РАСТЯГИВАЮЩИЕСЯ СЛОИСТЫЕ МАТЕРИАЛЫ
EXTENSIBLE SANDWICH MATERIALS

Область изобретения
Настоящее изобретение относится к растягивающемуся слоистому материалу, в котором использовано меньше адгезива, чем в обычном растягивающемся слоистом материале. В частности, настоящее изобретение относится к способу производства растягивающегося слоистого материала и к растягивающемуся слоистому материалу, который содержит меньше адгезива и может выдерживать процесс механической активации при дальнейшем сохранении усилия расслоения и критерия сопротивлению ползучести.
Предпосылки изготовления изобретения
Одноразовые абсорбирующие подгузники широко используются для младенцев и людей с недержанием. Для того чтобы получить одноразовый абсорбирующий подгузник, который может подойти ряду пользователей и минимизировать утечки, в одноразовых абсорбирующих подгузниках часто используют растягивающиеся слоистые материалы. Так как пользователи одноразовых абсорбирующих подгузников отличаются размерами, часто используют обычные растягивающиеся слоистые материалы в поясной области и областях ног одноразового абсорбирующего подгузника, что позволяет одноразовому абсорбирующего подгузнику соответствовать широкому ряду пользователей.
Обычный растягивающийся слоистый материал для изготовления одноразовых абсорбирующих изделий часто содержит по меньшей мере два нетканых материала и по меньшей мере одну эластичную пленку, проложенную между двумя неткаными материалами. В общем случае два нетканых материала прикреплены к эластичной пленке посредством адгезива.
Обычные слоистые материалы в общем случае эластично растяжимы и могут быть сделаны такими при помощи создания ячеистой структуры обычного растягивающегося слоистого материала пропусканием между рядами зубцов. Процесс может включать создание ячеистой структуры обычного растягивающегося слоистого материала пропусканием между активирующими валками, которые имеют выступающие зубцы. Обычно область активации обычных растягивающихся слоистых материалов расположена между зубцами, в то время как область прикрепления не расположена в значительной мере между зубцами. Так как обычный растягивающийся слоистый материал сцепляется между зубцами активирующих валков, нетканые материалы удлиняются по меньшей мере до определенной степени, так что после снятия прикладываемых растягивающих усилий обычный растягивающийся слоистый материал, как правило, не возвращается полностью к своей первоначальной неискаженной конфигурации. Такая ориентация и совмещение обычны для всей отрасли.
Процесс изготовления эластично растяжимого растягивающегося слоистого материала называется "механической активацией" или "раскаткой". Процесс механической активации обычно осуществляется при высоких скоростях. Следовательно, растягивающийся слоистый материал в процессе механической активации может быть подвержен очень высоким скоростям деформации. Более того, для того чтобы обеспечить растягивающийся слоистый материал большей растяжимостью, растягивающийся слоистый материал может быть дополнительно подвержен высоким процентным отношениям деформации.
К сожалению, многие растягивающиеся слоистые материалы имеют дефекты в результате высоких скоростей деформации и высоких процентных отношений деформации, испытываемой во время процесса механической активации. Многие из дефектов носят структурный характер. Например, нетканый материал после процесса механической активации может иметь такие дефекты, как отверстия, которые снижают структурную целостность нетканого материала. Аналогично, эластичная пленка в процессе механической активации может также получать дефекты, такие как отверстия, которые также уменьшают структурную целостность эластичной пленки.
Было обнаружено, что количество адгезива, наносимого до механической активации на растягивающийся слоистый материал в области активации, может оказать влияние на количество дефектов, которые появятся в растягивающемся слоистом материале в результате процесса механической активации. Например, слишком большое количество адгезива в области активации может значительно ограничить движение волокон нетканого материала. Это ограничение движения волокон адгезивом может привести к увеличению локальных деформаций многих из этих волокон. К сожалению, увеличенное локальное напряжение может привести к разрушению волокон, тем самым вызывая преждевременное разрушение нетканого материала.
С другой стороны, слишком малое количество адгезива может уменьшить локальное напряжение в волокнах, тем самым уменьшая дефекты, появляющиеся в растягивающемся слоистом материале во время механической активации. Однако из-за уменьшенной площади сцепления использование слишком малого количества адгезива может уменьшить усилие расслоения и уменьшить сопротивление ползучести растягивающегося слоистого материала. Обычные знания учат, что меньшее количество адгезива в области активации оказывает негативное влияние на характеристики усилия расслоения и сопротивления ползучести растягивающегося слоистого материала. Следовательно, существует потребность в растягивающемся слоистом материале для изготовления одноразовых абсорбирующих изделий, который бы содержал уменьшенное количество адгезива при сохранении критериев усилия расслоения и сопротивления ползучести. Кроме того, существует потребность в способе изготовления таких растягивающихся слоистых материалов.
Краткое описание изобретения
Механически активированные растягивающиеся слоистые материалы для изготовления одноразовых абсорбирующих изделий, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, используют меньше адгезива при сохранении соответствующих критериев усилия расслоения и сопротивления ползучести. Другим преимуществом настоящего изобретения является то, что при более высоких скоростях деформации растягивающийся слоистый материал может иметь уменьшенное количество дефектов, возникающих при механической активации.
Механически активированный растягивающийся слоистый материал для изготовления одноразовых абсорбирующих изделий содержит первую подложку, прикрепленную к лицевой стороне эластичной пленки посредством адгезива. Растягивающийся слоистый материал дополнительно содержит по меньшей мере одну область прикрепления, которая расположена в непосредственной близости от конца растягивающегося слоистого материала.
Область активации расположена с внутренней стороны области прикрепления. Адгезив в области активации нанесен в виде множества отделенных друг от друга полосок. Отношение ширины полоски к расстоянию между соседними полосками в части области активации меньше чем примерно 1 и больше чем примерно 0,33.
В одном варианте выполнения изобретения одноразовое абсорбирующее изделие, предназначенное для ношения вокруг нижней части тела пользователя, содержит первую поясную область, вторую поясную область и область ластовицы, расположенную между первой поясной областью и второй поясной областью. Одноразовое абсорбирующее изделие дополнительно содержит каркас. В данном варианте выполнения каркас содержит верхний слой и нижний слой, который прикреплен по меньшей мере к части верхнего слоя. Каркас дополнительно включает абсорбирующее внутренний слой, который расположен между по меньшей мере частью верхнего слоя и нижнего слоя.
Одноразовое абсорбирующее изделие дополнительно содержит по меньшей мере одну эластично растягиваемую вставку в форме клапана, которая имеет внутреннюю кромку и внешнюю кромку, причем внутренняя кромка прикреплена к каркасу в первой поясной области или во второй поясной области. Внешняя кромка вставки в форме клапана может прикрепляться с возможностью повторного застегивания или постоянно прикрепляться соответственно ко второй поясной области или к первой поясной области. По меньшей мере одна эластично растягивающаяся вставка в форме клапана дополнительно содержит эластичную пленку, первую подложку и вторую подложку. Первая подложка и вторая подложка прикреплены к эластичной пленке посредством адгезива так, что эластичная пленка оказывается расположенной между первой и второй подложками. По меньшей мере одна эластично растягивающаяся вставка в форме клапана дополнительно содержит первую область прикрепления, расположенную вдоль внутренней кромки, вторую область прикрепления, расположенную вдоль внешней кромки и область активации, расположенную между первой областью прикрепления и второй областью прикрепления. Адгезив в области активации включает множество отделенных друг от друга полосок между эластичным слоем и первой и второй подложками. Отношение ширины полоски к расстоянию между соседними полосками в части области активации меньше примерно 1 и больше примерно 0,33.
Способ изготовления растягивающегося слоистого материала дополнительно включен в настоящее изобретение. Растягивающийся слоистый материал имеет первую область прикрепления, расположенную в непосредственной близости от конца растягивающегося слоистого материала, и вторую область прикрепления, расположенную в непосредственной близости от другого конца растягивающегося слоистого материала, и область активации, расположенную между первой областью прикрепления и второй областью прикрепления.
Подготавливают первую подложку, вторую подложку и эластичную пленку. Наносят адгезив на поверхность первой подложки и на поверхность второй подложки в первой области прикрепления и во второй области прикрепления. В области активации адгезив наносится на поверхности первой подложки и второй подложки в виде множества отделенных друг от друга липких полосок. Отношение ширины полоски к расстоянию между соседними полосками в части области активации меньше примерно 1 и больше примерно 0,33.
-1
Первая подложка, вторая подложка и эластичная пленка скреплены так, что эластичная пленка расположена между первой подложкой и второй подложкой, образуя, таким образом, промежуточную слоистую структуру. Промежуточная слоистая структура механически активируется в области активации так, что промежуточная слоистая структура испытывает скорость деформации, большую или равную примерно 100 с, тем самым образуя растягивающийся слоистый материал.
Краткое описание чертежей
Представленные здесь фигуры выполнены не в масштабе.
На фиг.1 показано увеличенное поперечное сечение обычного растягивающегося слоистого материала;
на фиг.2А изображено увеличенное поперечное сечение растягивающегося слоистого материала, изготовленного в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг.2В приведен вид сверху на растягивающийся слоистый материал, изображенный на фиг.2А, с удаленной первой подложкой;
на фиг.3 показана увеличенная часть поперечного сечения растягивающегося слоистого материала, изготовленного в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг.4А приведено схематическое изображение устройства для изготовления эластично растягивающегося слоистого материала в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг.4В показано в аксонометрии устройство для нанесения адгезива, которое может использоваться в устройстве, приведенном на фиг.4А;
на фиг.4С изображена вертикальная проекция щели, которая является частью устройства, показанного на фиг.4В;
на фиг.4D показано поэлементное изображение щели, изображенной на фиг.4С;
на фиг.4Е изображена часть регулировочной планки, которая может использоваться в щели, показанной на фиг.4С и фиг.4D;
на фиг.5 приведен вид сверху на одноразовое абсорбирующее изделие, которое может содержать растягивающийся слоистый материал, изготовленный в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг.6А показан вид сверху на образец растягивающегося слоистого материала, изготовленного в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг.6В изображено поперечное сечение образца, показанного на фиг.6А, в разрезе по 6В-6В;
на фиг.6С показан образец, изображенный на фиг.6А и фиг.6В, установленный в зажимах прибора для испытания на растяжение;
на фиг.6D изображен образец, подготовленный так же, как образец, представленный на фиг.6А и фиг.6В, установленный в зажимах прибора для испытания на растяжение;
на фиг.7 показан образец для испытаний сопротивлению ползучести, установленный на картонной подложке;
на фиг.8А приведено схематическое изображение устройства для механической активации;
на фиг.8В изображено крупным планом множество зубцов активационного валка устройства для механической активации, приведенного на фиг.8А;
на фиг.9 схематически показаны первый и второй зубцы, сцепляющие структуру слоистого материала;
на фиг.10 дана схематическая иллюстрация различных размеров, показанных на фиг.9.
Подробное описание изобретения
Определения
Следующая терминология используется здесь с четким значением терминов, используемых в дальнейшем описании.
Термины "активирующий", "активация" или "механическая активация" относятся к процессу изготовления подложки или эластомерного слоистого материала, более растяжимого, чем он был до этого процесса.
Термин "прикрепленный" относится к элементам, которые соединены или объединены при помощи скрепления, прилипания, соединения и т.д. при помощи любого способа, подходящего для элементов, которые друг с другом соединяют, прикрепляют или объединяют, и их составным материалам. Многие подходящие для скрепления элементов друг с другом способы хорошо известны, включая адгезивное соединение, соединение под давлением, термическое соединение, механическое соединение и т.д. Такие способы соединения могут использоваться для скрепления элементов друг с другом на определенной площади либо непрерывно, либо периодически.
"Базисный вес" относится к весу плоского материала для заданной области поверхности. Базисный вес обычно измеряется в граммах на квадратный метр. Базисный вес растягивающегося слоистого материала обычно измеряют, когда растягивающийся слоистый материал находится в ненапряженной конфигурации.
Термин "непрерывный слой" относится к однородному покрытию адгезивом, который может присутствовать в описанных здесь областях прикрепления. Термин "полоски" относится к адгезиву, который расположен прерывисто, например периодические линии адгезива.
Термин "одноразовый" используется здесь для описания изделия, которые в общем случае не предназначены для стирки или, иными словами, быть восстановлены и использованы заново по их первоначальному назначению. Они обычно предназначены для выбрасывания после примерно 1 или 2 использований. Предпочтительно, чтобы такие одноразовые изделия были перерабатываемыми, компостируемыми или ликвидированы иным способом, совместимым с охраной окружающей среды.
"Одноразовое абсорбирующее изделие" относится к устройству изделия, которое обычно абсорбирует и/или удерживает текучие среды. В некоторых примерах это выражение относится к изделиям, которые расположены против тела или вблизи тела пользователя, для того чтобы абсорбировать или удерживать выделения и/или экссудаты, выделяемые телом, и включает такие изделия личной гигиены, как детские подгузники, детские тренировочные трусики, изделия от недержания для взрослых, женские гигиенические изделия, детские подгузники для плавания, повязки на рану и тому подобное. Одноразовое абсорбирующее изделие может носиться малолетними детьми и другими лицами с недержанием вокруг нижней части туловища.
"Эластик", "эластомер" или "эластомерный" относится к полимерам или слоистым материалам, проявляющим растягивающиеся свойства. Они включают любой материал, который при приложении усилия к его ослабленной, начальной длине может растягиваться или удлиняться больше чем на 10% по сравнению с его первоначальной длиной и будет в основном вновь возвращаться примерно к своей первоначальной длине после снятия приложенного усилия.
Термин "продольный" относится к направлению, идущему в общем случае параллельно максимальному линейному размеру растягивающегося слоистого материала или изделия. Направления в пределах ±45° от продольного направления считаются "продольными".
Термин "боковой" относится к направлению, идущему от боковой кромки к противоположной боковой кромке растягивающегося слоистого материала или изделия в общем случае под прямым углом к продольному направлению и в той же плоскости, что и продольное направление. Направления в пределах ±45° от бокового направления считаются "боковыми". Термины "трусики", "тренировочные трусики", "закрытые подгузники", "предварительно застегнутые подгузники", "натягиваемые подгузники" и "подгузники-трусики", как они использованы здесь, относятся к одноразовым абсорбирующим изделиям, имеющим отверстие для талии и отверстия для ног, созданные для ношения малолетними детьми или взрослыми. Трусики могут быть размещены на пользователе путем продевания ног пользователя в отверстия для ног и натягивания трусиков в положение вокруг нижней части тела пользователя. Трусики могут быть сконфигурированы так, что они сформированы заранее до надевания трусиков на пользователя, или трусики могут быть сконфигурированы так, что они надеваются на пользователя и потом формируются. Трусики могут быть заранее сформированы любым подходящим способом, включая, но не ограничиваясь, соединением вместе частей изделия с использованием разъемных или неразъемных соединений (например, швом, сваркой, адгезивом, когезионным соединением, застежкой и т.д.). Части трусиков могут скрепляться в любом месте вдоль окружности изделия (например, скрепляться сбоку, прикрепляться к передней поясной части). Подходящие трусики раскрыты в патенте США №6428526, патенте США №5246433, патенте США №5569234, патенте США №6120487, патенте США №6120489, патенте США №4940464, патенте США №5092861, патентной заявке США №2003/0233082, поданной 13 июня 2002; патенте США №5897545, патенте США №5957908.
Использованное здесь выражение "сопротивление ползучести" относится к способности растягивающегося слоя в растягивающемся слоистом материале оставаться прикрепленным к подложке растягивающегося слоистого материала, когда растягивающийся слоистый материал находится под натяжением в течение продолжительного отрезка времени при заранее определенной температуре.
Использованное здесь выражение "усилие расслоения" относится к величине усилия, необходимого для отделения растягивающегося слоя от подложки растягивающегося слоистого материала. Более высокие значения расслоения обычно соотносятся с меньшей вероятностью расслоения при использовании.
Термин "растягивающийся слоистый материал" относится к слоистой структуре, которая является эластично растяжимой и может быть эластично растянута при помощи процесса механической активации или любого известного в данной области процесса.
Термин "подложка" относится к листовому материалу, который изготовлен из множества волокон. Волокна могут быть сцеплены друг с другом в произвольную или однородную структуру. Некоторые примеры подложек - это тканые материалы, нетканые материалы или их комбинация. Термин "нетканый материал" относится к материалу, изготовленному из длинных волокон и/или коротких волокон при помощи таких процессов, как эжектирование высокоскоростным потоком воздуха, раздув расплава, кардочесанный метод и тому подобное. Нетканые материалы не имеют тканной или вязаной структуры. Нетканые материалы обычно описывают как имеющие машинное направление и поперечное машинное направление. Машинное направление - это направление, в котором изготовляется нетканый материал. Поперечное машинное направление перпендикулярно и находится в той же плоскости, что и машинное направление. Нетканые материалы обычно формируют в машинном направлении, которое соответствует продольному или прокатному направлению изготовления.
Описание
-1
-1
-1
-1
Механически активированные растягивающиеся слоистые материалы для изготовления одноразовых абсорбирующих изделий, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, используют меньше адгезива при сохранении адекватных критериев усилия расслоения и сопротивления ползучести. Другим преимуществом настоящего изобретения является тот факт, что при более высоких скоростях деформации растягивающийся слоистый материал может иметь уменьшенное количество дефектов, полученных в результате механической активации. Растягивающийся слоистый материал по настоящему изобретению может сохранять характеристики усилия расслоения и сопротивления ползучести при использовании меньшего количества адгезива даже при различных скоростях деформации например 100 с, 200 с, 300 с или свыше 500 с.
Растягивающийся слоистый материал по настоящему изобретению может быть включен в любую часть или элемент абсорбирующего изделия. Например, растягивающийся слоистый материал по настоящему изобретению может быть включен во вставку в виде клапана, которая прикреплена к абсорбирующему изделию. В другом примере растягивающийся слоистый материал по настоящему изобретению может также быть включен в поясную область или область ног трусиков. Растягивающийся слоистый материал по настоящему изобретению может быть включен в абсорбирующее изделие, такое как подгузник или трусики в любом месте или области, где будет желательно использовать свойства растягивающегося слоистого материала.
Как показано на фиг.1, обычный растягивающийся слоистый материал 10 содержит первый нетканый материал 12 и второй нетканый материал 14. Эластичная пленка 26 расположена между первым нетканым материалом 12 и вторым нетканым материалом 14. Адгезив 40 расположен между первым нетканым материалом 12 и эластичной пленкой 26, а также между вторым нетканым материалом 14 и эластичной пленкой 26.
Обычный растягивающийся слоистый материал 10 имеет три области использования адгезива. Области 18 прикрепления расположены на любом конце обычного растягивающегося слоистого материала 10 и проходят внутрь в боковом направлении 75. Область 20 активации расположена между областями 18 прикрепления.
Адгезив 40 в областях 18 прикрепления растягивается как непрерывный слой внутрь от концов обычного растягивающегося слоистого материала 10. Адгезив 40 в области 20 активации нанесен как множество полосок 22 адгезива 40. Каждая из множества полосок 22 адгезива 40 имеет ширину, которая равна 1 мм и соседние полоски 22 разнесены на 1 мм.
Как показано на фиг.2А, аналогично обычному растягивающемуся слоистому материалу растягивающийся слоистый материал 200, изготовленный в соответствии с настоящим изобретением, может содержать первую подложку 210, вторую подложку 212 и эластичную пленку 226, расположенную между первой подложкой 210 и второй подложкой 212. Адгезив 240 может наноситься между эластичной пленкой 226 и первой подложкой 210, а также между эластичной пленкой 226 и второй подложкой 212.
Также аналогично обычному растягивающемуся слоистому материалу растягивающийся слоистый материал 200 может содержать различные области. Растягивающийся слоистый материал 200 может включать области 218 прикрепления, расположенные вблизи концов растягивающегося слоистого материала 200. Также растягивающийся слоистый материал 200 может включать область 220 активации, которая расположена между областями 218 прикрепления.
Адгезив 240 может наноситься на растягивающийся слоистый материал 200 в областях 218 прикрепления непрерывным образом или слоем. Адгезив 240, нанесенный в области 218 прикрепления, может иметь ширину в боковом направлении 280, которая изменяется от примерно 0,2 мм до примерно 10 мм от концов растягивающегося слоистого материала 200, проходя внутрь.
Адгезив 240 может наноситься на область 220 активации дискретным образом, например в виде множества полосок 242 адгезива. Растягивающийся слоистый материал 200 может включать адгезив 240, нанесенный в виде множества полосок 242 адгезива, которые имеют ширину 265. Соседние полоски 242 адгезива могут быть разнесены на расстояние 275 в боковом направлении 280. Однако в отличие от обычного растягивающегося слоистого материала ширина 265 полосок 242 адгезива может быть меньше или равна примерно 1 мм, в то время как расстояние 275 между полосками 242 адгезива может быть больше чем 1 мм. Например, в одном варианте выполнения адгезивные полоски 242, нанесенные на область 220 активации, могут иметь ширину 265 примерно 1 мм, в то время как расстояние 275 между соседними полосками больше чем примерно 1,5 мм или равно ему. В другом варианте выполнения полоски 242 адгезива, нанесенные на область 220 активации, могут иметь ширину 265 примерно 1 мм, в то время как расстояние 275 между соседними полосками 242 больше или равно примерно 2 мм. В еще одном варианте выполнения полоски 242 адгезива, нанесенные на область 220 активации, могут иметь ширину 265 примерно 1 мм, в то время как расстояние 275 между полосками больше или равно примерно 2,5 мм. В еще одном варианте выполнения полоски 242 адгезива, нанесенные на область 220 активации, могут иметь ширину 265 примерно 1 мм, в то время как расстояние 275 между полосками меньше примерно 3 мм.
Также нанесение полосок 242 адгезива в настоящем изобретении не ограничено конкретной шириной полоски. В другом варианте выполнения растягивающийся слоистый материал, изготовленный в соответствии с настоящим изобретением, может иметь отношение ширины 265 полоски 242 адгезива к расстоянию 275 между соседними полосками 242 меньше, чем примерно 1. В другом варианте выполнения отношение может быть примерно 0,75. В еще одном варианте выполнения отношение может быть примерно 0,5. В другом варианте выполнения отношение может быть больше чем примерно 0,33.
Как показано на фиг.2В, полоски 242 адгезива могут быть в общем случае параллельны машинному направлению 281. Полоски 242 адгезива могут быть нанесены через щель или распылены на соответствующие подложки. Полоски 242 адгезива могут быть нанесены непрерывно, или каждая полоска может содержать множество дискретных элементов. Независимо от того, нанесены ли полоски 242 адгезива непрерывно или в виде множества дискретных элементов, полоски 242 адгезива могут иметь в общем линейное или криволинейное расположение. Например, по меньшей мере одна из множества адгезивных полосок 242 могут содержать множество шариков адгезива, которые в общем случае расположены в машинном направлении 281. Более того, одна или более полосок 242 адгезива могут быть непрерывными, в то время как оставшееся количество полосок 242 адгезива могут быть дискретными. Адгезив в области 218 прикрепления может также наноситься аналогичным образом, как полоски 242 адгезива.
Хотя это не показано, расстояние 275 между соседними полосками 242 адгезива в области 220 активации может изменяться внутри этой области. Например, расстояние между полосками 242 адгезива в части области 220 активации может быть 1,5 мм, в то время как расстояние между полосками 242 адгезива в другой части области активации может быть 2 мм.
2
2
Полоски 242 адгезива внутри области 220 активации могут иметь также различный базисный вес. Например, полоски 242 адгезива в части области 220 активации могут иметь базисный вес 6 г/м, в то время как полоски 242 адгезива в другой части области 220 активации могут иметь базисный вес 8 г/м. Аналогично, базисный вес адгезива в областях 218 прикрепления может отличаться от базисного веса адгезива в области 220 активации.
Различные расстояния между соседними полосками адгезива и различный базисный вес полосок адгезива, ширина полосок и отношения, обсужденные выше, могут применяться к частям области активации. В качестве альтернативы ширина полосок и отношения, обсужденные выше, в некоторых вариантах выполнения могут применяться к области активации в целом.
Вопреки обычному здравому смыслу было определено, что даже при расстоянии 275 между полосками 242 адгезива, примерно равном 2 мм, растягивающиеся слоистые материалы по настоящему изобретению способны достигать значений усилия расслоения, которые аналогичны или больше, чем значения обычного растягивающегося слоистого материала. Ниже представлены данные, где растягивающиеся слоистые материалы, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, в общем случае демонстрируют значения усилия расслоения, которые больше чем на 20% значений усилия расслоения, которые демонстрирует обычный растягивающийся слоистый материал, или находятся в пределах 20%. Следовательно, растягивающийся слоистый материал, изготовленный в соответствии с настоящим изобретением, может использовать 20%, 30% или до 50% меньше адгезива, чем используется в обычном растягивающемся слоистом материале, при сохранении адекватных критериев усилия расслоения.
Кроме величин усилия расслоения, растягивающийся слоистый материал, изготовленный в соответствии с настоящим изобретением, демонстрирует сопротивление ползучести, которое аналогично сопротивлению ползучести обычного растягивающегося слоистого материала. Отметим, что, так как оценка сопротивления ползучести является объективной, например, растягивающийся слоистый материал либо прошел, либо не прошел проверку на сопротивление ползучести, не существует субъективного сравнения между обычным эластичным слоистым материалом и эластичным слоистым материалом, изготовленным в соответствии с настоящим изобретением. Ниже приведены данные о проверке сопротивления ползучести растягивающихся слоистых материалов, изготовленных в соответствии с настоящим изобретением. Способы проверки для измерения усилия расслоения, а также сопротивления ползучести для растягивающегося слоистого материала приведены ниже. Существует много факторов, которые могут внести вклад в это явление, которые противоречат обычному здравому смыслу. Однако, хотя это недостаточно подтверждено теорией, полагаем, что адгезивное взаимодействие между эластичной пленкой и подложкой может значительно уменьшить возможность подложки растягиваться во время процесса механической активации. Полагаем далее, что растягивающиеся слоистые материалы имеют ограниченные зоны, которые создаются взаимодействием адгезивных веществ, и неограниченные зоны, которые возникают из-за отсутствия адгезива. Например, обычный растягивающийся слоистый материал 10 (см. фиг.1) включает адгезивные полоски в своей области активации, которые наносятся шириной 1 мм и разнесены на 1 мм. Таким образом, полагают, что для каждого 1 мм нанесенного адгезива создается эффективная ограниченная зона шириной 1 мм. Также полагают, что для каждого расстояния в 1 мм между полосками адгезива в 1 мм создается эффективная неограниченная зона шириной 1 мм. Таким образом, применение полосок адгезива шириной 1 мм, разнесенных друг от друга на 1 мм, может эффективно создать ограниченные зоны, которые достигают 50% растягивающегося слоистого материала, и неограниченные зоны, которые составляют 50%.
Далее полагаем, что неограниченные зоны несут большую часть нагрузки деформации, чем ограниченные зоны. Например, 200% растяжение обычного растягивающегося слоистого материала, изготовленного, как описывалось выше, и имеющего начальную ширину 10 мм, приводит к удлинению до 20 мм после снятия приложенного растяжения. При предположении, что ограниченные зоны не растягиваются, неограниченные зоны должны растягиваться на 200%.
Как показано на фиг.3, в отличие от обычного растягивающегося слоистого материала растягивающийся слоистый материал 300, изготовленный в соответствии с настоящим изобретением, увеличивает количество неограниченных зон растягивающегося слоистого материала 300. Растягивающийся слоистый материал 300 может включать полоски 302 адгезива, которые прикрепляют подложку 304 к эластичной пленке 306. Если полоски 302 адгезива составляют 1 мм в ширину и разнесены на 1,5 мм, количество неограниченных зон может увеличиться до примерно 60% растягивающегося слоистого материала 300, в то время как в обычном растягивающемся слоистом материале эта величина равна 50%.
Аналогично обычному растягивающемуся слоистому материалу 200% растяжение, приложенное к растягивающемуся слоистому материалу 300, имеющему начальную ширину 10 мм, приведет к удлинению растягивающегося слоистого материала 300 до величины 20 мм. Однако в отличие от обычного растягивающегося слоистого материала неограниченные зоны растягивающегося слоистого материала 300 будут растянуты только на 166%.
Отметим, что примеры деформации неограниченных зон, приведенные выше, даны только в целях иллюстрации. Взаимосвязь между растяжением, испытанным неограниченной зоной и ограниченной зоной, может быть нелинейной по природе.
Как показано на фиг.4А, растягивающийся слоистый материал 475 может быть изготовлен в соответствии с настоящим изобретением, например, при помощи устройства 400. Устройство 400 содержит подающее устройство 405, которое подает первую подложку 407 в обжимающий элемент 450. До поступления на обжимающий элемент 450 адгезив 411 может быть нанесен на поверхность первой подложки 407 при помощи первого устройства 409 для нанесения адгезива.
Эластичная пленка 426 также подается в обжимающий элемент 450 при помощи подающего ролика 423. По выбору растягивающийся слоистый материал 475 может дополнительно содержать вторую подложку 415, которая подается в обжимающий элемент 450 при помощи подающего устройства 413. Если растягивающийся слоистый материал 475 включает вторую подложку 415, то второе устройство 417 наносит адгезив 419 на поверхность второй подложки 415.
Первую подложку 407, вторую подложку 415 и эластичную пленку 426 подают в обжимающий элемент 450, который имеет первый валок 451 и второй валок 452. Обжимающий элемент 450 первым валком 451 и вторым валком 452 сдавливает первую подложку 407, вторую подложку 415 и эластичную пленку 426, по мере того как они проходят через обжимающий элемент 450. В результате первая подложка 407, вторая подложка 415 и эластичная пленка 426 соединяются, образуя промежуточную слоистую структуру 470.
Промежуточная слоистая структура 470 для активирования далее подается в элемент 460 активации и, таким образом, для формирования растягивающегося слоистого материала 475. Элемент 460 активации может включать первый активационный валок 461 и второй активационный валок 462, каждый из которых имеет множество зубцов. Зубцы первого активационного валка 461 и зубцы второго активационного валка 462 сцепляются с промежуточной слоистой структурой 470. По мере того как промежуточная слоистая структура 470 проходит через элемент 460 активации, первая подложка 407 и вторая подложка 415 удлиняются по меньшей мере до определенной степени.
Как показано на фиг.4В, фиг.4С и фиг.4D, устройство 409 или устройство 417 могут содержать множество элементов. Для объяснения здесь будет описано только первое устройство 409 для нанесения адгезива; однако описание, приведенное ниже для первого устройства 409 для нанесения адгезива, в равной мере применимо ко второму устройству 417 для нанесения адгезива.
Как показано на фиг.4В, первое устройство 409 для нанесения адгезива содержит коллектор 480, входной канал 482 для адгезива и щель 484. Как показано на фиг.4С, щель 484 содержит заднюю панель 486, регулировочную планку 488 и переднюю панель 489. Как показано на фиг.4D, задняя панель 486 может содержать множество входных каналов 486а для адгезива. Адгезив поступает в щель 484 через входные каналы 486а. Адгезив затем выходит через выходной канал 486b и затем поступает к регулировочной планке 488. Регулировочная прокладка 488 содержит множество областей, включая закрытую часть 488с, открытую часть 488t и секционированный участок 488f. Подходящие устройства для нанесения адгезива выпускаются под номерами моделей ЕР11, ЕР45, ЕР51 и производятся фирмой Nordson Corporation, расположенной в Вестлейке, Огайо, США.
На фиг.4Е показана часть 492 планки 488, которая может быть использована для нанесения адгезива как в областях прикрепления, так и в области активации (см. фиг.2) растягивающегося слоистого материала, изготовленного в соответствии с настоящим изобретением. Открытые части 488t соответствуют областям прикрепления растягивающегося слоистого материала, в то время как секционированный участок 488f соответствует области активации.
Как показано на чертеже, открытые части 488t имеют ширину 498, которая равна 5 мм. Как обсуждалось ранее, ширина 498, соответствующая открытым частям 488t, может изменяться.
Секционированный участок 488f, как показано на чертеже, содержит множество выступов 499, которые соответствуют расстоянию между адгезивными полосками. Выступы 499 могут иметь ширину 496, которая изменяется от более примерно 1 мм до менее примерно 3 мм. Проемы 494 между выступами 499 соответствует ширине полоски адгезива. Ширина проемов 494, как показано на чертеже, равна примерно 1 мм, но она может изменяться от примерно 0,2 мм до примерно 3 мм.
Как указывалось ранее, растягивающийся слоистый материал, изготовленный в соответствии с настоящим изобретением, может использоваться для широкого круга различных абсорбирующих изделий при широком выборе различных местоположений. Например, растягивающийся слоистый материал, изготовленный в соответствии с настоящим изобретением, может быть включен в подгузник в качестве боковой вставки (см. фиг.5). В другом примере растягивающийся слоистый материал, изготовленный в соответствии с настоящим изобретением, может быть использован во вставке в виде клапана или в боковой вставке подгузника без застежек.
Как показано на фиг.5, растягивающийся слоистый материал 575 по настоящему изобретению может быть использован во вставке в виде клапана 573 подгузника 500. Часть подгузника 500, которая обращена к пользователю, ориентирована в сторону наблюдателя. Как показано на фиг.5, подгузник 500 содержит каркас 580, первую поясную область 536, вторую поясную область 538, располагающуюся напротив первой поясной области 536 и область 537 ластовицы, расположенную между первой поясной областью 536 и второй поясной областью 538.
Каркас 580 включает верхний слой 524; нижний слой 526 и абсорбирующий внутренний слой 528, который расположен по меньшей мере между частью верхнего слоя 524 и частью нижнего слоя 526. Каркас 580 может дополнительно содержать растягивающиеся бортики 532 для ног и эластичные поясные элементы 534. Растягивающиеся бортики 532 для ног проходят вблизи продольных кромок 550 от первой поясной области 536 ко второй поясной области 538. Эластичные поясные элементы 534 могут располагаться вблизи концевых кромок 552 в первой поясной области 536 и во второй поясной области 538. Периметр каркаса 580 определяется внешними концами каркаса 580, у которого продольные кромки 550 идут параллельно продольной срединной линии 590 подгузника 500, а концевые кромки 552 идут между продольными кромками 550 в общем случае параллельно боковой срединной линии 510 подгузника 500.
Подгузник 500 может дополнительно содержать боковые вставки 530 и вставки 573 в виде клапана. Как показано на чертеже, боковые вставки 530 могут выступать наружу от первой поясной области 536 и могут быть эластично растягиваемыми. Вставки 573 в виде клапана могут выступать наружу от второй поясной области 538 и могут содержать растягивающийся слоистый материал 575 по настоящему изобретению, а также крепежный элемент 540. Отметим, что боковые вставки 530 могут также содержать растягивающийся слоистый материал, изготовленный в соответствии с настоящим изобретением.
Вставки 573 в виде клапана содержат внутреннюю кромку 502, которая может прикрепляться ко второй поясной области 538, и внешнюю кромку 503. Крепежный элемент 540 может располагаться вблизи внешней кромки 503. Крепежный элемент 540 вставки 573 может прикреплять первую поясную область 536 либо к каркасу 580, либо к боковым вставкам 530. В другом варианте выполнения внутренняя кромка 502 вставок 573 может быть присоединена к первой поясной области 536 так, что крепежный элемент 540 может присоединять вторую поясную область 538 для образования подгузника в сборе.
В другом варианте выполнения растягивающийся слоистый материал по настоящему изобретению может быть использован в подгузнике без застежек. Растягивающийся слоистый материал может быть использован во вставке в виде клапана или в боковой вставке, которая используется для соединения передней области с задней областью подгузника без застежек. Примеры подгузников с растягивающимися боковыми вставками, в которых можно использовать растягивающийся слоистый материал по настоящему изобретению, раскрыты в патенте США №4857067, патенте США №4381781, патенте США №4938753, патенте США 5151092, патенте США №5221274, патенте США №5669897 и патенте США №6004306.
2
2
Растягивающийся слоистый материал по настоящему изобретению может быть изготовлен из различных материалов. Например, подложка по настоящему изобретению может содержать волокнистый холст. Подходящий нетканый материал для использования в настоящем изобретении может содержать волокна, сделанные из полипропилена, полиэтилена, полиолефинов, полиэстера, нейлона, целлюлозы, полиамида, двухкомпонентных волокон или любой их комбинации. У нетканого материала может быть любой подходящий базисный вес, но обычно он будет в диапазоне от примерно 8 г/м до примерно 40 г/м. Любой известный в данной области процесс может быть использован для производства нетканых материалов. Примерные процессы включают эжектирование высокоскоростным потоком воздуха, раздув расплава, кардочесанный метод и тому подобное. Особенно подходящие нетканые материалы включают высокие длинномерные кардочесанные нетканые материалы и глубоко активированные полипропиленовые нетканые материалы.
Волокна нетканых материалов могут быть связаны внутренне и включают волокна, которые прошиты иглой, переплетены водной струей, эжектированы высокоскоростным потоком воздуха, соединены термически, соединены различными типами химической связи, такой как латексное соединение, порошковое соединение и тому подобное. Некоторые подходящие нетканые материалы упомянуты в приведенных здесь данных.
2
2
2
2
Адгезив по настоящему изобретению может содержать стирол-олефин-стирол трехблочные сополимеры, такие как стирол-изопрен-стирол, стирол-бутадиен-стирол или их комбинации. Базисный вес адгезива обычно находится в диапазоне от примерно 4 г/м до примерно 28 г/м. Отметим, что базисный вес адгезива измеряется как общее количество адгезива на площади поверхности, которую покрывает адгезив, вместо того чтобы рассчитывать на всю площадь поверхности подложки, на которую наносится адгезив. Некоторые подходящие адгезивы упомянуты в приведенных здесь примерах. Растягивающиеся пленки по настоящему изобретению могут включать полипропилен, полиэтилен, полиолефины, стирол-изопрен-стирол, стирол-бутадиен-стирол или их комбинации. У пленок может быть любой подходящий базисный вес, но обычно он будет в диапазоне от примерно 10 г/м до примерно 100 г/м. Некоторые подходящие пленки упомянуты в приведенных здесь примерах. Здесь описано множество материалов, которые могут быть использованы при производстве абсорбирующих изделий, например подгузников и подгузников без застежек. Некоторые примеры материалов, которые могут быть использованы в производстве абсорбирующих изделий, приведены ниже; однако список приведенных материалов ни коим образом не является исчерпывающим. Например, воздухопроницаемые материалы, которые широко используются в абсорбирующих изделиях, могут включать материалы, такие как тканые холсты, нетканые холсты, композитные материалы, такие как покрытые пленкой нетканые холсты, микропористые пленки, такие как выпускаемые фирмой Mitsui Toatsu Co., Япония под обозначением ESPOIR NO и фирмой Exxon Chemical Co., Бай Сити, Техас, США, под обозначением EXXAIRE, и монолитные пленки, такие как выпускаемые фирмой Clopay Corporation, Мейсон, Огайо, США, под названием HYTREL смесь Р1 8-3097. Некоторые воздухопроницаемые композитные материалы описаны более подробно в патенте США №6187696; патенте США №5938648; патенте США №5865823; и патенте США №5571096.
Нижний слой - это в общем случае та часть подгузника, которая расположена рядом с обращенной к одежде поверхностью абсорбирующего внутреннего слоя и которая препятствует тому, чтобы абсорбированные и содержащиеся там экссудаты пачкали изделия, которые могут контактировать с подгузником, такие как постельное белье и нижнее белье. Верхний слой предпочтительно расположен по другую сторону от обращенной к телу поверхности абсорбирующего внутреннего слоя и может быть соединен с ним и/или нижним слоем при помощи любого средства крепления, известного в данной области. Верхний слой, нижний слой и абсорбирующий внутренний слой могут быть собраны во множество конфигураций, как это далее описано в общем случае в патенте США №3860003, патенте США №5151092, патенте США №5221274, патенте США №5554145, патенте США №5569234, патенте США №5580411 и патенте США №6004306.
Абсорбирующий внутренний слой может содержать любой абсорбирующий материал, который является сжимаемым, податливым, не раздражающим кожу пользователя и способным абсорбировать и удерживать жидкости, такие как моча и другие определенные экссудаты тела. Абсорбирующий внутренний слой может быть изготовлен в большом разнообразии размеров и форм и может содержать широкое разнообразие абсорбирующих жидкость материалов, обычно используемых в одноразовых подгузниках и других абсорбирующих изделиях, таких как истолченная древесная масса, которая обычно носит название воздушный войлок. Примеры других подходящих абсорбирующих материалов включают набивку из крепированной целлюлозной ваты; полимеры, полученные раздувом расплава; химически усиленные, модифицированные или поперечно сшитые целлюлозные волокна; ткани, включая оберточные ткани и слоистые ткани; абсорбирующие пены; абсорбирующие губки; суперабсорбирующие полимеры; абсорбирующие гелеобразующие материалы; или любой другой известный абсорбирующий материал или комбинацию материалов. Примерные абсорбирующие структуры для использования в качестве абсорбирующего внутреннего слоя описаны в патенте США №4610678, патенте США №4673402, патенте США №4834735, патенте США №4888231, патенте США №5137537, патенте США №5147345, патенте США №5342338, патенте США №5260345, патенте США №5387207 и патенте США №5625222.
Как отмечалось выше, подгузник может также включать крепежную систему. Крепежная система предпочтительно поддерживает первую поясную область и вторую поясную область в конфигурации, обеспечивающей боковое натяжение относительно окружности подгузника, чтобы удерживать подгузник на пользователе. Крепежная система может содержать поверхностное крепежное средство, такое как липучая лента, крючки и петли, крепежные компоненты и/или гибридные крепежные компоненты, хотя обычно приемлемы любые другие известные крепежные средства. В альтернативных вариантах выполнения противоположные стороны изделия могут быть соединены швами или сварены, для того чтобы образовать трусики. Это позволяет использовать изделие как тип подгузника без застежек, такого как тренировочные трусики. Некоторые примерные поверхностные системы крепления раскрыты в патенте США №3848594, в патенте США №4662875, в патенте США №4846815, в патенте США №4894060, в патенте США №4946527, в патенте США №5151092 и в патенте США №5221274. Примерная взаимно зацепляющаяся крепежная система раскрыта в находящемся в совместном рассмотрении патенте США №6432098. Крепежная система может также обеспечивать средства для удержания изделия в используемой конфигурации, как описано в патенте США №4963140; включать первичную и вторичную крепежные системы, как раскрыто в патенте США №4699622; обеспечивать средства для уменьшения смещения перекрытых частей или улучшения подгонки, как описано в патенте США №5242436; и обеспечивать средства для сопротивления неплотному прилеганию на животе пользователя, как раскрыто в патенте США №5499978, патенте США №5507736 и в патенте США №5591152. Абсорбирующие изделия, обсужденные здесь, могут также включать элементы крепежа для повторного застегивания, которые известны в данной области.
Подходящие абсорбирующие и неабсорбирующие подслои описаны в европейской заявке №ЕР 0847738 и в патенте США №5941864. Дополнительно подслой или его любая часть могут содержать или быть покрыты жидким косметическим средством или другими известными веществами, для того чтобы добавить, улучшить или изменить эксплуатационные качества или другие характеристики элемента.
Варианты выполнения данного изобретения могут также включать мешки для приема и содержания отходов, разделители, которые формируют полости для отходов, барьеры для ограничения движения отходов в изделии, отсеки или полости, которые принимают и содержат материалы отходов или их любые комбинации. Примеры мешков и полостей, применяемых для абсорбирующих продуктов, описаны в патенте США №5514121, в патенте США №5171236, в патенте США №5397318, в патенте США №5540671, в патенте США №6168584, в патенте США №5306266 и в патенте США №5997520. Примеры отсеков или полостей раскрыты в патенте США №4968312, патенте США №4990147, патенте США №5062840 и патенте США №5269755. Примеры подходящих поперечных барьеров описаны в патенте США №5554142, патенте США №6010490 и патенте США №5653703. Примеры других структур, особенно подходящих для того, чтобы справляться с экскрементами с низкой вязкостью, раскрыты в патенте США №5941864, патенте США №5977430 и патенте США №6013063.
Варианты выполнения настоящего изобретения могут включать ножные барьерные бортики, захватывающие слои и антисептические слои, каждый из которых хорошо известен в данной области. Захватывающие слои дополнительно обсуждаются в патенте США №5460622. Антисептические слои дополнительно обсуждаются в патенте США №4888231.
Методы испытаний
Ниже обсуждается метод испытаний для определения усилия расслоения растягивающегося слоистого материала. Все стадии, связанные с этим методом испытаний, например подготовка образца и определение усилия расслоения растягивающегося слоистого материала, должны выполняться в среде с температурой 23±1°С и относительной влажностью 50%±2%. Ниже перечислено требуемое для испытаний оборудование.
1. Прибор для испытания на растяжение, выпускаемый фирмой Instron Engineering Corp., Кантон, Массачусетс, США, имеющийся под номерами серий 4200, 4300, 4500 или 5500.
Отметим, что прибор для испытания на растяжение должен быть сопряжен с компьютером, загруженным программным обеспечением Instron Merlin Material Testing Software, которое управляет параметрами тестирования, осуществляет сбор данных, производит вычисления и обеспечивает графики и отчеты по полученным данным.
2. Датчик нагрузки, для которого измеренные усилия не будут превышать 80% предельной нагрузки датчика (например, датчики с максимальной нагрузкой 10 N, 50 N или 100 N датчика нагрузки).
3. Захват облегченного режима для использования в приборе для испытания на растяжение. Захваты облегченного режима, используемые для тестирования, шире, чем ширина образца. Обычно используют зажимы шириной 2,54 см (1"). Зажимы активируются воздухом и разработаны для того, чтобы концентрировать усилие захвата вдоль плоскости, перпендикулярной направлению испытательного воздействия.
Подготовка оборудования:
1. Калибровка прибора для испытания на растяжение в соответствии с инструкцией производителя.
2. Установка измерительной базы прибора для проверки на растяжение 5,1 см.
3. Установка скорости ползуна прибора для проверки на растяжение 30,5 см/мин.
4. Установка длины хода ползуна 25 см.
5. Программирование компьютера, связанного с прибором для проверки на растяжение, для калибровки среднего усилия расслоения в граммах, без учета данных от начала расслоения для первых 3 см.
6. Установка измерительной базы на 2,54 см (1").
Подготовка образца и испытание
1. Как показано на фиг.6А, образец 610 растягивающегося слоистого материала должен иметь длину 646, которая равна 18 см, и вырезан по существу параллельно множеству полосок 602 адгезива в области активации. Образец 610 должен иметь ширину 647 в 2,5 см. Отметим, что образец 610 включает только область активации. Области прикрепления не включены в это испытание. Образец должен быть вырезан из холста растягивающегося слоистого материала.
Как показано на фиг.6В, образец 610 включает первую подложку 616, эластичную пленку 614 и вторую подложку 612. Первая подложка 616 и вторая подложка 612 прикреплена адгезивом к эластичной пленке 614. Образец 610 механически активируется. Образец 610 может релаксироваться в течение 24 часов после механической активации.
2. Вручную отделяют первую подложку 616 от эластичной пленки 614 от конца образца 610 на расстоянии 2,5 см в направлении испытаний, т.е. параллельно полоскам адгезива. Отметим, что не должны быть порваны ни первая подложка 616, ни эластичная пленка 614. Если одна из них порвана, повторяют шаг 1 подготовки образца.
3. Обнуляют датчик нагрузки в соответствии с инструкцией производителя, так чтобы датчик нагрузки показывал усилие между 0±0,5 г.
4. Как показано на фиг.6С, устанавливают образец 610 в подвижный захват 622 и стационарный захват 624. Первую подложку 616 устанавливают в подвижный захват 622, в то время как эластичную пленку 614 и вторую подложку 612 устанавливают в стационарный захват 624. Образец 610 устанавливают в захваты таким образом, чтобы величина провисания в образце 610 была минимальна.
5. Запускают одновременно прибор для проверки на растяжение и приборы для сбора данных, как предусмотрено инструкцией производителя. Сохраняют данные, полученные от прибора для проверки на растяжение.
6. Не учитывают результаты для первых 3 см проверки на натяжение.
7. После того как первая подложка 616 будет полностью отделена от эластичной пленки 614 и второй подложки 612, останавливают прибор для проверки на растяжение.
8. Удаляют образец 610 из прибора для проверки на растяжение.
9. Как показано на фиг.6D, подготавливают второй образец 640, который включает те же самые компоненты, которые описаны выше в шаге 1 и фиг.6А и фиг.6В в разделе подготовки образца.
10. Вручную отделяют вторую подложку 612 от эластичной пленки 614, для которой должна быть измерена сила расслоения для расстояния 2,5 см в направлении испытаний, т.е. параллельно адгезивным полоскам. Отметим, что не должны быть разорваны ни вторая подложка 612, ни эластичная пленка 614. Если одна из них порвана, повторяют подготовку образца по шагу 9.
11. Обнуляют датчик нагрузки в соответствии с инструкциями производителя так, чтобы датчик нагрузки показывал усилие между 0±0,5 г.
12. Как показано на фиг.6D, устанавливают второй образец 640 в подвижный захват 622 и стационарный захват 624. Первую подложку 616 и эластичную пленку 614 устанавливают в стационарный зажим 624, в то время как вторую подложку 612 устанавливают в подвижный захват 622. Второй образец 640 устанавливают в захваты таким образом, чтобы величина провисания в образце 640 была минимальна.
13. Одновременно запускают прибор для проверки на растяжение и приборы для сбора данных, как указано инструкциями производителя. Сохраняют данные, полученные от прибора для проверки на растяжение.
14. После того как вторая подложка 612 будет полностью отделена от эластичной пленки 614 и первой подложки 616, останавливают прибор для проверки на растяжение.
15. Удаляют второй образец 640 из прибора для проверки на растяжение.
На этом заканчивается проверка определения усилия сцепления растягивающегося слоистого материала.
Ниже обсуждается способ для определения сопротивления ползучести растягивающегося слоистого материала. Все шаги, связанные с данным способом испытаний, должны осуществляться в среде с температурой 23±1°С и относительной влажностью 50%±2%, кроме случаев, где отмечено другое.
Подготовка образца:
1. Должны быть выбраны достаточно представительные абсорбирующие изделия из розничной упаковки, для того чтобы провести все требуемые испытания. Каждое изделие должно быть разобрано таким образом, чтобы свести к минимуму повреждение структуры каких-либо слоев абсорбирующего изделия. Например, адгезивно соединенные слои могут быть отделены путем их замораживания, используя замораживающий аэрозоль, такой как Freeze-It, производимый фирмой ITW Chemtronics Americas, Кеннесо, Джорджия, США. Может потребоваться вырезать другие образцы из абсорбирующего изделия.
2. Удаляют из приобретенных абсорбирующих изделий вставку в форме клапана или боковую вставку, которая должна быть протестирована. Вставка в форме клапана или боковая вставка были описаны применительно к фиг.5. Отметим, что вставку в форме клапана или боковую вставку удаляют так, чтобы области прикрепления и области активации не были повреждены. Если образец поврежден, тогда другой образец берут из того же абсорбирующего изделия.
3. Как показано на фиг.7, образец 700 размещен на картонной основе 710. Первая область прикрепления 714 должна быть прикреплена к картонной основе 710 посредством клейкой ленты или множества скобок. Может использоваться любое средство крепления; однако первая область 714 прикрепления должна быть прикреплена к картонной основе 710 так, чтобы первая область 714 не двигалась относительно картонной основы 710. Картонная основа 710 имеет такие размеры, чтобы образец 700 мог увеличиваться до 100% от его первоначальной длины, и при этом будет полностью находиться на картонной основе 710.
4. Отмечают первую линию 725 параллельно множеству полосок 702 адгезива на полоске адгезива в области 712 активации, которая непосредственно примыкает к внутренней кромке 724 первой области 714 прикрепления. Также при нахождении образца 700 в ненапряженном состоянии отмечают вторую линию 727 параллельно множеству полосок 702 адгезива на полоске адгезива в области 712 активации, которая непосредственно примыкает к внутренней кромке 726 второй области 716 прикрепления.
5. Растягивая вторую область 716 крепления, растягивают образец 700 так, чтобы он растянулся на 200%, т.е. в два раза больше длины образца 700 в его ненапряженном состоянии. Отмечают третью линию параллельно множеству адгезивных полосок 702 на картонной основе 710, которая соответствует концевой кромке 730 образца 700, когда образец 700 растянут до 200%.
6. Прикрепляют вторую область 716 крепления к картонной основе 710 так, чтобы концевая кромка 730 находилась на третьей линии из шага 5. Для этого может быть использовано любое средство крепления; однако вторая область 716 крепления должна быть прикреплена к картонной основе 710 так, чтобы она не двигалась относительно картонной основы 710.
7. Помещают картонную основу 710 с прикрепленным к ней образцом 700 в камеру, в которой обеспечивают постоянную температуру 37,5°С.
8. Картонную основу 710 с образцом 700 оставляют в камере на 12 часов.
9. Вынимают из камеры картонную основу 710 с образцом 700.
10. Осматривают образец 700. Проверяют первую область 714 крепления, область 712 активации и вторую область 716 крепления, для того чтобы определить, отступила ли эластичная пленка образца 700 от первой области 714 крепления, или второй области 716 крепления, или от их обеих. Если часть эластичной пленки заметно отступила от первой области 714 крепления до первой линии 725, тогда образец 700 не выдержал испытание. Аналогично, если часть эластичной пленки заметно отступила от второй области 716 крепления до второй линии 727, тогда образец 700 не выдержал испытания. Это завершает проверку на сопротивление ползучести.
Ниже обсуждается способ определения деформации и скорости деформации, которые испытывает растягивающийся слоистый материал.
Применительно к фиг.8А несколько параметров из процесса механической активации должны быть измерены или определены. Один из параметров, которые следует определить, - это скорость полотна Vw, т.е. скорость, при которой промежуточная слоистая структура 860 проходит между первым активационным валком 870 и вторым активационным валком 872 в процессе механической активации. Другой параметр, который должен быть определен, - это глубина зацепления E(t) первого и второго зубцов ТА и ТВ соответственно первого и второго активационных валков 870, 872 в функции времени; шаг p первого и второго зубцов ТА и ТВ первого и второго активационных валков 870 и 872; также должен быть определен диаметр Di первого и второго активационных валков 870, 872.
Глубина зацепления E(t) первого и второго зубцов ТА и ТВ, зацепляющих заданную точку на слоистой структуре в функции времени, определяется следующими уравнениями:
где:
м
Е - максимальная глубина зацепления первого и второго зубцов ТА и ТВ первого и второго активационных валков 870 и 872;
Di - диаметр первого и второго активационных валков 870 и 872 (предполагается, что активационные валки 870 и 872 имеют одинаковый диаметр);
t - время процесса (изменяется от 0 до 2Т);
Т - половина общего времени, в течение которого заданная точка на слоистой структуре зацеплена зубцами ТА и ТВ на первом и втором активационных валках.
2
Как показано на фиг.8В, шаг зубцов ТВ равен расстоянию p между вертикальными срединными линиями первого зубца 801 и второго зубца 802 на активационном валке. Шаг зубцов ТА измеряется аналогично.
Радиус любого первого или второго активационных валков равен расстоянию от вершины зубца до оси вращения активационного валка. Диаметр Di активационного валка равен двум радиусам. Радиус вершины зубца описан далее с учетом фиг.9 и фиг.10.
Отметим, что все уравнения, приведенные здесь, основаны на предположении, что диаметр Di первого активационного валка равен диаметру Di второго активационного валка. Там, где диаметры первого и второго активационных валков отличаются, способ определения деформации и скорости деформации в процессе механической активации остается таким же, за исключением того, что уравнения соответствующих переменных, упомянутых выше, должны быть заново выведены с учетом различия в диаметрах валков. Специалист, обладающий навыками в данной области, сможет модифицировать уравнения, приведенные здесь, в случае, если отличаются диаметры первого активационного валка и второго активационного валка.
Относительно фиг.9 и фиг.10, деформация S(t) и скорость деформации dS(t)/dt, испытываемые промежуточной слоистой структурой 860 во время процесса механической активации, могут быть определены с использованием уравнений, приведенных ниже. Первый зубец 902 и второй зубец 1002 соответственно на первом и втором активационных валках показаны зацепленными с промежуточной слоистой структурой 860. Часть промежуточной слоистой структуры 860 находится между центральной точкой 969 на первом зубце 902 и центральной точкой 1069 на втором зубце 1002. Глубина, на которую первый зубец 902 и второй зубец 1002 зацепляются, определяется E(t), как обсуждалось ранее. Первоначальная базовая длина промежуточной слоистой структуры 860 до растяжения первым зубцом 902 и вторым зубцом 1002 равна половине шага p зубцов 902 и зубцов 1002, т.е. p/2. Обработанная или растянутая длина промежуточной слоистой структуры 860 как функция времени, т.е. L(t), определяется следующим уравнением:
1
2
L(t)=O(t)+O(t)+I(t);
где:
1
O(t) - участок промежуточной слоистой структуры 860, зацепленный первым зубцом 902 и проходящий от центральной точки 969 зубца к конечной точке 968 касания зубца;
2
O(t) - участок промежуточной слоистой структуры 860, зацепленный вторым зубцом 1002 и проходящий от центральной точки 1069 зубца до конечной точки 1068 касания зубца;
I(t) - промежуточный участок промежуточной слоистой структуры 860, не зацепленный ни первым зубцом 902, ни вторым зубцом 1002 и проходящий между конечными точками 968 и 1068 касания зубцов.
Для всех последующих уравнений переменные, перечисленные ниже, описываются следующим образом:
p - шаг зубцов 902 и зубцов 1002;
r - радиус RT1 внешней вершинной части 902а первого зубца 902 и также радиус RT2 внешней вершинной части 1002а второго зубца 1002.
E(t) - глубина, на которую первый зубец 902 и второй зубец 1002 зацепляют друг друга, как функция времени t, определяется уравнением, которое описано выше.
Средняя скорость деформации может быть определена взятием первой производной S(t)-dS(t)/dt. Первая производная S(t) может быть получена с использованием, например, серийно выпускаемого пакета программного обеспечения для математической обработки, такого как Mathcad версия 11.0, производимого фирмой Mathsoft Inc., Кембридж, Массачусетс, Massachusetts, США.
f
Окончательная деформация S определяется следующим уравнением:
f
f
0
0
S=[(L-L)/L];
где:
f
L - окончательная длина промежуточной слоистой структуры 860 после обработки; и
0
L - первоначальная длина промежуточной слоистой структуры 860 до обработки, которая равна p/2.
f
S определяют с использованием уравнения для S(t) при t=Т.
Этим завершается способ определения деформации и скорости деформации, испытываемой слоистой структурой во время механической активации.
Способ определения количества дефектов в растягивающемся слоистом материале обсуждается ниже.
Дефект слоистой структуры, вызванный процессом механической активации, может включать отверстие. На самом деле, большинство дефектов, которые возникают в растягивающихся слоистых материалах из-за процесса механической активации, - это отверстия. Например, во время процесса механической активации отверстия могут создаваться в подложке или в эластичной пленке. Для целей данного изобретения, отверстие определяют как отверстие в подложке, эластичной пленке или в том и другом, которое больше или равно примерно 1 мм в диаметре, когда слоистая структура растянута под действием усилия 9,8 N. Отверстие измеряют с точностью до миллиметра при действии натяжения 9,8 N.
2
2
2
Количество дефектов измеряют на 5 м образце растягивающегося слоистого материала после механической активации. Например, растягивающийся слоистый материал, изготовленный не в соответствии с настоящим изобретением, может иметь свыше 8,5 дефектов /5 м растягивающегося слоистого материала. Уменьшение числа дефектов в растягивающихся слоистых материалах, изготовленных по настоящему изобретению, может изменяться от примерно 0% до примерно 100% количества дефектов. Таким образом, термин уменьшение включает те варианты выполнения изобретения, которые используют меньшее количество адгезива при сохранении критериев усилия расслоения и сопротивления ползучести без увеличения числа дефектов. Различие между эластичным слоистым материалом, изготовленным по настоящему изобретению, и обычным эластичным слоистым материалом показано ниже в таблице. Было изготовлено несколько растягивающихся слоистых материалов из первого нетканого материала, имеющего базисный вес 27 г/м, и из второго нетканого материала, имеющего базисный вес 27 г/м. Первый и второй нетканые материалы продаются под торговым наименованием Prosoft и производятся фирмой RKW AG Rheinische Kunststoffwerke, Вормс, Германия. Пленка, имеющая базисный вес 67 г/м, была проложена между первым и вторым неткаными материалами.
2
Пленка была произведена фирмой Tredegar и имела номер модели Х29969. Адгезив был нанесен как на первый, так и на второй нетканые материалы в количестве 14 г/м. Во всех изготовленных растягивающихся слоистых материалах области крепления содержали адгезив, который был нанесен на оба конца каждого растягивающегося слоистого материала поперечным слоем шириной 5 мм, а в области активации было нанесено множество адгезивных полосок, которые имели ширину примерно 1 мм. Адгезив был произведен фирмой Bostik, Воватоса, Висконсин, США и имел номер модели Н2861. Растягивающиеся слоистые материалы были механически активированы валками, имеющими шаг зубцов 3,81 мм и диаметр 20,24 дюйма (51,41 см), при изменяющихся скоростях и изменяющихся глубинах зацепления. Отметим, что некоторые растягивающиеся слоистые материалы были изготовлены как обычные эластичные слоистые материалы, в то время как другие растягивающиеся слоистые материалы были изготовлены в соответствии с настоящим изобретением. Растягивающиеся слоистые материалы, изготовленные как обычные эластичные слоистые материалы, приведены в таблице 1 в колонке под заголовком "1 мм между полосками". Растягивающиеся слоистые материалы, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, приведены в таблице 1 в колонке под заголовком "2 мм между полосками". Растягивающиеся слоистые материала, указанные под заголовком "3 мм разнесения между полосками", приведены для того, чтобы показать влияние слишком малого количества адгезива на свойства растягивающихся слоистых материалов.
В таблице приведены данные о числе дефектов в растягивающихся слоистых материалах на 5 м растягивающегося слоистого материала.
В таблице также приведены данные об усилии расслоения растягивающегося слоистого материала при различных глубинах зацепления. Для растягивающихся слоистых материалов, изготовленных в соответствии с настоящим изобретением, значения усилия расслоения больше, чем значения усилия для обычных растягивающихся слоистых материалов или находятся в
пределах 20% значений усилия расслоения обычных растягивающихся слоистых материалов.
Глубина зацепления, мм
Скорость деформации, с<sup>-1</sup>
1 мм между полосками
2 мм между полосками
3 мм между полосками
Число дефектов на 5 м растягивающегося слоистого материала
5 мм
511
0
0
0
6 мм
598
0,3
0
0
7 мм
678
8,6
0,3
0
8 мм
756
19
1.6
0,3
Усилие расслоения (г усилия/см)
5 ммМатериал из первого нетканого полотнаМатериал из второго нетканого полотна
511
137,8
228,4
271,2
158
128,48
79,5
6 ммМатериал из первого нетканого полотнаМатериал из второго нетканого полотна
598
149,8
165,1
194,6
116,2
224,3
38,7
7 ммМатериал из первого нетканого полотнаМатериал из второго нетканого полотна
678
128
119,3
141,7
131,5
109,1
63,2
8 мм
Нет данных
Нет данных
Нет данных
Сопротивление ползучести
5 мм
511
Прошел
Прошел
Прошел
6 мм
598
Прошел
Прошел
Прошел
7 мм
678
Прошел
Прошел
Прошел
8 мм
756
Нет данных
Нет данных
Нет данных
И, наконец, в таблице также приведены данные относительно проверки на сопротивление ползучести для растягивающихся слоистых материалов при различных глубинах зацепления. Как указывалось выше, проверка на сопротивление ползучести не предусматривает числовых данных. Как показано, растягивающиеся слоистые материалы, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, прошли проверку на сопротивление ползучести при всех глубинах зацепления, для которых проводилась проверка.
Все документы, процитированные в соответствующей части подробного описания изобретения, включены здесь путем ссылки; цитирование какого-либо документа не истолковывается как признание того, что в нем описан прототип настоящего изобретения. В случае если какое-либо определение термина в данном документе входит в противоречие с любым значением или определением термина в документах, включенных путем ссылки, должно действовать значение или определение, данное термину в данном документе.
Несмотря на то, что были проиллюстрированы и описаны конкретные варианты выполнения настоящего изобретения, очевидно, что специалистами, обладающими навыками в данной области, могут быть сделаны другие различные изменения и модификации без отступления от сущности и объема изобретения.
В прилагаемой формуле охвачены все изменения и модификации, которые находятся в пределах сущности и объема данного изобретения.