專利名稱：含有高吸收聚合物植絨纖維的基材的制作方法
技術領域：
本發明涉及含有高吸收聚合物植絨纖維的基材，它尤其適用于吸收制品。
已知高吸收聚合物可用于吸收制品，例如衛生巾、短內褲襯里、尿布和失禁墊。高吸收聚合物可提高吸收制品的液體處理性能，例如液體的容納量和保留液體的性能。它們以粒子或纖維的形式加入到吸收制品的組分中，但最常見的形式是粒子。大多數市銷的加工設備是設計用來加工高吸收聚合物粒子而非纖維，因為纖維的分散比粒子更困難，而且會癟縮。
高吸收聚合物一般放在吸收制品的吸收芯中，該部位是容易加入的部位。然而，如能以一種常規方式將高吸收聚合物用于其他類型的基材內或基材上，例如其他的無紡織物材料、聚合物膜、帶孔膜、網、機織物、泡沫材料、網狀膜等也是很好的。
植絨是一種使纖維垂直固定于基材上的技術，它主要用于紡織業。然而，歐洲專利EP 0，737，462 A1揭示了一種疊層材料，用來覆蓋吸收制品的外部，其特征在于疊層材料的至少一部分表面帶有通過植絨施加上去的一層纖維。由此，植絨纖維位于吸收制品的外表面，以得到觸感比采用緊貼皮膚的塑料膜的產品有改進的吸收制品。EP 0，737，462 A1揭示了植絨纖維可以施加上去的外表面可以是一個多孔表層。可以在施加植絨之前或之后在該表層上打孔，但優選在植絨之前打孔。
申請人發現高吸收聚合物纖維可以通過植絨有利地結合到多種基材上。根據本發明，當高吸收聚合物植絨纖維施加到基材上時，它們以向上垂直的方式直立在表面上。與高吸收聚合物的非植絨纖維，即水平地壓倒的纖維相比，這種取向可使高吸收聚合物植絨纖維吸收的液體量增高。因此，這可使含有高吸收聚合物植絨纖維的基材特別吸引人地用于所有類型的吸收制品中。
申請人發現高吸收聚合物植絨纖維也可以有利地施加到帶孔膜的表面上。尤其是，在其下側面上、另外在開口側壁的外表面上含有高吸收聚合物植絨纖維的帶孔膜，可提供吸收制品以改進的表層或其他成分。材料和制造技術使得無紡織物和聚合物帶孔膜能很好地模擬機織物手感。雖然本行業中有多種帶孔膜，但總是希望帶孔膜、尤其是傳輸液體的帶孔膜的性能有改進。
本發明提供其上帶有高吸收聚合物植絨纖維的基材，也提供包含例如基材的吸收制品。
本發明也提供其上帶有高吸收聚合物植絨纖維的帶孔膜。高吸收聚合物的植絨纖維可以在帶孔膜的上表面或下側面上，或在開口的側壁上。


圖1是下側面上粘結有高吸收聚合物、人造絲和聚酯植絨纖維的帶孔膜的上表面放大視圖。
圖2是圖1中帶孔膜的下側面放大視圖。
圖3示出了本發明的帶有含有高吸收聚合物植絨纖維的表層的吸收制品(短內褲襯里)。
根據本發明，高吸收聚合物纖維是通過植絨粘結到基材上的。基材可以是多種材料中的一種，例如無紡織物材料、聚合物膜、可透氣材料、帶孔膜、吸收層、網、機織物、泡沫材料和網狀膜。優選地，基材選自無紡織物材料、聚合物膜、可透氣材料、帶孔膜和吸收層。本行業中的技術人員會知道適于在其上植絨高吸收聚合物的其他基材，本發明不打算受限制于任何特定種類的基材。
已知有多種無紡織物材料，可用于吸收制品領域。它們一般通過使熱塑性纖維例如聚烯烴纖維即聚乙烯和聚丙烯、聚酯纖維、聚酰胺纖維(包括尼龍)、聚丙烯腈纖維等纏結例如梳理或水剌成網。
聚合物膜的例子包括聚乙烯、聚丙烯、聚酯、纖維素、玻璃紙、聚氨酯、交聯聚乙烯、聚環氧乙烷和聚乙烯醇。
可透氣材料的例子包括聚氨酯膜和微孔膜，并通過電離輻射或通過用水性或非水性溶劑除去可溶的內容物來形成微孔。也可以使用具有曲徑、和／或其表面特性具有抗液體滲透的液體表面的單層或多層可滲透膜、織物及其組合。
帶孔膜是內部帶有孔的任何類型的膜。這種膜可以由無紡織物材料、聚合物膜、可透氣材料等制成。
吸收層包括例如由松散相連的吸收性親水材料，象纖維素纖維，包括木漿、再生纖維素纖維或棉纖維，以及本行業內通常已知的其他吸收材料，包括丙烯腈纖維、聚乙烯醇纖維、泥炭蘚制成的吸收層。
基材優選用作吸收制品例如衛生巾、短內褲襯里、尿布、失禁墊、陰唇間制品、傷口繃帶、嬰孩擦布、女性衛生擦布、護理墊或其他類似制品的一部分，用來吸收體液。優選地，吸收制品是衛生巾或短內褲襯里。這種衛生巾或短內褲襯里可以具有近似矩形、橢圓形、啞鈴形或花生形狀。根據吸收制品的性質，它的尺寸可以不同。例如，衛生巾厚度一般約1．4-5毫米、長度約3-16英寸、寬度約1-5英寸。短內褲襯里的厚度一般約低于0．2英寸、長度約低于8英寸、寬度約低于3英寸。
通過植絨工藝，將高吸收纖維材料施加到基材的一個或多個表面上。使纖維植絨到一個表面上的方法在織物的制造技術中是已知的。見例如美國專利No．2，527，501、2，691，611、3，436，442、3，672，929。一般來說，用粘合劑涂敷在基材整個或部分表面。涂敷過的基材再通過纖維計量站，采用例如位于基材上方和下方的電極，在基材周圍維持一個靜電場。在靜電場存在下，使纖維施加到基材上的粘合劑上，當纖維接觸粘合劑時，靜電場使纖維垂直于基材取向。再加熱基材，使粘合劑聚合并錨固纖維。未粘結上的纖維可以由真空吸走。
優選地，用來使纖維粘結到內表面上的粘合劑是一種可聚合樹脂，例如改性的丙烯酸水基化合物，如購自Air Products的FLEXBOND 974、977、983和986，購自BF Goodrich的CARBOTAC Adhesives(PSAs)和也是購自BFGoodrich的CARBOBOND Adhesives(非PSAs)。
已知有多種高吸收聚合物，根據本發明可以使用其中任何的種類。高吸收聚合物纖維是親水性纖維，它可溶脹，并能夠吸收多于約5克／克(纖維重量)的1％鹽水溶液。高吸收聚合物纖維的例子是聚丙烯酸酯纖維、接枝纖維素纖維和馬來酸纖維。高吸收聚合物纖維的優選類型包括購自TechnicalAbsorbents Limited的OASIS Type 101，和購自加拿大Alberta的Camelot的CAMELOT。另外，基材還可以含有非植絨纖維形式的高吸收聚合物，例如粒子形式或非植絨纖維。
也可以將第二親水性材料、憎水材料或其組合物與高吸收聚合物纖維一同粘結到基材上。這里所使用的“第二親水性材料”指高吸收聚合物之外的吸收材料或可濕潤材料。可濕潤材料一般是用濕潤劑處理以賦予其親水性的憎水性材料。可濕潤材料的例子包括例如用表面活性劑處理的雙組分纖維、聚丙烯纖維和聚酯纖維。優選的可濕潤纖維是聚酯纖維，例如用表面活性劑如購自ICI Americas Inc的Tween 20處理的購自DuPont Company的DuPont-Akra Polyester Type 11A Bright纖維。吸收材料是對液體具有親和力并吸收液體的親水性材料，例如人造絲、丙烯腈、尼龍、聚乙烯醇和天然或再生纖維素。優選的吸收材料是人造絲。
憎水性材料包括某些聚烯烴纖維和大旦數聚酯纖維，優選旦數至少為3，更優選至少為6。優選的憎水材料是購自DuPont Company的15旦聚酯纖維。
在本發明的一個優選實施例中，植絨纖維含有高吸收聚合物與第二親水性材料的組合(即可濕潤材料、吸收材料或兩者)。在該實施例中，液體很快地被第二親水纖維材料吸收，然后傳輸至高吸收聚合物纖維。雖然高吸收聚合物纖維比第二親水性材料吸收液體慢，但高吸收聚合物纖維具有較高的吸液量和保液性。
在該實施例中，高吸收聚合物／第二親水性纖維材料組合物中的高吸收聚合物的量一般約為5-95％(重量)，優選約為30-70％(重量)。高吸收聚合物植絨纖維可以均勻地分散于第二親水性纖維材料中，或者高吸收聚合物纖維和第二親水性材料可以以各種圖案粘結到基材上。
在本發明的一個特別優選的實施例中，植絨纖維含有高吸收聚合物、第二親水性材料和憎水性材料的組合物。液體也很快被第二親水性材料吸收，并傳輸至保液量較大的高吸收聚合物纖維。憎水性纖維材料幾乎不或不吸收液體，因此可有利地保持其外形完整性，以使濕潤癟縮減至最小。憎水性纖維支撐高吸收聚合物纖維和第二親水性材料，因為后者會因吸收液體而喪失其剛性。另外，由于憎水纖維的向上支撐，基材受壓較小，也增加了基材的吸收容量。這樣，就可保持基材的整個結構和物理整體性。
在該實施例中，高吸收聚合物／第二親水性材料／憎水性纖維材料組合物中的高吸收聚合物的量一般約為5-95％(重量)，優選約為30-70％(重量)。高吸收聚合物纖維可以均勻地分散于其他纖維中，或者各種纖維可以以各種圖案粘結到基材上。
不管植絨纖維是什么種類，其長度應當低于約1毫米，優選低于約0．8毫米。植絨纖維的旦數范圍應當約為1．2-15旦，優選約為1．8-6旦。濕潤時很小或不癟縮的纖維也是優選的纖維。
植絨纖維可以粘結到整個或部分基材上。植絨纖維可以在基材的一面或所有面上。相同或不同的植絨纖維可以在基材的兩個或多個不同的區域。
在本發明的另一個實施例中，基材是帶孔膜。帶孔膜含有上表面、下側面和許多孔。孔形成于上表面并延伸穿透膜的下側面。每個孔都由具有內表面和外表面的側壁所限定。孔的幾何形狀和尺寸對本發明并不關鍵，本行業內已知有多種帶孔膜，其中的任何類型都可用于本發明中。見例如美國專利No．5，824，352和5，770，144及其所引用的文獻。
高吸收聚合物植絨纖維可以位于帶孔膜的上表面上，或帶孔膜的下側面上。優選地，植絨纖維結合到帶孔膜的下側面表面上。另外，植絨纖維優選粘結到孔側壁的外表面上。后者可有利地形成自孔側壁端點延伸的高吸收聚合物的卷須。這些卷須有助于將液體從孔中吸出，并從膜的上表面上吸走。
使膜形成孔的方法對本發明也不關鍵。通常，已知的方法包括在表面上具有孔和／或其他特征圖案的構形支撐元件的表面上支撐初始膜。緊貼初始膜導入液體例如水，使它破裂，以使它的形狀與支撐元件的表面一致。另外，初始膜可以通過在初始膜下方抽真空而使之成孔。見例如美國專利No．5，824，352和5，770，144。
植絨步驟可以在膜打孔步驟之前或之后進行。植絨優選在打孔之后進行。在將粘合劑施加到打孔膜上時，必須小心使粘合劑僅施加到膜的有膜部分。
圖1和2分別是根據本發明在其下側面上含有高吸收聚合物OASIS Type101、人造絲和聚酯植絨纖維的打孔膜上表面和下側面的放大視圖。圖中示出了上表面1、下側面2和孔3。植絨纖維4粘結到膜的下側面3上。可看到許多植絨纖維由膜的周圍平面區域發展至孔的開口區域。
這種打孔膜可用作例如吸收制品的表層或背襯。它優選用作吸收制品的表層，因為帶孔的背襯會使液體滲漏到使用者的內衣上。
圖3示出了包含由帶孔膜制成的表層的短內褲襯里，根據本發明，該帶孔膜上帶有高吸收聚合物植絨纖維。圖3所示的短內褲襯里自其面朝身體的表面1至面朝內衣的表面2，依次含有可滲透液體的表層3、吸收芯4、不可滲透液體的背襯5。根據所選擇的材料，表層的厚度可以自約0．001英寸變化至0．062英寸。通常，表層3是其寬度足以形成制品面朝身體的表面1的單片材料。表層可以比吸收芯長，因此可形成橫向邊。這種橫向邊可以用其他層密封，以全部包封吸收芯。
吸收芯4可以包含松散相連的吸收性親水材料例如纖維素纖維，包括木漿、再生纖維素纖維或棉纖維，或本行業內通常已知的其他吸收材料，包括丙烯腈纖維、聚乙烯醇纖維、泥炭蘚和高吸收聚合物。
吸收制品還包含不可滲透液體的背襯5，其外表為制品朝向衣服的表面。當背襯由聚合物膜制成時，其厚度一般約為0．001-0．002英寸。已知本行業內的多種材料都可以用作背襯，可以采用其中任何類型。背襯5通常是寬度足以形成吸收制品朝向衣服的表面2的單片材料。背襯可以以C形輪廓環繞吸收芯的側邊延伸，與其縱向邊相鄰的背襯部分從朝向內衣的表面至制品朝向身體的表面朝上延伸。背襯優選由可透氣材料制成。
通過將吸收制品朝向內衣的表面2緊貼著放置于內褲分叉處的內表面，就可以將吸收制品施用到內褲的分叉處。壓敏型粘合劑6的條帶可施用到吸收制品面朝內衣的表面2上，幫助它固定在原地。這里所使用的“壓敏型粘合劑”一詞，指任何可剝離的粘合劑或可剝離的粘滯裝置。合適的壓敏型粘合劑包括例如水基粘合劑如丙烯酸酯粘合劑。另外，粘合劑也可以含有快速定型的熱塑性“熱熔”橡膠粘合劑或雙面粘合帶。
使用之前，可以用一面被涂敷的紙剝離條7來保護粘合劑6的條帶。例如聚硅氧烷的涂敷會降低剝離條的被涂敷面對粘合劑的粘合性。剝離條可由任何合適的片狀材料形成，使用之前，當片狀材料被涂敷之后，它可以以足夠的強韌性與粘合劑結合，使之保持在原位。在要使用吸收制品時，又可以容易地除去。
吸收制品可以含有其他已知的材料、層和添加劑，例如傳輸層、泡沫層、氣味控制劑、藥物等。其中許多例子是本行業內已知的。然而，如下所述，尤其是在本發明的吸收制品內不必有傳輸層。吸收制品可以任選地采用常規技術壓花形成裝飾圖案。
下面的非限制性實施例將進一步說明本發明。
按如下所述方式制備含有高吸收聚合物植絨纖維的吸收芯。
將一個1盎司／碼2的100％聚酯基材用作載體織物。可聚合樹脂以各種圖案施用到聚酯織物上。由30％高吸收纖維、40％人造絲纖維和30％聚酯纖維組成的纖維混合物計量加到聚酯織物上。纖維通過靜電場以垂直狀態取向。纖維粘結到施有樹脂的部位。基材再通過一個烘箱，使樹脂聚合和使纖維錨固到聚酯織物上。過量纖維被真空吸走。
按如下所述方式制備含有高吸收聚合物植絨纖維的帶孔膜。
聚乙烯初始膜放置于其上帶有孔圖案的構形支撐元件上方。支撐元件旋轉地固定到一個鼓上。溫度約為160°F、表壓約為1350磅／吋2的水緊貼進入初始膜的表面，初始膜與接觸支撐元件的表面相對，由此對初始膜開孔。
再干燥膜。含有30％高吸收纖維、40％人造絲纖維和30％聚酯纖維混合物的植絨纖維計量加到帶孔膜上面。纖維通過靜電場以垂直狀態取向。纖維粘結到施加有樹脂的部位。基材再通過一個烘箱，使樹脂聚合和使纖維錨固到聚酯織物上。過量纖維被真空吸走。
權利要求
1．一種其上含有高吸收聚合物植絨纖維的基材。
2．如權利要求1所述的基材，其特征在于所述的高吸收聚合物纖維選自聚丙烯酸酯、接枝纖維素和馬來酸。
3．如權利要求1所述的基材，它的上面還含有第二親水性材料的植絨纖維。
4．如權利要求3所述的基材，其特征在于所述的第二親水性材料選自可濕潤材料、吸收材料及其混合物。
5．如權利要求1所述的基材，它的上面還含有憎水性材料的植絨纖維。
6．如權利要求5所述的基材，其特征在于所述的憎水性材料選自聚酯、聚烯烴及其混合物。
7．如權利要求1所述的基材，其特征在于所述纖維含有高吸收聚合物、另一種親水性材料和憎水性材料的組合物。
8．如權利要求1所述的基材，其特征在于所述基材選自無紡織物材料、聚合物膜、可透氣材料、帶孔膜、吸收層、網、機織物、泡沫材料和網狀膜。
9．一種其上帶有高吸收聚合物植絨纖維的帶孔膜。
10．如權利要求9所述的具有上表面和下側面并包含許多孔的帶孔膜，其特征在于所述植絨纖維粘結到膜的下側面上。
11．如權利要求10所述的帶孔膜，其特征在于所述的每個孔起始都形成于膜的上表面，并被從膜下側面凸出的側壁所限定，每個側壁都具有內表面和外表面，所述的植絨纖維也粘結到孔側壁的外表面上。
12．如權利要求9所述的具有上表面和下側面并包含許多孔的帶孔膜，其特征在于所述植絨纖維粘結到膜的上表面上。
13．如權利要求9所述的帶孔膜，其特征在于所述的高吸收聚合物纖維選自聚丙烯酸酯、接枝纖維素和馬來酸。
14．如權利要求9所述的帶孔膜，它的上面還含有第二親水性材料的植絨纖維。
15．如權利要求14所述的帶孔膜，其特征在于所述的第二親水性材料選自可濕潤材料、吸收材料及其混合物。
16．如權利要求9所述的帶孔膜，它的上面還含有憎水性材料的植絨纖維。
17．如權利要求16所述的帶孔膜，其特征在于所述的憎水性材料選自聚酯、聚烯烴及其混合物。
18．如權利要求9所述的帶孔膜，其特征在于所述纖維含有高吸收聚合物、第二親水性材料和憎水性材料的組合物。
19．一種包含基材的吸收制品，所述基材上帶有高吸收聚合物植絨纖維。
20．如權利要求19所述的吸收制品，其特征在于所述基材選自無紡織物材料、聚合物膜、可透氣材料、帶孔膜、吸收層、網、機織物、泡沫材料和網狀膜。
21．如權利要求19所述的吸收制品，其特征在于所述的基材是帶孔膜。
22．根據權利要求19所述的吸收制品制成的衛生巾。
23．根據權利要求19所述的吸收制品制成的短內褲襯里。
全文摘要
本發明提供其上帶有高吸收聚合物植絨纖維的基材。所述基材可以是多種材料例如無紡織物材料、聚合物膜、帶孔膜、吸收層、網、機織物、泡沫材料、網狀態膜等中的一種。
文檔編號A61F5/44GK1281066SQ00121710
公開日2001年1月24日 申請日期2000年7月19日 優先權日1999年7月19日
發明者V·P·拉斯科 申請人:麥克內爾-Ppc股份有限公司