TW474868B - Absorbent materials for distributing aqueous liquids - Google Patents
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Description
474868 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(1 ) 本發明之技術範園 本申請案係關於適用於物件之材料,此物件適用於吸收 體液。本申請案特別關於能夠分配含水液體(例如,;^液 、月經等)且較佳爲釋出此種液體至液體儲存材科之材料。 發明背景_ 作爲-用後即棄尿布、成人失禁墊片及緊身褲,以及月經 用產物(譬如衛生棉)使用之高度吸收性元件之發展,係爲 具有實質商業重要性之主題。提供高性能吸收性物件 如尿布)之能力,係全憑發展出可吸取、分配及儲存大量 所排放體液(特別是尿液)之相對較具吸收性核芯或結構之 能力而定。此三種功能可藉由吸收性物件中對每一功能達 最佳化之特定部份順應。吸取材料(或層)係經設計以在湧 出期間迅速收容液體。湧出之液體在被捨棄至鄰近分配材 料之前,係被安定化。分配材料(或層)具有足夠毛細壓力 (更詳細地描述於下文)以拉取液體離開吸取構件,及將其 分配在整個吸收性物件中,經常抵抗重力至10_20公分高度 ’根據核芯之大小而定。儲存構件(或層)具有最高毛細壓 力,並可含有可形成水凝膠之吸收性聚合體(HFAP)以拉取 液體離開分配層,及”持久地"儲存此液體遠離穿戴者皮膚 〇 針對優越液體吸取與儲存組件之發展,已投注可觀之努 力。例如,1990年2月6日頒予之美國專利4 898 642 (M〇〇re等 人),1989年12月19曰頒予之美國專利4,888 〇93 (Dean等人), 美國專利5,137,537 (Herron等人),1993年6月8曰頒予之美國 -4- 本紙張尺度顧中國國家標準(CNS)A4規格⑵〇 x 297公髮) --- -----------^--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 474868 A7 五、發明說明(2 專利5,217,445 (Young等人)及美國專利4,822,453㈣姐等人), 描述捲曲、硬挺纖維,當其被製成低密度網層時,在潮濕 時不會陷縮,並保持其在高速率下吸取液體之能力,如在 "湧出"狀況中,於尿液形成空隙期間所經歷者。某些類型 之聚合發泡體已被使用於吸收性物件中,以達成實際上吸 取、芯吸及/或保持含水體液之目的。參閱,例如1971年 2月6曰頒予之美國專利3,563,243 (Lindquist)(供尿布等使用之 吸收性塾片,其中主要吸收劑爲親水性聚胺基甲酸酷發泡 體薄片);I985年11月I9曰頒予之美國專利4 554 297①abi)( 吸收體液之多孔性聚合體,其可使用於尿布或月經用產物 中);1988年4月26日頒予之美國專利4,74〇52〇(Garyey等人)( 吸收性複合結構,譬如尿布 '女性護理產物等,含有製自 某些類型之超芯吸交聯聚胺基甲酸酯發泡體之海绵吸收劑) 。1996年10月8日頒予之美國專利5,563,179 (Stone等人),係 述親水性吸收性發泡體,可在例如吸收性核芯中用於吸 取與分配含水液體。同樣地,已針對液體吸取提出各種非 織造材料。具有重要關鍵性者,係爲此等材料於使用時重 複吸取液體,於壓縮狀態下儲存而留存,及釋出所獲得之 液體至隨後液體分配或儲存材料之能力。 此項技藝中充斥奢儲存材料之實例,譬如”水膠體"或" 可形成水凝膠之吸收性聚合體"或超吸收性聚合體,摘述 於”吸水性聚合體:專利調查",Po, R. J. M S _ Rev Macr〇m〇1
Chem. Phys· 1994, C34(4),6〇7_662。此種儲存材料經常與纖維質 網層以不同比例摻合,以供使用於吸收性核芯中。其他已 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------線 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 五、發明說明(3 ) 知儲存材料包括各種親水性發泡體,譬如在1995年2月7日 頒予之美國專利5,387,207 (Dyer等人)中所述之乳化液衍生之 發泡體。 比較上,關於適當之分配材料,遠爲較少之發展已被描 述於文獻中。吸收性核芯設計經常完全未含有特定分配材 料。或者,此分配功能係與儲存或吸取功能組合(如在前 文所述之美國專利5,563,179中),其可能造成稍微危害之性 能。關於使用在例如尿布中之吸收性核芯之不良分配,可 能會造成所獲得之液體蓄積在吸收性核芯之相對較小部份 中,通常爲***區域。此處,前文所提及之水膠體或可形 成水凝膠之吸收性聚合體("HFAP")可使液體轉化成凝膠。 這有數種不期望之作用,即使此種設計廣泛地在此項技藝 中實施亦然。首先,該液體體積在一區域中之蓄積,有使 產物膨脹之傾向,例如在尿布之情況中使腳聚集擴大,而 造成產物與雙腳間之間隙,尿液可經過其間滲漏。其次, 此液體體積可能使穿戴者不舒服。第三,此尿液之濃度可 能導致對皮膚之不期望作用,其可能會造成局部皮膚炎。 最後,這亦可能造成過早"凝膠結塊",如在1997年2月4曰 頒予之美國專利5,599,335 (G〇ldman等人)中所述者,並造成存 在於產物中之HFAP之無效率利用性。 有效之刀配層必須能夠抵抗重力,以垂直方式芯吸液體 ’以在譬如尿布中發現之吸收性核芯中適當地發揮功能。 垂直芯吸能力主要係導自每單位結構體積之表面積與其表 面親水性。這可以毛細吸收高度(於本文中稱爲"Cah",定 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) J . ^--------^---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 474868 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(4 ) 義於下文)度量。CAH必須足以自暫時儲存用之任何吸取 材料吸取含水液體,及芯吸液體至吸收性核芯之其餘部份 ,相對於穿戴者液體發作之位置,其中一些部份可升高20 公分或更多。 液體分配材料之另一種重要性質,係爲捨棄液體至儲存 組件之能力。這可以毛細解吸附高度(於本文中稱爲"CDH" ,定義於下文)度量,其總是大於CAH。標準上,CDH係爲 CAH之至少約兩倍,其差異被稱爲毛細遲滯。 又另一個重要性質爲芯吸速度。分配材料必須能夠芯吸 含水液體至合理時間内所需要之高度。一般而言,此時間 需求係由其他含水液體在負載區帶中之速率或重複發作所 建立。此分配材料應分配來自吸取層之含水液體,芯吸此 液體至所需要之高度,及實質上在發生下一次液體發作之 前分配此液體至儲存層。另一要求條件爲此材料芯吸足夠 體積之液體,以在下一次液體發作之前,具有足夠實質上 移動此液體離開吸取層之液體通量。 又另一個重要性質爲該材料將吸收流體之量(以每克材 料之流體克數爲基準)。其中特別指出的是,在特定高度( 例如15公分)下,於毛細吸著實驗中,材料將吸收之流體 量。此分配材料理想上係能夠在產物中以每克材料吸收及 移動相對較大量流體。 足夠CAH (對產物之高度而言)、小CDH及高芯吸速度與 通量之組合,尚未使用先前在此項技藝中已知之材料達成 。纖維網可具有良好芯吸速度,但由於其本性上之低容量 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -------------- 裝-----------------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 474868 A7 五、發明說明(5 ) (或自由吸收容量)(此係由於相對較高密度或不足夠之空 隙體積所致),故在液體通不足。因此,其不能㈣ 當地長時間芯吸足夠液體。再者,其中>1〇公分之cah是 需要的,此等纖維網必須經密緻化,以提供所需要之⑽ ,以進一步降低液體通量(及空隙體積)。 若經適當地製成,則開孔親水性聚合發泡體可提供在高 性能吸收性核芯中使用所愛,、 u下忧用尸/Γ而要弋毛細液體分配特徵。含有 此種發泡體之吸收性物件,可具有所要之潮濕完整性,可 在整個物件穿戴期間提供適當合身性,及可使得使用期間 形狀上<改變降至最低(例如,未經控制之膨脹、***)。 此外,含有此種發泡體結構之吸收性物件,可較易於以商 訂 業規模製造。例如,吸收性尿布核芯可簡易地自連續發泡 體薄片沖壓而得’及可經設計以具有比吸收性纖維質網層 頗爲較大之完整性與一致性。此種發泡體亦可以任何所要 之形狀製成,或甚至被製成單片尿布。 線 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 η 社 印 製 特別通合吸收性產物(譬如尿布)用之吸收性發泡體,已 製自高内相乳化液(後文稱爲”JHPE,,)。參閲,例如1993年U 月9日頒予之美國專利Μ6”45 (DesMarais等人)與j"3年u月 7日頒予之美國專利5,268,224(1^]^^8等人),兩案均併於本 文供參考。此等吸收性ΪΠΡΕ發泡體係提供所要之液體處理 性質,包括:(a)相對較良好之芯吸與液體分配特性,以輸 送所吸取之尿液或其他體液,離開最初碰撞區帶並進入發 泡體結構之未經使用之其餘部份中,以允許調節隨後湧出 之液體;及(b)相對較高儲存容量及在負载下(意即在壓縮 297公釐) 中關家標準(CNS)A4規格⑽: 474868 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明(6 力下)之相對較尚液體容量。此等吸收性發泡體亦真 足夠撓曲性與柔軟性,以對吸收性物件之穿戴者提供高度 舒適I·生,有些可製得相對較薄,直到隨後被所吸收之體液 潤濕爲止。亦參閱1992年9月U日頒予之美國專利5347,315 (Young等人)與!"4年6月7日頒予之美國專利5 318 554 (价卿 等人),其揭示之吸收性核芯具有液體吸取/分配组件, 其可爲親水性、可撓性、開孔發泡體,譬如三聚氰胺-甲 醛發泡體(例如由BASF製成之BAS〇TECT),及液體儲存/再 分配組件,其係爲以H!PE爲基料之吸收性發泡體。 雖然此等以發泡體爲基料之吸取/分配組件能提供快速 液體吸取,及液體之相對較有效分佈與分配,至具有較高 吸收壓力之吸收性核芯之其他組件,但是此等發泡體會危 害到意欲達成至少兩種個別功能之材料。明確言之,已使 此等材料之微觀結構形態學與機械強度達最佳化,以符合 兩種需求’而非特別地僅針對吸收性核芯内之一項目的作 設計。 因此,一般期望提供一種材料:⑴經特別設計成吸收性 核心中之有效分配組件;⑺顯示降低之遲滞現象,如由低 CDH : CAH比例所反映者;(3)具有相對較低CDH値,以允 $午具有比分配發泡體之解吸附壓力爲高之吸收壓力之其他 核芯組件(例如儲存組件)分開液體;(4)在發生下一次液體 發作之前,芯吸液體離開吸收性核芯之吸取區帶;(5)爲柔 軟、可撓性及對吸收性物件之穿戴者很舒服;及⑹對液體 具有相對較高容量,以提供有效利用核芯組件之尿布及其 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) — 111 — — — I — II- * I I I I 1 I I 訂i (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ^/4508 A7
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 他吸收性物件。 摘述 方面,本發明係關於能夠分配含水液體之材料, 是所排放之體液,譬如尿液、月經等。此等材料具有:其 A) 毛細解吸附向度(意即,在50%容量下之高度)對毛 吸收高度(意即,在50%容量下之高度)之比 : 過約 1.8 : 1 ; % B) 毛細解吸附咼度不超過約5〇公分; Q在不超過約25分鐘内,芯吸3rc下之合成尿液 公分高度之能力;及 D)在15公分下之垂直芯吸容量爲至少約6克/克。 另万面,本發明係關於包含本發明材料之吸收性物 人此種特別適用於吸收與保持含水體液之吸收性物件,包 I)背觀薄片;與 Π)吸收性核芯,與背襯薄片結合以致使吸收性核芯置 於月襯薄片與物件穿戴者之液體排放區域之間,此 及收性核心包含本發明能夠分配含水液體之材料。 附圖簡述 圖1爲具有吸收性核芯之尿布之解開圖,該核芯包含本 發明之鬲毛細抽吸容量儲存構件。 圖2a爲代表性多層核芯之解開圖,此核芯係用以加入譬 如圖1中所示之尿布中。 圖2b爲另一種用以加入譬如圖丨中所示之尿布中之代 --------!1 ---lml^il —---. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} -10- 474868 第88103864號專利申請案 中文說明書修正頁(89年12月) A B1 五、發明説明(8 ) 性多層核芯之解開圖。 圖3為根據本發明代表性分配材料切片之光學顯微照片 (500 X放大倍率),該材料係製自具有60 : 1水對油重量比 及在77°C下傾倒之HIPE,且其中單體成份係由19 : 14 : 55 : 12重量比之乙基苯乙烯(EtS):二乙烯基苯(DVB):丙烯 酸2- i基己酯(EHA):二丙烯酸己二醇酯(HDDA)所組成,及 其中係使用7.5% (以油相之重量計)單油酸雙甘油酯(DGMO) 與1%曱基硫酸二獸脂二曱基銨乳化劑。描繪於圖3中之分 配材料,為在下文實例2中所述之聚合發泡體材料。 圖4為圖3發泡體之光學顯微照片(1000 X放大倍率)。 圖5a與5b為座標圖,說明本發明數種分配材料之液體獲 得(吸收壓力)與液體保持(解吸附壓力)性質。元件符號簡要說明 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 10 吸收性核芯 61 頂薄片 20 儲存組件 62 底薄片 28 吸收性核芯 63 腰帶區域 30 儲存组件 64 縱向側緣 51 吸收性分配片條 65 帶狀垂片 52 吸取片條 66 ***區域 53 寬度 67 鬆緊帶構件 60 尿布 69 鬆緊帶構件 發明詳述 對於分配含水液體很重要之特性 與先前使用於液體吸收領域中之材料比較,本發明之材 -11 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 8 6 48 7 第88103864號專利申請案 中文說明書修正頁(89年12月) 五、發明説明(Sa 料具有降低之CDH對CAH比例(用以度量CDH與CAH之方 法,係詳細描述於下文試驗方法段落中)。大部份先前之吸 收性材料具有CDH : CAH之比例為至少約2 : 1。正如上文 所討論者,相對於材料所顯示之吸收力,增加使材料解吸 附所需要之力,係為毛細遲滯現象之結果。對本發明之材 料而言,CDH : CAH比例已被顯著降低,以致CDH : CAH比 例不超過約1.8 : 1。此種在遲 > 現象上令人驚訏之降低, 係提供特別適合在吸收性物件中作為液體分配組件之材 料。因此,當特別為了提供分配功能而被採用時,本發明 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 11a- 本紙張尺度適用中國國家標隼(CMS ) A4規格(210X29"?公釐〉 4/4808
五、發明說明(9 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 之材料立即能夠使液體吸取材料脫水,且本身立即被較高 抽及材料(^如液體儲存材料)脱水。雖然本發明之材料因 具有降低之遲滞特性及輸送液體之能力,故於本文中被稱 爲"分配材料,,,但此等材料可經設計以充作液體吸取材料 或充作液體儲存材料。關於此點,本發明之材料可被採用 於吸收性物件中,作爲液體吸取材料,液體分配材料及/ 或液體儲存材料。 本發明之分配材料,亦具有最大CDH,因此,此分配材 料可接著被儲存材料脱水,及具有最低芯吸速率,以在發 生下一次液體發作之前,確保此材料芯吸液體離開吸收性 核芯之吸取區帶(用以度量芯吸速率之方法,亦描述於試 驗方法段落中)。此材料較佳亦具有最低CAH,因此核芯 之吸取組件可有效地被分配材料脱水。 本發明之分配材料’關於材料之使用,亦應有效。這需 要在特定高度下,於毛細吸收實驗中具有最低吸收容量, 如在試驗方法段落中所詳述者。 當上述性質經小心達成平衡時,此分配材料具有自吸取 組件吸取液體’抵抗重力芯吸此等液體至吸收性核芯之較 高邵份,及釋出含水液體至儲存組件之能力。 A.毛細解吸附高庹rcpm CDH係經由使已預先在含水液體中飽和之足夠長分配材 料片條排乾(經由重力)而測得。毛細解吸附壓力係指材料 在不同流體靜壓高差下,於平衡狀態下,在31。(:下保持液 體之能力。對本發明之目的而言,令人感興趣之毛細解吸 -12- 本紙張尺度適用t國國家標準(CNS)A4規格(21〇 x 297公f ) -------------終 ----I--—訂----I —線 r (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 474868 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(1Q) 附壓力爲在平衡條件下,於31°C下之液體負載爲自由吸收 容量之50%下之流體靜壓高差(意即,高度)。 相對於其他吸收性組件,尤其是欲供液體儲存者之吸收 壓力,毛細解吸附壓力是很重要的。若吸收性物件之液體 分配組件太黏滯地保持所獲得之液體,則這將抑制此等其 他組件分配液離開之能力。這可能會造成分配組件仍然如 此沉重地負載著液體,以致吸收性物件更容易滲漏。對大 邵份材料而言,CDH爲CAH數値之約兩倍,此係由於毛細 遲滯現象所致。對本發明之分配材料而言,CDH値並未超 過此材料CAH之約1.8倍。特定言之,本發明之分配材料具 有CDH値不超過約50公分,較佳係不超過約45公分,且更 佳係不超過約40公分。典型上,此分配材料具有CDH値爲 約12公分至約50公分,更典型上爲約15至約45公分,又更 典型上爲約20至約40公分。 由於本發明分配材料之相對較低CDH値,故其可容易地 被儲存此種液體之吸收性核芯之其他組件解吸附,包括含 有習用吸收性膠凝材料者,譬如在1991年10月29日頒予之 美國專利5,061,259 (Goldman等人),1987年3月31日頒予之美 國專利4,654,039 (Brandt等人)(1988年4月19日再公告之 Re. 32,649),1987年5月19日頒予之美國專利4,666,983 (Tsubakimoto等人)及1986年11月25曰頒予之美國專利4,625,001 (Tsubakimoto等人)中所揭示者,其全部均併於本文供參考; 以及製自此等吸收性膠凝材料之吸收性巨觀結構,譬如在 1992年4月7日頒予之美國專利5,102,597 (Roe等人)與1994年6 -13- ------------- 裝--------訂---------線 , (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 474868 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(ιυ 月23日頒予之美國專利5,324,561 (Rezai等人)中所揭示者,兩 案均併於本文供參考。事實上,此等分配材料大部份可容 易地被用以儲存所獲得液體之吸收性聚合發泡體解吸附, 譬如在I"3年I2月7曰頒予之美國專利5,268,224 (DesMarais等 人);前述美國專利5,387,207,前述美國專利5,563,179 ; 1997 年7月22曰頒予之美國專利5,560,222 等人),及1998 年3月13曰由T. A. DesMarais提出申請之共待審美國專利申請 案序號--,其標題爲"高抽吸聚合發泡體材料 ·’(P&G案例7052)中所揭示者;及吸收性膠凝材料與前述聚 合發泡體或其他極高表面積吸收劑之混合物,譬如在1998 年3月13日由G. A. Young等人提出申請之共待審美國專利申 請案序號-一_,其標題爲”包含高表面積材料以吸收體 液之吸收性構件"(P&G案例7053),及1998年3月13曰由G. A.
Young等人提出申請之美國專利申請案序號__,其標 題爲π用以吸收體液之吸收性構件”(p&G案例7〇54)中所述者 ’每一案之揭示内.容均併於本文供參考。因此,本發明之 分配材料係極良好地在多次”湧出”狀況中發揮功能,以迅 速移動所獲得之液體至吸收性結構之其他液體儲存組件。 B.:多細吸收高度(CAH) 根據本發明有用之分配材料之另一個重要性質,係爲其 毛細吸收壓力。此項技術係提供材料之容量,作爲被重力 在包含於其中之水柱上所施加之不同流體靜壓力之函數。 毛細吸收壓力係指發泡體以垂直方式芯吸液體之能力。對 本發明 < 目的而言,令人感興趣之毛細吸收壓力係爲流體 — I! — ·— — — — · — · - I I I I--—訂-111111 — *^ . (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 14- 474868 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(12) 靜壓高差,在此靜壓高差下經垂直芯吸之液體負載,係爲 在平衡條件下,於31°C下自由吸收容量之50%。流體靜壓 高差係以高度h之液柱(例如合成尿液)表示[參閲, P. K. Chatterjee與Η· V. Nguyen,”吸收性,,纺織品科學與技術,第7 卷;P. K. Chatterjee 編著;Elsevier : Amsterdam,1985 ;第 2 章]。 當產物以直立位置穿戴時,CAH値必須爲至少約吸收性核 芯之高度。例如,用於小嬰兒之小尿布,可能僅需要約1〇_ 12公分之CAH。欲供失禁成人使用之大產物,可能需要2〇_ 25公分CAH。本發明之吸收性材料可經設計,以具有在考 量下之特定產物發揮功能所需要之最低CAH。 C. CDH對CAH之比例 正如上文所討論者,本發明分配材料之重要方面,係爲 其降低之遲滯現象’其係反映在相對較低CDH對CAH比例 上。本發明材料具有CDH : CAH之比例不超過約1.8 : 1 , 較佳爲不超過約1.7 : 1,更佳爲不超過約[6 : 1,又更佳 爲不超過約1.5 : 1,又更佳爲不超過約丨4 : 1,又更佳爲 不超過約1.3 : 1,又更佳爲不超過約丨2 : 1,又更佳爲不 超過約1.1 : 1。 D. 芯吸速率 本發明分配材料之另一個重要要求條件,係爲其足夠親 水性與多孔性,因此其會迅速芯吸液體,至吸收性結構内 功此所要之南度。芯吸速率係按前文美國專利5,563 179之 試驗方法段落中所述度量。欲成爲特別可用於吸收性物件 中以吸收尿液,本發明之分配材料將在不超過约25分鐘内 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ---- 訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 474868 A7 ---------_____— ’ 五、發明說明(13) ’垂直芯吸合成尿液(65 + 5達因/公分)至15公分高度。此 分配材料更佳係在不超過約20分鐘内垂直芯吸此合成尿液 至15公分高度,又更佳係在不超過約15分鐘内,及最佳係 在不超過約10分鐘内。典型上,此分配材料將在約3至約 25分鐘内垂直芯吸合成尿液至15公分高度,更典型上爲約 3至約20分鐘内,及更典型上爲約4至約15分鐘内。 E. 垂直芯吸容量 垂直芯吸之吸收容量試驗,係度量每克分配材料之試驗 液體量,其係被保持在使用於垂直芯吸試驗中之相同標準 大小試樣之每一英吋(2.54公分)垂直區段内。此種測定通 常係在已使試樣垂直芯吸試驗液體至平衡後施行(例如在 約18小時後)。垂直芯吸吸收容量試驗係更詳細地描述於 美國專利5,387,207之試驗方法段落中。 本發明之分配材料,在15公分高度下,係具有垂直芯吸 各言:爲至少約6克/克’較佳爲至少約7克/克,又更佳爲 至少約9克/克。此分配材料較佳係具有在15公分下之垂 直芯吸容量爲約6克/克至約120克/克,更佳爲約7克/ 克至約85克/克,又更佳爲约9克/克至約7〇克/克。 F. 自由吸收容量 根據本發明分配材料之另一種有關聯性質,係爲其自由 吸收容量("FAC")。”自由吸收容量”爲以試樣中每單位質量 之固體材料計,特定試樣將吸收至其結構中之試驗液體( 合成尿液)總量。特別可用於吸收性物件(譬如尿布)中之 分配材料,將至少滿足最低自由吸收容量。欲成爲特別可 -16- 度適用中關家標準(CNS)A4規格⑵〇 x 297公楚) ---- 1 ------^---!— 訂---------線 I 〈請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 474868 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(Μ) 用於吸收性物#中以吸收尿液,本發明之分配材料將具有 每克乾燥發泡材料對合成尿液之自由容量爲至少約12克/ 克,較佳爲至少約15克/克,更佳爲至少約20克/克。較 佳情況是,每克乾燥發泡材料斜合成尿液之自由吸收容量 爲約12至約125克/克,更佳爲約15至約90克/克,且最 佳局约20至約75克/克。用以測定自由吸收容量之程序, 係描述於前文美國專利5,563,179之試驗方法段落中。 Π.較佳聚合分配發泡艚 在本發明《項較佳具體實施例中,分配材料係爲互連 開孔义親水性、可撓性聚合發泡體結構。此等發泡體結構 降低I遲滯現^,係、部份藉由確保發泡體之機械強度而達 成,以致在捨棄其液體時,發泡體會在所涉及之毛細壓力 下陷縮。此陷縮程序會藉由與發泡體密度有關聯之實質因 數降低有效發泡體谷1,其係描述於後文。若在整個結構 中相對較均勾’則該I㈣會降低被固定在液體發作點之 1當位置上之液體量。關於此點,發泡體之強度係低於被 發泡體施加之毛細壓力,以致當含水液體被核芯之儲存組 件移除時,發泡體將陷縮。毛細壓力於此處主要是藉由調 :發泡體氣孔大小(其係與每單位體積之表面積成相反關 係)加以控制。強度係藉由交聯密度與發泡體密度之組合 加以控制。交聯劑與其他共單體之類型,亦可能有影嚮。 Α·二_般分配發泡體乏 可用於此處之聚合發泡體,係爲相對較具開孔者。在此 種實質上開孔發泡體結構中之氣孔,具有氣孔間通路或” -17- 本紙張尺度朝中國國家標準(CNS)A4規格(21G X 297公髮) 1·. 裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 寸/"+ουο Α7
裝 I 訂 I 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^/4868 A7 —------B7_____ 五、發明說明(16) 吸收測得。 此等發泡體之一個重要方面,爲其玻璃轉移溫度(Tg)。 Tg係表示在聚合體之玻璃態與橡膠態間轉變之中點。具有 Tg比使用溫度高之發泡體,可能極強但亦可能極堅硬,且 潛在地易於斷裂。此種發泡體亦易於在應力下潛變,且當 在比致合體之Tg冷之溫度下使用時,爲不良回彈性。機械 性質(特別是強度與回彈性)之所要組合,典型上需要相當 大選擇範圍之單體類型與含量,以達成此等所要之性質。 對本發明之分配發泡體而言,Tg應儘可能低,只要發泡 體具有可接受之強度即可。因此,單體係儘可能多地選擇 ,以提供具有較低Tg之相應均聚物。 此聚合體玻璃轉移區域之形狀,亦可能是很重要的,意 即其係狹窄抑或寬廣地作爲溫度之函數。於聚合體之使用 溫度(通常爲環境溫度或體溫)在於或接近Tg時,此玻璃轉 移區域形狀是特別有關聯的。例如,較寬廣轉移區域可意 謂在使用溫度下轉移是不完整的。典型上,若轉移在使用 溫度下不完整,則此聚合體將証實較大剛性,且將較不具 回彈性。反之,若在使用溫度下完成轉移,則聚合體將顯 示較快自壓縮復原。因此,一般期望控制聚合體轉移區域 之Tg與寬度,以達成所要之機械性質。—般而言,聚合體 之Tg較佳應低於使用溫度至少約KTC (轉移區域之Tg與寬 度,係導自耗損正切對溫度曲線,其係得自動態機械分析 (DMA)度量,如在I"6年10月8曰頒予之美國專利5 563 179 (Stone等人)中所述者)。 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) — HI —--I I I I , ------^—訂--------線 — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 474868 A7 B7 五、發明說明(17) B.可用於此處之發泡體之其他攸質 除了⑽、CDH對CAH之比例 '垂直芯吸速率、… 吸容量及自由吸收容量等必要性質以外,其係爲本發明任 何分配材料所f要者,較佳聚合發泡體材料亦具有其他物 理性質。 !· 毛細陷縮壓力(CCP) 本發明之發泡體能夠抵抗重力,芯吸含水液體至顯著高 度,例如至少約15公分。被保持在發泡體中之液柱,备施 加顯著收縮毛細壓力。在由發泡體強度(於壓縮中)與每單 位體積發泡體之表面積兩者所決定之高度下,發泡體將陷 縮。此高度,如更詳細地在下文試驗方法段落中所定義者 ,係爲毛細陷縮壓力(CCP),以公分表示,在此壓力下,係 損失發泡體在零壓差下體積之50%。本發明之較佳分配發 泡體將具有CCP爲至少約15公分,更佳爲至少約20公分, 又更佳爲至少約25公分。典型上,較佳分配發泡體將具有 毛細陷縮壓力爲約15公分至約5〇公分,更佳爲約2〇公分至 約45公分,又更佳爲约25至約40公分。 CCP亦可以降服應力表示,以kPa單位顯示。降服應力係 在應力-應變實驗中,以壓縮模式在吸收性發泡體上測定 。此程序及降服應力與CCP之互變,係更詳 細地示於下文 試驗方法段落中。 2· 氨孔與孔洞大小 一種可用於界定較佳聚合發泡體之特徵,係爲氣孔結構 。發泡體氣孔,及尤其是經由使圍繞著相對較不含單體之 -20- 奉..嫌尺度適用中國國家標準(CNS)A4視格咖x 297公爱) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· !| 訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(18) 水相履屬疋含單體油相聚合 球彤。n Ι+. α形成艾氣孔,通常爲實質上 衣形此等球形氣孔係藉通 J; ., Ρ, , „ 互相連接,其在後文係稱爲 轧孔間炙孔洞。此種球形氣 乃 之iUi Μ、m、 孓大小或,,直徑",及氣孔間 I通孔(孔洞)之直徑兩者 系吊被使用於描述發泡體之一 股特徵。由於在特定聚合發泡 n ,3r..R + 赏忒樣中之氣孔及介於氣孔 旬之孔洞’未必具有大約相同 傲、a i 、 门尺寸;故經常指定平均氣孔 與孔洞大小,意即平均氣孔與孔洞直徑。 ϋ與孔洞大小係爲可衝擊根據本ς明發泡體之多種重 要機械與性能特徵之參數,該特徵包括此等發泡體之液體 心吸性質,以及在發泡體結構内發展之毛細壓力。有多種 技術可用以測定發泡體之平均氣孔與孔洞大小。—種可用 之,術’係涉及以發泡體試樣之掃描電予顯微照片爲基礎 I間易度量法。例如,圖3與4顯示根據本發明之典型HJPE 發泡體結構。例如,在圖4光學顯微照片上方爲代表2〇微 ,尺寸之比例尺。此種比例尺可用以經由影像分析程序測 定平均氣孔與孔洞大小。可作爲根據本發明含水液體吸收 劑使用之發泡體,較佳係具有數目平均氣孔大小約2〇微米 至約100微米,且典型上約30微米至約90微米,及數目平 均孔洞大小約5微米至約15微米,且典型上爲約5微米至約 12微米。 3. 毛細抽吸比表面積 ”毛細抽吸比表面積"爲可通過試驗液體之聚合體網狀組 織之試驗液體可進入表面積之一種度量。毛細抽吸比表面 積係藉由發泡體中多孔性單位之尺寸,及藉由聚合體密度 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -----------I . 裝-----訂--I------線 I (請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁) 474868 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(19) 兩者測得,且因此是將藉由發泡體網狀組織所提供之固體 表面總量定量至此種表面參與吸收性程度之—種方式。 對本發明之目的而言,毛細抽吸比表面積係藉由度量低 表面張力液體(例如乙醇)之毛細吸收量而測得,其係發生 在已知質量與尺寸之發泡體試樣内。此種經由毛細抽吸方 法測定發泡體比表面積之程序,其詳細説明係敘述於前文 美國專利5,387,207之試驗方法段落中。用以測定毛細抽吸 比表面積之任何合理替代方法,亦可使用。 可使用之本發明分配發泡體,較佳係具有毛細抽吸比表 面積爲至少約0.01平方米/毫升,更佳爲至少約〇.〇3平方米 /毫升。典型上,此毛細抽吸比表面積係在約〇·〇1至約〇.2〇 平方米/毫升之範圍内,較佳爲約〇.〇3至約〇,1〇平方米/毫 升,最佳爲約0.04至約0.08平方米/毫升。 4. 發泡體密度 ”發泡體密度"(意即’以在空氣中之每立方公分發泡體 體積之發泡體克數表示)在本文中係指定爲以乾重爲基準 。發泡體之密度,就像毛細抽吸比表面積一樣,可影嚮吸 收性發泡體之多種性能與機械特性。其包括對含水液體之 吸收容量及壓縮變形特性。發泡體密度將根據發泡體之狀 態而改變。呈陷縮狀態之發泡體,顯然具有比呈完全膨脹 狀悲之相同發泡體爲南之念度。一般而言,本發明呈陷縮 狀態之發泡體,具有乾燥密度爲約0.11克/立方公分。以 下述作爲非限制性實例,一種具有膨脹密度爲約20毫克/ 立方公分之發泡體,將具有自由吸收容量(FAC)爲約50克/ -22- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
In--I---I! 裝·--!1訂! —--線 I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4/4868 A7 五、發明說明(2〇) 克。當呈陷縮狀態時,此FAC係被降低,相當於在空隙體 積上因陷縮所造成之降低,其在此實例中係爲約5之因^ 。因此,呈陷縮狀態之FAC將僅爲約10-11克/克。此可逆 陷鈿程序允許藉由本發明發泡體達成之不尋常低之: CAH比例。 將提供每單位體積發泡體結構之固態發泡體材料質量測 疋<任何通當重量分析程序,均可用以度量發泡體密度。 例如,更芫整地描述於前文美國專利5,387,2〇7之試驗方法 #又落中之ASTM重量分析程彳,係冑一種可用於密度測定 之方法。發泡體密度係關於每單位體積之經洗滌發泡體之 重量,該經洗滌之發泡體不含乳化劑、填料 '表面處理劑 (#如鹽)等。本發明之發泡體較佳係具有乾燥密度爲約8 寬克^互方公分至約77毫克/立方公分,更佳爲約11毫克 /立万公分至約63毫克/立方公分,又更佳爲约13毫克/ 立方公分至約48毫克/立方公分。 瓜J_hipe製備聚合分配發泡體 本發明進一步關於經由使特定類型之水在油中型乳化液 或具有相對較少量油相與相對較大量水相聚合,以 獲得較佳分配發泡體之方法。此方法包括以下步驟:3 A)於特定溫度與特定剪切下,形成水在油中型乳化液 ,得自: 1)油相,其包含: a)約85至約98重量%能夠形成具有Tg爲約35<>(:或 較低之共聚物之單體成份,此單體成份包含: (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --11----訂---— II-- 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 -23- 474868 A7 五·、發明說明(21) 0約30至約80重量%至少—種實質上水不溶 性單官能性單體,其能夠形成具有邛爲约% C或較低之亂排非晶質聚合體; π)約5至約40重量。/。至少—種實&質上水不溶性 單&能性共單體’其能夠賦予約等於藉苯 乙烯所提供之韌度; 叫約5至約3 〇重量。/。第一種實質上水不溶性、 多官能***聯劑,選自二乙烯基苯、三乙 烯基苯、二乙烯基甲苯、二乙烯基二甲苯 、二乙烯基萘、二乙烯基烷基苯、二乙烯 基菲、二乙烯基聯苯、二乙烯基二苯甲烷 、二乙烯基苄、二乙烯基苯基醚、二乙烯 基—苯基硫、二乙稀基呋喃、二乙烯基硫 、一乙烯基颯及其混合物;及 iv) 〇至約15重量%第二種實質上水不溶性、多 έ豳性父聯劑,選自多官能性丙晞酸酯、 甲基丙缔酸酯、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺 及其混合物;及 b)約2至約15重量。/。乳化劑成份,其可溶於油相 中,且其適合形成安定水在油中型乳化液,此 乳化成份包含:①一級乳化劑,其具有至少約 4〇重量%乳化成份,選自線性不飽和Ci6_C22脂 肪酸心雙甘油單酯,分枝狀^^^*脂肪酸之雙 甘油早Sg,分枝狀6 _C2 4醇之雙甘油單脂族醚 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---I -----線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -24- 474868 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(22) ,線性不飽和Cw-C22脂肪醇之雙甘油單脂族醚 ,線性飽和C12_C14醇之雙甘油單脂族醚,線性 不飽和C10-C22脂肪酸之花楸聚糖單酯,分枝狀 C1 6 _c:2 4脂肪酸之花揪聚糖單酯,及其混合物; 或(ii)组合一級乳化劑(具有此等乳化成份之至 少20重量。/。)與某些二級乳化劑,一級對二級 乳化劑之重量比爲约50 : 1至約1 : 4 ;及 2) 水相’其包含水丨谷液’此水溶液含有:(丨)約〇 2至 約20重量。/。水溶性電解質;及⑻有效量之聚合引 發劑; 3) 水相對油相之體積對重量比,在約12 : 1至約ι25 :1之範圍内;及 B) 使水在油中型乳化液之油相中之單體成份聚合,以 形成聚合發泡體材料;及 C) 視情況使聚合發泡體材料脱水。 本發明之方法允許形成此等吸收性發泡體,由於具有如 上述經小心平衡之性質,故其能夠分配液體。此等性質係 經由小心選擇交聯劑與單體類型及含量,以及乳化液形成 參數,尤其是剪切混合量、溫度及水對油比例(其係轉化 成乾燥發泡體之最後密度)而達成。 A.概述 根據本發明之聚合發泡體可經由具有相對較高比例之水 相對油相之某些水在油中型乳化液之聚合反應製成,該乳 化液於此項技藝中常稱爲"ΗΡΕ"。由此種乳化液之聚合反 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 X 297公髮了 — II--—-T!---- ^---------^ —------線 r (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(23) 應所把成I聚合發泡材料,於後文係稱爲"册e發泡體"。 ,種麵—般製法之詳述,係示於下文美國專利5,563则 美國專利5,387,207中。 用以形成聰之水與油相之相對量,在許多其他參數中 對於決定所形成聚合發泡體之結構、機械及性能等性質 是特別重要的。特定言之,在乳化液中水對油之比例("w:c 比例|,)會相反地隨著最後發泡體密度而改變,並可影嚮發 泡體之氣孔大小與€細抽吸比表面積,及形成發泡體之支 柱尺寸。用以製備本發明HjPEa泡體之乳化液,通常具有 水相對油相之體積對重量比,在約12: i至約125: i之範 圍内,且最典型上爲約15:丨至约90: i。特佳發泡體可製 自具有約20 ·· 1至約75 : 1比例之HJPE。 1·油相成价 HIPE油相之主要部份,係包含單體、共單體及交聯劑, 譬如在下文美國專利5,387,207中所列舉者。此等單體、共 單體及交聯劑必須爲實質上水不溶性,因此其主要係可溶 於油相中,而非水相中。使用此種實質上水不溶性單體, 係確保將獲得具有適當特性與安定性之HjpE。當然,高卢 較佳的是,於本文中使用之單體、共單體及交聯劑,應具 有致使所形成聚合發泡體爲適當無毒性及適當化學安定性 之類型。此等單體、共單體及交聯劑,在聚合後發泡體處 理及/或使用期間,若以極低殘留濃度存在,較佳應具有 極少或無毒性。 油相之另一種必要成份爲允許形成安定H!PE之乳化劑成 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
. ^--------^---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明說明(24) ^ 此乳化劑成份包含一級乳化劑,與選用之二級乳化劑 ’譬如在下文美國專利5,387,207中所列舉者。 用以形成HIPE之油相,包含约85至約98重量0/。單體成份 ’與約2至約15重量%乳化劑成份。油相較佳係包含約9〇 至約98重量。/。單體成份,及約3至約10重量%乳化劑成份 。此法相亦可含有其他選用成份。一種此類選用成份係爲 熟請此藝者所習知之—般類型之油溶性聚合引發劑,譬如 在1994年3月1日頒予之美國專利5,29〇,82〇 (Bass等人)中所述 者,其係併於本文供參考。另一種較佳選用成份爲抗氧化 劑,譬如受阻胺光安定劑(HALS)與受阻酚安定劑(HPS)或任 何其他可與欲被採用之引發劑系統相容之抗氧化劑。其他 選用成份包括增塑劑、塡料、著色劑、鏈轉移劑、經溶解 之聚合體等。 2.水相成份 HIPE之不連續水内相,通常爲水溶液,其含有一或多種 已溶解之成份,譬如在下文美國專利5,387,2〇7中所列舉者 。水相之一種必要經溶解成份,係爲水溶性電解質。此已 溶解之電解質會使主要爲油溶性之單體、共單體及交聯劑 亦溶解於水相中之傾向降至最低。因而,咸認這會使聚合 材料,於聚合期間在由水相液滴所形成之油/水界面處, 充填氣孔窗口之程度降至最低。因此,咸認電解質之存在 及所形成之水相離子強度,係決定所形成之較佳聚合發泡 體是否可爲開孔,及達何種程度。 HIPE典型上亦含有聚合引發劑。通常係將此種引發劑成 27- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公髮 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂----------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 474868 A7 五、發明說明(25) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 伤加入HIPE之水相中,丑可爲任何習用水溶性自由基引發 劑。其包括過氧化合物,譬如過硫酸之釣、奸及按鹽,過 氧化氫,過醋酸納,過碳酸制等。習用氧化還原引發劑系 統亦可使用。此種系統係經由將前述過氧化合物與還原劑 合併而形成,該還原劑譬如亞硫酸氫鈉、L_抗壞血酸或亞 鐵鹽; 引發劑可以至高約20莫耳百分比存在,以存在於油相中 之可聚合單體總莫耳數爲基準。引發劑更佳係以約議至 約1〇莫耳百分比之量存在,以可聚合單體在油相中之總莫 耳數爲基準。 3.盤水化界面活性劑與可皮合夕_ 形成HIPE發泡體結構之聚合體,較佳係實質上不含極性 官能基。這意謂聚合發泡體在特性上將相對較具疏水性。 可發現此等疏水性發泡體在需要吸收疏水性液體之情況中 具有利用性。此類之用途,包括其中將油性成份與水混合 者,及期望分開與隔離油狀成份者,譬如在船舶用油散^ 之情況中。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 當此等發泡體欲作爲吸收劑,以供含水液體,譬如汁液 =落、牛乳等之清除,及/或體液譬如尿液使用時,其通 常需要進一步處理,以使得發泡體相對較具親水性。若必 要,則發泡體之親水化作用,通常可依下文美國專利 5,387,207中所述之方式,經由以親水化界面活性劑處理me 發泡體而達成。 此等親水化界面活性劑可爲任何可提高聚合發泡體表面 -28- A7
474868 五、發明說明(26) I水潤濕性之物質。其係爲此項技藝中所習知,且可包括 夕種界面活性劑,較佳爲非離子類型,譬如在下文美國專 利5,387,207中所列舉者。 另一種典型上被摻入ίΠΡΕ發泡體結構中之物質,係爲一 種可水合且較佳爲吸濕性或容易潮解之水溶性無機鹽。此 種鹽包括例如毒物學上可接受之鹼土金屬鹽。此類型之鹽 及其與作爲發泡體親水化界面活性劑之油溶性界面活性劑 起使用,係更詳細地描述於1994年10月4日頒予之美國 專利5,352,711 (DesMarais)中,其揭示内容係併於本文供參考 。較佳之此類型鹽,包括_化鈣,譬如氣化鈣,如前文所 指出者,其亦可在ΙΠΡΕ中作爲水相電解質採用。 可水合無機鹽可容易地摻入,其方式是以此種鹽之水溶 液處理發泡體。此等鹽溶液通常可在從剛聚合之發泡體移 除殘留水相之方法完成後,用以處理發泡體,或作爲該方 法之一部份。以此種溶液處理發泡體,較佳係沈積可水合 無機鹽,譬如氯化鈣,其殘留量爲發泡體重量之至少約〇1 %,且典型上係在約0.1至約12%之範園内。 以親水化界面活性劑(使用或未使用可水合鹽)處理此等 相對疏水性發泡體,典型上係進行至對發泡體賦予適當親 水性所必須之程度《但是,有些較佳HIPE型發泡體,剛製 成時係適當地爲親水性,且可能已在其中摻入足量可水合 鹽,因此不需要以親水化界面活性劑或可水合鹽進行其他 處理。特定言之,此種較佳HIPE發泡體包括其中係在i^pE 中使用某些前文所述之油相乳化劑與氯化鈣者。在此等,]·青 -29- 本紙張尺度適用+國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) I I 1 I I J---— I! -— — — — I--訂!11111_ *^ t (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 474868 A7 五、發明說明(27) 況中’内部經聚合之發泡體表面將適當地爲親水性,卫將 包括含有或沈積足量氯化鈣之殘留水相液體,即使在聚合 發泡體已被脱水至實用程度後亦然。 Β·獲得HEPE之加工處理條件 發泡體製備典型上係涉及以下步驟:丨)形成安定高内相 乳化威(HIPE) ; 2)使此安定乳化液在適於形成固態聚合發 泡體結構之條件下聚合/熟化;3)視情況洗滌此固態聚合 發泡體結構,以自聚合發泡體結構中移除最初殘留水相, 及若必要則以親水化界面活性劑及/或可水合之鹽處理此 聚合發泡體結構,以沈積任何必要之親水化界面活性劑/ 訂 可水合鹽,及4)接著將此聚合發泡體結構脱水。此程序係 更元整地描述於前文美國專利5,387,2〇7中。 rv.本發明分配材料之用途 A. 概述 根據本發明之分配材料,係廣泛地使用於用後即棄尿布 ,以及其他吸收性物件之吸收性核芯中。此等材料亦可採 用於其他吸收性物件中,尤其是當需要抵抗重力以芯吸液 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 體至某-高度,然後釋出液體至產物中之另一個儲存構件 時。 B. 吸收性物件 本發明之液體分配材料,特別可料各種吸收性物件之 吸收性結構(例如吸收性核芯或核芯構件)。所謂"吸收性 物件”,於此處係指一種消費產品,其能夠吸收由失林穿 戴者或物件使用者所排放之大量尿液、月經或其他體( -30 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公楚 474868 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明(28) 意即,液體),例如含水糞便物質(水份過多之排糞)。此 種吸收性物件之實例,包括用後即棄尿布,失禁用衣物, 月經墊,譬如棉塞與衛生棉,用後即棄訓練短褲,床墊片 等。此處所述之分配材料,特別適用於譬如尿布、失禁用 塾片或衣物、衣物厚蔽等物件。 一在本發明吸收性物件之最簡單形式中,其中分配材料顯 不足夠液體儲存容量,其僅必須包括典型上相對較不可透 過視體之背襯薄片,吸取材料及分配材料。此等組件係聯 合使用,以致使吸取材料最接近吸收性物件穿戴者之流體 排放區域或發作區帶。其次爲以背襯薄片作爲背襯之液體 分配/儲存構件。液體不可透過之背襯薄片,可包含任何 材料,例如聚乙埽或聚丙晞,其具有約15密爾(〇 〇38毫米) <厚度,其將幫助保持流體在吸收性物件内。 更濛用上,此等吸收性物件亦包括液體可透過之頂薄片 構件,覆蓋吸收性物件中接觸穿戴者皮膚之侧面。在此種 型悲中,物件係包括吸收性核芯,其包含一或多個本發明 i液體分配材料,置於背襯薄片與頂薄片之間。在特佳具 體實施例中,此物件之吸收性核芯係包含個別液體儲存層 液體可透過之頂薄片,可包含任何材料,譬如聚酯、聚 稀、k、螺縈等’其係爲實質上多孔性,並允許體液立即通 過其間’及進入其下方之吸收性核芯中。此頂薄片材料較 佳係未具有保持含水流體在頂薄片與穿戴者皮膚間之接觸 區域内之傾向。 如所指出者,除了本發明之分配構件以外,此處吸收性 31 -
297™¥iT --Ί I I I------ 裝-------- 訂 i —II----線 丨 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 474868 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明(29) 物件之吸收性核芯,亦可包含其他(例如習用)構件或材料 。在-涉1此處分配構件與其他吸收性材科组合之具體實 施例中,吸收性物件可採用多層吸收性核芯型態,其 有-或多個本發明分配材料之核芯層,可與m固包二 其他吸收性結構或材料之其他個別核芯層合併使用。此^ 其他吸收性結構或材料,例如,可包含木浆或其他纖維素 纖維之氣流成網或濕法成網之網層。此等其他吸收性結構 亦可包含發泡體,例如吸收性發泡體,或甚至可作爲^體 吸取/分配組件使用之海綿,譬如在前文美國專2 5,563,179 (Stone等人)中所揭示者。 一較佳具體實施例,係需要進一步分隔各種吸收性核芯 構件。此較佳吸收性核芯包含一個吸取層,其僅環繞穿戴 者之***區域,以處理最初快速液體湾出。分配層1包含 本發明之材料)係垂直定位於吸取層之前方與背後,以芯 吸液體離開***區域,而非僅只是從前方至背後。另外二 儲,層係放在高於吸取層之適當位置上(其中穿戴者採取 ^位置),且僅與分配材料接觸。於是,儲存吸收性構 件必須能夠自分配層吸收液體,克服由於重力及由於分配 材料之解吸附壓力兩者所造成之力。如此描述之產物,在 兩次發作間所提供之時間内,自***區域移除液體,留下 相對較乾之吸取區域,及準備進一步吸收液體。這進一步 呆持衣物之形狀,及保持***區域相對較乾,以提供較佳 皮膚健康。 圖1顯示較佳具體實施例尿布6〇,其中頂薄片與底薄 11 ^^------訂—-----1* 線 I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
297公釐) 474868 A7 五、發明說明(3〇) 片_延伸性,並具有大致上大於吸收性核芯%之長度 與寬度尺寸。頂薄片61係與底薄片62連接,並重疊於其上 ,於是形成尿布6G之周園。此周圍係界定尿布⑼之外部周 邊或邊緣。 頂薄片61爲柔順性、柔軟感覺及對穿戴者皮膚無刺激性 。再者,頂薄片爲液體可透過,允許液體易於穿透經過 其厚度。適當頂薄片61可製自廣範圍材料,譬如多孔性發 泡體、網狀發泡體、多孔塑膠薄膜 '天然纖維(例如木材 或棉花纖維)、合成纖維(例如聚酯或聚丙缔纖維),或製 自天然與合成纖維之組合。在—項具體實施例中,頂薄片 6!係由疏水性材料所製成,以使穿戴者皮膚與吸收性核芯 10中之液體隔離。頂薄片較佳係包含一種裝置,以調整材 料之親水性。在非織造頂薄片之情況中,這可藉由在形成 非織造物之前調整纖維之表面能,或藉由在形成後調整非 織造物之表面能而達成。可施行親水性調整,以致其在被 譬如尿液潤濕時易於洗離,或較佳係致使其即使在重複潤 濕時仍然有效,惟可能係在降低之程度下。此種親水性調 整物質可摻入纖維之樹脂中,4可在纖維纺絲後或網層形 成後塗敷至其上。在成形及/或多孔薄膜之情況中,可將 表面能調整物質塗敷至被製成薄膜之樹脂,或在薄膜形成 後塗敷至其表面。或者,可使用非織造物與薄膜之組合複 合物,且兩者之個別選擇處可施加親水性調整。一種特佳 頂薄片61係包含具有約i 5丹尼之定長聚丙烯纖維,譬如 Hercules 151 型聚丙烯,由 Hercules 公司 Ddaware)銷售 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 ----訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -33 474868 A7 B7 ’係指具有長度爲至少 五、發明說明(31) 。於本文中使用之••定長纖維”一詞 約15.9毫米(0.62英叫)之纖維。 有多種製造技術可用以製造頂薄片61。例如,頂薄片Μ 可經織造、非織造、紡黏、梳理或其類似方式。較佳頂薄 片係藉熟請織物技藝者習知之方式,進行梳理與熱黏結: 頂薄片61較佳係具有重量爲每平方米約18至約25克,在機 械方向上之取低乾抗張強度爲每公分至少約4⑻克,及在 橫越機械方向上之濕抗張強度爲每公分至少約55克。 雖然較佳係具有頂薄片作爲最接近穿戴者皮膚之材料, 但這並非必須的。意欲涵蓋的是,可在未使用頂薄片下使 用適當吸收性核芯型態,而仍然產生想要之結果,譬如舒 適性與吸收性,以及在製造上之簡便性,及節省材料成本 。例如,吸收性核芯本身之身體側表面,可由液體可透過 、柔軟、順應性、無刺激性材料製成,以替代個別頂薄片 。此種吸收性核芯僅必須與底薄片合併使用,以在吸收性 物件中提供舒適性與吸收性。 底薄片62爲不可透過液體,且較佳係製自薄塑膠膜,惟 其他可撓性液體不可透過材料亦可使用。底薄片62係防止 被吸收且包含在吸收性核芯丨〇中之滲出液潤濕與尿布6〇接 觸之物件,譬如床單與内衣。底薄片62較佳爲具有厚度約 0.012耄米(0.5密爾)至約〇 051公分(2 〇密爾)之聚乙烯薄膜, 惟可使用其他可撓性液體不可透過材料。於本文中使用之 ’’可撓性’’ 一詞,係指具有柔順性,且易於順應穿戴者身體 之一般形狀與輪廓之材料。 -34 私紙張尺度義巾國國家標準(CNS)A4規格⑽X 297公愛)_ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝------丨—訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 474868
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 玉、發明說明(32) 適當聚乙埽薄膜係由Monsanto化學公司製造,並於商業上 以薄膜编號8020銷售。底薄片62較佳係經壓花及/或消光 整理’以提供更似布之外觀。再者,底薄片62可爲"可透 氣性允許蒸氣脫離吸收性核芯28,然而仍防止滲出液 通過底薄片62。意欲涵蓋的是,一種高度可透氣但實質上 不吁邊過液體之底薄片,可能是某些吸收性物件所想要的 〇 底薄片62之大小係受吸收性核芯28之大小,及所選擇之 實際尿布設計所主導。在一較佳具體實施例中,底薄片62 具有經修改之砂漏形狀,延伸超過吸收性核芯28之最小距 離爲至少約1.3公分到至少約2.5公分(約〇 5至約1〇英吋), 環繞整個尿布周園。 頂薄片61與底薄片62係以任何適當方式接合在一起。於 本文中使用 < ”接合”一詞,係涵蓋其中頂薄片61直接接合 至底薄片62<型態,其方式是使頂薄片01直接固著至底薄 片62,及其中頂薄片q間接接合至底薄片幻之型態,其方 式是使頂薄片61固著至中間構件,接著使其固著至底薄片 62。在-較佳具體實施例中,頂薄片。與底薄片幻係藉附 著裝置(未示出),譬如黏著劑,或任何其他如在此項技藝 中已知之附著裝置,彼此直接固著在尿布周圍。例如,可 使用均勾連續黏著劑層’具有圖樣之黏著劑層,或黏著劑 之一陣列個別線條或點,以使頂薄片Μ固定至底薄片纪。 帶狀垂片固著物65典型上係被施用至尿布6()之腰帶區域 63,以提供固著裝置,以保持尿布於穿戴者身上。所描綸 ---------'t--------訂----------線 Ί (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -35- 474868 A7
閱 讀 背 Φ 之 注 ΐτ i I I I I I I ά 項 再 填 寫 本 頁 裝 A7 五、發明說明(34) 於使用時,係將尿布6〇施用至穿戴者,其方式是使一個 腰f區域走位於穿戴者背後,並拉伸尿布之其餘部份介 於牙戴者雙腳之間,因此使另一個腰帶區域定位橫越穿戴 者則方。然後,較佳係使帶狀垂片65或其他固著物固定至 尿布60之面向外區域。於使用時,併入本發明吸液性構件 疋用後即棄尿布或其他吸收性物件,易於更迅速且有效地 分配及儲存液體,且仍然保持乾燥,此係由於吸液性構件 ^兩吸收容量所致。併入本發明吸液性構件之用後即棄尿 布’亦可較薄及更具可撓性。 虽在用後即棄尿布60中作爲吸收性核芯使用時,係將根 據本發明較佳具體實施例之核芯28定位,以致使吸取片條 52係與頂薄片61呈液體連通,並用以迅速地吸取及分配來 自穿戴者身體之身體滲出液,至吸收性分配片條51。吸取 片條52之黏著劑結合至頂薄片δ1,可藉由提供界面黏結, 及防止頂薄片分離以免阻礙液體流動,而加強液體連通。 本發月之刀配材料51係在核芯28之X與y次元上移動液體, 及接著藉由液體儲存组件解吸附,此組件係一般性地顯示 爲10:雖然組件52與51係一般性地顯示爲直線圍繞,並具 有相等大小,但可使用其他形狀與大小關係。如所示,此 等一般性地以直線圍繞之組件,具有寬度53,其係相應於 用後即棄尿布***區域66之適當寬度。而且,個別核芯組 件之長度可以改變,以對不同穿戴者大小提供適當配合。 如圖1中所示,儲存组件10可包含兩個各別儲存組件2〇 與30 ’以致沒有吸收性儲存構件位於尿布之液體排放展域 L____ -37- 本紙張尺度適用中國國豕標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
裝--------訂---------線 ! (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 474868 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ------------------ 五、發明說明(35) 中。由於此種吸收性核芯10在核芯之中央(相應於核芯之 ***或液體排放區域)具有極少或無液體儲存材料(應明瞭 的是,分佈材料51可具有可觀儲存容量,且將容納液體, 至少直到被較高抽吸儲存材料解吸附爲止),故當此物件 爲乾燥時及在其已接收數次體液負載後,含有此種核芯之 物件可提供經改良之合身性與穿戴者舒適性。參閲,例如 1997年3月27日由G. Young等人提出申請之共待審美國專利 申請案序號08/825,072,1997年3月27日由G. LaVon等人提出 申請之共待審美國專利申請案序號〇8/825,〇71,及1997年3月 27曰由G,Young等人提出申請之共待審美國專利申請案序號 08/826,208。 ; 圖2a描繪吸收性核芯28之解開圖,其具有兩個分開之構 件20與30,其每一個均由儲存吸收性構件所组成,其將使 分配材料51解吸附。前方面板2〇大致上相應於被穿戴在穿 戴者前方之用後即棄尿布部份。同樣地,背後面板3〇係相 應於被穿戴在穿戴者背後之用後即棄尿布部份。在一種替 代设計中,其中吸收性核芯包含個別液體儲存構件(類似 圖1與圖2a中之構件20與30),分配層可定位於吸取層與儲 存構件兩者之下方。意即,參考圖1,分配材料51係位於 吸取材料52與儲存構件20和3〇之下方。 、 或者,儲存構件10可爲儲存材料之單一層(意即,其中 在圖1中之虛線70表示儲存組件1〇係被包含在物件之液體 排放區域中)。吸收性核芯28之此種具體實施例,係描钤 於圖2b中。 3 ----------- t-------I 訂--------•線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -38- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ~------JZ____ 五、發明說明(36) 在一具體實施例中,吸取片條52係爲液體處理層,位於 物件穿戴者之液體排放區域中,呈高蓬鬆非織造形式,但 較佳係呈液體吸取形式’其包含一層經改質之纖維素纖維 ,例如硬挺捲曲纖維素纖維,及視情況選用高達此液體吸 取/分配層之約10重量%之聚合體膠凝劑。使用於此種較 佳吸收性物件之液體吸取層52中之經改質纖維素纖維,較 佳爲木漿纖維,其已利用化學及/或熱處理而被硬挺化與 捲曲。此種經改質之纖維素纖維,係具有與在199〇年6月 19日頒予之美國專利4,935,622 (Lash等人)中所述之吸收性物 件中所採用者相同之類型,其係併於本文供參考。一種較 佳具體實施例爲其中液體儲存層1〇係如在1998年3月13日 由T. A. DesMarais提出申請之共待審美國專利申請案序號 _,其標題爲"高抽吸聚合發泡體材料"(P&G案例7052) ;1998年3月13日由G. A_ Young等人提出申請之共待審美國 專利申請案序號 ——,其標題爲"包含高表面積材料以 吸收體液之吸收性構件,,(P&G案例7053);及1998年3月13曰 由G. A. Young等人提出申請之共待審美國專利申請案序號 _’其標題爲"用以吸收體液之吸收性構件"(P&G案例 7054)。此液體分佈層典型上係位於(上方)液體處理與(下 方)較鬲抽吸儲存層之間,並與其呈液體連通。 當於本文中指稱時,"用後即棄”吸收性物件係爲意欲在 單次使用後拋棄者(意即,原先之吸收性物件整體並不意 欲經洗淮或者以其他方式復原或再使用作爲吸收性物件, 惟某些材料或所有吸收性物件可回收、再使用或堆肥)。 -39- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ^--------訂----------線 I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) "t/Ηουο 五、發明說明(π) ::又中使用之"尿布”―詞,係指通常被 =㈣物,其係環繞穿戴者之下方驅幹穿戴失= ,的疋,本發明亦可應用於其他吸收性物件-:月 禁用塾片、尿布^月 衛生棉、棉塞、,編帶、薄面紙、紙巾等。 =有:之液體處理性質以外,本發明之較佳吸收性發 ,材科,由於其柔軟、回彈性結構及物理完整性 艮好美觀性。在薄片形式中,此等吸收性發泡體亦可= 2谷易設計,以供使用於多種吸收性物件。與纖維質吸收 :士:件對:,料吸收性發泡體於使用期間在整體外觀與 、'”、上、’意即密度、形狀等’係保持大部份未改變。此 發=體之厚度,將根據存在於發泡體中之含水液體而改變 。意即,當飽和時,此發泡體將相對較厚,而當被鄭接儲 存層脱水時,將相對較爲陷縮或較薄。由於此等吸收性發 泡體並未被含水液體塑化,故當潮濕時其機械性質大部份 仍然未改變。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 由於本發明之分配材料有效地分配含水液體,故其特別 可作爲吸收性核芯之液體分配組件使用,而有利於液體移 =。此等分配材料係合併相對較高毛細吸收壓力冑每重量 谷里之性質,允許其在藉助於或未藉助於重力下吸取液髀 ,因此使穿戴者之皮膚保持乾燥。此高容量(每—特定重 量)可導致輕質有效產物。此外,由於本發明之分配材料 可有效地捨棄此所獲得之液體至其他吸收性組件,故此等 材料特別可在"多層"吸收性核芯中作爲分配組件使用,兮 -40 474868 A7 B7 五、發明說明(38) 核芯另外含有液體儲存組件與液體吸取組件。 在根據本發明之一些具體實施例中,吸收性核芯之分配 層係以特定位置關係,相對於吸收性核芯之頂薄片與 層放置。更特定言之,核芯之分配層係經置放,因此其^ 有效地定位以自吸取層吸取所排放之體液,並輸送此種液 體至核芯之其他區域。因此,分配層可跨越於吸取區臀與 一邵份末梢儲存區帶之間。吸取層包括***區域,且較佳 (對於^被男性穿戴之物件而言)亦包括其中排尿係發生在 尿布前万之區域。對尿布而言,吸收性物件之前方係意謂 吸:性物件中意欲放置在穿戴者前方之部份。此外,對; 性穿戴者而言,一般期望此分配層延伸至接近穿戴者之前 腰,域,以有效地吸取相對較高液體負載,對男性穿戴I 而T係發生在尿布前方,及補償排放物之方向性變異。相 應(吸收性⑯件區$,可纟吸收性物件之設計與合身性而 改變。 對尿布實施而言,核芯之分配層可相對於細長頂薄片及 ./或儲存層置放,以致使分配層具有足夠長度,以延伸至 相當於頂薄片長度之至少約5〇%,較佳爲至少約75%,及 /或儲存層總長度之約50至約2〇〇%之區域。此分配層應且 有足以自吸取層吸取體液之寬度。一般對尿布而言,分配 層之寬度係爲至少約5公分,較佳爲至少約6公分。 消 爲達測定此種分配層定位之目的,吸收性物件之長度係 取爲細長物件背襯薄片之正常最長縱向尺寸。細長背襯薄 片之此種正常最長尺寸,可針對物件在其被施用至穿戴者 41 - x 297^17 線 中關家標準(CNS)A4規格⑽ 474868 A7 B7 五、發明說明(㈤) 時;=定義。當穿戴時,底薄片之相反端係被固定在 :起,因此,此等接合端係形成-個圓圈,環燒穿戴者: 二之二正常長度’因此係爲從穿戴者後腰部中央 央處二、、上之a),點,經過***,至穿戴者前腰部中 ,靦溥片相反邊緣b)點,運行經過底薄片之線條長 又。頂薄片…與形狀,通常係實質上相當於底薄片。 在-般情況中,大致上界定吸收性物件形狀及細 正常長度之吸收性核芯之儲存層,係被核芯之諸存 :::長縱向尺寸趨近。但是,在—些物件(例如成人失 示用物件)中,其中膨鬆度降低或最低成本是很重要的, 則儲存層-般係被定位,以致僅覆蓋穿戴者之生殖器區 ,及緊鄭生殖器區域之合理區域。在此情況中,液體分配 =與儲存層兩者’係朝向物件前方定位,如被頂薄片所界 足者,以致分配與儲存層典型上係在物件長度之前方二二 之二處發現。 又—为 線 離或兒全未與分配層連結) 此分配發泡體層可爲任何與舒適合身性及上文所討掄之 尺寸限制-致之所要形狀。此等形狀包括例如圓形:= 、梯形或長圓形,例如砂漏形、狗骨頭形、半狗骨頭形: 擴圓形或不規則形狀。此分配發泡體層可與儲存^爲類似 形狀或不同形狀。較佳吸收性核芯型態之儲存層,亦口 ^ 任何與舒適合身性一致之所要形狀,包括例如^形 、梯形或長圓形,例如砂漏形、狗骨頭形、半狗骨頭来 橢圓形或不規則形狀(儲存層不必以物埋方式與:=層隔 -42 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 474868 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明(4〇) 多層吸收性核芯亦可根據1995年8月30日由G.D.LaVon等 人提出申請之共待審美國專利申請案序號〇8/521,556製成(併 於本文供參考)’其中一或多層係包含本發明之分配材料 〇 V.贫驗方法 下文爲用以特徵鑒定本發明分配材料之各種方法之詳述 應月瞭的疋,關於武驗方法A、B、C及D,在試驗材料 缺乏足夠兀整性以抵抗測試擬案之情況中,可使用不會衝 擊芯吸性能之疏水性濾網,以支撑此材料。 人鱼_基芯吸時間輿垂直芯喊交吾 垂直芯吸時間係藉由度量在儲槽中之有色試驗液體(例 如合成尿液)經過特定大小之發泡體試片,芯吸15公分垂 直距離所花費之時間而測得。垂直芯吸程序係詳述於前文 美國專利5,387,2〇7之試驗方法段落中(其係併於本文供參考: ,但係在31 C下而非37°C下進行。特定高度之材料垂直芯 吸容量,係使用垂直芯吸吸收容量試驗度量,其亦描述於 美國專利5,387,207之試驗方法段落中,惟此試驗係在31。〇下 而非37。(:下進行。最後,在所引用專利中之洗務與再乾燥 ^驟並未進行。所記錄之垂直芯吸容量値係取爲在^公分 高度下,於平衡下達成之容量6 B.毛細吸收壓力 毛細吸收等溫線曲線,係使用垂直芯吸吸收容量試驗產 生,其係描述於1列5年2月7日頒予之美國專利 5,387,207(Dyer等人)之試驗方法段落中,其係併於本文供參 -43 b紙張尺度適用中國國家標準(CNS>A4規格(21〇 x 297公釐〉 ------------. t·-------►訂---------線 I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 474868 A7
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頁I 訂 線 474868 A7 五、發明說明(42) D.自由吸收宕量(FAC) 自由吸收容量可藉由度量已被合成尿液飽和之試樣 吸收之合成尿液量而作定量。使發泡體試樣與了吵⑺合 液平衡至31°C之溫度。度量係在環境溫度下進行。〇尺 經由在Jayco合成尿液之浴液中浸泡,使試樣薄片飽和至 其自由吸收容量。於3分鐘後,自已飽和、膨脹之薄片, 使用銳利圓型沖模,切出具有丨平方英吋(6 5平方公分)圓 形表面積之圓柱體。將此圓柱形試樣在3rc合成尿液中再 浸泡3分鐘。然後將此試樣移離合成尿液,並將其置於數 字型天平上。可採用裝有稱量淺盤(具有大於試樣之面積) 且具有解析度爲1毫克或更低之任何天平。此種天平之實 例爲 Mettler PM 480 與 Mettler PC 440 (Mettler 儀器公司;ffightst_ NJ) 〇 5 線 濟 部 智 員 工 消 費 在測定濕試樣之重量(Ww)後,將其置於2個微細塑膠網 目篩網之間,位於4個用後即棄紙巾之頂部上。藉由牢固 地在頂部篩網上滚動塑膠輥,將試樣擠壓3次。然後移除 試樣’在蒸餾水中浸泡大约2分鐘,並以前述方式在網眼 篩網之間擠壓。接著,將其置於8層用後即棄紙巾之間(在 每一側上4個),並以20,000磅力在Carver實驗室壓機中進行 壓縮。然後將試樣移離紙巾,在82°C烘箱中乾燥20分鐘, 並記錄其乾重(Wd)。 自由吸收容量(FAC)爲濕重(Ww)減去乾重(Wd)除以乾重 (Wd),意即FAC = 。適於獲得此數値之另—種 方式,爲在上述0公分下之VWC。 [_ -45- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
I 474868 A7 ______B7 五、發明說明(43 ) E. 毛細陷縮壓力 毛細陷縮壓力(CCP)爲試驗材料之懸垂 1珥微由於毛細壓力 而陷縮至其最初尺寸之50%之高度(例如,以八八表一 這可使用上述VWC方法獲得。CCP亦可以發泡A體刀具有"其在 前述CAH試驗中容量之5()%之點度量。此等技術是可交換 的。另一種測定CCP之方式,是度量如、+. 疋度|如下述之降服應力。 降服應力(YS)係藉由下列實驗式,與ccp產生關聯: CCP = 28,2XYS + 1_5,此時YS係以磅/平方吋爲單位進行度 量。因此,例如具有YS^Upsi之發泡體,係具有投影ccp 爲32.5公分’其係與所度量之値有關聯。其他技術可更方 便且仍然適於度量本發明材料之此項參數。 F. 降服應力 降服應力係在經沖壓成2.5公分直徑與3_7毫米厚度之圓柱 形片塊之發泡體片塊上度量。降服應力係自應力_應變實 驗測定,於流變學RSA-Π動態機械分析器上進行。此實驗 係在31C下(試樣係在此溫度下平衡至少5分鐘),及在〇1 % /秒之恒定應變速率下,以壓縮進行600秒及以膨脹進 行600秒。此儀器係記錄及顯示被施加至試樣以達成此應 變之應力。降服應力係計算自與應力應變曲線中間平坦區 域之線條吻合相交之應力應變曲線最初線性彈性部份之線 條吻合。此線條吻合交叉點之應力,即爲試樣之降服應力 〇 VI.代表性實例 此等實例係説明根據本發明經陷縮HIPE發泡體之特定製 -46- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閲讀背面之注音?事項再填寫本頁) 裝 ----訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
五、發明說明(44) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 法。所製成發泡體之物理性f,係摘錄於下表 ,此等發泡體之吸收與解吸附曲線係以圖形方:此外 5a與5 b中(此會曲線係經正規化,其方式是將泡' = 定高度下之毛細吸收與解吸附壓 =特 收容量(意即,在〇公分下之&吾h 贫忍扯艾自由吸 ^ - 刀下之谷量))。正如可自表1中之挺 據及圖5a與5b之圖表所_ 數 Μ表所見及者’本發明之各分 示CDH : CAH比例不超過μ,立從會卢士太双 糸顯 、 18具证實在由本發明分配材料 所訨實之遲滯現象上令人驚訝之降低。 A) Ij^g·之一般製備 —HIPE係按-般性地料於上文美时利5,563,179之實例段 落中之万式製備。一般而言,此方法係包括適當混合含有 所選擇鹽之水相與含有所選擇單體和乳化劑之油相。此水 相典型上含有引發劑,譬如過硫酸鉀,及無機鹽,譬如氯 化鈣。此油相典型上含有單體,譬如丙烯酸2_乙基己酯, 與交聯單體,譬如二乙烯基苯(其含有乙基苯乙烯作爲雜 質)及二丙晞酸i,6_己二醇酯,所形成之摻合物。亦可將佐 劑’譬如抗氧化劑' 遮光劑、顏料、染料、填料及其他一 般非反應性化學品,加入任一相中。 將油相與水相之個別液流(典型上被加熱至約3〇與約9〇t 之間)餵至動態混合裝置中。經合併液流在動態混合裝置 中之充分混合,係利用針銷葉輪達成。水相與油相之比例 ,稱爲”水對油比例”或W : 0,係用以控制最後製成發泡 體之密度。關於建立最初HIPE形成之裝置與程序之詳細説 明,係更詳細地描述於上文美國專利5,563,179之實例段落 47 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -^------------------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 474868 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(45) 中。 一旦此裝置結構已被裝滿,即在動態混合器中開始擾拌 ’其中葉輪係在設定之RPM下轉動。然後使水相之流率在 約30秒時間内,穩定地增加至44.1 cc /秒之速率,並使油相 流*率降至1.25克/秒,歷經約1分鐘時間。此時藉由動態與 靜態液合器產生之反壓,典型上係在約3與約8 PSI (約21至 約55 kPa)之間。然後調整葉輪速度至所要之rpm,歷經12〇 秒期間。此系統反壓係回應此調整,且接著保持恒定。 B) HIPE之聚合/熟化 將靜態混合器流出之HIPE收集在圓形聚丙烯槽桶中,其 爲17英吋(43公分)直徑與7.5英吋(10公分)高,具有由celcon 塑膠製成之同心***物。此***物在底部爲5.0英吋(12.7公 分)直徑,及在其頂部爲4.75英吋(12公分)直徑,且爲6.75 英吋(17_1公分)高。將此含HIPE之槽桶在維持於65。(:下之室 中保持18小時,以熟化及提供聚合ηπ>ε發泡體。
C) 發泡體洗滌斑脱.7lC 將已熟化之HEPE發泡體移離槽桶〇此時發泡體含有殘留 水相(含有已溶解之乳化劑、電解質、引發劑殘留物及引 發劑)。將發泡體以銳利往復式鋸刀切成所要厚度之薄片 。然後’使此等薄片在裝有眞空之一系列2多孔性軋輥中 接受壓縮,其係逐漸降低發泡體之殘留水相含量至經聚合 單體重量之約2倍(2X)。此時,接著使薄片以4% CaCl2溶液 ,在60 C下再飽和,在裝有眞空之一系列3多孔性軋輥中 擠壓,至水相含量約2X。發泡體之CaCl2含量係在2與1〇〇/。 -48- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ------------'-^ -11--!訂·---II--線 Ί (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 474868 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ____B7____五、發明說明(46) 之間。 然後使H1PE發泡體在空氣中乾燥約16小時,或以熱方式 連續乾燥。此種乾燥會使水份含量降至經聚合材料之约4-20重量%。 實例1 自H1PE製備分配發泡體 A) ΗΙΡΕ製備 使無水氣化鈣(36.32公斤)與過硫酸鉀(189克)溶於378升水 中。這提供水相液流,以被使用於用來形成ΗΙΡΕ乳化液之 連續方法中。 在包含經蒸餾之二乙烯基苯(39%二乙烯基苯與61%乙基 苯乙晞)(2640克)、丙烯酸2-乙基己酯(4720克)及二丙烯酸 己二醇酯(64〇克)之單體組合中,添加單油酸雙甘油酯乳化 劑(480克)、甲基硫酸二獸脂二甲基銨(80克)及Tinuvin 765 (2〇 克)。此單油酸雙甘油醋乳化劑(GrintJsted產物;Brabrand, Denmark)係包含約81%單油酸雙甘油酯、1〇/。其他雙甘油單 醋類、3%多元醇及15%其他聚甘油酯類,賦予最低油/水 界面張力値約2.7達因/公分,並具有油/水臨界聚集體濃 度約2.8重量%。於混合後,使物質之此種組合靜止過夜。 無可見及之殘留物形成,將全部混合物取出,並在連續方 法中作爲油相使用,以形成HIPE乳化液。 將油相(25°C )與水相(53-55Ό )之個別液流餵至動態混合裝 置。經合併液流在動態混合裝置中之充分混合,係利用針 銷葉輪達成。此針銷葉輪包括一個約36.5公分長度及約2.9 -49- ----- I. ^ 1 — II--I ^ ----------^ 1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適財國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 474868 A7 -----------— —___ 五、發明說明(47) 公分直桎之圓柱形轴心。此軸心握持6列針銷,3列具有幻 個針銷,及3列具有34個針銷,三個針銷之每一個^各階 層處係彼此以120〇角配置,其中下一階層係向下對其鄰近 階層以60〇配置,其中各階層係間隔〇 〇3毫米,各針銷具有 直徑0.5公分,從勒心之中央抽向外延伸至2.3公分長度。 針銷葉輪係裝載於形成動態混合裝置之圓柱形套筒中,且 針銷具有與圓柱形套筒壁之間隙爲15毫米。 取出較少部份離開動態混合装置之流出物,並進入再循 環區帶中,如在1996年9月17曰提出申請之共待審美國專 利申請案序號08/716,510 (T_ A. DesMarais)之附圖中所示者(併於 本文供參考)。於再循環區帶中之Waukesha聚,係使該較少 邵份返回油與水相流動液流至動態混合區帶之進入點。 將一個螺旋靜態混合器裝載於該動態混合裝置之下游, 以在動態混合裝置中提供反壓,及提供諸成份經改良之摻 入最後形成之HIPE中。此靜態混合器(TAH工業100-812型)具 有12個構件,其具有1英吋(2·5公分)外徑。將一支軟管裝 載於靜態混合器下游,以幫助輸送乳化液至用於熟化之裝 置。视情況使用另一個靜態混合器,以提供增加之反壓, 以保持軟管被裝滿。此選用之靜態混合器可爲i英吋(2.5公 分)管件,12構件之混合器(McMaster-Carr 352张53型)。 在已組合之混合與再循環裝置結構中,以4份水對1份油 之比例’充填油相與水相。將動態混合裝置排氣,以允許 空氣逃逸,同時完全裝滿此裝置。在充填期間之流率係爲 7.57克/秒油相與3〇 3 cc /秒水相。 -50- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印繫 474868 A7 五、發明說明(48) 濟 部 智 慧 局 員 工 消 費 一旦此裝置結構已被裝滿,即在動態混合器中開始攪拌 ,其中葉輪係在850 RPM下旋轉,且再循環係在约3〇cc/秒 炙速率下開始。然後使水相之流率穩定地增加至i5i 3⑶/ 秒之速率,歷經約i分鐘時間,並使油相流率降至2 52克/ 秒,歷經约3分鐘時間。於後述期間,使再循環速率穩定 增加至約150 cc/秒。此時藉由動態區帶與靜態混合器產生 之反壓,係爲約4.9Pa(33_8kPa),其代表系統之總壓降。然 後使Waukesha泵速度穩定地下降,以產生約乃⑶/秒之再循 環速率。 B) HIPE之聚合 此時將靜態混合器流出之fflPE收集在圓形聚乙缔槽桶中 ,其爲40英吋(1〇2公分)直徑與125英吋(318公分)高,具有 可移除1側面,極類似使用於蒸煮糕餅之彈簧形淺盤。將 12.5英叶(31.8公分)直徑之管狀聚乙缔***物,、在其底部牢 固地固定至底部中央,且爲12.5英吋⑽公分)高。將此含 有HIPE之槽桶,在維持於机下之室内保持18小時,以: 生聚合反應及形成發泡體。 C) 發泡體洗滌輿脱水 將已熟化之mPE發泡體移離熟化槽桶。此時發泡體具有 殘留水相(含有已溶解之乳化劑、電解質、引發劑殘留物 及引發劑)爲經聚合單體重量之約55_65倍(55_65χ)。將發、、包 體以銳利往復式鋸刀切成〇·2英吋(51毫米)厚度之薄片。= 後’.使此等薄片在裝有眞空之—系列2多孔㈣輥中接受' 壓縮’ S係逐洚斤降低發泡體之殘留水相I量至經聚合材料 訂 線 社 印 製 -51 - 本紙張尺度適用中國國豕標準(CNS)A4規格(210 X 297公髮) 474868
五、發明說明(49) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 量义約3倍(3X)。此時,接著使薄片以4% caci2溶液,在 60 C下再飽和,在裝有眞空之一系列3多孔性軋輥中擠壓 ,至水相含量約WJX。發泡體之CaC12含量係在S與㈣之 間。 於最後軋點之後,發泡體仍然保持壓縮在約〇 〇27英吋 (0.069 a刀)之厚度下。然後使發泡體在空氣中乾燥約小 時。此種乾燥會使水份含量降至經聚合材料之約9_17重量 %。此時,發泡體薄片係極具懸垂性。
UjgiA#分配發泡體 A) HIPE製備 使無水氯化鈣(36.32公斤)與過硫酸鉀(189克)溶於378升水 中。這提供水相液流,以被使用於用來形成H!PE乳化液之 連續方法中。 在包含經蒸餾之二乙烯基苯(42.4%二乙烯基苯與57.6%乙 基苯乙烯)(2640克)、丙烯酸2-乙基己酯(4400克)及二丙烯 酸己二醇酯(960克)之單體組合中,添加單油酸雙甘油酯乳 化劑(640克)、甲基硫酸二獸脂二甲基銨(80克)及Tinuvin 765 (20克)。此單油酸雙甘油醋乳化劑(Grindsted產物;Brabrand, Denmark)係包含約81 %單油酸雙甘油酯、1 %其他雙甘油單 酯類、3%多元醇及15%其他聚甘油酯類,赋予最低油/水 界面張力値約2.7達因/公分,並具有油/水臨界聚集體濃 度約2.8重量%。於混合後,使物質之此種组合靜止過夜。 無可見及之殘留物形成,將全部混合物取出,並在連續方 -52- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) I---------- * 裝--!11 訂 --------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 474868 A7 B7 五、發明說明(5〇) 法中作爲油相使用,以形成HIPE乳化液。 將油相(25°C )與水相(75-77°C )之個別液流餵至動態混合裝 置。經合併液流在動態混合裝置中之充分混合,係利用針 銷葉輪達成。此針销葉輪包括一個約36.5公分長度及約2.9 公分直徑之圓柱形轴心。此軸心握持6列針銷,3列具有33 個針病,及3列具有34個針銷,三個针銷之每一個在各階 層處係彼此以120。角配置,其中下一階層係向下對其鄰近 階層以60〇配置,其中各階層係間隔〇,〇3亳米,各針销具有 直徑0.5公分,從軸心之中央軸向外延伸至2 3公分長度。 針銷葉輪係裝載於形成動態混合裝置之圓柱形套筒中,且 針銷具有與圓柱形套筒壁之間隙爲1.5毫米。 取出較少部份離開動態混合裝置之流出物,並進入再循 環區帶中,如在1996年9月Π日提出申請之共待審美國專 利申請案序號08/716,510 (T. A DesMarais)之附圖中所示者(併於 本文供參考)。於再循環區帶中之Waukesha泵,係使該較少 部份返回油與水相流動液流至動態混合區帶之進入點。 將一個螺旋靜態混合器裝載於該動態混合裝置之下游, 以在動態混合裝置中提供反壓,及提供諸成份經改良之摻 入最後形成之HIPE中。此靜態混合器(TAH工業1〇1_212型)一 般具有12個構件,其具有i.5英吋(3 8公分)外徑,但7英吋 (17.8公分)被移除,以配合此裝置之空間。將一支軟管裝 載於靜態混合器下游,以幫助輸送乳化液至用於熟化之裝 置。視情況使用另一個靜態混合器,以提供增加之反壓, 以保持軟管被裝滿。此選用之靜態混合器可與第一個相同 53 本紙張尺度適用1f7國國家標準(CNS)A4規格(21G X 297公髮— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------線 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 474868 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(51) ,無需修改。 在已組合之混合與再循環裝置結構中,以4份水對1份运 之比例’充填油相與水相。將動態混合裝置排氣,以允_ 空氣逃逸’同時完全裝滿此裝置。在充填期間之流率係爲 7.57克/秒油相與30.3 cc /秒水相。 一旦此裝置結構已被裝滿,即在動態混合器中開始攪拌 ,其中葉輪係在800RPM下旋轉,且再循環係在約30cc/秒 之速率下開始。然後使水相之流率穩定地增加至1513 cc / 秒之速率,歷經約1分鐘時間,並使油相流率降至2.52克/ 秒,歷經約3分鐘時間。於後述期間,使再循環速率穩定 增加至約150 cc /秒。此時藉由動態區帶與靜態混合器產生 之反壓,係爲約4_2PSI(29kPa),其代表系統之總壓降。 B) HIPE之聚会 此時將靜態混合器流出之HIPE收集在圓形聚乙埽槽桶中 ,其爲40英吋(102公分)直徑與125英吋(318公分)高,具有 可移除之侧面,極類似使用於蒸煮糕餅之彈簧形淺盤。將 12.5英吋(31.8公分)直徑之管狀聚乙烯***物,在其底部牢 固地固定至底部中央,且爲12·5英吋(318公分)高。將此含 有ΗΙΡΕ心槽桶,在維持於65。〇下之室内保持18小時,以產 生聚合反應及形成發泡體。 C) 發泡體洗滌與脱水 將已熟化之ΗΙΡΕ發泡體移離熟化槽桶。此時發泡體具有 殘留水相(含有已溶解之乳化劑、電解質、引發劑=留物 及引發劑)爲經聚合單體重量之約58_62倍(58_62乂)。將 -54- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
I. Ill 1---- -- ^---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(52) L以銳利往復式鋸刀切成0 2英吋(5 i毫米 後,使此等薄片扁#古匕6、 , sr ;予又疋潯片。然 彳辱片在裝有具空之-系列2多孔性軋輥中 壓縮,其係逐漸降低發泡體之殘留水 = 重量之約6倍㈣。此時,接著使薄片以说^^料 ,60C下再飽和,在裝有眞空之—系⑴多孔性礼輕 壓,至水相含量约2X。發泡體之CaCl2含量係在3與6。/。之間 〇 於最後軋點之後,發泡體仍然保持壓縮在約〇 〇47英吋 (0.071公分)之厚度下。然後使發泡體在空氣中乾燥約饧小 時。此種乾燥會使水份含量降至經聚合材料之約m重量 %。此時,發泡體薄片係極具懸垂性。 實例3 自HIPE製備分配發泡^ A) HIPE製備 使典水鼠化#5 (36.32公斤)與過硫酸钟(189克)溶於378升水 中。這提供水相液流,以被使用於用來形成ΗΡΕ乳化液之 連續方法中。 在包含經蒸館之一乙錦基苯(42,4%二乙稀基苯與57.6%乙 基苯乙烯)(2640克)、丙烯酸2-乙基己酯(4400克)及二丙晞 酸己二醇酯(960克)之單體组合中,添加單油酸雙甘油醋乳 化劑(640克)、曱基硫酸二獸脂二甲基銨(80克)及Tinuyin 765 (40克)。此單油酸雙甘油酯乳化劑(Grindsted產物;Brabrand, Denmark)係包含約81 %單油酸雙甘油酯、1 〇/。其他雙甘油單 酯類、3%多元醇及15%其他聚甘油酯類,賦予最低油/水 -55- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ------------I .^i------訂---------線 C請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 474868 A7 - B7 一 五、發明說明(53) 界面張力値约2.7達因/公分,並具有油/水臨界聚集體濃 度約2.8重量。/。。於混合後,使物質之此種組合靜止過夜。‘ 無可見及之殘留物形成,將全部混合物取出,並在連續方 法中作爲油相使用,以形成HIPE乳化液。 將油相(25°C )與水相(75-77X )之個別液流餵至動態混合裳 置。經合併液流在動態混合裝置中之充分混合,係利用針 銷葉輪達成。此針銷葉輪包括一個約21.6公分長度及約i 9 公分直徑之圓柱形軸心。此軸心握持6列針銷,一個階層 爲3列具有21個針銷,及另一個階層爲3列具有21個針銷, 三個針銷之每一個在各階層處係彼此以12〇0角配置,其中 下一階層係向下對其鄰近階層以60〇配置,其中各階層係間 隔0.03毫米,各具有直控〇.5公分’從轴心之中央軸向外延 伸至1.4公分長度。針銷葉輪係裝載於形成動態混合裝置之 圓柱形套筒中,且針銷具有與圓柱形套筒壁之間隙爲3毫 米0 取出較少部份離開動態混合裝置之流出物,並進入再循 環區帶中,如在1996年9月17日提出申請之共待審美國專 利申請案序號08/716,510 (T_ A. DesMarais)之附圖中所示者(併於 本文供參考)。於再循環區帶中之Waukesha泵,係使該較少 邵份返回油與水相流動液流至動態混合區帶之進入點。 將一個螺旋靜態混合器裝載於該動態混合裝置之下游, 以在動態混合裝置中提供反壓,及提供諸成份經改良之捧 入最後形成之HIPE中。此靜態混合器(TAH工業070-821型), 經由切除其原長之2.4英吋(6.1公分)作修改),係爲14英叫· -56- 紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ' -- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裴 訂---------破 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 474868
五、發明說明(54) (35.6公分)長及0.5英吋(! 3公分)夕卜徑。 在已組合之混合與再循環裝置結構中,以4份水對】扮油 (比例,无填油相與水相。將動態混合裝置排氣,以允許 更氣逃逸,同時完全装滿此裝置。在充填期間之流率係爲 1,89克/秒油相與7 56 cc /秒水相。 -旦此裝置結構已被裝滿,即在動態混合器中開始攪拌 、,其中葉輪係在KK30RPM下旋轉,且再循環係在約8cc/秒 之速率下開始。然後使水相之流率穩定地増加至454 cc/秒 之速率,歷經約3分鐘時間,並使油相流率降至〇 6克/秒 ,歷經約3分鐘時間。於後述期間,使再循環速率穩定增 加至約45 cc/秒。此時藉由動態區帶與靜態混合器產生之 反壓,係爲約2.9 PSI (20 kPa),其代表系統之總壓降。 B) HIPE之聚合 此時將靜態混合器流出之HIPE收集在圓形聚丙烯槽桶中 ’其爲17英吋(43公分)直徑與7.5英吋(10公分)高,具有由 Celcon®塑膠製成之同心***物。此***物在底部爲5 〇英对 (12.7公分)直徑,及在其頂部爲4 75英吋(12公分)直徑,且 爲6.75英吋(17.1公分)高。將此含HIPE之槽桶在維持於65°C 下之室中保持18小時,以產生聚合反應及形成發泡體。 C) 發泡體洗滌與脱水 將已熟化之HIPE發泡體移離熟化槽桶。此時發泡體具有 殘留水相(含有已溶解之乳化劑、電解質、引發劑殘留物 及引發劑)爲經聚合單體重量之约70-80倍(70-80X)。將發泡 體以銳利往復式鋸刀切成0.185英吋(4.7毫米)厚度之薄片。 -57- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------埃 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 474868 A7 •_____B7_ 五、發明說明(55) 然後,使此等薄片在裝有眞空之一系列2多孔性軋輥中接 受壓縮,其係逐漸降低發泡體之殘留水相含量至經聚合材 料重量之約3倍(3X)。此時,接著使薄片 ,在60°C下再飽和,在装有眞空之—系列3多孔性軋輥中 擠壓,至水相含量約2X。發泡體之CaQ2含量係在3與5%之 間。… 於最後軋點之後,發泡體仍然保持壓縮在約〇 〇31英吋 (〇_〇79公分)之厚度下。然後使發泡體在空氣中乾燥約还小 時。此種乾燥會使水份含量降至經聚合材料之約9_π重量 %。此時,發泡體薄片係極具懸垂性。 實例4與5 自Η1ΡΕ製備分配發泡體 A) ΗΕΡΕ製備 使無水氣化鈣(22_ 73公斤)與過硫酸鉀(284克)溶於567升水 中。這提供水相液流,以被使用於用來形成ΗΙΡΕ乳化液之 連續方法中。 在包含二乙烯基苯(42.5%二乙晞基苯與57.5%乙基苯乙烯) (2464克)、丙烯酸2-乙基己酯(5056克)及二丙烯酸己二醇酯 (640克)之單體組合中,添加單油酸雙甘油酯乳化劑(48〇克) 、甲基硫酸二獸脂二曱基銨(80克)及Tinuvin 765 (20克)。此 單油酸雙甘油酯乳化劑(Grindsted產物;Brabrand,Denmark)係包 含約81%單油酸雙甘油酯、1%其他雙甘油單酯類、3%多 元醇及15%其他聚甘油酯類,賦予最低油/水界面張力値 約2.7達因/公分,並具有油/水臨界聚集體濃度约2.8重 -58- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ---------.^.1---- -- 訂---------線 Γ凊先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(56) 量% °於混合後,使物質之此種組合靜止過夜。無可見及 之殘留物形成,將全部混合物取出,並在連續方法中作爲 油相使用,以形成hipe乳化液。 將油相(25X )與水相(53-551 )之個別液流餵至動態混合裝 置。經合併液流在動態混合裝置中之充分混合,係利用針 銷葉輪達成。此針銷葉輪包括一個約36 5公分長度及約2 9 公分直徑之圓柱形軸心。此軸心握持6列針銷,3列具有汩 個針銷,及3列具有34個針銷,三個針銷之每一個在各階 層處係彼此以120〇角配置,其中下一階層係向下對其鄰近 階層以60。配置,其中各階層係間隔〇 〇3毫米,各針銷具有 直徑0.5公分,從軸心之中央軸向外延伸至2 3公分長度。 針銷葉輪係裝載於形成動態混合裝置之圓柱形套筒中,且 針銷具有與圓柱形套筒壁之間隙爲15毫米。 取出較少部份離開動態混合裝置之流出物,並進入再循 環區帶中,如在1996年9月17曰提出申請之共待審美國專 利申清案序號08/716,510 (T. A. DesMarais)之附圖中所示者(併於 本文供參考)。於再循環區帶中之Waukesha泵,係使該較少 邵份返回油與水相流動液流至動態混合區帶之進入點。 將一個螺旋靜態混合器裝載於該動態混合裝置之下游, 以在動態混合裝置中提供反壓,及提供諸成份經改良之摻 入最後形成之HIPE中。此靜態混合器(TAH工業1〇〇_812型)具 有12個構件,其具有1英吋(2.5公分)外徑。將一支軟管裝 載於靜態混合器下游’以幫助輸送乳化液至用於熟化之裝 置。视情況使用另一個靜態混合器,以提供增加之反壓, -11---------- 裳-------- 訂·!----— -旋 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -59- 474868 經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 費 合 作 社 印 製 五、發明說明(57) 以保持軟管被裝滿。此選用之靜態混合器可爲i英吋(25公 分)管件’ 12構件之混合器(McMaster-Carr 3529K53型)。 在已組合之混合與再循環裝置結構中,以4份水對工份油 之比例,充填油相與水相。將動態混合裝置排氣,以允許 空氣逃逸,同時完全裝滿此裝置。在充填期間之流率係1 7.57克/秒油相與30.3 cc /秒水相。 一旦此裝置結構已被裝滿,即在動態混合器中開始攪拌 ,其中葉輪係在500RPM下旋轉(對實例4之發泡體而言), 且再循環係在約30 cc/秒之速率下開始。然後使水相之流 率穩定地增加至l51.3cc/秒之速率,歷經約1分鐘時間,並U 使油相流率降至2.52克/秒,歷經約3分鐘時間。於後述期 間,使再循環速率穩定增加至約15〇 cc/秒。此時藉由動態 區帶與靜態混合器產生之反壓,係爲約4〇?81(276迚沁,其 代表系統之總壓降。然後使Waukesha栗速度穩定地下降, 以產生約75 cc /秒之再循環速率。實例5之發泡體係以相同 方式製備,惟增加葉輪RPM至600,此時藉由動態區帶與靜 態混合器產生之反壓,係爲约4.3PSI(297kPa)。下述步驟係 對實例4與5之HffE進行。 B) HIPE之聚合 此時將靜態混合器流出之ΗΡΕ收集在圓形聚乙烯槽桶中 ,其爲40英吋(1〇2公分)直徑與125英吋(318公分)高,具有 可移除之侧面,極類似使用於蒸煮糕餅之彈簧形淺盤。將 12.5英对(31.8公分)直徑之管狀聚乙晞***物,在其底部牢 固地固定至底部中央,且爲12.5英吋(31 8公分)高。將此含 訂 竣 -60- 本紐尺度適用中國國家標準―規格⑵G χ撕公髮 474868 A7
有HIPE (槽桶,在維持於65〇c下之室内保持18小時,以產 生聚合反應及形成發泡體。 洗條·與脱水 將已熟化之HIPE發泡體移離熟化槽桶。此時發泡體具有 殘留水相(含有已溶解之乳化劑、電解質、引發劑殘留物 及引#劑)爲經聚合單體重量之約55_65倍(55_65χ)。將發泡 體以銳利往復式鋸刀切成0.2英吋(51毫米)厚度之薄片。然 後,使此等薄片在裝有眞空之一系列2多孔性軋輥中接為 壓^其係逐漸降低發泡體之殘留水相含量至經聚合材二 重里之、3倍(3X)。此時,接著使薄片以4% 溶液,在 紙下再飽和,在裝有眞空之—系列3多孔性軋輥中掩壓 ,至水相含量W.5-2X。發泡體之⑽2含量係在6與1〇%之 間。 於最後札點之後,们包體仍然保持壓縮在約_英忖 (〇._公分)之厚度下。然後使發泡體在空氣中乾燥約16小 時。此種乾燥會使水份含量降至經聚合材料之約9_17重量 %。此時,發泡體薄片係極具懸垂性。 ------------ .t--------訂---------竣 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 6 準 標 家 國 國 中 用 適 度 尺 張 紙 釐 公 97 2 X ο (21 格 規 A4 474868 A7 五、發明說明(59) 表1. 發泡體經度量數據之摘錄 發泡體 FAC* (克/克) VWC* (克/克) ,在15 公分下 CAH* (公分) CDH* (公分) CDH : CAH 比例 芯吸 時間 (分鐘 ,至15 公分) '-- 降服 應力 OcPa) 實例1 58 56 34 44 1.3 15 3.0 實例2 58 55 40 48 1.2 15 3.0 實例3 70 64 25 27 1.1 13 1.5 實例4 58 55 27 29 1.1 7 1.5 實例5 58 56 27 33 1.2 8 1.5 :FAC =自由吸收容量,每克乾燥材科之含水液體克數 VWC =垂直芯吸容量’每克乾燥材料之含水液體克數 CAH =毛細吸收南度; CDH=毛細解吸附高度。 -------------裝--------訂---------竣 f請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -62 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
Claims (1)
- 474868 經濟部中央橾準局貝工消背合作社印裝 第88103864號專利申請案 g 申請專利範圍修正本(89年12月) cs ή:、申請專#I 这1S 公告本 ...... ' ~~ί· -種配含水液體之吸收性材料,此材科具有: A) 毛細解吸附高度對毛細吸收高度之比例,不超過 1.8 : 1 ; B) 毛細解吸附高度不超過5〇公分; C) 在不超過25分鐘内,芯吸31。(:下之合成尿液至15公分 高度之能力;及 D) 在10公分下之垂直芯吸容量為至少1〇克/克。 2. 根據申請專利範圍第1項之吸收性材科,其具有毛細解 吸附高度對毛細吸收高度之比例’不超過16 : i。 3. 根據申請專利範圍第2項之吸收性材料,其具有毛細解 吸附鬲度對毛細吸收高度之比例,不超過14 :工。 4. 根據申請專利範圍第3項之吸收性材料,其具有毛細解 吸附高度對毛細吸收高度之比例’不超過12 : j。 5. 根據申請專利範圍第4項之吸收性材料,其具有毛細解 吸附鬲度對毛細吸收高度之比例,不超過U : i。 6. 根據申請專利範圍第1項之吸收性材料,其具有毛細解 吸附高度不超過45公分。 7. 根據申請專利範圍第6項之吸收性材料,其具有毛細解 吸附高度不超過4〇公分。 8. 根據申請專利範圍第1項之吸.收性材料,其具有毛細吸 收高度為至少15公分》 9-根據申請專利範圍第1項之吸收性材料,其具有在不超 過20分鐘内’芯吸31°C下之合成尿液至15公分高度之能 力。 本紙張XJL適用中國國家揉準(CNS )以祕(21()><297公幻 { m^i nn ml m I 一OJ- -1 nn n^i II i (請先閱讀背面之注意事項再填窝本頁) 4/4868 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 10·根據申請專利範圍第9項之吸收性材科,其具有在不超 過1〇分鐘内’芯吸31t下之合成尿液至15公分高度之 能 力 經濟部中央標隼局—工消費合作社印製 根據申請專利範圍第1項之吸收性材料 分下之垂直芯吸容量為至少6克/克。 12, 根據申請專利範圍第u項之吸收性材料 分下之垂直芯吸容量為至少7克/克。 13. 根據申請專利範圍第1項之吸收性材科 收容量為至少15克/克。 14_根據申請專利範圍第】項之吸收性材料 A) 毛細解吸附高度對毛細吸收高度之比例,不超過 1.6 : 1 ; B) 毛細解吸附高度不超過45公分; C) 在不超過20分鐘内’芯吸3lt下之合成尿液至^公分 高度之能力;及 D) 在15公分下之垂直芯吸容量為至少7克/克 種能夠分配含水液體之吸收性材料,此材料具有. A) 毛細解吸附高度對毛細吸收高詹夕士 ^ , 又 < 比例,不超過 1.5 : 1 ; B) 毛細解吸附高度不超過40公分; C) 在不超過20分鐘内’芯吸31t下之合成尿液至^公分 高度之能力;及 D) 在15公分下之垂直芯吸容量為至少9克/克。 16. —種能夠分配含水液體之發泡材料,其中該材料為互連 其具有在15公 其具有在15公 其具有自由吸 其具有: 15 -2 逋用中國國家標率(CNS〉A4規格(21〇χ297公釐) ---------瓜------訂-----:丨铲 一請先閱讀背面之注意事項再填寫本貰) ABCD 經濟部中央榡隼局員工消費合作社印製 ^孔 < 親水性、可撓性聚合發泡體結構,其具有: 毛細解吸附高度對毛細吸收高度之比例,不超過 Λ8 : 1 ; β)毛細解吸附高度不超過50公分;C) Λ; 不超過25分鐘内,芯吸31。(:下之合成尿液至15公分 高度之能力;及 D) * Ί<- 0公分下之垂直芯吸容量為至少6克/克。 1 ’·根據由& *月專利範圍第16項之發泡材料,其具有毛細解吸 附向度對毛細吸收高度之比例,不超過16 :工。 18.根據由s 清專利範圍第17項之發泡材料,其具有毛細解吸 19附鬲度對毛細吸收高度之比例,不超過丨.4 : ;!。 、,申凊專利範圍第18項之發泡材料,其具有毛細解吸 2〇附阿度對毛細吸收高度之比例,不超過12 : 2。 .根2申請專利範圍第19項之發泡材料,其具有毛細解吸 21附阿度對毛細吸收高度之比例,不超過丨丨:i。 據申請專利範圍第16項之發泡材料,其具有毛細解吸 附焉度不超過45公分。 22. 根據申請專利範圍第21項之發泡 m ^ A 阿卄,其具有毛細解吸 附呵度不超過4〇公分。 23. 根據申請專利範圍第16項之發泡 合由Λ 巧竹’其具有毛細吸收 阿度為至少15公分。 24. 根據申請專利範第%項之發泡 7Λ八& Μ科’其具有在不超過 〇刀鐘内,芯吸3rc下之合成尿 力。 咬至15公分尚度之能 -3- ( CNS ) ( 210X297.IF (锖先聞讀背Ng之注意事項鼻填寫本Va〇 '象. 訂申請專利範圍 經濟部中央標準局貞工消費合作社印裝 25. 根據申請專利範圍第24項之發泡材料,其具有在不超過 10分鐘内’芯吸31t下之合成尿液至15公分高度之能 力。 26. 根據申請專利範圍第16項之發泡材料 下之垂直芯吸容量為至少6克/克。 27-根據申請專利範圍第26項之發泡材料 下之垂直芯吸容量為至少7克/克。 28·根據申請專利範圍第16項之發泡材料 容量為至少15克/克。 29. 根據申請專利範圍第16項之發泡材料 A) 毛細解吸附高度對毛細吸收高度之比例,不超過 1.6 : 1 ; B) 毛細解吸附高度不超過45公分; C) 在不超過20分鐘内’芯吸3rc下之合成尿液幻5公分 高度之能力;及 D) 在15公分下之垂直芯吸容量為至少7克/克。 30. 根據申請專利範圍第16項之發泡材料,其且有毛細 壓力為至少15公分》 ’ ’ 31. 根據申請專利範圍第3〇項之發泡材料 壓力為至少20公分。 32. —種能夠分配含水液體之吸收性材料 τ ^ τ-ο J 連開孔之親水性、可撓性聚合發泡體結構,其具有: A)毛細解吸附高度對毛細吸收高度之比例,不超過 1.5 : 1 ; 其具有在15公分 其具有在15公分· 其具有自由吸收 其具有: 其具有毛細陷縮 其中該材料為互 ---------’參------1T------—r (請先閔讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 本紙張尺度適用中國國家揉準(CNS ) A4現格(210X:297公釐) 474868經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 B) 毛細解吸附高度不超過40公分; C) 在不超過25分鐘内,芯吸3Γ(:下之合成尿液至μ公分 高度之能力;及 D) 在15公分下之垂直芯吸容量為至少9克/克。 33. —種吸收性物件,其包含頂薄片、底薄片及置於頂薄片 與底薄片間之吸收性核芯;其中該吸收性核芯包含根據 申請專利範圍第1項之材料。 34. —種吸收性物件,其包含頂薄片、底薄片及置於頂薄片 與底薄片間之吸收性核芯;其中該吸收性核芯包含根據 申請專利範圍第14項之材料。 35_ —種吸收性物件,其包含頂薄片、底薄片及置於頂薄片 與底薄片間之吸收性核芯;其中該吸收性核芯包含根據 申請專利範圍第15項之材料。 36. —種吸收性物件,其包含頂薄片、底薄片及置於頂薄片 與底薄片間之吸收性核芯;其中該吸收性核芯包含根據 申請專利範圍第16項之材料。 37. —種吸收性物件,其包含頂薄片、底薄片及置於頂薄片 與底薄片間之吸收性核芯;其中該吸收性核芯包含根據 申請專利範圍第29項之材料。 38. —種吸收性物件,其包含頂薄片、底薄片及置於頂薄片 與底薄片間之吸收性核芯;其中該吸收性核芯包含根據 申請專利範圍第32項之材料。 -5- 本紙張尺度逍用中國國家橾準(CNS ) A4^ ( 21〇X297公釐) II Γ 丨:.m 111 n It II I! *πI , I.'^' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
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