СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОДНОРАЗОВЫХ ВПИТЫВАЮЩИХ ИЗДЕЛИЙ
METHOD FOR MAKING DISPOSABLE ABSORBENT PRODUCTS

Область техники
Настоящее изобретение относится к способу изготовления одноразовых гигиенических впитывающих изделий, таких как впитывающие изделия типа трусов.
Предшествующий уровень техники
Для улучшения комфорта и плотного прилегания одноразовые гигиенические изделия и особенно те, которые предназначены для ношения вокруг талии пользователя, обычно снабжены эластичными элементами в выбранных областях изделия. Во впитывающем изделии типа трусов, то есть изделии, которое одевается так же, как и обычная пара трусов, к выбранным областям относятся отверстие для талии и отверстия для ног. Обычно эластичные элементы, применяемые в этих областях, имеют форму эластичных нитей или лент, которые в растянутом состоянии под воздействием силы натяжения прикрепляются к подложке, например наружному покрытию изделия. После окончания действия силы натяжения эластичные элементы сокращаются и таким образом собирают в складки подложку, к которой они прикреплены. Подобным образом можно придать эластичные свойства другой, в основном неэластичной, ткани.
Вышеописанный способ обеспечения впитывающего изделия собранными на резинку областями имеет несколько недостатков. Например, относительно сложным является прикрепление эластичных элементов к движущемуся полотну материала во время непрерывного изготовления. Эластичные элементы в основном прикрепляются к полотну материала с помощью клея, например, термоплавкого клея или термоотверждающегося клея. Для гарантии того, что эластичные элементы не отсоединятся от полотна материала во время процесса изготовления, необходимо гарантировать, что эластичные элементы будут плотно прилегать к полотну материала до того момента, когда клей прихватится, высохнет или закрепится. Проблемы также могут возникать при синхронизации растяжения различных эластичных элементов и в обеспечении одинакового растяжения разных эластичных элементов, независимо от скорости движения полотна материала. Так как степень эластичности полотна материала с прикрепленными эластичными элементами прямо пропорциональна интенсивности, с которой растягиваются эластичные элементы, обычно 100%, при прикреплении их к полотну материала во время изготовления, они занимают область в основном большую, чем область, которую занимают готовые изделия в нерастянутом состоянии. Это означает, что производственное помещение занимает нежелательно большую площадь. Кроме того, производственное оборудование должно быть откалибровано для регулировки силы натяжения. Другой сложностью являются манипуляции с готовыми изделиями после их отделения от движущегося полотна материала, так как сразу после прекращения растяжения эластичных элементов изделия принимают неправильную трехмерную форму. Дополнительно доказано, что очень сложными шагами являются складывание и упаковка готовых изделий вследствие их складчатой и трехмерной формы.
Несмотря на то что подобные эластичные одноразовые впитывающие изделия могут обеспечивать удовлетворительный комфорт и плотное прилегание, собранное подобным образом полотно материала может придать прокладке громоздкость, а также мятый внешний вид изделия. Это означает, что может оказаться затруднительным скрыть изделие под обычной одеждой. Это особенно проблематично для взрослых пользователей одноразовых впитывающих трусов.
Для преодоления, по меньшей мере, некоторых из этих недостатков вместо применения в одноразовых впитывающих изделиях материала, собранного на резинку, было предложено изготовление, по меньшей мере, нескольких областей одноразовых впитывающих изделий непосредственно из эластичного материала, например эластичного нетканого материала или эластичного многослойного материала. При использовании подобного материала отсутствует необходимость прикреплять растянутый эластичный элемент к собирающейся в складки подложке. Также, по меньшей мере, теоретически, возможно изготовление одноразовых впитывающих изделий в процессе, при котором составляющие эластичные элементы в основном не подвергаются растяжению. Действительно, в WO-A-03/070140 предложено растягивать полотно эластичного материала во время изготовления максимум на 5%.
Было обнаружено, что для гарантии точного контроля за полотном эластичного материала во время изготовления необходимо подвергать полотно некоторому минимальному растяжению. С другой стороны, для получения максимально возможных преимуществ, которые, по меньшей мере, теоретически, доступны при использовании полотна эластичного материала по сравнению с полотном, собранным на резинку, важно, чтобы сила натяжения была значительно меньше силы, необходимой для достижения максимальной эластичной растяжимости полотна эластичного материала.
Сущность изобретения
Исходя из вышеизложенного задачей изобретения является предоставление способа изготовления одноразовых гигиенических впитывающих изделий, который позволяет осуществлять рациональное изготовление изделий.
p
t
p
t
p
Эта задача решается с помощью способа, в котором одноразовое гигиеническое впитывающее изделие изготавливается в процессе, в котором полотно эластичного материала является в основном однородным эластичным многослойным полотном, имеющим максимальную эластичную растяжимость в первом направлении, по меньшей мере, 40%, предпочтительно, по меньшей мере, 60% и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 80%, под воздействием пиковой силы (нагрузки) F. Эластичное многослойное полотно продвигается по направлению движения, соответствующему первому направлению, удерживаясь под воздействием силы натяжения F, удовлетворяющей условию: 0,03 F≤F≤0,25 F.
В целях этого раскрытия эластичное многослойное полотно может быть рассмотрено как по существу однородное, если свойства полотна в любых двух отрезках полотна, в основном, являются одинаковыми в одинаковом направлении.
Под эластичной растяжимостью здесь понимается удлинение эластичного многослойного полотна в направлении приложенного усилия, которое полотно может обеспечить без пластичной деформации или разрыва. Материал, который считается эластически растяжимым, должен также стремиться восстановить свою первоначальную длину сразу после устранения силы натяжения. В целях настоящего изобретения многослойное полотно считается эластически растяжимым, если оно может быть растянуто, по меньшей мере, в одном направлении на, по меньшей мере, 130% от его начальной длины и будет возвращаться максимально к 120%, предпочтительно к не более 110% от своей первоначальной длины после прекращения воздействия силы натяжения, одновременно отвечая требованию по максимальной эластичной растяжимости, обозначенному выше.
t
p
t
p
Вследствие свойства нелинейной силы растяжения эластичных многослойных полотен в результате включения между ними в многослойном материале волокон менее эластичного слоя или слоев, % растяжения на единицу силы уменьшается при более высоких степенях растяжения. С помощью выбора силы натяжения F для выполнения условия 0,03 F≤F≤0,25 F, обеспечивается одновременно адекватное растяжение полотна и отсутствие воздействия на производственное оборудование излишне высоких нагрузок.
t
p
t
p
t
p
t
p
t
p
t
p
В некоторых случаях может оказаться предпочтительным увеличение растяжения многослойного материала в процессе изготовления. Аналогично, в предпочтительном варианте осуществления может быть выбрана такая сила натяжения F, которая удовлетворяет условию 0,05 F≤F≤0,25 F. Подобным образом, когда желательно поддерживать силу, воздействующую на многослойный материал, на наиболее низком возможном уровне, может быть выбрана F, удовлетворяющая условию 0,03F≤F≤0,20 F. В еще одном предпочтительном варианте осуществления может быть выбрана F, удовлетворяющая условию 0,05 F≤F≤0,20 F.
Предпочтительно эластичное многослойное полотно имеет, по меньшей мере, один нетканый слой, прикрепленный к пленочному слою. Пленочный слой предпочтительно является трехслойным полиэтиленом (PE)/пленкой на основе стирола/PE эластомерной пленкой с отверстиями.
Дальнейшие варианты осуществления настоящего изобретения подробно описаны в остальных зависимых пунктах формулы изобретения.
Краткое описание чертежей
Далее изобретение будет описано более детально только в качестве примера и со ссылкой на приложенные чертежи.
На фиг.1 представлено схематическое перспективное изображение протяженности производственной линии для изготовления одноразового гигиенического впитывающего изделия в соответствии с способом согласно настоящему изобретению;
на фиг.2 представлено схематическое графическое изображение, показывающее кривую зависимости силы от натяжения эластичного многослойного материала;
2
на фиг.3 представлен схематический график, показывающий кривую зависимости силы от натяжения эластичного многослойного материала, содержащего 25 г/м нетканого материала;
2
на фиг.4 представлен график, показывающий кривую зависимости силы от натяжения эластичного многослойного материала, содержащего 20 г/м нетканого материала;
2
на фиг.5 представлен график, показывающий кривую зависимости силы от натяжения эластичного многослойного материала, содержащего 18 г/м нетканого материала, и
на фиг.6 представлен вид в поперечном разрезе эластичного многослойного полотна для применения в способе согласно настоящему изобретению.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
На фиг.1 позиция 10 в основном обозначает протяженность производственной линии для изготовления одноразового гигиенического впитывающего изделия 12. В данном примере впитывающее изделие является натягиваемым подгузником типа трусов.
t
p
Различные элементы впитывающего изделия соединяются (не показаны) на непрерывном ленточном конвейере, перемещающемся в направлении перемещения, обозначенном стрелкой A. В наиболее широком объеме изобретения по существу однородное эластичное многослойное полотно 14 непрерывной длины помещается на ленточный конвейер и удерживается силой натяжения F. Эластичное многослойное полотно имеет максимальную растяжимость под воздействием пиковой силы F в первом направлении, соответствующем направлению перемещения, обозначенному стрелкой A, по меньшей мере, 40%, предпочтительно, по меньшей мере, 60% и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 80%. Эластичное многослойное полотно 14 непрерывной длины продвигается в направлении перемещения A до положения, в котором индивидуальные впитывающие внутренние части 16 присоединяются к эластичному многослойному полотну 14 непрерывной длины на расстоянии друг от друга. Соответственно, индивидуальные изделия 12, в данном случае натягиваемые подгузники типа трусов, формируются из подобным образом собранных индивидуальных впитывающих внутренних частей 16 и эластичного многослойного полотна непрерывной длины.
t
p
t
p
В соответствии с настоящим изобретением во время продвижения эластичное многослойное полотно 14 непрерывной длины удерживается силой натяжения F, соответствующей направлению перемещения, при этом сила натяжения удовлетворяет условию: 0,03 F≤F≤0,25 F.
p
Для осуществления вышеописанного способа необходимо определить пиковую силу F, то есть силу, под воздействием которой эластичное многослойное полотно демонстрирует эластичную растяжимость. Пиковая сила определяется с помощью способа тестирования прочности на разрыв ASTM D 882. Прочность на разрыв и растяжение определенной тестируемой части определяется с помощью динамометра.
Аппарат: Instron 4301.
Динамометр, связанный с компьютером.
Скорость передвижения крейцкопфа 500 мм/мин.
Расстояние между зажимами 50 мм.
Изготовление образца
Тестируемые образцы отрезаются по всей ширине материала. Ширина образца должна составлять 25,4 мм, а длина, по меньшей мере, на 50 мм больше расстояния между зажимами, если это возможно. Важно, чтобы края образца были выровнены и не имели надрезов. Перед тестированием образцы выдерживают, по меньшей мере, в течение 4 часов в 50% относительной влажности RH ± 5% RH и 23 ± 2°C.
Процедура: динамометр калибруется в соответствии с аппаратными инструкциями и устанавливается на нулевое значение. Устанавливается образец, и при этом следят за тем, чтобы образец не был закреплен косо или неравномерно. Скольжение материала предотвращается с помощью использования зажимов, покрытых галуном или подобным материалом. Динамометр запускается и останавливается после разрыва ткани (если он не управляется автоматически). Результаты измерения, полученные от преждевременных разрывов (то есть когда образец разрывается в области зажима или повреждается во время изготовления), по возможности игнорируются.
При помощи динамометра/компьютера отражаются результаты следующих параметров:
Максимальная сила воздействия N/25,4 мм
Растяжение при максимальной силе воздействия, %
Сила, необходимая для разрыва N/25,4 мм
Растяжение при силе, необходимой для разрыва, %
Точка перегиба, N/%
2
2
2
На фиг.2 схематически представлен характер изменения эластичного многослойного полотна для применения в способе согласно настоящему изобретению, при растяжении его под воздействием постоянной силы. Многослойное полотно содержит 25 г/м Sofspan СЗ от BBA по обеим сторонам от 40 г/м эластичной пленки с отверстием, где одна поверхность покрыта приблизительно 5 г/м клея.
На участке (A) эластичное многослойное полотно проявляет в основном эластичный характер изменения от нулевой степени натяжения до приблизительно "точки перегиба" (B), после чего на участке (C) сила воздействия быстро возрастает. Точка перегиба (B) определяется как первая точка на кривой сила-натяжение, в которой градиент становится более 0,3N/%. Показанное многослойное полотно является эластичным до натяжения приблизительно 80%. Приложенная сила в конечном итоге достигает максимума ("пиковая сила") в точке (D), в которой градиент кривой сила-натяжение равен нулю. Затем на участке (E) сила уменьшается, поскольку ткань начинает повреждаться. Полное повреждение многослойного полотна происходит в точке (F).
p
t
p
t
p
Пиковая сила F является силой, приложенной в точке D. В способе настоящего изобретения эластичное многослойное полотно удерживается под воздействием силы натяжения F, которая удовлетворяет условию: 0,03 F≤F≤0,25 F.
2
2
2
2
2
p
t
p
На фиг.3-5 показан фактический характер изменения эластичных многослойных полотен, содержащих 40 г/м эластичной пленки с отверстиями, несмотря на то что они покрыты приблизительно 3 г/м клея Sofspan IMW различной плотности. Таким образом, на фиг.3 основной вес нетканых полотен составляет 25 г/м, на фиг.4 он равен 20 г/м, а на фиг.5 он равен 18 г/м. Во всех случаях "точка перегиба" (B) находится в пределах диапазона 0,03 F≤F≤0,25 F.
t
p
t
p
t
p
t
p
t
p
t
p
В некоторых случаях может оказаться предпочтительным увеличение растяжения многослойного материала в процессе изготовления. Кроме того, в предпочтительном варианте осуществления может быть выбрана сила натяжения F, удовлетворяющая условию 0,05 F≤F≤0,25 F. Подобным образом, когда требуется поддерживать как можно меньшую силу воздействия на многослойный материал, может быть выбрана F, удовлетворяющая условию 0,03 F≤F≤0,20 F. В другом предпочтительном варианте осуществления может быть выбрана F, удовлетворяющая условию 0,05 F≤F≤0,20 F.
На фиг.6 представлено эластичное многослойное полотно 14 в поперечном сечении для применения в способе настоящего изобретения. Эластичное многослойное полотно имеет первый нетканый слой 26, прикрепленный к первой поверхности 28 пленочного слоя 30. Далее эластичное многослойное полотно имеет преимущественно второй нетканый слой 32, прикрепленный к второй поверхности 34 пленочного слоя 30.
2
2
Предпочтительно пленочный слой состоит из эластичной пленки, имеющей основной вес приблизительно от 20 до приблизительно 100 г/м, предпочтительно от 20 до 60 г/м. Пленочный слой может быть выбран из группы, включающей полиэтилены низкой степени кристаллизации, полиэтилены низкой степени кристаллизации, полученные катализом с использованием металлоценовых катализаторов, сополимеры этиленвинилацетата (EVA), полиуретан, полиизопрен, сополимеры бутадиена и стирола, блок-полимеры стирола, такие как стирол/изопрен/стирол (SIS), стирол/бутадиен/стирол (SBS), блок-сополимер стирен/этиленбутадиен/стирена (SEBS) и их смеси.
Для увеличения воздухопроницаемости эластичного многослойного полотна пленочный слой 30 может иметь отверстия 36. В предпочтительном варианте осуществления пленка является трехслойным PE/пленкой на основе стирена/PE эластомерной пленкой с отверстиями.
2
2
2
2
2
2
Как первый, так и второй нетканые слои могут иметь основной вес от приблизительно 10 г/м до приблизительно 40 г/м, предпочтительно от приблизительно 12 г/м до приблизительно 30 г/м, наиболее предпочтительно от приблизительно 15 г/м до приблизительно 25 г/м, и могут содержать волоконный связующий материал или кардный материал, выбранный из группы, включающей полипропилен, полиэтилен, полиэстер и другие полиолефиновые гомополимеры и сополимеры.
Для придания индивидуальным изделиям 12 желательных свойств приведенный выше основной способ изготовления может быть дополнен одним или более следующих шагов.
При изготовлении подгузника типа трусов на эластичное многослойное полотно 14 может наноситься, например, с помощью распыления или полива клей 36, после чего эластичные элементы 38 в виде непрерывных эластичных лент или нитей закрепляются поперек складчатой поверхности многослойного полотна. Эти эластичные элементы 38 будут образовывать в готовом изделии 12 собранные на резинку отверстия для ног. В альтернативном варианте клей может наноситься непосредственно на эластичные элементы.
После этого поверх эластичного многослойного полотна 14 и эластичных элементов 38 может быть нанесено второе полотно материала 40 из материала, препятствующего проникновению жидкости, такого как эластичная пластиковая пленка. Для обеспечения адекватного крепления второго полотна материала на его поверхность, обращенную в сторону первого полотна 14, может быть также нанесен клей.
В иллюстрированном варианте осуществления поверх эластичного многослойного полотна 14 и второго полотна материала 40 нанесено третье полотно материала 42 и закреплено поверх впитывающих внутренних частей 16. Третье полотно эластичного материала будет представлять собой поверхность готового впитывающего изделия. По существу, оно может состоять из нетканого материала, например материала, полученного фильерно-раздувным способом из расплава, кардного материала, гидроспутанного материала, полученного по технологии влажного холстоформирования и т.д. Подходящие нетканые материалы могут быть сформированы из природных волокон, таких как древесная масса или хлопковые волокна, искусственных волокон, таких как полиэстер, полиэтилен, полипропилен, вискоза и т.д., или из смеси природных и искусственных волокон. Поверхностный материал может далее быть сформирован из волокон бечевки, которые могут быть связаны друг с другом способом связывания, например, раскрытым в EP-A-1035818. К дальнейшим примерам поверхностных материалов относятся поропласты, пластиковые пленки с отверстием и т.д. Материалы, подходящие для применения в качестве поверхностных материалов, должны быть мягкими и не раздражать кожу, и предназначены для легкого проникновения текучих сред организма, например мочи или менструальной жидкости. Предпочтительно третье полотно материала должно обладать эластичными свойствами. Перед нанесением третьего полотна материала на второе полотно материала на поверхность третьего эластичного полотна, обращенную ко второму полотну материала, может быть нанесен клей.
В альтернативном способе изготовления второе полотно 40 материала из материала, препятствующего проникновению жидкости, может отсутствовать. Вместо этого поверх эластичных элементов 38 может быть помещен нетканый материал. После этого во впитывающий пакет, состоящий из пластиковой пленки, впитывающей внутренней части и нетканого поверхностного слоя, может быть включен материал, препятствующий проникновению жидкости. Несмотря на то что на фиг.1 эластичные элементы 38, размещенные на эластичном многослойном полотне, содержат эластичный элемент для промежности, необходимо понимать, что вместо этого в подобный описанный впитывающий пакет может быть включен эластичный элемент для промежности.
Каждая вышеописанная совокупность элементов образует производственное полотно 44. В производственном полотне вырезаются отверстия для ног 46, а затем в направлении производственного процесса производственное полотно сворачивается вдвое таким образом, чтобы образовался край 48 сгиба и свободный край 50. Свернутое производственное полотно 44 затем прерывисто спаивается поперек направления производственного процесса вдоль линий 52 спая, проходящих от свободного края 50 к краю каждого отверстия 46 для ног. Спаянное производственное полотно 44 затем отделяется с помощью отсоединения по каждой линии 52 спая так, чтобы индивидуальные подгузники 12 типа трусов были отделены от производственного полотна 44. Затем индивидуальные подгузники могут быть подвергнуты дальнейшим шагам обработки, таким как сворачивание и упаковка.
Эластичное многослойное полотно 14 изготовленных подобным образом подгузников 12 типа трусов представляет собой наружное покрытие подгузников. Подобным образом, эластичное многослойное полотно может также являться наружным покрытием многих типов одноразовых гигиенических впитывающих изделий, таких как обычные подгузники, предметы одежды, применяемые при недержании, гигиенические салфетки и прокладки, прикрепляемые к нижнему белью. Необходимо понимать, что эластичное многослойное полотно 14 не должно покрывать всю наружную поверхность подобных изделий. Вместо этого в некоторых случаях может быть желательным наличие неэластичной области наружного покрытия. Таким образом, например, область промежности подгузника может иметь область наружного покрытия, которая образована полосой неэластичного нетканого материала, ограниченную с обеих сторон эластичным многослойным полотном. Таким образом, передняя и задняя части подгузника будут обладать эластичными свойствами.