包含挥发性疏水涂层的组分和包括所述组分的方法与流程

1.本公开涉及包括涂层的组分以及用于处理这类组分和形成包括这类组分的基材的设备和方法。更具体地说，本公开涉及包含挥发性疏水涂层的组分和包括该组分的方法。


背景技术：

2.个人护理产品，诸如尿布、尿布裤、训练裤、成人失禁产品和女性护理产品，可包括多种基材。例如，尿布可包括吸收结构、非织造材料和膜。类似地，面巾纸、擦拭物和擦拭巾也可包含各种基材。这些产品中的基材中的一些基材可包括天然纤维和/或合成纤维。在一些产品中，一些基材还可包含不同类型的组分，以向基材和/或最终产品本身提供额外功能。
3.例如，可能期望添加到基材上的一个这样的组分包括超吸收材料(sam)。sam可以以颗粒或纤维的形式进行构造，并且通常用于基材中以增加吸收能力。个人护理吸收产品(诸如尿布)的吸收系统通常包含sam。存在用sam形成基材的工艺，包括利用形成室将sam颗粒或纤维与纤维素纤维混合以形成吸收芯。这些工艺一般在干燥环境中完成，因为sam在潮湿时由于吸收流体和胶凝引起的体积增加以及其他潜在的缺点而难以处理。然而，替代的基材形成工艺可采用流体(诸如液体)来形成在这类基材的制造和性能方面提供各种其他特性和效率的基材。
4.因此，需要开发用于将组分引入流体供给以形成基材的方法和设备，其中组分被保护免受流体供给的影响；以及用于形成包括这类组分的基材的方法和设备。还需要开发包括具有保护涂层的sam的吸收材料，该保护涂层可在潮湿环境中提供掩蔽，但当不再需要时可以移除。


技术实现要素：

5.在一个实施方案中，提供一种制造包含组分的基材的方法。所述方法可包括提供包含液体的流体供给。所述方法还可包括提供所述组分的供给。所述组分可包含挥发性疏水涂层。所述方法还可包括将所述组分引入所述流体供给。所述方法还可包括转移所述流体供给中的所述组分以提供所述基材。另外，所述方法可包括对所述基材施加热量。所述热量可从所述组分中移除所述挥发性疏水涂层。
6.在另一实施方案中，提供一种用于处理超吸收材料的方法。所述方法可包括提供包含液体的流体供给。所述方法还可包括提供所述超吸收材料的供给。所述超吸收材料可包含挥发性疏水涂层。所述方法可包括将所述超吸收材料引入所述流体供给。所述方法可另外包括对所述超吸收材料施加热量。所述热量可从所述超吸收材料中移除所述挥发性疏水涂层中的基本上所有的挥发性疏水涂层。
7.在又另一实施方案中，提供一种吸收材料。所述吸收材料可包含超吸收材料。所述吸收材料还可包含所述超吸收材料上的挥发性疏水涂层。所述挥发性疏水涂层可具有高于25℃的熔点和低于220℃的闪点。
附图说明
8.呈现给本领域普通技术人员的本发明的完整且能够实现的公开内容在说明书的剩余部分中参考附图更具体地阐述，在附图中：
9.图1是根据本公开的一个实施方案的用于将组分引入流体供给并且形成包括组分的基材的示例性方法的工艺示意图。
10.图2是如从图1中的工艺示意图中所描绘的在流浆箱上游的组分进料系统、两个混合接头和两个流体供给的详细示意图。
11.图3是图2的组分进料系统的第一混合接头和出口导管的横截面图。
12.图4是根据本公开的另一实施方案的用于将组分引入流体供给并且形成包含组分的基材的替代示例性方法的工艺示意图。
13.图5是可在用于将组分引入流体供给并且形成包含组分的基材的方法中使用的替代流浆箱的侧视平面图。
14.图6是取自图2的详细视图。
15.图7是进行负荷下吸收能力测试的设备的横截面图。
16.图8是沿图7中的线8-8的平面截取的截面图。
17.在本说明书和附图中重复使用附图标记旨在表示本公开的相同或类似的特征或元件。
具体实施方式
18.本公开涉及可生产包含组分的基材的方法和设备。虽然本公开提供了通过泡沫形成工艺制造的基材的实例，但可以设想，可利用本文中描述的方法和设备来有益于湿法成网以及/或者包括使液体暴露于组分的其他制造工艺。
19.每个示例以说明方式给出且并不意味着限制。例如，作为一个实施方案或附图的一部分而说明或描述的特征可以用于另一个实施方案或附图以产生又一个实施方案。希望本公开包含此类修改和变化。
20.当介绍本公开或其优选实施方案的元件时，冠词“一个”、“一种”、“该”和“所述”旨在表示存在该元件中的一个或多个。词语“包括(comprising)”、“包括(including)”和“具有”旨在为包括性的，并且意指可能存在所列元件之外的额外元件。如本文中所使用，术语“第一”、“第二”、“第三”等不指定指明的顺序，而是用作当参考本公开中的各种特征时区分不同事件的手段。在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可对本公开进行许多修改和变化。因此，本文中所描述的示例性实施方案不应用来限制本发明的范围。
21.定义
22.如本文中所使用，术语“泡沫成形的产品”意指由包含固体、液体和分散气泡的混合物的悬浮液形成的产品。
23.如本文中所使用，术语“泡沫形成工艺”意指用于制造涉及包含固体、液体和分散气泡的混合物的悬浮液的产品的工艺。
24.如本文中所使用，术语“发泡流体”意指与泡沫形成工艺中的其他组分相容的任何一种或多种已知流体。合适的发泡流体包括但不限于水。
25.如本文中所使用，术语“泡沫半衰期”意指直到初始发泡泡沫物质的一半恢复成液
态水所经过的时间。
26.如本文中所使用，术语“层”是指在由类似组分和结构构成的基材的z方向上提供基材区域的结构。
27.如本文中所使用，术语“非织造幅材”是指具有成夹层的但不是以可识别方式(如在针织幅材中)的各个纤维或线的结构的幅材。
28.如本文中所使用，除非另外明确指示，否则当与材料组成相关地使用时，除了另外明确指出的之外，术语“百分比”、“％”、“重量百分比”或“重量％”各自是指按重量计组分作为总量的百分比的量。
29.术语“个人护理吸收制品”在本文中是指这样的制品：其预期或适于紧贴或靠近穿着者的身体(即，与身体邻接)放置，以吸收和容纳从身体排出的各种液体、固体和半固体流出物。示例包括但不限于尿布、尿布裤、训练裤、运动裤(youth pant)、泳裤、女性卫生产品(包括但不限于月经垫或裤)、失禁产品(例如，床垫)、医用衣服、手术垫和绷带等等。
30.术语“层片”是指多层产品内的不连续的层，其中各个层片可彼此并列布置。
31.术语“捻合”或“粘结”或“联接”在本文中是指两个元件的接合、粘附、连接、附接等。当它们彼此直接地或彼此间接地接合、粘附、连接、附接等时，诸如当各自直接粘结到中间元件时，两个元件将被认为捻合、粘结或联接在一起。一个元件与另一个元件的捻合、粘结或联接可经由连续或间歇的粘结进行。
32.如本文中所使用，术语“超吸收材料”是指水可溶胀的、水不溶性的有机或无机材料，包括在含有0.9重量％氯化钠的水溶液中，在最有利的条件下能够吸收其重量的至少约10倍，或其重量的至少约15倍，或其重量的至少约25倍的超吸收聚合物和超吸收聚合物组合物。
33.方法和设备
34.在一个实施方案中，本公开涉及一种可形成包含组分44的基材12的方法和设备10、110、210。具体地说，本公开涉及一种可形成包含组分44的基材12的方法和设备10、110、210，该组分包含有助于在形成基材12的过程中保护组分44的挥发性疏水涂层45，其中组分44可与液体接触。一旦在形成这种基材12的方法中存在较少的液体，则在基材12的处理期间，挥发性疏水涂层45便可有利地从组分44中被移除。
35.图1提供了可用作泡沫形成工艺的一部分以制造作为泡沫形成产品的基材12的示例性设备10的示意图。可了解，本文中所描述的优点和益处可应用于制造包含组分的基材的方法，该方法涉及湿法工艺中的液体，但不是泡沫形成工艺。图1的设备10可包括被构造成用于保持第一流体供给16的第一罐14。在一些实施方案中，第一流体供给16可以是泡沫。第一流体供给16可包括由流体18的供给提供的流体。在一些实施方案中，第一流体供给16可包括由纤维20的供给提供的多根纤维，然而，在其他实施方案中，第一流体供给16可没有多根纤维。第一流体供给16还可包括由表面活性剂22的供给提供的表面活性剂。在一些实施方案中，第一罐14可包括混合器24，这将在下面更详细地讨论。混合器24可混合(例如，搅动)第一流体供给16，以将流体、纤维(如果存在)和表面活性剂与空气或一些其他气体混合，从而形成泡沫。混合器24还可将泡沫与纤维(如果存在的话)混合以产生纤维的泡沫悬浮液，其中泡沫保持并分离纤维以促进纤维在泡沫内的分布(例如，作为第一罐14中混合工艺的人工产物)。均匀的纤维分布可促进期望的基材12，包括例如强度和质量的视觉外观。
36.设备10还可包括被构造成用于保持第二流体供给28的第二罐26。在一些实施方案中，第二流体供给28可以是泡沫。第二流体供给28可包括由流体30的供给提供的流体以及由表面活性剂32的供给提供的表面活性剂。在一些实施方案中，除了存在于第一流体供给16中的纤维之外或者作为其替代方案，第二流体供给28可包括多根纤维。在一些实施方案中，第二罐26可包括混合器34。混合器34可混合第二流体供给28，以将流体和表面活性剂与空气或一些其他气体混合，从而形成泡沫。
37.对于第一罐14和第二罐26中的任一者或两者，第一流体供给16或第二流体供给28可起作用以形成泡沫。在一些实施方案中，使发泡流体和其他组分起作用以形成空气含量大于约50体积％且理想地空气含量大于约60体积％的多孔泡沫。在某些方面，高度膨胀泡沫被形成为具有在约60％与约95％之间的空气含量，并且在另外的方面，具有在约65％与约85％之间的空气含量。在某些实施方案中，可以使泡沫起作用以引入气泡，使得膨胀比率(膨胀的稳定泡沫中的空气与其他组分的体积)大于1∶1，并且在某些实施方案中，空气：其他组分的比率可介于约1.1∶1与约20∶1之间，或者介于约1.2∶1与约15∶1之间，或者介于约1.5∶1与约10∶1之间，或者甚至介于约2∶1与约5∶1之间。
38.泡沫可通过本领域已知的一种或多种手段产生。合适方法的示例包括但不限于诸如通过混合器24、34的剧烈机械搅拌，压缩空气的注入等等。通过使用高剪切高速混合器混合组分尤其适合用于形成期望的高度多孔泡沫。各种高剪切混合器在本领域中是已知的并且被认为适用于本公开。高剪切混合器通常使用保持泡沫前体的罐和/或泡沫前体被引导通过的一个或多个管道。高剪切混合器可使用一系列筛网和/或转子来加工前体，并导致组分和空气的剧烈混合。在特定实施方案中，提供第一罐14和/或第二罐26，其中具有一个或多个转子或叶轮以及相关联的定子。转子或叶轮高速旋转以便引起流动和剪切。例如，空气可在各种位置引入罐中，或通过混合器24、34的作用简单地吸入。虽然具体的混合器设计可能影响实现期望的混合和剪切必需的速度，但在某些实施方案中，合适的转子速度可大于约500rpm，并且例如在约1000rpm与约6000rpm之间或在约2000rpm与约4000rpm之间。在某些实施方案中，相对于基于转子的高剪切混合器，混合器24、34可与泡沫一起运行直到泡沫中的涡流消失或达到足够的体积增加。
39.另外，应注意，对于第一罐14和/或第二罐26，发泡工艺可在单个泡沫产生步骤中完成或在连续泡沫产生步骤中完成。例如，在一个实施方案中，第一罐14中的第一流体供给16的所有组分(例如，流体18、纤维20和表面活性剂22的供给)可混合在一起以形成浆料，泡沫由该浆料形成。可替代地，可将一种或多种单独组分添加到发泡流体中，形成初始混合物(例如分散体或泡沫)，此后可将剩余组分添加到初始发泡的浆料中，并且随后所有组分起作用以形成最终的泡沫。就此而言，流体18和表面活性剂22可在添加任何固体之前开始混合并起作用以形成初始泡沫。如果需要，随后可将纤维添加到水/表面活性剂泡沫中，并且随后该纤维进一步起作用以形成最终的泡沫。作为另一替代方案，可将流体18和纤维20(诸如高密度纤维素浆板)在较高的稠度下剧烈混合以形成初始分散体，此后添加发泡表面活性剂、额外水和其他组分(诸如合成纤维)，以形成第二混合物，随后将第二混合物混合并且其起作用以形成泡沫。
40.在第一罐14中形成第一流体供给16的泡沫以及/或者在第二罐26中形成第二流体供给28的泡沫的泡沫密度可取决于具体应用和各种因素(诸如所使用的纤维原料)而变化。
在一些实施方式中，例如，泡沫的泡沫密度可大于约100g/l，诸如大于约250g/l，诸如大于约300g/l。泡沫密度一般小于约800g/l，诸如小于约500g/l，诸如小于约400g/l，诸如小于约350g/l。在一些实施方式中，例如，使用泡沫密度一般小于约350g/l，诸如小于约340g/l，诸如小于约330g/l的较低密度泡沫。
41.设备10还可包括第一泵36和第二泵38。第一泵36可与第一流体供给16流体连通，并且可被构造成用于泵送第一流体供给16以转移第一流体供给16。第二泵38可与第二流体供给28流体连通，并且可被构造成用于泵送第二流体供给28以转移第二流体供给28。在一些实施方案中，第一泵36和/或第二泵38可以是螺杆泵或离心泵，然而，设想可使用其他合适类型的泵。
42.如图1和图2中所描绘，设备10还可包括组分进料系统40。组分进料系统40可包括用于接收组分44的供给的组分进料区域42，如图2中所示出的部件供给区域42的局部剖开部分所示出，其中组分44的供给在图6的详细视图中进一步示出。组分进料系统40还可包括出口导管46。出口导管46的横截面形状可以是圆形的，或者可以以矩形形式进行构造，以便形成狭槽。组分进料系统40还可包括料斗48。料斗48可联接到组分供给区42，并且可用于将组分44的供给重新填充到组分供给区域42。
43.在一些实施方案中，组分进料系统40可包括固体容积泵。可在本文中使用的固体容积泵的一些示例可包括利用螺杆/螺旋钻、皮带、振动托盘、转盘的系统，或用于处理和排放组分44的供给的其他已知系统。其他类型的进料器可用于组分进料系统40，诸如配料进料器，诸如由christy machine&conveyor，fremont，ohio制造的那些进料器。在一些实施方案中，组分进料系统40也可被构造成传送系统。
44.组分进料系统40还可包括压力控制系统50。在一些实施方案中，压力控制系统50可包括壳体52。壳体52可在组分进料系统40周围形成加压密封体积。在其他实施方案中，压力控制系统50可形成为结构组分进料系统40本身的整体部分，使得可能不需要围绕组分进料系统40的单独壳体52。在一些实施方案中，压力控制系统50还可包括泄放孔54。
45.组分44的供给可以呈微粒和/或纤维的形式。在本文中所描述的一个实施方案中，组分44的供给可以是呈微粒形式的超吸收材料(sam)。在一些实施方案中，sam可以呈纤维的形式。当然，如下面进一步描述的，其他类型的组分也可被考虑用于本文中所描述的设备10和方法中。如本文中所描述的组分进料系统40可特别有益于最适合维持在干燥环境中的组分44的供给，其中最小程度地暴露于本文中所描述的设备10和方法中使用的流体或泡沫。如下文进一步论述并且如图6中所示出，组分44的供给可包含挥发性疏水涂层45，以有助于保护组分不受其将与之混合的任何流体供给(诸如第二流体供给28)中的液体的影响。
46.参考图1至图3，在一些实施方案中，本文中所描述的设备10和方法可包括第一混合接头56和第二混合接头58。在优选实施方案中，第一混合接头56可以是喷射器(通常也称为喷射泵)。第一混合接头56可与组分进料系统40的出口导管46流体连通，并且与第二流体供给28流体连通。如图3中所描绘，第一混合接头56可包括第一入口60和第二入口62。第一入口60可经由出口导管46与组分44的供给流体连通。第二入口62可与第二流体供给28流体连通。第一混合接头56还可包括排放口64。
47.在优选实施方案中，第一混合接头56可被构造为同轴喷射器。例如，在优选实施方案中，第一混合接头56可被构造成使得第一混合接头56的第一入口60的第一入口轴线66与
提供组分44的供给的出口导管46的出口轴线68同轴，如图3中所示出。第一混合接头56也可被构造成使得排放口64的排放轴线70与出口导管46的出口轴线68同轴。因此，第一混合接头56可被构造成使得第一入口60的第一入口轴线66可与第一混合接头56的排放口64的排放轴线70同轴。向第一混合接头56提供第二流体供给28的第二入口62可设置成在第一混合接头56的一侧上进入第一混合接头56。使组分44的供给以与排出轴线70同轴的方式在第一入口60中递送，而不是使第二流体供给28在第一入口60处进入的这种构型与使用流体供给的原动力来混合流体供给和组分的大多数喷射器构型相反，但提供了如本文中所描述的第一混合接头56的优点。
48.当被构造为喷射器时，第一混合接点56可将来自组分进料系统40的组分44的供给与第二流体供给28混合。通过将第二流体供给28在第二入口62处转移到第一混合接头56中并穿过第一混合接头56，第二流体供给28向组分44的供给提供动力压力。动力压力可在组分44的供给和组分进料系统40上形成真空，以帮助抽取组分44的供给，从而混合并被夹带在第二流体供给28中。在一些实施方案中，动力压力可在组分44的供给上形成小于1.5in hg的真空，然而，在其他实施方案中，动力压力可在组分44的供给上形成5in hg或更大，或10in hg或更大的真空。
49.压力控制系统50可以帮助管理组分44的供给向第二流体供给28的适当分布和夹带。例如，当第二流体供给28在组分进料系统40上形成动力压力时，对组分44的供给的真空拉动可能导致额外空气被夹带在第二流体供给28中。在一些情况下，可能期望在第二流体供给28中夹带额外空气，然而，在其他情况下，可能期望在第一混合接头56处将组分44的供给输入到第二流体供给28的同时控制第二流体供给28的气体含量。例如，在第二流体供给28是泡沫的一些情况下，当泡沫通过第一混合接头56时，泡沫中的气体含量可能期望保持相对固定。因此，压力控制系统50可以控制组分进料系统40上的压力，以帮助抵消由第二流体供给28形成的组分44和组分进料系统40的供给上的动力压力。
50.在一些实施方案中，压力控制系统50可包括密封组分进料系统40。例如，如上文所论述，压力控制系统50可包括壳体52，以在组分进料系统40上提供密封。密封组分进料系统40可有助于防止当组分44的供给被引入第一混合接头56中的第二流体供给28时，在第二流体供给28中夹带额外空气。
51.然而，在一些实施方案中，压力控制系统50还包括额外能力可能是有益的。例如，在一些实施方案中，压力控制系统50可包括泄放孔54。泄放孔54可被构造成泄放压力，诸如大气压力，以提供对组分进料系统40的额外压力控制。已发现，通过提供泄放孔54以向组分进料系统40提供一些大气压力的引入，可减少或消除第一混合接头56中的第二流体供给28的回溅。减少第一混合接头56中的第二流体供给28的回溅可有助于防止组分进料系统40变得堵塞或需要清洁，尤其是在组分进料系统40可能正在递送诸如微粒sam的干燥组分的情况下。
52.另外或可替代地，压力控制系统50可被配置成提供额外的正压力，以防止在一些情况下组分进料系统40的回填，诸如在于第一混合接头56之外的设备10中出现下游阻塞的情况下。在阻塞形成增加压力的这种情况下，第二流体供给28可能期望回填组分进料系统40。将流体回填到组分进料系统40中可能对加工有害，尤其是在组分44的供给是最好保持在干燥条件下的组分(诸如sam)的情况下。被配置成能够向组分进料系统40提供正压的压
力控制系统50可有助于防止组分进料系统40的这种回填。
53.还可设想，压力控制系统50的其他额外方面可用以将压力维持在用于组分进料系统40的合适水平，包括但不限于，除了在泄放孔54处泄放空气和/或上述正压力以外或作为其替代方案，向组分进料系统40供给真空。
54.如图3中所描绘，在一些实施方案中，第一混合接头56还可包括文丘里管区段72。文丘里管区段72可以是第一混合接头56的颈缩区域，该颈缩区域可增加第二流体供给28通过文丘里管区段72的速度，并且因此可增加由第二流体供给28在组分进料系统40中的组分44的供给上形成的动力压力。在一些实施方案中，向第一混合接头56提供组分44的供给的出口导管46的远侧端部74可设置在文丘里管区段72中。出口导管46的远侧端部74的位置可在文丘里管区段72内进行调整，作为一种方式来控制第二流体供给28在其从第一混合接头56排放时的压力。
55.与当第二流体供给28进入第一混合接头56时相比，第一混合接头56还可在包括组分44的第二流体供给28离开第一混合接头56的排放口64时对其转移提供压力控制。第二流体供给28可在第一混合接头56之前以第二流体压力转移。包括来自组分44的供给的组分的第二流体供给28可以以排放压力离开第一混合接头56的排放口64。可控制第一混合接点56之前的第二流体压力与排放压力之间的压力差。在一些实施方案中，该压力差可通过改变第二流体供给28的流速来控制。在一些实施方案中，该压力差可通过出口导管46的远侧端部74在第一混合接头56的文丘里管区段72中的位置来控制。例如，如果出口导管46的远侧端部74进一步移动到文丘里管区段72中，则第二流体供给28流过文丘里管区段72的面积减小，并且因此，包含离开第一混合接头56的组分44的第二流体供给28的排放压力增加。如果出口导管46的远侧端部74进一步移出文丘里管区段72(即，返回朝向组分进料系统40)，则第二流体供给28流过文丘里管区段72的面积增加，并且因此，包括离开第一混合接头56的组分44的第二流体供给28的排放压力减小。在一些实施方案中，优选将第一混合接头56之前的第二流体压力与排放压力之间的压力差控制为小于或等于5磅每平方英寸。
56.可在第一混合接头56中产生组分44的供给到第二流体供给28中的增强的混合和转移的第一混合接头56的另一个特征可以是提供第二流体供给28的第二入口62位于从组分进料系统40向第一混合接头56提供组分44的供给的出口导管46的远侧端部74的上游。利用这种构型，第二流体供给28可进入组分44的供给上游的第一混合接头56，以防止组分44的任何供给接合或粘附在第一混合接头56的内表面上。因此，在图3中所描绘的实施方案中，出口导管46的出口轴线68和第一混合接头56的排放轴线70的同轴性质以及第二流体供给28进入第一混合接头56的上游入口可在组分44的供给的入口周围产生环形流体保护，因为它被夹带在第一混合接头56中的第二流体供给28中。
57.要注意的是，虽然在图1至图3中示出了组分进料系统40的单个出口导管46和单个第一混合接头56，但是可设想出口导管46可分裂成两个或更多个导管，以进料两个或更多个第一混合接头56，以用于将组分44的供给与第二流体供给28混合。在这种构型中，第二流体供给28可包括与第一混合接头56一样多的导管。通过具有多于一个出口导管46和多于一个第一混合接头56以将组分44的供给与第二流体供给28混合，可实现包括来自组分44的供给的组分的第二流体供给28的更大流速。
58.返回参考图1，设备10可包括第二混合接头58。第二混合接头58可提供将包括来自
组分44的供给的组分的第二流体供给28与第一流体供给16混合的功能。当包括来自组分44的供给的组分的第二流体供给28离开第一混合接头56的排放口64时，其可被转移到第二混合接头58。第一流体供给16可由第一泵36递送到第二混合接头58。第二混合接头58可将第一流体供给16及其任何组分(例如，流体18、纤维20、表面活性剂22)与第二流体供给28及其任何组分(例如，流体30、表面活性剂32)以及来自组分44的供给的组分混合，以提供所得浆料76。所得浆料76可从第二混合接头58通过第二混合接头58的排放口78转移到流浆箱80。在一些实施方案中，如图3中所描绘，在第二混合接头58的排放口78与流浆箱80之间可存在间隔。然而，在其他实施方案中，第二混合接头58的排放口78可与流浆箱80成一体。
59.形成基材12的设备110和方法的替代实施方案描绘在图4中。除非在本文中特别指出，否则图4具有与图1至图3中所描述的设备10和方法相同的组分。图4的设备110仅包括用于保持第一流体供给16的第一罐14。图4的设备110和方法不包括包含第二流体供给28的第二罐26。第一流体供给16可包括流体18的供给、纤维20的供给和表面活性剂22的供给。设备110还可包括如上文参照图1至图3所描述的组分进料系统40、压力控制系统50和混合接头56。基于这种构型，第一泵36可将第一流体供给16转移到第一混合接头56。如先前所描述，组分进料系统40可将组分44的供给转移到第一混合接头56。在优选实施方案中，第一混合接头56可以是喷射器，并且更优选地是如参照图3所描述的同轴喷射器。第一混合接头56可将第一流体供给16与来自组分44的供给的组分混合，并且提供从第一混合接头56的排放口64离开并转移到流浆箱80的所得浆料76。在一些实施方案中，第一混合接头56的排放口64可与流浆箱80分开，然而，在一些实施方案中，第一混合接头56的排放口64可与流浆箱80是一体的。
60.不论是如本文中所描述那样，还是为另一种设备和/或方法，用于转移所得浆料76的设备10、110和方法都可以提供流浆箱80来进一步转移所得浆料76以形成基材12。流浆箱80可用以将所得浆料76散布到成型表面94上。
61.再次参考图1和图4，设备10、110还可包括形成表面94，在离开流浆箱80的出口82之后，所得浆料76沉积在该形成表面上。形成表面94可以是有孔片材，诸如编织带或筛网，或者用于接纳所得浆料76的任何其他合适的表面。设备10、110还可包括脱水系统96，该脱水系统可被配置成从形成表面94上的所得浆料76中移除液体。在一些实施方案中，脱水系统96可被配置成向所得浆料76提供真空，以从所得浆料76中抽出液体，并且在这样做时，可将包含多根纤维20和组分44的所得浆料76转变成基材12。
62.图5中示出用于形成包含组分44的基材12的设备210和方法的另一替代实施方案。图5的设备210可用作与上面参照图1至图4中所描述类似的泡沫形成工艺的部分，然而，流浆箱280是如本领域已知的立式双成形机。流浆箱280可包括第一多孔元件219和第二多孔元件221。第一多孔元件219和第二多孔元件221可帮助限定流浆箱280的内部体积。设备210可包括脱水系统296，该脱水系统可包括与每个多孔元件219、221相邻设置的一系列真空元件297。在一些实施方案中，流浆箱280还可包括分隔器284，该分隔器可有益于在成形期间分离流浆箱280中的各种纤维和/或组分。
63.纤维20的第一供给可被供给到流浆箱280。组分44的供给也可以直接被供给到流浆箱280。组分44可包含挥发性疏水涂层45。在一些实施方案中，纤维223的第二供给可被提供给流浆箱280。纤维20、223和组分44可在朝向流浆箱280的出口282的机器方向285上通过
流浆箱280进行处理，以提供基材12，类似于分别在图1和图4中描述的设备10、110。
64.本文中所描述的设备10、110、210还可包括干燥系统98。为了简单起见，将在图1中描述干燥系统98，然而，此论述可应用于图4的设备110的干燥系统98和图5的设备210的干燥系统98。干燥系统98可被配置成进一步干燥和/或固化基材12。干燥系统98可向基材12施加热量，诸如通过在通风干燥系统中提供加热空气。在一些实施方案中，干燥系统98可以约150℃至约350℃，或者更优选地约150℃至约250℃的温度供给热量。
65.除了干燥基材12以外，还可操纵由干燥系统98供给的热量和基材12暴露于热量的时间，以便能够从基材12中的组分44中移除挥发性疏水涂层45，使得挥发性疏水涂层45中的基本上所有的挥发性疏水涂层都被移除。如本文中所使用，从组分44中移除挥发性疏水涂层45中的基本上所有的挥发性疏水涂层意味着从组分44中移除至少约90％的挥发性疏水涂层45(按重量计)。在优选实施方案中，至少约95％，或至少约96％，或至少约97％，或至少约98％，或至少约99％的挥发性疏水涂层45可从组分44中被移除(按重量计)。
66.如下文更详细地论述，挥发性疏水涂层45可被加热到高于其熔点但低于闪点的温度，以将其涂覆到组分44上。此外，挥发性疏水涂层45可通过将其加热到高于其闪点但低于其沸点的温度而从组分44中被移除。优选地，挥发性疏水涂层45可被选择为具有在其闪点与其沸点之间的宽广温度范围。在这样做时，涂层45可保护组分44免受液体的影响，同时组分44被转移，并且在形成基材12时在包括液体的工艺中如本文中所描述那样被实施，然而涂层45可在来自工艺的大部分液体不再存在之后被移除，使得组分44可在基材12中如预期的那样起作用。有利地，可选择涂层45，使得涂层45可由干燥系统98移除，该干燥系统产生已可以用于干燥和固化基材12的操作温度。
67.在一些实施方案中，设备10、110可包括卷绕系统99，该卷绕系统可被构造成以卷的方式卷绕基材12。在其他实施方案中，设备10、110可以装饰基材12，或者以任何其他合适的构型收集基材12。尽管在图5中没有绘出，但设备210也可包括卷绕系统99。
68.发泡流体
69.如本文中所描述的泡沫形成工艺可包括发泡流体。在一些实施方案中，发泡流体可占泡沫的约85％与约99.99％之间(按重量计)。在一些实施方案中，用以制造泡沫的发泡流体可占泡沫的至少约85％(按重量计)。在某些实施方案中，发泡流体可占泡沫的约90％与约99.9％之间(按重量计)。在某些其他实施方案中，发泡流体可占泡沫的约93％与99.5％之间，或者甚至占泡沫的约95％与约99.0％之间(按重量计)。在优选实施方案中，发泡流体可以是水，然而，可设想其他工艺可利用其他发泡流体。
70.发泡表面活性剂
71.如本文所述的泡沫形成工艺可利用一种或多种表面活性剂。纤维和表面活性剂与发泡液体和任何额外组分一起可形成稳定的分散体，所述分散体能够比干燥工艺持续更长的时间基本上保持高度孔隙率。就此而言，选择表面活性剂以提供具有至少2分钟、更优选地至少5分钟、最优选地至少10分钟的泡沫半衰期的泡沫。泡沫半衰期可以是表面活性剂类型、表面活性剂浓度、泡沫组分/固体水平和混合能力/泡沫中的空气含量的函数。泡沫中使用的发泡表面活性剂可选自本领域已知的一种或多种能够提供期望程度的泡沫稳定性的发泡表面活性剂。就此而言，发泡表面活性剂可选自阴离子、阳离子、非离子和两性表面活性剂，条件是它们单独或与其他组分组合提供必需的泡沫稳定性或泡沫半衰期。将了解，可
使用多于一种表面活性剂，包括不同类型的表面活性剂(只要它们是相容的)和相同类型的多于一种表面活性剂。例如，阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂的组合或者阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的组合由于其相容性可用于一些实施方案中。然而，在一些实施方案中，阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂的组合可能由于表面活性剂之间的不相容性而不能令人满意地组合。
72.被认为适用于本公开的阴离子表面活性剂包括但不限于阴离子硫酸盐表面活性剂、烷基醚磺酸盐、烷基芳基磺酸盐或它们的混合物或组合。烷基芳基磺酸盐的实例包括但不限于烷基苯磺酸及其盐、二烷基苯二磺酸及其盐、二烷基苯磺酸及其盐、烷基酚磺酸/缩合烷基酚磺酸及其盐，或它们的混合物或组合。被认为适用于本公开的额外阴离子表面活性剂的实例包括碱金属磺基蓖麻油酸盐(alkali metal sulforicinate)；脂肪酸的磺化甘油酯，诸如椰子油酸的磺化单甘油酯；磺化一价醇酯的盐，诸如油酰基羟乙基磺酸钠(sodium oleylisethianate)；脂肪酸的金属皂；氨基磺酸的酰胺，诸如油烯基甲基牛磺酸的钠盐；脂肪酸腈的磺化产物，诸如棕榈腈磺酸盐；碱金属烷基硫酸盐，诸如月桂基硫酸钠、月桂基硫酸铵或月桂基硫酸三乙醇胺；具有8个或更多个碳原子的烷基基团的醚硫酸盐，诸如月桂基醚硫酸钠、月桂基醚硫酸铵、烷基芳基醚硫酸钠以及烷基芳基醚硫酸铵；聚氧乙烯烷基醚的硫酸酯；烷基萘磺酸的钠盐、钾盐以及胺盐。某些磷酸盐表面活性剂，包括诸如月桂基磷酸酯钠(sodium lauryl phosphate ester)的磷酸酯或可以商品名triton购自dow chemical company的那些磷酸盐表面活性剂，也被认为适用于此。特别期望的阴离子表面活性剂是十二烷基硫酸钠(sds)。
73.阳离子表面活性剂也被认为适用于与本公开一起用于制造基材的一些实施方案。在一些实施方案中，诸如在包括超吸收材料的那些实施方案中，归因于阳离子表面活性剂与超吸收材料(其可以是阴离子的)之间的潜在相互作用，阳离子表面活性剂可能不太优选使用。发泡阳离子表面活性剂包括但不限于单碳基铵盐、二碳基铵盐、三碳基铵盐、单碳基鏻鎓盐、二碳基鏻鎓盐、三碳基磷鎓盐、碳基羧基盐、季铵盐、咪唑啉、乙氧基化胺、季磷脂等。额外阳离子表面活性剂的实例包括各种脂肪酸胺和酰胺以及它们的衍生物，以及脂肪酸胺和酰胺的盐。脂族脂肪酸胺的实例包括十二烷基胺乙酸盐、十八烷基胺乙酸盐以及牛油脂肪酸的胺的乙酸盐；具有脂肪酸的芳族胺的同系物，诸如十二烷基苯胺(dodecylanalin)；衍生自脂族二胺的脂肪酰胺，诸如十一烷基咪唑啉；衍生自脂族二胺的脂肪酰胺，诸如十一烷基咪唑啉；衍生自二取代胺的脂肪酰胺，诸如油基氨基二乙胺；乙二胺的衍生物；季铵化合物及其盐，例如牛油三甲基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵、双十二烷基二甲基氯化铵、双十六烷基氯化铵、烷基三甲基氢氧化铵、双十八烷基二甲基氢氧化铵、牛油三甲基氢氧化铵、三甲基氢氧化铵、甲基聚氧化亚乙基椰油基氯化铵，以及二棕榈基羟基乙基甲基硫酸铵；氨基醇的酰胺衍生物，诸如β-羟基乙基硬脂酰胺；以及长链脂肪酸的胺盐。被认为适用于本公开的阳离子表面活性剂的另外的实例包括苯扎氯铵、苄索氯铵、西曲溴铵、二硬脂基二甲基氯化铵、四甲基氢氧化铵等。
74.被认为适用于本公开的非离子表面活性剂包括但不限于环氧乙烷与长链脂肪醇或脂肪酸的缩合物、环氧乙烷与胺或酰胺的缩合物、环氧乙烷和环氧丙烷的缩合产物、脂肪酸烷醇酰胺以及脂肪胺氧化物。非离子表面活性剂的各种额外实例包括硬脂醇、一硬脂酸脱水山梨醇酯、辛基葡糖苷、八乙二醇单十二烷基醚、月桂基葡糖苷、鲸蜡醇、椰油酰胺mea、
甘油一月桂酸酯、聚氧化烯烷基醚(诸如聚乙二醇长链(12-14c)烷基醚)、聚氧化烯脱水山梨醇醚、聚氧化烯烷氧基化酯、聚氧化烯烷基酚醚、乙二醇丙二醇共聚物、聚乙烯醇、烷基多糖、聚乙二醇脱水山梨醇一油酸酯、辛基酚环氧乙烷等。
75.发泡表面活性剂可根据需要以不同的量使用以实现期望的泡沫稳定性和泡沫中的空气含量。在某些实施方案中，发泡表面活性剂可占泡沫的约0.005％与约5％之间(按重量计)。在某些实施方案中，发泡表面活性剂可占泡沫的约0.05％与3％之间，或者甚至占泡沫的约0.05％与约2％之间(按重量计)。
76.纤维
77.如上文所指出，本文中所描述的设备10、110、210和方法可包括从纤维20、223的供给中提供纤维。在一些实施方案中，纤维可悬浮在可以是泡沫的流体供给16、28中。纤维的泡沫悬浮液可提供一种或多种纤维供给。在一些实施方案中，本文中使用的纤维可包括天然纤维和/或合成纤维。在一些实施方案中，纤维供给20可以仅包括天然纤维或仅包括合成纤维。在其他实施方案中，纤维供给20可包括天然纤维与合成纤维的混合物。本文中所使用的一些纤维可以是吸收性的，而本文中所使用的其他纤维可以是非吸收性的。非吸收性纤维可为由本文中所描述的方法和设备形成的基材提供特征，诸如改善流体的吸入或分布。
78.广泛多种纤维素纤维被认为适用于本文中。在一些实施方案中，所使用的纤维可为常规造纸纤维，诸如通过多种制浆工艺形成的木浆纤维，诸如牛皮纸浆、亚硫酸盐纸浆、漂白化学热机械纸浆(bctmp)、化学热机械纸浆(ctmp)、压力/压力热机械纸浆(ptmp)、热机械纸浆(tmp)、热机械化学纸浆(tmcp)等。仅以举例的方式，在授予laamanen等人的us4793898、授予chang等人的us4594130、授予kleinhart的us3585104、授予gordon等人的us5595628、授予shet的us5522967等中公开了制备木浆纤维的纤维和方法。此外，纤维可以是任何高平均纤维长度的木浆、低平均纤维长度的木浆或它们的混合物。合适的高平均长度纸浆纤维的实例包括软木纤维，诸如但不限于北方软木、南方软木、红木、红雪松、铁杉、松树(例如南方松)、云杉(例如黑云杉)等等。合适的低平均长度纸浆纤维的实例包括硬木纤维，诸如但不限于桉树、枫树、桦树、白杨等。
79.此外，如果需要，则可以使用由再生材料获得的二次纤维，诸如来自例如新闻纸、回收的纸板以及办公废纸来源的纤维纸浆。在一个特别优选的实施方案中，在薄纸幅材中利用精制纤维，使得可减少原生和/或高平均纤维长度的木纤维(诸如软木纤维)的总量。
80.无论木浆纤维的来源如何，木浆纤维优选具有大于约0.2mm且小于约3mm，诸如约0.35mm与约2.5mm，或在约0.5mm至约2mm之间或甚至在约0.7mm与约1.5mm之间的平均纤维长度。
81.另外，可用于本公开中的其他纤维素纤维包括非木质纤维。如本文中所使用，术语“非木质纤维”一般是指源自非木质单子叶或双子叶植物茎的纤维素纤维。可用于生产非木材纤维的双子叶植物的非限制性实例包括洋麻、黄麻、亚麻、苎麻和大麻。可用于生产非木材纤维的单子叶植物的非限制性实例包括谷类秸秆(小麦、黑麦、大麦、燕麦等)、秆(玉米、棉花、高粱、海茨佩尔罗等)、藤条(竹子、剑麻、蔗渣等)和草类(芒草、西班牙草、柠檬、萨白、柳枝稷等)。在其他某些情况下，非木纤维可源自水生植物诸如水葫芦、微藻诸如螺旋藻和大型海藻诸如红藻或褐藻。
82.另外，用于制造本文中的基材的其他纤维素纤维可包括通过纺丝形成的合成纤维
素纤维类型，包括在其所有类型中的人造丝，以及衍生自粘胶纤维或化学改性纤维素的其他纤维，诸如，例如，可以商品名lyocell和tencel购得的那些。
83.交联纤维素纤维(诸如cmc 535)也可用于形成本文中所描述的基材12。交联纤维素纤维可提供增加的体积和弹性，以及改善的柔软性。
84.在一些实施方案中，非木质和合成纤维素纤维可具有大于约0.2mm的纤维长度，包括例如具有在约0.5mm与约50mm之间，或在约0.75mm与约30mm之间，或者甚至在约1mm与约25mm之间的平均纤维尺寸。一般而言，在使用平均长度相对较大的纤维时，改变发泡表面活性剂的量和类型通常是有利的。例如，在一些实施方案中，如果使用平均长度相对较大的纤维，则利用相对更高量的发泡表面活性剂以便帮助实现具有所需泡沫半衰期的泡沫可能是有益的。
85.可用于本公开中的其他纤维包括对成形流体具有抗性的纤维，即不具有吸收性并且其抗弯刚度基本上不受成形流体存在的影响的那些纤维。如上文所指出，成形流体通常将包含水。以非限制性示例的方式，耐水纤维包括诸如包含聚烯烃、聚酯(pet)、聚酰胺、聚乳酸或其他纤维形成聚合物的聚合物纤维的纤维。诸如聚乙烯(pe)和聚丙烯(pp)的聚烯烃纤维尤其适用于本公开中。在一些实施方案中，非吸收纤维可以是回收纤维、可堆肥纤维和/或海洋可降解纤维。另外，本文中还可使用具有非显著吸收特性的高度交联的纤维素纤维。就此而言，由于其对水的吸收性水平非常低，所以耐水纤维在接触含水流体时不经历显著的抗弯刚度变化，并因此能够在润湿时维持开放的复合结构。纤维的纤维直径和组成有助于提高抗弯刚度。例如，pet纤维无论在干态还是湿态都比聚烯烃纤维具有更高的抗弯刚度。纤维直径越大，纤维表现出的抗弯刚度越高。耐水纤维理想地具有小于约1的保水值(wrv)，并且更理想地在约0与约0.5之间的保水值。在某些方面，希望纤维或其至少一部分包括非吸收性纤维。
86.合成纤维和/或耐水纤维可具有大于约0.2mm的纤维长度，包括例如具有在约0.5mm与约50mm之间或在约0.75mm与约30mm之间或甚至在约1mm与约25mm之间的平均纤维尺寸。
87.在一些实施方案中，合成和/或耐水纤维可具有卷曲结构，以增强泡沫形成的纤维基材的体积产生能力。例如，与具有相同纤维直径和纤维长度的pet直短纤维相比，pet卷曲短纤维可以能够产生更高的厚度(或导致较低片材密度)。
88.在一些实施方案中，纤维的总含量可占泡沫的约0.01％与约10％之间(按重量计)，而在一些实施方案中占泡沫的约0.1％与约5％之间(按重量计)。
89.粘结剂
90.在一些实施方案中，流体供给16、28可包含粘结剂材料，该粘结剂材料可与纤维20、223的供给源或组分44的供给源一起提供或独立提供。可用于本公开中的粘结剂材料可包括但不限于热塑性粘结剂纤维，诸如pet/pe双组分粘结剂纤维和水相容的粘合剂，诸如胶乳。在一些实施方案中，本文中所使用的粘结剂材料可以呈粉末形式，例如诸如热塑性pe粉末。重要的是，粘结剂可包括在干燥的基材上不溶于水的粘结剂。在某些实施方案中，本公开中使用的胶乳可以是阳离子的或阴离子的以有利于施加并粘附到本文中可使用的纤维素纤维。例如，被认为适用的胶乳包括但不限于阴离子苯乙烯-丁二烯共聚物、聚乙酸乙烯酯均聚物、乙酸乙烯酯-乙烯共聚物、乙酸乙烯酯-丙烯酸共聚物、乙烯-氯乙烯共聚物、乙
烯-氯乙烯-乙酸乙烯酯三元共聚物、丙烯酸聚氯乙烯聚合物、丙烯酸聚合物、腈聚合物，以及本领域已知的其他合适的阴离子胶乳聚合物。这类胶乳的实例描述于授予hager的us4785030、授予hamada的us6462159、授予chuang等人的us6752905等中。合适的热塑性粘结剂纤维的实例包括但不限于具有至少一种相对较低熔点的热塑性聚合物(诸如聚乙烯)的单组分和多组分纤维。在某些实施方案中，可使用聚乙烯/聚丙烯皮/芯短纤维。粘结剂纤维可具有与上文中关于合成纤维素纤维所描述的那些一致的长度。
91.呈液体形式的粘结剂，诸如胶乳乳液，可占泡沫的约0％与约10％之间(按重量计)。在某些实施方案中，非纤维粘结剂可占泡沫的约0.1％与10％之间(按重量计)，或者甚至约0.2％与约5％之间，或者甚至占泡沫的约0.5％与约2％之间(按重量计)。粘结剂纤维在使用时可按比例添加到其他组分中以实现期望的纤维比率和结构，同时保持泡沫的总固体含量低于上述量。例如，在一些实施方案中，粘结剂纤维可占总纤维重量的约0％与约50％之间，更优选地在一些实施方案中占总纤维重量的约5％与约40％之间。
92.泡沫稳定剂
93.在一些实施方案中，如果流体供给16、28被构造为泡沫，则该泡沫还可任选地包括本领域已知的一种或多种泡沫稳定剂，并且该一种或多种泡沫稳定剂与泡沫的组分相容，并且另外，不干扰纤维素纤维之间的氢键合。被认为适用于本公开中的泡沫稳定剂包括但不限于一种或多种两性离子化合物、氧化胺、烷基化聚环氧烷或它们的混合物或组合。泡沫稳定剂的具体实例包括但不限于椰油基氧化胺、异壬基二甲基氧化胺、正十二烷基二甲基氧化胺等。
94.在一些实施方案中，如果利用，则泡沫稳定剂可占泡沫的约0.01％与约2％之间(按重量计)。在某些实施方案中，泡沫稳定剂可占泡沫的约0.05％与1％之间，或者甚至占泡沫的约0.1％与约0.5％之间(按重量计)。
95.组分和涂层
96.在如本文中所描述的方法中，泡沫形成工艺可包括添加一种或多种组分作为将被并入到基材12中的额外添加剂。例如，可在如本文中所描述的基材12的形成期间添加的一种额外添加剂可以是超吸收材料(sam)。sam通常以微粒形式提供，并且在某些方面，可包括不饱和羧酸或其衍生物的聚合物。通常通过使聚合物与二官能或多官能内部交联剂交联而使得这些聚合物不溶于水，但为水可溶胀的。这些内部交联的聚合物至少部分被中和，并且通常在聚合物主链上含有侧接的阴离子羧基基团，该阴离子羧基基团使得聚合物能够吸收含水流体，诸如体液。通常，对sam颗粒进行后处理以交联颗粒表面上的侧接阴离子羧基基团。通过已知的聚合技术制造sam，理想的是通过在水溶液中聚合，如凝胶聚合。此聚合工艺的产物是含水聚合物凝胶，即通过机械力在尺寸上减小为小颗粒的sam水凝胶，随后使用本领域已知的干燥程序和设备进行干燥。在干燥工艺之后，将所得sam颗粒粉碎至期望的粒度。超吸收材料的实例包括但不限于在授予azad等人的us7396584、授予dodge等人的us7935860、授予azad等人的us2005/5245393、授予bergam等人的us2014/09606、授予chang等人的wo2008/027488等中所描述的那些。
97.在并入sam的一些实施方案中，sam可占泡沫的约1％与约40％之间(按重量计)。在某些实施方案中，sam可占泡沫的约1％与约30％之间(按重量计)，或者甚至占泡沫的约5％与约30％之间(按重量计)。
98.诸如sam的组分44可包括涂层45。涂层45可以是挥发性和疏水性的。这种涂层45可提供在泡沫形成和高度膨胀泡沫形成期间临时保护材料的益处。例如，在一个方面，sam(或其他组分44)可使用水溶性保护涂层45来处理，该水溶性保护涂层具有选定溶解速率，使得sam基本上不暴露于含水液体载体，直到高度膨胀的泡沫已经形成，并且可以移除挥发性疏水涂层45的干燥操作已开始。
99.在优选实施方案中，挥发性疏水涂层45可以是蜡，诸如石蜡。在一些实施方案中，形成涂层45的材料的熔点可高于25℃。在一些实施方案中，涂层45材料的熔点可在约40℃至约70℃之间，并且更优选地可在约40℃与约60℃之间，并且甚至更优选地在约40℃与约50℃之间。在一些实施方案中，涂层45材料的闪点可低于220℃。在一些实施方案中，涂层45材料的闪点可在约75℃至约150℃之间，更优选在约85℃至约135℃之间，并且甚至更优选在约90℃至约125℃之间。在本文中进一步描述的测试中使用的示例性涂层45是石蜡，该石蜡从sigma aldrich(cas号8002-74-2)购买，并且熔点/范围为：52.5℃至58.4℃，并且闪点为113℃。
100.可使用已知的技术将涂层45施加到组分44上。例如，涂层45可以喷涂工艺(例如热熔喷涂工艺)、浸渍工艺、旋转涂覆工艺、流化床涂覆工艺、气相沉积工艺或本领域普通技术人员已知的其他合适的工艺进行施加。在热熔喷涂工艺中，涂层45可在整个涂覆期间保持高于其熔点，以促进由流化床内部的颗粒-颗粒碰撞引起的组分44上均匀涂层的形成。在于组分44上达到期望量的涂层45后，在组分44从室中被取出之前，涂覆室或流化床可被冷却到低于涂层45材料熔点的温度。
101.涂层45可以各种重量百分比被施加到组分44上。在一些实施方案中，涂层45可占组分44的小于40％(按重量计)。在一些实施方案中，涂层45可占组分44的约1％至约35％，或约5％至约25％(按重量计)。
102.其他添加剂可包括一种或多种湿强度添加剂，该一种或多种湿强度添加剂可被添加到泡沫或流体供给16、28中，以便帮助改善超低密度复合纤维素材料的相对强度。适用于造纸纤维和薄纸制造的此类强度添加剂在本领域中是已知的。暂时性湿强度添加剂可以是阳离子、非离子或阴离子的。这类暂时性湿强度添加剂的实例包括parez
tm 631nc和parez(r)725暂时性湿强度树脂，该暂时性湿强度树脂为可从位于west paterson，n.j.的cytec industries购得的阳离子乙醛酸化聚丙烯酰胺。这些和类似的树脂描述于授予coscia等人的us3556932和williams等人的us3556933中。暂时性湿强度添加剂的额外实例包括二醛淀粉和其他含醛聚合物，诸如授予schroeder等人的us6224714、授予shannon等人的us6274667、授予schroeder等人的us6287418以及授予shannon等人的us6365667等中所描述的那些含醛聚合物。
103.包含阳离子低聚或聚合树脂的永久性湿强剂也可用于本公开。聚酰胺-聚胺-表氯醇型树脂，诸如由solenis出售的kymene 557h，是最广泛使用的永久性湿强剂并且适用于本公开。这类材料已经在以下授予keim的us3700623、授予keim的us3772076、授予petrovich等人的us3855158、授予petrovich等人的us3899388、授予petrovich等人的us4129528、授予petrovich等人的us4147586、授予van eenam的us4222921等中有所描述。其他阳离子树脂包括聚乙烯亚胺树脂和通过甲醛与三聚氰胺或脲的反应获得的氨基塑料树脂。在本公开的复合纤维素产物的制造中，永久性和暂时性湿强度树脂可一起使用。此
外，干强度树脂也可任选地施加到本公开的复合纤维素幅材上。这类材料可包括但不限于改性淀粉和其他多糖诸如阳离子、两性和阴离子淀粉以及瓜尔胶和刺槐豆胶、改性聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、糖、聚乙烯醇、壳聚糖等。
104.当使用湿强度或干强度添加剂时，优选选择与用于发泡工艺的发泡剂相容的添加剂。例如，当强度添加剂是阳离子树脂时，归因于阳离子物质与阴离子物质之间的不相容性，阳离子表面活性剂优选地用作发泡剂，或反之亦然。非离子表面活性剂通常与任何阳离子和阴离子强度添加剂相容。
105.如果使用，则这类湿强度和干强度添加剂可占纤维素纤维干重的约0.01％与约5％之间。在某些实施方案中，强度添加剂可占纤维素纤维干重的约0.05％与约2％之间，或者甚至占纤维素纤维干重的约0.1％与约1％之间。
106.还可以将其他额外组分添加到泡沫中，只要它们不显著干扰泡沫的形成、纤维素纤维之间的氢键合或幅材的其他期望特性即可。作为实例，额外添加剂可根据需要包括一种或多种颜料、不透明剂、抗微生物剂、ph调节剂、皮肤有益剂、气味吸收剂、芳香剂、可热膨胀的微球、泡沫颗粒(诸如粉碎的泡沫颗粒)等，以赋予或改善一种或多种物理或美学属性。
107.在某些实施方案中，基材12可包含皮肤有益剂，诸如抗氧化剂、收敛剂、调理剂、润肤剂、除臭剂、外用止痛剂、成膜剂、湿润剂、水溶助长剂、ph调节剂、表面改性剂、护肤剂等。这些组分中的一些组分可受益于具有如上文所描述的涂层45。
108.在使用时，各种组分理想地占泡沫的小于约2％(按重量计)，并且更理想地占泡沫的小于约1％(按重量计)，并且甚至占泡沫的小于约0.5％(按重量计)。
109.在一些实施方案中，包括本文中所含的纤维或微粒的固体含量理想地占泡沫的不超过约40％(按重量计)。在某些实施方案中，纤维素纤维可占泡沫的约0.1％与约5％之间(按重量计)，或占泡沫的约0.2％与约4％之间(按重量计)，或者甚至占泡沫的约0.5％与约2％之间(按重量计)。
110.如本文中所描述的方法和设备10、110可有益于形成个人护理产品的一个或多个组分。例如，在一个实施方案中，本文中所描述的基材12可以是用于吸收制品的吸收芯，该吸收制品诸如但不限于尿布、成人失禁衣服或女性护理产品。本文中所描述的基材12也可有益于用于其他产品，诸如但不限于面巾纸、擦拭物和擦拭巾。
111.实验
112.进行实验以在两种不同的市售sam的组分44上提供涂层45，以确定涂层45是否可被充分移除，以及在涂层45被移除之后，sam是否仍将如其液体吸收特性所期望的那样起作用。所测试的两种市售sam是来自evonik的sxm 5660和来自san-dia polymers，limited的sg 200。
113.所测试的示例性挥发性疏水涂层45是购自sigma-aldrich的石蜡(cas号8002-74-2)，该石蜡的熔点/范围为：52.5℃至58.4℃，并且闪点为113℃。如表1中所示出，在流化床中使用热熔喷涂将涂层45施加到两种不同的sam上，达到所需的添加量(5％至30％)。
114.为了监测sam上涂层45的有效性，测试了涂覆样品以及两个对照sam的涡旋时间。涡旋时间测量sam以固定的sam与流体比吸收给定量的测试流体所需的时间，并且在本文中的测试方法章节中予以描述。涡旋时间越长，所涂覆的sam溶胀越慢。如本文中所使用，速率减慢因数是样品涡旋时间与其对照sam涡旋时间的比率。涡旋时间和速率减慢因数的结果
列于表1中。
[0115][0116]
表1：所涂覆的sam的涡旋时间
[0117]
如表1中所记载，涂层45防止sam吸收液体，如由包括涂层45的每个实验代码的速率减慢因数大于1所证明。随着更大量的涂层45被施加到sam上，速率减慢因数显示出增大。对于被施加到sg 200sam上的30％涂层(按重量计)，速率减慢因数为4.57，并且对于被施加到sxm 5660sam上的30％涂层(按重量计)，速率减慢因数为3.82。
[0118]
在这第一轮涂层水平研究之后，包括以20％石蜡涂层水平(按重量计)涂覆的sxm 5660的代码(代码a002-3)被选择用于热处理的进一步研究。进行热处理测试是为了确定涂层45可以多有效地从sam中被移除。对于此测试，将约25克选定代码的所涂覆sam放入金属盘中，并且尽可能均匀地铺展成薄层。如表2中所记载，将盘与所涂覆的sam一起放入处于不同温度的烘箱中，持续不同量的加热或固化时间。记录三个重量(仅盘、干sam重量和在热固化之后盘 sam重量)。从这三个重量中，可计算出有多少石蜡通过固化被加热或蒸发，并且随后还可通过从其初始涂层量(其为20％石蜡(按重量计))中减去来计算sam上的剩余石蜡。实验室中使用的烘箱装配有通风机。前六个样品用封闭式通风机制备，而后两个样品用开放式通风机制备。
[0119]
[0120][0121]
表2：通过在不同温度和时间处加热进来行涂层移除
[0122]
在所有情况下，无论是否打开通风机，较高的温度或较长的加热时间总是会从sam中驱离更多的石蜡涂层。该结果还支持开放式通风机有助于在相对较低的温度下高效地移除涂覆石蜡。
[0123]
进行进一步测试以确定涂层45被移除的sam是否仍然有效地起作用。对sam代码进行涡旋时间测试、离心保留容量(“crc”)测试和负载下吸收能力(“aul”)测试，该sam代码被热处理以移除涂层45(crc和aul测试也在本文中的测试方法章节中予以描述)。结果显示在表3中。
[0124][0125]
表3加热涂覆的sam的吸收特性
[0126]
随着热固化逐渐从sam中移除所涂覆的石蜡，加热的sam的涡旋时间逐渐朝向对照sam变化。例如，移除了大部分石蜡并且在其表面上仅含有1.87％石蜡的样品8与其对照的未涂覆sam(55秒)相比呈现出61.5秒的涡旋时间。因此，可以得出结论，在石蜡涂层完全被移除之后，加热的sam的涡旋时间将与对照sam相同。
[0127]
涂覆或加热的sam的所有crc值都略低于对照sam。然而，差异相当小，并且表明在涂层45从sam中被移除之后，sam仍然可以有效地起作用。据信，涂层45被移除的sam与对照sam相比的唯一差异是由于在加热之前或之后所涂覆的sam上的石蜡量的准确性。由于石蜡是非吸收材料，因而其重量需要从在吸收测试中使用的涂覆或加热的sam的总重量中被减除。20％的涂层可能不完全是20重量％，这有助于获得最终计算的crc值(稍低或稍高)。另一个令人惊讶的发现是，涂覆或加热的sam的crc值在宽广的涡旋时间范围内几乎相同。这指示crc值与它们的吸收率无关。涂层45仅影响速率，而不影响所涂覆的sam的总吸收能力。这被认为是因为涂层45仅在较短时间尺度(少于几分钟)内有效而发生。在暴露于流体几分钟后，石蜡涂覆层将被sam溶胀完全破坏。如本文中的测试方法章节中所描述，crc测试持续30分钟。从以下观点来看，这一发现是积极的，即为了使sam在产品形式中仍然呈现充足的吸收率，没有必要从sam中绝对移除涂层45中的所有涂层。
[0128]
如表3中所记载，所有加热的sam都呈现出略高的aul值，并且由于与上文针对crc值所解释的原因相同的原因，预期会出现这种情况。另外，由于aul测试持续一个小时，因而sam上剩余多少涂层45被认为不会对aul值产生太大影响，这再次提供了积极的指示，即只要sam吸收率达到可接受的水平，就没有必要从sam中完全移除涂层45。
[0129]
总的来说，将移除涂层45的加热的sam的吸收特性指示，在包括液体的工艺中，所涂覆的sam可有效地保护和减少sam在加工或处理期间对液体的吸收，涂层45可通过加热而被有效地移除，并且这样做可以为sam提供其原始性能特性中的基本上所有性能特性。从石蜡涂层或驱离石蜡涂层的加热过程中均未观察到消极影响。暴露于升高的温度可能导致sam中轻微程度的进一步交联，这可能略微减小加热的sam的crc并提高其aul，这也可能在这些实验结果中被观察到，但此影响被认为不会在显著关注的水平上出现。
[0130]
测试方法
[0131]
涡旋时间测试
[0132]
涡旋时间是预定质量的超吸收颗粒使通过在磁力搅拌板上以600转/分钟搅拌50毫升0.9重量％氯化钠溶液所形成的涡旋闭合所需要的时间量(以秒为单位)。使涡旋闭合所花费的时间是所述颗粒的自由溶胀吸收速率的指示。该涡旋时间测试可以根据以下过程在23℃的温度和50％的相对湿度下进行：
[0133]
(1)将50毫升(
±
0.01毫升)的0.9重量％氯化钠溶液量取到100毫升烧杯中。
[0134]
(2)将没有环的7.9毫米
×
32毫米覆盖的磁力搅拌棒(诸如可以商品名品牌商购获得的具有可移除的枢轴环的单包圆形搅拌棒)放置到烧杯中。
[0135]
(3)将磁力搅拌板(诸如以商品名型号721商购获得的那种)编程为600转/分钟。
[0136]
(4)将烧杯放置于磁力搅拌板的中心，使得磁力搅拌棒被激活。涡旋的底部应当靠近搅拌棒的顶部。将超吸收颗粒通过美国标准#30目筛(0.595毫米开口)预筛，并且保留在美国标准#50目筛(0.297毫米开口)上。
[0137]
(5)在称量纸上称出待测试的超吸收颗粒的所需质量。
[0138]
(6)在搅拌氯化钠溶液的同时，将待测试的吸收聚合物快速倒入盐水溶液中并启动秒表。将待测试的超吸收颗粒添加到涡旋中心与烧杯侧面之间的盐水溶液中。
[0139]
(7)当盐水溶液的表面变得平坦时停止秒表，并记录时间。时间(以秒记录)被报告为涡旋时间。
[0140]
离心保留容量测试
[0141]
离心保留容量(crc)测试测量吸收样品在饱和并在受控条件下进行离心之后保留其中的液体的能力。所得的保留容量被表示为每克重量样品保留的液体克数(g/g)。
[0142]
测量保留容量，方式为：将0.2
±
0.005克样品放置到将容纳该样品的水可渗透的袋中，同时允许测试溶液(0.9重量％氯化钠蒸馏水溶液)被样品自由吸收。可热封茶袋材料在大多数应用中效果良好，该可热封茶袋材料诸如可从dexter corporation of windsor locks，conn.，u.s.a.获得的型号标识1234t的可热封滤纸。通过将5英寸
×
3英寸(12.7-cm乘7.6-cm)的袋材料样品对折并且热封开放边缘中的两个开放边缘以形成2.5英寸
×
3英寸(6.4-cm乘7.6-cm)的矩形小袋，来形成袋。热封应在材料边缘内约0.25英寸(0.64em)。在将样品放置于小袋中之后，也将小袋的剩余开放边缘热封。还制作空袋以用作对照。准备三个
样品(即填充袋和密封袋)以用于测试。在制备后的三分钟内必须测试填充的袋，除非立即放置在密封容器中，在后一种情况下，填充的袋必须在制备后的三十分钟内测试。
[0143]
将袋置于具有3英寸(7.6em)开口的两个涂覆teflon的玻璃纤维筛(可从taconic plastics，inc.获得，其营业地点在petersburg，n.y.，u.s.a.)之间，并且浸没在23摄氏度的测试溶液盘中，确保筛被压住，直到袋被完全润湿。在润湿之后，样品在溶液中保留约30
±
1分钟，此时将样品从溶液中移除，并按下段中所描述进行离心。对于多次测试，在24个袋已经在盘中饱和之后，应当将盘清空并用新鲜的测试溶液再填充。
[0144]
随后将从测试溶液中取出的湿袋放入合适的离心机的篮子中，该离心机能够使样品经受约350的重力。一种合适的离心机是heraeus labofuge 400，其具有集水篮、数字转速计，以及适于容纳袋样品并对其进行排水的机加工排水篮。在离心多个样品的情况下，这些样品必须放置于离心机内的相对位置，以便在旋转时使篮平衡。将袋(包括润湿的空袋)以约1,600rpm离心(例如以实现约350的目标重力)3分钟。移除袋并称重，其中首先对空袋(对照)进行称重，随后对容纳样品的袋进行称重。考虑到袋本身保留的溶液，样品保留的溶液的量是样品的离心保留容量(crc)，该离心保留容量被表示为每克样品的流体克数。更具体地说，保留容量被确定为：
[0145]
crc＝(离心后样品/袋重量-离心后空袋重量-干样品重量)/干样品重量
[0146]
其中上述等式中的“wt”代表重量。
[0147]
测试三个样品，并且将结果平均以确定离心保留容量(crc)。样品在23
±
1℃和50
±
2％相对湿度下进行测试。
[0148]
负载下吸收能力测试
[0149]
负载下吸收能力(aul)测试测量当材料处于0.9psi负载下时，超吸收材料吸收室温下0.9重量％氯化钠蒸馏水溶液(测试溶液)的能力。用于进行aul测试的设备306如图7中所示出，并且包括大致以300指示的需求吸收能力测试仪(dat)，该需求吸收能力测试仪类似于可从m/k systems of danners，mass.，u.s.a.获得的重量吸收能力测试系统(gats)；以及lichstein在1974年3月的inda技术研讨会会刊的第129至142页中描述的系统。
[0150]
测试设备还包括大致以301(图8)指示的测试台，该测试台具有形成在其中的空腔302以及安置在空腔中的多孔板303，并且该多孔板具有由延伸穿过该板的多个孔304形成的约2.54cm直径的中心多孔区域。图8所示的空腔302的直径约为3.2厘米，多孔板303具有约3.1cm的直径，并且包括各自具有约0.3厘米的直径的七个孔304。孔304中的一个孔位于中心，并且其余六个孔围绕中心孔同心定位，从中心孔的中心到每个相邻孔的中心的间距为约一厘米。
[0151]
用于容纳待测试的超吸收材料样品310的样品容器包括圆筒312和不锈钢布筛314，该不锈钢布筛被双轴拉伸至绷紧，并且附接到圆筒的下端。圆筒312可由透明lexan杆或等效材料钻出，或者可由lexan管或等效材料切割而成，并且具有约一英寸(约2.54cm)的内径。不锈钢布筛314合适地是100目筛。
[0152]
圆盘或活塞316由lexan杆、plexiglas或等效材料加工而成，并且具有尺寸被设定成使得其以最小壁间隙配合在圆筒312内但仍自由滑动的直径。活塞316的高度为大约0.8cm，并且活塞的重量适当地为约4.4克，以在容器中的样品的横截面区域上提供约0.01psi的负载。重物318的尺寸(例如具有约2.5cm的直径)适于安置在活塞316上，以增加
样品上的负载(例如除了活塞的重量以外)。例如，约317克的重量用以在容器中的样本的横截面区域上提供约0.9psi的负载(例如包括活塞重量)。
[0153]
空腔302以及因此多孔板303经由合适的导管322与含有测试溶液(室温下0.9重量％氯化钠蒸馏水溶液)的储器320流体连通。如图7中所示出，储器320安置在静电天平308上。
[0154]
重约0.160克的超吸收材料样品310通过用美国标准30目筛筛选颗粒，并且将颗粒保留在美国标准50目筛上来制备，使得样品包括尺寸范围为约300至约600微米的颗粒。将样品在合适的称重纸上称重，并且随后装入样品容器(活塞316被移除)中，使得颗粒覆盖容器底部处的筛。轻敲样品容器以使容器中的颗粒床齐平。
[0155]
通过以下操作来开始aul测试：将一片圆形gf/a玻璃滤纸124放置在形成于其中的孔304上方的多孔板303上，并且使该圆形gf/a玻璃滤纸被经由导管322从储器320递送到多孔板的测试溶液浸透。纸324被适当地尺寸设定成大于圆筒312的内径，并且小于其外径，以确保良好的接触，同时抑制孔304上方的蒸发。此时静电天平308被调零。活塞316和重物318被放置在容器内的样品上，并且容器(具有样品、活塞和重物)被放置在浸透的玻璃滤纸324上方的板303上，以允许测试溶液经由导管322、板302中的孔304和滤纸被吸取到容器中的样品中。
[0156]
静电天平308用以测量在约60分钟的时段内测试溶液向样品的流动。在约60分钟之后被吸取到样品中的溶液量(以克计)除以样品的干重(例如约0.160克)就是样品的aul值，以每克样品重量的液体克数计。
[0157]
可进行两次检查以确保测量的准确性。首先，活塞316在样品容器底部处上升到筛314上方的高度乘以活塞的横截面积应大致等于样品在60分钟时段内吸收的溶液量。其次，样品容器可在测试之前(例如当对超吸收材料进行干燥时)和之后进行称重，重量差应大致等于样品在60分钟时段内吸收的溶液量。
[0158]
至少执行三次测试，并且对结果求平均，以确定0.9psi下的aul值。将样品在23
±
1摄氏度和50
±
2％的相对湿度下进行测试。
[0159]
实施方案：
[0160]
实施方案1：一种制造包括组分的基材的方法，所述方法包括：提供包含液体的流体供给；提供所述组分的供给，所述组分包含挥发性疏水涂层；将所述组分引入所述流体供给；转移所述流体供给中的所述组分以提供所述基材；以及向所述基材施加热量；所述热量从所述组分中移除所述挥发性疏水涂层。
[0161]
实施方案2：如实施方案1所述的方法，其中所述组分是超吸收材料。
[0162]
实施方案3：如实施方案2所述的方法，其中所述超吸收材料是微粒。
[0163]
实施方案4：如前述实施方案中任一项所述的方法，其中所述流体供给包含泡沫。
[0164]
实施方案5：如实施方案4所述的方法，其中所述泡沫包含所述液体、气体和表面活性剂。
[0165]
实施方案6：如实施方案4或5所述的方法，其中所述流体供给还包含纤维。
[0166]
实施方案7：如前述实施方案中任一项所述的方法，其还包括：在向所述基材施加热量之前使所述基材脱水。
[0167]
实施方案8：如前述实施方案中任一项所述的方法，其中所述挥发性疏水涂层具有
高于25℃的熔点。
[0168]
实施方案9：如前述实施方案中任一项所述的方法，其中所述挥发性疏水涂层具有低于220℃的闪点。
[0169]
实施方案10：如前述实施方案中任一项所述的方法，其中所述挥发性疏水涂层包含蜡。
[0170]
实施方案11：一种处理超吸收材料的方法，所述方法包括：提供包含液体的流体供给；提供所述超吸收材料的供给，所述超吸收材料包含挥发性疏水涂层；将所述超吸收材料引入所述流体供给；以及向所述超吸收材料施加热量；所述热量从所述超吸收材料中移除所述挥发性疏水涂层中的基本上所有的挥发性疏水涂层。
[0171]
实施方案12：如实施方案11所述的方法，其中所述流体供给包含泡沫，所述泡沫包含所述液体、气体、表面活性剂，并且其中纤维分散在所述泡沫中。
[0172]
实施方案13：如实施方案11或12所述的方法，其中所述挥发性疏水涂层具有高于25℃的熔点和低于220℃的闪点。
[0173]
实施方案14：一种吸收材料，其包括：超吸收材料；以及所述超吸收材料上的挥发性疏水涂层，所述挥发性疏水涂层具有高于25℃的熔点和低于220℃的闪点。
[0174]
实施方案15：如实施方案14所述的吸收材料，其中所述挥发性疏水涂层占所述吸收材料的至少10重量％。
[0175]
实施方案16：如实施方案14或15所述的吸收材料，其中所述挥发性疏水涂层包含蜡。
[0176]
实施方案17：如实施方案14至16中任一项所述的吸收材料，其中所述熔点在40℃与70℃之间。
[0177]
实施方案18：如实施方案14至17中任一项所述的吸收材料，其中所述闪点在75℃与150℃之间。
[0178]
实施方案19：如实施方案14至18中任一项所述的吸收材料，其中所述挥发性疏水涂层提供至少1.45的速率减慢因数。
[0179]
实施方案20：如实施方案14至19中任一项所述的吸收材料，其中所述超吸收材料是微粒。
[0180]
在具体实施方案中引用的所有文件的相关部分以引用的方式并入本文中；任何文件的引用不应被理解为承认它是关于本发明的现有技术。在本书面文件中的术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文件中的术语的任何含义或定义冲突的情况下，应当以赋予本书面文件中的术语的含义或定义为准。
[0181]
虽然已示出并描述了特定实施方案，但对于所属领域的技术人员将显而易见的是，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种其他改变和修改。因此，预期在所附权利要求书中涵盖处于本发明的范围内的所有此类改变和修改。