專利名稱：包含纖維微粒和自由流動顆粒的吸收制品的制作方法
本文是下列未決申請的部分繼續(xù)序列號09/165,875，“具有中心充填物的吸收制品性能”，1998-10-02提交；序列號09/165,871，“動態(tài)條件下貼身良好的吸收制品”，也是1998-10-02提交；臨時申請序列號60/129752，“包含桉樹纖維微粒(nit)的吸收制品的制造方法”，1999-04-16提交；以及臨時申請序列號60/129746，“包含纖維微粒和自由流動顆粒的吸收制品”，也是1999-04-16提交。
背景技術(shù)：
用于收集身體流出物的吸收制品一般包含膨松的吸收性纖網(wǎng)作為其收集體液的主要吸收材料。此種纖網(wǎng)當(dāng)打濕時常常塌癟，從而造成制品在打濕后孔隙容積減少，貼身情況變差。它們也常常缺乏很好地貼合穿戴者身體的能力。目前需要能克服以往種種做法局限的改良吸收制品或吸收材料。更具體地說，目前需要這樣的改良材料和制品，它能提供改善的合身貼合身體性、濕態(tài)或吸飽時保持孔隙容積等性能當(dāng)中至少1項。
附圖簡述

圖1是表示吸收制品用的自由流動顆粒加工步驟的一種選擇方案的流程。
圖2畫出本發(fā)明衛(wèi)生巾的斷面視圖，其中顯示包含纖維微粒的縱向袋的吸入件。
圖3是本發(fā)明吸收制品的斷面視圖，帶有一種包含自由流動顆粒的貼合性吸入件，還包含一種芯吸阻擋層，用以阻滯流體從中心吸收件向外吸收件流動。
圖4A和4B畫出在上吸收層底下具有纖維微?；蜃杂闪鲃宇w粒的袋的2種吸收制品的斷面視圖，其中該袋在制品戴上時能幫助該上吸收層預(yù)先傾向朝上撓曲。
圖5是衛(wèi)生巾的部分剖視圖，它包含布置在2個吸收層之間的纖維微?；蜃杂闪鲃宇w粒的袋。
圖6A～6C畫出實施方案，其中布置在一吸收層上面的含有纖維微?；蜃杂闪鲃宇w粒的中心袋起到一種貼合性吸入件的作用。
圖7畫出一種吸收劑芯的局部剖視圖，該芯包含芯吸阻擋層和中心吸收件，后者具有自由流動顆粒的內(nèi)袋。
圖8給出一種墊的局部斷面視圖，該墊包含充填了纖維微粒和/或其他自由流動顆粒的中心枕。
圖9展示一種用于測定自由流動顆粒休止角的簡單設(shè)備。
圖10展示如何測定堆積的自由流動顆粒的休止角。
圖11畫出用于測定自由流動顆粒的滲透率的設(shè)備。
圖12畫出圖11設(shè)備的底部視圖。
圖13是含經(jīng)2次捏和(disperged)處理的纖維微粒的吸收制品制備方法流程圖。
圖14是包含2或更多種纖維微粒的吸收制品制備方法流程圖。
圖15是按本發(fā)明制造的桉樹纖維微粒的掃描電子顯微鏡(SEM)顯微照片。
圖16一種桉樹纖維微粒的掃描電子顯微照片，其中有纖維突出到纖維微粒表面以外。
圖17是用Maule捏和機(disperger)制備的桉樹纖維微粒斷面掃描電子顯微照片。
定義及試驗方法本文使用的術(shù)語“吸收制品”是指能夠吸收并保持諸如身體流出物之類液體的用品，更具體地說是指緊挨或貼近穿戴者身體，用以吸收和保持由身體排出的各種流出物的用品。
本文使用的術(shù)語“可生物降解”是指化合物在微生物和/或自然環(huán)境因素作用下最終完全降解為二氧化碳和水或生物物質(zhì)的能力。在一種實施方案中，該自由流動顆粒為基本可生物降解的。在另一種實施方案中，整個吸收制品為基本可生物降解的。
本文使用的術(shù)語“膨松度”和“密度”，除非另行規(guī)定，一律基于樣品的烘干重量，以及在7.62cm(3英寸)直徑圓形壓板施加0.34kPa(0.05psi)載荷下測定的厚度。樣品的厚度測定是在TAPPI-平衡室(50％相對濕度和23℃)中經(jīng)過至少4h平衡以后測出的。在接觸壓板的板面下面，樣品應(yīng)基本上平坦而均勻的。膨松度用單位質(zhì)量纖維的體積，以cc/g為單位表示，密度是其倒數(shù)，g/cc。
本文使用的術(shù)語“纖維素”旨在涵蓋任何以纖維素為主要成分的材料，具體地說包含至少50wt％纖維素或纖維素衍生物。因此，該術(shù)語涵蓋棉、典型木漿、非木質(zhì)纖維素纖維、纖維素醋酸酯、纖維素三醋酸酯、人造絲、熱法機械木漿、化學(xué)木漿、松解化學(xué)木漿、馬利筋屬纖維素、細(xì)菌纖維素等。
本文使用的術(shù)語“松解劑”是一種化學(xué)品，可用于干擾干燥時纖維素纖維之間發(fā)生的正常氫鍵鍵合。松解劑的分子通常包含帶有阻礙氫鍵鍵合的脂肪部分或烷基鏈或其他阻礙氫鍵鍵合的部分。在許多情況下，松解劑是陽離子的，通常包含季銨基團。然而，本發(fā)明范圍也包括使用本質(zhì)上是陽離子、非離子或陰離子的松解劑。不擬囿于理論但據(jù)信，除了干擾氫鍵鍵合之外，松解劑也能干擾纖維與存在于纖網(wǎng)中的其他化學(xué)品之間的離子鍵和共價鍵鍵合。
本文使用的術(shù)語“尿布”是指一種通常穿在嬰兒和失禁成人下軀干部位的吸收制品。
本文使用的術(shù)語“一次性”用以描述吸收制品，不準(zhǔn)備洗滌它們或按其他方式復(fù)原，或作為吸收制品重復(fù)使用(就是說，它們準(zhǔn)備在經(jīng)過一次使用以后便丟棄，任選地打算再生，送去堆肥或按照其他環(huán)境兼容方式加以處置)。
本文使用的術(shù)語“捏和(disperging)”是指一種對高濃度濕纖維進行機械加工(例如，大于8％，典型的大于10％濃度，例如由約12％～約25％或約18％～約42％)，使纖維彼此摩擦，但不過分損傷纖維。可使用通常被稱之為捏合機或捏和機(disperger)的裝置，不過在本文中這2個術(shù)語統(tǒng)稱為“捏和機(disperger)”。在此處理過程中，纖維常常變得扭結(jié)或卷曲。捏和(disperging)，有時在造紙技術(shù)中被稱之為“分散(dispersion)”，在造紙業(yè)中，捏和被用來改變纖維性能并在回收操作中強化油墨的脫除。在下文中給出將捏和操作用于故意產(chǎn)生纖維微粒-這在本發(fā)明之前通常被視為不希望的-的方法。
本文使用的術(shù)語“分散劑(dispersant)”是一種化學(xué)化合物，它有助于維持細(xì)小固體顆粒處于懸浮狀態(tài)，并防止它們在流體介質(zhì)中發(fā)生附聚或沉淀。術(shù)語“分散劑”不應(yīng)與前面提到的術(shù)語“捏和(disperging)”和“分散(dispersion)”彼此混淆，“捏和”和“分散”在本文中指對纖維的機械加工。各種各樣范例分散劑公開在美國專利5,795,377中，1998-08-18授予Tanner等人，在此收作參考。借助機械攪拌，分散劑也可促進顆粒聚集體的破碎以形成顆粒懸浮體。一般而言，技術(shù)上已知的分散劑用于防止固體顆粒在流體介質(zhì)中的沉降、沉積、沉淀、附聚、絮凝、凝聚、粘附或結(jié)團。合適的分散劑包括有機聚電解質(zhì)，包括聚羧酸鹽、聚磺酸鹽、聚硫酸鹽和聚磷酸鹽；無機磺酸鹽、聚磷酸鹽和硅酸鹽；以及含極性基團的聚合物，如聚丙烯酰胺和多元醇。合成聚合物分散劑的例子是烯鍵不飽和單體與單烯鍵不飽和羧酸或其部分中和鹽的共聚物。有用單烯鍵不飽和羧酸的例子包括丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、馬來酐、衣康酸、衣康酸酐、富馬酸以及馬來酸、富馬酸和衣康酸半酯或半酰胺、巴豆酸、含1～18個碳原子烷基基團的丙烯酸及甲基丙烯酸烷基酯、乙烯基酯、乙烯基芳烴化合物、二烯等。單烯鍵不飽和羧酸的均聚物或這類單體的混合物也可使用。例子包括丙烯酸和甲基丙烯酸均聚物以及丙烯酸/甲基丙烯酸共聚物。有用的聚丙烯酰胺的例子包括聚丙烯酰胺和聚甲基丙烯酰胺以及它們的含1～18個碳原子烷基基團的N及N，N二烷基衍生物。
含磺酸聚合物分散劑的例子是單烯鍵不飽和磺酸(或其鹽)的均聚物及其與上述烯鍵不飽和單體的共聚物。合適的含磺酸單體包括芳族磺酸(例如苯乙烯磺酸、2-乙烯基乙苯磺酸、2-乙烯基-3-溴苯磺酸、2-烯丙基苯磺酸、乙烯基苯基甲磺酸)，雜環(huán)磺酸(如2-磺基-4-乙烯基呋喃(furane)和2-磺基-5-烯丙基呋喃)，以及脂族磺酸(例如亞乙基二磺酸和1-苯基亞乙基二磺酸)。其他能改變顆?；旌衔锘蛴贊{的流變性能的有價值磺化聚合物包括木素磺酸鈣、甲醛改性萘磺酸鹽、磺酸化蜜胺甲醛聚合物以及其他磺酸化聚合物。
本文使用的術(shù)語“纖維微粒等效粒度”是指，假設(shè)纖維微粒為球形，纖維微粒的等效粒徑的一種度量。等效纖維微粒粒度，例如可通過纖維微粒樣品的篩分予以定量表示。替代地，單個纖維微粒的當(dāng)量纖維微粒粒度可通過圖象分析法確定，其中纖維微粒樣品被放在玻璃板上，然后攝取高分辨率照片。從纖維微粒面積的測定值出發(fā)，假定纖維微粒的整個斷面為一圓形，可計算出纖維微粒等效粒度。適用于本發(fā)明的纖維微粒具有大于約150μm但小于約10mm的等效粒度，更具體地說大于約250μm但小于約5mm的等效粒度，合適的是大于約300μm但小于約2mm的等效粒度。
本文使用的術(shù)語“可伸長”是指這樣的制品，沿其x-y平面內(nèi)至少1維方向上的尺寸可增加至少10％，特別是至少20％。該x-y平面是大致平行于制品表面的平面。術(shù)語“可伸長“涵蓋可拉長和可彈性拉長的制品(按下文的規(guī)定)。例如在包含吸收劑芯的衛(wèi)生巾的情況下，該制品和吸收劑芯可沿長度和寬度兩個方向伸長。然而吸收制品卻也可僅沿著這兩個方向之一為可伸長，例如縱向。包含吸收劑芯的吸收制品，除了可伸長之外，也可以是“可拉長”的。本文使用的術(shù)語“可拉長”是指這樣的制品，當(dāng)拉長力施加在制品上時，它可伸長并對拉長產(chǎn)生一定反抗。術(shù)語“可彈性拉長”或“可彈性伸長”應(yīng)作同義語理解。這兩個術(shù)語，在本文中是指，當(dāng)平面內(nèi)的拉長力解除以后，制品或吸收性纖維微粒構(gòu)將力圖返回到其未伸長(原來)的尺寸。然而，它不必完全返回到其未伸長的尺寸。它可返回到介于其未伸長尺寸和最大伸長尺寸之間的某一松弛尺寸。
本文使用的術(shù)語“纖維”或“纖維的”是指這樣一種粒狀材料，此種粒狀材料的長徑比大于約10，尤其是大于約20。相反，“非纖維”或“非纖維類”材料是指這樣的粒狀材料，此種粒狀材料的長徑比等于或小于約10。
按本文的用法，一種膨松材料(例如，該制品的各吸收性成分)若滿足如下條件便可視為“柔性”的一條25cm長、斷面1cm×1cm的按TAPPI-平衡(50％相對濕度，23℃)過的直條材料，能夠在3s時間內(nèi)圍繞著5cm直徑的棒彎曲180°(即圍繞棒圓周的50％纏繞)而不斷裂，也不需要在該條兩端施加超過6N的力以迫使其彎曲。在本文中，同樣的材料如符合下列條件便是“形狀保持的”即，若該直條在棒上被保持不動達5s，并在從棒上取下后保持至少30°的彎曲角(即，直條變形到其兩端直線部分彼此間成至少30°角，而完全直的直條則構(gòu)成0°角)。
本文使用的術(shù)語“自由流動”是指顆粒因受到衛(wèi)生巾貼身戴在人體上時所遇典型大小的剪切力時能輕易流動的能力——該力類似于當(dāng)手指埋沒在所研究的顆粒內(nèi)手指彼此輕輕捻搓時所遇到的力。干燥、松散、丸粒材料如硬木纖維微粒和聚甲基脲(PMU)顆粒(如下文所述)在此種條件下通常是自由流動的，這與諸如粘土之類可變形但一般不自由流動的材料截然不同。具體地說，自由流動顆粒在干態(tài)時將具有小于約70°，特別是小于約60°的休止角(如下述)。類似地，自由流動顆粒將具有高的“壓固壓力(σ1)與按照顆粒的Jenike剪切流動試驗測定的粘結(jié)強度(fc)的比值”，該試驗方法規(guī)定在ASTM試驗方法D6128-97，“用Jenike剪切變送器用于散料固體的標(biāo)準(zhǔn)剪切試驗”中，在此收作參考。該試驗考察幾種載荷下的顆粒間剪切力，并采用莫爾圓分析法求出顆粒的壓固壓力與粘結(jié)強度，以及內(nèi)摩擦有效角(δ)和內(nèi)摩擦運動角(φ)。最感興趣的是壓固壓力粘結(jié)強度之比，在此稱之為“流動性系數(shù)”。流動性系數(shù)小于或等于約1，表明材料流動性差或不流動。自由流動顆粒一般將具有大于約2的流動性系數(shù)，具體地大于約2.5，更具體地大于約3，最具體地說介于約3.5～約10。干燥丸狀沙粒——這種流動性非常高、粘結(jié)強度非常低的材料，其流動性系數(shù)可達約10。Jenike剪切試驗在商業(yè)上委托Jenike&Johanson公司(Westford，麻薩諸塞)實施。在一種實施方案中，本發(fā)明顆粒還具有等于或小于約67°的內(nèi)摩擦有效角(δ)，具體地等于或小于約60°，最具體地等于或小于約57°。針對粒料的流變性質(zhì)的有用原理描述在K.Shinohara的“粉末的原理和流變性質(zhì)”，第4章，《粉末科學(xué)與技術(shù)手冊》，M.E.Fayed和L.Otten主編，Chapman&Hall，紐約，1887，96～145頁。
本文使用的術(shù)語“高得率漿粕纖維”是采用這樣的制漿方法生產(chǎn)的漿粕造紙纖維，它提供等于或大于約65％的得率，更具體地等于或大于約75％，進一步具體地介于約75％～約95％。得率是用相對于初始木材質(zhì)量的百分率表示的加工后纖維獲得量。高得率漿粕包括漂白的化學(xué)預(yù)熱機械漿(BCTMP)、化學(xué)預(yù)熱機械漿(CTMP)、壓力/壓力熱法機械漿(PTMP)、熱法機械漿(TMP)、熱法機械化學(xué)漿(TMCP)、高得率亞硫酸鹽漿以及高得率硫酸鹽漿，所有這些漿粕所含纖維中都具有高木素含量。典型高得率纖維的木素含量(按質(zhì)量計)等于或大于約1％，更具體地等于或大于約3％，進一步具體地介于約2％～約25％。類似地，高得率纖維例如可具有高于20的卡帕值。高得率漿粕纖維在經(jīng)過制漿以及任選漂白等制備步驟后，直到成形為干燥成包或纖網(wǎng)形式之前，在一種實施方案中，其特征還在于具有比較完整的較少損傷的纖維、高游離度(等于或大于200加拿大標(biāo)準(zhǔn)游離度(CSF)，更具體地是250CSF或更高，再更具體地是400CSF或更高)，和低碎屑含量(少于25％，更具體地低于20％，進一步具體地低于15％，進一步具體地低于10％，按造紙技術(shù)技術(shù)人員已知的Britt jar試驗測定)。在一種實施方案中，高得率纖維主要是軟木，可能是北方軟木BCTMP。
本文使用的術(shù)語“疏水的”是指在空氣中與水的接觸角至少是90°的材料。與此相對，在本文中使用的術(shù)語“親水的”則是指在空氣中與水的接觸角小于90°的材料。CAHN表面力分析儀(SFA 222)可用來測定親水性，同樣也可采用技術(shù)上已知的各種各樣其他儀器。
本文使用的術(shù)語“纖維微粒(nit)”是指包含纏結(jié)纖維的大致呈粒狀的材料。纖維微粒有時亦稱之為“毛?！薄ⅰ袄w維束”或“纖維片”。纖維微粒通常在其結(jié)構(gòu)中還包含構(gòu)成纖維微粒的纏結(jié)纖維之間的毛細(xì)孔和孔隙，并且可具有不規(guī)則形狀，雖然也可獲得較為規(guī)則的形狀，例如卵形和球形。纖維微粒通常還將表現(xiàn)出一定尺寸范圍，從而導(dǎo)致纖維微粒內(nèi)部的寬孔隙尺寸分布，其中纖維微粒之間有大孔，纖維微粒內(nèi)部有較小孔。這樣的尺寸分布使得諸如粘液和月經(jīng)之類粘彈物質(zhì)得以很好地吸入并使快速涌出的流體被快速吸入，與此同時仍提供良好吸收和保持流體所需要的小孔。一般而言，纖維微粒及其他自由流動顆粒提供許多粒度數(shù)量級的有效尺寸的孔隙，它們一般地大于氣流成網(wǎng)(非織造布)、短絨或薄紙中所遇到的孔徑上限。
本文使用的術(shù)語“造紙纖維”包括所有已知纖維素纖維或含纖維素纖維的纖維混合物。適合制造本發(fā)明纖網(wǎng)的纖維包含任何來自生物源的天然或合成纖維素纖維，包括但不限于非木材纖維，例如棉、馬尼拉麻、洋麻、印度草、亞麻、西班牙草、麥稻秸、黃麻、大麻、甘蔗渣、馬利筋屬絨毛纖維以及菠蘿葉纖維；能產(chǎn)生纖維素的細(xì)菌；lyocell(有機溶劑纖維素纖維)、人造絲，或者其他人造纖維素纖維；以及木纖維，如由落葉樹和針葉樹獲得的那些，包括軟木纖維，如北方和南方軟木牛皮紙漿纖維；硬木纖維，例如桉樹、楓木、樺木和白楊。木纖維可以高得率或者低得率形式制成，并可按任何已知方法制漿，包括硫酸鹽法、亞硫酸鹽法、各種高得率制漿法以及其他已知的制漿方法。在一種實施方案中，纖維微粒包含來自2或更多種截然不同生物源的纖維素纖維，例如硬木和軟木纖維，或者木基纖維與棉，或者桉樹纖維與大麻纖維，以及諸如此類，其中來自每種來源的纖維可占到全部纖維質(zhì)量的等于或大于10％，或者等于或大于20％，或者等于或大于30％。
由有機溶劑制漿方法制備的纖維也可使用，包括公開在以下文獻中的纖維和方法美國專利4,793,898,1988-12-27授予Laamanen等人；美國專利4,594,130,1986-06-10授予Chang等人；以及美國專利3,585,104。有用的纖維還可采用蒽醌制漿法生產(chǎn)，其例子可見諸于美國專利5,595,628,1997-01-21授予Gordon等人。
在制造漂白的造紙纖維的實施方案中，任何已知的漂白方法均可使用。按合成法制備的纖維素纖維也可使用，包括人造絲的各種品種，以及其他由粘膠液或化學(xué)改性纖維素衍生的纖維?；瘜W(xué)處理的天然纖維素纖維也可使用，例如絲光化漿、化學(xué)硬化的或交聯(lián)的纖維，或者磺化的纖維。在一種實施方案中，纖維是基本上未經(jīng)磨漿的或者僅輕微磨漿的(例如，施加的磨漿能量小于3馬力天/噸纖維)?；厥赵倮美w維或新纖維或者二者，均可使用，然而在一種實施方案中，纖維基本上由新纖維組成。絲光化纖維、再生纖維素纖維、利用微生物產(chǎn)生的纖維素、人造絲和其他纖維素材料或纖維素衍生物均可使用。合適的造紙纖維還包括再利用纖維、新纖維或其混合物。
本文使用的術(shù)語“聚合物片”是指一種多孔或非孔層，它主要由聚合物材料構(gòu)成，可以是非織造纖網(wǎng)、塑料膜、聚合物薄膜、多孔薄膜或者泡沫體層。聚合物片材可用作吸收制品的芯吸阻擋層、攔液層、后片以及，如果透液性足夠的話，作為面層。聚合物片材可由等于或大于約50wt％聚合物材料構(gòu)成，更具體地等于或大于約80wt％聚合物材料，最具體地等于或大于約90wt％聚合物材料。范例材料包括聚烯烴、聚酯、聚乙烯基化合物及聚酰胺，以及它們的共聚物或混合物。許多添加劑和化合物均可加入到聚合物片材中或者作為聚合物成分的一部分，包括抗菌劑、異味控制添加劑、無機填料顆粒、表面活性劑、顏料和染料、軟化劑以及諸如此類。該片材也可經(jīng)過處理從而具有駐極體，以改善對體液中的某些顆粒或成分的截留。
術(shù)語“衛(wèi)生巾”在本文中用來指一種女性穿戴的制品，放在陰部區(qū)域附近，旨在吸收并容納各種各樣由身體排出的流出物(例如，血液、月經(jīng)和尿)。雖然本發(fā)明是以衛(wèi)生巾形式展示和描述的，但要知道，本發(fā)明也適用于其他女性衛(wèi)生或月經(jīng)墊如褲襯墊和塞子(止血栓)，或者其他吸收制品，如尿布或失禁墊。術(shù)語“女性護理墊”在這里與衛(wèi)生巾同義。
本文使用的術(shù)語“表面活性劑”包括單一表面活性劑或2種或更多種表面活性劑的混合物。若用2種或更多種表面活性劑的混合物，這些表面活性劑可選自相同或不同的類別，只要混合物中存在的表面活性劑彼此相容。一般而言，該表面活性劑可以是技術(shù)上已知的任何表面活性劑，包括陰離子、陽離子、非離子和兩性表面活性劑。陰離子表面活性劑的例子包括但不限于，線型和支鏈烷基苯磺酸鈉；線型或支鏈烷基硫酸鹽；線型或支鏈烷基乙氧基硫酸鹽；以及硅氧烷磷酸酯、硅氧烷硫酸鹽和硅氧烷羧酸鹽，如Lambent技術(shù)公司(Norcross，佐治亞)制造的那些。陽離子表面活性劑，僅作為舉例說明，包括牛脂三甲銨氯化物以及，更一般地，硅氧烷酰胺、硅氧烷酰氨基季銨鹽以及硅氧烷咪唑啉季銨鹽。非離子表面活性劑的例子包括，同樣僅作為舉例說明，烷基聚乙氧基化物；聚乙氧基化烷基酚；脂肪酸乙醇酰胺；聚二甲基硅氧烷共聚醇的酯、聚二甲基硅氧烷醇的酯，以及二甲基硅氧烷共聚醇，如Lambent技術(shù)公司(Norcross，佐治亞)制造的那些；以及環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷以及醇的復(fù)雜聚合物。兩性表面活性劑的一個范例類型是硅氧烷兩性化合物，由Lambent技術(shù)公司(Norcross，佐治亞)制造。
本文使用的術(shù)語“保水值”(WRV)是一種用于表征某些用于本發(fā)明目的的纖維的指標(biāo)。WRV的測定方法是，將0.5g纖維分散在去離子水中，浸泡過夜，將該纖維放在4.83cm(1.9英寸)直徑、底部帶有0.15mm(100目)絲網(wǎng)的試管中，在1000倍重力條件下離心20min。樣品經(jīng)稱重，然后在105℃干燥2h，并再次稱重。WRV是(濕重-干重)/干重。適用于本發(fā)明目的的纖維的WRV可等于或大于約0.7，更具體地介于約1～約2。高得率漿粕纖維的典型WRV等于或大于約1。
按本文的用法，某種材料，當(dāng)符合以下條件時將視為“可溶于水”它基本上完全溶解在過量水中形成溶液，從而喪失其最初的形式并沿整個水溶液基本呈分子分散狀態(tài)。一般來說，水溶性材料將不具有明顯程度的交聯(lián)，因為交聯(lián)趨于使材料變?yōu)椴蝗苡谒??！安蝗苡谒摹辈牧细鶕?jù)上述定義判定是不溶于水的材料。在本發(fā)明中，壓縮的材料可用水溶性材料將其粘合，從而在潤濕后容許其膨脹。水溶性粘合劑可用來在本發(fā)明中將各個成分連接在一起。在某些實施方案中，粘合劑和吸收性成分也可以是可溶于水的。
按本文的用法，“濕強劑”是一種用來保護、增強或固定濕態(tài)時纖維間粘合點的材料。在典型情況下，在紙和薄紙產(chǎn)品中將纖維維系在一起的手段涉及氫鍵以及有時，氫鍵與共價鍵和/或離子鍵的組合。在本發(fā)明一種實施方案中，濕強度添加劑用來固定纖維與纖維之間的結(jié)合點，從而使得它們抗拒濕態(tài)時的破裂。在這種情況下，術(shù)語“濕態(tài)”在本文中用來指產(chǎn)品基本上吸飽水或其他水溶液時的狀態(tài)，然而也可能指在很大程度上被含水體液如尿、血、粘液、月經(jīng)、瀉肚排泄物、淋巴液以及其他身體流出物所飽和。
造紙業(yè)中用來賦予紙和紙板濕強度的常用材料中，有許多適用于本發(fā)明。這些材料在技術(shù)上被稱作“濕強劑”，可由多種來源購得。任何材料，只要當(dāng)加入紙幅或紙頁中都能使獲得的紙頁的“幾何平均濕強度幾何平均干強度之比”大于0.1，就本發(fā)明目的而言，均被稱之為濕強劑。
合適的永久濕強劑通常是水溶性陽離子低聚或聚合樹脂，它們本身能交聯(lián)(均質(zhì)交聯(lián))或者能與纖維素或者與其他木纖維組分交聯(lián)。為此目的使用最廣泛的材料是被稱之為聚酰胺-多胺-表氯醇型樹脂的一類聚合物。這些材料曾被描述在授予Keim的專利中(美國專利3,700,623和美國專利3,772,076)并由Hercules公司(Wilmington，特拉華)作為KYMENE 557H多胺表氯醇樹脂出售。相關(guān)材料還由漢高公司(夏洛特，北卡羅來納)以及佐治亞-太平洋樹脂公司(亞特蘭大，佐治亞)銷售。其他有用的濕強劑包括由孟山都公司開發(fā)并以SANTORESTM的商品名銷售的聚酰胺-表氯醇樹脂，包括描述在授予Petrovich的專利(美國專利3,885,158；美國專利3,899,388；美國專利4,129,528和美國專利4,147,586)中的，以及授予van Eenam(美國專利4,222,921)中的那些。盡管在消費品中使用得尚不普遍，但聚乙烯亞胺樹脂也適合用來固定本發(fā)明產(chǎn)品中的粘合點。另一類永久型濕強劑的例子是通過甲醛與蜜胺或脲之間的反應(yīng)制取的氨基塑料樹脂。
陽離子濕強劑的效力可通過以活性陰離子化合物處理纖維素纖維而增強，可參見美國專利5,935,383，“改善濕強度紙的方法”，1999-08-10授予Tong Sun和J.D.Lindsay，在此收作參考。
吸入及再潤濕(Rewet)試驗吸入和再潤濕試驗給出了吸入2mL合成月經(jīng)模擬物的吸收時間。該試驗方法是專為一種在長軸9.5cm、短軸4cm的橢圓形非織造布外套中的纖維微?；蚱渌杂闪鲃宇w粒而修訂的，外套中裝有3.0g待測干燥丸粒材料以及該丸粒吸收劑材料下面的超吸收劑顆粒。
該橢圓外套的下表面包含20gsm(g/m2)SMS(紡粘-熔噴-紡粘層合物)纖網(wǎng)，Corovin GMBH公司(德國)生產(chǎn)，并在準(zhǔn)備接觸顆粒的表面上用15gsm Finley粘合劑2525A進行了處理。該20gsm纖網(wǎng)放在一個模頭元件上，后者包含一平板，板上開有9.5cm長、4cm寬的橢圓孔，孔深9mm?？谀Ｔ系?mm深孔壁是垂直的。讓纖網(wǎng)松垂到該孔中。然后，在沿著下面平板的橢圓孔區(qū)域的纖網(wǎng)的粘合劑上散布0.5g涂布微晶纖維素的超吸收劑顆粒。涂布的超吸收劑顆粒系由Stockhausen 880超吸收劑顆粒(Stockhausen公司，Greenboro，南卡羅來納)，以Functional Foods供應(yīng)的XL 110型纖維素粉末，按同一受讓人、共同未決申請序列號60/129744，“含超吸收劑的復(fù)合材料”1999-04-16提交的在此收作參考的方法進行處理而獲得的。隨后，3.0g干燥纖維微粒均勻地鋪在該超吸收劑顆粒上面，使得20gsm SMS層上的纖維微粒厚度在下面的板孔區(qū)域內(nèi)基本上保持一致。在纖維微粒和SMS層的床層上覆蓋40gsm紡粘雙組分(聚乙烯/聚丙烯)纖網(wǎng)，Kimberly-Clark公司(Neenah，Wisconsin)按商品名Prism 12T供應(yīng)。該底層的SMS和上面的雙組分纖網(wǎng)隨后熱封起來，方法是用一個加熱元件圍繞著下面平板橢圓孔一周去接觸SMS纖網(wǎng)的周邊。如此熱封在一起的這2層纖網(wǎng)圍成一個橢圓形袋，其中裝有纖維微粒和超吸收劑顆粒。該袋為約6mm～約9mm厚。將該袋放在一210mm長、65mm寬的沙漏形共成形層(coform layer)上，后者主要由60％聚丙烯與40％漂白硫酸鹽軟木纖維組成。用粘合劑將共形層粘合到作為后片的20μm厚聚乙烯片材上。在袋和共成形層的上面放置20gsm紡粘面片。該覆蓋面片利用粘合劑固定到共成形層和后片上，并用口型刀將制品沖裁成與共成形層同樣寬度和長度，于是便制成衛(wèi)生巾。在共形層內(nèi)壓花形成2mm的封合邊，該封合邊距共成形層邊緣為2mm。
讓吸收制品的袋吸入2mL處理過的豬血(由Cocalico公司(Reamstown，PA)提供)，后者是由具有在透明聚丙烯酸塊上切成的5.04cm×1.27cm矩形供給槽的流體儲池供應(yīng)的，以便利用該槽作為暫存流體的凹槽，直至流體全部被吸收材料所吸收。該塊的質(zhì)量是162g，并具有7.3cm×7.5cm的印記(與樣品相抵的接觸區(qū)域)，而供液槽則位于印記內(nèi)、中心線上。該狹槽沿著袋的縱向走向，并壓在其縱向中心線上。塊的表面平坦地放在吸收劑材料的表面上，這樣，流體的吸入基本上沿著與吸收劑材料袋相鄰的整個狹槽面積上進行。用利表測定吸入2mL流體的時間，終點憑肉眼觀察。當(dāng)這2mL流體進入狹槽并接觸到吸收材料時開始計時，直至當(dāng)流體完全透入吸收材料的面片或上表面時停止計時。吸收時間越短，表明該特定材料的吸入速率越快。
材料一旦吸收了流體，還可測定再潤濕。帶有狹槽的塑料塊，在流體被吸盡以后留在材料上1min。1min以后，取下塑料塊，然后讓材料不受打擾地放置8min。繼而，將預(yù)先稱重的一片F(xiàn)ortJames(Richmond，VA)Verigood牌吸墨材料，放在樣品上面，然后施加3.45kPa(0.5psi)的壓力并保持3min。3min以后，取下吸墨紙并稱重，再減去吸墨紙初始重量，從而獲得吸墨紙吸收的月經(jīng)流體的數(shù)量，以克為單位。該數(shù)值越高，說明試驗的該特定材料的再潤濕度越大。
每個樣品總共做3次再潤濕和吸入測定。
測定離心持液容量(能力)的方法按本發(fā)明的用法，用測定離心持液容量的方法測定一個吸收材料樣品，在其上施加離心力以后所保持的試驗流體數(shù)量。所保持的流體數(shù)量是按照每克材料的持液量算出的。該試驗一般在TAPPI標(biāo)準(zhǔn)條件下進行。
大致地說，該方法的試驗過程是，將0.5g吸收材料樣品放入到改制的圓筒中，讓吸收材料樣品暴露于所要求的流體達60min，然后將圓筒放在離心機內(nèi)，以除掉多余流體。計算出每克吸收材料樣品吸收的流體克數(shù)，即作為結(jié)果。
以下的設(shè)備和材料將在離心持液容量測定方法中用到-合成的月經(jīng)流體(模擬物)，公開在美國專利5,883,231中，1999-03-16授予Achter等人。美國專利5,883,231公開并要求保護的該模擬物可由Cocalico生物制品公司(449 Stevens Rd.，P.O.Box 265，Reamstown，PA 17567 USA)購得。
-Sorvall RT 6000D離心機，由環(huán)球醫(yī)療儀器公司，3874Bridgewater Dr.，St.Paul，MN 55123 USA，供應(yīng)。
-4個200mL頂部帶螺紋離心瓶，由國際設(shè)備公司(300 SecondAve，Needham Heights，MA 02494 USA)供應(yīng)。
-天平，讀數(shù)至0.001g(注標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)是NIST頒發(fā)的，并且應(yīng)經(jīng)常重新認(rèn)證，以保證精確度)。
-4個50mL Pyrex燒杯。
-實驗室計時器，60min量程，讀數(shù)至1s，VWR科學(xué)產(chǎn)品公司(1145 Conwell Ave.，Willard，OH 44890，USA)供應(yīng)。
-4個改制的Lexan圓筒，9cm高、3.1cm內(nèi)徑、4.8cm外徑，底部帶有300孔/平方英寸絲網(wǎng)。
-美國標(biāo)準(zhǔn)50(號)篩網(wǎng)，8英寸直徑，2英寸高，VRW科學(xué)產(chǎn)品公司(1145 Conwell Ave.，Willard，OH 44890，USA)供應(yīng)，目錄號57334-464。
-不銹鋼網(wǎng)，每英寸4孔或孔開得足以瀝干模擬物。
樣品制備吸收材料制備采用美國標(biāo)準(zhǔn)50號篩網(wǎng)將樣品篩分為300～600μm的粒度。將分級后的樣品貯存在基本氣密的容器內(nèi)，以備需要制備吸收材料樣品時使用。改制的圓筒放在天平上并進行重量配衡。然后，在1個改制圓筒內(nèi)放入0.5g-30/+50粒度的分級后樣品。記錄下重量作為“樣品重量”。裝有吸收材料樣品的改制圓筒進行稱重，并將該重量記做“干圓筒重量”。按照上述步驟，將另外的吸收材料樣品放入到3個其余的改制圓筒中。
從冷藏裝置中取出模擬物，放在旋轉(zhuǎn)器上，然后緩慢地旋轉(zhuǎn)30min以便使所含成分充分混合并使模擬物暖至室溫。
試驗方法的步驟如下1.將10mL模擬物放入到50mL派熱克斯(Pyrex)燒杯中。
2.裝有吸收材料樣品的改制圓筒放入到50mL派熱克斯(Pyrex)燒杯中。
3. 15mL模擬物倒入到改制圓筒中。這可保證模擬物能夠從上、下兩個方向接近吸收材料樣品。
4.如果另外還需要吸收材料樣品的話，根據(jù)需要重復(fù)步驟2和3。
5.步驟4完成以后，計時器設(shè)定在60min并啟動。
6. 60min到了以后，改制圓筒從派熱克斯(Pyrex)燒杯中取出并在不銹鋼絲網(wǎng)上放置60s。
7. 60s以后，改制圓筒從不銹鋼絲網(wǎng)上取下并放在200mL離心瓶中。
8.將離心瓶放在離心機中并在1,200rpm下離心3min。
9. 3min后，從離心瓶中取出改制圓筒，并稱取裝有吸收材料樣品的改制圓筒重量。該重量作為濕圓筒重量記錄下來。
隨后，按下式計算每個吸收材料樣品的離心持液容量[(濕圓筒重量-干圓筒重量)-產(chǎn)品重量]/(產(chǎn)品重量)在任何下面實施例的報告中，離心持液容量均為2個樣品(即，n＝2)的平均值。本發(fā)明的自由流動顆?？删哂兄辽?.5g/g的離心持液容量，具體地說至少2g/g，最具體地說約2.2g或更大。
原料吸收速率和再潤濕試驗方法按本文的用法，用“原料吸收速率和再潤濕試驗方法”測定吸收材料的至少以下2項特性1.吸收速率——已知數(shù)量吸收材料吸收多次已知數(shù)量排放流體所需要的時間，秒數(shù)；以及2.再潤濕——當(dāng)在吸收材料上面放置吸墨紙并施加已知壓力并保持規(guī)定的時間時，吸收材料所放出的流體數(shù)量，克數(shù)。
按該方法的測試過程包括，采用利表測定10mL吸收材料吸入多次流體排放(1或2mL)所需要的時間，秒數(shù)。Harvard注射泵(Harvard器械公司，Holliston，麻薩諸塞)由程序控制將2mL流體分散到10mL吸收材料上，此刻試驗儀器同時啟動利表。該利表在2mL流體被吸入到吸收材料中以后便停下。隨后，排出第二個2mL流體并計時。第二次排放以后進行第3次排放，這次由1mL組成，也進行計時。這樣便獲得總共5mL排液和3次吸入計時結(jié)果。然后，試驗儀器自第3次排液被吸入以后等待60s，然后在這10mL吸收材料上放置預(yù)先稱重的吸墨紙并施加0.5psi的壓力并持續(xù)60s。60s后，再次稱量吸墨紙重量，于是，吸墨紙所吸收的流體克數(shù)即作為增濕量。試驗一般在TAPPI標(biāo)準(zhǔn)條件下進行。
設(shè)備和材料-Harvard設(shè)備的程控注射泵，型號44，由Harvard設(shè)備公司(South Natick，MA 01760，USA)市售供應(yīng)。
-本試驗中的流體，僅舉例說明但不受此限，是一種合成月經(jīng)(模擬物)，公開在美國專利5,883,231中，1999-03-16授予Achter等人，在此將其公開內(nèi)容中與本說明不矛盾的部分收作參考。美國專利5,883,231公開并請求保護的模擬物可由Cocalico生物制品公司(449 Stevens Rd.，P.O.Box 265，Reamstown，PA 17567 USA)購得。
-一次性塑料稱量蒸發(fā)皿，由威斯康星的NCL公司(Birnamwood，WI 54414 USA)按零件號W-D 80055市售供應(yīng)。
-60cc一次性針筒，由Becton Dickenson公司(Rutherford，NYUSA)市售供應(yīng)；Tygon接管，尺寸16號，內(nèi)徑0.12″，零件號6409-16，由科爾-帕默(Cole-Parmer)儀器公司(芝加哥，IL 60648 USA)市售供應(yīng)；以及1/8″外徑的軟管，倒鉤尺寸，零件號R-3603，也由科爾-帕默(Cole-Parmer)儀器公司(芝加哥，IL 60648 USA)市售供應(yīng)。
-5.5cm吸墨紙，VWR科學(xué)產(chǎn)品公司(1145 Conwell Ave.，Willard，OH 44890，USA)供應(yīng)，零件號28310-015。
-重物，取100mL派熱克斯(Pyrex)燒杯并注入任意適當(dāng)物質(zhì)至717.5g，以便獲得0.5psi載荷。
-天平，讀數(shù)精確至0.001g(注標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)是NIST頒發(fā)的，并且應(yīng)經(jīng)常重新認(rèn)證，以保證精確度)。
-秒表，讀數(shù)至0.1s(注利表應(yīng)為NIST可跟蹤的)。
-刻度量筒，讀數(shù)至20mL。
-透明丙烯酸樹脂板(尺寸足以坐落在一次性塑料稱量蒸發(fā)皿上)，其中心鉆有孔用以插入Tygon管件。
樣品制備從冷藏裝置取出模擬物，放在旋轉(zhuǎn)器上并緩慢旋轉(zhuǎn)30min，以便使內(nèi)裝物充分混合并使模擬物暖至室溫。
將刻度量筒放在天平上并進行重量配衡。將10mL吸收材料引入到刻度量筒中。從天平上拿下刻度量筒。將刻度量筒底部在實驗室臺面或類似的硬表面上輕輕地叩10次以便促進沉積。目測檢查以確認(rèn)在刻度量筒內(nèi)已有10mL吸收材料。這10mL吸收材料倒入到稱量蒸發(fā)皿上并輕輕地將吸收材料撫平。
將Harvard注射泵設(shè)定到程序模式。注入速率設(shè)定到250mL/h，同時目標(biāo)體積設(shè)定在2ml，直徑設(shè)定到正確的注射器容量，Harvard注射器泵填充有60mL模擬物。
試驗方法的步驟如下1.Tygon管件的一端插入到丙烯酸樹脂板的孔內(nèi)。
2.丙烯酸樹脂板放在裝有10mL吸收材料的稱量蒸發(fā)皿上。Tygon管件應(yīng)處于吸收材料的中心。
3.同時地啟動利表并開始注入第一個2mL模擬物排液。
4.當(dāng)模擬物被吸收材料吸收時，停下利表。利表上的讀數(shù)記做“排液1”，以秒為單位。當(dāng)待測吸收材料在5min內(nèi)仍未將模擬物吸入(即，模擬物停留在吸收材料表面)時，停止試驗并記為300+s。
5.同時地啟動利表并開始注入第二個2mL模擬物排液。
6.當(dāng)模擬物被吸收材料吸收時，停下利表。利表上的讀數(shù)記做“排液2”，以秒為單位。當(dāng)待測吸收材料在5min內(nèi)仍未將模擬物吸入(即，模擬物停留在吸收材料表面)時，停止試驗并記為300+s。
7.同時地啟動利表并開始注入模擬物。但這一次，Harvard注射泵在注入1mL模擬物以后便停止。
8.當(dāng)這1mL模擬物被吸收材料吸收時，停下利表。利表上的讀數(shù)記做“排液3”，以秒為單位。同樣，當(dāng)待測吸收材料在5min內(nèi)仍未將模擬物吸入(即，模擬物停留在吸收材料表面)時，停止試驗并記為300+s。
9.第3次排液吸入以后，等待60s。
10.稱量2片吸墨紙的重量，并將該重量記做“干吸墨紙”。
11.在步驟9中提到的60s的終點，將0.5psi重量慢慢放在吸墨紙上并啟動利表。
12. 60s后，取下重量并再次稱量吸墨紙的重量。該吸墨紙重量記做“濕吸墨紙”。
上面概述的步驟3～12一直重復(fù)到吸收材料不再吸收模擬物為止(即，模擬物停留在吸收材料上面并且5min內(nèi)未被吸入)。
該試驗方法的再潤濕部分的結(jié)果以克為單位表示并按下式計算(濕吸墨紙)-(干吸墨紙)＝再潤濕休止角試驗本文所使用的術(shù)語“休止角”是指由在控制環(huán)境下制備的自由流動顆粒堆的側(cè)邊與水平平面之間的夾角。一般而言，休止角低，表明能夠輕易地流動；而休止角高，說明顆粒流動性不良或趨于粘附。適用于本發(fā)明自由流動顆粒的休止角測定將在下面利用圖9和10加以說明。圖9表示設(shè)備100，旨在用來測定在圓柱形平臺上形成的顆粒堆的休止角。該設(shè)備包括粉末漏斗102(Nalgene80mm塑料漏斗，目錄號30252-955，載于VWR科學(xué)產(chǎn)品公司目錄)，漏斗高度106mm(從漏斗上平面到頸108上平面的距離)。粉末漏斗102的上部開口104為104mm寬。其下部頸108的外徑為21mm，長度33mm，并提供下部開口106。放在漏斗中的顆粒下落到黃銅圓柱體110上，該圓柱體直徑D為15.2cm。其邊緣不帶任何毛刺或其他能妨礙顆粒從圓柱體掉下來的不規(guī)則構(gòu)形。圓柱體110與漏斗102的軸線成軸向同心。圓柱體110的上表面位于漏斗102的下部開口106下方15cm距離L處。圓柱體110的高度足夠高，以致顆粒能夠溢灑到旁邊而不會從底下的平臺上升到圓柱體110的上表面的高度。建議該高度至少是5cm。粉末漏斗102坐落在環(huán)架上。漏斗102和圓柱體平臺110都應(yīng)當(dāng)保持水平。
為進行該試驗，100cm3顆粒倒入到漏斗102中。讓顆粒在重力下下落，從而在下面的圓柱體上形成一堆，如圖10所示。測定圓柱體110上的顆粒堆120相對于圓柱體110上表面的高度H。于是，顆粒的休止角θr由H/R的反正切給出，其中R是圓柱體110的半徑(D/2)。該測定重復(fù)5次，最后求出平均值。
在休止角測定中，濕度的影響應(yīng)予以考慮。除非另行說明，一般假定所測定的休止角是針對與23℃、相對濕度30％的空氣相平衡的基本干燥顆粒而言的，通常會在纖維素纖維微粒中產(chǎn)生小于5％的含濕量。濕度提高對纖維微粒的影響可通過測定含濕量遞增的一系列纖維微粒的休止角觀察出來。讓纖維微粒在例如約50％的相對濕度下進行平衡，在大多數(shù)情況下能將纖維微粒的含濕量提高到約5～7％，并且還可采用更高的相對濕度，以進一步提高含濕量。對于高于約10％的含濕量，可能需要在不斷攪拌的情況下向纖維微粒施加去離子水的細(xì)霧并等待15min以便水分在纖維微粒內(nèi)達到重新均勻分布。一旦變濕以后，再次測定纖維微粒的休止角。
如果顆粒開始架橋，不再從漏斗中自由流出，可輕輕敲打，即，每隔約0.5s，在下部出口106上方10cm高處、在沿著漏斗102的直徑3個均勻分布的部位輕輕敲打漏斗外表面3次。敲打的力應(yīng)剛好足以使顆粒挪動。如果架橋持續(xù)造成問題，可讓顆粒呈細(xì)流慢慢加入到102，以便使它們流過頸部108，落到圓柱體平臺110上。
未加松解劑的纖維微粒和有相當(dāng)數(shù)量突出到纖維微粒表面以外的松散纖維的纖維微粒，當(dāng)處于干態(tài)時常常具有高達約70°的休止角，然而依然可用于本發(fā)明。當(dāng)要求較高程度流動性時，可用于本發(fā)明的自由流動顆?？删哂械扔诨蛐∮诩s60°的休止角，更具體地等于或小于約55°，最具體地等于或小于約47°，范例的范圍是10～45°，或者約25°～約38°。在某些實施方案中，在含濕量等于50％(50g水每100g干纖維)，甚至100％的情況下，該顆粒將仍具有小于約75°的休止角，并且仍然屬于上面有關(guān)干顆粒所規(guī)定的范圍。隨著含濕量從5％提高到100％，休止角的增幅不得超過15°，具體地說不超過10°，最具體地不超過6°。
凝膠床滲透率(GBP)試驗適合用于實施凝膠床滲透率(GBP)試驗的活塞/圓筒設(shè)備表示在圖11和12中。參見圖11，設(shè)備420由圓筒422和大體如424所示的活塞組成。如圖11所示，活塞424由以下部分組成圓柱形LEXAN軸426，后者具有同心圓柱孔428，沿著該軸的縱向軸線打出該孔。軸426的兩端分別被機加工成端部430和432。一重物，如434所示，坐落在端部430上并具有沿其中心鉆出的圓柱形孔436。在另一端432上插著一個圓形活塞頭440。活塞頭440被設(shè)計成可沿圓筒422內(nèi)部做垂直運動的尺寸。如圖12所示，活塞頭440備有內(nèi)、外同心環(huán)，分別包含7和14個0.95cm(0.375英寸)的圓柱孔，如箭頭442和444所示。二同心環(huán)每一個上的孔是從活塞頭440的頂?shù)降棕炌ㄣ@出的?；钊^440還具有在其中心鉆出的圓柱孔446，用以容納軸426的端432。
固定在圓筒422下端的是400目不銹鋼織物網(wǎng)448，安裝前預(yù)先沿雙軸向繃緊。固定在活塞頭440下端的是400目不銹鋼織物網(wǎng)450，安裝前預(yù)先沿雙軸向繃緊。452所標(biāo)出的吸收材料樣品由網(wǎng)448支撐著。
圓柱體422由透明LEXAN棒或等價物經(jīng)過鉆孔制成，其內(nèi)徑等于6.00cm(面積＝28.27cm2)，壁厚0.5cm，高度5.0cm?；钊^440由LEXAN棒機加工制成，其高度為0.625英寸(1.59cm)；直徑設(shè)計成適合在圓筒422內(nèi)部并與之以極小間隙配合，但仍然可自由滑動。活塞頭440中心的空腔446具有車出的0.625英寸螺紋段(1.59cm)開口(18個螺紋/英寸)，用于與軸426的端432相配合。軸426由LEXAN棒機加工制成；其外徑等于0.875英寸(2.22cm)；內(nèi)徑，0.250英寸(0.64cm)。端432是0.5英寸(1.27cm)長，并帶有螺紋以便與活塞頭440的孔446相配合。端430是2.54cm(1英寸)長；1.58cm(0.623英寸)直徑，從而形成環(huán)狀臺肩以支撐不銹鋼重物434。環(huán)狀不銹鋼重物434的內(nèi)徑為1.59cm(0.625英寸)，因此可滑入到軸426的端430上，并坐落在其上形成的環(huán)狀臺肩上?；钊?24與重物434的重量之和等于596g，該數(shù)值，就28.27cm2的面積而言，相當(dāng)于20,685dyn/cm2(0.30psi)的壓力。
當(dāng)溶液流經(jīng)活塞/圓筒設(shè)備時，圓筒422一般坐落在16目、剛性不銹鋼支撐網(wǎng)(未畫出)或等價物上。
將活塞和重物放到空圓筒中，以便測量從重物底面到圓筒頂面的尺寸。該測定值采用讀數(shù)精確至0.01mm的卡尺量取。該測定值以后將用來計算凝膠床高度。重要的是，測定每一個圓筒空白狀態(tài)并對使用哪一個活塞和重物進行記錄。當(dāng)凝膠溶脹時，應(yīng)保持使用同一活塞-重物組合。
用于GBP測定的吸收劑層的制備過程是3.0g吸收劑材料放在GBP圓筒設(shè)備中(溶脹前，干聚合物應(yīng)在圓筒網(wǎng)上均勻攤開)，以0.9％(w/v)氯化鈉水溶液溶脹15min。樣品采自預(yù)先篩選的吸收劑材料部分，即是通過了美國標(biāo)準(zhǔn)#30目篩網(wǎng)但被美國標(biāo)準(zhǔn)#50目篩網(wǎng)截留的部分。顆粒的預(yù)篩選可采取手工或自動預(yù)篩選，例如采用Ro-Tap機械振動篩，型號B，由W.S.Tyler公司(Mentor，OH USA)供應(yīng)。
這段時間結(jié)束以后，將圓筒從流體中取出，并將活塞重物組合件放在凝膠層上。通過用測微計測量從重物底面到圓筒頂面的距離，確定出該溶脹層的厚度。從凝膠溶脹以后取得的數(shù)值中減去用空圓筒進行這一測定時獲得的數(shù)值。所獲得的數(shù)值即為凝膠床高度H。
GBP測定的第一步是將氯化鈉溶液加入到圓筒422中，直至該溶液達到從凝膠層452底部量起4.0cm的高度。該溶液的高度將在整個試驗過程始終保持不變。用重量分析法測定通過凝膠層452的流體數(shù)量對時間的關(guān)系。數(shù)據(jù)點的收集定為，試驗的頭2min，每秒鐘一次；其余時間，每2s一次。當(dāng)將這些數(shù)據(jù)標(biāo)繪成通過床層的流體數(shù)量對時間的曲線時，本領(lǐng)域技術(shù)人員便可清楚地看出，穩(wěn)定的流率是何時獲得的。在該流率計算中，僅使用流率已變得穩(wěn)定以后所收集到的數(shù)據(jù)。透過凝膠層452的流率Q，可利用透過凝膠層的流體(以克計)對時間數(shù)據(jù)點(以秒計)的最小二乘法線性擬合來確定，單位為g/s。
滲透率，以cm2為單位，可通過下式求得K＝[Q*(H*Mu)]/[A*Rho*P]其中K＝凝膠床滲透率(cm2)；Q＝流率(g/s)；H＝凝膠床高度(cm)；Mu＝液體粘度(泊)；A＝液體物流斷面面積(cm2)；Rho＝液體密度(g/cm3)；以及P＝靜水壓(dyn/cm2)(通常為3923dyn/cm2)。
AUL和自由溶脹試驗“載荷下的吸收率”(AUL)是材料在進行機械載荷下持液能力的度量。其測定方法是，測定1g材料在約2kPa(0.3磅每平方英寸)外加載荷或約束力作用下，1h能吸收含0.9wt％氯化鈉水溶液的克數(shù)AUL裝置包括“需求吸收度測試儀(DAT)”，如描述在美國專利5,147,343中，1992-09-15授予Kellenberger，在此收作參考，它類似于M/K系統(tǒng)公司(Danners，麻薩諸塞)供應(yīng)的GATS(重量分析法吸收度試驗系統(tǒng))，采用一水平多孔板，它具有局限在2.5cm直徑面積內(nèi)的許多出水口，用以提供液體鹽水溶液，0.9w/w％氯化鈉水溶液，該水溶液由儲液池供應(yīng)給多孔板，使得在多孔板的上平面處不具有靜水頭(既無正壓也無負(fù)壓)。于是，流體可不需要克服顯著毛細(xì)管壓力能壘便將液體移出多孔板，從而吸入到吸收劑中。由板中吸收的流體不斷被來自儲液池的液體置換。儲液池坐落在電子天平上，以此測量出從儲液池取出并被吸收到吸收劑中去的液體數(shù)量。多孔板上的樣品坐落在一段2.54cm(1英寸)內(nèi)徑熱塑性管上，該管略做了機加工，以保證同心度。0.15mm孔隙(100目)的不銹鋼織物熔結(jié)在圓筒底部，以約束其中的樣品及任何粒狀物。必須小心保持底部平坦和光滑以及圓筒內(nèi)部不被扭曲。由2.54cm(1英寸)直徑實心材料(例如透明塑料)制成4.4g的活塞(“間距盤”)并經(jīng)過機加工使之緊挨圓筒但又不被卡住(即，直徑減小到2.527cm)。在活塞上放標(biāo)準(zhǔn)100g重量，用以提供21,000dyn/cm2(約0.3psi)約束載荷，相當(dāng)于嬰兒尿布通常所受到的。為了用泡沫體狀纖維材料或泡沫體進行該試驗，材料樣品被切成直徑略小于2.54cm(1英寸)的圓盤，以便與樣品管內(nèi)壁自由地配合。樣品質(zhì)量應(yīng)介于約0.05g～約0.16g。
該試驗過程的第一步是將3cm直徑GF/A玻璃濾紙放在多孔板上(紙的尺寸應(yīng)大于圓筒內(nèi)徑但小于外徑)，以保證良好接觸同時又消除任何從DAT出水口上空蒸發(fā)的可能，隨后等待其達到飽和。待測試材料放在AUL設(shè)備底部的金屬絲織物上，然后在樣品上覆蓋塑料間隔盤，其作用在于保護樣品在試驗期間免遭干擾同時也使載荷均勻地施加到整個樣品上。在小心地將活塞和重物放在圓筒內(nèi)的樣品上以后，將AUL裝置放在玻璃濾紙上。監(jiān)視流體吸入量隨時間變化的情況，或者手工操作，利用帶狀記錄紙記錄器；或者直接輸入到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中來實施。
1h后測定的流體吸入量即為AUL值，以每克干試驗材料的液體克數(shù)表示。
本發(fā)明材料的AUL可高于6g/g，更具體地等于或大于約10g/g，進一步具體地等于或大于約15g/g，最具體地等于或大于約25g/g，典型范圍介于約9～約40g/g。雖然不加超吸收劑材料或可溶脹粘結(jié)劑材料便可以達到高AUL值，但是特別高的AUL值則要通過在吸收劑結(jié)構(gòu)中加入超吸收劑材料才能達到。
本文所使用的“自由溶脹容量”(FS)是如下試驗的結(jié)果測定1g材料在可忽略不計的外加載荷作用下，1h能吸收含0.9wt％氯化鈉水溶液的克數(shù)。該試驗的實施與前面關(guān)于AUL試驗所述一樣，只不過在樣品上不放100g重量。
本發(fā)明材料的自由溶脹容量可高于8，更具體地高于10，更具體地高于20，最具體地高于30g/g。
本文所使用的“自由溶脹AUL比值”是自由溶脹容量與AUL的比值。該數(shù)值通常將大于1。該數(shù)值越高，材料對壓縮載荷越敏感，就是說該樣品在載荷下維持其潛在孔隙容積和毛細(xì)管吸收勢能的能力越低。本發(fā)明材料的“自由溶脹AUL比值”等于或小于約4，更具體地等于或小于約2，進一步具體地等于或小于約1.5，更具體地等于或小于約1.3，典型范圍介于約1.2～約2.5。
附圖詳述現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，吸收制品優(yōu)異的流體吸入和控制性能可通過采用裝在吸收制品內(nèi)的諸如膨松纖維微粒之類的自由流動吸收顆粒的吸收制品來達到。在流體控制和/或合身方面的有利協(xié)同效應(yīng)可在一種裝有自由流動顆粒的袋與吸收制品內(nèi)其他元件之間的配合作用下取得。例如，良好的結(jié)果已通過一種包含造紙纖維的纖維素纖維微粒獲得，該纖維微粒是通過捏和作用使纖維纏結(jié)成為小的、不連續(xù)的束而借助機械作用制造的。
纖維微粒制備纖維微粒制備的某些基本方面公開在美國專利5,800,417，“包含生成水凝膠的聚合物材料和纖維束的吸收組合物”中，1998-09-18授予K.Goerg-Wood等人，在此全文收作參考。
本發(fā)明生產(chǎn)方法的一個實施方案大致表示在圖1的流程圖中。首先提供濕纖維，通常是高濃度的，典型值大于10％，更具體地等于或大于約20％，最具體地等于或大于約30％，典型范圍介于約32％～約55％。任何造紙纖維均可使用，同樣，其他纖維素纖維或吸收性聚合物纖維，只要能形成纖維微粒，均可使用。在一種實施方案中，硬木纖維是纖維微粒的主要纖維成分，在相關(guān)的實施方案中，用短造紙纖維生產(chǎn)纖維微粒，其中纖維的重均長度小于3.5mm，具體地說小于約2mm，更具體地介于約0.2mm～約1.7mm，按采用Kajaani FS-200儀器測定的纖維長度計。
為提供高濃度纖維，可能要求脫水步驟以便將稀纖維懸浮體變得更濃。例如，低濃度淤漿可用帶式壓榨機達到脫水。帶式壓榨機可以是任何合適的市售供應(yīng)的裝置，例如由Komline Sanderson(Peapack，NJ)供應(yīng)的帶式過濾壓榨機。視被加工材料的體積而定，幾臺帶式壓榨機可并聯(lián)起來以提供要求的能力。來自帶式壓榨機的工藝白水，可導(dǎo)回到制漿裝置或者工廠其他需要水的部分去。在帶式壓榨機的出口，濾餅在典型情況下可具有25～45％固體，更具體地30～45％固體，最具體地35～40％固體。其他提高稀纖維漿濃度的脫水手段包括離心過濾、螺旋壓榨機、在造紙機上過濾并壓榨、篩濾板、閃急干燥、蒸發(fā)干燥以及諸如此類。
如圖1所示，在本發(fā)明捏和加工期間對纖維施加機械能以促使纖維纏結(jié)。可采用能對漿粕施以高剪切的單-或雙軸捏和機(disperger)。高剪切處理可持續(xù)約1min或更長(即，纖維通過裝置的平均停留時間可等于或大于約1min)。適用于捏和處理的具體裝置例子包括BIVIS機(由Clextral公司(Firminy Cedex，法國)供應(yīng))以及Maule軸式捏和機，例如Maule GR11型由Ing.S.Maule&C.S.p.A.，Torino，意大利制造，圖示并詳細(xì)描述在美國專利5,772,845，“軟薄紙”中，1998-06-30授予Farrington，Jr.等人，在此收作參考。
另外，在本發(fā)明中也使用其他已知的用于造紙紙漿高濃度處理的捏和機，例如由David W.Hostetter在“捏合與圓盤分散的比較”，《紙時代(PaperAge》，1995，16頁中所描述的。Hostetter解釋道，典型造紙用圓盤捏和機和捏合機依靠在大約30％濃度下的剪切作用工作，其典型功率要求介于60～90千瓦時/噸。圓盤分散(或捏和(disperging))通常在95℃或更高的溫度下效力最大，因此圓盤捏和機的前面常常設(shè)置加熱裝置如加熱的螺旋輸送機。它們通常操作在1200～1800rpm。一個例子是Voith Sulzer“HTD”捏和機(Appleton，威斯康星)，它具有自動功率控制以及主要承擔(dān)對纖維剪切作用的間隙的控制。為獲得最佳結(jié)果，圓盤捏和機應(yīng)操作在低通過量條件下，以增加纖維停留時間以及對其施加的能量，從而促進纖維微粒的形成。當(dāng)短時間暴露于高剪切作用時，可能需要附加的捏和步驟才能形成合適的纖維微粒。
捏合機(在這里，可看作捏和機的一種特定形式)一般操作在較低溫度，例如約40℃～70℃，市場上有單和雙軸式供選擇，轉(zhuǎn)速介于200～1000rpm。在捏合區(qū)的停留時間，要比圓盤分散長，并且在賦予卷曲或纏結(jié)方面有效。捏合機的一個例子是Voith Sulzer KD-500捏合用捏和機(前面援引的Hostetter的參考文獻如此稱謂——可見，捏合被視為用于本發(fā)明目的“捏和(di sperging)”的一種形式)。Ahlstrom MDR捏合機也可使用。捏合機的另一個例子由美國專利3,836,336提供，1974-09-17授予Yasui等人，在此收作參考。捏合機通?？刹僮髟诮茍A盤捏和機(disk disperger)或其他捏和機的能量水平，但用于本發(fā)明目的，可操作在較高能量水平。
此前工業(yè)操作中使用的所有捏和機形式，包括捏合機、圓盤捏和機和軸式捏和機(shaft disperger)，據(jù)信一般都以一種避免形成纖維微粒的方式操作，因為纖維微粒是工業(yè)紙生產(chǎn)所不希望的。然而，為達到本發(fā)明的目的應(yīng)促進纖維微粒的生成，例如通過操作在1個或多個提高的能量水平，延長停留時間(與通過量相關(guān))和提高濃度來達到。就給定裝置而言，可采用能量、通過量和濃度的簡單優(yōu)化，使纖維微粒生成量達到最大。再有，在給定配料的情況下，可優(yōu)化施加的能量、通過速率和溫度以達到希望的顆粒密度、吸收能力和粒度分布?；瘜W(xué)添加劑(纖維微粒調(diào)節(jié)劑)也可起到有用但任選的作用，正如下面所述。在一種實施方案中，施加的能量水平高于市售捏和機操作的通常水平。具體地說，可施加高于90kw h/t(千瓦時/噸)的能量水平。更具體地說，為達到纖維捏和，輸入能量水平可介于任何下列范圍約95kw h/t或更高，約140kw h/t或更高，約200kw h/t或更高，約95kw h/t～約600kw h/t，以及約110kw h/t～約300kw h/t。
在BIVIS捏和機中，可采用高于50％的濃度，而不會堵塞。此種裝置可大致描述為一種帶壓的雙螺桿軸捏和機，每根軸具有沿物料流動方向取向的幾個螺棱，接著是幾個反方向的螺棱，從而造成背壓。螺棱帶有缺口，以便讓物料穿過缺口從一系列螺棱到另一系列去。對此種使用的具體機器可使用盡可能高的濃度，以便使纖維與纖維之間的接觸最大化，或者可對濃度實施優(yōu)化以達到要求的特定產(chǎn)品屬性。
進入捏和機的纖維分散體溫度可等于或大于約20℃，具體地等于或大于約50℃，更具體地等于或大于約70℃，最具體地等于或大于約90℃。捏和(disperging)(在造紙纖維的機械處理中一般與“分散”(″dispersing″)或“分散”(″dispersion″)含義相同)將使溫度升高，具體取決于能量輸入。剛剛分散后的漿粕溫度可等于或大于約50℃，更具體地等于或大于約80℃，典型范圍介于90℃～130℃，更具體地介于約100℃～約115℃。溫度上限取決于設(shè)備是否帶壓，因為操作在大氣壓壓力下設(shè)備中的纖維水分散體不可能加熱到超過水的沸點。捏和機操作的其他原理公開在美國專利5,348,620，“薄紙用造紙纖維的處理方法”中，1994-09-20授予Hermans等人，其不與本發(fā)明抵觸的部分在此被收作參考。
捏和機(例如，BIVIS或Maule裝置)的出口濃度可介于約20％～約75％，具體地介于約40％～約60％，更具體地介于約45％～約55％。好的結(jié)果能夠在高于約90千瓦時/噸的特定能量值下獲得，不過預(yù)計，某些纖維微?？稍诘椭?5～90千瓦時/噸能量輸入水平生產(chǎn)出來，同樣也可在高得多的特定能量水平獲得，例如約300或600千瓦時/噸。實際上，出口濃度介于47％～55％，雖然更低或更高的數(shù)值也屬于前面所規(guī)定的本發(fā)明范圍。
纖維微粒調(diào)節(jié)劑(nit conditioner)和顆粒調(diào)節(jié)劑如圖1的實施方案所示，纖維微粒(以及其他自由流動顆粒)可至少部分地以纖維微粒調(diào)節(jié)劑(或更一般地，“顆粒調(diào)節(jié)劑”)處理，例如用松解劑、潤滑劑、蠟、硅氧烷化合物或其他疏水材料，以改變捏和期間纖維與纖維的相互作用和/或改變已結(jié)合到吸收制品中的顆粒與顆粒的相互作用。例如，纖維微粒調(diào)節(jié)劑或顆粒調(diào)節(jié)劑可改善顆粒的自由流動性。此種調(diào)節(jié)劑和其他化學(xué)品可在顆粒制備及處理期間任何適當(dāng)?shù)臅r刻加入。在纖維微粒的情況下，纖維微粒調(diào)節(jié)劑向碎漿機中的加入，可在漿粕最初被離解和制備時，在脫水期間或以后(漿粕濃度提高)，在捏和機的入口(例如，進料螺旋處)進行，或者纖維微粒調(diào)節(jié)劑及其他化學(xué)品可注入到捏和機本身的幾個區(qū)當(dāng)中任何一個中，或者在成形后，例如在干燥之前、期間或以后加入到纖維微粒中。還有，纖維微粒干燥期間或以后的化學(xué)品添加可選擇性地加入到表面的表面上，從而可有效地改變顆粒與顆粒相互作用。
令人驚奇的是，由濕纖維制備纖維微粒之前或期間加入松解劑或潤滑劑，據(jù)發(fā)現(xiàn)可縮小纖維微粒粒度分布寬度并可增加所要求粒度范圍的纖維微粒得率。除了加入造紙技術(shù)已知的松解劑獲得的好處以外，纖維微粒性能方面的好處還可通過在纖維微粒加工期間加入已知表面活性劑或分散劑來達到。不擬囿于理論但據(jù)信，潤滑劑如蠟、油和硅氧烷化合物，或者表面活性劑或分散劑如Triton X-100，當(dāng)在捏和操作期間使用時，可改變纖維之間的表面相互作用，從而縮小由纏結(jié)纖維形成的纖維微粒尺寸。又據(jù)信，同樣不擬囿于理論，在造紙纖維的高濃度捏和處理期間有效數(shù)量的潤滑劑、松解劑、分散劑和表面活性劑中的至少一種的存在，可降低纖維微粒之間的摩擦并使得纖維微粒更容易從彼此間相對流過，從而建立起一種局域速度場或剪力場，能較好地促進纖維微粒的分離并使形成的纖維微粒中突出到纖維微粒表面以外的纖維數(shù)量減少。
不擬囿于理論但據(jù)信，纖維微粒表面的松解劑可防止纖維微粒之間的粘結(jié)或結(jié)團并可提高纖維微粒彼此之間的潤滑。因此，相信松解劑選擇性地位于纖維微粒外表面，就吸收制品的性能而言要比均勻地施加在纖維微粒的整個纖維材料內(nèi)的松解劑更為有效。然而，在纖維微粒的制造中發(fā)現(xiàn)，松解劑若存在于整個漿粕體積內(nèi)常常能將纖維微粒粒度降低到要求的范圍，從而改善纖維微粒的粒度分布。同樣，不擬囿于理論但據(jù)信，松解劑的存在可提高捏和加工期間纖維的潤滑性，從而使絮凝物分裂成較小尺寸的纖維束。譬如，不用松解劑能產(chǎn)生約1mm的平均粒度的方法，若采用0.5％～2％松解劑(相當(dāng)于干纖維質(zhì)量的重量百分率)則可產(chǎn)生約0.6mm的平均粒度。
因此，松解劑的施加可按照2種方法之一或二者實施(1)將松解劑在捏和之前或期間施加到纖維或纖維淤漿中以控制纖維微粒的成形和粒度，以及(2)已通過機械加工制成纖維微粒以后并在纖維微粒干燥之前、以后或期間，將松解劑(或其他疏水材料或含脂肪部分的化合物)施加到至少一部分纖維微粒的表面。
許多松解劑趨于降低水吸收性，因為賦予產(chǎn)品以松解效力的同一脂肪長鏈部分又會造成疏水。為了克服這一問題，某些制造商制造出環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷的加成產(chǎn)物，以使產(chǎn)物在一定程度上較親水。有關(guān)松解劑的化學(xué)可參見大量專利文獻的描述。以下列出的美國專利提供一些例子，盡管不打算窮盡全部Hervey等人，美國專利3,395,708和3,554,862；Forssblad等人，美國專利3,677,886；Emanuelsson等人，美國專利4,144,122；Osborne，III.，美國專利4,351,699；以及Hellsten等人，美國專利4,476,323。上述這些專利全部涉及陽離子松解劑。Laursen在美國專利4,303,471中，在此收作參考，描述了可被視為典型非離子松解劑的添加劑。
合適的松解劑包括大量季銨化合物中任何1種或多種以及文獻中已知的其他軟化劑，包括Berocell 596和584(季銨化合物)，由Eka Nobel公司制造，據(jù)信是根據(jù)美國專利3,972,855和4,144,122制備的；Adogen 442(二甲基二氫化牛油基氯化銨)，Sherex化學(xué)公司制造；Quasoft 203(季銨鹽)，由Quaker化學(xué)公司制造；以及Arquad2HT75(二(氫化牛脂)二甲基氯化銨)由Akzo化學(xué)公司制造。薄紙技術(shù)上已知的軟化劑也可用作適用于本發(fā)明的松解劑或疏水物質(zhì)，可包括但不限于，脂肪酸、蠟、季銨鹽、二甲基二氫化牛油基氯化銨、甲基硫酸季銨、羧基化聚乙烯、椰子酰胺二乙醇胺、椰油甜菜堿、月桂酰肌氨酸鈉、部分乙氧基化季銨鹽、雙十八烷基二甲基氯化銨、甲基-1-油基酰氨基乙基-2-油基咪唑啉鎓的甲基硫酸鹽(Varisoft 3690，由Witco公司供應(yīng))，以及諸如此類。
抗靜電劑通常具有類似于可用的松解劑側(cè)鏈的側(cè)鏈，故也可存在。在某些情況下，抗靜電化合物有助于減輕干態(tài)時靜電誘導(dǎo)的纖維微粒結(jié)團，尤其是制造期間。
硅氧烷化合物可用來提供纖維微粒某些性能，特別是濕態(tài)時的防結(jié)團以及提供干態(tài)時的有用的觸感和自由流動特性。有用的硅氧烷化合物包括以硅氧烷為基礎(chǔ)的松解劑、抗靜電劑、柔軟劑、表面活性劑等，它們當(dāng)中許多可由Lambent技術(shù)公司購得，例如描述在A.J.0’Lenick，Jr.，和J.K.Parkinson，“硅氧烷化合物不再僅僅是油相”，《肥皂/化妝品/特殊化學(xué)品》卷74，第6期，1998-06，55～57頁。范例硅氧烷化合物包括硅氧烷季銨化合物，例如基于聚二甲基硅氧烷共聚醇化學(xué)的硅氧烷烷基酰胺基季銨化合物，可用作軟化劑、抗靜電劑和松解劑；硅氧烷酯，包括可提供潤滑的磷酸酯；聚二甲基硅氧烷醇的硬脂酸酯和聚二甲基硅氧烷共聚醇的異硬脂酸酯，具有高度潤滑作用并且可作為水中的微乳液施涂；硅氧烷與聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺或多磺酸的共聚物；硅氧烷lethioniates；硅氧烷羧酸酯；硅氧烷硫酸酯、硅氧烷磺基琥珀酸酯；硅氧烷兩性化合物；硅氧烷甜菜堿；以及硅氧烷咪唑啉季銨化合物。描述此類化合物的相關(guān)專利包括下列US Pat.Nos.5,149,765；4,960,845；5,296,434；4,717,498；5,098,979；5,135,294；5,196,499；5,073,619；4,654,1615,237,035；5,070,171；5,070,168；5,280,099；5,300,666；4,482,429；4,432,833(這些專利公開親水季銨松解劑)以及5,120,812，所有這些文獻在此均收作參考。親水松解劑可按照與疏水松解劑一樣的劑量和類似方式施涂。
雖然作為松解劑或潤滑劑使用的化學(xué)添加劑可在纖維微粒制備中用于防止附聚、降低顆粒內(nèi)聚力、防靜電(尤其在某些陽離子松解劑的情況下)以及很好地控制捏和期間纖維微粒粒度等作用之一或多種，但其他表面活性化合物也可起到控制捏和期間纖維微粒成形的作用。譬如，各種各樣技術(shù)上已知的表面活性劑和分散劑(前面所定義的)也可在捏和期間施加，以改變纖維-纖維相互作用，改變纖維微粒-纖維微粒相互作用，或控制漿粕懸浮體的絮凝傾向，所有這些都對控制纖維微粒粒度或干顆粒流變性具有潛在效益。
表面活性劑可以是陰離子、陽離子或非離子，可包括技術(shù)上已知的任何不與健康和本發(fā)明性能要求相抵觸的那些。
纖維微粒可與吸收劑顆粒袋內(nèi)的其他添加劑組合起來以進一步提高袋的吸收能力或控制流體的能力，袋的內(nèi)裝物的操作性能或宏觀機械性能或流變性能。能提供附加吸收能力的材料包括超吸收劑顆粒，特別是專門為吸入月經(jīng)而制造的超吸收劑，纖維素纖維、超吸收劑纖維和薄膜，以及1個或多個超吸收劑處理的薄紙層。該纖維微粒還可包含一定百分率的無機材料或礦物，如粘土(例如，高嶺土、膨潤土等)、碳酸鈣、沸石、蛭石、二氧化鈦、云母、滑石粉、氧化鋁、二氧化硅、碳酸氫鈉以及諸如此類。為特殊目的可施加其他添加劑，例如異味控制劑、離子交換樹脂、抗微生物劑、聚氨基葡糖以及甲殼質(zhì)顆?；蛱砑觿?、酶、表面活性劑、增塑劑如多元醇，以及諸如此類。加入量根據(jù)所要求的目的而異，但作為例子可從下列以干纖維為基準(zhǔn)的重量百分率范圍選擇1％～50％、2％～10％、1％～5％、小于10％，小于約5％、小于2％，約0.2％～約3％，以及基本上等于0％。
對于聚甲基脲小球或?qū)τ谝话阕杂闪鲃宇w粒來說，同時還存在蛭石和粘土顆粒，尤其當(dāng)為提高流動性而使用其他形狀比較規(guī)則的顆粒時。例如，若基本球形或卵形自由流動顆粒占約20％或更高，具體地說約30％或更高，更具體地約40％或更高顆粒物質(zhì)的體積，則可使用非球形顆粒如蛭石或粘土，同時仍將維持希望的流變特性。同樣地，當(dāng)超過40％，具體地說超過50％的顆粒質(zhì)量是纖維微粒時，則可使用粘土或蛭石，而不會損害由純礦物提供的流變性優(yōu)勢。
纖維微粒的干燥捏和以后，纖維微粒通常需要輸入進一步的能量使它們干燥，如圖1所示。在某些實施方案中，纖維微粒一旦干燥后便基本不會出現(xiàn)許多纖維微粒結(jié)成團的現(xiàn)象。為此，干燥期間采用某種形式的攪拌是有用的。干燥后攪拌以破碎團塊也可以采用。纖維微粒一旦被擠出或以濕態(tài)從捏和機中取出后，也可在干燥期間對它們進行攪拌并維持疏松狀態(tài)，或直至它們干燥到足以使纖維微粒之間不可能形成氫鍵?？刹捎酶呒羟锌諝飧稍餀C或流化床干燥機，其中加熱空氣的射流在罐、鼓、回轉(zhuǎn)干燥機或攪拌床內(nèi)纖維微粒的下面朝上吹，攪動纖維微粒，并幫助它們維持在疏松狀態(tài)。在一種實施方案中，靠近捏和機出口的空氣射流立刻將纖維微粒打散并導(dǎo)致攪拌和干燥同時開始。同樣，纖維微粒也可倒出、運送或用氣力吹到轉(zhuǎn)鼓或轉(zhuǎn)筒中，然后向纖維微粒中通入加熱氣體。旋轉(zhuǎn)式干燥裝置，特別是帶有攪拌手段的或擾流棒的，也是有用的，因為干燥器的機械攪拌或運動有助于防止纖維微粒干燥期間結(jié)團，因此有助于纖維微粒的均勻干燥。周期地向干燥器內(nèi)吹入高速氣流以進一步攪動顆粒是有益的。任意數(shù)量市售粒料干燥機、流化床系統(tǒng)和高剪切干燥機均可改造成適合干燥纖維微粒的目的，所采用的原理則是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的。例子包括Carman工業(yè)公司的粒料加工設(shè)備，包括Carman流化床處理機，例如型號FBP-1322，Adjust-A-FloWTM振動加料機和振動罐出料機(參見Carman工業(yè)公司的網(wǎng)頁)。
流化床干燥機的有用例子是Swenson加工設(shè)備公司(15700Lathrop Avenue Harvey，伊利諾60426)的流化床干燥器或Swenson回轉(zhuǎn)干燥機和閃急干燥器。
有用干燥手段的其他例子包括Processall公司(辛辛那提，OH)的“犁式干燥機”，它主要靠機械手段使顆粒流態(tài)化，而不造成高剪切或顆粒降解。流態(tài)化是依靠帶有混合要素附件的軸實現(xiàn)的。該裝置包括帶有軸的容器，軸上具有一系列旋轉(zhuǎn)元件(犁片)，被設(shè)計成對容器內(nèi)物料具有提升和分散作用。犁片的式樣、元件的數(shù)目和間距以及速度均對流態(tài)化有影響。據(jù)信，在犁式混合機中施加朝上運動的空氣射流將提供比單單依靠機械作用優(yōu)越的效果。譬如，纖維微粒可利用低剪切氣體流化和罐內(nèi)旋轉(zhuǎn)犁片作用二者的組合而進行干燥。這樣，附聚物可被打散，快速干燥得以實現(xiàn)。然而，機械剪切可取代相當(dāng)大一部分通常由氣流提供的剪切，其例子是Processall U-MAX旋轉(zhuǎn)真空干燥機(辛辛那提，OH)。
適當(dāng)機械能量施加到高濃度纖維淤漿中以后，纖維通常將變得纏結(jié)成小而緊密的纖維束(纖維微粒)。該纖維微粒的平均粒度可介于約50μm～約1000μm，更具體地介于約100μm～約850μm，進一步具體地介于約300μm～約850μm，最具體地介于約300μm～約600μm，按照美國試驗和材料學(xué)會(ASTM)試驗方法D-1921的篩析確定。在一種實施方案中，少于15wt％，更具體地少于5wt％的纖維微粒的顆粒尺寸大于2mm或小于50μm。更具體地說，少于5wt％纖維微粒的顆粒尺寸大于1mm。最具體地說，少于1wt％的纖維微粒的顆粒尺寸大于1mm。替代地，至少90wt％，更具體地至少95wt％的干纖維微粒或干自由流動顆粒的顆粒尺寸，按篩析確定(例如，ASTM方法D-1921)介于任何一個下列范圍100μm～850μm、100μm～800μm、300μm～850μm、300μm～600μm。要知道，按篩析測定的顆?？砂ㄝ^小顆粒的內(nèi)聚性聚結(jié)物。
纖維微粒的制備方法還可包括干燥后的后處理，例如分級、篩分、篩選、風(fēng)選之類處理，以去除最大的纖維微粒和/或小纖維微?；蚱渌灰念w粒。可通過篩選、篩分之類的方法將纖維微粒按粒度分級。揀選或分級也可通過氣動方法完成(例如，流化床中的夾帶)，以便除掉具有最大圓形面積或空氣動力拖拽力的顆?；蛘吒鶕?jù)密度分類。旋風(fēng)分離器在按顆粒密度揀選被夾帶在空氣或其他流體中的顆粒時是有效的。幾種有用的顆粒的分級和粒度降低原理描述在“固體尺寸的減少粉碎和研磨設(shè)備”，L.G.Austin和O.Trass，第12章，《粉末科學(xué)與技術(shù)手冊》，M.E.Fayed和L.Otten主編，第二版，Chapman & Hall，紐約，1887，586～634頁，尤其著重參考610～611頁。纖維微?？刹捎闷渌椒ㄟM行分類，例如采用篩選，例如振動或回轉(zhuǎn)篩，例如描述在N.McCauley，“振動和回轉(zhuǎn)篩恰當(dāng)?shù)陌惭b產(chǎn)生一流性能”《粉末和散料工程，1999-12，35～39頁；采用篩分，包括超聲篩分，例如用Telsonic Ultrasonics公司(Bridgeport，NJ)的SonoScreen裝置，或回轉(zhuǎn)篩例如Vort-SivRBF-10型回轉(zhuǎn)篩(MM工業(yè)公司，Salem，OH)；采用風(fēng)力分級，例如用NSP Powderizer，由Sturtevant公司制造(Hanover，MA)或者Marsulex風(fēng)選機(Marsulex環(huán)境技術(shù)公司，Lebanon，PA)，或離心風(fēng)選機，由CCE技術(shù)公司(Eagan，MN)制造，以及諸如此類。在一種實施方案中，分級為2或更多個粒度等級是采用Coanda-效應(yīng)氣流顆粒分類機完成的，描述在美國專利6,015,648，“氣流分類機及調(diào)色劑的生產(chǎn)方法”中，授予S.Mitsumura等人，2000-01-18，在此收作參考。
該干纖維微粒一般具有高于纖維極限密度的密度，因此一旦打濕，單個纖維微粒不大可能失去很多體積，反而會溶脹，從而導(dǎo)致吸收制品內(nèi)纖維微粒袋的孔隙容積的增加或貼身性能的改善。纖維微粒與成水凝膠材料(超吸收劑顆粒)的配合使用在打濕后尤其可能顯著溶脹，并利用這一機理可改善貼身性能。
其他自由流動顆粒除了纖維素纖維微粒之外，可用于形成自由流動顆粒的材料包括聚甲基脲球、如公開在WO 98/43684，“吸收制品”中，M.Raidel，1998-10-08。微孔大珠也可使用，例如公開在A.J.Disapio等人，“微孔大珠為皮膚護理提供新機遇”，《肥皂與化妝品》卷75，第二期，1999-02，pp.42～47頁，它是可觸知的聚合物珠，可以是球形或者可通過球摩擦在珠內(nèi)含孔而形成，用于俘獲或釋放化學(xué)劑或液體。微孔大珠通常由加入了用于控制表面性質(zhì)、孔隙容積等的單體的丙烯酸酯共聚物制成。例如，富酯單體導(dǎo)致親脂的表面。可用于本發(fā)明的大珠的粒度可介于約100～500μm，或約300～600μm。微孔大珠可單獨使用或者與纖維微粒、微球、珠或PMU顆粒組合使用。二氧化硅或其他礦物的多孔、中空或?qū)嵭那蚣捌渌m合自由流動的顆粒形狀的也可使用。涂布了防粘連劑的顆粒，例如涂布硅氧烷、滑石粉、氟化聚合物之類的，也可提供優(yōu)良干態(tài)流動性。
該自由流動顆粒可以是吸收性的但基本上不溶脹的(即，當(dāng)打濕至含有50％含濕量時，組裝后的顆粒的堆積體積增加幅度低于20％，或者在200％吸濕量時，顆粒堆體積增加幅度小于25％)。當(dāng)有效數(shù)量自由流動顆粒配置在多孔袋中或被限制在2層片材材料之間時，最靠近吸收制品面朝穿戴者身體一側(cè)的片材必須是多孔的，該自由流動顆?？捎米饔行胧侄挝朐陆?jīng)和其他體液，并可用作貼合身體的手段以維持良好的貼身和穿戴者的舒適。在一種實施方案中，自由流動顆粒即便當(dāng)濕態(tài)時仍可保持可移動的，尤其是當(dāng)預(yù)先用潤滑劑、松解劑、表面活性劑、分散劑或疏水材料中的至少一種進行過處理時，并可在寬范圍飽和值內(nèi)受到剪切或壓縮力時流動，從而使該纖維微粒與身體共形并提供舒適。
兩種或更多種自由流動顆?？山M合使用。吸收制品中存在的各顆粒種類可在諸如粒度、表面光潔度、潤濕特性、松解劑或抗靜電化合物或其他防結(jié)團劑的存在、在密度、纖維類型、起毛或原纖化程度等方面彼此不同。其他顆?；蛱砑觿┮部杉尤耄垣@得舒適、可壓縮以及觸感等性能，包括小片柔軟的可變形泡沫體，諸如規(guī)則或不規(guī)則的泡沫橡膠或聚氨酯泡沫成形顆粒，具有，僅作為例子，約300μm～2mm的粒度，具體地介于約400μm～約1mm。雖然該泡沫體或其他加入的顆粒不具有高度流動性或者很可能本身根本不能自由流動，但當(dāng)足夠數(shù)量自由流動顆粒合在一起時，整個組合卻可表現(xiàn)出自由流動性能。在另一類實施方案中，1種或多種纖維微?？膳c其他顆粒如微球、球形礦物、涂層顆粒之類組合起來。
結(jié)合到吸收制品中在制備纖維微?；蚱渌杂闪鲃宇w粒中的干燥及其他加工步驟以后，將該顆粒結(jié)合到吸收體液或其他液體的吸收制品中。在一種實施方案中，含造紙纖維的纖維微?？捎迷谖沼突蚱渌鐬⒁后w的長條狀吸收性墊中作為吸收材料。范例吸收條塊，描述在共同未決專利申請序列號09/119602，“長條狀液體吸收墊及溢灑物收集系統(tǒng)”中1998-07-22提交，J.D.Cotton，J.J.Tanner和J.D.Lindsay，在此將其全部內(nèi)容收作參考。特別是，諸如桉樹纖維微?；騺喠蛩猁}軟木纖維微粒之類的自由流動顆粒，外面套一個諸如紡粘纖網(wǎng)之類長條狀透液纖網(wǎng)，可構(gòu)成適用于容納工業(yè)或工作場所油類及其他溢灑物用的長條狀吸收條塊的內(nèi)部吸收材料。自由流動顆粒容許條塊與常常是不規(guī)則的周圍保持共形，以便最大限度防止泄漏和吸收流體。
本發(fā)明自由流動顆粒在許多吸收制品中都具有實用價值，尤其是那些旨在貼合穿戴者身體的，以發(fā)揮自由流動顆粒適應(yīng)身體的存在而變形和流動，即便打濕仍維持高孔隙容積的能力。譬如，本發(fā)明自由流動顆?？捎米飨铝形锲分械奈談┏煞中l(wèi)生巾(女性護理墊和相關(guān)月經(jīng)用具，包括“超薄”墊和褲襯墊和超長墊(maxipads))、失禁墊、尿布、月經(jīng)褲、兒童用一次性短褲(訓(xùn)練褲)，圍嘴、床墊、吸汗墊、頭盔襯里、作為貼身吸收劑用于造口術(shù)袋、傷口敷料以及諸如此類。
圖2畫出吸收制品20橫向中心線的斷面圖，在該實施例中，它是衛(wèi)生巾，其縱向長度垂直于所畫出的斷面。制品20包括吸收劑芯22，配置在面片24與不透液后片26之間，后片26沿衛(wèi)生巾20的周邊28與面片24相連接。面片24可包含技術(shù)上已知的任何流體可透覆蓋材料，例如非織造纖網(wǎng)或穿孔薄膜，或者是其他材料如部分地以疏水物質(zhì)處理過的親水、濕法鋪網(wǎng)底層，包括Chen等人在共同所有的未決申請“雙區(qū)吸收片材”序列號08/997,287,1997-12-22提交的那些，在此收作參考。
吸收劑芯22包含貼合性吸入件30、上吸收層32和下吸收層34。貼合性吸入件30包括諸如纖維微粒之類的自由流動顆粒38的縱向袋36。自由流動顆粒38可基本上不含超吸收劑顆粒或其他粉末狀或粒狀材料，或者如果需要的話，可與超吸收劑顆?；蚱渌畈牧辖M合使用。
在圖2畫出的實施方案中，上吸收層32橫向比下吸收層34寬，使得上吸收層32保持一種上凸的姿態(tài)，其中穿戴者雙腿從縱向側(cè)邊對衛(wèi)生巾20朝內(nèi)的橫向壓縮將趨于迫使上吸收層32向上、朝著穿戴者身體撓曲，從而幫助貼合性吸入件30保持在與身體相靠的位置，以達到良好貼身以及有效發(fā)揮吸入件功能的目的。
上吸收層32和下吸收層34以及除了自由流動顆粒38之外的任何其他吸收成分，可彼此獨立地是任何已知用于衛(wèi)生巾或其他吸收制品的多孔吸收材料，例如是一或多層濕法鋪網(wǎng)或氣流成網(wǎng)薄紙；粉碎纖維的纖維素氣流成網(wǎng)(纖網(wǎng))(通常稱之為“氣流氈(airfelt)”；其他干鋪和氣流鋪纖網(wǎng)；共成形(纖網(wǎng))；起皺的纖維素絮片；泥炭苔絨；吸收性泡沫體，如美國專利5,914,125的親水性聚醚聚氨酯泡沫體和由高內(nèi)相乳化(HIPE)或其他手段制備的泡沫體，包括美國專利5,692,939,1997-12-02授予DesMarais、美國專利5,851,648,1998-12-22授予K.J.Stone等人、美國專利5,795,921,1998-08-18授予Dyer等人，所公開的那些；泡沫結(jié)構(gòu)的纖維吸收性材料，F(xiàn).J.Chen等人公開在共同所有未決美國專利“纖維吸收性材料及其制備方法”，序列號09/083,873,1998-05-22提交，在此收作參考；吸收性海綿；合成短纖維；聚合物纖維、生成水凝膠的聚合物膠凝劑、纖維-泡沫體復(fù)合材料；吸收性非織造纖網(wǎng)；棉；羊毛；角蛋白纖維；或者任何等價材料或材料組合。上吸收層32和下吸收層34還可包含超吸收劑顆粒，用超吸收劑顆粒涂布或與之固著的纖維，或者其他超吸收材料。
該纖維微粒包含的造紙纖維具有至少30％硬木纖維，具體地至少約30wt％桉樹纖維，更具體地至少60wt％硬木纖維。該纖維微粒的干態(tài)休止角可小于72°，更具體地小于約60°，而在一種實施方案中，即便在含濕量等于50％時仍然可具有上述范圍的休止角。
該貼合性吸入件30可以呈沿著制品20縱向的狹長形并且可具有2或更大的長寬比、更具體地約3或更大的長寬比，進一步具體地約4或更大，最具體地約4～約8。貼合性吸入件30的幅寬可為約2cm或更大，或者小于約5cm或更小，或者更具體地約4厘米或更小，而其長度為約8cm或更長，更具體地約10cm或更長，最具體地約15cm或更長。同樣的尺寸考慮也具體地適用于袋36本身。
除去裝顆粒38的袋貢獻的增加的厚度之外，吸收制品20的厚度可介于約2mm～約50mm，更具體地約3mm～約25mm，進一步具體地約3mm～約15mm，最具體地約4mm～約10mm。超薄制品的厚度可小于約6mm。
各種類型自由流動顆粒38可結(jié)合到制品中的1個或多個不連續(xù)袋36中，或者可均勻地混合在一起或者呈梯度分布形式。自由流動顆粒的混合原理和設(shè)備描述在B.H.Kaye，“粉末混合”第11章，《粉末科學(xué)與技術(shù)手冊》M.E.Fayed和L.Otten主編，第二版，Champman & Hall，紐約，1887，568～585頁。
袋36可以是專門用于封裝自由流動顆粒38的非織造纖維或薄紙纖網(wǎng)。然而，構(gòu)成完整的裝顆粒38的外套或信封不一定必須用單一材料，相反，它可以由多層纖網(wǎng)或吸收劑層相互作用構(gòu)成，圍成一個能包封自由流動顆粒38的密封容積。例如，袋36可由后片26、包含用于接受自由流動顆粒的中心空腔44的外吸收件42以及面層24的相互作用而構(gòu)成，借此各種各樣成分的附加起到防止自由流動顆粒38從制品20漏出的作用。
在一種實施方案中，吸收制品20包括基本松散的吸收劑材料的袋，該材料包含第一類自由流動顆粒38，以及第二類顆粒(未畫出)，以便在各種性能之間求得平衡，這些性能例如是干態(tài)或濕態(tài)時自由流動的能力、吸收率、貼合性、抗穿刺能力等。第3類顆粒(未畫出)或甚至更多的顆粒類型，也可存在。在一種實施方案中，第一類顆粒38是硬木纖維微粒，任選地占到成品件中吸收材料質(zhì)量的50％或更多。第二類顆?？梢允瞧渌w維素纖維微粒，例如具有比第一類顆粒大得多粒度的軟木纖維微粒。第二類顆粒，像第一類一樣，可用少量(例如，小于5％按干質(zhì)量計或小于1％按干質(zhì)量計)硅氧烷或其他疏水材料進行處理，任選地主要附著在該顆粒表面，以幫助防止?jié)駪B(tài)時顆粒的粘連或結(jié)團。譬如，在一種實施方案中，中心吸收件46包含纖維材料的疏松纖維微粒，該纖維微粒包含第一類自由流動顆粒38以及第二類自由流動顆粒，后者在材料性質(zhì)上明顯不同于前者，這些性質(zhì)選自纖維類型、平均粒度(按照美國試驗和材料學(xué)會(ASTM)試驗方法D-1921的篩析確定)、灰分含量、化學(xué)添加劑含量、保水值以及顆粒表面的潤濕角。超吸收劑顆粒和異味控制材料可作為第二類或第3類顆粒存在，或者作為包含第二或第3類顆粒的混合物或復(fù)合物的一部分存在。當(dāng)超吸收劑或生成水凝膠的材料加入到纖維微粒中時，它們的存在量可大于0至小于100wt％，具體地說介于約5～約95wt％，更具體地約15～約85wt％，進一步具體地約20～約50wt％，以吸收劑組合物中的超吸收劑或生成水凝膠的聚合物材料與纖維微?？傊亓繛榛鶞?zhǔn)。在一種實施方案中，對于用疏水材料處理過的纖維微粒，存在小于約10％超吸收劑顆粒以幫助即使在濕態(tài)時纖維微粒仍維持自由流動。
在一種實施方案中，纖維微?；蚱渌杂闪鲃宇w粒38，如中空球，與可變形顆粒相結(jié)合使用，后者，僅作為例子，具有小于或等于約2mm的粒度，更具體地小于或等于約0.7mm，包括柔軟泡沫體片如聚氨酯泡沫體或發(fā)泡橡膠材料。可使用圓形顆粒。柔軟、可變形顆粒與纖維微粒的組合使用，可幫助改善充填袋36的觸感性能，以便穿在身上時感覺更柔軟、更舒適。一般而言，用于任何本發(fā)明吸收件中的自由流動顆粒38均可與1種或多種可變形材料組合使用，特別是與粒料形式的相組合，以便改善舒適和避免顆粒感，尤其是當(dāng)采用較大粒度自由流動顆粒時。
面片24可以是任何已知可用作吸收制品面片的材料。范例面片可按照以下文獻制造美國專利5,533,991,1996-07-09授予Kirby等人；美國專利4,342,314,1982-08-03授予Radel等人；以及美國專利4,463,045,1984-07-31授予Ahr等人。面片24可包含附加的轉(zhuǎn)移層(未畫出)以幫助將流體導(dǎo)入吸收劑芯22中，例如公開在美國專利4,397,644中，1983-08-09授予Matthews等人。面片24可包含1個或多個纖度微小纖維(microdenier fibers)層，例如公開在歐洲專利申請893,517-A2，“采用模塊模頭裝置制造的纖度微小纖維非織造布材料”中，A.Fabbricante等人，發(fā)表在1999-01-27。面片24不必要求具有均勻的性質(zhì)而是可以擇優(yōu)地在中心吸收件部位比在其他部位具有更大可透性或透液性或可濕性。
后片26可以是任何柔軟、不透液材料，用于防止諸如衛(wèi)生巾之類的吸收制品20收集到的排液逸出制品20并弄臟穿戴者內(nèi)褲和衣服。
后片26和其他成分可以是可生物降解和/或可沖入(馬桶)的?？蓻_入制品是可直接投入到馬桶中并沖掉，而不會堵塞管道和損害排污系統(tǒng)的制品。后片26還可以是可伸長吸收制品用的可伸長或可彈性變形的材料。任何技術(shù)上已知用于生產(chǎn)彈性或可拉長薄膜或覆蓋片材的方法均可使用，包括下列文獻公開的那些美國專利5,702,378,1997-12-30授予Widlund等人以及美國專利5,824,004,1998-10-20授予Osborn，III等人。
圖3畫出一個與圖2相關(guān)的吸收制品20并大致遵照圖2的編號規(guī)則。然而，其吸收制品20的吸收劑芯22另外還包含外吸收件42，它包圍著一中心空腔44，所述孔用于容納下吸收層34和上吸收層32，后二者與貼合性吸入件30一起構(gòu)成中心吸收件46，46的兩側(cè)被外吸收件42包圍著。中心吸收件可包含0.5g～約10g干纖維微粒，具體地說約2g～5g，并可包含約0g～5g超吸收劑顆?；蚶w維。
芯吸阻擋層48將外吸收件42與中心吸收件46隔開。芯吸阻擋層48是一段聚合物薄膜或其他柔性、疏水或不透液材料，用于幫助將流體限制在中心吸收件46內(nèi)部并減少從其中側(cè)流到制品20的兩個縱邊。例如，芯吸阻擋層48可以是聚烯烴薄膜、防液非織造纖網(wǎng)、經(jīng)過處理成為疏水的薄紙，或者是公開在共同所有的美國專利申請序列號60/079,657，“能控制粘彈流體存儲部位的個人護理制品用吸收系統(tǒng)”中的延遲轉(zhuǎn)移阻擋材料，在此將該文獻收作參考。
芯吸阻擋層48任選地帶有穿孔，旨在將流體從中心吸收件46受控地釋放到外吸收件42。如圖所示，芯吸阻擋層48包括位于下吸收層34底下的襯底部分50、跨越外吸收件42與中心吸收件46之間垂直距離的垂直部分52，以及跨越外吸收件42的體側(cè)表面上面或上方橫向距離的水平部分54。芯吸阻擋層48幫助阻斷外吸收件42與中心吸收件46之間的流體聯(lián)通作用，這不僅是通過阻礙側(cè)向芯吸，而且是通過當(dāng)制品20被戴上并受到橫向壓縮時阻止2個吸收件42與46之間發(fā)生接觸而實現(xiàn)的。該阻擋材料的固有吸收能力可為約1或更小，更具體地小于約0.5，進一步具體地小于約0.3，最具體地小于約0.1。芯吸阻擋層48可為基本上非吸收性的。
外吸收件42可以是吸收材料連接片，其間有中心空腔，或者可以是2個縱向吸收材料條，二者之間的空間構(gòu)成中心空腔44。
圖4A和4B畫出一個吸收制品20的橫斷面，也包括中心吸收件46，后者包含上吸收層32和袋36，袋36裝著自由流動顆粒38并布置在上吸收層32的下面；外吸收件42，帶有用于容納中心吸收件46的中心空腔44；芯吸阻擋層48，布置在中心吸收件46與外吸收件42之間。袋36比上吸收層32窄。因此，上吸收層32采取朝上凸起的形狀，從而預(yù)先準(zhǔn)備好當(dāng)受到從制品20縱邊朝內(nèi)的側(cè)壓縮時朝穿戴者身體撓曲。
芯吸阻擋層48延伸在自由流動顆粒38的袋36下面并具有跨越沿著外吸收件42的中心空腔44的內(nèi)壁垂直距離的垂直部分52，還具有跨越外吸收件42體側(cè)表面上水平距離的水平部分54。芯吸阻擋層48可包含多個段，例如2條聚合物薄膜或者2條基本不透液非織造纖網(wǎng)，沿著上吸收層32的縱邊延伸，以阻礙中心吸收件46與外吸收件42之間發(fā)生芯吸。
在圖4A中，外吸收件42被完全貫通外吸收件42的中心空腔44沿著橫向中心線分割開，而圖B中，外吸收件42則不被分割，而是包含位于中心吸收件46下面比較薄的襯底部分50，將外吸收件42的2個縱邊沿著橫向中心線連接為一體。在圖4B中，中心空腔44是一個下凹部分，不是完全貫通外吸收件42的通孔。于是，袋36可配置在2或更多個吸收材料或顆粒約束材料層(包括芯吸阻擋層48)之間，在這種情況下自由流動顆粒38可由周圍材料約束，不需要圖4B實施方案中所畫出的袋36。
圖5是本發(fā)明吸收制品20的局部剖視圖。制品20包括面片24，它被切去一部分，以便揭示幾個下面的部分，特別是上吸收件32，而由于下面存在著自由流動顆粒的袋36，如圖中畫出截頭的橢圓形，其厚度比上吸收件32大得多，故上吸收件具有中間隆起。上吸收件32還包括一對任選的、基本上縱向、位于襠區(qū)60的沿制品20的縱向中心線分開的褶線56′、56″，褶線56′、56″在橫斷面上位于袋36縱邊的外部，并位于上吸收件32的縱邊58′、58″的內(nèi)部。褶線56′、56″也延伸到下面的下吸收件內(nèi)，在本實施例中，下吸收件34的厚度明顯低于裝自由流沙顆粒的袋36的厚度。于是，褶線56’、56″，包括在上吸收件32抑或在下吸收件34內(nèi)的(褶線)，當(dāng)戴上時，使用者雙腿橫向朝內(nèi)壓縮吸收制品20時，使得下吸收件34和上吸收件32的外縱邊得以朝上折疊形成凹槽，與此同時被抬起的袋36在受到朝內(nèi)橫向壓縮時有助于形成中心隆起，結(jié)果使整個制品20構(gòu)成W-形(在一種實施方案中，W-形的中心部分基本上是圓拱形的)。
在一種實施方案中，上吸收件32和袋36可被水平芯吸阻擋層(未畫出)部分地與下吸收件34隔開。
圖6畫出沿吸收制品橫向中心線的斷面視圖，表示出可采取的幾種將纖維微?；蚱渌杂闪鲃宇w粒38的袋36作為貼合性吸入件放在上吸收層32上的布置方式。在圖6A中，袋36布置在上吸收層32內(nèi)中心空腔44中。圖6B中，袋36布置在完全貫通上吸收層32的中心空腔44中并在袋36底下設(shè)有第二層，即下吸收層34。下吸收層34預(yù)先做成具有上凸的形狀，以便在受到側(cè)向朝內(nèi)壓縮時使其偏向于朝上撓曲，從而將袋36導(dǎo)向身體。在圖6C中，上吸收層32預(yù)先做成當(dāng)從縱邊側(cè)向朝內(nèi)壓縮時朝上撓曲。上吸收層32具有中心造型線62，沿此線，下吸收層34預(yù)先經(jīng)過劃痕、折疊、沖壓、壓花或諸如此類的處理，以促使朝上撓曲。在上吸收層32底下進一步配置一個包括中心鉸鏈線66的回彈撓曲件64，以便進一步控制吸收制品當(dāng)穿在身上時朝向穿戴者身體撓曲。
圖7表示用于本發(fā)明吸收制品(未畫出)的吸收劑芯22的局部剖視圖。吸收劑芯22包含外吸收件42，其中具有容納中心吸收件46用的中心橢圓孔。外吸收件42可以是吸收材料的外環(huán)。中心吸收件46包含吸收材料的內(nèi)環(huán)68，其內(nèi)為內(nèi)孔，還有可共形吸收件30，后者包含裝在透液袋36內(nèi)的纖維微粒或自由流動顆粒38，袋用于防止顆粒從貼合性吸入件30中跑出。
在外吸收件42與中心吸收件46之間，是芯吸阻擋層48，它包含垂直部分52以及外吸收件42體側(cè)表面上面或上方的水平部分54。
圖8表示一種基于Raidel的專利申請(WO 98/01684)的“枕形墊”設(shè)計，它按照本發(fā)明做了修改以包含纖維微粒。圖7表示局部剖視的墊20。墊20包括前區(qū)70、中區(qū)72和后區(qū)74。透液層面片24與不透液后片26沿周邊28連接在一起。吸收劑芯22包含中心吸收件46和外吸收件42。中心吸收件46包含裝有纖維微粒38的袋36。袋36可由非織造纖網(wǎng)制成。
在圖8所示實施方案中，袋36幾乎完全充滿諸如纖維微粒之類的自由流動顆粒38。用纖維微粒完全充滿在使用中不會造成任何嚴(yán)重問題，因為打濕后纖維微粒不顯著膨脹。若也存在顯著可溶脹材料，例如超吸收劑顆粒，則袋36可僅僅部分地充填吸收劑以防止破裂。替代地，袋36可包含當(dāng)裝在袋36內(nèi)的自由流動顆粒38和其他吸收材料打濕時容許袋36膨脹的彈性體材料或褶裥或褶皺。
溝槽76沿制品20縱向延伸。吸收劑芯的袋36包括扎緊的區(qū)域78，該區(qū)域在一定程度上將袋36分割為中心室80和邊室82、84。各個室的間隔壁不是一直到達袋36的底部的，因此在各個室之間可能發(fā)生有限程度物質(zhì)交換。
如圖8所示，袋36包括沿袋36周邊86互連的2部分(兩半)。這樣的構(gòu)造便于向吸收劑芯22中充填自由流動顆粒38，因為可先向袋36的下半部分內(nèi)充填顆粒，然后可將上一半放在袋36的下一半上，從而將自由流動顆粒38密封起來。
圖8中所畫袋36基本呈橢圓形，其下面支撐有在中心吸收件46的下吸收層34中的附加吸收材料。下吸收層34對穿戴者的舒適以及對吸收劑芯22的吸收能力做出貢獻。
芯吸阻擋層(未畫出)也可存在于中心吸收件46與外吸收件42之間。下吸收層34的下表面可包含能延伸到超出中心吸收件46周邊86的聚合物薄膜，于是，芯吸阻擋層在吸收制品20的中間區(qū)72(襠區(qū))的一部分，也可延伸在外吸收件42的體側(cè)表面上，以便改善泄漏控制。
不擬囿于理論但據(jù)信，當(dāng)制品20接觸到月經(jīng)或血液時，溝槽76有助于流體沿縱向分布，然后流體可被袋36中的自由流動顆粒38吸入。溝槽76據(jù)信也提高吸收制品20沿橫向的柔性，從而提供良好貼身和舒適，同時縮小室80、82、84中任何一個室的有效尺寸，使得顆粒38的移動不成為嚴(yán)重問題。
圖9和10前面在談到休止角試驗時已經(jīng)討論過。
圖11和12前面在談到凝膠床滲透率試驗時已經(jīng)討論過。
圖13給出制造纖維微粒的方法的流程圖，其中纖維物流經(jīng)過一次以上捏和處理，從而有機會在兩個或更多個分開的步驟中改變化學(xué)和工藝條件，以改善對纖維微粒性能的控制?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，第二捏和步驟有助于改善纖維微粒的流動性和吸收性。于是，硬木纖維或包含硬木纖維的淤漿，可在第一步捏和操作中基本完成卷曲化或形成纖維微粒，例如用Maule捏和機、BIVIS捏和機、圓盤捏和機或者其他能卷曲和捏和高濃度木漿的合適設(shè)備進行處理。機械處理后的纖維或纖維微粒隨后可任選地干燥，進而再將含濕量調(diào)節(jié)到使?jié)舛冗_到約18％或更高，或者20％或更高，例如20％～30％。隨后，纖維再次接受適當(dāng)能量水平的捏和處理，以產(chǎn)生纖維微粒，最后干燥。例如，Maule軸式捏和機可在第一步中用來形成纖維微粒，其出口濃度可為約30％或更高，然后，將濃度降低到約20％～約30％，以便在高濃度漿粕用的Hobart混合機中進一步機械處理。不擬囿于理論但據(jù)信，在不同工藝條件下的第二捏和步驟(不同濃度或不同機械設(shè)備)能造成一種新的剪切條件，有助于除掉第一步中形成的突出到纖維微粒表面以外的游離纖維，也就是，在第一次處理條件下尚不足以纏結(jié)進纖維微粒的纖維。
兩個或更多個捏和步驟的采用提供了達到特定目的的更大靈活性。例如，可通過恰當(dāng)設(shè)計第一捏和步驟的纖維微粒調(diào)節(jié)劑和捏和機條件來控制絮凝的生成和纖維微粒初始尺寸，以便使要求尺寸范圍纖維微粒得率達到最大。第二捏和步驟可進一步改善尺寸分布，并采用旨在改善纖維微粒表面而不是纖維微粒本體的不同化學(xué)品。這樣，便有可能改善對纖維微粒性質(zhì)的控制。
另外，不擬囿于理論但據(jù)信，第一捏和步驟后進行干燥或部分干燥，然后進行再潤濕、第二捏和步驟和最終干燥，能促使以前的松散纖維與其母體纖維微粒之間的氫鍵鍵合，以致纖維不再像以前那樣嚴(yán)重地從纖維微粒突出來。通過對部分干燥纖維微粒實施再潤濕并再次干燥，新氫鍵得以在松散纖維與其中伸出該松散纖維的纖維微粒內(nèi)其他纖維之間形成。如果對纖維微粒簡單地潤濕和干燥，新氫鍵就可能在突出纖維與其他纖維微粒之間形成，從而造成結(jié)團。再潤濕后需要捏和或機械剪切，以便將纖維微粒分開并促進同一纖維微粒內(nèi)而不是纖維微粒之間的纖維的鍵合。經(jīng)過第二捏和步驟以后，相鄰纖維微粒之間的纏結(jié)在機械作用下受到很大破壞，因此形成的纖維微粒將更緊、更密。然后，可完成干燥，任選地施以氣動或機械攪拌，以防止另外的結(jié)團。
再有，兩個或更多個捏和步驟的采用，提供額外的溫度與化學(xué)品作用的組合，以控制纖維微粒性能。例如，第一捏和步驟可在較高pH(例如，高于8，例如介于9～11)下實施，于是纖維發(fā)生溶脹并變得較為柔軟。隨后，可在較低pH，例如約4～6的pH下實施第二捏和步驟，這時纖維的溶脹程度降低，而纖維塌癟到纖維微粒內(nèi)的能力提高。相反的程序也可獲得一些好處，即，第一步捏和在低pH下進行，隨后在較高pH下實施第二步，潛在的優(yōu)點是，生產(chǎn)出的纖維微粒比較圓或者具有其他要求的形態(tài)性質(zhì)。
通過在2個或多個階段中捏和纖維微粒，在第一捏和步驟中可加入第一化學(xué)品，隨后在第二捏和步驟中加入第二化學(xué)品。這種分別加入，在這2種化學(xué)品例如陰離子化合物與陽離子化合物若同時加入就會產(chǎn)生不希望的反應(yīng)的情況下，將特別有好處。例如，陰離子抗微生物化合物和陽離子濕強劑或陽離子松解劑，可在分開的捏和步驟中加入?；蛘撸杉尤朐谡Ｇ闆r下將彼此干擾或?qū)е鲁恋淼?種帶電化合物。
圖14畫出包含兩種或更多種纖維微粒的吸收制品的制備流程圖。第一纖維類型和第二纖維類型的纖維微粒，在纖維微粒調(diào)節(jié)劑的存在下通過捏和處理而制成，然后干燥，結(jié)果形成2股物料流，它們可彼此獨立地接受后處理，諸如利用篩分、篩選或其他分類方法的按尺寸分級；以及諸如化學(xué)處理，包括在纖維微粒部分外表面上沉積疏水物質(zhì)。然后，纖維微?？珊显谝黄?，并用于充填吸收制品中的袋。替代地，纖維微?？稍谌魏魏筇幚碇埃踔猎诟稍镏昂显谝黄?。當(dāng)按尺寸或其他性質(zhì)分級作為后處理步驟實施的情況下，作為不合格的顆粒級分可循環(huán)返回(例如，再制漿并用于纖維微粒生產(chǎn)中或者用于其他工藝中)或者丟棄。這通常對所有本發(fā)明纖維微粒生產(chǎn)方法來說都適用，即便未具體指出。合格品則用于制備吸收制品。
圖15～17表示按照實施例中如下面給出的條件制備的桉樹纖維微粒掃描電子顯微照片。圖15表示一圓的、卵形纖維微粒，基本上不含突出到纖維微粒以外并從而很容易與其他纖維微粒纏結(jié)在一起的纖維。圖16所示纖維微粒依然相對地不含突出到表面以外的纖維，盡管看上去有2根纖維伸出。圖17是用Maule捏和機生產(chǎn)的另一個桉樹纖維微粒的斷面，預(yù)先在液氮中冷凍后用刀片切開，以便揭示內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
其他添加劑和處理劑在一種實施方案中，在纖維微粒成形之前向漿粕纖維中加入已知陽離子助留劑以促進和控制絮凝物的配制。造紙業(yè)已知的助留劑包括各種各樣陽離子聚合物，如聚丙烯酰胺、陽離子淀粉、改性瓜耳膠，或雙組分助留劑體系如COMPOZIL陽離子聚合物-膠體二氧化硅微粒體系，均可用于控制由木纖維造紙淤漿形成的纖維微粒粒度。有關(guān)原理在S.Main和P.Simonson的“高速造紙機用助留劑”，《Tappi雜志》，卷82，第4期，78-84頁，中做了討論，在此收作參考。例如按照Main和Simonson，在漿粕淤漿中加入陽離子淀粉或諸如聚丙烯酰胺之類的聚合物，隨后順序地加入陰離子二氧化硅或其他陰離子化合物，可有效地促進小、致密的絮凝物生成，在一種實施方案中，這可作為形成本發(fā)明纖維微粒的有用的預(yù)備處理步驟。包含某些金屬離子的化合物，如明礬或氯化鐵，也可用于促進和控制絮凝物的形成。
在機械處理之前可向配料中加入調(diào)節(jié)劑，或者可在捏和處理或者干燥前的其他機械處理期間注入，或者在干燥前、后或期間施加到纖維微粒外表面上。關(guān)于旨在改進顆粒潤滑性和防止結(jié)團的添加劑，可將它們擇優(yōu)地分布到顆粒表面上，于是，處于純的或溶液形式的添加劑，可在成形后以及任選地在干燥處理期間或以后，施涂到纖維微粒外表面。添加劑可通過噴涂、通過與濕表面接觸，通過流淌到顆?；旌洗仓幸约爸T如此類的方法施加。添加劑可均勻地或者不均勻地施涂到處理過的顆粒表面，顆粒的全部或更合適地，僅一部分接受處理。在一種實施方案中，5％～90％顆粒接受處理，尤其是約10～70％，更具體地10％～50％，最具體地約10％～約30％的顆粒接受處理。
在一種實施方案中，纖維微粒在加入碳酸銨鋯，例如按干纖維質(zhì)量計加入0.3～3 wt％的情況下進行捏和，隨后在高溫(大于100℃)，任選地在流化床或高剪切空氣干燥機中進行處理，以便使纖維微粒內(nèi)部而不是纖維微粒之間發(fā)生交聯(lián)，從而使干燥產(chǎn)品維持一種膨松的散料結(jié)構(gòu)。碳酸銨鋯可作為交聯(lián)劑使用，并可提供纖維微粒潤滑性，從而促進其自由流動行為，并任選地對有用的觸感性能做出貢獻。諸如粘土和沸石之類的礦物和填料也可加入到制造纖維微粒的纖維中，例如用作異味控制、吸收性控制、抗微生物控制或其他目的。
在另一種實施方案中，纖維微粒用松解劑和交聯(lián)劑二者進行處理。具體地說，本發(fā)明范圍包括，在纖維微粒完全干燥以前將松解劑和潛交聯(lián)劑同時加入到漿粕中。不擬囿于理論，預(yù)期在某些實施方案中可實現(xiàn)松解劑與交聯(lián)劑之間的相互作用，因為松解劑能夠促進有用粒度范圍的纖維微粒形成，而交聯(lián)劑可進一步提高濕態(tài)時纖維微粒保持其形狀和粒度的能力，或可用來固定或保留纖維中期望的添加劑。漿粕或纖維用松解劑和交聯(lián)劑處理的有用原理描述在美國專利5,225,047，“交聯(lián)纖維素產(chǎn)品及其制備方法”中，1993-07-06授予Graef等人，在此收作參考。類似地，按照本發(fā)明，預(yù)期表面活性劑與交聯(lián)劑之間也存在有利的相互作用。
在一種實施方案中，松解劑或表面活性劑在潛交聯(lián)劑加入之前加入到漿粕中。潛交聯(lián)劑加入纖維素中的時機可在它處于大于約10％濕含量，更具體地大于約30％時。交聯(lián)基本上在隨后的干燥期間完成，或者在干燥以后附加的高溫固化步驟中完成。
潛交聯(lián)劑可選自起到這種作用的下列熟知物質(zhì)當(dāng)中任何一種。類型可選自尿素衍生物如羥甲基化脲、羥甲基化環(huán)狀脲、羥甲基化低級烷基取代的環(huán)狀脲、二羥基環(huán)狀脲、低級烷基取代的二羥基環(huán)狀脲、羥甲基化二羥基環(huán)狀脲，以及這些類型的任意混合物。一種潛在交聯(lián)材料是二羥甲基二羥基亞乙基脲(DMDHEU，1，3-二羥甲基-4，5-二羥基-2-咪唑啉酮)。該材料很容易以穩(wěn)定形式從市場上購得。其他以尿素為基礎(chǔ)的特別適合的材料包括二羥甲基脲(DMU，雙[N-羥甲基]脲、二羥基亞乙基脲(DHEU，4，5-二羥基-2-咪唑啉酮)、二羥甲基亞乙基脲(DMEU，1，3-二羥甲基-2-咪唑啉酮)以及4，5-二羥基-1，3-二甲基-2-咪唑啉酮(DDI，二甲基二羥基亞乙基脲)。
除了那些以尿素為基礎(chǔ)的潛交聯(lián)劑之外，其他適合的材料是有機多羧酸。這些當(dāng)中有1，2，3，4-丁四羧酸。
所有剛剛所描述的交聯(lián)劑均可在片狀材料的正常干燥期間或者在這時刻以后通過將漿粕或纖維微粒升高到提高的溫度，典型情況下高于100℃，從而與纖維素起反應(yīng)。
中性或酸性催化劑可包括在潛交聯(lián)劑中，以加速交聯(lián)劑與纖維素之間的反應(yīng)。當(dāng)采用以尿素為基礎(chǔ)的物質(zhì)時，酸式鹽尤其適合作為催化劑。這些鹽的典型是氯化銨或硫酸銨、氯化鋁、氯化鎂或它們的混合物，或者許多其他類似材料。含磷的酸的堿金屬鹽，如六偏磷酸鈉和次磷酸鈉，可與或不與附加的草酸并用，均可用作使用1，2，3，4-丁四羧酸情況下的催化劑。
交聯(lián)劑的典型存在量介于約0.1％～約15％(以干纖維質(zhì)量為基準(zhǔn)的百分率)，具體地約0.3％～約6％，更具體地約0.5％～約3％。類似地，松解劑的一般存在量介于約0.1％～約10％(以干纖維質(zhì)量為基準(zhǔn)的百分率)，具體地約0.3％～約4％，更具體地約0.5％～約2％。一般而言，交聯(lián)反應(yīng)完成以后不需要對漿粕進行洗滌。
在一種實施方案中，纖維轉(zhuǎn)化為致密、自由流動纖維微粒可采用兩個或更多個捏和(disperging)或捏合(kneading)步驟達到。在某些實驗工作中發(fā)現(xiàn)，第二捏和或高濃度機械剪切步驟可幫助改善纖維微粒的流動性和吸收性能。譬如，硬木纖維或包含硬木纖維的淤漿，可在第一步捏和或捏合操作中大大卷曲化或形成纖維微粒，例如用Maule捏和機、BIVIS捏和機、圓盤捏和機或者其他能卷曲和捏和高濃度木漿的合適設(shè)備進行處理。機械處理后的纖維或纖維微粒隨后可任選地干燥，進而將含濕量調(diào)節(jié)到使?jié)舛冗_到約20％或更高，例如20％～30％。隨后，纖維再次接受適當(dāng)能量水平的捏和處理，以產(chǎn)生纖維微粒，最后干燥。例如，Maule軸式捏和機可在第一步中用來形成纖維微粒，其出口濃度可為約30％或更高，然后，將濃度降低到約20％～約30％，以便在高濃度漿粕混合或捏合用的Hobart混合機中進一步機械處理。不擬囿于理論但據(jù)信，在不同工藝條件下的第二捏和步驟(不同濃度或不同機械設(shè)備)能造成一種新的剪切條件，有助于除掉第一步中形成的突出到纖維微粒表面以外的游離纖維，也就是，在第一次處理條件下尚不足以纏結(jié)進纖維微粒的纖維。
另外，據(jù)信，第一捏和步驟后進行干燥或部分干燥，然后進行再潤濕、第二捏和步驟以及最終干燥，能促使以前的疏松纖維與其母體纖維微粒之間氫鍵鍵合，以致纖維不再像以前那樣嚴(yán)重地突出到纖維微粒以外。通過對部分干燥纖維微粒實施再潤濕并再次干燥，新氫鍵可在松散纖維與其中伸出該松散纖維的纖維微粒中其他纖維之間形成。如果對纖維微粒簡單地潤濕和干燥，新氫鍵可能在突出纖維與其他纖維微粒之間形成，從而造成結(jié)團。再潤濕后需要捏和或機械剪切，以便將纖維微粒分開并促進同一纖維微粒內(nèi)而不是纖維微粒之間的纖維的鍵合。經(jīng)過第二捏和步驟以后，相鄰纖維微粒之間的纏結(jié)在機械作用下受到很大破壞，因此形成的纖維微粒將更緊、更密。然后，可完成干燥，任選地施以氣動或機械攪拌，以防止另外的結(jié)團。但如果纖維微粒濃度在第二捏和步驟后足夠高，例如至少約30％，具體地至少約40％，則干燥期間很少需要攪拌，因為纖維微粒結(jié)團傾向?qū)⒑苄?，尤其?dāng)存在松解劑時。
再有，兩個或更多個捏和步驟的采用，提供額外的溫度與化學(xué)品獨特組合的機遇，以更好地微調(diào)纖維微粒性能。例如，第一捏和步驟可在較高pH(例如，高于8，例如介于9～11)下實施，于是纖維發(fā)生溶脹并變得較為柔軟。隨后，可在較低pH，例如約4～6的pH下實施第二捏和步驟，其間纖維的溶脹程度降低，而纖維收縮進纖維微粒內(nèi)的能力提高。相反的程序也可獲得一些好處，即，第一捏合或捏和步驟在低pH下進行，隨后在較高pH下實施第二步，潛在的優(yōu)點是，生產(chǎn)出的纖維微粒比較圓或者具有其他有用的形態(tài)性質(zhì)。
在2個或多個階段中捏和纖維微粒的另一個好處是，在第一捏和步驟中可加入第一化學(xué)品，隨后在第二捏和步驟中加入第二化學(xué)品。這種分別加入，在這2種化學(xué)品例如陰離子化合物與陽離子化合物若同時加入會產(chǎn)生不希望反應(yīng)的情況下，將特別有好處。例如，陰離子抗微生物化合物和陽離子濕強劑或陽離子松解劑，可在分開的捏和步驟中加入。或者，可加入在正常情況下將彼此干擾或?qū)е鲁恋淼?種帶電化合物。
纖維微粒性能及其向吸收制品中的加入兩種或更多類型纖維微粒材料可在同一個吸收制品中合在一起，一般可將纖維微粒結(jié)合到中心吸收區(qū)中，特別是作為上吸收件的成分，不過纖維微?；蚱渌勺杂闪鲃硬牧弦部捎迷谥行奈占?，倘若該材料能得到充分約束或者處于足夠張力下，以致中心吸收件的形狀指向作用不打折扣的話。纖維微粒或其他自由流動吸收顆?？稍谝粋€封閉的囊或袋中摻混或?qū)盈B，或者可分布在2或更多個封閉的囊或袋中，尤其在縱向取向并且長度遠(yuǎn)大于寬度的袋中。袋或囊一般可這樣制造，即將2個顆粒約束層連接起來并使二層之間的保持一個開放區(qū)域從而能夠接受顆粒。顆粒約束層可包括面片、后片、諸如氣流成網(wǎng)纖網(wǎng)或薄紙層之類的吸收材料層、一般聚合物薄膜或非織造纖網(wǎng)等，以達到纖維微粒無法在正常使用條件下跑出制品。這也適用于其他松散顆?；蛭镔|(zhì)粒料，包括超吸收劑顆粒和纖維；纖維微粒與吸收性聚合物的混合物；袋封材料；淀粉小球；松散卷曲纖維和/或松散交聯(lián)纖維，例如美國專利5,190,563,1993-03-02授予Herron等人中的那些，在此收作參考；致密化BCTMP切片；其他致密化纖維素材料切片或粒料，特別是濕態(tài)時保持自由流動的吸收材料，例如公開在WO 98/43684，“吸收制品”(M.Raidel 1998-10-08)中的材料；以及諸如此類。Raidel尤其公開了一種諸如吸收能力大于約10克流體每克自由流動吸收劑的聚甲基脲空心球之類自由流動材料的應(yīng)用。另一類潛在有用的自由流動顆粒是微孔大珠，例如公開在A.J.Disapio等人，“微孔大珠為皮膚護理提供新機遇”《肥皂與化妝品》卷75，第二期，1999-02，pp.42～47，它是可觸知(palpable)的聚合物珠，可以是球形或者可通過球摩擦在珠內(nèi)含孔而形成，用于保持或釋放化學(xué)劑或液體。微孔大珠通常由加入了用于控制表面性質(zhì)、孔隙容積等的單體的丙烯酸酯共聚物制成。例如，富酯單體導(dǎo)致高度親脂的表面。粒度可介于約100～500μm，或約50～100μm，或等于或小于約50μm微孔大珠可單獨使用或者與纖維微粒、微球、珠或PMU顆粒組合使用。
各種類型纖維微?；蚱渌杂闪鲃宇w?？山Y(jié)合到吸收制品中的1個或多個不連續(xù)袋中，或者可均勻地混合在一起或者成梯度分布形式。自由流動顆粒的混合原理和設(shè)備描述在B.H.Kaye，“粉末混合”第11章，《粉末科學(xué)與技術(shù)手冊》M.E.Fayed和L.Otten主編，第二版，Champman&Hall，紐約，1887，568～585頁。
纖維微粒和其他自由流動顆粒可放在外吸收件的中心凹陷內(nèi)，由吸收材料或由下面的后片從下面堵住，然后，纖維微?？赏ㄟ^覆蓋上利用膠粘劑固定到外吸收件周圍部分上的面片而從上面得到約束?？杉尤攵鄬永w維微?；蚱渌杂闪鲃宇w粒。作為第一層纖維微粒的頂部約束的多孔纖網(wǎng)可同時作為第二層的底部約束，而第二層則又可由面片或其他孔隙小到足以約束纖維微粒或顆粒的多孔纖網(wǎng)予以約束。在一種實施方案中，纖維微粒緊密度斂集到袋或囊中，這樣，即便當(dāng)制品處于不受約束狀態(tài)，在袋或囊的包裹起來的區(qū)仍然維持一定正張力，因為顆粒倘若過分疏松和自由移動，將不能在使用中與身體很好地保持貼身。
在一種實施方案中，吸收劑芯以及任選的中心吸收件具有基本疏松吸收材料的袋，該材料包含第一類型顆粒和第二類型顆粒，以便在各種性能如干態(tài)或濕態(tài)的流動、吸收性、共形性、抗穿刺等方面保持均衡。第3類型顆粒，甚至更多類型顆粒也可存在。在一種實施方案中，第一類型顆粒是硬木纖維微粒，僅作為舉例，占到袋內(nèi)吸收材料質(zhì)量的50％或更多。第二類型顆?？梢允瞧渌w維素纖維微粒，例如粒度比第一類型顆粒大得多的軟木纖維微粒。第二類型顆粒，如同第一類型一樣，可用少量(例如，按干重計小于5％，具體地按干重計小于1％)硅氧烷或其他能主要保留顆粒表面的疏水材料進行處理，以幫助防止?jié)駪B(tài)時顆粒粘連或結(jié)團。替代地，第二類型顆?？梢允抢w維素與諸如高嶺土或膨潤土之類礦物的混合物(與不合礦物的纖維素纖維相比，導(dǎo)致高灰分含量)或者可以是交聯(lián)纖維或交聯(lián)纖維微粒(此時，交聯(lián)纖維微粒的保水值通常將大大低于未交聯(lián)纖維微粒的)，或者可以是超吸收劑復(fù)合材料，如纖維纏繞在水凝膠材料上。有用的交聯(lián)劑是碳酸銨鋯，它可在纖維微粒制備前以約0.3～3wt％的劑量加入到纖維淤漿中去，隨后對纖維微粒實施高溫處理以達到交聯(lián)。碳酸銨鋯所提供的潤滑性，在纖維微粒用于吸收制品中可能是有益的。濕強劑，如Kymene，在控制纖維微粒濕態(tài)性能和增加其濕態(tài)保持膨松或保持自由流動的能力上也是有益的。因此，在一種實施方案中，中心吸收件包含纖維材料的松散纖維微粒，后者包括第一類型纖維微粒和第二類型纖維微粒，二者在以下材料性能方面截然不同，這些性質(zhì)選自纖維類型、平均粒度(按照美國試驗材料學(xué)會(ASTM)試驗方法D-1921的篩析確定)、灰分含量、化學(xué)添加劑含量、保水值以及纖維微粒表面的潤濕角。超吸收劑顆粒和異味控制材料可作為第二類或第3類顆粒存在，或者以包含第二或第3類顆粒的混合物或復(fù)合物的一部分存在。當(dāng)超吸收劑或生成水凝膠的材料加入到纖維微粒中時，它們的存在量可大于0至小于100wt％，具體地說介于約5～約95wt％，更具體地約15～約85wt％，進一步具體地約20～約50wt％，以吸收劑組合物中的超吸收劑或生成水凝膠的聚合物材料與纖維微?？傊亓繛榛鶞?zhǔn)。在一種實施方案中，小于約10％超吸收劑顆粒存在于為幫助保持即使在濕態(tài)時仍維持自由流動而以疏水材料處理過的纖維微粒中。
在一種實施方案中，纖維微?；蚱渌杂闪鲃硬牧希缰锌涨?，與可變形顆粒相結(jié)合，后者，僅作為例子，可具有小于或等于約2mm的顆粒尺寸，更具體地小于或等于約0.7mm，包括柔軟泡沫體片如聚氨酯泡沫體或發(fā)泡橡膠材料。在某些實施方案中制成圓形顆粒。柔軟、可變形顆粒與纖維微粒的組合可幫助改善纖維微粒袋的觸覺性能，以便穿在身上時感覺更柔軟、更舒適。一般而言，用于任何本發(fā)明吸收件中的自由流動顆粒均可與1種或多種可變形材料組合使用，特別是與粒料形式的，以便改善舒適和避免顆粒感，尤其是當(dāng)采用較大粒度自由流動顆粒時。
纖維微?？砂诒　⑷彳洝⑼敢豪w維層例如紡粘纖網(wǎng)的外套中，其包裹著纖維微粒并限制它們，使它們無法跑出制品或移動到制品的其他部分。外套制成裝纖維微粒用的袋或囊。在一種實施方案中，裝纖維微粒的袋或囊可基本上沿著制品縱軸居中地放置，并可位于制品的襠區(qū)。
在一種實施方案中，吸收制品中的纖維微粒配置在朝向體側(cè)表面，并具有至少1層吸收性纖網(wǎng)位于纖維微粒與后片之間。纖維微?？裳b在外吸收件中的中心空腔形成的框架內(nèi)，該框架約束著纖維微?；蜓b有纖維微粒的袋或囊，并且?guī)椭w維微粒維持在沿著制品縱軸的位置。纖維微粒底下的吸收性纖網(wǎng)還幫助提供恰當(dāng)?shù)男螤畈椭w維微粒保持與使用者身體相貼，尤其是當(dāng)該吸收性纖網(wǎng)為一中心凸起的元件時(見下文)。替代地，可在纖維微粒下面放置非吸收性中心凸起件，以幫助迫使纖維微粒壓向穿戴者身體。
當(dāng)在纖維微?；蜃杂闪鲃宇w粒底下放置中心凸起件時，多條分立的袋可能有助于減少纖維微?；蜃杂闪鲃宇w粒在墊的中心部分由于中心凸起件的作用而抬高時向兩側(cè)移動的傾向。在一種實施方案中，裝顆粒的袋最大橫向?qū)挾刃∮诩s3cm，具體地小于約2cm。分立的纖維微粒袋可通過將兩層纖網(wǎng)使用粘合纖網(wǎng)用粘合材料區(qū)來粘合層合在一起而制成，可根據(jù)成形超吸收劑材料袋所采用的已知原理，公開在美國專利5,030,314，“在復(fù)合材料制品中形成分立顆粒區(qū)的設(shè)備”1991-07-09授予T.B.Lang，在此收作參考，或者采取其他技術(shù)上已知的方法。
在另一種實施方案中，吸收劑芯包含模塑、三維高蓬松濕法鋪網(wǎng)纖維素纖網(wǎng)，例如下列文獻所公開的未起皺(uncreped)“穿透空氣干燥”纖網(wǎng)F.J.Chen等人，共同所有的美國專利申請序列號08/912,906，“濕回彈纖網(wǎng)以及用它制造的一次性制品”1997-08-15提交；美國專利5,429,686，1995-07-04授予Chiu等人；美國專利5,399,412，1995-03-21授予S，J.Sudall和S.A.Engel；美國專利5,672,248，1997一09-30授予Wendt等人；以及美國專利5,607,551，1997-03-04授予Farrington等人；所有這些文獻在此全文收作參考。此種未起皺結(jié)構(gòu)可提供許多沿著纖網(wǎng)表面的流路。當(dāng)與其他平面材料如聚合物薄膜，疊合或?qū)雍掀饋頃r，靠近薄紙纖網(wǎng)的表面仍然可保留孔隙空間，使得流體平行于薄紙纖網(wǎng)快速流動。再有，未起皺薄紙表現(xiàn)出卓越濕回彈和濕態(tài)載荷下的高蓬松。不擬囿于理論但據(jù)信，此種帶紋理纖網(wǎng)的三維表面結(jié)構(gòu)之所以在打濕后能保持其間隙和膨松是因為，確定纖維排列的氫鍵在該模塑、三維狀態(tài)下形成，以致該結(jié)構(gòu)打濕時不再松弛到平坦?fàn)顟B(tài)。
芯的吸收劑成分吸收制品一般包含外吸收件或外賦形件，還包含中心吸收件，后者位于外吸收件或外賦形件上、內(nèi)部或底下，其中中心吸收件包含自由流動顆粒的袋。與吸入條相對的是，在自由流動顆粒袋打算作為主要吸收成分(例如，吸收能力等于或大于約10g)的實施方案中，外吸收件或外賦形件可具有中心空腔或凹陷，用于容納包含自由流動顆粒的中心吸收件，其中中心空腔或凹陷的壁提供對袋的側(cè)向約束以防止朝制品縱邊不希望地變形。袋可配置在外吸收件或外賦形件的體側(cè)表面上，或者面朝體側(cè)但配置在外吸收件或外賦形件中心空腔內(nèi)。
外賦形件不一定是吸收性的但應(yīng)給制品提供造型，而且可以是閉孔泡沫塑料，或者也可以是任何吸收性材料。倘若中心吸收件具有適當(dāng)容量，并且尤其是當(dāng)安放了適當(dāng)芯吸阻擋層以防止泄漏到外賦形件中去時，外賦形件不一定需要吸收流體，也能在表現(xiàn)優(yōu)良的制品中正常發(fā)揮作用。然而，外賦形件可以是吸收性的，只要與此同時還提供賦形功能。如果中心吸收件具有足夠吸收能力并且尤其是當(dāng)設(shè)置了芯吸阻擋層的話，就不大可能出現(xiàn)外吸收件在使用中被顯著打濕，在這種情況下外吸收件可使用濕回彈很差的低成本材料，例如普通短纖漿粕或氣流成網(wǎng)氈(airfelt)，而不會損害性能。
一般地，吸收劑芯的制造原料包括多種多樣普遍用于一次性衛(wèi)生巾、尿布和其他吸收制品中的液體吸收材料。合適吸收材料的例子包括粉碎木漿，通常被稱之為氣流成網(wǎng)氈或短纖漿，起皺纖維素填絮、吸收性泡沫、吸收性海綿、合成短纖維、聚合物纖維、生成水凝膠的聚合物膠凝劑或者任何等價材料或材料組合。
吸收劑芯的吸收材料，包括外吸收件或其他件在內(nèi)，可包含1個或多個濕法成網(wǎng)或氣流成網(wǎng)織物層；粉碎纖維的纖維素氣流成網(wǎng)纖網(wǎng)(通常稱之為“氣流成網(wǎng)氈”)；其他干法鋪網(wǎng)纖網(wǎng)；起皺纖維素填絮、吸收性泡沫；吸收性海綿；合成短纖維；聚合物纖維；生成水凝膠的聚合物膠凝劑或者任何等價材料或材料組合。其他有用的材料包括纖維素-超吸收劑混合物或復(fù)合材料；包含纖維素纖維的水刺纖網(wǎng)(hydroentangled web)；合成纖維與造紙纖維的復(fù)合材料；人造絲；有機溶劑纖維素纖維(1yocell)或其他溶劑紡絲親水纖維，例如公開在美國專利5,725,821中，1998-03-10授予Gannon等人，在此收作參考；纖維素泡沫體，包括再生纖維素泡沫體；親水軟泡沫塑料；纖維-泡沫體復(fù)合材料；吸收性非織造纖網(wǎng)；棉；羊毛；角質(zhì)素纖維；泥炭苔絨以及其他吸收性植物材料；泡沫結(jié)構(gòu)的纖維吸收材料，F(xiàn).J.Chen等人，公開在共同所有的未決美國專利“纖維吸收材料及其制備方法”，序列號09/083,873中，1998-05-22提交，在此收作參考；或者由高內(nèi)相乳化(HIPE)或其他手段制備的吸收性泡沫體，例如公開在美國專利5,692,939，1997-12-02授予DesMarais，美國專利5,851,648，1998-12-22授予K.J.Stone等人，或美國專利5,795,921，1998-08-18授予Dyer等人，所公開的那些泡沫體，這些文獻全部收作參考。吸收劑芯的吸收材料還可包含波紋吸收性材料，用于提高流體的縱向輸運，例如公開在美國專利4,578,070，1986-03-25授予Holtman公開的材料，在此全文收作參考。在一種實施方案中，吸收劑芯的至少1個層包含纖維素纖維和PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)短纖維，例如約5％～約20wt％短纖維，以提高吸收劑芯的濕回彈和整體性。
一種市售供應(yīng)的氣流成網(wǎng)纖網(wǎng)是AIRTEXTM395氣流成網(wǎng)纖網(wǎng)，由James River公司(位于Green Bay，威斯康星)供應(yīng)。AIRTEXTM395氣流成網(wǎng)纖網(wǎng)是100％新軟木纖維由丙烯酸粘合劑粘合在一起構(gòu)成的。Concert Fabrication Ltee(Ontario，加拿大)也生產(chǎn)用熱塑性粘合劑材料粘合在一起的各種致密化氣流成網(wǎng)纖網(wǎng)。其他有用的致密化氣流成網(wǎng)纖網(wǎng)包括一種包含超吸收劑顆粒和纖維素纖維的層合材料，公開在美國專利5,866,242，1999-02-02授予Tan等人，在此收作參考。
一種特別有用的纖維素-聚合物復(fù)合材料是漿粕纖維與聚合物的共成形、水力纏結(jié)混合物，例如公開在下列文獻中的材料美國專利4,879,170，1989-11-07授予Radwanski等人；美國專利4,100,324，1978-07-11授予Anderson等人，以及美國專利5,350,624，1994-09-27授予Georger等人，或者按Lau等人的方法制造的材料，見美國專利5,711,970，1998-01-27授予，所有這些均全文收作參考。
任何適當(dāng)形式纖維素材料均可結(jié)合到吸收劑芯的吸收材料中，包括木纖維，如漂白的硫酸鹽軟木或硬木、高得率木纖維和化學(xué)熱機械漿纖維；甘蔗渣、馬利筋屬絨毛纖維、麥稻秸、南非槿麻、大麻或泥炭苔絨。高得率纖維可用于制造的吸收件的例子是高得率氣流成網(wǎng)氈，公開在美國專利4,247,362，1981-01-27授予J.C.Williams，在此收作參考。該纖維還可交聯(lián)、磺化、絲光化、熱處理、與熱塑性穩(wěn)定劑纖維混合或者用濕強劑處理。堿處理纖維，例如按照美國專利5,858,021，“纖維素纖維的處理方法”，1999-01-12授予Tong Sun和Sheng Hu制備的那些，在此收作參考，在提供良好吸收率和膨松性方面尤其有利。各種纖維的混合物也可使用，包括共成形纖網(wǎng)，其中包含熱塑性纖維與木纖維按氣流成網(wǎng)法沉積在一起。
吸收劑芯的吸收材料可包含化學(xué)改性的纖維素，包括任何已知的纖維素衍生物，例如，2，3-二醛纖維素或由它衍生的其他纖維素聚合物，包括K.Rahn和T.Heinze在“通過以2，3-二醛纖維素的后改性獲得的新纖維素聚合物”，《纖維素化學(xué)與技術(shù)》32173～183(1998)，包括2，3-二醛纖維素的亞硫酸氫鈉加成物或各種各樣羧基纖維素化合物。改性纖維素化合物可以是粉末、纖維或薄膜形式的。類似地，乙酰化纖維素也可使用，還有由多糖溶液制備的纖維素纖維或薄膜，特別是由纖維素在含水叔胺N-氧化物溶劑，特別是N-甲基嗎啉N-氧化物(NMMO)中的溶液制備的；尤其可使用lyocell纖維，包括美國專利5837184，“原纖化傾向減輕的纖維素纖維的生產(chǎn)方法”中的那些，1998-11-17授予H.Firgo，在此收作參考。
吸收劑芯還可包含起皺、絎縫的吸收墊，公開在美國專利4,650,481，1987-03-17授予0’Connor等人，在此收作參考。獲得絎縫形式顆粒充填袋的方法是將外套的某些部分縫合或粘合在一起。
高芯吸通量的吸收性材料也可用于本發(fā)明中，包括美國專利5,843,852，“用于液體分配的吸收結(jié)構(gòu)”中的那些，1998-12-01授予J.Dutkiewicz等人，在此收作參考。用于高芯吸通量的多葉形纖維或具有復(fù)雜擠出斷面的纖維也可包括在本發(fā)明中。
該制品還可包含包圍吸收劑芯側(cè)面的疏水材料，用以進一步減少邊緣泄漏。例如，疏水纖維可放在幾個分立的區(qū)域，例如圍繞著親水吸收劑芯周邊，以提供防漏壁壘，例如可參見美國專利5,817,079，“吸收產(chǎn)品材料在衛(wèi)生巾之類產(chǎn)品中的選擇性放置”1998-10-06授予R.Bergquist等人，在此收作參考。一種可用于本發(fā)明的相關(guān)方法由Csillag在美國專利4,015,604中給出，1977-04-05授予。一種公開的吸收產(chǎn)品帶有側(cè)漏控制手段，包含沿產(chǎn)品每條側(cè)邊但與每條側(cè)邊保持一定間距、縱向延伸的狹長區(qū)域。該區(qū)，從產(chǎn)品面朝衣服的表面到面朝身體的表面浸漬了一種疏水液態(tài)材料。該疏水浸漬劑是隨著該親水墊通過制造設(shè)備的同時不斷地施涂到親水墊上去的。類似地，加拿大專利884,608,1971-11-02授予Levesque，涉及用疏水材料處理衛(wèi)生巾產(chǎn)品的邊緣以防止側(cè)漏。按照Levesque的方法，吸收材料邊緣區(qū)域的吸收劑層被轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷?，與此同時卻保持為氣體和水蒸氣可透的狀態(tài)。該疏水區(qū)可涂布上拒液組合物，或者經(jīng)過化學(xué)改性將纖維轉(zhuǎn)化為疏水的。在這些向吸收劑芯縱邊附加疏水纖維或疏水物質(zhì)的實施方案中，一種諸如聚合物薄膜之類芯吸阻擋層可覆蓋吸收劑芯襠區(qū)內(nèi)疏水區(qū)表面的至少一部分。
在許多實施方案中，一條中心纖維微粒袋被固定在襯底吸收劑層上從而形成中心吸收件，該中心吸收件放在外吸收件的中心空腔表面或其內(nèi)。還可存在芯吸阻擋層，以便將中心吸收件的至少一部分與外吸收件隔開，于是這兩個件之間的流體聯(lián)通便削弱了。
芯吸阻擋層芯吸阻擋層包含一個或多個阻隔材料段，它們阻礙從中心吸收件或從纖維微粒袋向側(cè)面相鄰的吸收材料或向中心吸收件底下的吸收材料或者從纖維微粒袋的芯吸作用。阻擋材料可以是聚合物薄膜或塑料薄膜；非織造纖網(wǎng)；橡膠層、硅氧烷或其他非吸收性材料的層；或者透過性較小的紙片，包括例如玻璃紙、蠟紙、浸漬紙、紙-聚合物復(fù)合材料、致密化薄紙、含有內(nèi)膠料從而變得較少親水的紙或薄紙，用疏水物質(zhì)如蠟、硅氧烷、熱塑性材料或聚烯烴處理過的紙或薄紙。軟疏水泡沫塑料也可使用，例如，閉孔聚氨酯泡沫塑料或硅氧烷泡沫塑料。疏水纖網(wǎng)如聚烯烴(例如通常用于尿布中涌流控制層的材料，但不含表面活性劑或其他親水處理劑)的粘合梳理纖網(wǎng)也可使用。只要能達到有用的阻隔功能。此類材料可包括延遲轉(zhuǎn)移阻擋材料，公開在共同所有的美國專利序列號60/079,657，“能控制粘彈流體放置部位的個人護理制品用吸收系統(tǒng)”中，授予A.S.Burnes等人，前面已收入本文作為參考。
該阻擋材料還可包含用于浸漬外吸收件一部分或中心吸收件一部分以減輕側(cè)向芯吸的疏水物質(zhì)。此種疏水物質(zhì)可包括粘合劑，尤其是當(dāng)熔融時加入到吸收制品中的熱熔粘合劑；蠟；包含蠟的糊料或乳液；硅氧烷基流體、凝膠、糊料或膩縫膠；酚樹脂或其他在中心吸收件或外吸收件的纖維材料浸漬后被固化的樹脂；聚烯烴或其他塑料或作為粉末，特別是燒結(jié)粉末加入的疏水材料，或者用粘合劑固定，或者采用熱粘合。除了有助于防止制品內(nèi)流體側(cè)向流動的浸漬材料之外，在襠區(qū)中心吸收件與外吸收件之間還可存在明顯的斷縫、間隙或狹長切口，用以進一步阻止流體聯(lián)通，特別是在中心吸收件與外吸收件之間去掉或斷開纖維通路。
阻擋材料可沿著中心吸收件周邊的一部分放置以減少或防止向周圍外吸收件的芯吸。在此種實施方案中，芯吸阻擋層可包含疏水材料的薄層，例如聚合物薄膜、非織造纖網(wǎng)、熱塑性材料、熱熔粘合劑層，或者柔性材料如在靠近中心吸收件周邊的纖維中浸漬蠟。當(dāng)芯吸阻擋層是聚合物薄膜或非織造纖網(wǎng)時，當(dāng)其放置到位時它的徑向尺寸可略微大于中心吸收件的徑向尺寸，這樣，便可有一條材料坐落在吸收劑芯表面上，圍繞著中心吸收件周邊的至少一部分形成肉眼可見的阻擋層。
加入芯吸阻擋層和相關(guān)構(gòu)造的吸收劑芯構(gòu)造的例子公開在共同所有的未決申請序列號09/165,875，″具有中心充填特征的吸收制品”1998-10-02提交，序列號09/165,871，“具有良好動態(tài)貼身特性的吸收制品”，也是1998-10-02提交；以及序列號未知的“帶有芯吸阻擋層和中心凸起件的中心充填吸收制品”，1999-01-01提交，Chen等人；所有這些在此收作參考。
中心凸起件中心凸起件是通常放在中心吸收件下面，或者在裝有自由流動顆粒的袋下面并位于后片上面的構(gòu)件，它能使吸收制品襠區(qū)的中心吸收件(或其至少一部分)當(dāng)吸收制品襠區(qū)受到從制品縱邊沿側(cè)向壓縮時朝上撓曲。該中心凸起件可以是柔性吸收材料，如致密化氣流成網(wǎng)漿粕纖維，共成形纖網(wǎng)，或者1個或多個起皺或未起皺薄紙層，設(shè)有彎曲線、劃痕記號、撓曲點和/或折疊段，例如“e形折疊纖網(wǎng)”，以便來自中心凸起件縱邊的側(cè)向壓縮導(dǎo)致至少一部分中心凸起件以足夠的力或回彈向上彎曲，進而導(dǎo)致其上的中心吸收件得以朝向身體撓曲或被頂起。吸收性中心凸起件還可制成扁平的管狀。
中心凸起件可包含至少1個具有一定壁厚的回彈材料層、因材料折疊或材料層疊而在回彈材料內(nèi)所形成的內(nèi)部孔隙，其中在側(cè)向壓縮期間隨著中心凸起件上表面朝上抬起，該內(nèi)部孔隙的z-向厚度尺寸增大。替代地，中心凸起件可不具有內(nèi)部孔隙，而是單層材料，并且當(dāng)其縱邊向內(nèi)朝著中心凸起件初始縱向中心線移動時該單層材料折疊或打褶成為倒V字形或U字形。
該中心凸起件可包含熱塑性變形件，如公開在K.B.Buell，美國專利5,300,055，1994-04-05授予，在此收作參考，但是中心凸起件也可以是非熱塑性的，例如是致密化纖維素纖網(wǎng)。這樣，中心凸起件便可具有撓曲手段，尤其是縱向延伸的撓曲鉸鏈線，從而當(dāng)戴上該衛(wèi)生巾時，誘導(dǎo)中心凸起件體側(cè)表面變成上凸構(gòu)型。在替代的實施方案中，該變形件具有″W″形斷面的中心區(qū)，其中具有上凸構(gòu)型的中心凸起件體側(cè)表面就位于該中心區(qū)，大致對稱地夾在衛(wèi)生巾縱向側(cè)邊之間。在另一種實施方案中，中心凸起件具有杯形前區(qū)和后區(qū)，具有上凸構(gòu)型體側(cè)表面。
在一種實施方案中，中心凸起件可以是包括″e″狀折疊材料的壓扁、卷起的薄紙或紙結(jié)構(gòu)，并且其中心線與制品縱軸線對齊(″e″狀扁平橫條沿橫向放置，垂直于制品縱軸)。受到來自制品縱邊的橫向壓縮以后，壓扁的e字形將朝上彎曲，e-形的上圈彈回至形成大致半圓的形狀，于是推動中心吸收件上表面朝向穿戴者身體。
中心凸起件還可包含透液間隔結(jié)構(gòu)，用于使面片離開吸收劑芯一段距離，如同公開在R.B.Visscher等人，美國專利5,324,278，1994-06-28，在此收作參考。
中心凸起件及其構(gòu)造的詳細(xì)說明實例公開在共同所有的未決申請，序列號未知，“帶有芯吸阻擋層和中心凸起件的中心充填吸收制品”，1999-10-01提交，Chen等人；在此將其全文收作參考，文中還提供有關(guān)面片、后片及吸收劑芯的其他件的選擇項的進一步細(xì)節(jié)。
實施例實例1用BIVIS捏和機制備纖維微粒Bahia Sul桉樹漿板，采用Grubbens碎漿機(中等濃度碎漿機，型號01R，Cellwood Grubbens AB，瑞典)離解為大約6％濃度。漿粕的離解時間為約30min。分別在加入和不加松解劑的條件下進行。對于加入松解劑的試驗批，離解進行5min后，加入松解劑。
碎漿結(jié)束時，漿粕被稀釋到約4.5％濃度并由泵壓至維持?jǐn)嚢璧腂ivis裝置的卸料池。Bivis捏和機(制造商通常稱之為擠出機)為BC-45型，由Clextral公司(Firminy，法國)制造。泵送是采用碎漿機卸料泵完成的。Bivis卸料池傳輸泵設(shè)定在循環(huán)模式。采用Andritz帶式壓榨機(連續(xù)帶式壓榨機，型號CPF 0.5m，P3，Andritz-Ruthner公司(Arlington，TX))使?jié){粕脫水并將其排入到螺旋輸送系統(tǒng)中。啟動后，Bivis卸料池傳輸泵出口的進料閥打開，同時循環(huán)閥關(guān)閉。帶式壓榨機設(shè)計成可產(chǎn)出出料墊2.5cm厚的墊。出料濃度為約32％。該料墊由帶式壓榨機末端的螺旋破碎機打散，然后由螺旋輸送系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到Bivis擠出機的進料斗中。
在進料斗底部，漿粕受到雙進料螺旋系統(tǒng)的進一步離解。離解后的漿粕喂入到Bivis進料螺旋中并導(dǎo)入到Bivis擠出機中。Bivis擠出機為一雙螺桿、同向旋轉(zhuǎn)擠出機，其內(nèi)螺桿的斷面參數(shù)載于表1中。所有的螺桿要素均為單螺棱的。
表1.Bivis擠出機中的各區(qū)
所有試驗均采用2個抽出區(qū)。抽出板安裝在區(qū)1和2中。水與漿粕碎屑被從這些區(qū)中抽出。
對于所有樣品，一組試驗的目標(biāo)是將比能控制在低水平到中等水平；另一組試驗控制在高比能。記錄下溫度。最高溫度總體上與比能成正向關(guān)聯(lián)，但隨著時間的推移，最高溫度趨于向區(qū)1移動。
以上參數(shù)的范圍載于下表2表2.Bivis生產(chǎn)纖維微粒采用的高和低工藝值
松解劑是季銨化合物，MacKerniumTM516Q-60(Mclntyre Group公司，芝加哥，伊利諾)；加入劑量2.78kg(6.15磅)每噸。
制備的纖維微粒隨后在43℃烘箱干燥過夜。
實例2采用Maule捏和機制備纖維微粒約800kg Bahia Sul漂白的桉樹硫酸鹽漿采用SulzerEscher-Wyss高濃度碎漿機(型號ST-C-W，Voith-Sulzer造紙技術(shù)公司，前身為Sulzer Escher-Wyss公司(Ravensburg，西德)離解。漿粕在12％～15％的濃度下解離30min。30min結(jié)束時，漿粕被稀釋到約4％濃度并由泵壓至第一卸料池。隨后，淤漿以約4％的濃度由泵從第一卸料池送至Black-Clawson Double Nip Thickener(雙輥隙增稠機)(型號200，Black Clawson Middletown，OH)在此，脫水至大約12％的濃度，并經(jīng)過螺旋輸送機喂入到Andritz帶式壓榨機的流漿箱中(Andritz-Ruthner公司(Arlington，TX))。
漿粕從帶式壓榨機(Belt Press)以大約35％的濃度排出到破碎用螺旋，并由此經(jīng)過加熱螺旋加入到Maule捏合機/捏和機中，從而使捏合機進口溫度升高到80℃。捏合機出口溫度為約100℃。捏合機的目標(biāo)比能量為98kW-h/t(5.5馬力-日每噸)。
一個批料采用前面例子中的程序?qū)嵤?，不同之處在于捏合機的出口門關(guān)閉，并且捏合機在轉(zhuǎn)子速度48rpm條件下運轉(zhuǎn)10min。這造成對漿粕的較高能量輸入，使得纖維微粒變小，從纖維微粒表面突出的纖維變少，結(jié)果改善了纖維微粒的流動性.
實例3Cenibra公司供應(yīng)的漂白硫酸鹽桉樹漿粕在進口溫度為約25℃(室溫)和進口濃度為約20％的條件下在Maule捏和機中進行捏和，結(jié)果生產(chǎn)出纖維微粒。捏和前，加入3千克/噸的Berocell 584松解劑。將纖維微粒攤開在平坦表面至約2cm厚，并風(fēng)干過夜。該纖維微粒已證明是自由流動的并且基本上不含伸出到纖維微粒表面以外從而可能引起纖維微粒之間纏結(jié)的游離纖維。該纖維微粒被篩選到介于約300～850μm的粒度，然后，裝入到紡粘非織造纖網(wǎng)內(nèi)并熱封以封口，從而制成適合結(jié)合到吸收制品中的顆粒袋。
實例4由Aracruz公司(巴西)供應(yīng)的漂白硫酸鹽桉樹漿粕在Maule捏和機(Maule GR11型，Ing.S.Maule&C.S.p.A.(Torino，意大利)制造)，在進口溫度等于約25℃(室溫)和進口濃度20％的條件下進行捏和從而制成纖維微粒。纖維微粒在制造中加入和未加入MacKernium516Q-60松解劑。當(dāng)加入時，松解劑的用量為2.78kg(6.15磅)MacKernium 516Q-60松解劑每噸漿粕。該纖維微粒是在Maule機器中制造的，然后在43℃烘干過夜。纖維微粒被篩分為如下表3所示不同尺寸顆粒。300～600μm粒度范圍的纖維微粒隨后被用于制造其他實施例的吸收制品。不同粒度的百分得率在加入松解劑與未加松解劑的桉樹纖維微粒之間顯示出明顯差異。雖然有用的粒度分布范圍介于300μm～850μm，但對于某些實施方案，為達到纖維微粒良好容納能力和產(chǎn)品舒適，有用的范圍介于300μm～600μm。某些情況下，較大的纖維微粒給人以顆粒感或不舒服。
令人驚奇的是，300μm～600μm的粒度范圍的百分得率，當(dāng)漿粕中加入松解劑時要比不加松解劑高得多。
表3桉樹纖維微粒的粒度分布和百分得率
表4顯示松解與未松解的桉樹纖維微粒在按上面有關(guān)離心持液容量測定方法確定的離心持液容量值(n＝2)方面的差異。松解劑的加入可改善離心持液容量數(shù)值一一考慮到松解劑具有疏水本質(zhì)，至少是一個令人驚奇的結(jié)果。松解劑是MacKernium 516Q-60，用量2.78kg(6.15磅)每噸漿粕。桉樹纖維微粒在Maule機器中制造，然后在43℃烘干過夜。對照例是未加入松解劑的Weyerhaeuser NB416漿粕和松解的Weyerhaeuser NF405漿粕。如表所示，通常情況下，加入松解劑的漿粕基材料降低離心持液容量值。
表4Maule生產(chǎn)的桉樹纖維微粒的離心持液容量值(CRC)
桉樹纖維微粒的流體吸入和倒流數(shù)值是另一項可考慮的性質(zhì)?？焖傥牒偷偷沽髦翟谀承嵤┓桨钢惺怯杏玫摹１?顯示原料(Maule生產(chǎn)的桉樹纖維微粒)，按前面給出的原料吸收速率和再潤濕試驗方法所表現(xiàn)出的流體吸入和倒流指標(biāo)。在該試驗中，第3次排液是1mL，而頭2次則采用2mL流體。令人驚奇的是，吸入第二次排液所需要的時間與吸入第一次排液所需要的時間大致相同，而第3次排液所需要的時間，當(dāng)將該數(shù)值加倍以折合到2mL時，也僅僅比第一和第二次排液稍長。換句話說，在“原料吸收速率和再潤濕試驗”中，本實例的纖維微粒表現(xiàn)出即便在多次排液以后仍然很高的流體吸入速率。
在表5中，平均起來，未松解的纖維微粒具有高于使用MacKernium 516Q-60松解劑的纖維微粒的倒流值。
表6顯示封閉在袋或“枕形套”中的桉樹纖維微粒，當(dāng)按上面給出的吸入和再潤濕試驗制備和測定時，表現(xiàn)出的流體吸入和纖維粒的倒流值。未松解處理的纖維微粒也具有高于用MacKernium 516Q-60松解劑的倒流值。短絨基產(chǎn)品通常具有快速吸入和高倒流值。采用裝在外套內(nèi)的材料試驗3次排液的吸入時間，表明多次排液吸入時間延長了。
表5Maule生產(chǎn)的纖維微粒的吸入時間和該原料的倒流值
表6Maule生產(chǎn)的纖維微粒的吸入時間和裝在套內(nèi)材料的倒流值
為測定松解處理的桉樹纖維微粒的可接受滲透率范圍實施了滲透率試驗，并與3種對照材料做了比較。對照材料是未松解處理的桉樹纖維微粒CF-405漿粕(松解處理漿粕)，由Weyerhaeuser公司供應(yīng)，以及NB416漿粕，由Weyerhaeuser公司供應(yīng)。用于測定滲透率的試驗方法是前面給出的凝膠床滲透率試驗；倒流試驗方法是前面給出的吸入及再潤濕試驗方法(裝在袋中的纖維微粒)。數(shù)據(jù)總括在下表7中。
表7.桉樹纖維微粒的滲透率數(shù)據(jù)
高滲透率提供快速流體吸入。桉樹纖維微粒的高滲透率值與造成貼身濕表面的高再潤濕值彼此關(guān)聯(lián)。低滲透率允許快速流體吸入但可用的孔隙容積較少，使得流體能夠被材料吸收并保持。滲透率值越低，粘彈流體直接透過吸收劑床的能力越小。在某些實施方案中，粘彈流體選擇性地被纖維微粒截留，從而造成較高容量和較低再潤濕值。使用的滲透率范圍據(jù)信低于約7×10-7cm2，例如介于約3×10-7～約7-7×10，或更具體地介于約4.5×7.0-7cm2～約7-7×10。滲透率結(jié)果顯示，松解處理的桉樹纖維微粒與處理過的和未處理的短絨處于同一范圍，但不在未松解的桉樹纖維微粒滲透率數(shù)值范圍內(nèi)。
介于300μm～600μm粒度范圍的篩分纖維微粒，隨后按照ASTM試驗方法D-6128測試粘結(jié)強度。獲得流動性系數(shù)(FFC)，它是壓固壓力(σ1)粘結(jié)強度(fc)之比，其中fc是按照J(rèn)enike顆粒的剪切流動試驗測定的，例如規(guī)定在ASTM試驗方法D6128-97，“采用Jenike剪切傳感器測定散料固體的標(biāo)準(zhǔn)剪切試驗方法”中。該試驗是針對Maule-生產(chǎn)的纖維微粒，包括加和不加松解劑的樣品，由Jenike&Johanson公司(Westford，麻薩諸塞)完成的。對于低、中和高搗實的結(jié)果載于表8中。壓固壓力σ1和粘結(jié)強度“Str″，二者分別以磅每平方英尺(psf)為單位，由該測試公司給出，又以kPa為單位給出。除了FFC(流動性系數(shù))這個無因次數(shù)值之外，還給出了有關(guān)內(nèi)摩擦有效角(δ)和內(nèi)摩擦運動角(φ)的結(jié)果。大于2和大于3的流動性系數(shù)表明材料具有一定程度自由流動行為。在例如下面的實例8中制備了明顯較高流動性的纖維微粒，而且預(yù)計它們的流動性系數(shù)會更高。例如，用于本發(fā)明的高度可流動顆粒還可能具有等于或大于3.5或等于或大于約4的流動性系數(shù)。內(nèi)摩擦有效角也可能與流動性或料斗流動過程中的架橋現(xiàn)象有關(guān)。內(nèi)摩擦有效角可介于約40°～約67°，或約40°～約60°。本例中的試驗未顯示出加入與不加松解劑的纖維微粒之間在所測定參數(shù)上有什么顯著不同。
表8.已篩分的Maule-制備的纖維微粒的Jenike剪切傳感器數(shù)據(jù)
又請Jenike & Johanson公司做了壓縮性試驗，針對2組試驗的纖維微粒給出的密度值最高232kg/m3(14.5磅每立方英尺)，范圍從104kg/m36.5～232kg/m3，其中的變化之所以大，可能是由于當(dāng)纖維微粒倒入容器時纖維微粒床層內(nèi)存在空穴。
實例5又在前面描述的BIVIS設(shè)備上制備了桉樹纖維微粒。表9列出以3種不同水平施加Mackernium 516Q-60松解劑的桉樹纖維微粒的離心持液顯示容量值。桉樹纖維微粒是在43℃烘干過夜的。提高松解劑用量并未顯示降低纖維微粒的吸收容量。
對照樣為未松解處理的Weyerhaeuser NB416漿粕和松解處理的Weyerhaeuser NF405漿粕。加入松解劑的漿粕基材料，如表中所示，通常降低離心持液容量值。
表9BIVIS-生產(chǎn)的離心持液容量值
測定了流體吸入和倒流值并載于表10中，測定是按照“原料吸收速率和再潤濕試驗方法”進行的。這些結(jié)果顯示，與松解劑用量無關(guān)，特定松解劑類型不抑制流體吸入或增加倒流值。
表10BIVIS-生產(chǎn)的原料吸入時間和倒流值
實例6對實例4的Maule生產(chǎn)的未松解和松解處理的桉樹纖維微粒進行了小規(guī)模非月經(jīng)用途試驗。纖維微粒篩分為4個不同粒度等級。3.0g干纖維微粒放入到非織造織物袋中，并將所有各邊熱封。該袋為95mm長和40mm寬。袋呈卵形，由頂為40gsm(1.2osy)淺粉紅色透明體，底是20gsm白色的SMS(紡粘-熔噴-紡粘層合物)組成。袋底部，用粘合劑粘附上0.5g超吸收劑材料。將卵形袋放在預(yù)先裁剪、預(yù)噴粘合劑的沙漏形90gsm共成形層表面且居中。共成形層為210mm長和65m寬，由60％聚丙烯與40％漿粕構(gòu)成。共成形層由粘合劑固定到作為后片的20μm厚聚乙烯片材上。20gsm紡粘面片放在袋與共成形層表面上。用粘合劑將面片固定到共成形層和后片上，制品模切成與共成形層相同的長度和寬度，從而制成衛(wèi)生巾。在共成形層上壓花形成2mm寬熱封邊，距離共成形層外邊緣2mm。9位試驗對象每位各戴不同代號的衛(wèi)生巾，干態(tài)1h，然后用5mL Astroglide注射到袋的中點而打濕，濕態(tài)戴1h。Astroglide是采用針筒和針注射到袋的中心的，并且均勻分布到袋內(nèi)。Astroglide是BioFilm公司(Vista，CA)制造的個人用潤滑劑。這些對象填寫關(guān)于下列特性評定的問卷墊舒適性、墊柔軟性以及厚度。正是這些特性的組合，決定了產(chǎn)品用于女性穿戴是否可接受。等級為1～7，其中7代表產(chǎn)品被評為最舒適、柔軟和最薄。試驗材料的特性平均結(jié)果總括在表11和12中。有用的桉樹纖維微粒的粒度范圍介于20～50目，更具體地大于30目但小于50目。
表11松解處理纖維微粒的平均試驗材料的特性等級
表12未松解處理纖維微粒的平均試驗材料的特性等級
實例7175gsm氣流成網(wǎng)致密化的纖網(wǎng)，密度約0.1g/cc，被裁成啞鈴形，長度約21.5cm，橫向中心線處的寬度為約6cm。用模切將外吸收件中心區(qū)域去掉，從而提供位于外吸收件內(nèi)的中心空腔，長42.7cm，寬3.7cm。該啞鈴形外吸收件放在20gsm帶有壓觸膠粘劑聚乙烯后片上。后片比啞鈴形吸收纖網(wǎng)大得多。玫瑰色20gsm聚乙烯薄膜模切為圓角的矩形，20.3cm長、4.7cm寬，并居中地放在中心空腔上作為芯吸阻擋層。隨后，3.3g松散纖維微粒直接放在中心空腔內(nèi)、芯吸阻擋層上。
該纖維微粒由漂白硫酸鹽桉樹纖維制成，它經(jīng)過了機械卷曲和捏和處理，制成約1mm直徑的小致密絮凝塊。纖維微粒的制備過程是，取20g預(yù)先在Maule捏和機中在濕態(tài)(約30％濃度)進行了捏和處理的干桉樹漿粕，然后將該漿粕再次加濕到約20％的濃度，在4.7L(5-夸脫)Hobart混合機中進行1.5h的打漿，從而制成致密纖維微粒。該濕纖維微粒隨后攤開在一表面上并風(fēng)干。圖15是用掃描電子顯微鏡(SEM)攝取的顯微照片，展示出由這批樣品采集的特征性纖維微粒。該纖維微?；境事研?，并且基本不含可能與其他纖維微粒糾纏的突出到纖維微粒表面以外的松散纖維。圖16展示一種具有突出到纖維微粒表面以外的纖維的纖維微粒。
干燥、松散的纖維微粒放在外吸收件中心空腔內(nèi)的芯吸阻擋膜上面，然后覆蓋上20gsm紡粘聚丙烯面片，它將纖維微粒固定到位，用作外套的上半部，而同時芯吸阻擋層則作為外套的下半部。面片上帶有壓觸膠粘劑，涂在面朝吸收劑芯的這一面，從而使它與芯吸阻擋層水平部分粘在一起，結(jié)果形成將纖維微粒保持在原位的密封。面片還曾用0.3wt％含45wt％聚乙氧基化氫化乙氧基化蓖麻油和55wt％脫水山梨醇單油酸酯(ICI(美國)公司(Wilmington，特拉華)供應(yīng))的表面活性劑處理過。
面片貼好以后，整個制品用尺寸大于外吸收件(24.4cm長、橫向中心線處8cm寬)的啞鈴形模具模切，從而提供圍繞著吸收制品外吸收件一周的后片材料與面片組成的邊緣，吸收制品具有部分地由聚合物薄膜上的壓觸膠粘劑提供的良好整體性。
透過半透明面片，仍可見一圈彩色阻擋層材料(粉紅芯吸阻擋層的水平部分)。
裝有纖維微粒的中心吸收件貼身、具有撓曲性并具有舒適、柔軟的手感。
實例8衛(wèi)生巾大致按照實例7組裝，不同的是，首先將纖維微粒裝入到包含20gsm紡粘聚丙烯纖網(wǎng)的外套中。用松解劑處理和未用松解劑處理的纖維微粒，交給月經(jīng)期對象試戴。根據(jù)使用后產(chǎn)品的視覺外觀和泄漏情況可見，包含用松解劑處理過的纖維微粒的吸收制品提供更好的吸入和流體控制性能。
雖然不擬囿于任何特定理論但據(jù)信，月經(jīng)吸收表現(xiàn)的改善是由于在桉樹纖維微粒生產(chǎn)中加入松解劑，從而在桉樹纖維造成帶正電荷表面所致。血紅細(xì)胞帶負(fù)電，而桉樹纖維微粒表面帶正電，據(jù)信它能吸引并保持血液中帶負(fù)電成分。典型的陽離子松解劑應(yīng)是一種脂肪酸的季銨鹽。正如木漿纖維加工技術(shù)人員熟知的那樣，松解劑的水溶液將自發(fā)地覆蓋纖維素表面。在陽離子松解劑的情況下，纖維素表面于是便帶上正電，因而將更有效地吸收帶負(fù)電的血紅細(xì)胞和血蛋白。蛋白和細(xì)胞的吸收據(jù)信將導(dǎo)致其余流體粘度和粘彈性的降低，從而改善流體沿整個吸收劑芯依靠芯吸力的吸入和分布。
在層合的或梯度的產(chǎn)品設(shè)計中，帶正電的桉樹纖維微?？煞旁诒谎b在或固定在吸收結(jié)構(gòu)底部的超吸收劑材料上面。這樣的層合安排可提供一種親水、帶電材料的上層，它能增加桉樹纖維微粒去除血紅細(xì)胞和其他帶負(fù)電血液成分的能力。于是底部的超吸收劑，由于血紅細(xì)胞已被桉樹纖維微粒濾除而可更有效地吸入殘余的水。此種在超吸收劑以前血球比容(hematocrit)的降低，可減少凝膠堵塞和提高超吸收劑的溶脹能力。
實例9按如下所述制備經(jīng)過兩種截然不同捏和操作處理的纖維微粒取2份各100g實例4的干燥、不含松解劑的Maule生產(chǎn)的桉樹纖維微粒，每份用自來水再潤濕到20％的濃度。然后，1份在攪拌下噴涂以3g“5％硅氧烷脫模劑”，Crown工業(yè)產(chǎn)品公司(Hebron，伊利諾)的產(chǎn)品3045(噴漆罐上印有1969年版權(quán)字樣)，這是一種5％硅氧烷的含氯化溶劑的產(chǎn)品。噴涂后產(chǎn)生的硅氧烷增重率等于0.15％。然后，這2份纖維微粒分別進行捏和處理1.5h。硅氧烷處理的纖維微粒在KitchenAid Classic混合機中進行捏和，設(shè)備型號K45SS(St.Joseph，密執(zhí)安)，采取最低速度，“stir”檔。不含硅氧烷的濕纖維微粒放在4.7L(5-夸脫)Hobart混合機，型號N-50(HobartCanada(North York，Ontario，加拿大))中進行捏和。2種條件下的捏和均持續(xù)1.5h。(KitchenAid和Hobart混合機看上去是基本相同的裝置，具有類似的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子)。然后，由這2份制成的纖維微粒在105℃下干燥約2.5h。
處理后，這2份樣品的流動性均比實例4的纖維微粒有所改善。然而，以硅氧烷處理過的纖維微粒具有幾項不同的性質(zhì)。其粒度分布要比未用硅氧烷處理的那份更細(xì)，后者形成了大量多顆粒團塊。篩分產(chǎn)生的結(jié)果載于表13。第二種捏和步驟期間硅氧烷的存在顯然促使產(chǎn)生一種新粒度分布，因為硅氧烷處理的那份的大纖維微粒(超過850μm的顆粒)的質(zhì)量僅相當(dāng)于不加硅氧烷那份的大約一半。
表13.兩次捏和處理的纖維微粒的篩析
盡管不含硅氧烷的份中存在團塊和較大顆粒，它依然具有比原來Maule生產(chǎn)的纖維微粒更好的流動性(通過簡單地用手抓材料和傾倒裝在塑料袋中便可看出)。然而，硅氧烷處理的那份卻具有非常少的團塊且凝聚傾向也很小，而是很容易流動，捧在手里猶如沙子一般。硅氧烷處理的那份的休止角據(jù)測定是57°。未經(jīng)硅氧烷處理的那份表現(xiàn)出略低的休止角，51°，但是該纖維微粒在測定期間2次在漏斗中架橋，需要用手推，迫使它們流出漏斗。在低質(zhì)量顆粒的情況下，低于60°的休止角據(jù)信是顆?？闪鲃?，或者顆粒間缺乏強內(nèi)聚力的良好證據(jù)。不擬囿于理論但據(jù)信，第二種捏和步驟通過如下措施使流動性得到改善向纖維微粒中加入更多能量造成一種致密、緊湊的結(jié)構(gòu)；提供一種新剪切條件，能將松散纖維帶回到與其母體纖維微粒接觸的狀態(tài)；以及使松散纖維與其母體纖維之間形成氫鍵。再有，不擬囿于理論但據(jù)信，硅氧烷的加入防止了結(jié)團并在捏和期間使纖維微粒得以更好地打散從而獲得較小粒度，同時又改善了干纖維微粒之間的潤滑力。其他潤滑劑和松解劑預(yù)計在促使第一或第二捏和步驟的捏和期間形成良好顆粒分布上，也具有類似效果。
實例10～16通過示例性說明，各種各樣女性護理產(chǎn)品均可用任何上述實例中生產(chǎn)的纖維微粒制備。在實例10中，在聚烯烴紡粘纖網(wǎng)制成的預(yù)裁卵形袋中填入纖維微粒以及任選地，異味控制化合物如沸石，然后圍繞周邊用超聲波或利用熱封合起來?？蓪⒃摯潭ㄔ谙旅娴奈諏尤绻渤尚卫w網(wǎng)、氣流成網(wǎng)或短絨絮墊上。在袋上面覆蓋紡粘覆蓋層并用粘合劑固定，從而制成衛(wèi)生巾。
在實例11中，在預(yù)裁卵形袋底部充填一層超吸收劑，袋內(nèi)靠下的表面上的膠粘劑幫助將超吸收劑顆粒定位，再將纖維微粒放在超吸收劑上面。將袋固定在諸如共成形纖網(wǎng)、氣流成網(wǎng)或短絨絮墊之類的吸收層上。在袋上面放紡粘覆蓋層并用粘合劑固定。還可在共成形纖網(wǎng)上固定一段活性炭織物，用于控制異味。
在實例12中，在透液袋中充填超吸收劑和纖維微粒，二者混合在一起，然后沿各邊將袋封合。將袋固定在諸如共成形纖網(wǎng)、氣流成網(wǎng)或短絨絮墊之類的吸收層上。在袋上面放紡粘覆蓋層并用粘合劑固定。
在實例13中，一層纖維微粒被夾在低基重共成形纖網(wǎng)或氣流成網(wǎng)(小于120gsm)與紡粘覆蓋層之間，然后沿各邊熱封。
在實例14中，由一層含桉樹纖維的纖維微粒被夾在低基重共成形纖網(wǎng)或氣流成網(wǎng)(小于120gsm)層與后片之間構(gòu)成褲襯墊。在該吸收材料上放置紡粘覆蓋層，然后沿各邊將褲襯墊熱封。
在實例15中，在一個塞子內(nèi)充填纖維微粒，其中加入或不加超吸收劑，然后用非織造覆蓋層將纖維微粒包卷起來，以將其容納。
在實例16中，在在一個塞子中心充填纖維微粒，其中另外還加入或不加超吸收劑，然后用一層氣流成網(wǎng)或短絨絮墊將纖維微粒包裹起來，再將覆蓋層固著到氣流成網(wǎng)或短絨絮墊上。
要知道，以上的實施例，系為舉例說明給出，不應(yīng)視為對本發(fā)明范圍的限制。雖然上面僅詳細(xì)說明了少數(shù)幾個本發(fā)明范例實施方案，但本領(lǐng)域技術(shù)人員很快就會想到，在不顯著偏離本發(fā)明創(chuàng)新方法及其優(yōu)點的前提下從這些范例實施方案還可演繹出許多修改方案。因此，所有這些修改方案均應(yīng)包括在本發(fā)明范圍之內(nèi)，該范圍由以下權(quán)利要求及其全部等價物規(guī)定。再有，要知道，可設(shè)想出許多實施方案，它們可能未達到某些實施方案的全部優(yōu)點，特別是優(yōu)選實施方案的，但是，某一特定優(yōu)點的缺少不應(yīng)構(gòu)成必然意味著這樣的實施方案不在本
權(quán)利要求
1.一種吸收制品，它包含至少部分用纖維素纖維微粒填充的袋，該纖維微粒包含造紙纖維和纖維微粒調(diào)節(jié)劑。
2.權(quán)利要求1的吸收制品，其中纖維微粒調(diào)節(jié)劑包含選自松解劑、分散劑、潤滑劑和表面活性劑的化學(xué)添加劑。
3.權(quán)利要求2的吸收制品，其中化學(xué)添加劑是松解劑。
4.權(quán)利要求3的吸收制品，其中松解劑包含陽離子聚合物。
5.權(quán)利要求2的吸收制品，其中化學(xué)添加劑是親水的。
6.權(quán)利要求2的吸收制品，其中化學(xué)添加劑是疏水的。
7.權(quán)利要求1的吸收制品，其中纖維微粒調(diào)節(jié)劑包含硅氧烷化合物。
8.權(quán)利要求7的吸收制品，其中硅氧烷化合物是兩性的。
9.權(quán)利要求1的吸收制品，其中纖維微粒調(diào)節(jié)劑包含油或蠟。
10.權(quán)利要求1的吸收制品，其中纖維微粒調(diào)節(jié)劑具有的質(zhì)量為纖維微粒干質(zhì)量的約0.1％或更大。
11.權(quán)利要求1的吸收制品，其中纖維微粒調(diào)節(jié)劑包含選自陰離子和非離子表面活性劑的表面活性劑。
12.權(quán)利要求1的吸收制品，其中纖維微粒的AUL值等于或大于約10g/g，并且其離心持液容量值等于或大于約1.5。
13.權(quán)利要求1的吸收制品，其中纖維微粒的休止角等于或小于約70°。
14.權(quán)利要求1的吸收制品，其中纖維微粒包含約50wt％或更多桉樹纖維。
15.權(quán)利要求1的吸收制品，其中至少90wt％的纖維微粒具有粒度為100μm～800μm，通過篩析確定。
16.權(quán)利要求1的吸收制品，其中纖維微粒是按規(guī)定的方式制備的，并且其中該纖維微粒的吸收能力比按與該規(guī)定方式相同的方式但不加化學(xué)添加劑制備的纖維微粒顯著高，并且其中化學(xué)添加劑基本上是非吸收性的。
17.權(quán)利要求1的吸收制品，其中纖維微粒基本上不含大于850μm的顆粒。
18.權(quán)利要求1的吸收制品，它還包含裝在袋中的超吸收劑顆粒。
19.權(quán)利要求1的吸收制品，其中該袋的寬度小于約3cm。
20.一種用于穿戴者身體使用的吸收制品，該吸收制品具有縱軸、橫軸、2條縱邊、一個靶區(qū)和一個體側(cè)，制品包含a)不透液后片；b)固定到后片上的透液面片；c)貼合性吸入件，包含裝有自由流動顆粒的袋；d)由側(cè)面包圍著袋的外賦形件；以及e)在外賦形件與袋的至少一部分之間的芯吸阻擋層。
21.權(quán)利要求19的吸收制品，其中該袋的寬度小于約5cm，且其長度等于或大于約10cm。
22.權(quán)利要求1的吸收制品，其中自由流動顆粒包含硬木纖維微粒。
23.權(quán)利要求1的吸收制品，其中自由流動顆粒包含聚合物珠、中空球和礦物顆粒之一。
24.權(quán)利要求1的吸收制品，其中自由流動顆粒包含至少約30wt％纖維微粒以及不超過約30wt％礦物物質(zhì)。
25.權(quán)利要求1的吸收制品，其中自由流動顆?；静缓惩?。
26.權(quán)利要求1的吸收制品，其中至少25質(zhì)量％自由流動顆粒的粒度大于300μm。
27.權(quán)利要求1的吸收制品，其中自由流動顆粒的平均粒度為約300μm～約600μm。
28.權(quán)利要求1的吸收制品，其中自由流動顆粒的保水值等于或大于約1.5g/g，且其流動性系數(shù)等于或大于約2。
29.權(quán)利要求1的吸收制品，其中該袋還包含異味控制劑。
30.權(quán)利要求1的吸收制品，其中自由流動顆粒還包含異味控制劑、抗微生物劑和表面活性劑之一。
31.權(quán)利要求1的吸收制品，其中自由流動顆粒還包含酶。
32.權(quán)利要求1的吸收制品，它還包含裝在袋內(nèi)的超吸收劑顆粒。
33.權(quán)利要求1的吸收制品，其中自由流動顆粒包含纖維素纖維，以及松解劑、潤滑劑、硅氧烷化合物和表面活性劑之一。
34.權(quán)利要求1的吸收制品，其中自由流動顆粒包含用季胺松解劑處理過的纖維素纖維。
35.權(quán)利要求1的吸收制品，其中自由流動顆粒包含纖維素纖維微粒，在纖維微粒表面的至少一部分上施加了疏水物質(zhì)。
36.權(quán)利要求1的吸收制品，其中自由流動顆粒包含用0.02％～4wt％的施加的疏水物質(zhì)處理的纖維素纖維微粒。
37.權(quán)利要求1的吸收制品，其中芯吸阻擋層是聚合物薄膜。
38.一種用于穿戴者身體使用的吸收制品，該吸收制品具有2條縱邊、一個襠區(qū)和一個體側(cè)，該吸收制品包含a)不透液后片；b)固著在后片上的透液面片；c)位于面片與后片之間的吸收劑芯，該吸收劑芯包含外吸收件和中心吸收件，該中心吸收件包含纖維材料的纖維微粒，該吸收劑芯還包含位于纖維材料的纖維微粒之下的中心凸起件。
39.權(quán)利要求37的吸收制品，它還包含介于中心吸收件與外吸收件之間的芯吸阻擋層。
40.一種生產(chǎn)吸收制品的方法，包括a)制備第一種纖維素纖維微粒；b)制備第二種纖維素纖維微粒；c)將第一種纖維素纖維微粒布置在透液袋中；d)將第二種纖維素纖維微粒布置在透液袋中；以及e)將透液袋封合以防止纖維微粒跑出袋，其中的第一種纖維素纖維微粒在化學(xué)添加劑、纖維組成、休止角以及保水值當(dāng)中至少一項上顯著不同于第二種纖維素纖維微粒。
41.權(quán)利要求39的方法，其中第一種纖維素纖維微粒在化學(xué)添加劑施加劑量上顯著不同于第二種纖維素纖維微粒。
42.權(quán)利要求41的方法，其中化學(xué)添加劑選自松解劑、疏水材料、濕強度添加劑、淀粉、蠟以及潤滑劑。
43.權(quán)利要求1的方法，其中第一和第二種纖維素纖維微粒是通過造紙纖維在捏和機中進行捏和處理制備的，而第一種纖維素纖維微粒與第二種纖維素纖維微粒是在顯著不同操作條件下制備的，該不同的操作條件選自在捏和機中的停留時間、每單位質(zhì)量被處理纖維施加的捏和機功率、纖維濃度、纖維溫度和捏和機速度當(dāng)中的至少一項。
44.權(quán)利要求1的方法，其中第一種纖維素纖維微粒與至少一部分第二種纖維素纖維微粒在袋中混合。
45.權(quán)利要求1的方法，其中第一種纖維素纖維微粒與第二種纖維素纖維微粒在袋中基本上分開。
46.根據(jù)權(quán)利要求1制備的吸收制品。
47.一種塞子，它包含通過捏和造紙纖維而制成的纖維素纖維微粒。
48.權(quán)利要求47的塞子，其中纖維微粒包含纖維微粒調(diào)節(jié)劑。
49.一種制備吸收制品的方法，它包括a)制備第一數(shù)量的自由流動顆粒；b)制備第二數(shù)量的自由流動顆粒；c)將第一和第二數(shù)量的自由流動顆粒配置在吸收制品中；以及d)將第一和第二數(shù)量的自由流動顆粒封合在吸收制品中以防止自由流動顆粒跑出，其中第一數(shù)量自由流動顆粒在自由流動顆粒表面的化學(xué)添加劑、自由流動顆粒的化學(xué)組成、休止角以及保水值當(dāng)中至少一項上顯著不同于第二數(shù)量自由流動顆粒。
50.按權(quán)利要求49制備的吸收制品。
51.按權(quán)利要求49制備的衛(wèi)生巾。
52.一種生產(chǎn)具有充填纖維微粒的貼合身體的中心區(qū)的吸收制品的方法，包括a)提供不透液后片；b)放置外吸收件，外吸收件具有位于后片上方的中心空腔；c)在中心空腔中放置一定數(shù)量纖維微粒；d)在纖維微粒和外吸收件上面放置面片；以及e)將面片固定到外吸收件和后片二者至少之一上，以防止纖維微粒跑出吸收制品。
53.一種生產(chǎn)具有充填纖維微粒的貼合身體的中心區(qū)的吸收制品的方法，包括a)纖維素纖維在大于約20％濃度條件下進行捏和處理以制成纖維微粒；b)干燥并攪拌該纖維微粒以提供基本不含團塊的干纖維微粒；c)提供后片；d)提供具有中心空腔的外吸收件；e)將外吸收件固著到后片上；f)將一定數(shù)量干燥的纖維微粒放在外吸收件的中心空腔內(nèi)；g)在纖維微粒上放置面片；以及h)將面片固著到外吸收件和后片至少之一上。
54.權(quán)利要求53的方法，還包括去除在平均粒度、顆粒密度或顆粒表面面積之一上不同于保留的纖維微粒級分的至少1種纖維微粒級分。
55.權(quán)利要求53的方法，其中纖維素纖維的捏和是在大于約90千瓦時/噸的功率水平進行的。
56.權(quán)利要求53的方法，其中纖維素纖維的捏和是在大于約140千瓦時/噸的功率水平進行的。
57.一種生產(chǎn)可用于吸收制品的纖維素纖維微粒的方法，包括a)制備濃度等于或大于約20％的造紙纖維的淤漿；b)在淤漿中加入有效量的松解劑、潤滑劑和表面活性劑之一；c)機械捏合或捏和該淤漿以制成纖維微粒；以及d)干燥該纖維微粒；其中纖維微粒的休止角等于或小于約70°。
58.權(quán)利要求57的方法，還包括在淤漿中加入交聯(lián)劑。
59.權(quán)利要求57的方法，還包括在淤漿中加入助留劑、絮凝促進劑和陽離子濕強劑之中至少之一。
60.權(quán)利要求57的方法，還包括去除最大纖維微粒以降低纖維微粒的平均粒度。
61.一種吸收制品，它包含裝有按照權(quán)利要求57制備的纖維微粒的袋。
62.一種生產(chǎn)吸收性纖維微粒的方法，包括a)制備第一濃度的濕造紙纖維；b)第一次對該纖維進行捏和處理；c)將纖維濃度調(diào)節(jié)到大于約18％的第二濃度；d)第二次對該纖維進行捏和處理以形成纖維微粒；以及e)干燥該纖維微粒。
63.權(quán)利要求61的方法，其中纖維濃度的調(diào)節(jié)包括將水加入到從捏和機取出的纖維中。
64.權(quán)利要求61的方法，還包括向纖維中加入松解劑、潤滑劑、表面活性劑和硅氧烷化合物之一。
65.權(quán)利要求61的方法，還包括在纖維經(jīng)過第一次捏和后向纖維中加入松解劑和硅氧烷化合物之一。
66.權(quán)利要求61的方法，其中纖維的第一次捏和用第一捏和機完成；纖維的第二次捏和用第二捏和機完成。
67.權(quán)利要求61的方法，其中第一濃度等于或大于37％；第二濃度為約20％～約35％。
全文摘要
公開一種包含纖維微粒和其他自由流動顆粒的吸收制品。在一種實施方案中,公開一種在的中心部分包含自由流動顆粒的吸收制品,該顆粒與其他吸收劑一起,提供極佳的貼身和良好的流體控制性能。在另一種實施方案中,纖維微粒的優(yōu)良吸入和流體控制性能配合纖維微粒與制品縱邊之間芯吸阻擋層的組合效應(yīng)提供良好的防漏。一種任選的中心凸起件還可通過受到壓縮時,迫使含纖維微粒部分垂直朝上撓曲起到改善制品表面形態(tài)的作用。還描述制備纖維素纖維微粒以及將其結(jié)合到吸收制品中去的方法。
文檔編號B32B5/02GK1347299SQ00806297
公開日2002年5月1日 申請日期2000年4月17日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月16日
發(fā)明者W·L·哈米爾頓, H·A·索雷波, W·G·雷維斯, P·A·漢森, E·C·達梅, R·J·馬科林, J·迪帕爾馬, 陳芳洲, J·D·林賽 申請人:金伯利-克拉克環(huán)球有限公司