Абсорбирующий компонент для одноразовых абсорбирующих изделий, содержащий интегрированный слой приема
ABSORBENT COMPONENT FOR DISPOSABLE ABSORBENT ARTICLES HAVING INTEGRATED ACQUISITION LAYER

Область техники
Настоящее изобретение относится к абсорбирующему компоненту, который может использоваться в одноразовых абсорбирующих изделиях, таких, как гигиенические прокладки, прокладки на каждый день, детские подгузники, изделия для взрослых, страдающих недержанием мочи и салфетки для поглощения пота. Абсорбирующий компонент в соответствии с настоящим изобретением формируется из верхнего слоя, выполняющего функцию принимающего слоя (и возможно, также, распределяющего слоя) и нижнего слоя, выполняющего главным образом функцию накопительного слоя, и при этом на границе соприкосновения принимающего слоя и накопительного слоя волокна накопительного слоя проникают в волокна принимающего/распределяющего слоя.
Конструкция абсорбирующего компонентав соответствии с настоящим изобретением обеспечивает улучшенное скрепление между верхним и нижним слоями, то есть, между принимающим/распределяющим слоем и накопительным слоем, что, в свою очередь, обеспечивает улучшенный прием и распределение жидкостей по сравнению с конструкциями в соответствии с существующим уровнем техники.
Абсорбирующий компонент в соответствии с настоящим изобретением может использоваться в качестве абсорбирующей сердцевины в одноразовых абсорбирующих изделиях, будучи расположен между верхним листом и тыльным листом. В качестве дополнительно возможных, в абсорбирующем изделии могут присутствовать прочие слои и абсорбирующие компоненты, как это будет более подробно описано ниже.
Уровень техники
Абсорбирующие компоненты абсорбирующих изделий, как правило, сформированы из отдельных слоев различных материалов, наложенных друг на друга, при этом каждый слой материала подобран таким образом, чтобы он придавал компоненту определенные свойства. Типичная конструкция абсорбирующего компонента включает принимающий слой и накопительный слой, и в ней могут также присутствовать и прочие слои, например, распределяющий слой, тканевый слой, слой, придающий изделию упругость (устойчивость против смятия), слой, улучшающий зрительное восприятие изделия, и прочие слои из известных в данной области техники.
Принимающий слой, как правило, уложен на обращенную к телу поверхность накопительного слоя и выполняет функцию быстрого приема текучих выделений организма и быстрого их переноса от тела в накопительный слой, а также он выполняет функцию пространственного разнесения накопительного слоя и кожи на достаточное расстояние, чтобы накопленные текучие выделения организма не могли намочить кожу в процессе использования абсорбирующего изделия. В некоторых случаях принимающий слой имеет также дополнительную функцию распределения текучих сред по большей площади, чтобы обеспечить более эффективное использование поверхности накопительного слоя. В других случаях данная функция распределения может выполняться частью накопительного слоя или отдельным слоем, специально имеющим функцию распределения. Распределяющий слой может быть расположен, например, под накопительным слоем, то есть может прилегать к поверхности накопительного слоя, расположенной напротив поверхности, обращенной к телу, то есть, может прилегать к поверхности, обращенной к одежде.
В технической литературе, в особенности относящейся к изделиям женской гигиены, принимающий слой иногда именуется также «вторичным верхним листом». В настоящей заявке подразумевается, что термин «принимающий слой» является его эквивалентом, и включает в себя «вторичные верхние листы».
Каждый из упомянутых слоев может быть образован одним или более подслоями, например, накопительный слой может быть сформирован из 2 или более подслоев, имеющих одинаковые или различные функции и/или химический состав. Кроме того, принимающий слой может быть сформирован из большего количества слоев, имеющих различные функции и/или химический состав. Так, например, в случае, если принимающий слой выполняет также функцию распределения текучих сред, часть принимающего слоя, расположенная ближе к обращенной к телу поверхности абсорбирующего компонента, может обеспечивать отведение текучих сред от тела, а часть, расположенная ближе к нижнему слою, может обеспечивать распределение текучих сред по большей площади, перед тем, как они попадут в накопительный слой.
Проблема, связанная с использованием таких многослойных конструкций в качестве абсорбирующих компонентов абсорбирующих изделий, заключается в том, что перенос текучих сред от одного слоя к другому может быть не оптимальным, если слои отделяются друг от друга и между ними нарушается связь по текучей среде. Традиционным способом решения данной проблемы является использование адгезивов, например, латексов или клеев-расплавов на поверхности соприкосновения слоев, чтобы скрепить данные слои друг с другом, однако такие адгезивные материалы могут, в свою очередь, уменьшать скорость переноса текучих сред.
Чтобы решить данную проблему, авторами были разработаны «цельные» абсорбирующие компоненты. Термин «цельный» означает, что такие слои образуют единую конструкцию, которая, несмотря на возможные различия физических и/или химических характеристик образующих ее слоев, не может быть разделена на отдельные слои без разрушения структуры слоев или их повреждения на поверхностях их соприкосновения. Абсорбирующие компоненты, выполненные из нескольких слоев, соединенных друг с другом макроскопическими механическими или адгезивными средствами, не считаются «цельными», поскольку они выполнены из отдельных слоев, которые, хотя иногда и с трудом, снова могут быть отделены друг от друга.
Иными словами, подобно обычным многослойным конструкциям, «цельные» абсорбирующие компоненты сформированы из нескольких слоев, которые могут иметь разные свойства и/или разный состав. Однако в то время как в «нецельном» абсорбирующем компоненте имеется четкая граница при переходе от одного слоя к другому, в «цельном» абсорбирующем компоненте отдельные слои в пограничных областях в некоторой степени перемешаны друг с другом, в результате чего вместо четкой границы между слоями можно выделить область, в которой различные слои переходят один в другой. Такого рода цельная конструкция выполняется путем формирования различных подслоев друг поверх друга, например, с использованием способа аэродинамической или гидродинамической укладки. Адгезивы между подслоями цельного материала, как правило, не используются, поскольку в этом нет необходимости из-за цельности конструкции и интегрирования слоев друг в друга, однако в некоторых случаях между слоями могут присутствовать адгезивыи/или связующие, хотя, как правило, в меньших количествах, чем в многослойных материалах, выполненных из отдельных слоев.
В литературе ранее были описаны цельные абсорбирующие компоненты, например, в публикации WO 03/090656 A1 (Procter&Gamble), патентной заявке США 2002/007169 А1 (Weyerhaeuser) и в публикации WO 00/74620 A1 (Buckeye).
Предложенные абсорбирующие компоненты характеризуются улучшенной связью по текучей среде между слоями, но возможности дальнейшего повышения эффективности таких абсорбирующих компонентов все еще имеются, особенно что касается эффективности работы принимающего слоя и характеристик переноса текучих сред на поверхности соприкосновения принимающего слоя с накопительным слоем.
Описанные в литературе «цельные» абсорбирующие компоненты имеют конструкции в сущности двух типов. В компонентах первого типа цельная конструкция не включает слоя приема текучих сред. Когда такие абсорбирующие компоненты устанавливаются в абсорбирующее изделие, принимающий слой, который все-таки необходим, приходится прикреплять, как отдельный слой, как это имеет место в обычных абсорбирующих компонентах. В результате этого связь по текучей среде между принимающим слоем и накопительным слоем несовершенна и подвержена тем же недостаткам, которые типичны для нецельных конструкций и упомянуты выше.
Цельные абсорбирующие компоненты второго типа, описанные в литературе, включают интегрированный в них принимающий слой, который сформирован с использованием того же технологического процесса, что и остальная часть абсорбирующего компонента.
Так, например, в патентной заявке США 2002/007169 (Weyerhauser) описаны цельные абсорбирующие компоненты, изготавливаемые с использованием процесса гидродинамической укладки, при котором различные слои формируются друг поверх друга, и при этом принимающий слой также формируется с использованием гидродинамического процесса.
В публикации WO 00/74620 A1 (BKI) описаны абсорбирующие компоненты, которые формируются с использованием процесса аэродинамической укладки, при котором на тканый носитель последовательно наносятся три различных слоя, и последний слой, наносимый сверху, является слоем из синтетических полиэтилентерефталатных волокон, также формируемым способом аэродинамической укладки, и подразумевается, что он будет работать, как принимающий слой.
Такие абсорбирующие компоненты все-таки могут быть улучшены, поскольку технологии, которые позволяют изготовить материалы для накопительного слоя требуемого качества (например, процессы гидродинамической или аэродинамической укладки), не всегда подходят для формирования принимающих слоев, обладающих требуемыми свойствами.
ху
В частности, технологические процессы аэродинамической и гидродинамической укладки имеют присущие им ограничения на длину укладываемых волокон. А именно волокна, которые могут реально использоваться в процессах аэродинамической и гидродинамической укладки, являются относительно короткими и имеют длину в диапазоне 8-20 мм. Более того, в материалах, получаемых способами аэродинамической и гидродинамической укладки, все волокна, как правило, ориентированы в плоскости , и в силу сущности способов аэродинамической и гидродинамической укладки, при которых все слои должны быть уложены друг на друга до какой-либо последующей обработки материала, волокна принимающего слоя не могут быть подвергнуты независимой обработке или смене расположения.
В некоторых случаях желательно изготовить абсорбирующий слой, имеющий более длинные волокна (длиной от 26 до 200 мм). Как известно сведущим в данной области техники, длинные волокна могут придавать нетканым материалам полезные свойства, особенно в приложениях, связанных с приемом и распределением текучих сред. Длинные волокна могут образовывать более длинные, сообщающиеся друг с другом поры, что обеспечивает повышенную капиллярность таких материалов, и что подтверждают результаты измерения высоты капиллярного подъема жидкости.
z
z
Кроме того, положение длинных волокон в изготавливаемом отдельно материале может быть при необходимости изменено в направлении оси  (с использованием таких методов, как, например, гидроспутывание или пробивание иглами), что позволяет произвести тонкую настройку характеристик взаимодействия такого материала с текучими средами. Так, например, использование волокон, ориентированных во всех направлениях в трехмерной конструкции, позволяет получить в точности требуемые характеристики упругости и пористости принимающего слоя. Ориентированные в направлении  волокна могут также создавать каналы приема и распределения текучих сред, быстро отводящие текучую среду от поверхности.
Поэтому существует необходимость использования длинных волокон в принимающих слоях. В настоящее время это возможно только путем использования отдельных слоев из нетканых материалов, например, нетканых материалов из гидроспутанных волокон, нетканых материалов из волокон, скрепленных продувкой воздуха, нетканых материалов, пробитых иглами, нетканых материалов типа «спанбонд», нетканых материалов из кардованных волокон, скрепленных смолой, и нетканых материалов, полученных путем выдувания волокон из расплава. Однако использование отдельного слоя нетканого материала вызывает проблемы (упомянутые выше), связанные с тем, что перенос текучих сред в таких материалах от одного слоя к другому не является оптимальным вследствие разрывов связей по текучей среде.
Абсорбирующие компоненты в соответствии с настоящим изобретением, с одной стороны, сохраняют преимущества, которые обеспечивает использование специально подобранного нетканого материала, который может быть изготовлен отдельно, как принимающий слой. Характеристики переноса текучих сред такого материала могут быть точно настроены в процессе его формирования и консолидации с помощью традиционных способов, таких, как, например, кардование, пробивание иглами и гидроспутывание. С другой стороны, при этом достигается улучшенное интегрирование принимающего слоя и накопительного слоя друг в друга за счет взаимного проникновения волокон данных слоев, как будет более подробно описано ниже. Это позволяет использовать меньше адгезивов и связующих (например, латексных) на поверхности соприкосновения между принимающим слоем и накопительным слоем (или даже совсем не использовать адгезивы и латексные связующие), в результате чего обеспечивается максимальная связь между слоями по текучей среде без ухудшения принимающих свойств слоя.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1. Вид сбоку испытательного прибора для измерения показателя насыщения при постоянной высоте капиллярного подъема.
Сущность изобретения
В настоящем изобретении предлагается слоистый абсорбирующий компонент для использования в одноразовом абсорбирующем изделии, содержащий:
2
2
i) верхний слой, имеющий первую поверхность и вторую поверхность, который является волокнистым нетканым слоем, имеющим массу на единицу площади от 20 г/м до 100 г/м и толщину от 0,25 мм до 5 мм,
при этом нетканый слой сформирован из волокон, имеющих среднюю длину от 26 мм до 200 мм,
при этом нетканый слой имеет показатель насыщения при постоянной высоте капиллярного подъема, равной 5 см, составляющий свыше 40%; и
ii) нижний слой, имеющий первую поверхность и вторую поверхность, при этом первая поверхность нижнего слоя находится в непосредственном контакте со второй поверхностью верхнего слоя, при этом нижний слой содержит суперабсорбирующий полимер и волокна, включая целлюлозные волокна,
и при этом множество волокон, выступающих с первой поверхности упомянутого нижнего слоя, проникает в верхний слой через вторую его поверхность.
Подробное описание изобретения
процентные отношения
Все  следует считать процентными отношениями по весу, если не указано иное.
г/м
2
Единица измерения «» подразумевает граммы на квадратный метр.
абсорбирующее изделие
Термин «» в контексте настоящего описания используется в широком его смысле, включающем любые изделия, которые могут принимать, и/или поглощать, и/или содержать, и/или удерживать текучие выделения организма, такие, как менструальные выделения, влагалищные выделения, мочу и фекалии. Примерами абсорбирующих изделий в контексте настоящего изобретения являются одноразовые гигиенические абсорбирующие изделия, такие, как гигиенические прокладки, прокладки на каждый день, детские подгузники, урологические прокладки и подгузники для взрослых, страдающих недержанием мочи. Термин «одноразовый» в контексте настоящей заявки используется для описания изделий, которые не предназначены для стирки или иного восстановления для повторного использования изделия, как абсорбирующее изделие (то есть, подразумевается, что после первичного их использования они должны быть выброшены и предпочтительно переработаны, компостированы или иным образом удалены, как отходы, без причинения ущерба окружающей среде). Типичными абсорбирующими изделиями в соответствии с настоящим изобретением являются гигиенические прокладки, прокладки на каждый день, абсорбирующие прокладки для страдающих недержанием мочи низкой, средней и высокой степени тяжести, детские подгузники и подгузники-трусы, а также подгузники и подгузники-трусы для взрослых, страдающих недержанием мочи. Абсорбирующие изделия в соответствии с настоящим изобретением включают проницаемый для текучих сред верхний лист, тыльный лист, который может быть непроницаемым для текучих сред и/или проницаемым для водяного пара и/или газов, и абсорбирующую сердцевину, содержащуюся между ними. Термин «абсорбирующая сердцевина» в контексте настоящего изобретения означает совокупность всех слоев и материалов, расположенных между верхним листом и тыльным листом (исключая сами верхний лист и тыльный лист). Абсорбирующий компонент в соответствии с настоящим изобретением используется, как компонент абсорбирующей сердцевины. Абсорбирующий компонент в соответствии с настоящим изобретением может составлять всю абсорбирующую сердцевину абсорбирующего изделия, или абсорбирующая сердцевина абсорбирующего изделия может содержать и прочие слои и/или прочие абсорбирующие компоненты.
Абсорбирующие изделия в соответствии с настоящим изобретением могут иметь конструкции различных типов, от простой конструкции, в которой абсорбирующий компонент в соответствии с настоящим изобретением расположен между верхним листом и тыльным листом, до более сложных многослойных конструкций, в которых могут присутствовать дополнительные слои и/или абсорбирующие компоненты. Абсорбирующее изделие типичной многослойной конструкции содержит верхний лист и тыльный лист, между которыми расположен абсорбирующий компонент в соответствии с настоящим изобретением, и дополнительный принимающий слой, расположенный между верхним листом и абсорбирующим компонентом.
ху
z
В любых случаях, при описании изделия и абсорбирующего компонента в соответствии с настоящим изобретением считается, что изделие и абсорбирующий компонент находятся в расправленном состоянии, образуя так называемую плоскость изделия, обозначаемую, как плоскость , а ось  является осью, перпендикулярной данной плоскости.
обработанная пульпа
Термины «», «пульпа, обработанная умягчителем» и «разрыхленная обработанная пульпа» используются, как эквивалентные, и означают хлопьевидную пульпу, обработанную веществами, ослабляющими водородные связи между молекулами целлюлозы.
Верхний лист
абсорбирующего гигиенического изделия предпочтительно является легко деформируемым, мягким на ощупь и не раздражающим кожу и волосы пользователя. Кроме того, верхний лист является проницаемым для жидкостей, то есть, позволяет жидкостям (например, менструальным выделениям и/или моче) быстро проходить через его толщину. Верхний лист может быть изготовлен из большого разнообразия материалов, например, тканых и нетканых материалов (например, нетканых материалов из волокон), полимерных материалов, например, перфорированных формованных термопластических пленок, перфорированных пластических пленок и гидроформованных, пористых пен, сетчатых пен, сетчатых термопластических пленок и термопластических сеток. Подходящие тканые и нетканые материалы могут содержать натуральные волокна (например, древесные или хлопковые волокна), синтетические волокна (например, полимерные волокна, такие, как полиэфирные, полипропиленовые или полиэтиленовые волокна), или комбинации натуральных и синтетических волокон. Если верхний лист содержит нетканый листовой материал, то такой материал может быть изготовлен с использованием большого разнообразия способов, известных в данной области техники. Так, например, таким материалом может быть полотно «спанбонд», полотно из кардованных волокон, волокон гидродинамической укладки, волокон, выдуваемых из расплава, гидроспутанных волокон, комбинаций таких волокон и им подобное полотно. Верхние листы могут содержать один или более слоев, изготовленных из материалов, упомянутых выше, из которых один слой образует наружную поверхность абсорбирующего изделия, а еще один или более слоев расположены непосредственно под ним. Слой, образующий наружную поверхность изделия, как правило, изготовлен из нетканого материала или формованной пленки, и он может быть обработан, для придания ему гидрофильности, поверхностно-активными веществами или другими способами, известными сведущим в данной области техники.
Тыльный лист
может быть непроницаемым для жидкостей (например, менструальных выделений и/или мочи), и предпочтительно изготовлен из тонкой пластической пленки, хотя могут также использоваться и прочие гибкие материалы, например, нетканые материалы. В контексте настоящего описания термин «гибкий» подразумевает материалы, которые являются легко деформируемыми и быстро принимают форму и профиль тела человека. Тыльный лист может предотвращать намокание изделий, которые могут вступать в контакт с абсорбирующим изделием, таких, как постельное белье, нижнее белье или пижамы, от текучих выделений организма, поглощенных и удерживаемых абсорбирующей сердцевиной. Тыльный лист может быть также паропроницаемым («дышащим»), оставаясь при этом непроницаемым для текучих сред. В одном из воплощений тыльный лист может быть изготовлен из микропористой полиэтиленовой или полиэтилен-полипропиленовой пленки. Тыльный лист может содержать один или более слоев из тканых или нетканых материалов, полимерных пленок, например, термопластических пленок из полиэтилена или полипропилена, или композитных материалов, например, нетканых материалов, покрытых пленкой.
Тыльный лист может содержать нанесенное на его поверхность средство крепления к нижнему белью, особенно, на поверхность, обращенную наружу от абсорбирующего изделия, благодаря которому изделие будет оставаться на месте в процессе его ношения между промежностью и трусами. Таким средством крепления к нижнему белью может быть, например, слой адгезива или механическое средство крепления, например, Velcro, или комбинация таких средств. Если в качестве такого средства используется адгезив, то, как правило, в изделии имеется также защитная отделяемая бумага, защищающая адгезив до момента использования изделия.
Тыльный лист и верхний лист могут быть соответственно расположены в непосредственной близости к обращенной к одежде поверхности и обращенной к телу поверхности абсорбирующей сердцевины. Абсорбирующая сердцевина может быть прикреплена к верхнему листу, тыльному листу или им обоим любыми способами, известными в данной области техники. Предвидятся также воплощения настоящего изобретения, в которых части абсорбирующей сердцевины, или даже вся абсорбирующая сердцевина, не прикреплены к верхнему листу, тыльному листу или им обоим.
Абсорбирующие изделия в соответствии с настоящим изобретением могут содержать боковые клапаны. Боковые клапаны (известные в данной области техники также, как «крылышки» или «боковые планки») описаны в литературе, и соответствующие изделия имеются в продаже. В целом боковые клапаны являются протяженными в латеральном направлении от центральной части абсорбирующего изделия, и они должны быть завернуты за края трусов в области ластовицы. Таким образом, боковые клапаны располагаются между краями трусов в области ластовицы и бедрами пользователя. Как правило, боковые клапаны снабжены средством для их крепления к нижней стороне трусов. В большинстве случаев такое средство крепления аналогично или идентично средству крепления тыльного листа к трусам, например, представляет собой слой адгезива.
Боковые клапаны выполняют по меньшей мере две функции. Во-первых, клапаны предотвращают загрязнение краев нижнего белья выделениями организма. Во-вторых, клапаны стабилизируют положение прокладки и предотвращают ее возможный сдвиг со своего места, особенно, если клапаны прикрепляются к обратной стороне трусов.
Гигиенические прокладки с клапанами различных типов описаны в патентах США 4,687,478 "ShapedSanitaryNapkinWithFlaps" (VanTilburg, выдан 18 августа 1987 года), 4,608,047 "SanitaryNapkinAttachmentMeans" (Mattingly, выдан 26 августа 1986 года), 4,589,876 "SanitaryNapkin" (VanTilburg, выдан 20 мая 1986 года), 4,285,343 "SanitaryNapkin" (McNair, выдан 25 августа 1981 года), 3,397,697 "DisposableSanitaryShieldForUndergarments" (Rickard, выдан 20 августа 1968 года) и 2,787,271 "SanitaryNapkin" (Clark, выдан 2 апреля 1957).
При изготовлении изделия боковые клапаны могут быть выполнены, как отдельные элементы, и затем прикреплены к боковым сторонам периметра базовой части абсорбирующего изделия. В качестве альтернативы, они могут быть сформированы, как продолжения элементов, образующих базовую часть изделия, например, верхнего листа, тыльного листа или их обоих. В некоторых случаях в клапаны могут также входить продолжения прочих слоев, образующих абсорбирующее изделие, например, продолжения абсорбирующей сердцевины или вторичного верхнего листа.
В настоящем изобретении
ху
z
предлагается слоистый абсорбирующий компонент, имеющий поверхность, протяженную в плоскости  и толщину, протяженную в направлении . Абсорбирующий компонент в соответствии с настоящим изобретением имеет первую поверхность, которая при использовании изделия должна быть обращена к телу пользователя (поверхность, обращенную к телу) и расположенную напротив нее вторую поверхность, которая при использовании изделия обращена в противоположном направлении (поверхность, обращенную к одежде).
Как правило, абсорбирующий компонент имеет прямоугольную форму, что облегчает процесс его изготовления. Однако он может иметь и иную форму, например, пользователи часто предпочитают изделия с абсорбирующим компонентом, более узким в центре, чем по краям, так как он более комфортно размещается между ногами, и устраняется, или по меньшей мере сводится к минимуму, вероятность его смятия. Предложены также абсорбирующие компоненты овальной формы (смотри, например, публикацию WO 2005/084596 A1).
Абсорбирующий компонент в соответствии с настоящим изобретением содержит верхний слой и нижний слой, и как правило, абсорбирующий компонент в соответствии с настоящим изобретением состоит из верхнего и нижнего слоев, в том смысле, что в нем отсутствуют какие-либо другие слои (хотя, как будет более подробно описано ниже, верхний и нижний слои могут независимо друг от друга включать подслои). Основной функцией верхнего слоя является прием текучих сред, и возможно, распределение их по большей площади, и последующий быстрый перенос их к нижнему слою, а основной функцией нижнего слоя является работать, как накопительный слой, то есть, хранить поглощенные текучие среды и предотвращать намокание от них поверхностей тела, и возможно, распределять их по большей площади, чтобы обеспечить максимальное использование абсорбирующего материала.
Верхний слой имеет первую поверхность и вторую поверхность, при этом первая поверхность совпадает с обращенной к телу поверхностью абсорбирующего компонента, а вторая поверхность обращена в сторону одежды пользователя.
Нижний слой содержит первую поверхность и вторую поверхность. Первая поверхность нижнего слоя обращена к упомянутой второй поверхности упомянутого верхнего слоя и находится в непосредственном контакте с ней, а вторая поверхность нижнего слоя является поверхностью абсорбирующего компонента, обращенной к одежде.
Верхний слой
2
2
в соответствии с настоящим изобретением является волокнистым нетканым слоем, содержащим волокна, имеющие среднюю длину от 26 до 200 мм (или от 30 до 150, или от 30 до 100 мм). В некоторых воплощениях средний размер волокон в децитексах может быть выбран таким образом, что он будет находиться в диапазоне от 0,5 до 15 децитекс (или от 1 до 5 децитекс, или от 1 до 4 децитекс). Средняя длина волокон измеряется по методу ASTMD5103-07, а средний размер в децитексах определяется по методу ASTMD1577-07. Нетканый слой, образующий верхний слой, имеет массу на единицу площади от 20 до 100 г/м (или от 25 до 90 г/м), и толщину (измеренную методом, описанным в настоящей заявке) от 0,2 до 5 мм (или от 0,25 мм до 4 мм, или от 0,3 мм до 3 мм, или от 0,4 мм до 2 мм).
При этом нетканый материал для формирования данного слоя выбирается таким образом, чтобы он имел показатель насыщения при постоянной высоте капиллярного подъема, равной 5 см, измеренный способом, описанным в настоящей заявке, составляющий более 40%. Нетканые материалы с таким значением данного показателя, как правило, имеют хорошие характеристики приема текучих сред.
Материалы для изготовления нетканых слоев, имеющих требуемый показатель насыщения при постоянной высоте капиллярного подъема, равной 5 см, могут быть легко обеспечены сведущими в данной области техники, например, путем их выбора среди нетканых материалов, пробитых иглами, нетканых материалов из гидроспутанных волокон, нетканых материалов из волокон, скрепленных продувкой воздуха, нетканых материалов типа «спанбонд», нетканых материалов из волокон, скрепленных смолой, и нетканых материалов из волокон, выдуваемых из расплава. Дополнительными параметрами, которые можно варьировать при изготовлении данного слоя, чтобы обеспечить требуемое значение показателя насыщения при постоянной высоте капиллярного подъема, равной 5 см, являются диаметр волокон, их поперечное сечение, упругость и пропорции смешения.
Значение показателя насыщения при постоянной высоте капиллярного подъема, равной 5 см, зависит от размера пор, иными словами, от размеров промежутков между волокнами. Чем больше промежутки между волокнами, тем меньше значение показателя насыщения при постоянной высоте капиллярного подъема, равной 5 см. Волокна, имеющие больший диаметр или большее поперечное сечение, будут образовывать слои, имеющие большие промежутки между волокнами и соответственно, меньшее значение показателя насыщения при постоянной высоте капиллярного подъема, равной 5 см. Как упоминалось выше, в некоторых воплощениях подходящим диапазоном среднего размера волокон в децитексах является диапазон от 0,5 децитекс до 15 децитекс. Предпочтительным диапазоном является диапазон от 1 до 5 децитекс, и еще более предпочтительным является диапазон от 1 до 4 децитекс.
Сжатие слоя в целом приведет к уменьшению размеров пор, но упругость волокон будет влиять на то, в какой степени сжатие приведет к уменьшению размеров пор.
И наконец, чтобы получить промежуточные значения показателя насыщения при постоянной высоте капиллярного подъема, равной 5 см, могут быть смешаны волокна разных диаметров.
z
В некоторых воплощениях предпочтительными являются нетканые материалы, полученные способами гидроспутывания волокон и пробивания иглами, потому что данные технологии позволяют получить материалы, имеющие хорошую устойчивость против сжатия в направлении  и хорошую капиллярность даже при малой массе на единицу площади (что позволяет изготовить абсорбирующие компоненты более тонкими и с меньшей себестоимостью).
В некоторых воплощениях нетканый слой, образующий верхний слой, содержит многокомпонентное волокнистое связующее в количестве от 5% до 70% по весу от веса слоя, или от 10% до 60% по весу от веса слоя. Остальные волокна могут быть выбраны из натуральных, регенерированных и синтетических волокон. Для обеспечения лучшей смачиваемости предпочтительно, чтобы по меньшей мере 90% волокон по весу (а в некоторых воплощениях 100% волокон по весу) являлись гидрофильными или были обработаны (например, поверхностно-активным веществом) для придания им гидрофильных свойств. В некоторых воплощениях многокомпонентные связующие волокна также могут быть обработаны для придания им гидрофильных свойств.
Примерами волокон, подходящих для использования в верхнем слое в дополнение к многокомпонентным связующим волокнам, являются синтетические или регенерированные волокна, выбранные из полиэтилентерефталатных волокон, полиэтиленовых волокон, полипропиленовых волокон, нейлоновых волокон, вискозных волокон, волокон на основе полимолочной кислоты и их смесей. В слое могут также присутствовать натуральные волокна, например, целлюлозные волокна, например, волокна из хлопка и/или древесной пульпы.
Как упоминалось выше, верхний слой может содержать многокомпонентные связующие волокна. Многокомпонентные связующие волокна представляют собой волокна, традиционно используемые в качестве связующих, и известны сведущим в данной области техники. Как правило, они содержат по меньшей мере связующий компонент и структурный компонент. Связующий компонент представляет собой термопластический материал, имеющий точку размягчения, которая ниже, чем точка размягчения структурного компонента. Термическое скрепление материала с помощью таких волоконпроисходит при нагревании такого материала до температуры, которая выше точки размягчения связующего компонента, но ниже точки размягчения структурного компонента.
В некоторых воплощениях многокомпонентные связующие волокна являются двухкомпонентными связующими волокнами. Двухкомпонентные связующие волокна могут быть сформированы, например, из полиэтилена и полипропилена, полиэтилена и полиэтилентерефталата, металлоценового полипропилена с полиэтилентерефталатной оболочкой, и могут иметь любую конфигурацию из известных в данной области техники, например, конфигурацию оболочка-сердцевина, звезда, конфигурацию с эксцентричным расположением компонентов в сечении, конфигурацию с концентричным расположением компонентов в сечении, конфигурацию «бок о бок» и их комбинации.
Толщина верхнего слоя в абсорбирующем компоненте в соответствии с настоящим изобретением составляет от 0,25 мм до 5 мм, или от 0,25 мм до 4 мм, или от 0,3 мм до 3 мм, или от 0,4 мм до 2 мм. Верхние слои, имеющие слишком малую толщину (менее 0,25 мм), не являются предпочтительными, поскольку верхний слой, который является слишком тонким, может не оказывать эффективного препятствия намоканию тела от текучих сред, поглощенных абсорбирующим компонентом. Чрезмерная толщина (свыше 5 мм) также не является предпочтительной, потому что она приводит к неоправданному увеличению толщины всего абсорбирующего изделия. В целом, для абсорбирующих изделий, поглощающих менструальные выделения, наиболее предпочтительной является толщина от примерно 0,25 до 1 мм, в то время как для абсорбирующих изделий, ориентированных на прием мочи, предпочтительной представляется толщина верхнего слоя от 0,5 мм до 2 мм.
2
2
Особенно подходящим материалом для верхнего слоя является конструкция из гидроспутанных волокон, имеющая массу на единицу площади от 35 граммов на квадратный метр (г/м) до 65 г/м, жесткость на изгиб в направлении движения в машине (MD), измеренную по методу EDANAWSP 090.5, составляющую от 0,2 мН⋅см до 7 мН⋅см, и показатель намокания, измеренный по методу EDANAWSP 070.7, составляющий от 0,2 г до 7,0 г. Такой материал содержит целлюлозные волокна в количестве от 30% до 60% по весу, нецеллюлозные волокна в количестве от 5% до 30% по весу и многокомпонентные связующие волокна на основе полиолефинов в количестве от 30% до 55% по весу.
Нижний слой
Основной функцией нижнего слоя абсорбирующего компонента в соответствии с настоящим изобретением является поглощение и удержание текучих выделений организма, и он может иметь любую конструкцию и любой состав из традиционно используемых в данной области техники для изготовления абсорбирующих сердцевин и накопительных слоев одноразовых абсорбирующих изделий.
Нижнимслоем может быть любой волокнистый абсорбирующий элемент, который является в целом сжимаемым, легко деформируемым и принимающим форму поверхностей тела, не раздражающим кожи пользователя и способным поглощать и удерживать текучие выделения организма. Термин «волокнистый» означает, что он содержит волокна. В некоторых воплощениях волокна составляют по меньшей мере 15% от суммарного веса нижнего слоя.
Абсорбирующий компонент может содержать большое разнообразие поглощающих жидкости материалов, традиционно используемых для изготовления одноразовых абсорбирующих изделий. Не ограничивающие примеры поглощающих жидкости материалов, подходящих для использования в составе нижнего слоя абсорбирующего компонента, включают измельченную древесную пульпу (иногда именуемую также вспушенной пульпой или просто пульпой); крепированную целлюлозную набивку; целлюлозные волокна, химически модифицированные, или которым химическим путем придана повышенная жесткость, или со сформированными химическим путем перекрестными связями; хлопковые волокна; полимерные волокна, выдуваемые из расплава, включая со-формованные; синтетические волокна, включая извилистые полиэфирные волокна; волокна с капиллярными каналами; абсорбирующие пены; абсорбирующие губки; синтетические штапельные волокна и суперабсорбирующие полимеры. В некоторых воплощениях в качестве пульпы может использоваться эвкалиптовая пульпа, смолотая в тонкие волокна, и такой материал особенно полезен в той части нижнего слоя, которая обращена к верхнему слою, поскольку, благодаря наличию в нем тонких волокон, могут достигаться высокая степень и большая глубина проникновения волокон нижнего слоя в верхний слой.
Многокомпонентные связующие волокна, описанные выше в отношении верхнего слоя, могут также присутствовать в нижнем слое. Если такие волокна присутствуют в нижнем слое, то их содержание, как правило, составляет от 2 до 20% по весу от суммарного веса нижнего слоя, и они обеспечивают термическое скрепление нижнего слоя. В некоторых воплощениях многокомпонентные связующие волокна являются двухкомпонентными связующими волокнами. Двухкомпонентные связующие волокна могут быть сформированы, например, из полиэтилена и полипропилена, полиэтилена и полиэтилентерефталата, металлоценового полипропилена с полиэтилентерефталатной оболочкой, и могут иметь любую конфигурацию из известных в данной области техники, например, конфигурацию оболочка-сердцевина, звезда, конфигурацию с эксцентричным расположением компонентов в сечении, конфигурацию с концентричным расположением компонентов в сечении, конфигурацию «бок о бок» и их комбинации.
По своей конфигурации и конструкции нижний слой может включать один или более под слоев.
В некоторых воплощениях содержание суперабсорбирующего полимера составляет от 5 до 75% по весу от суммарного веса нижнего слоя, или от 5 до 65%, или от 15 до 50%. Прочими дополнительно возможными составляющими нижнего слоя абсорбирующего компонента в соответствии с настоящим изобретением являются связующие (например, латексное) или клеи. На вторую поверхность абсорбирующего компонента в качестве пылеподавляющего средства может быть нанесен латекс в количестве 0,1%-2% по весу от веса нижнего слоя.
В предпочтительном воплощении настоящего изобретения нижний слой содержит суперабсорбирующие полимеры и целлюлозные (или вискозные и им подобные) волокна, и комбинация двух данных компонентов составляет по меньшей мере 80% по весу от суммарного веса нижнего слоя.
В случае, если в нижнем слое присутствуют один или более подслоев, то каждый из упомянутых выше дополнительно возможных компонентов может присутствовать в одном или более подслоях, причем в данных подслоях они могут присутствовать в разных концентрациях.
Суперабсорбирующие полимеры известны в данной области техники, и в контексте настоящей заявки определяются, как полимерные материалы, которые могут поглотить 0,9% солевой раствор в количестве, по меньшей мере в 10 раз превышающем их собственный вес, по результатам измерения удерживающей емкости методом центрифугирования (EDANAWSP 241.2-05). При реализации настоящего изобретения может использоваться любой суперабсорбирующий полимер. Примерами суперабсорбирующих полимеров являются абсорбирующие гелеобразующие материалы и суперабсорбирующие пенистые материалы.
Абсорбирующие гелеобразующие материалы, как правило, используются в мелкодисперсной форме, например, в форме частиц или мелких волокон, что улучшает их характеристики поглощения и удержания текучих сред.
Абсорбирующий гелеобразующий материал обычно содержит нерастворимые, но набухающие в воде и образующие гидрогель абсорбирующие полимеры с перекрестными связями, которые могут поглощать большие количества жидкостей и удерживать поглощенные жидкости под приложенным к ним умеренным давлением. Абсорбирующие гелеобразующие материалы могут быть встроены в абсорбирующие изделия, как правило, в конструкцию абсорбирующей сердцевины, различными способами, например, в одних воплощениях абсорбирующие гелеобразующие материалы в форме частиц могут быть диспергированы между волокнами одного или более волокнистых слоев, содержащихся в сердцевине, в то время как в других они могут быть расположены более локализовано, например, один или более слоев, образующих абсорбирующую сердцевину, могут содержать меньше волокнистых материалов и/или могут быть в сущности сформированы из суперабсорбирующих полимеров.
Прочими примерами суперабсорбирующих полимеров, подходящих для использования в соответствии с настоящим изобретением, являются пористые или вспененные суперабсорбенты, аналогичные описанным в WO 2010118272 А1, WO 2013180832 A1 и WO 2013180937 А1, пригодные для использования как в форме слоев, так и в форме частиц.
Абсорбирующие изделия в соответствии с настоящим изобретением могут содержать любые из суперабсорбирующих полимеров, упомянутых выше, или их смеси.
В некоторых воплощениях нижний слой может быть выполнен, например, в виде волокнистой слоистой конструкции, содержащей, 2 или более подслоев, например, содержащей 3 подслоя, 4 подслоя или 5 подслоев.
Если нижний слой имеет слоистую конструкцию, то такая слоистая конструкция может быть так называемой «цельной» конструкцией. Цельные конструкции абсорбирующих компонентов для абсорбирующих изделий известны в данной области техники и описаны, например, в публикации WO 03/090656 A1 (Procter&Gamble), патентной заявке США 2002/007169 А1 (Weyerhaeuser) и в публикации WO 00/74620 A1 (Buckeye), как упоминалось выше в разделе «Уровень техники». В данных документах описаны абсорбирующие сердцевины, имеющие цельную конструкцию. В настоящем изобретении для формирования нижнего слоя абсорбирующего компонента может использоваться аналогичная цельная конструкция, и она может быть получена просто путем формирования «нижнего слоя» абсорбирующего компонента в соответствии с настоящим изобретением поверх второй поверхности «верхнего слоя» таким же образом, каким формируются абсорбирующие сердцевины в цитированных выше документах, например, с использованием оборудования для аэродинамической или гидродинамической укладки, как будет более подробно описано ниже.
В некоторых воплощениях присутствуют по меньшей мере три подслоя. Данные по меньшей мере три подслоя содержат первый наружный подслой, ориентированный в сторону обращенной к носящему поверхности абсорбирующего компонента и находящийся в непосредственном контакте и связи по текучей среде с обращенной к одежде поверхностью верхнего слоя, второй наружный подслой, образующий обращенную к одежде поверхность абсорбирующего компонента, и по меньшей мере один внутренний подслой, расположенный между первым и вторым подслоями.
В некоторых воплощениях первый подслой содержит хлопьевидную пульпу, обработанную умягчителем, и двухкомпонентные связующие волокна, второй подслой содержит обработанную хлопьевидную пульпу и, в качестве дополнительной возможности, двухкомпонентные связующие волокна, и по меньшей мере один из внутренних подслоев содержит необработанную хлопьевидную пульпу и, в качестве дополнительной возможности, двухкомпонентные связующие волокна.
В результате ослабления водородных связей обработанная пульпа в первом подслое имеет более открытую структуру, чем необработанная пульпа, и такой подслой взаимодействует с верхним слоем и способствует отведению текучих сред от тела.
В альтернативном воплощении первый подслой содержит необработанную пульпу и суперабсорбирующий полимер (и в качестве дополнительной возможности, двухкомпонентные связующие волокна), и такой вариант целесообразен, если главной задачей является обеспечить высокую скорость приема текучих сред.
Еще в одном альтернативном воплощении второй подслой содержит необработанную пульпу и суперабсорбирующий полимер (и в качестве дополнительной возможности, двухкомпонентные связующие волокна).
Второй подслой может также содержать, в качестве дополнительной возможности), поверхностное связующее, предпочтительно латексное, как средство пылеподавления, нанесенное на обращенную к одежде поверхность абсорбирующего компонента в количестве 0,1%-2% по весу от веса нижнего слоя.
Все и каждый из подслоев могут содержать суперабсорбирующие полимеры. В некоторых воплощениях только некоторые из подслоев содержат суперабсорбирующие полимеры. В таких воплощениях суперабсорбирующие полимеры, как правило, содержатся по меньшей мере в одном или нескольких внутренних подслоях.
Так, например, суперабсорбирующие полимеры могут содержаться только в одном или нескольких внутренних подслоях, или, в других воплощениях, они могут также содержаться в одном или обоих подслоях из первого подслоя (расположенного ближе к телу при использовании изделия) и второго подслоя (расположенного дальше от тела при использовании изделия). В некоторых воплощениях конструкция, в которой суперабсорбирующие полимеры расположены ближе к телу, может быть более предпочтительной, потому что суперабсорбирующие полимеры, расположенные ближе к телу, могут поглощать и удерживать большее количество текучих выделений организма, чем целлюлозные волокна, и тем самым будет уменьшаться вероятность намокания поверхностей тела. Альтернативная конструкция, в которой суперабсорбирующие полимеры отсутствуют в первом подслое и присутствуют во втором подслое, может быть предпочтительна в тех случаях, когда требуется повысить скорость приема текучих сред и удерживать текучие среды подальше от тела.
Все упомянутые выше воплощения могут включать рельеф, выполненный на второй поверхности нижнего слоя. Рельеф может способствовать большей прочности сердцевины во влажном состоянии и увеличивать ее объемную плотность, уменьшая при этом жесткость.
z
Во всех воплощениях, в которых присутствует суперабсорбирующие полимеры в первом подслое, предпочтительно, чтобы в целом открытая конструкция верхнего слоя не имела чрезмерно больших пор, по меньшей мере в ее части по отношению к оси , расположенной в непосредственной близости к первой поверхности нижнего слоя, потому что суперабсорбирующий полимер, особенно если он является абсорбирующим гелеобразующим материалом, может иметь малый размер частиц, и если верхний слой имеет слишком большие поры, то часть абсорбирующего гелеобразующего материала может быть потеряна из абсорбирующего компонента.
Цельная конструкция нижнего слоя позволяет использовать меньше клея, вследствие чего в некоторых воплощениях настоящего изобретения абсорбирующий компонент может не содержать связующего материала, за исключением двухкомпонентных волокон и дополнительно возможного поверхностного связующего на его поверхности, обращенной к одежде.
Важной отличительной особенностью абсорбирующего компонента в соответствии с настоящим изобретением является то, что из первой поверхности нижнего слоя выступает множество волокон нижнего слоя, и оно проникает в упомянутый верхний слой через его вторую поверхность.
Такая конструкция обеспечивает хорошую структурную взаимосвязь и сообщение по текучей среде между верхним слоем и нижним слоем. В частности, можно ожидать, что волокна нижнего слоя, проникающие через вторую поверхность верхнего слоя, образуют скрепление между слоями, которое в некоторой степени обуславливается также переплетением волокон верхнего слоя с волокнами нижнего слоя. В дополнение к этому, целлюлозные волокна, исходящие из нижнего слоя и проникающие в верхний слой, выполняют еще одну функцию, которая заключается в том, что они способствуют отведению текучих сред из верхнего слоя за счет капиллярных сил.
В некоторых воплощениях верхний слой содержит многокомпонентные связующие волокна, и по меньшей мере некоторые волокна из упомянутого множества волокон, выступающих из нижнего слоя и проникающих в верхний слой, скреплены с многокомпонентными связующими волокнами, которые являются частью верхнего слоя. В таком случае структурная целостность абсорбирующего компонентаи связь по текучей среде между двумя данными слоями еще более улучшаются, потому что связующие волокна удерживают два данных слоя в тесном контакте друг с другом даже при использовании изделия, то есть, когда абсорбирующий компонент подвержен растягивающим и смещающим усилиям вследствие движений тела пользователя.
Абсорбирующие компоненты в соответствии с различными воплощениями настоящего изобретения позволяют использовать меньшие количества дополнительных адгезивов и связующих (например, адгезивов типа «клей-расплав» и латексных связующих) между верхним и нижним слоями, что очень целесообразно как с экономической, так и с природоохранной точки зрения, а также потому, что, как известно, клеи, адгезивы и связующие отрицательно влияют на способность абсорбирующего компонента эффективно переносить текучие среды между верхним и нижним слоями.
В некоторых воплощениях на поверхности соприкосновения верхнего слоя с нижним слоем отсутствуют связующие на основе латекса и/или типа «клей-расплав».
Одним из способов получения конструкции абсорбирующего компонента в соответствии с настоящим изобретением, в которой имеет место взаимное проникновение волокон друг в друга, является изготовление абсорбирующего компонента на линии гидродинамической или аэродинамической укладки таким образом, что нетканый материал, образующий верхний слой, используется в качестве формирующей сетки, и компоненты, из которых формируется нижний слой, укладываются на верхний слой способами, обычно применяемыми при методах аэродинамической или гидродинамической укладки.
В некоторых случаях нетканый материал верхнего слоя является предварительно сформированным нетканым материалом. Под предварительно сформированным понимается, что данный нетканый слой изготавливается и поставляется отдельно, и затем интегрируется в остальную часть абсорбирующего компонента на линии аэродинамической или гидродинамической укладки.
В процессе аэродинамической укладки отдельные волокна подаются воздушным потоком на формирующие головки машины аэродинамического формования полотна. Отдельные волокна, как правило, поддерживаются в движении внутри формирующей головки (за счет вращения, встряхивания или иным способом), чтобы они не спутывались друг с другом, а затем притягиваются вакуумом на перфорированную поверхность, на которую укладываются волокна.
При обычном процессе аэродинамической укладки волокна укладывают на легкий нетканый материал или тканый слой, используемые в качестве основы. Данная легкая основа, как правило, не влияет на характеристики приема и распределения текучих сред материала аэродинамической укладки, а просто работает, как основа, способствующая сохранению структурной целостности полотна аэродинамической укладки после его снятия с перфорированной поверхности для последующей обработки.
В случае настоящего изобретения нетканое полотно, образующее верхний слой, используется в качестве основы, на которую укладываются волокна на технологической линии аэродинамической укладки. Конкретное преимущество от использования данного технологического процесса в настоящем изобретении состоит в том, что отпадает необходимость в использовании легкого нетканого или тканого слоя, поскольку нетканый материал верхнего слоя, работающий, как основа для аэродинамической укладки волокон, обеспечивает требуемую структурную целостность получаемого полотна, поэтому получаемый абсорбирующий компонент не требует использования дополнительного слоя, такого, как тканый или легкий нетканый слой, которые, как правило, не обеспечивают преимуществ с точки зрения взаимодействия с текучими средами.
Конструкция из взаимно проникающих волокон формируется потому, что воздушный поток, содержащий волокна, предназначенные для формирования нижнего слоя, проходит через верхний слой, используемый, как формирующая сетка, после чего напор воздушного потока толкает волокна в длинные поры, присутствующие во второй поверхности верхнего слоя, в результате чего в конечном итоге значительное количество волокон нижнего слоя оказывается протяженным в поры второй поверхности верхнего слоя.
По окончании аэродинамической укладки нижнего слоя полученный материал, как правило, сжимают (например, пропуская его между каландровочными валиками). В случае, если в верхнем слое присутствуют многокомпонентные связующие волокна, материал может быть подвергнут термической обработке, а именно, нагрет до температуры, которая выше точки размягчения связующего компонента многокомпонентных связующих волокон верхнего слоя, но ниже точки размягчения структурного компонента многокомпонентных связующих волокон верхнего слоя, в результате чего связующие волокна верхнего слоя могут образовать связи со связующими волокнами нижнего слоя. В случае, если нижний слой также содержит многокомпонентные связующие волокна, то некоторые из связующих волокон могут проникнуть во вторую поверхность верхнего слоя и образовать связи с волокнами верхнего слоя. В данном случае температура термической обработки должна быть выбрана таким образом, чтобы она была выше точки размягчения связующего компонента многокомпонентных связующих волокон обоих слоев, и ниже точки размягчения структурного компонента многокомпонентных связующих волокон обоих слоев.
В качестве дополнительной возможности, полученный материал может быть обработан дополнительными связующими на второй поверхности нижнего слоя (например, латексным связующим) для предотвращения его запыления, а этапы сжатия и термической обработки могут также дополнительно включать формирование рельефа на второй поверхности нижнего слоя и/или первой поверхности верхнего слоя.
Получаемый в результате листовой материал может быть затем нарезан по требуемому размеру и использован в качестве абсорбирующего компонента абсорбирующей сердцевины абсорбирующего изделия.
Как известно, если требуется, чтобы нижний слой имел многослойную конструкцию (то есть, конструкцию, содержащую несколько подслоев различного состава), то такой нижний слой может быть сформирован на технологической линии аэродинамической укладки, имеющей несколько формирующих головок (обычно по одной на каждый слой, даже если теоретически одна головка может использоваться для формирования двух или более не прилегающих друг к другу слоев), из которых каждая укладывает определенную комбинацию материалов при заданных условиях. В данном технологическом процессе первая формирующая головка формирует первый слой аэродинамической укладки, затем вторая формирующая головка формирует второй слой аэродинамической укладки поверх первого слоя. Данный процесс продолжается до тех пор, пока не будет получено требуемое количество под слоев. В контексте настоящего изобретения нижний слой может быть сформирован в виде одного слоя, двух подслоев, трех подслоев, четырех подслоев, пяти подслоев или даже более, чем пяти подслоев. В случае, если линия укладки содержит большое количество формирующих головок, то во время прохождения материала от одной формирующей головки к другой формирующей головке возможно также проведение этапов сжатия.
z
Как правило, состав материала того или иного слоя или подслоя (например, пропорция волокна/абсорбирующий гелеобразующий материал), укладываемого соответствующей формирующей головкой, остается постоянным, однако можно также предвидеть воплощения настоящего изобретения, в которых состав материала, укладываемого той иной формирующей головкой (например, пропорция волокна/абсорбирующий гелеобразующий материал) меняется с течением времени. Это позволяет, например, обеспечить непрерывно изменяющиеся состав и свойства материала вдоль оси  в пределах одного и того же слоя или подслоя.
Примерами многослойных конструкций нижнего слоя являются любые цельные абсорбирующие сердцевины аэродинамической укладки, описанные в упомянутых выше документах WO 03/090656 A1 (Procter&Gamble) и WO 00/74620 A1 (Buckeye). Для формирования нижнего слоя в соответствии с настоящим изобретением могут использоваться те же составы и технологические процессы, что описаны в цитированных выше документах, с тем отличием, что, как упоминалось выше, при изготовлении абсорбирующих компонентов в соответствии с настоящим изобретением на линии аэродинамической укладки не требуется использование слоя из ткани или легкого нетканого материала для придания всему материалу структурной целостности, поскольку данная функция выполняется нетканым слоем верхнего слоя, который используется, как формирующая сетка.
Естественно, что для реализации настоящего изобретения могут использоваться и другие технологии производства, известные сведущим в данной области техники. Так, например, аналогичный эффект взаимного проникновения волокон может быть получен при использовании верхнего слоя в качестве формирующей сетки в процессе гидродинамической укладки, как это описано в патентной заявке США 2002/007169 (Weyerhauser).
В типичном воплощении абсорбирующие компоненты в соответствии с настоящим изобретением могут использоваться, как абсорбирующие конструкции абсорбирующих изделий, например, как абсорбирующие сердцевины или как части абсорбирующих сердцевин абсорбирующих изделий.
Как упоминалось выше, абсорбирующее изделие в соответствии с настоящим изобретением может быть сформировано из верхнего листа и тыльного листа, между которыми размещен абсорбирующий компонент в соответствии с настоящим изобретением, работающий, как абсорбирующая сердцевина.
При этом в изделии могут присутствовать дополнительные слои и/или абсорбирующие конструкции, как это известно сведущим в данной области техники.
Абсорбирующая сердцевина может содержать, например, дополнительный распределяющий слой, расположенный между абсорбирующим компонентом и тыльным листом, или дополнительно возможный «вторичный верхний лист» («принимающий слой»).
Как упоминалось выше, абсорбирующий компонент в соответствии с настоящим изобретением содержит верхний слой, который выполняет функцию вторичного верхнего листа или принимающего слоя. Поэтому абсорбирующие изделия в соответствии с настоящим изобретением могут не включать отдельного дополнительного слоя, предназначенного для данной цели, в результате чего верхний лист может находиться в непосредственном контакте с абсорбирующим компонентом.
2
2
2
В некоторых воплощениях может быть предпочтительно, чтобы абсорбирующее изделие содержало дополнительный принимающий слой, расположенный между верхним листом и абсорбирующим компонентом. В таких случаях дополнительный принимающий слой и верхний слой абсорбирующего компонента предпочтительно должны непосредственно прилегать друг к другу своими основными поверхностями, и масса на единицу площади дополнительного принимающего слоя должна быть, как правило, значительно меньше, чем типичная масса на единицу площади принимающего слоя аналогичного абсорбирующего изделия, поскольку верхний слой абсорбирующего компонента также способствует повышению скорости приема текучих сред абсорбирующим изделием. Так, например, в отношении настоящего изобретения целесообразно, чтобы дополнительный принимающий слой, если таковой используется, имел массу на единицу площади, составляющую от 10 до 80 г/м, более предпочтительно - от 10 до 50 г/м, и наиболее предпочтительно - от 10 до 40 г/м.
ху
В случае, если присутствует дополнительный абсорбирующий слой, предпочтительно, чтобы его поверхность в плоскости  имела протяженность по меньшей мере такую же, как и протяженность соответствующей поверхности абсорбирующего компонента в соответствии с настоящим изобретением. В еще более предпочтительных воплощениях настоящего изобретения поверхность дополнительного принимающего слоя больше, чем поверхность абсорбирующего компонента, в результате чего дополнительный принимающий слой является протяженным за пределы абсорбирующего компонента в сущности во всех направлениях. В таких случаях дополнительный принимающий слой может также выполнять функцию придания абсорбирующему изделию более приятного эстетического вида, например, дополнительный принимающий слой в форме гантели может быть наложен на прямоугольный абсорбирующий компонент, в результате чего пользователь может осязательно или визуально воспринимать более приятную форму гантели, что будет маскировать более примитивную прямоугольную форму абсорбирующего компонента.
Примеры материалов и конструкций дополнительных принимающих слоев, которые могут использоваться в настоящем изобретении, описаны в WO 2012040315 A1.
В абсорбирующем изделии могут также присутствовать и прочие дополнительные слои, известные в данной области техники, например, распределяющие слои, слои с присыпкой, накладки, повышающие непроницаемость и так далее.
z
z
В альтернативном воплощении настоящего изобретения абсорбирующий компонент содержит верхний слой, содержащий нетканый материал, содержащий волокна, имеющие некоторую протяженность в направлении оси  (например, приданную им способами гидроспутывания, пробивания иглами или другими способами обработки полотна в твердом состоянии), и нижний слой, содержащий волокна и суперабсорбирующий полимер. Некоторые из волокон нижнего слоя являются протяженными в верхний слой, образуя второй уровень ориентации волокон в направлении .
Еще одно альтернативное воплощение абсорбирующего компонента содержит верхний слой, содержащий нетканый материал, содержащий синтетические волокна и целлюлозные волокна первого типа (например, вискозные), и нижний слой, содержащий синтетические волокна, суперабсорбирующий полимер и целлюлозные волокна второго типа (например, пульпу). С первой поверхности нижнего слоя выступает множество целлюлозных волокон второго типа, и они проникают в верхний слой через его вторую поверхность.
Пример
Абсорбирующий компонент в соответствии с настоящим изобретением может быть изготовлен по следующей схеме.
2
Сначала необходимо изготовить нетканый слой, имеющий массу на единицу площади 55 г/м, с гладкой поверхностью, из гидроспутанных волокон, представляющих собой гомогенную смесь:
(1) примерно 40% вискозных штапельных волокон (1,7 децитекс, длина 38 мм),
2
(2) примерно 40% двухкомпонентных волокон из полипропилена и полиэтилена (1,7 децитекс, длина 40 мм, 50% по весу - оболочка из полиэтилена и 50% по весу - сердцевина из полипропилена), включающих примерно 1,0% диоксида титана (TiO), и
(3) примерно 20% штапельных волокон из полиэтилентерефталата (длина 40 мм).
Данный нетканый слой следует использовать в качестве формирующей сетки на технологической линии аэродинамической укладки с тремя формирующими головками.
Исходные материалы распределяют по формирующим головкам следующим образом.
Формирующая головка 1: 20% по весу - двухкомпонентные связующие волокна (2 децитекс, 50% - сердцевина из полипропилена, 50% - оболочка из полиэтилена, от Woongjin), 80% по весу - целлюлозная пульпа, обработанная умягчителем, от GeorgiaPacific.
Формирующая головка 2: 30% по весу - абсорбирующий гелеобразующий материал (суперабсорбирующий полиакрилат с перекрестными связями от NipponShokubai), 70% по весу - необработанная целлюлозная пульпа от Weyerhaeuser.
Формирующая головка 3: 20% по весу - абсорбирующий гелеобразующий материал (суперабсорбирующий полиакрилат с перекрестными связями от NipponShokubai), 78% по весу - необработанная целлюлозная пульпа от Weyerhaeuser, 2% по весу - латексное связующее WackerAirflex 192.
2
2
2
Запустить технологическую линию аэродинамической укладки и уложить непосредственно на поверхность ранее изготовленного нетканого материала слой из первой формирующей головки, с массой на единицу площади 50 г/м, затем слой из второй формирующей головки, с массой на единицу площади 50 г/м, и наконец, слой из третьей формирующей головки, с массой на единицу площади 50 г/м.
Снять полученный материал с линии аэродинамической укладки, сжать его, пропустив между каландровочными валиками, и высушить при температуре 131°C до полного высыхания.
Способы испытаний
Если явно не указано иное, перед проведением всех испытаний, описанных ниже, образцы должны быть выдержаны при температуре 73°F±4°F (примерно 23°C±2,2°C) и относительной влажности 50±4% в течение 2 часов.
Измерение толщины
2
2
Толщина какого-либо слоя абсорбирующего компонента в соответствии с настоящим изобретением, равно как и толщина набора слоев, или даже толщина всего абсорбирующего компонента, могут быть измерены любым доступным методом из известных сведущим в данной области техники, при давлении сжатия 0,25±0,01 фунтов/дюйм. Так, например, может использоваться стандартный метод INDAWSP 120.1 (05), со следующими настройками прибора (раздел 5.1): прилагаемое давление (раздел 5.1.е): 0,25±0,01 фунтов/дюйм, точность измерения (раздел 5.1.f): 0,01 мм.
Определение показателя насыщения при постоянной высоте капиллярного подъема, равной 5 см
В данном испытании оценивается скорость насыщения материала текучей средой (солевым раствором) при постоянной высоте капиллярного подъема, равной 5 см, после приведения его в контакт с солевым раствором.
Описание установки
Установка для измерения показателя насыщения при постоянной высоте капиллярного подъема, схема которой показана на фиг. 1, включает подходящий резервуар, имеющий плотно притертый кран 424 для выпуска воздуха при наполнении резервуара текучей средой. Стеклянная трубка 422 с открытыми концами, имеющая диаметр 10 мм, проходит через горло 425 в верхней части резервуара, будучи плотно посажена в пробку, что позволяет поддерживать требуемое нулевое гидростатическое давление во время проведения эксперимента, независимо от количества жидкости в резервуаре. Резервуар 421 имеет выходной патрубок 431, расположенный в нижней части резервуара, оборудованный запорным краном 423 и связанный с устьем 432 воронки 427 с держателем образца посредством гибкой пластмассовой трубки 426 (например, Tygon). Резервуар для текучей среды должен быть прочно закреплен стандартными лабораторными зажимами 413 в подходящего размера штативе 412. Внутренние диаметры подающей трубки 431, запорного крана 423 и гибкой пластмассовой трубки 426 подобраны таким образом, чтобы обеспечивалась подача текучей среды в воронку 427 держателя образца с достаточно высоким расходом, так, чтобы образец материала полностью намокал менее, чем за 30 секунд. Емкость резервуара 421 составляет примерно 1 л. Могут использоваться и другие системы подачи текучей среды, при условии, что они обеспечивают подачу текучей среды к воронке 427 держателя образца с постоянным нулевым гидростатическим давлением 403 в течение всего измерения.
Воронка 427 с держателем образца имеет нижний соединительный патрубок (устье) с внутренним диаметром 10 мм, и измерительную камеру 433 для образца, в которой расположена пластина 428 из стеклокерамики. Камера для образца должна иметь подходящий размер, так, чтобы в ней могли разместиться исследуемый образец 430 и прижимной груз 429. Стык между пластиной из стеклокерамики и стенками камеры 433 уплотнен. Пластина из стеклокерамики имеет поры определенного размера, а именно, 16-40 мкм (стеклокерамика Р 40 по ISO 4793), и толщину 7 мм.
Прижимной груз представляет собой цилиндр с диаметром, в точности равным диаметру образца и весом 593,94 г, так, чтобы к образцу 430 было приложено давление, в точности равное 2,06 кПа. Воронка 427 с держателем образца прочно удерживается в требуемом положении посредством стандартного лабораторного зажима 411 в подходящем лабораторном штативе 411. Зажим должен обеспечивать возможность легкой настройки положения воронки 427 с держателем образца по вертикали, а именно, так, чтобы верхнюю поверхность стеклокерамической пластины 428 можно было выставлять в следующие положения: (а) на одной высоте (±1 мм) с нижнем концом 404 стеклянной трубки 422 и (b) в точности на 5 см (±1 мм) выше нижнего конца 404 стеклянной трубки 422. В качестве альтернативы, на штативе 411 могут быть установлены два отдельных зажима в указанных выше положениях (а) и (b), так, чтобы воронку с держателем образца можно было оперативно переставлять из одного зажима в другой. Когда прибор не используется, для поддержания его в работоспособном состоянии следует залить в воронку 427 с держателем образца избыток жидкости, чтобы стеклокерамическая пластина находилась ниже уровня жидкости, и соответственно, была всегда должным образом смочена. Кроме того, воронку 427 с держателем образца следует закрыть плотной крышкой (не показана) во избежание испарения воды и изменения концентрации соли в растворе. И наконец, необходимо перекрыть краны 423 и 424 во избежание испарения воды, а также плотно закрыть крышкой верхний конец трубки 422.
Подготовка образцов
Из исследуемого материала вырезать диск диаметром 6 см, в таком месте, которое включало бы все слои исследуемого материала.
Материалы
0,9% раствор (по весу) хлорида натрия
Оборудование
Пузырьковый уровень
Аналитические весы с точностью измерения ±0,001 г с камерой, защищенной от подсосов воздуха
Воронка
Пинцет
Таймер
Проведение эксперимента
Подготовка к проведению эксперимента
1) Снять крышки с трубки 422 и воронки 427 с держателем образца.
2) Убедившись, что кран 423 закрыт, открыть кран 424, чтобы из резервуара мог выходить воздух при заправке резервуара жидкостью. Резервуар 421 заправить жидкостью (0,9% раствор хлорида натрия) через верхний конец трубки 422 с помощью подходящего средства, например, воронки (не показана), и по окончании заправки кран 424 закрыть.
Если в ходе эксперимента уровень жидкости приблизится к нижнему концу 404 трубки 422, то перед исследованием следующего образца запас жидкости в резервуаре следует пополнить, повторив этап 2.
3) Воронку 427 с держателем образца вынуть из лабораторного зажима 414 и удалить (вылить) из нее избыток жидкости.
4) Удерживая в руках воронку 427 с держателем образца таким образом, чтобы верхняя поверхность стеклокерамической пластины 428 находилась примерно на 10 см ниже нижнего конца трубки 422, осторожно приоткрыть кран 423 и держать его открытым, чтобы граница раздела жидкости и воздуха в трубке 422 достигла нижнего конца 404, и из трубки 422 вышло несколько пузырьков воздуха. Послеэтогокран 423 закрыть.
5) Избыток жидкости, который теперь образовался в воронке 427 с держателем образца, снова удалить, и теперь система готова к проведению измерений.
Проведение измерений для каждого повторения образца
1) Воронку 427 с держателем образца установить в зажим 414 таким образом, чтобы верхняя поверхность стеклокерамической пластины 428 была расположена точно на 5 см (±1 мм) выше нижнего конца 404 трубки 422. Для получения достоверного результата измерения проверить с помощью пузырькового уровня, что верхняя поверхность стеклокерамической пластины 428 строго горизонтальна.
2) Капли жидкости, которые по каким-либо причинам могли остаться на верхней поверхности стеклокерамической пластины 428, тщательно удалить с помощью фильтровальной бумаги или другого подходящего материала.
D
3) Образец взвесить на аналитических весах с точностью до ±0,001 г. Когда показания весов стабилизируются, записать полученное значение, как вес сухого образца (W), с точностью 0,001 г.
4) С помощью пинцета уложить образец 430 по центру держателя, обращая особое внимание на то, чтобы ориентация и относительное расположение слоев образца не нарушились. При этом важно уложить образец таким образом, чтобы обращенные к верхнему листу стороны каждого слоя смотрели вниз, то есть, были обращены к стеклокерамической пластине 428, чтобы правильно воспроизвести направление поступления текучей среды в абсорбирующий компонент.
5) По центру образца уложить прижимной груз 429.
6) Кран 423 открыть на 30±1 секунд, чтобы позволить жидкости затечь в образец, после чего кран снова закрыть.
7) Со стеклокерамической пластины 428 аккуратно снять прижимной груз 429 и, с помощью пинцета, образец 430, и при этом важно пометить или запомнить ориентацию образца и относительное положение его слоев для последующих этапов измерения.
5
8) Образец 430 взвесить на аналитических весах с точностью до ±0,001 г. Когда показания весов стабилизируются, записать полученное значение, как W, с точностью 0,001 г.
9) Образец 430 снова уложить на стеклокерамическую пластину, и по его центру установить прижимной груз 429, соблюдая при этом правильную ориентацию и относительное расположение слоев.
10) Зажим 414 переместить (или воронку 427 с держателем образца переставить в другой зажим) таким образом, чтобы верхняя поверхность стеклокерамической пластины 428 находилась точно на одной высоте (±1 мм) с нижним концом 404 трубки 422. Для получения достоверного результата измерения проверить с помощью пузырькового уровня, что верхняя поверхность стеклокерамической пластины 428 строго горизонтальна.
11) Кран 423 открыть на 30±1 секунд, чтобы позволить жидкости затечь в образец, после чего кран снова закрыть.
12) Со стеклокерамической пластины 428 аккуратно снять прижимной груз 429 и, с помощью пинцета, образец 430.
0
13) Образец взвесить на аналитических весах с точностью до ±0,001 г. Когда показания весов стабилизируются, записать полученное значение, как W, с точностью 0,001 г.
После этого измерение считается законченным, и описанные выше этапы следует провести для повторений образца. По окончании всех измерений в воронку 427 с держателем образца добавить жидкость, так, чтобы стеклокерамическая пластина 428 была полностью погружена в жидкость, и уровень жидкости находился на 1 см выше верхней поверхности пластины. Закрыть все краны, и на прибор надеть крышки, как описано выше, на период его хранения, чтобы предотвратить испарение жидкости и обеспечить достоверность результатов последующих экспериментов.
Расчеты
5
Показатель FНSнасыщения при постоянной высоте капиллярного подъема, равной 5 см, рассчитывали по формуле:
Рассчитанное значение показателя округляли до 0,1 и выражали в процентах.