專利名稱：制造波狀吸收芯子結構的方法
技術領域：
本發明涉及用于一次性吸收物品的吸收芯子(absorbent core)結構。更具體地說，本發明涉及纖維材料構造的吸收芯子結構。
背景技術：
具有吸收芯子結構的一次性吸收物品在本領域是熟知的。而且，眾所周知，這種吸收芯子結構具有至少三個功能區，即捕獲區，分散區和存儲區。雖然這些區是已知的，但是具有所述區的吸收芯子結構的構造受到當前制造方法和當前材料選擇的限制。
一種這樣的常規的吸收芯子結構包括纖維素材料的使用。雖然纖維素材料的使用提供令人滿意的捕獲和分散區，但是纖維素芯子結構具有潮濕完整性差的缺點(即在受潮時具有較差的結構完整性)。在改進這種纖維素芯子結構的潮濕完整性的努力中，經常包含使用昂貴的粘合劑。使用纖維素材料的另一個已知的問題是出現結節和細粒，這種結節和細粒是不能令人滿意地成形的纖維，其負面影響芯子的性質(例如功效、成本)。
另一種這樣的常規的吸收芯子結構包括合成熔吹(meltblown)纖維的使用。雖然使用合成熔吹纖維可以提供滿意的潮濕完整性，但是得到的芯子結構在構造方面經常受到限制。例如，合成熔吹纖維通常直徑小(例如，2-9微米)；因此，得到的芯子結構通常具有較差的捕獲性質。而且，這些較小的纖維往往是薄弱的，因此不能形成水合作用后的孔隙區。此外，合成的熔吹芯子結構常常需要使用昂貴的粘合劑。
業已知道，用于一次性吸收物品的常規吸收芯子結構可以由離散的多層材料制成。而且，眾所周知，所述層可以由不同類型的材料構成。例如，常規的吸收物品可以制造成(a)用作捕獲區的頂層，用于更快速地吸收穿戴者的排出物；(b)用作分布區的中間層，用于吸收芯子結構中的排出物的預期的傳送(例如，縱向或橫向移動排出物以便更好地使用尿布)；以及(c)用作存儲區的底層，用于較長時間存儲排出物。
需要一種由纖維材料制造的吸收芯子結構，其中捕獲區、分散區和存儲區的性質能夠沿著垂直和水平方向容易變化。
發明內容
一種吸收芯子結構，具有至少一個捕獲區、至少一個分散區和至少一個存儲區。該捕獲區由纖維材料構成。捕獲區具有，從約0.018g/cc到約0.20g/cc的較低的密度。該分散區由所述纖維材料構成。分散區被加固以具有從約0.024g/cc到約0.45g/cc的相對中等的密度。分散區與所述捕獲區流體連通。該存儲區由所述纖維材料構成。存儲區被加固以具有從約0.030g/cc到約0.50g/cc的較高密度。存儲區與所述分散區流體連通。纖維材料部分成形為至少一個峰部和至少一個谷部，并且然后折疊以形成所述吸收芯子結構。纖維材料選自聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、淀粉、醋酸纖維素、聚丁烯(polybutane)、人造纖維、氨基甲酸乙酯、KratonTM、聚乳酸、棉花、LyocellTM、生物可降解的(biogradeable)聚合物，適合形成纖維的任何其它材料及其組合。吸收芯子結構還可以包括超級吸收材料，例如超級吸收聚合物(SAP)和/或具有超級吸收性質的其它材料。該SAP可以沉積在至少一個所述谷部上。SAP可以沉積在至少一個所述峰部上。SAP可以沉積在至少一個所述谷部和至少一個所述峰部上。SAP可以沉積在交替的谷部上。SAP可以沉積在交替的峰部上。所述峰部的第一排可以與所述峰部的第二排基本上垂直。所述峰部的第一排可以與所述谷部的第一排基本上垂直。纖維材料可以包括基本上不具有峰部和谷部的線性部分。該線性部分可以折疊并位于至少兩層峰部和谷部之間。SPA可以沉積在所述線性部分上。
一種吸收芯子結構，具有至少一個捕獲區、至少一個分散區和至少一個存儲區。該捕獲區由第一纖維材料構成。捕獲區具有從約0.018g/cc到約0.20g/cc的較低的密度。該分散區由第二纖維材料構成。分散區被加固以具有從約0.024g/cc到約0.45g/cc的相對中等的密度。分散區與所述捕獲區流體連通。所述分散區具有至少一個峰部和至少一個谷部。所述存儲區由第三纖維材料構成。存儲區被加固以具有從約0.03g/cc到約0.50g/cc的較高的密度。存儲區與所述分散區流體連通。所述存儲區具有至少一個峰部和至少一個谷部。所述第一纖維材料，第二纖維材料和第三纖維材料位于彼此的上面以便形成所述吸收芯子結構。吸收芯子結構還可以包括超級吸收材料，例如超級吸收聚合物(SAP)和/或具有超級吸收性質的其它材料。該SAP可以沉積在至少一個所述谷部上。SAP可以沉積在至少一個所述峰部上。SAP可以沉積在至少一個所述谷部和至少一個所述峰部上。SAP可以沉積在交替的谷部上。SAP可以沉積在交替的峰部上。所述分散區內所述峰部的排可以與所述存儲區內所述峰部的排基本上垂直。所述分散區內所述峰部的排可以與所述存儲區內所述谷部的排基本上垂直。本發明還考慮到制造諸如用于一次性衛生產品中的吸收芯子結構的各種方法。通常，所述方法可以包括熔紡至少一層纖維材料，在纖維材料的所述層形成至少兩個峰部和至少一個谷部，以及至少使該層的部分致密化。在多個實施方案中，超級吸收材料可用于流體存儲的目的。所述超級吸收材料可由聚合物和/或其他材料形成。熔紡工藝例如可以包括熔吹和/或紡粘工藝，該工藝是將纖維沉積在諸如用金屬絲構成的傳送元件的移動收集器上。
在一個說明性的實施例中，所形成的第一層纖維材料具有至少兩個峰部和至少一個將峰部分開的谷部。該第一層纖維材料的第一部分包住第一層纖維材料的第二部分，并且至少部分的第一層纖維材料被致密化。從纖維材料層的相對表面測定的每個峰部的層高度可以是每個谷部高度的幾倍。例如，9∶1的比率可用于特定的應用。然而也可能需要較高或者較低的比率。目前，在本發明中優選使用2∶1的最小比率。峰部和谷部的寬度和形狀也可以根據需要進行改變。
多種其他特征也可以連同上述的實施方案或者本發明的其他實施方案被任選采用。例如，形成所述的第一層纖維材料可能需要包括沿著第一層纖維材料的第一表面形成多個交替的峰部和谷部。使第一層的至少部分致密化可以進一步包括使多個峰部的至少部分致密化。將第一層纖維材料的第一部分包住第一層纖維材料的第二部分可能進一步包括將相對關系的相應的峰部對兒對齊，或者將峰部與相對的谷部對齊，或者相反，或者這兩種選擇的組合，取決于所需的密度特征。第一層纖維材料的峰部和/或其它區域可以被壓縮或者均一地致密化在整個層上，或者在所選擇的一個部分或者多個部分，取決于由這種壓縮所賦予或者促使的流體捕獲，分散和/或存儲特性。
在另一個方面，纖維材料層的第三部分可以折疊在第一和第二部分之間。在任何這些有多個層或者多層部分彼此相鄰放置的實施方案中，超級吸收材料可以均一地放置在一個或者多個層上或者層部分上或者在間隔開的位置上，取決于想要制造的特定物品的需要。超級吸收材料也可以或者分散在構成一個或者多個纖維層或者層部分的纖維內。
在包括或者不包括折疊一或這兩層，使用第一和第二離散層的實施方案中，構成第一和第二層的纖維可以由相同的材料或者具有不同特征的材料形成。
在包括使用離散層的纖維材料形成吸收芯子結構的示例性實施方案中，包括形成第一層的第一纖維材料，所述第一層的第一纖維材料具有至少一個將至少兩個峰部分開的谷部。第二層的第二纖維材料靠著所述峰部和谷部放置。該方法還包括使形成第一層峰部和靠著峰部放置的第二層的區域的纖維材料致密化。第二層通常是平展的，或者可以包括一或者多個峰部和谷部。該實施方案和本發明的其他實施方案類似，可以包括附加層，取決于應用的需要，而且可以包括上述的單獨使用或者任意根據需要組合的特征。
本發明的各種附加特征、優點和目的在結合附圖閱讀了優選實施方案的詳細說明后對本領域的技術人員將容易明白。
圖1a示出具有峰部和谷部的纖維材料的示范性部分；圖1b示出圖1的纖維材料，其中顯示的在先的峰部已經基本上縮陷，從而產生較短，較致密的區域；圖2a示出被折疊的示范性纖維材料；圖2b示出被致密化的圖2a的吸收芯子結構，使得到的厚度減小，密度大大增大；圖2c示出圖2b圈出區域的放大圖，因此可以進一步觀察改變密度的區域；圖3a示出被折疊的示范性纖維材料；圖3b示出被致密化的圖3a的吸收芯子結構，使得到的厚度減小，密度大大增大；圖3c示出圖3b圈出區域的放大圖，因此可以進一步觀察改變密度的區域；圖4a示出被折疊的示范性纖維材料；圖4b示出被致密化的圖4a的吸收芯子結構，使得到的厚度減小，密度大大增大；圖4c示出圖4b圈出區域的放大圖，因此可以進一步觀察改變密度的區域；圖5a示出被折疊的示范性纖維材料；圖5b示出被致密化的圖5a的吸收芯子結構，使得到的厚度減小，密度大大增大；圖5c示出圖5b圈出區域的放大圖，因此可以進一步觀察改變密度的區域；圖6a示出被折疊的示范性纖維材料；圖6b示出被致密化的圖6a的吸收芯子結構，使得到的厚度減小，密度大大增大；圖6c示出圖6b圈出區域的放大圖，因此可以進一步觀察改變密度的區域；圖7a示出被折疊的示范性纖維材料；圖7b示出被致密化的圖7a的吸收芯子結構，使得到的厚度減小，密度大大增大；圖7c示出圖7b圈出區域的放大圖，因此可以進一步觀察改變密度的區域；圖8a示出被折疊的示范性纖維材料；圖8b示出被致密化的圖8a的吸收芯子結構，使得到的厚度減小，密度大大增大；圖8c示出圖8b圈出區域的放大圖；圖9a示出被折疊的示范性纖維材料；圖9b示出被致密化的圖9a的吸收芯子結構，使得到的厚度減小，密度大大增大；圖9c示出圖9b圈出區域的放大圖，因此可以進一步觀察改變密度的區域；圖10a示出被折疊的示范性纖維材料；圖10b示出被致密化的圖10a的吸收芯子結構，使得到的厚度減小，密度大大增大；圖10c示出圖10b圈出區域的放大圖，因此可以進一步觀察改變密度的區域；圖11a示出具有峰部和谷部的第一離散中層纖維材料，以及具有第一波狀區域和第二波狀區域的第二離散層纖維材料，所述每一第一波狀區域和第二波狀區域具有峰部和谷部；圖11b示出被加固在第一離散中層的所述第二波狀區域使得其對齊的峰部被進一步致密化，而其對齊的谷部仍然可以提供空隙；
圖11c示出圖11b圈出區域的放大圖，因此可以進一步觀察改變密度的區域；圖12a示出了示例性的鋪放途徑，包括具有峰部和谷部的第一層纖維材料，具有峰部和谷部的第二層纖維材料以及基本上呈平面的第三層纖維材料；圖12b示出第三層被加固在所述第二層上，使得所述第三層的基本上填滿谷部；圖12c示出圖12b圈出區域的放大圖，因此可以進一步觀察改變密度的區域；圖13a示出有捕獲區，分散區和存儲區選擇性置于整個芯子構造的吸收芯子的2維示意圖；圖13b示出有流體在其中流動的圖13a的3維示意圖；圖13c示出有流體在其中進一步流動的圖13b的3維示意圖；以及圖14示出捕獲區，分散區和存儲區的3維放置改變的另一吸收芯子的3維示意圖。
具體實施方案這里所用的各種術語定義如下在這里的術語“吸收性物品”是指吸收并容納身體排出物的裝置，更具體地說，是指放置在穿戴者的身體上或身體附近以吸收并容納從身體排出的各種排出物的裝置，例如，失禁內褲，失禁內衣，吸收墊，尿布收集器(diaper holder)和襯墊，女性衛生服裝等。所述吸收性物品可以具有外在表面(garment surface)和身體表面的吸收芯子；設置在靠近所述吸收芯子的所述身體表面的液體可滲透面片；以及設置在靠近所述吸收芯子的所述外在表面的液體不可滲透的背片。
術語“一次性的”在這里用來說明通常不打算作為吸收性物品漿洗或復原或再使用的吸收性物品(即，打算在一次使用后將它們拋棄，并且優選以環保的方式回收、漚肥，或丟棄)。
術語“尿布”在這里通常是指嬰兒或失禁的成人下身穿著的吸收性物品。
這里所用的術語“短褲”是指具設計用于嬰兒或成人穿的有腰部開口和腿部開口的一次性服裝。通過將穿戴者的腿插入腿部開口中并將短褲滑動到圍繞穿戴者下身的位置將短褲放置在位。短褲可以用任何合適的技術預成形，包括但不限于利用可再固定和/或不能再固定的結合(例如縫合、焊接、粘合劑、粘接結合、固定器等)將物品部分連接在一起。短褲可以在沿著物品的周邊的任何地方(例如，側面固定的，前腰固定的)預成形。雖然這里使用了術語“短褲”、短褲通常也指的是“封閉式尿布(closed diaper)”、“預先固定的尿布(prefasteneddiaper)”、“穿上的尿布(pull on diaper)”、“訓練短褲(training pant)”以及“尿布短褲”。合適的短褲公開在1993年9月21日授權給Hasse等人的美國專利5,246,433，1996年10月29日授權給Buell等人的美國專利5,569,234，2000年9月19日授權給Ashton的美國專利6,120,487，2000年9月19日授權給Johnson等人的美國專利6,120,489，1990年7月10日授權給Van Gompel等人的美國專利4,940,464，1992年3月3日授權給Nomura等人的美國專利5,092,861，2002年6月13日提交的名稱為“Highly Flexible and Low Deformation FasteningDevice”、序列號為10/171,249的專利申請，1999年4月27日授權給Kline等人的美國專利5,897,545，1999年9月28日授權給Kline等人的美國專利5,957,908中。
術語“縱向(MD)”或“軸向”在這里是指平行于該物品和/或固定材料最大線性尺寸運行的方向，并包括在縱向±45°范圍內的方向。
術語“橫向(CD)”“側向”或“橫的”在這里是指與縱向垂直的方向。
術語“連接的”包括通過將一個元件直接附加在另一個元件上而使一個元件被直接固定在另一個元件上的構造，和通過將一個元件附加在附加另一個元件上的一個或多個中間元件而使一個元件間接地固定在另一個元件上的構造。
這里所用的術語“紡粘纖維”是指基本上分子取向的聚合物材料的小直徑纖維。紡粘纖維通常是這樣形成的，即從噴絲頭的多個微小的、通常是圓形的毛細管中噴出熔融的熱塑性材料的長絲形成，所述噴出的長絲的直徑然后用拉細工藝迅速減小。當紡粘纖維沉積在收集表面上之后它們通常不發粘并且通常是連續的。
這里所用的術語“紡粘材料”是指由紡粘纖維制成的材料。
這里所用的術語“熔吹纖維”是指聚合物材料的纖維，其通常是這樣形成的，即通過將熔融熱塑性材料噴出通過多個微小的、通常是圓形的模具毛細管成為熔融細線或長絲，進入會聚的高速的通常是熱氣體(例如，空氣)流，使熔融熱塑性材料的長絲變細，以減小其直徑。其后，熔吹纖維可以由高速氣流輸送并沉積在收集表面，以形成隨機散布的熔吹纖維網。熔吹纖維可以是連續的或離散的，其平均直徑小于10微米，并且當沉積在收集表面上時通常是粘性的。
這里所用的術語“聚合物”通常包括但不限于均聚物，諸如嵌段、接枝、無規和交替共聚物的共聚物、三元共聚物等，及其混合物以及改性物。而且，除非另有其他特定限制，術語“聚合物”包括分子的所有可能的空間構型。這些構型包括但不限于全同立構、間同立構和隨機對稱這里所用的術語“超聲波焊接”是指例如由將纖維通過音波角(sonic horn)和砧輥之間進行的工藝。
這里所用的術語“捕獲層”或“捕獲區”是指具有從約0.018g/cc到約0.20g/cc的較低密度和從約0.41mm到約5.23mm較高厚度的纖維材料。
這里所用的術語“分散層”或“分散區”是指具有從約0.024g/cc到約0.45g/cc的比較中等密度和從約0.39mm到約4.54mm比較中等厚度的纖維材料。
這里所用的術語“存儲層”或“存儲區”是指包含SAP的任何區域。而且，所述術語是指具有從約0.030g/cc到約0.50g/cc的較高密度和從約0.15mm到約3.96mm較小厚度的纖維材料。
這里所用的術語“小直徑”描述了具有小于或等于10微米直徑的任何纖維。
這里所用的術語“大直徑”描述具有大于10微米直徑的任何纖維。
這里所用的術語“超級吸收劑”是指至少能夠吸收10倍于其重量的液體的材料。
圖1a示出具有峰部40和谷部42的纖維材料10的示范性部分。峰部40具有約9mm到約35mm的一般高度(顯示為Hp；優選約27mm)和約2.5mm到約25mm的一般寬度(顯示為Wp；優選約12mm)。谷部42具有約1mm到約17.4mm的一般高度(顯示為Hv；優選約3mm)和約2.5mm到約25mm的一般寬度(顯示為Wv；優選約12mm)。峰部具有與谷部的基重約1％到約49％相比約99％到約51％的一般基重。例如，假設100gsm的平均基重，峰部可能具有約90％的基重(或者約180gsm，相應的高度約9mm)，谷部可能具有約10％的基重(或者約20gsm，相應的高度約1mm)。纖維材料10的纖維可以由多種合適的材料制成，包括但不限于聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、淀粉、醋酸纖維素、聚丁烯(polybutane)、人造纖維、氨基甲酸乙酯、KratonTM、聚乳酸、棉花、LyocellTM、生物可降解的(biogradeable)聚合物，適合形成纖維的任何其它材料及其組合。本發明的纖維質纖維與傳統的通常具有約2到約9微米的熔吹纖維不同可能具有從約10微米到約600微米的直徑。具有這種大直徑可以制成為捕獲層提供所需空隙的低密度纖維材料。能夠改良密度也是提供分散和存儲區所需的。這種改良技術包括但不限于，加固(例如咬送輥，真空同時使加工纖維束中的纖維變細)，(例如，加熱的咬送輥)，超聲波或者通風粘合(throughair bonding)(例如列舉在美國專利4,011,124中)。
圖1b示出了圖1的纖維材料10，其中顯示的在先的峰部已經基本上縮陷，從而產生較短，較致密的區域30。被縮陷成較短，較致密區域的峰部的基本觀點進一步闡述在下列的實施方案中。
圖2a示出被折疊的示范性纖維材料10。這個特定的實施方案顯示為三重折疊。纖維材料10可以包含具有峰部40和谷部42的區域。纖維材料10也可以包括沒有峰部40和峰部42的區域。例如，波狀區域10a和10b可以具有峰部40和谷部42，而平面區域10c不具有峰部和谷部。平面區域10c可置于波狀區域10a和10b之間從而產生多層吸收芯子結構。平面區域10c可以有助于捕獲SAP也可以通過將SAP保持在適當的位置從而在整個芯子結構中不產生剪切線保持整個結構的完整性。在該特定的示范性實施方案中，波狀區域10a和10b的峰部40a和40b如線200所示分別基本上成垂直對齊。在折疊纖維材料10之前，超級吸收聚合物80(以后稱作SAP)可沉積在波狀區域10b的谷部42中，或者部分沉積在峰部上。例如，假設在100mm×35mm的吸收芯子結構內的沉積量為8.4克，相應的表觀容積密度可能約等于0.67g/cc，高度為約0.362mm。圖2b示出被致密化的圖2a的吸收芯子結構，使得到的厚度減小，密度大大增大。例如，在峰部40垂直對齊的區域現在具有相對高的密度30a，30b和30c，因為與谷部中較少量的材料相比存在更多的材料。而且可以看出，谷部42的空隙現在被基本上填滿，使得SAP80以上的區域具有相對低的密度10。這個示范性的實施方案比現有技術提供了更特定的優點，因為捕獲區和分散區是并排的。這可以使排出物將捕獲區的空隙開始填滿后縱向分散排出物。圖2c示出圖2b圈出區域的放大圖，因此可以進一步觀察改變密度的區域。
圖3a示出被折疊的示范性纖維材料10。這個特定的實施方案顯示為三重折疊。纖維材料10可以包含具有峰部40和谷部42的區域。纖維材料10也可以包括沒有峰部40和峰部42的區域。例如，波狀區域10a和10b可以具有峰部40和谷部42，而平面區域10c不具有峰部和谷部。平面區域10c可置于波狀區域10a和10b之間從而產生多層吸收芯子結構。平面區域10c可以有助于捕獲SAP也可以通過將SAP保持在適當的位置從而在整個芯子結構中不產生剪切線保持整個結構的完整性。在該特定的示范性實施方案中，波狀區域10a和10b的峰部40a和40b如線300所示分別基本上不成垂直對齊。在折疊纖維材料10之前，SAP80可沉積在波狀區域10b的谷部42中，或者部分沉積在峰部上。圖3b示出被致密化的圖3a的吸收芯子結構，使得到的厚度減小，密度大大增大。例如，在峰部和谷部對齊的區域現在在一端具有相對高的密度30a，30b，在另一端具有相對中等的密度20a，20b。而且可以看出，谷部42的空隙現在被基本上填滿，使得SAP80以上的區域具有相對中等的密度20c。圖3c示出圖3b圈出區域的放大圖，因此可以進一步觀察改變密度的區域。
圖4a示出被折疊的示范性纖維材料10。這個特定的實施方案顯示為三重折疊。纖維材料10可以包含具有峰部40和谷部42的區域。纖維材料10也可以包括沒有峰部40和峰部42的區域。例如，波狀區域10a和10b可以具有峰部40和谷部42，而平面區域10c不具有峰部和谷部。平面區域10c可置于波狀區域10a和10b之間從而產生多層吸收芯子結構。平面區域10c可以有助于捕獲SAP也可以通過將SAP保持在適當的位置從而在整個芯子結構中不產生剪切線保持整個結構的完整性。在該特定的示范性實施方案中，波狀區域10a和10b的峰部40a和40b如線400所示分別基本上成垂直對齊。在最初折疊之前，SAP80可沉積在谷部中，或者部分沉積在峰部上。此外，在最終的折疊之前，SPA80可以沉積在平面區域10c的頂面。圖4b示出被致密化的圖4a的吸收芯子結構，使得到的厚度減小，密度大大增大。例如，在峰部和谷部對齊的區域現在具有相對高的密度30a，30b。而且可以看出，谷部42的空隙現在被基本上填滿，使得SAP80以上的區域具有相對低的密度10c。還可以看出，本實施方案提供了兩個區域的SAP80，平面區域10c以上的一個連續層的SAP和另一個由平面區域10c以下的峰部和谷部中離散沉積的SAP構成的另一區域。圖4c示出圖4b圈出區域的放大圖，因此可以進一步觀察改變密度的區域。
圖5a示出被折疊的示范性纖維材料10。這個特定的實施方案顯示為三重折疊。纖維材料10可以包含具有峰部40和谷部42的區域。纖維材料10也可以包括沒有峰部40和峰部42的區域。例如，波狀區域10a和10b可以具有峰部40和谷部42，而平面區域10c不具有峰部和谷部。平面區域10c可置于波狀區域10a和10b之間從而產生多層吸收芯子結構。平面區域10c可以有助于捕獲SAP也可以通過將SAP保持在適當的位置從而在整個芯子結構中不產生剪切線保持整個結構的完整性。在該特定的示范性實施方案中，波狀區域10a和10b的峰部40a和40b如線500所示分別基本上不成垂直對齊。在最初折疊之前，SAP80可沉積在谷部中，或者部分沉積在峰部上。此外，在最終的折疊之前，SPA80可以沉積在平面區域10c的頂面。圖5b示出被致密化的圖5a的吸收芯子結構，使得到的厚度減小，密度大大增大。例如，在峰部和谷部對齊的區域現在在一端具有相對高的密度30a，30b，在另一端具有相對中等的密度20a，20b。而且可以看出，本實施方案提供了兩個區域的SAP80，平面區域10c以上的一個連續層的SAP和另一個由平面區域10c以下的峰部和谷部中離散沉積的SAP構成的另一區域。圖5c示出圖5b圈出區域的放大圖，因此可以進一步觀察改變密度的區域。
圖6a示出被折疊的示范性纖維材料10。這個特定的實施方案顯示為三重折疊。纖維材料10可以包含具有峰部40和谷部42的區域。纖維材料10也可以包括沒有峰部40和峰部42的區域。例如，波狀區域10a和10b可以具有峰部40和谷部42，而平面區域10c不具有峰部和谷部。平面區域10c可置于波狀區域10a和10b之間從而產生多層吸收芯子結構。平面區域10c可以有助于捕獲SAP也可以通過將SAP保持在適當的位置從而在整個芯子結構中不產生剪切線保持整個結構的完整性。在該特定的示范性實施方案中，波狀區域10a和10b的峰部40a和40b如線600所示分別基本上成垂直對齊。在最初折疊之前，SAP80可沉積在谷部中而不沉積在峰部上。為了實現這種AGM沉積，可以進行特殊的維護以確保在峰部上或者其它過程(例如，向峰部的頂部吹空氣)的不顯著的沉積可被包含在內從而出去所有原始沉積的SAP。圖6b示出被致密化的圖6a的吸收芯子結構，使得到的厚度減小，密度大大增大。例如，在峰部垂直對齊的區域現在具有相對高的密度30a，30b。而且可以看出，谷部42的空隙現在被基本上填滿，使得SAP80以上的區域具有相對低的密度10c。圖6c示出圖6b圈出區域的放大圖，因此可以進一步觀察改變密度的區域。
圖7a示出被折疊的示范性纖維材料10。這個特定的實施方案顯示為三重折疊。纖維材料10可以包含具有峰部40和谷部42的區域。纖維材料10也可以包括沒有峰部40和峰部42的區域。例如，波狀區域10a和10b可以具有峰部40和谷部42，而平面區域10c不具有峰部和谷部。平面區域10c可置于波狀區域10a和10b之間從而產生多層吸收芯子結構。平面區域10c可以有助于捕獲SAP也可以通過將SAP保持在適當的位置從而在整個芯子結構中不產生剪切線保持整個結構的完整性。在該特定的示范性實施方案中，波狀區域10a和10b的峰部40a和40b如線700所示分別基本上成垂直對齊。在最初折疊之前，SAP80可沉積在峰部上而不沉積在谷部中。為了實現這種SAP沉積，可以進行特殊的維護以確保在谷部中/和其它過程(例如，向谷部內吹空氣)的不顯著的沉積可被包含在內從而出去所有原始沉積的SAP。圖7b示出被致密化的圖7a的吸收芯子結構，使得到的厚度減小，密度大大增大。例如，在峰部垂直對齊的區域現在具有相對高的密度30a，30b。而且可以看出，谷部42的空隙現在被基本上填滿，使得SAP80以上的區域具有相對低的密度10c。也可以看出，SAP80的沉積被相應的高密度30a，30b垂直環繞，并且由低密度10c水平環繞。圖7c示出圖7b圈出區域的放大圖，因此可以進一步觀察改變密度的區域。
圖8a示出被折疊的示范性纖維材料10。這個特定的實施方案顯示為三重折疊。纖維材料10可以包含具有峰部40和谷部42的區域。纖維材料10也可以包括沒有峰部40和峰部42的區域。例如，波狀區域10a和10b可以具有峰部40和谷部42，而平面區域10c不具有峰部和谷部。平面區域10c可置于波狀區域10a和10b之間從而產生多層吸收芯子結構。平面區域10c可以有助于捕獲SAP也可以通過將SAP保持在適當的位置從而在整個芯子結構中不產生剪切線保持整個結構的完整性。在該特定的示范性實施方案中，波狀區域10a和10b的峰部40a和40b如線800所示分別基本上成垂直對齊。在最初折疊之前，SAP80可沉積在交替的谷部并部分沉積在峰部上。因為SAP在存在流體大條件下顯著膨脹，提供沒有SAP的交替谷部為隨后的尿液溢出(urineinsult)提供后面的捕獲區。為了實現這種SAP沉積，可以進行特殊的維護以確保這種沉積和/或其它過程(例如，向交替谷部內吹空氣)可被包含在內從而出去所有原始沉積的SAP。圖8b示出被致密化的圖8a的吸收芯子結構，使得到的厚度減小，密度大大增大。例如，在峰部垂直對齊的區域現在具有相對高的密度30a，30b。而且可以看出，谷部42的空隙現在被基本上填滿，使得谷部內的區域具有相對低的密度10c。圖8c示出圖8b圈出區域的放大圖，因此可以進一步觀察改變密度的區域。
圖9a示出被折疊的示范性纖維材料10。這個特定的實施方案顯示為三重折疊。纖維材料10可以包含具有峰部40和谷部42的區域。纖維材料10也可以包括沒有峰部40和峰部42的區域。例如，波狀區域10a和10b可以具有峰部40和谷部42，而平面區域10c不具有峰部和谷部。平面區域10c可置于波狀區域10a和10b之間從而產生多層吸收芯子結構。平面區域10c可以有助于捕獲SAP也可以通過將SAP保持在適當的位置從而在整個芯子結構中不產生剪切線保持整個結構的完整性。在該特定的示范性實施方案中，波狀區域10a和10b的峰部40a和40b如線900所示分別基本上成垂直對齊。在最初折疊之前，SAP80可沉積在交替的谷部中并部分沉積在峰部上。因為SAP在存在流體大條件下顯著膨脹，提供沒有SAP的交替谷部為隨后的尿液溢出(urineinsult)提供后面的捕獲區。為了實現這種SAP沉積，可以進行特殊的維護以確保這種沉積和/或其它過程(例如，向交替谷部內吹空氣)可被包含在內從而出去所有原始沉積的SAP。此外，在最后的折疊之前，SAP可以斷續的方式沉積平面區域10c的頂面上。該第二沉積層的SAP可以基本上類似于第一沉積層，也可以與其基本上不類似。例如，SAP的上層可以較慢起作用以使第一尿液溢出被較低層存儲，然后使較上層可用于隨后的尿液溢出。此外，較上層的SAP可以比較低層便宜，由此提供沒有較差效果的成本節約。在圖9b示出被致密化的圖9a的吸收芯子結構，使得到的厚度減小，密度大大增大。例如，在峰部垂直對齊的區域現在具有相對高的密度30a，30b。而且可以看出，谷部42的空隙現在被基本上填滿，使得SAP80以上的區域具有相對低的密度10c。而且可以看出，本實施方案提供了兩個區域的SAP80，平面區域10c以上的一個連續層的SAP和另一個由平面區域10c以下的谷部和峰部中離散沉積的SAP構成的另一區域。圖9c示出圖9b圈出區域的放大圖，因此可以進一步觀察改變密度的區域。
圖10a示出被折疊的示范性纖維材料10。這個特定的實施方案顯示為三重折疊。纖維材料10可以包含具有峰部40和谷部42的區域。纖維材料10也可以包括沒有峰部40和峰部42的區域。例如，波狀區域10a和10b可以具有峰部40和谷部42，而平面區域10c不具有峰部和谷部。平面區域10c可置于波狀區域10a和10b之間從而產生多層吸收芯子結構。平面區域10c可以有助于捕獲SAP也可以通過將SAP保持在適當的位置從而在整個芯子結構中不產生剪切線保持整個結構的完整性。在該特定的示范性實施方案中，波狀區域10a和10b的峰部40a和40b如線1000所示分別基本上成垂直對齊。在最初折疊之前，SAP80可沉積在交替的谷部中而不沉積在峰部上。因為SAP在存在流體大條件下顯著膨脹，提供沒有SAP的交替谷部為隨后的尿液溢出(urine insult)提供后面的捕獲區。為了實現這種SAP沉積，可以進行特殊的維護以確保這種沉積和/或其它過程(例如，在交替谷部內并沿著峰部吹空氣)可被包含在內從而出去所有原始沉積的SAP。此外，在最后的折疊之前，SAP可以斷續的方式沉積在平面區域10c的頂面上，使得SAP基本上位于谷部42中。該第二沉積層的SAP可以基本上類似于第一沉積層，也可以與其基本上不類似。例如，SAP的上層可以較慢起作用以使第一尿液溢出被較低層存儲，然后使較上層可用于隨后的尿液溢出。此外，較上層的SAP可以比較低層便宜，由此提供沒有較差效果的成本節約。在圖10b示出被致密化的圖9a的吸收芯子結構，使得到的厚度減小，密度大大增大。例如，在峰部垂直對齊的區域現在具有相對高的密度30a，30b。而且可以看出，谷部42的空隙現在被基本上填滿，使得谷部內的區域具有相對低的密度10c。而且可以看出，本實施方案提供了兩個區域的SAP80，平面區域10c以上的一個連續層的SAP和另一個由平面區域10c以下交替谷部離散沉積的SAP構成的另一區域。圖10c示出圖10b圈出區域的放大圖，因此可以進一步觀察改變密度的區域。
在提供折疊的基本上呈平面的中間部分的其它方法中，圖11a示出了具有峰部40m和谷部42m的第一離散中間層的纖維材料10m和具有第一波狀區域10a和第二波狀區域10b的第二離散層纖維材料，所述第一波狀區域10a和第二波狀區域10b分別具有峰部40a，40b和谷部42a和42b。第二層繞著第一層折疊。第二層可以有助于捕獲SAP，也可以通過將SAP保持在適當的位置從而在整個芯子結構中不產生剪切線保持整個結構的完整性。在該特定的示范性實施方案中，第二波狀區域10b和第一離散中間層10m的放置可以如線1100所示使一層的谷部與另一層的峰部垂直對齊。或者，本領域技術人員可以認識到每一層的峰部可以垂直對齊。類似的放置可能性存在于第一波狀區域10a和第一離散中間層10m之間。在折疊之前，SAP可以沉積在一些或者所有谷部42a中，以及沉積在一些或者所有峰部40b上。雖然未顯示，SPA80可以沉積在一些或者所有谷部42m中，以及沉積在一些或者所有峰部40m上。圖11b示出第二波狀區域10a被加固在第一離散中間層10m上使得它們的對齊的峰部被進一步致密化，而它們的對齊的谷部仍然可以提供空隙。此外第二波狀區域10b的峰部40b可以對上述的對齊的峰部提供不對齊三結構支撐，由此提供第二區域的空隙。圖11c示出圖11b圈出區域的放大圖，因此可以進一步觀察改變密度的區域。
在折疊的其它方法中，圖12a示出了包括具有峰部40x和谷部42x的第一層纖維材料10x，具有峰部40y和谷部42y的第二層纖維材料10y和基本上呈平面的第三層纖維材料10z的示范性鋪放方式。第二層和第三層可以有助于捕獲SAP，也可以通過將SAP保持在適當的位置從而在整個芯子結構中不產生剪切線保持整個結構的完整性。在該特定的示范性實施方案中，第一層纖維材料10x和第二層纖維材料10y的放置可以如線1200所示使一層的谷部與另一層的峰部垂直對齊。或者，本領域技術人員可以認識到每一層的峰部可以垂直對齊。此外，在該特定的實施方案中，SPA80x可以沉積在一些或者所有谷部42x中，以及SPA80y可以沉積在一些或者所有谷部42y中。此外，第三層纖維材料10z可以置于第一和第二層的頂部或者二者之間。SAP的較上沉積層與較低沉積層可以基本上類似或者基本上不類似。例如，上層SAP可以較慢起作用以使第一尿液溢出被較低層存儲，然后使較上層可用于隨后的尿液溢出。此外，較上層的SAP可以比較低層便宜，由此提供沒有較差效果的成本節約。圖12b示出第三層10z被加固在第二層10y上使得第三層10z基本上將谷部42y填滿。在該特定的實施方案中，第一層10x的谷部42x大體上保持完整，而峰部40x現在具有相對中等的密度。圖12c示出圖12b圈出區域的放大圖，因此可以進一步觀察改變密度的區域。
參見附圖13a，顯示的2維示意圖描述了本發明的一個優點。更具體地，本發明的新穎性方面提供了構建新的芯子結構構造。例如，圖13a示出一種吸收芯子3000的二維示意圖，其具有捕獲區3010，分散區3020和選擇地放置在整個芯子結構的存儲區3030。這種結構提供了新穎的流體控制。
眾所周知，用于一次性吸收物品的常規的吸收芯子結構可以由多層材料制成。而且，眾所周知，各層可以由不同類型的材料構成。例如，常規的吸收芯子可以由下層制成(a)用作捕獲區的頂層，用于更快速地吸收從穿戴者排出的排出物，(b)用作存儲區的中間層，用于較長時間地存儲排出物，以及(c)用作分散區的底層，用于輸送該吸收芯子內的排出物(例如，縱向或橫向移動排出物，為了更好地利用尿布)。但是，這種常規的芯子經常不允許層間的流體連通。本發明不僅提供了層間流體連通，而且還提供如圖13a至13c所示的三維流體控制，其中流體3003根據這里所公開的芯子結構原理流動。最后，芯子結構可以構造成使其區域(即，捕獲區4010、分散區4020和存儲區4030)在三維方位內可以變化，如圖14的吸收芯子4000所示。
在詳細描述部分所引用的所有文獻，相關部分在此引入作為參考；任何文獻的引用不應被解釋為承認它是與本發明相關的現有技術。
多種方法和裝置可用于形成一或者多層纖維材料10中的峰部40和谷部42從而進行本發明。這些可以包括整合到熔紡工藝或者在形成層后實現的技術或者這些工藝的組合的技術。形成峰部40和谷部42的優選方式是整合到熔紡工藝中的方式。在這一點上，例如，在此處引入作為參考的2003年11月17日提交的美國專利申請10/714,778(’778申請)中公開的裝置和方法可用于實現纖維紡粘材料層的剝離效果。剝離效果產生由谷部形式的較低密度材料的排分開的峰部形式的較高密度材料的排。為了實現這個目的，紡粘裝置的減細器(attenuator)或者拉伸噴射(draw jet)出口的距離比和正常纖維材料收集器遷移得更近。例如，如果在’778申請中稱作“ACD”的這個距離為10”從而產生均一密度的纖維材料層，那么約5”的ACD可以在用于本發明的纖維材料層10中產生所期望的剝離或者峰部40和谷部42。應該認識到也可以使用包括但不限于那些包括在層產生后將纖維材料層與成型元件接觸的其它方法。每排峰部40和谷部42可以交替地連續或者斷續，取決于本發明的需要。
雖然已經示出并描述了本發明的具體實施方式
，對本領域的普通技術人員來說，顯而易見，在不脫離本發明的精神實質和范圍的情況下可以進行各種變化和修改。因此權利要求覆蓋本發明范圍內的各種變化和修改。
例如，本領域的普通技術人員將會理解加強的改變程度。
例如，本領域普通技術人員將會認識到SAP沉積可以利用多種合適的技術實現，包括但不限于在峰部和谷部形成后的配準的沉積或者在峰部/谷部形成期間沉積SAP(例如，將SAP添加到加工束減細器的頂部，其中SAP應該跟隨圍繞著擴散構件的纖維)。
權利要求
1.一種制造吸收芯子結構的方法，包括熔紡至少一層纖維材料，在纖維材料層基本上平行的排中形成將至少兩個峰部分開的至少一個谷部，將第一部分的第一層纖維材料折疊在第二部分的第一層纖維材料上，以及使至少部分的第一層纖維材料致密化。
2.如權利要求1所述的方法，其中的形成步驟還包括沿著第一層纖維材料的第一表面形成與多個谷部交替的多個峰部。
3.如權利要求2所述的方法，其中使至少部分的第一層纖維材料致密化還包括使至少一部分的多個峰部致密化。
4.如權利要求2所述的方法，其中將第一部分的第一層纖維材料折疊在第二部分的第一層纖維材料上還包括將相對關系的相應峰部對兒對齊。
5.如權利要求4所述的方法，其中使至少部分的第一層纖維材料致密化還包括將相對關系的相應峰部對兒壓縮。
6.如權利要求5所述的方法，還包括將第三部分的纖維層折疊在第一和第二部分之間。
7.如權利要求2所述的方法，其中將第一部分的第一層纖維材料折疊在第二部分的第一層纖維材料上還包括將相對關系的相應峰部和谷部對兒對齊。
8.如權利要求7所述的方法，其中使至少部分的第一層纖維材料致密化還包括將相應峰部相對于谷部壓縮。
9.如權利要求8所述的方法，還包括將第三部分的纖維層折疊在第一和第二部分之間。
10.如權利要求2所述的方法，還包括將超級吸收材料沉積在第一層纖維材料的第一和第二部分之間。
11.如權利要求2所述的方法，還包括將超級吸收材料沉積在至少一些谷部中。
12.如權利要求2所述的方法，還包括將超級吸收材料沉積在至少一些峰部上。
13.如權利要求2所述的方法，還包括將超級吸收材料分散在第一層纖維材料中。
14.如權利要求2所述的方法，還包括以間隔關系將第一和第二量的超級吸收材料沉積在第一層纖維材料的第一和第二部分之間。
15.如權利要求2所述的方法，還包括將第二層纖維材料置于第一層纖維材料的第一和第二部分之間。
16.如權利要求15所述的方法，其中形成第一層的纖維與形成第二層的纖維具有不同的特性。
17.如權利要求5所述的方法，還包括將超級吸收材料沉積在第一層和第二層的至少一層上。
18.一種由纖維材料層制造吸收芯子結構的方法，包括至少熔紡第一層纖維材料，在第一層纖維材料基本上平行的排中形成將至少兩個峰部分開的至少一個谷部，將第二層第二纖維材料靠著峰部和谷部放置，以及使形成第一層峰部和靠著峰部放置的第二層區域的纖維材料致密化。
19.如權利要求18所述的方法，其中的形成步驟還包括沿著第一層纖維材料的第一表面形成與多個谷部交替的多個峰部。
20.如權利要求19所述的方法，其中使纖維材料致密化還包括使每一峰部和靠著每一峰部放置的第二層的每一相應區域致密化。
21.如權利要求20所述的方法，還包括將超級吸收材料沉積在第一和第二層之間。
22.如權利要求18所述的方法，其中第二層還包括至少一個峰部和至少一個谷部。
23.如權利要求22所述的方法，還包括將基本上平展的第三層纖維材料靠著第一和第二層纖維材料的至少一層放置。
全文摘要
一種制造吸收芯子結構的方法，包括熔紡至少一層纖維材料。將超級吸收材料沉積在第一層相應的第一部分和第二部分之間。在纖維材料層中基本上平行的排中形成將至少兩個峰部分開的至少一個谷部。將第一層纖維材料的第一部分折疊在第一層纖維材料的第二部分上。使至少部分的第一層纖維材料致密化。
文檔編號A61F13/15GK101036607SQ200610067819
公開日2007年9月19日 申請日期2006年3月13日 優先權日2005年3月11日
發明者拉凱利·本特利, 史蒂芬·D·貝爾納爾, 帕特里克·L·克拉內, 詹姆斯·H·戴維斯, 內扎姆·馬拉科蒂 申請人:諾信公司