CN1147761A - 吸湿芯的液体收集和分配部件 - Google Patents

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Abstract

在过夜使用一种一次性吸湿用品时，皮肤潮湿减小到最低程度，该一次性吸湿用品含有一个液体收集和分配部件，该部件基本上由在表面活性剂存在下制备的C2-C9多羧酸交联的纤维素纤维构成。

Description

吸湿芯的液体收集和分配部件
本发明涉及使用多羧酸C2-C9交联的纤维素纤维的一次性吸湿用品。该吸湿用品的例子是一次性尿布、训练裤、成人失禁垫和卫生巾。
为了使皮肤的持续潮湿的发生降到最小以消除这种作为产生皮肤刺激(如尿疹)的因素，业已考虑在一次性吸湿用品中使用液体收集和分配部件。
Weisman等人的美国专利号4,673,402介绍了一种具有一个液体收集/分配上层和一个液体储存下层的吸湿芯；该上层主要由亲水的纤维材料构成，优选是木浆纤维和木浆薄纸；该下层主要由亲水的纤维材料和特定量的基本非水溶性的、吸湿性水凝胶材料的分散颗粒的大致均匀的组合而构成，并且该吸湿芯置于吸湿用品的前部。
Meyer等人的美国专利号4,798,603介绍了一种在顶片和吸湿体之间有一个传输层的吸湿用品，其中该传输层的亲水性比该吸湿体差，并且可以是由基本疏水的材料(如聚丙烯、聚乙烯或聚酯)组成的无纺纤维絮网，该传输层可用选择量的表面活性剂处理以增加其初始润湿性。
Alemany等人的美国专利号4,834,735介绍了一种具有一个收集区和侧向围绕其周边的储存区的吸湿部件,该收集区比该储存区的每单位面积的平均密度和平均定量(basis weight)要低。该吸湿部件包括亲水性纤维材料和吸湿性凝胶材料的混合物。
Lash等人的美国专利号4,935,022介绍了一种由一个液体收集/分配上层和一个液体储存下层构成吸湿芯的吸湿用品；该上层是由硬挺的纤维素纤维和约3-15％(重量比)的吸湿性凝胶材料构成；该下层的顶表面面积比该液体收集/分配上层的面积要小，并且该下层由增强的纤维素纤维和15-60％(重量比)的吸湿性凝胶材料构成。
Reising的美国专利号4,988,345介绍了一种由亲水性纤维材料和吸湿性凝胶材料的分散颗粒构成的含有收集孔的储存层。
Young等人的美国专利号5,217,445介绍了一种含有一种湿涂敷(wetlaid)的液体收集/分配上层和液体储存下区的吸湿芯，该上层含有约50％-100％的硬挺纤维，该下区含有至少15％(重量比)超吸湿材料，并且该液体收集/分配层的顶表面面积比液体储存区的顶表面面积要小。
在该发明的实验中，Herron等人的美国专利号5,137,537中的主题C2-C9多羧酸交联的纤维素纤维在一次性尿布的吸湿芯中用作液体收集和分配部件的硬挺纤维。发现大约10％的过夜使用这些尿布的婴儿皮肤被潮湿。
业已发现，当收集和分配部件含有C2-C9多羧酸交联的纤维素纤维(该纤维素纤维上具有表面活性剂，优选在进行交联反应前将表面活性剂涂敷到纤维素纤维上)时皮肤潮湿在持续使用时降低到最小。
这里的液体收集和分配部件用于一次性吸湿用品，具有0.03-0.20克/毫升的干态密度，并基本由单根的、交联的纤维素纤维构成，该纤维素纤维含有一定量的C2-C9多羧酸交联剂，该交联剂以纤维内酯交联键的形式在其中反应以提供约25-60的水保留值，并且该纤维素纤维具有基本均匀分布在其上的约0.005-1％(重量比)、优选最高至0.15％(重量比)的基于干态纤维的表面活性剂。该表面活性剂优选是非离子表面活性剂，特别优选是一种由环氧乙烷和一种疏水基经缩合而成的非离子表面活性剂，该疏水基是由环氧丙烷与丙二醇缩合而形成的，该非离子表面活性剂具有1.000g/mol-5.000g/mol的平均分子量、聚(氧丙烯)疏水物的分子量为900g/mol-2.000g/mol以及占整个分子10-80％的聚(氧乙烯)亲水单元；最优选是具有平均分子量为1900g/mol、聚(氧丙烯)疏水物的分子量为950g/mol和占整个分子重量的50％的聚(氧乙烯)亲水单元(以商标名PluronicL35买到)。
在其上有表面活性剂的、单根的、交联的纤维素纤维特别优选由下述方法制备，该方法包括：加热未交联的纤维素纤维和1％-15％、优选3％-12％(重量比，相当于柠檬酸重量，应用在干纤维上)的C2-C9多羧酸交联剂以及0.005％-1％、优选0.01％-0.2％(重量比，应用在干纤维上)的表面活性剂以除去任何水分并使多羧酸交联剂与纤维素纤维反应，并在纤维素分子间形成酯交联键，即引起固化以形成所说的其上具有表面活性剂的交联的纤维素纤维，而不用洗涤该交联纤维或漂白及洗涤该交联的纤维。
这里的一次性吸湿性用品(如一次性尿布、训练裤、成人失禁垫或卫生巾)含有透液的顶片、不透液的底片和在该顶片和该底片之间的吸湿芯。该吸湿芯含有(i)具有一个紧靠该顶片的顶表面和一个底表面的液体收集和分配部件，和(ii)一个液体储存部件(即液体存留部件)，该储存部件具有一个与液体收集和分配部件的底表面相接触的顶表面，并且含有吸湿性凝胶材料。该液体收集和分配部件优选具有比该液体储存部件的顶表面面积要小的顶表面，特别优选是其顶表面面积是该液体储存部件顶表面面积的约15％-95％，最优选是其顶表面面积是该液体储存部件顶表面面积的约20％-50％。
“单根的、交联的纤维”一词在此是指主要是纤维内交联，而不是纤维间交联。
“纤维内”一词是指多羧酸分子仅与一根纤维的一个分子或多个分子发生反应，而不是在各独立的纤维的多个分子之间反应。
用下列方法测定与纤维反应的多羧酸交联剂的摩尔百分比(mol％)，以纤维素萄糖酐的摩尔数为基础计算：交联纤维的一个样品首先用足够的热水洗涤以除去任何未反应的交联剂和催化剂。接着，干燥该纤维至平衡含水量。然后，主要根据T.A.P.P.I.(纸浆与造纸工业技术协会)方法T237OS-77测定该自由羧基含量。然后，在假定每一个多羧酸分子中有一个未反应的羧基、该纤维在反应之前具有30毫当量/公斤的羧基含量、除了交联部分的自由羧基外在交联过程中纤维素分子上未产生新的羧基并且交联的纸浆纤维的分子量为162(即一个葡糖酐单元)的情况下，计算已反应的多羧酸交联剂的mol％。
“酯交联键”一词在此是指多羧酸交联剂与纤维组分分子的羟基反应而形成的酯键。
“相当于柠檬酸的重量”一词在此是指与实际使用的多羧酸提供的反应羧基数目相同的柠檬酸的重量，其中多羧酸参与反应的羧基比每分子的活性羧基少一个。“活性羧基”在后面作定义。
术语“应用在于态纤维上”在此是指该百分数是用比值来表示，其中分母为存在的干纤维素纤维的重量(即，不含水分)。
这里的“水保留值”是由下述方法测定的：大约0.3g至约0.4g纤维样品(即正在测定水保留值的纤维是0.3g至约0.4g)在一带盖的容器内用大约100ml蒸馏水或去离子水在室温下浸泡约15到约20小时。把该浸泡的纤维收集在一个过滤器上并移到一个被支起高出离心管的60目筛底约1.5英寸的80目的网上。该离心管用一塑料盖盖上，并且该样品在1,500-1,700重力(gravities)的相对离心力下离心过滤19-21分钟。然后将离心过滤后的纤维从该网上取下并称重。将该已称重的纤维在105℃干燥至恒重并再次称重。水保留值(WRV)计算如下：     WRV = ( W - D ) D × 100
其中：
W＝已离心过滤的纤维的湿重；
D＝该纤维的干重；和
W-D＝吸收的水的重量。
不管该纤维上是否分布有适用于本发明的量的表面活性剂，该水保留值始终保持一致。
这里的5K密度测试是测定纤维的硬挺度和由纤维构成的结构的干回弹性(即该纤维在基本上干燥的条件下撤销所施加的压缩力时，该结构膨胀的能力)，并且按下述方法进行：用正在进行干回弹性测定的纤维制成4英寸×4英寸见方的重约7.5g的气垫，在干燥状态下用水压机压缩至5000磅/英寸2的压力，并且快速撤去该压力。倒置该垫，并重复施压和撤压。在施压后用无负载厚度仪(Ames厚度测定仪)测量该垫的厚度。取五个厚度读数：一个是在中心和四个是离四个角的每一个的0.001英寸处，将这五个值平均。把该垫调整到4英寸×4英寸，然后称重。然后用质量/(面积×厚度)来计算压缩后的密度。该密度指这里的5K密度。在5K密度测试中该值(即压缩后的密度)越低，该纤维的硬挺度越大并且该干回弹性也越大。
这里的收集能力(drip capacity)测试是吸湿能力和吸湿速率的综合测试，本文中是按下述方法测试的：用正测试收集能力的纤维制成一个质量约7.5g，4英寸×4英寸见方的气垫，并置于一筛网上。以8ml/s的速度向该垫的中心注入合成尿。当第一滴合成尿从该垫的底部或侧面漏出时，停止加入合成尿。收集能力是在引入合成尿前后该垫的重量差除以纤维绝对干态重量。收集能力越大，吸湿性越好。
这里的芯给(wick)速率测试是测试液体通过正被测试的纤维垫的芯给速率，这里由下述方法测定：用正在进行芯给速率测定的纤维制备一个重量约为3.5g和密度为0.2克/毫升的4英寸×4英寸见方的气垫。该测试是在芯给速率测试仪上进行的。该芯给速率测试仪包括一个容器、两个带有***样品针的下部电极、两个带有***样品针的上部电极、两个为在该容器中定位的垂直取向的平板和一个计时器，控制该计时器，当下部电极上两个相邻的针中的任何一个接触液体时开始计时，并且在上部电极上两个相邻的针中的任何一个接触液体时停止计时。将合成尿放入芯给速率测试仪的容器中以在其中提供1英寸深的合成尿。将正被测试的纤维垫置于芯给速率测试仪的平板之间，将下部电极的针***该垫整个厚度并离该垫底部7/12英寸，上部电极的针***该垫整个厚度并离该垫底部21/12英寸，并把整个组合体***该测定仪的容器内的合成尿中，使得该垫底部的1/3英寸插到合成尿中。芯给速率是3.81cm/s(上部电极与下部电极的距离之差(cm)除以由计时器示出的从下部电极芯给到上部电极的时间)。芯给速率越大，芯吸越快。
这里的湿态压缩性测试是测定由正在测试其特性的纤维构成的结构的湿响应和吸湿性，并按照下述方法进行的：由正在测试的纤维制备一个重约7.5g的4英寸×4英寸见方的气垫。用压缩机将该垫的密度调至0.2克/毫升。用合成尿装满该垫到其干重的10倍或其饱和点(无论其饱和点多么小)。向该垫施以0.1磅/英寸2的压缩载荷。大约60秒后(在该时间内该垫达到平衡)，接着将该压缩载荷增至1.1磅/英寸2。让该垫平衡，然后将该压缩载荷降至0.1磅/英寸2，然后平衡该垫，并且测定其厚度。在第二个0.1磅/英寸2，即根据压缩载荷降至0.1磅/英寸2后该垫平衡后的厚度测试，来计算该垫的密度。然后测定空体积，用毫升/克表示。该空体积是该湿垫密度的倒数减去纤维体积(0.95毫升/克)。这个空体积指这里的湿态压缩性。该值越高，意味着湿响应性越大。
这里的泄漏速率测试是测定过夜使用的经受到泄漏的婴儿例的百分数，并且是按下述方法进行测试的：把中号的Pampers改型为包括一个3英寸×10英寸×约1/4英寸长方形的位于顶片和液体吸湿芯之间的液体收集和分配部件，把该液体收集和分配部件宽度前沿置于尿布前腰下2-3英寸处。把这些改型后的产品送给20名普通穿戴中号一次性尿布的男婴的母亲。这些母亲给婴儿过夜使用这种尿布，清早醒来时检查婴儿，并记录这些婴儿是否经受了泄漏。该结果用过夜使用后检查时发现的进行该试验的遭受了泄漏的婴儿的百分数来表示。
这里的皮肤潮湿测试是测定过夜使用后发现是潮湿了的婴儿例的百分数，并按下述方法进行：把中号的Pampers改型成包括一个3英寸×10英寸×约1/4英寸的长方形的位于顶片和液体吸湿芯之间的液体收集和分配部件，把该液体收集和分配部件宽度的前沿置于尿布前腰下2-3英寸处。把这些改型后的产品送给20名普通穿戴中号一次性尿布的男婴的母亲。这些母亲使用这种尿布为婴儿过夜用，清晨醒来时检查婴儿，并记录这些婴儿是否潮湿了。该结果用过夜使用后检查时发现进行该试验的湿婴儿例的百分数来表示。
这里的涌喷能力(gush capacity)测试是测定在负载下有多少液体通过该收集和分配部件被立即释放到尿布的骨架芯中，和该尿布平衡后有多少液体仍留在收集和分配部件中，并按下述方法进行：在每一次测试中使用两个中号的Pampers尿布。去掉该尿布的顶片并将尿布的朝向婴儿侧面朝上放置。从顶视图来看，该被测试的液体收集和分配部件是长方形的并且是3英寸×10英寸×约1/4英寸，且该液体收集和分配部件宽度的前沿置于尿布前腰下2-3英寸处。通过一个在其中心处有一个出口开口位于该液体收集和分配部件的顶表面上方约3英寸处的管子计量进入该液体收集和分配部件顶表面中心上的合成尿。以每秒钟10ml的速率以每批50ml的批量把合成尿计量加入到液体收集和分配部件的顶表面上。当装填了50ml液体后，立即移去一个液体收集和分配部件并称重，然后把该部件返回到尿布上。让另一个液体收集和分配部件保持原状15分钟，以便让液体在这段时间内排出，然后移去并称重来测定在装载另一个50ml合成尿之前仍留在此处的液体的最终量，然后将其返回到尿布中再装载另一个50m1合成尿。然后用多个50ml的合成尿重复该方法。持续该过程直到加入了总量为400ml合成尿，每装填50ml按上述方法进行测试。初始测量时的值越低，则表明收集越快。在15分钟测量时的值越低，则表明分配越快(即当两层接触时，液体较快地从一层转移到另一层上)。
这里的收集速率测试是测定收集的快速性和随着时间的收集量，并按下述方法进行：把中号的Pampers改成包括一个3英寸×10英寸×约1/4英寸的长方形的、位于顶片和液体吸湿芯之间的(从顶视图看是长方形的)液体收集和分配部件，且将该液体收集和分配部件宽度的前沿置于尿布前腰下2-3英寸处。把该改型后的尿布置于测试仪基座的一块泡沫上，将尿布的朝向婴儿侧面朝上。在顶部和底部开口的直径为 英寸的气缸靠着液体收集和分配部件中心上的顶片的顶表面放置。施一重力以给该顶片其余部分施加0.4磅/英寸2的压力。把4个50ml合成尿的载荷计量加入该汽缸，每次的加料速率为5ml/秒，并且每次加料允许有5分钟的平衡时间，即四次加料每两次相隔5分钟，以至总的测试时间约20分钟。测试每次加料的收集时间(即开始计量和液体从汽缸中消失之间的时间)，并且每次加料的收集速率(ml/秒)是用50ml除以收集时间来计算的。然后用下式计算收集势A0和收集速率常数K：
lnA＝(-l/L)(L)+lnA0
其中A(ml/秒)是50ml液体的收集速率，A0是收集势，L是累积载荷，K是收集常数(达到约一半收集势的理论载荷)，A和L来自于数据，A0和K是计算出的。A0值越高，收集就越快。K值越高，随时间的收集就越多。
“合成尿”一词在此是指用自来水、每升自来水10g氯化钠、每升自来水0.51ml 1.0％的Triton×100(一种辛基苯氧基聚乙氧基乙醇表面活性剂，可从Rohm&Haas公司买到)制备的水溶液。该合成尿应该在25±1％℃下使用。
“上部”一词相对于吸湿芯而言，在此是指最靠近该用品顶片的吸湿芯部分，“下部”一词相对于吸湿芯而言，在此是指最靠近用品底片的吸湿芯部分。
这里的密度值是从定量和在0.2磅/英寸2(1.43kPa)限压下测定的层厚来计算。
这里所指的气垫的制法如下：填充空气是将在一绢纸层上将约120g纤维填充空气成14″×14″方形，然后在该空气填充的物品顶部上放置第二层绢纸以形成气垫。压缩该垫，并切成4″×4″方形物。
“分离纤维”一词在此是指用于把纤维机械分离成基本上呈单根的形态(即使纤维早已呈这样的形态)的任何方法，即用于机械处理呈单根形态或更紧密形态的步骤。其中该处理包括：(a)如果纤维还不呈单根状，则将其分离成基本上呈单根状，和/或(b)将干态的纤维卷曲和缠绕。
图1是本发明的一次性尿布的透视图。
图2是实施例中用回规分析将数据归一化的实施例中的液体存留值与用于涌喷能力测试结果的载荷的关系图。
我们首先考虑这里的液体收集和分配部件。
如前面所描述，该部件有0.03-0.20克/毫升的干态密度和基本上由单根的、交联的纤维素纤维构成，该纤维素纤维含有以纤维内酯交联键形式反应的一定量的C2-C9多羧酸交联剂，以提供约25-60的水保留值，并具有在其上基本均匀分布的0.0005％-1％(重量比，基于干态纤维)的表面活性剂。美国专利号5,137,537介绍了和纤维反应提供约25-60水保留值的C2-C9多羧酸交联剂的量可以是约0.5mol％-10mol％(以纤维素葡糖酣为基础计算)。
它的干态密度优选为0.06-0.08克/毫升。
它优选基本不含妨碍该部件将液体(如尿液或月经)分配到相邻的亲水层(如液体储存区)的能力的任何组份。
交联的纤维素纤维优选有一定量以纤维内酯交联键形式反应的C2-C9多羧酸交联剂以提供28-50的水保留值。
如前所述，该表面活性剂优选以高达约0.15％(重量比，基于干态纤维)的量存在于干态纤维上，即在0.0005％-0.15％(重量比，基于干态纤维)范围内变化。特别优选的是，该表面活性剂以约0.001％-0.20％(重量比，基于干态纤维)存在于干态纤维上。
现在我们讨论将进行交联以提供这里的单根的、交联的纤维素纤维的纤维素纤维。可使用不同天然产地的纤维素纤维。优选使用软木、硬木或棉短绒的蒸煮纤维。也可以使用来自茅草、蔗渣、***、亚麻的纤维和其他木质(lignaceous)和纤维素纤维源。该纤维通常是用化学制浆法制备的木纸浆纤维。特别优选的是南方的软木纸浆纤维。
现在我们讨论C2-C9多羧酸交联剂。这些是含有2个或更多个羧基(COOH)并且在该羧基连接的链或环上有2-9个碳原子的有机酸；当计算该链或环上的碳原子的数目时，羧基不包括在内(如1，2，3-丙三羧酸被认为是含有3个羧基的C3多羧酸，1，2，3，4-丁四羧酸被认为是含有4个羧基的C4多羧酸)。更具体地说，适合用于本发明的C2-C9多羧酸包括饱和的或烯属不饱和的脂族和脂环族的酸，该酸每个分子中至少具有3个和优选更多个羧基，或者如果一个碳-碳双键是在一个或两个羧基的α、β位的话，则每个分子有两个羧基。另一个要求是：为了使羧基在酯化纤维素羟基时是活性的，脂肪或脂环多羧酸上的一个指定的羧基必须被不少于2个的碳原子和不多于3个的碳原子与另一个羧基分开。如果在不被理论限制下，根据上述条件对于一个活性的羧基，似乎它必须能与多羧酸分子上相邻的羧基形成一个5元或6元的酐环。当两个羧基被碳-碳双键隔开或两个羧基连在同一个环上时，如果它们要想以这种方式反应的话，则这两个羧基彼此之间必须呈顺式构型。因此一个活性羧基是一种与另一个羧基被不少于2个和不多于3个的碳原子隔开，并且当两个羧基被一个碳-碳双键隔开或者两个羧基连到同一个环上时，一个活性羧基相对于另一个羧基必须呈顺式构型。
在每分子中含有三个或更多羧基的脂肪多羧酸中，在一个羧基的α位的连接到一个碳原子上的羟基不会妨碍该酸对纤维素纤维的酯化和交联反应。因此，多羧酸如柠檬酸(也可称作2-羟基-1，2，3-丙三羧酸)和酒石酸单丁二酸适合作为本发明的交联剂。
该脂肪的或脂环的C2-C9多羧酸交联剂也可在羧基相连的链或环上含有一个(或多个)氧或硫原子。因此，如氧二丁二酸(也可叫作2，2-氧基二(丁二酸))、硫代二丁二酸等的多羧酸将包括在本发明的范围内。出于本发明的目的，氧二丁二酸被认为是含有4个羧基的C4多羧酸。
在本发明范围内的具体的多羧酸的例子包括下列物质：马来酸、柠康酸(也称作甲基马来酸)、柠檬酸、衣康酸(也叫作亚甲基丁二酸)、三羧酸(也叫作1，2，3-丙三羧酸)、反乌头酸(也称为反式-1-丙烷-1，2，3-三羧酸)、1，2，3，4-丁四羧酸、全-顺式-1，2，3，4-环戊烷四羧酸、苯六甲酸(也称作苯六羧酸)和氧二丁二羧酸(也称作2，2’-氧基二(丁二酸))。上面列出的具体的多羧酸仅是为了举例，并没有全部包括。重要的是，该交联剂必须与近似位于单根纤维素纤维中的纤维素链上的至少两个羟基反应。
在这里使用的C2-C9多羧酸优选是脂族的和饱和的，并且每分子至少含有3个羧基。一组用于本发明的优选的多羧酸包括柠檬酸(也叫作2-羟基-1，2，3-丙三羧酸)、1，2，3-丙三羧酸和1，2，3，4-丁四羧酸。特别优选的是柠檬酸，因为它使纤维具有高度的润湿性、吸湿性和回弹性，这些性能是安全的并对人体皮肤无刺激，并且柠檬酸能提供稳定的交联键。另外，可以用相对低的价格购得大量柠檬酸，从而使其作为交联剂在商业上是可行的。
另一组优选用在本发明中的交联剂包括在羧基连接的链上含有至少一个氧原子的饱和的C2-C9多羧酸。这些化合物的例子包括氧二丁二酸和具有下面结构式的酒石酸单丁二酸：
Figure A9519304500121
和具有下列结构式的酒石酸二丁二酸：
Figure A9519304500131
可在1987年5月5日授予Bushe等人的美国专利号4,663,071(本文引为参考)中发现有关酒石酸单丁二酸、酒石酸二丁二酸以及它们的盐的更详细的介绍。
那些在多羧酸领域中的熟练技术人员可发现上述的脂族的和脂环族的C2-C9多羧酸交联剂可以多种形式反应以形成这里使用的交联纤维，如以游离酸和其盐的形式。虽然该游离酸形式是优选的，但所有这些形式都包括在本发明的范围内。
现在我们来讨论表面活性剂。分配在交联的纤维素纤维上的表面活性剂可以是水溶性的非离子的、两性的、两性离子的、阴离子的或阳离子的表面活性剂或这些的组合物。优选是非离子的表面活性剂。一组优选的表面活性剂(以商标名Pluronic销售并在以后介绍)在25℃水中0.1％含量时具有42-53达因/cm的表面张力。另外一组优选的表面活性剂(以商标名Neodol销售并在下文介绍)在76°F的水中0.1％含量时具有28-30达因/cm的表面张力。
一类非离子表面活性剂由聚氧乙烯-聚氧丙烯聚合的化合物组成，该聚合的化合物是基于乙二醇、丙二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷或1，2-乙二胺作为起始活性氢化合物的。这一类中优选的表面活性剂是通过环氧乙烷与一个疏水基缩合而形成的化合物，该疏水基是通过环氧丙烷与丙二醇缩合而形成的。该表面活性剂的平均分子量通常为约1,000-15,000g/mol，疏水部分的分子量在约900-4000g/mol范围内变化。该表面活性剂的平均分子量优选为1,000-5,000g/mol，聚(氧丙烯)疏水基的分子量为900-2,000g/mol和聚(氧乙烯)亲水单元以占整个分子重量的10％-80％存在。这些合成的非离子型表面活性剂可以以商标名为Pluronic从市场购得并由WyandotteChemicals Corporation提供。特别优选的非离子表面活性剂是PluronicL31(表面活性剂的平均分子量为1100g/mol、聚(氧丙烯)疏水基的分子量为950g/mol以及聚(氧乙烯)亲水单元占整个分子重量的10％)；PluronicL35(平均分子量为1,900g/mol、聚(氧丙烯)疏水基的分子量为950g/mol以及聚(氧乙烯)亲水单元占整个分子重量的50％)；PluronicL62(平均分子量为2,500g/mol、聚(氧丙烯)疏水基的分子量为1,750g/mol以及聚(氧乙烯)亲水单元占整个分子重量的20％)和PluronicF38(平均分子量为4,700g/mol、聚(氧丙烯)疏水基的分子量为950g/mol以及聚(氧乙烯)亲水单元占整个分子重量的80％)。这些表面活性剂的0.1％水溶液在25℃时的表面张力如下：PluronicL31为46.9达因/cm；PluronicL35为48.8达因/cm；PluronicL62为42.8达因/cm；PluronicF38为52.2达因/cm。最优选是PluronicL35。
另一类非离子表面活性剂由具有8-24个碳原子的直链或支链构型的伯或仲脂肪醇或脂肪酸与每摩尔醇约2-50mol的环氧乙烷的缩合产物构成。优选的是含有12-15个碳原子的脂族醇与每摩尔脂族化合物5-15摩尔环氧乙烷的缩合产物，特别优选是与每摩尔脂肪化合物约6-8摩尔环氧乙烷的缩合产物。优选的表面活性剂是由线型的或部分支链化的伯醇或具有多于50％支链结构(商标名Lial，由Liquichimica销售)的伯醇制得，这些线型的伯醇如由天然脂肪衍生制得的或由Ziegler方法从乙烯制得的醇(如十四烷基、十六烷基、十八烷基醇)，如Neodols(Neodol是Shell Chemical Company的商标名)；部分支化的伯醇如具有约25％2-甲基支链的Lutensols(Lutensol是BASF的商标名)和Dobanols(Dobanol是Shell Company的商标名)或具有约50％2-甲基支链的Synperonics(Synperonic是I.C.I的商标名)。在本发明范围内的非离子表面活性剂的具体例子包括Neodol 23-6.5、Neodol 25-7、Dobanol 45-4、Dobanol 45-7、Dobanol 45-9、Dobanol 9l-2.5、Dobanol 91-3、Dobanol 91-4、Dobanol 91-6、Dobanol 91-8、Dobanol 23-6.5、Synperonic 6、Synperonic 14、椰子醇和每摩尔醇平均有5-12摩尔环氧乙烷的缩合产物(该椰子烷基部分含有10-14个碳原子)、牛脂醇和每摩尔醇有7-12摩尔环氧乙烷的缩合产物(该牛脂部分含有16-22个碳原子)。线性的仲烷基乙氧基化物也可用于本发明组合物，特别是每分子中烷基部分具有约9-15个碳原子及最多约11个碳原子的、更特别是含有约3-9乙氧基的那些Tergitol系列乙氧基化合物。这类特别优选的非离子表面活性剂是Neodol 23-6.5(它是C12-C13线性醇与每摩尔醇平均6.7摩尔的环氧乙烷的乙氧基化物且分子量为488g/mol)和Neodol 25-7(它是C12-C15的线性醇与每摩尔醇平均7.3摩尔的环氧乙烷的乙氧基化物且分子量为524g/mol)。Neodol 23-6.5和Neodol 25-7的0.1％溶液在76°F的蒸馏水中的表面张力分别为28达因/cm和30达因/cm。
另一类非离子表面活性剂是由烷基苯酚与聚环氧乙烷的缩合物构成，如以直链或支链的构型具有6-20个碳原子的烷基的烷基苯酚与环氧乙烷的缩合产物，所说的环氧乙烷以每摩尔烷基苯酚约4-50摩尔环氧乙烷的量存在。该烷基苯酚优选含有约8-18个碳原子的烷基部分和每摩尔烷基苯酚约6-15摩尔环氧乙烷。这类化合物中的烷基取代基可以从，例如聚合的丙烯、二-异丁烯、辛烯和壬烯衍生而来。另外一些例子包括十二烷基苯酚和每摩尔苯酚9摩尔环氧乙烷的缩合物；二壬基苯酚与每摩尔苯酚11摩尔环氧乙烷的缩合物；壬基苯酚及二-异辛基苯酚与13摩尔环氧乙烷的缩合物。
另一类非离子表面活性剂是乙氧基化的醇或酸或用环氧丙烷、环氧丁烷、和/或短链醇、和/或短链脂肪酸(如那些含有1～5个碳原子的脂肪酸)和它们的混合物封端的聚氧丙烯、聚氧乙烯缩合物。
另一类非离子表面活性剂是半极性非离子表面活性剂，包括含有一个约10-18个碳原子的烷基部分和两个选自约1～3个碳原子的烷基和羟烷基部分的部分的水溶性氧化胺；含有一个约10-18个碳原子的烷基部分和两个选自由约1-3个碳原子的烷基和羟烷基部分的部分的水溶性氧化膦；含有一个约10-18个碳原子的烷基部分和一个选自约1-3个碳原子的烷基和羟烷基部分的部分的水溶性氧化硫。
两性表面活性剂包括脂族的衍生物或杂环的脂肪族衍生物的仲和叔胺，其中脂族部分可是直链或支链的，并且其中一个脂族取代基含有约8-18个碳原子并且至少一个脂族取代基含有一个阴离子的水溶性基团。
两性离子表面活性剂包括脂族季胺、磷鎓和锍化物的衍生物，其中一个脂族取代基含有约8-18个碳原子。
有用的阴离子表面活性剂包括高级脂肪酸的水溶性盐，即皂类。这些包括碱金属皂类，如约含有8～24个碳原子、优选约12～18个碳原子的高级脂肪酸的钠盐、钾盐、铵盐和醇铵盐。可通过脂肪和油的直接皂化或游离脂肪酸的中和反应来制备皂类。特别有用的是由椰子油和牛脂衍生的脂肪酸混合物的钠盐和钾盐，即牛脂和椰子的钠皂或钾皂。
有用的阴离子表面活性剂还包括在分子结构中有一个含有约10～20个碳原子的烷基和一个磺酸或硫酸酯基的有机硫反应产物的水溶性盐，优选是碱金属盐、铵盐和醇铵盐。酰基的烷基部分也包括在“烷基”一词中。这组合成表面活性剂的例子是烷基硫酸钠和烷基硫酸钾，特别是那些通过硫酸化高级醇(C8-C18碳原子，如那些通过还原牛脂或椰子油的甘油酯所得到的那些醇)；和烷基苯磺酸钠和烷基苯磺酸钾，其中该烷基含有约9～15碳原子(以直链或支链的构型)，如那些在美国专利号2,220,099和2,477,383中所介绍的那类化合物。特别有价值的是其中的烷基部分的碳原子的平均数为约11-13的线性直链烷基苯磺酸盐，缩写为C11-C13LAS。
本发明的其它一些阴离子表面活性剂是烷基甘油醚磺酸钠，特别是那些从牛脂和椰子油衍生的高级醇的那些醚；椰子油脂肪酸单甘油磺酸钠和硫酸钠；每个分子含有约1～10个单元的环氧乙烷的烷基苯酚环氧乙烷醚的硫酸钠盐或钾盐，其中的烷基部分含有约8～12个碳原子；和每个分子含有约1～10个单元环氧乙烷的烷基环氧乙烷醚的硫酸钠盐或钾盐，其中的烷基部分含有约10～20个碳原子。
本发明用的其它一些阴离子表面活性剂包括α-磺化的脂肪酸酯的水溶性盐，该酯的脂肪酸基部分含有约6-20个碳原子及酯基部分含有约1-10个碳原子；2-酰氧基烷基-1-磺酸的水溶性盐，该盐的酰基有约2-9个碳原子、烷基部分含有约9-23个碳原子；含有约12-20个碳原子的链烯和链烷烃磺酸酯的水溶性盐；和烷基上含有约1-3个碳原子及链烷烃部分含有约8-20个碳原子的β-烷氧基链烷烃磺酸盐。
这里的阳离子表面活性剂包括多种化合物，其特征是阳离子中有一个或多个有机疏水基并且通常是与一个酸基相连的季氮原子。五价氮环化合物也被认为是季氮化合物。合适的阴离子是卤素离子、甲基硫酸根和氢氧根。当溶液的pH值小于约8.5时，叔胺可具有类似于阳离子表面活性剂的性质。可在1980年10月14日授予Cambre的美国专利号4,228,044(这里引为参考)中见到这些和其他的阳离子表面活性剂的更全面的介绍。
如前面所描述，表面活性剂优选在与C2-C9多羧酸交联剂进行交联反应之前被应用到该纤维素纤维上。特别优选的是，在其上具有表面活性剂的该单根的、交联的纤维素纤维是由下述方法制备的，该方法包括：用1％-15％、优选3％-12％的C2-C9多羧酸交联剂(重量比，相当于柠檬酸的重量，基于干纤维)固化未交联的纤维素纤维和将0.005％-1％、优选0.01％-0.2％的表面活性剂(重量比，基于干纤维)以引起多羧酸交联剂和纤维素纤维反应并在纤维素分子间形成酯交联，与其上的表面活性剂形成所说的交联的纤维素纤维，而不用洗涤该交联的纤维或漂白及洗涤该交联的纤维。
现在我们更详细地讨论上述特别优选的方法，其中把未交联的纤维素纤维和1％-15％、优选3％-12％的C2-C9多羧酸交联剂(重量比，相当于柠檬酸重，应用在干纤维上)以及0.005％-1％、优选0.01％-0.2％的应用在其上的表面活性剂(重量比，基于干纤维)进行加热以除去任何水分并使多羧酸交联剂和纤维素纤维反应并在纤维分子间形成酯交联键，即引起固化以便与其上的表面活性剂形成交联的纤维，该交联的纤维是本发明的液体收集和分配部件中必不可少的组份。该步骤极易在湿含量为约0～70％、优选为30％～40％以自由形式或以薄片形式的未交联的纤维素纤维上进行。
在处理自由形式，如已分离的(已疏解的)纤维时，可通过本领域中已知的急骤干燥法在第一个装置中进行除去水份的加热步骤以干燥到60％-100％(例如90％)的稠度。该步骤是这样进行的：在一个热空气流中，如在导入空气的温度为200°F-75°F下，优选在导入空气的温度为300°F-550°F下输送该纤维，直到达到该目标稠度。当从纤维中除去水份时，将给予纤维附加的卷曲和缠绕。当通过该干燥步骤除去的水份量可变化时，认为急骤干燥到60％～100％范围内的较高的稠度比急骤干燥到60％～100％范围内的较低部分的稠度提供更多含量的纤维卷曲和缠绕。在优选的实施方案中，该纤维被干燥到约85％-95％的稠度。急骤干燥纤维到60％-100％范围中较高部分的稠度(如85％-95％)，减少了接着急骤干燥后必须完成的干燥量。该加热步骤的随后部分，或者如果省掉急骤干燥的所有的加热步骤，可包括在连续通气流干燥/固化装置中(加热空气垂直通过纤维的输送床)或在静态炉中(用静态加热方法使纤维和空气在一容器中保持静止)或者其他的加热装置，在120℃-280℃(加热装置中的空气温度)的温度下加热5秒-2小时、优选在145℃-190℃(加热装置中的空气温度)下加热2-60分钟，以除去任何残留的水份并使交联反应发生，该交联反应作为纤维内交联的结果来硬化纤维。应该在该纤维的温度不超过227℃(440°F)的条件下进行加热，因为在这个温度下纤维不会燃烧。加热该混合物一段有效时间以除去任何残余的水份并使该交联剂和纤维素纤维反应。该反应程度取决于纤维的干燥度、在加热装置中的时间、在加热装置中的空气温度、pH、催化剂和交联剂的用量以及用于加热的方法。对于某一初始湿含量的纤维，用连续的气流干燥/固化比在静态炉中用干燥/固化以更高的速率进行特定温度下的交联。那些在本领域的熟练技术人员可认识到存在许多温度-时间的关系。对湿含量小于约10％的纤维，约145℃～165℃的温度(加热装置中的空气温度)、持续约30-60分钟及在静态大气条件下，一般可提供可接受的干燥/固化效率。那些本领域的熟练人员喜欢更高的温度和强制空气对流(气流加热)来减少所需要的时间。因此，对于湿含量小于10％的纤维，约170℃-190℃的温度(加热装置中的空气温度)、持续约2-20分钟以及在一个气流炉中一般也可提供可接受的干燥/固化效率。
在初始的急骤干燥步骤后的另一个完成加热的步骤中，急骤干燥和固化或者如果前面的急骤干燥提供了100％稠度的流出物只进行固化按如下进行：把从急骤干燥器的流出物(90％-100％的稠度)送到一个把空气与急骤干燥器中的空气/纤维混合物分离的旋风分离器中，将该旋风分离器中的纤维流注到含有至少一个U形部分的导管内的热空气(如400°F)流中，该气流携带该纤维到导管中，从而提供了一个运行路径，该路径提供了足够的停留时间以除去任何水份并使酯化反应在纤维和C2-C9多羧酸间发生，并从该导管中将纤维流注到一个旋风分离器中来分离已酯化的纤维，并且如果必需或希望的话，可以引起另外的交联(如在一个接着的气流炉中或静态炉中)。用于初始急骤干燥的装置也可以是与这里所述的装置(旋风分离器、热空气处理导管和旋风分离器)相同，使得在干燥和固化过程中，当需要输入新鲜干燥空气时，可连续成批使用两套或更多套这类装置。
把该生成的已交联的纤维(即在上述的任何一种用于将加热步骤应用到自由形态的纤维的方法中所产生的纤维)被选择性加湿，即喷水以达到5％-15％的湿含量。由于后继处理或由于用该纤维制备吸湿部件的加工，使纤维更耐可能发生的破坏。
现在我们来讨论在纤维片材上进行加热步骤来干燥纤维并引起交联反应的情况。使用与上述处理自由形态的纤维相同的时间和温度。优选在145℃-190℃(加热装置中的空气温度)下加热2-60分钟。固化后，已交联的纤维有选择地加湿到5％-15％的湿含量以提供耐处理损坏的能力，并有选择地转化成基本上是单根的形态。可用一种市售的圆盘精制机或用纤维疏解装置处理，如美国专利号3,987,968中所描述的一种装置(本文引为参考)，来进行到单根纤维的转化。片材形式的固化效果是：与在基本上是自由的条件下固化制得的单根的交联纤维相比，纤维-纤维之间的连接限制了纤维的卷曲和缠绕。与在自由形态固化的纤维相比，以这种方式制得的纤维预计提供具有较小吸湿性和可湿性的结构。
现在我们来讨论形成加热步骤用的输入材料的方法。该方法至少包括将未交联的纤维与基本上由C2-C9多羧酸交联剂和表面活性剂组成的含水的交联组合物接触。
把未交联的纤维与含有C2-C9多羧酸交联剂和表面活性剂的含水的交联组合物接触，以使该含水的交联组合物均匀分布到该纤维上。
该含水的交联组合物含有C2-C9多羧酸交联剂的量应使得在受到加热步骤的纤维上具有1％-15％、优选3％-12％(重量比，相当于柠檬酸的重量，基于干态纤维)，并且表面活性剂的量应使得在受到加热步骤的纤维上具有0.005％-1％、优选0.01％-0.2％(重量比，基于干态纤维)的量。
表面活性剂的下限假定：在加热步骤期间或接着该加热步骤并在使用本文的液体收集和分配部件中已交联的表面活性剂涂覆的纤维之前的其它步骤中，将除去的表面活性剂不超过90％。
该含水的交联组合物的pH值可以是：例如1-5.0。低于1的pH值对该加工设备有腐蚀性。高于5的pH值提供了不实用的低反应速率。在碱性pH值下不可能进行酯化反应。提高pH值降低了反应速率。该pH优选为2-3.5。在必要时加入碱(例如，氢氧化钠)很容易把pH值调高。
优选在所说的含水的交联组合物中加入催化剂来加快该交联反应的速度和保护亮度。该催化剂可以是可催化该交联反应的任何催化剂。可以使用的催化剂包括：例如，碱金属次磷酸盐、碱金属亚磷酸盐、碱金属多磷酸盐、碱金属磷酸盐和碱金属硫酸盐。特别优选的催化剂是碱金属次磷酸盐、碱金属多磷酸盐和碱金属硫酸盐。虽然该催化剂可简单地起缓冲剂的作用以及使pH值保持在所希望的范围内，但该催化剂的反应机理是未知的。在1989年4月授予Welch等人的美国专利号4,820,307对本文可使用的催化剂作了较完整的描述，引入本文作参考。该选择的催化剂可以作为一种单一的催化剂使用或者作为一种或多种催化剂的组合使用。当然，优选使用的催化剂的量取决于交联剂的具体类型和量以及固化的反应条件，特别是温度和pH。一般，基于技术和经济的考虑，优选的催化剂的重量为约5％～80％(重量比，基于加到纤维素纤维上的交联剂的重量)。为了举例，当使用的催化剂是次磷酸钠以及交联剂是柠檬酸的情况下，优选的催化剂量为约25％(重量比，基于加入的柠檬酸的量)。
在一个非常优选的方法中，按下述步骤进行所说的接触：将湿含量为0％-10％的未交联的高木素含量的纤维素纤维片材通过压缩辊(如直径1英尺、宽6英尺的辊)的辊隙中含有所说的含水的交联组合物溶液中，并通过所说的辊隙以便用所说的含水的交联组合物来浸渍所说的片材，并在该辊隙的出口边产生含有所说的含水的交联组合物的浸渍过的纤维片材，该含水的交联组合物以可提供30％-80％或更大(如甚至高达85％或90％，或甚至95％)、优选40％-70％的稠度的量存在。调整由压缩辊的转速所确定的纤维片材在该含水的交联组合物溶液中的时间和这些压缩辊作用在通过其中的纤维片材上的压力，使得达到上述的含水的交联组合物的适当稠度和量。该压缩辊辊隙处的具体压力是45磅/英寸2和45磅/直线英寸。正常调节压缩辊的速度以使该未交联的纤维片材在含水的交联组合物溶液中的时间为0.005-60秒，优选为0.05-5秒。在一个不太优选的选择方案中，通过喷涂用含水的交联组合物浸渍该未交联的纤维片材以提供前述的稠度。在任何一种情况下，可通过机械压缩和/或空气干燥选择性调整该浸渍过的片材中的液体含量。
该已浸渍的纤维片材优选在加热步骤处理前进行纤维分离。优选通过一种减少结和球的形成及纤维损坏的方法进行纤维的分离。通常使用市售的圆盘精制机。另外一种已发现可用于分离纤维素纤维的机器是1976年10月26日授予D.R.Moore和O.A.Shields的美国专利号3,987,968中所介绍的三步骤分离装置，该专利在这里特意作为本公开文版的参考引入。美国专利号3,987,968所介绍的纤维分离装置使湿的纤维素纤维受到机械冲击、机械搅拌、空气搅拌和有限量的空气干燥的组合作用以形成基本无结的绒毛。另外可以应用的分离纤维的方法包括(但不限于)：在Waring混和器中的处理，纤维与旋转线刷切向接触并锤碎。优选在该纤维分离期间把空气流直接引入纤维，以帮助把这些纤维分离成单根的形式。不管用来分离纤维的具体机械装置如何，优选在纤维初始含有约40％-70％水份时对其进行机械处理。相对于天然存在于这些纤维中卷曲和缠绕量，这些个别化的纤维赋予纤维更高的卷曲和缠绕度。这种附加的卷曲和缠绕被认为是提高了由该交联纤维制成的结构的回弹性。该纤维疏解的结果这里被称为纤维已被分离的混合物。该纤维已被分离的混合物准备用于加热步骤。可在纤维疏解之前处理已浸渍的片材，例如在预破碎机上(如螺旋输送机)来分解纤维。
在一个不太优选的替代方法中，已浸渍的该纤维的片材没有进行前述的预分解，而直接进行加热步骤的处理以制备已交联的纤维素纤维片材，该片材在加热步骤后有选择地进行纤维分离。
也可在稠度为0.1％～20％、特别优选为2％-15％的含水的交联组合物中形成自由形态的未交联的纤维淤浆，并保持该淤浆约1-240分钟、优选5-60分钟，将该未交联的纤维素纤维与含水的交联组合物接触。例如，可通过在含水的交联组合物中搅拌使该干卷(drylap)片材分解而形成该淤浆。
然后，进行通常的液体除去步骤以达到一个适宜于加热步骤的稠度。
优选通过脱水(除去液体)进行该步骤以提供约30％-80％、特别优选约40％-50％的稠度，并且此后有选择地进一步干燥。
为了举例，可通过如机械压缩或离心等方法来进行脱水。该脱水的产品通常用滤饼(cake)表示。
现在我们来讨论该滤饼可进一步进行干燥的步骤。通常进行该步骤以提供约35％-80％的稠度，优选提供50％-70％的稠度，并优选在如此的条件下进行以至于不需要在延长的时间内利用高温，如通过该领域中的已知方法(如空气干燥)来进行。该步骤中过高的温度和过长的时间会导致该纤维干燥到超过80％的稠度，因此在后继的纤维分离中，有可能产生不希望量的纤维损坏。
本文用的术语“液体已减少的混合物”是指液体除去步骤中的产物。
该液体已减少的混合物通常进行上述的已浸渍的片材所进行的纤维分离，除非用该液体已减少的混合物代替已浸渍的片材进行纤维分离。通常纤维分离的结果在本文被称为纤维已被分离的混合物。
该纤维已被分离的混合物，或者省去纤维分离的液体已减少的混合物，准备用于加热步骤。
该固化的产物不应受到引起留在已交联的纤维上的表面活性剂显著除去的步骤，如洗涤或漂白及洗涤步骤。
现在我们来讨论一次性吸湿用品的实施方案，该吸湿用品包括一个透液体的顶片、一个不透液体的底片和一个放置在所说的项片和底片之间的吸湿芯，所说的吸湿芯包括(i)具有靠近所说的顶片的顶表面和底表面的液体收集和分配部件，和(ii)具有与液体收集和吸湿部件的底表面相接触的顶表面并含有吸湿性凝胶材料的分散颗料的液体储存部件。
结合图1，介绍男婴儿使用的中号一次性婴布的优选实例。参照图1，一次性尿布10具有一个透液体的顶片12(该片部分剖开以示出其内部构件)，和不透液体的底片14，以及在它们之间放置的由液体收集和分配部件16和液体储存部件18构成的吸湿芯。从顶视图看，该液体收集和分配部件16是长方形的。在顶视图中，该液体储存部件18是沙漏状的(hourglass-shaped)。该液体收集和分配部件16位于液体储存部件18的顶部，部件16的纵向中心线沿着液体储存部件的纵向中心线分布并且相对于后腰更靠近前腰。该液体收集和分配部件16是3英寸×10英寸×约1/4英寸，并且距前腰最近的边位于前腰的约2-3英寸后。液体储存部件18对称分布在顶片12和底片14之间，在裤档区是5英寸宽、在两侧边是10 1/2英寸宽，并且其侧边距前腰和后腰(顶片和底片的侧边)向下约1英寸。在这个实施方案中，液体收集和分配部件16顶表面的面积约是液体储存部件18顶表面的面积的1/3。
这仅是本发明应用的一次性吸湿性物品实施方案的举例。
该液体收集和分配部件通常应环绕在体液排出区域的附近。对于一次性尿布，这些区域应包括裤档区，并且对于男性，还包括在尿布的前部(即打算放在穿戴者前部的尿布部分)尿液排出的区域。
如上所述，该液体收集和分配部件优选具有一个顶表面，顶表面的面积比液体储存部件顶表面的面积要小，更优选是该顶表面的面积是液体储存部件顶表面面积的约15％-95％，最优选是该顶表面的面积是液体储存部件顶表面面积的约20％-50％。
该液体收集和分配部件可以呈符合上述功能配合和目的任意形状。这些形状包括：例如，环状、长方形、梯形的或长椭圆的(如沙漏形、狗骨头形、半狗骨头形、蛋形或不规则状)。
该液体储存部件可以是符合功能配合的任意形状，包括上面对液体收集和分配部件提到的那些形状。
尽管图1描述了一种尿布，该尿布的液体收集和分配部件与液体储存部件具有不同形状，但这些部件也可以具有相同或相似的形状。
这里的该用品的底片可以由，例如聚乙烯、聚丙烯或其他柔软的基本上不透水的防水材料的塑料薄膜构成。特别优选的是具有压花厚度(embossedcaliper)约为1.5密耳的聚乙烯。
这里的该用品的顶片可以部分或全部由这类材料如聚酯、聚烯烃、人造丝等或天然纤维(如棉)的合成纤维或膜制成。在无纺的顶片中，这些纤维通常通过热粘合法或如聚丙烯酸酯的聚合物粘合剂接合到一起。该片层基本上是多孔的，并且让液体容易从其中通过而进入下面的吸湿芯中。
另一种适合的顶片包括由不透液的聚合物材料(如聚烯烃)形成的顶片。这种顶片可具有某一直径的锥形毛细管并在顶片中设有锥度以便让排出的体液通过顶片流入下面的该用品的吸湿芯中。
顶片结构一般公开在1959年9月22日授予Davidson的美国专利号2,905,117，1962年11月13日授予Del Guercio的美国专利号3,063,452，1963年12月10日授予Holliday的美国专利号3,113,570，1975年12月30日授予Thompson的美国专利号3,929,135中，将这些专利引为参考。优选的顶片由聚酯、人造丝、人造丝/聚酯的共混物、聚乙烯或聚丙烯构成。可用表面活性剂处理该顶片以使其更可润湿，并因此具有相对小的疏水性，从而至少在刚刚润湿时，增强液体通过它的流动性。然而，该顶片仍然比收集通过顶片的液体的吸湿用品部件具有更高的疏水性。
上面详细介绍了液体收集和分配部件。该部件优选完全由单根的、交联的纤维素纤维组成，该纤维素纤维含有C2-C9多羧酸交联剂，该多羧酸交联剂在其中以纤维内酯交联键形式反应以提供约25～60的水保留值，并具有在其上均匀分布的约0.0005％-1％、极优选0.001％-0.2％(重量比，基于干纤维)的表面活性剂。它可含有适量的基本不损坏其收集液体并把这些液体释放到相邻的储存部件的能力的其他材料。因此，该部件优选不含吸湿性凝胶材料，即含有不超过约2.0％的吸湿性凝胶材料，特别优选少于1.0％的吸湿性凝胶材料、最优选是0或基本上是0(小于0.5％)的吸湿性凝胶材料。
该液体收集和分配部件易按如下方法制备。一包上述纤维通过一圆盘精制机将材料分离成单根的纤维，该纤维在通过负压鼓的多孔带上进行空气填充以制成适当形状的部件。如果有必要调整该生成的用品的密度，使用水压机很容易进行。
该液体储存部件含有15％-100％(重量比)、优选至少25％的吸湿性凝胶材料和0％-85％(重量比)的载体材料。
该吸湿性凝胶材料可呈分散的颗粒状或呈纤维材料状或可结合进柔软的絮网或片材的任何形状以形成储存部件。
用于储存层的超吸湿材料是那些每克吸湿材料至少能吸收10g 1.0％NaCl(用蒸馏水制得)的水溶液的材料，该测定是根据美国专利号5,217,445中介绍的吸湿能力测试法(Absorbent Capacity Test Method)来进行的，引入本发明作为参考。
在吸湿芯的储存层中使用的吸湿性凝胶材料通常包括基本上非水溶的、轻度交联的、部分中和的聚合物吸湿性凝胶材料。该材料在与水接触时形成水凝胶。这种聚合物材料可由可聚合的、不饱和的、含酸的单体制备而成。适用于制备该聚合物凝胶材料的不饱和的酸性单体包括在下列文献中列举的单体，这些文献是：1987年3月31日授予Brandt/Golchnan/Inglin的美国专利号4,654,039和1988年4月19日重新授权的美国专利号RE32,649，将这两篇文献引入本发明作为参考。优选的单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸。对于制备聚合物凝胶剂材料来说，丙烯酸本身是特别优选的。
由不饱和的含酸单体形成的聚合物组份可以接枝到其他类型的聚合物部分上(如淀粉或纤维素)。
可由常用类型的单体制备的优选的聚合物吸湿性凝胶材料包括水解的丙烯腈接枝的淀粉、聚丙烯酸酯接枝的淀粉、聚丙烯酸酯、马来酸酐基共聚物和它们的组合物。
特别优选的是聚丙烯酸酯和聚丙烯酸酯接枝的淀粉。
该聚合物吸湿性凝胶材料一般是轻度交联的。交联有助于使水凝胶型的聚合物凝胶剂成基本非水溶性的，这种交联部分上确定了使用该聚合物凝胶剂形成的水凝胶的胶体体积和可萃取的聚合物特性。适用的交联剂是本领域中公知的，并包括，例如：在1978年2月28日授予Masuda等人的美国专利号4,076,663中详细描述的那些交联剂，将该专利引入本文作为参考。优选的交联剂是不饱和单羧酸或多羧酸与多元醇的二酯或聚酯、二丙烯酰胺和二或三烯丙胺。其它优选的交联剂是N，N′-亚甲基二丙烯酰胺、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和三烯丙胺。该交联剂通常可含有约0.001mol％～3mol％水凝胶型的聚合物凝胶材料颗粒。
一般使用部分中和的聚合物吸湿性凝胶材料。当用于本发明中时，当至少25mol％、优选至少50％用来形成聚合物的单体是用成盐的阳离子中和过的含有酸基的单体时，这些材料可以认为是部分中和的。合适的成盐阳离子包括碱金属、铵、取代的铵和胺。使用已中和的含酸基单体的总单体的百分数被称作“中和度”。
当使用呈分散颗粒的吸湿性凝胶材料形式的吸湿性凝胶材料时，结合使用非超吸湿性载体材料(如纤维状载体材料)，包括绒毛状的纤维素纤维，如通常用在吸湿芯中的材料。也可使用改性的纤维素纤维，但优选不使用。可使用合成纤维，包括那些由乙酸纤维素酯、聚氟乙烯、聚偏二氯乙烯、丙烯酸类(acrylics)(如奥龙Orlon)、聚乙酸乙烯酯、不可溶的聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺(如尼龙)、聚酯、双组份纤维、三组份纤维及其混合物等制成的纤维。优选的合成纤维具有约每根长丝3旦尼尔至约每根长丝25旦尼尔，更优选约每根长丝5旦尼尔至约每根长丝16旦尼尔。该纤维表面优选也是亲水的或处理成亲水性的。
含有吸湿性凝胶材料分散颗粒和载体材料的液体储存部件的平均干态密度一般为约0.06-0.5g/cm3、更优选为约0.10-0.4g/cm3、甚至更优选为0.15-0.3g/cm3、最优选为约0.15-0.25g/cm3。该液体储存部件的定量可为约0.02-0.12g/cm3、更优选为约0.04-0.08g/cm2、最优选为约0.05-0.07g/cm2。这类液体储存部件可以是基本上均匀的(即，各处具有相同的密度和定量、并且吸湿性凝胶材料在其上各处均匀分布)，或含有具有相对较高和相对较低的密度和定量的区域，或可具有一个吸湿性凝胶材料梯度，在有高液体处置要求区域中有较多的吸湿性凝胶材料，而在较低要求的区域中有较少的吸湿性凝胶材料。
该含有纤维状载体装置的液体储存部件实施方案可通过下述方法来制备，该方法包括将空气填充到一个基本上干燥的纤维和吸湿性凝胶材料颗粒的混合物中，如果希望或必要的话，压实该生成的絮网。该方法的更详细的介绍可参见上文参考的于1986年9月9日授予Weisman和Goldman的美国专利号4,610,678，将该文献引入本发明作为参考。也可以通过从一个漏斗处把吸湿性凝胶材料加入带子上的绒毛上(如通过干卷圆盘精制而得到的)，并移动这个紧邻着一个含有袋子的真空鼓的带子，来把该混合物抽入该袋中以将该混合物成形为袋子状。
现在我们来讨论用吸湿性凝胶材料纤维来代替吸湿性凝胶材料分散颗粒的情况。在Textile Science and Technology，Volume 7、Pronoy K.Chatterjee，编辑，Elsevier Science Publishers B.V(The Netherlands)，1985，在VII和VIII章中(在总集的P217-280中)介绍了这些种类的纤维，该文献引入本文作为参考。
另外一种吸湿性凝胶材料纤维包括聚羧酸酯聚合物改性的纤维素纤维纸浆，如轻度水解的丙烯酸甲酯接枝的牛皮纸浆。这些超吸湿纤维在Larry N.Mackey和S.Ebrahim Seyed-Rezai的美国流水号07/378,154，于1989年7月11日申请，题目为“Absorbent Paper Comprising Polymer-Modified FibrousPulps and Wet-Laying Process for the Production Thereof”，将该文献引入本文作为参考。
其它类型的吸湿性凝胶材料纤维可包括交联的羧甲基纤维素和聚合物接枝的纤维素纤维。聚合物接枝的纤维素纤维包括水解的聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸。可在前面引入的参考文献“Textile Scienceand Technology”的Chatterjee的第7卷中找到对这些纤维的讨论和这些纤维的制备方法的参考资料。下列文献也对其进行了讨论，这些文献是A.H.Zahran等人的“Radiation Grafting of Acrylic and Methacrylic Acid to CelluloseFibers to Impart High Water Sorbency”，J.of App.Polymer Science，25卷，535-542(1980)，该文献讨论了把甲基丙烯酸和丙烯酸辐射接枝到纤维素纤维上，正如该标题所示；1977年7月19日授予J.L Williams等人的美国专利号4,036,588，该专利介绍了把含有亲水基的乙烯基单体接枝共聚到含有纤维素的材料(如人造丝纱)上；1974年9月24日授予H.W.Hoftiezer等人的美国专利号3,838,077，该专利公开了聚丙烯腈接枝的纤维素纤维。每一篇的上述公开文献引入本文作为参考。
该吸湿性凝胶材料纤维可加入到常规的或其它非超吸湿性纤维中，如湿涂敷的网或气填充的网中。它们也可成形为无纺片材；这些片材可基本上由吸湿性凝胶材料纤维和有(或没有)载体材料构成。由吸湿性凝胶材料纤维(如非丙烯酸酯超吸湿性微纤维)制备的无纺片材和可用于制造这类片材的纤维可从Arco Chemical Co.(Newtown Square，Pa.，USA)(商标名为FIBERSORBTM)买到和Japan Exlan Co.Ltd.(Osaka，Japan)以商标名LANSEALTM销售的含有聚丙烯腈芯和聚丙烯酸/聚丙烯酸铵外皮的吸湿性凝胶材料。
通过本领域熟练技术人员已知的方法(如真空带和真空鼓)，把该液体收集和分配部件设置到液体储存部件上。
通过下面实施例说明本发明。
参考例1
把300g(在绝干基上，即不含水)的干卷片材的南方软木牛皮纸纤维分散到含有551.57g柠檬酸、6.8g PluronicL35、137.89g次磷酸钠和63g氢氧化钠的溶液中，通过浸泡和搅拌形成稠度为2.5％的淤浆。把该纤维浸泡在淤浆中30分钟。离心过滤该混合物以得到约44％稠度的脱水滤饼。把含有约6％(重量)柠檬酸(基于干纤维)和0.075％PluronicL35(基于干纤维)的已脱水的滤饼用空气干燥至约50％的稠度。将该空气干燥的滤饼以180g/分的物料通过速率在圆盘精制机上疏解，把其急骤干燥到90％的稠度并在空气通过炉中在空气温度为350°F下加热6分钟，然后用风扇空气冷却至低于150°F。固化后不进行洗涤或漂白。
参考例2
重复参考例1，除了省掉PluronicL35外。实施例I
以大得多的规模重复参考例1和2，并制备在其上具有表面活性剂的柠檬酸交联的纤维包和在其上没有表面活性剂的柠檬酸交联的纤维包。
这些包的纤维测试结果表明：对于其上具有表面活性剂的柠檬酸交联的纤维，其5K密度为0.11克/毫升、收集容量(drip capacity)为11.0g/g、芯给速率为0.62cm/s和湿压缩能力为6.9毫升/克；对于其上没有表面活性剂的柠檬酸交联的纤维，其5K密度为0.12克/毫升、收集容量为12.4g/g、芯给速率为0.89cm/s、湿压缩能力为6.9毫升/克。在每一种情况下，水保留值约为35。
在一个圆盘精制机上疏解每一种纤维，然后在一个通过真空鼓的带子上填充空气以制成3英寸×10英寸×约1/4英寸的长方形状的液体收集和分配部件，并且在每种情况下，用水压机把该密度调至0.07克/毫升(如果密度还不是这个值的话)。
在皮肤潮湿测试中，发现使用含有表面活性剂的纤维导致4.1％的潮湿例，而使用没有表面活性剂的纤维导致11.7％的潮湿例。该差别在90％的置信度时被认为从统计学角度是明显的。该试验结果表明了一个持续效果，即过夜使用的好处。
在渗漏速率测试中，发现使用含有表面活性剂的纤维导致2.82％的渗漏例，而使用没有表面活性剂纤维导致6.99％的渗漏例。由于其基本尺寸，至少在90％置信度级别上，该差别从统计学角度来讲认为是不明显的。2.82％的渗漏率认为是十分好的结果。
在收集速率的测试中，发现使用具有表面活性剂的纤维提供的收集势A0为10.3，收集速率常数K为127，而使用没有表面活性剂的纤维提供的收集势A0为10.2，收集速率常数K为117。该结果是在不同尿布上重复3-5次的平均值。
在涌喷能力测试中，将部件在载荷时所存留的液体值列于下表1。
        表1负载       部件负载时所存留的液体(g)(ml)    有表面活性剂    无表面活性剂50     12.1              20.5100     19.2              23.1150     213               26.6200     20.6              24.2250     20.4              30.1300     22.9              32.3350     25.2              24.7400     25.4              32.7
在涌喷能力测试中，15分钟后由部件存留的液体值列于下表2。
            表2负载    15分钟后仍留在部件中的液体(ml)    有表面活性剂    无表面活性剂50         1.0             9.4100        4.5             17.6150        9.5             18.9200        11.1            20.1250        12.4            22.3300        14.2            30.4350        20.4            24.2400        19.4            32.1
将回规分析的表1和表2的结果示于图2中，其中连续线表示加载时的结果，虚线表示15分钟后的结果；有＂X＂的线表示没有使用表面活性剂，而有方框的线表示使用了表面活性剂。
涌喷能力测试结果表明：没有表面活性剂的部件比有表面活性剂的部件，在初始和15分钟后存留了更多的液体。该结果表明：有表面活性剂的部件分配液体优于(把液体分配给相邻接触的储存层中的能力优于)没有表面活性剂的部件。这与上述皮肤潮湿测试中发现的更好的干燥性(较低的潮湿例百分数结果)相一致。实施例II
制备一次性尿布，该尿布包括一个热粘接的聚丙烯顶片、一个不透液体的底片、一个在顶片下由柠檬酸交联的纤维和在纤维上的PluronicL35组成的液体收集和分配部件和一个沙漏状的液体储存部件(包括常规南方软木牛皮纸浆疏解纤维和重新授权的美国专利32,649介绍的那种聚丙烯酸钠聚合物吸湿材料的空气填充的混合物，并在Absorbent Capacity Test中具有约30g/g的吸湿能力)，该液体储存部件位于该液体收集和分配部件的下面和该底片之上。该尿布的结构类似于图1所示的结构。在男性婴儿过夜使用时，该尿布提供了十分优良的干燥性和低的渗漏可能性。当尿布由女性婴儿穿戴过夜时，可提供类似的极好的干燥性结果和极低的渗漏可能性，其中除液体收集和分配部件是12英寸长并相对液体储存层是对称分布的外，尿布的其余部分与上述一致。
对于本领域中的熟练技术人员各种改型是明显的。因此，本发明由下列权利要求限定。

Claims (11)

1、一种用于一次性吸湿用品的液体收集和分配部件，所说的部件具有0.03-0.20克/毫升的干态密度，并基本上由单根的、C2-C9多羧酸交联的纤维素纤维组成，该纤维素纤维含有一定量的C2-C9多羧酸交联剂，该交联剂以纤维内酯交联键形式在其中反应以提供约25-60水保留值和在其上分布的约0.0005％-1％(重量比，基于干纤维)的表面活性剂。
2、权利要求1中的液体收集和分配部件，其中，该表面活性剂在该纤维的存在量最高可达约0.15％(重量比，基于干纤维)。
3、权利要求1中的液体收集和分配部件，其中，其上具有表面活性剂的单根的、交联的纤维素纤维以下述方法制备，该方法包括：加热未交联的纤维素纤维和其上的1％-15％C2-C9多羧酸交联剂(重量比，相当于柠檬酸的重量，基于干纤维)以及其上的0.005％-1％的表面活性剂(重量比，基于干纤维)，以引起多羧酸交联剂与纤维素纤维反应并在纤维素分子之间形成酯交联而与其上的表面活性剂形成所说的交联的纤维素纤维，该交联的纤维不需进行洗涤或漂白及洗涤。
4、权利要求3中的液体收集和分配部件，其中，该表面活性剂是非离子表面活性剂。
5、权利要求4中的液体收集和分配部件，其中，该非离子表面活性剂是通过环氧乙烷与一个由环氧丙烷与丙二醇缩合形成的疏水基形成的表面活性剂，从而使得该表面活性剂具有聚(氧丙烯)疏水单元和聚(氧乙烯)亲水单元。
6、权利要求5中的液体收集和分配部件，其中，该非离子表面活性剂具有约1,000-5,000g/mol的平均分子量、聚(氧丙烯)疏水单元的分子量为900-2,000g/mol，并且该表面活性剂含有占整个分子重量的10％-80％的聚(氧乙烯)亲水单元。
7、权利要求6中的液体收集和分配部件，其中，该非离子表面活性剂具有约1,900g/mol的平均分子量、聚(氧丙烯)疏水单元的分子量为950g/mol，并且该表面活性剂含有占整个分子重量50％的聚(氧乙烯)亲水单元。
8、一种一次性吸湿用品，具有一个透液体的顶片、一个不透液体的底片和一个位于该顶片和底片之间的吸湿芯，该吸湿芯包括：(i)一个权利要求1所定义的液体收集和分配部件，该部件具有一个紧邻所说的顶片的顶表面和一个底表面；和(ii)一个液体储存部件，该部件具有一个与液体收集和分配部件的底表面接触的顶表面，并含有吸湿性凝胶材料的分散颗粒。
9、权利要求8中的一次性吸湿用品，其中，该液体收集和分配部件的顶表面的面积小于该液体储存部件的顶表面的面积。
10、权利要求9中的一次性吸湿用品，其中，该液体收集和分配部件的顶表面的面积是该液体储存部件的顶表面面积的约15％-95％。
11、权利要求10中的一次性吸湿用品，其中，该液体收集和分配部件的顶表面面积是该液体储存部件的顶表面面积的约20％-50％。
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