НОВЫЙ ВПИТЫВАЮЩИЙ ВНУТРЕННИЙ СЛОЙ
NEW ABSORBING INTERNAL LAYER

Область техники, к которой относится изобретение
3
3
Изобретение относится к впитывающей сердцевине для применения во впитывающем изделии, например гигиенической прокладке, подгузнике, средстве защиты при недержании или подобном изделии, при этом сердцевина после сжатия имеет плотность материала (из расчета общего содержания сердцевины), по меньшей мере, 200 кг/м, предпочтительно, по меньшей мере, 230 кг/м, измеренную при давлении 0,5 кПа, при котором впитывающую сердцевину формировали поточно в виде сердцевины, состоящей из отдельных частей, или сплошной сердцевины. Изобретение относится также к впитывающему изделию, содержащему впитывающую сердцевину в соответствии с изобретением, а также к способу изготовления впитывающей сердцевины.
Уровень техники изобретения
Для удовлетворения запросов потребителей, а также в целях изготовления еще более важным стало создание гигиенических прокладок, насколько возможно небольших и тонких, но все же обладающих высокими впитывающими свойствами. Для обеспечения подобных впитывающих изделий впитывающий слой изделия часто уплотняют до или во время изготовления изделия.
Как известно, впитывающий слой тонких гигиенических прокладок обеспечивают в форме рулона предварительно сжатого материала, в соответствии с чем рулон разрезают на части подходящего размера и части вставляют во впитывающее изделие при изготовлении изделия. Обеспечение упомянутого предварительно сжатного материала в форме рулона обычно обходится дорого из-за потребности во внешнем поставщике и сложности обращения и технологии изготовления, вследствие, например, необходимости отрезки лишнего материала в ходе изготовления, что приводит также к появлению отходов. Следовательно, возможность выполнения формирования и/или сжатия в процессе изготовления представляется более эффективной.
Впитывающая(ие) сердцевина(ы), обычно содержащая(ие), по меньшей мере, один впитывающий слой, содержат обычно материал SAP (суперабсорбентный полимер), часто состоящий из частиц, имеющих переменные размеры и характерный максимальный поперечник около 850 мкм. В данной области техники существует проблема с тем, что, когда сердцевину или слой, содержащий частицы SAP, уплотняют (для чего используют прижимные ролики с расстоянием между роликами обычно около 250 мкм), частицы SAP имеют тенденцию забивать прижимные ролики и тем самым вызывать разрыв внутреннего слоя, имеющий следствием остановы технологического процесса изготовления. Данная проблема особенно осложняется в области производства впитывающих изделий, когда требуется производить много отдельных изделий за короткое время, с высокими технологическими скоростями и обычно не допускается не в малой степени по причинам стоимости и/или качества. Данная проблема возникает отчасти из-за деформации или разрыва частиц SAP, что приводит к липкости частиц и, в результате, забиванию прижимных роликов. Данная проблема еще более часто возникает при окружающих условиях или при атмосферных условиях, характеризующихся высокой влажностью воздуха, что часто имеет место, например, в летний период времени во многих регионах.
Один из способов сжатия впитывающего внутреннего слоя, содержащего SAP, без конечного забивания может заключаться в обеспечении защиты из тонкой ткани или нетканого полотна, покрывающего частицы SAP. Однако данные материалы обычно стоят дорого, и тканевый материал, например, обычно обладает довольно низкими впитывающими характеристиками. Кроме того, использование покрывного листа осложняется по технологическим причинам, так как кромки покрывного материала обычно требуется обрезать, чтобы тканевый материал не продолжался за герметичное сжатие изделия, что может вызывать проблемы утечки при применении изделия.
В документе WO 00/10619 приведено описание известного впитывающего изделия, содержащего суперабсорбентные частицы, обладающие стойкостью к спеканию для предотвращения прилипания частиц к технологическому оборудованию. Характеристики стойкости к спеканию обеспечиваются смешением SAP с неорганическим порошком, например глиной. Однако данные частицы не применялись в сочетании с роликами для сжатия до высокой плотности.
В соответствии с вышеизложенным, в рассматриваемой области техники существует потребность в усовершенствованном технологическом процессе изготовления впитывающих внутренних слоев, ограничивающем тем самым вышеупомянутые недостатки и проблемы, касающиеся, в частности, забивания частицами SAP прижимных роликов в процессе изготовления.
Следовательно, одной из целей изобретения является создание впитывающего внутреннего слоя для применения во впитывающем изделии, внутренний слой которого уплотняется в процессе изготовления и может обеспечиваться более простым и/или менее дорогим способом, чем в настоящее время, и при этом данный внутренний слой дополнительно обладает впитывающими свойствами, которые являются приемлемыми и/или полезными.
Сущность изобретения
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, упомянутая цель эффективно достигается впитывающим внутренним слоем в соответствии с изобретением. В частности, авторами изобретения установлено, что при использовании частиц SAP, имеющих максимальный размер меньше, чем обычный размер (который составляет около 850 мкм), проблемы забивания в значительной степени смягчаются и в некоторых случаях почти полностью исключаются. Кроме того, впитывающие свойства изделия, изготавливаемого данным способом, неожиданно оказались на таком же уровне, как обычного изделия, что касается, например, свойств повторного увлажнения и всасывания жидкости.
Кроме того, в соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения, предлагается способ изготовления впитывающего внутреннего слоя.
Другое преимущество, получаемое в результате настоящего изобретения, состоит в том, что при использовании частиц SAP меньшего размера во внутреннем слое не обеспечивается более совершенное распределение частиц SAP. Кроме того, частицы SAP меньшего размера обычно лучше смешиваются с другим материалом внутреннего слоя. При использовании частиц SAP меньшего размера ожидается также уменьшение загрязнения и количества отходов на производственном оборудовании, так как более крупные частицы легче разбрасываются.
Кроме того, влажность воздуха обычно является очень важным параметром с точки зрения забивания частицами SAP в процессе сжатия и изготовления, вызывающим сезонные изменения и порождающим проблемы географического свойства при планировании производства впитывающих изделий, содержащих SAP. Упомянутые проблемы можно ограничить и/или исключить изготовлением впитывающего внутреннего слоя в соответствии с изобретением. Кроме того, высокий уровень влажности воздуха обычно полезен для достижения равномерного формирования волокнистой массы (которая менее статична), которая обычно более податлива сильному сжатию. Следовательно, путем изготовления впитывающего внутреннего слоя в соответствии с настоящим изобретением и смягчении тем самым проблемы забивания, изготовление можно осуществлять при более высоких уровнях влажности воздуха, с обеспечением тем самым преимуществ использования более высоких уровней влажности воздуха.
Кроме того, при изготовлении впитывающего внутреннего слоя в соответствии с настоящим изобретением прижимные ролики, которые применяют, не нуждаются в разогреве, обычном при традиционном способе изготовления. Применение нагреваемых роликов является альтернативным способом уменьшения забивания частицами SAP. Однако данный подход может быть сложным технически (например, из-за вакуумных свойств), дорогим и отнимающим много времени, и поэтому желательно исключить применение горячих роликов, что вполне возможно при применении настоящего изобретения.
В соответствии с третьим аспектом, настоящее изобретение относится к впитывающему изделию, выбранному из гигиенической прокладки, подгузника или средства защиты при недержании, содержащему впитывающий внутренний слой в соответствии с настоящим изобретением.
Кроме того, поскольку частицы SAP меньшего размера, которые используют, имеют большую общую площадь поверхности (по сравнению с более крупными частицами SAP), то было доказано, что впитывающий внутренний слой в соответствии с настоящим изобретением пригоден для впитывания менструальных жидкостей. Таким образом, в соответствии со вторым аспектом, изобретение относится к применению впитывающего внутреннего слоя для впитывания менструальных жидкостей.
Определения
«Тонкая» гигиеническая прокладка означает гигиеническую прокладку, в которой, по меньшей мере, часть впитывающего внутреннего слоя тоньше чем 3 мм, предпочтительно, тоньше чем 2 мм и, более предпочтительно, тоньше чем 1,5 мм.
«Продольное» направление или «машинное направление» означает направление по длине впитывающего изделия, т.е. от задней стороны до передней стороны изделия (или наоборот), и выражение «поперечное» направление или «направление, перпендикулярное направлению отлива» означает направление от боковой кромки до боковой кромки изделия, т.е. по ширине изделия.
«Забивание» частиц SAP в прижимные ролики означает, что частицы SAP прилипают к прижимным роликам вследствие, например, липких свойств поверхности частиц SAP и/или других механизмов взаимодействия между частицами SAP и прижимными роликами.
Выражение «впитывающий внутренний слой сформирован поточно в виде состоящего из отдельных частей или сплошного внутреннего слоя» означает, что внутренний слой формируют в процессе изготовления, например, на транспортерной ленте либо в виде внутреннего слоя, состоящего из отдельных частей, формируемой, например, формированием аэродинамической укладкой рыхлой массы на формирующей маты машине, либо впитывающий внутренний слой формируют в виде сплошного слоя (или слоев), который разрезают на отдельные элементы в процессе изготовления, например, на транспортерной ленте.
«Размер» частиц SAP означает максимальный поперечник, т.е. размер, определяемый классификацией рассевом по ERT420.2-02 (гранулометрический состав частиц).
«Сжатие в процесс изготовления» внутреннего слоя означает, что внутренний слой сжимают в процессе сборки впитывающего изделия, содержащем сжатие внутреннего слоя, сборку верхнего листа, впитывающего внутреннего слоя, листа-основы и т.п.
Ряд способов измерения «плотности» впитывающих внутренних слоев или средней плотности образцов описан в литературе. В частности, среднюю плотность образца впитывающей сердцевины можно измерять в соответствии со следующей процедурой:
- Осторожно расслаивают впитывающее изделие: снимают любые внутренние или внешние покровные листы, чтобы оставить только одинарный внутренний слой.
- Прилагают давление 0,5 кПа к впитывающему внутреннему слою прижимным устройством, которое по площади соответствует площади образца впитывающего внутреннего слоя, для которого следует измерять плотность.
- Измеряют толщину образца, подвергнутого упомянутому давлению.
- Из внутреннего слоя вырезают образцы, для которых следует вычислить плотности, и вычисляют поверхностную массу (г/см) упомянутых образцов в виде отношения масса/площадь поверхности.
3
- По поверхностной массе и толщине вычисляют среднюю плотность для упомянутых площадей. Среднюю плотность (кг/м) вычисляют делением поверхностной массы на толщину.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - зависимость толщины внутреннего слоя от расстояния между прижимными роликами, где кружками показаны измеренные данные, и сплошная линия является аппроксимирующей функцией.
Фиг.2 - зависимость количества дефектных внутренних слоев от интенсивности SAP в зазоре сжатия, где кружками показаны измеренные данные, и сплошная линия является аппроксимирующей функцией (линейной регрессии).
Фиг.3 - зависимость количества дефектных внутренних слоев от разных марок SAP.
d
g
c
i
o
Фиг.4 - силы, действующие на частицу SAP, где f - влекущая сила, f - гравитационная сила, f - центробежная сила, p - внутреннее давление воздуха около частицы, p - внутреннее давление воздуха около частицы, и r - радиус частицы.
Фиг.5 - зависимость отходов SAP от перепада давлений на внутреннем слое, формируемом на формирующей маты машине, для двух разных максимальных диаметров частиц SAP.
Подробное описание изобретения
3
3
В соответствии с первым аспектом, изобретение относится к впитывающей сердцевине для применения во впитывающем изделии, например гигиенической прокладке, подгузнике, средстве защиты при недержании или подобном изделии, при этом внутренний слой после сжатия имеет плотность материала (из расчета общего содержания внутреннего слоя), по меньшей мере, 200 кг/м, предпочтительно, по меньшей мере, 230 кг/м, измеренную при давлении 0,5 кПа, при котором впитывающий внутренний слой сформировали поточно как состоящий из отдельных частей или сплошной внутренний слой, отличающийся тем, что впитывающий внутренний слой содержит частицы SAP, причем, по меньшей мере, 99,5% частиц SAP имеет максимальный размер 600 мкм.
Таким образом, поскольку используют частицы SAP меньшего размера по сравнению с обычным впитывающим внутренним слоем, то риск забивания существенно снижается, как доказывают, например, прилагаемые примеры.
В одном варианте осуществления, по меньшей мере, 99,5% частиц SAP имеет размер максимум 550 мкм, предпочтительно максимум 400 мкм, в более предпочтительном варианте максимум 350 мкм, и в самом предпочтительном варианте максимум 300 мкм. Таким образом, риск забивания дополнительно снижается.
Впитывающий внутренний слой обычно формируют из, по меньшей мере, одного слоя распушенных целлюлозных волокон, например, рыхлой целлюлозной массы. Другие материалы, которые можно применять, представляют собой, например, впитывающий или смачиваемый нетканый материал, вспененный материал, материалы из синтетических волокон или торф. Кроме целлюлозных волокон или других впитывающих материалов впитывающий внутренний слой содержит суперабсорбентный материал, так называемый SAP (суперабсорбентные полимеры), который представляет собой материал в форме волокон, частиц, гранул, пленки или чего-то подобного, при этом упомянутый материал обладает способностью впитывать текучие вещества в количествах в несколько раз больше массы суперабсорбентного материала. Суперабсорбентный материал связывает текучее вещество и формирует гель, содержащий текучее вещество. Кроме того, впитывающий внутренний слой может содержать связующие вещества, составляющие-стабилизаторы формы или что-то подобное. Впитывающий внутренний слой можно химически или физически обрабатывать для изменения впитывающих свойств. В соответствии с настоящим изобретением обеспечивают впитывающий слой со сжатыми зонами и/или сжатый по всему(ем) слою(ям), чтобы регулировать растекание текучего вещества во впитывающей основе. Возможно также заключение впитывающего(их) слоя(ев) в мягкую оболочку из, например, тканевого материала. В известных конструкциях обычно применяют тканевый материал во впитывающем внутреннем слое или в, например, распределительных слоях. Однако данный подход может быть неблагоприятным в отношении впитывания, например, менструальной жидкости и/или мочи, так как тканевый материал имеет склонность к привязке к структуре. Тонкая ткань обычно имеет плотную структуру, которая приводит к замедленному впитыванию и более интенсивному распределению текучего вещества. Кроме того, применение тонкой ткани имеет следствием удорожание и усложнение технологического процесса. Следовательно, в настоящем изобретении для впитывающего внутреннего слоя предпочтительно применять материалы, отличающиеся от тонкой ткани.
Впитывающий внутренний слой можно компоновать несколькими разными способами, пока обеспечиваются подходящие впитывающие свойства. В одном варианте осуществления, впитывающий внутренний слой содержит, по меньшей мере, три подслоя, из которых первый подслой, если смотреть со стороны, обращенной к носителю, содержит, в основном, волокнистую массу, второй подслой содержит частицы SAP и волокнистую массу, и третий подслой, содержит, в основном, волокнистую массу.
В другом варианте осуществления, содержание SAP во впитывающем внутреннем слое находится в интервале от 5 до 60 вес.% по весу впитывающего слоя, предпочтительно, от 10 до 50 вес.% по весу, из расчета общей массы внутреннего слоя.
Суперабсорбентные полимеры представляют собой набухаемые в воде органические или неорганические материалы, не растворимые в воде, способные поглощать водный раствор, содержащий 0,9 процентов по массе хлорида натрия, в, по меньшей мере, приблизительно 20-кратном количестве от собственной массы. Органические материалы, пригодные для применения в качестве суперабсорбентного материала, могут содержать натуральные материалы, например полисахариды, полипептиды и т.п., а также синтетические материалы, например синтетические гидрогелевые полимеры. Упомянутые гидрогелевые полимеры содержат, например, соли щелочных металлов полиакриловых кислот, полиакриламиды, поливиниловый спирт, полиакрилаты, полиакриламиды, поливинилпиридины и т.п. Другие подходящие полимеры содержат привитой сополимер гидролизованного крахмала и акрилонитрила, привитой сополимер гидролизованного крахмала и акриловой кислоты и сополимеры изобутилена и малеинового ангидрида и их смеси. Гидрогелевые полимеры, предпочтительно, являются слабо сшитыми, чтобы сделать материал, по существу, нерастворимым в воде. Предпочтительные суперабсорбентные материалы дополнительно являются поверхностно-сшитыми, так что внешняя поверхность или оболочка суперабсорбентной частицы и т.д. характеризуется более высокой плотностью сшивания, чем внутренний участок суперабсорбента. Естественно, можно также рассмотреть другие комбинации материалов, известные в технике, и, таким образом, включить в объем настоящего изобретения.
Впитывающий внутренний слой обычно имеет, в продольном направлении внутреннего слоя, вытянутую форму и, например, может быть, по существу, прямоугольной, T-образной или в форме гантели. Впитывающий внутренний слой в форме гантели шире в передней и задней частях, чем в промежностной части, чтобы обеспечивать эффективное впитывание текучего вещества, и одновременно, конструкция облегчает принятие изделием формы и смыкание вокруг пользователя, что обеспечивает более качественное прилегание около ног (смотри, например, WO 03/053301, EP 0 956 844, WO 03/047484, WO 02/087484, WO 02/085270, WO 03/059222, WO 02/087483, WO 02/085269 и родственные заявки, которые описывают впитывающие изделия, которые содержат элемент жесткости, который предназначен для поддержки трехмерной формы изделий во время использования). Кроме того, впитывающий внутренний слой может иметь конструкцию более сложной формы, чтобы удобство, прилегание или впитывающие свойства были оптимальными. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, впитывающая ина имеет, по существу, прямолинейные и параллельные продольные кромки. Задняя и передняя кромки скруглены для подгонки к форме изделия.
Впитывающий внутренний слой может быть в форме рулонного материала или фестонного материала, в соответствии с чем материал обычно поставляется с высокой степенью сжатия, или структуру можно формировать методом аэродинамической укладки, при котором структура уплотняется в процессе изготовления изделия. Последний выбор является предпочтительным в контексте настоящего изобретения, так как отходы материала при использовании непосредственного формирования сокращаются по сравнению с использованием рулонного материала, который требуется разрезать. Альтернативой данному подходу является сухое формование бумажного полотна согласно описанию в WO 94/10956.
В соответствии со вторым аспектом, настоящее изобретение относится к способу изготовления впитывающего внутреннего слоя в соответствии с изобретением, при этом согласно способу
(a) формируют впитывающий внутренний слой поточно как состоящий из отдельных частей или сплошной внутренний слой, причем внутренний слой содержит такие частицы SAP, и по меньшей мере, 99,5% частиц SAP имеет размер максимум 600 мкм;
3
3
(b) уплотняют впитывающую сердцевину между прижимными роликами так, чтобы сердцевина после сжатия имела плотность материала (из расчета общего содержания внутреннего слоя), по меньшей мере, 200 кг/м, предпочтительно, по меньшей мере, 230 кг/м, измеренную при давлении 0,5 кПа;
(c) (по выбору) обеспечивают верхний лист и лист-основу после сжатия, при этом впитывающий внутренний слой помещают между верхним листом и листом-основой и запечатывают изделие, чтобы обеспечить конечное впитывающее изделие.
Впитывающий внутренний слой в соответствии с изобретением предпочтительно формируют поточно как некоторую форму, из чего следует, что слои по настоящему изобретению обеспечивают методом аэродинамической укладки посредством подачи, например, рыхлой массы на формирующую маты или подобную машину и формования материала в требуемую форму.
Сжатие впитывающего внутреннего слоя можно выполнять любыми средствами. Однако предпочтительно применение технологического процесса, названного сжатием до высокой плотности (HDC), дополнительно описанного в документе EP-B-1427658, который включен в настоящую заявку путем отсылки.
Следовательно, в другом варианте осуществления, сжатие впитывающего внутреннего слоя выполняют по технологии HDC (внутренний слой высокой плотности). Например, сжатие впитывающего внутреннего слоя можно выполнять в три этапа, включающих в себя предварительное сжатие и последующее сжатие внутреннего слоя в один или два этапа.
Например, прежде всего, предварительное сжатие материала внутреннего слоя выполняют с использованием обычно расстояния между роликами около 600-800 мкм, чтобы выдавить воздух, который содержится в материале, для того, чтобы изделие не прилипало к перфорациям прижимных роликов в процессе сжатия. После этого выполняют два последовательных этапа сжатия. На первом этапе сжатия обычно используют расстояние между роликами около 250 мкм, вследствие чего сжимают внешнюю часть впитывающего внутреннего слоя. На втором этапе сжатия с использованием обычно расстояния между роликами около 250 мкм, уплотняют центральную часть впитывающего внутреннего слоя. Например, впитывающий внутренний слой подается на конвейерное направляющее устройство, проходящее два прижимных ролика, уплотняющих каждый правую и левую внешние части впитывающего внутреннего слоя (если смотреть в продольном направлении) на первом этапе сжатия и затем, проходящее один прижимной ролик, сжимающий центральную часть впитывающего внутреннего слоя на втором этапе сжатия, чтобы весь впитывающий внутренний слой сжимался в результате двух последовательных этапов сжатия. Дополнительные сведения приведены также в EP-B-1427658.
После сжатия впитывающего слоя впитывающее изделие обычно изготавливают обеспечением дополнительных компонентов, т.е. лист-основу, верхний лист, а также другие компоненты, которые составляют на конвейерном направляющем устройстве, и окончательно упаковывают в упаковку для впитывающего изделия.
Для достижения упомянутых преимуществ, сжатый(ые) впитывающий(ие) внутренний слой (и) можно подавать непосредственно на технологическую линию для изготовления впитывающего изделия, что, однако, требует, чтобы скорость подачи технологической линии для впитывающего изделия и скорость подачи для сжатия впитывающего внутреннего слоя были синхронными.
В одном варианте осуществления, скорость изготовления впитывающего внутреннего слоя на одной линии составляет, по меньшей мере, 300, предпочтительно, по меньшей мере, 350, более предпочтительно, по меньшей мере, 400, и еще предпочтительнее, по меньшей мере, 500 м/мин.
Кроме того, (в случае, если требуется внутренний слой сложной или непрямоугольной формы) при изготовлении впитывающего внутреннего слоя в соответствии с настоящим изобретением и, вследствие этого, без применения, например, впитывающего внутреннего слоя, который обеспечивается в форме предварительно сжатого рулонного материала, отходы материала можно уменьшить или исключить, поскольку можно избежать отрезания материала впитывающего внутреннего слоя, который продолжается за пределы требуемой или намеченной формы внутреннего слоя и тем самым может приводить к протечке при использовании или снижать качество прилегания, или оказываться на виду. Следовательно, отходы материала можно уменьшить. Например, для сложного внутреннего слоя (см., например, WO 03/053301, EP 0 956 844, WO 03/047484, WO 02/087484, WO 02/085270, WO 03/059222, WO 02/087483, WO 02/085269 и родственные заявки, которые содержат описания впитывающих изделий, которые содержат элемент жесткости, который предназначен для поддержки трехмерной формы изделий во время использования), отходы материала можно уменьшить приблизительно на 40%.
Более того, при использовании частиц SAP меньшего размера можно сократить отходы частиц SAP на одно изделие в процессе изготовления. Таким образом, в одном дополнительном варианте осуществления сокращаются отходы SAP на одно изделие в процессе изготовления.
В соответствии с третьим аспектом, изобретение относится к впитывающему изделию, выбранному из гигиенической прокладки, подгузника или средства защиты при недержании, содержащему верхний лист, лист-основу и впитывающий внутренний слой в соответствии с настоящим изобретением между верхним листом и листом-основой.
Впитывающее изделие в соответствии с настоящим изобретением обычно имеет следующую конструкцию. Начиная с верха (предназначенного для прилегания к коже носителя при использовании), могут быть расположены дополнительные, подобные текстильным кромки, которые при их использовании располагают на продольных кромках верхнего листа. Под верхним листом может располагаться дополнительный слой для распределения жидкости. В предпочтительном варианте осуществления, слой для распределения жидкости является слоем, выполненным по технологии иглопробивного скрепления (так называемым, слоем high loft), или слоем низкой плотности, выполненным по технологии аэродинамического соединения (так называемым, слоем airlaid). Под слоем для распределения жидкости или непосредственно под верхним слоем (в случае отсутствия слоя для распределения жидкости) расположен впитывающий внутренний слой. Например, впитывающий внутренний слой является внутренним слоем, выполненным по технологии аэродинамической укладки (airlaid) с фиксацией давлением, содержащей суперабсорбентные полимеры (SAP). В предпочтительном варианте осуществления, чтобы обеспечить высокую впитывающую способность, впитывающий внутренний слой содержит около 5-60% SAP. Под структурой внутреннего слоя обеспечивают лист-основу. Например, лист-основа является пластиковой пленкой. На внешней стороне листа-основы, по желанию, помещают снимаемую бумагу, которая прикреплена к листу-основе, например, липкими полосками или любым другим обычным средством. Кроме того, можно расположить герметичное сжатие кромок, скрепляющее дополнительные текстильные кромки, слой для распределения жидкости и лист-основу по продольным кромкам.
Проницаемый для жидкости верхний лист предпочтительно выполнен из материала, обладающего такими свойствами, как сухость и мягкость при использовании в качестве впитывающего изделия, когда данный лист прилегает к телу носителя. Обычно требуется, чтобы лист имел мягкую, подобную текстильной поверхность, которая, кроме того, остается сухой при многократном смачивании. Верхний лист может, например, состоять из нетканого материала с мягкой и гладкой поверхностью, например материала, изготовленного по фильерной технологии с термоскреплением (так называемого, материала spunbond) из полипропиленовых волокон. Другие примеры материала верхнего листа могут представлять собой, например, перфорированные пластиковые пленки, например полиэтиленовую пленку. Верхний лист можно соединять с нижележащим листом-основой и с впитывающим внутренним слоем, например клеем, ультразвуковой сваркой или некоторыми методами термической сварки.
Не проницаемый для жидкости лист-основа состоит из гибкого материала, предпочтительно тонкой пластиковой пленки из PE (полиэтилена), PP (полипропилена), полиэфира или подходящего материала какого-либо другого вида, например гидрофобного нетканого слоя или ламината из тонкой пленки и нетканого материала. Данные типы ламинатов часто применяют, чтобы обеспечить мягкую, подобную текстильной поверхность листа-основы. Чтобы получить более воздушное и удобное изделие, можно также применить воздухопроницаемые листы-основы, которые не допускают вытекания текучей среды из впитывающего изделия, но допускают унос влаги в парообразном состоянии. Данные воздухопроницаемые листы-основы можно составлять из слоев единственного материала или ламинатов из, например, полиэтиленовых пленок, полученных экструзией с раздувом или формованных, которые ламинированы, например, нетканым слоем, изготовленного из материала, изготовленного по фильерной технологии с термоскреплением или комбинированной технологии spunbond-meltblown-spunbond (где meltblown является технологией формирования волокон путем раздува расплавленного полимера (по фильерно-раздувной технологии) горячим воздухом непосредственно на транспортерную ленту или на другую приемную поверхность) (SMS).
В изделии в соответствии с настоящим изобретением можно применять дополнительные слои для распределения жидкости, предпочтительно, между впитывающей структурой и верхним листом. Например, можно применить дополнительные слои для совершенствования упоминавшихся свойств, например переходный слой или различные типы слоев или вставок из материала для растекания текучих сред, так называемые тампоны или иглопробивные слои. Слой для распределения жидкости обычно является относительно толстым слоем из пористого эластичного материала, например, в форме иглопробивного волокнистого слоя, кардного прочеса, очеса или объемного и эластичного волокнистого материала другого типа, обладающего высокой способностью к мгновенному приему жидкости, и который может временно вмещать жидкость перед тем, как жидкость поглощается нижележащим впитывающим внутренним слоем. Слой для распределения жидкости может быть также в форме пористого вспененного материала. Упомянутый слой может также состоять из слоев из, по меньшей мере, двух материалов или из слоя низкой плотности, изготовленного по технологии аэродинамического соединения (airlaid).
Кроме того, изделие в соответствии с изобретением обычно снабжают снимаемой бумагой или пластиковой пленкой, которая частично или полностью покрывает внешнюю сторону листа-основы изделия. Снимаемая бумага прикрепляется к листу-основе липкими полосками.
По внешнему контуру изделия, на ширине, например, около 0,5-1,5 см обеспечивают герметичное сжатие кромок, чтобы скреплять между собой верхний лист, лист-основу и, по желанию, слой для распределения жидкости. Герметичное сжатие кромок можно выполнять скреплением слоев между собой, выдавливанием, термической сваркой, ультразвуковой сваркой, клеем или сочетанием упомянутых способов.
Чтобы предотвратить вытекание текучей среды, впитывающее изделие на стороне, которая обращена к носителю, можно также снабдить внутренними барьерами для текучей среды, которые прикрепляют в положении соединения с продольными кромками.
Кроме того, изделие в соответствии с настоящим изобретением можно снабдить крылышками. Кроме того, изделия, снабженные другими слоями, кроме описанных в настоящей заявке, также содержатся в объеме настоящего изобретения.
Изделие может быть в форме гантели (при этом, передняя часть и задняя часть имеют, по существу, равную ширину, измеренную в поперечном направлении, и промежностная часть имеет меньшую ширину, чем передняя или задняя часть), или изделие может иметь асимметричную форму, или изделие может иметь любую другую форму, которая подходит для изделий данного типа. Определение "асимметричная форма" может означать, что изделие имеет наименьшую ширину в промежностной части изделия (при измерении в поперечном направлении), и что изделие шире в передней части, чем в задней части (при измерении в самом широком месте задней и передней части, соответственно, в поперечном направлении), чтобы обеспечивать более плотное прилегание к носителю. Другим примером асимметрии является внутренний слой сложной формы, описанный, например, в документах WO 03/053301, EP 0 956 844, WO 03/047484, WO 02/087484, WO 02/085270, WO 03/059222, WO 02/087483, WO 02/085269 и родственных заявках, которые описывают впитывающие изделия, которые содержат элемент жесткости, который предназначен для поддержки трехмерной формы изделий во время использования.
В процессе изготовления впитывающее изделие, а также различные его слои можно размещать на транспортерной ленте так, чтобы продольное направление изделие (или его слоев) было сориентировано в направлении движения транспортерной ленты или перпендикулярно направлению движения транспортерной ленты.
Разумеется, в пределах объема настоящего изобретения возможна модификация различных аспектов и вариантов осуществления изобретения. Для дополнительного пояснения изобретения ниже представлены примеры, которые, однако, не следует интерпретировать в смысле сужения предполагаемого объема охраны, определяемого прилагаемой формулой изобретения.
ПРИМЕРЫ
Пример 1
Оценка влияния содержания SAP и степени сжатия внутреннего слоя на технологичность
План испытаний разработан как полномасштабное испытание с тремя уровнями содержания SAP (BASF HySorb M-7055) и при трех уровнях сжатия впитывающего внутреннего слоя. Внутренние слои изготавливали на обычной перерабатывающей машине со скоростью технологической линии 300 м/мин и поточно сжимали посредством блока сжатия до высокой плотности. Измеряемыми параметрами были получаемая толщина внутреннего слоя, измеренная под давлением 0,5 кПа, и количество дефектных или бракованных внутренних слоев вследствие забивания прижимных роликов. Для подсчета дефектных внутренних слоев применяли встроенную систему технического зрения, выполняющую измерения в проходящем свете. Система технического зрения анализирует каждый внутренние слои в реальном времени, и внутренние слои с площадью поверхности и/или длиной меньше чем 80% от конкретных размеров считались как дефектные внутренние слои (в данном случае на скорости 300 м/мин, и идентифицировался каждый внутренний слой).
При представлении данных измерения толщин внутренних слоев в виде графика зависимости от расстояния между роликами сжатия внутреннего слоя становится очевидно, что между упомянутыми параметрами существует близкая корреляция. Данный результат, разумеется, не является неожиданным для специалиста в данной области техники; однако, данные показывают также, что содержание SAP не оказывает существенного влияния в диапазоне испытаний (0,15-1,00 г SAP и 2,2 г волокнистой массы), смотри для сравнения Фиг.1.
SAP
nip
Для прогнозирования степени забивания в блоке сжатия до высокой плотности (измеренной в виде количества дефектных внутренних слоев вышеописанной системой технического зрения) можно руководствоваться следующим теоретическим основанием: забивание должно быть пропорционально вероятности того, что в зазоре между прижимными роликами присутствует гранулированные SAP и энергии или мощности сжатия. Из чисто геометрических соображений несложно понять, что вероятность нахождения SAP на линии сжатия должна быть пропорциональна линейной плотности SAP, которая, в свою очередь, пропорциональна корню квадратному из массы SAP в одном внутреннем слое, m. Энергетическая зависимость оценивается как величина, пропорциональная величине, обратной зазору между роликами сжатия, t. Данная аппроксимация верна, по меньшей мере, когда зазор для внутреннего слоя близок к или точно равен нулю, но тогда обратная величина становится равной бесконечности. В данном случае можно принять, что функция интенсивности по SAP должна быть пропорциональной количеству дефектных внутренних слоев
.
На Фиг.2 представлен график зависимости количества дефектных внутренних слоев от заданной выше функции интенсивности по SAP. Наклон аппроксимирующей линии на Фиг.2 действителен только для условий во время испытаний; в общем, на наклон должны влиять:
• Внешние факторы, например свойства поверхности роликов, влажности воздуха, температуры, окружной скорости.
• Конструкция внутреннего слоя, включая количество волокнистой массы, тип, предварительное сжатие, равномерность формования внутреннего слоя, форма внутреннего слоя, качество слоев, не содержащих SAP.
• Свойства SAP, например механические свойства, влагосодержание, гранулометрический состав частиц, обработка поверхности, форма гранул, размер партии.
Пример 2
Оценка влияния свойств SAP на количество дефектных внутренних слоев
2
2
2
Чтобы оценить влияние свойств SAP на количество дефектных внутренних слоев, обусловленное забиванием прижимных роликов, провели испытания с тремя разными марками SAP. Разные марки SAP представлены в таблице 1, в которой обозначение «7160» относится к стандартным SAP, и обозначение «7160S» относится к SAP, стойким к спеканию (с поверхностной обработкой). Внутренние слои изготавливали на обычной перерабатывающей машине со скоростью технологической линии 300 м/мин, и внутренние слои содержали верхний и нижний слой из чистой волокнистой массы с основной массой приблизительно 85 г/м для каждой, и средний слой волокнистой массы с основной массой приблизительно 85 г/м, и SAP с основной массой приблизительно 50 г/м. Количество дефектных внутренних слоев подсчитывали встроенную посредством системы технического зрения, подобной системе в примере 1, в процессе изготовления приблизительно 30000 внутренних слоев за эксперимент. Количество дефектных внутренних слоев на одну марку SAP графически представлено на Фиг.3. Из Фиг.3 видно, что эксперимент с внутренними слоями с чистой волокнистой массой и без SAP дает близкое к нулю количество дефектных внутренних слоев. Также видно, что эксперимент с тонкодисперсными частицами SAP (BASF LuquaSorb 1030) также дает близкое к нулю количество дефектных внутренних слоев. Эксперименты со стандартными SAP (BASF Hy Sorb B-7160) дают значительно худший результат по сравнению с тонкодисперсной маркой SAP. Кроме того, повторяемость экспериментов подтверждается повторными экспериментами со стандартными SAP, BASF 7160. Очевидно, что применение поверхностно обработанных стандартных SAP (BASF HySorb M-7160S) не дает преимущества. Положительный побочный эффект от использования тонкодисперсных SAP состоял в том, что распределение SAP, измеренное системой технического зрения, во внутренних слоях становилось более равномерным по сравнению с внутренними слоями со стандартными SAP.
Таблица 1
Марка SAP (BASF)
Средний диаметр (мкм)
HySorb B-7160
45-850 (99%)
HySorb M-7160S
45-850 (99%)
LuquaSorb 1030
<300
Пример 3
Загрязнение производственной машины материалом SAP
Когда изготовленные внутренние слои транспортируются через вакуумные барабаны, всегда присутствует опасность рассыпания частиц SAP из внутреннего слоя, что приводит к нежелательному загрязнению производственной машины и нежелательным отходам SAP. Специалисту в данной области техники очевидно равновесие сил, действующих частицы SAP, как показано на Фиг.4, где положительными силами, отталкивающими частицу, являются гравитационная и центробежная силы, и отрицательными силами, удерживающими частицы, являются влекущая сила и сила перепада давления. Фиг.4 справедлива для наихудшего случая, в котором гравитационная и центробежная силы параллельны. Центробежная сила зависит от окружной скорости вакуумного барабана, и влекущая сила зависит от скорости воздуха через внутренний слой, который связан с перепадом давлений на внутреннем слое. Для оценки влияния разных сил перепад давлений на внутреннем слое не изменяли (настройкой числа оборотов в минуту всасывающего вентилятора). Как очевидно специалисту в данной области техники, все силы зависят также от размера и плотности частиц. Из теоретического анализа следует, что чем меньше размер и/или плотность частицы, тем легче ее удержать во внутреннем слое. На Фиг.5 представлены результаты для двух разных гранулометрических составов стандартных SAP. Отходы SAP собирали под нормальным всасывающим барабаном и взвешивали в процессе изготовления в течение десяти минут каждого эксперимента. Внутренний слой состоял из 18 г волокнистой массы из химических волокон и 12 г SAP, и скорость технологической линии составляла 300 м/мин. Как ожидалось, отходы SAP увеличивались, когда снижался перепад давлений и/или возрастал верхний предельный диаметр частиц SAP.