TW482666B - Absorbent structure and product based on raw materials having a high degree of renewability - Google Patents

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482666 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 技術頜域 本發明係關於一種吸收體結構，其包含高度吸收性聚 合物，即超吸收體，其已在澱粉及/或化學修飾澱粉存在 下，藉由自由基共聚合作用，由一或多種親水性單體製得 。再者，本發明關於一種吸收體產品，例如尿布、失禁護 墊及衛生棉等包含吸收體結構的產品。吸收體結構及產品 係以具有高度再生性以及主要源自於非石化原料源的原料 為主。 發明背景 最近，在供使用於例如欲供吸收體液之吸收體產品的 吸收體結構中，使用通常稱為超吸收體之高度吸收性聚合 物變得更有用。此種產品的例子為尿布、失禁護墊及衛生 棉。在此情況中，超吸收體被瞭解為聚合物，其可吸收為 其本身重量數倍的待吸收流體且在吸收期間形成包含流體 的膠體。 於存在於吸收體產品中的吸收體結構中使用超吸收體 或具有超吸收體性質之材料提供許多優點。與僅利用習知 吸收性材料製造之吸收體產品的體積相比較，該習知吸收 性材料例如以纖維素為主的短纖漿、軟紙、非織物材料等 ，使用超吸收體的結果可實質降低吸收體產品的體積。體 積降低可在不損及吸收性質下獲得。與許多其他吸收體材 料相較，超吸收體之另一優點為具有較佳之能力以供在壓 力下保留所吸收之流體。當吸收體材料使用於尿布、失禁 護墊或衛生棉時，保留流體之良好能力是一項優點，因為 (請先閱讀背面之注意事項β寫本頁) -裝· 線 -4- 482666 A7 B7 五、發明説明（2 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 被吸收之體液係保留在產品中，且當例如使用者坐著時， 不會自產品中被壓出。 最近，對於發展不同的可降解塑膠材料，例如作為吸 收體產品中的表面或防漏層材料，以供使用已投注極力的 努力。此可顯見於例如專利申請案EP 0 408 503 A2，W0 90/10671以及US 3，952,347’其等皆描述藉由添加殿粉而 製造至少部分可降解的塑膠材料。結果，當前有許多不同 之至少部分可降解且可供使用於吸收體產品的塑膠材料， 該吸收體產品例如尿布、失禁護墊及衛生棉。數種此類材 料係以合成聚合物及生物可降解之澱粉的組合物為主。即 使目前存在可利用的表面及防漏層材料，其至少部分可生 物降解，仍難以發現超吸收體的可降解取代材料，超吸收 體目前一般為生物不可降解的。 因此，許多目前已使用之超吸收體之可視為一缺點的 特徵，為無法生物降解且無法以可再生之原料為主。目前 已使用之超吸收體一般係利用合成聚合物作為主要原料所 製成，該聚合物例如丙烯酸。 基於此理由，最近已提出應使用以各種不同可再生之 原料為主的超吸收體，該等原料例如各種不同的多醣以及 尤其是殿粉。這些前述已知的以多醣為主的超吸收體，其 已被視為一缺點的特徵為這些超吸收體在吸收性物件内， 有產生聯合流體吸收作用之所謂的凝膠結塊的趨勢，該吸 收性物件包含此超吸收體。因此，已發展具有個別之超吸 收體”小包”的經特殊結構之吸收性物件，以避免凝膠結 表紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇χ297公釐 (請先閲讀背面之注意* 事項寫本頁 .裝· 訂 A7 • · · · — · - _ B 7 五、發明説明（3 ) 塊的發生，該吸收性物件例如描述於us 5,433,715中的形 然而，因為成形此種經特殊結構之吸收性物件的方法 相當複雜，故存在對不需要任何特殊結構及高度以呈現高 生物降解力之再生性材料為主的吸收體結構及產品的需要 〇 發明說明 因此，本發明之首要目的為提供一種吸收體結構，其 係南度以呈現高生物降解力之再生性材料為主，但是在生 產過程中不需要任何特殊之成形製程。 首要目的可藉由根據本發明之吸收體結構來達成，根 據說明書附帶之申請專利範圍第丨項，其包含一超吸收體 ，該超吸收體係藉由在澱粉及/或化學修飾澱粉之存在下 之自由基共聚合作用，以及藉由在製備超吸收體期間，使 用可使每分子形成3個或以上的自由基位置的自由基起始 劑’以及藉由包含親水性及/或疏水性纖維之吸收體結構 ’該纖維與超吸收體一同可使吸收體結構具有親水特性， 以及藉由在乾燥狀態下，超吸收體構成吸收體結構乾重的 10%至75%，由一或多親水性單體製備。 且，本發明之第二目的為利用根據本發明之吸收體結 構以提供具有絕佳吸收特性的吸收體產品，該產品係高度 以呈現高生物降解力之再生性材料為主。 本發明之第二目的可藉由根據本發明之吸收體產品來 達成，根據說明書附帶之申請專利範圍第13項，其包含一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事_ :寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -6 - 482666 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（4 ) — 吸收性物件，該吸收性物件係由至少部分可滲透流體的包 封材料所包覆，以及該吸收性物件包含一吸收體結構，該 吸收體結構包含一超吸收體，該超吸收體係藉由在澱粉及 /或化學修飾澱粉之存在下之自由基共聚合作用，以及藉 由在製備超吸收體期間，使用可使每分子形成3個以上的 自由基位置的自由基起始劑，以及藉由包含親水性及/或 疏水性纖維之吸收體結構，該吸收體結構與超吸收體一同 可使吸收體結構具有親水特性，以及藉由在乾燥狀態下， 超吸收體構成吸收體結構乾重的1〇%至75%，由一或多親 水性單體製備。 i式之簡要說明 在下文中，本發明將參考附帶的圖式較詳細地說明， 其中： 第1圖係顯示根據本發明之一實施態樣的吸收體結構 的概要截面圖； 第2圖係顯示根據本發明之一較佳實施態樣的吸收體 結構的概要截面圖； 第3圖係顯示根據本發明之一較佳實施態樣的吸收體 結構的平面圖，其係自使用時欲面對使用者之一側視之； 第4圖係顯示沿著通過第3圖中吸收體結構之線Π_π的 截面圖。 較佳實施態樣的詳細說明 第1圖係顯示根據本發明之第一實施態樣的吸收體結 構的概要截面圖。在此例子中，結構1包含單層2，該單層 (請先閲讀背面之注意事項β寫本頁) •裝· 訂 線 本紙張尺度朝巾關家縣（CNS ) A4胁（210X297公釐） 482666 A7 B7 五、發明説明（5 ) 係由短纖漿，即天然纖維素纖維，以及本發明之特殊形式 的超吸收體的混合物所構成。在第1圖中，已概要地說明 延伸的纖維素纖維及粒狀超吸收顆粒。在第一實施態樣中 ’在整個吸收體結構1中，纖維素纖維及超吸收體的混合 比例實質上為定值。 在此實施態樣中，乾超吸收體較佳構成吸收體結構乾 重的20至30重量％，而其餘部分主要係由纖維素纖維製成 ’該纖維素纖維與超吸收體一同使吸收體結構丨具有親水 性以及吸收及保留體液的高度能力。 第2圖顯示根據本發明之第二及較佳的實施態樣，吸 收體結構3。在此實施態樣中，結構3包含數層4、5、6， 其中至少第一層4之本發明特殊之超吸收體的含量較其他 層5、6高。在此連接關係中，超吸收體較佳係構成第1層 乾重之40至60重量％，與第一層4之二相對側可有利地分 別與該數層中的第二層5及第三層6相接觸。在此方式中， 結構係藉由具有較低含量之超吸收體的層5，6包覆在具有 較高含量之超吸收體的第一層4的二相對側來達成。具有 此性質之實施態樣具有數項優點。一優點為依所欲之應用 而定，不同層4、5、6之吸收性質可配置成不同。另一優 點為當使用根據本發明之吸收體產品的吸收體結構時，當 超吸收體吸收體液時形成之凝膠的結果變得較不易會想到 看見及察覺。此情況可為一優點，因為已發現使用者有時 候會認為此種可由產品之外側看到或感覺到的似膠狀物質 ’可視為不舒適或視為吸收體產品品質上缺點的標誌。 (請先閱讀背面之注意事項v .裝-- 、寫本頁) 線 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 482666 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ----B7 __ 五、發明説明（6 ) 可利用本發明之吸收體材料結構及吸收體產品的特殊 超吸收體可稱為雜化超吸收體，其係以合成聚合物及澱粉 及/或澱粉衍生物形式之天然聚合物的組合物為主。 超吸收體係以親水性聚合組合物為主，該組合物可藉 由單體之自由基（共）聚合作用製備，該單體係以在澱粉及 /或殿粉衍生物存在下之合成聚合物為主要成分。聚合作 用之特徵為藉由使用可形成三自由基或多自由基之自由基 起始劑。同時合成聚合物成分及澱粉或澱粉衍生物成分之 重量比例為介於90: 10及10: 90之間，較佳為介於6〇: 4〇 至30 : 70之間。 適於形成合成聚合物成分之主要成分之單體，該單體 可描述為許多可聚合的酸類，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、 己酸、乙烯磺酸、乙烯磷酸、順丁烯二酸及其酸酐、反丁 烯二酸、亞甲基丁二酸、2-丙烯醯基胺基甲基丙磺酸 及其醯胺，羥基烷基酯以及包含胺基或銨基之酯類及醯胺 類，以及水溶性N-乙烯基醯胺或氣化二烯丙基甲基銨。 超吸收體較佳包含根據下述通式之親水性單體： R3 R1I I CH ^ G 其中R1為氫、甲基或乙基；R2為.⑶〇r4基團、續酿基、 膦醯基、利用烷醇酯化之膦醯基或具有下式之基 團 I ""

(請先閲讀背面之 注意事項寫. 本頁) -裝- 訂 -9. Α7 __ Β7 _'丨· ----------------- 之、發明説明（7 ) 〇 ch3

« I —c — NH — C — CH2 — R5

I ch3 以及R3為氫、甲基、乙基或羧基；R4為氫、胺基或羥基· (CrC4)-烷基；以及R5為磺醯基、膦醯基或羧基。 丙烯酸及甲基丙烯酸為特佳之親水性單體，以供用於 作為合成聚合物成分的主要成分。 大體上，所有天然產生之澱粉皆可用於作為天然聚合 物成分的主要成分，例如玉米澱粉、蠟-玉米澱粉、馬鈐 薯澱粉、小麥澱粉、澱粉-玉米澱粉及木薯澱粉。這些澱 粉可以天然或預糊化之形式使用。在此情況中，預糊化之 玉米澱粉及預糊化之馬鈴薯澱粉特別適當。 許多不同的化學修飾澱粉，或澱粉衍生物亦可用於作 為天然聚合物成分，例如酸催化、酵素或熱裂解澱粉，氧 化澱粉，例如烯丙基澱粉之澱粉醚或例如2-羥乙基澱粉、 2-經丙基-澱粉或2-經基·3-三甲基ammonionopropyl胺丙基 殿粉之經燒基澱粉，或例如敌甲基澱粉之叛院基澱粉，或 例如以甲酸澱粉酯為例之單羧酸澱粉酯、乙酸澱粉酯、丙 烯酸澱粉酯、曱基丙烯酸澱粉酯或苯曱酸澱粉酯等之澱粉 酯類，來自二羧酸或多羧酸之澱粉酯，例如丁二酸澱粉酯 、順丁烯二酸澱粉酯、澱粉胺基甲醯基酯（胺基甲酸澱粉 酯）、二硫代碳酸殺粉酯（黃原酸澱粉酯），或無機酸之澱 粉酯，例如硫酸澱粉酯、硝酸澱粉酯或磷酸澱粉酯，澱粉 酯醚，例如2-羥烷基-澱粉乙酸酯，或澱粉之全乙縮醇， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項寫本頁) -裝· 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -10- 牝2666 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 -----------Β7 _ 五、發明説明（8 ) —-- 例如藉由使澱粉與脂族或環族乙烯醚反應所形成者。在此 情況中，羧甲基澱粉、丁二酸澱粉醋或順丁烯二酸澱粉酯 係特佳者。 大體上，在有或無額外之活化劑的影響下，該活化劑 例如光、幅射、熱、超音波、還原劑等，每分子可產生三 個或以上之自由基位置的所有成分皆可用於作為自由基起 始劑。此暗示這些自由基起始劑包含三、四或以上之可形 成自由基之基團。在此情況中，當自由基位置可同時形成 時，其一般係依序地形成。適當之例子為包含至少三個氫 過氧化物單元、過氧化物單元或偶氮單元的化合物。具有 此種特質之適當化合物為可藉由在氧存在下，由聚叛酸之 %極氧化作用獲得的聚氫過氧化物，該聚致酸特別是聚丙 烯酸及聚甲基丙烯酸。 例如’過氧化物早元可以過喊酸g旨、過縮嗣或過酸酉旨 單元。具有此種特質之化合物的例子為dioxetane化合物以 及第三丁基過酸酯，例如甲基丙烯酸第三丁基過酸酯共聚 物。 當製備應用於本發明之超吸收體時，較佳係合併使用 包含過氧化物單元之自由基起始劑與還原劑。在此情況中 ，適當還原劑之例子為F e 2 +、抗壞血酸、亞磺酸、亞 磺酸鹽及甲脒亞磺酸及其鹽類。 包含可藉由例子說明之三或四偶氮單元的適當化合物 為偶氮二緩酸與包含二個以上之環氧乙院官能基之化合物 的反應產物，較佳之偶氮二羧酸為4，4，-偶氮雙（4-氰基 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事- 項P· :寫本頁) .裝· 訂 線· -11 - 482666 Α7 Β7 五、發明説明（9 ) 戊酸），其與例如聚甘油-聚縮水甘油基醚形成自由基起始 劑。其他此類之適當化合物為羥基-及胺基-官能基偶氮化 合物與包含二個以上環氧乙烷之化合物的反應產物。具有 此項特質之適當化合物的例子為2, 2’ -偶氮雙（N，N-二亞甲基異丁醯胺）或其對應之二鹽酸鹽、2,2’ -偶氮雙 (2-胺基丙烷）二鹽酸鹽、2，2’ -偶氮雙（2-甲基·Ν-(1，；u 雙（羥甲基）-2-羥乙基）丙醯胺）、2，2’ -偶氮雙（2-甲基_N-(1，1-雙（經曱基）乙基）丙酿胺）或2，2’ -偶氮雙（2-甲基_ N-(2-經乙基）丙醯胺），其與例如聚甘油-聚縮水甘油基驗 形成適當之自由基起始劑。亦可利用偶氮雙氰與三或多元 醇。在此關係中，由2, 2’ -偶氮雙異丁胯與甘油、三經 曱基丙烷、蘇糖醇、赤蘚醇、五赤蘚醇、阿拉伯糖醇、核 糖醇、木糖醇、葡萄糖醇、甘露糖醇、半乳糖醇等得到之 反應產物特佳。 當生產所討論的超吸收體時，前述之自由基起始劑可 以單獨或彼此間形成任意之混合物來使用。在此情況中， 所添加之自由基起始劑的量，以單體之總量為基準，為 0.001至20重量％，較佳為〇·〇5至3重量％。同時所應用之 適於作為自由基起始劑的分子量可在廣限制範圍内改變， 尤是在100至1〇,〇〇〇,〇〇〇之範圍内。 當生產所討論之自由基起始劑時，特佳為使用形成自 由基之官能基具有不同反應性的自由基起始劑，其該官能 基係由不同的機制活化。因此此種起始劑同時包含偶氮及 過氧化物或氫過氧化物官能基，舉例而言，該起始劑之官 (21〇χ297公着]---— (請先閲讀背面之注意事¥ -裝-- 寫本頁} -訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -12- 482666 A7 B7 經濟部中央榡準局員工消費合作社印製 五、發明説明（10 ) 能基可以預定方式依序活化，且因此可使用於例如生產嵌 段聚合物。 再者，使用形成自由基之官能基在分子中係以不同的 距離相隔定位的起始劑是有利的。 當生產所討論之超吸收體時，其進一步可使用適當的 交聯劑’即具有至少二雙鍵及可聚合成由合成聚合物成分 形成的格狀物的化合物。適當之交聯劑為，尤其分別是亞 甲基雙丙烯醯胺及亞甲基甲基丙烯醯胺，多元醇之不飽和 單或多叛酸酯類’例如二丙稀酸酯或三丙婦酸酯，例如丁 二醇或乙二醇二丙稀酸酯或甲基丙婦酸酯、三經甲基丙烧 三丙烯酸酯，以及乙烯基甲基丙烯酸酯，及烯丙基化合物 ，例如烯丙基（曱基）丙烯酸酯、三烯丙基氰尿酸酯、二烯 丙基順丁烯二酸酯、聚烯丙基酯類、多元醇之烯丙基醚， 例如五赤蘚醇二烯丙基醚及五赤蘚醇三烯丙基醇，四烯丙 基oxetane'三烯丙基胺、四烯丙基亞乙基胺、磷酸以及 乙烯基磷酸衍生物之烯丙基酯類。在此情況中，所添加之 交聯劑的量，以總單體部分為基準，為〇至2〇重量％，以 及較佳為0至3重量％。 使用上述之起始材料，所討論之超吸收體可利用習知 之聚合方法製備，例如藉由在液相中，根據逆相懸浮液聚 合方法，在刖述之自由基起始劑存在下進行聚合。在此情 況中，特別參考在含水溶液中的聚合作用，即所謂的凝膠 聚合作用，該含水溶液之乾物含量為介於5〇㈣重量百分 比之間，溫度為介於0至13〇。〇之間，較佳為介於

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I - I I- I 482666 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 五、發明説明（11 ) l〇〇°C之間，壓力可為大氣壓力或大於大氣壓力。再 者’聚合作用亦可在保護氣體環境中進行，例如氮氣環境 。在本文說明書不詳細描述基本的聚合作用方法，因為其 為熟習此技藝者所熟知且落於本發明之範圍外。 所討論之超吸收體亦可接著進行交聯，以本身為習知 的方法’在含水的凝膠相及/或最後交聯成粉末狀及過筛 的聚合物顆粒。含有至少二可與聚合物組合物之羧基及/ 或羥基形成共價鍵之基團的化合物為適用於此等目的的交 聯劑。可稱為適當化合物的例子為二或聚縮水甘油基化合 物，例如膦酸二縮水甘油基酯、烷氧矽烷基化合物、聚氮 雜環丙烷、聚胺、聚醯胺基胺及其與表氯醇、二或多元醇 、二乙烯基颯、或二或聚醛，例如乙二醛的反應產物。在 此情況中，較佳為膦酸縮水甘油基_以及聚醯胺基胺_表 氣醇加合物。 於完成聚合作用後，聚合物的特性可進一步藉由將含 水之聚合物凝膠在5(M30°C下熱處理數小時而改良，較佳 為在70-100°C。於利用適當的裝置機械分離後，藉由此方 式獲得之凝膠狀之超吸收體可藉由適當之習知方法乾燥以 便提供固體形式的超吸收體。在此情況中，特佳之乾燥方 法為商式乾燥’其使得產品可在〉盖和的條件下乾燥。 於獲得乾燥、固體形式之超吸收體後，其係準備用於 根據本發明之吸收體結構。 應用於根據本發明之吸收體結構的超吸收體能獲得完 全符合所欲目的的吸收性質。基於在根據本發明之吸收體 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） {請先閱讀背面之注意事項3?!|'寫本頁} 裝 訂 -14- 482666 五、發明説明（η ) 結構及產品中所應用之吸收體及其他成分為至少部分生物 可降解以及至少部分係以可再生之原料為主等事實，與習 知一般係以高度以非降解性且以原原為主的合成原料為主 的吸收體結構及產品比較，根據本發明之吸收體結構及產 品提供較大的優點。這些優點在關於例如尿布、失禁護塾 及衛生棉等拋棄式吸收體產品上特別明顯。 根據本發明之吸收體結構及產品較佳包含持殊超吸收 體及各種不同之纖維的混合物或組合物，該等纖維例如由 纖維素、人造纖維、泥煤、棉、大麻、亞麻等構成的短纖 漿。再者，可混合各種不同的合成纖維，例如聚乙烯、聚 丙烯、聚酯、耐綸、雙成分纖維、裂散纖維等。因此可同 時使用疏水性及親水性纖維，其對於確保根據本發明之吸 收體結構中不同層之不同吸收性質有價值。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 再者’根據本發明之吸收體結構可以不同方式束缚或 束結，例如藉由熔化包含在吸收體結構中的熱塑性纖維， 或藉由添加特殊的粘合劑。再者，根據本發明之吸收體結 構已可進行額外的加工，例如壓搾、壓紋、壓延、針刺' 水纏結、機械軟化等。 第3及4圖顯示根據本發明之較佳實施態樣的吸收體產 品Π。在第3圖中，吸收體產品^係自當使用時，欲面對 使用者身體之側面觀看來顯示。 在所述的實施態樣中，吸收體產品為尿布丨丨且包含位 在使用時欲面向使用者之側面上的流體可滲透表面材料12 。再者’尿布11包含位在使用時背向使用者之側面上的流 ΜΛ張尺度適用中_家標準（CNS )⑽祕（训X加公 482666 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（13 ) 體不可渗透的防漏材料13。流體可渗透表面材料12以及流 體不可滲透的防漏材料13 —起包封根據本發明之吸收體結 構3且可謂構成尿布11之包封材料。 在所述之實施態樣中，尿布11具有包含較寬之前端及 後端區段15、16以及較窄之胯下區段17的延伸形式。前端 區段15為尿布11在使用時欲施用於使用者前面的部分，而 後端區段16為尿布11在使用時欲施用於使用者後面的部分 。再者，尿布11具有二縱向朝内彎曲的側面邊緣18、19， 前端邊緣20及後端邊緣21。 此種形式之尿布11，在使用時係以褲子的形式固定在 一起以便藉此包覆使用者身體的下部。為了此目的，膠帶 垂片22、23係設置並突出於各側面邊緣18、19以及鄰近尿 布之後端邊緣21處。膠帶垂片22、23係設計以與固定表面 24相互作用，該固定表面係設置在尿布11之前端區段15的 流體不可滲透防漏材料13上。固定表面24較佳包含一些強 化形式，例如另一層已應用至流體不可滲透防漏材料13之 塑膠或襯裡。當然，亦可使用將尿布固定在一起之其他形 式之配置，例如钮扣及钮孔、釣及扣眼、撳扣等。 再者，在所敘述之實施態樣中，尿布11具有縱向之塑 膠元件25、26，其有利地沿著側面邊緣18、19而設置。塑 膠元件25、26使尿布11成形且在使用時具有腿部塑膠密封 件的功能。此意指塑膠元件25、26在使用時固定尿布11之 側面邊緣18、19與使用者之腿部接觸且避免形成尿布和使 用者身體之間的間隙，否則該間隙可能導致流體滲漏至尿 (請先閲讀背面之注意事項ml寫本頁) -裝. •訂 線 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -16- 482666 A7 B7 五、發明説明（Η ) 布11外。當然，亦可能想到其他根據本發明之產品的實施 態樣，其中塑膠元件係以適於此一應用之另一方式設置。 在對應的方式中，塑膠元件27、28係沿著前端邊緣20 及後端邊緣21設置，其目的在於產生圍繞使用者腰部的塑 膠密封件。 根據本發明之吸收體結構3可謂構成所述之尿布^的 吸收性核心，此明顯地可由第4圖看出。在所述之實施態 樣中，前述之第二層5，緊接著流體可滲透表面材料12之 内側，可謂構成流體收容層，其任務為快速輸送流體進入 前述第1層4,該層比其他層5、6具有較高的超吸收體含量 。在此情況中，第1層4之任務為吸收、貯存及結合流體。 在所述之實施態樣中，吸收結構3之第三層6之功用為散布 層，其任務為輸送流體前進至第1層4之未使用之部分，以 致谷許在第1層之流體已借助第三層6輸送掉的部分中再吸 收。此一效果可藉由熟習此項技藝者所熟知的方法達成， 例如，藉由選擇原纖維材料及不同層内超吸收體的含量以 致於影響例如所述方法中不同層内的毛細管作用力及親水 性。 另一可想到的本發明實施態樣，其中流體收容層及散 布層並不包含在吸收體結構3内，而是以隔開的材料層取 代。在此種實施態樣中，適當之隔開的流體收容層係有利 地由相當厚、龐大的纖維材料構成，該纖維材料在乾及濕 狀態下皆呈現高度彈性以致能避免在濕狀態下皺縮。在此 情況中，適當之纖維材料的例子為非織物材料，其係以硬 良紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) 規格（210X297公慶 (請先閲讀背面之注意事項 1 •裝-- I寫本頁) 線 經濟部中央榡準局員工消費合作社印製 -17- 482666 A7 B7 五、發明説明（l5 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 化的纖維素纖維及/或合成纖維為主，例如聚乙烯纖維、 聚丙烯纖維、聚酯纖維等。 在根據本發明之產品的實施態樣中，該實施態樣具有 隔開的流體收容及散布層，吸收體結構係有利地^有/已參 考第1圖描述於前文中的形式，即包含一超吸收體及纖維 之間的混合比例大致相同的單層。在此實施態樣中的散佈 層有利地係由隔開、強力壓縮之親水性纖維層所構成，該 纖維提供小毛細管，並因此提供強毛細管作用力及良好的 散布能力。已發現特別適合本申請案且可被提及之材料為 W0 94/10953及 W0 94/10956 中所描述者。 本發明在附帶之申請專利範圍的範疇内可以許多方法 變化。如同已顯見地，可想出根據本發明之吸收體產品的 二較佳實施態樣，其中根據本發明之吸收體結構主要係由 整個吸收性元件構成，以及在另外的實施態樣中，吸收體 結構係與由適合此等目的之材料構成的隔開之流體收容或 散布層組合。 實施例 為了說明本發明，吸收體係以標準化的方法，利用中 間工廠規模之成形裝置，即所謂的紙頁成形器，根據熟習 此項技藝者所熟知的方法來製造。接著利用測試方法評估 所得之吸收性物件，該測試方法已發現適合欲用於吸收體 產品中供吸收體液的吸收體結構。 吸收性物件係藉由在用於此目的之裝置中，將由漂白 之化學軟木漿構成之短纖漿與不同超吸收體混合，並接著 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（21Gx297公董） (請先閲讀背面之注意事 項P寫本頁} 裝· 訂 -18- A7 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 --—------------- B7 五、發明説明（l6 ) 在紙頁成形器中成形為具有一或多層的吸收性核心，接著 對吸收性核心施予表面材料以供形成用於評估吸收性質的 吸收性物件。 在實驗系列中，根據下述四實驗系列製備具有四種不 同吸收性核心的吸收性物件： 混合物（參者、 短纖聚層’含有25重量％以丙烯酸為主的習知超吸收 體的均相混合物， 混合物（本發明、 根據本發明應用之短纖漿層，含有25重量％超吸收體 之均相混合物，含有30重量％澱粉， 層（參考） 二相同之外層，其為100重量％短纖漿，具有夾層， 包含50重量％以習知丙烯酸為主之超吸收體的均相混合物 ’超吸收體含量，以整個吸收性核心為基準，為33重量％ ，以及 層（本發明） 二相同之外層，其為1〇〇重量％短纖漿，具有夾層， 包含50重量％超吸收體的均相混合物，含有3〇重量％殿粉 ，其係根據本發明來應用，超吸收體含量，以整個吸收性 核心為基準，為33重量％。 吸收性物件具有習知表面材料，換言之，一流體不可 滲透之聚乙烯薄膜位在吸收性核心之外側，該外側為吸收 體產品在使用時欲面向使用者之側面，而吸收體核心之相 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項寫本頁) -裝 線 -19- 482666

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ^接著利用下述測試方法，針對應用時重要的吸收性屬 6平估具有四種不同形式之吸收性核心的吸收體物件： 此測試方法主要是為了評估吸收體物件中的*同超残 收體大體上，此方法包含測量吸收性物件在負荷時的流 體固持力以及亦測定吸收時間。測試方法係依下述方式進 行： I於前述紙張成形器中製備具有X，γ二維28χ1〇 么为之吸收性物件，其單位面積重量為約1000克/平方米 ，其中纖漿單位面積重量占約750克//平方米。紙漿容積 係凋整至最後約8立方公分/克。如同前文中已清楚說明 者，吸收性物件之核心額外含有所欲含量的超吸收體。 2·在測試之前，將吸收性物件在23°C及50%RH下 調整24 ±2小時。 3·在測試之前，稱重吸收性物件，在計算吸收性核 〜之早位面積重量之前，先扣除表面材料的重量。在吸收 性物件上預定濕潤點做記號。 4·在適用之厚度計中測量吸收性物件的厚度，並計 异精確的容積。若容積過高，將吸收性物件在適用之壓搾 裝置中擠壓。容積太低的吸收性物件則丟棄。 5·計量體積60毫升之測試液體。所應用之測試液體 係由所謂之合成尿液，即經過調整以類似人體尿液的鹽/ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） —1 - I . ^II (請先閱讀背面之審事項in；寫本買) 訂 -20- 482666 A7 B7 五、發明説明（18 ) 水溶液，構成。 6· 將内徑為23毫米之有機玻璃管（Plexiglas)放在吸 收性物件上濕潤點的上方。 7· 經由有機玻璃管（Plexiglas)添加測試液體，以致 於在添加時可維持20毫米之液體管柱。利用計時器測定整 個液體體積被吸收的時間（tl)，該計時器之精確度為〇.〇1 秒。 8. 測量一束15片濾紙的乾重至精確度為〇.〇1克。 9. 於吸收開始10分鐘後，將一束濾紙加上2550克之 負載重量放在濕潤之吸收性物件的上方。 1〇·於負載已施用在吸收性物件及濾紙夾層的上方15 秒後，移除負載重量及該束濾紙，測量濾紙之濕重至精確 度為0.01克。之後’再濕潤（r 1)係以濾紙濕重及乾重之 間的差來計算。 11 ·接著再添加60毫升之測試液體加上補償前述計算 再濕潤的量。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 12.重覆一次上述7-11項’隨著重覆濕潤測定額外的 吸收時間（t 2)以及額外的再濕潤（r 2及r 3)。結果，t 1 、t 2及t 3係记錄至精確度為1秒，r 1、r 2及r 3係記錄 至精確度為0.1克。表1顯不在實施例中，四種不同之吸收 性物件的t 1、t 2及t 3，以及]：1、r 2及r 3的值。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) μ規格（210X297公釐） -21 - 482666 A7 B7 五、發明説明（l9 表1 實施你丨 混合物(參考） 混合物(本發明） 層(參考） 層(本發明） 裝填時間，科 tl t2 t3 14 11 15 13 18 28 33 42 50 31 38 48 再濕潤，克 rl r2 r3 0.4 7.3 14.1 1.1 11.3 20.6 0.6 7.0 19.5 1.5 9.1 25.0 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 由所獲得之測試結果可看出，混合物（參考）及混合物 (本發明）之間以及層（參考）及層（本發明）之間各別裝填時 間tl的差異相當小。因此顯示出根據本發明之吸收性物件 呈現最初裝填時間tl彷彿與對應之習知吸收性物件具有相 同的等級。 關於包含短纖漿及超吸收體之均相混合物之二吸收性 物件（混合物（參考）以及混合物（本發明））的12及〖3，其顯示 出根據本發明（混合物（本發明））之吸收性物件，彷彿呈現 比對應之習知吸收性物件（混合物（參考））稍長的裝填時間 (t2及t3)。 然而，二層合的吸收性物件（層（參考）及層（本發明 的測试結果顯示出可生產根據本發明（層（本發明））之吸收 性物件，其與重覆濕潤有關的裝填時間（t2、t3)與對應之 習知吸收性物件（層（參考））一般好。 再濕潤（rl、r2及r3)之所有測量值皆顯示根據本發明 之（混合物（本發明）及層（本發明））的吸收性物件的值高於 對應之習知吸收性物（混合物（參考）及層（參考））。 然而，測試結果顯示出在實驗中製造之吸收性物件， 在裝填時間及再濕潤上’具有足夠良好的值，以致在例如 (請先閲讀背面之注意事項^|||寫本頁) -裝· 、訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -22-

i、發明説明（20 ) 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 尿布、失禁護墊或衛生棉等吸收體產品中具有相當良好的 功能。 液體散布 吸收性物件之另一重要性質為散布液體的能力。此項 在應用上具有重要性的性質之測量可藉由下述之測試方法 測得。 1 · 待評估之吸收性物件係依上述條件調整且在距離 一短末端11公分處標示記號。 2· 將液體容器放在秤之一側，該秤之精確度達0.1 克，利用氣泡水平儀小心地調極液體容器及秤至水平面。 3·利用支撐裝置，將適用之長方形有機玻璃 (Plexiglas)板放在秤的上方以致於有機玻璃 相對於水平面傾斜30°並以致於有機玻璃（Plexigias)板之 一短端向下伸入液體容器中。同時，不容許傾斜之有機玻 璃（Plexiglas)板接觸到液體容器的邊緣。 4· 將測試液體，即合成尿液，添加至容器中直至傾 斜之有機玻璃（Plexiglas)板有2公分的長度伸入液面下2公 分。 5. 稱重待評估之吸收性物件至精確度為〇· 1克以便 測其乾重（mj。 6. 將吸收性物件放置在傾斜之有機玻璃（Plexiglas) 板上，使流體可滲透側朝上且以此位置使物件無法與液體 容器内的測試液體接觸，接著進行配衡。 7· 之後，在不容許吸收性物與測試液體接觸下，利 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公| ) (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) •裝- 訂 -線 -23- 482666 A7 B7 五、發明説明（21 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 用前述11公分的標記及有機玻璃（Plexiglas)板上對應的標 記，將吸收性物件利用夾子固定在有機玻璃（plexiglas)板 上方的預定位置。 8·現在容許吸收性物件在有機玻璃（piexigias)板上 方落下，在如此進行中，物件之一短端浸入液體容器之測 試液體中。 9·利用電腦，連續60分鐘記錄平衡讀數，同時使測 試液體在液體容器内的水平面高度維持一定，之後中斷測 里並將吸收性物件自其在有機玻璃（Plexiglas)板上方的位 置移開。 10·測量吸收性物件之縱向上濕潤區域的濕潤長度， 以公分為單位。 11 ·分別在5及60分鐘測量吸收性物件之液體散布能 力後，根據下述公式計算，以克/克為單位 液體散布=n^/n^， 其中叫為吸收性物件的乾重，而叫為在各個時間點時自 秤讀出的重量。 表2顯示對前述四吸收性物件進行液體散布測量獲得 的結果。 (請先閲讀背面之注意事項me寫本頁) -裝·

、1T 線 -24- 482666 A7 B7五、發明説明（22 ) 表2 實施例 液體散布，克/克 濕潤長度 60分鐘，公分 5分鐘 60分鐘 混合物(參考） 9.3 14.2 28 混合物(本發明） 8.2 11.1 26.7 層(參考） 8.9 15.9 28 層(本發明） 8.1 14.4 28 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 由上述表2可看出，與對應之習知吸收性物件（分別為 混合物（參考）及層（參考）)相較，根據本發明之吸收性物件 (分別為混合物（本發明）及層（本發明））各自呈現稍低的液 體散布能力。 簡言之，根據本發明之吸收體結構提供完全令人滿意 的吸收性質以供使用於吸收體產品，無需在製造過程中要 求任何特殊調整成形的過程等。再者，本發明提供其他優 點，例如根據本發明之吸收體結構及產品係高度以呈現高 度生物降解性之可再生原料為主。 在前文中，本發明已參考附帶圖式描述較佳實施態樣 及實施例。然而，本發明決不能視為受限於說明書中已揭 露者，相反地，本發明之範疇係定義於接下來之申請專利 範圍中。 因此，在藉由本發明應用之超吸收體中的澱粉或澱粉 衍生物含量可以例如在廣限制範圍内改變。須記住此一事 實，本發明之主要目的之一為提供一種以具有高再生性之 原料為主的吸收體結構及產品，特佳之實施態樣為乾超吸 收體含有超過30重量％澱粉及/或化學修飾澱粉，且其中 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) .裝· 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -25- 482666 A7 B7 五、發明説明（23 ) 同時乾超吸收體構成吸收體結構乾重之15至65重量％。 在根據本發明之吸收體產品的特佳實施態樣中，為了 改良組合性，包封材料亦至少部分為生物可降解性，以及 至少部分以呈現高再生性之原料為主。在此關連中，生物 可降解材料之含量較佳為大於包封材料之重量的10重量％ ，該生物可降解材料較佳為澱粉。 (請先閲讀背面之注意事 :寫本頁) 裝. 訂 線 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -26- 482666 A7 B7 五、發明説明（24 ) 元件標號對照 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 1...吸收體結構 18…側面邊緣 2...單層 19…側面邊緣 3...吸收體結構 20…前端邊緣 4··.第一層 21...後端邊緣 5...第二層 22...膠帶垂片 6...第三層 23...膠帶垂片 11…吸收體產品 24·.·固定表面 12...流體可滲透表面材料 25…塑膠元件 13…流體不可滲透之防漏材料 26…塑膠元件 15…前端區段 27...塑膠元件 16…後端區段 28…塑膠元件 17...胯下區段 (請先閱讀背面之注意事項一 裝-- π寫本頁) 、1Τ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -27-

Claims (1)

1. 刊2666 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 -~_______ '申請專利範圍 1 · 一種吸收體結構，其包含超吸收體，該超吸收體已在 澱粉及/或化學修飾澱粉的存在下，藉由自由基共聚 合作用，由一或多親水性單體製備，其特徵在於·· 製備超吸收體期間，已使用可使每分子形成3個或 以上的自由基位置的自由基起始劑，以及在於吸收體 結構（1、3 )包含親水性及/或疏水性纖維，該纖維與 超吸收體一同可使吸收體結構具有親水特性，以及在 於在乾燥狀態下，超吸收體構成吸收體結構乾重的10 %至75% 〇 2·根據申請專利範圍第1項之吸收體結構，其特徵在於： 乾燥之超吸收體包含超過30%重量％之澱粉及/或化 學修飾澱粉，以及在乾燥狀態下，超吸收體構成吸收 體結構（1、3)乾重的15至65重量％。 3·根據申請專利範圍第1或2項之吸收體結構，其特徵在 於：吸收體結構（1)包含單層（2)，該層之該纖維及該超 吸體之間的混合比例大體上呈現相同，以及在於在乾 燥狀態下，超吸收體在此情況下構成吸收體結構（1)乾 重的20至30重量％。 4·根據申請專利範圍第1或2項之吸收體結構，其特徵在 於··吸收體結構（3)包含數層（4、5、6)，其中至少第一 層（4)之超吸收體含量比其他層（5、6)高，以及在於在 乾燥狀態下，超吸收體在此情況下構成吸收體結構（1) 乾重的40至60重量％。 5·根據申請專利範圍第4項之吸收體結構，其特徵在於第 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X29*7公釐） -28 - (請先閲讀背面之注意事 裝-- (寫本頁) 訂 線 482666 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 _____ _ D8 六、申請專利範圍 一層（4)係在二相對側面上與超吸收體含量低於該第一 層（4)之該數層中的層（5、6)接觸。 6·根據前述申請專利範圍中第1項之吸收體結構，其特徵 在於：超吸收體包含根據下述通式之親水性單體： R3 R1 I I CH = C 其中R1為氫、甲基或乙基；R2為-COOR4基團、續酿基 、膦醯基、利用（q-C4)烷醇酯化之膦醯基或具有丁式 之基團 〇 CH, I ! ——C 一 NH — C 一 CH2 — R5 I ch3 以及R3為氫、甲基、乙基或叛基；R4為氫、胺基或經 基-(CrC4)-烧基；以及R5為確醯基、膦醯基或幾基。 7 ·根據前述申請專利範圍中第1項之吸收體結構，其特徵 在於：可包含於超吸收體内的澱粉為天然或預糊化之 玉米澱粉、天然或預糊化之蠟玉米澱粉、天然或預糊 化之馬鈴薯澱粉、天然或預糊化之小麥殿粉、天然或 預糊化之澱粉·玉求澱粉或天然或預糊化之木薯澱粉， 以及或特徵在於包含於超吸收體内的化學修飾澱粉為 酸催化、酵素或熱裂解澱粉，氧化澱粉，例如烯丙基 澱粉之澱粉醚或例如2-羥乙基澱粉、2-羥丙基-澱粉或 2-羥基-3-三甲基ammonionopropyl胺丙基澱粉之羥烷基 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 29 - (請先閱讀背面之注意事15^^寫本頁) .裝* -訂 線- 482666 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 A8 B8 C8 ___D8六、申請專利範圍 澱粉，或例如羧甲基澱粉之羧烷基澱粉，或例如以甲 酸殿粉酯為例之單羧酸殿粉酯、乙酸殺粉酯、丙烯酸 澱粉酯、甲基丙烯酸澱粉酯或苯甲酸澱粉酯等之澱粉 酯類，來自二羧酸或多羧酸之澱粉酯，例如丁二酸澱 粉醋、順丁烯二酸澱粉酯、澱粉胺基甲醯基酯（胺基甲 酸澱粉酯）、二硫代碳酸澱粉酯（黃原酸澱粉酯），或無 機酸之澱粉酯，例如硫酸澱粉酯、硝酸澱粉酯或磷酸 澱粉醋’殺粉酯醚，例如2-羥烧基-澱粉乙酸酯，或源： 粉之全乙縮醇，例如澱粉與脂族或環族乙烯醚的反應 產物。 8·根據前述申請專利範圍中第丨項之吸收體結構，其特徵 在於：包含於超吸收體内的澱粉為預糊化之玉来澱粉 或預糊化之馬鈐薯澱粉，以及/或特徵在於包含在超 吸收體内的化學修飾澱粉為羧甲基澱粉、丁二酸澱粉 醋或順丁烯二酸澱粉酯。 9·根據前述申請專利範圍中第1項之吸收體結構，其特徵 在於：當製備超吸收體時，所應用之自由基起始劑為 包含至少三氫過氧化物單元、過氧化物單元或偶氮單 元的化合物。 10. 根據前述申請專利範圍中第1項之吸收體結構，其特徵 在於：當製備超吸收體時，所應用之自由基起始劑為 偶氣雙丁胯與三羥甲基丙烷的反應產物。 11. 根據前述申請專利範圍中第1項之吸收體結構，其特徵 在於·當製備超吸收體時，所應用之自由基起始劑為

   (請先閲讀背面之注意事項 1 -裝-- I寫本頁} 訂 線

   A8 B8 C8 —----------- P8 _ 、申請專利範^ ' ~ 〜- 已藉由在氧存在下的聚羧酸陽極氧化作用獲得之聚氫 過氧化物。 12·根據前述申請專利範圍中第丨項之吸收體結構，其特徵 在於··超吸收體已在澱粉及/或化學修飾澱粉存在下 糟由在可形成二自由基或多自由基之自由基起始劑 存在下的凝膠聚合方法，由聚合包含15至6〇重量％之 一或多親麟生考展的溶液而製備。 13. —種吸收例如尿布、失禁護墊或衛生棉 ，其包含由包封材料包覆的吸收性物件，該包封材料 係至少部分液體可滲透性，其中該吸收性物件包含吸 收體結構（1、3)，該結構包含超吸收體，該超吸收體 已在澱粉及/或化學修飾澱粉的存在下，藉由自由基 共聚合作用，由一或多親水性單體製備， 其特徵在於： 製備超吸收體期間，已使用可使 每分子形成3個或以上的自由基位置的自由基起始劑， 以及在於吸收體結構（1、3 )包含親水性及/或疏水性 纖維’該纖維與超吸收體一同可使吸收體結構（丨、3) 具有親水特性，以及在於在乾燥狀態下，超吸收體構 成吸收體結構乾重的10%至75%。 14. 根據申請專利範圍第丨3項之冬食體產品，其特徵在於 包含根據申請專利範圍第2至12項中任一項之吸收體結 15. 根據申請專利範圍第13或14項之吸收體產品，其中包 封材料包含流體可滲透表面材料（12)，其位在使用時 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297^ ) 一 ~ -31 - (請先閲讀背面之注意事項If%寫本頁) -裝· 訂 482666 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 吸收體結構（3)欲面向使用者之側面上，以及流體不可 滲透的防漏材料（13)，其位在使用時吸收體結構（3)欲 背向使用者之側面上， 其特徵在於：流體可滲透表面材料（12)及/或流 體不可滲透的防漏材料（1 3 )包含在混合物中具有高度 再生性之一或多生物可降解材料，該混合物超過包封 材料總重的10重量％。 16·根據申請專利範圍第15項之里鬼奠產品，其特徵在於 澱粉包含於生物可降解材料中。 (請先閱讀背面之注意事 寫 本頁) .裝· 線 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 32 本紙張尺度適用中國國家摞準（CNS ) A4規格（210X297公釐）