柔軟吸液片的製作方法
2023-07-03 13:05:01 1
專利名稱：柔軟吸液片的製作方法
技術領域：
本發明與人體排出液吸收結構的製造技藝有關。本發明具體有關一種高吸液性，柔軟而有彈性的纖維不分離纖維素紙漿材料，製作一種柔軟吸液組件，極適宜用於一次用吸液製品，諸如衛生、尿布、失禁墊，成人三角褲，傷口敷裹料等等。本發明還延伸到吸液纖維素紙漿材料的製造方法，延伸到使用吸液纖維素材料的一次用吸液製品，並延伸到提高纖維不分離的纖維素紙漿材料的彈性，吸液性能及柔性等的方法。
許多一次用吸水物件使用纖維素紙漿蓬鬆材料作吸液芯。這種芯料一般很柔軟，可彎曲並吸水，但傾向於臃腫肥厚，且毛細滲溼(wicking)性能差。並且纖維漿蓬鬆芯的結構穩定性差，潮溼後易壓扁。
毛細滲溼性差的吸液結構，可能增高液製品儲存體液的性能遭破壞的可能性。體液集中在毛細滲溼性不良的吸液芯的某一區域，造成這種區域的飽和現象，從而過多的體液可能通過吸液製品的外表面溢出。這種溢流可能接觸使用人的衣服，造成汙跡，或接觸使用人的身體，造成醃漬或皮疹。因此按理想能提出一種一次用吸液物件的吸液芯，可將和吸液芯接觸的接觸點上的體液芯吸並將其通過吸液芯擴散，更有效利用吸液芯的全部表面。這種吸液芯毛細作用吸水性能的提高，提供液體在吸液芯全部表面面積上通過毛細作用散布。因為有較大的吸液容積，供這種毛細作用吸收體液因此可用較薄的芯。吸液芯較薄可證明使用者較舒適，用於衣服內時，較雅觀而不顯眼。
毛細滲溼性優良的吸液芯中有泥炭苔絨及木漿的複合材料，例如在美國專利4，170，515;4，226，237;4，215692;4，507，112;4，676，871;4，473，440等號中有敘述。以上專利中描述了，用泥炭苔絨作主要吸液芯組件的吸液芯結構，通過將纖維用氣流成網或溼法成網形成片體，將片體輥壓至相當薄，即厚度約0.01至0.1英寸，並相當緊密，即密度約0.2至1.0克/立方釐米的結構。可通過機械柔化(mechanical tenderizing)，諸如通過美國專利4，596，567號所述的刺孔軋紋法(perfembossing)，美國專利第4，605，402號所述的微楞法(micro-corrugating)，將吸水泥炭苔絨片加工，以提高其柔性。
這樣形成的泥炭苔絨片，有大比例的極小的孔和毛細管，使之有吸收並大量保持液體的性能。泥炭苔絨微孔吸收液體時膨脹，然而這膨脹不使進一步吸液的能力下降。相反，膨脹有助於片體保持液體的能力，而一般能保持使用中的吸液芯的結構完整性。
上述泥炭苔絨片的毛細滲溼性能，使片體有高吸液性能而體薄。上述的刺孔軋紋法和/或微楞法可提高泥炭苔絨的柔性。
雖然可用泥炭苔絨片製作一次用吸液物件的優良吸水性的吸液芯，但有局限性。泥炭苔絨並非隨處可得其在重要原料缺乏的地區，即缺乏有理想生長齡，結構和含水量的泥炭苔蘚或水蘚的地區。泥炭苔絨片還有相當深的顏色，不一定在任何吸液製品中都在美學方面適合。
鑑於以上所述，按理想應提出一種一次用吸液物件的薄的、吸液性好的吸液芯，可以取代泥炭苔絨片，或纖維素漿蓬鬆片。
試圖使用其他纖維素紙漿材料，諸如牛皮木漿紙板作吸液芯未獲成功，因為吸液性能傾向於不及泥炭苔絨複合片，但更重要的是牛皮木漿紙板不夠柔軟，不能達到使用目的。雖然這種牛皮木漿紙板的柔性及其它性能，可用刺孔軋紋和/或微楞技術改善，這種製品仍不能提供吸液芯與滲液性的理想結構，芯吸速率，和在一次用吸液製品最佳化使用中重要的柔軟度，吸液製品包括包裝材料，止血墊，尤其如衛生巾等。
因此，本發明的一個目的，是提出一種吸液纖維素漿片，結構中不使用泥炭苔絨，但有足夠的吸溼性性能，和相當短的液體吸收時間，有良好的柔性和彈性，供在一次用吸液物件中使用。這種製品的最佳化柔性，要求製品舒適柔軟，對佩用人柔順，但在幹與溼狀態下承受應力時，有足夠的硬度和強度，足以抵抗成團或斷裂。
本發明的另一目的，是提出這種吸液纖維素漿片的一種製造方法。
本發明的又一目的，是提出使用這種纖維素漿片作吸液組件的一次用吸液製品。
本發明的的又一目的，是提出一種提高纖維不分離的纖維素紙漿材料的柔軟性，彈性及吸液性等的方法。
在傳統上，纖維素紙漿蓬鬆體的製作，通過將高密度的纖維素漿紙板，用磨機研磨，對纖維間的自然粘合作機械性破壞，產生纖維網絡結構，即所謂的「蓬鬆體」，使其有非常高的空穴體積。在將纖維素漿紙板製成蓬鬆材料的任何方法中，一個重要的經濟因素為研磨機運轉的能源費用。一般認為無論使用任何製造設備，能源費用是總製造支出中的一個重要成分。
為降低研磨機的能源消耗，通常在纖維漿紙板中加舒解劑，造成位阻現象起降低纖維素纖維結合力的作用。結果，纖維素漿紙板纖維分離需要的能源減少。最常用的纖維舒解劑，可從各種來源購買，以季銨化合物為主要成分。1983年8月30日授與Kimberly-Clark公司的加拿大專利第1，152，710號，敘述了一種這類舒解劑。美國專利第4，482，429號說明書第四欄，8-36行;美國專利第3，972，855號，4，144，122號;和4，432，833號中，都對舒解劑有說明和揭示。全部這些文獻本文引述以作參考。曾有建議提出用舒解劑處理纖維素漿紙板，然後將舒解的紙漿板刺孔軋紋，將其硬度降低到可用於作一次用吸液製品吸液芯的水平。將舒解法與刺孔軋紋法結合，使可提高纖維漿紙板的吸液性及柔性。
作為化學舒解劑的取代，有建議在纖維漿紙板中加交鍵纖維素纖維，形成高蓬鬆度的彈性結構，作用為保持纖維漿紙板的纖維間的某一間距，降低纖維網絡的內聚性。舉例如1989年8月1日頒發威爾豪塞爾公司的美國專利第4，853，086號，敘述了一種製造這種交鍵纖維素纖維的方法。這方法主要包括用有乙二醇和二醛水溶液的纖維素纖維，噴成一個溼的或半溼纖維網。
本發明人等在纖維素漿紙板中加了一種舒解劑，和交鍵纖維素纖維，獲得意料未及的發現，產生了協同效果，大為提高紙板的彈性，柔性和吸液性(在本說明書中，「吸液性」僅指吸取一個物體吸取液體的能力，無論物體的持液性能如何。例如，為計量進入蓄液層的液體而設的複合吸液結構的傳液層，下文中將敘述為吸液能力，雖然其持液性很差)，形成一種吸液性強的軟片，可用以作一次用吸液製品的纖維不分解形式的吸液組件，製品有如衛生巾，尿布，成人三角褲，失禁墊，傷口敷料等等。這種吸液結構的一個特別重要的優點，在於不要求有纖維分離的作用，可很大降低吸液結構的製造成本。
舒解劑(在本說明書中，應認為「舒解劑」包括任何對纖維素纖維起化學作用的介質，由於的位阻現象作用可減少纖維間的氫鍵鍵合)與交鍵纖維素纖維配合，提供使纖維素材料纖維網絡鬆弛所需的重要成分。具體而言，舒解劑使纖維間結合弱化，而交鍵纖維素纖維，由於其內在彈性，提供膨脹力，使纖維互相推離。造成的纖維網絡的空穴體積，足以提供優良的吸液能力，和高吸液率(fluid acceptance rate)，而使時，保持吸液結構的整體性不被損壞的水平。纖維間距的增大，還使纖維網絡可不用大力便可彎曲，停止加變形力時即恢復原狀。這些性能有潛在的舒適性，使纖維不分離的纖維素吸液片，可用於貼身的一次用吸液製品的吸液組件。
重要的是在溼態下，吸液纖維素片特別穩定，吸液後僅顯示有限的壓扁。這種現象歸功於交鍵纖維素纖維在有液體介質存在時，可保持吸液纖維素片纖維的分離關係。
在一個理想實施例中，吸液纖維素片中有交鍵纖維素纖維材料，在佔纖維素乾燥重量約1至99%的範圍內。舒解劑在吸液纖維素片中，在約佔纖維素的乾燥重量0.05至10%的範圍內。
用刺孔軋紋或微楞法等，將吸液纖維素片作機械性柔化，提高其柔性，以進一步提高潛在舒適性有利。
製造吸液芯纖維素片的原料，最好選自包括硫酸鹽，亞硫酸鹽，舒解的，漂白，或不漂白等的牛皮木紙漿;預熱法機械木漿;預熱法木片化學磨木漿;氯漂白木漿;過氧化氫漂白木漿等的一個組合。
如按本發明所實施，並如本文所概略敘述，本發明又包括製造一種纖維不分離的吸液片的方法，包括有步驟在纖維素紙板中，摻入有效量的交鍵纖維素纖維和舒解劑，以提高該纖維素漿紙板的彈性，柔性及吸液性。
在一個理想實施例中，將交鍵纖維素纖維，摻入用於製造纖維素漿紙板的纖維素漿液中。然後將漿液製成纖維網，脫水後成為有高彈性和柔性的吸水纖維片。可將舒解劑摻入漿液中，或通過噴霧，浸漬或接觸的方法(Kissing)，將乾燥或半乾燥狀態的舒解劑布覆在纖維網上。
如本發明所實施，並如本文概略敘述，本發明還提出一種提高纖維不分離的纖維素漿紙板的彈性，柔性及吸液性的方法，其中包括有步驟，將有效量的舒解劑及交鍵纖維素纖維，摻入該纖維漿紙板中。
如按本發明所實施，並如本文概述，本發明還涉及一種一次用層疊吸液製品，諸如衛生巾，尿巾，成人三角褲，失禁墊，傷口敷裹料等等，其中有下列各項a)滲液覆蓋面層;
b)不滲液襯底層，與該滲液面層有基本平行面分離的關係;
c)該兩層間的吸液組件，該吸液組件中有纖維不分離的纖維素漿紙板，其中含有效量的舒解劑和交鍵纖維素纖維，以提高該紙漿板的彈性，柔性和吸水性。
本發明的吸液纖維素片還可用於其他吸液製品，諸如止血塞的插條，或作包裝材料的乾燥劑，運輸或貯存時保持貨物乾燥。
圖1為纖維素漿紙板原始形式的纖維水平的理想形態下的透視圖，即纖維素纖維間不含氫鍵鍵合阻滯劑;
圖2示出圖1中纖維素漿紙板網絡，其中已摻入交鍵纖維素纖維;
圖3為圖2所示纖維網絡的理想形態視圖，其中已摻入舒解劑;
圖4為有本發明吸液纖維素片的衛生巾分解透視圖。
圖1為原始形式的纖維素漿紙板纖維網絡10，示出高度放大比例理想形態下的透視圖。應理解圖示僅為解說，並不一定與纖維素漿紙板的實際材料結構一致。
纖維素網絡10包括分別的纖維素纖維12，按任意方向放置，互相通過氫鍵鍵合。纖維12形成高密度內聚網絡，互相間僅有有限的空穴體積。這樣便成為吸液芯性能低，並且相對不舒適的剛性結構，使纖維素漿紙板不適宜用作一次用吸水製品的吸水層。
為降低纖維網絡10的內聚性，主要為了便於作機械性纖維分離，先有技術公開了在纖維網絡10中摻入交鍵纖維素纖維，形成高蓬鬆性彈性結構，起纖維12互相間有形的分離作用。
圖2概示含交鍵纖維素纖維16的纖維素纖維網絡14。交鍵纖維16形成三向框架形結構，其中均勻散布纖維12，並且由於其內在彈性，將纖維12互相推離。但是，據信纖維12間的氫鍵鍵合仍然非常牢固，遠遠超過交鍵纖維素纖維16抗變形的能力。於是，三向框架形結構基本處於壓扁狀態，纖維網絡14的內聚性僅有限減小。纖維網絡14的結構整體性的減少，很大地減少了纖維機械性分離的能源消耗，然而，不足以改進吸液性，彈性及柔性，使纖維網絡14可有利用於一次用吸液製品中的吸液組件。
本文將不敘述交鍵纖維素16的製造方法，因為這技術在專利文獻中有詳細記載。例如，美國專利第4，853，086號揭示了一種製造交鍵纖維素纖維的方法，通過噴霧形成含有乙二醇和二醛水溶液的潮溼或半溼的纖維素纖維網。這專利文獻的全部揭示內容，本文引述以作參考。
圖3所示經用舒解劑處理的纖維素漿紙板其含交鍵纖維素纖維16。顯然纖維網絡18比纖維網絡14鬆弛很多，顯現有較大的纖維間距，轉變為空穴體積較大，並提高總蓬鬆度。與圖2所示纖維網絡14比較，蓬鬆度的很大提高，歸功於舒解劑抑制纖維間的氫鍵鍵合，減小將交鍵纖維素纖維16形成的三向框架形結構壓扁的力。於是，由於三向框架形結構能在變形後回彈或恢復原形，故可將整個纖維網絡18膨脹。
纖維網絡18用於一次用吸液製品的纖維不分離形式的吸液組件有利，製品有如衛生巾，尿布，失禁墊，成人三角褲，傷口敷裹料等等。可提供優異的吸液性能，諸如良好容量，高吸液率，和良好的芯吸性能。並且，因為柔軟故有良好的潛在舒適性，形成的吸液製品使身體的使用部位非常舒適，從而提供了良好的密封墊性質，即可服貼身體表面。此外，纖維網絡18可在乾濕狀態下都保持完整。並且，吸液後，壓扁的程度相當小，有液體介質時仍可提供良好的結構完整性。
通過將纖維網絡18的密度變化，便可按照用途的要求，特別規定纖維網絡18的各種吸液特點。例如，通過減小纖維網絡18的密度，便可以降低持液能力及容量作代價，提高吸液率。這種結構在複合吸液組件中適宜作輸液層，測量輸入蓄液層的液體。與之相反，增大密度便對蓄液層的吸液能力有利。對單層的吸液結構，密度被選定來在各吸液特性間提供必要的平衡。
本發明的吸液纖維素漿片，其製造通過在纖維漿材料的漿液中，摻入按美國專利第4，853，086號一般敘述的方法製作的交鍵纖維素纖維。交鍵纖維素纖維在漿液中佔據的比例，約在纖維乾燥重量的1%至99%範圍內。
又將適宜的舒解劑加入纖維素材料的漿液，約佔纖維素乾燥重量的0.05%至10%。據發現有一種親水性舒解劑較理想。(「親水性舒解劑」所指，為可保持纖維素材料的親水性質)。美國專利第4，432，833號揭示各種親水性季銨舒解劑，美國專利第3，972，855號及4，144，122號揭示的各種舒解劑，包括市售的BEROCELL 584舒解劑，特別適合用作本發明的舒解劑。對這些專利中揭示的各種舒解劑，本文引述以作參考。
將漿液形成纖維網，脫水後形成吸液纖維素片。
在一個改型中，可在漿液形成纖維網後，加入纖維素材料。例如，可在纖維網的一側或兩側噴塗舒解劑，或將纖維網在舒解劑溶液中浸漬，作較深的滲透。此外，也可使用接觸(Kissing)技術，如1960年4月26日頒發美國Chicopee製造公司的加拿大專利第596，894號所述。該文獻的全部揭示內容，本文引述以作參考。
製作纖維素材料漿液的原料，選自包括硫酸鹽，亞硫酸鹽，舒解的，漂白或不漂白等的牛皮木漿;預熱法機械木漿;預熱法木片化學磨木漿;氯漂白木漿;過氧化氫漂白木漿以及其混合物的一個組合。
為將吸水纖維素片進一步柔軟化，並提高其彎折性，可通過刺孔軋紋法或微楞法使之接受機械柔化，如1986年6月24日及1985年12月17日頒發個人用品公司的專利第4，596，567及4，559，050號中一般敘述(本文引述以作對照)。
概括而言，刺孔軋紋法包括用剪切動作刺孔，在吸液纖維素片的許多地點，通過將纖維網絡18的整體性在局部上破壞，將結構開敞。然後將吸液纖維素片在有交織槽道的輥子間通過，在吸液纖維素片上加縱橫壓紋。製作的壓紋線構成鉸鏈，可很大提高纖維素片的可彎曲性。
微楞法操作與刺孔軋紋法相似，僅不作刺孔。吸液纖維素片僅經過橫向軋紋過程，製作密集的鉸鏈線。
圖4示出本發明吸液纖維素片衛生巾。用標圖號20標誌的衛生巾，有一個套22，圍成內空間，容納吸液組件24。套22有用非織造織物或任何其他適當的多孔纖維網製作的滲液面層25，和用諸如聚乙烯薄膜製作的不滲液底層26。面層25及底層26沿邊部互相熱封。
吸液組件24可有單層或雙層的構形。單層的如圖4所示，吸液組件24為用本發明吸液纖維素片構成的墊件。雙層的(圖未示)吸液組件有上層，稱為傳液層，及下層，稱為蓄液層。吸液纖維素片特別適合用作傳液層，因為有高吸液率，加以與用任何適當的高吸液持液材料製作的蓄液層有密切的傳液關係。在一種改型中，可用吸液纖維素片改作蓄液層，或將其密度增大使用，如上文所述。
為將衛生巾20在使用人的襯褲上粘附，可在不滲液的底層26上設一粘劑區，上面覆蓋可剝去的襯片(圖示示)。
扭知按本發明製作的衛生巾，有非常高的吸液性能，和比較高的吸液率，有大量液體突然在衛生巾上釋放時，失誤的可能性降低。並且，衛生巾的質地薄而柔軟，使用者舒適，伏貼用者身體，貼在身體上時可獲良好的密封墊效果。
本發明的範圍，可以本文說明，舉例，及文中的使用方法作限制，因可作修改而不脫離發明的精神。本發明製品及方法在衛生及其他護理方面的應用，可通過熟悉本領域者當前已知或預期可知的任何關於衛生，失禁處理，醫療及吸液的方法及技術等實現。例如，本發明的吸液製品及方法可應用於傷口裹料或其他可用的吸液製品。因此，本申請的目的，要求包括屬於文後權利要求書及與之相當的範圍內的對發明所作的修改和變化。
權利要求
1.用於一次用吸液製品的彈性柔軟吸液片，其中有纖維不分離纖維素漿板，板中含有效量的舒解劑及交鍵纖維素纖維。
2.如權利要求1所界定的吸液片，其特徵為將該吸液片用機械法柔化，以提高柔性。
3.如權利要求2所界定的吸液片，其特徵為在刺孔軋紋法與微楞法中選用一種方法，將該吸液片用機械法柔化。
4.如權利要求1所界定的吸液片，其特徵為該纖維素漿紙板含交鍵纖維素纖維，含量在該漿板的纖維素乾燥重量中，在佔約1至約99%的範圍內。
5.如權利要求1所界定的吸液片，其特徵為該交鍵纖維素纖維中的纖維素，為經用乙二醇及二醛水溶液處理過的纖維素纖維。
6.如權利要求1所界定的吸液片，其特徵為該舒解劑在該纖維素漿紙板中，佔該漿板的纖維素的乾燥重量，在約0.05%至約10%範圍內。
7.如權利要求1所界定的吸液片，其特徵為該舒解劑有親水性。
8.如權利要求1所界定的吸液片，其特徵為該纖維素漿紙板含有的材料，選自包括硫酸鹽，亞硫酸鹽，舒解的，漂白或不漂白等的牛皮木漿;預熱法機械木漿;預熱法木片化學磨木漿;氯漂白木漿;過氧化氫漂白木漿，以及其混合物等的一個組合。
9.製造纖維不分離吸液片的一種方法，步驟中包括在纖維素漿紙板中摻入有效量的交鍵纖維素纖維，和舒解劑，以增高該纖維素漿紙板的彈性，柔性及吸液性。
10.如權利要求9所界定的方法，而另有步驟，對該纖維素漿紙板用機械法柔化，以提高其柔性。
全文摘要
一種有高吸液性，柔性及彈性的片體，其中有纖維不分離纖維漿紙板，紙板中含有效量的舒解劑及交鍵纖維素纖維；適合用作一次用吸液製品的吸液組件，製品諸如衛生巾，尿布，失禁墊，成人三角褲，傷口敷裹料等。發明還延伸到吸液片製造方法，延伸到用吸液片的一次用吸液製品，並延伸到纖維不分離纖維素漿紙板素提高彈性，吸液性及柔性的方法。
文檔編號A61F13/49GK1068729SQ92108690
公開日1993年2月10日 申請日期1992年7月14日 優先權日1991年7月19日
發明者G·肖韋, P·拉馬西埃裡 申請人:莊臣及莊臣有限公司