具有增强的吸入性能的吸收性复合材料制造技术

本发明专利技术涉及具有增强的吸入性能的吸收性复合材料。本发明专利技术的吸收性复合材料完全溶胀时的复合材料渗透（ＣＰ）值大于约１００ｘ１０↑［－８］ｃｍ↑［２］。而且，本发明专利技术的吸收性复合材料具有复合材料渗透值／第３次侵污流体吸入回流评价（ＦＩＦＥ）吸入关系，这可得到增强的吸入性能。本发明专利技术还涉及制造具有增强吸入性能的吸收性复合材料的方法。本发明专利技术进一步涉及吸收性复合材料及其在一次性个人护理产品方面的应用。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有增强的吸入性能的吸收性复合材料。本专利技术还涉及制造具有增强的吸入性能的吸收性复合材料的方法。本专利技术进一步涉及吸收性复合材料及其在一次性个人护理产品方面的应用。降低尿布泄漏的一种方法一直是广泛使用超吸收材料。工业上尿布设计的最新倾向是使用更多的超吸收材料和更少的纤维以使尿布更薄。但是，虽然通过加入更大量的超吸收材料得到了总吸收容量的增加，但这种尿布在使用期间还是经常遭受过量泄漏。含有高含量超吸收材料的尿布仍然泄漏的原因之一在于许多吸收材料在使用期间不能以液体被施加到吸收性复合材料上的速率吸收液体。在吸收性复合材料中加入纤维材料可通过暂时保存液体直到超吸收材料吸收它来改进吸收性复合材料的泄漏。纤维还用来分离超吸收材料的微粒以便不发生凝胶阻塞。此处所用术语“凝胶阻塞”是指超吸收材料微粒在溶胀期间变形并阻塞微粒间或微粒与纤维间缝隙空间，由此阻止液体通过缝隙空间流动的情况。即使将纤维材料引入到吸收性复合材料中时，对超吸收材料，特别是在吸收性复合材料内显示凝胶阻塞行为者的不良选择也将导致吸收性复合材料使用周期开始以及随后的不良液体处理性能。因此，对吸收性复合材料的选择将显著影响吸收性产品使用期间的吸收性和泄漏性。市售尿布的另一个问题是尿布经多次侵污(insult)后倾向于泄漏。此处所用术语“侵污”是指液体向吸收性复合材料或尿布中的一次引入。在使用期间，尿布在尿布使用周期范围内常常要遭受多次侵污。为了降低在尿布使用周期期间尿布的泄漏，要求贯穿产品寿命周期均保持吸收性复合材料的吸入性能水平。许多美国专利解决了吸收性复合材料所伴随的不同问题。例如，授予Noel和Ahr的U.S.专利5,304,161讲授了多层吸收结构的应用，其中上层获取/分散层显示了了快速的液体获取速率。授予Berg的U.S.专利5,047,023讲授了具有低密度和低织物单位重量以允许液体快速吸入的获取区的好处。授予Payne等人的U.S.专利5,348,547讲授了双层吸收体系，其中获取层由低密度区和高密度区组成以允许来自侵污点的液体快速吸入并随后分散。Molnlycke AB的国际专利出版物WO 98/29071描述了具有改进的触觉特性的改进获取/传递层，允许直接与携带者皮肤接触使用。LaVon等人的U.S.专利5,397,316描述了被设计用以快速获取液体的各种聚合物泡沫的结构。上述专利公开了特殊的吸收性复合材料性能，可得到改进的复合材料特性。总之，上述专利和出版物讲授了用以增强流体吸入速率的各种吸收性复合材料的结构。但是，上述专利没有特别解决上述问题，即在吸收性复合材料的使用周期范围内改进泄漏/吸入。本领域需要的是具有最佳复合材料性能的吸收性复合材料。本领域还需要的是一种吸收性复合材料，它在复合材料的寿命内显示出改进的流体吸入速率及对多次侵污的卓越流体吸入性，而没有已知吸收性复合材料所伴随的问题。本专利技术还涉及制造吸收性复合材料的方法，该复合材料具有大于约100×10-8cm2的完全溶胀时的复合材料渗透值以及复合材料渗透值/第3次侵污流体吸入回流评价(FIFE)吸入速率关系，其中复合材料渗透值根据第3次侵污FIFE吸入速率而变化。本专利技术的吸收性复合材料可由各种方法制造。本专利技术进一步涉及包含纤维材料的吸收性复合材料及其在一次性个人护理产品方面的应用。本专利技术的吸收性复合材料可特别用作个人护理产品如尿布、妇女卫生巾、短裤衬垫、失禁产品及训练短裤的吸收性组分。图2为测定吸收性复合材料流体吸入回流评价(FIFE)值装置的示意图。图3为测定吸收性复合材料吸入/解吸值装置的示意图。本专利技术的吸收性复合材料在复合材料的寿命内希望具有恒定或改进的流体吸入性。吸收性材料的复合材料渗透性的基本吸收性能是快速吸入的关键。测量复合材料渗透性的一种方法是使用下面详细描述的复合材料渗透试验。该试验测量在z方向流经预饱和复合材料的固定体积量的液体所需时间。如表1所示，对吸收性复合材料包括纤维和/或超吸收材料的适当选择能够形成具有复合材料渗透性大于约150×10-8cm2的吸收性复合材料。如表1所示，所有前5个吸收性复合材料(样品1-5)均显示了高的复合材料渗透性(＞150×10-8cm2)。但是，吸收性复合材料的某些组合却得到复合材料渗透性小于150×10-8cm2的吸收性复合材料，如样品6和7所示。表1含有50wt％纤维和50wt％SAM的吸收性复合材料的复合材料渗透性 复合材料吸入性能的另一个重要量度是通过下面详细描述的流体吸入回流评价(FIFE)试验测量的。FIFE试验测量液体能够多快地流过材料。表2显示了含有50wt％超吸收材料和50wt％纤维的多种吸收性复合材料的第3次侵污FIFE吸入速率。从中可见含有不同超吸收材料的吸收性复合材料显示了不同的FIFE吸入速率。如表2所示，所有前5个吸收性复合材料(样品1-5)均显示了快速的吸入速率(＞2.75ml/sec)。但是，吸收性复合材料的某些组合却得到吸入速率远小于2.75ml/sec的吸收性复合材料，如样品6和7所示。表2含有50wt％纤维和50wt％SAM的吸收性复合材料的第3次侵污FIFE速率 由第3次侵污FIFE吸入速率可以看出的改进吸入行为可由存在于吸收性复合材料中的超吸收材料的量控制。表3显示了含有两种超吸收材料之一(标记为Stockhausen Favor 880和Dow XUS 40665.07)的两组复合材料的第3次侵污FIFE吸入速率。对于每种类型的超吸收材料，制备了含有30、40、50或60wt％超吸收材料的复合材料并进行评价。所有复合材料的总织物单位重量(basis weight)为400gsm。这在复合材料中得到超吸收剂的织物单位重量为120、160、200或240gsm。表3含有各种SAM重量百分比的吸收性复合材料的第3次侵污FIFE速率 由表3可见，随着复合材料中超吸收材料量的变化，复合材料的第3次侵污FIFE吸入速率也变化。此外，在40、50或60wt％超吸收剂含量，包含Dow XUS 40665.07超吸收材料的复合材料比包含Stockhausen Favor 880超吸收材料的复合材料显示了更快、更希望的第3次侵污FIFE吸入速率。为了进一步证明存在于复合材料中的超吸收材料的类型和用量对复合材料吸入行为的影响，表4显示了含有两种超吸收材料之一(标记为Stockhausen Favor 880和Dow XUS 40665.07)的两组吸收性复合材料的第3次侵污FIFE吸入速率。但是，在这两组中，对于每种类型的超吸收材料，制备了总复合材料织物单位重量为200、300、400或500gsm的复合材料并进行评价。所有复合材料均含有50wt％木浆纤维和50wt％超吸收材料。这可得到超吸收剂的织物单位重量为100、150、200或250gsm的吸收性复合材料。表4具有各种复合材料织物单位重量的吸收性复合材料的第3次侵污FIFE速率 由表4可见，随着复合材料织物单位重量(及超吸收剂织物单位重量)变化，复合材料的第3次侵污FIFE吸入速率也变化。此外，在超吸收剂织物单位重量为150、200或250gsm时，包含Dow XUS40665.07超吸收材料的复合材料比包含Sto本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吸收性复合材料，以该复合材料的总重量为基准，该复合材料包含２０ｗｔ％－１００ｗｔ％超吸收材料；其中吸收性复合材料具有完全溶胀时的复合材料渗透（ＣＰ）值及第３次侵污流体吸入回流评价（ＦＩＦＥ）吸入速率（ＩＲ）；并且其中ＣＰ值和ＩＲ值满足下列条件：当吸收性复合材料的ＩＲ值大于０ｍｌ／ｓｅｃ并小于约３．００ｍｌ／ｓｅｃ时，ＣＰ值由下列公式给出：ＣＰ≥｛１３５－［（３５／３）ｘ（３．００－ＩＲ）］｝ｘ１０↑［－８］；当吸收性复合材料的ＩＲ值大于约３．００ｍｌ／ｓｅｃ并 小于约３．７０ｍｌ／ｓｅｃ时，ＣＰ值由下列公式给出：ＣＰ≥｛１７５－［（４００／７）ｘ（３．７０－ＩＲ）］｝ｘ１０↑［－８］；并且当吸收性复合材料的ＩＲ值大于约３．７０ｍｌ／ｓｅｃ时，ＣＰ值大于或等于１７５ｘ１０↑［－８］，其中ＣＰ 的单位为ｃｍ↑［２］。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：RN道奇二世，S兰加纳坦，SM雅布罗，WL范蒂克，MJ尼梅耶尔，Y李，
申请(专利权)人：金伯利克拉克环球有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]