化学处理的纤维、包括该种纤维的吸收结构以及包括该种吸收结构的一次性吸收制品制造技术

公开了包括与含多价阳离子的化合物结合的纤维和超吸收聚合物颗粒的吸收结构。所述纤维的离子提取因子为至少５％。还公开了包括所述处理纤维和ＳＡＰ颗粒的多层吸收结构，如一次性吸收制品。此外还公开了包括所述处理纤维的吸收结构的制备方法；包括与含多价阳离子的化合物结合的纤维的结构；及用含多价阳离子的化合物处理或涂布ＳＡＰ颗粒的方法。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种纤维，该纤维被处理以提高由此纤维制备的吸收结构的渗透性。更具体地，本专利技术涉及用于吸收结构的用含多价金属离子的化合物处理过的纤维，和含此吸收结构的吸收制品。
技术介绍
在包括婴儿尿布、成人失禁用品、卫生巾和其它妇女卫生用品等各种一次性吸收制品中吸收结构很重要。这些和其它吸收制品一般配有吸收剂芯以接收和保持体液。吸收剂芯通常介于可渗透液体的面片和不能渗透液体的背片之间，面片的作用是允许流体通入所述芯中，背片的作用是容纳所述流体防止其通过吸收制品至吸收制品佩带者的衣服上。尿布、成人失禁用垫和妇女卫生品用吸收芯包括由脱纤维的、松散的、疏松的、亲水的纤维素纤维构成的纤维棉或网。这种纤维棉形成能吸收和保持一些液体的基质。然而，它们吸收和保持液体的能力有限。因此，所述吸收芯中通常包括能吸收许多倍重量液体的超吸收聚合物(“SAP”)微粒、颗粒、薄片或纤维(统称为“颗粒”)，以提高所述芯的吸收能力，而不必显著增加所述芯的体积。包含基质纤维和SAP颗粒的吸收芯中，所述纤维与SAP物理分离，为所述吸收芯提供结构完整性，为流体通过所述芯提供通道。包含SAP的吸收芯已获得成功，近年来，对更薄、吸收性更好和更舒适的吸收制品的市场需求增加。这种制品可通过提高吸收芯中SAP颗粒与纤维素或其它基质纤维的比例获得。然而，提高吸收芯中SAP颗粒的比例有实际限制。如果吸收芯中SAP颗粒的浓度太高，则可能导致凝胶结块。分布在整个基质纤维吸收芯中的SAP颗粒遇到液体时，它们将吸收液体而溶胀形成凝胶。相邻的SAP颗粒溶胀时，形成屏障使液体不能立即被SAP颗粒吸收。结果，液体进入未暴露SAP颗粒的通道可能被溶胀(胶凝)的SAP颗粒堵塞。凝胶结块时，芯中发生液体汇集(与吸收相对)。结果，大部分芯未用，可能发生吸收芯的失效(泄漏)。SAP颗粒浓度高所致凝胶结块导致在吸收产品使用期间所遇到的压力下芯的渗透性(流体流动)降低。使凝胶结块(和保持芯渗透性)的方法之一是限制吸收芯中SAP颗粒与基质纤维的比例。这样，颗粒之间充分分离，从而甚至在所述颗粒已因暴露于液体而溶胀之后，它们也不与相邻颗粒接触，自由液体可迁移至未暴露的SAP颗粒。可惜，限制吸收芯中SAP颗粒的浓度也限制了使芯更薄和更舒适的程度。为避免凝胶结块，目前商用吸收芯限于芯中SAP颗粒浓度为20至50％(重)。非常希望提供在保持芯的渗透性且避免凝胶结块问题的同时能有超过50％(重)、优选50至80％(重)的SAP颗粒浓度的吸收芯。还希望提供对于给定SAP浓度表现出改进的渗透性的吸收芯。同时，重要的是能用常规的物料运输和处理方法使基质纤维和SAP颗粒共混成吸收芯，为婴儿尿布、妇女卫生垫和成人失禁垫等的生产提供有吸引力的利润。在使凝胶结块最小的情况下增加SAP颗粒浓度的其它方法涉及所述超吸收聚合物本身的改性。超吸收聚合物的改性通常涉及通过增加聚合物的交联降低超吸收聚合物颗粒的凝胶体积。交联的SAP颗粒在其能力方面仅限于溶胀，因此装载量或凝胶体积减少。虽然改性SAP颗粒不易胶凝结块，但因其凝胶体积减少它们吸收的液体量也少。改性SAP颗粒还趋于有脆性，在加工成最终吸收产品期间或之后易破碎和破裂。本领域已知许多交联剂。在生产SAP的过程中用多价金属离子包括铝作为离子交联剂也是已知的。参见例如US5 736 595。SAP颗粒的交联影响颗粒的渗透性，即液体渗透至颗粒中心的能力，从而充分利用SAP颗粒的吸收能力。本说明书中所用SAP颗粒的渗透性与所述“芯”或吸收结构的渗透性不同。芯的渗透性意指液体透过含SAP颗粒的吸收结构的能力。本文所用这种渗透能力通过包括“垂直”渗透和“倾斜”渗透的方法测量。由垂直和倾斜渗透测量结果可确定芯的“渗透因子”。US5 147 343公开了改进超吸收剂利用的方法，其中控制颗粒的粒度分布。通过控制超吸收剂的粒度从而控制表面积，可使所述芯设计的流体吸收速率最佳。然而，在较高SAP颗粒浓度下因凝胶结块导致吸收芯的利用降低。专利技术概述本专利技术涉及吸收结构，包括用含多价阳离子的化合物和超吸收聚合物颗粒粘结的纤维。所述纤维的离子提取因子为至少5％。本专利技术还涉及包括所述处理纤维和SAP颗粒的多层吸收结构，如一次性吸收制品。本专利技术还涉及包括所述处理纤维的吸收结构的制备方法；包括与含多价阳离子的化合物结合的纤维的结构件；和用含多价阳离子的化合物处理或涂布SAP颗粒的方法。附图简述附图说明图1为本说明书的实施例中所用倾斜渗透试验装置的透视图。图2为说明与传统结构相比本专利技术吸收结构的倾斜渗透性的图示。图3为本说明书的实施例中所用垂直渗透试验装置的透视图。图4为涂布各种化合物以不同的浓度溶解在盐水中的0.9％盐水溶液之后含SAP的吸收结构的垂直渗透性的图示。图5为用各种化合物处理的纤维制成的含SAP的吸收结构或其上涂有各种化合物的吸收结构的垂直渗透性的图示。图6为说明按本专利技术制备的吸收结构的渗透因子和离子去除率之间关系的图示。图7为说明按本专利技术制备的吸收结构的渗透因子和通过芯吸至尿布极限的流体测量的一次性尿布性能之间关系的图示。图8为说明按本专利技术制备的吸收结构的渗透因子和通过芯吸至结构极限的流体测量的吸收结构性能之间关系的图示。优选实施方案详述本说明书中引用的所有专利、专利申请和公开出版物均引入本文供参考。在术语冲突的情况下，本申请解释。现已意外地发现通过用含多价离子的化合物处理纤维，由此纤维和SAP颗粒制成的吸收结构(或芯)凝胶结块减少而芯的渗透性增加。结果，可在不经历凝胶结块或损失芯的渗透性的情况下提高吸收芯中SAP颗粒的浓度。这样可更好地利用所述吸收芯，因为可在使用压力下在吸收芯内保持高度流体流动，从而可生产更薄、吸收性更好且更舒适的吸收结构。图8说明渗透性增加，吸收芯改善。该图中，芯吸至芯极限的流体意指通过方法部分中所述水平芯吸试验测量的芯材料的最后7.62cm(3英寸)。对于两类SAP，注意到芯利用率改善。此外，图7显示对于机制尿布，渗透性改善也使通过水平芯吸试验测量的芯利用率改善。按本专利技术用SAP颗粒和用含多价金属离子的化合物处理的纤维制成的吸收芯暴露于液体中的时候，从纤维出释放出所述多价金属离子，被液体携带，而与SAP颗粒表面接触。所述多价金属离子抑制SAP颗粒的溶胀速率足以使液体渗透通过溶胀的SAP颗粒与未暴露的SAP颗粒接触。虽然溶胀速率降低，但与含多价金属离子的液体接触不显著地影响SAP颗粒的溶胀程度。为制备适用于吸收芯的纤维，可使用任何相容的含多价金属离子的化合物，只要所述处理纤维暴露于在芯中遇到的液体时所述化合物释放所述多价金属离子。暴露于液体时从纤维中释放所述多价离子的程度称为“离子提取”。如图6所示“离子提取”度与芯的渗透性有关。该图中，离子提取增加导致渗透性增加。所述化合物不必与纤维化学键合，但优选通过涂布、粘附、沉淀或任何其它机理保持所述化合物与所述纤维极接近地结合，以致在与液体接触之前所述纤维、吸收芯或吸收制品的正常操作期间不使所述化合物离开所述纤维。为方便起见，可将上述纤维和化合物之间的结合称为“键合”，可以说所述化合物与所述纤维键合。此概念举例说明如下用水不溶性铝化合物处理的片状纤维素纤维在用锤磨机粉碎(Kamas磨机)前后有相同的铝浓度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吸收结构，包含：与含多价阳离子的化合物结合的纤维，所述纤维的离子提取因子为至少５％；和超吸收聚合物颗粒。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JT库克，RI贝尔，SM费尔茨，BJL胡夫，GH莫顿，HL舍根，DJ史密斯，
申请(专利权)人：BKI控股公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]