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1、(10)授权公告号 CN 101563114 B (45)授权公告日 2013.01.09 CN 101563114 B *CN101563114B* (21)申请号 200680056667.7 (22)申请日 2006.12.22 A61L 15/60(2006.01) D01D 5/32(2006.01) D01F 8/04(2006.01) A61F 13/15(2006.01) (73)专利权人 SCA 卫生用品公司 地址 瑞典哥德堡 (72)发明人 C汉松 (74)专利代理机构 永新专利商标代理有限公司 72002 代理人 苗征 于辉 CN 1205747 A,1999.01.20。
2、, WO 2005/049102 A1,2005.06.02, US 3864447 A,1975.02.04, (54) 发明名称 双组分超级吸收纤维 (57) 摘要 本发明涉及包含第一超级吸收材料和第二超 级吸收材料的多组分超级吸收纤维。在所述超级 吸收纤维的长度方向 (L) 的至少一部分中， 所述 第一超级吸收材料和第二超级吸收材料在所述超 级吸收纤维的横向 (C) 上并排布置。选择所述第 一和第二超级吸收材料， 使得在它们溶胀期间的 给定点， 所述第一超级吸收材料的溶胀度 (SC) 大 于所述第二超级吸收材料的溶胀度， 使得所述超 级吸收纤维(10)在和液体接触时卷曲。 本发明也 涉及。
3、在超级吸收纤维中减少凝胶堵塞的方法。 (85)PCT申请进入国家阶段日 2009.06.17 (86)PCT申请的申请数据 PCT/SE2006/001499 2006.12.22 (87)PCT申请的公布数据 WO2008/079059 EN 2008.07.03 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 陈安玥 权利要求书 2 页 说明书 9 页 附图 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书 2 页 说明书 9 页 附图 5 页 1/2 页 2 1. 多组分超级吸收纤维 (10)， 所述多组分超级吸收纤维 (10) 具有长度方向 (L) 和横 向。
4、 (C)， 所述多组分超级吸收纤维 (10) 包含第一超级吸收材料 (20) 和第二超级吸收材料 (30)， 其中， 在所述多组分超级吸收纤维 (10) 的长度方向 (L) 的至少一部分中， 所述第一超 级吸收材料 (20) 和所述第二超级吸收材料 (30) 在所述多组分超级吸收纤维 (10) 的横向 (C) 上并排布置， 其特征在于， 选择所述第一超级吸收材料和第二超级吸收材料 (20、 30)， 使得在它们溶胀期间的给 定点， 所述第一超级吸收材料 (20) 的溶胀度 (SC) 大于所述第二超级吸收材料 (30) 的溶胀 度 (SC)， 使得所述多组分超级吸收纤维 (10) 在和液体接触时。
5、卷曲 ； 条件是所述多组分超级吸收纤维不包含酸性吸水树脂和碱性吸水树脂， 以及其中所述 第一超级吸收材料 (20) 和所述第二超级吸收材料 (30) 包含相同的超级吸收聚合物， 其中 在所述第二超级吸收材料 (30) 中的超级吸收聚合物的交联密度比所述第一超级吸收材料 (20) 中的超级吸收聚合物的高。 2. 权利要求 1 的多组分超级吸收纤维 (10)， 其为由所述第一超级吸收材料 (20) 和所 述第二超级吸收材料 (30) 组成的双组分纤维 (10)。 3.权利要求1-2任一项的多组分超级吸收纤维(10)， 其中所述第一超级吸收材料(20) 和所述第二超级吸收材料 (30) 具有相同的总。
6、溶胀度 (TSC)， 但具有不同的溶胀速率 (SR)。 4.权利要求1-2任一项的多组分超级吸收纤维(10)， 其中所述第一超级吸收材料(20) 的总溶胀度 (TSC) 是所述第二超级吸收材料 (30) 的总溶胀度 (TSC) 的至少 1.1 倍。 5.权利要求1-2任一项的多组分超级吸收纤维(10)， 其中设置所述第一超级吸收材料 和第二超级吸收材料 (20、 30)， 使得在所述多组分超级吸收纤维的长度方向 (L) 上存在至 少一个溶胀度不对称的平面或轴。 6. 权利要求 1-2 任一项的多组分超级吸收纤维 (10)， 其中当聚合物 (20、 30) 在纤维中 放置在一起时， 各种超级吸收。
7、聚合物 (20、 30) 的溶胀度 (SC) 保持相同。 7. 吸收芯 (50)， 其包含权利要求 1-6 任一项的多组分超级吸收纤维 (10)。 8. 吸收性物品 (100)， 其包含权利要求 7 的吸收芯 (50)。 9. 减少多组分超级吸收纤维 (10) 中的凝胶堵塞的方法， 所述方法包括 ： 提供具有长度方向 (L) 和横向 (C) 的多组分超级吸收纤维 (10)， 所述多组分超级吸收 纤维 (10) 包含第一超级吸收材料 (20) 和第二超级吸收材料 (30)， 其中在纤维的长度方向 (L)的至少一部分中， 所述第一超级吸收材料(20)和所述第二超级吸收材料(30)在所述多 组分超级。
8、吸收纤维 (10) 的横向 (C) 上并排布置， 其中选择所述第一超级吸收材料和第二超级吸收材料 (20、 30)， 使得在它们溶胀期间 的给定点， 所述第一超级吸收材料 (20) 的溶胀度 (SC) 大于所述第二超级吸收材料 (30) 的 溶胀度 (SC)， 条件是所述多组分超级吸收纤维不包含酸性吸水树脂和碱性吸水树脂， 以及 其中所述第一超级吸收材料(20)和所述第二超级吸收材料(30)包含相同的超级吸收聚合 物， 其中在所述第二超级吸收材料 (30) 中的超级吸收聚合物的交联密度比所述第一超级 吸收材料 (20) 中的超级吸收聚合物的高 ； 并将所述多组分超级吸收纤维 (10) 暴露于液。
9、体， 其中， 在它们溶胀期间的给定点， 所 权 利 要 求 书 CN 101563114 B 2 2/2 页 3 述第一超级吸收材料(20)的溶胀度(SC)大于所述第二超级吸收材料(30)的溶胀度(SC)， 引起双组分超级吸收纤维 (10) 卷曲。 权 利 要 求 书 CN 101563114 B 3 1/9 页 4 双组分超级吸收纤维 技术领域 0001 本发明涉及用于吸收性物品的超级吸收纤维。设计所述纤维， 使得在和液体接触 时， 它们提供减少凝胶堵塞的开放式结构。 背景技术 0002 已知在一次性吸收产品 ( 比如尿布、 失禁防护品、 卫生巾、 紧身内裤衬里等 ) 中使 用超级吸收材料 。
10、( 经常为超级吸收聚合物， SAP)， 以吸收尿、 月经或粪便中的液体等。超级 吸收材料可以吸收通常为聚合物自身质量几倍的量的液体。 超级吸收聚合物有时称作水凝 胶或凝胶。 0003 在吸收液体时， 超级吸收材料往往会溶胀。然而， 这可以引起称为 “凝胶堵塞 (gel blocking)” 的现象， 其中先和液体接触的超级吸收材料部分膨胀， 并阻止液体进一步渗入 超级吸收材料的其余部分。 凝胶堵塞对于含有相对大浓度的超级吸收材料并设计用于吸收 相对大量液体的吸收性物品特别成问题。 0004 已有许多旨在消除或克服凝胶堵塞问题的尝试。 策略包括调整超级吸收材料本身 的化学组成、 分布或浓度， 将。
11、其他吸收材料和超级吸收材料混合， 或在吸收性物品中加入作 为储水层的附加材料层。实例可见于 EP 0 343941、 EP 1 594 557、 JP 2005 113135 和 WO 2004/093931。 0005 美国专利 6 342 298 描述了包含至少一种酸性吸水树脂和至少一种碱性吸水树 脂的多组分超级吸收纤维。 所述酸性和碱性树脂非常接近， 以最大化两者之间的离子交换。 0006 US 2005/0130540 公开了多组分细丝的无纺网幅。所述细丝在它们被热塑性聚合 物外鞘围绕的中心中包含超级吸收聚合物。 0007 US 6 610 898 描述了使用热收缩、 螺旋化的热塑多组。
12、分纤维以在吸收性物品的流 体获取 / 转移层中提供开放式且膨松的结构。 0008 WO 2004/017883公开了含有涂布了SAP的纤维的吸收芯。 部分或全部纤维可以仅 部分地被 SAP 覆盖。 0009 然而， 仍然需要可以减少凝胶堵塞的简单方法。 特别地， 需要可以容易地由已知技 术生产的新的超级吸收材料， 可由现有材料制造并可减少或消除和凝胶堵塞相关的问题。 此外， 经常需要形成基于超级吸收聚合物的开放式结构。 也需要改变它们的物理结构， 或在 吸收液体时被活化的动态系统。 发明内容 0010 本发明涉及多组分超级吸收纤维。所述超级吸收纤维具有长度方向 (L) 和横向 (C)， 并包含。
13、第一超级吸收材料和第二超级吸收材料。在所述超级吸收纤维的长度方向 (L) 的至少一部分， 所述第一超级吸收材料和所述第二超级吸收材料在所述超级吸收纤维的横 向 (C) 上并排布置。选择所述第一和第二超级吸收材料， 使得在它们溶胀期间的给定点， 所 述第一超级吸收材料的溶胀度 (SC) 大于所述第二超级吸收材料的溶胀度 (SC)， 使得所述 说 明 书 CN 101563114 B 4 2/9 页 5 超级吸收纤维在接触液体时卷曲。 0011 由于所述第一和第二超级吸收材料的溶胀度之间的差异， 将所述超级吸收纤维暴 露于液体使一种超级吸收材料比另一种超级吸收材料溶胀更多。 这进而对超级吸收纤维施。
14、 加物理力， 引起纤维不均匀膨胀， 从而卷曲。卷曲的纤维提供较低的密度， 在超级吸收纤维 周围的纤维间结构更开放， 从而使液体更好地渗入该结构并减少凝胶堵塞。 0012 本发明范围不包括包含一种或多种第一纤维和一种或多种第二纤维的多组分超 级吸收纤维， 所述第一纤维包含酸性吸水树脂， 所述第二纤维包含碱性吸水树脂。 0013 所述超级吸收纤维可以是由第一超级吸收材料和第二超级吸收材料组成的双组 分纤维。 0014 在一个实施方案中， 所述第一超级吸收材料和所述第二超级吸收材料可包含相同 的超级吸收聚合物， 其中在所述第二超级吸收材料中的超级吸收聚合物的交联密度高于在 所述第一超级吸收材料中的超。
15、级吸收聚合物。 0015 所述第一超级吸收材料和所述第二超级吸收材料可具有相同的总溶胀度 (TSC)， 但具有不同的溶胀速率 (SR)。 0016 根据另一方面， 所述第一超级吸收材料的总溶胀度 (TSC) 是所述第二超级吸收材 料的总溶胀度的至少 1.1 倍， 比如至少 1.5 倍， 至少 2 倍或至少 3 倍。 0017 适当地， 设置所述第一和第二超级吸收材料， 使得在超级吸收纤维的长度方向 (L) 存在至少一个不对称平面或轴。 0018 本发明也提供包含本发明的多组分超级吸收纤维的吸收芯和包含这样的吸收芯 的吸收性物品。 0019 本发明也涉及减少超级吸收纤维周围的凝胶堵塞的方法。所述。
16、方法包括 ： 提供具 有长度方向 (L) 和横向 (C) 的多组分超级吸收纤维， 所述超级吸收纤维包含第一超级吸收 材料和第二超级吸收材料。在所述纤维的长度方向 (L) 的至少一部分， 所述第一超级吸收 材料和所述第二超级吸收材料在所述超级吸收纤维的横向 (C) 上并排布置。选择所述第 一和第二超级吸收材料， 使得在它们溶胀期间的给定点， 所述第一超级吸收材料的溶胀度 (SC) 大于所述第二超级吸收材料的溶胀度 (SC)。所述方法还包括将所述超级吸收纤维暴 露于液体， 其中， 在它们溶胀期间的给定点， 所述第一超级吸收材料 (20) 的溶胀度 (SC) 大 于所述第二超级吸收材料 (30) 的。
17、溶胀度 (SC)， 引起所述双组分超级吸收纤维卷曲。 附图说明 0020 图 1 显示本发明的第一实施方案。 0021 图 2 显示本发明的第二实施方案。 0022 图 3a-3e 是通过图 1A 和 2A 中的 III-III 线观察的截面图。 0023 图 4a-c 的示意图显示了根据本发明的三个理想实施方案的两种超级吸收材料随 时间的溶胀 ( )。 0024 图 5 显示根据本发明的吸收性物品。 0025 图 6 显示了用于计算卷曲的纤维的曲率半径的数学模型的基础。 具体实施方式 说 明 书 CN 101563114 B 5 3/9 页 6 0026 图 1A 和 1B 分别显示液体吸收。
18、前后的根据本发明的多组分超级吸收纤维 10。 0027 纤维 10 是多组分纤维。换言之， 它由一种或多种不紧密混合的基本单一的材料组 成。尽管纤维 10 的组分之间的边界可能因组分间的化学或物理作用 ( 例如， 共熔合、 共混 合或扩散 ) 不能很好地界定， 但纤维 10 存在主要由一种组分组成的区域。下面讨论主要涉 及双组分纤维 10， 然而， 这应理解为本发明的一个具体实施方案， 且不应认为是限制性的。 包含三种、 四种或更多种组分的纤维 10 也是可能的。 0028 纤维 10 是超级吸收体， 即， 它由超级吸收材料制成， 该材料可以吸收几倍于它们 自身重量的量的液体。 由此， 它不同。
19、于经常用于吸收性物品的浆料纤维， 来自天然纤维或合 成纤维的纤维。适当地， 纤维 10 仅包含超级吸收材料， 且不包含其他类型的纤维材料。 0029 当纤维 10 拉长至其最大程度时， 所述多组分超级吸收纤维 10 的长度方向 (L) 平 行于所述纤维 10 的主轴。一般地， 当拉长至它们的最大程度时， 根据本发明的超级吸收纤 维 10 的总长度在 3mm 和 10cm 之间。 0030 所述超级吸收纤维 10 也具有垂直于所述长度方向 (L) 的横向 (C)。一般地， 根 据本发明的超级吸收纤维 10 在横向的最大厚度在 10m 和 200m 之间， 优选在 20m 和 100m 之间。所述。
20、超级吸收纤维不必具有圆形截面 ； 截面区域为正方形、 矩形、 三角形、 椭 圆形、 星形或不规则形状也在本发明的范围内。 0031 超级吸收纤维10包含第一超级吸收材料20和第二超级吸收材料30。 在优选的实 施方案 ( 图 1A) 中， 超级吸收纤维 10 仅由第一超级吸收材料 20 和第二超级吸收材料 30 组 成。 0032 可用于本发明的超级吸收材料适当地是超级吸收聚合物 (SAP)。SAP 通常是交联 的亲水聚合物， 并可基于聚丙烯酸酯、 聚苯乙烯、 聚丙烯酰胺、 聚乙烯醇、 聚乙烯醚、 聚环氧 乙烷、 聚乙烯吡啶、 聚乙烯吡咯烷酮、 聚乙烯吗啉酮和聚丙烯腈。这样的聚合物也可以是天 。
21、然来源的 ； 例如水解的淀粉丙烯腈聚合物、 取代的纤维素聚合物 ( 例如羧甲基纤维素、 CMC、 羟基丙基纤维素或羧甲基淀粉 )。所述聚合物可被取代或未被取代。其他的 SAP 是 N， N- 二 甲基氨基乙基或 N， N- 二乙基氨基丙基丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯， 及它们的各种季盐。一般 地， 在本发明中可用的超级吸收聚合物具有多个阴离子、 官能团， 比如磺酸基， 更典型地为 羧基。特别优选的 SAP 基于丙烯酸和丙烯酸酯单体的交联共聚物。烯烃不饱和羧酸和羧酸 酐单体包括以丙烯酸本身、 异丁烯酸 (methacrylic acid)、 乙基丙烯酸、 二氯丙烯酸、 氰基 丙烯酸、 甲基丙烯酸 (m。
22、ethylacrylic acid)( 巴豆酸 )、 苯基丙烯酸、 ss- 丙烯酰氧基丙 酸、 山梨酸、 - 氯化山梨酸、 当归酸、 肉桂酸、 对氯肉桂酸、 硬脂酰丙烯酸 (sterylacrylic acid)、 衣康酸、 柠康酸、 甲基富马酸、 戊烯二酸、 乌头酸、 马来酸、 富马酸、 三羧基乙烯和马来 酸酐。烯烃不饱和磺酸单体包括脂肪族或芳香族乙烯磺酸， 比如乙烯基磺酸、 烯丙基磺酸、 乙烯基甲苯磺酸和苯乙烯磺酸 ； 丙烯酸和甲基丙酸烯磺酸， 比如磺乙基丙烯酸酯、 磺乙基甲 基丙烯酸酯、 磺丙基丙烯酸酯、 磺丙基甲基丙烯酸酯、 2- 羟基 -3- 甲基丙烯酰氧基丙基磺酸 和 2- 丙烯酰。
23、胺 -2- 甲基丙烷磺酸。 0033 SAP 优选经过交联， 以减小在水中的溶解度。交联可在 SAP 的体相中发生 ( 体相 交联 (bulk cross-linking)， 或在 SAP 颗粒的表面上发生 ( 表面交联 )。体相交联剂是含 有至少两个可聚合基团， 通常三个可聚合基团的通常带支链的分子。交联剂可通过用官能 团使中心分子 ( 例如多元醇 ( 比如二醇 ) 或聚胺 ( 比如二乙烯三胺 ) 官能化而制备， 所述 说 明 书 CN 101563114 B 6 4/9 页 7 官能团可以并入 SAP 中。二乙烯基苯、 多羟基化合物的丙烯酰或甲基丙烯酰基聚酯、 多元 羧酸的二乙烯基酯、 多。
24、元羧酸的二烯丙基酯、 二烯丙基二甲基氯化铵、 三烯丙基对苯二甲酸 酯、 亚甲基双丙烯酰胺、 二烯丙基马来酸酯、 二烯丙基富马酸酯、 环六亚甲基二马来酰亚胺、 三烯丙基磷酸酯、 三乙烯基偏苯三酸酯、 二乙烯基己二酸酯、 甘油基三甲基丙烯酸酯、 二烯 丙基琥珀酸酯、 二乙烯基醚、 乙二醇的二乙烯基醚或二乙二醇二丙烯酸酯、 聚乙二醇二丙烯 酸酯或甲基丙烯酸酯、 1， 6- 己二醇二丙烯酸酯、 季戊四醇三丙烯酸酯或四丙烯酸酯、 新戊二 醇二丙烯酸酯、 环戊二烯二丙烯酸酯、 丁二醇二丙烯酸酯或二甲基丙烯酸酯、 三羟甲基丙烷 二或三丙烯酸酯都是交联剂的实例。交联剂的量可以为 0-5mol。 0034 表面。
25、交联中在对超级吸收物施加外部负荷和多次润湿后都易于保持其原形。 超级 吸收物的表面交联通常通过羧酸基团的酯化而实现。表面交联剂的一个实例是多羟基物。 另一个实例是水溶液中的有机碳酸酯， 优选为乙烯碳酸酯。第三个实例是使用缩水甘油基 化合物， 尤其是乙二醇 - 缩水甘油醚 (EDGE)。通过 US 4,043,952 也已知用多价金属离子 ( 例如铝 ) 表面交联基于阴离子聚电解质的超级吸收物。表面交联通过离子键发生。通过 EP 0248 963 已知用聚季铵表面交联阴离子性的超级吸收物， 以增大超级吸收物的吸收能 力。聚胺和二胺也可用作表面交联剂。 0035 所述第一和第二超级吸收材料 20、。
26、 30 的截面形状不是非常相关的， 可沿着超级吸 收纤维 10 的长度变化。例如， 所述第一和第二超级吸收材料 20、 30 可各自单独或两者都具 有圆形、 正方形、 矩形、 三角形、 椭圆形或不规则形状的截面区域。图 1A 显示具有圆形截面 的超级吸收纤维。 0036 在所述超级吸收纤维10的长度方向(L)的至少一部分， 所述第一超级吸收材料20 和所述第二超级吸收材料 30 在所述超级吸收纤维 10 的横向 (C) 上并排布置。 0037 所述第一和第二超级吸收材料 20、 30 不必在所述超级吸收纤维 10 的整个长度的 横向 (C) 上并排布置， 尽管它们可以。而如图 2A 和 2B 。
27、所示， 它们仅在所述超级吸收纤维 10 的长度的部分上并排布置就可以是足够的。 0038 在本发明中， 表述 “并排” 指的是在两种超级吸收材料 20、 30 均存在的超级吸收纤 维 10 的长度中， 超级吸收纤维 10 的截面同时显露所述第一超级吸收材料 20 和所述第二超 级吸收材料30。 所述第一超级吸收材料20和所述第二超级吸收材料30不必在所述超级吸 收纤维 10 的整个截面彼此接触， 且在所述超级吸收纤维 10 的截面中不必具有相同的表面 积。表述 “并排” 的更加全面的理解可从图 3a-3e 获得， 图 3a-3e 显示本发明沿着图 1A 和 2A 中的 III-III 线观察的。
28、截面图的不同的实施方案。 0039 图 3A 显示一个实施方案， 其中所述第一和第二超级吸收材料 20、 30 具有椭圆截 面， 且沿着它们的共同表面的一部分相连。 0040 图3B显示的实施方案中， 所述超级吸收纤维10具有基本上圆形的截面， 且其中所 述第一超级吸收材料20和所述第二超级吸收材料30具有基本上半圆形的截面并沿着它们 的平面相连。 0041 图 3C 显示双组分超级吸收纤维 10， 其中所述第一超级吸收材料 20 和所述第二超 级吸收材料 30 均具有圆形截面， 且其中所述第一超级吸收材料 20 偏心地位于所述第二超 级吸收材料 30 内。为了实现最佳效果， 所述第一超级吸收。
29、材料 20 不完全包围在所述第二 超级吸收材料 30 内， 而是具有和超级吸收纤维 10 的表面相连的表面。这样， 液体无需首先 说 明 书 CN 101563114 B 7 5/9 页 8 通过第二超级吸收材料 30 即可进入第一超级吸收材料 20。 0042 图 3D 显示双组分超级吸收纤维 10， 其中所述第一超级吸收材料 20 和所述第二超 级吸收材料 30 包含相同的超级吸收聚合物， 但其中包含所述第二超级吸收材料 30 的超级 吸收聚合物的交联密度比所述第一超级吸收材料 20 中的超级吸收聚合物的高。较高的交 联密度往往减小超级吸收材料的总溶胀度， 同时可能增大溶胀速率。这个实施方。
30、案易于制 造， 因为交联剂可喷涂或涂布于超级吸收聚合物纤维的一个表面上， 从而形成第二超级吸 收材料 30。其他用于调节超级吸收聚合物的溶胀性的方法也可用于促进有差别的溶胀， 和 由此引起的卷曲， 例如调节中和度。 0043 图3E显示具有空心结构的双组分超级吸收纤维10。 所述第一超级吸收材料20和 所述第二超级吸收材料 30 形成具有环面 (torus)( 环形 (donut-shaped) 截面的纤维 10。 因此所述超级吸收材料 20、 30 具有半环形截面， 并在它们的端部连接形成所示的中心包含 空心空间40的纤维10， 如图所示。 空心空间40可具有任何形状或尺寸， 不应理解为受限。
31、于 所示内容。 0044 除所示的实施方案外， 所述多组分超级吸收纤维 10 的结构的其他变化是可能的。 所述多组分超级吸收纤维10可包含两种以上的超级吸收材料20、 30。 例如， 可以是层结构， 其中超级吸收材料在横向 (C) 层叠。所述多组分超级吸收纤维 10 也可具有例如 3、 4、 5 或 更多个叶片 (lobe) 的叶片型截面， 其中各个叶片包含不同的超级吸收材料 20、 30。在具有 这样的截面的纤维中， 在超级吸收纤维的长度方向 (L) 存在至少一个溶胀度不对称的平面 或轴是重要的。 0045 当所述多组分超级吸收纤维10中使用两种或多种超级吸收材料20、 30时， 一些超 级。
32、吸收材料 20、 30 可以是相同的材料， 只要所述超级吸收材料 20、 30 中的至少一种具有不 同的溶胀性。例如， 三组分超级吸收纤维 10 可包含两种具有相同的 SC 的超级吸收材料， 和 具有不同的溶胀度的第三种超级吸收材料。 这样， 可以获得结构的重大变化， 可调整以适合 吸收性物品的特定要求。 0046 应设置超级吸收材料 20、 30， 使得在超级吸收纤维的长度方向 (L) 上存在至少一 个不对称平面或轴。这指的是超级吸收材料 20、 30 不应设置为在所述超级吸收纤维 10 中 完全对称。在与液体接触时这最大化纤维 10 的卷曲效应。 0047 选择所述第一和第二超级吸收材料 。
33、20、 30， 使得在它们溶胀期间的给定点， 所述第 一超级吸收材料20的溶胀度(SC)大于所述第二超级吸收材料30的溶胀度(SC)， 使得所述 超级吸收纤维 10 在和液体接触时卷曲。 0048 和液体接触前， 所述超级吸收纤维 10 并不高度卷曲， 如图 1a 所示。然而， 由于所 述第一超级吸收材料20的溶胀度(SC)大于所述第二超级吸收材料30的溶胀度(SC)， 所述 超级吸收纤维 10 暴露于液体使得一种超级吸收材料比另一种超级吸收材料溶胀更快或溶 胀程度更大。这进而在所述超级吸收纤维 10 上施加物理力， 引起它不均匀膨胀， 从而卷曲 ( 见图 1b)。在它们的卷曲形式中， 纤维 。
34、10 包裹的紧密度较小， 提供较低的密度， 较敞开的 结构。这使得液体可以更深地渗入纤维 10 以及纤维 10 之间， 因为液体在所述纤维 10 之间 的空间流动。从而减少凝胶堵塞。 0049 超级吸收材料的溶胀度 (SC) 是润湿后的超级吸收材料的体积和干燥状态下的体 积的比值。总溶胀度 (TSC) 相当于超级吸收材料饱和时的溶胀度。 说 明 书 CN 101563114 B 8 6/9 页 9 0050 吸收材料的溶胀速率 (SR) 是吸收材料在和液体接触时多快膨胀的量度。它表示 为每单位时间的溶胀度变化。参考图 4a-c， 溶胀速率相当于各个曲线的斜率。 0051 图4a-c显示三种不同。
35、情形的理想模型， 其中超级吸收材料20、 30具有不同的溶胀 度和溶胀速率。 0052 在一个实施方案中， 在液体吸收期间， 所述第一超级吸收材料 (20) 的溶胀度 (SC) 大于所述第二超级吸收材料(30)的溶胀度(SC)， 但各种超级吸收材料的总溶胀度(TSC)可 以是相同的。这在图 4a 中通过图表显示， 该图是两种超级吸收材料 20、 30 如何随时间溶胀 的示意图。 可见， 所述第一超级吸收材料20起初具有较高的溶胀速率(较高的曲线斜率)， 因此先膨胀。这在和液体接触时引起所述超级吸收纤维 10 的高度卷曲。一段时间后， 所述 第一超级吸收材料的溶胀达到恒定值， 而所述第二超级吸收。
36、材料 30 仍然溶胀。随着所述第 二超级吸收材料 30 中的溶胀的增大， 所述超级吸收纤维 10 再次伸直。由于两个超级吸收 材料 20、 30 具有相同的 TSC， 当超级吸收纤维完全饱和时， 它们占据相同的体积。这表明在 所述超级吸收纤维 10 中形成的卷曲被消除， 所述纤维 10 恢复其未卷曲 ( 但膨胀 ) 的形状。 0053 其中第一超级吸收材料 20 和第二超级吸收材料 30 具有相同的总溶胀度 (TSC) 但 具有不同的溶胀速率(SR)的超级吸收纤维10在和液体最初接触时会卷曲， 提供大体积、 开 放式的结构。然而， 在和液体持续接触后， 卷曲将会消除， 并获得低体积、 更闭合的。
37、结构。这 样的材料在吸收性卫生物品领域非常理想， 因为它们可以生产薄物品， 所述薄物品在液体 吸收期间提供开放式结构， 但在液体完全饱和后回到闭合结构。 0054 在另一实施方案中， 所述第一超级吸收材料 20 和所述第二超级吸收材料 30 可具 有不同的总溶胀度 (TSC)， 但具有相似的溶胀速率 (SR)。换言之， 所述第一和第二超级吸收 材料 20、 30 之间的溶胀度 (SC) 差是正的且随时间增大。这在图 4b 中显示， 所述两种材料 20、 30以相同的溶胀速率溶胀， 但以不同的总溶胀度停止溶胀。 包含这样的材料的超级吸收 纤维 10 在液体吸收的初期可能不会卷曲至较大程度， 但在。
38、液体吸收增大后， 当凝胶堵塞的 问题变得更加显著时， 会卷曲至较大的程度。 0055 如果所述第一超级吸收材料20和所述第二超级吸收材料30同时具有不同的总溶 胀度 (TSC) 和不同的溶胀速率 (SR)， 则溶胀情况可能如图 4c 所显示。在和液体接触时， 所 述两种超级吸收材料 20、 30 以不同的初始速度溶胀， 引起超级吸收纤维 10 的快速卷曲。然 而， 在和液体持续接触后， 所述超级吸收材料 20、 30 可能达到相等的溶胀度， 其中所述超级 吸收纤维 10 的卷曲将显著减少。在和液体进一步接触后， 该超级吸收纤维的卷曲会反向， 因为所述第一超级吸收材料 20 变饱和， 而所述第二。
39、超级吸收材料 30 继续吸收液体。 0056 根据本发明的超级吸收纤维 10 可通过任何用于从聚合材料制造纤维的合适的方 法制造。一种可能的方法是第一和第二超级吸收材料 20、 30 的共挤出， 也可使用涂布和层 叠。为了制造图 3D 的优选实施方案， 可用交联剂将超级吸收材料涂布于至少一侧上。 0057 本发明的多组分超级吸收纤维 10 可用于吸收芯 50 中， 吸收芯 50 形成吸收性物品 100的吸液组分。 在和液体接触时， 本发明的多组分超级吸收纤维10如上所述溶胀和盘绕， 从而为吸收芯 50 提供开放式结构。与其他材料 ( 例如， 尤其是其他超级吸收纤维 ) 相比， 该开放式结构使得。
40、液体可以更自由地渗入吸收芯中， 并由此减少凝胶堵塞。所述吸收芯 50 可包含常用于吸收芯中的其他材料， 比如， 例如浆料纤维、 合成纤维、 薄纸网幅或另外的超 级吸收材料。另外， 本发明的多组分超级吸收纤维 10 可在吸收性物品 100 内用于获取或分 说 明 书 CN 101563114 B 9 7/9 页 10 布层中。可选地， 本发明的多组分超级吸收纤维 10 可用于吸收性物品 100 的顶片 102 中。 0058 包含本发明的超级吸收纤维10的吸收芯50、 获取/分布层或顶片102可进而包含 在吸收性物品100内， 在图5中以尿布说明， 但也可以是任何吸收性物品， 比如卫生巾、 失禁。
41、 防护品或紧身内裤衬里。图 5 的尿布从朝向使用者侧显示， 所有的弹性组件完全展开。图 5 的吸收性物品 100 包含位于吸收芯 50 的相对面的顶片 102 和背片 101， 和紧固装置 103、 104。所述吸收性物品 100 也可包含一个或多个获取 / 分布层。可包含本发明的超级吸收 纤维 10 的吸收性物品的结构， 和它们的制造方法对本领域技术人员是已知的。 0059 试验方法的描述 0060 溶胀度 0061 如上所述， 超级吸收材料的溶胀度 (SC) 是润湿后的超级吸收材料的体积和干燥 状态下的体积的比值。可在显微镜下观察所述超级吸收纤维 10 以确定它是否在和液体接 触时卷曲。 。
42、0062 溶胀度的确定 0063 超 级 吸 收 材 料 的 溶 胀 度 可 以 多 种 方 式 确 定。Journal of Applied PolymerScience， vol.70， 817-829(1998) 提供了一种方法。下面提供了其他方法， 其中优 选量筒法。 0064 通常不可能精确测量所述超级吸收纤维 10 本身的溶胀度， 因为组分超级吸收材 料 20、 30 对溶胀的贡献不同。然而， 各种超级吸收材料 20、 30 的溶胀度可以单独测量。 0065 如果没有其他说明， 在本申请中的重量单位是克。 0066 离心保留容量 (CRC) 法 0067 离心保留容量 (CRC) 。
43、是用于测量超级吸收材料的液体吸收的标准方法。该方法相 当于EDANA Standard Test WSP 241.2(05)。 如果没有其他说明， 根据本发明的标准CRC应 试验 120 分钟 ( 即， WSP 法的 6.6 和 8.9 给出的时间间隔应为 120 分钟 )。此外， 在该 方法中应使用密封容器而不是在 EDANAWSP 241.2(05)， 8.4 中指定的干燥器。 0068 除非另有说明， 本申请中使用的所有试验在232和RH 5010下进行。 在试验进行前， 超级吸收物应在 23 2和 RH 50 10的环境下适应 24 小时。 0069 基于 CRC 的溶胀度 0070 。
44、基本上， 该方法首先描述已知质量的超级吸收材料的样品如何暴露于液体 ( 通常 是 0.9 重量的氯化钠溶液 ) 一段时间。移除样品并离心。CRC 是吸收的液体的重量和样 品的干重的比值 ( 单位 ： g/g)。已知溶胀液体 (0.9 重量氯化钠的密度约为 1g/cm3) 的密 度， 和干燥聚合物的密度， 可以将 CRC 转化成以体积计的溶胀度的值。可以多种时间间隔测 量 CRC， 从而可以绘制各种超级吸收材料的溶胀度如何随时间变化的图。 0071 量筒法 0072 SC 的确定在不同步骤中进行 ： 0073 测量干燥的超级吸收物的表观密度 0074 测量润湿的超级吸收物即 CRC 测试后的比重。
45、 ( 每体积凝胶的干燥 SAP 的质量 )。 0075 SC 是干燥的 SAP 的表观密度和基于凝胶中聚合物的质量的凝胶比重的比值。 0076 溶胀动力学 0077 如果 EDANA 法 WSP 241.2(05) 以超级吸收物在液体 ( 氯化钠溶液 ) 中的不同的停 说 明 书 CN 101563114 B 10 8/9 页 11 留时间进行， 可以得到溶胀度SC的溶胀动力学与时间的关系。 WSP法应遵循上面的设定， 除 了超级吸收物的停留时间的变化。 0078 使 用 的 优 选 的 停 留 时 间 t 是 1、 5、 10、 20、 30、 60 和 120 分 钟。EDANA 法 WS。
46、P 241.2(05) 的结果是离心保留容量， CRC。 0079 关于量筒法， 应使用下列过程 ： CRC 可用于动力学的估算。SC 值估算为 120 分钟的 SC 除以 120 分钟的 CRC 乘以实际时间的 CRC ： SC(t) CRC(t)*(SC(120 分钟 )/CRC(120 分 钟 )。 0080 由于 SC 数据将用于比较本发明使用的超级吸收物的不同品质， 该试验应用相同 的粒径进行， 例如 200-300 微米的部分。将两种超级吸收物的数据绘制在图形中， SC 对时 间， 并对各种超级吸收物在数据之间进行插值。由该图可以比较两种超级吸收物的 SC(t)。 0081 SAP。
47、 之间无交换 0082 适当地， 各种超级吸收物的 CRC 值应相同， 无论它们是否单独试验或在相同的浴 中试验两小时。换言之， 超级吸收物之间应没有离子交换。这样， 当聚合物 20、 30 在纤维中 放置在一起时， 各种超级吸收聚合物 20、 30 的溶胀度 (SC) 保持相同， 当两种超级吸收聚合 物在纤维中放置在一起时， 应保持 SC 比值。 0083 干燥的超级吸收物的表观密度 ( 阿基米德试验 ) 0084 使用以 2ml 的间隔划分， 刻度至少高 20cm 的 250ml 量筒以得到测量所需的分辨 率。称重该量筒。记录重量 mcyl。向该量筒加入 180ml 超级吸收物， 包括孔隙。
48、。记录重量 msAP+cyl。在该量筒中加入 100乙醇 (pro analysi) 至 250ml 的水平。如果看起来滞留有 空气， 使用超声波浴除去。在该浴中放入足够的液体， 并使超声波作用样品约 15 秒， 或直到 气泡消失。 充满液体至250ml， 在液体表面测量， 因为当空气离开样品后， 液面可能降低。 如 果在得到最终读数前将量筒放置一段时间， 确保该量筒完全密封， 从而液体不会消失。 记录 量筒、 凝胶和液体的重量 mtot。表观密度 a为 ： 0085 g 干燥聚合物 /cm3干燥聚合物 0086 乙醇在 23的密度 乙醇应当使用 0.79g/cm3。 0087 润湿的超级吸收。
49、物的比重 0088 使用以 2ml 的间隔划分， 刻度至少高 20cm 的 250ml 玻璃量筒以得到测量所需的 分辨率， 优选为在前述试验中使用的经适当地清洁和干燥后的量筒。称重该量筒并记录重 量 mcyl。使用上述 CRC 法生产超级吸收物凝胶。在 CRC 试验中离心和称量后， 收集袋子。如 果需要一组以上来自 CRC 试验的袋子， 则将离心后的样品储存在紧密封的容器中， 同时生 产更多凝胶。需要大约 180ml 凝胶， 包括孔隙， 即， 约 100g 凝胶。打开密封的袋子并取出凝 胶。将凝胶直接加入量筒。记录凝胶的重量， mgel， 即量筒和凝胶的总质量减去量筒的重量 mcyl。向所述量筒加入液体， 即用于 CRC 试验的相同的 0.9 重量 NaCl 溶液。装满所述量 筒至 250ml。如果看起来滞留有空气， 使用超声波浴除去 ： 将所述量筒和。