專利名稱：：高芯吸液體吸收劑復合材料的制作方法
背景技術：
：本發明涉及一種超吸收劑(Superabsorbent)含量高的蓬松體/木漿吸收劑，特別涉及一種具有高含量超吸收劑的芯吸能力高的吸收劑。人們已知的最老的液體吸收劑可能是得自棉花、木漿或蓬松體和其它天然物質的產品，這些材料慣常用于吸收液體、特別是與個人衛生有關的液體，其它的吸收劑制品有例如尿布、訓練短褲(trainingpants)、失禁服、衛生巾、繃帶等。隨著這些產品開發的進步，對液體的保留容量提高的要求也在提高。一種提高此類產品液體保留容量的方法是加入超吸收劑。這種超吸收劑也稱為水凝膠和水膠體(hydrocolloid)，特別是在尿布、訓練短褲和失禁服中更是如此。隨著這些產品變得愈來愈復雜，這些產品的制造商們已經減少了這些材料吸收層中木漿或蓬松體的量，而以不同量的超吸收劑代替之。由于這些吸收劑結構中超吸收劑量增加，就產生了所謂凝膠封閉(gel-blocking)的問題。早期的超吸收劑制成顆粒狀，并且它能吸收數倍于其自身重量的液體，如水和尿液。當它吸收了液體時，將不再保持其顆粒狀或通常的球形，而是轉變成糊狀凝膠，這種凝膠溶脹，充滿木漿纖維之間的空隙，并很快將這種結構轉變成膠凝的雜亂體。此現象現在被稱為凝膠封閉現象。由于這種凝膠封閉現象的出現，結果不再有輸送更多量液體的孔洞或毛細管。結果，以尿布作為例子，盡管吸收劑的液體保留總容量很高，但因為凝膠封閉問題，只有很少的液體吸收容量可以被利用。在經第一次或第二次接受液體后，接受液體的區域將發生凝膠封閉，液體不會被吸收，并且有時會流出凝膠塊的表面，甚至會從尿布滲漏出來。因此，只有有限量的超吸收劑可以加入吸收劑結構中。隨著超吸收劑工作的發展，開發了有高液體容量和高凝膠強度的超吸收劑顆粒，其意義是這種顆粒將吸收更大量的液體而仍舊保留其總體上的球形，其結果便增加了能夠加入諸如尿布之類的個人衛生吸收劑產品中的吸收劑部分中的超吸收劑量，制造商因此便能撤出更多的木漿而代之以超吸收劑。此外，制造商發現他們能夠將吸收劑進行高度壓縮以制造薄得多的尿布。但是，這里又出現利用尿布中吸收劑整個容量的問題。對于新的有高凝膠強度、高容量的超吸收劑，凝膠封閉問題減輕，但是又產生了一個新問題。當新的超吸收劑吸收液體膨脹時，其直徑將大大地增加。高度壓縮蓬松體/超吸收劑復合吸收材料有助于保持吸收劑的液體運送性質，但對于吸收劑容量的完全利用仍然是一個問題，這是因為當超吸收劑顆粒溶脹時，它們使吸收劑的結構分離開。在顯微鏡下觀察，膨脹作用在吸收劑結構中產生了大的空隙，因而大大地降低了吸收劑中的毛細作用，并因此降低了吸收劑將液體從尿布的接受區(insultzone)運送和芯吸至吸收劑復合材料的其它區域因而能夠更充分地利用尿布容量的能力。實質上，液體運送/芯吸問題是由凝膠封閉的吸收劑產生的，它實際上沒有毛細管將液體運送至變得十分開放的吸收劑，因此沒有足夠的毛細作用將液體從接受區芯吸并運送出去。結果，使可以加入以蓬松體為主成分的吸收劑中的超吸收劑量存在上限，存在的木漿中每單位質量沒有足夠的表面積去補償由于超吸收劑顆粒溶脹而破壞的毛細管的這一事實又加重了這一問題。因此，本發明的目的是提供一種吸收劑結構，這種結構能利用有大量超吸收劑的木漿。本發明的另一目的是生產一種木漿/超吸收劑復合材料，這種復合材料有提高了的毛細現象和芯吸作用，由此而制備能更有效地利用其液體保留容量的吸收劑結構。本發明的所有目的在進一步閱讀了以下的說明和權利要求書后將會變得更加明顯。發明概述本發明針對高芯吸的液體吸收劑復合材料和其制備方法以及所得到的幾種產品。該方法包括在諸如水之類的溶劑中形成可濕性細纖維(finewettablefiber)和木漿纖維(pulpfibers)的漿液，此漿液的固體含量為漿液總重量的約1-5％(重量)。固體含量和漿液由約10-50％的木漿纖維和約50-90％的可濕性細纖維組成(以干物質量計算)。然后在一小孔成型表面(foraminousformingsurface)上由漿液形成片材，片材的重量為每平方米約350-720克，含濕量約為6-15％。片材一經形成就將其在空氣流中纖維化，形成許多纖維，并用超吸收劑和任選的粘合劑與之混合，在空氣流中制成混合物。被夾帶的材料然后在一成型表面上沉積，形成單位重量為每平方米約100-1000克的復合材料。然后將復合材料進行壓制，使其密度為約0.1-0.5克/立方厘米。高芯吸的液體吸收劑復合材料形成后，將成為約5-20％可濕性細纖維、約3-30％木漿纖維、約50-90％超吸收劑和約0-10％粘合劑(均以干重量計算)的較均勻的混合物。由于本發明的復合材料有改進的芯吸能力，它能很好地適合于在許多應用上作為吸收材料而不只是個人衛生吸收產品。這些產品的例子包括尿布、訓練短褲、失禁服、衛生巾、繃帶等。另外，在需要時復合材料上可以形成含有更多或更少量可濕性細纖維的特定區域，以制成有特定需要的特殊的吸收劑復合材料。附圖的簡要說明圖1為形成本發明高芯吸的液體吸收劑復合材料的方法示意圖。圖2為本發明的包括高芯吸液體吸收劑復合材料的個人衛生吸收劑制品的頂視圖，其中部分切除。本發明的詳細描述本發明涉及合諸如木漿(蓬松體)的常規吸收劑和高濃度超吸收劑的高芯吸吸收劑復合材料。與易于凝膠封閉或阻止存留液體的芯吸的現有材料不同，本發明的材料因在超吸收劑/木漿組合之中加入了可濕性細纖維而增加了芯吸能力。本發明的材料具有作為尿布、訓練短褲、失禁服、婦女衛生用品、繃帶等的吸收劑的具體用處，但并無限制本發明范圍之意。這些產品一般具有貫穿整個產品的吸收劑芯(adsorbentcore)。為了提高這些產品的容量，在吸收劑芯中加入了稱為“超吸收劑”、“水凝膠”或“水膠體”的高液體保留材料以增加吸收劑芯的液體處理和存留容量。遺憾的是，由于有許多因素存在，超吸收劑/木漿吸收劑芯不能充分地被利用。原因之一是吸收劑芯不能把液體從液體進入區或接受區芯吸出去。結果這種產品必須使用較實際需要更多的吸收劑材料制造，由此而增加了產品的厚度和總成本。本發明的材料由于有適合的吸收劑芯組分比例并且加入了稱之為“可濕性細纖維”的材料以增加吸收劑芯的功能性利用而有助于解決此問題。這種吸收劑芯的相對效率的一個指標是材料的垂直芯吸能力或垂直芯吸高度的測量值。如下所詳細敘述，與常規超吸收劑/木漿吸收劑芯相比，本發明材料的液體垂直芯吸作用表現出明顯的提高。以尿布為例，在會陰部分磨損的尿布面積中的更多的吸收劑芯能被利用來存留液體，由此便大大地減少了用于特定尿布結構中的吸收劑芯材料的總用量。本發明將主要敘述其在個人衛生產品(諸如尿布)中的應用，但無意對本發明進行限制。本發明的高芯吸的液體吸收劑復合材料合有三種主要組分和一系列任選的添加劑或用以提高吸收劑復合材料性能的組分。這三種主要的組分包括吸收劑支承材料、超吸收劑和可濕性細纖維。它們的相對比例將在下面作詳細敘述。將此三種主要組分相互緊密混合后，置于一成形表面，然后壓制成所要求的密度，便得到了芯吸特性改進了的復合材料。吸收劑支承材料最典型的是木漿或纖維素材料，諸如木漿纖維(常稱作蓬松體)、棉花、棉絨纖維、蔗渣或人造纖維。另外，相應于前述材料的合成材料也被認為是在本發明的范圍之內。這種吸收劑支承材料一般是纖維狀，其纖維長度常在約2-10毫米，使用0.9％(重量)的鹽溶液在每平方英寸0.5磅(3500帕)的負荷下的液體保留容量為每克材料約8克。木漿蓬松體例如包括CR2054蓬松木漿(由Kimberly-ClarkCorp.ofNeenah，Wisconsin生產)和NB416蓬松木漿(由WeyerhauserCorp.ofFederalWay，Washington生產)。本發明的高芯吸的液體吸收劑復合材料的第二種組分是常稱之為“水凝膠”或“水膠體”的超吸收劑材料，這種超吸收劑是熟知的并生產成至少三種形狀，包括粒狀、纖維狀和片狀。粒狀是最常見的，典型的粒經在約50-1000微米范圍，使用0.9％(重量)鹽溶液在每平方英寸0.5磅(3500帕)的負荷下液體保留容量為每克超吸收劑10-40克范圍。這種材料是天然的，但也可以是合成的。天然超吸收劑或水膠體的例子有阿拉伯膠、瓊脂、瓜爾膠、各種淀粉、糊精和明膠。半合成體包括改性纖維素，諸如羧甲基纖維素和各種改性淀粉。合成吸收劑凝膠聚合物包括(但不限于)聚乙烯基吡咯烷酮和聚丙烯酸酯類。市售產品包括(但不限于)Hoechst-CelaneseCorporationofChalotte，NorthCarolina的Hoechst-CelaneseSANWETIM5000和IM3900、DowChemicalcompanyofMidland，Michigan的DowDrytech534和AlliedColloids，Ltd.ofBradford，UK的AlliedColloidsSALSORB89。纖維狀超吸收劑也可購得，這些纖維直徑一般在約10-50微米范圍，長度在約3-60毫米范圍，其吸收度在用0.9％(重量)的鹽水溶液在每平方英寸0.5磅(3500帕)的負荷下每克超吸收劑在約10-40克范圍。可以商品供應的超吸收劑纖維包括AlliedColloids/CourtaldsFSA101和111，ArcoCorporationofPhiladelphia，Pennsylvania生產的ARCOFIBERSORB和ToyoBosekiKKofOsaka，Japan生產的TOYOBOSEKIKKLanseal。本發明高芯吸的液體吸收劑復合材料的第三種組分是可濕性細纖維。與常規蓬松體為基礎的吸收劑芯材料的纖維和上述的超吸收劑纖維相比，此可濕性細纖維是直徑很小的纖維。一般而言，它的長度小于約2毫米、直徑小于約5微米，直徑通常在約0.5-2.0微米之間。這種可濕性細纖維的比外表面積一般超過約每克纖維2平方米，通常大于每克纖維5平方米。這種纖維應具有固有的親水性質或經處理后使其具有這種性質，結果在使用去離子水時這種可濕性細纖維將具有小于90°的前進(advancing)接觸角，通常小于70°。HoechstCelaneseCorporationofCharlotte，NorthCarolina的HoechstCelaneseCelluloseacetateFibrets纖維是這種可濕性細纖維的例子。HoechstCelaneseFibrets纖維是高度纖維化的微細纖維，其長度在20-200微米之間、直徑為0.5-5微米；它的總比表面積為每克20平方米，比重為1.32，軟化溫度在360-400°F之間，熔化溫度為500°F。另一可濕性細纖維是AmericanCyanamidCompanyofStanford，Connecticut的CFF細纖維化的纖維，它是一種性質類似于上述纖維的丙烯酸基纖維。當與高溶脹的超吸收劑結合使用時，本發明的可濕性細纖維是特別有利的。在吸收液體時，某些超吸收劑的溶脹作用超過其它的超吸收劑。當這種高溶脹性的超吸收劑用于吸收劑復合材料時，它們將趨于膨大；當它們膨大時，顆粒間中心至中心的間距加大，因而增加了整個復合材料的空隙體積。如果間距變得太大并因此使空隙體積變得太大，結構的毛細作用將降低，結果吸收劑復合材料不能完全被利用。但是，可濕性細纖維將趨于橋連顆粒之間的間隙并提供運送液體的通路，因此維持了毛細作用，并且液體可被芯吸至吸收劑的更遠的區域。試驗表明，上述三種組分應相互均勻混合以最大程度加大復合材料的芯吸作用和液體貯存能力。一般而言，復合材料包括約5-20％可濕性細纖維、約3-30％木漿纖維或其它吸收劑支承材料和約50-90％超吸收劑(均以干重為基礎計算)的相對均勻的混合物。復合材料形成后即壓制使其具有每立方厘米約0.1-0.5克的密度，并且一經形成，其60分鐘的垂直芯吸高度至少為10厘米左右(均按下述試驗方法)。除了三種主要組分，也可加入其它組分以改變本發明的液體吸收劑復合材料的總體性質。這些添加劑例如包括(但不限于)粘合劑、潤濕劑和抗靜電劑。粘合劑通過機械纏繞、粘合或這兩種作用將本發明的組分結合在一起。粘合劑纖維可以是較短的人造短纖維或諸如熔噴纖維或紡粘纖維之類的長絲纖維，扯樣長度纖維的細度在約6-40毫米范圍，其纖度在1.5-6旦范圍。人造短纖維例如包括由聚烯烴、耐綸或聚酯所生產的直絲或卷曲的單聚合物短纖維，如duPontdeNemoursofWilmington，Delaware的PLEXAFIL可熔性合成漿液也可用于粘合的目的，但其纖維細度一般超出上述范圍。多組分纖維如二組分纖維也是可以使用的。這樣的二組分纖維當其被加熱以將它們的外皮部分與周圍材料粘合時可以同時提供機械和粘膠性粘合作用。除粘合劑纖維外，粘膠噴劑(adhesivespray)和粘膠粉劑可用來粘合本發明的材料，噴霧粘膠劑(sprayadhesive)一般是溶劑基的，并可完全溶解或成乳狀液，粉狀粘膠劑通常是熱活化的。水基粘膠劑也可使用。一般，本發明的高芯吸液體吸收劑復合材料含0-10％左右的粘合劑，以干重為基礎計算。在本發明的材料中可加入潤濕劑以增加濕潤性和液體滲透性。這種潤濕劑的例子包括RohmandHaasCompanyofPhiladephia，Pennsylvania的TritonX和N型、GAFCorporationofWayne，NewJersey的IgepalCO、UnionCarbideCorporationofDanbury，Connecticut的Tergitol各種型號和AmericanCyanamideofStanford，Connecticut的Aerosol各種類型。抗靜電劑可用于在形成網時阻止纖維附著在設備上。抗靜電劑的例子是本領域普通技術人熟知的。本發明的高芯吸液體吸收劑復合材料的形成取決于可濕性細纖維和超吸收劑的良好混合，從而當超吸收劑溶脹時可濕性細纖維能起運送機制的作用，將液體自最初的接受區運走。現在發現，細度小的可濕性細纖維的處理和加工困難。購買時某些可濕性細纖維是溶劑含量較高的濕磚或大包形狀，溶劑通常是水(15-30％固體)，必須在進一步加工前將其除去。結果發現，若將它們首先與標準木漿纖維混合形成板，然后在與超吸收劑混合形成本發明的復合材料前進行再纖維化，可濕性細纖維是較容易加工的。木漿板的形成是將可濕性細纖維與木漿纖維和水一起置于水漿機(hydropulper)中以形成約1-5％、一般約2％的在水中的固體漿料或漿液。可濕性細纖維與木漿的比率或百分數通常在約50％可濕性細纖維/50％木漿(1∶1)至90％可濕性細纖維/10％木漿(9∶1)之間，以干重量計用70％可濕性細纖維/30％木漿(2.33∶1)得到了好的結果。漿液一經形成，可加入潤濕劑、再潤濕劑、抗靜電劑和排水助劑，通常其總加入量為漿液中總固體重量的0.1-1.0％左右之間。然后將漿液形成板，通常是在細孔眼的金屬成形網上，每令(ream)約200-350磅重(每平方米350-720克)，含濕量約為6-15％，以10-12％(重量)的效果較好。需要時，此板可以經輥輾和壓制以使其更加均勻。參考圖1，木漿板形成后，就可將其送入一纖維化機(fiberizer)或纖維分離機10，諸如錘磨機。篩網型或非篩網型的纖維化機都可使用，非篩網型的堵塞較小。業已發現，在木漿板中加入抗靜電劑能在木漿板纖維化時可有助于減少纖維附著在成形設備的表面上。參考圖1中，隨著木漿板12被粉碎，它由供給的空氣夾帶到小孔金屬成形網14上。在金屬成形網14的下方和纖維化機10的正下部是一真空箱16，調節真空箱16使約35-60英寸水(1.5-3.0磅/平方英寸)的真空通過金屬網14以排除懸浮的或夾帶的空氣。當木漿纖維和可濕性細纖維向下至成形表面14時，超吸收劑18被引入纖維化機10下部的導管22。超吸收劑可以是粒狀、纖維狀或片狀，由于夾帶空氣的速度、體積和湍流，木漿纖維、可濕性細纖維和超吸收劑在落入成形表面14形成復合材料網20以前互相間緊密混合。復合材料網20的單位重量可按特定的終用途來設計，但一般是每平方米約100-1000克，以每平方米300-500克范圍的復合材料為尿布和其它個人衛生品產品用的范圍。雖然希望使用空氣成形設備達到組分的良好混合，但上述基本方法可被變動和修改。當復合材料網20形成后，它可能不具備充分的結構完整性，因此復合材料網20可通過一對壓緊輥24以進一步壓實并使網增加密度。用于個人衛生產品的網，其密度將在約0.1-0.35克/立方厘米。在某些應用中，復合材料網20可能沒有足夠的可濕性，因此可通過例如噴霧器25在網中加入更多的表面活性劑。表面活性劑可如圖1所示在網20形成以前加入纖維中，或者可直接噴在形成的網上(未示出)，雖然此方法一般不能保證可以施于網中所有的纖維上。如果需要結構上更加完整的復合材料網，可在復合材料網20完全形成前在夾帶的纖維和超吸收劑流中加入粘合劑纖維。圖1中示出一附加纖維源或源26，位于纖維化機10和成形網14之間。此纖維源26可適于導入一般長度在3-12毫米的較短的扯樣長度纖維或諸如用熔噴法和紡粘法得到的較長的連續纖維。這些方法的例子可見USP3,849,241、USP3,692,618和USP4,340,563，在此可作為一個整體供參考。粘合劑纖維一般與其它組分均勻混合，其存在量為復合材料網20總重量的約2-8％(重量)，前已述及，適合的粘合劑纖維是那些在直徑方向上有均勻聚合物組成的纖維，它們也可以是非均勻的或者甚至有不同的區域，如二組分纖維。纖維也可具有規則和不規則的橫截面形狀，并且它們可以是親水的或疏水的，雖然親水纖維對液體運送更為理想。如果使用熱塑性或熱熔性纖維，可在此方法中加入諸如熱空氣或紅外加熱之類的熱源以將纖維熔化并粘接在一起。這樣的熱源30在圖1中示意于壓緊輥24之前。在運轉時，當復合材料網20被壓緊輥加壓、粘合并使其密度增加時，熱源一邊將可熔性纖維加熱至至少達到其軟化點。網的加熱時間取決于網的密度、網的線速度、粘合劑量和軟化溫度以及加熱溫度。用實施例中所述的材料時，在140℃的熱空氣中暴露15秒鐘已足以活化粘合劑。根據所用的粘合劑纖維的類型，壓緊輥可以加熱和/或冷卻或者只在環境溫度下操作。另外，加熱源30也可以置于下游，在壓緊輥24壓緊纖維以后(未示出)。再者，加熱源可在無壓緊輥的情況下操作。如果復合材料網20中的粒狀超吸收劑不能很好地在其上保留住，可將薄棉紙(未示出)之類的材料置于成形表面14上，再將復合材料置于薄棉紙上，薄棉紙即可將超吸收劑顆粒進一步托住。另外，也可將單獨的纖維排(fiberbank)(未示出)置于本發明方法的上游以在沉積形成本發明復合材料網20的材料之前在金屬成形網14上形成第一層纖維。在復合材料網形成后，可將其保留在傳送線上并在下游作進一步加工。也可將其卷在導出卷筒32上然后退卷以備切割、縱斷和進一步加工。也可以用第二種方法來制備本發明的高芯吸液體吸收劑復合材料。實施例3至7的材料是在DanwebformingInternationalLtd.(Aarhus，Denmark)在一圓網空氣成形機上形成的。至少實施例1和2的材料，是首先由木漿纖維和可濕性細纖維形成木漿板，再將木漿板送入纖維分離機。在此纖維被分離后夾帶在空氣流中，空氣流被送入一圓網空氣成形機，同時將超吸收劑和粘合劑纖維導入空氣流并在混合物以復合材料網的形式落在移動的成形表面上之前將其與木漿和可濕性細纖維緊密混合。復合材料網一經形成即令其通過一對壓緊輥，然后，在加熱至足以軟化的溫度并使粘合劑纖維自身和與復合物其它組分粘合。粘合后，將復合材料網冷卻，然后卷在卷筒上。本發明材料的一種用途是作為吸收劑芯料用于個人衛生產品，諸如尿布、訓練短褲、失禁服、衛生巾、繃帶等。這些個人衛生產品的例子是圖2所示的尿布。在尿布的構造中，本發明的復合材料一般具有約0.1-0.35克/立方厘米的密度。對于大多數的個人衛生產品，最簡單的尿布50的設計包括一尿布主體內襯(bodysideliner)52和外罩54，并有液體吸收芯料56置于其間。主體內襯52的目的是將液體或其它滲出物送入吸收劑芯56而被吸收芯吸收、分布和貯留。外罩54的目的是保持液體和其它滲出物，并且不讓它們向不需要的方向擴散。試驗表明，復合材料網20(吸收劑芯56)顯示出比常規超吸收劑/蓬松體復合材料更高的芯吸特性，但它常不能像常規吸收劑一樣快地吸收如尿之類的液體，特別是在接受量大時，因此，尿布50的更優選的具體實施方案可包括一圈定的吸收劑芯56。如圖2所示，吸收劑芯56有三個區域或部分，大致占尿布50中間的三分之一的中間部分58最接近穿戴者的會陰部分，因而是穿戴者體液流出的部分。這一部分的材料可以是常規的材料，因此基本上沒有可濕性細纖維。“基本上沒有”之意是中間部分所含的可濕性細纖維小于5％，基于此區域的材料總重計算。相反，前區部分60和后區部分62總共約占吸附劑芯56其余的三分之二，它們是在中間部分58的相對的兩邊，由本發明的高芯吸液體吸收劑復合材料網組成。因此當液體浸入吸收劑芯56的中間部分58時，液體即被迅速吸取。液體被吸取后，前區部分60和后區部分62能將液體芯吸至接近穿戴者腰部的尿布50的區域，因而就增加了尿布50的總容量。尿布50的效用得到提高后，又有可能減少尿布中材料的量，由此可以有更薄更有效的尿布結構。從上述可知，58、60、62三部分的相互位置可以改變。例如，在男性尿布設計中，中間部分58可向尿布前方移動至比較靠近尿布的前方以比較更恰當地符合男性解剖學特征。另外，各部分的大小及形狀是可以變化的，各部分的位置和數目是可以改變的。垂直芯吸試驗為試驗本發明以及其它材料的液體運送性質，進行垂直芯吸試驗，測量方法是將材料樣品的一端置于一恒定體積的合成尿液容器中，測定經一小時后被芯吸的高度。將材料樣品切成4×15英寸小塊，每塊樣品將一塊英寸高×5英寸寬×1/4英寸厚的丙烯酸類樹脂板沿底端和兩面包裹起來，使樣品的4英寸寬的兩端在丙烯酸類的板的高度上的兩面伸出相等距離(約英寸)。用兩個夾子沿板的側邊靠近樣品的頂部夾住樣品的側邊將樣品保持在板上。板的側邊有1毫米距離的刻度以測量被芯吸的液體的垂直高度。樣品準備好以后，將其懸掛在一自由擺動的支撐板上，然后將樣品下落至其底部對折邊與試驗液體貯液接觸。在樣品剛落入液體中時開始以秒為單位計時。當液體在樣品材料上芯吸上移時，相對于時間監測液體前沿相對于恒定液體表面的垂直距離。記錄一小時以后的液體前沿的垂直高度，作為芯吸高度的指標，由此得到樣品材料的毛細作用吸力。在垂直芯吸試驗中，以使用表1中所述的化合物制備的合成尿液作為芯吸介質。試液的配制是在1000毫升的容量瓶中加入900毫升的蒸餾水。按表1的次序加入化合物，以避免由于溶液的高pH使二價陽離子沉淀。每一化合物在完全溶解后再加入第二種化合物。在加入了所有化合物后，將容量瓶稀釋至1000毫升。表1化合物濃度g/lKH2PO40.681F.W.＝136Ca(H2PO4)2H2O0.309F.W.＝252.1MgSO47H2O0.477F.W.＝246.5K2SO41.333F.W.＝174.3Na3PO412H2O1.244F.W.＝380.2NaCl4.441F.W.＝58.4KCl3.161F.W.＝74.5NaN30.400E.W.＝65.0脲(NE2CONH2)8.560F.W.＝60.1Pluronic10R8*0.100F.W.＝5000*濕潤劑，BASFCorp.制造，(Parsippany，NewYork)在每批試驗液體中加入數滴染料以在芯吸試樣時增進視覺觀察效果。實施例實施例1通過類似于圖1所示的方法形成本發明的高芯吸材料。此材料包括62％(重量)的IM5000P超吸收劑顆粒(HoechstCelaneseCorp.ofRichmond，Virginia生產)、16％(重量)的CR2054蓬松木漿(Kimberly-ClarkCorp.ofNeenah，Wisconsin生產)和16％(重量)的醋酸纖維素Fiberts纖維(HoechstCelaneseCorp.ofCharlotte，NorthCarolina生產)。該高芯吸材料還包括6％(重量)的平均直徑約15微米的總體宏觀連續熔噴法聚丙烯增強纖維(generallycontinuousmacroscopicmeltblownpolypropylenereinforcingfiber)。生產纖維的聚丙烯得自HimontPolymersofNorcross，Georgia，在纖維擠出前加入2％(重量)(以聚丙烯纖維總重量計算)的Mapeg400DO添加劑，是一種PPGMazerChemicalCorp.ofPittsburgh，Pennsylvania生產的表面濕潤性增強劑。此添加劑含分子量為400的聚乙二醇二油酸酯。將上述木漿纖維、超吸收劑、可濕性細纖維和增強纖維互相混合均勻，然后置于成形網上形成本發明的高芯吸吸收劑網。該網不需經過粘合或壓制。網的單位重量約400克/平方米(gsm)、密度約0.2克/立方厘米(g/cc)。Mapeg400DO添加劑增加聚丙烯增強纖維的潤濕性，增強纖維又用于增加總體結構的完整性。樣品在80℃下加熱30分鐘以“活化”聚丙烯中的濕潤體系。從表2可見，60分鐘的樣品芯吸高度為13厘米。表2樣品垂直芯吸高度113cm210cm3a(對照)11cm3b14cm4a(對照)5cm4b10.5cm5a(對照)9cm5b13cm6a(對照)9cm6b14cm7a(對照)7cm7b11cm實施例2按類似于圖1所示的方法形成實施例2的材料。該材料所用的組分同實施例1，但各組分的相對重量百分比不同。實施例2的材料包括80％(重量)的超吸收劑、3％(重量)的蓬松木漿、14％(重量)的醋酸纖維素Fibrets可濕性細纖維和3％(重量)聚丙烯增強纖維。材料單位重量為375克/平方米、密度約為0.2克/立方厘米。從表2可知，此材料的60分鐘垂直芯吸高度為10厘米，低于實施例1中的值。無意為現有的假設所限制，可認為垂直芯吸高度降低是由于醋酸纖維可濕性細纖維的量減少和可濕性細纖維與超吸收劑的比率的減少。實施例3在實施例3中制備了兩個樣品(樣品3a和3b)。樣品3a實質上是對照樣品，因為它不合任何可濕性細纖維，而樣品3b是含可濕性細纖維的。兩個樣品都是按上述方法在DanwebformingInternational，Ltd.ofAarhus，Denmark制備的。樣品3a包括75％(重量)的實驗高液體保留/高凝膠強度超吸收劑(DowChemicalCorporationofMidland，Michigan生產)、19％(重量)CR2054蓬松木漿(Kimberly-ClarkCorporationofNeenah，Wisconsin生產)和6％(重量)DanaklonES-C雙組分聚烯烴粘合劑纖維(得自Danaklona/sofVarde，Denmark)。粘合劑纖維是長6毫米的細度為3.3分特(dtex)的纖維。木漿和粘合劑纖維在加入空氣成形混合物中前形成預混合物，預混合物形成木漿板，然后用小的錘磨機再進行纖維化。木漿和粘合劑纖維然后再于空氣成形過程中與超吸收劑混合形成單位重量約400gsm、密度約0.2克/立方厘米的復合材料網。二組分粘合劑纖維用于將網熔合并增加其完整性。粘合劑纖維的粘合是在一通風爐(through-airoven)中于約140℃的溫度將樣品網加熱約15秒鐘完成的。樣品3a(對照)的60分鐘垂直芯吸高度為11.0厘米。樣品3a也用與樣品3a相同的方法和組分制備，但再加入醋酸纖維素Fibrets纖維(一種可濕性細纖維)。樣品3b包括75％(重量)的超吸收劑、14％(重量)的醋酸纖維素Fibrets可濕性細纖維、6％(重量)的蓬松木漿和5％(重量)的二組分聚烯烴粘合劑纖維。像實施例3a一樣，先將木漿、可濕性細纖維和粘合劑纖維預混合，然后形成木漿板，木漿板再纖維化，并導入空氣成形過程形成單位重量約400gsm、密度約0.2％克/立方厘米的復合材料，其中粘合劑纖維在一通風爐中于約140℃的溫度下熔化。樣品3b的60分鐘垂直芯吸高度為14.0厘米。與對照樣品3a的垂直芯吸高度11.0厘米相比，此垂直芯吸高度增加27％以上。實施例4在實施例4中制備了對照樣品4a和本發明的樣品4b。與樣品3a和3b一樣，4a和4b樣品是用空氣成形體系在DanwebformingInternational，Ltd.ofAarhus，Denmark制備的，樣品4a包括70％(重量)的丙烯酸酯超吸收劑(10分特×6毫米)纖維“FSA-101”(CourtaldsFibersLtd.ofCoventry，UK和AlliedColloids，Ltd.ofBradford，UK合資企業生產)、23％(重量)的WeyerhauserNB-416縫松木漿(WeyerhauserCorporationofFederalWay，Washington生產)和7％(重量)的Danaklon二組分聚烯烴粘合劑纖維(與前述實施例的類型相同)。制成的復合材料的單位重量約為400gsm、密度約為0.2克/立方厘米。此材料于通風爐中在約140℃的溫度下熔化，60分鐘的垂直芯吸高度為5厘米。樣品4b使用75％(重量)的與樣品4a相同的超吸收劑纖維，在空氣成形法中將其與13％(重量)的醋酸纖維素Fibrets可濕性細纖維、5％(重量)的蓬松木漿和7％(重量)的DanaklonPE/PP偏心皮芯型二組分纖維緊密混合。可濕性細纖維、木漿和二組分纖維與前述實施例中使用的相同。將復合材料網通過溫度接近140℃的一通風爐以熔化二組分纖維的外皮形成結構較完整的本發明復合材料網。得到的復合材料網的單位重量約為400gsm、密度約為0.2克/立方厘米、60分鐘的芯吸高度為10.5厘米。與對照樣品(4a)比較，本發明材料的垂直芯吸能力增加了110％。實施例5在實施例5中制備了樣品5a和5b，5a是不合可濕性細纖維的對照樣品。樣品5a和5b均用與實施例3相同的成形方法成形。樣品5a包括75％(重量)的與實施例4相同的丙烯酸酯超吸收劑(10分特×6毫米)FAS-101纖維、20％(重量)NB416蓬松木漿(WeyerhauserCorporationofFederalWay，Washington生產)和5％(重量)的前述實施例中的二組分PE/PP粘合劑纖維(Danaklona/sofVarde，Denmark生產)。得到的復合材料的單位重量為約400gsm、密度約為0.2克/立方厘米。材料形成后即在一通風爐中于接近140℃的溫度下加熱樣品使其熔化并粘合二組分纖維。樣品5a的60分鐘垂直芯吸高度為9厘米。樣品5b使用與樣品5a中相同的超吸收劑纖維和二組分纖維和與樣品4a中相同的醋酸纖維素可濕性細纖維和蓬松木漿。樣品5b含75％(重量)的超吸收劑纖維、16％(重量)的醋酸纖維素Fibrets可濕性細纖維、4％(重量)的蓬松木漿和5％(重量)的二組分聚烯烴粘合劑纖維。得到的樣品的單位重量約為400gsm、密度約為0.2克/立方厘米。如樣品5a一樣，樣品5b是在一通風爐中在約140℃的溫度下熔化。其60分鐘的垂直芯吸高度為13厘米。與對照樣品5a相比，樣品5b的垂直芯吸能力增加了44％。實施例6在實施例6中有兩個樣品(6a和6b)，樣品6a是不合任何可濕性細纖維的對照樣品。樣品6a使用與樣品5a相同的組分，但超吸收劑纖維的長度是12毫米，而不是6毫米。該樣品包括75％(重量)的超吸收劑纖維、20％(重量)的蓬松木漿和5％(重量)的二組分PE/PP粘合劑纖維。樣品6a和6b是用與實施例3所述的方法成形的。樣品6a的單位重量約為400gsm、密度約為0.2克/立方厘米，其粘合劑纖維是在一通風爐中于約140℃的溫度熔化的。對照樣品6a的60分鐘垂直芯吸高度為9厘米。樣品6b使用與樣品5b相同的材料，它包括75％(重量)的超吸收劑纖維、16％(重量)的可濕性細纖維、4％(重量)的蓬松木漿和5％(重量)的二組分粘合劑纖維。如其它樣品一樣，所得到的復合材料的單位重量為約400gsm、密度為0.2克/立方厘米，其粘合劑纖維是在一通風爐中于約140℃的溫度下熔化。本發明的樣品6b的60分鐘垂直芯吸高度為14厘米。與對照樣品6a相比，其垂直芯吸能力增加了56％。實施例7在實施例7中制備了兩個樣品7a和7b，7a不合可濕性細纖維，用作對照樣。二樣品均按實施例3的方法制備。樣品7a包括75％(重量)的丙烯酸酯超吸收劑(10分特×12毫米)纖維“FSA-111”(由CourtaldsFibersLtd.ofCoventry，UK和AlliedColloids，Ltd.ofBradford，UK合資企業生產)、20％(重量)CR2054蓬松木漿(得自Kimberly-ClarkCorporationofNeenah，Wisconsin)和5％(重量)的二組分聚烯烴粘合劑纖維(DanaklonES-C3.3分特×6毫米)纖維，得自Danakalona/sofVarde，Denmark)。此材料的60分鐘芯吸高度為7.0厘米。樣品7b使用與樣品7a相同的材料，再加上樣品6b中所述和使用的醋酸纖維素可濕性細纖維。樣品7b包括75％(重量)的超吸收劑纖維、16％(重量)的可濕性纖維、4％(重量)的蓬松木漿和5％(重量)的粘合劑纖維。所得到的復合材料在一通風爐中于約140℃的溫度下熔化。復合材料的單位重量約為400gsm、密度約為0.2克/立方厘米。復合材料的60分鐘垂直芯吸高度的11.0厘米。與對照樣品比較，其垂直芯吸高度增加了57％。由上述各實施例可見，當使用高負荷的超吸收劑時，在本發明的吸收劑結構中通過加入可濕性細纖維，有助于分布液體，可以得到芯吸能力的戲劇性增加。使用可濕性細纖維時，吸收劑結構內的毛細作用得到了改進，因此液體可以從接受區運送到更遠的區域，由此便增加了吸收劑結構的總容量并因而增加了其使用性。本發明已經做了詳細說明，但本發明可做各種修改和變化而不脫離下面權利要求書的精神和范圍，這是很明顯的。權利要求1.一種形成高芯吸的液體吸收劑復合材料的方法，該方法包括a)形成包括約50-90％可濕性細纖維和約10-50％木漿纖維(均以干重計算)的片；b)在空氣流中將所說的片纖維化成許多單個的纖維；c)在所說的空氣流中將超吸收劑與得自纖維化的片的所說纖維混合形成均勻的混合物；d)將所說的均勻混合物沉積在成形表面上以形成復合材料；和e)將所說的復合材料加壓至所需密度。2.按權利要求1的方法，其中所說的復合材料被壓制到密度為約0.1-0.5克/立方厘米。3.按權利要求1的方法，還包括在形成所說的復合材料之前在所說混合物中加入粘合劑的步驟。4.按權利要求3的方法，還包括活化所說粘合劑以粘合所說復合材料的步驟。5.一種形成高芯吸的液體吸收劑的方法，該方法包括a)在溶劑中形成可濕性細纖維和木漿纖維的漿液，該漿液的固體含量為總漿液重量的約1-5％，該固體含量包括約10-50％的木漿纖維和約50-90％的可濕性細纖維，均以干重計算；b)所說的漿液形成重約350-720克/平方米和含濕量約6-15％的片材；c)在空氣流中將所說的片材纖維化成為許多纖維；d)在所說空氣流中將超吸收劑和粘合劑混入從纖維化的片材得到的纖維，以形成混合物；e)將所說混合物沉積在成形表面上以形成單位重量約100-1000克/平方米范圍的復合材料；f)壓制所說的復合材料使其密度達到約0.1-0.5克/立方厘米；和g)活化所說的粘合劑以粘結所說的復合材料。6.按權利要求5的方法，還包括向所說的復合材料中加入濕潤劑的步驟。7.按權利要求5的方法，還包括在混合步驟中向所說的復合材料中加入潤濕劑的步驟。8.按權利要求5的方法，還包括向所說的漿液中加入加工劑(processingagent)的步驟。9.一種高芯吸的液體吸收劑復合材料，包括約5-20％可濕性細纖維、約3-30％木漿纖維、約50-90％超吸收劑和0-約10％粘合劑的相對均勻的混合物，所述百分數均以干重為基礎計算，所述混合物被壓制成密度為約0.1-0.5克/立方厘米、1小時垂直芯吸高度至少約10厘米的復合材料。10.按權利要求9的復合材料，其中所述可濕性細纖維的纖維直徑為約0.5-5.0微米之間。11.按權利要求9的復合材料，其中所說的超吸收劑是纖維狀的。12.按權利要求9的復合材料，其中所說的超吸收劑是片狀的。13.按權利要求9的復合材料，其中所說的超吸收劑在3500帕的負載下于0.9％的鹽水溶液中的液體保留容量為至少約10克/立方厘米。14.按權利要求9的復合材料，其中所說的復合材料具有第一區和第二區，所說的第二區比所說的第一區具有更大量的可濕性細纖維，以干重為基礎計算。15.按權利要求10的復合材料，其中所說的可濕性細纖維的前進接觸角(advancingcontactangle)小于90°。16.按權利要求10的復合材料，其中所說的可濕性細纖維的前進接觸角(advancingcontactangle)小于70°。17.一種吸收劑制品，包括一透液體的上片(topsheet)和一不透液體的支持片(backingsheet)，二片間有液體吸收劑芯，所說的芯包括約5-20％可濕性纖維、約3-30％木漿、約50-90％超吸收劑和0-約10％粘合劑的相對均勻的混合物，所說的百分數均以干重計算，所說的混合物被壓制成密度約0.1-0.35克/立方厘米的復合材料，所說的復合材料的1小時垂直芯吸高度至少為約10厘米。18.按權利要求17的個人衛生吸收劑制品，其中所說的制品是尿布形式。19.按權利要求17的個人衛生吸收劑制品，其中所說的制品是訓練短褲(trainingpants)形式。20.按權利要求17的個人衛生吸收劑制品，其中所說的制品是失禁服形式。21.按權利要求17的個人衛生吸收劑制品，其中所說的制品是衛生巾形式。22.按權利要求17的個人衛生吸收劑制品，其中所說的制品是繃帶形式。23.按權利要求17的個人衛生吸收劑制品，其中所說的芯有第一區和第二區，所說的第二區比第一區有更大量的可濕性細纖維。全文摘要公開了一種高芯吸的液體吸收劑復合材料，適于包括個人衛生產品在內的許多用途，也公開了該吸收劑復合材料的制備方法。吸收劑復合材料由約5-20％可濕性細纖維、約3-30％木漿纖維、約50-90％超吸收劑和約0-10％粘合劑的相對均勻的混合物制成，所有百分數均以干重計算，該混合物被壓制成密度約0.1-0.5克/立方厘米、1小時垂直芯吸高度至少約10厘米的復合材料。制備方法包括形成50-90％可濕性細纖維和10-50％木漿纖維的片材，然后將片材在空氣氣流中纖維化成為許多單個的纖維，再混入超吸收劑并沉積在成型表面上形成復合材料，然后壓制到所需的密度。文檔編號A61L15/60GK1125391SQ94192426公開日1996年6月26日申請日期1994年4月19日優先權日1993年4月30日發明者D·M·杰克遜,B·J·馬修斯申請人:金伯利-克拉克公司