專利名稱：可伸展的吸濕芯的制作方法
本申請是申請日為1995年11月22日、申請?zhí)枮?5197336.3、題目為“可伸展的吸濕芯”的分案申請。
本申請是共同擁有的相關(guān)的同日遞交的兩篇申請之一。另一相關(guān)申請的題目為“Method and Apparatus for Making stretchable Absorbent Articles”，該相關(guān)申請可作為參考文件被本申請引證。
本發(fā)明涉及一種有最初形狀的、可伸展的吸濕用品，它能夠響應(yīng)穿戴者施加的力而彈性地變形，并且能夠基本上回到初始形狀。更具體地，本發(fā)明涉及一可伸展的吸濕芯。
吸濕用品有收集、分散和存貯尿液及其他人體排泄物的功能。它包括(但不限于)尿布、衛(wèi)生巾、短內(nèi)褲襯里和失禁用品等。如今，尿布為嬰兒和其它例如不能自理的人所使用。
目前人們已從改進(jìn)對尿布穿著者的排泄物的收集能力、隔離該收集的排泄物與穿著者身體、保護(hù)這些人的衣物或其他可能與該排泄物接觸的表面的角度關(guān)注尿布的工藝。另外，人們也已經(jīng)注意關(guān)心改進(jìn)尿布的舒適性，例如通過降低通常與尿布穿用者不舒服相關(guān)的事情的發(fā)生，例如(并非限制)，起球、塌陷、破裂或撕裂。
其它與尿布技術(shù)有關(guān)的背景技術(shù)的專利包括美國專利5196000(Clear等人)；5176668(Bernardin)；5176669(Klemp)；5176670(Roessler等人)；5176671(Roessler等人)；和5176672(Bruemmer等人)；這些文獻(xiàn)全都引入本文作為參考?？赡芤灿幸饬x的是美國專利5197959(Buell)(該文獻(xiàn)引入本文作為參考)。
現(xiàn)今市場上出售的大多數(shù)一次性尿布包括一種吸收穿著者排泄物的吸濕芯結(jié)構(gòu)，通常該吸濕芯包括常用的吸濕凝膠(以下稱為AGM材料)材料或一種分散在纖維材料的胎體中的常用的超吸收材料。其他常用材料將在下面討論。盡管這種吸濕芯結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出特別良好的吸濕特性，但是該吸濕芯結(jié)構(gòu)對在正常的穿著情況下的伸展和隨后恢復(fù)到最初形狀的能力產(chǎn)生了限制作用。
因此人們希望并需要改善吸濕芯，使其在正常使用情況下能可伸展以便能適合穿著者的身體形狀，同時仍保持良好的吸濕性能，不起球、不滑動、不破裂、不撕裂。
最近在吸濕用品工業(yè)的進(jìn)展包括改進(jìn)的可伸展的頂片和底片。然而，使用這樣的頂片和底片的性能受到所用的吸濕芯部件伸展性的限制。因此為了改進(jìn)由改進(jìn)的可伸展的頂片和底片制成的吸濕用品的總體伸展性，就需要可伸展的吸濕芯部件。
一種可伸展的吸濕用品，稱為衛(wèi)生巾，公開于有共同受讓人的在審查中的PCT申請WO93/01785中，其標(biāo)題是“Stretchable Absorbent Article”(“可伸展的吸濕用品”)。一種纏繞式封裝的彈性吸濕體公開于美國專利4957795(Riedel)中。
其它的有意義的背景技術(shù)文獻(xiàn)是美國專利3856013(Dulle)；4229548(Sattlegger等人)；4341214(Fries等人)；4554297(Dabi)；4584324(Bauman等人)；3916900(Breyer等人)；4394930(Korpman)；4664662(Webster)；51499720(DesMarais等人)；4834735(Alemany)；4610678(Weisman等人)；4673402(Weisman等人)；1993年6月30日Litchholt和Lodge申請的，標(biāo)題是“Elastomeric Adhesive Foam”(“彈性粘合泡沫”)的美國專利申請流水號08/085537；和1993年6月30日Litchholt和Lodge申請的，標(biāo)題是“Method of Making an Elastomeric Adhesive Foam and ofElasticizing Garments”(“彈性粘合泡沫和彈性線制的服裝的制造方法”)的美國專利申請流水號08/085237。
本發(fā)明的方法、用品和裝置基于下面的發(fā)現(xiàn)，即通過將至少一種吸收性材料分散在可伸展的粘合劑中得到的改進(jìn)的可伸展的用品(例如可伸展的吸收芯、可伸展的吸收芯插入物、其組合，用于用品如(并非限制)衛(wèi)生巾、短內(nèi)褲襯里、失禁用品或類似物中的可伸展的部件)結(jié)構(gòu)，其中粘合劑優(yōu)選包括一種含有至少一種通常是彈性組分的粘合劑。該可伸展的用品顯示出極好的液體吸收性特性并且在x、y和z三個方向上都有很好的彈性，因此在受列通常的穿戴期間的力作用下，它伸展或彈性變形，并且在該力消除之后它可以基本上恢復(fù)到其起始的形狀。
在本發(fā)明的一個實施方案中，象尿布這樣的一次性吸濕用品，其結(jié)構(gòu)包括底片、頂片和在底片與頂片之間的一個可伸展的吸濕芯。該底片最好包括一種相對不透液體的或者無孔的塑料薄膜，該塑料薄膜基本上是一個完整的彈性體或者具有一個或多個大致具有彈性的區(qū)域。該頂片一般是一種可透液體的或多孔的材料，該材料也基本上是一個完整的彈性體或者具有一個或多個大致具有彈性的區(qū)域。
按照本發(fā)明的方法是一個包括制備可伸展吸濕芯和將其裝于尿布框架內(nèi)(即底片和頂片之間)在內(nèi)的連續(xù)工藝步驟?？缮煺刮鼭裥臼峭ㄟ^將吸濕材料與可伸展的粘合劑接觸，特別是將至少一束最好含有彈性組分的熔噴粘接劑物流噴射到一束或一團(tuán)吸濕材料物流中而制備的。在一個實施方案中，這一束吸濕材料包括一束吸濕材料的顆粒(也稱為“顆粒狀吸濕材料”)。將粘接劑熔噴產(chǎn)生一束易熱熔的、不連續(xù)的微纖維或者離散的或具有不確定長度的細(xì)絲。將該粘接劑纖維或細(xì)絲的熔噴流注入到吸濕材料中(即使它與該吸濕材料接觸)，在熔噴力的作用下，該纖維變形、聚集和固化以互相聯(lián)接，無規(guī)則地纏繞在一起形成能包含該吸濕材料的類似墊狀的網(wǎng)。在一個實施方案中，該最終的可伸展吸濕芯組裝在第一種可伸展、可透液體的或多孔的網(wǎng)(最好是頂片)和第二種可伸展、不透液體的或無孔的薄膜(最好是底片)之間?？梢郧懈罨蛴闷渌绞街苽浜靡粋€或多個適宜的尿布形狀的部件，并且可以使用常規(guī)的尿布終加工技術(shù)(如安裝固定扣件)。
制造尿布的裝置最好包括一些連續(xù)處理的工位。第一個工位是用于通過把確定量的吸濕材料加入到可伸展的粘合劑材料的網(wǎng)中形成一個可伸展吸濕芯材料的墊狀網(wǎng)。一般來說，第一工位適于將一束或多束最好是有一種或多種彈性組分的熔噴型粘接劑的粘合劑材料輸送和注入到一束吸濕材料中。更準(zhǔn)確地說，第一工位最好包括用于以預(yù)定的速度將一定數(shù)量的吸濕材料傳送到供給槽的排放端，以便產(chǎn)生一個連續(xù)的粒子流的裝置。另外，第一工位還包括用于熔噴可伸展的粘合劑材料(例如一適宜的有一個或多個彈性組分的熱熔粘接劑)的裝置，該熔噴的可伸展的粘合劑材料用于產(chǎn)生一束熔融微纖維或細(xì)絲，這些微纖維或細(xì)絲隨后注入到從供給槽的排放端排放的吸濕材料流中。用吸收性材料分散的隨機(jī)纏繞的粘合劑纖維或細(xì)絲的鋪層和再凝固引起了可伸展吸濕芯材料的墊狀纖網(wǎng)的形成。因而，該第一工位還包括用于將與纖維狀的熔噴粘接劑組合的最終吸濕材料纖網(wǎng)鋪絮在連續(xù)的鋪絮傳遞裝置上的裝置?？梢匀芜x地，把可伸展吸濕芯材料的墊狀網(wǎng)鋪在或放置在一個連續(xù)的包封材料上(最好是用于尿布的多孔的可伸展的頂片上)以便形成一個大致結(jié)合的組件。第二工位設(shè)在第一工位的下游，以使墊狀網(wǎng)和頂片與第二種材料纖網(wǎng)(最好是作為尿布的底片)結(jié)合。第三工位最好包括一個或多個用于傳輸一個或多個終加工的纖網(wǎng)(例如松緊帶或固定件)的軋輥，以便將這些織物疊壓在可伸展的頂片和底片上。
本發(fā)明的吸濕用品、工藝和裝置的很多優(yōu)點中最重要的是可以比其它吸濕芯更有效地和連續(xù)地制備具有改進(jìn)伸展性能的吸濕芯。該吸濕芯可以在伸展與不伸展兩種情況下都具有足夠的吸濕能力，從而利用了該吸收性材料的有益特性，但不是犧牲大量的吸收性而換得伸展性。因此本發(fā)明的吸濕芯與各種傳統(tǒng)的吸濕芯相比，改善了液體收集、液體分布和液體儲存性能，并且還改善了吸濕芯結(jié)構(gòu)的整體性能。該吸濕芯還顯示出足夠的伸展性能和回彈性能，即允許吸濕芯在使用中變形，但可以基本上恢復(fù)到其初始的形狀。它的變形特性能使吸濕芯在使用中伸展并且在正常運(yùn)動狀態(tài)下與穿著者的身體形狀保持一致。在使用期間，該吸收芯一般不會塌陷、形成球或破裂，同時在飽和狀態(tài)和非飽和狀態(tài)下吸濕芯通常顯示出高的整體性能(包括但不限于任何一個或所有的液體收集、液體分配和液體儲存性能)。該吸濕芯還特別適合于組裝到一個最好具有一個基本上可伸展的或類似內(nèi)衣的框架上。當(dāng)然，可伸展的吸濕芯不限于這些應(yīng)用，它也可以簡單地用作一個在傳統(tǒng)的基本上不可伸展的框架上的粘接劑粘接的吸濕芯。本發(fā)明所述的吸濕用品(特別是一次性的，通常在使用一次后就丟棄)與傳統(tǒng)的不可伸展吸濕用品相比具有良好的配合性和舒適性，同時沒有損害吸濕性能。
盡管本說明書以特別指出和清楚要求被認(rèn)為是構(gòu)成本發(fā)明的主題物質(zhì)的權(quán)利要求書結(jié)束，但人們相信從下面結(jié)合附圖的描述將更好地理解本發(fā)明，在附圖中使用相同的標(biāo)號說明相同的元件，其中

圖1是本發(fā)明的芯；圖1A是圖1的芯沿1A-1A線的剖面圖；圖1B是放置在尿布頂片和底片之間的芯的剖面圖；圖2是本發(fā)明的另一個芯；圖2A是圖2的芯沿2A-2A線的剖面圖；圖3是本發(fā)明的另一個芯；圖3A是圖3的芯沿3A-3A線的剖面圖；圖4是用于制造用作可伸展的芯材料的墊狀網(wǎng)的優(yōu)選裝置的側(cè)視圖5是用于將熔噴的彈性粘合劑輸送到圖4裝置的注射部分的簡圖；圖5A是用作圖4裝置的注射部分的示范性的擠壓機(jī)模具或膠頭的部分剖面圖；圖6是在另一個實施方案中用于制造用作可伸展的芯材料的墊狀網(wǎng)的裝置的簡圖；圖6A是包括真空孔的輸送機(jī)的部分平面圖；和圖7A，7B和7C描述纏繞在熔噴膠纖維墊內(nèi)含有AGM顆粒的可伸展的芯用品實例的顯微照片。
如本文中所使用的，“吸濕用品”指吸收和含有人體滲出物的裝置，更具體地，表示貼著或緊靠著穿用者的身體放置以便吸收和存留各種從身體排放出的滲出物的裝置。
如本文中所使用的，術(shù)語“一次性的”是描述不打算洗滌或用其它方法回收或作為吸濕用品再使用的吸濕用品(即，它們在一次使用之后就打算被廢棄，并且優(yōu)選地被循環(huán)、被制成堆肥或以與環(huán)境相容的方式被處置)。
如本文中所使用的，“可伸展的”指用品響應(yīng)力的作用彈性地伸展或彈性地變形的能力，從而它可以在長度(即在縱向方向)和/或?qū)挾?即在橫向方向)和/或其它方向上可伸長，并且在該力消除之后基本上恢復(fù)到其起始的未伸展的形狀。更具體地，術(shù)語“可伸展的”表示1厘米寬的該用品條在25g力作用下伸長最少10％；在40g力作用下伸長最少100％；在60g力作用下伸長最少200％的能力。該用品應(yīng)當(dāng)在力消除時足以恢復(fù)到其起始尺寸的至少95％。
如本文中所使用的，在吸收性材料的意義中的“顆?！敝溉魏涡问?、形狀或尺寸的吸收性材料，包括但不限于粉末、小球、顆粒、離散長度的纖維或類似物。
如本文中所使用的，“液態(tài)人體滲出物”指尿、流動的糞便或從人體中排泄出的其它物質(zhì)。除非從討論的上下文中特別發(fā)現(xiàn)，本文中涉及的“液體”、“流體”或“人體流體”將包括液態(tài)人體滲出物。
如本文中所使用的，“吸收性”指吸收人體滲出物，例如尿的能力。
如本文中所使用的，“液體收集”指從穿用者的身體接受液體(例如液態(tài)人體滲出物)的作用。
如本文中所使用的，“流體分配”指將液體(例如液態(tài)人體滲出物)從一個位置輸送到第二個位置的作用。
如本文中所使用的，“液體存儲”指將液體(例如液態(tài)人體滲出物)分離和保存在通常預(yù)定的區(qū)域或體積內(nèi)。
如本文中所使用的，“粘合劑”指用于將第二材料分離和保持在通常預(yù)定的區(qū)域或體積內(nèi)的第一材料(例如基體材料)。
如本文中所使用的，“尿布”不僅包括打算用于嬰兒和兒童的那類尿布，而且包括打算用于任何年齡的個人(例如失禁的個人)，包括成年人的吸濕用品。
吸濕芯結(jié)構(gòu)在圖1、1A、1B、2、2A、3、3A中示出了本發(fā)明的可伸展的吸濕芯的優(yōu)選實施方案。通?？缮煺沟奈鼭裥揪哂蓄愃茐|的形狀，該吸濕芯包括摻在一個可伸展的粘合劑材料的網(wǎng)中的第一種預(yù)定量的吸濕材料(下面將更詳細(xì)討論)。優(yōu)選以預(yù)定量的顆粒形式使用吸收性材料(本文中也稱之為“吸收劑”)。優(yōu)選以預(yù)定量的纖維形式使用粘合劑材料，該粘合劑材料優(yōu)選是具有一種或多種彈性組分的熔噴粘合劑。粘合劑可以有一種或幾種功能，包括(但不限于)與吸濕材料接觸并且粘到上面或本身粘接形成一個大致互聯(lián)的可伸展的網(wǎng)，以便有效地將吸濕材料隔離和保持在該網(wǎng)內(nèi)的一個或幾個預(yù)定的區(qū)域或體積內(nèi)?？扇芜x的將吸濕芯局部或全部地封裝在一個彈性的可伸展的包封型結(jié)構(gòu)內(nèi)。
吸濕芯最好在示于1～3中的X、Y和Z方向具有一個或幾個預(yù)定的尺寸。吸濕芯的尺寸和形狀通常由例如(但不限于)裝有吸濕芯的最終吸濕用品的尺寸和形狀以及吸濕用品期望的吸濕量決定。在一個實施方案中，干燥狀態(tài)下吸濕芯的重量在約8至18克的范圍內(nèi)，以10至16克為最好；密度為0.07克/厘米3至0.16克/厘米3，以0.09克/厘米3至0.14克/厘米3為最好(在1.4kPa(0.2psi)下測量)。吸濕芯的能吸收(然后存儲)液體的人體排泄物的數(shù)量至少達(dá)到其干重的1900％，比較優(yōu)選是達(dá)到其干重2900％，最好能達(dá)其干重的約3400％～4400％，當(dāng)然比較高和比較低的重量、密度、吸濕容量也是可以的。
在一個實施方案中，在x，y和z方向上有起始預(yù)定的尺寸的這樣芯的代表性的截面具有吸收能力和膨脹性，使得其能夠在基本完全飽和狀態(tài)(即吸收有液體人體滲出物)下，在x，y和z的每個方向上基本均勻地膨脹2-約3倍的尺寸，優(yōu)選高達(dá)至少約5倍的起始預(yù)定尺寸。也可以改變該芯使得它在不同的方向上膨脹不同的量，如在下文的討論中是很明顯的。此外，該芯可以設(shè)計成選擇地在芯內(nèi)的不同位置具有一種或多種密度，用來改變在不同芯位置處的性質(zhì)和性能特性。
優(yōu)選的芯顯示出如列于表I中所述的性質(zhì)。如表I中所述的，該芯的彎曲模量為片狀的約25-50％。應(yīng)該注意，雖然表I列出的性能在本申請中是就片狀吸濕材料而討論的，但是這些性能也推薦作為整個吸濕芯的性能。這樣用本發(fā)明的工藝、產(chǎn)品、裝置方法制造的吸濕芯，其性能和特點大致上接近該片形吸濕材料本身的性能和特點，同時，也展現(xiàn)出良好的伸展性。
這些彈性伸展和恢復(fù)性質(zhì)最好是符合下述要求可以裝入的與墊的結(jié)構(gòu)無關(guān)的吸濕芯在至少吸收該吸濕芯的總重量的1900％的液體量并保存住該液體的同時，可以以一個相當(dāng)?shù)偷膹椥阅Ａ康纳扉L力(例如1厘米寬的樣品上作用39至59克的力)在約100％拉伸率(峰值)時伸展到其最初尺寸的100％至200％，并且至少恢復(fù)到初始尺寸的95％左右。此外，當(dāng)吸濕芯被限制在吸濕用品結(jié)構(gòu)中時，吸濕用品的復(fù)合的頂片和底片材料的彈性模量在一個優(yōu)選實施方案中將超過和控制吸濕芯的那些性質(zhì)，從而使拉伸吸濕芯的力被拉伸作為一整體的吸濕用品的頂片和底片的更大的力所隱蔽或遮蓋。因此吸濕芯本身與吸濕用品所要求的性能相一致。
表I特征 例I泡沫 例II泡沫結(jié)構(gòu)特征 單位孔隙容量 36.8 31.8 mL/g毛細(xì)虹吸比表面積 1.35 1.25 m2/g密度 0.0290.032 g/cm3平均網(wǎng)格尺寸 40 37 μ機(jī)械特性在5.1kPa限定壓力下的變形 52％ 31％ ％柔性 ＞1 ＞1彎曲周期從50％壓縮的恢復(fù)％ 95％ 94％ ％流體的處理性質(zhì)在下列各壓力下的吸收能力
0.0kPa(0.0 psi) 35.9 31.5mL/g1.4kPa(0.2 psi) 34.0 29.1mL/g5.1kPa(0.74 psi) 23.4 25.1mL/g6.9kPa(1.0 psi) 13.0 14.8mL/g在5.1kPa下是0.0kPa吸收能力65.2 79.7％的％到5cm的垂直芯吸時間 105 120 秒在下列各高度吸收能力最高達(dá)1.3cm(0.5英寸)30.9 26.7mL/g3.8cm(1..5英寸) 30.7 26.4mL/g6.4cm(2.5英寸)28.0 25.3mL/g8.9cm(3.5英寸)26.6 24.8mL/g11.4cm(4.5英寸) 18.7 24.0mL/g14.0cm(5.5英寸) 0.6 23.3mL/g16.5cm(6.5英寸) 021.8mL/g19.1cm(7.5英寸) 014.1mL/g在合成尿中的粘合劑張力在65±5 30.7 37.8達(dá)因/厘米達(dá)因/厘米該吸濕芯還優(yōu)選顯示出足夠的可壓縮性和回彈性以便可以使用常規(guī)技術(shù)(例如E-折疊、C-折疊、雙折疊、三折疊等)將最終的含有該吸濕芯的吸濕用品折疊、堆積和包裝，然后達(dá)到其以后使用時所需要的尺寸、形狀和性能特性。
合適的吸濕芯形狀的例子包括矩形、計時砂漏形、T-形、不對稱形、其組合等。在一個實施方案中，例如在圖1-3中所示的吸濕芯，該吸濕芯通常是矩形的。在圖1、1A和1B中，它是單片的，即它具有單層。然而，在另一個實施方案中，考慮用多吸濕芯層，例如(并非限制)在圖2，2A，3和3A中所示的。
圖1和圖1A給出了一般是矩形的單層或單片吸濕芯10。該吸濕芯有第一端12和第二端14。該吸濕芯10有第一表面16和與第一表面16在該吸濕芯的z方向隔開的第二表面18，因此，在該吸濕芯z方向上限定該吸濕芯的一個或多個厚薄或厚度。當(dāng)用于尿布時，例如，該厚度優(yōu)選在約2.5mm-約12.7mm的范圍，更優(yōu)選約3.8mm-約12.7mm和最優(yōu)選約4.7mm-約6.4mm。另一個優(yōu)選的厚度在2.5mm-約5.0mm的范圍。當(dāng)然，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知道的，較大或較小的厚度也是可以的。例如，在需要較薄厚度的實施方案中，該厚度可以在約1.25mm-約2.5mm的范圍。
在正常的穿戴期間，第一表面16比第二表面18更靠近穿戴者的身體。在非常優(yōu)選的實施方案中，該厚度在不犧牲吸濕芯10內(nèi)的大量吸收性的條件下盡可能地薄(例如，薄至2.5mm或更薄)。
示于圖1和圖1A中的吸濕芯10適用于尿布中并且通常是矩形，其寬度(即在x-方向)的范圍為約60mm-約150mm，更優(yōu)選約100mm-約120mm。同樣，該吸濕芯10從第一端12到第二端14的長度(即在y-方向)也在約250mm-約500mm的范圍，更優(yōu)選約350mm，取決于下面的這些因素尿布的尺寸、所需要的重量或所需要的性能特性。
如所指出的，吸濕芯尺寸和形狀可以變化，并且本發(fā)明的列舉的尺寸并不打算作為限制。在這方面，這些圖并沒有按比例畫出。
圖1A是圖1所示吸濕芯10片段的橫剖面圖，圖中示出了許多分散在纖維或者連續(xù)的細(xì)絲22之間的許多吸濕材料顆粒20；這些材料限定一個類墊狀的粘合劑網(wǎng)。在一個優(yōu)選的實施方案中，每個顆粒20優(yōu)選與纖維22接觸，或非常接近于纖維22。此外，在一個優(yōu)選的實施方案中，顆粒20優(yōu)選彼此被隔開足夠的距離(在x，y，和z的每個方向上)從而允許它們在吸收液體時膨脹，和與相鄰的顆粒接觸，由此允許吸收的液體與相鄰的顆粒接觸和轉(zhuǎn)移到相鄰的顆粒上。優(yōu)選地，顆粒20被彼此隔開約0.5-約2個顆粒直徑，或足以便于毛細(xì)力輸送液體的距離。也可以選擇顆粒20之間的距離，在需要的地方，限制兩個或多個相鄰顆粒之間的液體轉(zhuǎn)移，例如通過將相鄰的顆粒隔開更遠(yuǎn)，如從本討論所知道的。
在具有如圖1和1A所示的結(jié)構(gòu)的吸濕芯的實施例中其技術(shù)參數(shù)如表II所示。除特別注明的以外，在此討論的吸濕芯的引證尺寸或數(shù)量為干燥(即未與液體接觸前)吸濕芯的數(shù)值。
表II吸濕芯重量 10g整個吸濕芯長度(第一端到第356mm二端)吸濕芯寬度101mm吸濕芯厚度(在約1.4kPa(0.2 3mmpsi)壓力下測定)顆粒的大約數(shù)目(在這一構(gòu)型 約300個顆粒(約94-中) 96重量份數(shù))粘合劑的量0.4g(約4-6重量份數(shù))吸濕芯密度(在約1.4kPa(0.2 0.09克/毫升psi)壓力下測定)圖2表明示于圖1中的吸濕芯的另一個吸濕芯結(jié)構(gòu)110。圖2的吸濕芯110有第一端112、第二端114、第一表面116和第二表面118。圖2A是吸濕芯110放大的局部剖面圖，它包括用許多確定粘合劑墊狀網(wǎng)的纖維或連續(xù)的細(xì)絲122分散的吸收性材料的許多顆粒120。在總體形狀和尺寸方面，圖2和圖2A的吸濕芯一般與圖1和圖1A的吸濕芯相同?？墒牵瑘D2和圖2A的吸濕芯與圖1和圖1A的吸濕芯10的不同之處在于它包括一個補(bǔ)片(patch)124。示于圖2和圖2A中的補(bǔ)片124通常是矩形的，它位于圖2和圖2A的吸濕芯110的頂部，并且通過起一種或多種液體吸收、液體分配或液體儲存的功能來改進(jìn)該吸濕芯結(jié)構(gòu)的總體性能。該補(bǔ)片還有其它有用的目的，包括但不限于，或者用或者不用該補(bǔ)片把伸展性賦予該吸濕芯以增強(qiáng)吸濕芯整體性。因此，該補(bǔ)片可以進(jìn)行特別定制以便達(dá)到所需要的目的。
該補(bǔ)片124可以適合于在單片吸濕芯，例如本實施方案中，或多層吸濕芯(如下文中討論的)中使用。該補(bǔ)片124可以按照本發(fā)明的方法制備(下文中進(jìn)一步詳細(xì)描述)，并且可以是按照本發(fā)明吸濕芯結(jié)構(gòu)的可伸展的吸濕性結(jié)構(gòu)。另外，它可以使用制備吸收吸濕芯結(jié)構(gòu)的常規(guī)技術(shù)制備，并且可以摻入一種或多種常規(guī)的吸濕(和不可能伸展的)材料。
作為例子，該補(bǔ)片124可以包括已知的聚合凝膠劑，例如吸收性凝膠材料(在本領(lǐng)域中稱之為“AGM”材料)或超吸收性材料，纖維素纖維棉胎(它在本文中可以稱之為“直纖維”)，或化學(xué)改性的交聯(lián)纖維(它在本文中也稱之為“卷曲纖維”)。合適的化學(xué)改性的交聯(lián)纖維素纖維描述于US4888093(Cook等人)；US4822543(Dean等人)；US4898642(Moore等人)；US4935022(Lash等人)；US5137537(Herron等人)；和US5183707(Herron等人)。上面的所有文獻(xiàn)均引入本文作為參考。合適的聚合凝膠劑包括當(dāng)與液體接觸時形成水凝膠的已知材料。它們通?；臼撬蝗苄缘摹⒙晕⒔宦?lián)的、部分中和的、形成水凝膠的聚合物材料。見，例如，美國專利Re 32649(Brandt等人)，該文獻(xiàn)引入本文作為參考。另一個用于補(bǔ)片的合適材料的例子是聚對苯二甲酸乙二醇酯纖維。
補(bǔ)片例如本補(bǔ)片124，可以預(yù)制，然后在制造吸濕芯的地點，例如通過傳送機(jī)構(gòu)(如滾筒)將其滾壓到鋪開的吸濕芯上。另外，優(yōu)選地，可以通過常規(guī)的切割和滑動技術(shù)將該補(bǔ)片124放在可伸展的吸濕芯110上。在另一個實施方案中，可以作為吸濕芯制造工藝的一部分，在一個與吸濕芯結(jié)構(gòu)的可伸展墊狀網(wǎng)制造現(xiàn)場分開的地方，或者在該現(xiàn)場的上游或者在下游，制造該吸濕芯。然后可以按照任何合適的技術(shù)，例如上面的技術(shù)(例如滾筒滾壓、或者切割和滑動技術(shù))將該補(bǔ)片和該吸濕芯結(jié)構(gòu)的可伸展墊狀網(wǎng)拼合。
在圖2和圖2A的實施方案中，補(bǔ)片124一般是矩形棱柱形的，優(yōu)選厚度或厚薄(在z-方向)是約0.50mm-約0.80mm，和優(yōu)選約0.65mm；寬度(在x-方向)是約90mm-約100mm，優(yōu)選約95mm；和長度(在y-方向)約240mm-約260mm，和優(yōu)選250mm。這些尺寸也可以比上述范圍大、比上述范圍小、或在上述范圍內(nèi)變化，它取決于這些因素如該補(bǔ)片的功能目的、吸濕芯尺寸和形狀、所使用的材料等。該補(bǔ)片的長度和寬度最好比整個吸濕芯的長度和寬度小。
圖3和圖3A說明本發(fā)明的另一個實施方案。圖3的吸濕芯210有第一端212和第二端214。圖3和圖3A的吸濕芯210與圖1的吸濕芯10的不同之處在于它包括第一層216，該層具有許多第一吸收性材料和第一纖維220a的第一顆粒218a。第二層222被放置在第一層216的至少一部分上，并且具有許多第二吸收材料和第二纖維220b的第二顆粒218b。吸濕芯210也包括放置在第一層216至少部分上的補(bǔ)片224。
作為說明(并非限制)，圖3和圖3A實施方案的各層起不同的功能。補(bǔ)片224優(yōu)選起收集層的作用，并且在使用中它最靠近穿用者的身體。補(bǔ)片224可以是任何合適的補(bǔ)片，例如上述根據(jù)圖2和圖2A的實施方案中所述的任何一個。
第一種纖維220a優(yōu)選是包括可伸展的粘合劑的第一種纖維狀網(wǎng)的一部分，如下文更詳細(xì)描述的。第一層216優(yōu)選起分配或儲存介質(zhì)的作用。這是通過在第一種纖維狀網(wǎng)中使用了許多第一種顆粒218a而實現(xiàn)的。第一種顆粒218a的吸收性材料優(yōu)選是平均孔徑約5-約100微米的開孔泡沫，并且與第二種顆粒218b的吸收性材料相比，有相對較低的毛細(xì)虹吸比表面積(例如在約0.5-約5.0m2/g的低端范圍)。第二層222使用第二種顆粒218b，它優(yōu)選起儲存的作用并且是平均孔徑約5-100微米的吸收性材料，并且與第一層顆粒218a的吸收性材料相比，有相對較高的毛細(xì)虹吸比表面積(例如在約0.5-約5.0m2/g的高端范圍)。
第二種纖維220b最好是第二種纖維網(wǎng)的一部分，除了包含不同的吸濕材料外，它與第一種纖維網(wǎng)(如上面已討論過的那樣)基本上相同。應(yīng)該指出，如圖1-3所示的實施例的吸濕材料顆粒只是作為例子，在這些實施例中也可使用其它形式的吸濕材料。
作為說明(并非限制)，對于圖3A的吸濕芯，第一層216和第二層222的厚薄和厚度是大約相同的，并且優(yōu)選各是約1.35mm。第一層216包括通常是隨機(jī)幾何形狀的、大小在約0.25mm-約6.4mm的范圍、更優(yōu)選約0.50mm-約1.80mm的顆粒218a。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知道的，更大或更小的顆粒也是可以的。第一顆粒218a通常用上述方法均勻地分散在第一層216中。
第二層222包括以第二種顆粒218b形式的第二種吸濕材料，它一般為隨機(jī)的幾何形狀，其尺寸約為0.1mm-6.4mm，最好為0.50mm-1.80mm。第二種顆粒218b一般是均勻分散在第二層222內(nèi)。
為獲得上述結(jié)構(gòu)，各個層和補(bǔ)片可以彼此分開制作，然后在預(yù)定的下游位置上合到一起。除了上述的以外，為了實現(xiàn)每層各自不同的功能，可通過改變一個或多個參數(shù)如層的厚度、吸濕材料的組分和類型、尺寸、形狀或吸濕材料的分布等來實現(xiàn)各層的不同。
在另一個實施方案中，通過將第一種吸濕材料與第二種吸濕材料混合和整型(profiling)，然后將兩種不同吸濕材料的混合物摻混進(jìn)單片和多層吸濕芯結(jié)構(gòu)中，也可以得到與用上述實施方案(其特征是具有離散的各層)類似的結(jié)果。在該方法中，例如(并非限制)，通過在整個吸濕芯各個位置上改變每個單元的吸濕材料的量(即整型)，可以在x，y和z的每個方向上實現(xiàn)性質(zhì)的精確調(diào)整。將各個不同的吸濕材料在桶形漏斗中預(yù)混合或混合，或者作為分開材料流輸送用于在粘合劑加入點組合和混合，其方法下文中將進(jìn)一步討論。
在另一個實施方案(未示出)中，將吸濕芯包封在一般為可滲透液體的、多孔的、可伸展的、在吸濕芯的一些或全部外表面上的包封層(未示出)或包層中。適用作包封層材料的例子包括(并非限制)彈性線制的、低容量、液壓成型的膜，彈性的熔噴無紡材料，或皺紋的(creped)纖維素織物。
吸濕芯中的粘合劑在本發(fā)明的吸濕芯中使用的粘合劑優(yōu)選是合適的熔噴粘合劑。在本文中使用的術(shù)語“粘合劑”不打算作為限制，也不打算排除其它起本文中所述粘合劑功能的合適材料，不管其供應(yīng)的牌號或形式。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，也可以使用很多熔噴粘合劑或等價材料。
盡管按照本發(fā)明可以使用寬范圍的粘合劑量，但優(yōu)選的量是干態(tài)的整個吸濕芯重量的約2-10％(重量)，更優(yōu)選是約4-6％(重量)。剩余部分優(yōu)選是吸濕材料。因此，在優(yōu)選的實施方案中，對于約90-約98重量份的吸濕材料，粘合劑存在的量是約2-約10重量份。更優(yōu)選地，對于約94-約96重量份的吸濕材料，粘合劑存在的量是約4-6重量份。這也適用于如上所述的多層吸濕芯中的每個層。
在一個實施方案中，當(dāng)其被加熱至象約150-約175℃那么低的溫度時，該粘合劑能夠形成熔體。通過ASTM環(huán)和球?qū)嶒灧椒‥-28-51T測定的粘合劑的軟化點至少約110℃那樣低是令人滿意的。粘合劑的比重優(yōu)選在約0.95-約1.01(當(dāng)水的比重是1.0時)。在另一個實施方案中，比重可以更高或更低。在優(yōu)選的實施方案中，粘合劑粘度特性(使用Brookfield Thermosel按照ASTM方法D 3236-73測定)如下表表III溫度 粘度(厘泊)(135℃)275°F 335,000(149℃)300°F 90,000(163℃)325°F 33,000(177℃)350°F 17,000一個特別優(yōu)選的粘合劑的例子可從Findley Adhesive Company of ElmGrove.Wisconsin以H2343-01的牌號得到。其它例子描述于1992年7月10日申請的未結(jié)案美國專利申請系列號07/911953中，它轉(zhuǎn)讓給FindleyAdhesives，該文獻(xiàn)引入本文作為參考。合適的粘合劑的其它例子包括(并非限制)Findley Adhesives的2300系列粘合劑、Findley Adhesives的2400系列粘合劑和可從Fuller Co.of St.Paul，Minnesota得到的HL1258。
如在本文中進(jìn)一步討論的，優(yōu)選通過熔噴系統(tǒng)，包括用于分散該粘合劑的裝置(例如“膠頭”，它優(yōu)選包括至少一個噴嘴，通過噴嘴噴出粘合劑)熔噴該粘合劑，使該熔噴粘合劑與吸濕材料接觸。結(jié)果，可以噴出一束或多束熔噴粘合劑流可隨同加工助劑熱氣體(優(yōu)選空氣)與吸濕材料接觸，直到完成所需要的吸濕芯結(jié)構(gòu)。在噴出后，該粘合劑一般是纖維狀的，并且包括單個纖維或細(xì)線或者許多纖維或細(xì)絲。因此，得到的纖維系列一般是連續(xù)的細(xì)絲或者有一個或多個不連續(xù)長度，并且纖維直徑在約5-120微米的范圍，更優(yōu)選約7-30微米。得到的粘合劑優(yōu)選包括許多以足夠量分布的這樣的纖維以便達(dá)到如前討論所需的吸濕芯厚度和形狀。該纖維一般可以以隨機(jī)的方式、以無紡的方式、或以一般正弦波狀的方式分布從而達(dá)到墊狀物網(wǎng)或纖網(wǎng)?？缮煺沟恼澈蟿┲杏玫恼澈蟿┘?xì)絲的一般例子在圖7A，7B和7C中作了描述。優(yōu)選地，整個吸收吸濕芯的所有可伸展性特性將基本上衍生于該粘合劑中的粘合劑。
因此，在特別優(yōu)選的實施方案中，熔噴粘合劑是熱熔融的、壓敏型的粘合劑，因此使其(用或不用另一個粘合劑)粘合到吸濕材料上，粘合到其自身上(和粘合到多層結(jié)構(gòu)中的其它層上)，并且也(如果需要)粘合到最終吸濕用品結(jié)構(gòu)的頂片或底片上。在特別優(yōu)選的實施方案中，該熔噴的粘合劑包括預(yù)定量的，可伸展的(例如彈性的)組分，優(yōu)選A-B-A型嵌段共聚物，其中A代表含有苯乙烯的材料(或等價物)的端基，和B是一般的彈性材料。更優(yōu)選地，優(yōu)選的粘合劑最好包括(a)彈性的、熱熔融的、壓敏的粘合劑組合物，它含有(i)整個粘合劑組合物的約15-60％(重量)的A-B-A嵌段共聚物，其中A嵌段選自苯乙烯、α-甲基苯乙烯和乙烯基甲苯，B嵌段選自丁二烯和異戊二烯；(ii)整個粘合劑組合物的約30-70％(重量)的與A-B-A嵌段共聚物的中間嵌段和端嵌段相連的芳香族改性烴樹脂；和(iii)整個粘合劑組合物的0-30％(重量)的加工油。
進(jìn)行以上優(yōu)選選擇以便得列熔融溫度在約138-約260℃之間的、約325°F(163℃)時粘度至少為約200000厘泊、使用粘度(即，其熔噴時的粘度)低于約50000厘泊和彈性保持力(如下文中進(jìn)一步定義的)大于約75％的粘合劑。此外，優(yōu)選地，該粘合劑密度至少約0.8g/cm3(克/厘米3)，但不大于約1.2g/cm3。因為粘接劑被熔噴，所以粘接劑最好能具有12.7-127mm的形成距離(即噴管上的排出噴嘴和涂敷材料用的襯底之間的距離)，當(dāng)沿成形細(xì)絲的長度方向的溫度下降梯度為10℃時每個細(xì)絲的形成距離約為25.4mm。
粘接劑最好呈現(xiàn)出好的形成邊界限定(即細(xì)絲形成期間粘接劑噴出樣式寬度的一致性)，當(dāng)以12.7-25.4mm優(yōu)選的形成距離成型時，對一個期望的噴出式樣寬度而言其邊界限定偏差最好在1.6mm以內(nèi)，當(dāng)形成距離大約為100mm時其邊界限定偏差最高達(dá)4.8mm。
優(yōu)選的粘合劑的例子包括具有選自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(S-B-S)、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯(S-I-S)、或其混合物的組分的那些。任選地，該粘合劑可以是或者包括苯乙烯-乙基/丁二烯-苯乙烯(S-E/B-S)；即A-B-A嵌段共聚物的B組分是乙基/丁二烯，按比例地使用以便得到上面指出的結(jié)果。
在本發(fā)明中S-I-S和S-B-S共聚物是特別優(yōu)選的。該粘合劑的S-I-S或S-B-S嵌段共聚物組分可以是兩個特別的類型，未硫化的彈性嵌段共聚物或遠(yuǎn)嵌段共聚物。
(1)未硫化的彈性嵌段共聚物，其中各個單體部分以交替順序被排列成一般構(gòu)型為S-I-S或S-B-S。在第一類中，“S”一般是從苯乙烯衍生的非彈性嵌段，而“I”或“B”分別是從異戊二烯或丁二烯衍生的彈性聚合嵌段。在優(yōu)選的實施方案中，在嵌段共聚物中的苯乙烯總濃度可以在整個共聚物組合物的重量約15-50％的寬范圍變化。該嵌段共聚物優(yōu)選是基本上100％完全偶聯(lián)的，較低偶聯(lián)量是不優(yōu)選的。
用于本文中的合適S-I-S嵌段共聚物從Dexco化學(xué)公司of Houston，Texas分別以產(chǎn)品或商標(biāo)名Vector 4211，Vector 4411和Vector4111買到。在這方面，人們相信Vector4211和Vector4411苯乙烯的含量分別為整個共聚物的29％(重量)和44％(重量)。此外，合適的S-I-S嵌段共聚物可以由Shell化學(xué)公司ofHouston，Texas以商標(biāo)名RP6407提供。人們相信該共聚物和由Dexco化學(xué)公司提供的Vector 4111具有的苯乙烯含量均為整個共聚物組合物的約17％(重量)。
(2)遠(yuǎn)嵌段共聚物，包括有至少3個從中心軸徑向分枝出的支鏈的分子，每個支鏈有聚苯乙烯端基嵌段和在中心的異戊二烯或丁二烯部分。這種類型的嵌段共聚物也被描述為在每個支鏈端具有聚苯乙烯端基嵌段的支鏈的聚合異戊二烯或丁二烯中間嵌段。類似地，苯乙烯單體的總濃度在總共聚物組合物的約15-50％(重量)的范圍內(nèi)。第二類共聚物優(yōu)選基本是完全偶聯(lián)的。
還應(yīng)該認(rèn)識到，也可以使用上述定義的嵌段共聚物的混合物。
用于本發(fā)明粘合劑中的合適材料的另一個例子可從Firestone ChemicalCo.of Akron，Ohio以“Stereon”的名稱買到。
在優(yōu)選實施方案中，將存在于嵌段共聚物混合物(S-I-S)(即不是基本上完全偶聯(lián)的S-I-S嵌段共聚物)中的二嵌段(S-I-S)的濃度保持到最小?？梢韵嘈牛诮o定的間隔或時間下組合物中的彈性保持力和使用的S-I-S嵌段共聚物的偶聯(lián)效力之間存在著一定的關(guān)系。還相信，通過減少組合物中存在的二嵌段的量，可以提高在同樣給定時間間隔下組合物的彈性保持力。另外，可以相信，減少組合物中存在的二嵌段的量可以另外地提高同一組合物的抗拉強(qiáng)度。
在另一個實施方案中，使用的S-I-S嵌段共聚物具有上述特性，但苯乙烯濃度在總共聚物組合物的約25-50％(重量)的范圍。人們相信，在這一范圍的組合物當(dāng)與從相關(guān)的苯乙烯少于整個共聚物的約25％(重量)的A-B-A共聚物制備的化合物相比時，顯示出特別理想的粘度。
粘合劑中使用的芳香改性烴樹脂(它與苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的中間嵌段和端嵌段均相連)可從Exxon化學(xué)公司of Houston，Texas分別以商標(biāo)名“ECR165A”和“ECR165C”買到。另外，上述的芳香改性烴樹脂也可以被合適的苯乙烯化的萜烯，例如由Arizona化學(xué)公司of PortSt.Joe，F(xiàn)lorida以商標(biāo)名“Zonatac 105 Lite”出售的那些物質(zhì)來替代。苯乙烯化的萜烯是落在上述“芳香改性烴樹脂”范圍內(nèi)的例子。
從生產(chǎn)的觀點看，本發(fā)明的組合物具有理想的粘度，并且人們還相信具有大于約75％的彈性保持力。另外，本發(fā)明的組合物伸長后具有相當(dāng)快的恢復(fù)速度。
在本發(fā)明的粘合劑組合物中也可以存在各種增塑劑或加工油，其量在整個粘合劑組合物的約0-約30％(重量)的范圍內(nèi)變化，以便有助于提供粘度控制和進(jìn)一步作為稀釋劑。石蠟或環(huán)烷的白色加工油。一種可購得的白色加工油是由Witco化學(xué)公司of Marshall，Texas銷售的“Witco Plastics Oil380”。另外，合適的油也可以商標(biāo)名“Kaydol”購買。
抗氧化劑/穩(wěn)定劑也可以以合適的量用在粘合劑組合物中，以便有助于保護(hù)A-B-A嵌段共聚物，以及整個粘合劑，免于在使用該共聚物制備和施用粘合劑組合物期間，以及在最終吸濕芯的常規(guī)使用中可能發(fā)生的有害的熱和氧化作用。如果發(fā)生，這樣的降解通常表現(xiàn)在粘合劑組合物外觀、物理性質(zhì)和性能的惡化。并非限制地，有用的穩(wěn)定劑的例子包括一種或多種高分子位阻酚和多官能團(tuán)酚，例如含硫或含磷的酚。合適的位阻酚的例子包括可以從Ciba-Geigy Company of Greensboro，North Carolina(北卡羅來納州，Greensboro的汽巴嘉基公司)以商標(biāo)名“Irganox1010”購買的那些。其它例子包括(并非限制)由American Cyanamid of Wayne，New Jersey生產(chǎn)的“Cyanox LTDP”和由Witco化學(xué)公司生產(chǎn)的“Mark 273”。人們相信，通過與下面物質(zhì)一起使用可以進(jìn)一步增強(qiáng)這些穩(wěn)定劑的性能(1)協(xié)同劑，例如硫代二丙酸酯和亞磷酸鹽；和(2)螯合劑和金屬去活劑，例如乙二胺四乙酸、其鹽和雙水楊基丙烯二亞胺(disalicylaproPylenediimine)。
可以使用任何本領(lǐng)域已知的技術(shù)配制本發(fā)明的組合物。這樣技術(shù)的一個代表性例子包括將所有的油和穩(wěn)定劑物質(zhì)放入一個夾套混合釜中，優(yōu)選是裝有轉(zhuǎn)子并由Baker-Perkins of Fort Collins，Colorado出售的夾套重型混合機(jī)。其后，將該混合機(jī)的溫度升高到約121℃-177℃。該步驟中所用的精確溫度取決于特定組分的熔點。當(dāng)已經(jīng)加熱上述起始混合物時，將該混合物包裹在相對低流速下的CO2中并且緩慢地加入上述樹脂。當(dāng)樹脂熔融時，并且在所需要的溫度下，將S-I-S嵌段共聚物加入到該混合物中。其后攪拌得到的粘合劑組合物直到該S-I-S嵌段共聚物完全溶解。然后使用真空以便基本上除去所有截留的空氣。
使用S-I-S嵌段共聚物的組合物的具體例子(并非限制)敘述如下。
粘合劑145重量份的S-I-S嵌段共聚物(Vector4111；Dexco化學(xué)公司，17％苯乙烯)；40重量份的芳香改性烴樹脂(“ECR165A”；Exxon化學(xué)公司)；15重量份的石蠟/環(huán)烷白色加工油(“Kaydol”；Witco化學(xué)公司)；0.5重量份的穩(wěn)定抗氧化劑(“Mark 273”；Witco化學(xué)公司)；
0.25重量份的位阻酚抗氧化劑(“Irganox 1010”；Ciba-GeigyCorporation)；和0.25重量份的DLTDP抗氧化劑協(xié)同劑(“Cyanox LTDP”；AmericanCyanamid Corporation)。
粘合劑245重量份的S-I-S嵌段共聚物(“Vector4211”；Dexco化學(xué)公司，17％苯乙烯)；40重量份的芳香改性烴樹脂(“ECR165C”；Exxon化學(xué)公司)；15重量份的石蠟/環(huán)烷白色加工油(“Kaydol”；Witco化學(xué)公司)；0.25重量份的位阻酚抗氧化劑(“Irganox 1010”；Ciba-GeigyCorporation)；0.25重量份的DLTDP(“Cyanox LTDP”；American CyanamidCorporation)；和0.50重量份的相容的穩(wěn)定劑(“Mark 273”；Witco化學(xué)公司)。
粘合劑345重量份的S-I-S嵌段共聚物(Vector4411；Dexco化學(xué)公司，44％苯乙烯)；40重量份的芳香改性烴樹脂(“Zonatac 105 Lite”；Arizona化學(xué)公司)；15重量份的加工油(“Kaydol”；Witco化學(xué)公司)；0.25重量份的位阻酚抗氧化劑(“Irganox 1010”；Ciba-GeigyCorporation)；0.25重量份的DLTDP(“Cyanox LTDP”；American CyanamidCorporation)；和0.5重量份的相容的穩(wěn)定劑(“Mark 273”；Witco化學(xué)公司)。
粘合劑445重量份的S-I-S嵌段共聚物(“Vector4211”；Dexco化學(xué)公司，29％苯乙烯)；40重量份的芳香改性烴樹脂(“Zonatac 105 Lite”；Arizona化學(xué)公司)；15重量份的石蠟/環(huán)烷加工油(“Kaydol”；Witco化學(xué)公司)；0.25重量份的位阻酚抗氧化劑(“Irganox 1010”；Ciba-GeigyCorporation)；和
0.25重量份的DLTDP(“Cyanox LTDP”；American CyanamidCorporation)。
粘合劑545重量份的S-I-S嵌段共聚物(“Vector4211”；Dexco化學(xué)公司，29％苯乙烯)；40重量份的芳香改性烴樹脂(“ECR165C”；Exxon化學(xué)公司)；15重量份的石蠟/環(huán)烷加工油(“Witco Plastics Oil 380”；Witco化學(xué)公司)；0.25重量份的位阻酚抗氧化劑(“Irganox 1010”；Ciba-GeigyCorporation)；0.25重量份的DLTDP(“Cyanox LTDP”；American CyanamidCorporation)；和0.5重量份的相容的穩(wěn)定劑(“Mark 273”；Witco化學(xué)公司)。
關(guān)于粘接劑1-5性能的討論粘合劑的彈性滯留率測定在拉伸后預(yù)定的時間間隔期間由該組合物樣品施加或顯示的恢復(fù)力。為了測定彈性滯留率，可以將該組合物樣品涂覆在由Acumeter of St.Paul，Minnesota(May Coating Technologies的部門)銷售的LHl涂覆器上。該涂層優(yōu)選約5密爾(0.005英寸)厚和約1.5英寸(38.1mm)寬。將一個載體基片用于該涂層和包括一個雙面防粘紙(release paper)。將樣品再卷在其上。接著儲存24小時，在機(jī)器方向切割樣品，使其成為約1英寸(25.4mm)大小并除去在該樣品中沿其邊緣存在的裂紋。然后將樣品切成適當(dāng)?shù)某叽绮⒎胚M(jìn)由Instron Co.ofCanton，Massachusetts銷售的IX系列拉伸試驗機(jī)中。以20英寸/分鐘(50.8厘米/分鐘)的速率，將每個要試驗的樣品拉伸或拉長到伸長等于其不受力長度的40％的距離，和在第2個試驗系列中，是其不受力長度的80％。將樣品保持在這些距離30秒鐘。在第1個保持期后，除去拉伸的力，因此使得各樣品恢復(fù)或縮回其起始長度。靜止時間約1分鐘。靜止時間過后，以約相同的速度(50.8厘米/分鐘)再對樣品施加拉伸力，拉伸至同樣長度并保持第二段長的時間。在試驗一開始時，在拉伸力第一段持續(xù)狀態(tài)開始時，在第二段持續(xù)狀態(tài)結(jié)束時，以及在第二周期結(jié)束時對樣品彈性的恢復(fù)力進(jìn)行測量。彈性滯留率可通過一個分?jǐn)?shù)來計算，其中分子為樣品的拉伸力在第二段保持狀態(tài)結(jié)束時的值，分母為拉伸力在第一段保持狀態(tài)開始的值。分?jǐn)?shù)乘以100所得到的結(jié)果就等于彈性滯留率。
下面大約的結(jié)果相信是可能的1.粘合劑1，當(dāng)使用100％偶聯(lián)的S-I-S共聚物時--84.19％滯留率；2.粘合劑2，當(dāng)使用100％偶聯(lián)的S-I-S共聚物時--89.7％滯留率；3.粘合劑3，當(dāng)使用100％偶聯(lián)的S-I-S共聚物時--84.7％滯留率；4.粘合劑4，當(dāng)使用100％偶聯(lián)的S-I-S共聚物時--93.3％滯留率；5.粘合劑5，當(dāng)使用100％偶聯(lián)的S-I-S共聚物時--90.5％滯留率。
粘合劑的粘度是使用由Broodfield of Stoughton，Massachusetts銷售的Thermosel按照ASTM方法D3236-73以厘泊(cps)測定的。相信相同的樣品在325°F(163℃)下顯示出下面大約的粘度特性1.粘合劑134000cps；2.粘合劑223300cps；3.粘合劑311125cps；4.粘合劑421000cps；和5.粘合劑525250cps。
粘合劑的抗拉強(qiáng)度是使用按照上述樣品測定的，但改變S-I-S偶聯(lián)量。制備樣品并形成1英寸寬(25.4cm)和5mil厚的片。將這些單個的片放在前面提到過的Instron試驗機(jī)上，并使其拉伸或牽引到一定長度，其伸長量相當(dāng)于不受力狀態(tài)下長度的40％，而在后續(xù)的試驗中其伸長量為不受力狀態(tài)下長度的80％。持續(xù)30秒后使其松馳60秒，然后在相同樣拉伸力作用下再持續(xù)30秒。在每次拉伸的開始和每次拉伸持續(xù)30秒結(jié)束之前測量每個樣品的恢復(fù)力數(shù)值。在拉伸、松開第一周期的開始可測到最大抗拉強(qiáng)度，而“恢復(fù)率”可由下式計算得到
表IV為按上述試驗可得到的近似結(jié)果表IV
還可測得在大約25℃溫度下粘接劑1-5在拉伸量為不受力狀態(tài)下長度的40％條件下它的抗拉強(qiáng)度至少為5psi。
粘合劑的恢復(fù)率是對優(yōu)選的粘合劑的樣品測定的?？梢酝ㄟ^使用由Rheometrics，Inc.of Piscataway，New Jersey以商標(biāo)名RDA700銷售的流變儀以其應(yīng)力松弛試驗方式進(jìn)行第1流變儀試驗。在該試驗中，將被試驗的樣品放置在相對的板之間，并且一個板相對于另一個靜止的板旋轉(zhuǎn)約180度。此旋轉(zhuǎn)表示該樣品約50％旋轉(zhuǎn)變形。解除旋轉(zhuǎn)力，然后每秒鐘測定恢復(fù)樣品的殘余能量，約60秒的時間段。在此特定的試驗中，完全恢復(fù)的樣品任意地有每秒鐘0.01×103達(dá)因/cm2或更小的恢復(fù)率。認(rèn)為變形后達(dá)到完全松弛的樣品所用的大約時間如下1、粘接劑1、2、4和5-11秒2、粘接劑3-少于1秒制備上述合成粘接劑1-5同樣的樣品，在每個樣品上施加單獨的力，旋轉(zhuǎn)使樣品產(chǎn)生大約50％的變形。為了計算，在撤去旋轉(zhuǎn)的力60秒之后再施加一個基準(zhǔn)力。樣品在恢復(fù)期之后的任何殘留的應(yīng)力均略去不計。將扭曲變形后的每個樣品殘留的力或剩余的能量以每秒為單位疊加，共疊加一個周期60秒。這樣每個樣品儲存的總能量可由下式計算得出
假定是完全彈性樣品，解除變形力后樣品中保留的殘余能量的量是零。因此，相信，在每個樣品的殘余能量值接近零的情況下，樣品的彈性恢復(fù)性質(zhì)應(yīng)該改進(jìn)。在松弛約60秒后，可以計算每個樣品的總體系能量并且認(rèn)為具有如下大約的結(jié)果
1.粘合劑1------5.924×103達(dá)因/cm22.粘合劑2------4.591×105達(dá)因/cm23.粘合劑3------0.010×105達(dá)因/cm24.粘合劑4------4.809×105達(dá)因/cm25.粘合劑5------4.804×105達(dá)因/cm2上面提供的是用來說明目的的并且不打算限制本發(fā)明粘合劑的類型或性質(zhì)。
吸濕芯的吸濕材料本發(fā)明的吸濕芯中用的吸濕材料可以是任何合適的吸濕材料，例如在本領(lǐng)域中容易使用的和已知的那些(例如，并非限制，上面討論的那些)。同樣，也可以以任何適當(dāng)?shù)男问交蚓奂镄问绞褂迷撐鼭癫牧?。該形式的例子包?并非限制)顆粒、海綿狀物(例如，開孔或閉孔泡沫體)、連續(xù)的纖維、不連續(xù)長度的纖維或類似物。
如上所討論，在優(yōu)選的實施方案中，使用作為許多顆粒的吸濕材料，該的吸濕材料具有一種或多種尺寸，在約0.10mm-6.4mm、優(yōu)選約0.5mm-1.80mm范圍內(nèi)變化。一般，吸濕材料顆粒的表面特性使用它們適合與可伸展的粘合劑材料令人滿意地粘合。在高度優(yōu)選的實施方案中，該顆粒可以是任何形狀的，該顆粒通常是立方體或直角棱柱形，或通常具有立方體或直角棱柱形部分?？梢允褂闷渌叽缁蛐螤?例如，并非限制，球狀、橢圓狀、或不規(guī)則狀)。在另一個實施方案中，該顆粒通常是可拉伸性的，或它們可以是另一個合適的形狀以致當(dāng)它們吸收液體時，它們在一個或多個預(yù)選的方向上膨脹。該顆?？梢曰旧鲜峭瑯拥某叽绾托螤睢Ａ硗?，它們可以是許多不同的尺寸或形狀。顆粒的尺寸和形狀可由所需的尿布總體結(jié)構(gòu)厚度或當(dāng)顆粒吸收了液體后它的膨脹方向等多種因素來決定。
可以以最終所需要的尺寸和形狀，例如前面制備的顆粒的形式提供該吸濕材料。另外，可以以另一種合適的形式提供，例如(并非限制)，作為可以原樣使用的片材部分，或者切割、研磨或加工(例如通過相對低能量技術(shù))以得到所需要的形式。
在一個非常優(yōu)選的實施方案中，在本發(fā)明的吸濕芯中使用的吸濕材料是聚合泡沫吸濕材料，更具體地，是親水的、柔順的開孔結(jié)構(gòu)泡沫材料顆粒。一般，這些材料的特征在于它們的孔隙容量為約12-100mL/g，毛細(xì)虹吸比表面積為約0.5-5.0m2/g。這些材料也表現(xiàn)出耐壓縮彎曲致使當(dāng)在37℃用合成尿飽和到其無吸收能力時，在5.1kPa的限制壓力下15分鐘后產(chǎn)生約5-95％的壓縮應(yīng)力。
這樣材料的一個特別優(yōu)選的例子是本文中稱之為“泡沫吸濕材料”(“FAM”)的材料。關(guān)于這類材料的另外信息，參考下面文獻(xiàn)，所有這些文獻(xiàn)引入本文作為參考普通轉(zhuǎn)讓的、目前未結(jié)案的已經(jīng)公開(1993年3月4日)的PCT申請93/04092，其標(biāo)題為“Absorbent Foam Material for AqueousBody Fluids and Absorbent Articles Containing Such Materials”(“用于含水人體流體的吸收性泡沫材料和含有這類材料的吸濕用品”)，相應(yīng)于1991年8月12日申請的美國專利申請系列號743839，1993年11月9日頒布的美國專利號5260345；普通轉(zhuǎn)讓的、目前未結(jié)案的已經(jīng)公開(1993年3月4日)的PCT申請序列號93/04113，其標(biāo)題為“Method for Hydrophilizing AbsorbentFoam Materials”(“使吸收性泡沫材料親水化的方法”)，相應(yīng)于1991年8月12日申請的美國專利申請系列號743951(現(xiàn)已放棄)和1993年4月30日申請的美國專利申請系列號08/55419；普通轉(zhuǎn)讓的、目前未結(jié)案的已經(jīng)公開(1993年3月4日)的PCT申請系列號93/04115，其標(biāo)題為“Method forHydrophilizing Absorbent Foam Materials”(“使吸收性泡沫材料親水化的方法”)，相應(yīng)于1991年8月12日申請的美國專利申請系列號743838；和普通轉(zhuǎn)讓的、目前未結(jié)案的1992年12月11日申請的美國專利申請系列號989270，其標(biāo)題為“Thin-Until-Wet Absorbent Foam Materials for AqueousBody Fluids and Process for Making Same”(“用于含水人體流體的薄直到濕的吸濕材料和其制備方法”)。所有的上面申請(美國和PCT申請)均引入本文作為參考。
通過對作為參考引證的上述美國專利NO.5,149,720等文獻(xiàn)的研究可以理解，F(xiàn)AM也可以片狀形態(tài)存在并發(fā)揮作用。這樣可以采用片狀FAM或薄膜狀FAM來代替顆粒狀FAM。
其它常規(guī)的吸濕材料(并非限制)可以與FMA組合使用或替代FAM，例如分散在不連續(xù)長度(或直)的纖維素纖維或化學(xué)改性的交聯(lián)纖維素纖維的墊中的吸收性凝膠材料或超吸濕材料。也可以使用聚對苯二甲酸乙二醇酯纖維。
可以以任何合適的形式使用該吸濕材料，例如(并非限制)補(bǔ)墊、插入物、墊狀沉積物、離散的片或?qū)?，或一種或多種吸濕材料組合的均勻混合物。
本發(fā)明吸濕芯中所采用的吸濕材料(面前所討論的例子)的數(shù)量取決于(但不限于)如尿布和吸濕芯所需尺寸和形狀等因素，而尿布和吸濕芯的尺寸和形狀又取決于使用者的身材和體型。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員均可理解，使用者的體型受下列因素(但不限于)影響身體尺寸、地理位置、生理年齡或文化背景等。其它需要考慮的影響吸濕材料數(shù)量的因素包括所用的吸濕材料的吸收能力；吸濕材料的成本、價格或價值的考慮；或處理工藝、加工機(jī)械或其它機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)能力及生產(chǎn)需要等。
吸濕材料可大體上均勻分布在整個粘合劑材料網(wǎng)上或僅分布在預(yù)先選定的某一局部上。吸濕材料的類型、數(shù)量、密度、顆粒尺寸或分布在多層結(jié)構(gòu)中的層與層之間可以不同，在整體結(jié)構(gòu)中可隨每個位置而不同。在一個優(yōu)選實施方案中(但不限于此)采用的是顆粒狀吸濕材料，這些吸濕材料如前所述那樣，或者以分別起收集、分配、貯存的作用的不同吸濕材料的均勻混和物，或者以那些相同材料一個層的形式分布在吸濕芯內(nèi)。
優(yōu)選的吸濕材料及其加工方法的詳細(xì)描述可在1993年11月9日授權(quán)的美國專利NO.5,260,345中找到(但不限于此)，該專利文獻(xiàn)在此作為參考被引證?？缮煺沟哪虿嫉慕Y(jié)構(gòu)本發(fā)明的可伸展的吸收吸濕芯(包括在圖1-3中描述的任何吸濕芯實施方案)可以容易地使用于許多其中需要伸展性和吸收性的應(yīng)用中，特別是尿布的應(yīng)用中。例如，一個優(yōu)選的實施方案是包括具有至少一個可伸展區(qū)域的吸濕芯的可伸展的尿布。如圖1B中所示，吸濕芯，例如(并非限制)圖1和1A的吸濕芯10被夾在頂片24和底片26之間，因此確定了尿布28。頂片24優(yōu)選是可滲透液體的，并且優(yōu)選在其某些或所有部分上包括可伸展的部分。底片26優(yōu)選是不可滲透液體的，并且優(yōu)選在其某些或所有部分上包括可伸展的部分。任選地，頂片24，底片26，或兩者可以并不都具有任何大致是彈性的部分從而它們一般是不可伸展的。整個尿布被切割成或制備成合適的形狀。該尿布也優(yōu)選裝有任何常規(guī)的合適的封閉體系，例如(并非限制)粘合劑膠帶接片、機(jī)械封閉膠帶接片、固定位置用扣件、或任何如本領(lǐng)域已知的繃緊彈性線制腰帶的部件。固定體系可以包括本領(lǐng)域已知的任何連接件，包括壓敏粘合劑、粘性材料，機(jī)械固定扣件，鉤和環(huán)型扣件，或這些的任何組合或任何本領(lǐng)域已知的任何其它連接件。典型的粘合劑膠帶接片體系公開于標(biāo)題為“Tape FasteningSystem for Disposable Diaper”(“用于一次性尿布的膠帶固定體系”)的美國專利3848594(Buell)；和標(biāo)題為“Absorbent Article”(“吸濕用品”)的美國專利4662875(Hirotsu等人)中。包括機(jī)械固定件的固定體系的例子描述于標(biāo)題為“Mechanic Fastening Prong”(“機(jī)械固定叉”)的美國專利5058247(Thomas)；標(biāo)題為“Mechanical Fastening Systems With AdhesiveTape Disposal of Absorbent Articles”(“用于吸濕用品的處理的帶有粘合劑膠帶處理件的機(jī)械固定體系”)的美國專利4869724(Scripps)；和標(biāo)題為“Disposable Diaper Having an Improved Fastening Device”(“具有改進(jìn)固定裝置的一次性尿布”)的美國專利4864815(Scripps)中。具有機(jī)械/粘合劑固定件的固定體系的例子描述于標(biāo)題為“Pressure-Sensitive Adhesive Fastenerand Method of Making Same”(“壓敏粘合劑固定件和其制備方法”)的美國專利4946527(Battrell)中。這些專利的每一個都引入本文作為參考。制造可伸展的吸濕芯的工藝及裝置按照下面的方法制備本發(fā)明的可伸展的吸收吸濕芯，該方法包括這些步驟提供該吸濕材料；使該吸濕材料與可伸展的粘合劑材料接觸以形成含有該吸濕材料的可伸展的墊狀網(wǎng)。更具體地，使用一種方法以生產(chǎn)可伸展的吸濕芯材料的連續(xù)墊狀網(wǎng)，該方法包括這些步驟提供一束顆粒狀吸濕材料流；輸送并噴射至少一束彈性粘接劑流至顆粒流中；和鋪設(shè)所得的墊狀纖網(wǎng)。通過熔噴工藝將熔化的彈性粘接劑作為一束熱熔微纖維或細(xì)絲輸送噴射到吸濕顆粒束中，熱熔微纖維或細(xì)絲一旦噴射和鋪設(shè)就產(chǎn)生隨意纏結(jié)的墊狀網(wǎng)，顆粒狀吸濕材料就分散在該墊狀網(wǎng)內(nèi)。
特別地，本發(fā)明的工藝步驟包括以其所需要的量、尺寸和形狀提供吸濕材料。在其中以顆?；男问教峁┪鼭癫牧系膬?yōu)選的實施方案中，該顆?？梢员活A(yù)制或者可以包括將該吸濕材料的片、膜或其它團(tuán)聚物切割、研磨或破碎成所需要的顆粒尺寸和/或形狀。例如，在其中使用大致矩形棱柱狀顆粒的實施方案中，從合適厚度的吸濕材料的片或膜，通常在該片或膜的橫向和徑向方向切割該顆粒?？梢允褂萌魏魏线m的切割裝置或技術(shù)。在操作中，以預(yù)定的流量和速度提供該顆?；奈鼭癫牧弦孕纬善溥B續(xù)的物流。
接下來的工藝步驟包括將所需量的粘合劑物質(zhì)以熔融的形式輸送和注射進(jìn)吸濕材料的物流中。在優(yōu)選的實施方案中，粘合劑材料為含有一種或多種彈性組分的熱熔粘合劑，熱熔粘合劑熔噴產(chǎn)生一束或多束纖維流或細(xì)絲流，該纖維或細(xì)絲流接著被注射和應(yīng)用于該吸濕材料流。此后，所得的在熱熔纖維的隨機(jī)纏繞網(wǎng)中的吸濕材料的分散液被沉積以便形成可伸展的吸濕芯材料的連續(xù)墊狀纖網(wǎng)。
參考圖4和圖5，示出的是按照本發(fā)明優(yōu)選實施方案的裝置300。裝置300可用于將可伸展的粘合劑材料輸送、注射和涂覆到該吸濕材料上以形成可伸展的吸濕芯材料的墊狀網(wǎng)。裝置300還可用于將該可伸展的墊狀網(wǎng)沉積在連續(xù)的滲透液體的或多孔的可伸展的網(wǎng)上以形成可伸展的吸濕芯材料的大致粘合的墊狀網(wǎng)。吸濕材料(它可以是均一的組合物，或包括兩種或多種不同的組合物)被收集在合適的容器(例如大體積儲存漏斗)中，在容器中被分配以加工成所需要的量。可以理解，該吸濕材料被分散的量和速度將變化，這取決于如下因素，例如(并非限制)可伸展的吸濕芯所需的尺寸、形狀和性能特性，還取決于其它因素，例如(并非限制)機(jī)器加工能力、生產(chǎn)要求等。
在優(yōu)選的實施方案中，通過合適的投料裝置(如螺桿型投料器306)將在料斗302內(nèi)的計量的吸濕材料輸送和加入到垂直取向的漏斗302的開口端。在那里吸濕材料被顆?；M(jìn)料器306還可用于使吸濕材料的各顆粒在與粘合劑材料接觸前不聚集或粘合在一起，保證將顆粒以大致穩(wěn)定的速率被送進(jìn)到漏斗304。如從圖4所看到的，漏斗304的出料端與加速裝置308相連，該設(shè)備可用于用力推動該吸濕材料通過一個輸送斜槽310，從而它們接著遇到至少一種被引入用于接觸顆粒的可伸展的粘合劑材料的熔融流(優(yōu)選是多路的)。更具體地，在漏斗304和輸送斜槽310的出料端312之間是文丘里管型或出料管(噴射器)314和壓縮機(jī)或鼓風(fēng)機(jī)316，兩者協(xié)同作用以用力將該顆粒推向輸送斜槽310的出料端312。如所看到的，有一根導(dǎo)管或合適的輸送管318將噴射器314的出料端與輸送流料槽310的進(jìn)料端320相連?？梢岳斫?，由鼓風(fēng)機(jī)316提供的進(jìn)入噴射器314的進(jìn)料端的空氣的體積流量和壓力可以改變，這取決于輸送流料槽310的出料端312處的吸濕材料物流所需要的出料參數(shù)(即顆粒流的速度和密度)。作為例子，并非限制，合適的用于上面的設(shè)備包括可從Fuji Elec.Co.of Lincoln Park， New Jersey，美國得到的FUJI壓縮機(jī)，型號VFC503A-7W，配合可從Fox Valve Dev.Corp.of Dover，New Jersey得到的FOX文丘里管出料器系列300-SCE，和可從K-TronCorp.，Pitman，New Jersey得到的KATRON F-1雙螺桿投料器。本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易理解在已知的參數(shù)內(nèi)可以如何操作上述設(shè)備或其等價物以便在斜槽310的出料端312提供所需的吸濕材料流。
在特別優(yōu)選的實施方案中，從輸送斜槽310的出料端312出料的吸濕材料的物流與一束或多束熔噴的彈性粘合劑的纖維狀流接觸，例如前面所述的，從相應(yīng)的擠壓機(jī)模頭或膠頭322出料。如通常已知的，術(shù)語“熔噴”一般說明用于形成纏繞的可熱熔的纖維或細(xì)絲的無規(guī)無紡網(wǎng)狀物的方法。在操作中，低粘度熔融聚合物被擠壓通過一系列在擠壓機(jī)模頭或膠頭噴嘴中形成的小出料孔以形成一系列連續(xù)的纖維和細(xì)絲。這些細(xì)絲立即被暴露在熱的高速空氣流中以破裂或拉細(xì)熔融聚合物流。由于通過這樣的空氣碰撞引起細(xì)絲的流動中斷，從而使纖維在連續(xù)運(yùn)動的收集屏或滾筒上變成了熱熔細(xì)絲或纖維的不規(guī)則的纏結(jié)在一起的網(wǎng)狀物。
如在圖5和5A中所說明的，該彈性粘合劑纖維或細(xì)絲的典型的物流從膠頭322的出料噴嘴324排出并且通過粘合劑輸送體系326送料用來提供和排出熔噴的粘合劑。使粘合劑輸送體系326適合于在預(yù)定的粘合劑溫度、流量、粘度、壓力、速度、注射角、和形成距離下排出該熔噴粘合劑的纖維或細(xì)絲。該粘合劑輸送體系326優(yōu)選包括用于儲存該熔噴粘合劑的桶328，和在與該桶328進(jìn)行熱交換的合適的加熱器，用于加熱熔噴的粘合劑以實現(xiàn)和維持所需的粘合劑溫度和粘度以便于粘合劑的熔噴加工。因此，在優(yōu)選的實施方案中，維持熔噴的粘合劑的溫度用來在約138-260℃的范圍、更優(yōu)選在約149-177℃的范圍，在約10000cps-50000cps范圍、更優(yōu)選約20000cps-35000cps范圍的粘度下從噴嘴324出料。
繼續(xù)參考圖5和圖5A，示出的該粘合劑輸送體系326也包括泵送裝置332，例如齒輪泵，用來在合適的流量(例如在一個實施方案中，約200-240克/分鐘)和壓力下將熔融的粘合劑從加熱的桶328輸送入膠頭噴嘴324的中心分布室334中，接著通過一系列彼此隔開的模頭尖端鏜孔336和相應(yīng)的孔338從該分布室排出粘合劑用于接觸(即注射入)吸濕材料流。提供一個空氣輸送體系340用來將加熱的壓縮空氣提供和排出到膠頭噴嘴324。優(yōu)選地，空氣輸送體系340包括壓縮空氣源，例如鼓風(fēng)機(jī)342，和合適的加熱器344用于在約163-246℃的優(yōu)選范圍加熱從鼓風(fēng)機(jī)342中排出和輸送到該膠頭噴嘴324中的熔噴空氣。通過入口孔347將加熱的壓縮空氣通入膠頭噴嘴324的空氣室346中。如所看到的，空氣室346與一系列在模頭尖端鏜孔338的相對兩面上形成的彼此隔開的空氣通道348A和348B相連。使離開空氣排出噴嘴350A和350B的高速熱空氣流適合于使熔融的彈性粘合劑流在與其碰撞時變細(xì)或破裂。使膠頭噴嘴324的空氣板部分352適合于形成拉長通道353用來引導(dǎo)相對于該熔融的粘合劑(當(dāng)該粘合劑通過孔338擠出時)的熱空氣流。在操作中，該空氣也具有載體的作用，用來輸送細(xì)絲與吸濕材料(例如，顆粒)相接觸，和最后沉積粘合劑細(xì)絲和吸濕材料的網(wǎng)狀物。應(yīng)該理解，在圖5A中所示的結(jié)構(gòu)僅是本領(lǐng)域可得到的膠頭裝置的一個例子。作為例子(并非限制)，用于上述方法的合適的裝置包括從J&M Laboratories，Inc.of Dawsonville，Georgia得到的熔噴裝置(即，AMBI-2-1型，AMBI-45-3型；和AMBI-1.5-1型)。其它合適的熔噴裝置公開于US5145689、US5102484和US5236641中，它們均引入本文作為參考。再且，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該懂得，對于所用的特定粘合劑，可以在已知的操作參數(shù)內(nèi)操作上述已知的和/或可從市場上得到的裝置以提供所需要的膠溫度、流量、粘度、壓力和形成距離。
當(dāng)立即從該模頭尖端鏜孔338出料時，熔噴的粘合劑流本質(zhì)上就象太妃糖樣(taffy-like)，并且響應(yīng)由熱熔噴空氣作用于其上的拉細(xì)力而塑性變形。在一個實施方案中，該模頭尖端鏜孔338通常是環(huán)狀的且直徑為約0.5mm-約1.02mm，相鄰噴嘴之間的空氣間隙為約0.05mm-約0.25mm?？紤]到作用于通過熱高速空氣擠壓的該熔噴粘合劑上的碰撞力，在細(xì)絲接觸吸濕材料之前，每個細(xì)絲的直徑減小到其剛從噴嘴324排出時直徑的約一百分之一是可能的。優(yōu)選地，熔噴的該粘合劑細(xì)絲是這樣分布的其中吸濕材料是顆粒化的，每個吸濕材料的顆粒與細(xì)絲接觸(即纏繞)，或緊靠著細(xì)絲(例如，當(dāng)用液體膨脹時，該顆粒將與纖維接觸)。
壓縮空氣源可以是任何合適的源，例如鼓風(fēng)機(jī)342，和優(yōu)選是在預(yù)定的時間內(nèi)以合適的量(例如一個實施方案中，空氣流量是每英寸模頭尖端寬度約0.5SCFM(14.15升/分鐘)-約4SCFM(113升/分鐘))輸送和噴出的壓縮空氣源，以便形成合適的壓力有助于通過噴嘴324的出料孔338以細(xì)絲的形式拉伸該熔噴的粘合劑和接著與粘合劑材料流接觸。作為例子，為了噴出一定量的約240克/分鐘的粘合劑，在膠溫度為約163℃下、通過直徑約0.76mm的通常環(huán)狀的模頭尖端鏜孔、在膠頭322內(nèi)的停留時間約80-150毫秒，在溫度約190.6-218℃下將約36.8升/分鐘空氣量輸送到噴嘴324。
優(yōu)選地，在熔噴步驟期間使用一個或多個擠壓機(jī)模頭或膠頭322(每個含有一個或多個噴嘴324)并且連接到相同的粘合劑輸送體系326和空氣輸送體系340上，或分別連接到許多基本類似的體系上。在操作圖4中所示的實施方案的裝置時，將一對膠頭322(僅示出一個)對齊并彼此隔開(例如，在本優(yōu)選實施方案的中心上約38mm)。優(yōu)選地，每個膠頭322的噴嘴324之間有足夠的的距離用來使加入的吸濕材料分散和與被噴出的熔噴粘合劑接觸。在一個更優(yōu)選的實施方案中，以相對于吸濕材料流約90度(從而向下引導(dǎo))的注射角和離該材料流約25.4mm-50.8mm的形成距離放置每個膠頭322的噴嘴324。當(dāng)在相對于吸濕材料流以上述位置放置噴嘴324時，從該噴嘴324排出的該熔噴的粘合劑的“向量”與吸濕材料流的方向相同一般指向下。另外，如果需要，可以提供冷空氣以便在沉積輸送機(jī)356上沉積可伸展的吸濕芯的墊狀網(wǎng)時急冷該纖維。
優(yōu)選地，提供真空源(圖4沒有示出，見圖6)用來在沉積輸送機(jī)356上產(chǎn)生負(fù)壓條件。更優(yōu)選地，沉積輸送機(jī)356具有一預(yù)定直徑的預(yù)定數(shù)目的真空孔(圖4沒有示出，見圖6)以便有助于通過其抽出負(fù)壓的空氣。因此，為了確定得到的墊狀網(wǎng)的厚薄(厚度或密度)，要考慮相對于沉積輸送機(jī)356速度的合并的吸濕材料/纖維狀粘合劑材料的速度和體積以及通過沉積輸送機(jī)356抽的真空度。作為例子(并非限制)，為了鋪絮其中吸濕材料是顆粒化的厚度約3.8mm、寬度約12.7mm的纖網(wǎng)，將通過輸送斜槽310的出料端312的直徑約1.5mm的進(jìn)料量約5450克/分鐘的吸濕材料顆粒與通過噴嘴324膨脹的進(jìn)料量約240克/分鐘的粘合劑合并，同時沉積輸送機(jī)356以270.5米/分鐘的線速度一起運(yùn)動。此外粘合劑溫度約162.7℃、熱空氣溫度約190.6℃、粘合劑溫度約162.7℃、操作壓力約1.1kg/cm2、空氣流量為約36.8升/分鐘，使用的模頭端部鏜孔338的直徑約0.76mm、空氣隙為約0.18mm和約25.4mm的形成距離，來形成尺寸在約0.01mm數(shù)量級的纖維。
在特別優(yōu)選的實施方案中，熔噴粘合劑流的動力學(xué)與吸濕材料顆粒流合在一起將導(dǎo)致熔噴纖維或細(xì)絲的隨機(jī)網(wǎng)(例如，基質(zhì))，其中許多熔噴的纖維或細(xì)絲將粘合到其它的纖維或細(xì)絲上、顆?；騼烧呱?。因此，將優(yōu)先生成其中有顆粒的分散體的墊狀結(jié)構(gòu)的連續(xù)網(wǎng)或熔噴纖維網(wǎng)狀物。顆粒的間隔優(yōu)選是這樣的，它使得該顆?？梢宰罴牙闷鋫€別和集合的功能特性。為此，對于每克被噴出的熔噴的粘合劑，優(yōu)選約90g-98g、更優(yōu)選約94g-96g該吸濕材料的顆粒在熔噴纖維網(wǎng)內(nèi)與之接觸和以吸濕材料濃度約0.07g/cm3-約0.16g/cm3、更優(yōu)選0.09g/cm3-約0.14g/cm3的大致均勻的分散體排列在熔噴纖維網(wǎng)狀物內(nèi)。
接著上述用于將吸濕材料分散在熔噴的粘合劑纖維網(wǎng)的工藝，優(yōu)選地，將得到的由此形成的墊狀網(wǎng)沉積在基質(zhì)材料上。更優(yōu)選地，該基質(zhì)材料是(并非限制)尿布的可伸展的頂片或可伸展的底片、或合適的封裝材料。
特別參考圖6，示出了裝置400的另一個優(yōu)選的實施方案，它也可用來形成可伸展的吸濕芯材料的連續(xù)墊狀網(wǎng)。象裝置300一樣，裝置400通常適用于將該可伸展的粘合劑輸送、注射和施用到吸濕材料流上。由于利用相同的或基本上類似的設(shè)備，前面用于確定裝置300的各種次級系統(tǒng)涉及的標(biāo)號也用于表示裝置400的相應(yīng)的次級系統(tǒng)。
將該吸濕材料(它優(yōu)選是顆?；?，并且可以是大致均勻的組合物，或者包括兩種或多種不同的組合物)收集到大體積儲存料斗302中并被從中分配用來加工成所需要的數(shù)量。分配的量和速度可以變化，這取決于這些因素例如(并非限制)該吸濕芯所需要的尺寸、形狀和性能特性，和其它因素，例如(并非限制)機(jī)器加工能力、生產(chǎn)要求等。在圖6所示的優(yōu)選實施方案中，從料斗302輸送吸濕材料，并且當(dāng)該吸濕材料被顆粒化時，通過振動輸送機(jī)402在一個或多個振動位置振動以便有助于保持各個顆粒在與粘合劑材料接觸前不聚集和粘連在一起，同時維持大致恒定的振動顆粒的進(jìn)料速度，該振動顆粒最終被輸送到靠近顆粒流與粘合劑材料接觸位置的部位。這要求從振動輸送機(jī)402在重力的作用下將該振動的顆粒送進(jìn)真空流料槽406的漏斗部分404的開口端，從而該顆粒接著遇到至少一束可伸展粘合劑流(優(yōu)選是多路)。真空流料槽406更優(yōu)選地是與第一個合適的抽真空裝置412相連，從而在此產(chǎn)生負(fù)壓狀態(tài)，促進(jìn)牽引吸濕材料顆粒下落。
具體地說，在圖6所示的特定優(yōu)選實施方案中，振動的吸濕材料顆粒靠重力作用加入真空流料槽406中，并穿過至少一束或多束熔噴彈性粘接劑流，正如前面所描述的那樣，其中熔噴彈性粘接劑流是從相對設(shè)置的一對膠頭322中排出的。如參考圖5和圖5A所討論的，從膠頭322的出料噴嘴324排出典型的粘合劑流，該粘合劑流是通過粘合劑輸送體系326供應(yīng)、由空氣輸送體系340提供的熱壓縮空氣拉細(xì)的。如所指出的，使該粘合劑輸送體系326適合于在預(yù)定的粘合劑溫度、壓力、流速、粘度、注射角和形成距離下排出熔噴粘合劑。
因此，在優(yōu)選的實施方案中，將該熔噴的粘合劑溫度維持在約138-約260℃的范圍、更優(yōu)選約149-177℃，粘度在約10000cps-50000cps的范圍，更優(yōu)選約20000cps-35000cps。類似地，泵送裝置332以合適的流量(例如，約200-240克/分鐘)從加熱的桶328將該熔噴的粘合劑輸送進(jìn)每個膠頭322的分配室334中，從該處該熔噴的粘合劑接著作為用于接觸吸濕材料的纖維狀流出。還如所指出的，空氣輸送體系340提供了用于將從鼓風(fēng)機(jī)342排出的熔噴空氣維持在約163-246℃范圍的設(shè)備，例如加熱器344。此后，熱壓縮空氣通過空氣腔346、空氣通道348A和348B到出口350A和350B，如上所說用于產(chǎn)生拉細(xì)的高速空氣流。作為例子(并非限制)，為了噴出約240克/分鐘的粘合劑量，在膠溫度為約163℃下，通過直徑約0.76mm的通常是環(huán)狀的模頭端部膛孔338，將從約190.6℃加熱到約218℃的約368升/分鐘的空氣量噴進(jìn)膠頭322的空氣腔346中。
在操作圖6所示的裝置時，膠頭322被這樣放置使得其出料孔338相對面對面方向排列。在更優(yōu)選的實施方案中，相對膠頭322的噴嘴324以相對于吸濕材料流的流動方向約45度角度(從而它們向下引導(dǎo))和離該吸濕材料的形成距離為約25.4mm-50.8mm放置。再有，當(dāng)該噴嘴324相對于吸濕材料流的方向布置時，從該噴嘴排出的該噴出的粘合劑的“向量”通常以與吸濕材料的流動相同的方向向下引導(dǎo)。
還應(yīng)該知道，熔噴粘合劑在重力作用下的流動并與吸濕材料顆粒流合在一起將導(dǎo)致熔噴纖維或細(xì)絲的隨機(jī)網(wǎng)(例如，基質(zhì))，其中許多熔噴的纖維或細(xì)絲將粘合到其它的纖維或細(xì)絲上、顆粒或兩者上。因此，將優(yōu)先生成其中有顆粒的分散體的墊狀結(jié)構(gòu)的連續(xù)網(wǎng)或熔噴纖維網(wǎng)狀物。顆粒的間隔優(yōu)選是這樣的，它使得該顆粒可以最佳利用其個別和集合的功能特性。為此，對于每克被噴出的熔噴的粘合劑，優(yōu)選約90g-98g、更優(yōu)選約94g-96g該吸濕材料的顆粒在熔噴纖維網(wǎng)內(nèi)與之接觸和以吸濕材料濃度約0.07g/cm3-約0.16g/cm3、更優(yōu)選0.09g/cm3-約0.14g/cm3的大致均勻的分散體排列在熔噴纖維網(wǎng)狀物內(nèi)。
接著上述用于將吸濕材料分散在熔噴的粘合劑纖維網(wǎng)的工藝，優(yōu)選地，將得到的由此形成的墊狀網(wǎng)沉積在基襯材料上。再有，該基襯可以是(并非限制)可伸展的頂片或可伸展的底片、或者可伸展的封接材料。優(yōu)選地，利用與膠頭322下游的真空流料槽406相連的真空源412在沉積流料槽410內(nèi)和沉積輸送機(jī)356上面形成負(fù)壓條件。用該方法，在沉積輸送機(jī)356上維持該基襯的位置和方向用于在其上沉積可伸展粘合劑纖維和吸濕材料的熔噴網(wǎng)。如所指出的，沉積輸送機(jī)356優(yōu)選具有預(yù)定數(shù)目的真空孔414(示于圖6A中)以便于通過由第二合適的真空源416抽取負(fù)壓空氣。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知道的，第一和第二真空源412和416可以是同一臺真空源或分離的真空源。因此，為了確定該墊狀網(wǎng)的厚薄(厚度或密度)，要考慮通過沉積流料槽410排出的相對于沉積輸送機(jī)356速度的合并的吸濕材料/纖維狀粘合劑的速度和流量(即進(jìn)料速度)、通過沉積輸送機(jī)抽的真空水平和沉積寬度/形狀。應(yīng)該懂得，描述裝置300的示范性的沉積參數(shù)也可應(yīng)用于裝置400。
如前面所討論的，有各種制備具有許多不同吸濕芯類型，或包括一補(bǔ)片的吸濕芯的方法。在一個優(yōu)選實施方案中，其中各種層都是可伸展的吸收性層，該層可以按照上述方法制造，其中各層使用獨立的裝置(每個基本上按相同的工藝操作，根據(jù)需要改變上述某些變量以在補(bǔ)片中達(dá)到所需的性質(zhì))。這些層可以在每個裝置中同時制造，然后在下游位置組裝。另外，它們也可以以一系列或順序的步驟，在先制備的層上順序沉積每個接序的層來制造。此外，它們可以作為均勻的混合物混合和輸送以生產(chǎn)x/y/z軸型材。
在一個實施方案中，得到的吸濕材料和熔噴的粘合劑的墊狀網(wǎng)可以是矩形排列的。在另一個實施方案中，在將該吸濕材料(例如，是顆?；?與熔噴的粘合劑纏繞后，可以將得到的組合物切割或加工成形為最終吸濕芯形狀，用于隨后作為輸送并作為用來形成尿布頂片與底片之間的吸濕芯的疊層。因此可以使用常規(guī)的尿布形成技術(shù)。
優(yōu)選地，可以將該可伸展的吸濕芯沉積在用于(前面所述類型的)頂片網(wǎng)和(前面所述類型的)底片網(wǎng)之間。優(yōu)選在頂片和底片間引入可伸展的吸濕芯之前彼此相對地輸送該用于頂片的網(wǎng)和用于頂片的網(wǎng)。在引入可伸展的吸濕芯后，使各個網(wǎng)更緊密地結(jié)合在一起直到它們每個均與該吸濕芯接觸。壓緊所得到的各層的組裝件(即頂片、吸濕芯和底片)，例如使其在兩個間隔距離低達(dá)尿布組裝件厚度約二分之一的擠壓輥之間通過。優(yōu)選地，所得的多層組裝件的厚度在約2.85mm-5.12mm的范圍。當(dāng)然，它也可以更厚或更薄。
通過下述傳統(tǒng)的步驟完成尿布加工剪切毛邊；將頂片和底片連接在一起(從而將吸濕芯封閉在其之間)；裝上適當(dāng)?shù)墓潭?br> 盡管特別參考特定的優(yōu)選實施方案已經(jīng)描述了本發(fā)明，但是在下面權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)可以進(jìn)行變化和改型。
權(quán)利要求
1.一種制備可伸展的吸濕芯的方法，其特征在于包括下列步驟(a)提供能夠吸液的第一材料；(b)提供能夠粘合在所述第一材料上的第二材料，且該第二材料能夠形成在x，y和z方向具有預(yù)定尺寸的第一形狀，通過施加力它可以伸展以得到第二形狀，且該第二形狀在撤去上述力之后能夠基本上恢復(fù)到所述的第一形狀；(c)使所述的第一材料與所述的第二材料相接觸以將所述第一材料混合進(jìn)入所述第二材料的可伸展網(wǎng)中；以及(d)從所述第二材料的所述可伸展網(wǎng)形成吸濕芯。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其中所述的泡沫吸濕材料顆粒具有親水的、柔順的開孔結(jié)構(gòu)。
3.按照權(quán)利要求1的方法，其中所述的泡沫吸濕材料顆粒的孔隙容量為12-100毫升/克，毛細(xì)虹吸比表面積為0.5-5.0m2/g。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可伸展的吸濕芯的制備方法,該吸濕芯包括一種分散在一種可伸展材料網(wǎng)中的吸濕材料。
文檔編號A61F13/15GK1260977SQ0010108
公開日2000年7月26日 申請日期2000年1月17日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月30日
發(fā)明者詹姆斯·E·佐伯, 杰里·L·德拉古 申請人:普羅克特和甘保爾公司