CN1159389A - 吸液性物件及其制法 - Google Patents

Abstract

一种具有高吸收能力且流体穿透时间短的吸液性物件。此吸液性物件包含水藓苔材料，其中已含有效份量的交联纤维素纤维，并极适合用作诸如卫生棉垫、尿片、尿失禁垫片、成人短裤、伤口敷料、喂奶垫片、脱脂棉球等弃置型吸收性产品之吸收性元件，或作为包装材料的干燥剂，于运送或储存期间，保持货品的干燥。本发明也包括此种吸液性物件的新颖制法。

Description

吸液性物件及其制法

本发明涉及一种人体分泌物吸收结构的制造技术，具体地讲，涉及一种高度吸收性物件，其可快速吸入液体并具有高吸收能力。此种吸收性物件包括加入有效份量的交联纤维的水藓苔材料。本发明亦包括此种水藓苔吸收性物件的制法。

许多弃置型吸收性产品使用的吸收芯材，主要都用纤维素纸浆蓬松材料制成，这类芯材通常具有柔软、柔韧及吸收的特性，但是倾向于厚而体积大，且毛细管吸力弱。此外，纤维素纸浆蓬松材料的结构稳定性不良，当吸收芯材吸收的液体达饱和状态时，可能引起崩解。

毛细管吸力弱的吸收性结构，通常增加吸收性产品留置与容纳体液上的失败可能性。人体分泌物会局限在毛细管吸力不良的吸收介质上的某一部位，造成局部饱和，因此，过量的液体可能从吸收性产品的外表面溢流。溢流可能接触使用者的衣物而造成沾污；或接触使用者的身体而造成潮湿、不适或皮疹。因此，最好能提供一种弃置型吸收性产品用的吸收芯材，足以利用毛细管作用，从液体与吸收芯材的接触点，将液体分布到整个吸收芯材。这种吸收芯材的改进的毛细管作用特性，可使液体藉由毛细管压力而流遍整个吸收容积。如此允许使用较薄的芯材，因为可有更多的吸收容积，可藉由此种毛细管吸收作用而吸收体液。较薄的吸收芯材也证明使用时更舒适，穿着于衣内时，也较隐密、较不明显。

以下美国专利范例，说明一些包含水藓苔的，具有优异毛细管吸力特性的吸收芯材：

专利号码	发明人	专利发给日期
			4,170,5154,215,6924,226,2374,305,3934,473,4404,507,1224,618,4964,676,8714,992,3245,053,029	Lalancette等人LevesqueLevesqueNguyenOvansLevesqueBrasseurCadieux等人DubéYang	1979年10月9日1980年8月5日1980年10月7日1981年12月15日1984年9月25日1985年3月26日1986年10月21日1987年6月30日1991年2月12日1991年10月1日

这些专利的主题在此并入本文作为参考。

这些专利揭示的内容中，采用以水藓苔为主要吸收成份的吸收结构，利用微粒气流成层或湿法成层形成薄片。此种薄片经过砑光，产生相当薄(亦即，大约0.025至大约0.25厘米(cm)厚)且相当密(亦即，大约0.1到大约1.0克/立方厘米(g/cc))的结构。让此种吸收性水藓苔薄片经过诸如穿孔压花或微皱褶处理等机械性柔化，可增加其弹性，强化其舒适潜力。

如此形成的水藓苔薄片，含有高比例的极细微间隙，允许薄片吸收及留置极高量的液体。水藓苔间隙于吸收液体时膨胀，然而，此种膨胀现象不减少继续吸进液体的容量。相反地，膨胀有助于吸收性介质留置液体的能力，同时大致保持吸收结构于使用中的结构完整性。

上述水藓苔薄片的毛细管吸力特性，使薄片具有高度吸收能力，同时保持相当薄的厚度。

水藓苔虽然具有某些高度理想的吸液特性，却显示较不理想的流体吸进率速。为了克服此种困难，通常的作法是在水藓苔层上，提供一高度渗透性的纤维性液体运送层，其功能是迅速收集人体分泌物，然后将液体运送到水藓苔材料。排放到此种合成吸收性结构上的液体，由于结构的高度多孔的网络，可快速流入运送层。由于不同材料间在毛细管作用力上的实质差异所形成的毛细管压力，液体从运送层移向水藓苔层。此种液体移动在良好控制下，以水藓苔的接受速率进行。

包括运送层与储液层的复合式吸收性结构，生产费用昂贵，因为制造运送层的原料价格昂贵。另一缺点是，由于使用厚的运送层，造成弃置型吸收性物件的体积的令人不需要的增加。

因此，工业上有必要提供一种水藓苔吸收芯材，其具有显著改善的液体吸进速率，因此允许使用较薄的运送层，并可能完全取消运送层。

本发明的主要目的是提供一种吸收性物件，此种吸收性物件具有高液体吸进速率，利用毛细管吸力从液体接触点分布液体的能力，并具有高度吸收容量。

本发明另一目的是提供一种弃置型吸收性产品，诸如卫生棉垫、尿片、尿失禁垫片、成人短裤、伤口敷料、喂奶垫片、脱脂棉球或包装材料干燥剂，此种产品利用前述吸液性物件作为吸收元件。

本发明再一目的是提供前述吸液性物件的制法。

依照本文具体而广泛的说明，本发明提供的吸液性物件具有高流体接受速率，可供用于弃置型吸液性产品中。此种吸液性物件包含水藓苔材料及有效份量的交联纤维。在本说明书的范围内，“有效份量的交联纤维”一语，是指足以增加水藓苔材料的平均微粒间空隙尺寸，并进而增加其吸液速率的份量。

水藓苔这种材料的特征在于一种细胞状组织。此种组织提供两种可以允许液体进入与储存液体的不同空隙，亦即，微粒间空隙与微粒内空隙。微粒内空隙是由水藓苔微粒的内腔形成的，而且非常小。因此，微粒内空隙显示极强的毛细管吸力，并大为有助于水藓苔材料从体液接触点吸走体液并将液体分布到整个吸收性材料的能力。相反地，微粒间空隙是形成于水藓苔微粒之间，并且大得多。

交联纤维提供一种高容积的弹性结构，可以间隔开水藓苔微粒。所产生的结构具有较大的平均微粒间空隙尺寸，并可以比不含交联纤维的水藓苔结构，更快速地吸进液体。有趣的是，交联纤维并不显著影响平均微粒内空隙尺寸。结果，本发明的吸收性结构结合两种经常被视为不相容的属性，亦即，更快吸入液体的能力(来自较大的微粒间空隙)以及吸走液体并将液体分布到整个吸收容积的能力(来自微粒内小空隙)。

在一优选实施方案中，加入水藓苔材料的交联纤维素纤维，在吸液性物件干重大约5％至大约75％的范围内，更佳是，在大约15％至大约40％的范围内；最佳是在大约15％至大约30％的范围内。

交联纤维素纤维及其制法对本领域技术人员来讲是众所周知的，例如，于1989年8月1日授予Weyerhaeuser公司的美国专利4853086号，揭示一种交联纤维素纤维的制法，其步骤包括使用乙二醇与二醛水溶液喷洒潮湿或局部干燥的纤维素纤维织料。该专利的揭示内容并入本文作为参考。

依照本文具体而广泛的说明，本发明进而提供具有高液体接受速率与高吸收容量的吸液性物件的制法，其步骤包含在水藓苔材料薄片中加入有效份量的交联纤维。

在一优选实施方案中，是在水藓苔材料浆中添加交联纤维素纤维。然后将材料浆形成织料，经过脱水，获得薄片状的吸液性物件。

依照本文具体而广泛的说明，本发明亦涉及一种弃置型积层式吸液性产品，其中包含：

a)一可渗液覆盖层；

b)一不渗液背衬层；及

c)介于前二层之间的吸收性元件；该吸收性元件包含含有水藓苔材料及有效份量的交联纤维的薄片。

上述吸收性元件可为单一结构或为包含上部运送层及下部储液层的积层式结构。根据本发明的吸液性物件其属性适合用作运送层或储液层。

根据本发明的吸液性物件，主要适合用在弃置型吸收性产品，诸如卫生棉垫、尿片、尿失禁垫片、成人短裤、伤口敷料、喂奶垫片、脱脂棉球，或用作包装材料干燥剂以于运送或储存期间保持货品的干燥。

图式简要说明：

图1为一局部立体外观图，显示一含有本发明吸液性物件的卫生棉垫；

图2为本发明吸液性物件的局部放大立体图；

图3为制造本发明吸液性物件的设备的概略图；及

图4为本发明吸液性物件的制作过程流程图。

请参阅附图的图1，标号10概括地表示一依照本发明原理而构成的卫生棉垫。此卫生棉垫10包含一封套12，它限定一内部空间，用以容置包括水藓苔的吸收性元件14。封套12包括一无纺织布或其他任何适合的多孔性织料或穿孔薄膜制成的渗液覆盖层16，及一譬如以聚乙烯膜制成的不渗液背衬层18。覆盖层16及背衬层18彼此以热封方式沿边缘部粘合。为了让卫生棉垫10附着在使用者的内裤上，其不渗液背衬层18可敷设粘剂区，用可剥除的背衬(图中未示)覆盖之。

吸收性元件14为一单层结构。较佳是在吸收性元件上提供已知结构的运送层(图中未示)，以强化卫生棉垫的液体吸进速率。

图2显示吸收性元件14的结构。它包括一中央芯材20，其包含与交联纤维素纤维相互混合的水藓苔。交联纤维素纤维使水藓苔材料展开，提供空洞容积较多的结构，因此可有高液体接受速率。此外，分散在整个水藓苔材料间的纤维素纤维，藉其亲水性而提供一种“导入”作用，诱导流体进入水藓苔材料。因此，中央芯材20可让液体快速进入。同时，中央芯材20具有极细微的微粒内空隙，显示强烈的毛细管吸力，因此可从液体接触点有效地吸走液体。

中央芯材20被局限在纤维材料形成的增强层22与24之间。增强层的目的有二重。第一，它们可强化芯材20，藉此提供一种于液体饱和时亦可维持完整性的单一性吸收性结构。第二，增强层22及24阻止吸收性结构内的游离水藓苔微粒释放到结构外部，因而减少尘埃。牛皮纸木浆材料是一种高度适合制造增强层22与24的材料。但是也可使用其他材料，诸如棉线头或木屑等，与牛皮纸木浆材料混合，或替代牛皮纸木浆材料。

吸液性元件14的详细组成，可从以下制造此种吸收性元件的设备及制作过程说明，获得最佳的了解。请参阅图3，其中以标号18概括表示的设备，包括一循环式可渗液福得利尼尔(Fourdrinier)金属网26，装设在数只滚轮28上，提供一水平延伸的行程30，不断前进，以支撑并运送水藓苔及纤维素纤维的浆料，通过不同的加工处理站。

金属网26行程沿线的路径上，间隔设置多个前悬箱32，34及36，把浆料铺在金属网26上，呈薄片状。前悬箱组在金属网26上放置三层叠置的浆料，以形成积层式浆料织料。更具体地说，前悬箱34铺设一层包含水藓苔与交联纤维素纤维的浆料，而前悬箱32与36则输送诸如牛皮纸木浆或其他任何适合物质的纤维材料浆。

供往前悬箱34的水藓苔浆料，其制备程序如图4所述。从沼泽收获的幼嫩水藓苔应该具有相当高的吸收能力。符合需求的水藓苔可以吸收并留置至少约其水中重量25倍的液体，较佳是其水中重量的50倍左右。让新鲜的水藓苔散布水中，在步骤38产生母浆；母浆经过湿法分类，除去极细微物质(通常称为细粒)及大片物质(包括根部、分支)等对水藓苔材料吸收力无重要帮助的部分。

一般而言，上述分类分两步骤实施。细粒是在第一个筛滤步骤40中除去，以摒弃任何通过60号筛目网的东西。在粗筛步骤42中，使用一穿孔板状的振动筛网，其网孔直径为2毫米(mm)；任何留在此筛网上的东西都予以摒弃。筛滤步骤40及42都选择湿法筛滤技术；此种两段分类法的作用是只保留尺寸在74微米左右到2000微米左右的微粒。在粗筛步骤42输出的筛后部分，经水稀释，使浆料较易处理。其次，在步骤44中，于浆料中添加交联纤维素纤维，添加份量约为吸收性元件14中固体重量的5％到75％，较佳是约15％到40％左右，最佳是约15％到30％左右。美国Weyerhaeuser制纸公司出品的NHB-405或HBA-S交联纤维，是符合理想的材料。

或者，可选择性地在水藓苔与交联纤维素纤维的浆料中，添加第一再潮湿剂，如步骤46所示。再潮湿剂的份量较佳是吸收收性元件14中固体重量的0.3％。Clough化学公司出品的RL Thorowet再潮湿剂，是符合理想的材料。

希望的话，可于浆料送往前悬箱34之前，在浆料中添加纤维性成份，如步骤48所示。纤维成份可包括牛皮纸木浆及机制木浆等材料。于本文范围中“机制木浆”一词包括木屑浆、热机械纸浆及精练木浆。木屑浆主要是用去皮与清洁后的树木与枝干，磨成微粒物质。精练木浆与木屑浆的差异，仅在于其研磨步骤中使用一种精练机，亦即，在本领域中熟知的一种碟状装置，其周缘区段设有多个金属肋，并最后与木质微粒接触并协助分离木纤维而不过度损伤它们。热机械木浆类似精练木浆，但其木质微粒在精练机中，通常使用蒸气加热，以协助分离木纤维。这些机制浆的共同特征是，都不尝试以化学手段来分离纤维；尽管这些机制浆于稍后经过磨细成细微的微粒物质后，可能会接受需要的化学处理，诸如漂白。当水藓苔浆料中使用机制木浆时，此类机制浆较佳是具备加拿大标准打浆度(TAPPI试验方法T-227)，从大约60到750，较佳是从大约400到600。

牛皮纸木浆也可与水藓苔混合使用，它基本上是以化学方式处理的长纤木浆，诸如亚硫酸盐及硫酸盐木浆。

纤维性成分也可包括天然的或合成的纺织纤维，诸如嫘萦、聚酯、尼龙、丙烯酸酯类(acrylic)等，其长度从大约0.6厘米到大约1.9厘米，较佳是大约1.3厘米；其旦数从大约1.0到5.0；其出现份量为吸收性薄片10的重量的2％到20％，较佳是从2％到6％。

添加纤维性成份之后，浆料被输送到前悬箱34，以送到福得利尼尔金属网26上。

在第一个实施例中，首先从前悬箱32将浓度大约为固体重量的0.2％的牛皮纸木浆浆料，铺设在金属网26上，以便形成底部的牛皮纸增强层24。送往金属网26上的浆料流速选定为每平方米15克固体。牛皮纸浆料通过前悬箱34下方，前悬箱34在牛皮纸层顶面上，输送依图4所述的制作过程制备的水藓苔微粒浆料。此种浆料的组成如下：

组成份	占吸液性元件14中的固体重量的百分比
		水藓苔聚酯纤维牛皮纸木浆纤维交联纤维素纤维	62.7％3.7％7.9％19.4％

最后一层牛皮纸木浆浆料层是从前悬箱36铺设到水藓苔浆料上，以便形成增强顶层22。这最后一层就浓度与组成而言，与先前放置的底部牛皮纸木浆层完全相同，但是其流速使之在每平方米的金属网20上，沉积5克固体。顶层的增强牛皮纸层22及底层的增强牛皮纸层24中，呈现的固体总量是吸液性物件14中固体重量的5.2％。

所产生的牛皮纸/水藓苔/牛皮纸积层式浆料层，随后用第二再潮湿剂处理。Clough化学公司出品的G-60 Thorowet再潮湿剂(二辛基硫代琥珀酸钠)是理想的材料。最佳是，再潮湿剂以发泡状态送到顶层的牛皮纸层上，如1993年6月14日公告的以Johnson&Johnson Inc.名义提出的加拿大专利申请案2.,057,693号中所述者。此项专利申请案的揭示内容并入本文作为参考。加入积层式浆料中的第二再潮湿剂，其份量为吸收性物件中固体重量的0.8％。合计时，应使用的第一及第二再潮湿剂份量，为吸收性元件中固体重量的0.1％左右到3％左右；较佳是在0.1％左右到1.5％左右。

随后，让浆料层通过一真空槽孔50上方，在浆料层中建立的压差影响下，抽去水份。浆料层停驻在真空槽孔50上方的时间及真空的强度，必须加以调节，以控制最后产品的密度。通常，真空强度降低而速度增加，会造成较疏松的产品；相反地，真空强度增加而速度降低，会产生较密致的产品。

离开脱水站50的织料，通过一烘干机52。烘干机52的目的是升高织料温度，以蒸发残余的水份。烘干机52是已知的结构，此处不须详细说明。

烘干机52与真空槽孔50之间，可设计为增加一压榨站(图中未示)，以机械方式榨出织料中的水份(此为本领域技术人员所熟知的)，以于织料进入烘干机52处理前，尽量减少其中的水含量。

在烘干机52下游设一砑光站54，以机械方式压缩干燥的产品，以便增加水藓苔材料密度，增强其干燥能力。需要的话，砑光站54之后可设一穿孔压花站(图中未示)，以机械作用柔化织料。此种处理可使水藓苔结构柔软，增强其舒适潜力。1992年7月20日以Johnson&Johnson Inc.名义提出的国际申请案PCT/CA92/00308中，有砑光操作的详细说明。此申请的内容并入本文作为参考。

替代穿孔压花技术的另一种方法是微皱褶操作，此种操作类似穿孔压花，但是并不进行穿孔。吸液性结构只是接受压花操作，产生间隔紧密的枢纽线条。分别于1986年6月24日及1988年12月17日授予Personal Products公司的美国专利4,596,567号及4,559,050号，其中有微皱褶操作的说明。这些专利的内容并入本文作为参考。

本发明的产品及制法，其在卫生及其他保健用途上的应用，可藉由本领域技术人员目前所知的或预期可知的任何卫生防护、尿失禁、医疗、及吸收性产品方法及技术而获得实现。因此，本发明的各种修改及变化，只要在所附权利要求书的范围及其同等范畴，均应涵盖在本发明内。

Claims (10)

1.一种具备高流体接受速率的吸液性物件，它供用于弃置型吸液性产品中，该吸液性物件包含水藓苔材料及有效份量的交联纤维。

2.如权利要求1的吸液性物件，其中的交联纤维是纤维素纤维。

3.如权利要求2的吸液性物件，其中，该吸液性物件包含的交联纤维素纤维，为吸液性物件中固体重量的5％左右到75％左右。

4.如权利要求2的吸液性物件，其中，该吸液性物件包含的交联纤维素纤维，为吸液性物件中固体重量的15％左右到40％左右。

5.如权利要求3的吸液性物件，进而包含纤维性元件，该纤维性元件选自包含螺萦、聚酯、尼龙、丙烯酸酯类、牛皮纸木浆、机制木浆、棉线头及以上各项的混合物的群组。

6.如权利要求3的吸液性物件，其中的物件以机械方式柔嫩化的方法，是选自包含穿孔压花及微皱褶的群组。

7.如权利要求3的吸液性物件，其中包括一增强层。

8.如权利要求7的吸液性物件，其中该增强层提供该物件的外表面。

9.如权利要求8的吸液性物件，其中该物件包括一对彼此间隔的增强层，提供该物件两个相反的主要外表面。

10.一种弃置型积层式吸液性产品，包含：

a)一可渗液覆盖层；

b)一不渗液背衬层；以及

c)介于前述二层之间的吸收性元件，该吸收性元件包含含有水藓苔材料及有效份量的交联纤维的薄片。

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