專利名稱：一次性吸水性構造物的制作方法
技術領域：
本發明涉及適合吸收處理體液和廢水等水分的一次性構造物。
作為這種吸水性構造物，將高吸水性聚合物顆粒和粉碎木漿的混合物制成所需的形狀后，用薄皺紙蓋覆的材料和高吸水性聚合物顆粒等通過低熔點的熱熔性聚合物顆粒與纖維基材結合的材料是公知的。例如在特開平6-245958號公報中公開了高吸水性聚合物顆粒通過熱熔融性樹脂結合在纖維狀基材上的吸水性構造物。
這樣的構造物可以作為例如一次性尿布的吸收體和生理用衛生巾的吸水體等使用。
在吸水性構造中使用高吸水性聚合物顆粒時，使聚合物顆粒不從該構造物中脫落是很重要的，上述公知的構造物便是這樣考慮的一個例子。
可是，高吸水性聚合物顆粒在單位面積或單位體積的使用量增加時，在吸水后膨脹時互相結合，會形成膠凝塊。因為體液的水份被該膠凝塊阻塞不能滲透到膠凝塊的內側，所以一旦形成膠凝塊，膠凝塊內側的聚合物顆粒就不能用于吸收水份，高成本的聚合物顆料被白白浪費掉。另外，高吸水性聚合物顆粒的吸水速度不夠快，所以即使該顆粒的使用量增多時，也不能獲得瞬間吸水性能優良的吸水性構造物。因此，上述的公知技術對于使用高吸水性聚合物顆粒的構造物的這個問題的解決方案沒有給出任何啟示。
因此，本發明的任務是抑制在使用高吸水性聚合物顆粒的吸水性構造物中形成由聚合物顆粒引起的膠凝塊，和提高瞬間的吸水性能。
本發明解決上述問題的方案的前序部分是一種構造物，該構造物由高吸水性聚合物顆粒、纖維狀支持基材和位于所述聚合物顆粒與支持基材之間并使上述聚合物粒子固定在上述基材上的結合材料構成的吸水陛構造物。
在該前序的基礎上，本發明的特征在于上述支持基材是可彈性壓縮的，并與上述結合材料通過上述聚合物顆粒即使吸水膨脹也不容易解離的強結合和吸水膨脹時容易解離的弱結合彼此結合起來，該支持基材的壓縮狀態通過弱結合維持。
作為發明優選的實施方式列舉如下(1)上述支持基材含有卷曲的復合纖維，上述復合纖維占的比例是1000～40重量％。
(2)上述支持基材是由卷曲的復合纖維制成的無紡布。
(3)上述支持基材是具有表面和位于其相反側的里面的片狀物，上述里面和表面之間處在上述壓縮的狀態。
(4)上述支持基材由形成上述表面的上層和位于上述上層下面的下層的至少兩層組成，形成上述上層的纖維的纖度比形成上述下層的纖維的纖度大。
(5)上述結合材料是乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共聚物。
(6)上述乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共聚物是從由乙烯-縮水甘油丙烯酸酯共聚物、乙烯-縮水甘油甲基丙烯酸酯的共聚物、乙烯-縮水甘油丙烯酸酯-酸酯乙烯共聚物、乙烯-縮水甘油甲基丙烯酸酯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-縮水甘油丙烯酸酯-丙烯酸甲酯共聚物和乙烯-縮水甘油甲基丙烯酸酯-丙烯酸甲酯共聚物組成的組中選取至少一種。
(7)上述乙烯縮水甘油(甲基)丙烯酸酯共聚物占上述100份高吸水性聚合物顆粒重量的0.5～50份的重量。
(8)上述乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯共聚物的熔點是50～150℃。


圖1是一次性尿布的局部剖開的斜視圖。
圖2是表示沿圖1中的Ⅱ-Ⅱ線剖切的剖面圖。
圖3是復合材料的局部放大圖。
圖4是吸水性構造物的局部放大圖。
圖5是與表示實施方式一例的圖2相同的圖面。
圖6是與表示實施方式另一例的圖2相同的圖面。
下面結合附圖詳細說明與本發明有關的吸水性構造物。
圖1是使用吸水性構造物的一次性尿布1的局部剖開的斜視圖。尿布1具有公知的結構，具有透水陛的表面片2，不透水性的里面片3和位于這兩片2，3之間的吸收體4。在尿布1的縱向，形成前體周邊區6，后體周邊區7和位于這兩個區6、7之間的襠區8，襠區8的左右兩側緣向尿布1的內方向彎曲。尿布1具有沿襠區8的兩側緣延伸的腿周邊彈性件9，該彈性件9在伸長狀態下接合在表面片2和里面片3中的至少一個的內面上。窄條固定件11從后體周邊區7的兩側緣向側方延伸出。
圖2是沿圖1的Ⅱ-Ⅱ線的剖面圖。在圖示的吸收體4中，作為與發明有關的吸水性構造物的防水材料11被薄皺紙12蓋覆。防水材料11是片狀材料，具有朝向尿布1的穿用者皮膚的表面13，和位于其相反側的里面14，包含高吸水性聚合物顆粒16，短纖維17和可以使顆粒16相對纖維17固定的結合材料18(見圖3、4)。
防水材料11的高吸水性聚合物顆粒16是在該技術領域公知的材料，例如有丙烯酯鹽聚合物交聯物、乙烯醇丙烯酸鹽共聚物接技物、無水馬來酸接技聚乙烯醇交聯物，丙烯酸鹽-甲基丙烯酸鹽共聚物交聯物、丙烯酸甲酯-丙烯酸鹽接技共聚物的交聯物、粉丙烯腈接技共聚物的皂化物的交聯物，羧甲基纖維素交聯物、異丁烯-無水馬來酸共聚物交聯物，環氧乙烷共聚物交聯物等。它們既可以單獨使用，也可以混合使用。這些聚合物顆粒的平均粒徑優選的是5～100μm，最優選的是100～600μm。
防水材料11的短纖維17含100～40重量％的卷曲的熱塑性合成纖維，可以含0～60重量％的非卷曲的熱塑性合成纖維，天然纖維和化學纖維中的任何纖維。所述熱塑性合成纖維和化學纖維最好具有1-20的纖度，卷曲的熱塑性合成纖維最好是并列型的或外皮和內芯型的復合纖維。天然纖維和化學纖維最好是親水性的，如果是天然纖維，則可以使用粉碎的木漿，如果是化學纖維則可以使用人造絲。短纖維17通過互相熔接和/或機械纏繞形成一體，與防水材料11同樣呈片層，在保水材料11的內部形成三維網狀結構，具有能支持聚合物顆粒16的基材的作用。纖維17除了采用無紡布和紡織布的布的形態之外，還可采用纖維無序集合的非布狀態。防水材料11由于包含卷曲的短纖維17，可以實現沿表面片13和里面片14之間的厚度方向的彈性壓縮和恢復。
在防水材料11的結合材料18上使用熱熔融聚合物顆粒25(見圖3、4)。顆粒25的熔點在50～150℃，最好在60～130℃范圍。平均粒徑在5～1000μm，最好在100-600μm的范圍，在軟化～熔融狀態時，可與聚合物顆粒16和短纖維17相結合。作為聚合物顆粒25的一個例子的乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共聚物在可以使高吸水性顆粒16與短纖維17迅速結合這一點上是特別突出的，在此所謂(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸酯。
在該乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共聚物的具體例子中有如下物質乙烯-縮水甘油丙烯酸酯共聚物、乙烯-縮水甘油甲基丙烯酸酯共聚物，乙烯-縮水甘油丙烯酸酯-縮水甘油甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-縮水甘油丙烯酸酯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-縮水甘油丙烯酸酯-醋酸乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-縮水甘油丙烯酸酯-醋酸乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，乙烯-縮水甘油丙烯酸酯-醋酸乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯縮水甘油丙烯酸酯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-縮水甘油丙烯酸酯-醋酸乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-縮水甘油甲基丙烯酸酯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-縮水甘油甲基丙烯酸-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-縮水甘油甲基丙烯酸酯-醋酸乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-縮水甘油甲基丙烯酸酯-醋酸乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-縮水甘油甲基丙烯酸酯-醋酸乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-縮水甘油甲基丙烯酸-丙烯甲酯共聚物、乙烯-縮水甘油甲基丙烯酸酯-醋酸乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯縮水甘油丙烯酸酯-縮水甘油甲基丙烯酸酯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-縮水甘油丙烯酸酯-縮水甘油甲基丙烯酸酯-丙烯酸甲酯共聚物。
這些共聚物可以單獨使用，也可以混合使用，為了使這些共聚物與聚和物顆粒16在加熱的條件下容易均混合，優選的是這些共聚物在190℃，2160gf下，具有1g/10分鐘～400g/10分鐘，更優選的是2g/10分鐘～100g/10分鐘的流率。
在高吸水性聚合物16、短纖維17和結合材料18中，通過使聚合物顆粒16和結合材料18互相混合，優選的是通過在結合材料18軟化或熔融溫度下，更優選的是在熔融溫度下混合，使結合材料18的粒子強結合在聚合物粒子16的表面上，從而形成復合顆粒21(見圖3)。但是為了不使結合材料18蓋覆聚合物顆粒16的全部表面，優選的是蓋覆全部表面的5～50％，更優選的是蓋覆全部表面的10～30％左右，而使結合材料18的重量份額占100重量份額的聚合物顆粒16的0.5～50份重量，最好占3～30重量份額，如果有必要還要調整結合材料18的粒徑，使其達到合適的尺寸。
接著將復合顆粒21和短纖維17在使聚合物顆粒16與短纖維17的重量比為5∶95～95∶5的范圍內混合后加熱到結合材料18的熔點以上，在這樣的溫度下混合。這樣通過處在熔融狀態或半熔融狀態的結合材料18使復合顆粒21和短纖維強結合，換言之，聚合物顆粒16和短纖維17通過結合材料18強結合，形成復合體22(見圖3)。這種強結合使得即使聚合物顆粒21吸水膨脹也不容易分離。
圖3是復合體22的局部放大圖，圖中的大顆粒是聚合物顆粒16，附著在聚合物顆粒16表面上的是結合材料18的顆粒，由這兩種顆粒形成復合顆粒21。聚合物顆粒16通過在其表面上的結合材料18固定在卷曲的短纖維17上。在復合體22與短纖維17之間預先互相機械纏繞，另外，往往一個復合顆粒21固定在兩根以上的短纖維17上。也存在短纖維17之間互相熔接的情況。因為復合體22當受到壓縮力時在短纖維17中卷曲的纖維彈性變形，在該壓縮力解除時，復合體幾乎彈性地恢復到壓縮前狀態。
為了由該復合體得到防水材料11，將圖3的復合體22擴展成片狀，以便使其表面密度大致均勻一致，將結合材料18加熱到沒軟化的半熔融狀態的溫度并壓縮，在使短纖維17與結合材料18的弱結合中進行冷卻，可以維持該壓縮狀態。
圖4是通過在加熱下壓縮獲得的圖3所示復合體22的防水材料11的局部放大圖。卷曲的短纖維17比圖3的短纖維壓得更嚴重，處在纖維間隔變得很小的狀態，使高吸水性聚合物顆粒16之間互相接近。當水分供給該防水材料11的表面12上時，聚合物顆粒16吸收水分膨脹。在聚合物顆粒16膨脹的同時，隨著聚合物顆粒16的動作纖維17也動作，在短纖維和結合材料18受壓縮時產生的互相弱結合部分分離，短纖維17在圖3所示的卷曲狀態下彈性地復原后，彼此間相互分離，短纖維17的間隙擴大的同時顆粒16之間的間隙也擴大，因此不會生成膠凝塊。水分可以通過這些纖維17和顆粒16之間的通道等轉移到下方，在轉移之前被顆粒16吸收。
如上所述，在防水材料11上通過卷曲短纖維17的彈性行為抑制了由吸水性聚合物顆粒16引起的膠凝塊形成，使聚合物顆粒16從防水材料11的表面13向里面14依次得到利用。從而不會使聚合物顆粒16因沒有利用而浪費掉。如果把這樣的防水材料使用在一次性尿布上，則尿液不容易滯留在聚合物顆粒形成的膠凝塊上，從而不容易使尿從尿布中漏出，也不容易產生因不透氣而使皮膚過敏的問題。另外因為短纖維17保持在壓縮狀態從而使緊湊型防水材料11不容易走形，體積不能膨脹，所以不僅象圖1那樣容易被薄皺紙蓋覆，而且在尿布1的制造工序中，也使吸收體4的處理容易。因為其本身體積是緊湊的，所以在從尿布1制造后到歸需要者所有的流通過程中，可以使尿布1具有占有空間小的效果。
在短纖維17混合有木漿纖維或人造絲等纖維的親水性纖維的情況下，這些纖維瞬間吸收水分，然后可以使吸收的水分傳輸給高吸水性聚合物顆粒16。該防水材料11與短纖維17是合成纖維的情況相比，水分瞬間吸收得更好。
圖5是與表示本發明的優選實施方式一例的圖2相同的圖面。該圖中的防水材料11具有上層31和下層32。上層31由纖度較大的熱塑性合成樹酯短纖維17A，例如纖度為5～20d，優選的是8～15d的短纖維17A形成，可以含相當于短纖維17A重量的0～0.5重量％的復合顆粒21。下層32的纖維是纖度為1～10d的纖維，并且由比上層31的短纖維17A的纖度小的短纖維17B形成，可以按5∶95～95∶5的重量比含有高吸水性聚合物顆粒和短纖維17B。上層31的厚度占壓縮狀態的防水材料11的5～30％，下層32的厚度占95～70％。上層31和下層32的短纖維17A，17B合而為一的全部短纖維17含100～40重量％的卷曲的熱塑性合成纖維，可以含0～60重量％的非卷曲的熱塑性合成纖維，天然纖維和/或化學纖維。雖然在上層31上最好使用疏水性短纖維17，但也可以使用親水性的短纖維。雖然在下層32上最好使用親水性短纖維17B，但也可以使用疏水性的短纖維。
在該防水材料11上，幾乎全部水分通過上層31后，被下層32吸收，使表面13變成干的狀態。如果上層31的短纖維17A使用8～15d纖度的纖維，則容易使互相纏繞的短纖維17之間的間隙變大，同時容易使處在吸水狀態的下層32與尿布1的穿用者皮膚之間的間隙變大。如防水材料11處在這樣的狀態時，不僅從上層31到下層32的水分傳輸得快，而且因處在吸水狀態的高吸水性聚合物顆粒16與皮膚遠離，而不會引起皮膚的濕潤感。
圖6是與表示本發明的實施方式一例的圖5同樣的圖面。該防水材料11由用木漿纖維33形成的親水性上層31和由示在圖2、3中的復合材料22組成的下層32構成。上層31的厚度最好占處在壓縮狀態的防水材料11的5～30左右。該防水材料11與圖2中的相比，表面13是柔軟的，并且瞬間吸收水分性能優良。
就以吸收體液的防水材料11為例說明的和本發明有關的吸水性構造而言，與以重復使用為前提的用途相比更適用一次性用途。該構造也可用于處理作為吸收家庭或工廠廢水的材料使用。
與本發明有關的由高吸水性聚合物顆粒、短纖維和結合材料組成的吸水性構造物，即使聚合物顆粒和纖維處在緊湊壓縮狀態下，當構造物表面的聚合物顆粒吸水膨脹時，隨著纖維之間的間隙逐漸變大，聚合物顆粒的間隙也變大，因此水分可向構造物的內部滲透。在該內部被聚合物顆粒吸收。這樣，該構造物的聚合物顆粒不會形成膠凝塊，可以順次無浪費地利用從位于構造物的表面到位于內部的聚合物顆粒。在該構造物表面上具有木漿纖維等親水性纖維的情況下，利用高吸水性聚合物顆粒的吸水陛能提高構造物的瞬間吸水性。
權利要求
1．一種一次陛吸水性構造物，該構造物由高吸水陛聚合物顆粒、纖維狀支持基材和位于所述聚合物顆粒與支持基材之間并使上述聚合物粒子固定在上述基材上的結合材料構成，其特征在于上述支持基材是可彈性壓縮的，并與上述結合材料通過通過上述聚合物顆粒即使吸水膨脹也不容易解離的強結合和吸水膨脹時容易解離的弱結合結合起來，該支持基材的壓縮狀態通過弱結合維持。
2．如權利要求1所記載的構造物，其特征在于上述支持基材含有卷曲的復合纖維，上述復合纖維占的比例是1000～40重量％。
3．如權利要求1或2所記載的構造物，其特征在于上述支持基材是具有表面和位于其相反側的里面的片狀物，上述里面和表面之間處在上述壓縮的狀態。
4．如權利要求1、2或3所記載的構造物，其特征在于上述支持基材是由卷曲的復合纖維制成的無紡布。
5．如權利要求3所記載的構造物，其特征在于上述支持基材由形成上述表面的上層和位于上述上層下面的下層的至少兩層組成，形成上述上層的纖維的纖度比形成上述下層的纖維的纖度大。
6．如權利要求1、2、3、4或5所記載的構造物，其特征在于上述結合材料是乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共聚物。
7．如權利要求6所記載的構造物，其特征在于上述乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共聚物是從由乙烯-縮水甘油丙烯酸酯共聚物、乙烯-縮水甘油甲基丙烯酸酯的共聚物、乙烯-縮水甘油丙烯酸酯-酸酯乙烯共聚物、乙稀-縮水甘油甲基丙烯酸酯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-縮水甘油丙烯酸酯-丙烯酸甲酯共聚物和乙烯縮水甘油甲基丙烯酸酯-丙烯酸甲酯共聚物組成的組中選取至少一種。
8．如權利要求6或7所記載的構造物，其特征在于上述乙烯縮水甘油(甲基)丙烯酸酯共聚物占上述高吸水性聚合物顆粒重量中100份的0.5～50份重量。
9．如權利要求6、7或8所記載的構造物，其特征在于上述乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯共聚物的熔點是50～150℃。
全文摘要
本發明的目的是抑制在一次性吸水性構造物中吸水性聚合物顆粒引起的膠凝塊的形成。一次性吸水性構造物11由高吸水性聚合物顆粒(16)纖維支持基材(17)和位于聚合物顆粒(16)與支持基材(17)之間的結合劑(18)形成。該支持基材(17)是可彈性壓縮的,聚合物顆粒6通過強結合和弱結合而相互結合。
文檔編號A61F13/15GK1284319SQ0012860
公開日2001年2月21日 申請日期2000年8月4日 優先權日1999年8月6日
發明者大西和彰, 石川憲彥, 矢部陽子, 立町光美, 長田學, 竹森信一, 上山弘之 申請人:尤妮佳股份有限公司