CN1602209A - 吸收液体的热塑性材料及其在吸收制品中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及改善的吸收液体的热塑性材料，该材料用作例如一次性吸收制品的吸收材料。该吸收液体的热塑性材料包括A)热塑性组合物，该组合物包括热塑性聚合物和合适的相容的增塑剂，和B)分散在热塑性组合物中的超吸收性颗粒。此吸收液体的热塑性材料优选地为热熔融组合物形式，并能用在一次性吸收制品如卫生巾、紧身短裤衬里、一次性尿布、溢奶垫及类似物的吸收芯里，来完全或部分取代所述吸收芯。

Description

吸收液体的热塑性材料及其在吸收制品中的应用
发明领域
本发明涉及吸收液体的热塑性材料。吸收液体的热塑性材料包括A)一种包括热塑性聚合物和合适的相容的增塑剂的热塑性组合物和B)分散在热塑性组合物中的超吸收性颗粒。这种吸收液体的热塑性材料有很多最终用途，例如，用于一次性吸收制品如卫生巾、紧身短裤衬里、一次性尿布、溢奶垫以及类似物的吸收芯中，来完全或部分取代所述吸收芯。
发明背景
通常，含水液体尤其是尿液、月经等体液的吸收和保留是通过使用包含吸收材料的吸收制品来完成的。这些制品包括一次性尿布、失禁垫、卫生巾、卫生棉塞、伤口敷料、溢奶垫及类似物。通常，最常用的吸收材料是纤维素材料(优选的是去纤维木浆)和超吸收性材料。尤其是，当提及目前可在市场上购得的一次性尿布或卫生巾及类似物时，纤维素材料以棉胎或薄片形式存在，典型地还包含颗粒吸收材料，业内通常称之为超吸收剂或水凝胶材料，这些材料可加工成很薄但吸收能力很强的吸收芯结构。曾有人提出，一次性吸收制品完全由超吸收性聚合物制成的支撑式或非支撑式薄膜来作吸收芯，但这些材料通常比较坚硬而且常会碎裂，尤其是在干燥状态下。除了这些解决办法之外，本领域还有一些不同建议，即使用含超吸收性材料的水不溶性聚合热塑性薄片材料。例如，US 4318408描述了一种不碎裂的含水流体吸收剂产品，此产品包括水不溶性、充分不溶胀的弹性聚合物基质，此聚合物至少部分地含有水不溶性但可水溶胀的有机高分子吸收材料颗粒。基于所述弹性聚合物的类型，该基质不具有吸收性能。类似地，EP 1013291描述了一种含超吸收性聚合物的热熔融粘合剂。WO 99/57201说明了包括热塑性组分和超吸收性聚合物的组合物，所述组合物是薄膜层形态或通过多种热熔融粘合剂应用技术施用到一次性吸收制品上。虽然该最后一种解决办法与上述技术相比是一种改进，即能够更充分地利用超吸收性颗粒的吸收能力，但此改进是通过使用非吸收基质获得的，通常此非吸收基质为了在吸收液体后获得超吸收性颗粒的自由溶胀而变湿时会减弱颗粒的完整性。
另外，此技术未能认识到也在现有技术中描述的这种结构和类似结构表现不好，尤其在用于可透气的吸收产品时，这在本发明下文关于一次性吸收制品的上下文中将作说明。
事实上，许多已知的一次性吸收制品利用了位于液体可透过的顶片和水汽和液体不可透过的底片之间的吸收材料。这种底片可有效防止体液从吸收材料迁移到穿用者的衣服上。然而，使用液体和水汽不可透过的底片会在使用时导致吸收产品中的湿度很高，使用者会感到不舒服，并可导致人体皮肤温度上升以及相对高的皮肤水含量。另外，一次性吸收产品中的潮湿环境也会促进微生物的生长。
为了降低一次性吸收制品尤其是一次性尿布和卫生巾在使用时的湿度含量，这些吸收制品使用了多孔聚合物膜作为可透气的底片。这些可透气的薄膜典型地呈现微孔，并提供了液体不可透过和水汽可透过的期望含量之间的折衷。然而，在使用此吸收制品的某些情况下，微孔薄膜会显示具有制品内液体过多的渗漏，导致使用者外衣变脏。这个问题可通过使用整片薄膜作为底片来解决，即通过使用连续透气薄膜，此连续薄膜不允许水分穿过材料中敞开的孔或缝隙流动，但通过在薄膜的局部水汽压力较高的一边(即在吸收制品里面)吸收水蒸气，将水蒸气释放在薄膜的局部压力较低的一边(即在吸收制品的外面)来传输水蒸气。在任何情况下，尽管使用透气薄膜作为底片改善了使用者的舒适度，尤其是在穿用吸收制品的最初阶段，此吸收制品的性能仍可改进。更一般地讲，处于干燥和潮湿状态的吸收结构的透气性在非一次性吸收制品应用领域也是有益的。
实际上，一方面，现有技术合成的包括热塑性基质(例如热熔融粘合剂)和超吸收性颗粒的吸收性结构具有较差的液体处理/吸收能力，或者在潮湿状态下缺乏完整性，且在任何情况下本身都不透气，而且可能同其它材料不能完全相容(例如化学相容)，而合成的吸收性结构可能要与这些材料接触，例如在一次性吸收制品中。
另一方面，在一次性吸收制品的具体领域中，当利用现有技术的传统的基于吸收剂纤维素材料的吸收芯吸收了大量体液时，湿吸收芯失去了其大部分的对于水汽的渗透性，从而，吸收芯阻止了水汽从使用者皮肤上逃逸。因此，尽管此类透气吸收性结构典型地包括在可透气的吸收制品中，在干燥或吸收少量体液时具有高度透气性，但在想要使用的潮湿环境中时，其透气性水平会降低，以至不能够保证使用者具有足够的舒适度。
因此，需要一种吸收材料，例如将其应用在一次性吸收制品的吸收芯中时，这些一次性吸收制品除了具有意图使用的所有特性外，还改善了机械和吸收特性，且优选地，该吸收制品甚至在吸收了足量液体时，如在使用此吸收制品期间所体验的那样，还能保持透气。
因此，本发明的一个目的是提供改善的吸收液体的热塑性材料，此热塑性材料可用作吸收材料，例如一次性吸收制品的吸收芯。
具体地讲，本发明的一个目的是提供吸收液体的热塑性材料，其可用作例如一次性吸收制品的吸收芯，并且具有改善的机械特性。
本发明进一步的目的是提供吸收液体的热塑性材料，其可用作例如一次性吸收制品的吸收芯，并且具有透气特性。
在阅读本发明的下列描述后，如本发明所述的吸收材料的其它目的和更具体的特性将变得清楚。
发明概述
本发明提供了一种吸收液体的热塑性材料，该材料可用作例如一次性吸收制品的吸收材料，热塑性材料包括其中分散有水不溶性、水溶胀吸收材料颗粒的热塑性聚合组合物的基质，其中热塑性聚合组合物包括：
一种热塑性聚合物或热塑性聚合物的混合物，和
一种合适的相容的增塑剂或合适的相容的增塑剂的掺合物，
当按照本发明描述的吸水性试验测定吸水率时，热塑性聚合组合物的吸水率大于30％、优选大于40％、更优选大于60％、最优选大于90％。
如本发明所述也提供了一种吸收制品，该制品包括液体可透过的顶片、液体不可透过的底片，和位于所述顶片和底片之间的吸收芯，其中吸收芯由如本发明所述的吸收液体的热塑性材料或包括如本发明所述的吸收液体的热塑性材料。在一个优选的实施方案中，所述吸收制品包括作为底片的可透气的底片。
发明详述
本发明所用术语“液体”是指水基流体或液体，如尿液、月经、血清、血液、汗液、粘液及其它通常定义为体液的水溶液，但并不旨在排除其它水基流体。
如本发明所述的吸收液体的热塑性材料(即吸收材料)包括：
A)包括热塑性聚合物和合适的相容的增塑剂的热塑性聚合组合物基质，和
B)分散到热塑性组合物基质中的水不溶性、水溶胀吸收材料的颗粒，即超吸收性颗粒。
现在将参考上述A和B组分描述如本发明所述的吸收材料。
A)热塑性聚合组合物的基质。
根据本发明，热塑性聚合组合物基质包括：
一种热塑性聚合物或热塑性聚合物的混合物，和
一种合适的相容的增塑剂或合适的相容的增塑剂的掺合物，
和当依照本发明下文描述的吸水性试验测定所述吸水率时，具有大于30％、优选大于40％、更优选大于60％、最优选大于90％的吸水率。
如发明背景所述，WO 99/57201公开了包括热塑性组分和超吸收性聚合物颗粒的组合物，该聚合物是薄膜层形态或通过多种热熔融粘合剂应用技术施用到一次性吸收制品上。根据该专利申请，热塑性组合物应该有足够的极性和低的内聚强度，以使超吸收性颗粒在吸收液体后溶胀。据信，液体获得物可能被液体最初接触的超吸收性颗粒的溶胀触发，依次会导致热塑性基质的部分破裂和产生液体在热塑性基质中进一步迁移的通道。由于超吸收性颗粒的溶胀能力是在损害包含此颗粒的热塑性组合物内聚强度的情况下得到的，根据上述专利申请，这意味着该吸收热熔融物具有相当弱的机械强度，尤其是在潮湿状态下。
与上述机理相反，发明者惊奇地发现，如果如本发明所述的热塑性聚合组合物基质具有如本发明描述的吸水性试验测定大于30％、优选大于40％、更优选大于60％、最优选大于90％的吸水率，则可获得良好的吸收特性和良好的基质强度，因此吸收材料也能存在于潮湿状态下。不受理论的束缚，发明者相信基质内在的吸收性可以确保液体被捕获并在基质中扩散，因此允许液体同包含在基质中的超吸收性颗粒接触并溶胀，没有必要使用具有低内聚强度的基质，但却需要在吸收液体后能够保持充分接触并具有足够强度的基质。
应该意识到与现有技术的那些相比，基质内在的吸收性使得液体能在基质内更有效地扩散，从而液体可以更好地分布以接触到更大量的超吸收性颗粒，这反过来使得本发明吸收材料可以被更好地利用。
除了上述热塑性聚合组合物的选择标准外，发明者发现用于如本发明所述的基质中的热塑性聚合物或聚合物的吸水率，用如本发明所述的吸水性试验测定，优选地大于10％、优选大于20％、更优选大于30％。
如发明背景所述，本领域已知，热塑性薄膜除了具有水汽渗透性之外，还具有阻挡液体的作用。尤其适合的是亲水的连续薄膜，它不会让水汽穿过材料中敞开的孔或缝隙，但确实通过在水汽浓度高的薄膜一边吸收水以转移足量的水汽穿过薄膜，且在薄膜水汽浓度较低的薄膜对边释放或蒸发水汽。这种薄膜典型地由包括热塑性亲水聚合物或热塑性亲水聚合物的掺合物的热塑性聚合组合物形成。具有上述特征的热塑性亲水聚合组合物在本领域也被称为“整体组合物”，由此制成的水汽可透过的、液体不可透过的层或薄膜被称为“整体层”或“整体膜”。它们是可透气的，即，它们是液体不可透过的但允许水汽通过。
用在如本发明所述基质中的热塑性聚合物可优选地从整体透气聚合物中选择，遵循热塑性聚合组合物，优选的是热塑性聚合物或聚合物吸水率的上述标准，以提供吸收液体的热塑性材料，该热塑性材料优选地也能透气。
包括在如本发明所述热塑性聚合组合物基质的热塑性组合物中的合适的热塑性聚合物，可遵循上述吸水率标准进行选择，例如从在专利申请WO99/64077和WO 99/64505中描述的那些物质中进行选择，且包括聚氨酯、聚-醚-酰胺嵌段共聚物、聚乙烯丙烯酸和聚乙烯-异丁烯酸共聚物、聚环氧乙烷和其共聚物、乙烯丙烯酸酯和乙烯异丁烯酸酯共聚物、聚交酯和共聚物、聚酰胺、聚酯和共聚酯、聚酯嵌段共聚物、磺化聚酯、聚-醚-酯嵌段共聚物、聚-醚-酯-酰胺嵌段共聚物、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸和其衍生物、离聚物、乙烯乙酸酯含量按重量计为至少28％的聚乙烯-乙烯乙酸酯、聚乙烯醇和其共聚物、聚乙烯醚和其共聚物、聚-2-乙基-噁唑啉和其衍生物、聚乙烯吡咯烷酮和其共聚物、热塑性纤维素衍生物、聚己内酮和其共聚物、聚乙交酯、聚羟基乙酸和其共聚物、聚尿素，或其混合物。当按本发明描述的吸水性试验测定时，优选地所述聚合物的吸水率大于10％、优选大于20％、更优选大于约30％。
尤其合适的优选的热塑性透气聚合物选自热塑性聚-醚-酰胺嵌段共聚物(例如PebaxTM)、热塑性聚-醚-酯-酰胺嵌段共聚物、热塑性聚酯嵌段共聚物(例如HytrelTM)、热塑性聚氨酯(例如EstaneTM)，或其混合物，前提条件是满足上述根据吸水率的选择标准。
众所周知，此热塑性聚合物或聚合物的混合物在熔融状态会典型地高度粘稠，仅可通过包括高功率螺杆挤出机的挤出方法被加工成薄膜或层状。
如上文提到的专利申请WO 99/64077和WO 99/64505中所公开的内容，本发明热塑性基质中包括热塑性聚合物或聚合物混合物的热塑性组合物的粘度，可优选地通过在热塑性组合物中加入合适的增塑剂或合适的增塑剂的掺合物进行调节。增塑剂同热塑性聚合物是相容的，且会降低在熔融状态热塑性聚合物或聚合物混合物的粘度。
通过降低热塑性组合物的的粘度，它们会更易于加工。例如，所述热塑性组合物可通过使用本领域熟知的设备来加工低粘度热熔融组合物形成具有所需厚度的薄膜或层状，而仍保持上述热塑性聚合物优选的有利特征，即提供亲水连续的水汽可透过的、液体不可透过的层或也具有(如下文所解释)均一分散的水不溶性、水溶胀吸收材料颗粒的薄膜(即整体薄膜)。
如本发明此优选的实施方案所述，热塑性亲水聚合组合物中包括的合适的相容的增塑剂包括：柠檬酸酯、酒石酸酯、甘油及其酯、蔗糖酯、己二酸酯、癸二酸酯、山梨醇、环氧化植物油、聚合植物油、多元醇、邻苯二甲酸酯、液体聚酯、甘醇酸酯、p-甲苯磺胺及其衍生物、乙二醇和聚乙二醇及它们的衍生物、脱水山梨糖醇酯、磷酸酯、一元脂肪酸(C8-C22)、及其衍生物，和其混合物。
如本发明的一个尤其优选的实施方案所述，用在热塑性聚合组合物基质中的尤其优选的增塑剂是亲水增塑剂，例如酸、酯、酰胺、醇、多元醇、或其混合物，其中甚至更优选的是柠檬酸酯、酒石酸酯、甘油及其酯、山梨醇、甘醇酸酯、和其混合物，如在我们的专利申请WO 99/64505中所公开的。由包括所述优选的增塑剂或增塑剂掺合物的本发明优选的热塑性亲水聚合组合物形成的所得层或薄膜的水汽渗透性，与相应的由包括相同组分但不含增塑剂或增塑剂掺合物的热塑性亲水聚合组合物形成的薄膜或层相比，所述尤其优选的亲水增塑剂具有尤其高的极性特征，而且提供进一步的不会破坏、甚至可能会增强水汽渗透性的益处。
这些尤其优选的亲水增塑剂或亲水增塑剂的掺合物当然也可调节如本发明一个优选的实施方案所述的热塑性聚合组合物的粘度至优选值，以便使它通过涂敷所述热塑性组合物到具有所需厚度的层或薄膜的底物上成为可能。
选自我们共同未决的提交于2000年10月2日题为“Improvedthermoplastic hydrophilic polymeric compositions for moisturevapour permeable structures”的欧洲专利申请EP 00121585.4中的那些增塑剂也可用于本发明的热塑性亲水聚合组合物。所述增塑剂可选自：磷酸酯；苯甲酸、邻苯二甲酸、1，2，4，-苯三酸的酯；聚氧代羧酸的酯；硫胺和它们的衍生物如硫胺甲醛树脂；砜；多价醇的酯；交酯类；乙交酯；内酯；内酰胺。所述增塑剂也能对热塑性组合物提供某种程度的厚度。
在本发明的一个方面，应该指出的是，通过选择如上文所述在本发明吸收液体的热塑性材料中热塑性聚合组合物基质的组分，可能获得进一步的有益效果：即，由于基质的透气性，如本发明所述吸收液体的热塑性材料或吸收材料也是透气的。由于基质在干燥和潮湿状态的内在透气性，如本发明所述的吸收材料不仅在干燥状态是透气的，在潮湿状态也是如此。据信吸收材料在潮湿状态的透气性是由于以下事实：透气基质在变湿后仍保持充分完整，同时使超吸收性颗粒溶胀但维持它们相互分开并固定。换句话讲，通过在变湿后依然保持充分完整，液体不可透过但水汽可渗透的基质甚至在潮湿状态也保持了它的透气性特征，因此使如本发明所述的吸收材料具有有效的透气性。
本发明吸收液体热塑性材料的优选的透气性值以水汽传输速率(MWTR)表示，并根据本发明所述的水汽传输试验来测定，当形成连续薄膜或层时，优选的透气性值为至少300g/m2·24h、更优选为至少500g/m2·24h、甚至更优选为至少600g/m2·24h、最优选为至少1000g/m2·24h，所述层或薄膜的厚度为至少20μm。
如本发明的一个更优选的实施方案所述，发明者进一步发现了避免增塑剂或增塑剂掺合物从热塑性聚合组合物基质中迁移的措施，即所选增塑剂或增塑剂掺合物优选的分子量(MW)应大于300、优选大于1000、更优选大于3000。具有分子量为至少6000的增塑剂表现尤其好。
当如本发明所述吸收液体的热塑性材料用于一次性吸收制品时这尤其重要。事实上，这些制品组合了且包括常规的疏水热熔融粘合剂，粘合剂可与本发明的吸收材料相互作用，尤其是与亲水增塑剂作用引起常规热熔融粘合剂胶粘特性的降解。例如，卫生巾或紧身短裤衬里通常由液体可透过的顶片、液体不可透过的底片及放置在所述顶片和底片之间的吸收芯制成。通常底片的外面具有常规热熔融压敏粘合剂的带，来将吸收制品粘紧在使用者的短裤上。如果所述吸收芯完全或部分被由如本发明所述的吸收材料制成的芯取代，例如涂敷在底片的内表面，发明者惊奇地发现，如果选择那些分子量(MW)大于300、优选大于1000、更优选大于3000的亲水增塑剂或亲水增塑剂掺合物，用粘合剂粘紧吸收制品时没有干涉作用，即所述粘合剂没有出现剥落变形，而当使用较低分子量的亲水增塑剂时则出现了明显的粘合剂剥落变形，这大概是由于增塑剂迁移出吸收液体的热塑性材料引起的。
优选地，具有如上所述的优选分子量的增塑剂可选自下列物质：甘油酯、蔗糖酯、山梨醇、环氧化植物油、聚合植物油、多元醇、多羟基化合物、液体聚酯、对甲苯磺胺和其衍生物、聚乙二醇和其衍生物、一元脂肪酸(C8-C22及其衍生物和其混合物，其中聚乙二醇和其衍生物是尤其优选的(即聚乙二醇和聚丙二醇)。
当然，上文公开的优选增塑剂也可单独用作热塑性组合物，即不添加任何水不溶性、水溶胀吸收材料。由这些优选增塑剂获得的从热塑性组合物中迁移减弱的趋势实际上发现在本发明吸收液体的热塑性组合物之外也有多种用途。
优选地，包括在如本发明所述吸收液体的热塑性材料中的热塑性聚合组合物的基质包括10％至80％、优选15％至65％、更优选20％至40％按重量计的热塑性聚合组合物、热塑性聚合物或聚合物混合物，以及包括20％至90％、优选35％至85％、更优选60％至80％按重量计的热塑性组合物、合适的相容的增塑剂或合适的相容的增塑剂掺合物。
B)水不溶性但水溶胀的吸收性聚合物。
水不溶性但水溶胀吸收材料或吸收胶凝材料通常是指“水凝胶”、“超吸收剂”、“吸收性胶凝”材料。吸收性胶凝材料是那些在与含水的流体尤其是含水体液接触后，吸收这种液体而形成水凝胶的材料。这些吸收性胶凝材料典型地能够吸收大量含水体液，并进一步能够在适度压力下保持这种被吸收的流体。这些吸收性胶凝材料典型地呈离散颗粒的形式。颗粒可以具有不同尺寸、形状和形态，并且虽然不是优选的，但也可以是纤维形式。
任何商业途径购得的颗粒形式的超吸收性材料都适用于本发明。
适用于本发明的吸收性胶凝材料最通常包括一种基本水不溶性的、轻度交联、部分或全部中和的聚合胶凝材料。这种材料在同水接触后形成了水凝胶。这种聚合材料可由可聚合的、不饱和的、含酸的单体制成。适于制备本发明中使用的聚合吸收性凝胶的不饱和酸性单体包括美国专利4,654,039及重新公布的RE 32,649专利中所列出的物质。优选的单体包括丙烯酸、异丁烯酸和2-丙稀酰氨基-2-甲基丙烷磺酸。尤其优选的制备聚合胶凝材料的是丙烯酸本身。由不饱和、含酸单体制成的聚合组分可接枝到其它类型的聚合物部分例如淀粉或纤维素上。这类聚丙烯酸酯接枝淀粉材料是尤其优选的。可由常规类型的单体制备的优选聚合吸收性胶凝材料包括水解丙烯腈接枝淀粉、聚丙烯酸酯接枝淀粉、聚丙烯酸酯、基于马来酸酐的共聚物和其组合物。尤其优选的是聚丙烯酸酯和聚丙烯酸酯接枝淀粉，但其它颗粒形式的吸收物质如无机材料(MgSO4、CaCl2、二氧化硅、沸石等)或吸收性聚合物(即，甲壳质衍生物如脱乙酰壳多糖)可独自使用，但优选地与上述超吸收性聚合物共混。
取决于应用本发明吸收液体的热塑性材料所利用的选定方法，超吸收性材料的粒径可优选地低于150微米、更优选地低于50微米。如本发明所述的“粒径”是指单个颗粒最小尺寸的加权平均值。
按本发明所述吸收液体的热塑性材料的重量计，优选超吸收性材料以10％至90％、优选15％至70％、更优选20％至60％的量存在。
被选取的超吸收剂或颗粒形态被选取的超吸收剂混合物以任意已知的方式同热塑性组合物共混，以形成如本发明所述的吸收液体的热塑性材料。例如，通过首先熔融热塑性组合物，然后添加并混合所需量的超吸收剂颗粒。
其它成分
本发明吸收液体的热塑性材料可另外包括附加的任选组分来进一步改善其可加工性和机械特性以及其它特性如粘着性、抗光和氧引起的老化、视觉外观等。
这些任选组分包括软化点为125℃或低于此温度的增粘树脂或增粘树脂掺合物。优选地它们具有高分子量且在室温下为固态。按如本发明所述热塑性聚合组合物基质重量计，合适的树脂含量可高达50％、优选地低于20％，它们可选自松香和松香酯、烃类树脂、脂族树脂、萜烯和萜-苯酚树脂、芳族树脂、合成的C5树脂，合成的C5-C9树脂的混合物，及其混合物。
所述吸收液体热塑性材料的其它任选组分包括抗氧化剂、抗紫外辐射剂、水清除剂、水解稳定剂、颜料、染料、抗菌剂、气味吸附材料、香料、药物，和其混合物，按组合物重量计，组合物中这些材料的含量可高达10％。
方法
优选地，如本发明所述的吸收液体的热塑性材料被配制成具有热熔融特征，以便可用任意已知的应用热熔融粘合剂的方法使用。
形成本发明具有优选热熔融特征吸收材料的一个可能的方法是将如本发明所述的吸收液体的热塑性材料涂敷到如在PCT申请专利WO96/25902中所述的作为支持层的底物上。
由于吸收液体的热塑性材料包括热塑性组合物，至少在涂敷温度下，它可在支持底物上显示粘合剂特性，所以不需另外的粘合剂便可在吸收材料和底物之间形成组合结构而获得持久粘贴。因此本发明吸收液体的热塑性组合物也可被配制并用作吸收粘合剂。在一些应用中，可能也希望吸收材料在任何温度下都保持发粘。在这种情况下，吸收材料应该被配制成具有压敏粘合剂的典型特征。
然而，尽管热熔融技术是优选的，但任何其它已知的用于加工热塑性组合物的方法也能用于加工如本发明所述的吸收材料。
另外，如本发明所述的吸收材料可利用本领域熟知的任意溶剂技术进行应用。
应用
如上文所述，如本发明所述吸收液体的热塑性材料是吸收材料。因此，在所有使用吸收材料的应用中，它们可用来完全或部分地取代常规的吸收材料。
尽管没有试图对如本发明所述吸收材料的使用加以限制，但目前优选的是用于一次性吸收制品领域如卫生巾、紧身短裤衬里、失禁装置、溢奶垫、婴儿尿布及类似物。
典型地，这类制品包括液体可透过的顶片、液体不可透过的底片以及放置在所述顶片和底片之间的吸收芯。从而，如本发明所述的吸收材料可被用来完全或部分地取代所述吸收芯，例如将吸收液体的热塑性材料涂敷到底物如底片上。
尤其优选的应用是作为透气性卫生巾和紧身短裤衬里芯的透气性吸收材料。如发明背景中所提及的，当吸收制品的常规吸收芯吸收了人的体液时，吸收芯便失去了其大部分的水汽渗透性，从而可能阻止水汽从使用者皮肤上逃逸。因此，尽管这些透气吸收制品在干燥或吸收少量人的体液时具有高度透气性水平，但在指定使用的潮湿状态时，其透气性水平可能会降低到不能充分确保使用者足够舒适性的水平。
通过用如本发明所述优选的透气性吸收材料完全或部分地取代所述吸收制品吸收芯的常规吸收材料，即使在吸收了足量液体，正如在这些吸收制品使用期间所发生的，吸收制品仍然具有透气性。
在任何情况下，如本发明所述的改善的吸收材料用在非透气性吸收制品中也是有利的，此吸收材料的改善是由于它的其它改善的特性，即机械特性的改善引起的。
除了一次性吸收制品外，本发明吸收液体的热塑性组合物在多种终端使用中也实用，例如在电缆应用中、在如食品和药品的包装中、在建筑和农业应用中，用来吸收液体和水分。
尽管如本发明所述的吸收液体的热塑性材料的吸收特性(例如根据每克吸收材料吸收液体的克数表示的液体吸收率)可通过改变包含在如本发明所述的热塑性基质中超吸收性材料的百分比和类型来调节，但是优选地本发明吸收液体的热塑性材料的液体吸收率为至少5g/g盐水溶液，例如0.9％NaCl水溶液，优选地为至少7g/g、更优选地为至少10g/g。
本发明吸收液体的热塑性材料的液体吸收率可根据本发明所述的吸水性试验进行评估，以长76.2mm，宽25.4mm，厚0.2mm的薄膜样品形态制作在材料上，并使用上文所述的盐水溶液代替蒸馏水。
如上文所述，如本发明所述的吸收液体的热塑性材料(即吸收材料)不仅具有改善的吸收特性，而且还具有良好的强度，即使在潮湿状态下也是如此。
如本发明所述的热塑性基质的内在吸收性使得液体在基质内更有效地扩散，从而使液体更好地分布，这样液体能接触到更多的超吸收性颗粒，这反过来使本发明吸收材料比现有技术的吸收材料可被更好地利用。
基质的内在吸收性可以获得液体并使液体在基质中扩散，进而使得液体与包含在基质中的超吸收性颗粒接触并溶胀，没有必要使用低内聚强度的基质，而是用在吸收液体后仍保持充分完整性并具有足够强度的基质。
在一个实施方案中，如本发明所述的吸收液体的热塑性材料在潮湿状态具有的拉伸强度为所述材料在干燥状态拉伸强度的至少20％、优选至少40％、更优选60％。所述拉伸强度根据本发明所述的拉伸强度试验进行评估。
应该认识到，在本发明吸收液体的热塑性材料中，通过选择具有较高吸水率值的热塑性组合物，本发明的吸收材料将具有更好的液体吸收/处理特性，但在潮湿状态具有稍差的拉伸强度；然而，如本发明所述的吸收材料对于指定的使用仍能保持充分的完整性并具有足够的拉伸强度，在吸收了液体后也如此。
如本发明所述的实施例
实施例1
将购自Atofina公司(法国)的商品名为Pebax MV 3000的热塑性聚醚-酰胺嵌段共聚物与均购自Aldrich Co.的聚乙二醇PEG 400(增塑剂，分子量为约400)和十二烷基硫酸钠(SDS)，以及购自Ciba-Geigy公司的Irganox B 225(抗氧化剂)化合。
按重量百分比计的制剂具有下列组成，并组成热塑性聚合组合物：
28.6％ Pebax MV 3000
68.6％ PEG 400
1.4％  SDS
1.4％  Irganox B 225
热塑性聚合组合物的吸水率为43％，而Pebax MV 3000的吸水率为34％，两个值都是根据本发明所述的吸水性试验测得的。在180℃温度下，通过将热塑性组合物熔融涂敷到释放纸上来获得具有200μm规定厚度的薄膜，热塑性组合物形成的薄膜用于吸水性试验。在室温下冷却后，将该薄膜从释放纸上分离。
在保持180℃温度下，将购自Stockhausen GmbH &Co.KG规格代码为Z3049的颗粒形态超吸收性材料，按热塑性组合物重量计相当于42.9％的量加入到热塑性聚合组合物中，并均匀分散。吸收液体的热塑性材料(组合物1)按重量计具有下列最终组成：
20％ Pebax MV 3000
48％ PEG 400
30％ Z3049
1％  SDS
1％  Irganox B 225
实施例2
购自Du Pont公司(美国)的商品名为Hytrel 8171的热塑性聚醚-酯嵌段共聚物与均购自Aldrich Co.的聚乙二醇PEG 400(增塑剂，分子量为约400)和聚乙二醇PEG 1500(增塑剂，分子量为约1500)，以及购自Ciba-Geigy公司的Irganox B 225(抗氧化剂)化合。
按重量百分比计的制剂具有下列组成，并组成热塑性聚合组合物：
28.6％ Hytrel 8171
21.4％ PEG 400
28.6％ PEG 1500
1.4％  Irganox B 225
热塑性聚合组合物的吸水率为96％，而Hytrel 8171的吸水率为68％，两个值都是根据本发明所述的吸水性试验测得的。在180℃温度下，通过将热塑性组合物熔融涂敷到释放纸上来获得具有200μm规定厚度的薄膜，热塑性组合物形成的薄膜用于吸水性试验。在室温下冷却后，将薄膜从释放纸上分离。
在保持180℃温度下，将购自Stockhausen GmbH &Co.KG规格代码为Z3049的颗粒形态超吸收性材料，按热塑性组合物重量计相当于42.9％的量加入到热塑性聚合组合物中，并均匀分散。吸收液体的热塑性材料(组合物2)按重量计具有下列最终组成：
20％ Hytrel 8171
15％ PEG 400
34％ PEG 1500
30％ Z3049
1％  Irganox B 225
根据断裂时的拉伸强度来确定干燥和潮湿状态的机械强度，根据水汽传输速率(MVTR)确定透气性。如本发明所述的实施例1和2的两种热塑性吸收材料(组合物1和组合物2)的机械强度和透气性分别根据拉伸强度试验和水汽传输试验进行测定，两种试验都在本发明中有所描述。
水汽传输速率是在吸收液体的热塑性材料制成的厚200μm的薄膜上进行测定的。薄膜的制备是在180℃温度下，通过将组合物1和组合物2的吸收液体热塑性材料熔融涂敷到释放纸上，获得具有所需200μm厚度的薄膜。
结果在下面表格中显示，其中Td是干燥状态的拉伸强度，Tw是潮湿状态的拉伸强度：
    (Tw/Td)·100      MVTR(g/m2·24h)
组合物1     ＞20％     ＞1000
组合物2     ＞20％     ＞1000
实施例3和4
如本发明所述的吸收液体的热塑性材料也可制备分别与实施例1和2具有相同组成(组合物3和4)、但使用了购自Stockhausen Inc.USA的商品名为Cabloc 80HS的颗粒形态超吸收性材料。根据拉伸强度试验进行检测，它们也显示出在潮湿状态的拉伸强度超过干燥状态的拉伸强度的20％。
试验方法
吸水性试验
纯热塑性聚合物和热塑性聚合组合物吸水率以及热塑性材料的液体吸收率的测定是根据具有下列条件的标准试验方法ASTM D 570-81进行的。纯热塑性聚合物的吸水率的测定是将材料制成小球状进行的，小球直径范围为3mm至5mm；而热塑性聚合组合物吸水率和热塑性材料的液体吸收率的测定是将材料制成薄膜样本状进行的，所述薄膜长76.2mm，宽25.4mm，厚0.2mm。
在23℃温度下，选择将所有材料在液体中浸泡24小时，根据ASTM D 570-81标准报告吸收液体的百分比。纯热塑性聚合物和热塑性聚合组合物使用蒸馏水，而包括在其中分散的颗粒状超吸收性材料热塑性聚合组合物基质的热塑性材料则使用0.9％NaCl水溶液。
水汽传输试验
在25℃温度和55％相对湿度的条件下，根据修正的ASTM E-96“竖式杯”方法，将本发明材料的透气性测定为水汽传输速率。对标准ASTM E-96“竖式杯”方法的唯一修正在于样品和杯中水面之间空气间隙高度的改变，该高度为4mm±0.5mm，其代替了标准试验方法中所指定的高度19mm±2.5mm。
拉伸强度试验
试验根据标准试验方法ASTM D 412-92在下列条件下，以材料样品断裂时的拉伸强度来测定材料样品的机械阻力。试验是在由吸收液体的热塑性材料制成的样品上进行的，样品长130mm，宽25.4mm，厚2mm，并且样品是连续的，和用任意合适的方法获得。例如在合适温度下(举例来说，实施例1和2中材料的合适温度为180℃)，通过将熔融状态的吸收液体的热塑性材料倾倒到用释放纸衬里的金属盘上，形成厚为2mm的连续层，然后在冷却后，将此层切成所需尺寸的样品。
在干燥状态和潮湿状态下的试验都是在由相同组成制成的样品上进行的。为了制备潮湿状态的样品，可将样品放置在盛有盐水溶液(例如0.9％NaCl水溶液)的容器内，保持在23±1℃温度下，保持完全浸泡十分钟。十分钟后，从水中取出样品，用干布擦去表面上的水，像标准试验方法中规定的那样测试潮湿时的拉伸强度。
当从包括吸收液体的热塑性材料的制品开始时，依次包括在其中分散水不溶性、水溶胀吸收材料颗粒的热塑性聚合组合物基质，例如在底物上涂敷热塑性材料的一次性吸收制品，该热塑性材料可用已知的方法分离以进行检测。典型地，在一次性吸收制品中，顶片从底片上除去，并且两者从任何附加层(如果存在)上分离。将吸收液体的热塑性材料用刮刀从底物层上刮掉。回收的热塑性材料将用已知方法来制备上文所提到的样品。例如，可将该热塑性材料熔融或用适当的溶剂溶解。超吸收性材料的颗粒也可通过本领域所知的方法从热塑性材料上分离，以便分离热塑性聚合组合物，例如在熔融状态下适当地过筛或过滤，或优选地从溶液中适当地过筛或过滤。

Claims (16)

1.吸收液体的热塑性材料，所述材料包括在其中分散具有水不溶性、水溶胀吸收材料颗粒的热塑性聚合组合物基质，其中所述热塑性聚合组合物包括：
热塑性聚合物或热塑性聚合物的混合物，和
合适的相容的增塑剂或合适的相容的增塑剂的掺合物，
其特征在于，所述热塑性聚合组合物的吸水率大于30％、优选大于40％、更优选大于60％、最优选大于90％，所述吸水率根据本发明中描述的吸水性试验测定。
2.如权利要求1所述的吸收液体的热塑性材料，其特征在于，所述材料在潮湿状态的拉伸强度为所述材料在干燥状态的拉伸强度的至少20％、优选至少40％、更优选至少60％，所述拉伸强度根据本发明中描述的拉伸强度试验评估。
3.吸收液体的热塑性材料，所述材料包括在其中分散具有水不溶性、水溶胀吸收材料颗粒的热塑性聚合组合物基质，其中所述热塑性聚合组合物包括：
热塑性聚合物或热塑性聚合物的混合物，和
合适的相容的增塑剂或合适的相容的增塑剂的掺合物，
其特征在于，所述材料在潮湿状态的拉伸强度为所述材料在干燥状态的拉伸强度的至少20％、优选至少40％、更优选至少60％，所述拉伸强度根据本发明中描述的拉伸强度试验评估。
4.如前述任一项权利要求所述的吸收液体的热塑性材料，其特征在于，所述热塑性聚合物或所述热塑性聚合物的混合物选自：聚氨酯、聚-醚-酰胺嵌段共聚物、聚乙烯-丙烯酸和聚乙烯-异丁烯酸共聚物、聚环氧乙烷和其共聚物、乙烯丙烯酸酯和乙烯异丁烯酸酯共聚物、聚交酯和其共聚物、聚酰胺、聚酯和共聚酯、聚酯嵌段共聚物、磺化聚酯、聚-醚-酯嵌段共聚物、聚-醚-酯-酰胺嵌段共聚物、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸和其衍生物、离聚物、按重量计含至少28％乙酸乙烯酯的聚乙烯-乙酸乙烯酯、聚乙烯醇及其共聚物、聚乙烯醚及其共聚物、聚-2-乙基-唑啉和其衍生物、聚乙烯吡咯烷酮和其共聚物、热塑性纤维素衍生物、聚己内酮和其共聚物、聚乙交酯、聚乙交酯酸和其共聚物、聚乳酸和其共聚物、聚尿素，及其混合物，并且其中所述热塑性聚合物或所述热塑性聚合物混合物中的每个聚合物具有的吸水率大于10％、优选大于20％、更优选大于30％，所述吸水率根据本发明中描述的吸水性试验测定。
5.如权利要求4所述的吸收液体的热塑性材料，其特征在于，所述热塑性聚合物选自：聚氨酯、共聚酯、聚酯-酰胺嵌段共聚物、聚醚嵌段共聚物、聚醚-酰胺嵌段共聚物、聚醚-酯-酰胺嵌段共聚物和聚醚-酯嵌段共聚物，及其混合物。
6.如前述任一项权利要求所述的吸收液体的热塑性材料，其特征在于，所述合适的相容的增塑剂或合适的相容的增塑剂的掺合物选自：柠檬酸酯、酒石酸酯、甘油和其酯、蔗糖酯、己二酸酯、癸二酸酯、山梨醇、环氧化植物油、聚合植物油、多元醇、邻苯二甲酸酯、液体聚酯、甘醇酸酯、对甲苯磺胺和其衍生物、乙二醇和聚乙二醇和它们的衍生物、脱水山梨糖醇酯、磷酸酯、一元脂肪酸(C8-C22)和它们的衍生物，及其混合物。
7.如权利要求6所述的吸收液体的热塑性材料，其特征在于，所述合适的相容的增塑剂或合适的相容的增塑剂掺合物的每个增塑剂的分子量大于300、优选大于1000、更优选大于3000。
8.如权利要求7所述的吸收液体的热塑性材料，其特征在于，所述合适的相容的增塑剂或所述增塑剂掺合物的每个合适的相容的增塑剂选自：甘油酯、蔗糖酯、山梨醇、环氧化植物油、聚合植物油、多元醇、多羟基化合物、多元醇液体聚酯、对甲苯磺胺和其衍生物、聚乙二醇和它们的衍生物、一元脂肪酸(C8-C22)和它们的衍生物，及其混合物。
9.如前述任一项权利要求所述的吸收液体的热塑性材料，其特征在于，所述热塑性聚合组合物基质包括所述热塑性聚合物或聚合物的混合物，所述热塑性聚合物或聚合物混合物的量，按所述热塑性聚合组合物的基质重量计为10％至80％、优选为15％至65％、更优选为20％至40％，以及包括所述合适的相容的增塑剂或合适的相容的增塑剂的掺合物，所述合适的相容的增塑剂或合适的相容的增塑剂的掺合物的量，按所述热塑性组合物的基质重量计为20％至90％、优选为35％至85％、更优选为60％至80％。
10.如前述任一项权利要求所述的吸收液体的热塑性材料，其特征在于，其包括所述水不溶性、水溶胀的吸收材料，该吸收材料的量按所述吸收液体的热塑性材料的重量计为10％至90％、优选为15％至70％、更优选为20％至60％。
11.如前述任一项权利要求所述的吸收液体的热塑性材料，其特征在于，所述热塑性聚合组合物还包括增粘树脂或增粘树脂的掺合物。
12.如前述任一项权利要求所述的吸收液体的热塑性材料，其特征在于，所述材料的液体吸收率为至少5g/g、优选为至少7g/g、更优选为至少10g/g，所述液体吸收率根据本发明中描述的吸水性试验测定。
13.由如前述任一项权利要求所述的吸收液体的热塑性材料形成的连续层，其特征在于，所述层的水汽传输速率(MVTR)为至少300g/m2·24h、更优选为至少500g/m2·24h、甚至更优选为至少600g/m2·24h、最优选为至少1000g/m2·24h，所述层或薄膜的厚度为至少20μm，所述水汽传输速率根据本发明中描述的水汽传输试验测定。
14.吸收制品，所述吸收制品包括作为液体吸收材料的如前述任一项权利要求所述的吸收液体的热塑性材料。
15.吸收制品，所述吸收制品包括液体可透过的顶片、液体不可透过的底片，优选地为透气性底片，以及放置在所述顶片和底片之间的吸收芯，所述吸收芯包括如前述权利要求1至13中任一项所述的吸收液体的热塑性材料。
16.如权利要求14或15所述的吸收制品，其中所述制品是用于女性保护的一次性制品，优选地为卫生巾或紧身短裤衬里。
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