專利名稱：含有特定微粒粒度分布的超級吸收水凝膠成型材料的吸收結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含超級吸收性能的水凝膠成型材料微粒的吸收結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的這種結(jié)構(gòu)特別適用于諸如尿巾、成人不自禁排液用墊巾或者類似的一次性用吸收物品。更具體地說，本發(fā)明涉及的這種吸收結(jié)構(gòu)具有混合了無機(jī)粉末和特定微粒粒度分布的超級吸收性能的水凝膠成型的材料。
在此，“超級吸收性能水凝膠成型材料”一詞，是指基本不溶而吸收水的聚合物的成份。它們能吸收與它們的重量相比大量的液體，例如水和人體排出液，并且能夠用水凝膠成型。這些材料通常還能在中等壓力之下保持其所吸收的液體。超級吸收性能水凝膠成型材料還可采用其他名稱如“超吸收材料”(Superabsorbent materials)，“水解膠體”(hydrocolloids)，或“吸收凝膠材料”(absorbent gelling materials)這種超級吸收性能水凝膠成型材料的吸收特性及其成本使其非常適宜作成吸收物品，特別是如一次性使用的尿巾之類的用后即棄的吸附性物品。將超級吸收性能的水凝膠成型材料微粒用于吸收物品的實例披露在1972年六月十三日授予哈帕等人(Harper et al)的美國專利US-3，699，103及1972年六月20日授予哈蒙(Harman)的美國專利US-3，670，731之中。
某些一次性用的吸收物品的情況，要求生產(chǎn)一種更薄的產(chǎn)品。這些較薄型的產(chǎn)品具有讓使用者舒適和感覺良好等優(yōu)點。生產(chǎn)更薄產(chǎn)品的一種方法是在保持該產(chǎn)品整體貯液能力的同時，減少該產(chǎn)品吸收芯內(nèi)的纖維重量成份并同時增加該芯內(nèi)超級吸收性能的水凝膠成型材料微粒的數(shù)量。
然而，對含有超級吸收性能材料的吸收物品(特別是含有高密度的超級吸收性能材料的那些物品例如按重量算大于或等于25%的)歷來的處理辦法是在超級吸收性能材料結(jié)合進(jìn)吸收物品和該吸收物品液體吸收及擴(kuò)散率之間進(jìn)行協(xié)調(diào)。一次性用吸收物品含有超級吸收性能的水凝膠成型的材料微粒的標(biāo)準(zhǔn)散粒粒度分布(特別表現(xiàn)在高密度的那些材料)，這造成一種限制即其液體吸收率會比具有一般毛細(xì)管纖維網(wǎng)絡(luò)的那種要低得多。“液體吸收率(fluid uptake rate)”一詞指的是液體被吸進(jìn)該吸收物品內(nèi)一個方向上的比率，即進(jìn)入該吸收物品該平面(即，在Z方向上)。這在超級吸收性能水凝膠成型材料微粒具有相對大的平均顆粒尺寸的情況下特別真切。
這種吸收物品的液體吸收率能夠基本上通過減小產(chǎn)品中超級吸收性能材料微粒的平均尺寸而增加?？墒牵?dāng)很小的顆粒(或“細(xì)粉”)與液體接觸脹大時，這些顆粒在纖維網(wǎng)絡(luò)中結(jié)合時則很容易壓進(jìn)該網(wǎng)絡(luò)交織的毛細(xì)管中。這種脹大的，或部分脹大的細(xì)粉也會形成大量的通過液體的表面張力聚集一起的凝膠體，從而形成一個凝膠的隔層。無論哪種情形，由于該纖維網(wǎng)絡(luò)或由該凝膠塊阻塞了液流通道，通過該結(jié)構(gòu)的液流阻力增大從而引起滲透力明顯降低。這些大大妨礙該吸收結(jié)構(gòu)的平面(在x-y平面)內(nèi)液體傳送的現(xiàn)象一般被稱之為“凝膠阻塞”。還有因為這樣的吸收物品不能快速或有效地處理液體(即，吸入、擴(kuò)散并儲存液體)，則可能會增加產(chǎn)品失效的可能性。
已有許多旨在把超級吸收性能材料結(jié)合進(jìn)吸收物品以解決此類難題的努力。例如公開于1985年11月10日，以凱林博格(Kellenberger)等人名義申請?zhí)枮?339461的歐洲專利申請中就描述了指導(dǎo)選擇與吸收產(chǎn)品的微孔尺寸有特殊關(guān)系的超級吸收性能材料的粒度的一種努力。以凱林博格等人的名義(Kellenberger，et al)，在1987年10月13日公開的美國專利US-4，699，823中，對超級吸收性能材料在吸收層的至少一部分的厚度上以正密度梯度分布作了指導(dǎo)。對顆粒粒度作出指導(dǎo)的其他努力尚見于例如美國專利4，105，033(發(fā)明人查德基等人Chatterjee，et.al.)。在各種文獻(xiàn)中提及顆粒粒度的其他專利還有，例如麥斯克等人(Mesek，et al.)的美國專利US-4，102，340;邁克法蘭等人(Mc-Farland，et al.)的美國專利US-4，604，313及牙馬薩克等人(Yamasaki et al.)的美國專利U-4，666，975。
已作出指導(dǎo)其他努力還有通過諸如把無機(jī)粉末或其他材料添加到該超級吸收性能材料微粒之中，用以改進(jìn)該超級吸收性能材料微粒的各種特性的嘗試。這種努力的某些實例在杜臣(Duchane)的美國專利US-3，932，322;卡密(Karami)的美國專利US-4，055，184;蘇巴木圖等人(Tsubakimoto，et al.)的美國專利US-4，286，082;及麥克雷等人(Mckileg，et al.)的美國專利US-4，500，670中均有描述。
然而，此前未見一個表現(xiàn)出有足夠的理解并談及有關(guān)在x-y平面和在Z方向上的液體傳送率相關(guān)的問題。
本發(fā)明提供的高性能吸收結(jié)構(gòu)含摻有無機(jī)粉末的，特殊的，相對窄的超級吸收性能水凝膠成型材料微粒粒度分布。根據(jù)本發(fā)明的吸收結(jié)構(gòu)特別適用于用后即棄的吸收物品。
本發(fā)明的吸收物件包括一個液體可透過的上層，一個與上層聯(lián)接的液體不能透過的下層以及一個位于上下層之間吸收芯部。該芯至少部分地包括一個根據(jù)本發(fā)明的吸收結(jié)構(gòu)。該吸收結(jié)構(gòu)包括一個主結(jié)構(gòu)和一種微粒材料組合物。該微粒材料組合物基本上包括不溶而吸水的，水凝膠成型的，通過摻入一種無機(jī)粉末經(jīng)溶解聚合方法制成的聚合材料。該聚合材料微粒具有這樣的粒度，在該聚合材料微粒按下述過篩試驗作測試時，至少要有按重量的大約70%的微粒通過按美國標(biāo)準(zhǔn)的有297微粒篩孔的50目篩而留在有88微米篩孔的170目篩內(nèi)。該無機(jī)粉末最好是細(xì)的非晶二氧化硅。它與該聚合材料微?；旌蠒r，按聚合材料微粒重量大約是0.1%至5%之間的一個量進(jìn)行。
在一個最佳實施例中，該聚合物微粒的密度分布，按在此所述的重量百分比分析，所選擇的吸收芯上的至少一個25cm2的部分上，該聚合物材料微粒的重量在大約25%至大約90%之間。
可相信本發(fā)明克服了含超級吸收性能水凝膠成型材料的吸收結(jié)構(gòu)的許多液體處理的局限。
雖不指望與任何特殊理論相聯(lián)系，可以相信，超級吸收性能材料的大顆粒不能提供適當(dāng)?shù)囊后w吸收率，這種能力的缺乏是由于該大顆粒超級吸收性能材料的表面與質(zhì)量比特性小所致。
該表面積對質(zhì)量比及有關(guān)的液體吸收率基本上能夠通過該散裝的超級吸收性能材料成份中微粒的平均尺寸的減小而增加。因為體現(xiàn)在本發(fā)明的該吸收結(jié)構(gòu)中的窄的微粒粒度不含有大顆粒。本發(fā)明的這些吸收結(jié)構(gòu)能迅速吸收并貯存液體。此外，由于很細(xì)的超級吸收性能材料微粒數(shù)量的減少，對散裝微粒粒度分布，該液體擴(kuò)散率會得到顯著改進(jìn)。
雖則同樣不與什么理論相干，可以相信向超級吸收性能材料微粒內(nèi)添加無機(jī)粉末會因一種或多種機(jī)理使該液體處理率進(jìn)一步增加。無機(jī)粉末可增加超級吸收性能材料微粒的有效凝膠強(qiáng)度。該無機(jī)粉末可轉(zhuǎn)換或附加起到一種表面活化劑的作用，促使增加液體的擴(kuò)散。該細(xì)微的無機(jī)粉末的高的比表面積(表面積/單位質(zhì)量)也能提供使液體傳送通過這些吸收結(jié)構(gòu)更大的驅(qū)動力。其他機(jī)理也是可能的。
雖然說明書所附權(quán)利要求中特別指出并明確限定了本發(fā)明范圍，可以相信結(jié)合附圖的下列說明對本發(fā)明會有更好的了解。其中，

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個帶層的吸收結(jié)構(gòu)放大的橫截面局部視圖;
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一次性用尿巾的平面視圖，其中大部分上層已被切除以更清楚地顯示該尿巾中上層下面的吸收芯(本發(fā)明一種吸收結(jié)構(gòu)的實施例);
圖3是圖2中沿3-3剖面線僅包括一次性用尿巾的吸收芯的縱向剖視圖;
圖4是圖2中沿4-4剖面線僅包括一次性用尿巾的吸收芯的橫向剖視圖;
圖5是圖2所示一次性尿巾中作吸收芯的本發(fā)明一種吸收結(jié)構(gòu)的透視圖;
圖6是本發(fā)明的另一種雙層吸收芯實施例的透視圖;
圖7是圖6中沿7-7剖面線的該雙層吸收芯的剖面圖;
圖8是按本發(fā)明的再一個吸收芯實施例的平面視圖;
圖9是本發(fā)明的吸收芯的第三個實施例的透視圖;
圖10是含有圖9所示吸收芯的本發(fā)明的一種一次性用尿巾的切開的透視圖;
圖11是根據(jù)本發(fā)明的一種吸收芯的頂視圖的一部分用以顯示可獲區(qū)域內(nèi)一種形狀的一個實施例;
圖12和圖13是用于該要求的吸收測試方法的裝置的示意圖;
圖14A和B是本發(fā)明中用來表示有關(guān)液體處理不同方面的放大的示意圖;
圖15是一種圖解說明，描述了按重量以50%的超級吸收性能材料/50%的纖維素纖維結(jié)構(gòu)的超級吸收材料的各種微粒粒度分布的液體處理能力;
圖16表示的是以圖解形式描繪在表4中的例1～3和例C1～C3比較的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的各種吸收結(jié)構(gòu)可被用于許多一次性使用的吸收產(chǎn)品中。
這些本發(fā)明的吸收結(jié)構(gòu)含有或是超級吸收性能材料的微粒，或是一種微粒材料的組合物。該微粒材料組合物包括混有少量的一種無機(jī)粉末的超級吸收性能的水凝膠成型材料。本發(fā)明的吸收結(jié)構(gòu)中采用的超級吸收性能材料有一種特殊的，相對窄范圍的微粒粒度分布。
本發(fā)明的吸收結(jié)構(gòu)比具有超級吸收性能材料的標(biāo)準(zhǔn)散裝微粒粒度分布的微粒有更高的液體吸收和擴(kuò)散率。它也比單獨(dú)含有超級吸收性能材料的吸收結(jié)構(gòu)(以相同微粒粒度分布)有更高的液體吸收和擴(kuò)散率。此處所用的“標(biāo)準(zhǔn)散裝微粒粒度分布”一詞是指在可以從普通超級吸收性能材料供應(yīng)商那里得到的典型范圍內(nèi)的那些種類的微粒粒度。
1.本發(fā)明的微粒材料組合物和吸收結(jié)構(gòu)A.微粒材料組合物該微粒材料組合物包括混合少量的一種無機(jī)粉末的超級吸收性能的水凝膠成型材料的微粒。
用于本發(fā)明的這種超級吸收性能的水凝膠成型材料是基本上不溶而吸收水的聚合材料，它能夠吸收與其重量相比大量的液體例如水和人體滲出液，并且在此過程中水凝膠成型。這些種類的材料通常能夠在中等壓力下保持這種吸收液體的能力。超級吸收性能的水凝膠成型材料可采其他名稱，例如簡稱“超級吸收材料”，“聚合物材料”，“水解膠體”或“吸收性的凝膠材料”。用于本發(fā)明的超級吸收性能的水凝膠成型的聚合物材料的類型可在廣泛范圍內(nèi)變化。
本發(fā)明所采用的最佳超級吸收性能的水凝膠成型材料具有一種吸收能力(由此后提及的試驗所測定)，即每克這種超級吸收性能材料(指干燥狀態(tài))至少能吸收大約18～20克，最好至少能吸收大約25克的人造尿。典型的是本發(fā)明所用超級吸收性能水凝膠成型的材料應(yīng)具有每克超級吸收材料吸收大約30克至40克人造尿的吸收能力。具有這個范圍內(nèi)吸收能力的超級吸收性能水凝膠成型材料特別適用于吸收結(jié)構(gòu)和吸收物品上，因為它們在模擬使用狀態(tài)的中等限制壓力下能保持住相對大量的人體排出液例如尿。
適用于本發(fā)明的某些一般類型的適當(dāng)?shù)某壩招阅艿乃z成型的聚合物材料，以及其制作方法，(不限于在此所述的特定微粒粒度分布)，于1988年4月19日再頒發(fā)的，再授予勃朗特等人(Brandt，et al.)的題為“用于吸收結(jié)構(gòu)的水凝膠成型聚合物的組份”的再頒美國專利Re-32649中，有非常詳細(xì)的說明。
適用于本發(fā)明的一般微粒類型也可以是在下列美國專利申請中被稱作“初級粒子”微粒的那樣的微粒系列號07/502，942題為“具有顆粒間交聯(lián)凝集的細(xì)小初級粒子的顆粒聚合物的組成”，申請人名為卡羅路等人(Donald Carroll Roe.et al);系列號07/503，393題為“多孔的有吸收能力的聚合物的宏觀結(jié)構(gòu)及其制造方法”，申請人名為卡羅路·愛德;系列號為07/503，499題為“含有顆粒間交聯(lián)凝集的聚合物的組成的生產(chǎn)方法”，申請人名為法蘭克·亨·拉曼等人(Frank Henry Lahrman);系列號07/503，500題為“含有顆粒間交聯(lián)凝集的吸收件”，申請人名為查理斯·瓊勃格等人(Charles John Berg);系列號07/50351題為“含有顆粒間交聯(lián)凝集的吸收物品”申請人名為法蘭克·亨·拉曼等人;系列號07/503506題為“含有顆粒間交聯(lián)凝集的顆粒狀有吸收力的聚合物組成”申請人為查理斯·瓊·勃格等人，全部的申請日為1990年4月2日。這些懸而未決的專利申請中都可匯集為“內(nèi)部有微粒交聯(lián)凝集”的專利申請。勃朗特等人公開的專利及所有這些懸而未決申請一同引列在此以供參考。
該超級吸收性能水凝膠成型的材料微粒最好是能采用在前提到的內(nèi)部微粒交聯(lián)凝集的專利中所描述的經(jīng)表面處理的。這樣，該超級吸收材料微粒可按在1989年4月25日授予阿列克山大等人(Alexonder)的美國專利US-4824901中所述的方法進(jìn)行表面處理，引此公開專利以供參考。若經(jīng)表面處理，該超級吸收材料顆粒最好是如下列兩篇美國專利中描述的那種可交聯(lián)的表面，它們是在1987年5月19日授予蘇巴克莫托等人(Tsubaktmoto)的題為“有吸收力的物件”的美國專利US-4，666，983;和1988年3月29日授予蘇巴克莫托等人的題為“吸水劑”的美國專利US-4，734，478，將其列此以供參考。如蘇巴克莫托在，983專利中所述，該超吸收材料微?？赏ㄟ^施用一種表面交聯(lián)劑到這些微粒之上并且該表面交聯(lián)劑與在該微粒表面上的聚合物再進(jìn)行反應(yīng)而使之表面交聯(lián)。
在前述的授予勃朗特等人的專利中說明了該超級吸收性能水凝膠成型材料的最好的聚合材料具有一個羧基。這些聚合物包括有水解淀粉丙烯腈接枝聚合物(starch-acrylonitkile graft coplymers)，.部分中和的淀粉丙烯腈接枝聚合物，淀粉丙烯酸的酸性接枝聚合物，部分中和的淀粉丙烯酸的酸性接枝聚合物，皂化的乙烯醋丙烯酸酯聚合物，水解丙烯腈或丙烯酰胺聚合物，任何上述聚合物的稍作網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)的產(chǎn)品，部分中和的聚丙烯酸，以及部分中和的聚丙烯酸稍作網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)的產(chǎn)品。這些聚合物既可以單獨(dú)使用，也可以兩種或多種的單體化合物或類似物相混合的形式使用。這些聚合物材料的例子公開于下列的美國專利之中US-3，661，875;US-4，076，663US-4，093，776;US-4，666，983和US-4，734，498，列此以供參考。
用作超級吸收性能水凝膠成型材料微粒的最佳聚合材料是部分中和的聚丙烯酸和淀粉的衍生物稍加網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)的產(chǎn)物。最好該微粒占大約50%至大約95%，最佳占大約75%的中和的，稍經(jīng)網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)的聚丙烯酸(例如，聚丙烯酸鈉/聚丙烯酸)。
該聚合物材料的各種顆?？捎萌魏蝹鹘y(tǒng)方法制成。典型和較好的生產(chǎn)微粒的加工方法公開于下列專利之中1988年4月19日再授予勃朗特等人的美國再頒專利Re-32，649;1987年5月19日授予蘇巴克莫托等人的題為“吸收物體”的美國專利US-4，666，983以及1986年11月25日授予蘇巴克莫托等人的題為“交聯(lián)聚合物吸收產(chǎn)品的方法”的美國專利US-4，625，001，列此以供參考。
制成該聚合物微粒的較佳方法為包括有水溶或用其他溶液溶解聚合反應(yīng)物的那些方法，這些方法與逆相聚合相反(后者也被稱為“逆相聚合”或“乳化聚合”)。如上面引述的美國再頒專利Re-32，649中所述，水溶聚合反應(yīng)包括利用一水溶再反應(yīng)混合劑施行聚合反應(yīng)，制成該微粒。
該超級吸收性能水凝膠成型的材料結(jié)合進(jìn)本發(fā)明的吸收結(jié)構(gòu)是成一種微粒形式。“微?！币辉~用在這里的意思是該超級吸收性能水凝膠成型材料是以被稱之為“粒子”的離散個體形式存在的。這些粒子可包括有晶粒狀體、粉末，球體，團(tuán)粒體或燒結(jié)塊。但是這里所述的粒子典型是指大的非聚集的。這些粒子可有任何所要求的形狀，例如立方體、多面體、球形體、圓狀、三解形、不規(guī)則的，或無規(guī)律尺寸的不規(guī)則形狀(例如，由研磨或粉碎步驟生產(chǎn)的粉狀產(chǎn)品)。
超級吸收性能水凝膠成型材料的微粒的粒度分布至關(guān)重要的一點在于其吸收結(jié)構(gòu)的性能。這在含有相對高的密度的超級吸收性能水凝膠成型材料微粒的吸收結(jié)構(gòu)的情況下尤其如此。該超級吸收性能材料的微粒對液體的吸收和擴(kuò)散率的影響，由于它有較少纖維，對任何吸收液體的不利影響有補(bǔ)償作用，并且有由超級吸收性能材料產(chǎn)生的儲存能力，從而使超級吸收性能材料微粒在高密度時，其液體的吸收和擴(kuò)散率明顯增加。
超級吸收性能水凝膠成型的材料的大顆粒脹大很慢并明顯降低了液體吸收率(即其中液體在Z方向上被吸入該吸收結(jié)構(gòu)中的比率)。非常小(或稱“細(xì)小”)則傾向膨脹太快，從而容易被壓進(jìn)毛細(xì)管空間，降低該結(jié)構(gòu)的滲透性并極大地削弱了通過該結(jié)構(gòu)的液體擴(kuò)散速度，特別是在x-y平面上的。還有高密度的細(xì)微粒常能聚結(jié)成一種凝膠塊，其對液體擴(kuò)散起一種隔板作用。這些是在前提及的與細(xì)微粒相關(guān)的所謂“凝膠阻塞”現(xiàn)象。
以上提到的由大的和小的顆粒所產(chǎn)生的液體處理過程的局限，可通過在含有超級吸收性能水凝膠成型材料的吸收結(jié)構(gòu)中采用特定的、相對窄的微粒粒度分布，可顯著減少或排除。不指望與特殊理論相聯(lián)系，但可以確信，一件吸收物品的潛在液體吸收率很大程度取決于顆粒平均尺寸的大小。這之所以確實是因為該液體吸收率依賴于該超級吸收性能水凝膠成型材料的每單位質(zhì)量的整個表面積。顆粒尺寸的這個范圍(或稱粒子粒度的“分布寬度”)對該結(jié)構(gòu)的潛在液體吸收率和擴(kuò)散率兩方面都有影響。理想地說，顆粒粒度分布寬度應(yīng)當(dāng)是非常小的。
本發(fā)明所涉及的采用的顆粒粒度分布集中在大約100～300微米范圍內(nèi)，平均顆粒尺寸在大約125～250微米內(nèi)則更好。該寬度應(yīng)當(dāng)是這樣的，即至少有大約95%的顆粒其平均顆粒尺寸是在100微米以內(nèi)，(但上述范圍的下限的該平均顆粒尺寸在50微米以內(nèi))。該最佳實施應(yīng)包括至少大約95%重量的超級吸收性能水凝膠成型材料其平均顆粒尺寸是在75微米以內(nèi)(并且上述范圍的下限在50微米以內(nèi))。
用于本發(fā)明的超級吸收性能水凝膠成型材料的特定的粒度分布能夠采用顆粒的實際尺寸表示。一種適于測定該顆粒實際尺寸的方法在上面列出供參考的幾篇顆粒間交聯(lián)凝集的專利申請中有更詳細(xì)的說明。然而，這種實際顆粒尺寸的測定可能會是一個相對復(fù)雜的過程，因為這種顆粒可能有不同形狀和尺寸。因此，為簡化起見，本發(fā)明的吸收結(jié)構(gòu)中的顆粒尺寸以另外方式表示。
為了本發(fā)明的目的，本發(fā)明中“顆粒尺寸”一詞定義為根據(jù)在此詳述的篩分試驗被一種篩選尺寸分析所確定的顆粒的尺寸。如所述的那樣，一種微粒的樣品篩選，并記錄其結(jié)果。應(yīng)當(dāng)理解，顆粒不是球形的，這種過篩試驗可以確定的僅只是一種特定一定尺寸的微粒粒度。然而，這樣的一種篩選尺寸分析的結(jié)果，卻可完全規(guī)定了用于本發(fā)明目的的顆粒粒度。這種過篩分析結(jié)果可以依據(jù)兩個所用篩子特性通過二等效的當(dāng)量來表示。
表示該顆粒大小的一種方法是依據(jù)篩的孔眼尺寸。例如，被保留在149微米孔眼尺寸的一面篩內(nèi)的一個顆粒原則上被認(rèn)為是用于本發(fā)明目的的具有大于或等于149微米尺寸的一個顆粒。通過了297微米篩孔的篩并保留在149微米篩孔篩上的一個顆粒被認(rèn)為它具有的顆粒粒度是在149和297微米之間。通過149微米篩孔篩的一個顆粒認(rèn)為其顆粒粒度小于149微米。
依據(jù)篩選分析結(jié)果表示顆粒粒度的另一種方法是所用篩的標(biāo)號。例如，通過美國標(biāo)準(zhǔn)50目篩而留在美國標(biāo)準(zhǔn)100目篩內(nèi)的顆粒被認(rèn)為是粒度為50/100目的顆粒。本發(fā)明最佳實施例中，所用特定顆粒粒度分布包括如下35/170目，35/140目，35/120目，40/100目，40/120目，40/140目，40/170目，50/170目，50/140目，50/120目，50/100目，45/120目，45/140目，45/170目，45/100目，60/100目，50/70目，60/80目。70/100目，但不限于此。在最佳實施例中采用的顆粒粒度分布有50/100目，50/120目，50/140目，50/170目，45/120目，45/140目，60/100目，60/120目，50/70目，60/80目。
上述兩種方法之一描述的結(jié)果通過參照篩尺寸規(guī)格則不難以另一種方式加以描述并確定其相應(yīng)值。這樣的一種表可見帕雷化學(xué)工程手冊第六版的表21-6(邁克-里爾書籍公司，1984)第21-15頁(Perry’s Chemical Engineer’s Hand book，McGraw-Hill Book Company 1984)，列此以供參考。有關(guān)上述以篩孔尺寸表示的推薦顆粒粒度概括成下表。(但應(yīng)明確，下列表中左側(cè)欄中每個目數(shù)標(biāo)號的較小數(shù)字相應(yīng)于表中右側(cè)欄中列出范圍內(nèi)的較大顆粒粒度)表1.
以篩尺寸表示的顆粒粒度范圍以美國篩系列 以篩孔尺寸表示的顆粒粒度 表示的顆粒粒度(微米)35/170目 88-50035/140目 105-50035/120目 125-50040/170目 88-42040/140目 105-42040/120目 125-42040/100目 149-42045/170目 88-35445/140目 105-354
45/120目 125-35445/100目 149-35450/170目 88-29750/140目 105-29750/120目 125-29750/100目 149-29750/70目 210-29760/120目 125-25060/100目 149-25060/80目 177-25070/100目 149-210眾所周知，在大多數(shù)篩選分析中，一次試驗中通過或是被留在一面篩內(nèi)的一些顆粒在另一次相同試驗中就不同樣是這樣。這可以由顆粒形狀及其相對篩孔在每次測試中可能會有不同的定向引起。由于這個原因，所以該實驗結(jié)果一般還可以顆粒的重量百分比形式表示，即一般通過一個尺寸的一個篩的顆粒和保留在第二個尺寸的一個篩內(nèi)的顆粒。本發(fā)明中，最好不要有超過大約20%的，更好是不超過大約10%，而再好則是不超過大約5%重量的顆粒比50目的篩孔大而比170目篩孔小。
上述特定的顆粒粒度分布可用任何適當(dāng)方法制備。這種特定顆粒粒度分布至少可以通過篩選的方法相對小量地制備。
以上述的任何特定的顆粒粒度分布的超級吸收性能材料微粒均可與一種細(xì)小無機(jī)粉末相混合。典型的方式是該細(xì)小無機(jī)粉末粒子可粘附到聚合物粒子的表面上，從而形成組合吸收顆粒，或松散地附著到該聚合物粒子上形成一種物理混合物。
這種細(xì)小無機(jī)粉末，或簡稱為“無機(jī)粉”可包括任何無機(jī)的粉末。適用的包括有硅，二氧化硅，非晶硅，鋁，二氧化鈦，諸如高嶺土和蒙脫土的陶土，在先提到的1981年8月25日授予蘇巴莫托的美國專利US-4，286，082或是在1985年2月19日授予邁克林雷等人的美國專利US-4，500，670中所述的任何無機(jī)材料，或者前者無機(jī)材料的結(jié)合，但不僅限于此。二篇專利公布于此以供參考。(但是，這樣的表達(dá)并不意味前述專利描述了本發(fā)明的這些吸收結(jié)構(gòu))在此所用的無機(jī)粉末最好包括細(xì)小的非晶硅，例如由日本的日本航空生產(chǎn)的AEROSIL 200的一種產(chǎn)品形式的非晶硅。
該無機(jī)粉的顆粒尺寸最好是小于大約1微米，更好是小于大約0.1微米?？梢匀魏尉芎涂煽垦b置來測量該無機(jī)粉粒的尺寸。(但應(yīng)明了由于無機(jī)材料粒子太小，一般不采用這里所說的篩選試驗方法測量無機(jī)粉末的尺寸)無機(jī)粉末最好以超級吸收性能材料微粒重量的大約0.1%至大約5%之間的一個量與該超級吸收性能材料相混合(如，每一百份中約0.1份至約5份的無機(jī)粉末)。無機(jī)粉末與該超級吸收性能材料微粒相混合，可在基本干燥的狀態(tài)，或加水，其量按100份重量的超級吸收性能聚合物微粒中最多加到大約10份重量的水。
無機(jī)粉末能用任何適當(dāng)方法與超級吸收性能材料微粒相混合。適當(dāng)方法包括，在前提及的授予蘇巴莫托的美國專利US-4，286，082和授予邁克林雷等人的美國專利US-4，500，670中所描述的物理混合方法，但不限于此。
此處超級吸收性能材料微粒和無機(jī)粉末的混合物被稱為“微粒材料組合物”。若是該無機(jī)粉粒粘附到聚合物粒子的表面，它們可形成團(tuán)?；蚋骄畚??！拔⒘２牧辖M合物”傾向于包括所有聚合物顆粒和無機(jī)粉的混合方案，包括這些聚集體，在聚集體情況下該微粒材料組合物中粒子稱之為“組合的吸收粒子”。
與不摻有上述無機(jī)粉的超級吸收性能材料的吸收物品相比較，該微粒材料組合物使吸收物品具有一定的有益的性能。當(dāng)該微粒材料組合物被實際做成吸收結(jié)構(gòu)時，其有益的性能最明顯。
此外，所述的特定顆粒粒度分布會使吸收結(jié)構(gòu)具有增加液體處理速度。把無機(jī)粉末添加到具有特定限制的顆粒粒度分布的粒子中，對這種吸收結(jié)構(gòu)的液體處理速度提供增大的附加增益。與僅僅含有超級吸收性能材料大塊顆粒粒度分布(例如，不添加無機(jī)粉)的吸收結(jié)構(gòu)相比較，上述優(yōu)點很明顯。與僅僅含有超級吸收性能材料(以所述特定顆粒粒度分布)的吸收結(jié)構(gòu)相比較，該優(yōu)點也是明顯的。
該無機(jī)粉末的使用也使顆粒粒度有一個較寬的范圍用于吸收結(jié)構(gòu)當(dāng)中。所獲得的結(jié)果和不摻合無機(jī)粉的更嚴(yán)格限制的顆粒粒度分布的超級吸收性能材料粒子的吸收結(jié)構(gòu)所獲得的結(jié)果相似。
由該組合的吸收結(jié)構(gòu)獲得的益處可從具有許多不同密度的超級吸收性能材料的吸收結(jié)構(gòu)中發(fā)現(xiàn)。然而，在含有高密度的超級吸收性能材料微粒(例如，若該吸收物品的某部分具有的超級吸收性能材料密度按重量大于或等于25%)的吸收結(jié)構(gòu)中，這些好處尤為明顯。在吸收結(jié)構(gòu)中超級吸收性能材料微粒具有甚至更大密度(如重量的50%)時，會進(jìn)一步增加好處。
B.本發(fā)明的吸收結(jié)構(gòu)上述超級吸收性能材料或顆粒材料組合物能夠與其他材料結(jié)合，制成諸如在圖1至11中所示的改進(jìn)的吸收結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的吸收結(jié)構(gòu)將在此結(jié)合其在吸收物品中的應(yīng)用加以描述，不言而喻，潛在的吸收結(jié)構(gòu)的應(yīng)用不應(yīng)限于這里所描述的特定吸收物品。
本發(fā)明的吸收結(jié)構(gòu)是能吸收并保持液體的物品。這些液體可以是，但不限于水和某些人體滲出液。當(dāng)吸收結(jié)構(gòu)用于下面第二部分中所述類型的吸收物品時，吸收結(jié)構(gòu)一般是可壓縮的，舒適而不刺激皮膚的。
用來構(gòu)成本發(fā)明吸收結(jié)構(gòu)的材料可采用任何結(jié)構(gòu)的形式，它能提供在其結(jié)構(gòu)元件之間傳送液體的結(jié)構(gòu)。在此所用的“結(jié)構(gòu)元件”一詞是指可組成這樣一個結(jié)構(gòu)的單個的纖維，紗，線，疏松粉粒及其類似物。
本發(fā)明典型的吸收結(jié)構(gòu)至少部分地包括有某類型的主結(jié)構(gòu)。在此所用的“主結(jié)構(gòu)”一詞是指超級吸收性能材料或微粒材料組合物，當(dāng)其用進(jìn)一種吸收結(jié)構(gòu)時，可被固入或散置，或散布其上的那種結(jié)構(gòu)或基體。
該主結(jié)構(gòu)典型地限定了本發(fā)明的吸收結(jié)構(gòu)的尺寸。因此，當(dāng)或是超級吸收性能材料或是微粒材料組合物中的任一種，以某種方式相對吸收結(jié)構(gòu)分布時，它一般是以與該主結(jié)構(gòu)相關(guān)的一種類似方法分布。
本發(fā)明的吸收結(jié)構(gòu)最好包括一個主結(jié)構(gòu)，例如一個網(wǎng)織物，條狀物，或結(jié)合了上述該微粒材料組合物的纖維材料的其他基體。這些網(wǎng)絡(luò)織物典型地包括有纏住團(tuán)塊的纖維(換言之，是纖維狀的或纖維材料)。但應(yīng)明白，對本發(fā)明的目的來說，沒有必要限定一種吸收結(jié)構(gòu)必須是以單層或?qū)訝畈牧闲问降囊环N網(wǎng)織物或類似物。因此該吸收結(jié)構(gòu)實際上可以是疊層物，網(wǎng)絡(luò)物或是在此后提及的材料類型的幾層或幾個網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合物所構(gòu)成。所以在此所用“結(jié)構(gòu)”一詞包括了“多種結(jié)構(gòu)”及“多層”或“層狀”等詞。
各種類型的纖維材料均能用在本發(fā)明的吸收結(jié)構(gòu)之中。適用于傳統(tǒng)吸收產(chǎn)品的任何纖維材料也適用于在此所述的吸收結(jié)構(gòu)。這些纖維材料的具體例子包括各種纖維素纖維，改性纖維素纖維，人造絲，聚丙烯，和聚酯纖維，例如聚對苯二甲酸乙二醇酯(聚脂長絲和短纖維DACRON)親水尼龍(HyDROPIL)或是類似物。其他纖維材料包括醋酸纖維素，聚氟化乙烯，聚編氯乙烯，聚丙烯，聚醋酸乙烯酯，聚酰胺(如尼龍)，雙合成纖維，三合成纖維，及其基體，和類似物。但親水性的纖維材料更好。
用在此處的“親水性”一詞是指當(dāng)液體儲入纖維時，纖維或纖維的表面可被浸濕。(就是說，不管該纖維是否實際吸收了液體或生成凝膠，若水或是水性體液迅速漫到或漫過該纖維的表面，則該纖維或其表面被認(rèn)為是親水的。)關(guān)于材料濕化技術(shù)的說明規(guī)定親水性(及濕化)是依據(jù)有關(guān)液體和固體的接觸角和表面張力。這在1964年美國化學(xué)學(xué)會出版物中由羅伯特·F·果德(Robert.F.Gould)編輯并擁有版權(quán)的題為“接觸角，能濕度及粘附”一文中有詳細(xì)的討論，引此以供參考。
除了一些已提到的適用親水纖維材料的實例之外，還有經(jīng)親水化處理的疏水性纖維。這些包括表面活性劑處理或硅處理的衍生的熱塑性纖維，例如由諸如聚乙烯或聚丙烯，聚丙烯酸類，聚酰胺，聚苯乙烯，聚氨基甲酸乙酯及其類似物所派生。事實上，因其本身不良的吸收性，因此不能為傳統(tǒng)的吸收產(chǎn)品提供良好吸收性能。網(wǎng)絡(luò)的親水化處理的疏水纖維，因為其良好的繩芯作用都可適用于本發(fā)明吸收結(jié)構(gòu)中。這是因為纖維的這種繩芯作用與其本身纖維材料的吸收性相比，它說不上更重要，但是同樣重要。這是因為本發(fā)明吸收結(jié)構(gòu)中所用的該超級吸收性能水凝膠成型材料微粒有高的液體吸收率而缺乏凝膠阻塞性。疏水合成纖維當(dāng)然也能用，但不那么好。
由于可用性和成本方面的原因，一般最好是把纖維素纖維用作上述吸收結(jié)構(gòu)的親水纖維材料。更好的是用一種叫“飛毛”的木質(zhì)制漿纖維。
還可用于此處所述某些吸收結(jié)構(gòu)之中的其他纖維素纖維材料是經(jīng)化學(xué)硬化處理的纖維素纖維。最好的化學(xué)硬化處理的纖維素纖維是有那種硬化的、螺旋的，卷曲的纖維素纖維，它能夠用一種交聯(lián)劑由內(nèi)部交聯(lián)纖維素纖維生產(chǎn)。在此所述用作吸收結(jié)構(gòu)的親水纖維材料的各類硬化、螺旋，卷曲的纖維素纖維在下述專利中有更詳盡的敘述;1989年4月18日授予狄尼等人的題為“含個體交聯(lián)化纖維的吸收結(jié)構(gòu)”的美國專利US-4，822，453;1989年12月19日授予狄尼等人的題為“個體交聯(lián)纖維及其加工方法”的美國專利US-4，888，093;1989年12月26日授予何龍等人的題為“含少量殘質(zhì)的個體交聯(lián)纖維的制作方法及其纖維”的美國專利US-4，889，595;1989年12月26日授予科舍等人的題為“個體交聯(lián)纖維的制作方法及其纖維”的美國專利US-4，889，596;1989年12月26日授予伯本等人的題為“含個體硬化處理纖維的鋪濕結(jié)構(gòu)的制作方法”的美國專利US-4，889，597;以及1990年2月6日授予摩爾等人的題為“螺旋的化學(xué)硬化的纖維素纖維和由其制作的吸收結(jié)構(gòu)”的美國專利US-4，898，642。每個公開的這些專利都可作參考。
纖維材料(或其他類型適用材料)和超級吸收性能材料或微粒材料組合物用在吸收結(jié)構(gòu)中相對量能夠被最普通地表示成該吸收結(jié)構(gòu)的各成份的重量百分比。
為了簡化和易于測量，此處所用的重量百分比只用該聚合物微粒重量，而不是用該微粒材料組合物的重量。采用這種規(guī)定還因為少量的添加的無機(jī)粉末重量如此之小以至使聚合物微粒重量接近于該微粒材料組合物的顆粒重量。
該吸收結(jié)構(gòu)按吸收結(jié)構(gòu)的重量最好含有大約5%至大約98%，更好是從大約10%至大約98%的聚合物(或超級吸收材料)的微粒。聚合物微粒的密度也能用纖維(或其他材料)對該聚合物微粒的重量比來表示。這個比值范圍可在大約90∶10至大約2∶98之間變化。對于大多數(shù)吸收結(jié)構(gòu)來說，最優(yōu)的所有纖維對微粒的重量比是在從大約90∶10至大約15∶85之間的范圍中。
超級吸收性能材料或微粒材料組合物可以基本均勻地分布。(完全分散)在整個吸收結(jié)構(gòu)之中。如1986年9月9日授予保羅·T·威斯曼和斯蒂芬·A·高曼的題為“高密度吸收結(jié)構(gòu)”的美國專利US-4，610，678中對普通超級吸收性能材料所作的描述那樣，引此專利以供參考。
在其它吸收結(jié)構(gòu)之中，該超級吸收性能材料或微粒材料組合物可按不同的重量比散布在吸收結(jié)構(gòu)的不同區(qū)域和厚度上。例如，該纖維材料基體及超級吸收性能材料或微粒材料組合物可以只散布在吸收結(jié)構(gòu)的某些部位。
超級吸收性能材料或微粒材料組合物可以變化地散布在各區(qū)域或部分之中，其中部分區(qū)域的微粒密度可比其他的一些區(qū)域或部所具有的密度更高。例如，1986年10月22日以杜克等人名義公開的歐洲專利申請，公開號為0，198，683，以及1987年11月13日授與凱林博格等人的美國專利US-4，699，823之中，公開了在吸收結(jié)構(gòu)的至少一部分厚度上以正向梯度分布一種超級吸收性能材料的吸收結(jié)構(gòu)。這樣的一種分布可被用于本發(fā)明的吸收結(jié)構(gòu)上。上述兩專利引此以供參考。
不論在特定的產(chǎn)品設(shè)計中的超級吸收性能材料或微粒材料組合物分布的均布性如何，在本發(fā)明中至少在吸收結(jié)構(gòu)的某部位上所要求的聚合物材料重量百分比是在大約5%至大約98%之間，最好是在大約10%至大約98%之間，更好是在大約25%至大約98%之間。該聚合物材料的重量百分比可以是落在上述范圍之內(nèi)的任何更窄的一個范圍內(nèi)。這些更窄范圍包括有，在大約5%，10%，15%或25%，和或是大約70%，75%，80%，85%，或是90%之一所構(gòu)成的范圍，但不僅限于這些范圍。用在本發(fā)明中的落入上述范圍之內(nèi)的某些特定聚合物材料百分比包括，重量百分比是35%，50%和70%，但不限于這些重量百分比。
為了本發(fā)明的目的，一個吸收結(jié)構(gòu)如果在吸收結(jié)構(gòu)的至少一個25cm2的部分內(nèi)能夠發(fā)現(xiàn)其重量百分比是在附在后面的權(quán)利要求規(guī)定的重量百分比之內(nèi)則認(rèn)為是本發(fā)明的一種吸收結(jié)構(gòu)。該25cm2部分按以下提供的確定超級吸收性能材料的百分比試驗來選擇。
重量百分比分析通過模切該吸收材料的一個代表性部分，獲得樣品來測定該重量百分比。此處所用“代表性部分”一詞指的是含有超級吸收性能材料，并具有吸收結(jié)構(gòu)中含最大密度的超級吸收性能聚合物材料的部分為特征的該吸收結(jié)構(gòu)的部分。
在區(qū)域內(nèi)用一個可切下25cm2樣品的模子切下該代表性部分。該?？梢允侨魏涡螤钪灰撃Ｇ邢碌倪@塊面積的尺寸不超過8.5厘米。
吸收結(jié)構(gòu)代表性部分可取在給定的一個吸收結(jié)構(gòu)各種不同位置。舉個例子，若該吸收結(jié)構(gòu)是在一件尿巾或其他吸收物品的芯部(或其他吸收構(gòu)件)，那末該代表性部分典型要選在該芯部的這樣一個面積上，該面積可以限定在中心在該吸收物品的縱向中心線附近，并具有約2.5吋×10吋(大約6.4cm×25cm)尺寸的一個矩形面積范圍內(nèi)。
這個矩形面積定位要使該矩形面積的長邊與該吸收物品的縱向中心線在同一方向上。該矩形面積的短邊之一(此后提到時稱其為“頂邊”)緊鄰該芯部的前端邊。該芯部的“前端邊”即是該吸收物品穿戴時對著穿戴者前方的該芯部的橫邊。矩形面積的這個頂邊應(yīng)與該芯部的前端邊相隔大約1吋(約2.54厘米)的距離。然而，應(yīng)當(dāng)明白，尿巾或其他吸收物品的該代表性部分的部位，不只限于這種矩形面積。
取自該吸收結(jié)構(gòu)的25cm2樣品的部分為獲得取樣應(yīng)徹底地切開。但若該吸收結(jié)構(gòu)包括不只一個單層或區(qū)域(例如，僅舉一例，如圖中所示本發(fā)明的實施例的情形，其中在一個存貯層上具有一個測量層)，應(yīng)從這些夾層或區(qū)域內(nèi)分別取樣。
如果從這些層或區(qū)域內(nèi)獲得的一個取樣包含有在特定重量百分比范圍內(nèi)的超級吸收性能聚合物材料，則認(rèn)為該吸收結(jié)構(gòu)是具有落入這種重量百分比范圍內(nèi)的一部分，這種情況不管其他層或區(qū)域是否還含有該特定重量百分比。上述的這個方法是想要采用一種合理的方法以獲得該吸收結(jié)構(gòu)的一個有真正代表性的樣品，在爭論中沒有任何慎重的嘗試，排斥一個給定的吸收結(jié)構(gòu)的部分可以不落入附后的權(quán)利要求范圍之內(nèi)的。
在此描述的吸收結(jié)構(gòu)的密度在幾個方面還可能是重要的。在確定該吸收結(jié)構(gòu)自身的吸收性能，以及其中可以采用這種吸收結(jié)構(gòu)的物品的吸收性能方面，這是重要的。在此描述的該吸收結(jié)構(gòu)的密度及其范圍一般是從大約0.06克/厘米3至大約0.5克/厘米3，最好則是在大約0.08克/厘米3至大約0.35克/厘米3的范圍之內(nèi)。這些結(jié)構(gòu)的密度值可由它們的基本重量和測量規(guī)計算而得。測量規(guī)在10克/厘米2的一個“輕”載荷下測量。該基本重量通過模切一個一定大小的樣品并在標(biāo)準(zhǔn)秤上將樣品稱重得以測定。該樣品的重量和面積決定該基本重量。該密度和基本重量值包括該微粒材料組合物的重量。
本發(fā)明的該吸收結(jié)構(gòu)還能包括除了該纖維(或其他適當(dāng))材料及該微粒材料組合物之外的各種任意的材料。這些任意材料可包括例如液體擴(kuò)散助劑，抗菌素，酸堿控制劑，氣味控制劑，香水等。如果使用，這些任意成份一般不多于該吸收結(jié)構(gòu)重量的大約30%。
在此所述的這種最佳的纖維性的吸收結(jié)構(gòu)可通過能夠提供一種由纖維和該超級吸收性能材料或微粒材料組合物的結(jié)合物所構(gòu)成的網(wǎng)織物的任何工藝和技術(shù)來制造。這些吸收結(jié)構(gòu)最好的制成方式是通過采用空氣鋪制一種基本上干燥的纖維和超級吸收性能材料或微粒材料組合物的基體，并且在要求或必要時，使產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)增加密度。這樣的一種工序(用于不添加無機(jī)粉末的超級吸收性能材料微粒)在此先引用供參考的美國專利US-4，610，678中有更完全地描述。正如此專利所指示的那樣，由此工序制成的氣鋪網(wǎng)絡(luò)最好是由基本上不聯(lián)結(jié)的纖維構(gòu)成，這樣的網(wǎng)絡(luò)最好含有10%或更少的濕氣成份。
在本發(fā)明的另一實施例中，該吸收結(jié)構(gòu)可以包括一個含有至少一層或任意的兩層或更多層的散布了超級吸收性能材料或微粒材料組合物的一種疊層。(一種分層的吸收結(jié)構(gòu))。這種疊層物最好由纖維材料的多層或網(wǎng)絡(luò)物所構(gòu)成。
此處所用的“纖維材料網(wǎng)絡(luò)”一詞指的是薄薄的一張具有兩個大體平行表面的基本上連續(xù)的材料。雖然一個纖維材料的網(wǎng)織物不必是平坦或平滑的，但理論上它是，或可以是被鋪放在一個大體呈平面的，在長、寬兩個尺寸上無限伸展的兩維布置。本發(fā)明的該層狀吸收結(jié)構(gòu)所用的纖維材料的網(wǎng)絡(luò)的例子包括有許多紙和非編織材料。本發(fā)明中所用的這種纖維材料網(wǎng)絡(luò)最好是吸收材料的網(wǎng)絡(luò)，更好是吸收紙質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)，最佳是吸收薄紙。纖維材料網(wǎng)絡(luò)可全部為一種纖維材料或不同種類的纖維材料制成。
1986年3月25日授予泰莫斯·A·卡馬，全德·A·楊及雷德·W·古克的題為“吸收疊層結(jié)構(gòu)”的美國專利US-4，578，068中更充分地描述了幾種類型的層狀吸收結(jié)構(gòu)，列此以供參考。制作這種疊層物的方法和裝置在1985年11月5日授予雷德·W·古克和瓊·A·依波斯特的題為“一種移動的多孔網(wǎng)絡(luò)上均勻分布離散顆粒的方法“的美國專利US-4，551，191中進(jìn)行了說明，引此以供參考。
如果本發(fā)明的這種吸收結(jié)構(gòu)包括了一種疊層物，則該超級吸收性能材料或微粒材料組合物在這種吸收結(jié)構(gòu)的至少一部分中，其分布的密度按該單純聚合物材料重量算，或按每個吸收結(jié)構(gòu)重量中的該微粒材料組合物算，最好是至少大約35%，更好的則是按該吸收結(jié)構(gòu)重量算至少大約40%。
圖1表示的是本發(fā)明一種疊層物的實施例，多層吸收結(jié)構(gòu)70。本發(fā)明的多層吸收結(jié)構(gòu)70有一上表面71和一下表面72。圖1中所示的該更好的多層吸收結(jié)構(gòu)70包括纖維材料的4個網(wǎng)織物最上層網(wǎng)81，最下層網(wǎng)84及中間網(wǎng)82和83。該多層吸收結(jié)構(gòu)70具有交界面86、87和88。在鄰接網(wǎng)之間有該超級吸收性能材料或微粒材料組合物75，在每個交界面86，87和88處形成一個不連續(xù)層。如圖1所示，該多層吸收結(jié)構(gòu)70最好在該上表面71上進(jìn)一步再有呈錐狀凸起90并在下表面72上有相應(yīng)的錐狀凹臺91。
本發(fā)明的多層吸收結(jié)構(gòu)70中，纖維材料網(wǎng)織物最好脆弱地粘結(jié)在一起(即，粘結(jié)劑相對容易地破裂)。這種粘結(jié)基本上能夠被微粒75存在的交界面的鄰接網(wǎng)織物的接觸面間纖維纏住。
超級吸收性能材料微?；蛭⒘２牧辖M合物75可以各種不同方式固定在位。例如微粒75可以被纖維夾住在交界面86、87和88上。微粒75還可以幾種不同方式被粘結(jié)在一層或多層網(wǎng)織物上。無論以哪種把微粒75固定在位，最好要使它們都能自由地脹大。這樣將發(fā)揮所用超級吸收性能材料的最大能力。用以生產(chǎn)這種多層吸收材料的典型工藝在先前列出的供參考的美國專利US-4，578，065中有敘述。
本發(fā)明的多層吸收結(jié)構(gòu)的另一個實施例是含有超級吸收性能材料或微粒材料組合物的一種“袋”。該袋可以是其中纖維網(wǎng)織物數(shù)為2的如上述的一種多層吸收結(jié)構(gòu)。該纖維網(wǎng)沿其邊緣互相連接，在該袋的中部形成一個大口袋。超級吸收性能材料的微?；蛭⒘２牧辖M合物75被封裝在該口袋的纖維網(wǎng)織物之間。這樣該袋類似于一個茶袋，其中袋內(nèi)的超級吸收性能材料顆粒可無約束地在袋內(nèi)膨脹和吸收，該袋的纖維網(wǎng)最好還包括本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)已公知的任何無紡材料。該無紡網(wǎng)絡(luò)可熱封外周;當(dāng)然本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)已知的將網(wǎng)封合一起的任何其他方法，例如粘結(jié)或超聲波聯(lián)結(jié)也可采用。
2.在吸收物品中采用該吸收結(jié)構(gòu)A.總論本發(fā)明的這種吸收結(jié)構(gòu)，例如吸收結(jié)構(gòu)70，特別適用于吸收物品以及作為其內(nèi)的吸收芯部，特別是一次性使用的吸收物品。
這里所用的“吸收物品”一詞指的是吸收和保持人體滲出液或其他液體的各種物品。更具體地說此處所用的“吸收物品”一詞一般是指貼靠穿戴者身體或靠近其身體放置用以吸收并保存由人體排出的各種滲出液。在此所用“一次性使用吸收物品”是指那些只用一次后就打算扔掉的那樣一些物品(例如，整個一件新的吸收物品不準(zhǔn)備再經(jīng)洗漿或當(dāng)作一件吸收物品復(fù)原或再使用，盡管該吸收物品的某些材料或其全部可以復(fù)原，再用或再生利用)。
一種吸收物品的最佳實施例的尿巾20示于圖2之中。在此所用的“尿巾”一詞是指由嬰兒和殘疾人圍在穿著者軀干下部的一種穿著物。然而，應(yīng)當(dāng)明白，本發(fā)明當(dāng)然也能用于諸如殘疾人用的內(nèi)衣、墊子，訓(xùn)練服，尿巾內(nèi)襯，衛(wèi)生餐巾，輕便手紙，手巾紙及類似物等其他吸收物品。
圖2是本發(fā)明的處在其平展的非收縮狀態(tài)(例如，除去全部彈性引起的收縮)的尿巾20的平面圖。剖去該尿巾的一些部分以便更清楚地表示出該尿巾20的結(jié)構(gòu)。尿巾20的本體表面20a(接觸穿著者的部分)朝向圖2的觀察者。圖2中尿巾20有一個前腰帶部分22，一個后腰帶部分24，一個腿根部分26和一個周邊28。該周邊28由尿巾20的外邊限定。尿巾20的縱向邊標(biāo)號為30而端邊標(biāo)號為32。尿巾20還附有一個標(biāo)號為34的橫向中心線和標(biāo)號為36的縱向中心線。
該尿巾20最好包括一個液體可透過的上層38，一個與上層38連接的液體透不過的下層40，位于上層38和下層40之間的一個吸收芯42(其中一個或多個吸收結(jié)構(gòu)70可構(gòu)成至少一部分);彈性件44;及帶子接頭固定件46。該上層38，下層40，吸收芯42及彈性件44可用已知的各種結(jié)構(gòu)裝配在一起。
然而，一種更好的尿巾結(jié)構(gòu)在1975年1月14日授予堪尼斯、B·倍爾的題為“一次性尿巾用的收縮邊部”的美國專利US-3，860，003中有一般的描述。還有該一次性用尿巾的更好的結(jié)構(gòu)方案在下列專利中均有描述1989年2月28日授予默哈墨德·I·愛杰茨和泰德·L·伯萊的題為“有防漏結(jié)構(gòu)帶彈性蓋的一次性用吸收物品”的美國專利US-4，808，178;1987年9月22日授予邁肯羅·I·羅遜的題為“有雙搭絆的吸收物品”的美國專利US-4，695，278;1989年3月28日授予瓊·H·夫爾曼的題為“有容袋的吸收物品”的美國專利US-4，816，025。均列此以供參考。
圖2中所示尿巾20的最佳實施例中上層38和下層40是共同伸展的并具有一般比該吸收芯42更大的長寬尺寸。該上層38聯(lián)接并鋪放在該下層40上因此能形成該尿巾20的周邊28。
尿巾20的各個前后腰帶部分22和24，由尿巾邊緣28的端邊32向尿巾20的橫向中心線34延伸。前后腰帶部分22和24最好延伸大約為該尿巾20長度的5%。該腰帶部分包括尿巾20的上部，在穿戴時，它環(huán)繞穿著者的腰部。該腿根部分26處于腰帶部分22和24之間的尿巾20的那個部分。該腿根部分26包括尿巾20上的這部分，在穿著時，其位置在穿著者的兩腿與該穿著者下軀干部被覆蓋部之間。這樣，該腿根部分26限定了一塊尿巾20或其他一次性用吸收物品的典型的液體貯存區(qū)域。
上層38對穿著者是服貼的、感覺松軟的和皮膚無刺激的。進(jìn)一步說，上層38是透水的，允許液體迅速滲透過其厚度。一種適用的上層38可用一個范圍廣泛的材料來制造，例如像孔狀泡沫材料，網(wǎng)狀泡沫材料，帶孔的塑料膜，天然纖維(如木質(zhì)或棉纖維)，合成纖維(例如聚酯或聚丙烯纖維)或是由天然和合成纖維結(jié)合而成的材料。上層38最好是由一種疏水性的材料做成，以使穿著者的皮膚與吸收芯42內(nèi)的液體相隔離。
一種比較好的上層38是由標(biāo)準(zhǔn)長度的聚丙烯纖維構(gòu)成，該纖維大約為1.5但尼爾，例如，WiLmington Delaware的海爾考萊斯(Hercules)公司出售的Hercales型151聚丙烯。此處所用的“標(biāo)準(zhǔn)長度纖維”一詞是指長度至少為15.9mm(0.62吋)的那些纖維。
可用來生產(chǎn)上層38的制造技術(shù)有多種。例如，上層38可以是紡織的，無紡的，紡絲粘合的，梳理的和類似物。最好的上層是梳理的，并利用纖維領(lǐng)域中對熟練人員來說熟知的方式熱粘合。上層38的重量最好是大約18～大約25克/米2，機(jī)器方向的最小干拉強(qiáng)度至少為大約400克/厘米，機(jī)器橫向的最小濕拉強(qiáng)度為55克/厘米。
下層40是不透液的，最好由塑料薄膜制成，當(dāng)然也可用其他柔性的防水材料。此處所用的“柔性”一詞是指材料柔順，易于適應(yīng)一般的形狀和穿著者的身體。下層40可以防止吸收芯42上吸收和貯存的滲出液弄濕與尿巾20接觸的衣物，如床單和內(nèi)褲，下層40最好選用厚度大約為0.012毫米到大約0.051厘米的聚乙烯膜。
由Monsanto化學(xué)公司生產(chǎn)銷售的膜8020是一種合適的聚乙烯膜。下層40最好經(jīng)過壓花和/或褪光處理，使其外表更像衣物。此外，下層40在防止?jié)B出液滲透其厚度的同時，還能防止蒸汽從吸收芯42漏出。
下層40的尺寸受吸收芯42尺寸和所選用的尿巾精確設(shè)計支配。在一個最佳實施例中，下層40具有一個改進(jìn)的砂漏形，它向遠(yuǎn)離吸收芯42的方向伸出，圍著整個尿巾周邊28上有至少大約為1.3～大約2.5厘米的最小距離。
上層38和下層40可用各種適用的方法聯(lián)接在一起。此處所用的“聯(lián)接”一詞包括通過將上層38直接固定在下層40上形成的上層38和下層40直接聯(lián)接的形式，和將上層38固定在一個中間結(jié)構(gòu)上，中間結(jié)構(gòu)再固定在下層40上面形成的上層38與下層40間接相聯(lián)的形式。在一個最佳實施例中，上層38和下層40是通過連接方式例如粘接劑或其他本領(lǐng)域中公知的任何其他的聯(lián)接方式在尿巾的周邊28上直接相互聯(lián)接起來的。上述的聯(lián)接方式的實例可以包括一層均勻連接的粘接劑、有一定圖形的粘接劑層或是粘接劑孤立的點或線的布陣。
帶子接頭固定件46典型的是加在尿巾20的后腰帶區(qū)24上，以便將尿巾固定在穿著者身上。圖2只示出了帶子接頭固定件中的一個。帶子接頭固定件46可采用本領(lǐng)域熟知的任何式樣，如1974年11月19日授予凱尼·B·彼爾的美國專利US-3，848，594中所述的固定帶。該專利列此以供參考。這些帶子接頭固定件或其他類型的尿巾緊固裝置典型的是放在尿巾20一角附近的。
彈性件44設(shè)在靠近尿巾20的周邊28，最好沿各縱向邊緣30，這樣彈性件44可以在穿著者的腿間牽拉和固定尿巾20。另外，彈性件44也可以設(shè)在靠近尿巾20的兩個端邊32或是其中之一端，以便不僅(或除了)形成一個腿圍，還構(gòu)成一個腰帶。例如，1985年5月17日授予戴威·丁·肯威特和蘇邁斯·F·歐斯特海格的題為“具有彈性可收縮腰帶的一次性尿巾”的美國專利US-4，515，595中即提供了一種合適的腰帶，列此以供參考。1978年3月28日授予凱尼·B·彼爾的題為“把分散的、經(jīng)拉伸的彈性纖維連續(xù)地貼到一次性吸收產(chǎn)品的予先隔離部分上的方法和裝置”的美國專利US-4，081，301中則給出了一種適合生產(chǎn)具有彈性可收縮件的一次性尿巾的方法和裝置，列此以供參考。
彈性件44在彈性收縮條件下固結(jié)在尿巾20上，這樣，彈性件44可在一般不受限制的形狀上收縮或收攏尿巾20。彈性件44至少可以兩種方式在彈性收縮條件下固定，例如，可以在尿巾20沒有收縮的條件下，將彈性件44拉伸和固定;另外，則是尿巾20收縮，例如打褶，而在彈性件44處于放松即不受限制的條件下，可將彈性件44固定，并聯(lián)接在尿巾20上。
在圖2所示的實施例中，彈性件44基本上是置在尿巾20的腿根區(qū)26整個長度上的，彈性件44也還可以是布置在尿巾20的整個或其他適當(dāng)?shù)拈L度上，以便具有一個彈性收縮線。彈性件44的長度受尿巾的設(shè)計支配。
彈性件44可以有多種形狀，例如，彈性件44的寬度可以在大約0.25毫米(0.01吋)到25毫米(1吋)或者更大的范圍內(nèi)變化;彈性件44可以包括單股彈性材料，或也可以包括多股平行或是不平行的彈性材料;彈性件44可以是矩形或弧形的。進(jìn)一步說，彈性件44還可以按本領(lǐng)域中已公知的多種方式固定在尿巾上。例如，彈性件44可以各種粘接圖形，用超聲波粘合，熱壓方法封入尿巾20，或者只是簡單地粘結(jié)在尿巾20上。
尿巾20的吸收芯42位于上層38和下層40之間。吸收芯42可以用多種不同的材料制成各種形狀和大小(如矩形、砂漏形、不對稱形等)。但是，吸收芯42總的吸收量應(yīng)該與吸收物品或尿巾使用時所設(shè)計的承液能力相符合。進(jìn)一步說，吸收芯42的尺寸和吸收能力也隨穿著者從嬰兒到成人的不同而改變。吸收芯42最好至少部分包括本發(fā)明某些實施例中的吸收結(jié)構(gòu)(如吸收結(jié)構(gòu)70)，這種吸收結(jié)構(gòu)包括纖維材料和超級吸收性能材料或本文所述的微粒材料組合物的混合物。
在尿巾20的一個最佳實施例中，有一個改進(jìn)的砂漏形的吸收芯42，該吸收芯42的吸收結(jié)構(gòu)最好是一個吸收結(jié)構(gòu)70，它包括膨松的網(wǎng)織物，木漿纖維和超級吸收性能材料或在此配置微粒材料組合物。
在其他實例中，吸收芯42也可以只是包括超級吸收性能材料或在此所述的微粒材料組合物;或是一個包括超級吸收性能材料或微粒材料組合物多層的復(fù)合(包括在此描述的層疊物);或是超級吸收性能材料或在此所述的微粒材料組合物連在一起用進(jìn)同一產(chǎn)品的任何其他在本領(lǐng)域中公知的吸收芯構(gòu)成。以下的美國專利中公開了所述吸收芯的結(jié)構(gòu)1972年6月20日授予海爾曼的美國專利US-3，670，731;1972年6月15日授予勞爾門的美國專利US-3，669，114;1975年6月10日授予考克等人的美國專利US-3，888，257;1975年8月26日授予阿蘇爾森等人的美國專利US-3，901，236;1978年7月25日授予麥塞克等人的美國專利US-4，102，340;和1985年2月19日授予比尼阿等人的美國專利US-4，500，315。這些專利列此以供參考。
采用超級吸收性能材料或微粒材料組合物的吸收芯42的一個實施例是在美國專利US-4，610，678中描述的吸收結(jié)構(gòu)。該美國專利是1986年9月9日授予波爾T·威斯門和斯泰芬A·哥萊德門的，題為“高密度吸收結(jié)構(gòu)”(但是威斯門等人的專利和后面提到的幾個專利一樣并不能直接導(dǎo)至此文中所說的特定的發(fā)明)。吸收芯42的另一個實施例是采用雙層吸收芯，該吸收芯具有不對稱形的上層和下層，其結(jié)構(gòu)在1987年6月16日授予波爾T·威斯門等人的美國專利US-4，673，402，題為“具有雙層芯的吸收物”中已有描述，上述專利列此以供參考。
圖5示出了一個本發(fā)明所用的吸收芯42的一個特別最佳實施例。在該例中各部分的標(biāo)號說明參見1989年5月30日授予門哥尼爾和卡爾里斯的美國專利US-4，834，735，題為“具有小密度、低基本重量組份的吸入?yún)^(qū)的大密度吸收件”。在該專利中公開的吸收結(jié)構(gòu)具有貯存區(qū)和吸入?yún)^(qū)，吸入?yún)^(qū)每單位面積的平均密度和平均基本重量組份要低于貯存區(qū)中相應(yīng)的值，使得吸入?yún)^(qū)可以有效、迅速地吸入人體排出的液體。上述美國專利列此供參考。
圖5所示的吸收芯42最好通過把超級吸收性能材料或微粒材料組合物加入到卷吸纖維氣流中制成，以使超級吸收性能材料或微粒材料組合物分布均勻。卷吸纖維氣流經(jīng)氣鋪成予制吸收芯的斷面厚度。開始，該斷面的厚度中，有一個大于貯存區(qū)58的基本重量的區(qū)域和一個小于吸入?yún)^(qū)56基本重量的區(qū)域。予制的吸收芯最好經(jīng)壓延，在輥隙固定的壓延輥上至少使沉積區(qū)的厚度均勻，以有效地將吸收芯42增加密度。這樣產(chǎn)生了相對于貯存區(qū)58來說，每單位面積的平均密度和平均基本重量都低的吸入?yún)^(qū)56。
B.一些改型實施例圖6和7是本發(fā)明吸收芯642的另一個最佳實施例。在圖6和7所示的實施例中，吸入層674位于吸收結(jié)構(gòu)670之上，從而形成雙層吸收芯642。吸收結(jié)構(gòu)670呈圖2～5所示吸收芯42的形式(但形狀有所不同)。在上述的美國專利US-4，673，402中較為詳細(xì)地論述了一種雙層吸收芯(盡管并不能直接導(dǎo)出在此說明的特定發(fā)明)，列此以供參考。
圖8進(jìn)一步表示了另一種具有本發(fā)明吸收結(jié)構(gòu)870的吸收芯842的實施例。吸收芯842為一改進(jìn)了的砂漏形，且不對稱于橫向中心線。吸收芯842所分成的區(qū)域基本上相當(dāng)于圖2～5所示的吸收芯42的區(qū)域(前面提到的美國專利US-4，834，735中更詳細(xì)描述了這些區(qū)域，可供參考)。但是在圖8所示的實施例中，耳狀區(qū)860和862及后部848的密度和基本重量與位于中心區(qū)864內(nèi)的貯存區(qū)858的相應(yīng)值是不同的。
在該實施例中，這種吸收芯842的成本降低了。因為耳狀區(qū)和后部處去掉了不能明顯增加防漏作用的多余材料(應(yīng)當(dāng)注意，全部或部分后部848和耳狀部860及862也可以把厚度壓延成薄于中心部864，使其平均密度等于或大于貯存區(qū)858中的相應(yīng)值)。此外，雖然如圖8所示，后部848最好包括耳狀部，但也不一定非要這種耳狀部。
圖9表示本發(fā)明的又一實施例，其中的吸收芯942包括一個吸收結(jié)構(gòu)970，該結(jié)構(gòu)包括一個纖維材料的多層基體和一個纖維材料與超級吸收性能材料或微粒材料組合物75的混合物。吸收芯942上有一個貯存區(qū)958和一個成防塵層902形式的吸入/擴(kuò)散層，1989年12月19日授予約翰·奧哥斯特弟的題為“具有防塵層的吸收芯”的美國專利US-4，888，231中對此已有描述，可供參考。在本實施例中，在吸收芯942的貯存區(qū)958和其他部分之間存在具有毛細(xì)梯度的更大面積，使得貯存區(qū)958，更具體地說，使超級吸收性能材料顆粒更有效的利用。
圖10是本發(fā)明尿巾另一實施例的透視圖，其中上層1002和下層1004之間裝有圖9所示的吸收芯942，從而構(gòu)成了一次性尿巾1000。吸收芯942放置的位置最好是使防塵層902緊靠下層1004，這樣吸收芯可以起到如美國專利US-4，888，231中所述的作用。
圖11是本發(fā)明的又一個實施例，其中虛線所示的吸入?yún)^(qū)1156是“狐頭”形的，(之所以如此稱謂因為其形狀似狐貍頭的正視圖)，狐頭形的吸入?yún)^(qū)1156可以在女性使用時增加液體的擴(kuò)散。
在與上述不同的其他實施例中，吸收芯中纖維間孔隙的大小是可以變化的，而無需改變構(gòu)成吸入?yún)^(qū)和貯存區(qū)的纖維的密度。例如，通過把軟木絨毛纖維替換成至少大約50%，最好大約80%～100%的大致同樣密度的硬木絨毛纖維，同時降低貯存區(qū)中軟木纖維的軟木絨毛纖維密度，能夠用細(xì)小的硬木絨毛纖維尺寸來增益。由于硬木絨毛的孔隙尺寸小于軟木絨毛的孔隙，所以上述增益是可以實現(xiàn)的。這樣，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，既使在各區(qū)域密度相同的情況下，也可以獲得毛細(xì)勢差。例如，吸收芯可以利用帶有微孔結(jié)構(gòu)的基本為軟木漿的材料制成一個吸入?yún)^(qū)，由基本為硬木絨毛漿的材料構(gòu)成一個貯存區(qū)。
使用過程中，穿著者先將尿巾的后腰帶區(qū)24放在穿著者的后腰處，然后將尿巾20的其它部分放在穿著者的兩腿之間，這樣，前腰帶區(qū)22就可經(jīng)過穿著者的前身，帶子接頭固定件46最好固定在尿巾20朝外的表面上。
測試方法以下測試要在23℃(73°F)，相對濕度為50%的標(biāo)準(zhǔn)實驗條件下進(jìn)行。
A.吸收率超級吸收性能水凝膠成型材料吸收率的測試是這樣進(jìn)行的，將超級吸收性能水凝膠成型材料放在一個類似“袋茶”的袋子里，將該袋子浸泡在大量的人工合成尿液中經(jīng)過一規(guī)定的周期時間，然后，把袋子從合成尿液中取出，把它進(jìn)行一規(guī)定的時間的離心處理。離心處理后，超級吸收性能水凝膠成型材料的最后重量減去開始(未浸泡尿液時)的重量值與開始時重量之比，即為吸收率。
袋子的材料由6cm×12cm切割模切割，然后將其沿縱向?qū)φ?，兩?cè)用T形棒狀密封件封住，作成一個6cm×6cm的方袋。袋子所用的材料是1234級可熱封材料，該材料可以從美國康涅狄格的汪德·勞克斯的Dexter公司的分公司購得。當(dāng)然也可選用其他類似的材料。如果要能夠留存住細(xì)小的顆粒，那么袋子所用材料的孔隙率應(yīng)更低一些。袋子做好以后，在稱重紙上放置稱出0.2±0.005g的超級吸收性能水凝膠成型材料，再將該材料倒入袋中，隨后封死袋子的頂(開口)端，再把一個空袋子的端口密封，以作稱重空袋之用。在1，000毫升的燒杯中倒入大約300毫升人工合成尿液。
在本發(fā)明的測試方法中所用的特殊的人工合成尿液，本文中稱為“合成尿液”。這種合成尿通常被稱之為Jayco合成尿，從賓洲的CampHill的Jayco醫(yī)藥公司可以買到。合成尿的配方是KCl2.0克/升，Na2SO42.0克/升，(NH4)H2PO40.85克/升，(NH4)2HPO40.15克/升，CaCl20.19克/升，MgCl20.23克/升，所有這些化合物均為試劑等級的，合成尿的pH值在6.0到6.4范圍內(nèi)。
先將空袋子浸泡在盛放合成尿的燒杯中，放有超級吸收性能水凝膠成型材料的袋(樣品袋)水平旋轉(zhuǎn)，使吸收材料均勻地分布在袋子中，然后，將樣品袋平放在合成尿液面上，使其在不到1分鐘的周期時間內(nèi)變濕，隨后將其全部浸泡60分鐘。
第一樣品袋浸入約2分鐘后，再放入第二套樣品袋。第二套樣品袋與第一套樣品袋一樣，備有一個空袋和一個樣品袋。每套樣品浸泡了規(guī)定時間后，立即用夾子從合成尿中取出，然后將樣品按后面所述的方法進(jìn)行離心處理。
所用的離心機(jī)為Pelux Dynac Ⅱ型離心機(jī)，F(xiàn)isher型號No.05-100-26，該機(jī)可從賓洲Pittsburgh的Fisher科學(xué)公司買到，當(dāng)然也可選用其他類似的離心機(jī)。離心機(jī)上應(yīng)裝有一個可供直接讀數(shù)的速度計和一個電制動器，離心機(jī)上還裝有一個插入的圓筒筐，筐的外壁高約為6.35cm(2.5吋)，外徑約為21.425cm(8.435吋);內(nèi)徑約為20.155cm(7.935吋)，在外壁的圓周上等間隔地分布有9排直徑為0.238cm(3/32吋)的孔106個，筐底有直徑為0.635cm的6個圓形排液孔，這些孔等間隔地沿筐底周邊設(shè)置，外壁內(nèi)表面到這些排液孔中心的距離為1.27cm(1/2吋)，還可選用其他類似的圓筒筐。裝到離心機(jī)上的筐，除制動外，轉(zhuǎn)動時筐都要與離心機(jī)同步。
樣品袋放置在離心筐中時，袋子的折疊端應(yīng)朝著離心轉(zhuǎn)動的方向，以便承受初始的離心力?？沾臃旁谙鄳?yīng)的樣品袋的任一端。第二套樣品袋必須與第一套樣品袋相對放置。第二空袋與第一空袋相對，以使離心機(jī)保持平衡。離心機(jī)開動，其轉(zhuǎn)速迅速上升到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速1，500轉(zhuǎn)/分，一旦離心機(jī)穩(wěn)定在1，500轉(zhuǎn)/分，計時器定時3分鐘，3分鐘后離心機(jī)關(guān)閉，制動器制動。
第一樣品袋和第一空袋分別取出、稱重。對第二樣品袋和第二空袋進(jìn)行同樣的過程。
每份樣品吸收率(ac)的計算方式如下Ac＝[離心處理后樣品袋的重量-離心處理后空袋的重量-干的超級吸收性能水凝膠成型材料的重量]÷(干的超級吸收性能水凝膠成型材料的重量)這里所用的吸收率的值是兩份樣品的平均吸收率。
B.用過篩分析的方法確定顆粒粒度(過篩測試)本發(fā)明吸收結(jié)構(gòu)所用的超級吸收性能水凝膠成型材料顆粒的粒度是由搖動超級吸收性能材料代表性樣品，然后使之通過一組不斷減少篩孔尺寸的篩子來確定的。
測試過程如下將100g超級吸收性能水凝膠成型材料有代表性的樣品分成大致相等的4～8份。
然后將其中一份放到篩塔中。本測試所用篩子均為美國標(biāo)準(zhǔn)篩。篩塔應(yīng)該具有與本測試相關(guān)各種篩孔尺寸的篩網(wǎng)。為分析下面的對比試?yán)写箢w粒的分布情況，篩塔自上而下包括一個標(biāo)準(zhǔn)20＃篩(篩孔841微米)，一個標(biāo)準(zhǔn)30＃篩(篩孔595微米)，一個標(biāo)準(zhǔn)50＃篩(篩孔297微米)，一個標(biāo)準(zhǔn)100＃篩(篩孔149微米)，一個標(biāo)準(zhǔn)325＃篩(篩孔44微米)和一個篩盤。
為分析下列試?yán)刑囟ǖ?、更小的顆粒分布(及權(quán)利要求書中所及之顆粒大小的分布)，篩塔自上而下包括一個標(biāo)準(zhǔn)50＃篩(篩孔297微米)，一個標(biāo)準(zhǔn)70＃篩(篩孔210微米)，一個標(biāo)準(zhǔn)100＃篩(篩孔149微米)，一個標(biāo)準(zhǔn)140＃篩(篩孔105微米)，一個標(biāo)準(zhǔn)170＃篩(篩孔88微米)和一個篩盤。
超級吸收性能材料的過篩部分是在SS-5型RO-TAP實驗搖篩機(jī)上按制造商的說明過篩的。在Megrow-Hill圖書公司1984年出版的第六版Perry化學(xué)工程師手冊第21～19頁的圖21-17中給出了一個可供參考的RO-TAP搖篩機(jī)，列此以供參考。RO-TAP搖篩機(jī)上有一組篩子，篩子以一種近似手工搖篩的機(jī)械運(yùn)動方式旋轉(zhuǎn)和振動篩子。振動是通過一個類似錘形件敲擊蓋住篩塔的蓋子中央的“軟木塞”而形成的。
搖篩機(jī)，所有的篩子和篩盤可以從伊里諾伊洲Chicago的VWR科學(xué)公司買到。過篩的部分在如下的條件下振動10分鐘篩子振動器的敲擊頻率為140～160次/分，振動器應(yīng)以大約為270～300轉(zhuǎn)/分的速度擺動。試驗起動時，搖篩機(jī)中心蓋的軟木塞應(yīng)準(zhǔn)確伸出0.48cm(3/16吋)。該過程之后，將留在各篩網(wǎng)和篩盤上的超級吸收性能材料稱重并記錄。
C.要求吸收能力的測試方法該方法是由一種標(biāo)準(zhǔn)要求吸濕測試所組成。如荷蘭阿姆斯特丹的Elsevier科學(xué)出版社B.V1985年出版的《吸收能力》第二章60～62頁中描述了標(biāo)準(zhǔn)要求吸濕能力的測試。
圖12和13簡單表示了進(jìn)行這種測試的裝置，裝置100是由一懸在架104上的方形樣品筐102所組成?？鸬膬?nèi)部尺寸是10.2cm×10.2cm(4″×4″)，筐102的高度由齒輪機(jī)構(gòu)106調(diào)整。樣品筐正下方的貯液箱108放在電平衡器110上。平衡器110與計算機(jī)112相連。
根據(jù)所進(jìn)行的實驗不同，有兩種不同類型可供用的樣品筐。兩種測試包括z向和x-y平面方向。不同的測試可用來測量吸收芯或其他吸收結(jié)構(gòu)樣品在不同方向上當(dāng)液體流過樣品時吸收液體的速率。所述的不同方向即為z方向和在x-y平面內(nèi)的方向。
這里所用的“z方向”一詞是指本發(fā)明的吸收物品20是這樣放置的，即，若吸收物品20平放在直角座標(biāo)系中，如圖2中的擺法，則吸收物品20的織物面206便在x和y軸所形成的平面中(即水平面)。吸收物品的縱向和橫向中心線在x-y平面內(nèi)。在吸收物品是一平擺著的形狀時，“z向”是垂直于吸收物品平放時其任意一個表面的。
z向的測試參見圖14A，在z向?qū)嶒炛?，?02的10.2cm×10.2cm(4″×4″)的整個底是由一個粗線網(wǎng)114所組成。因此，如圖12所示樣品116與液體F接觸。在這個實驗中，只需使液體在垂直即Z向通過樣品116的厚度。這一測試可以測出樣品潛在的吸收率。
圖14B所示為x-y平面的測試。在x-y平面實驗中，網(wǎng)114只沿著樣品筐底的邊120放在一個2.54cm×10.2cm(1″×4″)的面積118上。樣品筐底部的其他部分122則由防水的聚異丁烯酸樹脂制成。樣品筐與樣品接觸的各側(cè)邊也是由聚異丁烯酸樹脂制成并不透水(在x-y測試和在z向測試中)。如圖14B所示，這種測試需樣品116先在z向吸收液體，然后使它在水平(x-y)面內(nèi)傳送至多7.62cm(3吋)。x-y平面的測試結(jié)果可以測定在可能的使用條件下，樣品的液體擴(kuò)散能力。吸收結(jié)構(gòu)樣品116在z向和x-y平面的測試是在限制加在樣品116上表面負(fù)載為0.2psi的壓力下進(jìn)行的。
測試過程如下首先，切一塊10.2cm×10.2cm(4″×4″)吸收結(jié)構(gòu)的樣品，貯液箱108內(nèi)加入大約6800毫升的合成尿，并放在測試裝置100之下的電平衡器110上。然后將樣品筐102降下，直到液面正好位于線網(wǎng)114頂面的附近為止。按所作的測試，一個10.2cm×10.2cm(z向)或一個10.2cm×10.2cm(x-y平面)的商業(yè)上可買到的雙層Bounty牌紙巾124放在筐102底部的線網(wǎng)114上。在整個測試過程中。Bounty紙巾124可以使稠的液體與芯部樣品116的底面相接觸。
施加的重塊126放在一個尺寸略小于樣品筐內(nèi)部尺寸的方金屬板128上，然后芯部樣品116的頂側(cè)通過一個雙面帶130附著或吸附在上述的金屬板128的底部上。在時間為0時，樣品116放入樣品筐內(nèi)，計算機(jī)開始采集數(shù)據(jù)，30分鐘后，測試停止，分析數(shù)據(jù)并繪圖。
在數(shù)據(jù)分析過程中一個很重要的測定量是在30分鐘時樣品對合成尿的吸收量。樣品的30分鐘吸收量是以在30分鐘后樣品中每克超級吸收性能材料吸收合成尿的克數(shù)來表示的。30分鐘后樣品吸收的合成尿量是用測試開始時貯存箱中合成尿液的重量減去30分鐘后貯存箱中合成尿液的重量。
樣品的另一些重要的性質(zhì)是它的液體吸收和擴(kuò)散速度。樣品在達(dá)到其30分鐘吸收量的90%所使用的時間可以簡便地表示所試吸收結(jié)構(gòu)的液體平均吸收速率。在此稱其為t90時間，單位為秒。一個t90時間可同時由z向測出的樣品的液體吸收速度和x-y面測出的樣品的液體擴(kuò)散速率來確定。
實例以下各例表明了對分為三個常用種類的吸收結(jié)構(gòu)進(jìn)行的z向和x-y平面測試后t90時間差。所述的三個常用種類為(1)不加無機(jī)粉末含有分布著大顆粒超級吸收性能材料的吸收結(jié)構(gòu);(2)不加無機(jī)粉末含有分布特定粒度微粒的超級吸收性能材料的吸收結(jié)構(gòu);和(3)加有無機(jī)粉末的含有特定粒度微粒的超級吸收性能材料的吸收結(jié)構(gòu)。
下述所提供的各例中的吸收結(jié)構(gòu)是由粉碎的纖維素漿，各供應(yīng)商提供的顆粒水凝膠和AEROSIL 200非晶二氧化硅制成的。通常，吸收結(jié)構(gòu)可以用授予威斯門的美國專利US-4，610，678中所述的方法和設(shè)備制備，列此以供參考。
在下述的每個實例中，按下面表3所示的顆粒大小分布的超級吸收性能材料顆粒，可以在基本干燥的狀態(tài)下混有1.0%重量百分比的AEROIL 200非晶二氧化硅，也可以如表中所示的不加非晶二氧化硅。超級吸收性能材料顆粒(或者如表所示還帶有二氧化硅)和所需重量百分比的纖維素纖維在氣流的作用下均勻混合，并且氣鋪到一個運(yùn)動的皮帶上，以形成具有基本重量的吸收結(jié)構(gòu)。然后在驅(qū)動滾輥之間將吸收結(jié)構(gòu)壓實到所需的密度。在這些例子中，其規(guī)定的密度值是在施加0.1psi(約7g/cm2)的壓力下測得的。
在每個例子中超級吸收性能材料顆粒的粒度分布是非常重要的。在一些可供比較的例子中，采用的是不加二氧化硅的大顆粒超級吸收性能材料和不加二氧化硅的特定顆粒粒度分布的超級吸收性能材料。在所述各例的吸收結(jié)構(gòu)中所用的超級吸收性能材料(樣品1、2和3)是分別從三個不同的超級吸收性能材料供應(yīng)商處得到的。所供的這種超級吸收性能材料中有可萃取的聚酯材料水平，該材料在1988年4月19日授予布瑞恩特的美國再頒專利Re-32，649中有說明。
各例中所測試的大顆粒粒度的分布如下(由過篩分析法測得)表2大顆粒粒度分布樣品1 樣品2 樣品3在20目標(biāo)準(zhǔn)篩上(%)(篩孔841微米) 0.1 0.1 0.02在30目標(biāo)準(zhǔn)篩上(%)(篩孔595微米) 9 19.4 -在50目標(biāo)準(zhǔn)篩上(%)(篩孔297微米) 44 56.6 88.5
在100目標(biāo)準(zhǔn)篩上(%)(篩孔149微米) 30 16.0 10.0在325目標(biāo)準(zhǔn)篩上(%)(篩孔44微米) 16 7.3 1.4通過325目標(biāo)準(zhǔn)篩(%) 1.6 0.7 0.02超級吸收性能材料中狹窄的顆粒粒度分布是由較大顆粒過篩后確定的。吸收結(jié)構(gòu)中所用的具有特定顆粒粒度分布的材料則是先經(jīng)過表3所列的第一篩網(wǎng)，然后再將其滯留在第二個篩子中選出的。
表2A列出了大顆粒粒度以及某些較為理想的特定顆粒粒度分布的選定樣品的吸收率。
表2A吸收率樣品 吸收率(g/g)樣品1 大顆粒 41.9樣品1 50/100目 41.6樣品2 大顆粒 39.9樣品2 50/100目 40.0樣品3 大顆粒 41.1樣品3 50/100目 42.1表3中更詳細(xì)地列出了每份樣品和對比樣品的其它特定條件。表4中則列出了對每份吸收結(jié)構(gòu)樣品所作的z向和x-y平面吸收測試的結(jié)果。(在表3和4中，樣品編號中只有數(shù)字的為本發(fā)明的吸收結(jié)構(gòu)(含有微粒材料組合物的吸收結(jié)構(gòu))，這些作為樣品;在編號中含有字母C的，則為對比樣品。對比樣品通常為不含二氧化硅的吸收結(jié)構(gòu)。因此，對比樣品可以包括表3所示的大顆粒粒度分布的聚合材料或特定顆粒粒度分布的聚合材料)。
從圖15中可以分析出對比樣品(全都包括50%重量的纖維素纖維和50%重量的超級吸收性能材料)z向和x-y平面測試的結(jié)果。(應(yīng)該注意圖15不僅表示了表4中50%混合物的數(shù)據(jù)，而且還表示了在這種50%混合物中其他各種顆粒粒度分布的吸收結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，以供討論之用。)圖中的x軸表示在樣品達(dá)到z向測試吸收率的90%時所用的時間，單位為秒。因此，y軸表示在樣品達(dá)到x-y表面測試吸收率90%時所用的時間。
圖中右上角的顆粒粒度分布表示顆粒粒度分布范圍也較寬，其中通常包括制造者所供的典型相對較大顆粒。該圖還表明，含有這些顆粒的網(wǎng)狀物一般需要較長的時間才能同時達(dá)到z向和x-y平面的吸收率。
圖中左上角的顆粒粒度分布表示了那些相對細(xì)小的顆粒，它表明含有細(xì)小顆粒的網(wǎng)織物中液體沿z間的吸收非?？欤_(dá)到x-y平面的吸收率則相對慢一些。這是由于前面所述的凝膠阻塞問題而產(chǎn)生的。
圖中左下方是的理想的顆粒分布，包含這種顆粒的網(wǎng)狀物能夠最快地達(dá)到其z向和x-y平面的90%吸收率。這些顆粒粒度分布代表了本發(fā)明所用的超級吸收性能水凝膠定型材料的特殊窄的粒度分布。
本發(fā)明的吸收結(jié)構(gòu)是那些至少有一部分，根據(jù)吸收測試(z向和x-y平面)，其沿z向和x-y平面的吸收時間(或速率)t90小于或等于大約500秒的。在吸收測試中，根據(jù)前面所述的，除樣品部分的大小是標(biāo)準(zhǔn)的10.2cm×10.2cm(4″×4″)樣品，而不是25cm2的樣品之外的重量百分比分析法來選定測試的芯部。
這里所述的吸收結(jié)構(gòu)，每次測試，z向和x-y平面的吸收時間(或速率)t90較好是小于或等于大約500秒，更好是小于或等于大約400秒，最好是小于或等于大約300秒，最佳是小于或等于大約225秒。
吸收時間大致與吸收結(jié)構(gòu)中所用的超級吸收性能材料的密度相關(guān)。例如，具有t90為400，300和225秒的吸收結(jié)構(gòu)，一般說，超級吸收性能材料的密度分別大約為50%，35%和25%。
圖16顯示了表4中所列的樣品1～3和對比樣品C1～C3的吸收性能數(shù)據(jù)。該圖清楚地表明了，含有細(xì)小無機(jī)粉末(在此情況下樣品1～3中為AEROSIL 200)可以改善z向和x-y平面的液體吸收速率。圖16還清楚地表明了，選用加二氧化硅的超級吸收性能材料顆粒的特定粒度的好處要大于吸收物品中加高密度的超級吸收性能材料。
因此，本發(fā)明提供了一種吸收結(jié)構(gòu)，它可以迅速地吸收、擴(kuò)散和貯存液體。而且可以相信，本發(fā)明的吸收結(jié)構(gòu)可基本減少或克服許多早先吸收結(jié)構(gòu)中所存在的問題。吸收結(jié)構(gòu)中使液體吸收相對慢的大顆粒的超級吸收性能材料量減少了，以及減少了易于產(chǎn)生凝結(jié)阻塞并降低液體在x-y平面內(nèi)的擴(kuò)散速度的相對細(xì)小的顆粒的量。超級吸收性能材料顆粒中加入了無機(jī)粉末，進(jìn)一步增加了液體的處理速率，特別是當(dāng)吸收結(jié)構(gòu)只是高密度的超級吸收性能材料時，更是如此。
可相信本發(fā)明的吸收結(jié)構(gòu)，具有改進(jìn)的容納液體的性能(而且減少了泄漏的可能)，這是因為它能夠使其上的液體得到迅速的處理。
雖然以上描述和說明了本發(fā)明一些特殊的實施例，但是，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，明顯的是在不違背本發(fā)明主旨和范圍的情況下，可以對其做出各種變化和改進(jìn)。因此，所有這些在本發(fā)明范圍內(nèi)的變化和改變，均覆蓋在權(quán)利要求之中。
權(quán)利要求
1.一種吸收結(jié)構(gòu)，其特征在于，它包括一個主結(jié)構(gòu)和一種在該主結(jié)構(gòu)中的一種微粒材料組合物，所述的微粒材料組合物包括混合了無機(jī)粉末，基本不溶而吸水的水凝膠成型的，用溶解聚合方法制成的聚合材料微粒，所述的聚合材料微粒其顆粒粒度應(yīng)能使占其重量至少70%的聚合材料顆粒在其經(jīng)受過篩測試時，通過297微米篩孔的美國標(biāo)準(zhǔn)的50目篩，并留在88微米篩孔的美國標(biāo)準(zhǔn)170目篩中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸收結(jié)構(gòu)，其中，該聚合材料顆粒在經(jīng)受過篩測試時，至少有占其重量80%的聚合材料微粒通過297微米篩孔的美國標(biāo)準(zhǔn)的50目篩，而留在88微米篩孔的美國標(biāo)準(zhǔn)的170目篩中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的吸收結(jié)構(gòu)，其中，該聚合材料顆粒在經(jīng)受過篩測試時，至少具有占其重量90%的聚合材料微粒通過297微米篩孔的美國標(biāo)準(zhǔn)的50目篩，而留在88微米篩孔的美國標(biāo)準(zhǔn)170目篩中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的吸收結(jié)構(gòu)，其中，該聚合材料顆粒在經(jīng)受過篩測試時，至少有占其重量95%的聚合材料微粒通過297微米篩孔的美國標(biāo)準(zhǔn)50目篩，而留在88微米篩孔的美國標(biāo)準(zhǔn)170目篩中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的吸收結(jié)構(gòu)，其中，該聚合材料微粒的密度分布，按重量百分比分析，至少在一個25cm2所選擇的吸收結(jié)構(gòu)的部分上，每單位重量的該吸收結(jié)構(gòu)中的聚合材料該微粒的密度在大約25%～大約90%之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸收結(jié)構(gòu)，其中，所述的無機(jī)粉末包括非晶二氧化硅。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的吸收結(jié)構(gòu)，其中，所述的無機(jī)粉末包括非晶二氧化硅。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸收結(jié)構(gòu)，其中，所述的無機(jī)粉末是從硅石、二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋁或粘土例如高嶺土或蒙脫土，或這些無機(jī)材料的組合所構(gòu)成的無機(jī)物組中選擇的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸收結(jié)構(gòu)，其中，無機(jī)粉末中包括粒度小于大約1微米的微粒。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸收結(jié)構(gòu)，其中，該無機(jī)粉末中包括粒度小于大約0.1微米的微粒。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸收結(jié)構(gòu)，其中，該無機(jī)粉末其量按聚合材料微粒的重量百分比在大約0.1～大約5%之間與聚合材料微粒相混合。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸收結(jié)構(gòu)，其中，所述的主結(jié)構(gòu)至少部分包括一種纖維材料，并且所述的微粒材料組合物與該纖維材料相混合。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的吸收結(jié)構(gòu)，其中，所述的纖維材料是親水的。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的吸收結(jié)構(gòu)，其中，所述的纖維材料包括木漿纖維。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸收結(jié)構(gòu)，其中，所述的微粒材料組合物均勻地分布在整個吸收結(jié)構(gòu)上。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸收結(jié)構(gòu)，其中，所述的微粒材料組合物在至少一部分吸收結(jié)構(gòu)的厚度中成正梯度分布。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸收結(jié)構(gòu)，其中，該主結(jié)構(gòu)包括二或多層無紡材料網(wǎng)狀物，并且所述的微粒材料組合物是放在所述的無紡材料網(wǎng)層之間。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的吸收結(jié)構(gòu)，其中，具有一個纖維/聚合材料的重量比整個范圍是大約90∶10到大約2∶98。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的吸收結(jié)構(gòu)，其中，具有一個纖維/聚合材料的重量比整個范圍是大約75∶25到大約2∶98。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸收結(jié)構(gòu)，其中，所述的聚合材料包括部分中和聚丙烯酸的表面輕度交聯(lián)的產(chǎn)品。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸收結(jié)構(gòu)，其中，所述的聚合材料是從水溶性淀粉丙烯腈接枝共聚物、部分中和淀粉丙烯腈接枝共聚物、淀粉丙烯酸接枝共聚物、部分中和淀粉丙烯酸接枝共聚物、皂化乙烯醋酸丙烯酸酯共聚物、水溶性丙烯腈或丙烯酰胺共聚物的這類共聚物，上述任何共聚物制成的表面輕度交聯(lián)的產(chǎn)品，和部分中和丙烯酸中所構(gòu)成的小組中選出的。
22.根據(jù)權(quán)利要求1、20或21所述的吸收結(jié)構(gòu)，其中，至少有一部分聚合材料微粒是交面交聯(lián)的。
23.一種吸收結(jié)構(gòu)，其特征在于，它包括一個主結(jié)構(gòu)和一種在該主結(jié)構(gòu)中的微粒材料組合物，所述的微粒材料組合物包括混合了無機(jī)粉末的基本不溶而吸收水的水凝膠成型的，用溶解聚合方法制成的聚合材料的微粒，所述的微粒的粒度應(yīng)使在經(jīng)受過篩測試時，能使占其重量至少大約70%的聚合材料顆粒通過297微米篩的美國標(biāo)準(zhǔn)50目篩，但留在88微米篩孔的美國標(biāo)準(zhǔn)170目篩中，其中吸收材料10.2cm×10.2cm的部分聚合材料微粒的密度最高，它在經(jīng)受吸收測試時，z向和x-y平面的t90吸收率小于或等于大約500秒。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的吸收結(jié)構(gòu)，其中，所述密度最高部分在經(jīng)受吸收測試時的z向和x-y平面t90吸收率小于或等于大約300秒。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的吸收結(jié)構(gòu)，其中，所述的密度最高部分在經(jīng)受測試時的方向和x-y平面t90吸收率小于或等于大約225秒。
26.一種吸收物，它包括一個透液的上層，一個與所述上層相連的不透液的下層，一個位于所述上層，下層之間的吸收芯，該吸收芯的特征在于，其中包括一種主結(jié)構(gòu)和在該主結(jié)構(gòu)中的一種微粒材料組合物，所述的微粒材料組合物包括混合了無機(jī)粉末，基本不溶而吸水的，水凝膠成型的，用溶解聚合方法制成的聚合材料微粒，所述的聚合材料微粒的粒度應(yīng)能使占其重量至少大約80%的該聚合材料微粒在經(jīng)受過篩測試時，通過297微米篩孔的美國標(biāo)準(zhǔn)50目篩，但留在105微米篩孔的美國標(biāo)準(zhǔn)140目篩中。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的吸收物，其中，該聚合材料微粒在經(jīng)受過篩測試時，至少有占該吸收芯重量大約85%的該聚合物材料微粒通過297微米篩孔的美國標(biāo)準(zhǔn)50目篩，而留在105微米篩孔的美國標(biāo)準(zhǔn)140目篩中。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的吸收物，其中，該聚合材料微粒在經(jīng)受過篩測試時，至少有占其重量大約90%的該聚合材料微粒通過297微米篩孔的美國標(biāo)準(zhǔn)50目篩，而留在105微米篩孔的美國標(biāo)準(zhǔn)140目篩中。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的吸收物，其中，該聚合材料微粒在經(jīng)受過篩測試時，至少有占其重量大約95%的該聚合材料微粒通過297微米篩孔的美國標(biāo)準(zhǔn)50目篩，而留在105微米篩孔的美國標(biāo)準(zhǔn)140目篩中。
30.根據(jù)權(quán)利要求26、27、28或29所述的吸收物，其中，該聚合材料微粒的分布是按該聚合材料微粒重量百分比分析，該吸收芯上的所選擇的至少一個25cm2的部分中，其密度是按每單位重量吸收芯中聚合材料微粒的在大約25%～大約90%之間。
31.根據(jù)權(quán)利要求26所述的吸收物，其中，所述的吸收芯至少部分包括一種纖維材料，所述的微粒材料組合物與該纖維材料相混合。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的吸收物，其中，所述的纖維材料是親水的。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的吸收物，其中，所述的纖維材料包括木漿纖維。
34.根據(jù)權(quán)利要求26所述的吸收物，其中，所述的微粒材料組合物均勻地分布在整個吸收芯上。
35.根據(jù)權(quán)利要求26或34所述的吸收物，其中，所述的吸收芯的密度在大約0.06g/cm2到大約0.3g/cm3范圍內(nèi)。
36.根據(jù)權(quán)利要求26所述的吸收物，其中，所述的微粒材料組合物，在該吸收芯的至少一部分厚度上為正梯度分布。
37.根據(jù)權(quán)利要求26所述的吸收物，其中，所述的吸收芯還包括一個吸入?yún)^(qū)和一個貯存區(qū)，貯存區(qū)至少有一部分是橫著圍繞該吸入?yún)^(qū)周邊的，以便與吸入?yún)^(qū)橫向的至少一部分面積上的液體相聯(lián)系，所述的吸入?yún)^(qū)的平均密度和每單位面積的平均基本重量小于該貯存區(qū)內(nèi)相應(yīng)的值。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的吸收物，其中，所述的吸入?yún)^(qū)由吸收芯上表面延伸到至少一部分厚度處，吸入?yún)^(qū)上表面的面積是小于吸收芯上表面的大約50%。
39.根據(jù)權(quán)利要求26所述的吸收物，其中，還包括一個并在吸收芯上疊置的吸入層。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的吸收物，其中，吸收芯上表面面積是該吸入層上表面的大約0.25至大約1.0倍。
41.根據(jù)權(quán)利要求39所述的吸收物，其中，吸入層基本上由親水的纖維材料構(gòu)成。
42.根據(jù)權(quán)利要求39所述的吸收物，其中，吸入層的上表面面積是吸收芯上表面面積的大約0.25至大約1.0倍。
43.根據(jù)權(quán)利要求39所述的吸收物，其中，吸入層包括化學(xué)強(qiáng)化的纖維素纖維。
44.根據(jù)權(quán)利要求26所述的吸收物，其中，它還包括一個防塵層，該防塵層基本上是由位于靠近吸收芯的親水纖維材料構(gòu)成。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的吸收物，其中，防塵層的厚度薄于吸收芯的厚度。
46.根據(jù)權(quán)利要求26所述的吸收物，其中，所述的吸收芯有一個朝向人體側(cè)和一個朝向衣物側(cè)，并進(jìn)一步包括一個吸入?yún)^(qū)，該吸入?yún)^(qū)至少部分由在該吸收芯的朝向人體側(cè)上交聯(lián)纖維素纖維組成。
47.一種吸收物，它包括一個透液的上層，一個與所述上層相連的不透液的下層，一個位于所述上層、下層之間的吸收芯，該吸收芯的特征在于，其中包括一種主結(jié)構(gòu)和一種在主結(jié)構(gòu)中的微粒材料組合物，所述的微粒材料組合物包括混合了無機(jī)粉末的，基本不溶而吸水的，水凝膠成型的，用溶解聚合方法制成的聚合材料微粒，所述的聚合材料其顆粒的粒度應(yīng)能使占重量至少大約80%的聚合材料微粒，在經(jīng)受過篩測試時，通過297微米篩孔的美國標(biāo)準(zhǔn)50目篩，但留在125微米篩孔的美國標(biāo)準(zhǔn)120目篩中。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的吸收物，其中，該聚合材料微粒在經(jīng)受過篩測試時，至少有占該吸收芯重量大約90%的聚合材料微粒通過297微米篩孔的美國標(biāo)準(zhǔn)50目篩，而留在125微米篩孔的美國標(biāo)準(zhǔn)120目篩中。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的吸收物，其中，該聚合材料顆粒在經(jīng)受過篩測試時，至少有占其重量大約95%的聚合材料微料通過297微米篩孔的美國標(biāo)準(zhǔn)50目篩，而留在125微米篩孔的美國標(biāo)準(zhǔn)120目篩中。
50.根據(jù)權(quán)利要求47，48或49所述的吸收物，其中，該聚合材料微粒的分布是按該聚合材料微粒重量百分比分析，所選擇的該吸收芯的至少一個25cm2的部分上，其密度是按每單位重量吸收芯中聚合材料微粒，在大約25%～大約90%范圍之內(nèi)。
51.根據(jù)權(quán)利要求47、48或49所述的吸收物，其中，該聚合材料微粒的分布是按重量百分比分析，所選擇的該吸收芯的至少一個25cm2的部分中，其密度按每單位重量的吸收芯中聚合材料微粒在大約35%～大約90%之間。
52.根據(jù)權(quán)利要求47、48或49所述的吸收物，其中，該聚合材料微粒的分布是按重量百分比分析，所選擇的該吸收芯的至少一個25cm2部分中，其密度按每單位重量的吸收芯中聚合材料微粒在大約50%～大約90%之間。
53.一種吸收物，它包括一個透液的上層，一個與所述上層相連的不透液的下層，一個位于所述上層、下層之間的吸收芯，該吸收芯的特征在于，其中包括一種主結(jié)構(gòu)和一種在主結(jié)構(gòu)中的微粒材料組合物，所述的微粒材料組合物包括混合了無機(jī)粉末的，基本不溶而吸水的，水凝膠成型的，用溶解聚合方法制成的聚合材料微粒，所述的聚合材料其微粒粒度應(yīng)能使占其重量至少大約80%的聚合材料微粒在經(jīng)受過篩測試時，通過297微米篩孔的美國標(biāo)準(zhǔn)50目篩，但留在149微米篩孔的美國標(biāo)準(zhǔn)100目篩中。
54.根據(jù)權(quán)利要求53所述的吸收物，其中，該聚合材料微粒在經(jīng)受過篩測試時，至少有占該吸收芯重量大約90%的聚合材料微粒通過297微米篩孔的美國標(biāo)準(zhǔn)50目篩，而留在149微米篩孔的美國標(biāo)準(zhǔn)100目篩中。
55.根據(jù)權(quán)利要求54所述的吸收物，其中，該聚合材料顆粒在經(jīng)受過篩測試時，至少有占該吸收芯重量大約95%的聚合材料微粒通過297微米篩孔的美國標(biāo)準(zhǔn)50目篩，而留在149微米篩孔的美國標(biāo)準(zhǔn)100目篩中。
56.根據(jù)權(quán)利要求53、54或55所述的吸收物，其中，該聚合材料微粒的分布是按重量百分比分析，所選擇的該吸收芯的至少一個25cm2的部分中，其密度是，按每單位重量吸收芯中該聚合材料微粒在大約35%～大約90%之間。
57.根據(jù)權(quán)利要求53、54或55所述的吸收物，其中，該聚合材料微粒的分布是按重量百分比分析，所選擇的該吸收芯的至少一個25cm2部分中，其密度是按每單位重量的吸收芯中聚合材料微粒在大約50%～大約90%之間。
58.根據(jù)權(quán)利要求53、54或55所述的吸收物，其中，該聚合材料微粒的分布是按重量百分比分析，所選擇的該吸收芯的至少一個25cm2部分中，其密度是，按每單位重量的吸收芯中聚合材料微粒在大約70%至大約90%之間。
全文摘要
公開的吸收結(jié)構(gòu)中含有超級吸收性能材料或一種微粒材料組合物。微粒材料組合物包括與無機(jī)粉末相混的，由溶解聚合方法制成的，特定的相對窄的微粒粒度分布的超級吸收性能水凝膠成型材料微粒。超級吸收性能微粒的粒度，應(yīng)當(dāng)是在其經(jīng)受過篩測試時，至少占其重量70％的微粒通過297微米篩孔的美國標(biāo)準(zhǔn)50目篩，而留在88微米篩孔的美國標(biāo)準(zhǔn)170目篩中。無機(jī)粉末例如非晶二氧化硅與超級吸收性能材料的混合量是每100份超級吸收性能材料中有0.1—5份之間的無機(jī)粉末。本發(fā)明的吸收結(jié)構(gòu)適用于各種一次性用的吸收物品，如尿巾、成人不自禁排液的墊巾及類似物。
文檔編號A61L15/16GK1067180SQ92103419
公開日1992年12月23日 申請日期1992年4月11日 優(yōu)先權(quán)日1991年4月12日
發(fā)明者D·C·羅, J·L·德拉古, G·B·吉爾克森 申請人:普羅格特-甘布爾公司