ВПИТЫВАЮЩЕЕ ИЗДЕЛИЕ, ВКЛЮЧАЮЩЕЕ ВПИТЫВАЮЩУЮ СЕРДЦЕВИНУ, ИМЕЮЩУЮ СВОБОДНУЮ ОТ МАТЕРИАЛА ЗОНУ, И ТРАНЗИТНЫЙ СЛОЙ, РАСПОЛОЖЕННЫЙ ПОД ВПИТЫВАЮЩЕЙ СЕРДЦЕВИНОЙ
ABSORBING PRODUCT, INCLUDING ABSORBING CORE, WHICH HAS MATERIAL-FREE ZONE, AND TRANSIT LAYER, LOCATED UNDER ABSORBING CORE

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится в широком смысле к впитывающим гигиеническим прокладкам и в частности к гигиенической прокладке, обладающей улучшенными характеристиками поперечного и продольного капиллярного распределения, а также улучшенными характеристиками времени проникновения текучей среды и повторного смачивания.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для того чтобы гигиеническая прокладка эффективно впитывала большое количество жидкости во время использования, жидкость в ней должна эффективно распространяться по капиллярам через впитывающую структуру прокладки. В отсутствие эффективного капиллярного распределения менструальная жидкость обычно скапливается в отдельных районах прокладки, в результате чего вся впитывающая способность прокладки не может быть эффективно использована. Таким образом, авторы настоящего изобретения признают необходимость создания гигиенической прокладки, способной эффективно впитывать и распределять жидкость по капиллярам в продольном и поперечном направлении прокладки, что позволяет использовать впитывающую способность прокладки в полном объеме, в то же время обеспечивая улучшенные характеристики времени проникновения текучей среды и повторного смачивания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
С учетом изложенного выше настоящее изобретение в соответствии с первым аспектом изобретения относится к впитывающему изделию, включающему продольно проходящую среднюю линию, поперечно проходящую среднюю линию, проницаемый для жидкости поверхностный слой с поверхностью, обращенной к телу, непроницаемый для жидкости барьерный слой, впитывающую сердцевину, расположенную рядом с поверхностным слоем, транзитный слой, расположенный между впитывающей сердцевиной и барьерным слоем, впитывающую сердцевину, включающую верхнюю поверхность и нижнюю поверхность и свободную от материала зону, проходящую от верхней поверхности к нижней поверхности, и поверхностный слой, включая первый участок, расположенный на определенном расстоянии от транзитного слоя, и второй участок, расположенный так, что его поверхность контактирует с поверхностью транзитного слоя.
Настоящее изобретение в соответствии со вторым аспектом изобретения относится к впитывающему изделию, включающему продольно проходящую среднюю линию, поперечно проходящую среднюю линию, проницаемый для жидкости поверхностный слой с поверхностью, обращенной к телу, непроницаемый для жидкости барьерный слой, впитывающую сердцевину, расположенную рядом с поверхностным слоем, транзитный слой, расположенный между впитывающей сердцевиной и барьерным слоем, впитывающую сердцевину, включающую верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, впитывающую сердцевину, включая множество полос и множество свободных от материала зон, причем каждая из полос расположена на определенном расстоянии от соседней полосы и отделена от нее свободной от материала зоной, при этом каждая из свободных от материала зон проходит от верхней поверхности к нижней поверхности, поверхностный слой, включая множество первых участков, расположенных на определенном расстоянии от транзитного слоя, и множество вторых участков, причем каждый из вторых участков лежит между двумя соседними полосами и расположен так, что их поверхность контактирует с поверхностью транзитного слоя.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Примеры осуществлений настоящего изобретения описаны ниже со ссылками на рисунки, а именно:
Фиг.1 - вид в перспективе сверху на впитывающее изделие, выполненное в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.2 - вид в перспективе снизу на впитывающее изделие, представленное на фиг.1;
Фиг.3 - вид на впитывающее изделие, представленное на фиг.1, выполненное в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения, с пространственным разделением компонентов;
Фиг.4 - вид в разрезе на впитывающее изделие, представленное на фиг.1, вдоль линии 4-4 на фиг.1;
Фиг.5 - частичный перспективный вид в разрезе на впитывающее изделие, представленное на фиг.1, со схематическим изображением движения потока жидкости внутри изделия;
Фиг.6 - вид на впитывающее изделие, представленное на фиг.1, выполненное в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения, с пространственным разделением компонентов;
Фиг.7 - вид в разрезе на впитывающее изделие, представленное на фиг.6, вдоль линии 7-7 на фиг.6;
Фиг.8 - вид в перспективе сверху на впитывающее изделие, выполненное в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.9 - вид на впитывающее изделие, представленное на фиг.8, с пространственным разделением компонентов;
Фиг.10 - вид в разрезе на впитывающее изделие, представленное на фиг.8, вдоль линии 10-10 на фиг.8;
Фиг.11 - вид сверху в вертикальном разрезе на испытательную пластину, используемую для измерения значения продольного капиллярного распределения, значения поперечного капиллярного распределения и времени проникновения текучей среды впитывающего изделия; и
Фиг.12 - схематическое изображение смоченного впитывающего изделия, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, и способ измерения значения продольного капиллярного распределения и значения поперечного капиллярного распределения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится в широком смысле к одноразовым впитывающим изделиям, таким как гигиенические прокладки, ежедневные прокладки, впитывающие изделия для случаев недержания, и другим одноразовым впитывающим изделиям, которые используются в непосредственной близости к телу пользователя. Хотя изобретение в настоящем документе будет описано только применительно к гигиенической прокладке, оно может быть также реализовано для других одноразовых гигиенических впитывающих изделий, таких как впитывающие прокладки для пользователей с недержанием мочи, одноразовые подгузники, ежедневные прокладки и аналогичные изделия.
Впитывающие изделия, выполненные в соответствии с настоящим изобретением, обеспечивают улучшенные характеристики распределения жидкости, а конкретнее, обеспечивают улучшенные характеристики продольного и поперечного капиллярного распределения, а также улучшенные характеристики времени проникновения текучей среды и повторного смачивания.
Как показано на фиг.1-4, настоящее изобретение относится к гигиенической прокладке 10 для впитывания физиологических жидкостей. Гигиеническая прокладка 10 включает в себя поверхность, обращенную к телу, 11, поверхность, обращенную к нижнему белью, 13, продольно проходящую среднюю линию 15 и поперечно проходящую среднюю линию 17.
Как лучше всего видно на фиг.3, гигиеническая прокладка 10 включает в себя проницаемый для жидкости поверхностный слой 12, впитывающую сердцевину 14, транзитный слой 16 и непроницаемый для жидкости барьерный слой 18. Как показано на фиг.3, впитывающая сердцевина 14 прилегает к поверхностному слою 12, а транзитный слой 16 размещен между впитывающей сердцевиной 14 и барьерным слоем 18.
2
2
Впитывающая сердцевина 14 включает в себя свободную от материала зону 20, не содержащую никакого абсорбирующего материала. Свободная от материала зона 20 проходит от верхней поверхности 19 впитывающей сердцевины 14 к нижней поверхности 21 впитывающей сердцевины 14. Свободная от материала зона 20 может быть выполнена любым известным способом, например путем вырезания. В конкретном варианте осуществления изобретения, как показано на фиг.1-4, свободная от материала зона 20 расположена по центру относительно продольно проходящей средней линии 15 и поперечно проходящей средней линии 17. В конкретном варианте осуществления изобретения, как показано на фиг.1-4, свободная от материала зона 20 имеет по существу овальную форму и длину, измеряемую вдоль продольно проходящей средней линии 15, предпочтительно в диапазоне приблизительно от 40 мм до 160 мм, и ширину, измеряемую вдоль поперечно проходящей средней линии 17, в диапазоне приблизительно от 10 мм до 60 мм. Свободная от материала зона 20 предпочтительно занимает площадь поверхности приблизительно от 400 мм до 6000 мм.
Как лучше всего видно на фиг.4, поверхностный слой 12 включает в себя первый участок 22, локализованный за пределами площади свободной от материала зоны 20 и расположенный на определенном расстоянии от транзитного слоя 16. Поверхностный слой включает в себя второй участок 24 в пределах площади, обозначенной свободной от материала зоной 20, и расположен так, что его поверхность контактирует с поверхностью транзитного слоя 16. Расположение «поверхность к поверхности» поверхностного слоя 12 и транзитного слоя 16 фактически формирует выемку 29 в поверхности, обращенной к телу, 11 прокладки 10. Толщина впитывающей сердцевины 14 предпочтительно составляет приблизительно от 0,5 мм до 20 мм. Глубина выемки 29 лежит в диапазоне значений приблизительно от 0,5 мм до 20 мм. Измерения толщины и глубины, описанные далее в этом пункте, могут быть выполнены при помощи подходящего толщиномера, такого как толщиномер Mitutoyo Absolute Gauge или аналогичный.
На фиг.5 изображено, как жидкость распределяется по впитывающей структуре прокладки 10, выполненной в соответствии с настоящим изобретением. Как показано, транзитный слой 16 принимает жидкость из поверхностного слоя 12 в области свободной от материала зоны 20. Затем транзитный слой 16 распределяет жидкость по капиллярам в продольном и поперечном направлениях прокладки, прежде чем жидкость переходит выше и абсорбируется впитывающей сердцевиной 14.
На фиг.6 представлен вид гигиенической прокладки 10a, выполненной в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения, с пространственным разделением компонентов. Гигиеническая прокладка 10a по своей структуре аналогична гигиенической прокладке 10, описанной выше, но, помимо прочего, она включает в себя дополнительную впитывающую сердцевину 26, размещенную между основной впитывающей сердцевиной 14 и транзитным слоем 16. Как показано, дополнительная впитывающая сердцевина 26 включает в себя свободную от материала зону 28, которая по размеру и форме соответствует свободной от материала зоне 20 основной впитывающей сердцевины 14. Свободная от материала зона 28 проходит от верхней поверхности 35 дополнительной впитывающей сердцевины 26 к нижней поверхности 37 дополнительной впитывающей сердцевины 26.
На фиг.7 показано, что поверхностный слой 12 включает в себя первый участок 22, локализованный за пределами площади свободных от материала зон 20 и 28 и расположенный на определенном расстоянии от транзитного слоя 16. Поверхностный слой также включает в себя второй участок 24 в пределах свободных от материала зон 20 и 28, расположенный так, что его поверхность контактирует с поверхностью транзитного слоя 16. Расположение «поверхность к поверхности» поверхностного слоя 12 и транзитного слоя 16 фактически формирует выемку 29 в поверхности, обращенной к телу, прокладки 10. Толщина как основной впитывающей сердцевины 14, так и дополнительной впитывающей сердцевины 28 предпочтительно составляет приблизительно от 0,5 мм до 20 мм. Глубина каждой выемки 29 лежит в диапазоне значений приблизительно от 1,0 мм до 40 мм.
На фиг.8-10 изображена гигиеническая прокладка 10b, выполненная в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.9, гигиеническая прокладка 10b включает в себя проницаемый для жидкости поверхностный слой 12, впитывающую сердцевину 14, транзитный слой 16 и непроницаемый для жидкости барьерный слой 18. Как показано на фиг.9, впитывающая сердцевина 14 прилегает к поверхностному слою 12, а транзитный слой 16 размещен между впитывающей сердцевиной 14 и барьерным слоем 18.
2
2
Как лучше всего видно из изображения с пространственным разделением компонентов, представленного на фиг.9, впитывающая сердцевина 14 включает в себя множество продольно расположенных свободных от материала зон 20, проходящих от верхней поверхности 19 впитывающей сердцевины 14 к нижней поверхности 21 впитывающей сердцевины 14. Ширина каждой из свободных от материала зон 20 предпочтительно составляет от 1 мм до 10 мм, а длина приблизительно от 50 мм до 250 мм. Впитывающие изделия, выполненные в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения, предпочтительно содержат от 2 до 7 продольно расположенных свободных от материала зон 20. Каждая из свободных от материала зон 20 в поперечном направлении пространственно отделена от соседней свободной от материала зоны 20, и расстояние между ними составляет приблизительно от 5 мм до 30 мм. Каждая из свободных от материала зон 20 предпочтительно занимает площадь поверхности приблизительно от 50 мм до 4000 мм. В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения, представленном на фиг.8-10, свободные от материала зоны 20 имеют вытянутую форму, они расположены параллельно друг другу и на равноудаленном друг от друга расстоянии.
Кроме того, впитывающая сердцевина 14 включает в себя множество продольно расположенных полос 25, каждая из полос 25 пространственно отделена от соседней полосы 25, и каждую из полос 25 отделяет от соседней полосы 25 одна из свободных от материала зон 20.
Как лучше всего видно на фиг.10, поверхностный слой 12 имеет множество первых участков 22, которые отделены от транзитного слоя 16, и множество вторых участков 24, которые контактируют («поверхность к поверхности») с транзитным слоем 16.
Расположение «поверхность к поверхности» поверхностного слоя 12 и транзитного слоя 16 в области локализации вторых участков 24 фактически определяет множество продольных выемок 29 в обращенной к телу поверхности 11 прокладки 10, одинаковых по длине с линией свободных от материала зон 20. Толщина впитывающей сердцевины 14 предпочтительно составляет приблизительно от 0,5 мм до 20 мм. Глубина каждой выемки 29 составляет приблизительно от 0,5 мм до 20 мм.
Несмотря на то, что на рисунках это не показано, гигиеническая прокладка 10b может иметь в своем составе дополнительную впитывающую сердцевину, размещенную между основной впитывающей сердцевиной 14 и транзитным слоем 16, и дополнительная впитывающая сердцевина включает множество свободных от материала зон, соответствующих по размеру и по форме свободным от материала зонам основной впитывающей сердцевины 14.
Несмотря на то, что на рисунках это не показано, области прокладки, в которых локализованы выемки 29, могут быть окрашены в другой цвет, отличающий их от остальной части впитывающего изделия. Например, области прокладки, в которых локализованы выемки 29, могут быть окрашены в синий цвет, тогда как остальная часть прокладки может быть белой. Окрашивание области, в которой локализованы выемки 29, в другой цвет, отличающий их от остальной части прокладки, визуально информирует потенциального пользователя впитывающего изделия об улучшенных характеристиках впитывания и распределения жидкости. Цвет прокладке можно придать путем добавления красящего вещества (например, чернил) в поверхностный слой 12 и (или) в транзитный слой 16 и (или) в барьерный слой 18.
Поверхностный слой
2
2
Поверхностный слой 12 может представлять собой объемный верхний слой из нетканого ленточного материала с относительно низкой плотностью. Поверхностный слой 12 может состоять только из одного типа волокна, такого как полиэстер или полипропилен, либо представлять собой смесь, содержащую более одного типа волокна. Поверхностный слой может состоять из двухкомпонентных или конъюгатных волокон, включающих компонент с низкой температурой плавления и компонент с высокой температурой плавления. Волокна могут быть выбраны из множества натуральных и синтетических материалов, таких как нейлон, полиэстер, вискоза (в комбинации с другими волокнами), хлопок, акриловое волокно и подобные им, а также из их комбинаций. Предпочтительно, чтобы верхний слой 12 имел основную массу в диапазоне приблизительно от 10 г/см до 75 г/см.
Двухкомпонентные волокна могут состоять из слоя полиэстера и полиэтиленовой оболочки. Использование подходящих двухкомпонентных волокон приводит к получению плавких нетканых материалов. Примеры подобных плавких материалов приведены в патенте США № 4555430, выданном Chicopee 26 ноября 1985 г. Использование плавких материалов упрощает прикрепление поверхностного слоя к впитывающим слоям изделия и (или) к барьерному слою.
Поверхностный слой 12 предпочтительно должен иметь относительно высокий уровень смачиваемости, хотя отдельные волокна, составляющие этот слой, могут быть не особенно гидрофильными. Поверхностный материал также должен содержать множество относительно больших пор. Это необходимо потому, что поверхностный слой 12 предназначен для быстрого впитывания биологической жидкости и удаления ее от тела и того места на прокладке, в которое она попадает. Поэтому время прохождения через поверхностный слой занимает малую часть от того периода, за который прокладка впитывает определенное количество жидкости (время проникновения).
Преимуществом является, если волокна, из которых выполнен поверхностный слой 12, не теряют своих физических свойств при намокании. Другими словами, они не должны разрушаться или утрачивать эластичность при попадании воды или биологической жидкости. Поверхностный слой 12 можно обработать таким образом, чтобы жидкость легко проходила через него. Поверхностный слой 12 также выполняет функцию быстрой транспортировки жидкости к нижним слоям прокладки. Таким образом, поверхностный слой 12 является по преимуществу смачиваемым, гидрофильным и пористым. Когда он состоит из синтетических гидрофобных волокон, таких как полиэстер или двухкомпонентные волокна, поверхностный слой 12 можно обработать поверхностно-активным веществом (ПАВ), чтобы придать ему желательную степень смачиваемости.
В качестве варианта поверхностный слой 12 может быть изготовлен из полимерной пленки с большими порами. Благодаря такой высокой пористости пленка выполняет функцию быстрой транспортировки биологической жидкости к нижележащим впитывающим слоям. Подходящий поверхностный материал такого типа доступен под маркой STAYFREE Dry Max Ultrathin компании McNeil-PPC, Inc.
Поверхностный слой 12 может быть прикреплен к нижележащей впитывающей сердцевине 14, транзитному слою 16 и (или) барьерному слою 18 путем приклеивания и (или) другим подходящим способом, известным специалистам в этой области техники.
Впитывающая сердцевина
В одном из примеров осуществления изобретения впитывающая сердцевина 14 содержит смесь целлюлозных волокон и расположенного внутри суперабсорбента. Целлюлозные волокна, которые могут входить в состав впитывающей сердцевины 14, хорошо известны в данной области техники и включают древесную целлюлозу, хлопок, лен или торфяной мох. Предпочтительна древесная целлюлоза. Древесная целлюлоза может быть получена из механически или химико-механически изготовленной сульфитной целлюлозы, крафт-целлюлозы, отходов получения древесной целлюлозы, в результате обработки органическими растворителями и т.п. Можно использовать как мягкие, так и твердые сорта древесины. Предпочтительна древесная целлюлоза из мягких сортов древесины. Нет необходимости в обработке волокон целлюлозы для данной цели разрыхляющими химическими агентами, сшивающими агентами и подобными химическими веществами. Часть древесной массы может быть химически обработана, как описано в патенте США № 5916670, для повышения эластичности продукта. Эластичность материала можно также повысить, обрабатывая материал механически или подвергая его размягчению.
Впитывающая сердцевина 14 может содержать любой из суперабсорбирующих полимеров (SAP), хорошо известных в данной области техники. В рамках настоящего изобретения термин «суперабсорбирующий полимер» (или «SAP») относится к материалам, которые способны впитывать и удерживать биологическую жидкость весом, по крайней мере в 10 раз превосходящим собственный, при давлении 3,4 кПа (0,5 фунт/кв. дюйм). Частицы суперабсорбирующих полимеров в данном изобретении могут являться неорганическими или органическими сшитыми гидрофильными полимерами, такими как поливиниловые спирты, полиэтиленоксиды, сшитые крахмалы, гуаровая смола, ксантановая смола и подобные им. Частицы могут быть в форме порошка, зерен, гранул или нитей. Предпочтительно, чтобы частицы суперабсорбирующих полимеров, используемых в настоящем изобретении, являлись поперечно-сшитыми полиакрилатами, такими как продукция компании Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd. (Осака, Япония) под маркой SA70N и продукция компании Stockhausen Inc. В конкретном варианте осуществления изобретения впитывающая сердцевина состоит из материала, содержащего приблизительно от 95% до 40% по весу целлюлозного волокна и приблизительно от 5% до 60% по весу SAP.
В одном из конкретных вариантов осуществления изобретения впитывающая сердцевина 14 содержит смесь распушенной целлюлозы, доступной под маркой RAYFLOC J-LD-E компании Rayonier Products (Джессап, штат Джорджия), и суперабсорбирующего полимера, доступного под маркой SA70N компании Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd. (Осака, Япония), при этом смесь включает 94% по весу распушенной целлюлозы и 6% по весу суперабсорбирующего полимера.
2
2
3
3
Материалы, в значительной степени подходящие для использования в составе впитывающей сердцевины, предпочтительно должны иметь основной вес в диапазоне приблизительно от 300 грамм на квадратный метр (г/м) до 1000 г/м, толщину в диапазоне приблизительно от 0,5 мм до 20 мм и плотность в диапазоне от 0,015 г/см до 2 г/см.
Транзитный слой
Транзитный слой 16 примыкает своей внутренней стороной к барьерному слою 18. Транзитный слой обеспечивает получение жидкости из поверхностного слоя 12 и удержание ее до того момента, пока впитывающая сердцевина 14 не сможет впитать в себя жидкость, и, таким образом, служит в качестве транзитного или накопительного слоя для жидкости. Кроме этого транзитный слой 16 участвует в капиллярном распределении жидкости в продольном и поперечном направлениях прокладки так, что используется вся впитывающая способность прокладки.
В транзитном слое 16 предпочтительно количественное соотношение более мелких пор больше, чем в поверхностном слое 12. Эти свойства позволяют транзитному слою 16 вмещать физиологическую жидкость и удерживать ее вдали от наружной стороны поверхностного слоя 12, препятствуя тем самым повторному смачиванию поверхностного слоя 12 и его поверхности физиологической жидкостью.
Транзитный слой 16 может состоять из волокнистых материалов, таких как древесная целлюлоза, полиэстер, вискоза, эластичный пенопласт или им подобные, а также из комбинаций этих материалов. В предпочтительном варианте транзитный слой 16 не содержит суперабсорбирующего полимера (SAP). Транзитный слой 16 может также содержать волокна термопласта с целью стабилизации слоя и сохранения его структурной целостности. Транзитный слой 16 можно обработать ПАВ с одной или двух сторон с целью увеличения его смачиваемости, хотя обычно первый транзитный слой 16 относительно гидрофилен и может не нуждаться в такой обработке. Транзитный слой 16 предпочтительно соединен с двух сторон с прилегающими слоями, то есть с впитывающей сердцевиной 14 и барьерным слоем 18.
3
2
2
2
Материалы, особенно подходящие для использования в транзитном слое 16, которые, по мнению авторов изобретения, способствуют сокращению времени проникновения, имеют плотность приблизительно от 0,04 до 0,05 г/см, основную массу приблизительно от 80 до 110 г/ми толщину приблизительно от 1 до 3 мм. Примером материалов, подходящих для использования в первом впитывающем слое, может служить связанная воздухом целлюлоза компании BUCKEYE (Мемфис, штат Теннесси) под торговой маркой VIZORB 3008, основная масса которой составляет 110 г/м, и VIZORB 3010, основная масса которой составляет 90 г/м.
Барьерный слой
Ниже транзитного слоя 16 расположен барьерный слой 18, содержащий непроницаемый для жидкости пленочный материал, для того чтобы не позволить жидкости вытечь за пределы гигиенической прокладки и испачкать нижнее белье пользователя. Барьерный слой 18 предпочтительно состоит из полимерной пленки, хотя может быть сделан и из непроницаемых для жидкостей, но проницаемых для воздуха материалов, таких как обработанные водоотталкивающим составом нетканые или микропористые пленки или пенистые материалы.
Барьерный слой 18 может быть проницаемым для воздуха, т.е. способствовать испарению. Известные материалы для этой цели включают в себя нетканые материалы и микропористые пленки, микропористость которых достигается, помимо прочего, растягиванием ориентированной пленки. Одиночные или множественные слои проницаемых пленок, тканей, материалов, полученных при помощи плавления с раздувом, и их комбинации, создающие извилистый путь для жидкости, и (или) те материалы и комбинации, поверхностные свойства которых создают жидкую поверхность, препятствующую проникновению жидкостей, также могут быть использованы для создания воздухопроницаемой нижней поверхности. Поверхностный слой 12 и барьерный слой 18 предпочтительно соединяются в краевых областях таким образом, чтобы образовать замкнутое пространство или фланцевое уплотнение, которое замыкает транзитный слой 16 и впитывающую сердцевину 14. Шов может быть выполнен при помощи клеящих материалов, термоскрепления, ультразвуковой сварки, сварки токами высокой частоты, механической гофрировки и другими подобными способами либо их комбинациями.
Фиксирующий липкий слой может быть нанесен на поверхность, обращенную к нижнему белью, 13 барьерного слоя 18 для прикрепления прокладки 10 к нижнему белью во время использования. Как видно на фиг.2, перед использованием фиксирующий липкий слой может быть покрыт съемной разделительной бумагой 40.
Впитывающие изделия, описываемые в настоящем изобретении, могут иметь или не иметь крылышек, петель или других частей для прикрепления впитывающего изделия к нижнему белью. Крылышки, которые также называют отворотами или другими терминами, а также их использование в гигиенических защитных изделиях описаны в патенте США № 4687478, выданном Van Tilburg, патенте США № 4589876, также выданном Van Tilburg, патенте США № 4900320, выданном McCoy, и в патенте США № 4608047, выданном Mattingly. Содержание этих патентов полностью включено в настоящий документ путем ссылки. Как описано в указанных выше документах, крылышки в общем виде являются гибкими и имеют специальную форму, которая позволяет перегнуть их через кромку белья таким образом, чтобы они располагались между краями белья.
Методики тестирования
Впитывающие изделия в соответствии с настоящим изобретением обладают комбинацией уникальных функциональных свойств. Методики тестирования, изложенные ниже, освещают каждое из этих функциональных свойств. Перед выполнением каждого из упомянутых тестов, подробно описанных ниже, тестируемый продукт следует кондиционировать в течение двух часов при температуре 21±1°C и влажности 50±2%.
Методика измерения значения продольного капиллярного распределения и значения поперечного капиллярного распределения
Впитывающие изделия, выполненные в соответствии с принципами настоящего изобретения, демонстрируют улучшенное капиллярное распределение жидкости в продольном и поперечном направлениях. Измерение значения продольного капиллярного распределения и значения поперечного капиллярного распределения, описанное ниже, иллюстрирует улучшенные характеристики капиллярного распределения впитывающих изделий, выполненных в соответствии с принципами настоящего изобретения.
В предпочтительном варианте значение продольного капиллярного распределения впитывающего изделия, выполненного в соответствии с принципами настоящего изобретения, больше 60, более предпочтительно больше 70, а в наиболее предпочтительном варианте больше 75. В предпочтительном варианте значение поперечного капиллярного распределения впитывающего изделия, выполненного в соответствии с принципами настоящего изобретения, больше 35, более предпочтительно больше 40, а в наиболее предпочтительном варианте больше 45.
В тестировании, описанном ниже, используется синтетическая испытательная жидкость, описанная ниже. Вместо менструальной жидкости используется синтетическая испытательная жидкость благодаря легкости ее приготовления и доступности ингредиентов.
Жидкость готовится путем растворения каждого из перечисленных ниже компонентов в дистиллированной воде. Следует уделить особое внимание полному растворению компонентов. Для перемешивания компонентов следует использовать миксер с вращающимися лопастями или магнитную мешалку. Следующие компоненты следует поместить в достаточно большую емкость и перед добавлением каждого последующего компонента необходимо убедиться, что предыдущий компонент полностью растворился:
Количество/1 л
Реактив
Степень чистоты
Поставщик
№ по каталогу
9,0 г
хлорид натрия
ACS реагент 99+%
Sigma-Aldrich
223514
490,5 г
дистиллированная вода
не применимо
не применимо
не применимо
10 г
2-феноксиэтанол
чистота 99,0%
Sigma-Aldrich (Fluka)
77699
0,5 г
красный пищевой краситель FD&C Red № 40
пищевой
A&C
C3465
490,5 г
глицерин
ACS реагент 99,5%
Sigma-Aldrich
G7893
Инструменты и материалы, необходимые для определения значения продольного капиллярного распределения и поперечного капиллярного распределения, включают следующие:
пластина из поли(метилметакрилата) (Плексиглас) 200, представленная на фиг.11, размером 200 мм в длину ×60 мм в ширину ×12,7 мм в толщину, с овальным отверстием 202 (30,8 мм ×19 мм) в центре;
калиброванная электронная репитер-пипетка, предназначенная для многократного равномерного дозирования (например, HandyStep Electronic Repeating Pipet компании Brandtech), с комбинированным шприцем (или комбинированным наконечником) (50 мл), способная доставлять 5-10 мл со скоростью приблизительно 4 мл/с и зафиксированная на стенде, причем конец наконечника размещен вертикально на расстоянии 25,4 мм (1 дюйм) от поверхности тестируемого продукта;
калиброванный секундомер с погрешностью 0,01 с;
масштабная линейка с миллиметровыми делениями (мм);
несмываемый маркер с легким нажимом; и
испытательная жидкость, приготовленная в соответствии с методикой, описанной выше.
Для получения значений продольного и поперечного капиллярного распределения доведенное до кондиционного состояния изделие извлекают из упаковки, разворачивают и размещают на плоской поверхности (например, на лабораторном столе). Пластину из плексигласа 200 размещают и центрируют над впитывающим изделием, слегка придавливают для того, чтобы выровнять изделие, не сжимая его, таким образом, чтобы на изделии под пластиной 200 не оставалось крупных сгибов или складок.
Комбинированный шприц (50 мл) (или комбинированный наконечник), помещенный на пипетку, наполняют испытательной жидкостью, размещают вертикально и фиксируют на испытательном стенде, конец наконечника находится на расстоянии приблизительно 25,4 мм (1 дюйм) от поверхности тестируемого продукта и над центром овального отверстия 202 пластины. Изделие следует разместить таким образом, чтобы пересечение продольно и поперчено проходящих средних линий лежало в центре отверстия 202. Затем 10 мл испытательной жидкости наносят на изделие со скоростью приблизительно 4 мл/с. Одновременно с нажатием кнопки репитер-пипетки, подающей необходимую дозу жидкости, запускают секундомер. Через 60 секунд пластину убирают и быстро (менее 10 с) отмечают маркером границы пятна вдоль продольно и поперечно проходящих осей. Отмечают только непрерывные границы пятна жидкости на поверхностном слое изделия. Разрозненные пятна от капель жидкости или пятна от остаточных капель потока жидкости и (или) пятна, обнаруживаемые на нижних слоях впитывающего изделия, не принимаются во внимание при определении дистанции капиллярного распределения. Используя самые дальние точки непрерывного контура по продольно и поперечно проходящим осям, рисуют прямоугольник, как показано на фиг.12. Длина прямоугольника, измеренная в продольном направлении, является значением продольного капиллярного распределения, а длина прямоугольника, измеренная в поперечном направлении, является значением поперечного капиллярного распределения.
Таким образом, значение продольного капиллярного распределения определяется самой длинной протяженностью непрерывного контура пятна жидкости вдоль продольно проходящей средней линии 15 изделия, а значение поперечного капиллярного распределения определяется самой длинной протяженностью непрерывного контура пятна жидкости вдоль поперечно проходящей средней линии 17. Все расстояния измеряются при помощи масштабной линейки с погрешностью 1 мм.
Если испытательная жидкость достигает или переливается через края пластины 200 в поперечном направлении в течение 60 с после подачи жидкости, считается, что образец не прошел испытание, и значение поперечного капиллярного распределения у этого образца равно нулю (0). Если тестируемое впитывающее изделие меньше испытательной пластины 200, то отрицательный результат при испытании определяется как момент, когда жидкость достигает краев впитывающего изделия в поперечном направлении.
Испытание повторяют пять раз с использованием трех различных образцов каждого типа впитывающего изделия. Затем на основе результатов этих трех попыток вычисляют среднее значение продольного и поперечного капиллярного распределения. Если какой-либо из пяти продуктов не проходит испытание, то есть жидкость достигает краев пластины, то регистрируют значение поперечного капиллярного распределения, равное нулю (0).
Методика измерения времени проникновения текучей среды
В предпочтительном варианте время проникновения текучей среды у впитывающих изделий, выполненных в соответствии с принципами настоящего изобретения, составляет менее 10 с, более предпочтительно менее 8 с, а в наиболее предпочтительном варианте менее 5 с.
Время проникновения текучей среды измеряется путем помещения тестируемого образца под пластину 200, представленную на фиг.11. Пластину 200 размещают на образце продукта таким образом, чтобы центр овального отверстия совпадал с пересечением продольно проходящей средней линии 15 и поперечно проходящей средней линии 17 продукта. Продольную ось овального отверстия совмещают с продольной осью тестируемого продукта. Испытательная жидкость, составленная по описанной выше формуле, используется в качестве испытательной жидкости для измерения времени проникновения текучей среды.
Шприц со шкалой (10 мл), содержащий 7 мл испытательной жидкости, удерживают над отверстием пластины таким образом, чтобы выход шприца находился на расстоянии приблизительно 76 мм (3 дюйма) над пластиной. Шприц удерживают горизонтально, параллельно поверхности испытательной пластины. Затем жидкость изгоняют из шприца со скоростью, которая позволяет жидкости проходить потоком вертикально по отношению к испытательной пластине в отверстие. Как только жидкость соприкасается с поверхностью тестируемого образца, запускают секундомер. Секундомер останавливают, как только часть поверхности образца в пределах отверстия становится видимой над оставшейся жидкостью. Прошедший промежуток времени является временем проникновения текучей среды. Среднее время проникновения текучей среды вычисляют исходя из среднего значения, полученного после испытания трех образцов.
Методика измерения потенциала повторного смачивания
В предпочтительном варианте потенциал повторного смачивания впитывающих изделий, выполненных в соответствии с принципами настоящего изобретения, составляет менее 1,0 г, а более предпочтительно менее 0,6 г.
В проведении теста на потенциал повторного смачивания, описанного ниже, используются образцы трех продуктов, использованные для измерения времени проникновения текучей среды, описанного выше.
Потенциал повторного смачивания - оценка способности прокладки или другого изделия удерживать жидкость внутри своей структуры, когда прокладка содержит достаточно большое количество жидкости и подвергается внешнему механическому давлению. Потенциал повторного смачивания определяют и оценивают при помощи следующей методики.
Для тестирования потенциала повторного смачивания используются те же инструменты, что и для измерения времени проникновения текучей среды, описанного выше, и помимо этого включают в себя множество прямоугольных кусков фильтровальной бумаги размером 76 мм×102 мм (3 дюйма×4 дюйма) ватман № 1 (Whatman Inc., Клифтон, штат Нью-Джерси) и взвешивающее устройство или балансир со взвешивающей способностью с погрешностью ±0,001 г, множество ватмана с теми же характеристиками, стандартный груз 2,22 кг (4,8 фунтов) размером 51 мм (2 дюйма) на 102 мм (4,0 дюйма) приблизительно на 54 мм (2,13 дюйма) (прилагаемое им давление составляет 4,14 кПа (0,6 фунтов/кв. на дюйм) на поверхности 51 мм на 102 мм (2 дюйма на 4 дюймов)).
Для целей настоящей методики для измерения потенциала повторного смачивания используются те же самые образцы трех продуктов, что и для теста на проникновение жидкости. После нанесения испытательной жидкости в отверстии пластины в тесте на измерение времени проникновения текучей среды, описанном выше, как только поверхностный слой прокладки проступает над верхней поверхностью жидкости, запускают секундомер и отмеряют временной интервал, равный 5 минутам.
По истечении 5 минут пластину с отверстием удаляют и помещают прокладку на твердую плоскую поверхность поверхностным слоем вниз.
Затем на смоченную область помещают и центруют предварительно взвешенную стопку фильтровальной бумаги, состоящую из пятнадцати (15) слоев, поверх фильтровальной бумаги размещают стандартный груз 2,22 кг. Фильтровальную бумагу и груз размещают на впитывающем изделии таким образом, чтобы они располагались в центре той области, на которую была нанесена жидкость. Фильтровальную бумагу и груз размещают так, чтобы их продольные размеры совпадали с продольным направлением продукта. После размещения бумаги и груза на тестируемом продукте запускают секундомер и по истечении 3 минут стандартный груз и фильтровальную бумагу быстро удаляют. Вес фильтровальной бумаги во влажном состоянии измеряют и регистрируют с точностью до 0,001 г. Затем вычисляют значение повторного смачивания, которое равняется разнице в граммах между весом 15 слоев фильтровальной бумаги во влажном состоянии и весом 15 слоев фильтровальной бумаги в сухом состоянии.
Измерение выполняется по меньшей мере три раза, и, при необходимости, перед каждым измерением груз вытирают досуха. После этого вычисляют среднее значение повторного смачивания (R) на основе значений, полученных в результате трех измерений.
ПРИМЕРЫ
Пример изобретения
Образец гигиенической прокладки, выполненной в соответствии с принципами и обладающей признаками настоящего изобретения, был создан следующим образом.
2
2
2
3
2
3
2
2
Для поверхностного слоя использован термически связанный нетканый материал с основной массой, равной 16 г/м (полипропиленовые волокна), представленный на рынке компанией Polystar, код продукта 142250. Обращенная к сердцевине поверхность поверхностного слоя обработана высокопрочным клеем компании Bostik-Findley, код продукта H-2900. Клей нанесен в количестве 5,0 г/м на часть поверхностного слоя размером 95 мм × 230 мм. Обработанная сторона поверхностного слоя размещена поверх впитывающей сердцевины. Впитывающая сердцевина содержит свободную от материала зону, как показано на фиг.1, шириной 30 мм, измеряемой вдоль поперечно проходящей средней линии изделия, и длиной 100 мм, измеряемой вдоль продольно проходящей средней линии изделия. Площадь поверхности свободной от материала зоны составляет 2305,91 мм. Толщина сердцевины 5,5 мм. Выемка, образуемая свободной от материала зоной, имеет глубину 4,4 мм. Впитывающая сердцевина состоит из 5,0 г древесной целлюлозы, производитель Georgia Pacific, код продукта 111410, и 0,4 г суперабсорбирующего полимера, производитель Sumitomo Seika Ltd., код продукта SA70. Плотность сердцевины составляет 0,103 г/см. Транзитный слой выполнен из 75 г/м нетканого материала айрлайд, производитель Buckeye (Мемфис, штат Теннесси), код продукта X853-2. Транзитный слой размещен на барьерном слое из полиэтиленовой пленки компании Clopay, код продукта 113689. Плотность транзитного слоя составляет 0,058 г/см. Транзитный слой соединен с сердцевиной при помощи клея, код H-2900, производитель Bostik-Findley, нанесенного в количестве 5,0 г/м на площадь 40 мм (ширина) на 100 мм (длина). Транзитный слой соединен с барьерным слоем при помощи клея, H-2900, производитель Bostik-Findley, нанесенного в количестве 3,6 г/м на поверхность барьерного слоя.
Сравнительный образец № 1
Сравнительный образец № 1 выполнен из тех же материалов, которые были использованы для создания образца изобретения, однако транзитный слой размещен между поверхностным слоем и сердцевиной, а сердцевина является цельной, то есть не содержит свободных от материала зон.
Сравнительный образец № 2
В качестве сравнительного образца № 2 использованы прокладки Always Regular Maxi (№ партии 82434786421709 UPC3700030563).
Каждый из образцов - образец изобретения, сравнительный образец № 1 и сравнительный образец № 2 - прошел тестирование в соответствии с методиками тестирования, описанными выше. Результаты тестирования представлены в таблице 1 ниже.
ТАБЛИЦА 1
(Среднее значение результатов 3 испытаний)
Образецизобретения
Сравнительный образец № 1
Сравнительный образец № 2
Значение поперечного капиллярного распределения
49,6
32,2
30,4
Значение продольного капиллярного распределения
79
50,6
50,4
Время проникновения текучей среды
4,3
11,9
2,9
Значение повторного смачивания
0,49
0,05
2,7
Как становится ясно из таблицы, приведенной выше, впитывающие изделия, выполненные в соответствии с принципами настоящего изобретения, обеспечивают улучшенные характеристики распределения жидкости по сравнению с изделиями известного уровня техники.