專利名稱：具有流體接觸角度梯度和多孔底片層的吸濕用品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及吸濕用品，特別是涉及具有減少濕透到使用者衣物上的透氣底片的衛(wèi)生巾。
大多數(shù)消費(fèi)者希望在吸濕用品領(lǐng)域，特別是月經(jīng)用品在高保護(hù)性和舒適程度上能有所提高。
一種用來提高吸濕用品的舒適性的較理想的方法是采用所謂的“透氣底片”。一種類型的透氣底片是二維或平面微孔薄膜。這種透氣底片主要是可透過水汽，允許與周圍環(huán)境進(jìn)行氣體交換，因此允許貯存在吸濕芯中的流體的一部分蒸發(fā)，從而增加了吸濕用品內(nèi)的空氣循環(huán)。這一點(diǎn)非常有利，因?yàn)樗鼫p少了許多穿著者在使用時(shí)感到的粘滯的感覺，特別是當(dāng)使用時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)。顯然，孔徑越大，該層的透氣性越好。
然而，在吸濕用品中使用透氣底片所帶來的主要弊端是增加了泄漏的可能性，這一般是指濕透過使用者的衣物。盡管這種透氣底片原則上是僅允許處于氣體狀態(tài)下的物質(zhì)透過，但物理作用如擠壓、擴(kuò)散和毛細(xì)傳輸?shù)纫部砂l(fā)生并導(dǎo)致流體通過底片并到達(dá)使用者內(nèi)衣上。特別是，如果產(chǎn)品在物理作用期間承受較大負(fù)荷或過長(zhǎng)的使用時(shí)間，這種物理作用變得更顯著。實(shí)際上，透氣底片在大大地提高了舒適性的同時(shí)，在保護(hù)性方面導(dǎo)致不希望的失敗，尤其是在處于受力的情況下時(shí)。
在本領(lǐng)域中已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了在吸濕用品中因使用這種透氣底片而濕透過使用者衣物的問題。解決這個(gè)問題的努力主要體現(xiàn)在如美國(guó)專利4341216中所描述的采用多層底片。相似的未公開的歐洲專利申請(qǐng)?zhí)?4203230描述了具有透氣底片的透氣吸濕用品，該透氣底片由至少兩層在吸濕芯區(qū)域內(nèi)互相之間不相連的透氣層組成。未公開的歐洲專利申請(qǐng)?zhí)?4203238也描述了一種用于一次性吸濕用品的透氣底片，它包括一個(gè)可透過氣體的、疏水的、聚合纖維織物的外層和一個(gè)為多孔成形薄膜的內(nèi)層，該多孔成形薄膜具有定向的流體傳輸。
但是上述沒有一個(gè)解決方案能完全令人滿意，特別是對(duì)那些厚度也應(yīng)作為各種影響產(chǎn)品舒適性的重要參數(shù)的薄型產(chǎn)品而言更是這樣。因此，現(xiàn)有方法中存在著既能增加吸濕用品的舒適性，同時(shí)又不降低薄型透氣產(chǎn)品所必需的保護(hù)程度的矛盾。
結(jié)果，有必要提供一種既通過采用透氣底片來提高舒適性，又在減少厚度的同時(shí)仍保持所必需的保護(hù)能力的吸濕用品。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)透氣底片可用于薄型衛(wèi)生巾中，這樣，通過采用低表面能材料如硅氧烷或含氯氟烴或經(jīng)過低表面能處理，使得在底片和吸濕芯之間產(chǎn)生疏水性梯度來同時(shí)保證高度的保護(hù)和舒適性。可以相信，采用這種方式，如毛細(xì)作用和滲透?jìng)鬏數(shù)任锢碜饔帽蛔柚?，而濕透現(xiàn)象即使不能完全消除也被大大減少了。
未公開的美國(guó)專利申請(qǐng)08/442935中描述了這種表面能梯度的應(yīng)用。該專利申請(qǐng)中公開了例如頂片的流體傳輸網(wǎng)片呈現(xiàn)表面能梯度。該網(wǎng)片促進(jìn)流體在一個(gè)方向上傳輸，而阻止其在相反方向上傳輸。所述網(wǎng)片有一個(gè)第一和第二表面，兩者之間由一中間部分分隔開。網(wǎng)片的第一表面的表面能比中間部分的表面能低，因此產(chǎn)生了表面能梯度。合適的低表面能材料包括硅氧烷和長(zhǎng)鏈?zhǔn)杷蕴細(xì)浠衔?。該網(wǎng)片特別適合于用作吸濕用品的頂片，從而將流體從與穿著者接觸的表面?zhèn)魉妥摺?br> 本發(fā)明的第一方面涉及包括一個(gè)可透過液體的頂片、一個(gè)吸濕芯和一個(gè)底片的一次性吸濕用品。吸濕芯在頂片和底片之間，而底片為一可透過氣體的二維多孔薄膜，吸濕芯包括流體貯存層。底片包括一外層。吸濕芯和底片分別包括至少一層材料，其中每層有一個(gè)朝向穿著者的表面和一個(gè)朝向衣物的表面，并且每個(gè)所述層的所述表面有一個(gè)流體接觸角度。吸濕用品的較低部分從流體貯存層的朝向衣物表面(并且包括該表面)延伸至外層的朝向衣物表面(并且包括該表面)。位于較低部分的其中至少一層的朝向衣物表面的流體接觸角度大于與相鄰層的相鄰的朝向衣物表面的流體接觸角度。
本發(fā)明的第二方面涉及這樣一種情況其中位于較低部分的所述層中的至少一層的朝向衣物表面的流體接觸角度大于所述相同層的朝向穿著者表面的流體接觸角度。
本發(fā)明的又一方面涉及以上描述的吸濕用品的生產(chǎn)方法，包括將低表面能材料施加到位于較低部分中的至少一層的表面上。


圖1為本發(fā)明吸濕用品的第一實(shí)施例的俯視圖，其中部分被剖開以顯示它的構(gòu)造。
圖2為本發(fā)明底片沿圖1中1-1線被剖開的放大剖視圖。
圖3為位于表面上的液體微滴的放大剖視圖，其中角A為液體與表面的接觸角度。
圖4為位于表面上的液體微滴的放大剖視圖，該微滴有兩種不同的表面能，因此呈現(xiàn)兩種不同的接觸角度A(a)和B(b)。
本發(fā)明涉及一次性吸濕用品，如衛(wèi)生巾(1)，嬰兒尿布，失禁產(chǎn)品以及內(nèi)褲襯墊。這種產(chǎn)品一般地包括一個(gè)可透過液體的頂片(2)，一個(gè)底片(3)和一個(gè)位于所述頂片(2)和所述底片(3)之間的吸濕芯(4)。頂片(2)、底片(3)和吸濕芯(4)分別有一個(gè)朝向穿著者的表面和一個(gè)朝向衣物的表面。頂片的朝向衣物的表面和底片的朝向穿著者的表面彼此之間在所述吸濕用品的周邊(5)相連。這種所用的“較低部分”一詞指的是吸濕用品的從所述流體貯存層的朝向衣物表面(并且包括該表面)延伸至所述外層的朝向衣物表面(并且包括該表面)的區(qū)域。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，吸濕用品具有護(hù)翼、側(cè)護(hù)層或側(cè)翼。
底片本發(fā)明的吸濕用品有一個(gè)透氣底片(20)。底片(20)主要用來防止吸濕結(jié)構(gòu)中吸收和保存的排泄物弄濕與吸濕產(chǎn)品接觸的物品，如內(nèi)褲、短褲、睡衣褲以及內(nèi)衣等。另外，本發(fā)明的底片允許水汽和一些空氣傳輸透過它，因此允許空氣循環(huán)進(jìn)入和跑出底片。
按照本發(fā)明，底片為至少一層可透過氣體的，二維的，基本為平面的多孔層(21)。這里所用的“二維的，其本為平面的”指的是該層的厚度小于1mm，最好小于0.5mm，其中微孔均在該層平面內(nèi)。因此，這里所用的術(shù)語(yǔ)“二維層”不包括微孔突出于該層平面之外的有孔預(yù)成形的薄膜。
按照本發(fā)明，位于所述二維層內(nèi)的微孔可以有各種構(gòu)形，但優(yōu)選為圓形的或橢圓形的。微孔也可以有各種尺寸。典型地，微孔的平均孔徑從150微米至50微米，優(yōu)選為120微米至5微米，更優(yōu)選的是從90微米至5微米。最好是二維底片的整個(gè)表面均分布有微孔，微孔均勻分布于整個(gè)表面區(qū)域。但是，表面區(qū)域僅有某些區(qū)域有孔，如中心部分或周邊部分有微孔的底片可以預(yù)見也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
底片的二維多孔層可以由本領(lǐng)域公知的材料制成，但優(yōu)選采用通?？少I到的聚合材料如聚乙烯或聚丙烯制成。適用的微孔材料包括Minnosta Miningand Manufacturing Company,St.Paul,Minosota,USA生產(chǎn)的XMP-1001和由Exxon Chemicals,Illinois,USA處得到的XBF-100W。適用的材料的例子為本領(lǐng)域公知的用于制作所謂透氣衣物的Gortex(TM)或Sympatex(TM)型材料。用作本發(fā)明底片的多孔材料可采用本領(lǐng)域公知的方法生產(chǎn)，正如在此作為參考的歐洲專利0293482所描述的那樣。另外，用這種方法產(chǎn)生的微孔尺寸可通過施加在底片層平面上的力而增大(即拉伸該層)。
按照本發(fā)明，底片除含所述二維層之外，還含有其它層，優(yōu)選至少一個(gè)附加層(22)。附加底片可以是任何本領(lǐng)域的可透過氣體的材料。本發(fā)明的底片優(yōu)選包括至少一層紡織或無紡成形有孔聚合薄膜，最好是有伸出的孔，從而促進(jìn)液體從底片向吸濕芯或與上述第一層相似的二維多孔層傳輸。所述底片的第二層優(yōu)選包括定向液體傳輸多孔層，或包括由聚合纖維構(gòu)成的纖維織物層，如本領(lǐng)域公知的聚合無紡織物。含纖維的纖維層優(yōu)選的定量為10，至100g/m2，更優(yōu)選的為15至30g/m2。纖維可由任何聚合材料，特別是聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚乙酸酯纖維或它們的復(fù)合物制成(包括纖維間或纖維內(nèi)的復(fù)合)。合成纖維和不可吸收的天然纖維或經(jīng)過處理的天然纖維如棉纖維的混合也可以用于第二層中。纖維最好是紡粘、梳理或熔噴的。優(yōu)選的第二層為紡粘纖維結(jié)合料，其中它的一側(cè)覆蓋有熔噴纖維，或者第二層為熔噴纖維結(jié)合料，其中它的兩側(cè)均覆蓋有旋噴纖維。底片的第二層還可以包括占所述層重量至少為5％的可吸收液體的纖維，這樣纖維可膨脹并減少纖維間的空間。
按照本發(fā)明，底片位于吸濕芯的附近并位于其下面，朝吸濕用品的朝向衣物的表面伸展。如果底片僅包括一層二維層，則該層與吸濕芯鄰接。而在底片包括多層的情況下，則二維層既可位于所述多層之上，又可位于多層之下，并且該二維層也可以不與吸濕芯直接相鄰。包括底片的所有層基本上彼此緊密直接地彼此相接觸。
底片一般延伸通過整個(gè)吸濕結(jié)構(gòu)，并且可向兩側(cè)延伸形成側(cè)翼、側(cè)向護(hù)層或護(hù)翼的一部分或全部。
吸濕芯按照本發(fā)明，吸濕芯(23)有一個(gè)第一區(qū)和一個(gè)第二區(qū)，所述第一區(qū)可具有如下部件(a)一個(gè)可選擇的主液體分配層，最好還同時(shí)具有任選的副液體分配層；(b)流體貯存層。所述第二區(qū)可包括(c)一個(gè)任選的位于貯存層下面的纖維(“打底”)層；以及(d)其它可選擇的部件。按照本發(fā)明，吸濕芯的厚度可為取決于預(yù)期的最終用途的任何值。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，吸濕用品為衛(wèi)生巾或內(nèi)褲襯墊，吸濕芯的厚度可以為15mm至1mm，優(yōu)選為10mm至1mm，更優(yōu)選為7mm至1mm。
a．主/副液體分配層按照本發(fā)明，吸濕芯的一個(gè)任選的部件為主液體分配層和副液體分配層。主分配層一般位于頂片之下，并且可與頂片進(jìn)行液體相通。頂片將收集到的液體傳送到該主分配層中，從而使之最終被傳輸?shù)劫A存層中。這種液體透過主分配層的傳輸不僅發(fā)生在吸濕產(chǎn)品的厚度方向上，也沿吸濕產(chǎn)品的長(zhǎng)度和寬度方向上傳輸。同樣為任選的但優(yōu)選存在的副分配層一般位于主分配層的下面，并且可與之進(jìn)行液體傳遞。設(shè)置副分配層的目的是為了很容易地從主分配層中收集液體并將之快速傳輸?shù)较旅娴馁A存層中。這樣有助于下面的貯存層充分發(fā)揮其貯存液體的能力。液體分配層可以由任何用作分配層類型的材料制成。
b．流體貯存層與流體相通的，一般位于主或副分配層下面的是流體貯存層。流體貯存層可包括任何常用的吸濕材料或它們的復(fù)合物，優(yōu)選的為一般稱作“水凝膠”、“超吸濕材料”、“水解膠體”材料的吸濕凝膠材料和合適載體的復(fù)合物。
吸濕凝膠材料能吸收大量的含水體液，并且能在中度壓力下保存這些吸收來的液體。吸濕凝膠材料能夠均勻或非均勻地分散在合適載體上。合適載體(如果它們是吸濕性的)也可以單獨(dú)采用。
用于此處的合適的吸濕凝膠材料最常見的為基本上水不溶的，略微交聯(lián)的，部分中和的聚合凝膠材料。這種材料與水接觸時(shí)形成水凝膠。這種聚合物材料可由本領(lǐng)域公知的可聚合的，不飽和含酸單體制得。
合適載體包括常用于吸濕結(jié)構(gòu)的材料，如呈絨毛和/或薄紗狀的天然的、改性的或合成纖維、經(jīng)特殊改性或未改性的纖維素纖維。合適載體可以與吸濕凝膠材料一起使用，但它們也可以單獨(dú)使用或結(jié)合使用。最優(yōu)選的是用于衛(wèi)生巾和內(nèi)褲襯墊中的薄紗或薄紗疊層。
在按照本發(fā)明制成的吸濕結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例中包括雙層薄紗疊層，該疊層為將薄紗自身折疊而成。這些層例如可通過粘接劑或機(jī)械聯(lián)鎖或氫橋鍵而彼此相連。吸濕凝膠材料或其它可選擇的材料可位于兩層之間。
也可以采用硬挺纖維素纖維等改性纖維素纖維。同樣也可以采用合成纖維，包括那些纖維素醋酸鹽，聚氟乙烯，聚偏二氯乙烯，丙烯酸類(如Orlon)，聚醋酸乙烯酯，不溶性的聚乙烯醇，聚乙烯，聚丙烯，聚酰胺類(如尼龍)，聚酯，二組分纖維，三組分纖維或它們的混合物等合成纖維或類似物。纖維的表面最好是親水的或被處理成親水的。貯存層也可包括填料材料，如珍珠巖，硅藻土，蛭石等，以便提高液體保存能力。
如果吸濕凝膠材料非均勻地分散在載體上，則貯存層可為局部均勻的，即在貯存層的尺寸范圍內(nèi)的一個(gè)或一些方向上有分配梯度。非均勻分布也可指局部或全部密封吸濕凝膠材料的載體疊層。
c．任選的纖維(“打底”)層按照本發(fā)明，摻混在吸濕芯內(nèi)的任選部件為與貯存層相鄰，并且一般位于貯存層下面的纖維層。該下面的纖維層一般稱之為“打底”層，因?yàn)樵谖鼭裥局谱鬟^程中它提供貯存層中的吸濕凝膠材料沉積的襯底。當(dāng)然，當(dāng)吸濕凝膠材料處于宏觀結(jié)構(gòu)情況下，如纖維、片層或帶狀時(shí)則不再需要這種纖維“打底”層，但這種“打底”層可提供一些附加的液體處理能力，如沿襯墊的長(zhǎng)度方向快速的流體芯吸。
d．吸濕結(jié)構(gòu)中的其它任選部件按照本發(fā)明，吸濕芯還可包括其它任選的存在于吸濕網(wǎng)片中的部件。例如，可在吸濕芯的各層內(nèi)或各層之間設(shè)置一加強(qiáng)稀紗布。這種加強(qiáng)稀紗布的構(gòu)形應(yīng)該是保證其不成為液體傳輸?shù)慕缑孀钃鯇印Ｈ绻哂凶鳛闊嵴辰咏Y(jié)果的通常存在的結(jié)構(gòu)完整性，則熱粘接吸濕結(jié)構(gòu)通常不需要加強(qiáng)稀紗布。
按照本發(fā)明，包括在吸濕芯內(nèi)，最好靠近第一或第二液體分配層內(nèi)或作為其一部分的另一部件為味道控制劑。吸濕結(jié)構(gòu)中可任選加入的味道控制劑為覆蓋或附加在其它除味劑(特別適合的是沸石或粘土材料)上的活性碳。這些部件可以任何所需的形態(tài)加入，但通常是作為離散的顆粒加入。
頂片頂片(24)可以為一層或多層。在優(yōu)選實(shí)施例中，頂片包括提供頂片的朝向使用者表面的第一層(25)和位于第一層以及吸濕芯(23)之間的第二層(26)。
頂片作為一個(gè)整體以及每一單獨(dú)層應(yīng)該是柔順的，感覺柔軟的，并且對(duì)穿著者的皮膚無刺激。它還可具有彈性特征，允許它在一個(gè)或兩個(gè)方向上被拉伸。按照本發(fā)明，頂片可由本領(lǐng)域公知的用于此目的的任何材料制成，如無紡織物，薄膜或兩者的混合物。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，頂片的至少一層(最好為上層)為可透過液體的多孔聚合薄膜(25)。
如美國(guó)專利US3929135,US4151240,US4319868,US4324426,US4343314和US4591523所描述的那樣，上層最好是由具有微孔的薄膜材料制成，提供該薄膜材料以促進(jìn)液體從朝向穿著者的表面向吸濕結(jié)構(gòu)傳輸。
頂片一般延伸跨越整個(gè)吸濕結(jié)構(gòu)，并且能向外延伸形成優(yōu)選的側(cè)翼、側(cè)向護(hù)層或護(hù)翼的一部分或全部。
流體接觸角度按照本發(fā)明的第一方面，位于所述較低部分的任一層均有朝向穿著者的表面和朝向衣物的表面，并且每個(gè)所述表面都有一個(gè)流體接觸角度，其中位于所述較低部分的所述層中至少一層的朝向穿著者表面的流體接觸角度大于相鄰層的與之相鄰的朝向衣物表面的流體接觸角度。
按照本發(fā)明的第二方面，位于所述較低部分內(nèi)的任一層均有朝向穿著者的表面和朝向衣物的表面，并且每個(gè)所述表面都有一個(gè)流體接觸角度，其中位于所述較低部分內(nèi)的所述層中至少一層的朝向衣物表面的流體接觸角度大于所述同一層的與之相鄰的朝向穿著者表面的流體接觸角度。
從原理上講，位于所述較低部分內(nèi)的任何層的任何表面(朝向穿著者的或朝向衣物的)之間均可以存在接觸角度梯度。因此流體接觸角度梯度可跨接存在于同一層的朝向穿著者和朝向衣物表面之間，或者存在于在所述較低部分內(nèi)的至少一層中的朝向衣物表面和相鄰層的相鄰表面之間，即位于底片的第一層的朝向穿著者和朝向衣物表面之間，位于底片的第一層的朝向衣物面和第二層的朝向穿用者表面之間，位于底片的第二層的朝向穿用者表面和朝向衣物面之間或位于任何后續(xù)底片層之間。另外也可以預(yù)見到，采用每個(gè)均呈現(xiàn)一特定接觸角度關(guān)系的這些層的混合將在所述較低部分內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)連續(xù)的接觸角度梯度。
為了簡(jiǎn)單起見，下面對(duì)發(fā)明的描述將集中于吸濕芯的朝向衣物表面和底片的第一層的朝向穿著者表面之間的不同的或增加的接觸角度梯度的存在。
一般地，在固體表面112上的液滴110與固體表面產(chǎn)生一個(gè)接觸角度A，如圖3所示。當(dāng)固體表面被液體浸濕的程度增加時(shí)，接觸角度A將減??；當(dāng)固體表面被液體浸濕的程度降低時(shí)，接觸角度A將增加。液體-固體接觸角度值的確定可采用本領(lǐng)域公知的技術(shù)得到，如在Physical Chemistry ofSurfaces,第二版,編者Arthur W.Adamson(1967)；F.E.Bartell和H.H.Zuidema的J.Am.Chem.Soc.,58,1449(1936)；以及J.J.Bikerman的Ind.Eng.Chem.,Anal.Ed.,13,443(1941)中詳細(xì)描述的那樣，上述每篇文獻(xiàn)作為參考在此被引證。本領(lǐng)域內(nèi)更近期的公開出版物包括Cheng等人的Colloids andSurfaces 43:151-167(1990)，以及Rotenberg等人的Journal of Colloid andInterface Science 93(1):169-183(1983)，這些文獻(xiàn)也作為參考在此被引證。
這里所用的“親水的”一詞用來指表面可被沉積在其上面的含水流體(例如含水體液)浸濕。親水性和浸潤(rùn)性一般用流體和所涉及的固體表面之間的接觸角度和表面張力來衡量。在出版物American Chemical Society中，編者為Robert F.Gould，題目為Contact Angle,Wettability and Adhesion(Copyright1964)的文章中對(duì)此有詳細(xì)論述，該文獻(xiàn)在此作為參考被引證。當(dāng)液體傾向于向表面自發(fā)擴(kuò)散時(shí)，我們稱該表面被一含水流體浸濕(該表面為親水的)。相反，如果含水流體不傾向于向表面自發(fā)擴(kuò)散時(shí)，該表面被認(rèn)為是“疏水的”。
流體接觸角度決定于表面的不均勻性(例如化學(xué)和物理性能，如粗糙度)、污染程度、固體表面的化學(xué)/物理處理或組成，以及液體的性能和它的污染程度。固體的表面能也影響接觸角度。當(dāng)固體的表面能降低時(shí)，接觸角度增大；當(dāng)固體的表面能增加時(shí)，接觸角度減小。
將液體從一固體表面(例如薄膜或纖維)分離時(shí)所需的能量由下列等式(1)表示(1)W=G(1+cosA)其中W為附著功，單位為爾格/厘米2(×10-3焦耳·米-2)G為液體的表面張力，單位為達(dá)因/厘米(×103Nm-1)A為液體-固體接觸角度，單位為度。
在液體給定的情況下，附著功隨液體-固體接觸角度的余弦值增加(當(dāng)接觸角度A為0時(shí)達(dá)到最大值)。
附著功是用來理解和確定給定表面對(duì)給定液體的表面能特性的有利工具。
表1用來顯示特定流體(例如水)的固體-流體接觸角度和附著功之間的關(guān)系，其中特定流體的表面張力為75達(dá)因/厘米(75×10-3Jm-2)
表1A(角) cosA1+cosA W(爾格/厘米2)(×10-3焦·米-2)0 1 2 15030 0.871.8714060 0.5 1.5011390 0 1.0075120-0.50.5 38150-0.87 0.1310180-1 0 0如表1所述，當(dāng)特定表面的附著功降低(特定表面呈現(xiàn)較低的表面能)時(shí)，在該表面上的流體的接觸角度增加，因此流體傾向于“成珠”并占較小的接觸區(qū)域。反之，在給定流體情況下，當(dāng)給定表面的表面能降低時(shí)上述關(guān)系同樣成立。因此，附著功影響固體表面上的界面的流體現(xiàn)象。
更重要的是，在本發(fā)明的內(nèi)容中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)由流體接觸角度體現(xiàn)出的表面能梯度或非連續(xù)性對(duì)阻止流體傳輸很有用。圖4示出了位于一具有兩個(gè)區(qū)域113和115的固體表面上的液滴110具有不同的表面能(為顯示清楚采用不同的斷面線表示)。在圖4所示的情況下，區(qū)域113呈現(xiàn)的表面能相對(duì)低于區(qū)域115，因此它的液滴浸濕性小于區(qū)域115。因此，液滴110在液滴接觸區(qū)域113邊界處產(chǎn)生的接觸角度A(b)大于液滴110在液滴接觸區(qū)域115邊界處產(chǎn)生的接觸角度A(a)。值得注意的是，為了圖示清楚，點(diǎn)“a”和“b”位于同一平面上，但點(diǎn)“a”和“b”之間的距離“dx”不一定為一條直線，而是代表液滴/表面接觸的程度(在不考慮表面形狀的情況下)。這樣液滴110達(dá)到表面能的不平衡，并且由于在區(qū)域113和115之間相對(duì)表面能的不同而(即表面能梯度或非連續(xù)性)產(chǎn)生一個(gè)外力，該力可用下式(2)表示(2)dF=G[cosA(a)-cosA(b)]dx其中dF為液滴上的凈力，dx為參考位置“a”和“b”之間的距離，G如前文定義，以及
A(a)和B(b)分別為位置“a”和“b”處的接觸角度A。
利用等式(1)解得cosA(a)和cosA(b)的值代入等式(2)中，得出等式(3)(3)dF=G[(W(a)/G-1)-(W(b)/G-1]dx等式(3)可簡(jiǎn)化成等式(4)(4)dF=(W(a)-W(b))dx等式(4)清楚地表述了兩表面之間表面能差的重要性，它存在一正比關(guān)系，而附著功差值的變化決定力的大小。
在Textile Science and Technology,第7卷中Portnoy K.Chatterjee編輯的Absorbency,(1985)和A.M.Schwartz的Capillarity,Theory and Practice.Ind.Eng.Chem,61,10(1969)中有對(duì)表面能作用和毛細(xì)作用的物理性能的更詳細(xì)的描述。上述文獻(xiàn)在此作為參考被引證。
因此，液滴受到的力將引起沿具有高表面能特征的方向運(yùn)動(dòng)，在目前情況下為朝向吸濕芯運(yùn)動(dòng)。為了簡(jiǎn)單和圖面清楚，在圖4中將表面能梯度或不民性描述成具有恒定但不相同的表面能的輪廓分明的區(qū)域之間的單一、急劇不連續(xù)性或界面。表面能梯度也可以作為連續(xù)梯度或漸變梯度形式存在，而作用在任何特定液滴(或這種液滴的一部分)上的力通過在每個(gè)特定的液滴接觸區(qū)域上的表面能來確定。
這里所用的“梯度”一詞當(dāng)用于表述表面能或附著功的不同時(shí)打算用來描述出現(xiàn)在一可測(cè)量距離上的表面能或附著功的改變?！胺沁B續(xù)性”一詞打算用來指“梯度”或變化的類型，其中表面能的改變出現(xiàn)在基本為零距離處。因此，這里所用的所有“非連續(xù)性”落入“梯度”的定義中。
這里還用到的“毛細(xì)管”和“毛細(xì)管現(xiàn)象”詞匯用于指在一種結(jié)構(gòu)中的通道、孔隙、細(xì)孔或空間，按照一般由拉普拉斯方程式(5)表示的毛細(xì)管作用原理，該結(jié)構(gòu)能夠傳輸流體(5)p=2G(cosA)/R其中p為毛細(xì)壓力；R為毛細(xì)管的內(nèi)徑(毛細(xì)管半徑)；以及G和A如前定義。
如在Chem.Aftertreat.Text.(1971)，第83-113頁(yè)的第三章，Emery I.Valko的Penetration of Fabrics所述的那樣，當(dāng)A=90°時(shí)，A的余弦值為零，此時(shí)無毛細(xì)壓力。當(dāng)A＞90°時(shí)，A的余弦值為負(fù)的，此時(shí)的毛細(xì)壓力反向于流體進(jìn)入毛細(xì)管的入口。因此，對(duì)親水性含水液體來說，毛細(xì)管壁應(yīng)具有親水性能，以便出現(xiàn)明顯的毛細(xì)現(xiàn)象。同樣，為了使P有一個(gè)有意義的數(shù)值R必須足夠小，因?yàn)楫?dāng)R增大(大孔/毛細(xì)管結(jié)構(gòu))時(shí)，毛細(xì)壓力減小。
相對(duì)于毛細(xì)管或流體通道本身的取向或位置來說，也許至少與表面能梯度的存在同樣重要的是梯度本身的特定取向或位置。
為了討論的目的，水僅作為一個(gè)例子用作參考液體，但不起任何限定的作用。水的物理性能非常確定，并且水很易得到，而且在任何處得到的水均具有均勻性能。就水而論的附著功的概念可以通過考慮所希望的流體的特定表面張力特征而很容易地應(yīng)用于其它流體中，如血液、血經(jīng)液以及尿液。
由于吸濕芯和底片之間存在表面能梯度，因此可以在將位于與吸濕芯鄰接并接觸的底片部分的鄰接處產(chǎn)生一相對(duì)較低的表面能，以及在底片位于與穿著者皮膚相接觸處產(chǎn)生一表面能相對(duì)較低區(qū)域。底片將有能力阻止液滴從呈現(xiàn)相對(duì)較高表面能的吸濕芯處向呈現(xiàn)相對(duì)較低表面能的底片處運(yùn)動(dòng)。液滴的運(yùn)動(dòng)是由相對(duì)較低表面能區(qū)域和相對(duì)較高表面能區(qū)域之間的接觸角度的不同引起的，這種運(yùn)動(dòng)造成的結(jié)果是在固體-液體接觸平面上的表面張力不平衡。可以相信，導(dǎo)致反向毛細(xì)壓力的最終表面能梯度特別適合與吸濕用品的多孔底片一起使用。
按照前面所述，多孔底片具有表面能梯度，因此濕透過的可能性減小了。使用中的力趨向于迫使收集的流體被擠出墊外(例如由于從吸濕芯到底片的較低表面的壓力而擠出)，而這種不希望的運(yùn)動(dòng)將被底片的表面阻止，該表面具有相對(duì)較低的表面能，當(dāng)流體試圖穿過底片上的開孔跑到墊外時(shí)，該表面阻止流體運(yùn)動(dòng)。
這樣，由于在吸濕芯和底片的至少一層之間存在表面能梯度產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力，因此流體能更容易保持在吸濕芯中。
在考慮本發(fā)明表面能梯度時(shí)，重要的是要記住任何這種梯度的上界和下界是彼此相對(duì)而言的，即底片和吸濕芯部分的界面限定的表面能梯度不必一定位于疏水性/親水性范圍的不同側(cè)。這就是說，梯度可由兩不同程度的疏水性表面而建立，或由兩不同程度的親水性表面而建立，并且不必一定建立在疏水性表面和親水性表面之間。盡管前面的論述，底片的上表面最好具有相對(duì)較低表面能，即一般為疏水性，其目的是賦予來自吸濕芯的輸入的流體的驅(qū)動(dòng)力最大，并使流體透過底片的與衣物相接觸的表面的總濕透的可能性為最小。
因此，本發(fā)明的表面能梯度與二維薄膜底片一起提供了協(xié)同效應(yīng)來防止流體傳輸透過底片。位于底片的第一表面上的流體遇到兩種不同，但為互補(bǔ)的驅(qū)動(dòng)力作用，該力對(duì)抗它的從吸濕芯到底片并朝向衣物的運(yùn)動(dòng)。這兩種力同樣結(jié)合作用對(duì)抗流體的朝向底片的運(yùn)動(dòng)，這樣顯著地減少了浸濕事故的出現(xiàn)。
在設(shè)計(jì)本發(fā)明的吸濕用品的多孔底片和吸濕芯時(shí)應(yīng)考慮一些物理參數(shù)，特別是要考慮合適的尺寸和表面能梯度的定位以保持恰當(dāng)?shù)牧黧w處理。這些因素包括表面能差值的大小(這一點(diǎn)決定于所用的材料)、材料的遷移性、材料的生物相容性、孔隙率或毛細(xì)管尺寸、整個(gè)測(cè)量厚度以及幾何形狀、流體密度和表面張力，以及界面兩側(cè)其它結(jié)構(gòu)的存在或不存在等。
在所述較低部分中兩相鄰表面之間提供表面能梯度的流體接觸角度的差最好應(yīng)至少為10°，優(yōu)選至少為20°，而且具有低表面能的表面應(yīng)具有的流體接觸角度至少為90°，優(yōu)選至少為100°，更優(yōu)選至少為110°，最優(yōu)選至少為120°。
按照本發(fā)明，底片可采用本領(lǐng)域公知的任何方法制作，例子為美國(guó)專利4,777,073中所描述的方法，并接下來基本上按照下述專利描述的方法，如電暈放電處理法使之傾向于具有親水性1982年9月28日授予Thomas等人的美國(guó)專利4,351,784；1984年6月26日授予Thomas等人的美國(guó)專利4,456,570；以及1985年8月13日授予Thomas等人的美國(guó)專利4,535,020，上述每篇文獻(xiàn)均在此作為參考被引證。然后在多孔層的朝向穿著者的表面上進(jìn)行使之具有相對(duì)較低表面能的表面處理，并且最好是固化。合適的表面處理為硅氧烷防粘處理，硅氧烷從Dow Coming of Midland,Michigan獲得，型號(hào)為Syl-Off7677，并在其中添加Syl-Off7048交聯(lián)劑，其重量比分別為100份比10份。另一種合適的表面處理為涂敷一種包括兩種硅氧烷共混物的UV可固化的硅氧烷，它是從General Electric Company,Silicone Products division,of Waterford,NY處買到的，型號(hào)為UV9300和UV9380C-D1，其重量比分別為100份比2.5份。通常所用的低表面能材料的用量至少為每平方米表面面積0.25克，最好為0.5至8.0克取得滿意的效果，盡管其它涂敷用量也被證實(shí)適用于某些應(yīng)用中，這依據(jù)底片的性質(zhì)和流體的特性等。由于底片層的平面性質(zhì)，低表面能處理的應(yīng)用必須保證使孔不被堵塞下的情況下進(jìn)行。
其它合適的處理材料包括(但不限于)氟化材料，如含氟聚合物(例如聚四氟乙烯(PTFE)，市售商品名稱為TEFLON”)以及含氯氟烴聚合物。其它被證實(shí)適于降低表面能的材料包括碳?xì)浠衔?，如凡士林、橡膠乳液、石臘油以及類似物，盡管硅氧烷材料由于它們的生物相容性而成為目前優(yōu)選用于吸濕用品中的材料。這里所用的“生物相容性”用來指材料對(duì)生物物質(zhì)或生物材料，例如糖蛋白、血小板或類似物具有低水平的特定吸收性，或換句話說為低親合力。這樣，在使用條件，這些材料比其它材料更能夠趨于阻止生物物質(zhì)的沉積。這種性能使它們能更好地保持后來的隨后的流體處理情況下所需的表面能性能。在缺少生物相容性的情況下，這種生物物質(zhì)的沉積會(huì)增加表面的粗糙度或非均勻性，從而導(dǎo)致牽拉力或?qū)α黧w運(yùn)動(dòng)的阻力增加。所以，生物相容性相應(yīng)于減少的牽拉力或流體運(yùn)動(dòng)的阻力，因此流體能更快地通過表面能梯度和毛細(xì)管結(jié)構(gòu)。維持大體上相同的表面能也為后來的或持久的流體沉積保持了初始表面能差。
但是生物相容性與低表面能意義不相同。一些材料，如聚氨基甲酸酯呈現(xiàn)一定程度的生物相容性，而且呈現(xiàn)相當(dāng)高的表面能。目前優(yōu)選的材料如硅氧烷和氟化材料有利地同時(shí)呈現(xiàn)低表面能和生物相容性。
按照本發(fā)明的吸濕用品通過將各種部件本領(lǐng)域公知的任何方式相連而構(gòu)成，這些部件如頂片、底片和吸濕芯。例如，可以通過均勻連續(xù)的粘接劑層、有圖案的粘接劑層或任何排列的粘接劑間斷直線、螺旋線或點(diǎn)將底片和/或頂片與吸濕芯相連或彼此相連。另外，上述部件可以通過本領(lǐng)域公知的熱連接、壓力連接、超聲焊接、動(dòng)態(tài)機(jī)械連接或任何其它合適的連接手段或它們的組合相連在一起。
按照本發(fā)明的吸濕用品可用作衛(wèi)生巾、短褲襯墊、成人失禁用品以及嬰兒尿布。本發(fā)明特別適于用作衛(wèi)生巾和短褲襯墊。這樣，除前面描述的部件外，吸濕用品還可以包括其它所有部件和部分，這些部件和部分如護(hù)翼和側(cè)翼、內(nèi)褲粘接劑裝置和防粘紙、包覆部件、固定裝置和類似物，這些部件在產(chǎn)品的預(yù)期用途前提下是產(chǎn)品所特有的。
測(cè)試方法方法1a&1b--濕透試驗(yàn)濕透試驗(yàn)用來評(píng)估透氣底片或底片結(jié)構(gòu)對(duì)人體排泄物透過的阻止能力。可以用該試驗(yàn)作為直接測(cè)量通過簡(jiǎn)單改變?cè)囼?yàn)溶液的組成不透液體的可透氣的底片如何完全對(duì)身體排泄物起作用。
試驗(yàn)方法的基本原理測(cè)試的基本原理是模擬一次性吸濕用品在使用中承載人體排泄物的情況。為了完成上述試驗(yàn)需準(zhǔn)備一個(gè)產(chǎn)品，例如衛(wèi)生巾，并將之平放在一個(gè)用有機(jī)玻璃做的透明測(cè)試臺(tái)上。該產(chǎn)品的取向?yàn)槌虼┲叩囊粋?cè)暴露(為上側(cè))，而朝向衣物的一側(cè)與測(cè)試臺(tái)接觸(為下側(cè))。待分析的懸掛在樣品之上的是液體輸送系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠輸送任何所需數(shù)量的所需測(cè)試液體(或者作為所需的一次沖擊或者作為所需的一系列步驟)。
在被測(cè)樣品的最下面表面和透明的測(cè)試臺(tái)之間放置一片吸濕濾紙{由Cartiera Favini S.P.A.Italy生產(chǎn)，型號(hào)為Abssorbente Bianca“N30”(localvendor Ditta Bragiola SpA.Perugia,Italy)}。該吸濕濾紙與被測(cè)樣品的底片緊密接觸以模擬例如固定在短褲上的衛(wèi)生巾或與衣物緊密接觸的尿片/失禁用品。直接位于透明測(cè)試臺(tái)下的是一面鏡子，運(yùn)種設(shè)置使得可連續(xù)觀察吸濕濾紙的任何變化(被模擬人體排泄物的有色溶液浸濕)。例如如果底片不能足以阻擋流體的傳遞，那么濾紙將被有色溶液浸濕，而這一點(diǎn)在鏡中將會(huì)看到。除時(shí)間與傳輸?shù)南嗷リP(guān)系外，可以記錄被傳輸?shù)娜芤旱亩嗌?可以用重量來衡量，或優(yōu)選用吸濕濾紙(模擬短褲)上被污染的尺寸來衡量)。
借助一個(gè)校準(zhǔn)輸送系統(tǒng)，例如按照下面將詳細(xì)描述的所需試驗(yàn)步驟借助一個(gè)簡(jiǎn)單的滴定管可以將測(cè)試溶液導(dǎo)入被測(cè)樣品中。一旦護(hù)墊已承載測(cè)試溶液1分鐘，使溶液被被測(cè)樣品吸收，則可使頂片(朝向穿著者的表面)離開測(cè)試溶液池。
接下來靜置1分鐘后，將被測(cè)樣品置于70g/cm2(克/平方厘米)的壓力下，該壓力被認(rèn)為反映大于一般在使用中所受的壓力。將被測(cè)樣品保持在70g/cm2壓力下至少30分鐘并測(cè)量，例如間隔10分鐘測(cè)量吸濕濾紙上有色污物的面積。特別重要的是在延長(zhǎng)的時(shí)間段內(nèi)測(cè)量，因?yàn)槭紫纫恍┤梭w排泄物如血的遷移以及其次穿過微孔底片的擴(kuò)散相對(duì)來說要花費(fèi)時(shí)間。
同樣重要的是應(yīng)該明白，濕透的發(fā)生和確保試驗(yàn)設(shè)計(jì)的精確能正確校正上述問題。例如具有相對(duì)較大孔徑(≥200μm)的透氣底片由于擠壓過程而更容易失敗(正如當(dāng)坐下時(shí)產(chǎn)生的壓力可迫使液體穿過相對(duì)較大孔徑的孔)，這種情況將出現(xiàn)在相對(duì)較快地把被測(cè)樣品放置在一定壓力下時(shí)。相反，具有較小孔徑(＜200μm)的有孔材料則不容易因簡(jiǎn)單的擠壓而失敗，但是在簡(jiǎn)單的擴(kuò)散過程或毛細(xì)作用驅(qū)動(dòng)擴(kuò)散過程中卻不然。這種滲透過程相對(duì)于擠壓過程來說較慢。
方法1a高涌流模擬在該第一試驗(yàn)設(shè)計(jì)中，我們測(cè)量在高承載(測(cè)試溶液的突然受壓涌流)模擬中透氣底片的不可透過性。這種使用情況在使用中是最難控制的(它時(shí)常出現(xiàn)在長(zhǎng)時(shí)間地躺著或坐著后站立起來時(shí))，因?yàn)橐话愕奈鼭裥?或結(jié)構(gòu))需要一固定時(shí)間段起作用然后充分吸收和粘住人體排泄物。例如，一種由纖維素纖維(氣氈，薄紗紙)和吸濕凝膠材料組成的吸濕芯需要數(shù)分鐘后才能充分吸收流體并緊緊地固定它們。充滿空隙或纖維間空間的未固定的排泄物極易游動(dòng)并可以快速朝底片運(yùn)動(dòng)，以便在壓力的作用下被擠出或借助毛細(xì)作用力傳送通過底片。
高涌流模擬測(cè)試對(duì)一典型衛(wèi)生巾在下面的條件下按照上面總的詳細(xì)描述進(jìn)行的測(cè)試溶液 合成尿液+1％表面活化劑或AMF+1％表面活性劑涌流體積(毫升)§ 對(duì)衛(wèi)生巾而言10ml涌流速度(毫升/分鐘) 10(即在60秒內(nèi)為10毫升)施加壓力(靜置1分鐘后)70g/cm2結(jié)果以污染/濕透面積表示，單位為平方厘米(cm2)，經(jīng)過時(shí)間為10,20,30分鐘。
方法1b反復(fù)承載模擬在該試驗(yàn)設(shè)計(jì)中，將對(duì)底片在人體排泄物出現(xiàn)之處這種更典型的承載情況下的液體不可透過性進(jìn)行周期性的測(cè)試，并且作為反復(fù)步驟，而不是一次涌流。對(duì)一典型衛(wèi)生巾所進(jìn)行的反復(fù)承載模擬測(cè)試按照上述一般描述，在下面的特定條件下進(jìn)行的具體地說，被測(cè)樣品受到5ml測(cè)試溶液(見下面)的負(fù)載，該測(cè)試溶液被放置在被測(cè)樣品的中心。靜置1分鐘，使測(cè)試流體被吸收，然后將樣品處于一定壓力下5分鐘。之后測(cè)試并記錄濕透的尺寸(面積)。立即撤除壓力，使樣品再次承受5ml的測(cè)試溶液負(fù)荷。再次靜置1分鐘，等待流體被吸收(現(xiàn)在已貯存有10ml的測(cè)試溶液)，然后將樣品處于一定壓力下5分鐘。之后測(cè)試并記錄下濕透的尺寸(面積)。立即撤除壓力，使樣品再次承受5ml的測(cè)試溶液負(fù)荷。再次靜置1分鐘，等待流體被吸收(現(xiàn)在已貯存有15ml的測(cè)試溶液)，然后將樣品處于一定壓力下5分鐘。之后再次測(cè)試被污染的尺寸(濕透的尺寸)。這種循環(huán)持續(xù)進(jìn)行，直到該護(hù)墊已承載有20ml的測(cè)試溶液。然后將該護(hù)墊在這種負(fù)載下擱置30分鐘，測(cè)量最終的濕透面積。測(cè)試溶液 合成尿液+1％表面活化劑或AMF+1％表面活化劑涌流體積(毫升) 對(duì)衛(wèi)生巾而言，反復(fù)逐步加入的負(fù)載為5ml最大承載量§ 5毫升負(fù)載速度(毫升/分鐘) 2.5(即2分鐘內(nèi)5毫升)施加壓力(靜置1分鐘后)70g/cm2結(jié)果一般以5分鐘后污染/濕透面積表示，單位為平方厘米(cm2)，負(fù)載為5,10,15和20ml，測(cè)試時(shí)間一般為承載后5分鐘，而承載20ml后的測(cè)試時(shí)間為承載后20分鐘。
測(cè)試方法中采用的測(cè)試溶液的類型和體積使測(cè)試溶液情況和最終所用的產(chǎn)品匹配這一點(diǎn)是很重要的，它能可靠地評(píng)價(jià)可能的透氣的底片的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)衛(wèi)生巾來貯存月經(jīng)排出物。這些排出物對(duì)不同的婦女來說可以大不相同，而且她們所含的脂肪酸的水平可以各不相同，并且每天的衛(wèi)生清洗(洗滌、盥洗等)所用的洗滌劑類型中的雜質(zhì)水平各不相同。這些組分移動(dòng)性極大并具有較低的表面張力。這樣，測(cè)試流體應(yīng)按照下面的詳細(xì)描述那樣包含有表面活化劑。對(duì)每次涌流來說，測(cè)試溶液的體積達(dá)到10ml已足夠多，這樣在所有的使用狀態(tài)下95％的涌流情況將落在此范圍內(nèi)。同樣衛(wèi)生巾在使用中反復(fù)承受的負(fù)載可以達(dá)到20ml(95％的衛(wèi)生巾在此范圍內(nèi))，但很少超過該值。一般的衛(wèi)生巾將承受10ml的負(fù)載(90％的衛(wèi)生巾)或更小。
盡管對(duì)失禁墊、嬰兒尿布或短褲襯墊(婦女在兩次月經(jīng)期之間或在經(jīng)期開始/結(jié)束期間穿戴的衛(wèi)生巾)的要求與那些衛(wèi)生巾不同，但在衛(wèi)生巾上可使用更接近尿液排泄物的測(cè)試溶液。不過人體污染物(脂肪酸、表面活化劑和洗滌劑殘留物)仍存在，并且已經(jīng)證實(shí)在合成尿液溶液中添加表面活化劑將與使用中出現(xiàn)的情況更相似。
因?yàn)橥ǔＪ褂脣D女衛(wèi)生用品(衛(wèi)生巾，短褲襯墊)作為輕型失禁用品，所以評(píng)估承載含有表面活化劑的合成尿溶液的可能透氣的底片或結(jié)構(gòu)也是合適的。再次選擇溶液體積以反映該產(chǎn)品可能處于的典型情況。對(duì)于尿布或受壓更大的失禁用品來說，該方法可很容易經(jīng)修改以模擬承載較高測(cè)試溶液體積和輸送速度的情況。
合成尿+1％表面活化劑的測(cè)試溶液(UreaB/1％)的制備首先制備10kg主批組的合成尿測(cè)試溶液，按需要取出少量并加入表面活化劑。每批10kg UreaB內(nèi)包括下列組分組分分子式數(shù)量/每10kg批組尿 200g氯化鈉NaCl 90g硫酸鎂MgSO4.7H2O 11g氯化鈣CaCl26g蒸餾水H2O 9693g按照下述步驟制備10kg主批組為了獨(dú)立測(cè)量，一般在90ml UreaB溶液中混入10ml表面活化劑而制得100ml UreaB/1％表面活化劑測(cè)試溶液。UreaB/1％溶液應(yīng)不斷攪拌，以確保溶液中的各成分在使用前不會(huì)分離。
測(cè)試液體AMF人造月經(jīng)流體+1％表面活化劑的制備人造月經(jīng)流體(AMF)為在羊血基礎(chǔ)上的改良。改良羊血的目的是使之在粘度、導(dǎo)電率、表面張力和外觀上精確類似人類月經(jīng)流體。另外，我們將表面活化劑(1％)加入這種測(cè)試流體(由Pegesis/USA提供)中，以便更好地反映受力狀態(tài)，其中在一般的衛(wèi)生實(shí)踐(并且在一些特定狀態(tài)下受飲食的影響)血液中可能會(huì)混入了表面活化劑或不可預(yù)測(cè)水平的例如脂肪酸，這些可能會(huì)降低血液的表面張力。低表面張力月經(jīng)是造成透氣吸濕用品如衛(wèi)生巾透過底片濕透事故的最主要的因素。
試劑1)由Unipath S.p.A{Garbagnate Milanese/意大利}處購(gòu)得的脫纖羊血；2)由J.T.Baker Holland Reagent Grade處獲得的乳酸(88-95％重量/重量)；3)由美國(guó)Sigma Chemical Co.處獲得的氫氧化鉀(KOH)，試劑級(jí)；4)由美國(guó)Sigma Chemical Co.處獲得的磷酸鹽緩沖鹽片劑，試劑級(jí)；5)由美國(guó)Sigma Chemical Co.處獲得的氯化鈉，試劑級(jí)；6)由美國(guó)Sigma Chemical Co.處獲得的胃粘蛋白,Ⅲ型(CAS 84082-64-4)；7)蒸餾水。
步驟1將乳酸粉末溶于蒸餾水中制得9±1％乳酸溶液。
步驟2將KOH粉末溶于蒸餾水中制得10％氫氧化鉀溶液。
步驟3將片劑直接溶入1升蒸餾水中制得緩沖至pH=7.2的磷酸鹽緩沖溶液。
步驟4按下列組成制備溶液并加熱至45±5℃●460±5ml的磷酸鹽緩沖溶液●7.5±0.5ml的KOH溶液步驟5將約為30克的胃粘蛋白慢慢溶入(隨時(shí)攪拌)在步驟4中制得的預(yù)加熱(45±5℃)溶液中制成似粘液溶液。一旦溶解后，溶液溫度應(yīng)升至50-80℃之間，將混合物加蓋靜置約15分鐘。停止加熱，使之相對(duì)穩(wěn)定于40-50℃的溫度下并繼續(xù)攪拌2.5小時(shí)。
步驟6將溶液從加熱盤上拿去，使溶液(從步驟5中得到的)現(xiàn)在冷卻至低于40℃。加入2.0ml的10％乳酸溶液并徹底混合2分鐘。
步驟7將溶液放入壓熱釜中加熱，使溫度達(dá)到121℃15分鐘。
步驟8使溶液冷卻至室溫，并用脫纖羊血進(jìn)行1∶1稀釋。
制得AMF之后，測(cè)量它的粘度、pH值和導(dǎo)電率，確保血的特性在接近正常月經(jīng)血的范圍內(nèi){參考H.J.Bussing的“zur Biochemie deMenstrualblutes”Zbl Gynaec,179,456(1957)}。粘度應(yīng)在7至8(單位為厘沲)的范圍內(nèi)，pH值應(yīng)在6.9至7.5范圍內(nèi)，并且導(dǎo)電率應(yīng)在10.5至13(單位為mmho)的范圍內(nèi)。如果粘度不在上述的特定范圍內(nèi)，則它不可以使用，需要制備新批次AMF。這里可以調(diào)節(jié)所用的胃粘蛋白的量。因?yàn)檫@是天然產(chǎn)品，它的組成從一批到另一批可能會(huì)不同。
對(duì)獨(dú)立的測(cè)量來說，一般在90ml AMF溶液(維持在25℃)中混入10ml的表面活化劑配制成100ml AMF測(cè)試溶液。該AMF/1％表面活化劑溶液必須不斷混合，以確保在使用前它的各成分不分離。該溶液必須在配制后4小時(shí)內(nèi)使用。
實(shí)施例
代表本發(fā)明的實(shí)施例已按照測(cè)試方法1a和1b測(cè)試過，結(jié)果在表1中有詳細(xì)描述。每個(gè)被測(cè)樣品在各方面均相同情況下制備，除了施加在材料上的特殊處理之外，這種特殊處理或構(gòu)成底片結(jié)構(gòu)的一部分，或與底片結(jié)構(gòu)形成直接流體接觸。作為被測(cè)樣品，由Procter&Gamble GmbHSchwalbach/Germany處購(gòu)得的商品名稱為“Always Ultra Normal”的衛(wèi)生巾護(hù)墊是按照一般的制作過程制成的，只是底片與整體結(jié)構(gòu)的連接程度非常低。這樣允許由不可透過(液體和氣體的)塑料薄膜構(gòu)成的現(xiàn)有底片被撤去并替換成可供選擇的透氣底片。對(duì)所有的樣品來說，衛(wèi)生巾的結(jié)構(gòu)除了附加的表面處理(通過涂敷硅酮使液體/固體表面的表面能降低)以外其它是相同的。
實(shí)施例1(參照)在該實(shí)施例中，一般在衛(wèi)生巾中發(fā)現(xiàn)的不透底片被替換成微孔薄膜(由美國(guó)的Exxon Chemical Company提供，生產(chǎn)代碼為Exxaire XBF-100W)，并將該薄膜放置成直接與吸濕芯接觸。不增加其它材料層或進(jìn)行表面處理。
實(shí)施例2與實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)相同，只是吸濕芯薄絹的朝向衣物的表面(與多孔的微孔薄膜{由Exxon Chemical company提供，生產(chǎn)代碼為Exxaire XBF-100W}的朝向穿著者的表面相接觸)已用定量約為6g/m2的熱固化硅酮處理。硅酮由美國(guó)的DOW Corning制造{銷售的商品名稱為SYL-OFF 7048交聯(lián)劑/SYL-OFF 7677防粘涂料(混合比為10％∶90％)}。
實(shí)施例3與實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)相同，只是微孔薄膜{由Exxon Chemical Company提供，生產(chǎn)代碼為Exxaire XBF-100W}的朝向穿著者的表面已用定量約為2g/m2的熱固化硅酮處理。硅酮由美國(guó)的DOW Corning制造{銷售的商品名稱為SYL-OFF 7048交聯(lián)劑/SYL-OFF 7677防粘涂料(混合比為10％∶90％)}。
實(shí)施例4在該實(shí)施例中在與吸濕芯的朝向衣物表面和微孔薄膜{由ExxonChemical Company提供，生產(chǎn)代碼為Exxaire XBF-100W}的朝向穿著者的表面相鄰處加上了一層材料，該層材料為多孔薄膜，由低密度PE制成{由美國(guó)的Tredegar Corporation提供，生產(chǎn)代碼為X-1522}。多孔薄膜的朝向穿著者的表面(與吸濕芯的朝向衣物的表面接觸)已另外用定量約為2g/m2的熱固化硅酮處理。硅酮由美國(guó)的DOW Corning制造{銷售的商品名稱為SYL-OFF7048交聯(lián)劑/SYL-OFF 7677防粘涂料(混合比為10％∶90％)}。
實(shí)施例5在該實(shí)施例中僅在微孔薄膜{由Exxon Chemical company提供，生產(chǎn)代碼為Exxaire XBF-100W}的朝向穿著者的表面上加有一附加材料層。該材料層由疊層的無紡物{14MB/14SB，由德國(guó)的Corovin GmbH制造，商品名稱為MD 2005}構(gòu)成。由14g/m2紡粘和14g/m2熔噴(朝向穿著者表面)纖維構(gòu)成的該疊層無紡物已另外用定量約為4gsm的熱固化硅酮處理。硅酮由美國(guó)的DOW Corning制造{銷售的商品名稱為SYL-OFF 7048交聯(lián)劑/SYL-OFF 7677防粘涂料(混合比為10％∶90％)}。
表1每個(gè)實(shí)施例中濕透測(cè)試結(jié)果
<p>§濕透值為吸濕用品承載30分鐘后測(cè)得的。
流體接觸角度的確定方法Nr.2流體接觸角度測(cè)試是一個(gè)用來評(píng)估固體表面和液滴之間相互作用性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)。液滴在表面上形成的接觸角度反映一些相互作用。液體的性質(zhì)，它的表面張力，固體的性質(zhì)以及表面變形，除液體一固體相互作用的性質(zhì)之外。一般來說，化學(xué)成分相同的液滴在粗糙表面上的呈現(xiàn)出的接觸角度一般比液體在光滑表面上呈現(xiàn)的接觸角度大一些。如果水滴呈現(xiàn)的接觸角度大于90度，則認(rèn)為該表面對(duì)液體來說是“疏水的”。如果上述接觸角度小于90度，則認(rèn)為該表面為“親水的”。
該方法的基本原理液體在表面上產(chǎn)生的接觸角度可采用各種技術(shù)來測(cè)得。這里采用的測(cè)量接觸角度的技術(shù)是“Wilhelmy盤技術(shù)”。該技術(shù)的原理是將固體樣品懸掛在水容器上方，將樣品慢慢降低到液態(tài)水中一定深度然后拿去。水作用在與之接觸(零浸入深度)的材料樣品上的阻力可通過一微量天平測(cè)量，然后從下式中確定接觸角度的余弦值其中F=由天平確定的在零浸入深度下的樣品力(mg)P=交界面處樣品的周長(zhǎng)(cm)ST=表面張力(達(dá)因/厘米)Cosφ=接觸角度的余弦值g=重力加速度(在測(cè)量處)我們用來測(cè)量接觸角度的設(shè)備是自動(dòng)操作的“動(dòng)態(tài)接觸角度分析儀(DCA-322型)”，由Cahn Instruments,Inc.Cerritos CA90701-2275 USA生產(chǎn)。為了對(duì)每種材料進(jìn)行評(píng)價(jià)(見表)，準(zhǔn)備一樣品(24mm×30mm)，根據(jù)設(shè)備手冊(cè)規(guī)定將樣品附著到一玻璃片上。特別小心以確保不接觸到材料樣品，否則可能污染材料的表面。每種材料測(cè)量5次以確保測(cè)量的精確性并將制作產(chǎn)生的差異或表面的不規(guī)則因素的影響減至最小。
表2測(cè)量液體/固體材料與上述實(shí)施例的表面之間的表面接觸角度。
<p>
液體在一表面上的接觸角度和多孔材料或通過毛細(xì)作用或通過擠壓輸送液體的能力取決于表面變形或表面結(jié)構(gòu)、液體的性質(zhì)以及液體與表面的相互作用和傳輸機(jī)理。本試驗(yàn)采用的測(cè)試溶液為具有高親水性和高表面張力的蒸餾水。這導(dǎo)致接觸角度大于那些一般排泄出的月經(jīng)流體或尿液類型液體上發(fā)現(xiàn)的或預(yù)期將發(fā)現(xiàn)的接觸角度。因此水的大于90度的接觸角度不意味著材料上的孔對(duì)月經(jīng)型排泄物來說將呈現(xiàn)反向毛細(xì)作用力。但是，接觸角度的增大將趨向于使液體傳輸通過被測(cè)材料的傳輸(或基于毛細(xì)作用或基于擠壓)的程度/效率降低。
權(quán)利要求
1.一種一次性吸濕用品，包括一個(gè)可透過液體的頂片、一個(gè)吸濕芯和一個(gè)底片，所述吸濕芯位于所述頂片和所述底片之間，所述底片包括一個(gè)可透過氣體的、二維的多孔薄膜，所述吸濕芯包括一個(gè)流體貯存層，所述底片包括一個(gè)外層；所述吸濕芯和所述底片分別包括至少一層，其中每層有一個(gè)朝向穿著者的表面和一個(gè)朝向衣物的表面，并且所述層的每個(gè)所述表面均有一個(gè)流體接觸角度；以及所述吸濕用品有一個(gè)較低部分，該部分從所述流體貯存層的朝向衣物的表面并且包括該表面向所述外層的朝向衣物的表面并且包括該表面延伸，其中位于所述較低部分的所述層中的至少一層的朝向穿著者的表面的流體接觸角度大于相鄰層的相鄰朝向衣物表面的流體接觸角度。
2.一種一次性吸濕用品，包括一個(gè)可透過液體的頂片、一個(gè)吸濕芯和一個(gè)底片，所述吸濕芯位于所述頂片和所述底片之間，所述底片包括一個(gè)可透過氣體的、二維的多孔薄膜，所述吸濕芯包括一個(gè)流體貯存層，所述底片包括一個(gè)外層；所述吸濕芯和所述底片分別包括至少一層，其中每層有一個(gè)朝向穿著者的表面和一個(gè)朝向衣物的表面，并且每個(gè)所述表面均有一個(gè)流體接觸角度，以及所述吸濕用品有一個(gè)較低部分，該部分從所述流體貯存層的朝向衣物的表面并且包括該表面向所述外層的朝向衣物的表面并且包括該表面延伸，其中位于所述較低部分內(nèi)的所述層中的至少一層的朝向穿著者的表面的流體接觸角度大于所述相同層的朝向穿著者表面的流體接觸角度。
3.一種生產(chǎn)如權(quán)利要求1或2所述吸濕用品的方法，包括將低表面能材料施加到至少所述層的表面上的步驟。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的一次性吸濕用品，其中位于所述較低部分內(nèi)的所述層的至少一個(gè)表面包括有低表面能材料。
5.如權(quán)利要求4所述的一次性吸濕用品，其中所述較低部分內(nèi)從可固化的硅氧烷、含氟聚合物、碳?xì)浠衔锘蛩鼈兊幕旌衔镏羞x擇。
6.如上任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一次性吸濕用品，其中位于所述較低部分內(nèi)的所述層的朝向衣物表面或朝向穿著者表面的每平方米該表面包括至少0.25g低表面能材料。
7.如上任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一次性吸濕用品，其中所述底片包括至少兩層。
8.如權(quán)利要求7所述的一次性吸濕用品，其中所述底片的第二層與所述二維層的朝向穿著者的表面相鄰。
9.如權(quán)利要求7所述的一次性吸濕用品，其中所述底片的第二層與所述二維層的朝向衣物的表面相鄰。
10.如權(quán)利要求7至10中任一項(xiàng)所述的一次性吸濕用品，其中所述第二層為多孔聚合成形薄膜或?yàn)槎S聚合多孔層或?yàn)槔w維層。
11.如上任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一次性吸濕用品，其中所述吸濕芯包括至少兩部分，第一部分包括所述貯存層，而第二部分包括纖維層，所述纖維層與所述底片相鄰。
12.如上任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一次性吸濕用品，其中所述層的所述朝向穿著者的表面的流體接觸角度比相鄰表面的流體接觸角度大至少10°。
13.如權(quán)利要求12所述的一次性吸濕用品，其中所述流體接觸角度比相鄰表面的流體接觸角度大至少20°。
14.如上任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一次性吸濕用品，其中所述貯存層的所述朝向衣物表面的所述流體接觸角度至少為90°。
15.如權(quán)利要求14所述的一次性吸濕用品，其中所述表面的所述接觸角度至少為100°。
16.如上任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一次性吸濕用品，其中所述吸濕用品為衛(wèi)生巾或內(nèi)褲襯墊。
17.如權(quán)利要求1或2所述的一次性吸濕用品，其中所述吸濕用品在所述較低部分最好有一個(gè)連續(xù)的流體接觸角度梯度。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有一個(gè)可透過液體的頂片(2)、一個(gè)吸濕芯(4)和一個(gè)底片(3)的一次性吸濕用品(1)。所述底片(3)包含一個(gè)可透過氣體的聚合二維多孔薄膜,而所述吸濕芯(4)具有一個(gè)流體貯存層,其中所述吸濕用品(1)的流體接觸角度從所述貯存層至所述底片呈現(xiàn)一梯度。
文檔編號(hào)A61F13/534GK1211911SQ96180148
公開日1999年3月24日 申請(qǐng)日期1996年12月19日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月28日
發(fā)明者克里斯托弗·P·比威克－索恩塔格, 保羅·維戈里奧 申請(qǐng)人:普羅克特和甘保爾公司