专利名称：可伸展的吸湿芯的制作方法本申请是申请日为1995年11月22日、申请号为95197336.3、题目为“可伸展的吸湿芯”的分案申请。本申请是共同拥有的相关的同日递交的两篇申请之一。另一相关申请的题目为“Method and Apparatus for Making stretchable Absorbent Articles”，该相关申请可作为参考文件被本申请引证。本发明涉及一种有最初形状的、可伸展的吸湿用品，它能够响应穿戴者施加的力而弹性地变形，并且能够基本上回到初始形状。更具体地，本发明涉及一可伸展的吸湿芯。吸湿用品有收集、分散和存贮尿液及其他人体排泄物的功能。它包括(但不限于)尿布、卫生巾、短内裤衬里和失禁用品等。如今，尿布为婴儿和其它例如不能自理的人所使用。目前人们已从改进对尿布穿着者的排泄物的收集能力、隔离该收集的排泄物与穿着者身体、保护这些人的衣物或其他可能与该排泄物接触的表面的角度关注尿布的工艺。另外，人们也已经注意关心改进尿布的舒适性，例如通过降低通常与尿布穿用者不舒服相关的事情的发生，例如(并非限制)，起球、塌陷、破裂或撕裂。其它与尿布技术有关的背景技术的专利包括美国专利5196000(Clear等人)；5176668(Bernardin)；5176669(Klemp)；5176670(Roessler等人)；5176671(Roessler等人)；和5176672(Bruemmer等人)；这些文献全都引入本文作为参考。可能也有意义的是美国专利5197959(Buell)(该文献引入本文作为参考)。现今市场上出售的大多数一次性尿布包括一种吸收穿着者排泄物的吸湿芯结构，通常该吸湿芯包括常用的吸湿凝胶(以下称为AGM材料)材料或一种分散在纤维材料的胎体中的常用的超吸收材料。其他常用材料将在下面讨论。尽管这种吸湿芯结构呈现出特别良好的吸湿特性，但是该吸湿芯结构对在正常的穿着情况下的伸展和随后恢复到最初形状的能力产生了限制作用。因此人们希望并需要改善吸湿芯，使其在正常使用情况下能可伸展以便能适合穿着者的身体形状，同时仍保持良好的吸湿性能，不起球、不滑动、不破裂、不撕裂。最近在吸湿用品工业的进展包括改进的可伸展的顶片和底片。然而，使用这样的顶片和底片的性能受到所用的吸湿芯部件伸展性的限制。因此为了改进由改进的可伸展的顶片和底片制成的吸湿用品的总体伸展性，就需要可伸展的吸湿芯部件。一种可伸展的吸湿用品，称为卫生巾，公开于有共同受让人的在审查中的PCT申请WO93/01785中，其标题是“Stretchable Absorbent Article”(“可伸展的吸湿用品”)。一种缠绕式封装的弹性吸湿体公开于美国专利4957795(Riedel)中。
其它的有意义的背景技术文献是美国专利3856013(Dulle)；4229548(Sattlegger等人)；4341214(Fries等人)；4554297(Dabi)；4584324(Bauman等人)；3916900(Breyer等人)；4394930(Korpman)；4664662(Webster)；51499720(DesMarais等人)；4834735(Alemany)；4610678(Weisman等人)；4673402(Weisman等人)；1993年6月30日Litchholt和Lodge申请的，标题是“Elastomeric Adhesive Foam”(“弹性粘合泡沫”)的美国专利申请流水号08/085537；和1993年6月30日Litchholt和Lodge申请的，标题是“Method of Making an Elastomeric Adhesive Foam and ofElasticizing Garments”(“弹性粘合泡沫和弹性线制的服装的制造方法”)的美国专利申请流水号08/085237。
本发明的方法、用品和装置基于下面的发现，即通过将至少一种吸收性材料分散在可伸展的粘合剂中得到的改进的可伸展的用品(例如可伸展的吸收芯、可伸展的吸收芯插入物、其组合，用于用品如(并非限制)卫生巾、短内裤衬里、失禁用品或类似物中的可伸展的部件)结构，其中粘合剂优选包括一种含有至少一种通常是弹性组分的粘合剂。该可伸展的用品显示出极好的液体吸收性特性并且在x、y和z三个方向上都有很好的弹性，因此在受列通常的穿戴期间的力作用下，它伸展或弹性变形，并且在该力消除之后它可以基本上恢复到其起始的形状。
在本发明的一个实施方案中，象尿布这样的一次性吸湿用品，其结构包括底片、顶片和在底片与顶片之间的一个可伸展的吸湿芯。该底片最好包括一种相对不透液体的或者无孔的塑料薄膜，该塑料薄膜基本上是一个完整的弹性体或者具有一个或多个大致具有弹性的区域。该顶片一般是一种可透液体的或多孔的材料，该材料也基本上是一个完整的弹性体或者具有一个或多个大致具有弹性的区域。
按照本发明的方法是一个包括制备可伸展吸湿芯和将其装于尿布框架内(即底片和顶片之间)在内的连续工艺步骤。可伸展吸湿芯是通过将吸湿材料与可伸展的粘合剂接触，特别是将至少一束最好含有弹性组分的熔喷粘接剂物流喷射到一束或一团吸湿材料物流中而制备的。在一个实施方案中，这一束吸湿材料包括一束吸湿材料的颗粒(也称为“颗粒状吸湿材料”)。将粘接剂熔喷产生一束易热熔的、不连续的微纤维或者离散的或具有不确定长度的细丝。将该粘接剂纤维或细丝的熔喷流注入到吸湿材料中(即使它与该吸湿材料接触)，在熔喷力的作用下，该纤维变形、聚集和固化以互相联接，无规则地缠绕在一起形成能包含该吸湿材料的类似垫状的网。在一个实施方案中，该最终的可伸展吸湿芯组装在第一种可伸展、可透液体的或多孔的网(最好是顶片)和第二种可伸展、不透液体的或无孔的薄膜(最好是底片)之间。可以切割或用其他方式制备好一个或多个适宜的尿布形状的部件，并且可以使用常规的尿布终加工技术(如安装固定扣件)。
制造尿布的装置最好包括一些连续处理的工位。第一个工位是用于通过把确定量的吸湿材料加入到可伸展的粘合剂材料的网中形成一个可伸展吸湿芯材料的垫状网。一般来说，第一工位适于将一束或多束最好是有一种或多种弹性组分的熔喷型粘接剂的粘合剂材料输送和注入到一束吸湿材料中。更准确地说，第一工位最好包括用于以预定的速度将一定数量的吸湿材料传送到供给槽的排放端，以便产生一个连续的粒子流的装置。另外，第一工位还包括用于熔喷可伸展的粘合剂材料(例如一适宜的有一个或多个弹性组分的热熔粘接剂)的装置，该熔喷的可伸展的粘合剂材料用于产生一束熔融微纤维或细丝，这些微纤维或细丝随后注入到从供给槽的排放端排放的吸湿材料流中。用吸收性材料分散的随机缠绕的粘合剂纤维或细丝的铺层和再凝固引起了可伸展吸湿芯材料的垫状纤网的形成。因而，该第一工位还包括用于将与纤维状的熔喷粘接剂组合的最终吸湿材料纤网铺絮在连续的铺絮传递装置上的装置。可以任选地，把可伸展吸湿芯材料的垫状网铺在或放置在一个连续的包封材料上(最好是用于尿布的多孔的可伸展的顶片上)以便形成一个大致结合的组件。第二工位设在第一工位的下游，以使垫状网和顶片与第二种材料纤网(最好是作为尿布的底片)结合。第三工位最好包括一个或多个用于传输一个或多个终加工的纤网(例如松紧带或固定件)的轧辊，以便将这些织物叠压在可伸展的顶片和底片上。
本发明的吸湿用品、工艺和装置的很多优点中最重要的是可以比其它吸湿芯更有效地和连续地制备具有改进伸展性能的吸湿芯。该吸湿芯可以在伸展与不伸展两种情况下都具有足够的吸湿能力，从而利用了该吸收性材料的有益特性，但不是牺牲大量的吸收性而换得伸展性。因此本发明的吸湿芯与各种传统的吸湿芯相比，改善了液体收集、液体分布和液体储存性能，并且还改善了吸湿芯结构的整体性能。该吸湿芯还显示出足够的伸展性能和回弹性能，即允许吸湿芯在使用中变形，但可以基本上恢复到其初始的形状。它的变形特性能使吸湿芯在使用中伸展并且在正常运动状态下与穿着者的身体形状保持一致。在使用期间，该吸收芯一般不会塌陷、形成球或破裂，同时在饱和状态和非饱和状态下吸湿芯通常显示出高的整体性能(包括但不限于任何一个或所有的液体收集、液体分配和液体储存性能)。该吸湿芯还特别适合于组装到一个最好具有一个基本上可伸展的或类似内衣的框架上。当然，可伸展的吸湿芯不限于这些应用，它也可以简单地用作一个在传统的基本上不可伸展的框架上的粘接剂粘接的吸湿芯。本发明所述的吸湿用品(特别是一次性的，通常在使用一次后就丢弃)与传统的不可伸展吸湿用品相比具有良好的配合性和舒适性，同时没有损害吸湿性能。
尽管本说明书以特别指出和清楚要求被认为是构成本发明的主题物质的权利要求书结束，但人们相信从下面结合附图的描述将更好地理解本发明，在附图中使用相同的标号说明相同的元件，其中

图1是本发明的芯；图1A是图1的芯沿1A-1A线的剖面图；图1B是放置在尿布顶片和底片之间的芯的剖面图；图2是本发明的另一个芯；图2A是图2的芯沿2A-2A线的剖面图；图3是本发明的另一个芯；图3A是图3的芯沿3A-3A线的剖面图；图4是用于制造用作可伸展的芯材料的垫状网的优选装置的侧视图5是用于将熔喷的弹性粘合剂输送到图4装置的注射部分的简图；图5A是用作图4装置的注射部分的示范性的挤压机模具或胶头的部分剖面图；图6是在另一个实施方案中用于制造用作可伸展的芯材料的垫状网的装置的简图；图6A是包括真空孔的输送机的部分平面图；和图7A，7B和7C描述缠绕在熔喷胶纤维垫内含有AGM颗粒的可伸展的芯用品实例的显微照片。
如本文中所使用的，“吸湿用品”指吸收和含有人体渗出物的装置，更具体地，表示贴着或紧靠着穿用者的身体放置以便吸收和存留各种从身体排放出的渗出物的装置。
如本文中所使用的，术语“一次性的”是描述不打算洗涤或用其它方法回收或作为吸湿用品再使用的吸湿用品(即，它们在一次使用之后就打算被废弃，并且优选地被循环、被制成堆肥或以与环境相容的方式被处置)。
如本文中所使用的，“可伸展的”指用品响应力的作用弹性地伸展或弹性地变形的能力，从而它可以在长度(即在纵向方向)和/或宽度(即在横向方向)和/或其它方向上可伸长，并且在该力消除之后基本上恢复到其起始的未伸展的形状。更具体地，术语“可伸展的”表示1厘米宽的该用品条在25g力作用下伸长最少10％；在40g力作用下伸长最少100％；在60g力作用下伸长最少200％的能力。该用品应当在力消除时足以恢复到其起始尺寸的至少95％。
如本文中所使用的，在吸收性材料的意义中的“颗粒”指任何形式、形状或尺寸的吸收性材料，包括但不限于粉末、小球、颗粒、离散长度的纤维或类似物。
如本文中所使用的，“液态人体渗出物”指尿、流动的粪便或从人体中排泄出的其它物质。除非从讨论的上下文中特别发现，本文中涉及的“液体”、“流体”或“人体流体”将包括液态人体渗出物。
如本文中所使用的，“吸收性”指吸收人体渗出物，例如尿的能力。
如本文中所使用的，“液体收集”指从穿用者的身体接受液体(例如液态人体渗出物)的作用。
如本文中所使用的，“流体分配”指将液体(例如液态人体渗出物)从一个位置输送到第二个位置的作用。
如本文中所使用的，“液体存储”指将液体(例如液态人体渗出物)分离和保存在通常预定的区域或体积内。
如本文中所使用的，“粘合剂”指用于将第二材料分离和保持在通常预定的区域或体积内的第一材料(例如基体材料)。
如本文中所使用的，“尿布”不仅包括打算用于婴儿和儿童的那类尿布，而且包括打算用于任何年龄的个人(例如失禁的个人)，包括成年人的吸湿用品。
吸湿芯结构在图1、1A、1B、2、2A、3、3A中示出了本发明的可伸展的吸湿芯的优选实施方案。通常可伸展的吸湿芯具有类似垫的形状，该吸湿芯包括掺在一个可伸展的粘合剂材料的网中的第一种预定量的吸湿材料(下面将更详细讨论)。优选以预定量的颗粒形式使用吸收性材料(本文中也称之为“吸收剂”)。优选以预定量的纤维形式使用粘合剂材料，该粘合剂材料优选是具有一种或多种弹性组分的熔喷粘合剂。粘合剂可以有一种或几种功能，包括(但不限于)与吸湿材料接触并且粘到上面或本身粘接形成一个大致互联的可伸展的网，以便有效地将吸湿材料隔离和保持在该网内的一个或几个预定的区域或体积内。可任选的将吸湿芯局部或全部地封装在一个弹性的可伸展的包封型结构内。
吸湿芯最好在示于1～3中的X、Y和Z方向具有一个或几个预定的尺寸。吸湿芯的尺寸和形状通常由例如(但不限于)装有吸湿芯的最终吸湿用品的尺寸和形状以及吸湿用品期望的吸湿量决定。在一个实施方案中，干燥状态下吸湿芯的重量在约8至18克的范围内，以10至16克为最好；密度为0.07克/厘米3至0.16克/厘米3，以0.09克/厘米3至0.14克/厘米3为最好(在1.4kPa(0.2psi)下测量)。吸湿芯的能吸收(然后存储)液体的人体排泄物的数量至少达到其干重的1900％，比较优选是达到其干重2900％，最好能达其干重的约3400％～4400％，当然比较高和比较低的重量、密度、吸湿容量也是可以的。
在一个实施方案中，在x，y和z方向上有起始预定的尺寸的这样芯的代表性的截面具有吸收能力和膨胀性，使得其能够在基本完全饱和状态(即吸收有液体人体渗出物)下，在x，y和z的每个方向上基本均匀地膨胀2-约3倍的尺寸，优选高达至少约5倍的起始预定尺寸。也可以改变该芯使得它在不同的方向上膨胀不同的量，如在下文的讨论中是很明显的。此外，该芯可以设计成选择地在芯内的不同位置具有一种或多种密度，用来改变在不同芯位置处的性质和性能特性。
优选的芯显示出如列于表I中所述的性质。如表I中所述的，该芯的弯曲模量为片状的约25-50％。应该注意，虽然表I列出的性能在本申请中是就片状吸湿材料而讨论的，但是这些性能也推荐作为整个吸湿芯的性能。这样用本发明的工艺、产品、装置方法制造的吸湿芯，其性能和特点大致上接近该片形吸湿材料本身的性能和特点，同时，也展现出良好的伸展性。
这些弹性伸展和恢复性质最好是符合下述要求可以装入的与垫的结构无关的吸湿芯在至少吸收该吸湿芯的总重量的1900％的液体量并保存住该液体的同时，可以以一个相当低的弹性模量的伸长力(例如1厘米宽的样品上作用39至59克的力)在约100％拉伸率(峰值)时伸展到其最初尺寸的100％至200％，并且至少恢复到初始尺寸的95％左右。此外，当吸湿芯被限制在吸湿用品结构中时，吸湿用品的复合的顶片和底片材料的弹性模量在一个优选实施方案中将超过和控制吸湿芯的那些性质，从而使拉伸吸湿芯的力被拉伸作为一整体的吸湿用品的顶片和底片的更大的力所隐蔽或遮盖。因此吸湿芯本身与吸湿用品所要求的性能相一致。
表I特征 例I泡沫 例II泡沫结构特征 单位孔隙容量 36.8 31.8 mL/g毛细虹吸比表面积 1.35 1.25 m2/g密度 0.0290.032 g/cm3平均网格尺寸 40 37 μ机械特性在5.1kPa限定压力下的变形 52％ 31％ ％柔性 ＞1 ＞1弯曲周期从50％压缩的恢复％ 95％ 94％ ％流体的处理性质在下列各压力下的吸收能力
0.0kPa(0.0 psi) 35.9 31.5mL/g1.4kPa(0.2 psi) 34.0 29.1mL/g5.1kPa(0.74 psi) 23.4 25.1mL/g6.9kPa(1.0 psi) 13.0 14.8mL/g在5.1kPa下是0.0kPa吸收能力65.2 79.7％的％到5cm的垂直芯吸时间 105 120 秒在下列各高度吸收能力最高达1.3cm(0.5英寸)30.9 26.7mL/g3.8cm(1..5英寸) 30.7 26.4mL/g6.4cm(2.5英寸)28.0 25.3mL/g8.9cm(3.5英寸)26.6 24.8mL/g11.4cm(4.5英寸) 18.7 24.0mL/g14.0cm(5.5英寸) 0.6 23.3mL/g16.5cm(6.5英寸) 021.8mL/g19.1cm(7.5英寸) 014.1mL/g在合成尿中的粘合剂张力在65±5 30.7 37.8达因/厘米达因/厘米该吸湿芯还优选显示出足够的可压缩性和回弹性以便可以使用常规技术(例如E-折叠、C-折叠、双折叠、三折叠等)将最终的含有该吸湿芯的吸湿用品折叠、堆积和包装，然后达到其以后使用时所需要的尺寸、形状和性能特性。
合适的吸湿芯形状的例子包括矩形、计时砂漏形、T-形、不对称形、其组合等。在一个实施方案中，例如在图1-3中所示的吸湿芯，该吸湿芯通常是矩形的。在图1、1A和1B中，它是单片的，即它具有单层。然而，在另一个实施方案中，考虑用多吸湿芯层，例如(并非限制)在图2，2A，3和3A中所示的。
图1和图1A给出了一般是矩形的单层或单片吸湿芯10。该吸湿芯有第一端12和第二端14。该吸湿芯10有第一表面16和与第一表面16在该吸湿芯的z方向隔开的第二表面18，因此，在该吸湿芯z方向上限定该吸湿芯的一个或多个厚薄或厚度。当用于尿布时，例如，该厚度优选在约2.5mm-约12.7mm的范围，更优选约3.8mm-约12.7mm和最优选约4.7mm-约6.4mm。另一个优选的厚度在2.5mm-约5.0mm的范围。当然，如本领域技术人员所知道的，较大或较小的厚度也是可以的。例如，在需要较薄厚度的实施方案中，该厚度可以在约1.25mm-约2.5mm的范围。
在正常的穿戴期间，第一表面16比第二表面18更靠近穿戴者的身体。在非常优选的实施方案中，该厚度在不牺牲吸湿芯10内的大量吸收性的条件下尽可能地薄(例如，薄至2.5mm或更薄)。
示于图1和图1A中的吸湿芯10适用于尿布中并且通常是矩形，其宽度(即在x-方向)的范围为约60mm-约150mm，更优选约100mm-约120mm。同样，该吸湿芯10从第一端12到第二端14的长度(即在y-方向)也在约250mm-约500mm的范围，更优选约350mm，取决于下面的这些因素尿布的尺寸、所需要的重量或所需要的性能特性。
如所指出的，吸湿芯尺寸和形状可以变化，并且本发明的列举的尺寸并不打算作为限制。在这方面，这些图并没有按比例画出。
图1A是图1所示吸湿芯10片段的横剖面图，图中示出了许多分散在纤维或者连续的细丝22之间的许多吸湿材料颗粒20；这些材料限定一个类垫状的粘合剂网。在一个优选的实施方案中，每个颗粒20优选与纤维22接触，或非常接近于纤维22。此外，在一个优选的实施方案中，颗粒20优选彼此被隔开足够的距离(在x，y，和z的每个方向上)从而允许它们在吸收液体时膨胀，和与相邻的颗粒接触，由此允许吸收的液体与相邻的颗粒接触和转移到相邻的颗粒上。优选地，颗粒20被彼此隔开约0.5-约2个颗粒直径，或足以便于毛细力输送液体的距离。也可以选择颗粒20之间的距离，在需要的地方，限制两个或多个相邻颗粒之间的液体转移，例如通过将相邻的颗粒隔开更远，如从本讨论所知道的。
在具有如图1和1A所示的结构的吸湿芯的实施例中其技术参数如表II所示。除特别注明的以外，在此讨论的吸湿芯的引证尺寸或数量为干燥(即未与液体接触前)吸湿芯的数值。
表II吸湿芯重量 10g整个吸湿芯长度(第一端到第356mm二端)吸湿芯宽度101mm吸湿芯厚度(在约1.4kPa(0.2 3mmpsi)压力下测定)颗粒的大约数目(在这一构型 约300个颗粒(约94-中) 96重量份数)粘合剂的量0.4g(约4-6重量份数)吸湿芯密度(在约1.4kPa(0.2 0.09克/毫升psi)压力下测定)图2表明示于图1中的吸湿芯的另一个吸湿芯结构110。图2的吸湿芯110有第一端112、第二端114、第一表面116和第二表面118。图2A是吸湿芯110放大的局部剖面图，它包括用许多确定粘合剂垫状网的纤维或连续的细丝122分散的吸收性材料的许多颗粒120。在总体形状和尺寸方面，图2和图2A的吸湿芯一般与图1和图1A的吸湿芯相同。可是，图2和图2A的吸湿芯与图1和图1A的吸湿芯10的不同之处在于它包括一个补片(patch)124。示于图2和图2A中的补片124通常是矩形的，它位于图2和图2A的吸湿芯110的顶部，并且通过起一种或多种液体吸收、液体分配或液体储存的功能来改进该吸湿芯结构的总体性能。该补片还有其它有用的目的，包括但不限于，或者用或者不用该补片把伸展性赋予该吸湿芯以增强吸湿芯整体性。因此，该补片可以进行特别定制以便达到所需要的目的。
该补片124可以适合于在单片吸湿芯，例如本实施方案中，或多层吸湿芯(如下文中讨论的)中使用。该补片124可以按照本发明的方法制备(下文中进一步详细描述)，并且可以是按照本发明吸湿芯结构的可伸展的吸湿性结构。另外，它可以使用制备吸收吸湿芯结构的常规技术制备，并且可以掺入一种或多种常规的吸湿(和不可能伸展的)材料。
作为例子，该补片124可以包括已知的聚合凝胶剂，例如吸收性凝胶材料(在本领域中称之为“AGM”材料)或超吸收性材料，纤维素纤维棉胎(它在本文中可以称之为“直纤维”)，或化学改性的交联纤维(它在本文中也称之为“卷曲纤维”)。合适的化学改性的交联纤维素纤维描述于US4888093(Cook等人)；US4822543(Dean等人)；US4898642(Moore等人)；US4935022(Lash等人)；US5137537(Herron等人)；和US5183707(Herron等人)。上面的所有文献均引入本文作为参考。合适的聚合凝胶剂包括当与液体接触时形成水凝胶的已知材料。它们通常基本是水不溶性的、略微交联的、部分中和的、形成水凝胶的聚合物材料。见，例如，美国专利Re 32649(Brandt等人)，该文献引入本文作为参考。另一个用于补片的合适材料的例子是聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维。
补片例如本补片124，可以预制，然后在制造吸湿芯的地点，例如通过传送机构(如滚筒)将其滚压到铺开的吸湿芯上。另外，优选地，可以通过常规的切割和滑动技术将该补片124放在可伸展的吸湿芯110上。在另一个实施方案中，可以作为吸湿芯制造工艺的一部分，在一个与吸湿芯结构的可伸展垫状网制造现场分开的地方，或者在该现场的上游或者在下游，制造该吸湿芯。然后可以按照任何合适的技术，例如上面的技术(例如滚筒滚压、或者切割和滑动技术)将该补片和该吸湿芯结构的可伸展垫状网拼合。
在图2和图2A的实施方案中，补片124一般是矩形棱柱形的，优选厚度或厚薄(在z-方向)是约0.50mm-约0.80mm，和优选约0.65mm；宽度(在x-方向)是约90mm-约100mm，优选约95mm；和长度(在y-方向)约240mm-约260mm，和优选250mm。这些尺寸也可以比上述范围大、比上述范围小、或在上述范围内变化，它取决于这些因素如该补片的功能目的、吸湿芯尺寸和形状、所使用的材料等。该补片的长度和宽度最好比整个吸湿芯的长度和宽度小。
图3和图3A说明本发明的另一个实施方案。图3的吸湿芯210有第一端212和第二端214。图3和图3A的吸湿芯210与图1的吸湿芯10的不同之处在于它包括第一层216，该层具有许多第一吸收性材料和第一纤维220a的第一颗粒218a。第二层222被放置在第一层216的至少一部分上，并且具有许多第二吸收材料和第二纤维220b的第二颗粒218b。吸湿芯210也包括放置在第一层216至少部分上的补片224。
作为说明(并非限制)，图3和图3A实施方案的各层起不同的功能。补片224优选起收集层的作用，并且在使用中它最靠近穿用者的身体。补片224可以是任何合适的补片，例如上述根据图2和图2A的实施方案中所述的任何一个。
第一种纤维220a优选是包括可伸展的粘合剂的第一种纤维状网的一部分，如下文更详细描述的。第一层216优选起分配或储存介质的作用。这是通过在第一种纤维状网中使用了许多第一种颗粒218a而实现的。第一种颗粒218a的吸收性材料优选是平均孔径约5-约100微米的开孔泡沫，并且与第二种颗粒218b的吸收性材料相比，有相对较低的毛细虹吸比表面积(例如在约0.5-约5.0m2/g的低端范围)。第二层222使用第二种颗粒218b，它优选起储存的作用并且是平均孔径约5-100微米的吸收性材料，并且与第一层颗粒218a的吸收性材料相比，有相对较高的毛细虹吸比表面积(例如在约0.5-约5.0m2/g的高端范围)。
第二种纤维220b最好是第二种纤维网的一部分，除了包含不同的吸湿材料外，它与第一种纤维网(如上面已讨论过的那样)基本上相同。应该指出，如图1-3所示的实施例的吸湿材料颗粒只是作为例子，在这些实施例中也可使用其它形式的吸湿材料。
作为说明(并非限制)，对于图3A的吸湿芯，第一层216和第二层222的厚薄和厚度是大约相同的，并且优选各是约1.35mm。第一层216包括通常是随机几何形状的、大小在约0.25mm-约6.4mm的范围、更优选约0.50mm-约1.80mm的颗粒218a。如本领域技术人员所知道的，更大或更小的颗粒也是可以的。第一颗粒218a通常用上述方法均匀地分散在第一层216中。
第二层222包括以第二种颗粒218b形式的第二种吸湿材料，它一般为随机的几何形状，其尺寸约为0.1mm-6.4mm，最好为0.50mm-1.80mm。第二种颗粒218b一般是均匀分散在第二层222内。
为获得上述结构，各个层和补片可以彼此分开制作，然后在预定的下游位置上合到一起。除了上述的以外，为了实现每层各自不同的功能，可通过改变一个或多个参数如层的厚度、吸湿材料的组分和类型、尺寸、形状或吸湿材料的分布等来实现各层的不同。
在另一个实施方案中，通过将第一种吸湿材料与第二种吸湿材料混合和整型(profiling)，然后将两种不同吸湿材料的混合物掺混进单片和多层吸湿芯结构中，也可以得到与用上述实施方案(其特征是具有离散的各层)类似的结果。在该方法中，例如(并非限制)，通过在整个吸湿芯各个位置上改变每个单元的吸湿材料的量(即整型)，可以在x，y和z的每个方向上实现性质的精确调整。将各个不同的吸湿材料在桶形漏斗中预混合或混合，或者作为分开材料流输送用于在粘合剂加入点组合和混合，其方法下文中将进一步讨论。
在另一个实施方案(未示出)中，将吸湿芯包封在一般为可渗透液体的、多孔的、可伸展的、在吸湿芯的一些或全部外表面上的包封层(未示出)或包层中。适用作包封层材料的例子包括(并非限制)弹性线制的、低容量、液压成型的膜，弹性的熔喷无纺材料，或皱纹的(creped)纤维素织物。
吸湿芯中的粘合剂在本发明的吸湿芯中使用的粘合剂优选是合适的熔喷粘合剂。在本文中使用的术语“粘合剂”不打算作为限制，也不打算排除其它起本文中所述粘合剂功能的合适材料，不管其供应的牌号或形式。本领域技术人员应该理解，也可以使用很多熔喷粘合剂或等价材料。
尽管按照本发明可以使用宽范围的粘合剂量，但优选的量是干态的整个吸湿芯重量的约2-10％(重量)，更优选是约4-6％(重量)。剩余部分优选是吸湿材料。因此，在优选的实施方案中，对于约90-约98重量份的吸湿材料，粘合剂存在的量是约2-约10重量份。更优选地，对于约94-约96重量份的吸湿材料，粘合剂存在的量是约4-6重量份。这也适用于如上所述的多层吸湿芯中的每个层。
在一个实施方案中，当其被加热至象约150-约175℃那么低的温度时，该粘合剂能够形成熔体。通过ASTM环和球实验方法E-28-51T测定的粘合剂的软化点至少约110℃那样低是令人满意的。粘合剂的比重优选在约0.95-约1.01(当水的比重是1.0时)。在另一个实施方案中，比重可以更高或更低。在优选的实施方案中，粘合剂粘度特性(使用Brookfield Thermosel按照ASTM方法D 3236-73测定)如下表表III温度 粘度(厘泊)(135℃)275°F 335,000(149℃)300°F 90,000(163℃)325°F 33,000(177℃)350°F 17,000一个特别优选的粘合剂的例子可从Findley Adhesive Company of ElmGrove.Wisconsin以H2343-01的牌号得到。其它例子描述于1992年7月10日申请的未结案美国专利申请系列号07/911953中，它转让给FindleyAdhesives，该文献引入本文作为参考。合适的粘合剂的其它例子包括(并非限制)Findley Adhesives的2300系列粘合剂、Findley Adhesives的2400系列粘合剂和可从Fuller Co.of St.Paul，Minnesota得到的HL1258。
如在本文中进一步讨论的，优选通过熔喷系统，包括用于分散该粘合剂的装置(例如“胶头”，它优选包括至少一个喷嘴，通过喷嘴喷出粘合剂)熔喷该粘合剂，使该熔喷粘合剂与吸湿材料接触。结果，可以喷出一束或多束熔喷粘合剂流可随同加工助剂热气体(优选空气)与吸湿材料接触，直到完成所需要的吸湿芯结构。在喷出后，该粘合剂一般是纤维状的，并且包括单个纤维或细线或者许多纤维或细丝。因此，得到的纤维系列一般是连续的细丝或者有一个或多个不连续长度，并且纤维直径在约5-120微米的范围，更优选约7-30微米。得到的粘合剂优选包括许多以足够量分布的这样的纤维以便达到如前讨论所需的吸湿芯厚度和形状。该纤维一般可以以随机的方式、以无纺的方式、或以一般正弦波状的方式分布从而达到垫状物网或纤网。可伸展的粘合剂中用的粘合剂细丝的一般例子在图7A，7B和7C中作了描述。优选地，整个吸收吸湿芯的所有可伸展性特性将基本上衍生于该粘合剂中的粘合剂。
因此，在特别优选的实施方案中，熔喷粘合剂是热熔融的、压敏型的粘合剂，因此使其(用或不用另一个粘合剂)粘合到吸湿材料上，粘合到其自身上(和粘合到多层结构中的其它层上)，并且也(如果需要)粘合到最终吸湿用品结构的顶片或底片上。在特别优选的实施方案中，该熔喷的粘合剂包括预定量的，可伸展的(例如弹性的)组分，优选A-B-A型嵌段共聚物，其中A代表含有苯乙烯的材料(或等价物)的端基，和B是一般的弹性材料。更优选地，优选的粘合剂最好包括(a)弹性的、热熔融的、压敏的粘合剂组合物，它含有(i)整个粘合剂组合物的约15-60％(重量)的A-B-A嵌段共聚物，其中A嵌段选自苯乙烯、α-甲基苯乙烯和乙烯基甲苯，B嵌段选自丁二烯和异戊二烯；(ii)整个粘合剂组合物的约30-70％(重量)的与A-B-A嵌段共聚物的中间嵌段和端嵌段相连的芳香族改性烃树脂；和(iii)整个粘合剂组合物的0-30％(重量)的加工油。
进行以上优选选择以便得列熔融温度在约138-约260℃之间的、约325°F(163℃)时粘度至少为约200000厘泊、使用粘度(即，其熔喷时的粘度)低于约50000厘泊和弹性保持力(如下文中进一步定义的)大于约75％的粘合剂。此外，优选地，该粘合剂密度至少约0.8g/cm3(克/厘米3)，但不大于约1.2g/cm3。因为粘接剂被熔喷，所以粘接剂最好能具有12.7-127mm的形成距离(即喷管上的排出喷嘴和涂敷材料用的衬底之间的距离)，当沿成形细丝的长度方向的温度下降梯度为10℃时每个细丝的形成距离约为25.4mm。
粘接剂最好呈现出好的形成边界限定(即细丝形成期间粘接剂喷出样式宽度的一致性)，当以12.7-25.4mm优选的形成距离成型时，对一个期望的喷出式样宽度而言其边界限定偏差最好在1.6mm以内，当形成距离大约为100mm时其边界限定偏差最高达4.8mm。
优选的粘合剂的例子包括具有选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(S-B-S)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(S-I-S)、或其混合物的组分的那些。任选地，该粘合剂可以是或者包括苯乙烯-乙基/丁二烯-苯乙烯(S-E/B-S)；即A-B-A嵌段共聚物的B组分是乙基/丁二烯，按比例地使用以便得到上面指出的结果。
在本发明中S-I-S和S-B-S共聚物是特别优选的。该粘合剂的S-I-S或S-B-S嵌段共聚物组分可以是两个特别的类型，未硫化的弹性嵌段共聚物或远嵌段共聚物。
(1)未硫化的弹性嵌段共聚物，其中各个单体部分以交替顺序被排列成一般构型为S-I-S或S-B-S。在第一类中，“S”一般是从苯乙烯衍生的非弹性嵌段，而“I”或“B”分别是从异戊二烯或丁二烯衍生的弹性聚合嵌段。在优选的实施方案中，在嵌段共聚物中的苯乙烯总浓度可以在整个共聚物组合物的重量约15-50％的宽范围变化。该嵌段共聚物优选是基本上100％完全偶联的，较低偶联量是不优选的。
用于本文中的合适S-I-S嵌段共聚物从Dexco化学公司of Houston，Texas分别以产品或商标名Vector 4211，Vector 4411和Vector4111买到。在这方面，人们相信Vector4211和Vector4411苯乙烯的含量分别为整个共聚物的29％(重量)和44％(重量)。此外，合适的S-I-S嵌段共聚物可以由Shell化学公司ofHouston，Texas以商标名RP6407提供。人们相信该共聚物和由Dexco化学公司提供的Vector 4111具有的苯乙烯含量均为整个共聚物组合物的约17％(重量)。
(2)远嵌段共聚物，包括有至少3个从中心轴径向分枝出的支链的分子，每个支链有聚苯乙烯端基嵌段和在中心的异戊二烯或丁二烯部分。这种类型的嵌段共聚物也被描述为在每个支链端具有聚苯乙烯端基嵌段的支链的聚合异戊二烯或丁二烯中间嵌段。类似地，苯乙烯单体的总浓度在总共聚物组合物的约15-50％(重量)的范围内。第二类共聚物优选基本是完全偶联的。
还应该认识到，也可以使用上述定义的嵌段共聚物的混合物。
用于本发明粘合剂中的合适材料的另一个例子可从Firestone ChemicalCo.of Akron，Ohio以“Stereon”的名称买到。
在优选实施方案中，将存在于嵌段共聚物混合物(S-I-S)(即不是基本上完全偶联的S-I-S嵌段共聚物)中的二嵌段(S-I-S)的浓度保持到最小。可以相信，在给定的间隔或时间下组合物中的弹性保持力和使用的S-I-S嵌段共聚物的偶联效力之间存在着一定的关系。还相信，通过减少组合物中存在的二嵌段的量，可以提高在同样给定时间间隔下组合物的弹性保持力。另外，可以相信，减少组合物中存在的二嵌段的量可以另外地提高同一组合物的抗拉强度。
在另一个实施方案中，使用的S-I-S嵌段共聚物具有上述特性，但苯乙烯浓度在总共聚物组合物的约25-50％(重量)的范围。人们相信，在这一范围的组合物当与从相关的苯乙烯少于整个共聚物的约25％(重量)的A-B-A共聚物制备的化合物相比时，显示出特别理想的粘度。
粘合剂中使用的芳香改性烃树脂(它与苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的中间嵌段和端嵌段均相连)可从Exxon化学公司of Houston，Texas分别以商标名“ECR165A”和“ECR165C”买到。另外，上述的芳香改性烃树脂也可以被合适的苯乙烯化的萜烯，例如由Arizona化学公司of PortSt.Joe，Florida以商标名“Zonatac 105 Lite”出售的那些物质来替代。苯乙烯化的萜烯是落在上述“芳香改性烃树脂”范围内的例子。
从生产的观点看，本发明的组合物具有理想的粘度，并且人们还相信具有大于约75％的弹性保持力。另外，本发明的组合物伸长后具有相当快的恢复速度。
在本发明的粘合剂组合物中也可以存在各种增塑剂或加工油，其量在整个粘合剂组合物的约0-约30％(重量)的范围内变化，以便有助于提供粘度控制和进一步作为稀释剂。石蜡或环烷的白色加工油。一种可购得的白色加工油是由Witco化学公司of Marshall，Texas销售的“Witco Plastics Oil380”。另外，合适的油也可以商标名“Kaydol”购买。
抗氧化剂/稳定剂也可以以合适的量用在粘合剂组合物中，以便有助于保护A-B-A嵌段共聚物，以及整个粘合剂，免于在使用该共聚物制备和施用粘合剂组合物期间，以及在最终吸湿芯的常规使用中可能发生的有害的热和氧化作用。如果发生，这样的降解通常表现在粘合剂组合物外观、物理性质和性能的恶化。并非限制地，有用的稳定剂的例子包括一种或多种高分子位阻酚和多官能团酚，例如含硫或含磷的酚。合适的位阻酚的例子包括可以从Ciba-Geigy Company of Greensboro，North Carolina(北卡罗来纳州，Greensboro的汽巴嘉基公司)以商标名“Irganox1010”购买的那些。其它例子包括(并非限制)由American Cyanamid of Wayne，New Jersey生产的“Cyanox LTDP”和由Witco化学公司生产的“Mark 273”。人们相信，通过与下面物质一起使用可以进一步增强这些稳定剂的性能(1)协同剂，例如硫代二丙酸酯和亚磷酸盐；和(2)螯合剂和金属去活剂，例如乙二胺四乙酸、其盐和双水杨基丙烯二亚胺(disalicylaproPylenediimine)。
可以使用任何本领域已知的技术配制本发明的组合物。这样技术的一个代表性例子包括将所有的油和稳定剂物质放入一个夹套混合釜中，优选是装有转子并由Baker-Perkins of Fort Collins，Colorado出售的夹套重型混合机。其后，将该混合机的温度升高到约121℃-177℃。该步骤中所用的精确温度取决于特定组分的熔点。当已经加热上述起始混合物时，将该混合物包裹在相对低流速下的CO2中并且缓慢地加入上述树脂。当树脂熔融时，并且在所需要的温度下，将S-I-S嵌段共聚物加入到该混合物中。其后搅拌得到的粘合剂组合物直到该S-I-S嵌段共聚物完全溶解。然后使用真空以便基本上除去所有截留的空气。
使用S-I-S嵌段共聚物的组合物的具体例子(并非限制)叙述如下。
粘合剂145重量份的S-I-S嵌段共聚物(Vector4111；Dexco化学公司，17％苯乙烯)；40重量份的芳香改性烃树脂(“ECR165A”；Exxon化学公司)；15重量份的石蜡/环烷白色加工油(“Kaydol”；Witco化学公司)；0.5重量份的稳定抗氧化剂(“Mark 273”；Witco化学公司)；
0.25重量份的位阻酚抗氧化剂(“Irganox 1010”；Ciba-GeigyCorporation)；和0.25重量份的DLTDP抗氧化剂协同剂(“Cyanox LTDP”；AmericanCyanamid Corporation)。
粘合剂245重量份的S-I-S嵌段共聚物(“Vector4211”；Dexco化学公司，17％苯乙烯)；40重量份的芳香改性烃树脂(“ECR165C”；Exxon化学公司)；15重量份的石蜡/环烷白色加工油(“Kaydol”；Witco化学公司)；0.25重量份的位阻酚抗氧化剂(“Irganox 1010”；Ciba-GeigyCorporation)；0.25重量份的DLTDP(“Cyanox LTDP”；American CyanamidCorporation)；和0.50重量份的相容的稳定剂(“Mark 273”；Witco化学公司)。
粘合剂345重量份的S-I-S嵌段共聚物(Vector4411；Dexco化学公司，44％苯乙烯)；40重量份的芳香改性烃树脂(“Zonatac 105 Lite”；Arizona化学公司)；15重量份的加工油(“Kaydol”；Witco化学公司)；0.25重量份的位阻酚抗氧化剂(“Irganox 1010”；Ciba-GeigyCorporation)；0.25重量份的DLTDP(“Cyanox LTDP”；American CyanamidCorporation)；和0.5重量份的相容的稳定剂(“Mark 273”；Witco化学公司)。
粘合剂445重量份的S-I-S嵌段共聚物(“Vector4211”；Dexco化学公司，29％苯乙烯)；40重量份的芳香改性烃树脂(“Zonatac 105 Lite”；Arizona化学公司)；15重量份的石蜡/环烷加工油(“Kaydol”；Witco化学公司)；0.25重量份的位阻酚抗氧化剂(“Irganox 1010”；Ciba-GeigyCorporation)；和
0.25重量份的DLTDP(“Cyanox LTDP”；American CyanamidCorporation)。
粘合剂545重量份的S-I-S嵌段共聚物(“Vector4211”；Dexco化学公司，29％苯乙烯)；40重量份的芳香改性烃树脂(“ECR165C”；Exxon化学公司)；15重量份的石蜡/环烷加工油(“Witco Plastics Oil 380”；Witco化学公司)；0.25重量份的位阻酚抗氧化剂(“Irganox 1010”；Ciba-GeigyCorporation)；0.25重量份的DLTDP(“Cyanox LTDP”；American CyanamidCorporation)；和0.5重量份的相容的稳定剂(“Mark 273”；Witco化学公司)。
关于粘接剂1-5性能的讨论粘合剂的弹性滞留率测定在拉伸后预定的时间间隔期间由该组合物样品施加或显示的恢复力。为了测定弹性滞留率，可以将该组合物样品涂覆在由Acumeter of St.Paul，Minnesota(May Coating Technologies的部门)销售的LHl涂覆器上。该涂层优选约5密尔(0.005英寸)厚和约1.5英寸(38.1mm)宽。将一个载体基片用于该涂层和包括一个双面防粘纸(release paper)。将样品再卷在其上。接着储存24小时，在机器方向切割样品，使其成为约1英寸(25.4mm)大小并除去在该样品中沿其边缘存在的裂纹。然后将样品切成适当的尺寸并放进由Instron Co.ofCanton，Massachusetts销售的IX系列拉伸试验机中。以20英寸/分钟(50.8厘米/分钟)的速率，将每个要试验的样品拉伸或拉长到伸长等于其不受力长度的40％的距离，和在第2个试验系列中，是其不受力长度的80％。将样品保持在这些距离30秒钟。在第1个保持期后，除去拉伸的力，因此使得各样品恢复或缩回其起始长度。静止时间约1分钟。静止时间过后，以约相同的速度(50.8厘米/分钟)再对样品施加拉伸力，拉伸至同样长度并保持第二段长的时间。在试验一开始时，在拉伸力第一段持续状态开始时，在第二段持续状态结束时，以及在第二周期结束时对样品弹性的恢复力进行测量。弹性滞留率可通过一个分数来计算，其中分子为样品的拉伸力在第二段保持状态结束时的值，分母为拉伸力在第一段保持状态开始的值。分数乘以100所得到的结果就等于弹性滞留率。
下面大约的结果相信是可能的1.粘合剂1，当使用100％偶联的S-I-S共聚物时--84.19％滞留率；2.粘合剂2，当使用100％偶联的S-I-S共聚物时--89.7％滞留率；3.粘合剂3，当使用100％偶联的S-I-S共聚物时--84.7％滞留率；4.粘合剂4，当使用100％偶联的S-I-S共聚物时--93.3％滞留率；5.粘合剂5，当使用100％偶联的S-I-S共聚物时--90.5％滞留率。
粘合剂的粘度是使用由Broodfield of Stoughton，Massachusetts销售的Thermosel按照ASTM方法D3236-73以厘泊(cps)测定的。相信相同的样品在325°F(163℃)下显示出下面大约的粘度特性1.粘合剂134000cps；2.粘合剂223300cps；3.粘合剂311125cps；4.粘合剂421000cps；和5.粘合剂525250cps。
粘合剂的抗拉强度是使用按照上述样品测定的，但改变S-I-S偶联量。制备样品并形成1英寸宽(25.4cm)和5mil厚的片。将这些单个的片放在前面提到过的Instron试验机上，并使其拉伸或牵引到一定长度，其伸长量相当于不受力状态下长度的40％，而在后续的试验中其伸长量为不受力状态下长度的80％。持续30秒后使其松驰60秒，然后在相同样拉伸力作用下再持续30秒。在每次拉伸的开始和每次拉伸持续30秒结束之前测量每个样品的恢复力数值。在拉伸、松开第一周期的开始可测到最大抗拉强度，而“恢复率”可由下式计算得到
表IV为按上述试验可得到的近似结果表IV
还可测得在大约25℃温度下粘接剂1-5在拉伸量为不受力状态下长度的40％条件下它的抗拉强度至少为5psi。
粘合剂的恢复率是对优选的粘合剂的样品测定的。可以通过使用由Rheometrics，Inc.of Piscataway，New Jersey以商标名RDA700销售的流变仪以其应力松弛试验方式进行第1流变仪试验。在该试验中，将被试验的样品放置在相对的板之间，并且一个板相对于另一个静止的板旋转约180度。此旋转表示该样品约50％旋转变形。解除旋转力，然后每秒钟测定恢复样品的残余能量，约60秒的时间段。在此特定的试验中，完全恢复的样品任意地有每秒钟0.01×103达因/cm2或更小的恢复率。认为变形后达到完全松弛的样品所用的大约时间如下1、粘接剂1、2、4和5-11秒2、粘接剂3-少于1秒制备上述合成粘接剂1-5同样的样品，在每个样品上施加单独的力，旋转使样品产生大约50％的变形。为了计算，在撤去旋转的力60秒之后再施加一个基准力。样品在恢复期之后的任何残留的应力均略去不计。将扭曲变形后的每个样品残留的力或剩余的能量以每秒为单位叠加，共叠加一个周期60秒。这样每个样品储存的总能量可由下式计算得出
假定是完全弹性样品，解除变形力后样品中保留的残余能量的量是零。因此，相信，在每个样品的残余能量值接近零的情况下，样品的弹性恢复性质应该改进。在松弛约60秒后，可以计算每个样品的总体系能量并且认为具有如下大约的结果
1.粘合剂1------5.924×103达因/cm22.粘合剂2------4.591×105达因/cm23.粘合剂3------0.010×105达因/cm24.粘合剂4------4.809×105达因/cm25.粘合剂5------4.804×105达因/cm2上面提供的是用来说明目的的并且不打算限制本发明粘合剂的类型或性质。
吸湿芯的吸湿材料本发明的吸湿芯中用的吸湿材料可以是任何合适的吸湿材料，例如在本领域中容易使用的和已知的那些(例如，并非限制，上面讨论的那些)。同样，也可以以任何适当的形式或聚集物形式使用该吸湿材料。该形式的例子包括(并非限制)颗粒、海绵状物(例如，开孔或闭孔泡沫体)、连续的纤维、不连续长度的纤维或类似物。
如上所讨论，在优选的实施方案中，使用作为许多颗粒的吸湿材料，该的吸湿材料具有一种或多种尺寸，在约0.10mm-6.4mm、优选约0.5mm-1.80mm范围内变化。一般，吸湿材料颗粒的表面特性使用它们适合与可伸展的粘合剂材料令人满意地粘合。在高度优选的实施方案中，该颗粒可以是任何形状的，该颗粒通常是立方体或直角棱柱形，或通常具有立方体或直角棱柱形部分。可以使用其它尺寸或形状(例如，并非限制，球状、椭圆状、或不规则状)。在另一个实施方案中，该颗粒通常是可拉伸性的，或它们可以是另一个合适的形状以致当它们吸收液体时，它们在一个或多个预选的方向上膨胀。该颗粒可以基本上是同样的尺寸和形状。另外，它们可以是许多不同的尺寸或形状。颗粒的尺寸和形状可由所需的尿布总体结构厚度或当颗粒吸收了液体后它的膨胀方向等多种因素来决定。
可以以最终所需要的尺寸和形状，例如前面制备的颗粒的形式提供该吸湿材料。另外，可以以另一种合适的形式提供，例如(并非限制)，作为可以原样使用的片材部分，或者切割、研磨或加工(例如通过相对低能量技术)以得到所需要的形式。
在一个非常优选的实施方案中，在本发明的吸湿芯中使用的吸湿材料是聚合泡沫吸湿材料，更具体地，是亲水的、柔顺的开孔结构泡沫材料颗粒。一般，这些材料的特征在于它们的孔隙容量为约12-100mL/g，毛细虹吸比表面积为约0.5-5.0m2/g。这些材料也表现出耐压缩弯曲致使当在37℃用合成尿饱和到其无吸收能力时，在5.1kPa的限制压力下15分钟后产生约5-95％的压缩应力。
这样材料的一个特别优选的例子是本文中称之为“泡沫吸湿材料”(“FAM”)的材料。关于这类材料的另外信息，参考下面文献，所有这些文献引入本文作为参考普通转让的、目前未结案的已经公开(1993年3月4日)的PCT申请93/04092，其标题为“Absorbent Foam Material for AqueousBody Fluids and Absorbent Articles Containing Such Materials”(“用于含水人体流体的吸收性泡沫材料和含有这类材料的吸湿用品”)，相应于1991年8月12日申请的美国专利申请系列号743839，1993年11月9日颁布的美国专利号5260345；普通转让的、目前未结案的已经公开(1993年3月4日)的PCT申请序列号93/04113，其标题为“Method for Hydrophilizing AbsorbentFoam Materials”(“使吸收性泡沫材料亲水化的方法”)，相应于1991年8月12日申请的美国专利申请系列号743951(现已放弃)和1993年4月30日申请的美国专利申请系列号08/55419；普通转让的、目前未结案的已经公开(1993年3月4日)的PCT申请系列号93/04115，其标题为“Method forHydrophilizing Absorbent Foam Materials”(“使吸收性泡沫材料亲水化的方法”)，相应于1991年8月12日申请的美国专利申请系列号743838；和普通转让的、目前未结案的1992年12月11日申请的美国专利申请系列号989270，其标题为“Thin-Until-Wet Absorbent Foam Materials for AqueousBody Fluids and Process for Making Same”(“用于含水人体流体的薄直到湿的吸湿材料和其制备方法”)。所有的上面申请(美国和PCT申请)均引入本文作为参考。
通过对作为参考引证的上述美国专利NO.5,149,720等文献的研究可以理解，FAM也可以片状形态存在并发挥作用。这样可以采用片状FAM或薄膜状FAM来代替颗粒状FAM。
其它常规的吸湿材料(并非限制)可以与FMA组合使用或替代FAM，例如分散在不连续长度(或直)的纤维素纤维或化学改性的交联纤维素纤维的垫中的吸收性凝胶材料或超吸湿材料。也可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维。
可以以任何合适的形式使用该吸湿材料，例如(并非限制)补垫、插入物、垫状沉积物、离散的片或层，或一种或多种吸湿材料组合的均匀混合物。
本发明吸湿芯中所采用的吸湿材料(面前所讨论的例子)的数量取决于(但不限于)如尿布和吸湿芯所需尺寸和形状等因素，而尿布和吸湿芯的尺寸和形状又取决于使用者的身材和体型。本领域普通技术人员均可理解，使用者的体型受下列因素(但不限于)影响身体尺寸、地理位置、生理年龄或文化背景等。其它需要考虑的影响吸湿材料数量的因素包括所用的吸湿材料的吸收能力；吸湿材料的成本、价格或价值的考虑；或处理工艺、加工机械或其它机械设备生产能力及生产需要等。
吸湿材料可大体上均匀分布在整个粘合剂材料网上或仅分布在预先选定的某一局部上。吸湿材料的类型、数量、密度、颗粒尺寸或分布在多层结构中的层与层之间可以不同，在整体结构中可随每个位置而不同。在一个优选实施方案中(但不限于此)采用的是颗粒状吸湿材料，这些吸湿材料如前所述那样，或者以分别起收集、分配、贮存的作用的不同吸湿材料的均匀混和物，或者以那些相同材料一个层的形式分布在吸湿芯内。
优选的吸湿材料及其加工方法的详细描述可在1993年11月9日授权的美国专利NO.5,260,345中找到(但不限于此)，该专利文献在此作为参考被引证。可伸展的尿布的结构本发明的可伸展的吸收吸湿芯(包括在图1-3中描述的任何吸湿芯实施方案)可以容易地使用于许多其中需要伸展性和吸收性的应用中，特别是尿布的应用中。例如，一个优选的实施方案是包括具有至少一个可伸展区域的吸湿芯的可伸展的尿布。如图1B中所示，吸湿芯，例如(并非限制)图1和1A的吸湿芯10被夹在顶片24和底片26之间，因此确定了尿布28。顶片24优选是可渗透液体的，并且优选在其某些或所有部分上包括可伸展的部分。底片26优选是不可渗透液体的，并且优选在其某些或所有部分上包括可伸展的部分。任选地，顶片24，底片26，或两者可以并不都具有任何大致是弹性的部分从而它们一般是不可伸展的。整个尿布被切割成或制备成合适的形状。该尿布也优选装有任何常规的合适的封闭体系，例如(并非限制)粘合剂胶带接片、机械封闭胶带接片、固定位置用扣件、或任何如本领域已知的绷紧弹性线制腰带的部件。固定体系可以包括本领域已知的任何连接件，包括压敏粘合剂、粘性材料，机械固定扣件，钩和环型扣件，或这些的任何组合或任何本领域已知的任何其它连接件。典型的粘合剂胶带接片体系公开于标题为“Tape FasteningSystem for Disposable Diaper”(“用于一次性尿布的胶带固定体系”)的美国专利3848594(Buell)；和标题为“Absorbent Article”(“吸湿用品”)的美国专利4662875(Hirotsu等人)中。包括机械固定件的固定体系的例子描述于标题为“Mechanic Fastening Prong”(“机械固定叉”)的美国专利5058247(Thomas)；标题为“Mechanical Fastening Systems With AdhesiveTape Disposal of Absorbent Articles”(“用于吸湿用品的处理的带有粘合剂胶带处理件的机械固定体系”)的美国专利4869724(Scripps)；和标题为“Disposable Diaper Having an Improved Fastening Device”(“具有改进固定装置的一次性尿布”)的美国专利4864815(Scripps)中。具有机械/粘合剂固定件的固定体系的例子描述于标题为“Pressure-Sensitive Adhesive Fastenerand Method of Making Same”(“压敏粘合剂固定件和其制备方法”)的美国专利4946527(Battrell)中。这些专利的每一个都引入本文作为参考。制造可伸展的吸湿芯的工艺及装置按照下面的方法制备本发明的可伸展的吸收吸湿芯，该方法包括这些步骤提供该吸湿材料；使该吸湿材料与可伸展的粘合剂材料接触以形成含有该吸湿材料的可伸展的垫状网。更具体地，使用一种方法以生产可伸展的吸湿芯材料的连续垫状网，该方法包括这些步骤提供一束颗粒状吸湿材料流；输送并喷射至少一束弹性粘接剂流至颗粒流中；和铺设所得的垫状纤网。通过熔喷工艺将熔化的弹性粘接剂作为一束热熔微纤维或细丝输送喷射到吸湿颗粒束中，热熔微纤维或细丝一旦喷射和铺设就产生随意缠结的垫状网，颗粒状吸湿材料就分散在该垫状网内。
特别地，本发明的工艺步骤包括以其所需要的量、尺寸和形状提供吸湿材料。在其中以颗粒化的形式提供吸湿材料的优选的实施方案中，该颗粒可以被预制或者可以包括将该吸湿材料的片、膜或其它团聚物切割、研磨或破碎成所需要的颗粒尺寸和/或形状。例如，在其中使用大致矩形棱柱状颗粒的实施方案中，从合适厚度的吸湿材料的片或膜，通常在该片或膜的横向和径向方向切割该颗粒。可以使用任何合适的切割装置或技术。在操作中，以预定的流量和速度提供该颗粒化的吸湿材料以形成其连续的物流。
接下来的工艺步骤包括将所需量的粘合剂物质以熔融的形式输送和注射进吸湿材料的物流中。在优选的实施方案中，粘合剂材料为含有一种或多种弹性组分的热熔粘合剂，热熔粘合剂熔喷产生一束或多束纤维流或细丝流，该纤维或细丝流接着被注射和应用于该吸湿材料流。此后，所得的在热熔纤维的随机缠绕网中的吸湿材料的分散液被沉积以便形成可伸展的吸湿芯材料的连续垫状纤网。
参考图4和图5，示出的是按照本发明优选实施方案的装置300。装置300可用于将可伸展的粘合剂材料输送、注射和涂覆到该吸湿材料上以形成可伸展的吸湿芯材料的垫状网。装置300还可用于将该可伸展的垫状网沉积在连续的渗透液体的或多孔的可伸展的网上以形成可伸展的吸湿芯材料的大致粘合的垫状网。吸湿材料(它可以是均一的组合物，或包括两种或多种不同的组合物)被收集在合适的容器(例如大体积储存漏斗)中，在容器中被分配以加工成所需要的量。可以理解，该吸湿材料被分散的量和速度将变化，这取决于如下因素，例如(并非限制)可伸展的吸湿芯所需的尺寸、形状和性能特性，还取决于其它因素，例如(并非限制)机器加工能力、生产要求等。
在优选的实施方案中，通过合适的投料装置(如螺杆型投料器306)将在料斗302内的计量的吸湿材料输送和加入到垂直取向的漏斗302的开口端。在那里吸湿材料被颗粒化，进料器306还可用于使吸湿材料的各颗粒在与粘合剂材料接触前不聚集或粘合在一起，保证将颗粒以大致稳定的速率被送进到漏斗304。如从图4所看到的，漏斗304的出料端与加速装置308相连，该设备可用于用力推动该吸湿材料通过一个输送斜槽310，从而它们接着遇到至少一种被引入用于接触颗粒的可伸展的粘合剂材料的熔融流(优选是多路的)。更具体地，在漏斗304和输送斜槽310的出料端312之间是文丘里管型或出料管(喷射器)314和压缩机或鼓风机316，两者协同作用以用力将该颗粒推向输送斜槽310的出料端312。如所看到的，有一根导管或合适的输送管318将喷射器314的出料端与输送流料槽310的进料端320相连。可以理解，由鼓风机316提供的进入喷射器314的进料端的空气的体积流量和压力可以改变，这取决于输送流料槽310的出料端312处的吸湿材料物流所需要的出料参数(即颗粒流的速度和密度)。作为例子，并非限制，合适的用于上面的设备包括可从Fuji Elec.Co.of Lincoln Park， New Jersey，美国得到的FUJI压缩机，型号VFC503A-7W，配合可从Fox Valve Dev.Corp.of Dover，New Jersey得到的FOX文丘里管出料器系列300-SCE，和可从K-TronCorp.，Pitman，New Jersey得到的KATRON F-1双螺杆投料器。本领域技术人员很容易理解在已知的参数内可以如何操作上述设备或其等价物以便在斜槽310的出料端312提供所需的吸湿材料流。
在特别优选的实施方案中，从输送斜槽310的出料端312出料的吸湿材料的物流与一束或多束熔喷的弹性粘合剂的纤维状流接触，例如前面所述的，从相应的挤压机模头或胶头322出料。如通常已知的，术语“熔喷”一般说明用于形成缠绕的可热熔的纤维或细丝的无规无纺网状物的方法。在操作中，低粘度熔融聚合物被挤压通过一系列在挤压机模头或胶头喷嘴中形成的小出料孔以形成一系列连续的纤维和细丝。这些细丝立即被暴露在热的高速空气流中以破裂或拉细熔融聚合物流。由于通过这样的空气碰撞引起细丝的流动中断，从而使纤维在连续运动的收集屏或滚筒上变成了热熔细丝或纤维的不规则的缠结在一起的网状物。
如在图5和5A中所说明的，该弹性粘合剂纤维或细丝的典型的物流从胶头322的出料喷嘴324排出并且通过粘合剂输送体系326送料用来提供和排出熔喷的粘合剂。使粘合剂输送体系326适合于在预定的粘合剂温度、流量、粘度、压力、速度、注射角、和形成距离下排出该熔喷粘合剂的纤维或细丝。该粘合剂输送体系326优选包括用于储存该熔喷粘合剂的桶328，和在与该桶328进行热交换的合适的加热器，用于加热熔喷的粘合剂以实现和维持所需的粘合剂温度和粘度以便于粘合剂的熔喷加工。因此，在优选的实施方案中，维持熔喷的粘合剂的温度用来在约138-260℃的范围、更优选在约149-177℃的范围，在约10000cps-50000cps范围、更优选约20000cps-35000cps范围的粘度下从喷嘴324出料。
继续参考图5和图5A，示出的该粘合剂输送体系326也包括泵送装置332，例如齿轮泵，用来在合适的流量(例如在一个实施方案中，约200-240克/分钟)和压力下将熔融的粘合剂从加热的桶328输送入胶头喷嘴324的中心分布室334中，接着通过一系列彼此隔开的模头尖端镗孔336和相应的孔338从该分布室排出粘合剂用于接触(即注射入)吸湿材料流。提供一个空气输送体系340用来将加热的压缩空气提供和排出到胶头喷嘴324。优选地，空气输送体系340包括压缩空气源，例如鼓风机342，和合适的加热器344用于在约163-246℃的优选范围加热从鼓风机342中排出和输送到该胶头喷嘴324中的熔喷空气。通过入口孔347将加热的压缩空气通入胶头喷嘴324的空气室346中。如所看到的，空气室346与一系列在模头尖端镗孔338的相对两面上形成的彼此隔开的空气通道348A和348B相连。使离开空气排出喷嘴350A和350B的高速热空气流适合于使熔融的弹性粘合剂流在与其碰撞时变细或破裂。使胶头喷嘴324的空气板部分352适合于形成拉长通道353用来引导相对于该熔融的粘合剂(当该粘合剂通过孔338挤出时)的热空气流。在操作中，该空气也具有载体的作用，用来输送细丝与吸湿材料(例如，颗粒)相接触，和最后沉积粘合剂细丝和吸湿材料的网状物。应该理解，在图5A中所示的结构仅是本领域可得到的胶头装置的一个例子。作为例子(并非限制)，用于上述方法的合适的装置包括从J&M Laboratories，Inc.of Dawsonville，Georgia得到的熔喷装置(即，AMBI-2-1型，AMBI-45-3型；和AMBI-1.5-1型)。其它合适的熔喷装置公开于US5145689、US5102484和US5236641中，它们均引入本文作为参考。再且，本领域技术人员应该懂得，对于所用的特定粘合剂，可以在已知的操作参数内操作上述已知的和/或可从市场上得到的装置以提供所需要的胶温度、流量、粘度、压力和形成距离。
当立即从该模头尖端镗孔338出料时，熔喷的粘合剂流本质上就象太妃糖样(taffy-like)，并且响应由热熔喷空气作用于其上的拉细力而塑性变形。在一个实施方案中，该模头尖端镗孔338通常是环状的且直径为约0.5mm-约1.02mm，相邻喷嘴之间的空气间隙为约0.05mm-约0.25mm。考虑到作用于通过热高速空气挤压的该熔喷粘合剂上的碰撞力，在细丝接触吸湿材料之前，每个细