ОДНОРАЗОВОЕ АБСОРБИРУЮЩЕЕ ИЗДЕЛИЕ
DISPOSABLE ABSORBING PRODUCT

Область применения
Настоящее изобретение относится к одноразовым абсорбирующим изделиям, таким как изделия женской гигиены, имеющим абсорбирующую сердцевину, покрытую верхним листом.
Уровень техники
Одноразовые абсорбирующие изделия, такие как изделия женской гигиены, предназначены для поглощения текучих выделений организма и хорошо известны в данной области техники. Женщины, использующие изделия для женской гигиены, сталкиваются с рядом проблем. Одной из серьезных проблем являются утечка выделений из гигиенических прокладок. Еще одной серьезной проблемой является ощущение изделия телом. Пользователи таких изделий хотели бы, чтобы поверхность изделия была более чистая, гигиеничная и сухая, чем это обеспечивают традиционно используемые ткани или гидрофильные нетканые материалы.
Для обеспечения большего комфорта имеющиеся в продаже изделия типа гигиенических прокладок, как правило, имеют верхний лист, который является гибким, мягким на ощупь и не раздражающим кожу. Верхний лист сам по себе не удерживает текучих выделений организма. Он является проницаемым для них и позволяет текучим выделениям протекать к абсорбирующей сердцевине.
С течением времени верхние листы были улучшены и теперь обеспечивают ощущения большей чистоты, сухости и удобства пользования. В некоторых изделиях женской гигиены верхний лист сделан из гидрофобного материала, в частности он может быть сделан из гидрофобных нетканых материалов, сильно воздушных нетканых материалов и мягких пленок с высокой степенью текстурирования (микроотверстиями, пупырышками и прочими элементами в структуре пленки, которые могут захватывать текучие выделения). Подходящие для этого материалы достаточно разнообразны и включают перфорированные полимерные пленки, натуральные волокна (например, волокна из древесины или хлопка), синтетические волокна (например, полиэфирные или полипропиленовые волокна), а также сочетания натуральных и синтетических волокон. Гидрофобный характер данных материалов помогает изолировать жидкости, поглощенные изделием, от тела пользователя и тем самым повышает комфортность ношения изделия, снижая так называемый эффект «повторного намокания».
Абсорбирующие сердцевины хорошо известны в данной области техники, и как правило, включают спутанные массивы волокон, например волокнистые полотна, которые могут впитывать текучие выделения как по механизму абсорбции (когда текучая среда поглощается самим материалом волокна), так и по капиллярному механизму (при котором текучая среда принимается, распространяется и хранится в капиллярных промежутках между волокнами).
Одним из способов повышения абсорбирующей емкости абсорбирующей сердцевины является включение в нее суперабсорбирующего материала, такого как, например, полимерный гелеобразующий материал (иногда такие материалы именуются также материалами, образующими гидрогель, суперабсорбирующими полимерами и т.п.), который впитывает текучую среду и образует гель, удерживающий данную среду. Суперабсорбирующий материал может использоваться в виде частиц, и затем заключаться в слой ткани. Такие сердцевины с тканевой оболочкой часто называются сердцевинами, ламинированными в ткань. Примеры подобных сердцевин, ламинированных в ткань, используемых в гигиенических прокладках, описаны, например, в патентах США 4950264 (автор Osborn, выдан 21 августа 1990 года) и 5009653 (автор Osborn, выдан 23 апреля 1991 года).
И хотя суперабсорбирующие материалы достаточно хорошо поглощают мочу и прочие текучие среды на водной основе, текучие среды на основе крови они поглощают значительно медленнее (примерно в 10-12 раз медленнее). Поскольку вспушенная целлюлозная масса (основной материал сердцевин) поглощает текучие среды на основе крови значительно быстрее, чем обычные суперабсорбирующие материалы, для того чтобы изготовить изделия женской гигиены, обладающие улучшенными свойствами, то есть меньшим повторным намоканием, большей сухостью и повышенной абсорбирующей емкостью, необходимо использовать достаточно большие количества суперабсорбирующих материалов. Содержание суперабсорбирующих материалов в сердцевине изделия женской гигиены, как правило, составляет от 5 до 200 граммов на квадратный метр материала.
При таких концентрациях относительно большие частицы суперабсорбирующего материала могут давать грубую его текстуру, подобную наждачной бумаге. Это может вести к снижению комфорта при пользовании изделием, что особенно касается тонких гигиенических прокладок типа «ультра» и прокладок на каждый день. Кроме того, набухший суперабсорбирующий материал может замедлять движение текучей среды внутри абсорбирующей сердцевины, так как он постепенно заполняет пустоты в матрице из волокон и тем самым ухудшает проницаемость матрицы из волокон для текучей среды. Если это происходит близко к верхнему листу, это может серьезно препятствовать транспорту текучей среды к другим частям изделия, и существенно снизятся абсорбирующая емкость и общая эффективность изделия. По этой причине суперабсорбирующие материалы в изделии женской гигиены, как правило, стараются расположить подальше от верхнего листа и иногда включают их только, или преимущественно, в слои сердцевины, расположенные у тыльного листа.
Несмотря на то, что такое свойство верхнего листа, как гидрофобность, помогает удерживать текучие среды в сердцевине, склонность таких верхних листов отталкивать текучие среды создает риск того, что текучая среда будет течь в сторону от верхнего листа, а не через него к абсорбирующей сердцевине. Эта проблема особенно серьезна для изделий женской гигиены, которые принимают поток текучих сред в количествах 1-3 грамма в час и менее, а не большие излияния среды в течение короткого времени, как это имеет место в случае подгузников. Чтобы текучая среда текла вовнутрь изделия женской гигиены, она должна преодолеть не только гидрофобные свойства верхнего листа, но также имеющее место естественное прилипание текучей среды к поверхностям тела.
Для решения этих проблем иногда предпринимается такая мера, как выполнение верхней поверхности верхнего листа гидрофильной. Это может делаться, например, путем обработки верхней поверхности поверхностно-активным веществом, как описано, например, в патенте США 4950254. Однако подобная обработка верхнего листа может делать его менее комфортным для кожи.
Чтобы обеспечить течение текучих сред вовнутрь абсорбирующей сердцевины, некоторые изделия женской гигиены с гидрофобными верхними листами иногда изготавливаются имеющими так называемый вторичный верхний лист 20, расположенный непосредственно под верхним листом. Такой вторичный верхний лист 20 предназначен для приема текучей среды, попавшей на верхний лист, и ее транспортировки к лежащей под ним абсорбирующей сердцевине. Чтобы обеспечить эффективную транспортировку текучей среды вторичным верхним листом к абсорбирующей сердцевине, вторичные верхние листы, как правило, изготавливаются из полотна воздушной укладки или синтетического нетканого полотна, которое имеет достаточно высокую капиллярность, чтобы оно могло притягивать текучую среду через верхний лист. Чтобы текучая среда текла далее к абсорбирующей сердцевине, вторичный верхний лист, как правило, изготавливают более проницаемым, чем абсорбирующая сердцевина, и менее капиллярным, чем абсорбирующая сердцевина.
Несмотря на то, что вторичный верхний лист повышает вероятность прохождения текучей среды через гидрофобный верхний лист, остается потребность в новых и более эффективных способах стимулирования течения жидкости через гидрофобный нетканый верхний лист и далее в абсорбирующую сердцевину или вторичный верхний лист.
Эффективный перенос текучей среды, как правило, достигается путем повышения капиллярных свойств слоя, к которому текучая среда должна быть направлена. Это может быть достигнуто несколькими способами. Так, например, уплотнение слоя, в который должна быть направлена текучая среда, уменьшает средний размер пор в данном слое и повышает капиллярные свойства данного слоя по сравнению с неуплотненным слоем. В качестве альтернативы, в слой, к которому должна быть направлена текучая среда, может быть добавлена смесь волокон и частиц, имеющих большую площадь поверхности. Поскольку отношение площади поверхности к объему сильно влияет на капиллярное давление материала, добавление в него таких волокон, имеющих большую площадь поверхности, обеспечивает более высокий вертикальный капиллярный подъем текучей среды в данном материале.
Однако попытка повысить капиллярные свойства вторичного верхнего листа такими традиционными свойствами может привести к тому, что он составит сильную конкуренцию за впитывание текучей среды и будет препятствовать переносу текучей среды к лежащим под ним слоям абсорбирующей сердцевины. Поэтому остается потребность в абсорбирующих изделиях, имеющих улучшенные характеристики поглощения.
Сущность изобретения
Было обнаружено, что проблема переноса текучей среды через гидрофобные нетканые верхние листы или верхние листы из перфорированных пленок может быть решена совершенно иным образом. А именно, наличие следовых количеств суперабсорбирующего материала, находящегося в непосредственном контакте с нижней стороной такого верхнего листа, может обеспечивать более эффективный перенос текучей среды и ускорять начало поглощения текучей среды через верхний лист, не препятствуя значительно последующему переносу текучей среды к сердцевине.
2
2
2
Было определено, что особенно полезным для данной цели является волокнистый суперабсорбирующий материал. Такой материал может быть иммобилизирован внутри волокнистой матрицы или приведен в тесный контакт с верхним листом в виде слоя воздушной укладки, имеющего поверхностную плотность менее чем примерно 125 г/м. Может быть предпочтительно, чтобы поверхностная плотность такого слоя воздушной укладки составляла менее чем 100 г/м и наиболее предпочтительно - менее чем 80 г/м.
2
2
2
Можно ожидать, что наиболее подходящими являются концентрации суперабсорбирующего материала в нетканом полотне или слое воздушной укладки, составляющие от 0,30 до 3,5 г/м. Предпочтительно, чтобы концентрация составляла менее чем 2,5 г/м и наиболее предпочтительно - менее чем 1,5 г/м.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1. Аксонометрический вид одного из воплощений гигиенической прокладки в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 2. Поперечное сечение гигиенической прокладки, изображенной на фиг. 1, по плоскости 2-2.
Подробное описание изобретения
Настоящее изобретение может использоваться для различных одноразовых абсорбирующих изделий, но будет особенно полезным для изделий женской гигиены, таких, как гигиенические прокладки и прокладки на каждый день. Одно из воплощений одноразового абсорбирующего изделия, в котором используется настоящее изобретение, в виде гигиенической прокладки 10 изображено на фиг. 1 и 2.
Изображенная гигиеническая прокладка 10 имеет верхнюю сторону, обращенную к телу и контактирующую с телом при использовании изделия. Противоположная, нижняя сторона, обращенная к одежде, при использовании изделия находится в контакте с одеждой.
Гигиеническая прокладка 10 может иметь любую форму, известную в области изготовления изделий женской гигиены, включая в целом симметричную форму песочных часов, как показано на фиг. 1, а также форму груши, велосипедного седла, трапеции, клина и прочие формы, при которых один конец шире, чем другой. Гигиенические прокладки и прокладки на каждый день могут иметь выступающие по бокам части, называемые в данной области техники «клапанами» или «крылышками» (на фиг.1 не показаны). Такие выступающие части могут служить для ряда целей, включая, но не ограничиваясь ими, защиту нижнего белья женщины от загрязнения и фиксацию гигиенической прокладки в требуемом месте.
На верхней стороне гигиенической прокладки, как правило, имеется проницаемый для жидкости верхний лист 14. Нижняя сторона (смотри фиг.2), как правило, содержит непроницаемый для жидкости тыльный лист 16, соединяющийся с верхним листом по краям изделия. Абсорбирующая сердцевина 18 расположена между верхним листом 14 и тыльным листом 16. Выше абсорбирующей сердцевины 18 и ниже верхнего листа может быть расположен вторичный верхний лист 20.
Верхний лист 14, тыльный лист 16 и абсорбирующая сердцевина 18 могут быть собраны друг с другом в различных конфигурациях, известных в данной области техники, включая так называемую «трубчатую» конфигурацию и конфигурацию с боковыми клапанами. Предпочтительные конфигурации гигиенических прокладок в целом описаны в патентах США 4950264 («Тонкая и гибкая гигиеническая прокладка, автор Osborn, выдан 21 августа 1990 года), 4425130 («Гигиеническая прокладка из композитного материала», автор DesMarais, выдан 10 января 1984 года), 4321924 («Одноразовое абсорбирующее изделие с границами», автор Ahr, выдан 30 марта 1982 года) и 4589876 («Гигиеническая прокладка с клапанами», автор Van Tilburg, выдан 18 августа 1987 года). Каждый из данных патентов включен в настоящую заявку посредством ссылки.
Тыльный лист 16 и верхний лист 14 могут быть скреплены друг с другом различными способами. Было определено, что удовлетворительными являются адгезивы HL-1258 или Н-2031 производства Н.В. Fuller (Сент-Пол, штат Миннесота, США). В качестве альтернативы, верхний лист 14 и тыльный лист 16 могут быть скреплены друг с другом термическим скреплением, скреплением под давлением, ультразвуковым скреплением, динамическим механическим скреплением или путем обжима концов. Непроницаемые для текучей среды обжатые края 24 могут препятствовать миграции текучей среды через края продукта в латеральном направлении, тем самым препятствуя загрязнению нижнего белья женщины, использующей изделие.
Как и обычные гигиенические прокладки и им подобные изделия, гигиеническая прокладка 10 в соответствии с настоящим изобретением может иметь адгезив для ее крепления к нижнему белью, расположенный на обращенной к одежде стороне тыльного листа 16. Адгезив для крепления к нижнему белью может быть любым из известных адгезивов, применяемых в данной области техники для данной цели, и может быть до использования изделия закрыт защитной бумагой, как известно сведущим в данной области техники. Если в изделии имеются клапаны или «крылышки», адгезив для крепления к нижнему белью может быть нанесен на обращенную к одежде поверхность таким образом, что он будет находиться и приклеиваться к нижней стороне нижнего белья женщины.
Наиболее важными для описания настоящего изобретения являются следующие части гигиенической прокладки 10: верхний лист 14, абсорбирующая сердцевина 18 и вторичный верхний лист 20. Ниже каждый из данных компонентов будет описан более подробно.
Верхний лист 14
Для ощущения мягкости объекта, расположенного в непосредственной близости к телу, верхний лист 14 изображенной гигиенической прокладки 10 выполнен их мягкого, гладкого, гибкого и пористого материала, не раздражающего кожу. Верхний лист 14 должен быть проницаемым для текучих выделений организма, собираемых изделием, и следовательно, в случае гигиенической прокладки должен быть проницаемым для влагалищных выделений.
В целом верхние листы абсорбирующего изделия могут быть изготовлены из широкого ряда материалов, таких как тканые и нетканые материалы; полимерные материалы, такие как перфорированные формованные термопластические пленки, перфорированные полимерные пленки, гидроформованные термопластические пленки; пористые пены; сетчатые пены; сетчатые термопластические пленки и термопластические сетки. Подходящие тканые и нетканые материалы могут содержать натуральные волокна (например, волокна из древесины или хлопка), синтетические волокна (например, полимерные волокна, такие как полиэфирные, полипропиленовые или полиэтиленовые) или сочетания из натуральных и синтетических волокон.
Гидрофобные верхние листы характеризуются пониженной тенденцией к обратному прохождению текучих выделений организма через верхний лист, что вызывало бы намокание кожи пользователя. За счет этого поверхность формованной пленки (или нетканого материала), которая находится в контакте с телом, остается сухой, в результате чего уменьшается загрязнение тела и создается ощущение большего комфорта при ношении изделия.
Предпочтительные верхние листы, которые могут использоваться в настоящем изобретении, изготовлены из нетканых материалов, которые произведены типичными способами формования, такими как спанбонд, кардование, гидроспутывание, начес, скрепление продувкой воздуха. Могут также использоваться нетканые верхние листы с высокой степенью воздушности и верхние листы из перфорированной двухмерной или трехмерной пленки. Могут также использоваться верхние листы из формованной перфорированной пленки с высокой степенью воздушности, с явно выраженной текстурой верхнего листа (в виде пупырышек, микротекстуры или выступов в виде ворсинок на обращенной к телу поверхности, которые могут захватывать текучие выделения организма и замедлять их медленное обратное течение к телу), которые могут быть по своей природе гидрофобными или гидрофильными. Особо предпочтительными для изготовления верхнего листа 14 являются перфорированные формованные пленки, поскольку они являются проницаемыми для выделений организма и не абсорбирующими.
Подходящие верхние листы из формованных пленок описаны в патентах США 3929135 (Thompson, выдан 30 декабря 1975 года), 4324246 (Mullane с соавторами, выдан 13 апреля 1982 года), 4342314 (Radel с соавторами, выдан 3 августа 1982 года), 4463045 (Ahr с соавторами, выдан 31 июля 1984 года) и 5006394 (Baird, выдан 9 апреля 1991 года). Каждый из упомянутых патентов включен в настоящую заявку посредством ссылки. Прочие примеры подходящих верхних листов из перфорированных формованных пленок описаны в патенте США 4609518 (Curro с соавторами, выдан 2 сентября 1986 года и 4629643 (Curro с соавторами, выдан 16 декабря 1986). Упомянутые патенты включены в настоящую заявку посредством ссылки. Прочие примеры подходящих верхних листов описаны, например, в патентах США 7172801; 7270861; 7410683; 7507459; 7553532; 7648752; 7670665; 7682686; 7718243; а также в патентных заявках США 2005/0281976; 2005/0283129; 2008/0119807; 2009/0030390; 2009/0030391. Полезным верхним листом для реализации настоящего изобретения является лист из формованной пленки, описанный в одном или более из упомянутых патентов и используемый в гигиенических прокладках «DRI-WEAVE» производства The Procter & Gamble Company (Цинциннати, штат Огайо, США).
Абсорбирующая сердцевина 18
Абсорбирующая сердцевина 18 гигиенической прокладки служит для хранения текучих выделений организма, выделяемых во время использования изделия. Абсорбирующая сердцевина 18 может быть изготовлена имеющей различные формы и размеры и может иметь профиль, при котором она будет иметь различные толщину, градиенты гидрофильности, градиенты содержания суперабсорбирующего материала, различные плотность или поверхностную плотность, то есть отличающиеся в различных местах поверхности изделия.
Абсорбирующая сердцевина 18 может содержать слой для распределения текучих сред и слой для хранения текучих сред. Слой для распределения текучих сред передает принятую текучую среду вниз и в латеральных направлениях, и в целом имеет большую проницаемость и меньшую капиллярность, чем слой для хранения текучих сред.
В дополнение к традиционным абсорбирующим материалам, таким как крепированная целлюлозная набивка, вспушенные целлюлозные волокна и текстильные волокна, слой для хранения текучих сред часто включает суперабсорбирующий материал, который впитывает текучие среды с образованием гидрогелей. Такие материалы, как правило, способны поглощать большие количества текучих выделений организма и удерживать их, когда к ним приложено небольшое давление. Слой для хранения текучей среды абсорбирующей сердцевины 18 может быть изготовлен только лишь из суперабсорбирующего материала или может включать такие материалы, распределенные в подходящем носителе, таком как, например, целлюлозные волокна, вспушенные или сделанные более жесткими. Подходящие синтетические волокна включают волокна из ацетата целлюлозы, поливинилфторида, поливинилиденхлорида, акриловые волокна (например, «Orion»), волокна из поливинилацетата, нерастворимых поливиниловых спиртов, полиэтилена, полипропилена, полиамидов (таких, как нейлон), полиэфирные волокна, двухкомпонентные волокна, трехкомпонентные волокна, их смеси и им подобные. Слой для хранения текучих сред может также включать материалы-наполнители, такие как перлит, диатомовая земля, вермикулит и прочие подходящие материалы, способствующие решению проблемы повторного намокания.
Независимо от ее структуры, суммарная абсорбирующая емкость абсорбирующей сердцевины 18 должна соответствовать расчетной нагрузке на нее и общему назначению изделия. Соответственно, размеры и абсорбирующая емкость абсорбирующей сердцевины 18 могут быть различными для изделий различного назначения: урологических прокладок, прокладок на каждый день, обычных гигиенических прокладок или гигиенических прокладок «на ночь».
Абсорбирующая сердцевина 18 изображенной гигиенической прокладки изготовлена из целлюлозных волокон и абсорбирующего гелеобразующего материала, как, например, описано в международной патентной публикации 00/59438 (автор Walker), включаемой в настоящую заявку посредством ссылки.
Абсорбирующая сердцевина 18 может также включать прочие дополнительные компоненты, иногда используемые в абсорбирующих полотнах. Так, например, внутри соответствующих слоев или между соответствующими слоями абсорбирующей сердцевины 18 может быть расположена армирующая сетка.
Тыльный лист 16, покрывающий нижнюю сторону абсорбирующей сердцевины 18, предотвращает попадание текучих сред, хранящихся в абсорбирующей сердцевине 18, на объекты, которые могут вступать в контакт с гигиенической прокладкой 20, такие как, например, нижнее белье или пижамы. Соответственно, тыльный лист 16 предпочтительно должен быть изготовлен из непроницаемой для жидкости тонкой пленки или непроницаемого для жидкости, но проницаемого для пара ламината пленка/нетканое полотно, микропористой пленки, перфорированной формованной пленки или иной полимерной пленки, которая является паропроницаемой или сделана паропроницаемой, но при этом является в сущности непроницаемой для жидкости.
Вторичный верхний лист 20
Вторичный верхний лист 20 расположен между абсорбирующей сердцевиной 18 и верхним листом 14 и предназначен для быстрого притяжения текучих выделений организма, в частности менструальных выделений, через смежный с ним проницаемый (первичный) верхний лист 14. Это позволяет поддерживать поверхность первичного верхнего листа 14 относительно чистой и сухой.
2
2
2
2
2
2
Желательно, чтобы вторичный верхний лист 20 имел поверхностную плотность менее чем 125 г/м, более предпочтительно - менее чем 100 г/м и наиболее предпочтительно - менее чем 80 г/м. Вторичный верхний лист 20 изображенной гигиенической прокладки 10 имеет поверхностную плотность 59 г/м, толщину 0,75 мм, плотность 0,08 г/см и проницаемость 90 Дарси.
Целлюлозные волокна
2
Вторичный верхний лист 20 изображенной гигиенической прокладки 10 содержит волокнистое полотно или матрицу из гидрофильных целлюлозных волокон, которые дают вклад 34 г/м в суммарную поверхностную плотность вторичного верхнего листа 20. Такое волокнистое полотно или матрица, как правило, обеспечивают первичную среду для обращения с текучими средами на водной основе, и в частности, с текучими выделениями организма на водной основе. Такое полотно или матрица, как правило, обеспечивают капиллярную структуру для обращения с такими текучими средами. При этом «обращение» с текучими средами включает прием текучей среды через верхний лист 14, распределение и подачу принятой текучей среды к абсорбирующей сердцевине 18. При этом полотно может хранить в себе или не распределять малые количества принятой жидкости.
Для изготовления такого полотна или матрицы может использоваться множество различных материалов, включая как не модифицированные целлюлозные волокна естественного происхождения, такие как хлопок, трава камыша, жом сахарного тростника, конопля, лен, древесная пульпа и джут, так и модифицированные целлюлозные волокна, такие как химически модифицированная древесная пульпа, вискоза и им подобные. Таким волокнам химическими способами может быть придана жесткость.
Целлюлозные волокна, используемые в изображенном вторичном верхнем листе 20, являются гидрофильными. В контексте настоящего описания термин «гидрофильный» означает волокна или поверхности волокон, которые смачиваются нанесенными на них текучими средами на водной основе (например, текучими выделениями организма на водной основе). Гидрофильность и смачиваемость, как правило, определяются по таким показателям, как угол смачивания и поверхностное натяжение между исследуемыми текучими средами и твердыми телами. Подробное обсуждение данных свойств сред приводится в публикации Американского Химического Общества Contact Angle, Wettability and Adhesion под редакцией Robert F. Gould (1964). Считается, что волокно или поверхность волокна являются смачиваемыми текучей средой (то есть гидрофильными), если угол смачивания между текучей средой и волокном или его поверхностью составляет менее чем 90°, или когда текучая среда склонна к спонтанному распространению по поверхности волокна (оба явления, как правило, проявляются одновременно). И наоборот, волокно или поверхность волокна считаются гидрофобными, если угол смачивания больше 90°, и текучая среда не распространяется спонтанно по поверхности волокна.
Термопластический материал
Структура гидрофильных целлюлозных волокон в показанном вторичном верхнем листе 20 может быть отверждена с помощью термопластического материала. При плавлении по меньшей мере часть данного термопластического материала мигрирует к точкам пересечения волокон, которые становятся местами скрепления термопластического материала. При охлаждении термопластический материал в данных точках отвердевает и образует точки скрепления волокон полотна и или матрицы, удерживающие волокна друг с другом.
Для этой цели могут использоваться частицы или волокна термопластического материала. Термопластические материалы, в частности термопластические волока, могут быть изготовлены из различных термопластических полимеров, включая полиолефины, такие как полиэтилен (например, PULPEX™) и полипропилен, полиэфиры, сополиэфиры и сополимеры указанных выше полимеров в любых сочетаниях.
2
В зависимости от требуемых свойств получаемой термически скрепленной матрицы подходящие термопластические материалы включают гидрофобные волокна, которые были сделаны гидрофильными, например, термопластические волокна, обработанные поверхностно-активным веществом или кремнеземом и полученные, например, из полиолефинов, таких как полиэтилен или полипропилен, полиакриловые соединения, полиамиды, полистиролы, полиуретаны и им подобные. Поверхность гидрофобного термопластического волокна может быть сделана гидрофильной путем ее обработки поверхностно-активным веществом, таким как неионное или анионное поверхностно-активное вещество, например путем распыления поверхностно-активного вещества на поверхность волокон, погружения волокон в поверхностно-активное вещество, или включения поверхностно-активного вещества в полимерный расплав при изготовлении термопластического волокна. После расплавления и повторного отвердевания поверхностно-активное вещество в основном останется на поверхности термопластического волокна. Подходящие поверхностно-активные вещества включают неионные поверхностно-активные вещества, такие как Brij 76 производства ICI Americas, Inc. (Вилмингтон, штат Делавэр, США), а также различные поверхностно-активные вещества, продаваемые под торговой маркой Pegosperse™ производства Glyco Chemical, Inc. (Гринвич, штат Коннектикут, США). Кроме неионных поверхностно-активных веществ, могут использоваться анионные поверхностно-активные вещества. Такие поверхностно-активные вещества могут наноситься на термопластические волокна в количествах, например, от примерно 0,2 до примерно 1 г/см термопластического волокна.
Подходящие термопластические волокна могут быть изготовлены из одного полимера (однокомпонентные волокна) или из более чем одного полимера (например, двухкомпонентные волокна). В контексте настоящего описания термин «двухкомпонентные волокна» означает термопластические волокна, которые содержат сердцевину, изготовленную из одного полимера и заключенную в термопластическую оболочку, изготовленную из другого полимера. Полимер, из которого сформирована оболочка, часто имеет температуру плавления, отличную, и как правило, меньшую, чем температура плавления полимера, из которого сформирована сердцевина. В результате этого такие двухкомпонентные волокна обеспечивают термическое скрепление благодаря плавлению полимера оболочки, при сохранении требуемых характеристик прочности полимера сердцевины.
Подходящие двухкомпонентные волокна, которые могут использоваться в настоящем изобретении, могут включать волокна типа «оболочка/сердцевина», содержащие следующие сочетания полимеров: полиэтилен/полипропилен, полиэтилвинилацетат/полипропилен, полиэтилен/полиэфир, полипропилен/полиэфир, сополиэфир/полиэфир и им подобные. Особенно подходящими двухкомпонентными термопластическими волокнами для использования в настоящем изобретении являются волокна, имеющие сердцевину из полипропилена или полиэфира и оболочку из сополиэфира, полиэтилвинилацетата или полиэтилена с меньшей температурой плавления, например двухкомпонентные волокна DANAKLON™, CELBOND™ или CHISSO™ Двухкомпонентные волокна могут быть концентричными и эксцентричными. В контексте настоящего описания термины «концентричный» и «эксцентричный» соответственно означают, что оболочка имеет постоянную или непостоянную толщину в любом месте поперечного сечения волокна. Эксцентричные волокна могут быть желательны, если требуется повышенная прочность на сжатие при малой толщине волокон. Подходящие двухкомпонентные волокна для использования в настоящем изобретении могут быть витыми или не витыми. Двухкомпонентные волокна могут быть свиты любыми подходящими способами, используемыми в текстильной области, например с помощью набивной коробки или специальных зубчатых колес, так, чтобы получить преимущественно «двухмерную» или «плоскую» завивку.
Длина двухкомпонентных волокон может быть различной, и зависит от конкретных требуемых свойств волокон и процесса, используемого для формирования полотна. Как правило, в полотне воздушной укладки термопластические волокна имеют длину от примерно 2 мм до примерно 12 мм, предпочтительно от примерно 2,5 мм до примерно 7,5 мм и наиболее предпочтительно - от примерно 3,0 мм до примерно 6,0 мм. Свойства таких термопластических волокон можно также менять путем изменения диаметра волокон. Диаметр термопластических волокон, как правило, определяется в единицах денье (граммов на 9000 м) или децитекс (граммов на 10000 м). Подходящие двухкомпонентные волокна, которые могут использоваться для формирования полотна в машине воздушной укладки, могут иметь показатель децитекс в диапазоне от примерно 1,0 до примерно 20, предпочтительно от примерно 1,4 до примерно 10 и наиболее предпочтительно - от примерно 1,7 до примерно 7 децитекс.
2
IB изображенном вторичном верхнем листе 20 используются двухкомпонентные синтетические волокна длиной 3 мм с показателем децитекс 2,2, что вносит вклад 0,6 г/м в поверхностную плотность вторичного верхнего листа 20. Такие волокна предлагаются под маркой Trevira НС255-В BiCo производства Trevira GmbH (Германия).
При этом может быть также важен правильный подбор модуля сжатия термопластического материала и особенно модуля сжатия термопластических волокон. Модуль сжатия термопластических волокон зависит не только от их длины и диаметра, но также от состава и свойств полимера или полимеров, из которых они изготовлены, формы и конфигурации волокон (например, концентричной или эксцентричной, витой или не витой) и прочих факторов. Различия в модулях сжатия различных термопластических волокон могут использоваться для изменения свойств, в частности характеристик плотности получаемой термически скрепленной волокнистой матрицы.
Вторичный верхний лист 20 изображенной гигиенической прокладки может также включать синтетические волокна, которые, как правило, не выполняют функции связующих волокон, но изменяют механические свойства волокнистых полотен. Примеры таких волокон включают полиэтилентерефталат (например, DACRONÒÔ и KODELÒÔ), витые полиэфирные волокна с высокой температурой плавления (например, KODELÒÔ 431 производства Eastman Chemical Co.), гидрофильный нейлон (HYDROFILÒÔ) и им подобные. Подходящими являются также гидрофилизированные гидрофобные волокна, например, обработанные поверхностно-активным веществом или кремнеземом термопластические волокна на основе, например, полиолефинов, таких как полиэтилен или полипропилен, полиакрилов, полиамидов, полистиролов, полиуретанов и им подобные. Длина термопластических волокон, не являющихся скрепляющими, может зависеть от свойств, которыми должны обладать данные волокна в конкретном случае. Как правило, они имеют длину от примерно 0,3 до 7,5 см, предпочтительно от примерно 0,9 до примерно 1,5 см. Подходящие не скрепляющие термопластические волокна могут иметь показатель децитекс в диапазоне от примерно 1,5 до примерно 35, более предпочтительно - от примерно 14 до примерно 20 децитекс.
Суперабсорбирующий материал
Подходящие абсорбирующие гелеобразующие материалы, которые могут использоваться в настоящем изобретении, наиболее часто содержат в сущности не растворимый в воде, с небольшим количеством перекрестных связей, частично нейтрализованный полимерный гелеобразующий материал. Такой материал при контакте с водой образует гидрогель. Такие полимерные материалы могут быть изготовлены из полимеризуемых, ненасыщенных, содержащих кислоты мономеров. Подходящие кислые мономеры для изготовления абсорбирующих гелеобразующих материалов для использования в настоящем изобретении включают перечисленные в патенте США 4654039 (Brandt с соавторами, выдан 31 марта 1987 года и повторно выдан как RE 3264919 апреля 1988 года, оба патента включены в настоящую заявку посредством ссылки). Предпочтительные мономеры включают акриловую кислоту, метакриловую кислоту и 2-акриламидо-2 метилпропансульфоновую кислоту. Акриловая кислота сама по себе является особо предпочтительным мономером для изготовления абсорбирующего гелеобразующего материала. Полимерный компонент, сформированный из ненасыщенных, содержащих кислоту мономеров, может быть встроен в прочие полимерные соединения, такие как крахмал или целлюлоза. Особо предпочтительными являются материалы на основе крахмала с полиакрилатными мостиками. Предпочтительные абсорбирующими гелеобразующие материалы, которые могут быть изготовлены из традиционно используемых типов мономеров, включают гидролизованный крахмал с мостиками из акрилонитрила, крахмал с полиакрилатными мостиками, полиакрилаты, сополимеры на основе малеинового ангидрида и их сочетания. Особо предпочтительными являются полиакрилаты и крахмал с полиакрилатными мостиками.
Какова бы ни была природа основных компонентов, образующих гидрогель полимерных абсорбирующих гелеобразующих материалов, такие материалы, как правило, должны содержать небольшое количество перекрестных связей. Наличие перекрестных связей делает полимерные материалы, образующие гидрогели, в сущности не растворимыми в воде, и частично определяет объем геля и прочие характеристики экстрагируемых полимеров для гидрогелей, образуемых из таких полимерных гелеобразующих материалов. Подходящие вещества для формирования перекрестных связей хорошо известны в данной области техники и включают, например, подробно описанные в патенте США 4076663 (Masuda с соавторами, выдан 28 февраля 1978 года, включен в настоящую заявку посредством ссылки). Предпочтительные вещества для формирования перекрестных связей являются ди- или полиэфирами ненасыщенных моно- или поликарбоновых кислот с многоатомными спиртами, бисакриламидами и ди- или триаллил амидами. Прочими предпочтительными веществами для формирования перекрестных связей являются N,N'-метиленбисакриламид, триметилолпропан триакрилат и триаллиламин. Вещество для формирования перекрестных связей может составлять от примерно 0,001 моль-% до 5 моль-% полученного полимерного материала, образующего гидрогель. Более предпочтительно - чтобы вещество для формирования перекрестных связей составляло от примерно от примерно 0,01 моль-% до 3 моль-%.
Образующие гидрогели полимерные гелеобразующие материалы с небольшим количеством перекрестных связей, как правило, используются в частично нейтрализованной форме. В целях настоящего изобретения такие материалы считаются частично нейтрализованными, когда по меньшей мере 25 моль-%, а предпочтительно по меньшей мере 50 моль-% мономеров, используемых для изготовления полимера, являются мономерами, содержащими кислотную группу и нейтрализованными солеобразующим катионом. Подходящие солеобразующие катионы включают ионы щелочных металлов, аммоний, замещенный аммоний и амины. Процент нейтрализованных мономеров, содержащих кислотную группу, от суммарного числа использованных мономеров, в контексте настоящего описания именуется «степенью нейтрализации».
Несмотря на то, что абсорбирующие гелеобразующие материалы, как правило, используются в форме частиц, предвидится, что абсорбирующий гелеобразующий материал может использоваться в форме макроструктур, таких как волокна, листы или полосы. Такие макроструктуры изготавливают, как правило, путем преобразования абсорбирующего гелеобразующего материала из формы частиц в агрегат, обработки агрегатированного материала подходящим веществом для формирования перекрестных связей, компактирования обработанного агрегата с целью повышения его плотности, формирования консистентной массы и последующего отверждения компактированного агрегата, в результате чего вещество для образования перекрестных связей реагирует с частицами абсорбирующего гелеобразующего материала и образуется композитная пористая абсорбирующая макроструктура. Такие пористые абсорбирующие макроструктуры описаны, например, в патенте США 5102597 (Roe с соавторами, выдан 7 августа 1992 года, включен в настоящую заявку посредством ссылки).
Во вторичном верхнем листе 20 гигиенической прокладки 10 в соответствии с настоящим изобретением используется волокнистый суперабсорбирующий материал. Волокна материала имеют длину 6 мм и показатель децитекс, равный 10. Подходящим материалом такого типа является материал Oasis 111 производства Technical Absorbents (Великобритания).
2
2
2
2
2
В некоторых воплощениях предпочтительно использование следовых количеств суперабсорбирующего материала, а именно, менее чем примерно 3,5 г/м суперабсорбирующего материала, например от 0,3 до 3,5 г/м суперабсорбирующего материала, более предпочтительно - от 0,3 до 2,5 г/м суперабсорбирующего материала - от 0,3 до 1,5 г/мсуперабсорбирующего материала. Суперабсорбирующий материал может быть расположен в тесном контакте с нижней стороной верхнего листа 14. Во вторичном верхнем листе 20 изображенной гигиенической прокладки волокнистый суперабсорбирующий материал вносит вклад, составляющий 0,6 г/м, в суммарную поверхностную плотность вторичного верхнего листа 20.
Формирование вторичного верхнего листа
Смеси волокон, термопластического материала и суперабсорбирующего материала могут быть преобразованы в слои различными способами, включая способы влажной укладки и воздушной укладки. Способы влажной укладки целлюлозного волокнистого материала, в результате которых образуется бумага, хорошо известны в данной области техники.
Наиболее часто вторичный верхний лист 20 изготавливают способом воздушной укладки смеси волокон и термопластического материала. Воздушная укладка, как правило, выполняется путем дозированной подачи воздуха, поток которого содержит волокна, и термопластического материала, в сущности в сухом состоянии, на обычно горизонтально движущуюся формовочную проволочную сетку. Подходящие устройства и системы для воздушной укладки смесей волокон и термопластического материала описаны, например, в патентах США 4157724 (автор Persson, выдан 12 июня 1979 года, повторно выдан 25 декабря 1984 года как 31775); 4278113 (автор Persson, выдан 14 июля 1981 года); 4264289 (автор Day, выдан 28 апреля 1981 года); 4352649 (Jacobsen с соавторами, выдан 5 октября 1982 года); 4353687 (Hosier с соавторами, выдан 12 октября 1982 года); 4494278 (Kroyer с соавторами, выдан 22 июня 1985 года); 4627806 (автор Johnson, выдан 9 декабря 1986 года; 4650409 (Nistri с соавторами, выдан 17 марта 1987 года) и 4724980 (автор Farley, выдан 16 февраля 1988 года). Все упомянутые патенты включены в настоящую заявку посредством ссылки.
Особо предпочтительная система для воздушной укладки смесей волокон и термопластического материала в соответствии с настоящим изобретением описана в патенте США 4640810 (Laursen с соавторами, выдан 3 февраля 1987 года). Упомянутый патент включен в настоящую заявку посредством ссылки.
2
2
Вторичный верхний лист 20 изображенной гигиенической прокладки 10 сформирован способом воздушной укладки целлюлозы, термопластического материала и волокнистого суперабсорбирующего материала на носитель из нетканого полипропиленового полотна типа «спанбонд». Данный нетканый носитель вносит вклад, составляющий 10 г/м, в суммарную поверхностную плотность вторичного верхнего листа 20. Волокнистый суперабсорбирующий материал добавляют во вторую из трех используемых формовочных головок, в результате чего он в основном лежит ближе к середине получаемого абсорбирующего полотна воздушной укладки. Волокнистый суперабсорбирующий материал при этом оказывается физически заключенным в волокнистой матрице, и получаемое абсорбирующее полотно воздушной укладки может быть ориентировано как верхней, так и нижней поверхностью в сторону верхнего листа 14. На обе стороны полученного материала распыляют латекс в количестве 2,5 г/м.
Вторичный верхний лист 20 и абсорбирующая сердцевина могут быть соединены друг с другом различными способами. Так, например, вторичный верхний лист 20 и абсорбирующая сердцевина 18 могут быть сформированы по отдельности и затем соединены друг с другом после термического скрепления/уплотнения. В качестве альтернативы, вторичный верхний лист 20 и вся абсорбирующая сердцевина, или некоторые ее части, могут быть сформированы друг на друге.
Размеры и их значения, содержащиеся в данном документе, не следует рассматривать как строго ограниченные в точности приведенными значениями. Напротив, если не оговорено особо, под приведенным значением понимается данное значение в точности и все значения, находящиеся в функционально эквивалентной его окрестности. Так, например, значение, обозначенное как 40 мм, следует рассматривать как «примерно 40 мм».
Все документы, на которые приводятся ссылки в настоящем описании, включая ссылки на иные патенты и заявки, цитируются целиком, если явно не оговорено, что они цитируются частично или с ограничениями. Цитирование какого-либо документа не означает признание того, что цитируемый документ должен быть включен в уровень техники по отношению к изобретению, изложенному в настоящей заявке, или что цитируемое изобретение само по себе или в сочетании с другим документом, или другими документами, объясняет, предлагает или описывает идею настоящего изобретения. Кроме того, если какое-либо значение или определение понятия в настоящем документе не совпадает со значением или определением данного понятия в документе, на который дается ссылка, следует руководствоваться значением или определением данного понятия, содержащимся в настоящем документе.
Несмотря на то, что в данном документе иллюстрируются и описываются конкретные воплощения настоящего изобретения, сведущим в данной области техники будет очевидно, что возможно внесение прочих изменений и модификаций, не нарушающих идею и назначение изобретения. С этой целью имелось в виду в прилагаемой формуле изобретения представить все возможные подобные изменения и модификации в объеме настоящего изобретения.