CN1310741A - 纤维吸收材料及其制法 - Google Patents

Abstract

公开一种湿态稳定、大孔隙体积的纤维吸收结构,其密度低于所用纤维的临界密度。在一种实施方案中,该纤维吸收剂利用开孔泡沫技术保持纤维结构的发泡及粘合状态。在另一种实施方案中,制成的纤维结构如一种开孔聚合物泡沫似的,其中纤维起到由粘结材料稳定化的支撑作用。在另一种实施方案中,在制成的纤维结构中充满一种泡孔尺寸基本小于纤维泡孔的亲水开孔泡沫体。此种湿态稳定、高孔隙体积纤维吸收剂可用于吸收诸如体液之类流体的一次性产品中,包括可伸长吸收制品。

Description

纤维吸收材料及其制法

发明背景

在吸收制品的制造中，希望使用的材料具有高孔隙体积、亲水特性及湿回弹，或打湿时以及处于载荷下能维持孔隙体积。传统短纤浆及皱纹纸虽可提供高孔隙体积并且亲水，但当打湿时它们会塌瘪，尤其在施加载荷的情况下。湿法铺置的材料通常存在密度高的缺点，因为纤维基本沿二维、平面排列。气流成网材料可具有高膨松度，但其稳定性及回弹有限并且孔隙率及膨松度依然有一定极限。

许多由合成长纤维制成的非织造布材料可提供高孔隙体积及湿回弹，但缺乏固有亲水性。此种纤维可用表面活性剂或其他添加剂处理来提高结构的亲水性，但是这样的加工既昂贵而且无法提供与纤维素或其他亲水聚合物相匹敌的亲水性。开孔塑料或泡沫塑料，亦称作发泡塑料或海绵塑料，可提供非常高的孔隙体积及湿回弹，但是同样存在缺乏固有亲水性以及成本高的问题。由亲水材料制成的泡沫体，例如超吸收性泡沫体，可提供吸收并保持液体的能力，但是存在湿回弹不佳或成本高的问题。纤维增强的泡沫材料是已知的，其中在泡沫体基质中加入纤维以提高其强度，但此种材料一般为疏水的，而且缺乏要求吸收制品具备的高膨松、吸收能力等特性。

因此，需要一种纤维结构，它具有泡沫塑料的许多可人属性，尤其是开孔泡沫，但其中该结构主要由亲水纤维组成，纤维至少部分地起到各个开孔之间的支撑作用。

发明概述

现已发现，可以制成一种适用于吸收制品的、其中纤维是三维取向的高膨松纤维材料。该纤维可按照基本均一分布的方式或者按照基本不均一的方式分布，其中纤维起到一种支撑作用，它构成三维孔隙之间的边界，类似于开孔泡沫的实体基质，尤其类似于网状开孔泡沫体中的支撑。现已发现，生产泡沫材料的已知方法及材料可用来作为纤维-构筑手段，用于定位、排列和粘合亲水纤维，其中形成的吸收性纤维结构具有良好整体性及回弹性。按照这类方法，纤维与某种构筑(structuring)组合物彼此混合，其中所述组合物包含粘结材料或可转化为水不溶性粘结材料的前体粘结材料以及可去除相，该相可从纤维混合物中去除，从而形成一个个孔隙。所形成的结构被该粘结材料稳定化，后者起到将纤维保持在一定位置或者在纤维之间建立粘合点，尤其是不溶于水的粘合点的作用。从某种意义上，本发明的优选实施方案可描述为一种泡沫增强的纤维网络结构，而不是以往所说的纤维增强的泡沫体。换句话说，在本发明的许多实施方案中，粘结材料除了起到将纤维维系在一起的作用之外，一旦纤维已恰当就位并被粘结，构筑组合物的组分或者泡沫本身，在最终吸收材料中将起到次要的结构作用。

在另一种实施方案中，先利用可发泡构筑组合物的泡沫使纤维形成一定结构，然后在该可发泡构筑组合物中加入粘结材料。按此方法，可将纤维与包含可去除相及一种非气相的构筑组合物进行混合，形成泡沫以后，可加入粘结材料，或者替代地，可令构筑组合物中的前体粘结材料转化为粘结材料，以便在开孔、吸收性纤维结构中的纤维之间提供不溶于水的粘合点。

如同传统开孔泡沫材料一样，本发明的吸收性纤维结构一般为“开孔”的，就是说该吸收性纤维结构内部的孔隙彼此基本上互联并允许气体在其间传输，类似于开孔泡沫体的通透特性。具体地说，开孔结构可具有至少50％结构内部孔隙被互联孔隙占据，更具体地具有至少80％孔隙被互联孔隙占据。本发明的材料通常也是基本透气的，就是说，气体能够比较自由地沿至少1个方向，较好2个正交方向，更好沿3个正交方向，最具体地说沿基本上任何方向穿过该吸收性纤维结构。在一种实施方案中，本发明材料的Frazier透气性(见下文定义)至少为约50 cfm，更具体地说约100 cfm或更高，进一步具体地约200 cfm或更高，最具体地约400 cfm或更高，范例范围介于约75 cfm～约1100 cfm。然而，在某些实施方案中，该吸收性纤维结构可在1个或多个不透液体或气体的表面上具有皮层，例如粘结材料的膜，而该吸收性纤维结构内部则依然基本通透(除了由外皮层可能造成的某种流动限制之外)。为使吸收制品或滤材达到最佳效果，当存在皮层时，吸收性纤维结构外表面的至少一部分应不具有不透液体或气体的皮层。

本发明可能的应用领域包括用于吸入、分配和保存人类体液的吸收制品。例子包括女性护理垫、填塞(tampons)、尿布、失禁用品、运动裤、床垫、吸汗垫、鞋垫、绷带、头盔衬里、抹布及擦器等，或者制成适当薄且柔软的形式，作为新型薄纸和手巾。本发明多种实施方案的宝贵优点在于其保持三维结构以及在应力下及打湿时保持稳定的能力。因此，可设想该成形复合材料具有多种多样用途，包括填塞、减震鞋垫、适用于服装或身体特定部位的制品、造口术袋子衬垫、止血海绵以及其他用于外科目的的医用海绵及吸收剂，牙科吸收剂，例如拔牙用的填塞或适配在口腔各个部位中的唾液吸收剂等。除了作为吸收制品之外，本发明材料还可作为过滤器中的成分，包括用于吸收液滴及空气中夹带的其他物质的滤材，包括面罩。由本发明吸收性纤维结构制成的滤材，当它们包含活性炭纤维或颗粒时尤其有用。此种滤材能够从气体中吸收污染物或异味以及从液体，特别是水中吸收有机污染物。本发明吸收性纤维结构还可用于另一些产品中，例如减震鞋垫、地面覆盖材料、侵蚀阻挡层、宠物屎尿吸收垫、工业溅撒及泄漏吸收剂、油品外溢及化学污染物用的浮动围栏、防火材料、隔热、包装材料、衬垫等。本发明吸收性纤维结构还可与其他功能材料组合使用，包括内部组合(例如将材料加入到该吸收性纤维结构中)或者外部组合(例如，作为附加层连接起来)，例如异味吸收剂、活性炭材料、阻燃剂、超吸收剂颗粒、非织造布材料、塑料薄膜或穿孔薄膜、挤出纤网、闭孔泡沫塑料、薄纸纤网、电子器件例如用于湿度及泄漏报警、不透明剂、填料、气凝胶、上浆剂、抗菌剂、胶粘带等。

因此，本发明一个方面在于一种生产开孔低密度吸收性纤维结构的方法，包括：

a)将亲水纤维与构筑组合物混合在一起形成混合物，所述构筑组合物包含粘结材料及可去除相；

b)在所述混合物内部产生泡沫；

c)利用基本不溶于水的粘合点将所述纤维粘合成为连续多孔网络，其中所述粘结材料使多孔网络变得稳定。

所述方法还可包括移出一部分所述可去除相，它们可以是气体、液体、固体或其组合。吸收性纤维结构的密度宜于在约0.2g/cc(克每立方厘米)或更低，具体地约0.1g/cc或更低，更具体地约0.05g/cc或更低，最具体地约0.03g/cc或更低，典型范围介于0.15g/cc～0.01g/cc。

本发明另一个方面在于一种生产低密度吸收性纤维结构的方法，包括：

a)将亲水纤维与构筑组合物混合在一起形成混合物，所述构筑组合物包含粘结材料及可去除相；

b)使所述混合物中的所述纤维沿三维结构重排，较好重排成其内部纤维基本上沿三维取向的结构；

c)移出一部分所述可去除相；

d)将所述纤维粘结在一起形成连续、多孔网络，其中所述粘结材料形成介于所述纤维之间的粘合点，从而使所述多孔网络变得稳定。

本发明另一个方面在于一种制备吸收性纤维复合材料的方法，包括：

a)制备由亲水纤维与可发泡粘结材料及任选的液态载体组成的混合物，所述混合物包含，按干重计约20％或更高亲水纤维；

b)由所述混合物生产一种载着纤维的泡沫体；

c)使所述载着纤维的泡沫体固化形成一种开孔低密度亲水吸收性纤维结构。

本发明另一个方面在于一种生产低密度吸收性纤维结构的方法，包括：

a)用亲水纤维涂料涂布疏水纤维；

b)将所述纤维与包含粘结材料及可去除相的构筑组合物混合在一起，形成混合物；

c)在所述混合物内部产生泡沫；

d)将所述纤维粘合在一起形成连续、多孔网络，其中所述粘结材料使多孔网络稳定化，而且至少约20％，更具体地至少约50％，最具体地至少约70％所述疏水纤维的表面面积涂有亲水材料。

本发明另一个方面在于一种生产低密度吸收性纤维结构的方法，包括：

a)将亲水纤维与构筑组合物混合在一起形成混合物，所述构筑组合物包含非气相及可去除相；

b)在所述混合物内部产生泡沫；

c)利用粘结材料形成不溶于水的粘合点，从而将所述纤维粘合在一起成为连续多孔结构。

本发明另一个方面在于一种生产低密度吸收性纤维结构的方法，包括：

a)将亲水纤维与构筑组合物混合在一起形成混合物，所述构筑组合物包含任选的前体粘结材料、非气相及可去除相，其中所述构筑组合物能够产生泡沫；

b)去除所述可去除相的一部分从而形成多孔网络；

c)向所述多孔网络中加入粘结材料或者将所述前体粘结材料转化为粘结材料；以及

d)将所述纤维粘合在一起成为由所述粘结材料稳定化的连续多孔结构。

本发明另一个方面在于一种生产低密度吸收性纤维结构的方法，包括：

a)将亲水纤维与构筑组合物混合在一起形成混合物，所述构筑组合物包含任选的前体粘结材料及可去除相；

b)使所述构筑组合物中的所述纤维沿三维结构重排；

c)去除所述可去除相的一部分从而形成多孔网络；

d)向所述多孔网络中加入粘结材料或者将所述前体粘结材料转化为粘结材料；以及

e)将所述纤维粘合在一起成为由所述粘结材料稳定化的连续多孔结构。

本发明另一个方面在于一种生产含按干重计至少25％亲水纤维的开孔低密度吸收性纤维结构的方法，包括：

a)将亲水纤维与亲水构筑组合物混合在一起形成混合物；

b)施加泡沫生成手段，以便在所述混合物内部产生泡沫；

c)利用粘合手段将所述纤维粘合在一起成为具有不溶于水的粘合点的连续多孔网络；

d)干燥所述多孔网络。

本发明另一个方面在于一种按照以上所述方法中任何一种制造的吸收性多孔纤维网络，以及用此种纤维网络制造的吸收制品，所述制品可满意地适合用于吸收人类体液。为结合到技术上已知的吸收制品中，本发明吸收性纤维结构的厚度可小于3cm，较好小于2cm，具体地说介于约0.3cm～1.7cm。

本发明另一个方面在于一种包含亲水、不溶于水的可发泡粘结材料以及50 wt％以上亲水纤维的泡沫-构筑的吸收性纤维结构，其中所述纤维结构的密度为约0.05g/cc或更低。

本发明另一个方面在于一种包含可发泡粘结材料以及约25 wt％或更高亲水纤维的吸收性纤维结构，其中所述纤维排列成为开孔泡沫体中泡孔之间的支撑，所述纤维结构为亲水的，密度为约0.1g/cc或更低。

本发明另一个方面在于一种包含第1纤维层和第2纤维层的层合泡沫-纤维复合材料，所述第1层包含吸收性多孔纤维结构，后者包含可发泡粘结材料和约20 wt％或更高亲水纤维，其中所述纤维排列成为开孔泡沫体中泡孔之间的支撑；所述第2层包含具有基本闭孔结构的泡沫-纤维复合材料，或基本疏水的泡沫-纤维复合材料。

本发明另一个方面在于一种吸收制品，包含：透液面料、不透液后片及布置在所述后片与所述面料之间的吸收性纤维结构，所述吸收性纤维结构包含至少25 wt％亲水纤维，更具体地至少50 wt％亲水纤维，最具体地至少70 wt％亲水纤维，以及由可发泡构筑组合物残留的使亲水纤维稳定在高膨松结构中的粘结剂，所述吸收性纤维结构的密度为约0.1g/cc或更低，湿膨松度为约6cc/g或更高，更具体地约8cc/g或更高，进一步具体地约10cc/g或更高，更进一步具体地约15cc/g或更高，最具体地约20cc/g或更高。

本发明另一个方面在于一种生产连续吸收性纤维结构的方法，包括：

a)将亲水纤维与包含粘结材料及可去除相的构筑组合物混合在一起成为混合物；

b)在所述混合物内部产生泡沫；

c)将所述泡沫沉积到移动传送带上从而形成发泡层，同时所述构筑组合物基本上不从所述层中流失；

d)将所述发泡层固化成为吸收性纤维结构。

本发明另一个方面在于一种生产连续吸收性纤维结构的方法，包括：

a)在移动带上成形由纤维化亲水纤维构成的气流成网毡，从而形成纤维毡；

b)用包含粘结材料及可去除相的可发泡构筑组合物浸渍所述毡；

c)通过所述构筑组合物的作用重排所述毡内的所述纤维，从而造成一种重排层；

d)在所述重排层中形成不溶于水的粘合点，从而制成吸收性纤维结构。

所述方法还可包括压花、轧光、穿孔、刷毛、折叠、划痕、穿孔-压花之类，以达到要求的流体吸收及机械性能。

本发明另一个方面在于一种连续生产吸收性纤维结构的设备，包括：

a)混合装置，其中纤维与包含粘结材料及可去除相的可发泡构筑组合物进行混合，形成混合物；

b)泡沫生成装置，能够由所述混合物生产载着纤维的泡沫体；

c)移动带，用以接受来自所述泡沫生成装置的发泡层；

d)固化装置，在所述发泡层中造成不溶于水的粘合点。

本发明另一个方面在于一种发泡纤维结构的连续生产设备，包括：

a)用于在移动带上连续生产短纤浆连续气流成网毡的气流成网装置；

b)以含粘结材料及可去除相的可发泡构筑组合物浸渍所述气流成网毡的浸渍装置；

c)在浸渍的毡中形成不溶于水的粘合点的固化装置，以便形成发泡纤维网。

根据泡沫形成理论以及纤维在与泡沫相互作用时所起作用，现已发现，借助构筑组合物，可制造一种开孔泡沫形式的亲水纤维结构。例如，采用类似于生产开孔泡沫体的技术，有可能生产出一种纤维网络，它具有三维纤维取向和异常高孔隙体积，较好其密度远低于该纤维毡或垫被水润湿时既不塌瘪也不膨胀的所谓“临界密度”。

虽然在某些优选实施方案中的构筑组合物可能在一开始时为含水混合物，但所形成的纤维结构一般地很少有像湿法成网结构中那样的基本二维、平面的纤维排列，因为本发明通常不需要在多孔织物上排掉含水组分，故而本发明方法生产出的是三维网络结构，在某些实施方案中，此种结构很像网状开孔泡沫体，在结构中，泡孔之间的支撑主要由亲水纤维构成。此种结构具有作为吸收材料的高性能。因此，在多种实施方案中，该吸收性纤维结构不采用要求从纤维毡中排水的湿法成网生产。

不同于典型纤维增强的泡沫体，那种泡沫体靠少量纤维承担提高连续泡沫基质强度的任务，而本发明优选实施方案的结构可以说成是泡沫-增强的纤维结构或泡沫-构筑的纤维材料，其中泡沫技术被用来为主要是纤维的结构提供结构以及任选提供回弹。再者，与典型纤维-增强泡沫体不同，本发明材料可以是基本或主要呈亲水的。

与气流成网结构不同，本发明实施方案由包含非气相组分的构筑组合物的作用构筑而成并被赋予了较高膨松度，还可通过与可发泡材料的相互作用制备成具有优于气流成网材料的性能。

亲水纤维占到该吸收性纤维结构的主要部分，并可以是该结构的主要结构组分。按干质量计，吸收性纤维结构中亲水纤维所占百分率可为约20％或更高，较好约30％或更高，更好约40％或更高，进一步优选约50％或更高，最优选约55％或更高。另外，按干质量计，亲水纤维可占到吸收性纤维结构的约80％或更高，或约90％或更高，或者介于约75％～约98％。在多种实施方案中，吸收性纤维结构用肉眼看上去主要由纤维组成，另外只有较少量肉眼可见的其他固体物质。适宜的是，其他固体物质主要位于纤维-纤维接触点，或者在纤维表面以及纤维-纤维接触点两者上。该吸收性纤维结构的纤维结构要素，由亲水纤维及其表面上的任何比较薄的粘结材料涂层组成(“比较薄”在这里是指小于纤维直径的50％)，除去可能加入到结构中的任何疏松颗粒体积不算，该要素较好占到吸收性纤维结构固体体积的至少约50％，具体地说可占到吸收性纤维结构固体体积的至少约60％，更具体地约80％～约98％，最具体地至少约90％，替代地，基本100％，其中优选作为计算基准，任何可能加入的疏松非纤维材料或者替代地任何加入的超吸收性材料均不算在内。

该亲水纤维可以是任何已知的纤维素或造纸纤维，正如下面所定义的，例如，硬木或软木纤维。硬木纤维可提供小的泡孔和良好强度，例如，在亲水纤维可包含约30％或更高硬木纤维时，更具体地约50％或更高硬木纤维；而软木纤维则可提供较高膨松度及好回弹以及硬挺性，希望这些性能的话，例如在亲水纤维包含约30％或更高软木纤维，更具体地约50％或更高软木纤维时。天然纤维素纤维如棉花、洋麻、马利筋属纤维等可以使用，而化学改性或合成方法生产的纤维素纤维也可使用。短亲水纺织纤维也可使用，只要纤维长度适当地短，以便使纤维借助构筑组合物达到适当分布，平均纤维长度较好小于约15mm，更优选小于约10mm，典型范围为约0.5mm～约7mm，更具体地约1mm～约5mm。由甲壳质、聚氨基葡糖、淀粉或其他聚糖衍生的亲水纤维也可使用，不过纤维素纤维，由于其资源丰富、具有吸收特性及易于制备通常可提供显著的好处。

虽然可以使用高度原纤化和高度精制的纤维，但对某些用途，不希望采用它们，因为此种纤维过分柔软、纤维难以干燥，纤维原纤化的能耗过大，细屑含量高以及原纤化期间得率损失增加。在各种各样实施方案中，基本来原纤化的纤维和/或未受机械损伤的纤维是优选的。

在另一种实施方案中，亲水纤维可以是表面经过改性从而使纤维转变为基本亲水的疏水基础纤维。例如，聚乙烯、聚丙烯以及其他合成纤维可通过表面改性处理成为基本或部分亲水的，这些技术包括：1)在氧存在下辐照聚合物材料表面以造成活性部位，然后将聚合物化学接枝到活性部位上；2)在等离子可聚合卤化烃气体存在下通过等离子放电提供有机表面涂层；3)处理(例如，氧化)纤维表面，使之凭借高含量阳离子-交换基团获得亲水特性；4)施以电晕放电处理，任选地外加表面活性剂处理；5)沉积表面活性剂、蛋白质、聚糖或其他亲水物质，可采用化学沉积、溶液涂布随后蒸发掉溶剂、超临界流体处理以沉积上增溶的亲水剂，乃至技术上已知的其他手段；6)在纤维表面结合进可水合、吸湿或潮解的水溶性无机盐，所述盐例如包括毒理学可接受的钙及镁盐，它们可在纤维成形之前加入到聚合物中，或者优选地，加到现成纤维的表面。作为在疏水材料上施涂蛋白的例子，可参见美国专利5,494,744,1996-02-27授予Everhart等人。作为电晕放电处理的例子，参见美国专利5,102,738,1992-04-07授予Bell等人。具体关于表面活性剂的施加，已知的方法包括(1)令成形后的纤网从包含纯净或溶液形式表面活性剂的浴液中通过，然后将该抹布根据需要干燥，以便在抹布上沉积规定数量的表面活性剂，或者(2)将表面活性剂以纯净或溶液形式喷雾到正在成形中的纤维上或者喷雾到多孔纤网上，并根据需要干燥纤网，以便在纤网上沉积规定数量表面活性剂，或者(3)施涂在超临界液态载体例如超临界二氧化碳中的表面活性剂，其中液态载体在处理中优选地造成纤维的溶胀从而使得溶质更好地渗透到纤维表面内，或者(4)将表面活性剂在热塑性树脂挤出并成形为热塑性多孔纤网材料之前加入到树脂中。在后一种情况中，在已知工艺条件下，加入的表面活性剂在成形为纤维期间或之后立即渗出或迁移到多孔纤网材料的纤维表面。此种现象被称之为表面活性剂的“喷霜”。据信，喷霜是由在热塑性聚合物中的表面活性剂随着聚合物冷却而变得不溶所致。有关表面活性剂喷霜的例子，参见美国专利4,535,020授予Thomas等人。

在一种实施方案中，在本发明若干方法的第1步中，采用疏水纤维，然而对其涂布以亲水涂料，该材料可以是构筑组合物的一部分或者是单独的涂布剂。作为单独涂布剂，亲水涂料可在纤维与构筑组合物合在一起的步骤之前、期间或以后施涂到纤维上。例如，纤维可首先通过处理而成为基本亲水的。在另一个例子中，疏水纤维可与构筑组合物一起使用制成三维、非吸收性或基本疏水、高膨松纤维结构，然后通过施涂亲水涂料转化为比较充分亲水和/或吸收性的。该涂布了的纤维具有的亲水物质来自覆盖纤维表面面积约20％或更高，更具体地约50％或更高，进一步具体地约70％或更高，最具体地约90％或更高的亲水涂料。干亲水涂料对干纤维质量之比可为约2或更低，更具体地约0.5或更低，进一步具体地约0.1或更低，再进一步具体地约0.05或更低，最具体地约0.03或更低。

在另一种实施方案中，吸收性结构包含一部分活性炭纤维，从而形成一种异味吸收能力卓越的多孔纤维结构，这是因为此种结构具有对气体的高渗透性，还由于该纤维具有高比例可及表面面积。应调节活性炭纤维的表面化学性质以便使纤维结构达到对目标流体或气体的最佳吸收或芯吸，并将其成为亲水的。例如，活性炭纤维上的酸性基团可能有利于吸收含有铵部分的碱性化合物。酸性基团的加入可通过该纤维在水蒸气、二氧化碳、硝酸之类的存在下进行高温处理来达到。碱性基团有利于吸收诸如氯化氢之类的酸性化合物，可通过在高温下以氨进行处理或者采用技术上已知的其他处理方法予以引入。合适的纤维及纤维处理方法包括PCT专利申请“涂布的吸收性纤维”，James Economy及Michael Daley(伊利诺斯大学)，发表在WO96/38232,1996-12-05，所公开的方法，还发表在伊利诺斯大学网页，1998年1月的“http：//www.students.uiuc.edu/-ahall/activated carbon fabrics.html”,其中公开了在高温下以各种气体处理方法使纤维活化并控制其表面化学。

该纤维可另外包含造纸技术领域常用的其他添加剂及试剂。湿强度剂、干强度剂、交联剂、表面化学改性剂、生物杀伤剂或抗菌剂，软化剂之类也可存在。当使用回收利用纤维或其他造纸纤维时，能存在一些填料，例如碳酸钙或二氧化钛。当吸收制品准备用来吸收体液时，最好不使用消费者用过的回用纤维，尽管允许存在或者有意加入不透明剂、填料及其他添加剂。在大多数情况下，最好使用新造纸纤维，因为它们机械性能好且污染物少。例如，异味去除添加剂较好存在于本发明结构中，包括活性炭颗粒或纤维、活性二氧化硅颗粒、EDTA、沸石、多羧酸、抗菌剂、滑石粉、碳酸氢钠、包封的香料、环糊精、紫外吸收剂、护肤剂、聚氨基葡糖或甲壳质等。

在此种高膨松吸收性纤维结构的生产中，构筑组合物与该纤维配合使用。构筑组合物可包括某些泡沫材料生产技术中已知的材料，一般用来将纤维保持在要求的三维取向状态或使其重排。纤维的构筑或重排可借助下列作用来实现：泡沫体的流动及发泡；发泡剂的膨胀；以前使纤维发生位移或者将纤维重排为泡沫状或开孔结构的相的移出；2种不混溶相之间的作用，该作用择优地将纤维置于气泡之间的液体弯月面处；粘稠液体(包括溶液)或液-固淤浆或冻结淤浆的流体动力学作用，该作用在通过冷冻干燥或溶剂交换去除液体或淤浆的主要部分期间将纤维保持在原位；以及诸如此类。

纤维的物理重排可沿着一维、二维或三维发生。沿二维或更多维重排是优选的，沿三维重排是最优选的。可能发生一维重排的情况是，例如当构筑组合物的作用主要导致毡上的纤维沿着Z-向朝上移动，以致毡子变得更膨松，但是纤维的x-y相对位置则基本上未改变。二维重排发生在，当狭窄层或平面内的纤维移动到该平面的新位置但没有跨越到其他层中并与之交络时。最可心的是三维重排，此时，构筑组合物的作用，更具体地说构筑组合物形成的泡沫的作用不仅将纤维沿垂直方向移动，而且移动到纤网或毡子或正在制造的其他吸收性纤维结构形式中新的x-y位置。例如，载着纤维的泡沫由于打浆、搅拌、倾倒、模塑之类的宏观运动可能导致纤维在粘合之前发生三维重排。一般地，如果，例如特征纤维典型地位移了约1mm或更大，更具体地约3mm或更大，进一步具体地约10mm或更大，最具体地约5～约25mm，就可以说纤维沿特定方向或特定维发生了物理重排。

在一种实施方案中，构筑组合物足够粘稠和/或稳定，以致在经历了足够构筑组合物干燥或固化的时间的混合以后，它不会因排液而显著地与纤维分离。(构筑组合物的固化发生在粘结材料形成使纤维稳定化的粘合点时，可由下列作用引起：热处理；缩合反应或由电子束、紫外线辐照、微波辐照之类效应引起的其他反应；化学交联；聚合的化学引发；以及诸如此类。)例如，构筑组合物的体积粘度可在约100厘泊(cp)或更高，更具体地约500厘泊或更高，进一步具体地约2000厘泊或更高，其中数值采用适合泡沫体粘度测定的方法获得。因此，在某些实施方案中优选的是，相当大一部分构筑组合物的质量不以液态形式或液/固形式移出，例如不通过排液。具体地说，在某些实施方案中，特别是那些涉及带气泡的水基泡沫体中较好的是，原始质量的约50％或更少构筑组合物以非气相形式或通过排液去除，更具体地原始质量的约10％或更少构筑组合物以非气相形式或通过排流失，最具体地基本没有构筑组合物在吸收性纤维结构形成期间以液体形式从纤维及构筑组合物的混合物中流失。

构筑组合物包含为在产品中提供孔隙的可去除相，以及粘结材料，任选地还有液态载体相以及任选地其他非气相组分，例如表面活性剂、交联剂、柔软剂、增塑剂、抗菌剂、异味控制材料等，以达到吸收性纤维结构所要求的功能特征。构筑组合物的至少1种组分是非气相。可去除相可以是液态水或者能够通过蒸发、溶剂交换、临界点干燥、超临界流体萃取、芯吸之类而去除的液体；冰或其他可升华固体；可熔融并以液体形式去除或进一步蒸发的固体；加热后可部分或全部分解为蒸汽或烟气从而留下孔隙的固体；以及诸如此类。泡沫体中作为可去除相的气泡，从容易产生和去除来考虑是尤其优选的实施方案。较好的是，构筑组合物是一种可发泡组合物，其中泡沫体的气泡起到使纤维位移到或重排为所要求结构的作用。粘结材料使多孔纤维结构稳定化并可提高纤维-纤维粘合点强度。较好的是，构筑组合物在一旦干燥或固化之后为亲水性的。在一种实施方案中，可去除相不是液态水或水蒸气，更具体地不是液态水。在另一种实施方案中，气泡主要由空气或除水蒸气以外的其他气体组成，而在相关实施方案中，可在不需要将含水材料加热到沸点便可生成气泡，虽然在另一些实施方案中可以使用水蒸气气泡。

在自通过发生、产生气泡或向纤维混合物中引入气泡来形成的泡沫体，转化而成的吸收性纤维结构中，液体或液-固淤浆作为非气相，而可去除相则是形成气泡的气体。鉴于气体不是化学地结合在固体基质上，因此它可通过扩散，优选地通过宏观流动被去除，尽管原有气体中一部分仍窝藏在某些气泡中。显然，只要泡沫体具有基本开孔结构，气体就可移出。在可用于本发明的泡沫结构中，由气泡产生的泡沫体中原来气体的至少一部分将从结构中去除。移出的部分应当在可去除相中占到相当大的比例，例如为约20％或更高，更具体地约50％或更高，进一步具体地约80％或更高，最具体地约90％，按体积计。虽然理想的是将可去除相全部移出，但不可避免地，某一小部分可能被围困在封端孔隙、偶尔出现的闭孔之类中。

在通过液相反转或者通过一个液相包围着另一种至少部分不混溶液体的泡进行聚合所形成的泡沫体中，可去除相一般是可蒸发或按其他方式干燥从而将其至少部分地从留下的基质中去除的液体。构筑组合物还可以是固-液悬浮体或淤浆或者三相混合物。

构筑组合物中的粘结材料可以是聚合材料，例如可溶性聚糖(例如羧甲基纤维素、淀粉及改性淀粉)或者蛋白(例如明胶)，更具体地说是可发泡聚合材料。聚合物粘结材料可至少部分地由于诸如表面活性剂，包括阴离子、非离子及阳离子表面活性剂之类发泡剂在构筑组合物中的存在而变得可发泡。聚合物粘结材料较好是亲水性的。亲水聚合物可发泡粘结材料可能要求加入液态载体，例如水，来造成泡沫，其中以水为优选的流体载体，尽管有少数情况，聚合物可发泡粘结材料本身就可以发泡，例如鸡蛋清便是一个例子。较好的是，液态载体是该聚合物组分的--但不是亲水纤维的--溶剂(一种溶液若含有能使亲水纤维变得可溶或部分可溶的溶质，例如，对于作为疏水纤维的纤维素纤维的浓氯化锌溶液，则在多种实施方案中是不可取的)。倘若某种材料，通过在空气存在下进行机械搅拌或者施以本文所提到的以及本领域技术人员已知的其他发泡方法之后，产生能使造纸纤维悬浮的部分或基本稳定的泡沫，那么它就是可发泡的。譬如，纯水是不可发泡的，而鸡蛋清以及许多表面活性剂-水溶液则是可发泡的。

粘结材料可以是水可溶胀的或者不是水可溶胀的。为使吸收制品获得最佳效果，粘结材料较好是基本不溶于水的，尽管该粘结材料是水可溶胀的。优选的是，粘结材料不但为吸收性纤维结构提供优良干态稳定性而且在被液态水打湿时仍提供优良湿态稳定性及湿态回弹。在即使处于压缩载荷条件下仍需要湿回弹以维持高孔隙体积的场合，粘结材料较好是水不可溶胀的，较好不溶于水，较好其粘结剂湿强度：干强度比值(定义见下文)为约10％或更高，具体地约20％或更高，更具体地约40％或更高，最具体地约50％或更高。相同的粘结剂湿强度：干强度比值的优选范围也适用于可溶胀粘结材料。

适合用于本发明某些实施方案的聚合物包括任何这样的聚合物：它起初可溶于溶剂中，从而使该可溶性聚合物能够通过与诸如水之类的液态溶剂进行混合而形成溶液，然后，通过处理该聚合物使其变得不溶于水，并任选地为水可溶胀，以便包含此种水不溶性聚合物的吸收性泡沫体表现出要求的吸水性和物理特性。

作为可溶胀粘结材料，羧甲基纤维素(CMC)是一种能粘合纤维并吸水的有用材料。除了CMC之外，也适合使用的聚合物，特别是用于冷冻干燥以及本发明其他实施方案的，包括各种各样阴离子、阳离子及非离子材料。合适的聚合物包括聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、乙烯马来酐共聚物、聚乙烯基醚、聚丙烯酸、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基吗啉、聚胺、聚乙烯亚胺、聚丙烯酰胺、聚季铵、天然系聚糖聚合物，例如羧甲基纤维素、羧甲基淀粉、羟丙基纤维素、藻胶、藻酸盐、角叉藻胶、丙烯酸接枝的淀粉、丙烯酸接枝的纤维素、甲壳质及聚氨基葡糖，以及合成多肽，例如聚天冬氨酸、聚谷氨酸、聚天冬酰胺、聚谷氨酰胺、多熔素及聚精氨酸，以及上述聚合物的任意盐、共聚物及混合物。例如，聚葡聚糖的琥珀酸酯或戊二酸酯也可使用，尤其是当交联成为二酯交联键时。

其他可用作构筑组合物组分，尤其是作为粘结材料的有用聚合材料，包括阴离子及阳离子胶乳、湿强度剂、水胶体、果胶、羧甲基纤维素钠、凝血酶、胶原质、直链淀粉衍生物、藻蛋白、合成树胶等。然而，就某些用途而言，较好的是，粘结剂不是橡胶状，因此不包含胶乳或相关橡胶类材料。对于那些尤其对胶乳过敏的人使用的产品，胶乳则不是优选的粘结剂。在需要橡胶类机械性能的情况下，例如吸收垫的某些部分中，尤其是作为吸收制品的垫圈材料，则能使用胶乳作为粘结剂。

在本发明的一种实施方案中，较好的是，所使用的聚合物是聚电解质，以达到高吸水性。一般地，聚电解质是一种玻璃态聚合物。本文所使用的术语“玻璃态”聚合物是指聚合物在等于或低于约30％相对湿度条件下的玻璃化转变温度(Tg)高于23℃(近似室温)。玻璃态聚合物的例子包括但不限于，聚丙烯酸钠、聚丙烯酸、羧甲基纤维素钠及聚氨基葡糖盐等聚合物。非玻璃态聚合物及非聚电解质的例子包括但不限于，聚环氧乙烷、聚醋酸乙烯及聚乙烯基醚等聚合物。

疏水热塑性塑料及热熔粘合剂也可用作该粘结材料，虽然优选的是，它们主要施涂在纤维-纤维接触区域，而不是沿纤维整个表面，以防止吸收性纤维结构亲水性下降。本发明吸收性纤维结构应为基本亲水和吸水的。

非水溶性聚合物的一项有关其为吸收性泡沫体提供要求数值液体吸收能力的效力的性质是其分子量。一般地，水可溶胀、不溶于水的聚合物，若具有较高分子量，将表现出比具有较低分子量的水可溶胀、不溶于水的聚合物高的液体吸收能力。

可用于本发明吸收性纤维结构中的不溶于水的聚合物通常可具有宽分子量范围。适合作为本发明构筑组合物的组分或作为粘结材料的聚合物，其重均分子量将大于约10,000，尤其是倘若它们能够溶胀的话，更具体地大于约100,000，进一步具体地大于约200,000，适合地大于约500,000，更合适地大于约1,000,000，最高可达约20,000,000。可用作粘结材料的组分的非溶胀聚合物较好具有小于约20,000，具体地小于约5,000的分子量。聚合物分子量的测定方法乃是技术上熟知的。

在某些实施方案中，粘结材料包含交联的聚合物。交联可按照技术上已知的任何方法实现，包括下面将要更详细地描述的那些。交联可在可去除相被去除之前或之后进行。

构筑组合物的pH值一般介于约2～约12，更具体地约4～约9，更具体地约4～约7.5，最具体地约6～约7.5。

吸收性纤维结构可以是“发泡的纤维结构”，当处于干态或固化形式时，它具有比纤维与构筑组合物的初始混合物大的宏观体积和孔隙体积。例如，发泡的纤维结构可这样形成：纤维淤浆与含发泡剂的构筑组合物进行混合，随后将发泡剂激活从而使纤维混合物在干燥或固化之前发泡并增加孔隙体积。同样，加压的构筑组合物与纤维的混合物也可发泡从而具有更大的孔隙体积，只需，作为吸收性纤维结构成形过程的一部分，降低混合物的压力。

本发明的吸收性纤维结构可基本为可生物降解的。亲水纤维可基本为可生物降解的。同样，干燥的构筑组合物或干燥的粘结材料可包含至少50 wt％，更具体地至少约80 wt％可生物降解组分，或者可基本100％为可生物降解。

本发明纤维结构可具有异常低的密度，例如其密度可显著低于所用具体纤维类型的临界密度，例如其密度可等于或小于下列以g/cc为单位的任何大约数值：0.2、0.15、0.1、0.07、0.05、0.025、0.02及0.01。譬如，通过冷冻干燥由CMC与桉树纤维形成的结构生成一种刚挺、高度回弹材料，其密度只有0.02g/cc，作为一种纤维材料这是一种密度惊人低的结构。

该吸收性纤维结构可以是软质的，符合下面将要描述的ASTM有关泡沫塑料挠性定义。

用本发明材料可生产层合结构。具体地说，可生产出一种层合泡沫-纤维复合材料，包含第1纤维层和第2纤维层，所述第1层包含吸收性纤维结构，该结构包含可发泡粘结材料和约20 wt％或更高亲水纤维，其中所述纤维排列成为开孔泡沫体中泡孔之间的支撑；所述第2层包含具有基本闭孔结构的泡沫-纤维复合材料，或基本疏水泡沫-纤维复合材料。在一种层合泡沫-纤维复合材料的实施方案中，所述第1层的厚度可小于约5mm，而所述第2层的厚度可小于约4mm。还可加入另外的层，包括聚烯烃粘合梳理纤网、熔喷纤网、纺粘纤网或者其他适合作为缓冲层、吸入层或分配层的材料，用于女性护理制品、尿布、失禁用品等。包含活性炭材料的泡沫体也可作为附加层结合到其中。

不同于许多已知的纤维增强泡沫及其他纤维复合材料，本发明材料一般适用于吸收制品中，尤其是用于吸收人体体液用的吸收制品。在若干种实施方案中，本发明材料具有适宜的湿回弹性，因此它们不因施加液态水、盐溶液、尿液、月经、大便、汗液、血液、唾液之类而破坏或溶解，并可有效地吸收和保持此类流体，优选地在被盐溶液完全打湿后例如长达1h期间保持整体性和形状。在若干实施方案中，本发明的材料具有适当的服贴性、柔软性或挠性，故可用作吸收制品中紧贴身体的要素，而不会引起不适或不贴身。同样，在若干实施方案中，本发明材料在制造中不采用不适宜人体健康的材料和方法，或者不含不希望的污染物或废产品，例如消费者用过的废品、旧报纸之类。更具体地说，该吸收性纤维结构可基本由毒理学允许长期接触人体组织或者允许用于女性护理卫生巾的材料构成。最具体地说，该吸收性纤维结构可基本由毒理学允许用于填塞、止血海绵、伤口敷料或绷带的材料构成。

在另一实施方案中，本发明吸收性纤维结构可通过诸如胶乳之类弹性体粘结材料的使用而具有高度挠性。于是，凭借此种弹性体粘合点，该吸收性纤维结构就可变为可伸长的，尤其是倘若该材料经过恰当模塑以获得可伸长性或者经过按透视法缩短、机械压缩，起皱，或者经过拥挤转移而造成皱纹状或摺状构造，从而允许在平面内展宽和抻长的话。垂直于伸长方向或者不与伸长方向平行的狭缝也可为挠性吸收性纤维结构提供伸长手段，尤其是具有弹性体粘合点的结构。因此，诸如女性垫或裤衬里之类吸收制品，通过在高膨松、挠性吸收性纤维结构中采用弹性体粘合点，可制成可伸长的，并具备可伸长吸收芯或其他吸收性成分。吸收制品中的其他成分也最好采用本领域技术人员已知的方法制成可伸长的，包括面料、后片以及其他吸收层。在例如卫生巾包含吸收性纤维结构的情况下，将吸收性纤维结构，优选地也将整个卫生巾都制成可弹性拉伸的，将可减少，当倾向于拉长卫生巾的力解除时，卫生巾出现不希望的沿纵向朝内聚拢的倾向(即，沿整个长度聚成一条)。

吸收性纤维结构的材料性质沿厚度方向或吸收性纤维结构所在平面方向可具有一定梯度。要造成基重及厚度的梯度或变化很容易，而也可在其他材料性质，例如纤维组成、孔隙尺寸、可湿性之类等方面造成梯度。例如，适合用于吸收制品的平面吸收性纤维结构，在靠近面料表面可具有大孔隙和大开孔，而靠近相反的背面，泡孔便逐渐缩小，任选地到了背面终止于一种皮层，该皮层可部分地或基本上不透液。此种具有孔隙率梯度的结构适合从正面吸入液体，却又可防止液体从背面泄漏。制品也可制成在亲水性方面具有梯度，其中一个区域(例如，面层)中的粘结材料及纤维的亲水性比其他区域(例如，背面)要大。梯度也可在平面内延伸，从而提供，例如一种在中央靶区具有大孔，而在靠近吸收性纤维结构侧边缘处则较多孔隙闭合或较小，从而可防止流体侧向泄漏。

制造吸收性纤维结构的方法

在生产泡沫体，特别是开孔泡沫体的技术领域中，已知有许多方法可用来生产本发明吸收性纤维结构。概括地说，构筑组合物用来帮助纤维定位并造成孔隙，形成一种高膨松混合物，该混合物经干燥或固化(例如通过加热或辐照或施加化学试剂)便成为吸收性纤维结构。

生产本发明吸收性纤维结构的方法从混合在一起形成纤维混合物的纤维及构筑组合物的制备开始。纤维可呈淤浆状，例如水淤浆形式，或者可一开始为干态，例如短绒或粉碎的纤维或者气流成网纤维毡。构筑组合物较好能产生泡沫。构筑组合物的诸组分可在1个或多个步骤中加入到纤维中或者反过来纤维加入到组合物中，任选地至少构筑组合物的某些成分可分别地在各个步骤加入到混合物中。一部分构筑组合物可预先加入到纤维中，然后，它可与后来加入的其余构筑组合物中另一些试剂起反应或结合。例如，加入了碳酸氢钠的纤维可与其余构筑组合物中的柠檬酸起反应，从而放出二氧化碳，形成泡沫，多余的柠檬酸又可在随后的热处理中促进纤维的交联。

在构筑组合物或者至少某些构筑组合物的组分与纤维初步混合之后，在构筑组合物中可生成或增加可去除相，需要的话，例如通过发泡剂的作用以便在混合物中造成气泡，或者通过注入或进行搅拌或者高剪切混合之类的手段直接引入外部气体以造成泡沫。可去除相与混合物中其他相之间的相互作用可造成纤维重新定位或移位，从而形成高膨松纤维结构，任选地具有鲜明双峰孔隙尺寸分布特征的开孔泡沫-多孔支撑体系，其中，支撑内部的孔隙相当于支撑内相邻纤维之间的小孔隙，相比之下，由这些支撑所围成的泡孔则是较大孔隙。

在混合物中造成泡沫与至少一部分可去除相的移出这两个步骤通常顺序地进行，但也可同时发生。在许多情况下，一部分可去除相的移出作用在纤维结构中造成一种开孔结构。在另一些情况下，该结构可在显著数量可去除相被去除之前就已经变为开孔的了。在某些开孔发泡方法中，首先产生气泡，然后一部分气体逸出并在胞孔之间打开联通窗口，于是形成开孔泡沫体。然而，在利用冷冻干燥形成的泡沫体中，泡沫结构则是通过可去除相(一般为水或其他适当挥发性物质)的移出而形成的。同样地，优选的制备纤维与构筑组合物的混合物与在其中造成泡沫的步骤可以是顺序或者同时的步骤。泡沫可在混合物形成以后产生，它也可在混合操作期间产生，或者，泡沫可在构筑组合物与纤维混合之前已经在前者中生成了。

泡沫可通过许多途径制备。发泡方法是，令流体聚合物相或淤浆发泡成为低密度微孔状态，然后通过使液体聚合物的固化或冷却来“冻结”该聚合物结构。产生泡沫的挤出方法利用在解压膨胀过程中的物理稳定作用。该方法利用掺混到压力下挤出的熔融聚合物中的发泡剂。聚合物与发泡剂的溶液被强制通过模头通孔挤出到正常温度和压力条件下的移动带上。此间压力的降低导致发泡剂蒸发，从而导致聚合物的发泡。让聚合物在发泡期间冷却，以便获得规定密度及尺寸稳定性所需要的足够结构强度。结构的冻结或聚合物结构的稳定化，乃是聚合物相冷却到其玻璃化转变温度以下的结果。冷却作用主要来自3个方面：(1)发泡剂蒸发，(2)气体膨胀，以及(3)向环境的散热。

生产微孔材料的其他方法包括沥滤出预先分散在聚合物中的固体或液体材料、烧结小颗粒、在聚合物中分散微孔小颗粒、在流体状态中分散进气体(或固体)并使该微孔状态稳定化，或者烧结包含气相的结构中的聚合物颗粒。在任何上述情况下，所形成的泡沫结构都包含可去除相。

网状开孔泡沫体的制备可包括施加机械力以便在闭孔上打开窗口从而将其转变为开孔。此种力可由1个或多个压缩循环、施加冲击波或者利用热冲击来造成。聚合物泡孔壁也可通过水解(例如，通过苛性溶液的处理)、氧化及施加高温和高压予以去除，正如本领域技术人员所了解的。

可去除相可以是液体、气体或固体，虽然气体是商业泡沫体生产中使用最普遍的可去除相。但是，许多液体，包括油类、烃类及含水流体以及某些固体，例如加热后产生气体的碳酸氢铵，也可使用。可去除相与纤维及其他构筑组合物组分的相互作用导致纤维的移动、定位或构筑为高孔隙体积形式。

构筑组合物可包含通过气泡的产生、生成或者向纤维混合物中的引入而产生泡沫的化合物。构筑组合物也能包含的泡沫生成化合物，可通过液相反转或通过一种围绕着另一种至少部分不混溶液体的气泡的液相进行聚合或者通过技术上已知的其他泡沫特别是开孔泡沫生成技术，实现发泡。一般地，当非气相是一种明显不同于所述可去除相的液体时，这两相应在诸如温度、压力、化学环境及浓度之类条件的至少某一有限范围内充分不混溶，以致允许建立起所述相之间的界面区域。纤维一般择优地被吸引到1个相或界面处，它们在至少部分可去除相移出期间基本上停留在那里，结果形成一种多孔纤维结构。粘结材料，优选在构筑组合物的液相中，起到提高纤维结构在至少部分可去除相移出期间或以后的整体性的作用。

例如，一种相关实施方案可具有固体、半固体或凝胶相作为可去除相，同时液相则作为单独的非气相。然而，较好的是，粘结材料不显著溶胀(例如，在吸饱水以后，体积增加小于400％，更具体地小于100％，进一步具体地小于10％)。在另一种相关实施方案中，可利用一种固体颗粒将纤维限制在占据颗粒之间的区域，然后通过溶剂化、熔融或升华(如同对待冰或冻结的水合物那样)、纤维结构收缩及从中物理逸出、中空颗粒的崩溃等措施将颗粒去除。

在制备包含活性炭纤维的吸收性纤维结构的过程中，较好的是，粘结剂的用量应尽量少，以防止堵塞活性炭纤维的孔隙。粘结剂对活性炭纤维能为非润湿的，以便它不致延展到整个纤维表面，而是主要局限在纤维结合和接触部位的弯月面处，从而既起到将纤维粘结在一起来形成多孔状态，又不严重降低纤维的功能。

在冷冻干燥、某些溶剂交换操作、超临界流体萃取以及本发明其他变换方案中，单一液体相或溶液既可作为非气相也可作为可去除相。例如，高粘度聚糖水溶液可用来使纤维保持在相对无规的取向状态。由该溶液形成的纤维淤浆可或快或慢地冻结从而被冷冻干燥，其中此时处于冻结固态的构筑组合物(既是非气相又是可去除相)将起到将纤维保持在适当位置的作用，随着水分的升华便在纤维上沉积聚糖，从而提高纤维网络的整体性，该网络还可能要求进一步的交联处理或固化或者加入其他粘结材料，以形成充足强度及回弹。制备泡沫的冷冻干燥技术还公开在同一受让人、共同未决申请序列号08/977,918，“吸收性泡沫材料”以及序列号08/978,263，“吸收性泡沫材料的制备方法”，1997-11-25提交，在此均收入本文作为参考。

在一种实施方案中，该方法概括地包括，形成一种可溶性聚合物在溶剂中的溶液，将溶液与亲水纤维混合，以较缓慢的冷却速率将溶液冷冻到低于溶剂的凝固点以下的温度，从冷冻溶液中去除溶剂，任选地再对聚合物进行处理，结果形成一种水可溶胀、水不溶性粘结材料稳定化的吸收性纤维结构。

在另一实施方案中，该方法包括形成单体在溶剂中的溶液，加入亲水纤维，使单体聚合形成交联聚合物在溶剂中的溶液凝胶，以较缓慢冷却速率将溶液凝胶冷冻到低于其溶剂凝固点的温度，从冻结溶液凝胶中去除溶剂。任选地，该交联聚合物的溶液凝胶可利用添加的溶剂进行进一步溶胀，然后再次冷冻该溶液凝胶。

在此种冷冻干燥实施方案中，可溶性聚合物或单体一般溶解在含有至少约30 wt％水、较好约50 wt％水，适宜约75 wt％水，更适宜约100 wt％水的溶剂中。当助溶剂与水一起使用时，其他合适的溶剂包括甲醇、乙醇、丙酮、异丙醇、乙二醇、甘油以及技术上已知的其他溶剂。然而，当使用水溶性聚合物时，此类其他、非水溶剂的使用或存在，可能妨碍均相混合物的形成，以致聚合物不能有效地溶解到溶剂中形成溶液。

纤维在接受冷冻干燥处理的溶液中的稠度可介于约10％或更低，更具体地约0.3％～4％，进一步具体地约0.4～约2.5％。

已发现，溶液从高于溶剂凝固点的温度冷却到低于溶剂凝固点的温度所采用的速率，在使获得的吸收性泡沫体表现出如本文所描述的要求性能方面十分有用。定性地说，采用的冷却速率不应过快以致在冷冻着的溶液中开始形成可见的裂纹或肉眼可见不均匀现象。有鉴于此，为获得本发明要求的吸收性泡沫体，就特定溶液而言一般存在一定的临界冷却速率。采用的冷却速率若高于该临界冷却速率，通常将导致不可心吸收性泡沫体的形成，即，出现比较不均匀的孔隙结构以及龟裂的聚合物基质。相反，若采用的冷却速率低于该临界冷却速率，通常将形成可心的吸收性泡沫体，即，具有比较均匀的孔隙结构而且聚合基质中不存在任何显著裂纹或残缺。

特定悬浮体所采用的冷却速率对所获吸收性纤维结构的结构起重要作用。在本发明一种实施方案中，水是溶剂，聚合物的使用浓度介于约0.5～约2 wt％，其中重量百分率系以溶剂总重量为基准，此时，良好的结果是在冷却速率小于约0.4℃/min，更具体地小于约0.3℃/min，最具体地小于约0.1℃/min的条件下获得的。

当冰冻及冰的升华以后，干燥的材料可能需要进一步处理以活化粘结材料和充分完成粘结步骤。例如，当采用CMC或许多其他粘结材料的情况下，可利用热处理使粘结材料变得不溶解。当以胶乳作为粘结材料时，通常不需要热处理。当采用某些湿强度树脂和交联剂时，Kymene便是一例，则不需要热处理便可达到一定粘结，但本领域技术人员懂得，在典型情况下湿强度的改善可通过树脂在高温下进行短时间固化来达到。正如本领域技术人员所知道的，可溶性蛋白也可通过热处理而变性并固化为不溶于水或耐水粘合点，不论加入或者不加其他交联剂。

一种制备用于本发明开孔泡沫体的相关方法可见诸于美国专利4,002,173中，1977-01-11授予Mannlng等人，在此收作参考，公开了“网状海绵”或网状多孔水凝胶，包含由二酯交联的聚葡聚糖琥珀酸酯或戊二酸酯，特别是直链淀粉的互联丝束构成的三维网络。此种海绵是通过单-或半酯的水溶性盐，例如直链淀粉琥珀酸酯或直链淀粉戊二酸酯的水溶性盐，在该发明条件下，在网络化剂存在下进行冻干(冷冻干燥)制备的，所述网络化剂是在冻干步骤期间，当盐溶液接近干燥状态时，使盐溶液发生控制熔融。然后，所形成的网状、多孔、开孔海绵在脱水条件下加热形成二酯交联。通过在冻干前恰当地使纤维及任选的附加粘结剂进行混合成为溶液，可制成吸收性纤维结构。

本发明吸收性纤维结构据信还可通过这样的方法形成，大致地说包括：制备可溶性聚合物在溶剂中的溶液，向溶液中加入亲水纤维及发泡剂，使发泡剂活化，从溶液中去除溶剂，以及任选地处理该聚合物，从而形成一种水可溶胀、水不溶性聚合物基质，它将纤维粘结在一起成为吸收性纤维结构。

一种实施方案包括将亲水纤维，优选诸如漂白牛皮纸桉树纤维或软木BCTMP之类的造纸纤维，与由包含诸如可溶性聚糖(如羧甲基纤维素)或蛋白(例如明胶)之类聚合物材料的粘结材料制成的含湿、流体状或可搅拌泡沫，更具体地说一种聚合物可发泡材料，以及任选的附加发泡剂在一起混合的方法。亲水纤维与聚合物可发泡粘结材料以及载体流体(需要的话)在一起混合形成一种发泡悬浮体。较好的是，亲水聚合物粘结材料及纤维组分分散在一种诸如水或诸如醇之类有机液体的液态载体中。

然后，该混合物进行发泡，可这样实现：注入空气和/或机械力，宜于在高机械剪切或搅拌条件下造成泡沫并使纤维有效地分散，同时防止出现明显絮凝。替代地，气泡可通过化学反应或借助在聚合物可发泡粘结材料中发泡剂作用的其他途径形成。液态载体(存在的话)或者任何其他挥发性液体化合物，随后通过溶剂萃取、冻干、蒸发、射频干燥、微波干燥以及技术上已知的其他方法去除，结果生成基本干燥、稳定、多孔、吸收性纤维结构。

已知有各种各样形成稳定亲水泡沫结构的技术。可采用临界点干燥移出液相，同时不破坏固体组分的多孔结构。泡沫的冷冻干燥长期以来被用于由聚合物典型水溶液或悬浮体形成稳定泡沫状结构。含水蛋白及碳水化合物溶液的冷冻干燥(冻干)是本领域技术人员已知的。获得一种疏松、泡沫状-、毡状-或毛圈状结构，具有大量空穴，其结果是，此种干制剂对体液具有高吸收能力。可使用水或非水介质，例如丁醇。虽然冷冻干燥通常是对基本上不含气体的液体或淤浆实施的，但是也可首先造成一种泡沫状结构，然后进行冷冻干燥。例如，上面所描述的方法可用来形成一种含水或醇基的泡沫体，然后冷冻干燥以去除至少一部分可去除相，同时泡沫结构基本不塌瘪。

然而，用于生产某些高价值产品如医用海绵来说，冷冻干燥可能是经济、合意的方法。但是，用于大规模生产，则较好的是，可去除相的去除不采用冷冻干燥或任何涉及液体组分冷冻的方法。升华干燥一般情况下同样是低成本、一次性制品的工业生产所不优选的，因为需要过长的时间，尤其是移出水。因此，在吸收制品的生产中较好的可能是，该方法的实施不包括冷冻干燥，替代地，不包括冷冻，替代地不包括大量升华干燥，替代地在显著高于构筑组合物凝固点的温度，或者更具体地，高于0℃，较好高于5℃实施。

在按照本发明使造纸或其他纤维与构筑组合物的混合过程中，纤维可配成低稠度(低于约4％稠度)、中等稠度(约4％～约20％稠度)或者高稠度的水淤浆。中等稠度泡沫制剂大多需要高机械能量输入，然而当与发泡剂或者压力解除法配合使用以产生孔隙体积时，却可提供经济或结构上的优点；低稠度淤浆则可用来产生不经发泡的冻干结构，或者产生比通常中等稠度泡沫可能达到的更细的泡孔。采用非溶胀纤维如经过化学交联的纤维素纤维，可改善规定含湿量条件下的混合或分散效果，因为较多水分存在于纤维之间，而不是由纤维溶胀所吸收。这也有利于干燥的顺利进行。

对于干燥前的发泡，较好的是，采用较高纤维-液态载体质量比，以便降低需要去除的液体量、节省能量花费，同时减少液态载体去除期间毛细作用力对开孔泡沫结构的潜在破坏效应。例如，在一种实施方案中，当发泡开始时，纤维以中等稠度水淤浆形式存在，其稠度为约4％或更高(按干纤维质量对淤浆质量计)，尤其约6％或更高，更具体地约8％～约20％。

为使纸纤维的中等或高稠度淤浆最有效地发泡，需要高剪切，以便使淤浆进入一种流态化流变状态，此时淤浆的行为不再近似于固体物质(如高稠度混合物在静态时那样)，而是在流变学上更像是纯液体。在这种状态下，空气或其他气体的加入当存在适当表面活性剂及优选地泡沫稳定剂的条件下将产生泡沫。在一种实施方案中，注入的气体带有压力，因此分散的气泡随着压力解除将发生膨胀。例如，可将2 psig或更高，优选约10 psig或更高的压缩空气或二氧化碳引入到高剪切压力混合机中，混合机能够从一端或经过周期地解压的批料容器连续挤出纤维淤浆。随着压力的下降，混合物中不连续的气泡膨胀到接近大气压压力。倘若压缩气体处于2倍大气压压力下，随着压力解除气泡的尺寸将膨胀到约2倍，从而增加可用的孔隙体积。也可用发泡剂，在宽稠度区间的纤维淤浆内就地产生气泡。

为由木浆淤浆产生泡沫，可用表面活性剂来改善剪切作用下的纤维流动性或可分散性。

可采用高剪切混合机作用于稠度高达约30％的浆粕悬浮体，以便将大量气体引入到纤维淤浆中，为纤维物质提供结构。可加入肥皂、洗涤剂、表面活性剂等，以提高泡沫量或改变混合物的孔隙体积或气泡大小。同样，也可采用蛋白或其他泡沫生成或泡沫稳定添加剂，来提高泡沫稳定性并帮助将纤维粘结在一起形成开孔阵列。还可进一步提供交联剂、粘合剂如胶乳及淀粉，以及其他湿强度添加剂，这些可在高剪切混合之前、期间或以后进行，以促进纤维结构的稳定化，然而此类添加剂的加入优选在过程的高剪切混合阶段之前或期间实施。在纤维泡沫体或膨胀的纤维混合物形成以后，较好进行温和的搅拌以防止液体沉降或泡沫的塌瘪。混合物可进行风干，辐照加热如微波或红外辐照、感应加热、传导或对流加热，例如温和的穿透干燥或诸如此类，以便使纤维干燥并任选地使结构交联或者使粘合剂或蛋白或者组合物中存在的其他粘结材料固化或凝固。

在一种实施方案中，泡沫-纤维混合物可由中等稠度纤维水淤浆制备，其中加入表面活性剂及泡沫稳定剂，在高浓度漂白及混合技术已知的纤维高剪切混合机中进行，此类设备包括高剪切T-系列纤维混合机，由Sunds Defibrator公司(Norcross，佐治亚)制造，以及由Ahlstrom及Kamyr制造的中等稠度混合机。在一种实施方案中，诸如表面活性剂之类的发泡剂及泡沫稳定剂与高稠度纤维进行混合，其中纤维与液态水的按质量计的比例为约15％或更高，优选由约20％或更高，更优选约25％或更高，最优选约30％或更高。气体可以高压(例如高于约5 psi，优选高于10 psi，更优选高于约15 psi，最优选高于30 psi)状态引入到混合机中以形成由纤维、液体及气体构成的充气淤浆。在此种实施方案中，气体在典型情况下将在混合机中占到小于约50％(体积)，更具体地小于约40％或进一步具体地低于约30％。

从高剪切混合机中放出之后，如果液体表面张力性质调节得当并且纤维足够短而分散的话，气泡将立即膨胀，从而形成由纤维包围的泡孔。随后，所形成的多孔、三维泡沫-纤维复合材料可干燥至完全，从而形成高膨松纤维结构。

高剪切混合机对于活性炭纤维来说通常不可取，因为纤维容易断裂。相反，发泡剂则是由纤维在液态载体中的淤浆成形为泡沫体这一过程所要求的，该载体不一定是含水的。例如，聚氨酯便适合采取已知的发泡剂。用作发泡剂的聚合材料在这种情况下也可以是液态载体，不过附加的溶剂作为液态载体将能够降低混合物粘度并提高高纤维-发泡剂比条件下纤维在泡沫体中的分散能力，使得在干燥或其他液态载体提取处理后的最终多孔纤维材料可包含至少50 wt％纤维。

该混合物不一定要在干燥前进行发泡，而是可(代之)以进行冷冻干燥，从而形成一种由纤维以及去除液态载体之后留下的将纤维部分地固定在恰当位置的聚合物材料组成的结构。在不经过预先发泡步骤的冷冻干燥操作的情况下，混合物的纤维含量应足够稀，以致液态载体去除之后，将留下有效孔隙。较好的是，纤维与液态载体的比例为约30％或更低，优选约10％或更低，最优选约5％或更低。当然，可以首先形成一种具有一定孔隙和气泡的稳定泡沫体，然后进行冷冻干燥，从而形成一种在孔隙形状及尺寸上分布得宽的材料。

当以疏水热塑性塑料及热熔粘合剂作为粘结材料时，优选的是，它们主要施涂到纤维-纤维接触区域，而不是沿整个纤维表面。要做到这一点可将粘结材料溶解在溶剂中或者以在液态载体中的悬浮体形式进行施涂，使之在纤维-纤维接触点形成弯月面，在此，随着溶剂或液态载体的蒸发便择优沉积为粘结材料。例如，悬浮在液态载体中的胶乳球或聚烯烃微球可按此方式施涂到纤维结构上，于是能在随后的干燥或热处理期间发生粘合。按照同样方式，也可将亲水粘结材料择优施涂到纤维-纤维接触区域上。在该过程中，粘结材料可在纤维已与构筑组合物混合以后进行涂布，在这种情况下，至少一部分粘结材料一开始没有被包含在预先与纤维混合的构筑组合物中，而是通过将补加的粘结材料施涂到由包含至少1种非气相的构筑组合物使纤维结构化以后形成的纤维网络上，达到这部分附加粘结材料与纤维的混合。于是，在此种实施方案中，纤维与含粘结材料的构筑组合物的混合分2个步骤进行：首先是纤维与前体构筑组合物混合，随后是将全部或部分粘结材料施加到结构化的纤维网络上。例如，可用一种包含第1化合物的粘稠泡沫使纤维结构化，然后以雾状或蒸汽或气体形式将第2化合物施涂到该纤维结构上，于是，第1与第2化合物起反应形成稳定粘结材料。再有，纤维一泡沫可通过喷涂一种交联剂或者通过施加一种能够引发构筑组合物中前体粘结材料聚合反应的气相，而达到稳定。因此，知道，亲水纤维与含粘结材料的构筑组合物的混合步骤实际上可在2个分步骤中进行，第1分步骤是纤维与一部分构筑组合物混合，第2分步骤是粘结材料或粘结材料组分的加入，或者生成粘结材料的反应。第2分步骤可发生在纤维已借助构筑组合物的所述部分的作用而发生物理重排并形成结构以后。因此，粘结材料可存在于预先与纤维混合的构筑组合物中，或者在纤维与构筑组合物或部分构筑组合物混合以后再加入一部分粘结材料，或者一种前体粘结材料可存在于构筑组合物中，它在随后的反应或物理或化学变化以后变为一种粘结材料(不过，前体粘结材料依然可称之为粘结材料，比如，倘若它在干燥、热处理、辐照处理、与构筑组合物中存在的其他组分起反应等之后本质上可起到粘结剂作用的话)，或者一种前体粘结材料在随后与后来施加到纤维-构筑组合物混合物上的试剂起反应以后可变为一种粘结材料。例如，双组分(双罐装)环氧粘合剂，它包括一种树脂(粘结材料前体)以及一种聚合剂，就是代表可以2个步骤提供粘结材料的例子。其他树脂与单独交联剂或引发剂的情况在技术上也是已知的。

在许多实施方案中，将纤维粘结在一起的步骤包括使粘结材料固化、聚合或交联，从而形成一种水不溶性粘合点。热、辐照及化学处理可用来加速交联或形成粘合。

将纤维粘结在一起的步骤可按任何顺序实施。一般地，它将发生在可去除相的去除之后或期间，然而纤维粘合甚至可在与构筑组合物混合期间就开始，而一般可发生在可去除相的去除之前。

构筑组合物及粘结材料通常需要进行干燥，尤其是当采用水溶液或悬浮体来形成构筑组合物的话。干燥可采用技术上已知的任何方法完成，但优选采用非压缩干燥，以便维持结构的高孔隙体积。可利用一定程度的压缩干燥，如在来自烘缸毛毯(织物)张力作用下与加热滚筒进行接触，以便将膨松度降低到要求的数值；需要的话，也可实施轧光、压花、冲孔或加压，以达到要求的膨松度、柔软性、均一性或其他目标。

亲水泡沫体系用的发泡剂以及形成疏水泡沫体的其他方法在超吸收性泡沫材料技术领域也是已知的。发泡的、水可溶胀的吸水聚合材料可通过能具有水可溶胀特性并包含酸形式酸部分的聚合物与能中和该酸部分的发泡剂之间的接触来制备。碳酸盐发泡剂可加入到用于形成超吸收性聚合物的单体的单体溶液中。其他发泡剂也可适应于本发明，包括已知用于聚烯烃泡沫塑料生产的那些，例如有机氮化合物(例如，偶氮二化酰胺)、碳酸氢钠及柠檬酸混合物、硼氢化钠等。

用于本发明的泡沫生成技术是“高内相比乳液(HIPE)”技术，公开在美国专利5,652,194，“制造用于含水体液的薄吸湿泡沫材料的方法”，1997-07-29授予Dyer等人，在此收作参考。如文中所述，塌瘪的聚合物泡沫材料的典型制备方法是采用特殊类型油包水乳液的聚合。此种乳液由较少量含可聚合单体的油相与较大量相对不含单体的水相构成。于是，相对不含单体、不连续的水“内”相形成分散液滴，周围是连续的含单体油相。随后，单体在连续油相中聚合生成微孔泡沫结构。聚合后留在泡沫结构中的含水液体，可通过挤压、热干燥和/或真空脱水而移出。聚合物泡沫，包括由油包水乳液制备的泡沫，可以是相对闭孔的或者，优选地具有开孔特性的。

HIPE-型聚合物泡沫可表征为这样形成的一种结构，即，此时相对不含单体的液体以液滴或“气泡”形式分散于含可聚合单体液体中，随后包围液滴的含单体液体中的单体发生聚合。就本发明目的而言，纤维可利用混合机或其他方法分散到连续相中。聚合以后，纤维将被围困在泡沫结构中，形成泡沫微孔之间的支撑部分。纤维可有助于防止泡沫的塌瘪以维持高膨松。

形成的聚合分散体可呈多孔固化结构，其是一种泡孔边界或孔壁包含固体聚合材料的泡孔聚集体。泡孔本身包含相对不含单体的液体，它在聚合前已形成分散在液体分散体中的液滴。

这些HIPE乳液的油相包含约67～约98 wt％单体组分，该组分具有：(a)约5～约40 wt％基本不溶于水的单官能玻璃态单体；(b)约30～约80 wt％基本不溶于水的单官能橡胶态共聚单体；(c)约10～约40wt％基本不溶于水的多官能交联剂组分。该油相还包含约2～约33 wt％乳化剂组分，该组分可溶于油相并为聚合的进行提供稳定乳液。该HIPE乳液的水或“内”相包含水溶液，该溶液含约0.2～约20 wt％水溶性电解质。此种HIPE乳液中水相与油相的重量比介于约12∶1～约100∶1。聚合的泡沫随后进行脱水(可预先进行或不进行洗涤/处理步骤)，从而提供一种塌瘪的泡沫材料。

本发明方法的重要方面是，乳液形成和聚合步骤的实施特征在于，HIPE乳液中形成的较小水滴的聚结程度降低。这使得形成的聚合物泡沫材料中数均泡孔尺寸等于或小于约50μm。此种聚结的降低可通过某些乳化剂体系的使用、聚合(固化)期间较低温度的采用或二者的采用，而一致地达到，正如下面将要描述的那样。而且，这些薄、塌瘪的吸收性聚合泡沫材料可按照本发明方法按潜在的工业规模以潜在合理或低的成本具有再现性地制造出来。

按照本发明，不必要使涉及纸纤维的泡沫状结构塌瘪。事实上，无规取向纤维能够抗塌瘪并有助于该高膨松结构在打湿时仍保持其结构形式，尤其当使用湿回弹纤维，例如化学交联纤维(如，加入到泡沫状结构之前进行过交联的)或者高得率(high-yield)纤维。

另一种有用的泡沫制备技术涉及聚合物溶液的“热诱导相分离”(TIPS)。按此种技术，对聚合物溶液实施骤冷通过液-液相分离或者聚合物结晶来诱导相分离的发生。

当TIPS方法导致形成富聚合物连续相时，可采取两个附加加工步骤形成泡沫。首先，通过聚合物的玻璃化或结晶保存该相分离溶液的形态。这一步骤可保存该相分离(demixed)溶液的小尺寸形态。接着，通过冷冻干燥或超临界提取移出溶剂。该TIPS方法是一种通用方法，其基本要求是聚合物溶解度。采用TIPS已由许多不同聚合物，包括无规立构聚苯乙烯、全同立构聚苯乙烯、聚(4-甲基-1-戊烯)、聚丙烯腈以及水溶性聚合物，如(羧甲基)纤维素、聚丙烯酸及糊精，能制备出低密度微孔泡沫体。水溶性聚合物尤其优选，因为它们能够维持或改善吸收性纤维结构的吸收特性。

另一种生产泡沫体的已知方法包括中空球形填料的使用，例如占据结构基质的各组分之间孔隙的中空微球或中空大球。然后，中空球外壳借助诸如压缩之类机械力而破裂或者去除，结果形成一种开孔，它包围着外壳破裂或去除之前由中空球先占据的体积。微球直径可为约10μm～1mm，其外壳的典型厚度介于1～约5μm；而大球的直径则大于约1mm。中空球一般为玻璃或者，较好地，为可被溶剂或依靠热降解至少部分去除的聚合物材料。用于形成泡沫的中空球描述在《聚合物泡沫塑料及泡沫塑料技术手册》，pp 355～359,F.A.Shutov编的“组合聚合物泡沫塑料”章，D.Klempner及K.C.Frisch,,Hanser出版公司，纽约，1991。

要强调的是，有许多途径可用来形成具有本发明结构的纤维网络。该泡沫成形技术可包括任何已知技术，其中包括采用搅拌或空气注入配合表面活性剂及聚合物稳定剂，随后进行冷冻干燥或其他干燥的方法，化学发泡剂，可去除的泡沫-模板泡孔的加入(成形后可从结构中取出或在其中收缩的规定大小及尺寸分布的固体，从而在纤维支撑之间留下空穴；可利用溶剂萃取、升华及其他已知技术去除)等等。

在干燥以及任何后续固化或热定形步骤之前的发泡混合物，趁仍处于可模塑形状，可成形为任何要求形式。例如，它可用来生产高膨松平面材料，例如随后可切割成适合吸收制品的要求尺寸或形状的隔热体或块料，或者可将它直接模塑成适合吸收制品中贴身要素的三维形状或模塑成为大便失禁用的成形部件或者适配到服装制品中，例如鞋、运动项目用头盔、制成汗垫或汗带等。

为生产作为吸收性纤维结构使用的连续纤网，有许多方法可供选用。例如，大型高剪切混合机可用来生产纤维与构筑组合物的发泡混合物，它随后可挤出，发泡，涂布，刮抹，或倾倒到移动网或带上形成胚胎发泡纤网或发泡层。然后，该发泡层可通过与第2移动纤网或移动异形元件接触，后者对纤网轻微施压，从而模塑或成形为要求的厚度或与所接触者轮廓相符的构造。该纤网可由移动异形元件收集或者仍旧呆在原来输送带或网上，然后，接受完全固化或干燥处理，再根据需要切割，或者转化为卷材、片材摞或包装成一组吸收性纤维结构。

上述连续方法使用的设备可包括任何已知的混合机，例如用旋转混合机、挤塑装置、双螺杆混合机、高剪切混合机、搅拌器等，制成干纤维或淤浆形式的纤维与含粘结材料(所述粘结材料可包括必须聚合或起反应才能成为有效粘结剂的前体粘结材料)的可模塑构筑组合物的混合物。该混合物利用发泡作用而结构化，然后送到可移动带或纤网上，包括平面纤网或带纹理的纤网或移动模塑装置，在其中混合物被沉积在该带或模塑装置上。较好的是，所述构筑组合物基本上不透过移动带或纤网从所述层流失。随后，沉积的发泡层进行干燥和进一步处理(需要的话)，以便在固化装置中形成不溶于水的粘合点，该装置可以是烘炉、照射室(包括红外、电子束、紫外线等)、化学反应室，在此施加气态或液态反应物以达到固化，以及诸如此类。

在一种实施方案中，纤维化或粉碎的短纤浆的干燥、气流成网纤网首先在移动带上沉积形成毡状。随后，该毡子浸渍上构筑组合物，该组合物可为液体形式，随后将被转化为适合使该毡中纤维发生重排的泡沫(体)，或者为已发泡的泡沫形式，它将渗透到纤维毡中并进一步膨胀或溶胀或者以其他方式运动，从而为纤维毡提供一种新结构。在任何情况下，借助浸渍加入构筑组合物，都产生一种纤维与构筑组合物的混合物。构筑组合物包含粘结材料，该粘结材料在纤维借助构筑组合物的作用发生物理重排之后将由于对混合物的干燥或其他处理(例如，热处理、化学交联、辐照等)而发生固化。可去除相在此种情况下是气体，它可以是二氧化碳、空气、水蒸气、氮化合物或泡沫生产方法中已知的其他气体。所形成的吸收性纤维结构优选是膨松度高于该构筑组合物浸渍之前的纤维毡的发泡纤维结构。

上述方法使用的设备可包括纤维化或纤维粉碎用的任何已知设备，例如锤磨机。造纸纤维或其他亲水纤维利用空气的作用沉积到移动带上成为纤维毡，移动带可具有允许空气透过它流动的多孔构造，以便改善纤维毡的沉积。然后，浸渍装置将可模塑构筑组合物施加到纤维毡上。泡沫料流箱或其他喷嘴、刮板之类的东西可将构筑组合物推入到纤维毡中，或者构筑组合物可由喷雾装置在气流成网室或装置内随着纤维沉积施涂上去。构筑组合物较好在接触纤维以后到固化以前发泡，以便重排纤维并且较好地使纤维毡发起。随后，该重排的纤维毡被送入到固化装置中，或者送入沉积纤维毡的输送带上，或者从所述输送带上取下之后放到另一个移动表面上。在固化装置中，构筑组合物中的粘结材料形成不溶于水的粘合点，从而生产出开孔、稳定的吸收性纤维结构。

在移动带上形成连续发泡层的过程中，有许多造纸及非织造布加工技术上已知的操作可用来产生要求的性能及结构，并可用来将泡沫及纤维重排为要求的形式。例如，泡沫倾倒、刮抹、吹出、挤出、刷涂、投掷到输送带上时，移动带与泡沫体之间可存在有限速度差，以便在层性能、开孔结构、纤维取向等方面造成要求的各向异性。还有，在泡沫体被排放到移动带或移动模塑装置上时，喷嘴和自料流箱、流动喷液器、挤出机、溢流堰等的泡沫体物流之间可有一个非零角。胚胎、半固化或者固化的吸收性纤维结构可经受某种差速转移，即，将它从一个移动带转移到另一个与之存在有限速度差的移动带或织物上。当转移是在拥挤状态下完成的，也就是第2输送带或织物比第1移动带移动得慢时，物料被缩短，因此获得一种提高的沿纵向松紧(弹性)。向较快移动带上的转移可用来拉长胚胎、半固化或固化的吸收性纤维结构。吸收性纤维结构还可受到起皱处理，以改善纹理、赋予松紧、增加挠性等。吸收性纤维结构还可压花，打印记等，这既可在其干燥或固化状态，也可在干燥及固化完成之前进行。

吸收性纤维结构可制成沿1个或多个平面方向可伸长的，较好可沿1个或多个平面方向弹性地伸长，这可通过对结构的模塑以赋予可拉长的纹理或宏观结构来实现，例如制成正弦波和折皱结构。较好使用弹性体粘结剂在制品中造成弹性可伸长性。除了模塑之外，还可利用机械方法进一步赋予可伸长性，范例方法包括拥挤转移、起皱、按透视法缩短或平面压缩以造成平面内的折皱、皱纹或摺状结构，或者冲孔或纵切，以造成受拉时可伸长的开孔。该吸收性纤维结构还可层合到弹性体或可拉长材料上。

在生产包含可伸长、可拉长或可弹性伸长的吸收性纤维结构的吸收制品过程中，其他部件，例如面料或后片也可制成可伸长或可拉长的，这可通过适当模塑(例如，热模塑或真空模塑)或者通过实施机械操作如打褶、波纹化、冲压或者在面料上进行环状滚轧以便在材料上造成当面料受拉时可打开的折叠来实现。冲孔及切缝也可提供受拉时的可伸长性。层合上弹性体薄膜、松紧带或绳、可拉长起皱薄纸或其他可伸长成分。此类方法可应用到技术上已知的多种面料和蒙面片材上，以生产吸收体液的吸收制品。

吸收性纤维结构的连续纤网可模塑、成形或剪裁成用作吸收制品要求的形状。胚胎、半固化或固化的吸收性纤维结构的剪裁可利用水力喷嘴、气刀、冲模及冲压、金属刀片或锯、激光束等来完成。吸收性纤维结构可层合、连接或偶合到弹性体薄膜或线、塑料薄膜上，包括开孔薄膜、非织造布纤网如纺粘或熔喷层、气流成网材料、起皱或未起皱薄纸、共成形复合材料、超吸收性材料以及纤维、可生物降解纤网、层合结构、其他泡沫层，包括开孔及闭孔泡沫体及网状开孔纤网、纺织品，例如棉纤网、短纤浆毡、活性炭材料等，为此，可采用适合吸收制品高速组装的各种已知方法。

在吸收性纤维结构的连续或间歇生产中，可在成形期间赋予结构以不均一的基重或厚度分布，为此例如可将基重变化的发泡结构铺置到移动带上，或者在沉积期间或者刮抹或刮平处理已将模塑基材上方某一平面以上的多余材料去除以后，将胚胎吸收性纤维结构铺置到模塑或带纹理基材表面上时令其接受变化的数量。替代地，也可以后再完成三维质量或厚度的分布，包括固化或干燥以后，这可通过去除不需要的材料，例如切去或气力除掉选择的部分来达到。厚度也可通过抵住不均匀表面加压或压花来达到不均一变化。

材料性能方面的梯度，例如在泡孔大小或孔隙率方面，可通过各种方法来实现。在某些实施方案中，发泡材料在重力或其他人体作用力影响下将倾向于在一个表面上形成大气泡或孔隙。当发泡结构与诸如传送带之类固体表面相邻地进行干燥或固化时，还会在表面上形成皮层，从而造成性能上的梯度。2或更多个发泡层可合在一起形成一个单一层，例如从层状流料箱或者利用分开的流动展涂机或挤出机沉积出来，从而产生每一层孔隙率和材料性质不相同的吸收性纤维结构，例如一层包含软木纤维，而另一层包含硬木纤维，或者一层具有比另一层更可湿的(更亲水)粘结材料，或者一层包含的可溶胀材料不同于另一层。对于单一不分层的吸收性纤维结构，用来干燥或固化结构所采取的步骤常常使一侧或一面暴露于不同于该层的另一部分的条件，这将导致性能上的潜在梯度。例如，当发泡剂遇热活化或者暴露于气态试剂时，如果此种暴露主要针对层的外露表面，而层的另一面则呆在移动带或其他表面上的话，将导致在气泡方面的梯度。对抵住吸收性纤维结构的加热表面施压，也会使结构的一侧优先致密化或改性。穿刺、喷切、压花、刷毛以及其他机械处理可用来建立其他方面的梯度，既可以是平面内的也可以是沿厚度方向的，可通过选择这些处理的广度和深度来实现。

以交联聚合物作为粘结材料

交联聚合物代表适合本发明的一类有用的粘结材料。例如，可针对水溶性聚合物实施交联从而将其转变为不可溶的，尤其可用于生产冻干材料以及本发明的其他实施方案。聚合物的交联通常发生在当聚合物尚处于溶液状态或者在已经从用于制备吸收泡沫体的溶液中赶出溶剂以后。此种聚合物的交联通常可由2种不同类型交联剂实现。这些交联剂通常将可溶于所使用的溶剂，例如水中。

一种类型交联剂是潜在交联剂。合适的潜在交联剂通常为内潜在交联剂或外潜在交联剂。内潜在交联剂通常可共聚到制备聚合物使用的1种或多种单体上，因此通常包含至少1种乙烯基基团以及一种能够与基础聚合物上侧基起反应的官能团或官能性，例如与聚丙烯酸钠聚合物上的羧基基团(-COO-)或者聚丙烯酸聚合物上的羧酸基团(-COOH)。合适的可共聚交联剂的例子包括烯键不饱和单体，例如乙二醇乙烯基醚以及氨丙基乙烯基醚。

外潜在交联剂通常将聚合物本身交联，例如发生在用于制备聚合物的1种或多种单体已经生成聚合物和/或该聚合物已经与溶剂混合形成溶液以后。此种潜在交联剂通常不参与整个聚合反应，相反它只有在以后的时刻当提供了适当交联条件时才对聚合物具备反应性。合适的后处理条件包括采用例如高于约60℃的热处理、暴露于紫外线、暴露于微波、水蒸气或高湿度处理、高压处理或有机溶剂处理。在热处理的情况下，通常最佳结果可能要求介于约50℃～约250℃的温度，更具体地约80℃～约250℃，进一步具体地约100℃～200℃，最具体地约100℃～约160℃。

合适的外潜在交联剂是任何具有至少2个能与聚合物的羧基、羧酸、氨基或羟基起反应的官能团或官能性的有机化合物。较好的是，此种有机交联剂选自二胺、多胺、二醇及多醇及其混合物；尤其是选自伯二醇及伯多醇、伯二胺及伯多胺及其混合物。二醇及多醇当中，具有较长，例如4或更多碳链长度的那些通常是有利的。具体地说，交联剂可选自聚氨基葡糖谷氨酸酯、A型明胶、二亚乙基三胺、乙二醇、丁二醇、聚乙烯醇、透明质酸、聚乙烯亚胺及其衍生物以及它们的混合物。其他合适的有机交联剂包括一氯乙酸、氯乙酸钠、柠檬酸、丁烷四羧酸以及氨基酸如天冬氨酸，及其混合物。柠檬酸在与纤维素和/或纤维素衍生物如CMC在一起混合，然后在高温下处理以促进交联和提高湿回弹方面可能是尤其可人的。另一种合适的潜在交联剂包含带有2个以上正电荷的金属离子，例如Al³⁺、Fe³⁺、Ce³⁺、Ce⁴+、Ti⁴⁺、Zr⁴⁺及Cr³⁺。合适的金属离子交联剂包括通常具有空位d-轨道的过渡元素离子。合适的金属离子交联剂包括AlCl₃、FeCl₃、Ce₂(SO₄)₃、Zr(NH₄)₄(CO₃)₄以及Ce(NH₄)₄(SO₄)₄.2H₂O，以及它们的其他熟知金属离子化合物及其混合物。此类金属离子交联剂当与特定聚合物一起应用时，据信可与该聚合物上的羧基、羧酸、氨基或羟基等基团形成离子键。只有2个正电荷的金属离子如Zn²⁺、Ca²⁺或Mg²⁺，也适合作某些聚合物的交联剂。

当聚合物是阳离子聚合物时，合适的交联剂是聚阴离子材料，例如聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素或聚磷酸酯。

某些聚合物能够发生的第2类交联机理涉及聚合物固化过程中聚合物链的大分子重排，以致该聚合物形成具有高结晶度的较高有序结构，其通常不溶于水。适合此种交联方式的聚合物包括但不限于，聚乙烯醇、聚氨基葡糖以及低羧甲基化度的羧甲基纤维素。在固化过程中，聚合物链之间可建立起另一类可导致通常不溶于水材料形成的聚合物间牢固结合。此种行为的一个例子是聚乙烯醇中的牢固氢键结合，形成一种不溶解材料。一项密切相关的行为是水溶性聚氨酯材料中硬及软链段的形成，使得它们水可溶胀但不溶于水。

适合聚合物溶液胶凝处理的交联剂通常也有2种不同类型：或者内部可聚合的或者外部交联剂。第1类交联剂是可聚合但当即交联剂。合适的可聚合交联剂通常具有与制备聚合物使用的1种或多种单体的反应性，通常包含至少2个能与该单体起反应的官能团或官能性。合适的可聚合交联剂的例子包括烯键不饱和单体，例如N,N’-亚甲基双-丙烯酰胺，用于自由基聚合，以及多胺或多醇，用于缩聚反应。第2类交联剂是具有至少2个在溶液阶段能与聚合物的羧基、羧酸、氨基或羟基基团起反应的官能团或官能性的活性化合物，其中此种交联不是潜在的，就是说不需要附加条件来引发交联反应。合适的交联剂可选自醛类，如戊二醛，或者缩水甘油基醚如聚乙二醇二环氧甘油基醚。

另一种在聚合物溶液中或回收的聚合物上形成交联聚合物网络的方法是采用高能处理，如电子束辐照或微波辐照以在聚合物中生成自由基，然后利用该自由基产生交联点。此种方式可用于但不限于不使用交联剂制备吸收泡沫体的情况。

如果使用交联剂，通常较好的是，交联剂用量有利地介于约0.01wt％～约20 wt％，更有利地约0.05 wt％～约10 wt％，适宜地约0.1 wt％～约5 wt％，以吸收性泡沫体中存在的聚合物与交联剂总重量为基准。

一般而言，将不需要交联催化剂，但使用的话有利于促进聚合物交联，以制备本发明的吸收性泡沫体。例如，若以柠檬酸作为交联剂，用次磷酸钠作为交联催化剂是有利的。若采用交联催化剂的话，通常较好的是，交联剂催化剂的用量介于约0.01～约3 wt％，适宜约0.1～约1 wt％，以使用的聚合物总重量为基准。

术语定义及试验程序

“泡沫(体)”是两相气-固体系，具有遍布整个结构的连续泡孔壁实心支撑格子。泡沫中的气(典型的是空气)相一般分布在被称作泡孔的空穴内。“开孔泡沫”是一种聚合物材料，其基本上全部孔隙是由大量彼此连接、三维分枝的聚合物材料纤网围成的泡孔形式，其中典型的泡孔具有开口，允许流体从一个泡孔到另一个构成联通。换句话说，泡沫体的单个泡孔大部分没有被泡孔壁聚合物材料彼此完全隔绝开来。因此，在此种基本开孔的泡沫结构中，泡孔具有孔间开口或“窗口”，其尺寸大到足以使流体从泡沫结构内的一个泡孔容易地转移到另一个中。可用于本发明的开孔泡沫一般具有网状特征。构成开孔泡沫结构树枝状纤网的聚合物丝束可称作“支撑”。具有互联泡孔的海绵状材料是开孔泡沫的一个例子。

就本发明目的而言，如果泡沫结构中至少1微米大小的泡孔与至少1个相邻泡孔有至少80％处于液体联通，那末，该泡沫材料是“开孔的”。替代地，要符合基本开孔的条件，其可测量的可用孔隙体积应占到理论上可用孔隙体积的至少80％。在HIPE泡沫的情况下，理论上可用孔隙体积可通过形成该泡沫材料的HIPE乳液的水～油重量比来确定。

“Frazier透气性”是根据每分钟透过每平方英尺材料的空气的标准立方英尺数来衡量的，测定时样品两侧的压力差为0.5英寸水柱。Frazier透气性试验使用的样品基本应为平面的并应具有约30gsm的基重。本发明的材料具有的Frazier透气性可介于约50 cfm或更高，更具体地约100 cfm或更高，进一步具体地约200 cfm或更高，最具体地约400 cfm或更高。典型范围介于约75 cfm～约1100cfm。

本文当说某吸收性纤维结构为“开孔”时，是指该结构具有连续互联的孔隙，从而使得空气能够从至少1面穿透到相对的一面。

当本文中说，开孔泡沫结构或吸收性纤维结构具有“双峰孔隙”时，是指存在着至少2个截然不同等级的孔隙，第1等包括的孔隙具有由纤维支撑围成的边界，而第2等则确定为相邻纤维之间的较小孔隙。换句话说，吸收性纤维结构中纤维的分布不是在整个材料空间到处均匀地分布着，因此可判定不具有或具有很少纤维的不同的泡孔，它显著区别于在相邻或互相接触纤维之间的孔隙。因此，纤维是择优沿着表观明显的前一类气泡的所谓壁或窗分布的。本发明吸收性纤维结构可具有双峰孔隙和不均匀的纤维分布，虽然某些实施方案，例如由冻干产生的那些，可能在纤维分布上表现出较高的空间均一性，因此缺乏这里所定义的双峰孔隙分布特征。该双峰孔隙定义不考虑纤维本身内部的微孔。

当本文提到某一吸收性纤维结构是“软质”的时，是指它符合根据美国试验及材料协会(ASTM)针对各种泡沫体规定的挠性试验修改后的挠性试验要求。具体地说，软质泡沫是这样一种泡沫，当把20×2.5×2.5cm的一块以1圈/5秒的速率在20℃围绕2.5cm芯轴缠绕时不发生破裂。“硬质”泡沫是指在上述试验中破裂的泡沫。本发明吸收性纤维结构可以是软质或硬质的，其中软质泡沫则在某些吸收制品中的一些贴身使用中比较受青睐。

本文所使用的术语“湿挠曲性”是按照微孔有机聚合物泡沫产品挠性测定用的ASTM D 3574-86,3.3试验中所规定的泡沫体挠性试验方法的修改程序。此种修改的试验采用一种吸收性纤维结构样品，尺寸为7×0.8×0.8cm，在37℃吸饱至其自由吸收容量的市售盐水溶液，例如S/P认证的血库盐水(Stephens科学公司，Riverdale，新泽西，Baxter保健公司经销，McGraw园区，Ⅲ，目录号#B3158-1)。重要的是，制备这些试验所采用的样品的切割方法不应在试样条中带入棱角缺陷。吸饱的吸收性纤维结构条围绕着2.5cm直径的圆柱芯轴以1圈/5秒的均匀速率弯曲。符合软质标准的吸收性纤维结构应满足：在此试验期间不撕破或断裂，即，它能通过1个弯曲周期，便认为该材料是可湿挠曲的。

本文所使用的术语“发泡纤维结构”是按照本发明的一种宏观体积大于纤维与构筑组合物的初始混合物体积的吸收性纤维结构。由于具有较大体积，发泡纤维结构中的孔隙体积也往往明显大于纤维与构筑组合物的初始混合物中的孔隙体积。发泡纤维结构的体积可比初始混合物的体积大出约10％或更多，更具体地约100％或更多，进一步具体地约200％或更低，最具体地约50％～约1000％。形象地说，典型的宏观体积可看作是围绕着制品的收缩包裹薄膜在制品不压缩时所包围的体积。进一步具体地说，倘若本领域技术人员在确定吸收性纤维结构是否处于发泡纤维结构状态时，由于某种原因无法确定“初始混合物”大致存在于哪一时刻，则“初始混合物”应看作构筑组合物与疏水纤维之间彼此接触混合的最初3s内所形成的混合物。

本文所使用的术语“聚合物泡沫”是指通过在本体聚合物内部造成孔隙制备的材料，因此其密度大大降低。它们可以是开孔或闭孔的。这些泡孔的特性及泡孔尺寸决定了聚合物的许多性质。例如，质轻、导热率低乃是传统泡沫的典型性质。传统聚苯乙烯泡沫的密度介于0.02～0.2g/cc，具有50～100μm直径的闭孔。

本文所使用的术语“临界密度”是指这样的密度，在此密度下，当完全吸饱73°F的去离子水时纤维毡或垫既不塌瘪也不膨胀。在造纸纤维的情况下，临界密度一般列为0.2g/cc但实际上介于约0.17～0.25g/cc，它通常高于泡沫体的典型密度。湿法纸片往往具有接近临界密度的密度。本发明生产出来的吸收性纤维结构的初始密度通常远低于临界密度，因此，临界密度至少是2、4、6、10、20或30倍于干吸收性纤维结构的密度。然而，经过轧光或其他机械压缩形式加工之后，吸收性纤维结构的密度就可接近甚至超过临界密度，使得压缩后吸收性纤维结构的密度可达临界密度的约1.2倍或更高，更具体地1.5或更高，进一步具体地约2倍或更高。

“干粘结材料质量分数”是构筑组合物的烘干质量除以生产吸收性纤维结构所用的烘干构筑组合物与干纤维的质量之和。就此而言，“烘干”是指，制品或材料预先在105℃进行至少20 min的干燥，使得基本上全部含湿量均被赶出以后再称取的重量。本发明吸收性纤维结构的干粘结材料质量分数可为约0.8或更低，具体地约0.6或更低，更具体地约0.5或更低，进一步具体地约0.3或更低，最具体地约0.1或更低。

本文所使用的术语“可生物降解”是指某一化合物能够借助微生物和/或天然环境因素最终完全降解为二氧化碳及水或生物物质。

本文所使用的术语“疏水”是指某一材料在空气中与水的接触角至少是90°。反之，本文所使用的术语“亲水”是指某一材料在空气中与水的接触角小于90°。就本申请而言，接触角的测定值是按照Robert J.Good及Robert J.Stromberg主编的《表面及胶体化学-试验方法》卷Ⅱ(Plenum出版社，1979)的规定测定的，在此收作参考。本发明吸收性纤维结构通常制备好时即为亲水的，因此通常不需要随后进行后处理使它们转变为亲水的。这一点不同于技术上已知的许多吸收性泡沫，那些泡沫的聚合物材料并非本质亲水的。

本文所使用的术语“表面活性剂”涵盖单一或2或更多种表面活性剂的混合物。如果使用2或更多种表面活性剂的混合物，则这些表面活性剂可选自相同或不相同类别，只要混合物中存在的表面活性剂彼此相容。一般地，该表面活性剂可以是本领域技术人员已知的任何表面活性剂，包括阴离子、阳离子及非离子表面活性剂。阴离子表面活性剂的例子包括但不限于，线型及支链烷基苯磺酸钠、线型及支链烷基硫酸盐，以及线型及支链烷基乙氧基硫酸盐。阳离子表面活性剂包括但不限于，牛脂三甲铵氯化物。非离子表面活性剂的例子包括，依然仅作为举例，烷基聚乙氧基化物；聚乙氧基化烷基酚；脂肪酸乙醇酰胺；以及环氧乙烷、环氧丙烷及醇类的复杂聚合物。

本文所使用的术语粘结材料的“粘结剂湿强度与干强度比”是，一种纤维材料，其中纤维完全由粘结材料连接在一起，其温抗张强度与干抗张强度的比值。样品在用水充分润湿2 min后测定湿抗张强度，然后除以按Tappi平衡过的干样品的拉伸强度。不受水的侵蚀、溶胀及化学改变或增溶的粘结剂大概具有基本上等于1.0的粘结剂湿强度与干强度比。

本文所使用的术语“非压缩干燥”是指一种干燥纤维素纤网的干燥方法，它不涉及具有压缩作用的辊隙或者其他在干燥期间导致部分纤网明显致密化或压缩的步骤。此类方法包括穿透空气干燥；空气射流冲击干燥；非接触干燥，例如气浮干燥、过热蒸汽的穿流或冲击干燥；微波干燥以及射频及介电干燥方法；以超临界流体萃取水；以非水低表面张力流体萃取水；红外干燥；以及其他方法。

“载荷下吸收量”(AUL)是材料在机械载荷下持液能力的度量。其测定方法是，测定在约0.3磅/平方英寸外加荷重或约束力作用下每克材料在1h内能够吸收的0.9 wt％氯化钠水溶液的克数。

AUL设备包括Demand Absorbency Tester(DAT)，描述在美国专利5,147,343,1992-09-15授予Kellenberger,在此收作参考，它类似于GATS(重量吸收量试验系统)，由M/K系统公司(Danners，麻萨诸塞)制造。采用一块水平多孔板，该板在2.5cm直径的限制区域内具有通孔，储液池向多孔板提供0.9 wt％氯化钠盐水溶液，使得多孔板上方不存在液压压头(既无正压也无空吸)。于是流体便可在不需要克服显著毛细管压力壁垒的情况下被吸入到吸收剂中，从而使液体移出多孔板。从多孔板吸入的流体被从储液池进来的液体补充，储液池坐落在电子天平上，于是天平便可测定出离开储液池并被吸收剂吸收的液体量。多孔板上的样品呆在内径1英寸(2.54cm)的热塑性软管的一段内，其经过稍许机械加工以保证同心度。100目不锈钢丝布熔结在该圆筒的底部以约束样品及其中可能存在的颗粒。必须小心保持一种平坦、光滑的底部和不使圆筒内侧变形。4.4g活塞由1英寸直径实心材料(例如，Plexiglas)制成并车削加工到密切适配但又不卡在圆筒内。100g标准重物放在活塞上，用以提供21,000 dyn/cm²(约0.3 psi)的约束载荷，相当于通在婴儿尿布所遇到的水平。为对泡沫状纤维材料或泡沫进行该试验，将材料样品裁成圆盘形，直径略微小于1英寸以便自由地适配到样品管内。该样品的质量应介于约0.05g～约0.16g。

试验一开始，首先将3cm直径GF/A玻璃滤纸放到多孔板上(纸的尺寸大于圆筒体内径但小于其外径)，以保证良好接触同时消除DAT开口上方的蒸发，并从而可保证达到饱和。待测材料被放在AUL设备底部的金属丝布上。然后在样品上面加上重4.4g直径约0.995英寸的塑料间隔圆盘，用以保护样品以免在试验期间发生干扰，同时也在整个样品上均匀地施加载荷。在样品上小心地放上活塞及重物之后，将AUL设备放在玻璃滤纸上。直接用人工配合长图记录器记载流体吸入量随时间的变化情况，或者将该数据输入到数据采集系统中。

1h后液体吸入量即为AUL值，以液体克数每克干试验材料表示。

本发明材料的AUL可超过6g/g，更具体地约10g/g或更高，更具体地约15g/g或更高，最具体地约25g/g或更高，典型范围介于约9～约40g/g。虽然不加入额外超吸收性材料或可溶胀粘结材料便可达到高AUL数值，但是要达到特别高的AUL数值，必须在吸收性纤维结构中结合进超吸收性材料。超吸收性材料可作为松散颗粒、粘附在亲水纤维上的颗粒、超吸收性纤维或者作为粘结材料或构筑组合物的成分结合进去。

本文所使用的“自由溶胀容量”(FS)是下述试验的结果，该试验测定，在载荷可忽略的条件下，1g材料在1h内可吸收的0.9 wt％氯化钠水溶液的克数。该试验按照上面关于AUL试验所述实施，不同的是，在样品上不加100g重物。

本发明材料的自由溶胀容量可高达8以上，更具体地超过10，更具体地超过20，最具体地超过30g/g。

本文所使用的术语“自由溶胀：AUL比值”是指自由溶胀容量与AUL之间的比值。它一般大于1。该数值越高，材料对压缩载荷越敏感，说明样品在载荷下维持其潜在孔隙体积及毛细管吸收势能的能力较小。较好的是，本发明材料的“自由溶胀：AUL比值”等于或小于约4，更具体地等于或小于约2，进一步具体地等于或小于约1.5，更具体地等于或小于约1.3，典型范围介于约1.2～约2.5。

“泡孔尺寸”及“孔壁厚度”分别是泡沫(或吸收性纤维结构)中泡孔的特性尺寸以及相邻泡孔之间的壁厚的度量。在进行该测定时，样品用峰利刀片裁切。裁切的泡沫利用铜带固定在金属桩上，然后在环境扫描电子显微镜(型号E-2020,Electroscan公司，Wilmington,麻萨诸塞，或类似的仪器)下用12 kV束电压成象。样品室压力为约1.2乇。采用环境反散射电子探测器收集图象，其优点是能够辨认出任何组成方面的变化。放大倍数根据目标样品的大小改变，样品的一般观察优选放大150倍，测量泡孔壁厚度及泡孔尺寸则采用2500倍。泡孔壁厚度及泡孔尺寸是直接从环境扫描电子显微镜上读取的。采用人工测量取得泡孔壁厚度测定值。每种样品的泡孔壁厚度和泡孔大小都是根据至少20个测定值取平均确定的。

在本文中所使用的“造纸纤维”涵盖所有已知纤维素纤维或含纤维素纤维的纤维混合物。适合制造本发明纤网的纤维包含任何天然或合成纤维素纤维，包括但不限于：非木材纤维如棉、马尼拉麻、卡纳夫纤维、狭叶拟金茅草、亚麻、针茅草纤维、谷草、黄麻、大麻及甘蔗渣、马利筋属绒毛纤维，以及菠箩叶纤维；以及木材纤维，如可由落叶树及针叶树获得的那些，包括软木纤维，如北方及南方软木硫酸盐纤维；硬木纤维，如桉树、枫树、桦树、白杨之类。木材纤维可制成高得率或低得率形式，并可按照任何一种方法制浆，包括硫酸盐法、亚硫酸盐法、磨木浆法、TMP、RMP、CTMP、BCTMP以及其他已知的制浆法。若漂白的话，任何已知的漂白方法均可使用。合成纤维素纤维类别包括各个品种人造丝以及由粘胶或化学改性纤维素衍生的其他纤维。可使用化学处理的天然纤维素纤维，例如丝光化浆粕、化学增挺或交联纤维、磺化纤维之类。在采用造纸纤维时为达到良好机械性能，通常希望纤维受到比较少的损伤和基本未精制的或仅经过轻微精制的。虽然可以使用回收利用的纤维，但考虑到机械性能好及污染少，通常希望使用新纤维。丝光化纤维、再生纤维素纤维、由微生物生成的纤维素、人造丝及其他纤维素材料或纤维素衍生物均可使用。合适的造纸纤维还可包括回收利用纤维、新纤维或其混合物。在某些能达到高膨松及优良压缩性能的实施方案中，纤维的加拿大标准游离度可至少是200，更具体地至少300，进一步具体地至少400，最具体地至少500。

本文所使用的术语“高得率浆粕纤维”是由可提供等于或大于约65％，更具体地等于或大于约75％，进一步具体地约75～约95％得率的制浆方法生产的造纸浆粕纤维。得率是以原来木材质量的百分数表示的加工后获得的纤维数量。高得率浆粕包括漂白的预浸预热木片磨木浆(BCTMP)、预浸预热木片磨木浆(CTMP)、加压预热法木片磨木浆(PTMP)、预热法木片磨木浆(TMP)、预热木片磨木化学浆(TMCP)、高得率亚硫酸盐浆以及高得率硫酸盐浆，所有这些均包含高木素含量的纤维。典型高得率纤维的木素含量等于或大于约1 wt％，更具体地等于或大于3 wt％，进一步具体地约2％～约25％。而且，高得率纤维还可具有例如大于20的卡伯值。优选的高得率浆粕纤维，在经过制浆并任选地漂白等步骤之后，在成形为干包(浆板)或纸幅之前，在一种实施方案中还可具有以下特征：由比较完整、较少受损的纤维组成，具有高游离度(200加拿大标准游离度(CSF)或更高，更具体地250 CSF或更高，进一步具体地400 CSF或更高)，以及低细屑含量(低于25％，更具体地低于20％，进一步具体地低于15％，进一步具体地低于10％，按Britt jar试验测定)。在一种实施方案中，高得率纤维优选主要是软木，更优选北方软木，最优选北方软木BCTMP。

本文所使用的术语“纤维素”是指任何以纤维素为主要成分的材料，更明确地包含至少50 wt％纤维素或纤维素衍生物。因此，该术语涵盖棉、典型木浆、纤维素醋酸酯、纤维素三醋酸酯、人造丝、预热法木片磨木浆、化学木浆、脱胶化学木浆、马利筋属、细菌纤维素等。

“保水值”(WRV)是用来表征用于本发明目的的纤维的指标。WRV的测定程序包括，0.5g纤维分散在去离子水中，浸泡过夜，然后纤维放在直径1.9英寸、带有100目筛网底的管子中在1000 G条件下离心分离20 min。样品经称重，然后在105℃干燥2h，然后再次称重。WRV是(湿重-干重)/干重。可用于本发明目的的纤维应具有等于或大于0.7，更具体地介于约1～约2的WRV。高得率浆粕纤维的典型WRV等于或大于1。

本文所使用的术语“吸收能力”是指，最初1立方英寸吸收性纤维材料在与一池室温水接触期间所吸收的，并且在与该池液态水脱离接触以后在金属丝网上放置以沥滤30s之后仍然保持的蒸馏水量。吸收能力用每克干纤维保持的水的克数表示。本发明结构的吸收能力数值等于或大于约5g/g，优选等于或大于约7g/g，更优选约8g/g～约15g/g，最优选约9g/g或更高。

本文所使用的术语“膨松度”及“密度”除非另行规定，一律以样品的烘干质量为基准，并且厚度测定值是在用3英寸直径压板施加0.05 psi载荷的条件下获得的。样品厚度测定值是在Tappi平衡室内(50％RH及73℃)平衡了至少4h后测定的。样品在接触压板下面的区域应基本上平坦和均匀。膨松度表示为纤维的体积除以质量，以cc/g为单位；密度是其倒数，单位为g/cc。

本文所使用的术语“湿膨松度”建立在样品按照上面的“膨松度”定义(在0.05 psi下)的厚度卡尺测定值基础上，所不同的是，在平衡后的样品上面以去离子水均匀地喷雾，直至样品的吸湿质量达到样品干质量的约250％(即，增加的含湿质量是样品干重的150％)。如果样品不能从喷雾中吸收并保持足够含湿从而使质量增加150％，那么应采取可到达的低于150％的增湿量但依然高于100％增湿量当中的最高数值。湿膨松度是根据基本平面、吸湿后的样品在0.05 psi载荷下的厚度除以烘干样品基重算出的，以g/cc为单位。本发明吸收性纤维结构的湿膨松度可等于或大于约6cc/g，更具体地等于或大于约8cc/g，进一步具体地等于或大于约10cc/g，进一步具体地等于或大于约15cc/g最具体地等于或大于约20cc/g，典型范围介于约13cc/g～约35cc/g。

当本文中使用的某种材料可认为是“可溶于水(水溶性)的”时，是指它基本上溶解在过量水中形成溶液，从而失去其原来的形状并变为以分子形式分散在整个水溶液中。一般而言，水溶性材料将不具有显著交联度，因为交联往往使材料变得不溶于水。“不溶于水”的材料是不符合上面有关水溶性定义的材料。

本文所使用的术语“水可溶胀、不溶于水”是指这样的材料，当暴露于过量水时，将溶胀到其平衡体积，但不溶解到水中。因此，水可溶胀、不溶于水的材料在吸水过程中通常将保持其原来本性或物理结构，不过处于高度膨胀状态而已，因此必须具有足够物理整体性，以抗拒流动和与邻近物质熔结。

本文所使用的术语“溶剂”是指一种物质，特别是呈液体形式的，它能够溶解这里所使用的聚合物，结果形成在分子水平上基本均匀分散的混合物。在冷冻干燥实施方案中，纤维与构筑组合物的混合物中使用的溶剂必须首先能冻结，然后能发生升华，其间溶剂从其冷冻状态直接进入到蒸汽状态。因此，该溶剂应具有，溶剂从液态转变为固态的某一凝固点。

本文所使用的术语某要素的“一部分”代表该要素的任何非零分数，包括该要素的全部在内。因此，可去除相的一部分可以是，例如该可去除相的1％、5％、10％、50％、90％或100％。具有多种要素的组合物的一部分可包括每种要素占有不同分数的情况。譬如，包含表面活性剂、湿强度树脂、淀粉及水的构筑组合物的一部分可以是包含不同含量的所有4种组分的混合物，或者是仅有这些组分的一个“子集”构成的混合物，例如淀粉、水以及表面活性剂。

术语“可伸长”在本文中用来指可沿其所在x-y平面内诸尺寸中至少1个方向变大的制品。x-y平面是大致平行于制品表面的平面。术语“可伸长”涵盖可拉长及可弹性拉长(定义见下文)的制品。在包含例如作为吸收剂芯或作为吸入层或高峰材料的吸收性纤维结构的卫生巾情况下，该制品及吸收性纤维结构最好是沿长和宽两个方向均为可伸长的。然而，吸收制品也可仅沿这些方向之一可伸长。优选的是，该制品至少沿纵向可伸长。

包含吸收性纤维结构的吸收制品或该吸收性纤维结构，除了可伸长之外，还可以是可拉长的。术语“可拉长”在本文中用来指这样的制品，它在受到拉伸力时可伸长并且提供对该拉伸的一定阻力。

含本发明吸收性纤维结构的吸收制品或吸收性纤维结构本身，也可以是可弹性拉长的。术语“可弹性拉长”或“可弹性伸长”在此作为同义语使用。在本文中使用的这些术语是指，当平面内拉伸力解除时，该制品或吸收性纤维结构将返回到其未伸长或未拉长的尺寸(或原来的尺寸)。但是，不需要完全返回到其未拉伸尺寸。它可返回到介于其未拉伸尺寸与伸长(或拉长尺寸)尺寸之间的某一松弛尺寸。

本文所使用的“湿强度剂”是一种用来固定湿态纤维间粘合点的材料。在纸张和织物产品中纤维借以维系在一起的手段涉及氢键，有时涉及氢键与共价和/或离子键的组合。在本发明中，希望提供一种使得纤维以某种方式粘合的材料，以便固定纤维对纤维的粘合点并且使它们抵御湿态的破坏。在这种情况下，湿态通常是指产品基本上被水或其他含水溶液饱和的状态，然而也指被体液基本饱和，例如被尿液、血液、粘液、月经、大便、淋巴液，以及其他身体流出物。

造纸工业中有多种常用材料可用来赋予本发明用纸和纸板以湿强度。这些材料在技术上被称为“湿强度剂”，并且可从各种来源购得。任何材料，当加入到纸幅或片材中时能赋予片材超过0.1的湿几何抗张强度与干几何抗张强度之比，就本发明目的而言便被称之为湿强度剂。这类材料一般称作永久湿强度剂和暂时湿强度剂。为区别永久与暂时湿强度剂，永久湿强度剂被定义为当加入到纸或织物产品中时所提供的产品在暴露于水达至少5 min以后保持其原来湿强度的50％以上的那些树脂。暂时湿强度剂是那些以水饱和5 min后表现出低于其原来湿强度的50％者。已发现两类材料均可在本发明中应用。湿强度剂在浆粕纤维中的加入量为至少约0.1 wt％(干)，更具体地约0.2 wt％(干)或更高，进一步具体地约0.1～约3 wt％(干)，以纤维干重为基准。

永久湿强度剂可为结构提供或多或少长期耐湿能力。相比之下，暂时湿强度剂将提供低密度和高回弹的结构，但不提供长期耐水及体液的能力。湿强度依靠何种机理产生则对本发明产品并不重要，只要达到在纤维/纤维粘合点产生耐水结合的实质性能。

合适的永久湿强度剂一般为水溶性、阳离子低聚物或聚合物树脂，它们能够本身交联(均质交联)或者与纤维素或者木纤维的其他成分交联。使用最普遍的此种用途的材料是被称之为聚酰胺-多胺-表氯醇(PAE)型树脂的一类。此类材料公开在授予Keim的专利中(U.S.3,700,623及3,772,076)并由Hercules公司(Wilmington，特拉华)按商品名KYMENE 557H销售。相关产品还由汉高化学公司(夏洛特，北卡罗来纳)以及Georgia-Pacific树脂公司(亚特兰大，佐治亚)销售。

聚酰胺-表氯醇树脂在本发明中也可作为粘结树脂使用。孟山都研制并按SANTO RES品牌销售的材料是一种可在本发明中使用的碱-活化的聚酰胺-表氯醇树脂。这类材料描述于授予Petrovich的专利(美国专利3,885,158、3,899,388、4,129,528及4,147,586)以及Van Eenam(U.S.4,222,921)的专利中。聚乙烯亚胺树脂也适合用来固定本发明产品中的粘合点，尽管它们不那么普遍用于消费品中。另一类永久型湿强度剂，例如可举出通过甲醛与蜜胺或脲的反应制备的氨基塑料树脂。

合适的暂时湿强度剂包括但不限于，美国氰氨公司研制并以商品名PAREZ 631 NC销售的树脂(现在可由Cytec工业公司(WestPaterson，新泽西)购得)。上述以及类似的树脂描述在授予Coscia等人的美国专利3,556,932及授予Willlams等人的3,556,933中。另一类应发现可用于本发明的暂时湿强度剂包括改性淀粉，例如由National淀粉公司按商品名CO-BOND 1000销售的那种。据信，这些以及相关的淀粉公开在美国专利4,675,394，授予Solarek等人。衍生化的二醛淀粉，例如描述在日本Kokai Tokkyo Koho JP 03,185,197中，也可提供暂时湿强度。又据预测，其他暂时湿强度材料，例如描述在美国专利4,981,557、美国专利5,008,344及美国专利5,085,736，授予Bjorkquist，也将可用于本发明。关于所列举的湿强度树脂类别及类型，要知道，这里的列举不过是简单举例说明，它既不打算涵盖其他湿强度树脂类型，也不打算限制本发明的范围。

虽然上面所描述的湿强度剂用于本发明具有突出优点，但其他类型粘合剂也可用来提供所需要的湿回弹。它们可施涂在基础片材制造过程的湿部或者在基础片材成形以后，或者干燥以后，通过喷雾或印刷等施涂上去。

附图简述

图1画出开孔泡沫的一个基本单元。

图2表示具有开孔泡沫特征的本发明吸收性纤维结构的一部分。

图3画出吸收性纤维结构中的相邻纤维。

图4表示一种吸收性纤维结构，其中构筑组合物留下的泡沫基本单元原封未动地占据着由纤维围成的泡孔。

图5画出含本发明吸收性纤维结构的吸收制品的断面。

图6～8时是含软木BCTMP纤维及鸡蛋清粘结材料的吸收性纤维结构照片。

图9～12是用扫描电子显微镜拍摄的由造纸纤维及CMC混合物经冻干制备的吸收性纤维结构的图象。

发明详述

图1表示开孔泡沫体的一般性基本单元1，包括互联固体基质3，它包围着孔隙5。孔隙5可能曾经是气泡表面的一部分，但破裂后形成周围基质3的各段(弓形)或支撑之间敞开的“窗口”。像图1所示的许多部分可排列成三维形式，其中实心基质构成互联三维空穴的边界。

图2表示出具有类似双峰孔隙开孔泡沫的结构的吸收性纤维结构的一部分。该吸收性纤维结构的部分10包含多根纤维12，它们不均匀地排列，从而在纤维支撑状结构之间围成敞开窗口14。在给定支撑基本单元内，纤维之间的孔隙16远小于敞开窗口14的孔隙尺寸或包围该中空体积的大量互联支撑所围成的三维泡孔(未画出)。本发明吸收性纤维结构可具有如图2所示双峰孔隙或均匀纤维分布。

图3画出本发明吸收性纤维结构中相邻纤维20的较近距离图象。纤维20部分地由于粘结材料22的存在而粘合并获得稳定，该材料可以是干燥或固化之前存在于泡沫中的聚合物材料。该泡沫体可能在很大程度上已崩溃，结果构筑材料在窗口及纤维之间的泡孔中很少留下残留物，而是主要集中在纤维-纤维之间较小空间内。

图4画出基于图2的另一种实施方案，其中用于将纤维构筑成结构的泡沫没有塌瘪，而是部分地残留未动，仍然作为吸收性纤维结构30的结构成分，占据着由纤维支撑中纤维32围成的泡孔内孔隙34相当大一部分。图中描绘出来自构筑组合物的聚合物可发泡材料的中空球壳38，其上具有通孔39，因此它们基本上是开孔的并且其中包含的孔隙与纤维支撑围成的孔隙之间处于液体联通。单个气泡可占据多个泡孔或者多个气泡可充填一个泡孔。被占据的空间，如图所示，具有比纤维间孔隙36大的尺寸，但泡沫的气泡本身也可以是比较小的。聚合物泡沫材料38优选是亲水的。它可起到粘结材料的作用将纤维固定在一定位置并且本身粘附在纤维上，但是附加粘结材料也可存在于相邻纤维之间，如图3所示的那样。

由聚合物可发泡粘结材料或者由构筑组合物构成的任何气泡，在泡沫干燥或固化期间通常可大于或小于亲水纤维的特性纤维长度。譬如，残留泡沫气泡的特性尺寸可处于纤维长度的数量级或者大大小于或大于它。例如，若气泡平均直径大致等于或大于纤维平均长度，则大的开孔便可导致它提供高孔隙体积，但较小的有效芯吸毛细管压力。如果气泡较小，则形成的结构的特征可能是大量小泡孔，优选是开孔，存在于由相邻纤维围成的大体积区域中。换句话说，该纤维，假如能够单独观察的话，与粘结材料无关，将看上去围成显著大于干可发泡粘结材料围成的开孔或孔隙特性尺寸的开孔或孔隙。在这种情况下，可发泡粘结材料所贡献的毛细管压力将超过由单独纤维结构可能达到的数值。在一种实施方案中，泡沫泡孔直径(只针对可发泡粘结材料测定)与特性纤维直径的比值等于或小于1，具体地约0.3或更低，更具体地等于或小于约0.2，进一步具体地等于或小于约0.1，最具体约0.01～约0.04。在可发泡粘结材料形成的泡孔小于纤维围成的泡孔情况下，可发泡粘结材料围成的泡孔的绝对直径可等于或小于约3mm，具体地等于或小于约1mm，更具体地等于或小于约0.3mm，进一步具体地等于或小于约0.1mm，最具体地约0.02mm～约0.2mm。

在优选的方案中，本发明构筑组合物和/或可发泡粘结材料在干燥或固化时基本上是疏水的。优选它不是热塑性树脂或熔融热塑性树脂，因此，该构筑组合物或粘结材料基本不含熔融热塑性材料或者，在一种实施方案中，基本不含热塑性材料。在一种实施方案中，粘结材料或构筑组合物包含不足10％，优选不足2 wt％热塑性材料。干燥时，粘结材料优选应为基本亲水的(例如，与纯水的接触角小于40°，优选小于30°)。

图5画出吸收制品40的断面，包含吸收性纤维结构42，配置在不透液后片44与用于贴穿戴者身体的透液面料46之间。该吸收性纤维结构可结合上一层短纤浆(未画出)或其他吸收材料，包括起皱或未起皱织物，尤其是模塑的穿透空气干燥织物或者层合了超吸收剂材料的织物(未画出)。面料上带有冲孔或通孔48，它也可以是纵切缝或冲孔，以便提供受拉时的可伸长性。制品的所有组成部分都可以是可拉长或可伸长的。面料46可换成诸如非织造纤网的透液蒙面层，包括具有弹性体粘合点的或者是层合到弹性体材料上。非织造纤网可在面料与吸收性纤维结构42之间结合上附加的要素。许多其他要素(未画出)可结合到此种吸收制品中，包括高峰层、与后片44相邻的附加吸收剂芯、翼边、襻、折翼、罗口、松紧带、异味吸收材料，以及吸收制品特别是尿布或女性用垫或内裤衬里技术上已知的其他要素。为使得吸收制品可伸长或可拉长，吸收性纤维结构最好也是可伸长或可拉长的。它可包含弹性体粘合点，其中粘结材料包含胶乳或其他已知弹性体，可连接到弹性体线上或薄膜上或者层合到可拉长材料如皱纹织物上。

图6～12是本发明实施方案的照片或显微照片，将在下面的实施例中描述。

虽然上面已就本发明吸收性纤维结构的主要成分做了描述，但该结构不限于这些，还可包括其他成分，只要不损害该吸收性泡沫要求性能的发挥。可用作附加成分的范例材料包括但不限于，颜料、抗氧剂、稳定剂、增塑剂、成核剂、表面活性剂、蜡、流动促进剂、固态溶剂、颗粒以及用于提高吸收性泡沫加工性的材料。如果此种附加成分包括在吸收性泡沫中，通常希望此种附加成分的用量以少于约15wt％为有利，更有利地小于约5 wt％，宜于小于约1 wt％，其中所有重量百分数一律以聚合物、任何交联剂以及任何其他任选存在于吸收性纤维结构中的成分总重量为基准。

实施例

实例1

高膨松泡沫-稳定的纤维结构，由粉碎的干燥造纸纤维(短绒)与作为蛋白质可发泡粘结材料的普通新鲜鸡蛋清制成。在第1实施方案中，制备纯搅打的鸡蛋清，然后逐渐加入短绒。在第2实施方案中，鸡蛋清与少量市售餐具洗涤剂混合以提高混合物的发泡潜力，然后加入纤维。

在第1方案中，来自威斯康星货源的3个冷藏鸡蛋(A等大蛋)的蛋清在Sunbeam电动打蛋器中搅打约4 min，其间采取高速和直径5英寸的小园筒容器。打蛋期间去掉大约一半蛋清泡沫以便在容器中留出足够容积以便加入纤维。干燥粉碎的漂白硫酸盐桉树纤维一小团一小团地加入到容器内，与此同时打蛋器以高速连续搅拌混合物，以便使牛皮纸纤维有效地分散到泡沫中。虽然不使用天平，但估计为4g的纤维，在连续搅打的同时在约3 min时间内混入到了蛋清中。随着纤维的加入，混合物变得越来越粘稠越来越粘在打蛋器零件上而不是呆在容器中。泡沫-纤维混合物，随后从容器中取出，并舀到金属板上以便风干，所用勺子基本上像个截锥，底部半径约1～2英寸，高约0.5～2英寸，上部半径约0.7～1.5英寸。一勺子物料放在微波炉中干燥，结果，随着混合物不断干燥，高度损失了大约50％或更多。其余的勺子物料在室温干燥过夜，在干燥过程中也经历了显著塌瘪。最终干燥在微波炉中进行约1～2 min，以赶出其余湿气。一勺子的估计最终体积为约15cc；室温干燥质量为0.77g，折合膨松度约19.5cc/g。该结构看上去主要是纤维并且明显是开孔结构，因为用人嘴轻柔加压吹出的空气很容易透过干燥的勺子物料。干燥后的材料手感比较刚挺，比未粘合短纤浆毡明显刚挺。打湿时，每勺子干燥膨松物料能保持其形状并显示明显亲水性。

观察到，在金属板上摊开成高约0.5英寸的桉树-鸡蛋清混合物勺子料，在干燥后发生较大程度的塌瘪。较为耸起的、高1英寸以上的勺子料则干燥后塌瘪程度较小。虽不拟囿于理论，但据信，勺子料越厚，沿垂直方向允许存在的纤维就越多，而将泡沫体摊开为薄毡的运动在一定程度上使较多的纤维偏离垂直方向取向，致使干燥期间z-向结构稳定性下降。

在第2方案中，少量带有抗菌添加剂(Colgate-Palmolive)的AJAX液态餐具洗涤剂，此乃一种橙色流体，被加入到另外一批包含3个鸡蛋清的物料中，这期间不断搅打鸡蛋清，从而形成略带橙色的较高孔隙体积泡沫。搅打期间，再次去掉一半鸡蛋清混合物，以便为纤维添加留出足够容积。大致等份的干燥粉碎漂白硫酸盐桉树纤维与漂白硫酸盐南方软木(CR54，由Coosa Pines(亚拉巴马)提供)被加入到洗涤剂与约1.5个鸡蛋清的搅打混合物中，加入是在打蛋器连续搅打混合物的同时一点一点地将短绒加入到泡沫中完成的。大约5g纤维加入并分散到了蛋白质泡沫中。刚挺、高膨松泡沫一勺子一勺子地舀到如上所述固体表面上。令一些干燥过夜，另一些则在经过约2h风干以后放在微波炉中进行干燥，然后再经过约2h风干，另一勺则在200°F的传统厨房烘炉内干燥约15 min，然后在微波炉中干燥到完全。

如此制备的硬木/软木勺子料表现出，与以前单独用硬木且不带洗涤剂的方案相比，更高的膨松度及稳定性。该结构在干燥期间发生的高度降低不超过约50％，据估计典型的高度降低为约20％。该第2方案的勺子料分析结果表明膨松度为约30cc/g(该干燥样品的厚度为1.5cm；宽度，3cm；长度约5cm，折合总体积为约23cc且室温干燥质量约0.78g)。该结构易于吸水，吸饱时保持其形状，尽管压缩可能导致永久孔隙体积的损失。

实例2

按照实例1的方案2那样制备鸡蛋清、餐具洗涤剂及短绒纤维的混合物。在批料A中，16g新鲜室温鸡蛋清与0.46g带有抗菌添加剂(Colgate-Palmolive)的AJAX液态餐具洗涤剂进行混合。鸡蛋清如同在实例2中那样在电动打蛋器中搅打约1 min，其中塑料碗上口直径为约8英寸。逐渐加入桉树纤维直至加完3g，然而，在加入约2g纤维时便开始发生塌瘪。加入补加的1.2g洗涤剂及10g水，然后搅打，但没有如希望的那样重新变为高膨松泡沫。虽不拟囿于理论，但似可假定，在加入纤维之前该鸡蛋清泡沫尚未达到足够刚挺(粘稠)。

在批料B中，1.75g液态洗涤剂加入到质量为31g的鸡蛋清中，搅打数分钟直至刚挺。此刻，随着搅打的继续逐渐加入桉树纤维，直至加完2g。然后，在不断搅打条件下逐渐加入2g纤维化南方软木(Coosa Pines CR 1654，短绒形式)。结果获得稳定、高膨松泡沫。在容积约184mL六角形称量盘上倒入14.16g湿泡沫，将其铺平到与盘子上口平面平齐。在第2盘子中放入8.8g湿泡沫；第3盘子中，4.7g湿泡沫。这3份风干物料的质量分别为3.49g、2.10g及1.06g，包括约5％仍旧残留在纤维中的水分在内。倒在六角形盘子内的最大一份当处于湿态时经过风干过夜之后依然充满盘子，尽管据估计高度发生了10～15％收缩。除去估计体积约10cc的在六角形泡沫-纤维份料的底部上的某些大孔不算之外，该纤维结构的估计宏观体积为约155cc，从而得出宏观未压缩膨松度为约46.7cc/g(以烘干质量为基准)。在利用安装在Mitutoyo厚度计上的3英寸直径塑料压板施加0.05 psi载荷的条件下，该样品的测定厚度为0.754英寸；室温干样品在该压板作用下的干质量为约2.7g，得出干膨松度为约32cc/g。随后，样品受到来自喷雾瓶的去离子水喷雾，从而被均匀地润湿，直至湿样品质量达到9.4(对应于在3英寸压板约束下7.5g的质量)，即干样品质量的280％。高度润湿的样品膨松度为16.5cc/g，所依据的厚度是在压板载荷0.05 psi条件下停留20 s后测定的。

在批料C中，质量30.4g室温鸡蛋清与2g液态洗涤剂一起搅打约3 min，结果获得刚挺、稳定泡沫。5g一份粉碎云杉BCTMP浆粕全部逐渐加入到以中速不断搅打的泡沫中。将高膨松、稳定泡沫摊开到3个塑料盘子中。这3份湿泡沫的质量分别是11.29g、7.89g及6.68g。一个盘子放在微波炉中部分地干燥约20 s，然后所有3个盘子风干过夜。风干重量分别是3.14g、2.16g及1.82g。从一个盘子中取出一份干燥的BCTMP泡沫并切割成约1.5cm×2.3cm×3.2cm，总体积约11.0cc的大致矩形。其干质量为0.24g，未压缩膨松度约46cc/g。随后，切割出一份BCTMP吸收性纤维结构，其室温干质量为0.8g；矩形断面为1.3英寸×2英寸，厚度0.65，系在162g载荷的3英寸压板下测定的。该载荷对应于，对3英寸直径样品而言，0.05 psi，但在本实例的情况下外加压力为约0.136 psi。相应的室温干膨松度为约32.6cc/g(室温干质量的含湿量按约5％计)。样品在40 s时间内，用来自喷雾瓶的去离子水喷细雾润湿到2.0g的质量。然后样品放在3英寸压板下，在0.136 psi压力下放置15s之后记录到厚度为0.335英寸，表明膨松度为约18.7cc/g。膨松度数值若在0.05 psi载荷下将会更高。再有，倘若再加入诸如Kymene(Hercules化学公司，Wilminton，特拉华)之类的湿强度添加剂或交联剂，预期还可获得更高的湿膨松度数值，肯定可高于20cc/g。

图6～8显示取自批料C的小份BCTMP吸收性纤维结构照片。图6是厚度约1.3cm(从照片中样品的上平面到下平面距离)的样品断面。各种不同大、小孔隙或泡孔清晰可见。

图7显示来自批料C样品的另一部分的外表面，其特性泡孔尺寸略小于典型纤维长度，但孔隙尺寸分布显示出双峰特征，包括各种各样的大泡孔及相邻纤维之间的小孔隙。

图8显示来自上面批料C的另一BCTMP吸收性纤维结构断面，可以看出，一度沿特定方向明显取向的纤维，显然由于泡沫流动所致，然而现在则基本上杂乱分布了。

在用鸡蛋清制备的大多数样品中，可清楚地看出，纤维不仅因发泡作用而定位，而且还由于搅打元件的作用造成的泡沫流动而取向。纤维显示出在吸收性纤维结构的大区域基本排齐，而排列角则从一个地方到另一个地方不断变化，指出泡沫流动历史中出现搅打停顿的时刻。

为检验鸡蛋清的固体含量，质量为29.9g的鸡蛋清放在105℃干燥在1.5h，其中干燥期间分割成许多小块以增加表面面积，然后在微波炉内、带盖容器中进一步干燥直至大部分蛋清变色，而不再是白色，一般呈带硬壳的样子。干质量为4.3g。另外，在1个蛋清中加入约5g纤维，形成的结构含纤维稍高于50 wt％。在一个蛋清中加入约4g纤维，获得的结构将含约50wt％纤维；在一个蛋清中加入2或3g纤维将分别导致约30wt％以上和约40wt％以上的纤维。

实例3

羧甲基纤维素(CMC)，乃一种阴离子聚合物，重均分子量大于1,000,000、羧甲基基团在纤维素材料葡萄糖残基上的取代度约0.7，由Aqualon(Wilmington,特拉华)(Hercules公司的子公司)按商品名CMC-TH羧甲基纤维素购得。20g干-纤维化的桉树纤维，由Cinibra(巴西)获得，其加拿大标准游离度为625mL。1.25g所述CMC在Hitchenaid制造的Hobart混合机中，在约23℃下、1000g蒸馏水中溶解2h。纤维与蒸馏水合在一起，然后加入到CMC溶液中，再搅拌1h。纤维稠度为约2％。然后，淤浆转移到不锈钢盘中，盘子的尺寸是10英寸(宽度)×20英寸(长度)×1英寸(深度)。然后，盘子放在冷冻干燥机中，这是由VirTis公司(Gardiner，纽约)按商品名VirTis Genesis，型号25EL供应的冷冻干燥机。然后，盘子中的淤浆以0.04℃/min的速度冷却到约-25℃以便使淤浆中的水冻冰。盘子中的淤浆在约-25℃维持约1h，以保证基本上全部水结冰。冻结的淤浆停留在冷冻干燥机中，然后在约105毫乇真空下保持至少约15h，提供真空的真空泵备有的冷却器设定在约-60℃～约-70℃。所获得的结构随后在130℃下处理2h以促进聚合物的交联。获得的纤维结构的密度为0.02g/cc，手感和刚度类似于细孔塑料泡沫。按此方法由CMC溶液制备的CMC超吸收性泡沫，据美国专利申请序列号08/977,918，“吸收性泡沫体”报道，吸收量(AUL)16.2g/g。

该CMC-桉树吸收性纤维结构表现出优良吸水性。自由溶胀容量为21.9；AUL为13.2。为进一步稳定粘合点，一段材料被加热到180℃并保持10 min，以促进CMC的更全面交联。该样品给出的自由溶胀容量数值为25.3；AUL,17.4，表明经过热处理，湿性能明显改善。另一段以固体含量1.1％的Kymene 557-LX进行喷雾。在1.1g干质量的一段的两面进行喷雾，总涂布量约10.5g Kymene溶液，而另一室温干质量6.1g的段，则喷涂30g Kymene溶液。打湿后样品看不出塌瘪，或者当打湿时发生溶胀，尽管操作期间由于轻微机械压缩出现一定程度塌瘪。然后，2个喷涂的样品放在105℃的对流烘箱中干燥25 min，以固化Kymene并进一步稳定结构。接受溶液最多的较小样品在干燥期间出现明显塌瘪，因此没有试验。另一样品有某些区域出现较多塌瘪，显然是由于喷涂量过高所致。对接近边缘的区域进行了试验，据估计此处的喷涂量约为平均值的2/3。自由溶胀容量为22.2；AUL,13.2。用于进行AUL试验裁切的圆盘(样品)干质量为约0.08～0.1g/盘。每种情况下，用3个圆盘进行自由溶胀容量及AUL试验，上面给出的结果为3次测定的平均值。AUL及自由溶胀容量测定值的标准偏差介于0.5～1.5。

图9～12是冷冻干燥泡沫断面的SEM显微照片。图9～10表示不加入纤维的冻干CMC泡沫，放大倍数分别为100和250倍。图11和12显示由本实例获得的冻干吸收性纤维结构，其中固相为约95％亲水纤维，二图的放大倍数均为100倍。纤维组之间的微孔隙清晰可见，小的可见固体CMC材料薄片到处散布在组合体中。由于纤维的存在，孔隙体积显著大于图9和10中的，后两个图中未曾加入纤维。

实例4

样品制备按照前面的实例3，不同之处如下。液态粘结材料为Kymene 450(批号907M15Ky),Hercules公司提供，用于代替CMC。10g Kymene溶液，其中固体含量12.5 wt％，采用Hobart混合机加入到1000g室温蒸馏水中。20g干纤维化桉树纤维加入到Kymene溶液中。冻干条件如同实例3一样。不采用热处理。制成高膨松吸收性纤维结构。

实例5

粘结材料是液态胶乳HYCAR 26683(批号634-062),B.F.Goodrich提供，代替了实例3的CMC。5g液态胶乳，固体含量49.1wt％，加入到100g室温蒸馏水中，采用Hobar混合机。20g干-纤维化桉树纤维加入到胶乳溶液中。冻干条件如同实例3一样。不采用热处理。获得柔软、高度挠曲性吸收性纤维结构，具有柔软橡胶状手感。

实例6

作为一个概念上的例子，可将含诸如交联剂或粘合剂(例如，胶乳)之类化学粘结剂的高稠度纤维水淤浆，与代表可去除相的冰或某种冻结水合物一起制成淤浆。纤维经如此处理就变得分散在冻结相之间，冻结相起到使纤维保持分开和保持规定泡孔之间未来孔隙体积的作用。淤浆中的可去除相可借助冻干、蒸发、溶剂交换之类途径被至少移出相当大的一部分，从而将纤维留在一定位置并借助化学粘结剂、交联剂或粘合剂达到初期粘合，从而将纤维固定为具有三维纤维取向和高孔隙体积的无序化结构。然后，该结构可接受热处理(例如110℃,5 min)使所述粘结剂、交联剂或粘合剂固化或充分活化。所形成的毡可具有10～100 gsm或更高的基重并具有25cc/g的膨松度。该毡还可经过压花以提供控制流动的沟槽，特别是沿毡表面方向的流动，并提供高毛细管压力的致密化区域以达到有效芯吸。譬如，狭长正弦波或互联的重复菱形图案的压花对于提高芯吸和控制流动可能是有用的。此种毡例如可作为女性垫或尿布中的吸入材料或吸收性芯。

应当理解，以上的实例系出于举例说明的目的，不应构成对本发明范围的限制。虽然上面仅详细描述了本发明的少数几个范例实施方案，但本领域技术人员不难看出，在不偏离本发明的创新构想及优点的条件下在这些范例实施方案中还蕴藏着许多修改方案。因此，所有这些修改均应包括在本发明范围之内，本发明范围规定在下面的权利要求及其等价物中。再有，要知道，可想象出许多实施方案，它们虽达不到某些实施方案的全部优点，特别是达不到优选实施方案的全部优点，然而，不具备某一特定优点并不一定意味这样的实施方案不属于本发明范围。

Claims (114)

1．一种生产开孔低密度吸收性纤维结构的方法，包括：

a)将亲水纤维与构筑组合物混合在一起形成混合物，所述构筑组合物包含粘结材料及可去除相；

b)在所述混合物内部产生泡沫；

c)利用基本不溶于水的粘合点将所述纤维粘合成为连续多孔网络，其中所述粘结材料使多孔网络变得稳定。

2．权利要求1的方法，其中所述泡沫在将所述纤维粘结在一起之前导致混合物中纤维发生物理重排。

3．权利要求1的方法，还包括在产生泡沫之后使所述纤维在至少2维发生物理重排的步骤。

4．权利要求1的方法，其中所述产生泡沫的步骤发生在纤维与构筑组合物混合的所述步骤期间。

5．权利要求1的方法，其中所述产生泡沫的步骤包括依靠所述混合物内部的化学反应及发泡剂作用二者之一产生气体。

6．权利要求1的方法，其中所述产生泡沫的步骤包括用高剪切混合机产生纤维状泡沫、向所述混合物中注入气体、向所述混合物中加入空心球及使所述混合物解压当中的一种。

7．权利要求1的方法，还包括移出一部分所述可去除相。

8．权利要求7的方法，其中所述可去除相的去除步骤包括从混合物内的气泡中释放气体。

9．权利要求7的方法，其中所述可去除相的去除步骤包括移出液体。

10．权利要求7的方法，其中所述可去除相的去除步骤包括临界点干燥、溶剂萃取、超临界流体处理及升华当中的1种。

11．权利要求7的方法，其中所述可去除相的去除步骤包括蒸发。

12．权利要求7的方法，其中所述可去除相的去除步骤包括固体的熔融和分解当中的一种。

13．一种生产低密度吸收性纤维结构的方法，包括：

a)将亲水纤维与构筑组合物混合在一起形成混合物，所述构筑组合物包含粘结材料及可去除相；

b)使所述混合物中的所述纤维沿三维结构重排；

c)移出一部分所述可去除相；

d)将所述纤维粘结在一起成为连续、多孔网络，其中所述粘结材料形成在所述纤维之间的粘合点，从而使所述多孔网络变得稳定。

14．权利要求13的方法，其中由所述粘结材料形成的所述粘合点基本不溶于水。

15．权利要求1或13的方法，其中纤维在所述混合物中的稠度为约4％或更高。

16．权利要求1或13的方法，其中所述吸收性纤维结构的密度为约0.1g/cc或更低。

17．权利要求1或13的方法，其中所述吸收性纤维结构的密度为约0.05g/cc或更低。

18．权利要求1或13的方法，其中可去除相不是利用升华移出的。

19．权利要求1或13的方法，其中吸收性纤维结构具有等于或小于约0.6的干粘结材料质量分数。

20．权利要求1或13的方法，其中吸收性纤维结构的体积比步骤(b)的混合物初始体积大至少10％。

21．权利要求1或13的方法，其中所述粘结步骤包括所述粘结材料发生交联的步骤。

22．权利要求1或13的方法，其中所述粘结步骤包括所述粘结材料进行固化的步骤。

23．权利要求1或13的方法，其中所述粘结步骤包括加热所述粘结材料的步骤。

24．权利要求1或13的方法，其中所述构筑组合物还包含交联剂。

25．权利要求1或13的方法，其中所述构筑组合物包含胶乳。

26．权利要求1或13的方法，其中所述构筑组合物包含聚糖。

27．权利要求1或13的方法，其中所述构筑组合物包含聚合物，选自亲水纤维素衍生物、藻酸盐、淀粉、疏水淀粉衍生物、超吸收聚合物及树胶。

28．权利要求1或13的方法，其中所述构筑组合物包含小于10％聚糖(按干重计)。

29．权利要求1或13的方法，其中所述构筑组合物包含蛋白质。

30．权利要求1或13的方法，其中所述构筑组合物的体积粘度等于或大于约100 cp。

31．权利要求1或13的方法，其中所述构筑组合物质量的不足50％以非气体形式从所述混合物中移出。

32．权利要求1或13的方法，其中所述构筑组合物还包含温强度剂，所述方法还包括在所述纤维被加入到所述构筑组合物中的步骤以后使所述湿强度剂固化的步骤。

33．权利要求1或13的方法，其中所述构筑组合物包含“高内相比乳液(HIPE)”的乳液。

34．权利要求13的方法，其中所述构筑组合物包含发泡剂。

35．权利要求13的方法，其中所述可去除相是液体。

36．权利要求13的方法，其中所述可去除相是固体。

37．权利要求1或13的方法，其中所述可去除相是气体。

38．权利要求1或13的方法，其中所述多孔网络的密度等于或小于约0.05g/cc。

39．权利要求1或13的方法，其中所述粘结材料包含聚糖或蛋白质。

40．权利要求1或13的方法，其中所述构筑组合物包含表面活性剂。

41．权利要求1或13的方法，其中所述构筑组合物基本不含熔融热塑性材料。

42．权利要求1或13的方法，其中所述构筑组合物基本不含热塑性材料。

43．权利要求1或13的方法，其中所述粘结材料优选位于或靠近纤维-纤维接触点。

44．权利要求1或13的方法，其中所述粘结材料形成开孔泡沫体，它占据所述纤维包围的空间。

45．权利要求1或13的方法，其中所述粘结材料的质量按干基计少于所述纤维的质量。

46．权利要求1或13的方法，其中所述粘结材料的质量少于所述吸收性纤维结构质量的约20％。

47．权利要求1或13的方法，其中所述粘结材料形成泡孔尺寸等于或小于约500μm的开孔泡沫体。

48．权利要求1或13的方法，其中所述粘结材料是亲水的。

49．权利要求1或13的方法，其中所述纤维包括合成纤维。

50．权利要求1或13的方法，其中所述纤维包括造纸纤维。

51．权利要求50的方法，其中所述造纸纤维基本上未经打浆。

52．权利要求50的方法，其中所述造纸纤维的加拿大标准游离度等于或大于约200。

53．权利要求1或13的方法，其中所述纤维包含约30％或更高硬木纤维。

54．权利要求1或13的方法，其中所述纤维包含至少20％高得率造纸纤维。

55．权利要求7或13的方法，其中所述纤维粘结步骤部分地发生在移出一部分可去除相的所述步骤期间。

56．权利要求7或13的方法，其中所述纤维粘结步骤部分地发生在移出一部分可去除相的所述步骤之前。

57．一种生产低密度吸收性纤维结构的方法，包括：

a)用亲水纤维涂料涂布疏水纤维；

b)所述纤维与包含粘结材料及可去除相的构筑组合物混合形成混合物；

c)在所述混合物内部产生泡沫；

d)将所述纤维粘结在一起形成连续、多孔网络，其中所述粘结材料使多孔网络变得稳定，且所述疏水纤维表面面积的至少约20％涂布了亲水材料。

58．权利要求57的方法，还包括移出一部分所述可去除相。

59．权利要求57的方法，其中所述疏水纤维表面面积的至少约50％涂布了亲水材料。

60．一种生产低密度吸收性纤维结构的方法，包括：

a)亲水纤维与构筑组合物混合形成混合物，所述构筑组合物包含非气相及可去除相；

b)在所述混合物内部产生泡沫；

c)利用粘结材料形成不溶于水的粘合点，从而将所述纤维粘结在一起形成连续、多孔结构。

61．权利要求60的方法，其中在所述吸收性纤维结构部分外表面上形成一种不透液体的皮层。

62．权利要求61的方法，还包括在所述皮层上造成开孔的步骤。

63．按权利要求1、13及60中任何一项制备的吸收性纤维结构。

64．按权利要求1、13及60中任何一项制备的吸收性纤维结构，具有约10 cc/g或更高的湿膨松度。

65．包含按权利要求1、13及60中任何一项制备的低密度吸收性纤维结构的一次性吸收制品。

66．权利要求60的方法，其中所述粘结材料包含湿强度树脂。

67．权利要求60的方法，其中所述构筑组合物还包含前体粘结材料，而且其中所述形成不溶于水粘合点的步骤包括将所述前体粘结材料转化为粘结材料。

68．权利要求67的方法，其中所述前体粘结材料转化为粘结材料的步骤包括加入化学剂、提高前体粘结材料的温度及实施辐照当中的一种。

69．一种生产连续吸收性纤维结构的方法，包括：

a)亲水纤维与包含粘结材料及可去除相的构筑组合物混合形成混合物；

b)在所述混合物内部产生泡沫；

c)所述泡沫沉积在移动带上形成发泡层，其中所述构筑组合物不显著从所述层中流失；

d)所述发泡层固化为吸收性纤维结构。

70．一种生产连续吸收性纤维结构的方法，包括：

a)在移动带上形成纤维化亲水纤维的气流成网毡，从而形成纤维毡；

b)所述毡浸渍以包含粘结材料及可去除相的可发泡构筑组合物；

c)所述毡中的所述纤维借助所述构筑组合物的作用重排，形成重排层；

d)在所述重排层中形成不溶于水的粘合点，从而制成吸收性纤维结构。

71．权利要求69或70的方法，还包括所述吸收性纤维结构的压花、轧光或穿孔当中的一种。

72．一种用于连续生产吸收性纤维结构的设备，包括：

a)混合装置，在此，纤维与含粘结材料及可去除相的可发泡构筑组合物彼此混合形成混合物；

b)泡沫生成装置，它能由所述混合物产生载有纤维的泡沫；

c)移动带，用以接受来自所述泡沫生成装置的发泡层；

d)固化装置，在所述发泡层中造成不溶于水的粘合点。

73．一种用于连续生产发泡纤维结构的设备，包括：

a)气流成网装置，用于在移动带上产生短纤浆的连续气流成网毡；

b)浸渍装置，以含粘结材料及可去除相的可发泡构筑组合物浸渍所述气流成网毡；

c)固化装置，在浸渍毡中造成不溶于水的粘合点从而制成发泡纤网。

74．一种泡沫构筑的吸收性纤维结构，包含不溶于水的亲水可发泡粘结材料以及超过50 wt％的亲水纤维，所述纤维结构的密度等于或小于约0.05g/cc。

75．权利要求74的吸收性纤维结构，其中所述粘结材料的分子量等于或大于约10,000。

76．权利要求74的吸收性纤维结构，其中所述吸收性纤维结构是发泡的纤维结构。

77．权利要求74的吸收性纤维结构，其中所述粘结材料的分子量等于或小于约10,000。

78．权利要求74的吸收性纤维结构，其中所述亲水纤维包含至少50 wt％游离度等于或大于约300的造纸纤维。

79．权利要求74的吸收性纤维结构，其中所述结构是挠性的。

80．权利要求74的吸收性纤维结构，其中所述结构不是可挠曲的。

81．权利要求74的吸收性纤维结构，其中所述结构是可拉长的。

82．权利要求74的吸收性纤维结构，其中所述结构在纤维组成、孔隙尺寸或可湿性当中一个方面具有梯度。

83．权利要求74的吸收性纤维结构，具有等于或大于约8 cc/g的湿膨松度。

84．一种开孔吸收性纤维结构，包含可发泡粘结材料以及等于或大于约25wt％亲水纤维，其中所述纤维排列在开孔泡沫结构泡孔之间成为支撑，所述纤维结构是亲水的、密度等于或小于约0.1g/cc，包含使结构稳定的不溶于水的粘合点。

85．包含权利要求74或84的吸收性纤维结构的吸收制品，所述制品是牙科吸收剂、止血海绵或医用海绵当中的一种。

86．包含权利要求74或84的吸收性纤维结构的吸收制品，所述制品是填塞、内裤衬里、卫生巾或尿布当中的一种。

87．包含权利要求74或84的吸收性纤维结构的吸收制品，其中所述吸收性纤维结构包含弹性体粘结材料。

88．权利要求84的吸收性纤维结构，其中所述结构为可湿挠曲的。

89．包含权利要求84的吸收性纤维结构的滤材。

90．权利要求84的纤维结构，其中所述纤维是造纸纤维。

91．权利要求84的纤维结构，其湿膨松度等于或大于约6cc/g。

92．权利要求84的纤维结构，其中所述结构是可生物降解的。

93．权利要求84的纤维结构，其中所述纤维包含基本上未打浆的造纸纤维。

94．权利要求84的纤维结构，还包含干可发泡粘结材料的泡沫体。

95．权利要求84的纤维结构，其中所述可发泡粘结材料包含水溶性聚糖或蛋白质。

96．权利要求84的纤维结构，其密度小于约0.05g/cc。

97．权利要求84的纤维结构，其自由溶胀与AUL比值等于或小于约3。

98．权利要求84的纤维结构，其自由溶胀能力等于或大于约10。

99．权利要求84的纤维结构，其AUL等于或大于约10。

100．权利要求84的纤维结构，还包含至少10 wt％活性炭。

101．权利要求84的纤维结构，还包含位于所述纤维结构表面的不透液皮层。

102．一种层合泡沫-纤维复合材料，包含第1纤维层及第2纤维层，所述第1层包含吸收性多孔纤维结构，它包含可发泡粘结材料及等于或大于约20 wt％的亲水纤维，其中所述纤维排列在开孔泡沫泡孔之间成为支撑；所述第2层包含泡沫-纤维复合材料。

103．一种吸收制品，包含透液面料、不透液后片及介于所述后片与所述面料之间的吸收性纤维结构，所述吸收性纤维结构包含至少25wt％亲水纤维以及来自可发泡构筑组合物的粘结剂残留物，它使得亲水纤维稳定在高膨松结构中，所述吸收性纤维结构的密度等于或小于约0.1g/cc，湿膨松度等于或大于约6cc/g。

104．权利要求103的吸收制品，还包含短纤浆垫，介于所述后片与所述吸收性纤维结构之间。

105．权利要求103的吸收制品，其中所述吸收性纤维结构的湿膨松度等于或大于约10cc/g。

106．权利要求103的吸收制品，其中所述吸收性纤维结构的AUL等于或大于约10。

107．权利要求103的吸收制品，其中所述吸收性纤维结构的自由溶胀与AUL比值等于或小于约3。

108．权利要求103的吸收制品，其中所述吸收性纤维结构是可湿挠曲的。

109．权利要求103的吸收制品，其中所述吸收性纤维结构具有双峰孔隙的开孔泡沫结构，纤维起到支撑作用。

110．权利要求103的吸收制品，其中所述吸收性纤维结构包含至少10 wt％高得率造纸纤维。

111．权利要求103的吸收制品，其中所述亲水纤维限定由所述粘结剂残留物稳定化的开孔泡沫结构的边界。

112．权利要求103的吸收制品，其中所述吸收性纤维结构包含弹性体粘结材料。

113．权利要求103的吸收制品，其中所述制品是可拉长的。

114．权利要求103的吸收制品，其中所述吸收性纤维结构是可弹性伸长的。

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