2-20磅树脂)。

根据所需复合材料的特性和其用途，本发明波纹状吸附复合材料的大小可有很大变化。具体地说，作为儿童的尿布时，在复合材料的横向宽度上有大约2至大约6带的吸附材料，优选复合材料的外边缘是含有吸附材料的带。就成人失禁产品而言，复合材料可包括10或更多的带。虽然带的形状和宽度不是特别关键的，吸附材料的带通常是均匀地置于横过复合材料的宽度，并且其宽度为大约0．10至大约0．75英寸。典型的，各带之间被宽度为大约0．10至大约1．0英寸的分配区分隔。妇女保健品所含的吸附材料相对较少，在这些产品中使用的波纹状复合材料的吸附材料带相对较窄。

本发明提供了生产波纹状吸附复合材料的方法。复合材料的波纹状结构可通过本领域技术人员已知的各种方法制备，所有这些方法都在本发明的保护范围之内。例如，把多个吸附材料带或截留／分配材料带中的一个带粘合于纤维基底上；通过沉积、注入、涂、浸渍或灌输将吸附材料加在纤维基底上；或通过下文所述的湿法和成泡的方法制备。

在实施方案中，所述波纹状复合材料通过把吸附或截留／分配材料的带粘合于纤维基底上，所述的带还可以含有其它材料如纤维。在这些实施方案中，含有吸附材料的带和纤维基底可通过本领域技术人员已知的各种方法，包括下文所述的干法、湿法和成泡方法各自独立地制备。波纹状复合材料可通过能够将带贴或粘合于纤维基底上的任何方法制备，所述的方法能够使流体在复合材料的组份之间传递。贴或粘合的适当方法例如包括胶粘合、热粘合和缠绕的方法。与吸附材料只能接近复合材料的纤维组份的一类复合材料相比，由于在上述这些实施方案中加强了流体在复合材料组份之间传递，因此通常会改进吸附性能。

参见图11A，波纹状吸附复合材料22包括分配区26，它能够快速地获得并将其分配至贮存区24和贮存芯28。如上所述，分配区26基本上由纤维材料组成，贮存区24和贮存芯28通常是含有吸附材料的纤维层。如上所述，复合材料22可通过将纤维材料带和吸附材料粘合于贮存芯以分别形成分配区26和贮存区24。另外，贮存区24可与贮存芯28组合形成，类似的，分配区26也可与贮存区24和贮存芯28组合。虽然分配区通常由湿法制得的复合材料制备，含有吸附材料的贮存区可由干法制得的复合材料形成。在一优选实施方案中，分配区可由湿法制得的纤维复合材料形成，其中包括了适于截留和分配液体的纤维材料，以及贮存区和贮存芯由干法制得的复合材料形成，其中包括了适于贮存液体的吸附材料。在另一优选实施方案中，贮存区和贮存芯由湿法制得的复合材料形成。一般来说，将具有这种结构的吸附复合材料与常规的贮存芯和复合材料组份之间流体的传递相对较差的材料相比，液体的截留能力增强了。

多层吸附结构物也可以包括本发明的波纹状吸附复合材料。一种此类结构物如图11B说明。如图11B，吸附结构物23包括了纤维复合材料22和截留层32(如基本由纤维材料形成)。如上所述，复合材料22包括分配区26、贮存区24和贮存芯28。

具有单元结构的波纹状复合材料通常是优选的，因为有利于组份(即复合材料各区)之间相邻流体的交流和相对而言易于制造。相应的，在一优选的实施方案中，波纹状吸附复合材料由单元结构组合而成。

本发明波纹状吸附复合材料可用湿法或形成泡沫的方法制备。这些一般性的方法是造纸工业领域的熟练技术人员已知的。

优选的，本发明波纹状吸附复合材料可用湿法和形成泡沫的方法制备。湿法的有代表性实例描述在USP 5，300，192，申请日1994年4月5日，题目是“用活性粘合剂将颗粒粘合于纤维的湿法纤维造纸方法”，此专利引用作为本文的参考。在常用教科书中也描述了湿法，例如Casey，“Pulp and Paper”，第二版，1960年，第Ⅱ卷，第八章 造纸。可生产本发明复合材料的有代表性的形成泡沫法在本领域是已知的，描述在USP 3，716，449；3，839，142；3，871，952；3，937，273；3，938，782；3，947，315；4，166，090；4，257，754和5，215，627中，申请人Wiggins Teape，涉及由成泡沫的含水纤维悬浮液形成纤维材料，以及“The Use of anAqueous Foam as a Fiber-Suspending Medium in Quality Papermaking”，Foams，Proceedings of a Symposium Organized by the Society ofChemical Industry，Colloid and Surface Chemistry Group，R．J．Akers编辑，Academic Press，1976，其中描述了Radfoam方法，所有这些均引用作为参考。

在复合材料的形成过程中，将吸附材料加入复合材料之中，一般来说，形成波纹状吸附复合材料的方法包括了将吸附材料沉积于纤维网上，然后在必要时使网干燥，从而得到本发明的复合材料。

在湿法生产中，优选将吸附材料加入纤维浆液中，再把所述的浆液沉积于有孔的支撑物上(即成网)。在此方法中，将吸附材料注入至少是部分脱水的纤维网状织物上，所述的织物是将纤维浆液沉积于网状支撑物而形成的。纤维浆液优选在分散介质(例如基本是含水的介质如水)中包括纤维和湿强增强剂。吸附材料可以干燥颗粒的形式引入纤维网，优选的，以在水介质，优选是在冷水(如34-40°F)中的液体悬浮液的形式引入。通常是在将浆液沉积于成网状织物上之后立刻把吸附材料注入部分脱水的纤维网状织物上。优选把吸附材料沉积在部分脱水的纤维网状织物上(即，在网状织物脱水之前和在形成湿复合材料过程中，相对于浆液和干燥阶段之前网更加结实)。在把吸附材料沉积在部分脱水的纤维网状织物上以后，至少还要把含有纤维和吸附材料的网进一步除去部分分散介质和水，优选用真空方法，以得到网状复合材料。然后，将所述的网状复合材料干燥，从而得到吸附复合材料。

在成网过程中要求抑制吸附材料对液体的吸附。为了抑制液体吸附，可把吸附材料以在冷水中的分散液形式加入至少是部分脱水的网，所述的冷水温度为大约0-5℃，优选大约0-3℃，更优选大约1℃。另外，在成网之前的时刻，通过放置和贮存在常用的冰箱中把吸附材料冷却至0℃以下，然后形成水分散液，优选为冷水的分散液。在生产过程中，限制吸附材料与液体的接触时间对限制吸附材料对液体的吸附也有好作用。在制得悬浮液之后，优选吸附材料悬浮液加入至少部分脱水网的时间是大约10秒内，更优选在大约5秒内。

通过限制生产过程中吸附材料对液体的吸附，网的干燥能量和／或时间以及有关的费用会大大的减少。这使上述生产网的方法在成本上非常有利，对消费者来说，可大大节约使用吸附产品如尿布、妇女保健用品和成人失禁产品的开支。

如上所述，本发明的吸附复合材料包括吸附材料带，它们被横向放置于复合材料的宽度方向上，并沿着复合材料长度的纵向方向延伸。带的这种结构可用各种方法实现，包括将吸附材料注入到纤维网上，所述的网至少是部分脱水的，可通过横向放置于复合材料的宽度方向上的开关和喷嘴实现。喷嘴与吸附材料的供料系统相连，通过喷嘴的不同构型和不同大小的孔可以得到各种不同结构的带，例如各种宽度的带。优选吸附材料以冷水悬浮液的形式沉积。对于含水悬浮液，吸附材料可以气流或喷射流的形式注入到部分脱水的纤维网上。气流注入可使吸附材料和网状纤维充分混合，通过对下列因素的控制可以控制混合的程度，这些因素是气流速度、网的速度、注入角度、沉积纤维浆液相对于支撑物的位置及其它。一般来说，注入到脱水纤维网上的位置越接近，吸附材料与纤维混合的程度越高。还有，吸附材料与纤维结合的越好，吸附材料在复合材料中的浓度梯度就越小。

由于可通过单个的喷嘴进行沉积或注入使吸附材料带在复合材料中形成，最终形成的波纹状复合材料的性质和特性是可以控制的。例如，图3对复合材料的说明，最外层的波纹含有吸附材料的量比内层含有的吸附材料相对来说比较多。这样的复合材料可通过沉积较大浓度的吸附材料、以较大的速度沉积吸附材料或用较大直径孔的喷喷涂最外层的位置来得到。如上所述，可选择具有不同吸附能力和保留容量的吸附材料沉积在带上。

用单个带的沉积也可形成含有加入了吸附材料的多个带。例如，需附加的纤维也可加入通过喷嘴沉积的浆液。结果是可把加入了纤维的波纹状物引入复合材料，其中所述的纤维可以是不同于沉积纤维浆液中的纤维。在一个优选的实施方案中，吸附复合材料包括了吸附材料带，它进一步包括了附加的纤维，例如硬木纤维和／或合成纤维。例如，不同的纤维可用于形成有相对较高基重、较大的本体体积和柔软性、增加芯给和提高再湿能力的波纹状物。因此，复合材料的波纹状物可由完全不同于基础复合材料(即最初的沉积纤维浆液)的组份形成。

可使复合材料中吸附材料富集的区域稳定化，以提高带或波纹状物在结构上的整体性。除了吸附材料、湿强增强剂(例如Kymene_)和／或纤维材料外，通过沉积也可以提高波纹状物的整体性，所述的纤维材料例如是微纤维结构的纤维素和纤维型超强吸附材料。纤维型超强吸附材料如USP 5，607，550中所述，本文引用其作为参考。

由于上述多功能的优点，可以设计和生产各种波纹状吸附复合材料。例如，设计对强度和芯给有一定要求的基础复合材料，同时把沉积带设计为最大的溶胀和吸附能力以及最小的再湿能力。更具体地，对吸附复合材料而言，当吸附能力、强度和总材料利用到最大值时，基础复合材料可包括美国长叶松纤维、桉树纤维、交联纤维和湿强增强剂，带中可包括吸附材料和交联纤维质纤维或纤维的混合物。对提高了容量、增加了芯给的吸附材料的复合材料而言，基础复合材料可包括美国长叶松纤维、桉树纤维和湿强增强剂，带中可包括吸附材料、交联纤维质纤维和微纤维纤维素的混合物。另一优选的吸附复合材料包括由精制的交联纤维质纤维和桉树纤维的混合物组成的基础复合材料以及包括由吸附材料和粗制交联纤维混合物组成的带。为了减少再湿性，可在复合材料中引入合成纤维(如PET纤维)，所述的引入可通过将这些纤维沉积在吸附材料带或包括某些吸附材料的复合材料的分配区带上。本发明方法的多功能性使生产的波纹状吸附复合材料具有各种组成和吸附性能。

本发明的方法也使泡沫分散液作为带的材料沉积于纤维的浆液中。在一实施方案中，复合材料具有湿法纤维基础和泡沫形成法得到的带。在另一实施方案中，复合材料包括泡沫形成法得到的纤维基础和用湿法形成的带。以及在另一实施方案中，复合材料具有泡沫形成法得到的纤维基础和带。泡沫分散液沉积的能力使复合材料的吸附带可使用各种类型、各种长度和各种但尼尔的纤维。例如通过选择纤维可使带(和最终的复合材料波纹状物)柔软化和有延展性。通过形成具有延展性能的复合材料，由长方形的复合材料可形成成形的芯，这样就可以克服用切除的方法满足来对芯的形状的要求，所述的切除方法会造成对材料的浪费。如此，在分岔口和液体侵入点，芯有最大的吸附材料密度。

如上所述，本发明的吸附复合材料可在分散介质中使纤维、选择性加入的湿强增强剂和吸附材料结合而生成。在一实施方案中，通过在分散介质中把纤维和选择性加入的湿强增强剂直接混合成纤维浆液，接着将吸附材料，优选是冷水的悬浮液加于多孔支撑物至少是部分脱水的纤维网上。在另一实施方案中，将吸附材料以与纤维结合的浆液形式加到多孔支撑物至少是部分脱水的纤维网上，浆液中含有纤维和吸附材料。因此，这些浆液可以通过下述方法制备：首先使纤维与分散介质混合，然后第二步是在其中加入吸附材料。

当纤维浆液沉积到多孔支撑物上时，分散介质立刻开始从沉积的浆液中排出，从而得到至少部分脱水的纤维网。由沉积的纤维浆液(即部分脱水的网)中连续地除去分散介质(如水)，例如应用压力、真空和它们的结合的方法，从而形成了网状复合材料。

本发明的吸附复合材料最终是通过干燥生成的网状复合材料得到的。干燥至少可以除去部分残留的分散介质和水，并得到具有理想湿度的吸附复合材料。适宜的复合材料干燥方法包括例如通过使用干燥箱、风力干燥和空气干燥器干燥。在制浆和造纸工业领域使用的其它干燥方法和设备也可以使用。对所使用的设备和方法而言，干燥温度、压力和时间是常用的，并且是制浆和造纸工业领域普通技术人员已知的。

对泡沫方法，纤维的浆液是含水的或是泡沫浆液，其中还包括表面活性剂。适当的表面活性剂包括本领域已知的阴离子、非离子和两性的表面活性剂。

吸附复合材料组份在多孔支撑物上的沉积最终形成了湿复合材料，该材料中包括了可以吸附水，并使其大小溶胀的的吸附材料。由含有水溶胀吸附材料的湿复合材料中排出水，从而使湿复合材料干燥，所述的水溶胀吸附材料分布在支撑物上。

就本发明的方法而言，在分散介质中优选吸附材料可吸附小于自身重量大约20倍，更优选吸附小于大约10倍，较优选吸附小于自身重量大约5倍。其它优选的吸附材料包括只有在延长与液体的接触后才吸附液体的材料，或是在某些条件下才吸附液体，而在生成过程中并不吸附显著量液体的材料。

对于生成本发明的吸附复合材料，泡沫方法更有利的几个理由是：一般来说，泡沫方法生成的纤维网具有相对较低的密度和相对较高的织物强度；对基本上由相同组份组成的网来说，泡沫成网比干法成网的密度大，比湿法成网的密度小；类似的，泡沫成网的织物强度基本上大于干法成网，而接近于湿法成网的强度。还有，泡沫成网技术的应用使纤维的方向和均一性分布更容易控制，并且可以在复合材料中加入较大范围的材料(例如在湿法成网时不容易加入的长纤维和合成纤维)。

本发明方法的一种机械设备是常规的造纸机械(湿法制浆机)，并对其作了改进，这包括安装于网前箱出口下游的多个喷嘴。一般来说，喷嘴是间隔地横向排列，例如有规则的在网的宽度方向上横向间隔排列。如上所述，在一优选的实施方案中喷嘴与吸附材料的供应槽相连，将冷却的吸附材料水悬浮液泵至喷嘴以形成水流或射流，使其与沉积的纤维浆液(即部分脱水的网状物)表面紧密接触和渗透，以形成湿复合材料。由于在形成湿复合材料时便由网前箱上移开了，所以在复合材料上沿着机器的方向形成吸附材料的带。应用真空在机器上排出复合材料中的水，然后干燥湿复合材料以得到最终的产品。本发明有代表性的形成波纹状吸附复合材料的机器和方法的示意图如图12A说明。

参见图12A，机器100包括多孔支撑物102(即形成的网状物)；制备脱水纤维浆液124的真空头104，制备得到的湿复合材料120；在支撑物102上沉积纤维浆液的网前箱106；将吸附材料，优选是水悬浮液注入到部分脱水的网状物126上、以注入吸附材料122上的多接头喷嘴108；纤维浆液供应槽112；吸附材料供应槽114；将浆液和吸附材料从各自的供应槽抽出来送至网前箱106和多接头喷嘴108的泵110；干燥设备116。主要是，将来自网前箱106的浆液124沉积到支撑物102，脱水得到部分脱水的网状物126。将吸附材料122，优选水悬浮液通过多接头喷嘴108注到部分脱水的网状物126上，优选在用真空头104脱水之前。如上所述，多接头喷嘴108包括在支撑物102的宽度方向上横向(即与机器的方向为横向的)排列的多个喷嘴，由喷嘴向复合材料宽度方向上放出或注入出吸附材料而成带。湿复合材料120沿着支撑物102的方向进一步脱水，然后用干燥设备116(例如烘箱、干燥炉、空气干燥器)干燥。将吸附材料注入到纤维浆液的俯视图如图12B说明。

由下述设备和方法生产的本发明吸附复合材料包括双成网构型(即双成网)。生产本发明复合材料的有代表性的双成网机械如图13所示。如图13，机器200包括双成网202和204，其中的复合材料组份是沉积的。基本上说，纤维浆液124被引入网前箱212，在网前箱的出口沉积到形成的网状物202和204上。真空单元206和208分别使沉积在网状物202和204上的纤维浆液脱水，以得到部分脱水的网状物，双成网设备的出口是部分脱水的网状物126。网状物126沿着网202继续行进，被附加的真空单元210继续脱水，得到湿复合材料120，然后由干燥设备216干燥得到复合材料10。

根据所要求产品的结构，可以在双成网工艺中的任一阶段将吸附材料引入纤维网状物。例如，可以在部分脱水纤维网状物由机器的双成网部分出来并沿网状物202方前进时进行。参见图13，吸附材料122可以在位置1引入部分脱水的纤维网状物126。另外，吸附材料122可以在网状物由机器(即在网前箱里)的双成网部分出来之前引入部分脱水的纤维网状物。参见图13，吸附材料122可以在位置2、3或4，或沿网状物202和204的其它位置引入，所述的网状物至少是部分脱水的。吸附材料也可以在形成部分脱水的网状物时或在其沿网状物202和／或204行进时引入。如上所述，为了形成本发明在沿着复合材料纵向的方向上具有吸附材料带的复合材料，用沿网状物的宽度方向上横向排列的喷嘴将吸附材料注入到部分脱水的纤维网状物上。喷嘴与吸附材料供应槽相连。如上所述喷嘴还可以放置于多种位置(例如，图13的位置1，2或3)。如图13所示，喷嘴可放置于位置2，以将吸附材料注入到网状物202和204的部分脱水网状物上。一般来说，纤维与吸附材料的混合程度随纤维网状物脱水而减小(例如，位置1比位置2混合的少，位置2比位置3混合的少)。

根据吸附材料引入的位置，用生产本发明复合材料的双成网方法(twin-wire method)可生产具有纤维片的复合材料。用本发明的双成网方法生产的有代表性的具有纤维片的复合材料如图14A-H所示。如图14A，有代表性的复合材料10包括富含吸附材料的区域12，基本不含吸附材料的分配区14和与复合材料的外侧表面共存的纤维片11。

如图14A所示，复合材料10可通过把吸附材料引入单一的部分脱水网状物(即在网状物202和204上行进的网)的方法制备。图14B和图14C说明了在复合材料中有延伸至含有较厚(即Z-方向渗透)吸附材料的复合材料的类似生产方法。如图14D所示，复合材料10包括引入到中心纤维去的吸附材料。这样的复合材料是通过调节吸附材料渗透的深度而形成的，可通过例如喷嘴与成形网的距离或调节吸附材料的注入角度来实现。

另外，本发明的复合材料用双成网方法生产，所述的双成网方法是将吸附材料引入两片部分脱水的网状物上(即在网状物202和204上行进的网)。此方法包括了两组喷嘴，第一组喷嘴注入到一片部分脱水的网状物上，第二组喷嘴注入到另一片部分脱水的网状物上。如图14E所示，复合材料10包括富含吸附材料的区域，它基本上延伸至复合材料的整个厚度(即Z-方向)。这种复合材料的构型可由一对喷嘴组完成，调节喷嘴的位置和时间可得到在Z-方向上为一直线的吸附材料带。使一组喷嘴偏离另一组喷嘴，或者由一对喷嘴组提供非同步的吸附材料脉冲，以得到具有位移的吸附材料带的复合材料，这些复合材料的构型如图14F说明。图14G和14H说明用与图14E和14F类似的方法可分别生产所述的复合材料，但是，与这些复合材料相反的是，图14G和14H的复合材料是通过引入吸附材料的渗透厚度小于图14E和14F时所生产的复合材料。

如图14所示，本发明的复合材料可包括具有与复合材料外层表面共存的纤维片的整体状态。这些纤维复合材料可由带有抽气网前箱的多层倾斜成形机或双成网成形机生产。这些方法可提供层叠化的或分相的复合材料，所述的复合材料具有特定设计性能的纤维片或多相，其中复合材料所含有的组份使其具有所需要的性能。通过调节较上层和较下层纤维片的基重，可使复合材料中富含吸附材料的各区(即复合材料的吸附带)位于整个Z-方向上。

基本上说，吸附材料带在复合材料的Z-方向上的位置有效的固定了覆盖所述吸附带的纤维片。对于包括一个纤维给料器的生产方法，可通过吸附材料注入系统(如喷嘴组)相对于形成的网状物的位置调节带的位置。对于包括多个给料系统的生产方法，较上层和较下层片可由相同或不同组份组成，并引入抽气的网前箱中。

如图13和14A所示，具有纤维片11的复合材料10可由机器200制成。在生产含有包括相同组份的片11的复合材料时，将单个的纤维给料系统124引入网前箱212。在生产含有包括不同组份的片11的复合材料时，为了引入多个含有不同组成物的纤维给料系统(如124a、124b和124c)，网前箱212还包括一个或多个偏流消能系统214。在这些方法中，较上层和较下层纤维片可包括不同的组份，可有不同的基重和不同的性能。

优选的，波纹状复合材料用上述组份，由形成泡沫的生产方法生产。在形成泡沫的生产方法中，具有多层片并包括吸附材料带的纤维网状物可由多种纤维浆液形成。在一个优选的实施方案中，形成泡沫的生产方法由双成网成形设备完成。

所述的方法提供了各种多片层的复合材料，例如包括三层片的复合材料。有代表性的复合材料包括三层片，第一层片由纤维(如合成纤维纤维质和／或粘合剂纤维)形成；中间层片由纤维和／或其它吸附材料如超强吸附材料形成；第三层片由纤维形成。本发明的方法是通用的方法，可生产其所具有的纤维片是相当不同和不连续的复合材料，或在片一片之间具有逐步过渡区的复合材料。

形成具有中间片层的纤维网状物的有代表性的方法通常包括以下步骤：

(a)形成于水分散介质中的第一泡沫纤维浆液，其中包括纤维和表面活性剂；

(b)形成于水分散介质中的第二泡沫纤维浆液，其中包括纤维和表面活性剂；

(c)在第一通道中使第一多孔物质(如形成的网状物)移动；

(d)在第一通道中使第二多孔物质移动；

(e)使第一泡沫浆液与在第一通道上移动的第一多孔物质接触；

(f)使第二泡沫浆液与在第二通道上移动的第二多孔物质接触；

(g)在第一和第二泡沫浆液之间通过第三种材料，所述的第三种材料不与第一和第二多孔物质中的任何一种发生接触；

(h)从通过第一和第二多孔物质的第一和第二泡沫浆液中排出泡沫和液体，由所述的浆液及第三种材料制成纤维网状物。

如上所述，所述方法适合于在双成网成形设备上进行，优选是立式的成形设备，更优选立式下流式的双成网成形设备。在立式的成形设备中，多孔物质的运行通道基本上是垂直的。

有代表性的立式下流式的双成网成形设备用于本发明方法实践的示意图如图15。如图15，成形设备包括立式网前箱组件，该组件具有封闭的第一端(顶端)、封闭的第一和第二边和内体积。成形设备的第二端(底端)由第一和第二多孔物质202和204的移动以及夹箝213确定。其内体积由成形设备封闭的第一端、封闭的第一和第二边和第一和第二多孔物质确定，它包括由成形设备的第一端延伸至第二端的内结构230。内结构确定了在其一边上的第一体积232，和在其另一边上的第二体积234。成形设备还包括用于把第一纤维／泡沫浆液引入第一体积的给料槽242和装置243，包括用于把第二纤维／泡沫浆液引入第二体积的给料槽244和装置245，和包括用于把第三种材料引入内体积的给料槽246和装置247。从通过多孔物质的第一和第二浆液中排放泡沫而形成网状物的装置(如抽气箱206和208)也包括在网前箱组件之内。

在此方法中，双成网成形设备包括通过内结构引入至少是第三种材料的装置，在此方式中，第三种材料形成产品网状物的带或条纹。优选的，引入装置至少包括具有第一有效长度的第一组多导管，第二组多导管具有第二有效长度，使用的第二有效长度可以不同于第一有效长度。也可使用二组以上的导管。

另一有代表性的立式下流式的双成网成形设备用于本发明方法实践的示意图见图16。如图16所示，成形设备包括立式网前箱组件，该组件具有封闭的第一端、封闭的第一和第二边、和第一和第二多孔物质202和204，以及包括由成形设备的第一端延伸至第二端的内结构230。在此实施方案中，内结构230多导管235和236，和选择性分隔墙214。

内结构确定了在其一边上的第一体积232，和在其另一边上的第二体积234。成形设备还包括用于把第一纤维／泡沫浆液引入第一体积的给料槽242和装置243，用于把第二纤维／泡沫浆液引入第二体积的给料槽244和装置245，用于把第三种材料引入多导管236的给料槽246和装置247，把第三种材料引入多导管235的给料槽248和装置249，把另一种材料如泡沫浆液引入分隔墙214限定的体积之内的给料槽250和装置251。

多导管235的有效长度可以不同于多导管236。第三种物质可以通过多导管235和236引入，另外，或者是第三种物质通过多导管235引入，而第四种物质通过多导管236引入。优选的，导管235和236的端点终止在抽气箱开始从与多孔材料接触的浆液中排放泡沫之上的位置(即是在网状物开始形成的位置)。多导管235和／或236适于用来在本发明方法制成的纤维网状物上形成第三种材料的条纹或带。多导管235和236可以在第一维方向上移动，并离开夹箝213，并在基本上垂直于第一维方向的第二维方向上移动，更接近一个或另一个形成的网状物。有代表性的多导管235和236如图17说明。

通常，成形设备的内结构(即图15和16中的结构230)的位置与多孔材料相关，所述通过内结构引入的材料不与第一或第二多孔材料直接接触。相应的，在浆液与多孔材料接触和由浆液中排放泡沫和液体之后，所述的材料在第一和第二浆液之间的内结构引入。对于引入超强材料和形成的层状结构而言，这种方式是特别有利的，其中第三种材料是泡沫／纤维浆液。根据所形成的复合材料的性质，第一和第二纤维／泡沫浆液可以是相同的，或者相互不同，和不同于第三种材料。

在一优选的实施方案中，所述的方法包括在多个不同的点引入第三种材料，以得到在产品中含有第三种物质的条纹或带的复合材料。当需要调节在进入和离开网前箱出口(即图15和16中的夹箝213)的第一维方向的引入点，和需要调节第二维方向的引入点时，将第三种物质引入网前箱的多个不同点之中至少有一些位置是可以调节的，所述的第二维方向基本上垂直于第一维方向，更接近一个或另一个形成的网状物。

为了向网前箱中引入第三种材料，本发明的方法还可以包括利用多个不同的导管，至少是两种不同长度的导管。本发明的方法还可以包括利用具有分隔墙的网前箱，所述的墙延长了导管至网前箱出口的长度。这种网前箱如图13和16所示。

将第一和第二泡沫浆液引入第一和第二体积的装置可包括任何常用类型的导管、喷嘴、喷嘴口、联管等。典型的，排列于成形设备的第一端和相对于第二端，可以得到包括多导管的此类装置。

由通过多孔材料的第一和第二浆液中排放出泡沫，在多孔材料上形成网状物的装置也包括在网前箱组件中。所述排放泡沫的装置可包括能够达到此目的的任何常用设备，例如抽气泵、压力泵或其它常用的构造。在一优选的实施方案中，提供了第一和第二抽气箱组件并安装在内结构的多孔材料的相反方向上(参见图13、15和16中的抽气箱206和208)。

在如尿布和妇女保健用品的吸附制品中，波纹状吸附复合材料可加入吸附芯或贮存层。吸附复合材料可单独使用，或如图18和19所示与一个或多个其它的多层物结合使用。图18说明了以复合材料10作为贮存层和与较上层的截留层32结合的吸附结构30。图19说明了结构40，其中进一步使用了第三层42(如分配层)，如果需要，可有复合材料10和截留层32。

在如尿布的吸附制品中，波纹状吸附复合材料还可与液体处理层合并使用。在此制品中，复合材料可与贮存芯或层结合使用。在此结合中，液体处理层的表面积要小于、等于或略大于面对波纹状复合材料的贮存层的表面积。波纹状复合材料与贮存层相结合的有代表性的吸附结构物如图20和21所示。如图20，吸附结构物90包括波纹状复合材料10和贮存层60，贮存层60优选是包括了吸附材料的纤维层。贮存层可用任何方法，包括干法、湿法和形成泡沫的方法生产。

对于包括贮存层和作为液体处理层的波纹状复合材料的结构物而言，波纹状复合材料中的吸附材料可以相同、相似或不同于贮存层中的吸附材料。

在一些实施方案中，波纹状吸附复合材料是不对称的，复合材料的前后表面不同。在这些实施方案中，复合材料的第一面，其中被注入了吸附材料，其反面(即机器一侧)基本由纤维组成，它构成了复合材料纤维基底的表面。对除了波纹状复合材料外还含有贮存层的吸附结构物而言，复合材料可以定位于两个方向上。在一个实施方案中，波纹状复合材料用其波纹状表面定位于指向穿着者的方向上。具有贮存层和波纹状复合材料的有代表性的结构物90如图20所示，所述的波纹状复合材料以波纹状表面指向穿着者的方向。另外，如图21所示，有代表性的结构物92包括复合材料10，所述的复合材料的波纹指向贮存层60。贮存层的表面可以与波纹状复合材料的表面一致或不一致。

可以预料的是，由于在复合材料的纤维基底中结合使用了合成纤维(例如疏水纤维如聚酯纤维)，含有波纹状复合材料的结构物的再湿性也可以减少。在与贮存层结合使用时，具有纤维基底的波纹状复合材料优选与相反结构的结构物结合使用，所述的波纹状复合材料中含有合成(疏水)纤维。

为了进一步的提高再湿性能，可以把波纹状复合材料和贮存层与截留层结合使用。图22和23分别说明了吸附结构物94和96，它们各自都有覆盖了复合材料10和贮存层60的截留层32。

如图24A至24D所示，结构物90、92、94和96还包括有中间层70，从而得到了结构物100、102、104和106。中间层70例如可以是织物层、无纺织物层、干法或湿法成网的垫或是波纹状复合材料。

结构物90、92、94、96、100、102、104和106可以结合到吸附制品中。一般来说，如图25A至25H分别所示，吸附制品110、112、114、116、120、122、124和126各自包括能透过液体的表面层52和不能透过液体的背面层54，以及包括结构物90、92、94、96、100、102、104和106。在这些吸附制品中，表面层与背面层结合。

由吸附复合材料可生产多种适用的结构物。最普通的包括吸附消费品，如尿布，妇女保健用品如卫生巾和成人失禁用品。例如，如图26A和26B所示，吸附制品50包括吸附复合材料10和能透过液体的表面层52和不能透过液体的背面层54。如图26B所示，表面层52和背面层54结合。如图27所示，吸附制品60包括吸附复合材料10和覆盖的截留层32。能透过液体的表面层52、覆盖的截留层32和不能透过液体的背面层54覆盖了吸附复合材料10。例如用于尿布时，这些吸附复合材料具有良好的液体吸附性能。图28说明了吸附结构70，它进一步包括了插入截留层32和复合材料10之间的分配层42。如上所述，在多次加湿的情况下，吸附复合材料的波纹状结构有助于流体的输送和吸收。

应用本文提出的构思，任一普通技术人员可以作出各种不同的结构物。例如，成人失禁用品的吸附结构的典型构成如图29所示。制品80包括表面层52、截留层32、吸附复合材料10和背面层54。表面层52是能透过液体的，而背面层54不能透过液体。在此结构物中，能透过液体的织物44由极性的纤维材料构成，置于吸附复合材料10和截留层32之间。

本发明提供了其中含有吸附材料的纤维吸附复合材料和它们的生产方法。吸附复合材料是纤维结构，其中包括沿复合材料的长度分析分散于各带之中的吸附材料。在各吸附材料带之间吸附复合材料具有连续开放的分配区，它能够消除胶体在复合材料中的屏蔽作用。在液体首次侵入之后，为了液体的连续侵入，复合材料展开了波纹，打开了纤维结构，增加了后续侵入液体的截留速度。当把贮存芯结合到吸附制品如尿布时，为了提高吸附复合材料作为贮存芯的总利用率，将波纹状物和分配区结合使用。在吸附制品如尿布中将波纹状吸附复合材料作为液体处理层或贮存芯使用是有利的。

下面的实施例用于说明，但不能限制本发明。实施例实施例1

有代表性的波纹状吸附复合材料的截留时间

在此实施例中，将本发明有代表性的波纹状吸附复合材料(复合材料A)的截留时间与可买到的尿布(尿布A，Kimberly-clark)进行比较，并与吸附复合材料(复合材料B)进行了比较，所述的复合材料B与本发明的复合材料有相似的组成，和由纤维(50∶50交联纤维和美国长叶松纤维)、湿强增强剂、和在整个复合材料中分配相当均一的吸附材料组成。复合材料B如下面两专利所述：美国专利申请序列号60／046，395，申请日1997年5月13日，国际专利申请序列号PCT／US98／09682，申请日1998年5月12日，申请人是WeyerhaeuserCompany，两篇均引用作为本文的参考。

对买到的尿布(Kimberly-clark)进行试验，从尿布里取出芯和波纹状的处理层，并用作本发明波纹状吸附复合材料和复合材料B的包裹层。把本发明的波纹状吸附复合材料或复合材料B插入尿布制成试验尿布。

试验用的水溶液是由National Scientific买到的合成尿液，商品名称RICCA。合成尿液是含135meq．／L钠，8．6meq．／L钙、7．7meq．／L镁，1．94％重量的尿素(以总重量为基础)，加上其它成分。

制备试验用的吸附结构样品，确定该结构的芯的中心，在液体应用区域的前方测量1英寸，用“X”标记。样品制成后进行试验，首先把样品置于塑料基底(4 3／4英寸×19 1／4英寸)上，然后在样品的顶部放置漏斗形截留板(4英寸×4英寸的塑料板)，板上洞的位置在“X”标记的上方。然后把环形重量(1400克)置于漏斗形截留板的顶部，在其上连接漏斗(直径4英寸)。在漏斗中倒入100mL合成尿液，以测定液体的截留，测量从液体倒入漏斗至液体从漏斗底部消失进入样品的时间。测量得到的时间是第一液体侵入的截留时间。1分钟以后，将第二个100mL进入漏斗，测量得到的时间是第二液体侵入的截留时间。1分钟以后，重复截留试验，得到第三液体侵入的截留时间。截留时间以秒计，对尿布A、复合材料B和复合材料A依次进行三次试验，各个试验的结果汇总于表1。

表1  截留时间比较

截留时间(sec)
				侵入次数	尿布A	复合材料B	复合材料A
1	45	10	10
2	60	11	6
3	75	10	4

如表1所示，本发明的吸附复合材料比买的尿布吸收液体更快，买的尿布中含有干法制成的贮存芯。结果说明干法制成的贮存芯不能象本发明用湿法制成的复合材料那样快速的几乎是全部的吸收液体。买到的尿布对依次进行的液体侵入表现出递减的特性。与此相反，本发明的复合材料在依次进行试验，连续吸附液体时截留时间缩短。很显然，本发明的吸附复合材料第三次侵入试验的截留时间显著地低于(大约10倍)买来的尿布第一次侵入的截留时间。结果表明，湿法成网制成的复合材料一般比常规干法制成的贮存芯有更大的芯给能力和毛细管成网能力，特别是提高了波纹状吸附复合材料的性能。

如上所述的理由，湿法成网得到的复合材料B的截留时间也比干法制成的芯小。在依次进行的侵入试验中，复合材料B的截留时间基本上保持常数。与此相反，复合材料A在第二和第三次侵入时截留时间大大减少。吸附速率的提高来自于复合材料中吸附材料成带的性质。结果表明含有吸附材料的湿法制成的复合材料中，吸附材料在复合材料中的构型是液体截留的重要因素。湿法制成的复合材料中，均匀分布的吸附材料使其比类似组成的干法制成的复合材料更好，湿法制成的、具有吸附材料带的复合材料有更多优点，包括提高和保持对液体的截留。

实施例2

有代表性的波纹状吸附复合材料的截留速率和再湿性

在此实施例中，将本发明有代表性的波纹状吸附复合材料(设为复合材料A1-A4)的截留时间和再湿性与可买到的尿布(尿布A，Kimberly-clark)进行比较。复合材料A1-A4的干燥方法不同。试验还包括与一系列吸附复合材料(复合材料B1-B4)进行比较，复合材料B1-B4按照上述实施例1中复合材料B的制备方法制备，但是干燥方法不同。

复合材料中包括的一定量的超强吸附聚合物材料(重量百分数SAP)的试验复合材料的某些性质和各个复合材料的基重汇总列于表2。

对买到的尿布(Kimberly-clark)进行试验，从尿布里取出芯，并用作本发明波纹状吸附复合材料和复合材料B1-B4的包裹层。插入试验复合材料制成试验尿布。

按照下文所述的多剂量再湿性试验方法测定截留时间和再湿性。

主要是，多剂量再湿性试验测定了加入三次液体后每次试验由吸附结构中释放出来的尿液的量，和加入三次液体后每次试验液体芯给至产品的时间。

试验用的水溶液是由National Scientific买到的合成尿液，商品名称RICCA，如实施例1所述。

制备试验用预称重的吸附材料样品，确定该结构的芯的中心，在液体应用区域的前方测量1英寸，用“X”标记。液体使用漏斗(最小容量100mL，流量5-7mL／s)置于样品“X”标记表面上方4英寸。样品制成后按照下面的方法进行试验：放平样品，无纺布面向上，在桌子的顶部和在装液体漏斗的下方。在漏斗中倒入一定剂量(100mL)的合成尿液，把剂量环(5／32英寸，不锈钢，2英寸ID×3英寸高)放在样品的“X”标记上。在剂量环内加第一个剂量的合成尿液。用秒表，以秒记录液体的截留时间，测量从打开漏斗阀门至液体由剂量环底部芯给至产品的时间。等20分钟，在第一个剂量加入后等待的20分钟期间内，称重滤纸叠(19-22g，Whatman#3，11．0cm或相当，在试验前最少2小时时将其暴露于室内的湿度下)。把预称重的滤纸叠放在潮湿面积的中央。把重筒(8．9cm直径，9．8磅)置于过滤纸叠的顶部。2分钟后重量减少，称重滤纸叠并记录重量变化。该方法重复2次以上。在尿布上加入第二剂量的合成尿液，测定截留时间，滤纸在样品上放2分钟，测定重量变化。对于第二剂量，干滤纸的重量是29-32g，对于第三剂量，干滤纸的重量是39-42g。加入剂量之前的干滤纸由另外的干燥滤纸供应。

液体的截留时间以三个剂量的每次试验中液体被吸附至产品中所需要的时间长度(秒)计。结果汇总列于表2。

再湿性以每次液体剂量侵入后反吸附至滤纸中的液体重量(克)计(湿滤纸重和干滤纸重之差)，结果也汇总列于表2。

表2  截留时间和再湿性比较

复合材料	SAP％(w/w)	基重(gsm)	截留时间(Sec)			再湿性(g)
												侵入1	侵入2	侵入3	侵入1	侵入2	侵入3
A1	45.0	668	20	16	18	0.1	0.2	0.5
									A2	39.3	665	19	16	19	0.1	0.2	0.5
A3	37.0	715	26	16	17	0.1	0.2	0.5
									A4	46.0	710	18	16	24	0.1	0.1	0.3
									B1	49.4	568	16	19	26	0.1	0.4	2.4
B2	38.3	648	17	19	22	0.1	0.7	2.5
									B3	35.9	687	29	26	27	0.2	0.2	0.7
B4	38.8	672	17	18	21	0.1	0.3	0.9
可买到的干片芯	40.0	625	34	35	39	0.1	4.0	12.6

如表2所示，本发明有代表性的波纹状吸附复合材料(复合材料A1-A4)的截留时间比买到的芯要短得多。

本发明有代表性的波纹状吸附复合材料(复合材料A1-A4)的再湿性比其它的芯都小得多。开始时大多数的复合材料显示出较低的再湿性，在液体三次侵入后，买到的芯显示出显著的再湿性。与此相反，复合材料A持续出现低再湿性。实施例3

有代表性的波纹状吸附复合材料的水平和垂直的芯给

在此实施例中，将本发明有代表性的波纹状吸附复合材料(复合材料A)的芯给性能与可买到的尿布贮存芯(尿布B，Procter &Gamble)进行了比较，并和在整个复合材料(复合材料B)中均匀分布了吸附材料的湿法成网法制成的贮存芯进行了比较。

水平芯给试验测定在水平方向选定的距离上液体芯给所需要的时间。试验按照下面的方法进行：将样品复合材料放在水平表面上，其中一端与液体浴接触，测量预定距离内吸收液体的芯给所需时间。主要是，由纸张和其它来源切下复合材料样品的条状物(40cm×10cm)，如果纸张是纵向的，条状物的40cm长度与纸张的纵向平行。对本发明的吸附复合材料，条状物位于中心，这样4条吸附材料带就是条状物的宽度。由条状物10cm的宽度的一端开始，在距条状物的边4．5cm处标记第一条线，然后沿着条状物的整个长度方向上每隔5cm画一条线(即在0cm，5cm，10cm，15cm，20cm，25cm，30cm和35cm处)。准备水平芯给的设备，该设备具有中心槽，其中有从槽的另外一边延长出来的水平翼。每一翼的非支撑边与槽的内边贴合。在每一翼的端点放塑料延长部分以支撑每一翼，使其保持在水平和横向位置。然后将槽用合成尿液充满。在4．5cm的标记处缓慢的弯曲样品复合材料条状物，使条状物形成差不多45°角。然后将条状物放置在翼上，这样条状物就是水平躺着的，而条状物的弯曲端延伸到槽之中并接触到液体。当液体达到从4．5cm弯曲点到复合材料5cm标记的第一条线时，记录液体的芯给时间。然后在50％液体前方达到标记的间隔时(如5cm，10cm)，每隔5cm间隔记录芯给时间。在整个试验中，提供补充另外的合成尿液使槽中的液体水平保持常量的水平。水平芯给试验结果汇总列于表3。

表3  水平芯给比较

距离(cm)	芯给时间(sec)
				尿布B	复合材料B	复合材料A
	5	48	15	11
10	150	52	27
15	290	134	67
20	458	285	142
25	783	540	250
30	1703	1117	350
35	-	1425	480

上表所列出的结果表明，湿法制成的复合材料比常规的干法制成的芯的水平芯给提高。复合材料B的芯给时间大约是常规尿布芯的50％，复合材料A的芯给时间大约是复合材料B的50％。因此，复合材料A的芯给时间大约是市场可买到的尿布芯的4倍。结果表明本发明复合材料的分配区是有效的，开发了吸附材料的成带性能。

垂直芯给试验测定在垂直方向选定的距离上液体吸收所需要的时间。试验按照下面的方法进行：垂直悬挂样品复合材料，其中一端与液体浴接触，测量预定距离内吸收液体的芯给所需时间。试验前，切割样品复合材料(10cm×22cm)，并在离条状物的一端开始的1cm，11cm，16cm和21cm处画线标记。优选的，样品在相对湿度50％和23C的情况下预处理12小时，在试验前贮存在样品带中。复合材料样品在长度方向上垂直取向，把有1cm标记的一端夹起来，使其底端接触含合成尿液浴，记录达到5cm，10cm，15cm和20cm前时芯给50％所需要的时间。垂直芯给试验结果汇总列于表4。

表4  垂直芯给比较

距离(cm)	芯给时间(sec)
				尿布	复合材料B	复合材料A
	5	20	6	11
10	Feel Apart	54	51
15	-	513	257
20	-	3780	1110

根据水平芯给的结果，湿法制成的复合材料A和B大大高于垂直芯给。在复合材料A和B中，与湿法制备的、在整个复合材料中吸附材料均匀分布的复合材料相比，本发明的复合材料在远离液体侵入的位置都可以更快速的分配液体。结果还表明，与常规的干法制成的复合材料相比，湿法制备的复合材料有更大的湿织物强度。实施例4

有代表性的波纹状吸附复合材料的液体分配

在此实施例中，将波纹状吸附复合材料(复合材料A)中的液体分配与买到的两种尿布(上述的尿布A和B)进行比较。试验测定了尿布芯分配所获得的液体的能力。完美的分配是对平均值只有0％偏差。理想的液体分配会使所用的液体在4个分配区的每个区里平均分配(即在每个区有大约25％的液体)。

对样品的每个区进行称重以测定液体的分配，所述的样品是在上述实施例2中经过多剂量再湿性试验的。基本上是在最后一次再湿性试验后，去掉尿布的各翼，然后切成4个相等长度的分配区。将各区称重，以确定在各区所含液体的重量。

有代表性的本发明波纹状吸附复合材料的液体分配接近于理想的结果。结果表明，有代表性的商品贮存芯积蓄的液体接近于液体的侵入点，而在本发明在波纹状吸附贮存芯中液体有效地分布于整个芯。

上文已经说明和描述了本发明优选的实施方案，可以理解的是，它们的各种变化并不背离本发明的精神和保护范围。

在本发明的实施方案中排他性的产权或特许由下面的权利要求确定保护范围。

Claims (50)

1．生产吸附复合材料的方法，该方法包括以下步骤：在分散介质中使弹性纤维和基质纤维结合以形成纤维浆液；

将纤维浆液沉积在多孔支撑体上；

使沉积浆液脱水得到部分脱水的纤维网状物；

将吸附材料注入部分脱水的纤维网状物，得到网状复合材料以形成吸附材料带；

干燥网状复合材料，形成含有纤维基质和吸附材料的复合材料，其中的吸附材料在一个或多个纤维基质带中，所述的带确定着纤维基质的液体分配区，以及其中的纤维基质含有成带的纤维质纤维。

2．权利要求1的方法，其中的弹性纤维包括交联的纤维质纤维。

3．权利要求1的方法，其中的基质纤维包括木浆纤维。

4．权利要求1的方法，其中的吸附材料包括超强吸附材料。

5．权利要求1的方法，其中的吸附材料在分散介质中可溶胀。

6．权利要求1的方法，其中的吸附材料在分散介质中的吸附小于自身重量的20倍。

7．权利要求1的方法，其中吸附材料以在分散介质中成水分散液的形式注入网状物。

8．权利要求7的方法，其中的分散介质包括冷水。

9．权利要求1的方法，其中纤维浆液还含有湿强增强剂。

10．权利要求9的方法，其中的湿强增强剂是聚酰胺-表氯醇树脂。

11．权利要求1的方法，其中分散介质还含有表面活性剂。

12．权利要求11的方法，其中的表面活性剂选自阴离子、非离子和两性表面活性剂。

13．权利要求1的方法，其中的纤维浆液的粘稠度是含有大约0．05％至大约15％重量的固体。

14．权利要求1的方法，其中的方法是湿法成网法。

15．权利要求1的方法，其中的方法是泡沫形成法。

16．生产纤维网状物的方法，该方法包括以下步骤：

(a)在水分散介质中形成第一泡沫纤维浆液，其中含有纤维和表面活性剂；

(b)在水分散介质中形成第二泡沫纤维浆液，其中含有纤维和表面活性剂；

(c)在第一通道中使第一多孔物质移动；

(d)在第二通道中使第二多孔物质移动；

(e)使第一泡沫浆液与在第一通道上移动的第一多孔物质接触；

(f)使第二泡沫浆液与在第二通道上移动的第二多孔物质接触；

(g)在第一和第二泡沫浆液之间通过第三种材料，所述的第三种材料不与多孔物质接触；和

(h)由通过第一和第二多孔物质的第一和第二泡沫浆液及第三种材料中排出泡沫和液体，制成纤维网状物。

17．权利要求16的方法，其中的纤维选自弹性纤维、基质纤维、合成纤维，以及它们的混合物。

18．权利要求16的方法，其中的纤维含有交联的纤维质纤维和木浆纤维。

19．权利要求16的方法，其中在第一和第二泡沫浆液中至少有一种还含有湿强增强剂。

20．权利要求19的方法，其中的湿强增强剂包括聚酰胺-表氯醇树脂。

21．权利要求16的方法，其中的第三种材料是吸附材料。

22．权利要求21的方法，其中的吸附材料包括超强吸附材料。

23．权利要求16的方法，其中的第三种材料包括超强吸附材料的水悬浮液。

24．权利要求16的方法，其中的第三种材料包括纤维浆液。

25．权利要求16的方法，其中的第一泡沫浆液不同于第二泡沫浆液。

26．权利要求16的方法，其中的第一和第二通道基本上垂直。

27．权利要求16的方法，其中的方法是用双成网成形设备进行的。

28．权利要求27的方法，其中的双成网设备是立式下流式成形设备。

29．权利要求16的方法，其中在第一和第二泡沫浆液之间通过第三种材料的步骤包括在第一和第二泡沫浆液已经分别接触第一和第二多孔材料之后，再在第一和第二泡沫浆液之间通过第三种材料，并从其中排放出泡沫和液体。

30．权利要求16的方法，其中还包括将湿的复合材料干燥以得到吸附复合材料。

31．生产纤维网状物的方法，该方法包括以下步骤：

(a)在水分散介质中形成第一泡沫纤维浆液，其中含有纤维和表面活性剂；

(b)在水分散介质中形成第二泡沫纤维浆液，其中含有纤维和表面活性剂；

(c)在第一通道中使第一多孔物质移动；

(d)在第二通道中使第二多孔物质移动，沿着第一和第二通道的位置提供夹持的区域；

(e)使第一泡沫浆液与在第一通道上移动的第一多孔物质接触；

(f)使第二泡沫浆液与在第二通道上移动的第二多孔物质接触；

(g)在第一和第二泡沫浆液之间通过第三种材料，所述的第三种材料不与多孔物质接触，并且第三种材料在多点引入；和

(h)由分别通过第一和第二多孔物质的第一和第二泡沫浆液及第三种材料中排出泡沫和液体，制成纤维网状物。

32．权利要求31的方法，其中通过多点引入第三种材料，在第一和第二泡沫浆液之间通过第三种材料的步骤可使得到的网状物具有第三种材料的条状物。

33．权利要求31的方法，其中通过多点引入第三种材料，在第一和第二泡沫浆液之间通过第三种材料的步骤包括调节多点中至少一部分点的位置，以调节向着或离开夹持部位的第一维方向上的引入点。

34．权利要求31的方法，其中通过多点引入第三种材料，在第一和第二泡沫浆液之间通过第三种材料的步骤包括调节多点中至少一部分点的位置，以调节基本上垂直于第一维方向的第二维方向上接近于一种或另一种多孔物质的引入点。

35．权利要求31的方法，其中通过多点引入第三种材料，在第一和第二泡沫浆液之间通过第三种材料的步骤是用多导管实现的。

36．权利要求35的方法，其中的多导管包括至少两种不同长度的导管。

37．权利要求35的方法，其中步骤(e)、(f)和(g)是通过增加分隔墙以延长导管向着夹持部位方向的长度来实现的。

38．权利要求31的方法，其中在第一和第二泡沫浆液之间通过第三种材料的步骤包括在第一和第二泡沫浆液已经分别接触第一和第二多孔材料之后，再在第一和第二泡沫浆液之间通过第三种材料，并由其中排放出泡沫和液体。

39．权利要求31的方法，其中在第一和第二泡沫浆液之间通过第三种材料的步骤包括用多导管通过第三种材料，和用不同的多导管通过第四种材料，以得到在成形网状物上的第三和第四种材料的条状物。

40．权利要求39的方法，其中在第一和第二泡沫浆液之间通过第三和第四种材料的步骤包括在离夹持部位的不同间隔距离引入第三和第四种材料。

41．权利要求31的方法，其中的纤维选自弹性纤维、基质纤维、合成纤维，以及它们的混合物。

42．权利要求31的方法，其中纤维包括交联的纤维质纤维和木浆纤维。

43．权利要求31的方法，其中第三种材料包括超强吸附材料。

44．权利要求31的方法，其中的第三种材料包括超强吸附材料的水悬浮液。

45．权利要求31的方法，其中的第三种材料包括纤维浆液。

46．权利要求31的方法，其中的第一泡沫浆液不同于第二泡沫浆液。

47．权利要求31的方法，其中的第一和第二通道基本是垂直的。

48．权利要求31的方法，其中的方法是用双成网成形设备进行的。

49．权利要求48的方法，其中的双成网设备是立式下流式成形设备。

50．权利要求31的方法，其中还包括干燥潮湿的网状复合材料，以得到吸附复合材料。

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