ИЗДЕЛИЕ С СИСТЕМОЙ ДОСТАВКИ ПОЛЕЗНОГО ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ АГЕНТА
ARTICLE WITH SYSTEM FOR DELIVERY OF AGENT BENEFICIAL FOR HEALTH

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к многослойному материалу (ламинату), конструкция которого включает нетканые и/или пленочные основы (подложки), на которых закреплен слой, содержащий полезный для здоровья агент/агенты. Этот многослойный материал может быть применен для изготовления поглощающих изделий личной гигиены, в которых он обычно называется покровным материалом.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Некоторые изделия личной гигиены или изделия медицинского назначения, как впитывающие, так и не впитывающие, могут приобретать неприятные запахи или даже вызывать раздражение кожи. Например, памперс, поглощающий элемент которого содержит поглощенную мочу, может создавать более влажную окружающую среду, чем неиспользованный памперс. Содержащее влагу окружение может провоцировать рост бактерий. Бактерии, развивающиеся на кожном покрове, могут вызывать появление запаха и раздражения. Та же проблема возникает при использовании одноразовых изделий, например, прокладок/нижнего белья для взрослых, страдающих недержанием, женских гигиенических прокладок, впитывающих ковриков, медицинских повязок, налобных повязок для впитывания пота (внутренних лент для шляп) и подобных им изделий. Действительно, любая ситуация, в которой имеется контакт между нетканым материалом или пленкой и мокрым или влажным кожным покровом, может приводить к таким проблемам, как возникновение запаха, дискомфорта, усиленное размножение бактерий и/или раздражение кожи.
Для устранения этой проблемы на внешнюю прилегающую к телу поверхность покровного материала, имеющую непосредственный контакт с кожными покровами, включая слизистые оболочки, наносят полезные для здоровья агенты, например, лосьоны, порошки, порошкообразные или другие вещества. Несмотря на некоторый полезный эффект, намокание лосьона или порошков и/или порошкообразных веществ вызывает их вытекание и попадание в нецелевые области изделия. Например, на паховую область памперса может быть нанесен лосьон. При намокании лосьон может вытекать из паховой области и попадать в участки, не имеющие непосредственного контакта с кожными покровами или интимными областями, нуждающимися в воздействии полезного для здоровья агента.
Таким образом, имеется необходимость в создании изделия, доставляющего полезный для здоровья агент человеку как при непосредственном, так и даже при опосредованном контакте с телом. Возможные полезные эффекты включают уменьшение или устранение запаха, бактерий, вирусов, дискомфорта, раздражения, ощущения влажности и/или подобных явлений. Также имеется необходимость в создании изделия, которое может быть использовано для нанесения полезного для здоровья агента на кожные покровы или другие интимные области тела, независимо от того, является ли этот агент натуральной добавкой или лекарственным средством. Дополнительно, желательно, чтобы решение рассмотренных выше проблем было более экономичным, чем применение доступных в настоящее время однослойных нетканых материалов или пленок для изготовления поглощающих изделий. Желательно, чтобы выбор материала основы не приводил к необходимости модификации способов производства изделий (например, поглощающих изделий, таких как памперсы и т.д.).
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к системе доставки полезного для здоровья агента, применяемой в комбинации с поглощающим изделием. Первая и вторая основы (слои) проницаемы для газов, жидкостей и/или частиц, которые могут проходить через эти основы. На внутренние поверхности и первой, и второй основы нанесено клеящее вещество.
Полезный для здоровья агент включает частицы, распределенные в клеящем веществе на первой основе и второй основе. Часть частиц не зафиксирована на клеящем веществе. Клеящее вещество совместно с частицами образует слой, включающий полезный для здоровья агент.
В некоторых аспектах система доставки полезного для здоровья агента включает клеящее вещество, которое составляет от приблизительно 2,5% до приблизительно 10% от общей массы слоя, включающего полезный для здоровья агент.
В других аспектах настоящего изобретения система доставки полезного для здоровья агента включает либо частицы, размер которых превышает размер пор, имеющихся в первой основе, либо частицы, размер которых составляет менее размера пор, имеющихся в первой основе, либо частицы, размер которых превышает размер пор, имеющихся во второй основе. Кроме того, размер пор, имеющихся во второй основе, может быть меньше размера пор, имеющихся в первой основе.
В других аспектах размеры частиц составляют приблизительно от 10 нм до приблизительно 1000 микрон или приблизительно от 0,5 микрон до приблизительно 5 микрон.
В других аспектах частицы включают осушитель, пребиотик, дезодорант и/или бактерии.
В другом примере осуществления настоящего изобретения поглощающее изделие включает поглощающий внутренний слой, наружный слой, расположенный на одной стороне поглощающего внутреннего слоя, и покровный материал, обеспечивающий полезный для здоровья эффект, расположенный на противоположной стороне поглощающего внутреннего слоя.
Способ изготовления покровного материала для поглощающего изделия включает следующие этапы:
(1) получение первого полотна и его расположение на движущейся ленте транспортера;
(2) закрепление первого слоя клеящего вещества на внутренней поверхности первого полотна;
(3) нанесение первого слоя порошкообразного вещества на первый слой клеящего вещества;
(4) нанесение второго слоя клеящего вещества на порошкообразное вещество; и
(5) закрепление второго полотна на втором слое клеящего вещества;
причем этапы с 1 по 5 выполняют последовательно.
В других аспектах после завершения этапа (5) выполняют дополнительные этапы:
(5а) закрепление первого дополнительного слоя клеящего вещества на втором полотне;
(5b) нанесение дополнительного порошкообразного вещества на первый дополнительный слой клеящего вещества; и
(5с) нанесение второго дополнительного слоя клеящего вещества на дополнительное порошкообразное вещество;
(5d) закрепление второго дополнительного полотна на втором дополнительном слое клеящего вещества;
причем этапы с 5а по 5d выполняют последовательно.
В другом аспекте после завершения этапа (4) выполняют следующие дополнительные этапы:
(4а) нанесение второго слоя порошкообразного вещества на второй слой клеящего вещества;
(4b) нанесение дополнительного слоя клеящего вещества на второй слой порошкообразного вещества;
(4с) отсутствие этапа (5); и
(4d) закрепление второго полотна на дополнительном слое клеящего вещества;
причем этапы с 4а по 4d выполняют последовательно.
В дополнительном аспекте наносимое в соответствии с описанным выше способом порошкообразное вещество включает пребиотик и пробиотик.
В другом примере осуществления настоящего изобретения система доставки полезного для здоровья агента, применяемая в комбинации с поглощающим изделием, включает первую основу и вторую основу, причем первая и вторая основы проницаемы для газов, жидкостей и/или частиц. Клеящее вещество зафиксировано на внутренних поверхностях первой и второй основы. Слой полезного для здоровья агента включает частицы, которые распределены в клеящем веществе на первой основе и второй основе. Кроме того, второй слой клеящего вещества отделяет слой полезного для здоровья агента.
Другие признаки и аспекты настоящего изобретения более подробно рассмотрены ниже.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Для наилучшего понимания настоящего изобретения специалистом в данной области техники ниже приведено более полное и подробное описание изобретения, включающее наилучший способ его осуществления, сопровождаемое следующими графическими материалами, в которых:
На Фиг.1 представлен вид спереди репрезентативного примера трусов в собранном виде, на котором показан покровный материал согласно одному из примеров осуществления настоящего изобретения.
На Фиг.2 представлен развернутый вид репрезентативного примера трусов, представленных на Фиг.1, в разложенном на плоскости виде, на котором показана поверхность трусов, обращенная к пользователю, которая представляет собой покровный материал согласно настоящему изобретению.
На Фиг.3A представлена женская гигиеническая прокладка, включающая один из примеров осуществления покровного материала согласно настоящему изобретению.
На Фиг.3B представлена медицинская повязка, включающая один из примеров осуществления покровного материала согласно настоящему изобретению.
На Фиг.3C представлен впитывающий коврик, включающий один из примеров осуществления покровного материала согласно настоящему изобретению.
На Фиг.4 представлено устройство для измерения толщины покровного материала согласно настоящему изобретению.
На Фиг.5 представлен вид в разрезе одного из примеров осуществления многослойного материала согласно настоящему изобретению, в котором многослойный материал включает три слоя.
На Фиг.6 представлен вид в разрезе другого примера осуществления многослойного материала согласно настоящему изобретению, в котором многослойный материал включает два слоя.
На Фиг.7 представлен вид в разрезе другого примера осуществления многослойного материала согласно настоящему изобретению, в котором многослойный материал включает три слоя, обеспечивающие полезный для здоровья эффект, разделенные слоями клеящего вещества.
На Фиг.8 схематично представлен один из примеров осуществления способа получения многослойного материала, скрепляемого послойно.
На Фиг.9 представлен вид в разрезе одного из примеров осуществления настоящего изобретения, на котором показан многослойный материал, включающий ″карманы″, содержащие полезные для здоровья агенты.
На Фиг.10 представлен вид в разрезе другого примера осуществления многослойного материала согласно настоящему изобретению, включающего пять слоев, на котором показано протекание жидкости через слои.
На Фиг.11 представлен вид в перспективе сверху поглощающего изделия, включающего участок многослойного материала согласно настоящему изобретению.
В предлагаемом описании и графических материалах одинаковые обозначения относятся к одним и тем же или аналогичным деталям или элементам настоящего изобретения. Не все аналогичные детали обозначены одинаковыми обозначениями. Графические материалы приведены для иллюстративных целей и не обязательно представлены в масштабе. Некоторые их части могут быть увеличены, а другие уменьшены.
ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Клеевое крепление
Употребляемый в настоящем описании термин ″клеящая композиция″ или ″клеящее вещество″ в общем случае означает вещество, которое скрепляет две поверхности одной или более основ друг с другом. Термин ″скрепление (соединение)″ означает сцепление двух элементов. Два элемента считаются скрепленными вместе, если они непосредственно или опосредованно связаны друг с другом.
Способ скрепления с помощью клеящего вещества
Термин ″скрепление с помощью клеящего вещества″ означает способ, согласно которому при нанесении клеящего вещества образуется связь. Нанесение клеящей композиции может быть произведено различными способами, например, нанесением покрытия с помощью щелевой головки, нанесением покрытия напылением и другими способами нанесения покрытия на поверхность. Для получения слоя, обеспечивающего полезный для здоровья эффект, клеящая композиция может быть смешан с компонентом изделия, например, одним или более полезными для здоровья агентами и/или клеящими веществами. К слою, обеспечивающему полезный для здоровья эффект, может быть приложено давление, под действием которого этот слой может быть прикреплен к другим слоям многослойного материала.
Закрепленный
Употребляемый в настоящем описании термин ″закрепленный″ означает наличие непосредственного контакта между слоем Х и слоем Y, и, если не указано иное, между этими слоями отсутствуют другие материалы, например, как в случае применения клеящего вещества.
Пленка
Употребляемый в настоящем описании термин ″пленка″ означает термопластическую пленку, полученную экструзией пленки и/или другим способом формования, например, отливкой пленки или экструзией пленки с раздувом. Термин включает пленки с отверстиями, пленки с разрезами и другие пористые или микропористые пленки, которые представляют собой пленки, пропускающие жидкость/пары/воздух, а также пленки, обладающие барьерными свойствами, которые не пропускают жидкость.
Термоклей
Традиционный термоклей представляет собой клеящую композицию, которая в общем случае включает множество компонентов. Обычно такие компоненты включают один или более полимер, обеспечивающий достижение когезионной прочности (например, алифатические полиолефины, такие как сополимер полиэтилена и полипропилена; этиленвинилацетатные сополимеры; стирол-бутадиеновые или стирол-изопреновые блок-сополимеры и т.д.); смолообразный полимер или аналогичный материал (иногда называемый усилителем клейкости), обеспечивающий адгезионную прочность (например, углеводороды, отогнанные из нефтяных дистиллятов; канифоли и/или сложные эфиры канифолей; производные терпенов, например, полученные из древесины или цитрусовых и т.д.); необязательно воски (парафины), пластификаторы или другие материалы, изменяющие вязкость (т.е. текучесть) (неограничивающие примеры таких материалов включают минеральное масло, полибутен, парафиновые масла, сложноэфирные масла и подобные вещества); и/или другие добавки, неограничивающие примеры которых включают антиоксиданты или другие стабилизаторы. Типичная термоклеевая композиция может содержать от приблизительно 15 до приблизительно 35 масс.% полимера или полимеров, обеспечивающих когезионную прочность; от приблизительно 50 до приблизительно 65 масс.% смолообразного полимера или другого усилителя или усилителей клейкости; от количества, превышающего ноль, до приблизительно 30 масс.% пластификатора или другого модификатора вязкости; и необязательно менее приблизительно 1 масс.% стабилизатора или другой добавки. Следует понимать, что возможно применение других клеящих композиций, содержащих различные массовые процентные отношения перечисленных компонентов.
Многослойный материал
Употребляемый в настоящем описании термин ″многослойный материал″ означает композиционную структуру, составленную из двух или более слоев, соединенных друг с другом при проведении этапа присоединения или скрепления, например, посредством скрепления с помощью клеящего вещества, термического скрепления (термической сварки), точечного скрепления, компрессионного скрепления, нанесения покрытия экструзией или ультразвукового скрепления (ультразвуковой сварки).
Слой
Термин слой, упоминаемый в единственном числе, представляет собой единичный элемент композиционной структуры, например, включающей многослойный материал/покровный материал согласно настоящему изобретению.
Покровный материал
Покровные материалы обычно используют в изделиях личной гигиены, например, памперсах, женских гигиенических прокладках, предметах одежды для страдающих недержанием и подобных изделиях. Таким образом, термин ″покровный материал″ описывает материал, непосредственно обращенный к кожному покрову и контактирующий с кожным покровом. Покровный материал согласно настоящему изобретению представляет собой материал, имеющий многослойную структуру.
Нетканый материал
Класс полотен, получаемых скреплением волокон (например, химическими и/или механическими средствами). Нетканый материал получают скреплением механическими, химическими, термическими средствами или с помощью растворителей или клеящих веществ или любой комбинации указанных средств; такой материал отличается от тканей, трикотажных или прошивных материалов. Нетканые материалы могут быть изготовлены из синтетических термопластических полимеров или натуральных полимеров, например, целлюлозы. Например, впитывающий одноразовый материал представляет собой один из типов нетканого материала.
Частицы
Частицы могут иметь любую геометрическую форму, и неограничивающие примеры таких форм включают сферические зерна, кристаллические формы, цилиндрические волокна или нити и подобные им формы. Размеры частиц определены ниже.
Поры
Употребляемый в настоящем описании термин ″поры″ означает отверстия, образованные как естественным, так искусственным образом в материале основы. В контексте настоящего изобретения щель также считается порой.
Пребиотик
Класс пребиотиков не ограничен определенной группой бактерий. В общем случае пребиотики представляет собой неперевариваемые ингредиенты, оказывающие полезный эффект на организм хозяина посредством селективной стимуляции роста и/или активности одного или ограниченного количества в целом полезных бактерий. Пребиотики представляют собой пищевые волокна, и их неограничивающие примеры могут включать фруктоолигосахариды, инулин, транс-галактозилированные олигосахариды и соевые олигосахариды.
Пробиотики
Будучи введены в адекватных количествах, некоторые живые микроорганизмы могут оказывать полезное для здоровья воздействие на организм хозяина. Молочнокислые бактерии и бифидобактерии представляют собой наиболее распространенные микроорганизмы, используемые в качестве пробиотиков; полезное для здоровья воздействие также могут оказывать некоторые виды дрожжей и палочковидные бактерии. Например, применение пробиотиков может приводить к такому полезному эффекту, как уменьшение или устранение мочеполовых инфекций и атопических заболеваний.
Получение аэродинамическим способом из расплава
Этот способ представляет собой формование нетканого полотна, включающее экструзию и вытяжение расплавленных полимеров под действием высокоскоростного потока нагретого воздуха с образованием тонких волокон. Волокна охлаждают и собирают в виде полотна на движущемся транспортере. Способ подобен способу высокоскоростного формования из расплава, но волокна, полученные аэродинамическим способом из расплава, намного тоньше и в общем случае имеют толщину порядка нескольких микрон.
Способ высокоскоростного формования из расплава (спанбонд)
Способ представляет собой методику, согласно которой волокна экструдируют, подвергают вытяжению и укладке на движущийся транспортер с образованием полотна. Термин ″спанбонд″ часто используют взаимозаменяемо с термином ″спанлейд″, но в промышленности для описания определенного способа формования полотна традиционно используют термин спанбонд. Это название используют для отличия данного способа формования полотна от других двух форм формования полотна способом спанлейд, которые представляет собой получение аэродинамическим способом из расплава и химическое прядение (flashspinning).
Композиционный материал типа спанбонд/материал. полученный аэродинамическим способом
Такой многослойный композит (многослойный материал) представляет собой многослойное полотно, которое в общем случае изготовлено из различных чередующихся слоев полотна спанбонд (″S″) и полотна, полученного аэродинамическим способом из расплава (″М″): SMS, SMMS, SSMMS и т.д. (или АВА, АВВА, ААВВА и т.д.).
Основа
Основа обычно представляет собой полотно, которое в контексте настоящего изобретения, представляет собой нетканый материал или пленку, на которых могут быть закреплены клеящее вещество и необязательно некоторый полезный для здоровья агент.
Впитывающий одноразовый материал
Употребляемый в настоящем описании термин ″впитывающий одноразовый материал″ в общем случае означает различные бумажные материалы, например, впитывающие одноразовые салфетки для лица, впитывающие одноразовые салфетки для умывания, бумажные полотенца, гигиенические салфетки и подобные им материалы. Впитывающий одноразовый материал согласно настоящему изобретению в общем случае может быть получен из целлюлозного полотна, включающего один или множество слоев. Например, в одном примере осуществления впитывающий одноразовый материал может рассматриваться как однослойное целлюлозное полотно, образованное смесью волокон. В другом примере осуществления впитывающий одноразовый материал может представлять собой многослойное бумажное (т.е. слоистое) полотно. Кроме того, бумажное изделие также может представлять собой однослойное или многослойное изделие (например, содержащее более одного целлюлозного полотна), в котором один или более слоев могут содержать целлюлозное полотно, полученное согласно настоящему изобретению. Обычно основная масса впитывающего одноразового материала согласно настоящему изобретению составляет менее приблизительно 120 граммов на квадратный метр (г/кв.м), в некоторых примерах осуществления менее приблизительно 70 граммов на квадратный метр, и в некоторых примерах осуществления от приблизительно 10 до приблизительно 40 г/кв.м. Одно из упоминаний такого материала содержится в патенте U.S. 6893537, поданном 17 мая 2005 г., который включен в настоящее описание в той части, которая согласуется с настоящим изобретением.
Следует отметить, что употребляемые в настоящем описании термины ″включает″, ″включающий″ и другие производные от термина ″включать″ имеют неограничивающее значение, которое указывает на наличие любого из упомянутых признаков, элементов, целых чисел, этапов или компонентов и не исключают присутствия или добавления одного или более других признаков, элементов, целых чисел, этапов, компонентов или их групп.
Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что предлагаемое описание приведено для рассмотрения лишь некоторых примеров осуществления и не ограничивает более общие аспекты настоящего изобретения.
СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В отрасли, производящей товары для широкого потребления, давно известно, что некоторые части тела (например, кожные покровы) могут подвергаться негативному воздействию при непосредственном контакте с изделием, предназначенным для впитывания физиологических жидкостей и выделений, обработки ран, предотвращения инфекции и подобных воздействий. Например, самыми широко распространенными и давними проблемами являются опрелости или неприятные запахи. Применение настоящего изобретения позволяет устранять недостатки разнообразных одноразовых поглощающих изделий, неограничивающие примеры которых включают поглощающие изделия для личной гигиены, поглощающие изделия гигиенического/медицинского назначения, спортивные поглощающие изделия/ поглощающие изделия для рабочих и подобные им изделия, тип которых согласуется с сущностью настоящего изобретения.
В общем, настоящее изобретение в целом может быть описано как система доставки полезного для здоровья агента к кожному покрову и другим участкам тела. Для лучшего понимания настоящего изобретения следует рассмотреть Фиг.1 и 2, на которых показан один из неограничивающих примеров изделия, которое может включать многослойный материал или ″покровный материал″ согласно настоящему изобретению. В качестве примера показаны и описаны трусы.
Различные материалы и способы конструирования трусов описаны в патенте U.S. 6761711, Fletcher et al.; патенте U.S. 4940464, Van Gompel et al.; патенте U.S. 5766389, Brandon et al. и патенте U.S. 6645190, Olson et al., каждый из которых включен в настоящее описание посредством ссылки в той части, которая согласуется с настоящим изобретением.
На Фиг.1 представлены частично застегнутые трусы 20, а на Фиг.2 представлены трусы 20 в расстегнутом и развернутом состоянии. Трусы 20 имеют продольную ось 1, которая направлена от передней части трусов, находящихся в надетом состоянии, до задней части трусов. Перпендикулярно к продольной оси 1 располагается боковая ось 2.
Трусы 20 включают передний участок 22, задний участок 24 и паховую область 26, расположенную между ними в продольном направлении и соединяющую передний и задний участки. Трусы 20 также имеют внутреннюю поверхность (т.е. прилегающую к телу поверхность), которая при ношении (например, расположенную относительно других компонентов трусов) должна быть обращена к пользователю, и внешнюю поверхность (т.е. обращенную к одежде поверхность), противоположную внутренней поверхности. Трусы 20 включают пару боковых краев, расположенных на противоположных боковых сторонах, и пару поясных срезов, расположенных на противоположных в продольном направлении краях.
Представленные трусы 20 могут включать каркас 32, и пару расположенных на противоположных боковых сторонах передних панелей 34, направленных наружу вбок от переднего участка 22.
Каркас 32 включает наружный слой 40 и покровный материал 301 (многослойный материал согласно настоящему изобретению), которые могут быть присоединены к наружному слою 40, перекрываясь с ним, с помощью клеящих веществ, ультразвукового скрепления, термического скрепления или других традиционных методик. Каркас 32 может дополнительно включать поглощающий внутренний слой 44, например, показанный на Фиг.2, причем поглощающий внутренний слой расположен между наружным слоем 40 и покровным материалом 301 и предназначен для поглощения жидких физиологических выделений пользователя. Поглощающий внутренний слой может дополнительно включать пару изолирующих крылышек 46, закрепленных на покровном материале 301 или поглощающем внутреннем слое 44, препятствующих вытеканию физиологических выделений наружу.
Наружный слой 40, покровный материал 301 и поглощающий внутренний слой 44 могут быть получены из множества различных материалов, известных специалистам в данной области техники. Все три слоя мог быть, например, растягивающимися и/или растягивающимися эластичным образом.
Наружный слой 40, например, может быть проницаемым для газов (дышащим) и/или может быть непроницаемым для жидкости. Наружный слой 40 может состоять из одного слоя, множества слоев, многослойных материалов, полотен спанбонд, пленок, полотен, полученных аэродинамическим способом из расплава, эластичных сеток, микропористых полотен или скрепленных кардных полотен. Наружный слой 40, например, может состоять из одного слоя непроницаемого для жидкости материала или в альтернативном варианте может представлять собой структуру из многослойного материала, в которой по меньшей мере один из слоев непроницаем для жидкости.
Примеры подходящих нетканых материалов включают полотна, включающие слой спанбонд - слой, полученный аэродинамическим способом из расплава, полотна, включающие слой спанбонд - слой, полученный аэродинамическим способом из расплава - слой спанбонд, полотна спанбонд или многослойные структуры из таких полотен и пленок, или другие нетканые полотна. Эластомерные материалы могут включать пленки, полученные литьем или раздувом, полотна, полученные аэродинамическим способом из расплава, или полотна спанбонд, состоящие из полиэтиленового, полипропиленового или полиолефинового эластомера, а также их комбинации.
В конкретном показанном изделии покровный материал 301 применяют для предотвращения контакта поглощающего внутреннего слоя и кожи пользователя.
Покровный материал 301 также достаточное проницаем для жидкости, то есть этот материал пропускает жидкие физиологические выделения, которые поступают в поглощающий внутренний слой 44.
Покровный материал 301 может быть растягивающимися и/или растягивающимися эластичным образом. Эластомерные материалы, подходящие для получения покровного материала 301 могут включать эластичные волокна, эластичные материалы LYCRA, полученные литьем или раздувом эластичные пленки, нетканые эластичные полотна, полученные аэродинамическим способом из расплава или способом спанбонд эластомерные волокнистые полотна, а также их комбинации. Примеры подходящих эластомерных материалов включают эластомер KRATON, эластомер HYTREL, эластомерные полиуретаны ESTANE (поставляемые Noveon, офисы которого расположены в Cleveland, Огайо, США) или эластомер РЕВАХ. Покровный материал 301 также может быть получен из растягивающихся материалов, например, материалов, описанных в патенте U.S. 6552245, Roessler et al., содержание которого включено в настоящее описание посредством ссылки в той части, которая согласуется с настоящим изобретением. Покровный материал 301 также может быть получен из равнорастянутых в двух направлениях материалов, описанных в патенте U.S. 6969378, Vukos et al. содержание которого включено в настоящее описание посредством ссылки в той части, которая согласуется с настоящим изобретением.
Изделие 20 может необязательно дополнительно включать буферный слой (слой для первичного распределения потока) (не показан), который может быть расположен между покровным материалом 301 и поглощающим внутренним слоем 44. С помощью клеящего вещества или подобных средств буферный слой может быть закреплен или соединен с различными компонентами изделия 20, например, поглощающим внутренним слоем 44. В контексте настоящего изобретения буферный слой рассматривается как часть поглощающего внутреннего слоя 44. Жидкость может временно храниться в буферном слое, а затем высвобождаться в участки для хранения или удержания, имеющиеся в поглощающем внутреннем слое 44. Примеры подходящих буферных слоев описаны в патентах U.S. 5486166, Bishop et al.; U.S. 5490846, Ellis et al., и U.S. 5820973, Dodge et al., каждый из которых включен в настоящее описание посредством ссылки в той части, которая согласуется с настоящим изобретением.
Поглощающий внутренний слой 44 может быть получен способами, известными в данной области техники. Выбор способа изготовления поглощающего внутреннего слоя не ограничен конкретным способом и может включать применение систем формовочных барабанов, например, описанных в патенте U.S. 4666647, Enloe et al., патенте U.S. 4761258, Enloe, патенте U.S. 6630088, Venturino et al., и патенте U.S. 6330735, Hahn et al., каждый из которых включен в настоящее описание посредством ссылки в той части, которая согласуется с настоящим изобретением.
В некоторых предпочтительных аспектах поглощающий внутренний слой 44 включает целлюлозное волокно и/или синтетическое волокно, например, полученное аэродинамическим способом из расплава волокно. Таким образом, в некоторых аспектах может быть применен способ аэродинамического получения из расплава, например, для формования поглощающего внутреннего слоя на линии одновременного формования. В некоторых аспектах поглощающий внутренний слой 44 может быть достаточно растяжимым. Например, поглощающий внутренний слой 44 может включать матрицу из волокон, которая включает функциональное количество эластомерных полимерных волокон. Другие способы, известные в данной области техники, могут включать закрепление частиц ультрапоглощающего полимера на растяжимой пленке.
Поглощающий внутренний слой 44 может дополнительно или в альтернативном варианте включать поглощающий и/или ультрапоглощающий материал. Соответственно, поглощающий внутренний слой 44 может включать соответствующее количество ультрапоглощающего материала и необязательно распушенный материал, содержащийся внутри матрицы из волокон.
Следует понимать, что структура поглощающего внутреннего слоя 44 не ограничена ультрапоглощающим материалом и необязательно распушенным материалом. В некоторых аспектах поглощающий внутренний слой 44 может дополнительно включать материалы, оказывающие синергетический эффект в сочетании с полезными для здоровья агентами, содержащимися в покровном материале, например, поверхностно-активными веществами, частицами ионообменных полимеров, увлажнителями, мягчителями, отдушками, жидкостными модификаторами, добавками, регулирующими запах, и подобными веществами и их комбинациями. Кроме того, поглощающий внутренний слой 44 может включать вспененный материал.
Другие варианты применения, аналогичные трусам, включают памперсы и белье для страдающих недержанием.
В общем случае особенно предпочтительно, если покровный материал 301, контактирующий с кожным покровом, может доставлять один или более полезный для здоровья агент. В частности, покровный материал 301 функционирует как средство доставки или резервуар, в который могут быть заранее помещены различные полезные для здоровья агенты. Покровный материал 301, который обычно непосредственно контактирует с кожным покровом, может контролируемым образом высвобождать полезные для здоровья агенты.
Множество полезных для здоровья агентов могут быть получены стабилизацией частиц/порошка с использованием ламинирования и/или экструзии. Кинетику высвобождения полезных для здоровья агентов можно регулировать, выбирая конфигурацию материала основы (впитывающий одноразовый материал, нетканый материал, пленка) или покровного материала (ABA, AB, ABC и т.д.), получая требуемую многослойную структуру.
В примере осуществления, показанном на Фиг.5, приведен упрощенный вид в разрезе поглощающего изделия 300, которое включает покровный материал 301, поглощающий внутренний слой 308 (вверху) и наружный слой 310 (вверху). На иллюстрации показаны слои 303 клеящего вещества. Для простоты на Фиг.6, 7, 9 и 11 не показаны слои клеящего вещества, прилегающие к основам 302 и 304.
Покровный материал 301 имеет трехслойную структуру, состоящую из открытой основы 302, внутренней основы 304 и расположенного между ними слоя 306, включающего полезный для здоровья агент. Основа 302 может быть получена из нетканого материала (предпочтительно впитывающего одноразового материала) или пленочного материала, при условии, что эти материалы имеют поры, пропускающие жидкость. В предпочтительном примере осуществления компоненты 302 и 304 могут быть ограничены полотном из целлюлозного впитывающего материала. Полотно из впитывающего материала может представлять собой однослойное полотно с основной массой приблизительно 10-20 г/кв.м. В другом примере осуществления полотно предпочтительно состоит из впитывающего материала, имеющего основную массу приблизительно 16 г/кв.м. Полотно из впитывающего материала может быть белым или любого другого требуемого цвета. Одним из возможных источников полотен из впитывающего материала является Cellu Tisue, Natural Dam, NY.
Продолжая рассмотрение Фиг.5, можно отметить, что внутренняя основа 304 может иметь любые характеристики материала, аналогичные материалу основы 302. Например, представим, что основы 302, 304 и слой 306, включающий полезный для здоровья агент, представлены слоями A, B, и C, соответственно. Каждый из обозначенных слоев A, B и C может отличаться от других; основы A и B могут представлять собой нетканые материалы (например, впитывающий материал) или пленку. Слой С представляет собой слой, обеспечивающий полезный для здоровья эффект. Возможны следующие конфигурации этих элементов: ACB, ACA, BCB, BCA, ACВСВ и т.д. Например, ACA представляет собой структуру, включающую две одинаковых основы, связанные с одним из слоев слоя, обеспечивающего полезный для здоровья эффект C. Основы A и В покровного материала 301 могут быть получены из пленки (F), впитывающего материала (Т), спанбонда (SB), спанбонда/материала, полученного аэродинамическим способом из расплава/спанбонда (SMS) и подобных материалов.
На Фиг.6 изображен другой пример осуществления настоящего изобретения, в котором отсутствует внутренняя основа 304, показанная в предыдущем примере осуществления покровного материала 301. Вместо этого, слой 306, включающий полезный для здоровья агент, может быть присоединен к поглощающему внутреннему слою 308, который может включать композиции, которые будут реагировать со слоем 306, обеспечивающим полезный для здоровья эффект, при смачивании поглощающего внутреннего слоя. Производство покровного материала 301 удобно выполнять на одной линии с производством поглощающего изделия 301.
На Фиг.11 показан покровный материал 301. Покровный материал 301 включает более двух основ и более одного слоя, содержащего полезный для здоровья агент. Этот пример включает три основы из нетканых или пленочных материалов и слои 302, 309 и 304. Пример также включает два слоя, содержащих полезный для здоровья агент, слои 306A и 306B. Как и в предыдущем примере осуществления, каждая из основ 302, 309 и 304 может иметь одинаковые или различные характеристики. Покровный материал 301 может включать слои A, B и D в следующих комбинациях: ACАСА, BCВСВ, ACACD, BCBCD и т.д. (для краткости не перечислены все комбинации). Слои ″C″ могут содержать одинаковые или различные полезные для здоровья материалы. Если они различны, то слои С могут реагировать друг с другом после смачивания покровного материала 301. Такая конструкция наиболее подходит для включения различных реагентов, которые должны оставаться полностью отделенным друг от друга до проникновения жидкости в основу 309. Полезный для здоровья агент может образовываться при реакции слоев 306А и 306В друг с другом.
На Фиг.7 показан покровный материал 301, включающий две основы (302, 304), полученные из нетканых или пленочных материалов. Как и в предыдущих примерах осуществления настоящего изобретения, основы 302 и 304 могут быть получены из одинаковых или различных нетканых или пленочных материалов, имеющих одинаковые или различные характеристики. Между двумя основами 302 и 304 расположены три слоя 306A, 306B и 306C, обеспечивающие полезный для здоровья эффект, разделенные слоями 307 клеящего вещества. Дополнительные слои клеящего вещества расположены в позиции 303, но не показаны для упрощения иллюстрации. Все слои 306A, 306B и 306C могут состоять из разных материалов, которые остаются отделенными друг от друга до тех пор, пока не начнут контактировать с жидкостью, например, мочой. Для обеспечения структурной стабильности покровного материала, слои 306 A, B и C также могут быть разделены слоями клеящего вещества. Проникновение жидкости из слоя 306А в 306С может приводить к реакции между слоями с образованием полезного для здоровья агента.
Вновь обратимся к Фиг.5. Во время использования, при увлажнении или смачивании покровного материала 301 согласно настоящему изобретению, частицы или возможно растворенный полезный для здоровья агент, находящийся в слое 306, может быть высвобожден через открытую основу 302, и оказывать полезный для здоровья эффект на организм пользователя. Например, как показано стрелкой 340, некоторое количество жидкости проникает через покровный материал 301 и поступает в поглощающий внутренний слой 308. Как показано стрелкой 340, некоторое количество жидкости не проходит через внутреннюю основу 304. Иногда бывает желательно, чтобы физиологические выделения просачивались через внутреннюю основу 304 с меньшей скоростью, чем через внешнюю основу 302. Это позволяет направлять большую часть активных агентов обратно к кожному покрову пользователя, а не непосредственно через поглощающий внутренний слой 308 (см. стрелку 360). Независимо от направления стрелки 350, жидкости, поступающие из поглощающего внутреннего слоя 308 или из внутреннего слоя 306, обеспечивающего полезный для здоровья эффект, доставляют полезные для здоровья агенты пользователю. Течение жидкостей в направлении стрелок 350 и 360 в основном обеспечивается давлением, создающимся при сидении или некоторых других видах деятельности.
Основа 304 может иметь поры 311, обеспечивающие контролируемое высвобождение жидкости в поглощающий внутренний слой. В одном примере осуществления количество и/или размер пор 311, имеющихся во внутренней основе 304, меньше, чем в основе 302. Такая конфигурация обеспечивает более свободное течение полезных для здоровья агентов к кожному покрову и интимным областям пользователя. Чтобы упростить другие иллюстрации, поры 311 обозначены только на Фиг.11. (Поры 311 показаны не в масштабе относительно других изображенных элементов, например, частиц, находящихся между основами.) Как видно, поры 311 могут быть смещены друг относительно друга или расположены соосно (не показано). Кроме того, поры 311 могут иметь разные размеры. Например, поры 311 в основе 304 могут быть меньше пор, находящихся в слоях 302 и 309. Возможно множество конфигураций. Возможная конфигурация пор 311 зависит от режима доставки полезного для здоровья агента пользователю.
В другом примере осуществления настоящего изобретения покровный материал 301 получают, как показано на Фиг.5. В приведенном примере смешивают композиции, например, осушитель (силикагель или другой осушитель), бактериостатический агент/дезодорант (ксилит) и ультрапоглощающие частицы (УПЧ), и соединяют их или закрепляют на основах 302 и 304, получая покровный материал 301. Этот конкретный покровный материал 301 имеет множество функций, например, поглощает воду, имеет бактериостатическую активность и нейтрализует запах.
Толщина слоев 302 и 304 может быть определена с помощью определения толщины, описанного ниже. Предпочтительно толщина каждой из основ 302 и 304 находится в диапазоне от приблизительно 0,01 мм до приблизительно 0,2 мм; или приблизительно 0,025 до приблизительно 0,1 мм. В общем случае, если многослойный материал применяют в качестве покровного материала памперса или других поглощающих изделий, то общая толщина покровного материала не превышает 1 мм, поскольку толщина, превышающая указанные значения может быть слишком велика для названного применения. В общем случае толщина может изменяться, поскольку между открытой основой 302 и внутренней основой 304 может находиться разное количество порошкообразного вещества.
На Фиг.5 изображен слой 306, включающий полезный для здоровья агент, который представляет собой комбинацию порошкообразного вещества (например, частицы пребиотика) и слоев 303 клеящего вещества, изображенного и рассмотренного в настоящем описании. Наиболее предпочтительно, если содержание клеящего вещества составляет от приблизительно 3% до приблизительно 10% от общей массы слоя 306, включающего полезный для здоровья агент, или от 5% до приблизительно 10% от общей массы слоя 306, включающего полезный для здоровья агент. Такое относительно небольшое количество клеящего вещества не склеивает значительную часть порошкообразного вещества, и, таким образом, клеящее вещество не полностью иммобилизует полезный для здоровья агент. При такой структуре полезный для здоровья агент легко растворяется при смачивании, и получаемая жидкость легко проникает через основы 302 и 304.
Полезный для здоровья агент, сам по себе или в комбинации с другими полезными для здоровья агентами, включает, без ограничений, активированный уголь, молочную кислоту, пребиотики, лиофилизированные пробиотики, поверхностно-активные вещества, антиоксиданты, дезинфицирующие средства, антибактериальные агенты, противовирусные агенты, фармацевтические средства, отдушки, пигменты, дезодоранты, агенты, придающие непрозрачность, средства, сужающие поры, растворители, консерванты и подобные им средства. Такие агенты могут доставлять потребителю множество полезных для здоровья средств, регулирующих запах, регулирующих влажность, регулирующих pH, и обеспечивающих здоровое состояние влагалища, а также веществ, способных снижать раздражение кожи, вызываемое воздействиями биологических сред, таких как кал/моча.
Согласно настоящему изобретению, пребиотики служат для повышения количества и/или активности бактерий, полезных для организма хозяина. В частности, пребиотики представляет собой короткоцепочечные углеводы, которые могут быть метаболизированы пробиотиками, например, Lactobacillus. Примеры пребиотиков включают полисахариды, например, инулин, олигосахариды, например, олигофруктозу и/или галактоолигосахариды.
Нормальная флора влагалища состоит из различных бактериальных штаммов. Например, микрофлору влагалища, в основном состоящую из видов Lactobacillus, в общем случае относят к здоровому или нормальному состоянию. Lactobacillus продуцирует молочную кислоту, понижающую pH, пероксид водорода и бактериоцины, делающие среду менее благоприятной для патогенных организмов.
Если пользователь поглощающего изделия не меняет изделие достаточно часто, то из-за размножения бактерий, отличных от Lactobacillus, может наступить дисбаланс микрофлоры влагалища. Дисбаланс микрофлоры влагалища может приводить к развитию инфекции. Введение пребиотиков в женские половые органы позволяет сбалансировать микрофлору влагалища за счет предоставления полезным бактериям, устраняющим вредные бактерии, источника питания. Такой же полезный эффект может быть создан в мочевыводящих путях. Кроме того, введение пребиотических питательных веществ в женские половые органы позволяет поддерживать и стабилизировать здоровую микрофлору влагалища за счет поддержания колоний полезных бактерий.
Наиболее предпочтительный для введения в поглощающие изделия пребиотик представляет собой олигофруктозу. Олигофруктоза может сбраживаться полезными видами Lactobacillus. Более высокие количества штаммов Lactobacillus в микрофлоре влагалища могут предотвращать развитие бактериальных или вирусных инфекций. Изделия, в которые может быть введен этот пребиотик, могут включать женские гигиенические прокладки и изделия для страдающих недержанием, например, памперсы, прокладки или трусы. Предполагается, что из-за высокой растворимости в воде пребиотик (например, олигофруктоза) будет растворяться в присутствии водных растворов и, таким образом, достигать кожного покрова пользователя.
Вредные бактерии, например, Escherichia coli (E-coli), не могут перерабатывать пребиотики. В результате E-coli может быть вытеснены полезными бактериями, которые могут потреблять пребиотики как пищевой источник и потенциально ингибировать бактериальную инфекцию. Таким образом, пребиотики могут быть полезны тем людям, которые используют поглощающие изделия, предназначенные для удержания кала. Пребиотики смогут предотвращать или по меньшей мере замедлять распространение Escherichia coli в поглощающих изделиях и на кожных покровах пользователя. Поглощающие изделия включают одноразовые памперсы, трусы и белье для страдающих недержанием.
Во всех примерах осуществления покровного материала 301 предпочтительно, чтобы слой 306, включающий полезный для здоровья агент согласно настоящему изобретению, включал клеящее вещество и подходящие наполнители, например, осушители, пребиотики и подобные им вещества. Например, для предотвращения преждевременного поглощение пребиотиками жидкости/влаги, может быть желательно применение осушающего наполнителя, например, силикагеля. Сохранение пребиотика в сухом состоянии может увеличивать срок хранения изделия. (Силикагель может быть поставлен, например, Компанией Multisorb Technologies, Buffalo, NY).
В другом примере осуществления настоящего изобретения нерастворимые, но диспергируемые гидрофильные соединения могут быть способны изолировать вызывающие раздражения вещества каловых масс. Эти соединения также могут быть способны поглощать воду из окружения памперса, таким образом удаляя избыток жидкости с кожного покрова. Дополнительно, такие гидрофильные соединения могут нейтрализовать запахи. Наиболее предпочтительное соединение, обладающее способностью нейтрализовать запах, представляет собой глину. Предпочтительно применяют синтетическую глину, например, лапонит, поставляемый Southern Clay Products Inc., Texas. Это особая глина имеет относительно высокую способность к связыванию воды и светлую окраску, более желательную для компонентов изделий личной гигиены (темная глина будет придавать покровному материалу достаточно неопрятный вид, и пользователи могут посчитать такое изделие негигиеничным).
В другом примере осуществления настоящего изобретения предполагается, что летучие, имеющие запах порошкообразные вещества будут просачиваться через основу 302 и затем контактировать с одним или более полезными для здоровья агентами, находящимися в слое 306. Один из примеров полезного для здоровья агента представляет собой соединение, нейтрализующее запах (например, активированный уголь, углерод или подобное вещество).
В дополнительном примере осуществления предполагается, что компоненты мочи, например, аммиак, могут проходить через внешнюю основу и контактировать с нейтрализующими агентами (например, органическими кислотами, такими как молочная кислота). Предполагается, что благодаря высокой растворимости нейтрализующего агента в воде он будет растворяться в присутствии воды/мочи и достигать кожного покрова.
Другим полезным для кожи агентом является ксилит. Ксилит обеспечивает бактериостатический/дезодорирующий эффект. Другим полезным для здоровья свойством ксилита является то, что он сам или некоторые другие сахара, присутствующие в подходящих количествах, могут оказывать охлаждающее действие при контакте с водными растворами или подобными средами. См. патентную заявку U.S. No.12/646763, поданную 23 декабря 2009 г., включенную в настоящее описание в той части, которая согласуется с настоящим изобретением.
Полезные для кожи агенты также могут быть нанесены на внешнюю поверхность 305 открытой основы 302. Однако, следует учитывать, что полезные для кожи агенты, находящиеся на внешней поверхности 305, могут закупоривать основу 302, что предотвращает выход полезных агентов, находящихся в слое 306, обеспечивающем полезный для здоровья эффект, на внешнюю поверхность покровного материала 301. Таким образом, на поверхность 303A основы 302 может быть желательно наносить незакупоривающие материалы, такие как алоэ и/или водорастворимые соединения, которые включают как молочную кислоту, так и селективные антиоксиданты, подобные витамину С.
-6
В общем случае диапазон размеров частиц зависит от способа получения покровного материала 301. (Размеры частиц измеряют в соответствии с Определением размеров частиц, описанным ниже.) В большинстве примеров осуществления настоящего изобретения применяют порошкообразные полезные для здоровья агенты, размер частиц которых составляет от приблизительно 10 нм до приблизительно 1000 микрон. (Нанометр составляет 10 метра; таким образом, 1000 нанометров составляют 1 микрон, а 100 нм составляют 0,1 микрон.) В одном из примеров осуществления размер частиц составляет от приблизительно 0,5 до приблизительно 5 микрон: это диапазон размеров для пробиотиков. В другом примере осуществления настоящего изобретения размер частиц составляет от приблизительно 0,5 микрона до приблизительно 1000 микрон. В дополнительном примере осуществления настоящего изобретения размер частиц составляет от приблизительно 0,5 микрона до приблизительно 500 микрон. Наконец, в другом примере осуществления настоящего изобретения размер частиц составляет от приблизительно 100 микрон до приблизительно 1000 микрон. Очевидно, что частицы различных полезных для здоровья материалов могут иметь различные диапазоны размеров.
В одном из аспектов распределение размеров частиц в слое 306, включающем полезный для здоровья агент, может составлять от 10 микрон до 800 микрон или от 100 микрон до 300 микрон. В другом аспекте распределение размеров частиц в слое 306, обеспечивающем полезный для здоровья эффект, может составлять от более 500 до 710 микрон. В другом аспекте распределение размеров частиц в слое 306, включающем полезный для здоровья агент, может составлять менее 500 микрон, например, от 50 микрон до 500 микрон. Следует понимать, что в тех аспектах, в которых полезный для здоровья агент находится в виде частиц, изобретение не ограничено приведенными примерами размеров частиц полезного для здоровья агента, рассмотренными выше, но может включать частицы, размеры которых составляют от менее 90 микрона (включая наночастицы) до более 710 микрон.
Предпочтительно, слой 306, обеспечивающий полезный для здоровья эффект, обладает достаточной прочностью для поддержания целостности покровного материала 301 в то время, когда изделие надето на пользователя, и многослойный материал находится в по существу сухом состоянии. В некоторых аспектах слой 306, обеспечивающий полезный для здоровья эффект, обладает достаточной прочностью и в общем случае обеспечивает целостность покровного материала 301 при воздействии на композиционный материал водных сред, например, мочи или крови.
Предпочтительно, покровный материал 301 характеризуется гибкостью. Предпочтительно, его модуль упругости составляет не более 125% от модуля упругости используемых в настоящее время покровных материалов (например, модулей упругости впитывающего одноразового материала или спанбонда с основной массой приблизительно от 16 до 17 г/кв.м).
На Фиг.5 наряду с открытой основой 302 и слоем 306, обеспечивающим полезный для здоровья эффект, показан покровный материал 301, который может включать комбинацию частиц, закрепленных на клеящем веществе 303. Клеящее вещество предназначено для частичной фиксации частиц (например, пребиотиков) внутри слоя 306, обеспечивающего полезный для здоровья эффект, и в общем случае для скрепления многослойного материала с образованием многослойной структуры, например, покровного материала 301. Предпочтительно требуемое количество клеящего вещества 303 составляет от приблизительно 5% до приблизительно 10 масс.% от массы слоя 306, обеспечивающего полезный для здоровья эффект. В других аспектах общее количество клеящего вещества 303В слое 306, содержащем полезный для здоровья агент, может составлять приблизительно от 2 до 10 масс.% от общей массы слоя 306, обеспечивающего полезный для здоровья эффект. Следует отметить, что толщина слоя клеящего вещества неодинакова на всех участках, и слой нанесен неравномерно, в отличие от показанного на иллюстрации.
В одном примере осуществления слой 306, включающий полезный для здоровья агент, содержит одно или более клеящее вещество, переходящее из расплавленного состояния в твердое состояние. В некоторых аспектах термопластическая клеящая композиция предпочтительно представляет собой термоклей. Такое клеящее вещество в общем случае включает один или более полимер, например, алифатические полиолефины, в частности, сополимер этилена и пропилена, полиамиды, смеси сложных полиэфиров и/или простых полиэфиров; этиленвинилацетатные сополимеры; стирол-бутадиеновые или стирол-изопреновые блок-сополимеры; и подобные им вещества.
Например, термопластический клей может содержать от приблизительно 15 до приблизительно 50 масс.% полимера или полимеров, придающих когезионную прочность; от приблизительно 30 до приблизительно 65 масс.% смолообразного полимера или другого усилителя клейкости или усилителей клейкости; от количества, превышающего 0%, до приблизительно 30 масс.% пластификатора или другого модификатора вязкости; и необязательно менее приблизительно 1 масс.% стабилизатора или другой добавки. Следует понимать, что могут быть использованы другие термоклеевые композиции, включающие другие массовые процентные доли перечисленных компонентов. Изобретение также включает применение как гидрофильных, так и гидрофобных клеящих композиций.
Примеры подходящих клеящих веществ включают гидрофобные и гидрофильные термоплавкие полимеры, например, полимеры, поставляемые National Starch and Chemical Co. (местонахождение предприятия - Bridgewater, New Jersey, США), такие как 34-5610, 34-447А, 70-3998 и 33-2058; полимеры, поставляемые Bostik-Findley (местонахождение предприятия - Milwaukee, Wisconsin, США), такие как НХ 4207-01, НХ 2773-01, Н2525А, Н2800; и полимеры, поставляемые Н.В. Fuller Adhesives (местонахождение предприятия - Saint Paul, Minnesota, США), такие как HL8151-XZP. Другие клеящие вещества также описаны в патентной публикации U.S. No.2005/0096623, Sawyer, et al., содержание которой включено в настоящее описание посредством ссылки в той части, которая согласуется с настоящим изобретением.
Для осуществления настоящего изобретения также могут быть применены альтернативные клеящие вещества. Примеры альтернативных клеящих веществ включают полиэтиленоксид (ПЭО); полиэтиленгликоль (ПЭГ); поливиниловый спирт (PVOH); производные крахмала, например, простые эфиры крахмала, карбоксиметилкрахмал, катионный крахмал, гидроксиалкилкрахмал и подобные вещества, например, гид роксиэтил крахмал, гидроксипропилкрахмал и гидроксибутилкрахмал; производные целлюлозы, например, простые эфиры целлюлозы, гидроксиалкилцеллюлозу, например, гидроксиэтилцеллюлозу, гидроксипропилцеллюлозу, метилцеллюлозу, метилпропилцеллюлозу, карбоксиметилцеллюлозу и подобные вещества; полиакриловую кислоту; простой поливинилметиловый эфир; каррагенан; водорастворимые алкидные полимеры; или подобные вещества, этиленвинилацетатный сополимер (англ. обозначение EVA) и их комбинации. Кроме того, также могут быть использованы термопластические клеящие волокна, например, термопластические связующие волокна. В других аспектах может быть желательно, чтобы термопластический клей, находящийся в слоях 306, был растворим в воде.
Одной из характеристик слоя 306, обеспечивающего полезный для здоровья эффект, является его основная масса. Соответственно, основная масса слоя 306, обеспечивающего полезный для здоровья эффект, может составлять от приблизительно 1 г/кв.м до приблизительно 100 г/кв.м, например, от приблизительно 5 г/кв.м до приблизительно 50 г/кв.м.
В некоторых аспектах может быть желательно, чтобы слой 306 был проницаемым для жидкости. Однако, в тех случаях, когда слой 306 непроницаем для жидкости, слой может быть сделан проницаемым за счет образования в покровном материале 301 пор. Способы перфорации материалов хорошо известны в данной области техники, и их неограничивающие примеры включают перфорацию иглами, струей воздуха и подобными средствами.
Несмотря на то, что выше в качестве неограничивающего примера для описания были выбраны трусы, следует понимать, что композиционный материал согласно настоящему изобретению может быть применен для изготовления других поглощающих изделий личной гигиены. Например, на Фиг.5 представлен общий вид в разрезе поглощающего изделия, которое может представлять собой часть женской гигиенической прокладки (Фиг.3A), впитывающего коврика (Фиг.3B) и медицинской повязки (Фиг.3C). Разумеется, конфигурация покровного материала 301, показанная на Фиг.5, является неограничивающей. Другие конфигурации представлены на Фиг.6, 7, 9 и 11. Существует множество других возможных конфигураций, но для краткости описания здесь представлены лишь несколько.
Пример: Женские гигиенические прокладки
Из Фиг.3A понятно, что покровный материал согласно настоящему изобретению может быть использован для получения женских гигиенических прокладок. В рассматриваемом примере показано поглощающее изделие 220 в виде женской гигиенической прокладки, включающее покровный материал 301, наружный слой 240, поглощающий внутренний слой 244, буферный слой 246 и отделяемую полосу 278. Неограничивающие примеры полезных для здоровья агентов, подходящих для этого примера осуществления изобретения, могут включать агенты, обеспечивающие здоровое состояние влагалища, агенты, обеспечивающие здоровое состояние уретры, и агенты, обеспечивающие здоровое состояние кожных покровов/слизистых оболочек. Полезные для здоровья агенты могут подавлять рост дрожжевых организмов и предотвращать инфицирование влагалища или уретры, ингибируя заселение определенными бактериями, скапливающимися вблизи входа во влагалища или уретру.
Пример: Медицинская повязка
Кроме поглощающих женских гигиенических прокладок и трусов, описанных выше, один из аспектов настоящего изобретения относится к поглощающей медицинской повязке 450. На Фиг.3В показана одна из возможных конфигураций медицинской повязки согласно настоящему изобретению. На изображении представлен перспективный вид медицинской повязки согласно настоящему изобретению, на котором не показаны некоторые необязательные или съемные слои. Поглощающая медицинская повязка 450 включает полосу 451 материала, включающего прилегающую к телу сторону 459 и вторую сторону 458, которая противоположна прилегающей к телу стороне. По существу полоса 451 функционирует как наружный слой. Полоса 451 может быть получена из материала, имеющего ″поры″, например, пленки с отверстиями, или другого газопроницаемого материала, например, газопроницаемой пленки. Полоса 451 поддерживает поглощающий внутренний слой 452, сформованный из поглощающих волокон. Поглощающий внутренний слой 456 прикреплен к обращенной к телу стороне 459 полосы. Покровный материал 301 присоединен или прикреплен к поглощающему внутреннему слою 452.
Пример: Впитывающий наматрасный коврик
Поглощающая мебель и/или впитывающие наматрасные коврики также включены в объем настоящего изобретения. Как видно из Фиг.3C, мебель или впитывающий наматрасный коврик 560 (далее называемый ″коврик″) показан в перспективе. Коврик 560 включает непроницаемый для жидкости наружный слой 561, включающий обращенную к мебели сторону или поверхность 568 и обращенную вверх сторону или поверхность 569, противоположную обращенной к мебели стороне или поверхности 568. Непроницаемый для жидкости наружный слой 561 поддерживает поглощающий внутренний слой 563, который включает ультрапоглощающий материал и поглощающие волокна согласно настоящему изобретению и который прикреплен к покровному материалу 562 непроницаемого для жидкости наружного слоя. Кроме того, на поглощающий внутренний слой нанесен покровный материал 562. Для фиксации коврика на месте обращенная к мебели сторона 568 коврика может содержать чувствительный к приложению давления клей, покрытие с большим коэффициентом трения или другой подходящий материал, способствующий удержанию коврика на месте в процессе использования.
Получение
Слой 306, обеспечивающий полезный для здоровья эффект, может быть нанесен на открытую основу 302 и внутреннюю основу 304 с помощью хорошо известных в данной области техники средств. Неограничивающие примеры таких средств включают получение аэродинамическим способом из расплава, напыление, нанесение покрытия с помощью щелевой головки и подобные им способы.
На Фиг.8 показан один из примеров осуществления способа получения покровного материала 301. В данном примере представлен простой способ ламинирования, согласно которому между основами 600A и 600 В могут быть стабилизированы и закреплены при помощи чувствительного к давлению термоклея различные полезные для здоровья агенты (частицы, размер которых составляет от нанометров до микрометров).
Покровные материалы могут быть превращены в покровный материал 301 и затем использованы при получении поглощающих изделий, содержащих покровный материал 301. Изготовление поглощающих изделий, включающих покровный материал 301, может быть выполнено с относительно высокой скоростью и без изменений оборудования производственной линии. Другими словами, при производстве поглощающих изделий полотно покровного материала 301 превращают в покровный материал для поглощающего изделия, не изготавливая покровный материал 301 на отдельной линии. Это лишь один из примеров способа изготовления покровного материала 301, и этот пример не является ограничивающим.
На Фиг.8 представлен один из примеров способа послойного скрепления, в котором две основы 600A и 600B (например, нетканый материал или пленка), направляемые с бобин 602, соединяют в зажимном валке 606. Перед соединением слоев в валке, в устройстве 608A для нанесения аэродинамическим способом из расплава выдувают слой клеящего вещества под углом от приблизительно 45 до 85 относительно поверхности 609 основы. После нанесения клеящего вещества на основу, на основу 600A с помощью питающего устройства 610A Christy наносят полезный для здоровья агент. С помощью второго питающего устройства 610В Christy наносят другой слой полезного для здоровья агента. После соединения слоев материала в зажимном валке 606, покровный материал 301 необязательно перфорируют в перфорационном устройстве 612, так чтобы полезный для здоровья агент мог через отверстия иметь доступ к телу пользователя, а влага могла проникать в покровный материал 301 и проходить через него. Получение отверстий в материалах типа спанбонд и SMS может не требоваться, поскольку они могут иметь высокую пористость. Для обеспечения высокой эффективности скрепления, полученный многослойный материал может содержать от 3% до приблизительно 10% клеящего вещества. Покровный материал 301 может быть смотан на бобину 614 для последующего использования.
Другой пример осуществления настоящего изобретения показан на Фиг.9. В данном примере полезный для здоровья агент может быть нанесен зонально и зафиксирован или закреплен на структуре, например, на поглощающем внутреннем слое. Например, настоящее изобретение может относиться к гибкой многослойной структуре, включающей непрерывные и дискретные участки, образованные сплавлением друг с другом по меньшей мере двух основ. Такой эффект достигается за счет скрепления основы (основ) через некоторый интервал. В способах закрепления покровного материала может быть использован клей, например, клеящее вещество 303 (показано), и/или способы термического, ультразвукового скрепления и способы печати. Получаемые карманы 700 содержат дискретные области, содержащие функциональный материал, например, частицы (например, ультрапоглощающие материалы и фильтрующие материалы, рассмотренные в настоящем описании). В процессе создания настоящего изобретения было обнаружено, что в многослойную структуру могут быть введены относительно негибкие функциональные материалы, но при этом гибкость структуры по существу не ухудшается. Например, в некоторых примерах осуществления могут быть образованы карманы 700, имеющие относительно небольшие размеры, что повышает гибкость покровного материала 301. Кроме того, для придания получаемому покровному материалу 301 гибкости может быть выбрана различная толщина основ 302 и 304 и других слоев. Несмотря на то, что этот пример осуществления показан в виде двухмерной проекции, вид в разрезе вдоль невидимой плоскости будет таким же или аналогичным.
Обсужденные выше примеры и примеры, приведенные ниже в экспериментах, имеют неограничивающий характер. Например, изделие может включать более трех основ и более трех слоев полезных для здоровья агентов. Количество слоев, как основы, так и слоев, содержащих полезные для здоровья агенты, ограничено лишь толщиной многослойного материала, которая может быть определена с помощью описанного ниже определения толщины. Чем больше толщина многослойного материала, тем менее гибким он становится. Кроме того, слои основы и слои, содержащие полезные для здоровья агенты, могут быть изготовлены из разных материалов, которые могут реагировать друг с другом или не реагировать друг с другом.
В Таблице 1 представлены различные агенты и основы, которые подвергались испытаниям, описанным ниже. Каждой структуре многослойного материала/покровного материала 301 присвоен номерной код.
ТАБЛИЦА 1
НОМЕРНОЙ КОД
Ламинирование с силикагелем, ксилитом и ультрапоглощающим материалом
Номер
Код
Полезная для здоровья композиция
Конфигурация основы
Полезный для здоровья агент (% масс.)
Функция композиции
1
091709-1
Силикагель
Впитывающий материал // SMS
53
Осушение
2
091709-2
Силикагель
Впитывающий материал // SMS
67
Осушение
3
091709-3
Силикагель
Впитывающий материал // Впитывающий материал
81
Осушение
4
091709-4
Силикагель
Впитывающий материал // Впитывающий материал
48
Осушение
5
091709-5
Силикагель
Впитывающий материал // Впитывающий материал
32
Осушение
6
091709-6
80% Силикагель+20% Ксилит
Впитывающий материал // Впитывающий материал
39
Осушение, антибактериальный эффект
7
091709-7
80% Силикагель+20% Ксилит
Впитывающий материал // Впитывающий материал
39
Осушение, антибактериальный эффект, снижение неприятного запаха
8
091709-8
80% Силикагель + 20%8АМ
Впитывающий материал // Впитывающий материал
99
осушение, поглощение
9
091709-9
80% Силикагель + 20% SAM
Впитывающий материал // Впитывающий материал
31
осушение, поглощение
Примечания:
А. Номера 1 и 2 с внутренним слоем SMS могут медленно впитывать жидкость; это может быть устранено за счет нарезания на более мелкие куски при добавлении больших количеств
В. Номера 3, 4, 5 включали основы из впитывающего материала, обеспечивающего быстрое впитывание при низких финансовых затратах, могут быть использованы как дополнительная основа при относительно низком процентном содержании композиции или могут быть нарезаны на более мелкие куски и помещены в поглощающее изделие с высоким содержанием силикагеля
С. Номера 6 и 7 обеспечивали осушение и антибактериальный эффект благодаря содержанию ксилита, он также может обеспечивать охлаждающий эффект и/или уменьшение неприятного запаха (См. U.S. 6437212 В1, содержание которого включено в настоящее описание посредством ссылки в той части, которая согласуется с настоящим изобретением)
D. Номера 8 и 9 содержали 20% SAM
Е. 10-15% конструкции составлял термоклей 34-5610, одна основа из впитывающего материала и одна основа из SMS
Испытание 1: Подавление E-Coli
Целью этого испытания было обнаружение максимально эффективного подавления колониеобразующих единиц Escherichia coli в результате воздействия пребиотика олигофруктозы. Для проведения испытания пребиотик помещали либо между основой, полученной из двух полотен впитывающего одноразового материала, и основой, полученной из слоя спанбонд - слой, полученный аэродинамическим способом из расплава - спанбонд. Контролем для полезных для здоровья агентов были (1) чистый силикагель, (2) отсутствие полезных для здоровья агентов и (3) чистое клеящее вещество.
Используемые материалы:
- Покровный материал спанбонд +/- обработка пребиотиком (см. Таблицу 1)
- Бактериальные культуры:
- Lactobacillus acidophilus ATCC #314
- Escherichia coli АТСС #10789
- Планшеты из агара с сердечно-мозговой вытяжкой
- LAPTg питательная среда (насыщенная глюкозой)
- LAPTg GD (обедненная глюкозой или 0,1% глюкозы)
- LAPTg 0,1% глюкозы; 0,9% олигофруктозы
Способы получения образцов
Покровные материалы, содержащие или не содержащие олигофруктозу, нарезали на кусочки и стерилизовали газообразным этиленоксидом. Lactobacillus acidophilus культивировали в среде в LAPTg анаэробным способом при 37°С в течение 48 часов. Escherichia coli культивировали в среде в LAPTg и инкубировали при 37°С и встряхивании в течение 24 часов. Затем для пробирок с культурой устанавливали отрицательный контроль, представленный 5 мл LAPTg GD среды, и положительный контроль, представленный 5 мл среды LAPTg, содержащий 0,1% глюкозы и 0,9% олигофруктозы. Покровные материалы, содержащие или не содержащие олигофруктозу, помещали в стерильных условиях в пробирки с культурой и погружали в 5 мл среды LAPTg GD.
6
Приблизительно 2,5×10 колониеобразующих единиц (КОЕ) Lactobacillus acidophilus из культуры, полученной в течение ночи, добавляли в каждую пробирку с культурой. Затем пробирки инкубировали анаэробным способом в течение 6 часов при 37°С. Спустя 6 часов приблизительно 250 КОЕ Escherichia coli из культуры, полученной в течение ночи, добавляли в каждую пробирку с культурой. При момент времени отсчета час 0 определяли количество Lactobacillus acidophilus и Escherichia coli серийным разбавлением и размещением на планшеты из агара с сердечно-мозговой вытяжкой.
Пробирки с культурой инкубировали анаэробным способом при 37°С в течение 24 часов. Пробирки с культурой пять раз подвергали действию ультразвука в течение одной минуты при выдержке между воздействиями, составляющей одну минуту. Для каждой пробирки с культурой проводили серийные разбавления, и растворы помещали на планшеты из агара с сердечно-мозговой вытяжкой. Затем агаровые планшеты инкубировали анаэробным способом при 37°С в течение 48 часов. Вычисляли количество жизнеспособных Lactobacillus acidophilus и Escherichia coli, которое выражали в КОЕ/мл. Кроме того, вычисляли отношение Lactobacillus acidophilus к Escherichia coli делением величины КОЕ/мл Lactobacillus acidophilus на КОЕ/мл Escherichia coli. Идентификацию бактерий производили на основании морфологии колоний.
Результаты
Коды образцов приведены ниже в Таблице 2. Коды образцов означают тип обработки соответствующей многослойной конструкции. Из данных Таблицы 2 видно, что образец с кодом 111109-4 имеет наилучшие показатели по сравнению с другими типами обработки и типами многослойных конструкций. В частности, самое высокое отношение Lacto-bacillus acidophilus (La) к Escherichia coli (Ec) наблюдали в образце, содержащем 27,7 граммов олигофруктозы на квадратный метр покровного материала Т (впитывающий одноразовый материал)/SMS.
Таблица 2
Коды образцов для разных типов многослойных конструкций и обработки
Код образца
Обработка
Отношение La/Ec
N/A
Только среда
0,06
N/A
Среда + ОФ (олигофруктоза)
2,00
111209-2
Необработанный покровный материал Т/Т
0,50
111190-5
46,3 г/кв.м ОФ покровный материал Т/Т
3,64
091709-4
Контроль оксид кремния Т/Т
0,14
111209-4
Необработанный покровный материал T/SMS
0,49
111109-4
27,7 г/кв.м ОФ покровный материал T/SMS
4,44
030410-1
17,7д г/кв.м ОФ покровный материал T/SMS
3,28
030410-2
9,8 г/кв.м ОФ покровный материал T/SMS
3,78
030410-5
3,2 г/кв.м ОФ покровный материал T/SMS
0,44
030410-14
Контроль оксид кремния T/SMS
0,04
030410-9
Холостой опыт T/SMS
0,02
030410-13
Клеящее вещество T/SMS
0,03
(La = Lactobacillus acidophilus, Ec = Escherichia coli)
Испытание 2: Максимальное поглощение воды при 37G и 80% относительной влажности
Целью этого испытания было определение величин поглощения различных многослойных конструкций, содержащих различные добавки, например, оксид кремния, ксилит и ультрапоглощающий материал (англ. superabsorbent material, сокращенно ″SAM″). Контролем служили (1) отсутствие добавки во впитывающем одноразовом материале и (2) добавка впитывающего одноразового материала во впитывающий одноразовый материал или впитывающего одноразового материала в конструкцию SMS, содержащую или не содержащую добавку оксида кремния. ″Добавка″ означает полезный для здоровья агент. Результаты испытаний представлены ниже в Таблице 3.
Таблица 3*
Поглощение на 1 грамм добавки
а. Размер образца=2′′×4′′=0,00516 м<sup>2</sup>
b. Чистый оксид кремния поглощал в среднем ~0,065 г воды на 1 г добавки
с. Поглощение системы оксид кремния/ксилит составило ~0,048 г воды на 1 г добавки (80% оксида кремния)
d. Поглощение системы оксид кремния/SAM составило ~0,224 г воды на 1 г добавки
Образец
Макс. поглощение воды (г)
Добавка (г/м<sup>2</sup>)
г добавки/образец
Вода/образец
г воды/г добавки
Контроль
0,014
0
0,000
0,000
0,000
091709-1A
0,015
53
0,273
0,000
0,001
091709-1B
0,014
53
0,273
0,000
-0,001
091709-2
0,023
67
0,346
0,009
0,026
091709-3
0,047
81
0,418
0,033
0,078
091709-4
0,038
48
0,248
0,024
0,096
091709-5
0,024
32
0,165
0,010
0,059
091709-6
0,021
39
0,201
0,007
0,035
091709-7
0,024
39
0,201
0,010
0,050
091709-8
0,129
99
0,511
0,114
0,224
091709-9
0,050
31
0,160
0,036
0,223
Оксид кремния
0,007
0,1
0,112
0,007
0,063
* (Коды указаны в Таблице 1)
2
Результаты испытаний показали, что при 37°С и 80% относительной влажности наибольшее количество влаги поглощает образец, содержащий 99 г/м 80%-ного оксида кремния и 20% SAM.
Способы испытаний
2
540
540
Анализ совместного культивирования Lactobacillus acidophilus (АТТС #314)(АТТС, Manassas, Virginia) (La) культивировали в 20 мл питательной среды LAPTg (15 г/литр пептона, 10 г/литр триптона, 10 г/литр глюкозы, 10 г/литр экстракта дрожжей, 1 мл/литр Tween 80, pH 6.5, автоклавирование) в течение 48 часов анаэробным способом при 37°С. Escherichia coli (АТТС #10789) (АТТС, Manassas, Virginia) (Ее) культивировали в 20 мл питательной среды LAPTg в течение ночи при 37°С и встряхивании. Обработанные олигофруктозой и контрольные покровные материалы нарезали на полосы площадью 75 см, помещали в разные отделения автоклава (Cardinal Health, McGraw, IL) и стерилизовали действием газообразного этиленоксида с помощью газового стерилизующего устройства Anprolene (Haw River, NC). Необработанный контрольный образец, контрольный образец из оксида кремния и обработанные олигофруктозой покровные материалы помещали в стерильных условиях отдельные пробирки (BD) с культурой, в которые добавляли по пять мл среды LAPTg GD (15 г/литр пептона, 10 г/литр триптона, 1 г/литр глюкозы, 10 г/литр экстракта дрожжей, 1 мл/литр Tween 80, pH 6.5, автоклавирование). Пробирки с культурой отрицательного контроля содержали 5 мл среды LAPTg GD, а пробирки с культурой положительного контроля содержали 5 мл жидкой среды LAPTg, включающей 0,1% глюкозы и 0,9% олигофруктозы (BENEO-Orafti Inc., Teinen, Бельгия). Оптическую плотность (OD) La культуры определяли при 540 нм с помощью спектрофотометра Spectromax Plus 348 (Molecular Devices, Sunnyvale, CA), и культуру центрифугировали при 5000 об./мин в течение пяти минут в напольной центрифуге Avanti J-25I (Beckman, Fullerton, CA). Жидкость над осадком отбрасывали и добавляли 3-6 мл LAPTg GD. Вновь измеряли OD, и OD культуры доводили до величины 1.3-1.5. Двести пятьдесят единиц La культуры добавляли в каждую пробирку для культуры, а затем пробирки инкубировали анаэробным способом при 37°С в течение 6 часов.
600
-5
Количество La в пробирке один в момент времени 0 определяли, используя стандартное разбавление и способы чашечного подсчета. Определяли оптическую плотность OD Ec культуры, и культуру разбавляли в ФСБ (фосфатно-солевой буферный раствор) (BD) до конечной концентрации 10. В каждую пробирку с культурой добавляли по 25 мкл этой культуры, помещали на планшеты с СМВ (сердечно-мозговой вытяжкой) и подсчитывали Ec в момент времени 0. Пробирки инкубировали анаэробным способом при 37°С в течение 24 часов.
Спустя 24 часа пробирки пять раз подвергали действию ультразвука (ультразвуковая установка для очистки Branson 35100, Danbury, CT) в течение одной минуты с минутными перерывами между воздействиями. Культуры подвергали серийному разбавлению, помещали по два образца на агаровые планшеты в СМВ и инкубировали анаэробным способом в течение 48 часов при 37°С. Колонии La и Ec различали на основании их морфологии. Колонии Ec имели желтовато-белый цвет, в то время как колонии La представляли собой белые, значительно более мелкие пятнышки.
Для культивирования бактерий при 37°С использовали стандартные инкубаторы. Величина влажности не была важна для описываемого лабораторного испытания, поскольку в течение всего испытания покровные материалы были погружены в жидкие среды.
Количества бактерий определяли стандартным способом, то есть серийным разбавлением и помещением их на планшеты. Колонии бактерий различали на основании их морфологии. Количества бактерий выражали как КОЕ/мл или в колониеобразующих единицах на миллилитр, т.е. стандартным способом описания количества бактерий. Количества, определенные в момент времени 0, использовали для того, чтобы убедиться, что количества Е.coli и Lactobacillus приблизительно одинаковы перед проведением непрерывной инкубации пробирок в течение 24 часов.
Ультразвуковое воздействие
Пробирки с культурой помещали в стойки для пробирок, которые устанавливали в водяной бане ультразвукового устройства, и подвергали действию ультразвука в течение одной минуты. Спустя одну минуту, ультразвуковое воздействие прекращали, но пробирки оставляли в водяной бане в течение еще одной минуты. Процедуру ультразвукового воздействия повторяли пять раз. Применяемое ультразвуковое устройство: ультразвуковая установка для очистки Branson 35100, Danbury, CT.
Определение размера частиц
Для определения распределения размеров частиц заданного образца применяли набор установленных по вертикали сит. Таким образом, например, если частица остается на сите с отверстиями размером 710 микрон, то считают, что размер частицы превышает 710 микрон. Если частица проходит через сито с отверстиями размером 710 микрон, но остается на сите с отверстиями размером 500 микрон, то считают, что размер частицы составляет от 500 до 710 микрон. Дополнительно, если частица проходит через сито с отверстиями размером 500 микрон, то считают, что размер частицы составляет менее 500 микрон, и т.д.
Сита размещали в порядке убывания размеров отверстий, так что сита с самыми крупными отверстиями находились вверху пачки, а сита с самыми мелкими отверстиями находились внизу пачки. Таким образом, весь модельный материал, содержащийся в одном композиционном материале, мог быть взвешен и помещен на сито с самыми крупными отверстиями. В альтернативном варианте, если требовалось определить размер частиц или распределение размеров частиц модельного материала лишь в части индивидуального композиционного материала, взвешивали только определенную часть модельного материала, которую помещали на сито с самыми крупными отверстиями. Набор сит может включать сита, соответствующие U.S. стандарту, которые включают сита с отверстиями 20 меш (850 микрон), 25 меш (710 микрон), 35 меш (500 микрон), 50 меш (300 микрон) и 170 меш (90 микрон).
Набор сит встряхивали в течение 10 минут с помощью механического встряхивателя для сит Ro-Tap, Model RX29, поставляемого W.S. Tyier, Mentor, Ohio, или другого аналогичного встряхивающего устройства, в стандартных условиях испытания. По завершении встряхивания, модельный материал, остающийся на каждом сите, извлекали и определяли и записывали его массу. Процентное содержание частиц, оставшихся на каждом сите, вычисляли делением частиц, оставшихся на каждом сите, на исходную массу образца.
Размер частиц, которые были слишком малы для описанного выше определения, может быть измерен с помощью СЭМ (сканирующего электронного микроскопа). В частности, размер свободных частиц, составляющий приблизительно 20 нанометров, может быть измерен с помощью рассеяния лазерного излучения. Размер частиц, содержащихся в полимере или подобном веществе, может быть определен с помощью СЭМ или более предпочтительно автоэмиссионного электронного микроскопа (FE-SEM). На результаты методики (как с использованием СЭМ, так автоэмиссионного СЭМ) и получаемые изображения очень мелких частиц могут влиять состав и размер частиц, а также непосредственное их окружение, например, описанное выше клеящее вещество.
Определение основной массы (г/кв.м)
Тест ″основная масса″ применяли для определения массы единичной площади целлюлозных или синтетических волокон, содержащихся во впитывающем материале или нетканом полотне. Основная масса может быть измерена в обычных условиях (без кондиционирования), с кондиционированием (уравновешиванием в лабораторных условиях при температуре 23 +/- 3,0°С и относительной влажности 50 +/- 5%) или в абсолютно сухом состоянии (после сушки в сушильном шкафу при 105 +/- 2,0°С в течение 25 минут для образца массой менее 10,0 граммов и минимум 8 часов для образца массой более 10 граммов). Для проведения испытания 16 листов укладывали в пачку и нарезали на куски размером 76,2×76,2 +/- 1 мм высекательным штампом, с помощью которого можно вырезать образцы определенных размеров, например, устройства Hudson Machinery, номер оборудования SE-25, или эквивалентного оборудования с подходящим штампом. После соответствующей описанной выше подготовки, включающей отсутствие кондиционирования, кондиционирование или сушку, нарезанные образцы взвешивали. Если требовалось определить основную массу абсолютно сухого образца, то высушенный в сушильном шкафу образец после сушки помещали в воздухонепроницаемую емкость, предотвращающую доступ влаги к образцу, и после взвешивания массу емкости вычитали из общей массы. Для получения основной массы готового изделия в фунтах на стандартную стопу (500 листов), полученную массу в граммах умножали на 6,3492, а для получения основной массы готового изделия в граммах на квадратный метр (г/кв.м), полученную в граммах массу образца умножали на 10,764.
Определение толщины
Величину толщины выбранной части или детали изделия определяли с помощью толщинометра, например, показанного на Фиг.4. Толщинометр 2310 включает гранитное основание 2320 и прижимной стержень 2330; гранитное основание имеет плоскую и гладкую верхнюю поверхность 2322. Подходящим гранитным основанием является гранитное основание Starret, модель 653G (поставляет The L.S. Starrett Company, местонахождение предприятия - Athol, Massachusetts, США) или эквивалентное основание. На одном из концов 2342 прижимного рычага 2340 закреплен прижимной стержень 2330, а на противоположном конце 2344 прижимного рычага 2340 закреплен цифровой индикатор 2350. Подходящий индикатор представляет собой электронно-цифровой индикатор Mitutoyo ID-H, серия 543 (поставляет Mitutoyo America Corp., местонахождение предприятия - Aurora, Illinois, США) или эквивалентный индикатор. Вниз от индикатора 2350 направлен плунжер 2360, способный перемещаться в вертикальном направлении.
Для выполнения определения блок 2370 длиной 50 мм и шириной 44 мм помещали на гранитное основание 2320. Блок 2370 изготовлен из акрилового полимера и имеет плоскую и гладкую по меньшей мере нижнюю поверхность 2372. Толщину и массу блока 2370 выбирают таким образом, чтобы давление на образец, оказываемое толщинометром 2310, составляло 0,69 кПа (0,1 psi). Затем толщинометр 2310 осторожно опускают таким образом, чтобы нижняя поверхность 2362 плунжера 2360 находилась в непосредственном контакте с верхней поверхностью 2374 блока 2370 на пересечении продольной 1 и поперечной 2 осей симметрии блока 2370, и длину плунжера уменьшают приблизительно на 50%. Затем величину на цифровом индикаторе 2350 обнуляют, нажимая кнопку 2357 ″ноль″. Цифровой дисплей 2355 цифрового индикатора 2350 должен показать ″0,00 мм″ или близкое значение. Затем толщинометр 2310 поднимают, и блок 2370 удаляют. Испытуемый образец помещают на верхнюю поверхность 2322 гранитного основания 2320, и блок 2370 осторожно помещают на верхнюю поверхность испытуемого образца таким образом, чтобы блок 2370 по существу находился на пересечении продольной 1 и поперечной 2 осей симметрии образца. Затем толщинометр 2310 вновь осторожно опускают на блок 2370 таким образом, чтобы нижняя поверхность 2362 плунжера 2360 находилась в непосредственном контакте с верхней поверхностью 2374 блока 2370 на пересечении продольной 1 и поперечной 2 осей симметрии блока 2370, и длину плунжера уменьшают приблизительно на 50%, создавая давление 0,69 кПа (0,1 psi). Спустя 3 секунды записывают показания цифрового дисплея 2355 с точностью до 0,01 мм.
Следует понимать, что детали приведенных выше примеров, представлены для иллюстрации изобретения и не ограничивают объем настоящего изобретения. Несмотря на то, что подробно выше были описаны лишь некоторые примеры осуществления настоящего изобретения, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что в примеры может быть внесено множество изменений, существенно не влияющих на новизну и полезный эффект настоящего изобретения. Например, признаки, рассмотренные при описании одного примера, могут быть внесены в любой другой осуществления изобретения.
Соответственно, все такие изменения включены в объем настоящего изобретения, определенный в пунктах нижеследующей формулы изобретения и их эквивалентах. Дополнительно, следует понимать, что может быть создано множество примеров осуществления, в которых реализуются не все полезные эффекты некоторых примеров осуществления, в частности, предпочтительных примеров осуществления; тем не менее, отсутствие определенного полезного эффекта не обязательно означает, что такой пример осуществления не включен в объем настоящего изобретения. Поскольку в описанные выше конструкции могут быть внесены различные изменения, не выходящие за пределы объема настоящего изобретения, следует понимать, что все изложенное выше описание приведено для иллюстрации и имеет неограничивающий характер.