Гетерогенный материал, содержащий пеноматериал
HETEROGENEOUS MASS CONTAINING FOAM

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к абсорбирующим конструктивным элементам, используемым в абсорбирующих изделиях, таких как подгузники, трусы для страдающих недержанием, трусы для приучения к горшку, держатели и подкладки для подгузников, предметы одежды для санитарной гигиены и т.п. В частности, настоящее изобретение относится к абсорбирующему конструктивному элементу, в котором используются отдельные частицы пеноматериала, которые обволакивают элементы внутри основы, для образования гетерогенного материала.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Открытоячеистые пеноматериалы используют из-за их абсорбирующих свойств. Открытоячеистые пеноматериалы включают латексные пенополимеры, полиуретановые пеноматериалы, а также пеноматериалы, создаваемые посредством полимеризации эмульсии. Один из типов открытоячеистого пеноматериала создается из эмульсии, которая представляет собой дисперсию одной жидкости в другой жидкости, и обычно находится в форме смеси воды в масле, содержащей водную или водяную фазу, диспергированную в дисперсионной масляной фазе, в сущности не поддающейся смешиванию. Эмульсии «вода в масле» (или «масло в воде»), характеризующиеся высоким соотношением дисперсной фазы к дисперсионной фазе, в данной области известны как эмульсии с высоким содержанием дисперсной фазы, также именуемые "HIPE". Различные пеноматериалы могут быть выбраны по причине их специфических свойств.
Как правило, открытоячеистые пеноматериалы получают посредством процесса полимеризации в реакторе с непрерывным потоком или в трубчатом реакторе. Любой процесс показывает, что полимеризованный открытоячеистый пеноматериал возможно использовать в непрерывной форме или разрушать его для получения частиц открытоячеистого пеноматериала.
Безусловно, что касается абсорбирующей сердцевины, в настоящем процессе рассматривается сердцевина, выполненная исключительно из пеноматериала, состоящего из частиц пеноматериала, размещенных в другом материале или на нем.Это означает, что указанные частицы должны удерживаться на месте покровным слоем или каким-либо адгезивом. Указанный процесс не обеспечивает изготовление абсорбирующей сердцевины, в которой отдельные части пеноматериала встроены в основу, а части основы встроены в пеноматериал.
Следовательно, существует потребность в создании гетерогенного материала, содержащего пеноматериал, объединяющий отдельные частицы пеноматериала в материал, содержащий обволакиваемые элементы, при этом также встраивающий части элементов в отдельные частицы пеноматериала для образования гетерогенного материала, который может иммобилизовать отдельные абсорбирующие частицы пеноматериала без необходимости в применении дополнительных адгезивов или скрепляющих элементов.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Раскрыт гетерогенный материал, имеющий продольную ось, поперечную ось, вертикальную ось, один или более обволакиваемых элементов и одну или более отдельных частиц открытоячеистого пеноматериала. По меньшей мере одна из отдельных частиц открытоячеистого пеноматериала обволакивает по меньшей мере часть обволакиваемого элемента.
Также раскрыто абсорбирующее изделие, содержащее верхний лист, нижний лист и абсорбирующую сердцевину, причем абсорбирующая сердцевина содержит гетерогенный материал, содержащий один или более обволакиваемых элементов и одну или более отдельных частиц открытоячеистого пеноматериала. По меньшей мере одна из отдельных частиц открытоячеистого пеноматериала обволакивает по меньшей мере часть обволакиваемого элемента.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Хотя данное описание заканчивается формулой изобретения, указывающей и четко заявляющей предмет данного изобретения, принято считать, что изобретение может быть более понятно из следующего ниже описания, приведенного в сочетании с сопроводительными фигурами, где:
Фиг. 1 - вид сверху абсорбирующего изделия.
Фиг. 2 - вид в поперечном сечении абсорбирующего изделия согласно фиг. 1, выполненном по линии 2-2.
Фиг. 3 - вид в поперечном сечении абсорбирующего изделия согласно фиг. 1, выполненном по линии 3-3.
Фиг. 4 - вид сверху абсорбирующего изделия.
Фиг. 5 - вид в поперечном сечении абсорбирующего изделия согласно фиг. 4, выполненном по линии 5-5.
Фиг. 6 - вид в поперечном сечении абсорбирующего изделия согласно фиг. 4, выполненном по линии 6-6.
Фиг. 7 - вид в поперечном сечении абсорбирующего изделия согласно фиг. 4, выполненном по линии 7-7.
Фиг. 8 - увеличенное изображение части согласно фиг. 5.
Фиг. 9 - вид сверху абсорбирующего изделия.
Фиг. 10 - вид в поперечном сечении абсорбирующего изделия согласно фиг. 9, выполненном по линии 10-10.
Фиг. 11 - вид в поперечном сечении абсорбирующего изделия согласно фиг. 9, выполненном по линии 11-11.
Фиг. 12 - СЭМ-микрофотография одного из примеров частицы пеноматериала HIPE.
Фиг. 13 - увеличенное изображение СЭМ-микрофотографии согласно фиг. 12.
Фиг. 14 - вид в поперечном сечении согласно СЭМ-микрофотографии на фиг. 12.
Фиг. 15 - СЭМ-микрофотография гетерогенного материала, содержащего частицу открытоячеистого пеноматериала.
Фиг. 16 - увеличенное изображение части согласно фиг. 15.
Фиг. 17 - изображение в виде сверху гетерогенного материала.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Используемый в настоящем документе термин "двухкомпонентные волокна" относится к волокнам, которые были сформованы по меньшей мере из двух различных полимеров, экструдируемых из отдельных экструдеров, но вытягиваемых вместе с целью образования одного волокна. Двухкомпонентные волокна также иногда называют бикомпонентными волокнами или многокомпонентными волокнами. Полимеры расположены во в сущности равномерно расположенных отдельных зонах поперечного сечения двухкомпонентных волокон и протяжены непрерывно вдоль длины двухкомпонентных волокон. Конфигурация такого двухкомпонентного волокна может представлять собой, например, конфигурацию в виде оболочки/сердцевины, в которой один полимер окружен другим полимером, или она может представлять собой конфигурацию с расположением бок-о-бок, конфигурацию в виде сектора, или конфигурацию в виде "островков".
Используемый в настоящем документе термин "двухсоставные волокна" относится к волокнам, которые были сформованы по меньшей мере из двух полимеров, экструдируемых в виде смеси из одного экструдера. Двухсоставные волокна не содержат различных полимерных компонентов, находящихся в относительно равномерно расположенных отдельных зонах области поперечного сечения волокна, при этом различные полимеры, как правило, не являются непрерывными вдоль всей длины волокна, вместо этого они, как правило, образуют фибриллы, начинающиеся и заканчивающиеся хаотично. Иногда двухсоставные волокна также называют многокомпонентными волокнами.
Термин "одноразовый" используется в настоящем документе для обозначения изделий, которые не предназначены для стирки или иного восстановления, или для повторного использования в качестве изделия (т.е., они предназначены для выбрасывания после одного использования и, возможно, для переработки, превращения в компост или иной утилизации экологически безопасным способом). Абсорбирующее изделие, содержащее абсорбирующий конструктивный элемент согласно настоящему изобретению, может представлять собой, например, гигиеническую салфетку или ежедневную прокладку. Абсорбирующий конструктивный элемент согласно настоящему изобретению в настоящем документе будет описан в контексте стандартного абсорбирующего изделия, такого как, например, гигиеническая салфетка. Как правило, такие изделия могут содержать проницаемый для жидкости верхний лист, нижний лист и абсорбирующую сердцевину, расположенную между указанными верхним листом и нижним листом.
Используемый в настоящем документе термин "обволакиваемый элемент" относится к элементу, который может быть охвачен пеноматериалом. Обволакиваемый элемент может представлять собой, например, волокно, группу волокон, пучок волокон или часть пленки между двумя отверстиями. Следует понимать, что в рамках настоящего изобретения также допускаются другие элементы.
Термин "волокно" в рамках настоящего документа относится к любому материалу, который может представлять собой часть волокнистого конструктивного элемента. Волокна могут быть натуральными или искусственными. Волокна могут быть абсорбирующими или неабсорбирующими.
Термин "волокнистый конструктивный элемент" в рамках настоящего документа относится к материалам, которые могут быть разделены на одно или более волокон. Волокнистый конструктивный элемент может быть абсорбирующим или адсорбирующим. Волокнистый конструктивный элемент может характеризоваться капиллярным эффектом, а также пористостью и проницаемостью.
В рамках настоящего документа термин "технология мелтблаун" относится к процессу, при котором волокна формуют посредством экструдирования расплавленного термопластичного материала через множество тонких, обычно круглых капилляров головки, в виде расплавленных нитей или элементарных нитей в сходящихся высокоскоростных потоках, как правило нагретого газа (например, воздуха), которые вытягивают элементарные нити расплавленного термопластичного материала для уменьшения их диаметра. После этого волокна мелтблаун переносятся высокоскоростным потоком газа и укладываются на принимающей поверхности (причем зачастую они все еще находятся в липком состоянии) с формированием полотна из произвольно диспергированных волокон мелтблаун.
Используемый в настоящем документе термин "однокомпонентное волокно" относится к волокну, сформованному с помощью одного или более экструдеров с использованием лишь одного полимера. Это не предполагает исключения волокон, сформованных из одного полимера, но к которым были добавлены небольшие количества добавок для окрашивания, придания антистатических свойств, смазки, гидрофильности и т.п. Эти добавки, например диоксид титана для окрашивания, в сущности присутствуют в количестве менее приблизительно 5 вес. % и более типично менее приблизительно 2 вес. %.
В рамках настоящего документа термин "некруглые волокна" описывает волокна, имеющие некруглое поперечное сечение, и включает "профилированные волокна" и "волокна с капиллярными каналами". Такие волокна могут быть сплошными или полыми и они могут иметь трехдольчатый или дельтообразный профиль, при этом они предпочтительно представляют собой волокна, содержащие капиллярные каналы на своих внешних поверхностях. Капиллярные каналы могут иметь различные формы поперечного сечения, например, "U-образную", "Н-образную", "С-образную" и "V-образную".Одним применимым на практике примером волокна с капиллярными каналами является волокно Т-401, обозначенное как волокно 4DG, доступное от компании FiberlnnovationTechnologies, Джонсон-Сити, Теннеси. Волокно Т-401 представляет собой полиэтилентерефталат (PET полиэфир).
2
2
2
В рамках настоящего документа термин "нетканое полотно" относится к полотну, имеющему структуру из отдельных переслаивающихся между собой волокон или прядей, но не упорядоченным образом, как в тканых или вязаных тканях, которые, как правило, не имеют хаотично ориентированных волокон. Нетканые полотна или ткани были сформованы с помощью многих процессов, таких как, например, технология мелтблаун, технология спанбонд, технология спанлейс, гидроспутывание, воздушная укладка и процессы получения скрепленных кардочесанных полотен, включая кардное термоскрепление. Базовый вес нетканых материалов обычно выражается в граммах на квадратный метр (г/м). Базовый вес ламинатного полотна представляет собой суммарный базовый вес составляющих слоев и любых других добавленных компонентов. Диаметры волокон обычно выражаются в микрометрах; размер волокна также может быть выражен в денье, причем данная единица измерения представляет собой единицу массы на длину волокна. Базовый вес ламинатных полотен, подходящий для использования в изделии согласно настоящему изобретению, может находиться в диапазоне от 10 г/м до 100 г/м, в зависимости от конечного применения полотна.
Используемый в настоящем документе термин "полимер" в сущности включает, но не ограничивается гомополимерами, сополимерами, такими как, например, блоксополимеры, привитые сополимеры, статистические сополимеры и чередующиеся сополимеры, терполимеры и т.п., а также их смеси и модификации. Кроме этого, если специально не указано иное, термин "полимер" включает все возможные геометрические конфигурации материала. Указанные конфигурации включают, но не ограничиваются изотактической, атактической, синдиотактической и статистической симметриями.
В рамках настоящего документа термин "волокна спанбонд" относится к волокнам малого диаметра, формуемым посредством экструдирования расплавленного термопластичного материала в виде нитей из множества мелких, как правило круглых капилляров фильеры, в следствие чего диаметр экструдируемых нитей резко уменьшается. Волокна спанбонд, как правило, не являются липкими, когда их укладывают на принимающую поверхность. Волокна спанбонд обычно являются непрерывными и имеют средние диаметры (при объеме выборки по меньшей мере 10 волокон) более 7 микрометров, в частности приблизительно от 10 до 40 микрометров.
В рамках настоящего документа термин "пучок" или кусок относится к отдельным цельным удлинениям волокон нетканого полотна. Каждый пучок может содержать множество петлеобразных совмещенных волокон, протяженных наружу от поверхности полотна. В другом воплощении каждый пучок может содержать множество неперекрученных волокон, протяженных наружу от поверхности полотна. В другом воплощении каждый пучок может содержать множество волокон, которые представляют собой цельные удлинения волокон двух или более объединенных нетканых полотен.
Хотя были проиллюстрированы и описаны конкретные варианты осуществления настоящего изобретения, специалистам в данной области будет очевидно, что могут быть выполнены различные другие изменения и модификации без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения.
ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ
Настоящее изобретение относится к абсорбирующему конструктивному элементу, представляющему собой гетерогенный материал, содержащий один или более обволакиваемых элементов и одну или более отдельных частиц открытоячеистого пеноматериала, обволакивающих по меньшей мере один из указанных одного или более обволакиваемых элементов. Гетерогенный материал характеризуется глубиной, шириной и высотой. Абсорбирующий конструктивный элемент может быть использован в качестве любой части абсорбирующего изделия, включая, например, часть абсорбирующей сердцевины, в качестве абсорбирующей сердцевины и/или в качестве верхнего листа для абсорбирующих изделий, таких как гигиенические салфетки, ежедневные прокладки, тампоны, устройства, размещаемые между внутренними губами влагалища, раневые повязки, подгузники, изделия для взрослых, страдающих недержанием, и т.п., предназначенных для абсорбирования физиологических жидкостей, таких как менструальные выделения или кровь, или вагинальные выделения, или моча. Абсорбирующий конструктивный элемент может быть использован в любом продукте, применяемом для абсорбирования и удерживания жидкости, включая салфетки для вытирания поверхностей. Абсорбирующий конструктивный элемент может быть использован в качестве бумажного полотенца. Примеры абсорбирующих изделий в контексте настоящего изобретения представляют собой одноразовые абсорбирующие изделия.
В одном из воплощений абсорбирующий конструктивный элемент представляет собой гетерогенный материал, содержащий обволакиваемые элементы и одну или более отдельных частей частиц пеноматериала. Указанные одна или более отдельных частей частиц пеноматериала обволакивают указанные элементы. Отдельные части частиц пеноматериала представляют собой открытоячеистый пеноматериал. В одном из воплощений пеноматериал представляет собой пеноматериал на основе эмульсии с высоким содержанием дисперсной фазы (HIPE).
В одном из воплощений абсорбирующий конструктивный элемент представляет собой абсорбирующую сердцевину для абсорбирующего изделия, при этом абсорбирующая сердцевина содержит гетерогенный материал, содержащий волокна и одну или более отдельных частей пеноматериала, обволакивающих одно или более волокон.
В нижеследующем описании настоящего изобретения поверхность изделия или любого из его компонентов, которая при использовании обращена в направлении к пользователю, называется обращенной к пользователю поверхностью. И наоборот, поверхность, которая при использовании обращена в направлении к одежде, называется обращенной к одежде поверхностью. Абсорбирующее изделие согласно настоящему изобретению, а также его любой элемент, такой как, например абсорбирующая сердцевина, имеет, таким образом, обращенную к пользователю поверхность и обращенную к одежде поверхность.
Настоящее изобретение относится к абсорбирующему конструктивному элементу, содержащему одну или более отдельных частиц открытоячеистого пеноматериала, встроенных в гетерогенный материал, содержащий один или более обволакиваемых элементов, встроенных в один или более открытоячеистых пеноматериалов так, что указанные два могут быть спутаны.
Частицы открытоячеистого пеноматериала могут содержать от 1% гетерогенного материала по объему до 99% гетерогенного материала по объему, например 5% по объему, 10% по объему, 15% по объему, 20% по объему, 25% по объему, 30% по объему, 35% по объему, 40% по объему, 45% по объему, 50% по объему, 55% по объему, 60% по объему, 65% по объему, 70% по объему, 75% по объему, 80% по объему, 85% по объему, 90% по объему или 95% по объему.
Гетерогенный материал может иметь пустое пространство между обволакиваемыми элементами, между обволакиваемыми элементами и охваченными элементами, а также между охваченными элементами. Пустое пространство может содержать газ. Пустое пространство может составлять от 1% до 95% общего объема для фиксированной величины объема гетерогенного материала, например 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% общего объема для фиксированной величины объема гетерогенного материала.
Комбинация частиц открытоячеистого пеноматериала и пустого пространства внутри гетерогенного материала может характеризоваться абсорбирующей способностью до 40 г/г гетерогенного материала. Абсорбирующая способность может быть выражена в количественной форме в соответствии с методом EdanaNonwovenAbsorption 10.4-02.
Частицы открытоячеистого пеноматериала представляют собой отдельные частицы пеноматериала спутанные внутри гетерогенного материала и по его объему так, что открытоячеистый пеноматериал обволакивает один или более обволакиваемых элементов, таких как, например, волокна внутри материала. Открытоячеистый пеноматериал может быть полимеризован вокруг обволакиваемых элементов.
В одном из воплощений отдельная частица открытоячеистого пеноматериала может обволакивать более одного обволакиваемого элемента. Обволакиваемые элементы могут быть охвачены вместе в виде пучка. Альтернативно, более одного обволакиваемого элемента могут быть охвачены отдельной частицей открытоячеистого пеноматериала без контактирования с другим обволакиваемым элементом.
В одном из воплощений частицы открытоячеистого пеноматериала могут обволакивать обволакиваемый элемент так, чтобы обволакиваемый элемент был охвачен вдоль оси обволакиваемых элементов на величину от 5% до 95% длины вдоль оси обволакиваемого элемента. Например, одно волокно может быть охвачено вдоль длины волокна на протяженности более 50% всей длины волокна. В одном из воплощений площадь поверхности обволакиваемого элемента может быть охвачена одной или более частицами открытоячеистого пеноматериала на величину от 5% до 100%.
В одном из воплощений две или более частиц открытоячеистого пеноматериала могут обволакивать один и тот же обволакиваемый элемент так, чтобы обволакиваемый элемент был охвачен вдоль оси обволакиваемых элементов на величину от 5% до 100% длины вдоль оси обволакиваемого элемента.
Частицы открытоячеистого пеноматериала обволакивают обволакиваемые элементы так, что слой окружает обволакиваемый элемент с обеспечением заданного поперечного сечения. Слой, окружающий обволакиваемый элемент на заданном поперечном сечении, может составлять от 0,01 мм до 100 мм, например, 0,1 мм, 0,2 мм, 0,3 мм, 0,4 мм, 0,5 мм, 0,6 мм, 0,7 мм, 0,8 мм, 0,9 мм, 1,0 мм, 1,2 мм, 1,4 мм, 1,6 мм, 1,8 мм, 2,0 мм, 2,2 мм, 2,4 мм, 2,6 мм, 2,8 мм или 3 мм. Слой не может быть эквивалентным в плане размеров во всех точках вдоль поперечного сечения обволакиваемого элемента. Например, в одном из воплощений обволакиваемый элемент может быть охвачен слоем 0,5 мм в одной точке вдоль поперечного сечения, и слоем 1,0 мм в другой точке вдоль того же поперечного сечения.
Частицы открытоячеистого пеноматериала рассматриваются как отдельные, поскольку они не являются непрерывными по всему гетерогенному материалу. Фраза «не являются непрерывными по всему гетерогенному материалу» означает, что в любой заданной точке в гетерогенном материале открытоячеистый пеноматериал не является непрерывным по меньшей мере в одном из поперечных сечений продольной, вертикальной и поперечной плоскостей гетерогенного материала. В одном из неограничивающих воплощений абсорбирующий пеноматериал не является непрерывным в поперечной и вертикальной плоскостях поперечного сечения в заданной точке в гетерогенном материале. В одном из неограничивающих воплощений абсорбирующий пеноматериал не является непрерывным в продольной и вертикальной плоскостях поперечного сечения в заданной точке в гетерогенном материале. В одном из неограничивающих воплощений абсорбирующий пеноматериал не является непрерывным в продольной и поперечной плоскостях поперечного сечения в заданной точке в гетерогенном материале.
В одном из воплощений, в котором открытоячеистый пеноматериал не является непрерывным по меньшей мере в одном из поперечных сечений продольной, вертикальной и поперечной плоскостей гетерогенного материала, один или оба из любых обволакиваемых элементов или частиц открытоячеистого пеноматериала могут быть взаимно-непрерывными по всему гетерогенному материалу.
Частицы открытоячеистого пеноматериала могут быть расположены в любой точке в гетерогенном материале. В одном из неограничивающих воплощений частица пеноматериала может быть окружена элементами, из которых формируются обволакиваемые элементы. В одном из неограничивающих воплощений частица пеноматериала может быть расположена на внешнем периметре гетерогенного материала так, чтобы лишь часть частицы пеноматериала сплеталась с элементами гетерогенного материала.
В одном из неограничивающих воплощений частицы открытоячеистого пеноматериала могут расширяться при контакте с жидкостью с образованием канала из отдельных частиц открытоячеистого пеноматериала. Частицы открытоячеистого пеноматериала могут находиться в контакте или не находиться в контакте до их расширения жидкостью.
Открытоячеистый пеноматериал может быть объединен с обволакиваемыми элементами до его полимеризации. В одном из неограничивающих воплощений частицы открытоячеистого пеноматериала могут быть частично полимеризованы перед пропиткой ими толщины обволакиваемых элементов или их поверхностей так, чтобы они становились спутанными. После пропитки толщины или поверхности обволакиваемых элементов открытоячеистый пеноматериал как в жидкой, так и в твердой форме полимеризуется для формирования одной или более частиц открытоячеистого пеноматериала. Открытоячеистый пеноматериал может быть полимеризован с применением любой известной методики, включая, например, тепло, ультрафиолетовое излучение и инфракрасное излучение. После полимеризации эмульсии «вода в масле» открытоячеистого пеноматериала полученный в результате открытоячеистый пеноматериал является насыщенным водной фазой, которую необходимо удалить для получения в сущности сухого открытоячеистого пеноматериала. Удаление насыщенной водной фазы или осушение может быть выполнено с применением прижимных валиков и вакуума. Применение прижимного валика может также обеспечить уменьшение толщины гетерогенного материала, при этом гетерогенный материал будет оставаться тонким до того момента, пока частицы открытоячеистого пеноматериала, сплетенные в гетерогенном материале, не будут подвержены воздействию жидкости.
Частицы открытоячеистого пеноматериала могут обволакивать обволакиваемые элементы так, чтобы между обволакивающим пеноматериалом и обволакиваемым элементом создавалось пространство или вакуоль. Вакуоль содержит обволакиваемый элемент и может окружать весь элемент, поперечный профиль элемента или часть элемента. В одном из воплощений частицы открытоячеистого пеноматериала могут находиться в непосредственном контакте с элементом в одном месте и быть отделены от него вакуолью в другом месте. Вакуоль может обеспечивать перемещение обволакиваемого элемента внутри нее. Размер вакуоли может быть обусловлен типом обволакиваемого элемента. В одном из воплощений диаметр вакуоли больше диаметра волокна, который больше размера пор пеноматериала. Диаметр вакуоли может составлять, например, от 1,1 до 10 диаметров диаметра волокна, например, 1,2 диаметра волокна, 1,3 диаметра волокна, 1,4 диаметра волокна, 1,5 диаметра волокна, 1,6 диаметра волокна, 1,7 диаметра волокна, 1,8 диаметра волокна, 1,9 диаметра волокна, 2,0 диаметра волокна, 2,1 диаметра волокна, 2,2 диаметра волокна, 2,3 диаметра волокна, 2,4 диаметра волокна, 2,5 диаметра волокна, 2,6 диаметра волокна, 2,7 диаметра волокна, 2,8 диаметра волокна, 2,9 диаметра волокна или 3 диаметра волокна.
В одном из воплощений одна или более вакуолей могут иметь неправильную форму. В таких воплощениях площадь поверхности поперечного сечения вакуолей может составлять от 1,1 до 10 площадей поверхности, созданной поперечным сечением волокна. Если в одной вакуоли расположено более одного волокна, площадь поверхности поперечного сечения вакуолей может составлять 1,1 до 10 площадей поверхности, полученной в результате суммирования площадей поперечного сечения волокон, например, от 3 до 9 площадей поверхности, полученной в результате суммирования площадей поперечного сечения волокон, от 5 до 8 площадей поверхности, полученной в результате суммирования площадей поперечного сечения волокон, или от 6 до 8 площадей поверхности, полученной в результате суммирования площадей поперечного сечения волокон.
В одном из воплощений площадь поверхности поперечного сечения вакуолей может составлять от 10 до 300 площадей поверхности поперечного сечения пор в открытоячеистом пеноматериале, например, от 20 до 250 площадей поверхности поперечного сечения пор в открытоячеистом пеноматериале, от 30 до 200 площадей поверхности поперечного сечения пор в открытоячеистом пеноматериале, от 40 до 150 площадей поверхности поперечного сечения пор в открытоячеистом пеноматериале, от 50 до 125 площадей поверхности поперечного сечения пор в открытоячеистом пеноматериале, от 60 до 100 площадей поверхности поперечного сечения пор в открытоячеистом пеноматериале, или от 70 до 100 площадей поверхности поперечного сечения пор в открытоячеистом пеноматериале. Площадь поверхности поперечного сечения вакуолей, пор (также именуемых ячейками) открытоячеистых пеноматериалов, диаметры волокон измеряют посредством количественного анализа изображений микрофотографий поперечного сечения гетерогенного материала.
3
3
3
В зависимости от требуемой плотности пеноматериала, состава полимера, удельной площади поверхности или размера пор (также именуемого размером ячеек), открытоячеистый пеноматериал может быть изготовлен с различным химическим составом, различными физическими свойствами или и то и другое. Например, в зависимости от химического состава, открытоячеистый пеноматериал может иметь плотность от 0,0010 г/см до приблизительно 0,25 г/см. Предпочтительной является плотность 0,04 г/см.
Размеры пор открытоячеистого пеноматериала могут находиться в диапазоне от 1 до 800 мкм, например от 50 до 700 мкм, от 100 до 600 мкм, от 200 до 500 мкм, от 300 до 400 мкм.
В некоторых воплощениях частицы пеноматериала имеют относительно равномерный размер ячейки. Например, средний размер ячейки на одной основной поверхности может быть приблизительно таким же, или варьироваться не более, чем на 10%, по сравнению с противоположной основной поверхностью. В других воплощениях средний размер ячейки одной основной поверхности пеноматериала может отличаться от среднего размера ячейки противоположной поверхности. Например, при вспенивании термореактивного материала часть ячеек в нижней части ячеистой структуры нередко сминается, в результате чего на одной поверхности обеспечивается более низкий средний размер ячеек.
Пеноматериалы, изготавливаемые согласно настоящему изобретению являются относительно открытоячеистыми. Это относится к отдельным ячейкам или порам пеноматериала, находящимся в относительно беспрепятственной связи со смежными ячейками. Ячейки в таких в сущности открытоячеистых структурах пеноматериала содержат межячеистые отверстия или окна, достаточно большие для обеспечения свободного переноса жидкости из одной ячейки в другую ячейку внутри структуры пеноматериала. В целях настоящего изобретения пеноматериал рассматривается как "открытоячеистый", если по меньшей мере приблизительно 80% ячеек в пеноматериале, диаметр которых составляет по меньшей мере 1 мкм, находятся в связи по текучей среде по меньшей мере с одной смежной ячейкой.
В дополнение к тому, что они являются открытоячеистыми, в определенных воплощениях пеноматериалы также являются достаточно гидрофильными для обеспечения абсорбирования пеноматериалом водных жидкостей, например, внутренним поверхностям пеноматериала могут быть приданы гидрофильные свойства с помощью остаточных гидрофилизирующих поверхностно-активных веществ или солей, оставшихся в пеноматериале после полимеризации, или с помощью комбинаций из обоих, посредством выбранных процедур обработки пеноматериала после полимеризации (как описано в настоящем документе далее).
В определенных воплощениях, например при использовании в определенных абсорбирующих изделиях, открытоячеистый пеноматериал может быть гибким и характеризоваться подходящей температурой стеклования (Tg). Tg представляет собой среднюю точку перехода между хрупким и эластичным состояниями полимера.
В определенных воплощениях Tg этой области будет составлять менее приблизительно 200°С для пеноматериалов, используемых в условиях при приблизительно температуре окружающей среды, при этом в определенных воплощениях она будет составлять менее приблизительно 90°C. Tg может составлять менее 50°С.
Частицы открытоячеистого пеноматериала могут быть распределены подходящим образом по всему гетерогенному материалу. В одном из воплощений частицы открытоячеистого пеноматериала могут быть спрофилированы вдоль вертикальной оси так, чтобы более мелкие частицы были расположены над более крупными частицами. Альтернативно, частицы могут быть спрофилированы так, чтобы более мелкие частицы находились под более крупными частицами. В другом воплощении открытоячеистые частицы могут быть спрофилированы вдоль вертикальной оси так, чтобы они чередовались по размеру вдоль данной оси.
В одном из воплощений частицы открытоячеистого пеноматериала могут быть спрофилированы вдоль продольной оси так, чтобы более мелкие частицы были расположены спереди более крупных частиц. Альтернативно, частицы могут быть спрофилированы так, чтобы более мелкие частицы находились позади более крупных частиц. В другом воплощении открытоячеистые частицы могут быть спрофилированы вдоль продольной оси так, чтобы они чередовались по размеру вдоль данной оси.
В одном из воплощений частицы открытоячеистого пеноматериала могут быть спрофилированы вдоль поперечной оси так, чтобы размер частиц увеличивался от более мелких к более крупным или уменьшался от более крупных к более мелким вдоль поперечной оси. Альтернативно, открытоячеистые частицы могут быть спрофилированы вдоль поперечной оси так, чтобы они чередовались по размеру вдоль данной оси.
В одном из воплощений частицы открытоячеистого пеноматериала могут быть спрофилированы вдоль любой из продольной, поперечной или вертикальной осей на основании одной или более характеристик частиц открытоячеистого пеноматериала. Характеристики, на основании которых частицы открытоячеистого пеноматериала могут быть спрофилированы в гетерогенном материале, включают, например, абсорбирующую способность, плотность, размер ячеек и их комбинации.
В одном из воплощений частицы открытоячеистого пеноматериала могут быть спрофилированы вдоль любой из продольной, поперечной или вертикальной осей на основании состава открытоячеистого пеноматериала. Частицы открытоячеистого пеноматериала могут иметь один состав, проявляющий требуемые характеристики, в передней части гетерогенного материала, и отличающийся состав в задней части гетерогенного материала, выполненный с обеспечением отличающихся характеристик. Профилирование частиц открытоячеистого пеноматериала может быть симметричным или асимметричным относительно любой из упомянутых ранее осей или ориентаций.
Частицы открытоячеистого пеноматериала могут быть распределены вдоль продольной и поперечной осей гетерогенного материала любым подходящим образом. В одном из воплощений частицы открытоячеистого пеноматериала могут быть распределены так, чтобы формировался рисунок или форма, видимые при обзоре сверху. Частицы открытоячеистого пеноматериала могут быть распределены так, чтобы формировать полоски, эллиптические фигуры, квадраты или любые другие известные формы и узоры.
Распределение может быть оптимизировано в зависимости от предполагаемого применения гетерогенного материала. Например, для абсорбирования водных жидкостей, таких как моча при использовании в подгузнике, или таких как вода при использовании в бумажных полотенцах, может быть выбрано другое распределение, отличающееся от распределения при абсорбировании белковых жидкостей, таких как менструальные выделения. Кроме того, распределение может быть оптимизировано для таких применений, как дозирование активного вещества, или для применения пеноматериала в качестве усиливающего элемента.
В одном из воплощений в одном гетерогенном материале могут быть использованы различные типы пеноматериалов. Например, некоторые частицы пеноматериала могут представлять собой полимеризованную HIPE. Частицы могут быть расположены в особых местах в материале, в зависимости от их свойств, с целью оптимизации характеристик гетерогенного материала.
В одном из воплощений частицы пеноматериала могут быть сходными по составу, но при этом обладать различными свойствами. Например, в одном из воплощений, в котором применяется пеноматериал HIPE, некоторые частицы пеноматериала могут быть тонкими до намокания, при этом другие частицы в гетерогенном материале могут быть расширенными.
В одном из воплощений частицы пеноматериала и обволакиваемые элементы могут быть выбраны таким образом, чтобы они дополняли друг друга. Например, для обеспечения просачивания жидкости через гетерогенный материал, пеноматериал с низкой капиллярностью, обладающий высокой проницаемостью, может обволакивать элемент, обладающий высокой капиллярностью. Следует понимать, что могут быть возможны и другие комбинации, в которых частицы пеноматериала дополняют друг друга, или в которых и частицы пеноматериала и обволакиваемые элементы обладают сходными свойствами.
В одном из воплощений профилирование может быть выполнено с использованием более одного гетерогенного материала, при этом каждый гетерогенный материал содержит один или более типов частиц пеноматериала. Множество гетерогенных материалов могут быть уложены слоями так, чтобы пеноматериал был спрофилирован вдоль любой из продольной, поперечной или вертикальной осей, исходя из одной или более характеристик частиц открытоячеистого пеноматериала, для всего продукта, содержащего множество гетерогенных материалов. Кроме того, каждый гетерогенный материал может содержать различные обволакиваемые элементы, к которым прикрепляется пеноматериал. Например, первый гетерогенный материал может содержать частицы пеноматериала, обволакивающие нетканый материал, при этом второй гетерогенный материал, находящийся вблизи с первым гетерогенным материалом, может содержать частицы пеноматериала, обволакивающие пленку или одну поверхность пленки.
В одном из воплощений открытоячеистый пеноматериал может быть изготовлен из полимерного состава, который может включать любой подходящий термопластичный полимер или смесь термопластичных полимеров, или смесь термопластичных и нетермопластичных полимеров.
Примеры полимеров или базовых смол, подходящих для использования в составе пенополимера, включают стирольные полимеры, такие как полистирол или сополимеры полистирола, или другие алкенильные ароматические полимеры; полиолефины, включая гомополимеры и сополимеры олефинов, такие как полиэтилен, полипропилен, полибутилен и т.п.; полиэфиры, такие как полиалкилентерефталат; и их комбинации. Одним из коммерчески доступных примеров полистирольной смолы является смола STYRON 685D, доступная от компании DowChemicalCompany, Мидленд, Мичиган, США.
Для смешивания таких смол могут применяться соагенты и компатибилизаторы. Для усиления механических свойств, вспениваемости и расширения также могут применяться сшивающие агенты. Сшивание может быть выполнено различными способами, включая электронные лучи или с помощью химических сшивающих агентов, включая органические пероксиды. Для улучшения эластичности и вспениваемости пеноматериала применялось использование боковых групп полимеров, включение цепей в структуру полимера с целью предотвращения кристаллизации полимера, понижение температуры стеклования, снижение распределения молекулярной массы заданного полимера, регулирование прочности расплава и вязко-упругих свойств, включая продольную вязкость полимерного расплава, блоксополимеризация, смешивание полимеров, а также использование полиолефиновых гомополимеров и сополимеров. Гомополимеры могут быть разработаны с эластичными и кристаллическими областями. Также могут быть использованы синдиотактические, атактические и изотактические полипропилены и смеси таких и других полимеров. Подходящие полиолефиновые смолы включают полиэтилен и полипропилен низкой плотности, включая линейные полиэтилен и полипропилен низкой плотности, полиэтилен и полипропилен средней и высокой плотности, которые, как правило, изготавливают с применением катализаторов Циглера-Натта или Филлипса, и которые являются относительно линейными; при этом в сущности более вспениваемыми являются смолы с разветвленными полимерными цепями. Изотактические гомополимеры пропилена и смеси изготавливают с применением металлоценовых катализаторов. Также включаются олефиновые эластомеры.
Этиленовые и α-олефиновые сополимеры, изготавливаемые с применением катализатора Циглера-Натта или металлоценового катализатора, могут обеспечивать производство мягкого эластичного пеноматериала, обладающего растяжимостью. Также может быть использован полиэтилен, сшитый с α-олефинами и различными этиленовыми иономерными смолами. Использование сополимеров этила и винилацетата с другими полиолефиновыми смолами может обеспечить создание мягкого пеноматериала. Стандартные модификаторы для различных полимеров также могут реагировать с группами цепей для получения подходящих функциональных групп. Подходящие алкенильные ароматические полимеры включают алкенильные ароматические гомополимеры и сополимеры алкенильных ароматических соединений и сополимеризуемых ненасыщенных этиленом сомономеров, включая небольшие количества неалкенильных ароматических полимеров, а также их смеси. Также могут быть использованы иономерные смолы.
Другие полимеры, которые могут быть использованы, включают натуральные и синтетические органические полимеры, включая целлюлозные полимеры, метилцеллюлозу, полимолочные кислоты, поливиниловые кислоты, полиакрилаты, поликарбонаты, полимеры на основе крахмала, полиэфиримиды, полиамиды, полиэфиры, полиметилметакрилаты и сополимер/полимерные смеси. В целях повышения мягкости и улучшения тактильных свойств могут быть добавлены модифицированные каучуком полимеры, такие как стирольные эластомеры, стирольные/бутадиеновые сополимеры, этиленовые эластомеры, бутадиен и полибутиленовые каучуки, этилен-пропиленовые каучуки, EPDM, ЕРМ и другие каучуковые гомополимеры и сополимеры таких соединений. Для таких целей также могут быть использованы олефиновые эластомеры. Каучуки, включая натуральный каучук, SBR, полибутадиен, тройные этиленпропиленовые сополимеры и вулканизируемые каучуки, включая TPV, также могут быть добавлены для улучшения высокоэластичности.
Абсорбирующая способность термопластичного пеноматериала может быть увеличена посредством вспенивания с произвольными гидрогелями, известными как суперабсорбенты. Суперабсорбенты могут включать соли щелочных металлов полиакриловых кислот; полиакриламиды; поливиниловый спирт; сополимеры этилена и малеинового ангидрида; поливиниловые эфиры; гидроксипропилцеллюлозу; поливинилморфолинон; полимеры и сополимеры винилсульфоновой кислоты, полиакрилаты, полиакриламиды, поливинилпиридин; и аналогичные вещества. Другие подходящие полимеры включают гидролизованный привитой акрилонитрилом крахмал, привитой акриловой кислотой крахмал, карбоксиметилцеллюлозу, сополимеры изобутилена и малеинового ангидрида и их смеси. Другие подходящие полимеры включают неорганические полимеры, такие как полифосфазен и подобные. Кроме того, биоразлагаемость и абсорбирующая способность термопластичного пеноматериала могут быть улучшены посредством вспенивания с компонентами на основе целлюлозы и компонентами на основе крахмала, такими как древесина и/или растительная волокнистая масса/порошок.
3
В дополнение к этим полимерам, состав пенополимера может дополнительно или альтернативно включать диблок, триблок, тетраблочные или другие многоблочные термопластичные эластомерные и/или гибкие сополимеры, такие как термопластичные эластомеры на основе полиолефинов, включая статистические блок-сополимеры, включающие этиленовые α-олефиновые сополимеры; блок-сополимеры, включающие гидрогенизированные бутадиен-изопрен-бутадиеновые блок-сополимеры; стереоблок-полипропилены; привитые сополимеры, включая этилен-пропилен-диеновый терполимер иди этилен-пропилен-диеновый мономер (EPDM), статистические сополимеры этилена и пропилена (ЕРМ), этилен-пропиленовые каучуки (EPR), этиленвинилацетат (EVA) и этиленметилакрилат (ЕМА); а также стирольные блок-сополимеры, включая диблок-сополимеры и триблок-сополимеры, такие как стирол-изопрен-стирол (SIS), стирол-бутадиен-стирол (SBS), стирол-изопрен-бутадиен-стирол (SIBS), стирол-этилен/бутилен-стирол (SEBS) или стирол-этилен/пропилен-стирол (SEPS), которые могут быть получены от KratonPolymers из Белпр, Огайо, США, эластомерный каучук под торговым знаком KRATON, или от Dexco, отделение ExxonMobilChemicalCompany, Хьюстон, Техас, США, под торговым знаком VECTOR (SIS и SBS полимеры), или SEBS полимеры из линейки SEPTON термопластичных каучуков от KurarayAmerica, Inc., г. Нью Йорк, штат Нью Йорк, США; смеси термопластичных эластомеров со смесями динамически вулканизированных эластомеров с термопластичными веществами; эластомеры термопластичных полиэфир-эфирных сополимеров; иономерные термопластичные эластомеры; термопластичные эластичные полиуретаны, включая доступные от Е.I. DuPontdeNemours, Уилмингтон, Делавэр, США, полиуретан под торговым знаком LYCRA и ESTANE, доступные от Noveon, Inc., Кливлэнд, Огайо, США; термопластичные эластичные полиамиды, включая полиэфирблокамиды, доступные от ATOFINA Chemicals, Inc., Филадельфия, Пенсильвания, США, полиэфирблокамид под торговым знаком РЕВАХ; термопластичные эластичные полиэфиры, включая доступные от E.I. DuPontdeNemoursCompany, под торговым знаком HYTREL, а также ARNITEL от DSM EngineeringPlastics, Эвансвилл, Индиана, США, и полиолефины, катализируемые с помощью катализаторов с единым центром полимеризации на металле или с помощью металлоценовых катализаторов, имеющие плотность менее приблизительно 0,89 г/см, например металлоценовые полиэтиленовые смолы, доступные от DowChemicalCompany, Мидлэнд, Мичиган, США под торговым знаком AFFINITY™; и комбинации этих веществ.
В рамках настоящего документа триблок-сополимер имеет структуру ABA, где А представляет собой несколько повторяющихся звеньев типа А, при этом В представляет собой несколько повторяющихся звеньев типа В. Как упоминалось выше, несколько примеров стирольных блок-сополимеров представляют собой SBS, SIS, SIBS, SEBS и SEPS. В этих сополимерах звенья А представляют собой полистирол, а звенья В представляют собой каучуковый компонент. В сущности, эти триблок-сополимеры имеют молекулярные массы, которые могут варьироваться от нескольких тысяч до сотен тысяч, при этом содержание стирола может находиться в диапазоне от 5% до 75% по весу триблок-сополимера. Диблок-сополимер подобен триблок-сополимеру, но имеет структуру АВ. Подходящие диблок-сополимеры включают стирол-изопреновыедиблок-сополимеры, имеющие молекулярную массу, составляющую приблизительно половину молекулярной массы триблок-сополимера, и характеризующиеся аналогичным соотношением блоков А к блокам В. Диблок-сополимеры с другим соотношением блоков А к блоками В или с молекулярной массой выше или больше, чем половина молекулярной массы триблок-сополимеров, могут быть подходящими для улучшения состава пенополимера для изготовления посредством полимерной экструзии мягкого и эластичного абсорбирующего пеноматериала с низкой плотностью.
Соответственно, состав пенополимера включает полистирол в количестве до приблизительно 90% по весу, и термопластичный эластомер в количестве по меньшей мере 10% по весу. В частности, состав пенополимера может включать полистирол в количестве от приблизительно 45% до приблизительно 90% по весу и термопластичный эластомер в количестве от приблизительно 10% до приблизительно 55% по весу. Альтернативно, состав пенополимера может включать полистирол в количестве от приблизительно 50% до приблизительно 80% по весу и термопластичный эластомер в количестве от приблизительно 20% до приблизительно 50% по весу. Например, в одном воплощении состав пенополимера может включать равные количества полистирола и термопластичного эластомера.
В другом воплощении состав пенополимера может включать полистирол в количестве от приблизительно 40% до приблизительно 80% по весу и термопластичный эластомер в количестве от приблизительно 20% до приблизительно 60% по весу. В другом воплощении состав пенополимера может включать полистирол в количестве от приблизительно 50% до приблизительно 70% по весу и термопластичный эластомер в количестве от приблизительно 30% до приблизительно 50% по весу.
В соответствии с указанным воплощением в состав пенополимера может быть включен пластификатор. Пластификатор представляет собой химическое вещество, придающее гибкость, растяжимость и пригодность к обработке. Тип пластификатора оказывает влияние на свойства пенного геля, миграционную устойчивость порообразователя, ячеистую структуру, включая размер мелких ячеек, а также на количество открытых ячеек. Как правило, пластификаторы характеризуются низкой молекулярной массой. Увеличение подвижности полимерной цепи и свободного объема, вызванное включением пластификатора, как правило обеспечивает в результате снижение Tg, при этом эффективность пластификатора часто характеризуется этим параметром. Как правило, используются масла на нефтяной основе, жирные кислоты и сложные эфиры, при этом они выполняют функцию внешних пластификаторов или растворителей, поскольку они химически не связываются с полимером, но при этом остаются в неизменном виде в полимерной матрице после кристаллизации.
Пластификатор повышает способность ячеек к соединению посредством уменьшения толщины перегородок между ячейками до состояния создания пористых соединений между ячейками; таким образом пластификатор увеличивает содержание открытых ячеек. Соответственно, пластификатор включается в количестве от приблизительно 0,5% до приблизительно 10%, или от приблизительно 1% до приблизительно 10% по весу состава пенополимера. Пластификатор постепенно и осторожно дозируют в повышающейся концентрации в состав пенополимера во время процесса вспенивания, поскольку при добавлении сразу слишком большого количества пластификатора создается нестабильность ячеек, в результате чего возникает смятие ячеек.
Примеры подходящих пластификаторов включают полиэтилен, этиленвинилацетат, минеральное масло, пальмовое масло, воски, сложные эфиры на основе спиртов и органических кислот, нафталиновое масло, парафиновое масло, и их комбинации. Один из коммерчески доступных примеров подходящего пластификатора представляет собой полиэтилен с короткими цепями, изготавливаемый посредством каталитической полимеризации этилена; вследствие своей низкой молекулярной массы часто называемый "воском". Этот широко разветвленный полиэтиленовый "воск" низкой плотности доступен от EastmanChemicalCompany, Кингспорт, Теннесси, США, под торговым знаком EPOLENE С-10.
Для того, чтобы пеноматериал мог использоваться в областях личной гигиены и медицинских изделиях, а также в множестве абсорбирующих вытирающих изделий и изделиях, не относящихся к изделиям для личной гигиены, пеноматериал должен удовлетворять строгим химическим нормативам и руководствам по безопасности. Некоторые пластификаторы одобрены FDA (Управление по контролю за лекарствами и продуктами питания) для использования в упаковочных материалах. Эти пластификаторы включают: ацетилтрибутилцитрат; ацетилтриэтилцитрат; п-трет-бутил-фенил салицилат; бутилстеарат; бутилфталилбутилгликолят; дибутилсебацинат; ди-(2-этилгексил) фталат; диэтилфталат; диизобутиладипат; диизооктилфталат; дифенил-2-этилгексил-фосфат; эпоксидированное соевое масло; этилфталилэтилгликолят; моноолеат глицерина; моноизопропилцитрат; моно-, ди- и тристеарил цитрат; триацетин (триацетат глицерина); триэтилцитрат; и 3-(2-ксеноил)-1,2-эпоксипропан.
В определенных воплощениях в качестве пластификатора может применяться материал, используемый в качестве термопластичного эластомера. Например, полимеры KRATON, описанные выше, могут применяться в качестве термопластичного эластомера и/или пластификатора. В таком случае состав пенополимера может включать одну композицию в количестве от приблизительно 10% до приблизительно 50% по весу, действующую и как термопластичный эластомер, и как пластификатор. Другими словами, пеноматериал может быть образован без пластификатора, как такового; в таком случае, состав пенополимера может включать термопластичный эластомер в количестве от приблизительно 10% до приблизительно 50% по весу.
Вспенивание мягких эластичных полимеров, таких как термопластичные эластомеры, с достижением при этом низкой плотности, является труднодостижимым. Добавление пластификатора еще сильнее усложняет достижения низкой плотности при вспенивании. Способ согласно настоящему изобретению позволяет преодолеть эту трудность посредством включения поверхностно-активного вещества в состав пенополимера. Поверхностно-активное вещество стабилизирует ячейки, тем самым противодействуя смятию ячеек, и при этом сохраняя открытоячеистую структуру. Такая стабилизация ячеек обеспечивает однородность ячеек и контролирует структуру ячеек. В дополнение к обеспечению вспенивания пластифицированного полимера на базе термопластичного эластомера, содержащего составы пеноматериала, с обеспечением низких плотностей, поверхностно-активное вещество также обеспечивает смачиваемость и позволяет полученному в результате пеноматериалу абсорбировать жидкость.
В одном из воплощений открытоячеистый пеноматериал представляет собой термореактивный пенополимер, полученный в результате полимеризации эмульсии с высоким содержанием дисперсной фазы (HIPE), также называемый "polyHIPE". Для образования HIPE водную фазу и масляную фазу комбинируют в соотношении приблизительно от 8:1 до 140:1. В определенных воплощениях соотношение водной фазы и масляной фазы составляет от приблизительно 10:1 до приблизительно 75:1, при этом в определенных воплощениях соотношение водной фазы и масляной фазы составляет от приблизительно 13:1 до приблизительно 65:1. Такое соотношение называют соотношением "воды к маслу" и оно может быть использовано для определения плотности получаемого в результате пеноматериала "polyHIPE". Как обсуждалось, масляная фаза может содержать один или более мономеров, сомономеров, фотоинициаторов, сшивателей и эмульгаторов, а также опциональные компоненты. Водяная фаза содержит воду и в определенных воплощениях один или более компонентов, таких как электролит, инициатор или необязательные компоненты.
Открытоячеистый пеноматериал может быть сформирован из скомбинированных водной и масляной фаз посредством сдвигового перемешивания этих скомбинированных фаз в смесительной камере или смесительной зоне. Скомбинированные водная и масляная фазы подвергаются сдвиговому смешиванию для образования стабильной HIPE, содержащей водные капли требуемого размера. Инициатор может присутствовать в водной фазе, или же инициатор может быть введен во время процесса приготовления, а в некоторых воплощениях, после образования HIPE. Процесс приготовления эмульсии обеспечивает приготовление HIPE, в которой капли водной фазы диспергированы до такой степени, что получаемый в результате пеноматериал HIPE имеет требуемые прочностные характеристики. Эмульгирование водной и масляной фаз в смесительной зоне может включать применение смесительного или перемешивающего устройства, такого как крыльчатка, посредством пропускания скомбинированных водной и масляной фаз через ряд статических смесителей со скоростью, необходимой для придания соответствующего сдвигового напряжения, или комбинации обоих. Сразу после образования HIPE может быть извлечена или откачана из смесительной зоны. Один способ образования HIPE с применением непрерывного метода описан в патенте US 5,149,720 (DesMaraisetal), выданном 22 сентября 1992; US 5,827,909 (DesMarais), выданном 27 октября 1998; и US 6,369,121 (Catalfamoetal.), выданном 9 апреля 2002.
Эмульсия может быть извлечена или откачана из смесительной зоны и импрегнирована в материал или на него до момента ее полной полимеризации. После полной полимеризации частицы пеноматериала и элементы спутываются так, что отдельные частицы пеноматериала разделяются пополам элементами, составляющими материал, и при этом части отдельных частиц пеноматериала обволакивают части одного или более элементов, составляющих гетерогенный материал.
После полимеризации частицы пеноматериала насыщены водной фазой, которую необходимо удалить для получения в сущности сухих частиц пеноматериала. В определенных воплощениях частицы пеноматериала могут быть отжаты посредством сжатия с обеспечением удаления большей части водной фазы, например, посредством пропускания гетерогенного материала, содержащего частицы пеноматериала, через одну или более пар прижимных валиков. Прижимные валики могут быть расположены так, чтобы они выжимали водную фазу из частиц пеноматериала. Прижимные валики могут быть пористыми и при этом с их внутренней части может прикладываться вакуум, чтобы они способствовали вытягиванию водной фазы из частиц пеноматериала. В определенных воплощениях прижимные валики могут быть расположены попарно так, чтобы первый прижимной валик был расположен сверху проницаемого для жидкости ремня, например, ремня, содержащего поры или выполненного из сетчатого материала, и чтобы второй противоположный валик был обращен к первому прижимному валику и расположен снизу проницаемого для жидкости ремня. Один из пары, например первый прижимной валик может находиться под давлением, при этом другой, например второй прижимной валик, может обеспечивать вакуум, чтобы таким образом одновременно обеспечивалось и выдувание, и вытягивание водной фазы из пеноматериала. Прижимные валики также могут подогреваться для способствования удалению водной фазы. В определенных воплощениях прижимные валики действуют только на нежесткие материалы, то есть, на пеноматериалы, чьи стенки не разрушаются при сжатии частиц пеноматериала.
В определенных воплощениях вместо прижимных валиков или в дополнение к ним водная фаза может удаляться посредством пропускания частиц пеноматериала через зону сушки, где их нагревают, подвергают воздействию вакуума или воздействию комбинации тепла и вакуума. Тепловое воздействие может быть обеспечено, например, посредством пропускания пеноматериала через печь с принудительным потоком воздуха, инфракрасную печь, микроволновую печь или радиочастотную печь. Степень высушивания пеноматериала зависит от его предполагаемого применения. В определенных воплощениях удаляется более 50% водной фазы. В определенных воплощениях во время процесса сушки удаляется более 90%, а в других воплощения более 95% водной фазы.
В одном из воплощений открытоячеистый пеноматериал производят в результате полимеризации мономеров, содержащих дисперсионную масляную фазу эмульсии с высоким содержанием дисперсной фазы (HIPE). HIPE может содержать две фазы. Одна фаза представляет собой дисперсионную масляную фазу, содержащую мономеры, полимеризуемые для образования пеноматериала HIPE, и эмульгатор, способствующий стабилизации HIPE. Масляная фаза также может включать один или более фотоинициаторов. Мономерный компонент может присутствовать в количестве от приблизительно 80% до приблизительно 99%, а в определенных воплощениях от приблизительно 85% до приблизительно 95% по весу масляной фазы. Эмульгирующий компонент, который является растворимым в масляной фазе и подходит для образования стабильной эмульсии "вода в масле", может присутствовать в масляной фазе в количестве от приблизительно 1% до приблизительно 20% по весу масляной фазы. Эмульсия может быть образована при температуре эмульгирования от приблизительно 10°С до приблизительно 130°С, а в определенных воплощениях от приблизительно 50°С до приблизительно 100°С.
4
18
2
18
Как правило, мономеры включают по меньшей мере один в сущности нерастворимый в воде монофункциональный алкилакрилат или алкилметакрилат в количестве от приблизительно 20% до приблизительно 97% по весу масляной фазы. Например, мономеры этого типа могут включать С-Салкилакрилаты и С-Сметакрилаты, такие как этилгексил, бутилакрилат, гексилакрилат, октилакрилат, нонилакрилат, децилакрилат, изодецилакрилат, тетрадецилакрилат, бензилакрилат, нонилфенилакрилат, гексилметакрилат, 2-этилгексилметакрилат, октилметакрилат, нонилметакрилат, децилметакрилат, изодецилметакрилат, додецилметакрилат, тетрадецилметакрилат и октадецилметакрилат.
Масляная фаза также может содержать в сущности нерастворимый в воде полифункциональный сшивающий алкилакрилат или метакрилат в количестве от приблизительно 2% до приблизительно 40%, а в определенных воплощениях от приблизительно 10% до приблизительно 30% по весу масляной фазы. Этот сшивающий сомономер или сшиватель добавляют для придания прочности и упругости получаемому в результате пеноматериалу HIPE. Примеры сшивающих мономеров такого типа могут включать мономеры, содержащие две или более активированных акрилатных, метакрилатных групп или их комбинации. Неограничивающие примеры такой группы включают 1,6-гександиолакрилат, 1,4-бутандиолдиметакрилат, триметилолпропантриакрилат, триметилолпропантриметакрилат, 1,12-додецилдиметакрилат, 1,14-тетрадекандиолдиметакрилат, этиленгликольдиметакрилат, неопентилгликольдиакрилат (2,2-диметилпропандиолдиакрилат), гександиолакрилатметакрилат, пентаакрилат глюкозы, пентаакрилатсорбитана и тому подобное. Другие примеры сшивателей содержат смесь акрилатных и метакрилатных фрагментов, например, этиленгликольакрилатметакрилат и неопентилгликольакрилатметакрилат. Соотношение метакрилатных групп к акрилатным в смешанном сшивателе может составлять от 50:50 до любого необходимого соотношения.
Для модификации свойств пеноматериалов HIPE в масляную фазу может быть добавлен любой третий в сущности нерастворимый в воде сомономер в процентах по весу от приблизительно 0% до приблизительно 15% по весу масляной фазы, в определенных воплощениях от приблизительно 2% до приблизительно 8%. В определенных воплощениях может быть предпочтительно применение "упрочняющих" мономеров, придающих прочность получаемому в результате пеноматериалу HIPE. Они включают такие мономеры, как стирол, винилхлорид, винилиденхлорид, изопрен и хлоропрен. Если не ограничиваться теорией, можно считать, что такие мономеры способствуют стабилизации HIPE во время процесса полимеризации (также известного как "отверждение") с целью обеспечения более гомогенного и лучше сформованного пеноматериала HIPE, в результате чего обеспечивается более высокая жесткость, прочность на разрыв, абразивная стойкость и т.п. Мономеры также могут добавляться для придания огнеупорных свойств, как раскрыто в патенте US 6,160,028 (Dyer), выданном 12 декабря 2000. Мономеры могут добавляться для придания цвета, например винилферроцен, флуоресцентных свойств, устойчивости к воздействию излучения, непроницаемости для излучения, например тетраакрилат свинца, для рассеивания заряда, для отражения случайного инфракрасного излучения, для поглощения радиоволн, для формирования смачиваемой поверхности на перегородках в пеноматериале HIPE, или для придания любого другого необходимого свойства пеноматериалу HIPE. B некоторых случаях эти дополнительные мономеры могут замедлять весь процесс преобразования HIPE в пеноматериал HIPE, при этом необходимо идти на компромисс, если необходимо достичь требуемого свойства. Таким образом, такие мономеры могут применяться для замедления скорости полимеризации HIPE. Примеры мономеров такого типа могут включать стирол и винилхлорид.
16
24
16
22
12
14
16
24
16
22
12
14
16
24
16
22
12
14
Масляная фаза может дополнительно содержать эмульгатор, используемый для стабилизации HIPE. Эмульгаторы, используемые в HIPE, могут включать: (а) сорбитановые сложные моноэфиры разветвленных С-С жирных кислот; линейные ненасыщенные С-С жирные кислоты; и линейные насыщенные С-С жирные кислоты, такие как сорбитанмоноолеат, сорбитанмономиристат и сложные моноэфирысорбитана, сорбитанмонолауратдиглицеринмоноолеат (DGMO), полиглицеринмоноизостеарат (PGMIS) и полигрицеринмономиристат (PGMM); (b) сложные полиглицериновыемоноэфиры разветвленных С-С жирных кислот, линейные ненасыщенные С-С жирные кислоты или линейные насыщенные С-С жирные кислоты, такие как диглицеринмоноолеат (например, сложные диглицериновыемоноэфиры С18:1 жирных кислот), диглицеринмономиристат, диглицеринмоноизостеарат и сложные диглицериновыемоноэфиры; (с) простые диглицериновыемоноалифатические эфиры разветвленных С-С спиртов, линейных ненасыщенных С-С спиртов и линейных насыщенных С-С спиртов, а также смеси этих эмульгаторов. См. патент US 5,287,207 (Dyeretal.), выданный 7 февраля 1995 и патент US 5,500,451 (Goldmanetal.), выданный 19 марта 1996. Другой эмульгатор, который может быть использован, представляет собой полиглицеринсукцинат (PGS), который получают из алкилсукцината, глицерина и триглицерина.
12
22
1
4
12
22
1
4
12
22
1
4
12
22
12
22
1
4
1
4
Такие эмульгаторы и их комбинации могут быть добавлены в масляную фазу так, чтобы они составляли от приблизительно 1% до приблизительно 20%, в определенных воплощениях от приблизительно 2% до приблизительно 15%, и в определенных воплощениях от приблизительно 3% до приблизительно 12% по весу масляной фазы. В определенных воплощениях, также могут быть использованы соэмульгаторы для обеспечения дополнительного контроля размера ячеек, распределения ячеек по размеру и стабильности эмульсии, особенно при повышенных температурах, например, выше примерно 65°С. Примеры соэмульгаторов включают фосфатидилхолины и фосфатидилхолинсодержащие композиции, алифатические бетаины, длинноцепочечные С-Сдиалифатические четвертичные аммониевые соли, короткоцепочечные С-Сдиалифатические четвертичные аммониевые соли, длинноцепочечный С-Сдиалкоил(алкеноил)-2-гидроксиэтил, короткоцепочечные C-Сдиалифатические четвертичные аммониевые соли, длинноцепочечные С-Сдиалифатическиеимидазолиниевые четвертичные аммониевые соли, короткоцепочечные С-Сдиалифатическиеимидазолиниевые четвертичные аммониевые соли, длинноцепочечные С-Смоноалифатические четвертичные бензиламмониевые соли, длинноцепочечный С-Сдиалкоил(алкеноил)-2-аминоэтил, короткоцепочечные С-Смоноалифатические четвертичные бензиламмониевые соли, короткоцепочечные С-Смоногидроксиалифатические четвертичные аммониевые соли. В определенных воплощениях, в качестве соэмульгатора может быть использован диталлоудиметиламмонияметилсульфат (DTDMAMS).
Масляная фаза может содержать фотоинициатор в количестве от приблизительно 0,05% до приблизительно 10%, а в определенных воплощениях от приблизительно 0,2% до приблизительно 10% по весу масляной фазы. Меньшие количества фотоинициатора позволяют свету лучше проникать через пеноматериал HIPE, что может обеспечить большую глубину полимеризации пеноматериала HIPE. Однако, если полимеризация проводится в кислородсодержащей среде, то количество фотоинициатора должно быть достаточным для инициирования полимеризации и преодоления кислородного ингибирования. Фотоинициаторы могут быстро и эффективно реагировать на источник освещения, образуя радикалы, катионы и другие частицы, способные инициировать реакцию полимеризации. Фотоинициаторы, используемые в настоящем изобретении, могут поглощать УФ-излучение с длинами волн от приблизительно 200 нанометров (нм) до приблизительно 800 нм, в определенных воплощениях от приблизительно 200 нм до приблизительно 350 нм. Если фотоинициатор находится в масляной фазе, то подходящие типы маслорастворимых фотоинициаторов включают бензилкетали, α-гидроксиалкилфеноны, α-аминоалкилфеноны и ацилфосфиноксиды. Примеры фотоинициаторов включают 2,4,6-[триметилбензоилдифосфин]оксид в комбинации с 2-гидрокси-2-метил-1-фенилпропан-1-он (50:50 смесь этих двух компонентов продается фирмой CibaSpecialityChemicals, Ludwigshafen, Germany, под наименованием DAROCUR 4265); бензилдиметилкеталь (продается фирмой CibaGeigy под наименованием IRGACURE 651); α-, α-диметокси-α-гидроксиацетофенон (продается фирмой CibaSpecialityChemicals под наименованием DAROCUR 1173); 2-метил-1-[4-(метилтио)фенил]-2-морфолино-пропан-1-он (продается фирмой CibaSpecialityChemicals под наименованием IRGACURE 907); 1-гидроксициклогексилфенилкетон (продается фирмой CibaSpecialityChemicals под наименованием IRGACURE 184); бис(2,4,6-триметилбензоил)фенилфосфиноксид (продается фирмой CibaSpecialityChemicals под наименованием IRGACURE 819); диэтоксиацетофенон, и 4-(2-гадроксиэтокси)фенил-(2-гидрокси-2-метилпропил)кетон (продается фирмой CibaSpecialityChemicals под наименованием IRGACURE 2959); и олиго-[2-гидрокси-2-метил-1-[4-(1-метилвинил)фенил]пропанон] (продается фирмой Lambertispa, Gallarate, Italy, под наименованием ESACURE KIP ЕМ.
Дисперсная водная фаза HIPE может содержать воду и может также содержать один или несколько компонентов, таких как инициатор, фотоинициатор или электролит, причем в определенных воплощениях один или несколько компонентов являются по меньшей мере частично водорастворимыми.
Одним из компонентов водной фазы может быть водорастворимый электролит. Водная фаза может содержать водорастворимый электролит в количестве от приблизительно 0,2% до приблизительно 40%, в определенных воплощениях от приблизительно 2% до приблизительно 20%, по весу водной фазы. Электролит минимизирует склонность мономеров, сомономеров и сшивателей, которые являются преимущественно маслорастворимыми, растворяться также в водной фазе. Примеры электролитов включают хлориды или сульфаты щелочноземельных металлов, таких как кальций или магний, и хлориды или сульфаты щелочноземельных металлов, таких как натрий. Такой электролит может включать буферный агент для контроля рН во время полимеризации, включая такие неорганические противоионы, как фосфат, борат и карбонат и их смеси. В водной фазе также могут быть использованы водорастворимые мономеры, примерами которых являются акриловая кислота и винилацетат.
Другой компонент, который может присутствовать в водной фазе, представляет собой водорастворимый инициатор свободных радикалов. Инициатор может присутствовать в количестве до приблизительно 20 молярных процентов от общего числа молей полимеризуемых мономеров, присутствующих в масляной фазе. В определенных воплощениях инициатор присутствует в количестве от приблизительно 0,001 до приблизительно 10 молярных процентов от общего числа молей полимеризуемого мономера в масляной фазе. Подходящие инициаторы включают персульфат аммония, персульфат натрия, персульфат калия, 2,2'-азобис(N,N'-диметиленизобутирамидин)дигидрохлорид и другие подходящие азоинициаторы. В определенных воплощениях для уменьшения потенциала преждевременной полимеризации, которая может приводить к засорению системы эмульгирования, добавление инициатора в мономерную фазу может осуществляться сразу после или ближе к завершению эмульгирования.
Фотоинициаторы, присутствующие в водной фазе, могут быть по меньшей мере частично водорастворимыми и могут составлять от приблизительно 0,05% до приблизительно 10%, а в определенных воплощениях от приблизительно 0,2% до приблизительно 10% по весу водной фазы. Меньшие количества фотоинициатора позволяют свету лучше проникать через пеноматериал HIPE, что может обеспечить большую глубину полимеризации пеноматериала HIPE. Однако, если полимеризация проводится в кислородсодержащей среде, то количество фотоинициатора должно быть достаточным для инициирования полимеризации и преодоления кислородного ингибирования. Фотоинициаторы могут быстро и эффективно реагировать на источник освещения, образуя радикалы, катионы и другие частицы, способные инициировать реакцию полимеризации. Фотоинициаторы, используемые в настоящем изобретении, могут поглощать УФ-излучение с длинами волн от приблизительно 200 нанометров (нм) до приблизительно 800 нм, в определенных воплощениях от приблизительно 200 нм до приблизительно 350 нм, а в определенных воплощениях от приблизительно 350 нм до приблизительно 450 нм. Если фотоинициатор находится в водной фазе, то подходящие типы водорастворимых фотоинициаторов включают бензофеноны, бензилы и тиоксантоны. Примеры фотоинициаторов включают 2,2'-азобис[2-(2-имидазолин-2-ил)пропан]дигидрохлорид; 2,2'-азобис[2-(2-имидазолин-2-ил)пропан]дисульфатдегидрат; 2,2'-азобис(1-имино-1-пирролидино-2-этилпропан)дигидрохлорид; 2,2'-азобис[2-метил-N-(2-гидроксиэтил)пропионамид]; 2,2'-азобис(2-метилпропионамидин)дигидрохлорид; 2,2'-дикарбоксиметоксидибензальацетон, 4,4'-дикарбоксиметоксидибензальацетон, 4,4'-дикарбоксиметоксидибензальциклогексанон, 4-диметиламино-4'-карбоксиметоксидибензальацетон; и 4,4'-дисульфоксиметоксидибензальацетон. Другие подходящие фотоинициаторы, которые могут быть использованы в настоящем изобретении, перечислены в патенте US 4,824,765 (Sperryetal.), выданном 25 апреля 1989.
В дополнение к ранее описанным компонентам, другие компоненты могут быть включены в водную или масляную фазу HIPE. Примеры включают антиоксиданты, например, затрудненные фенольные смолы, затрудненные аминовые светостабилизаторы; пластификаторы, например, диоктилфталат, динонилсебакат; замедлители горения, например, галогенированные углеводороды, фосфаты, бораты, неорганические соли, такие как триоксид сурьмы или фосфат аммония, или гидроксид магния; красители и пигменты; люминофоры; частицы наполнителя, например, крахмала, диоксида титана, газовой сажи или карбоната кальция; волокна; агенты переноса цепи; дезодорирующие агенты, например, дисперсный активированный уголь; растворенные полимеры; растворенные олигомеры; и т.п.
Гетерогенный материал содержит обволакиваемые элементы и отдельные частицы пеноматериала. Обволакиваемые элементы могут представлять собой полотно, такое как, например, нетканый материал, волокнистый конструктивный элемент, полотно айрлайд, полотно, полученное методом мокрой укладки, высокоупругий нетканый материал, полотно, полученное методом иглопрокалывания, гидроспутанное полотно, пучок волокон, тканое полотно, трикотажное полотно, флокированное полотно, полотно спанбонд, слоистое полотно спанбонд/мелтблаун, полотно из кардных волокон, полотно, изготовленное по технологии коформ из целлюлозных волокон и волокон мелтблаун, полотно, изготовленное по технологии коформ из штапельных волокон и волокон мелтблаун, а также слоистые полотна, представляющие собой многослойные комбинации вышеуказанных полотен.
Обволакиваемые элементы могут представлять собой стандартные абсорбирующие материалы, такие как крепированная целлюлозная вата, вспушенные целлюлозные волокна, волокна из древесной массы, также известные как «войлок воздушной укладки» и текстильные волокна. Обволакиваемые элементы также могут представлять собой волокна, такие как, например, синтетические волокна, термопластичные частицы или волокна, трехкомпонентные волокна и двухкомпонентные волокна, такие как, например, волокна в виде оболочки/сердцевины, имеющие следующие комбинации полимеров: полиэтилен/полипропилен, полиэтилвинилацетат/полипропилен, полиэтилен/полиэфир, полипропилен/полиэфир, сополиэфир/полиэфир, и подобные. Обволакиваемые элементы могут представлять собой любую комбинацию материалов, перечисленных выше и/или множество материалов, перечисленных выше, по отдельности или в комбинации.
Обволакиваемые элементы могут быть гидрофобными или гидрофильными. В одном из воплощений обволакиваемые элементы могут быть обработаны для придания им гидрофобных свойств. В одном из воплощений обволакиваемые элементы могут быть обработаны для придания им гидрофильных свойств.
Волокна, входящие в состав гетерогенного материала, могут содержать полимеры, такие как полиэтилен, полипропилен, полиэфир, и их смеси. Волокна могут представлять собой волокна спанбонд. Волокна могут представлять собой волокна мелтблаун. Волокна могут содержать целлюлозу, вискозу, хлопок или другие натуральные материалы или смеси полимера с натуральными материалами. Волокна могут также содержать суперабсорбирующий материал, такой как полиакрилат, или любую комбинацию подходящих материалов. Волокна могут быть однокомпонентными, двухкомпонентными и/или двухсоставными, некруглыми (т.е., волокна с капиллярными каналами) и могут иметь размеры основного поперечного сечения (например, диаметр в случае круглого волокна) в диапазоне от 0,1 до 500 микрометров. Составляющие волокна заготовки нетканого полотна могут также представлять собой смесь волокон различных типов, отличающихся такими параметрами, как химический состав (например, полиэтилен и полипропилен), количеством компонентов (однокомпонентные и двухкомпонентные), толщиной в денье (микроденье и > 20 денье), формой (например, капиллярные и круглые) и подобными параметрами. Толщина составляющих волокон может находиться в диапазоне от приблизительно 0,1 денье до приблизительно 100 денье.
В одном аспекте известные абсорбирующие нетканые материалы в состоянии сразу после изготовления могут рассматриваться как гомогенные по всему объему. Благодаря гомогенности абсорбирующего нетканого материала, его свойства при контакте с жидкостью не зависят от области нетканого материала, наоборот, указанные свойства являются в сущности одинаковыми в любой области нетканого материала. Гомогенность может быть охарактеризована плотностью, базовым весом, например так, что плотность или базовый вес любой конкретной части нетканого материала являются в сущности такими же, что и средняя плотность или базовый вес нетканого материала. С помощью устройства и способа согласно настоящему изобретению гомогенные волокнистые абсорбирующие нетканые материалы модифицируют так, чтобы они больше не были гомогенными, а становились гетерогенными так, чтобы свойства при контакте с жидкостью нетканого материала зависели от места. Таким образом, гетерогенные абсорбирующие материалы согласно настоящему изобретению в различных местах могут характеризоваться плотностью или базовым весом, в сущности отличающимися от средней плотности или базового веса нетканого материала. Гетерогенная природа абсорбирующего нетканого материала согласно настоящему изобретению обеспечивает минимизацию негативных аспектов, связанных с проницаемостью или капиллярностью, посредством выполнения отдельных частей высокопроницаемыми, а других частей - обладающими высокой капиллярностью. Аналогично, компромисс между проницаемостью и капиллярностью устанавливается так, чтобы достижение относительно более высокой проницаемости могло быть осуществлено без уменьшения капиллярности.
В одном из воплощений гетерогенный материал также может включать суперабсорбирующий материал, поглощающий жидкости и образующий гидрогели. Эти материалы обычно способны абсорбировать большие количества жидкостей тела и удерживать их под умеренным давлением. Гетерогенный материал может включать такие материалы, диспергированные в подходящем носителе, таком как целлюлозные волокна во вспушенной форме или жесткие волокна.
В одном из воплощений гетерогенный материал может включать термопластичные частицы или волокна. Указанные материалы, в частности термопластичные волокна, могут быть изготовлены из различных термопластичных полимеров, включая полиолефины, такие как полиэтилен (например, PULPEX.RTM.) и полипропилен, полиэфиры, сополиэфиры, а также сополимеры любых вышеперечисленных веществ.
2
В зависимости от требуемых характеристик, подходящие термопластичные материалы включают гидрофобные волокна, которым были приданы гидрофильные свойства, например, посредством обработки поверхностно-активным веществом, или термопластичные волокна, обработанные окисью кремния, полученные, например, из полиолефинов, таких как полиэтилен или полипропилен, полиакрилатов, полиамидов, полистиролов и т.п. Поверхности гидрофобного термопластичного волокна могут быть приданы гидрофильные свойства посредством обработки поверхностно-активным веществом, таким как неионогенное или анионное поверхностно-активное вещество, например, посредством распыления на волокно поверхностно-активного вещества, посредством погружения волокна в поверхностно-активное вещество или посредством включения поверхностно-активного вещества в качестве части полимерного расплава при изготовлении термопластичного волокна. После расплавления и повторного затвердевания поверхностно-активное вещество будет иметь склонность к тому, чтобы оставаться на поверхностях термопластичного волокна. Подходящие поверхностно-активные вещества включают неионогенные поверхностно-активные вещества, такие как Brij 76, производимые компанией ICI Americas, Inc. ofWilmington, Del., а также различные поверхностно-активные вещества, продаваемые под торговым знаком Pegosperse.RTM., компанией GlycoChemical, Inc., Greenwich, Conn. Кроме того, также могут применяться неионогенные поверхностно-активные вещества и анионные поверхностно-активные вещества. Такие поверхностно-активные вещества могут наноситься на термопластичные волокна в количестве, например, от приблизительно 0,2 до приблизительно 1 г/см термопластичного волокна.
Подходящие термопластичные волокна могут быть выполнены из одного полимера (однокомпонентные волокна), или они могут быть выполнены из более, чем одного полимера (например, двухкомпонентные вол окна). Полимер, составляющий оболочку, зачастую плавится при другой, как правило более низкой температуре, чем полимер, составляющий сердцевину. В результате, такие двухкомпонентные волокна обеспечивают термическое скрепление вследствие расплавления полимера оболочки, при этом сохраняя требуемые прочностные характеристики полимера сердцевины.
Подходящие двухкомпонентные волокна для использования в настоящем изобретении могут включать волокна в виде оболочки/сердцевины, имеющие следующие комбинации полимеров: полиэтилен/полипропилен, полиэтилвинилацетат/полипропилен, полиэтилен/полиэфир, полипропилен/полиэфир, сополиэфир/полиэфир, и подобные. Особенно подходящие для применения в настоящем изобретении двухкомпонентные термопластичные волокна представляют собой волокна, содержащие полипропиленовую или полиэфирную сердцевину, и плавящуюся при более низкой температуре сополиэфирную, полиэтилвинилацетатную или полиэтиленовую оболочку (например, двухкомпонентные волокна DANAKLON.RTM., CELBOND.RTM. или CHISSO.RTM). Такие двухкомпонентные волокна могут быть концентрическими или эксцентрическими. Используемые в настоящем документе термины «концентрические» и «эксцентрические» указывают на то, что оболочка имеет толщину, являющуюся равномерной или неравномерной на протяжении области поперечного сечения двухкомпонентного волокна. Эксцентрические двухкомпонентные волокна могут быть более предпочтительны в плане обеспечения большей прочности на сжатие при меньшей толщине волокна. Подходящие двухкомпонентные волокна для использования в настоящем изобретении могут быть или неизвилистыми (т.е. несогнутыми), или извилистыми (т.е. согнутыми). Двухкомпонентные волокна могут быть выполнены извилистыми с помощью стандартных текстильных средств, таких как, например, завивка методом напрессовывания или завивка методом прокатывания между шестерен для получения преимущественно двухмерной или "плоской" волнистости.
Длина двухкомпонентных волокон может варьироваться в зависимости от конкретных свойств, предпочтительных для волокон, а также для процесса формования полотна. Как правило, в полотне айрлайд такие термопластичные волокна имеют длину от приблизительно 2 мм до приблизительно 12 мм, предпочтительно от приблизительно 2,5 мм до приблизительно 7,5 мм и наиболее предпочтительно от приблизительно 3,0 мм до приблизительно 6,0 мм. Свойства таких термопластичных волокон могут быть отрегулированы посредством изменения диаметра (размера) волокон. Диаметр таких термопластичных волокон, как правило, определяется в единицах денье (грамм на 9000 метров) или децитекс (грамм на 10000 метров). Подходящие двухкомпонентные термопластичные волокна, используемые в установке для изготовления полотна айрлайд, могут иметь диаметр в децитекс от приблизительно 1,0 до приблизительно 20, предпочтительно от приблизительно 1,4 до приблизительно 10 и наиболее предпочтительно от приблизительно 1,7 до приблизительно 7 децитекс.
Волокна могут представлять собой волокна субмикронного размера, известные как нановолокна, такие как, например N-волокна. N-волокна могут иметь средний диаметр менее 1 микрометра (слой из N-волокон) и могут быть добавлены к другим слоям из нетканых компонентов или иным образом включены в них для формирования нетканого полотна из материала. Слой из N-волокон может быть использован для изготовления, например, нетканого полотна SNS или нетканого полотна SMNS.N-волокна могут содержать полимер, например, выбранный из полиэфиров, включая PET и РВТ, полимолочной кислоты (PLA), алкидов, полиолефинов, включая полипропилен (РР), полиэтилен (РЕ) и полибутилен (РВ), олефиновыхсополимеров из этилена и пропилена, эластомерных полимеров, включая термопластичные полиуретаны (TPU) и стирольные блок-сополимеры (линейные и радиальные ди- и триблоксополимеры, например, различные типы, изготавливаемые компанией Kraton), полистиролов, полиамидов, РНА (полигидроксиалканоаты) и, например, РНВ (полигидроксибутираты), а также композиций на основе крахмала, включающих, например, термопластичный крахмал. Вышеперечисленные полимеры могут быть использованы в качестве гомополимеров, сополимеров, например, сополимеров этилена и пропилена, смесей, а также их сплавов. Слой из N-волокон может быть прикреплен к другим слоям из нетканых компонентов с помощью любого подходящего способа прикрепления, например, посредством способа прикрепления с помощью каландра, также называемого способом термического точечного скрепления.N-волокна описаны в патентной заявке США №14/483,256 (публикация US 2015-0038930 А1, опубликованная 5 февраля 2015), которая данной ссылкой в полном объеме включается в настоящее описание.
Может быть важен модуль упругости при сжатии этих термопластичных материалов, в частности, материалов, изготовленных из термопластичных волокон. Модуль упругости при сжатии термопластичных волокон зависит не только от их длины и диаметра, а также от состава и свойств полимера или полимеров, из которых они изготовлены, формы и конфигурации волокон (т.е., концентрические или эксцентрические, извитые или неизвитые) и подобных факторов. Отличие модулей упругости при сжатии таких термопластичных волокон может быть использовано для изменения свойств, в частности, параметров плотности соответствующей термически скрепленной волокнистой матрицы.
Гетерогенный материал также может включать синтетические волокна, которые как правило не функционируют как связующие волокна, но изменяют механические свойства волокнистых полотен. Синтетические волокна включают ацетатцеллюлозу, поливинилфторид, поливинилиденхлорид, акрилопласты (такие как Orion), поливинилацетат, нерастворимый поливиниловый спирт, полиэтилен, полипропилен, полиамиды (такие как нейлон), полиэфиры, двухкомпонентные волокна, трехкомпонентные волокна, их смеси и подобное. Такие волокна могут включать, например, полиэфирные волокна, такие как полиэтилентерефталатные (например, DACRON.RTM. И KODEL.RTM.), тугоплавкие извитые полиэфирные волокна (например, KODEL.RTM. 431, изготовленные компанией EastmanChemicalCo.), гидрофильные нейлоновые (HYDROFIL.RTM.), и т.п. Подходящие волокна также могут представлять собой гидрофилизированные гидрофобные волокна, такие как, обработанные поверхностно-активным веществом, или термопластичные волокна, обработанные окисью кремния, полученные, например, из полиолефинов, таких как полиэтилен или полипропилен, полиакрилатов, полиамидов, полистиролов, полиуретанов и т.п. В случае нескрепляющихся термопластичных волокон, их длина может варьироваться в зависимости от конкретных свойств, предпочтительных для этих волокон. Как правило, они имеют длину от приблизительно 0,3 до 7,5 см, предпочтительно от приблизительно 0,9 до приблизительно 1,5 см. Подходящие нескрепляющиеся термопластичные волокна могут иметь диаметр в децитекс в диапазоне от приблизительно 1,5 до приблизительно 35 децитекс, более предпочтительно от приблизительно 14 до приблизительно 20 децитекс.
Не смотря на то, что гетерогенный материал, содержащий частицы пеноматериала, является структурированным, его общая абсорбирующая способность должна соответствовать нагрузке на конструкцию, а также предполагаемому применению материала. Например, при использовании в абсорбирующем изделии размер и абсорбирующая способность гетерогенного материала могут варьироваться для соответствия различным применениям, например, в прокладках для страдающих недержанием, прокладках, прикрепляемых к нижнему белью, стандартных гигиенических прокладках или ночных гигиенических прокладках. Гетерогенный материал также может включать опциональные компоненты, иногда используемые в абсорбирующих полотнах. Например, армирующая сетка может быть расположена в соответствующих слоях или между соответствующими слоями гетерогенного материала.
Гетерогенный материал, содержащий частицы открытоячеистого пеноматериала, изготовленный в соответствии с настоящим изобретением, может быть использован в качестве абсорбирующей сердцевины или части абсорбирующей сердцевины в абсорбирующих изделиях, таких как гигиенические изделия для женщин, например прокладки, ежедневные прокладки и тампоны; одноразовые подгузники; изделия для страдающих недержанием, например гигиенические пакеты, подгузники для взрослых; изделия для ухода за домом, например салфетки, подушечки, полотенца; а также косметические изделия, например косметические подушечки, салфетки и изделия для ухода за кожей, например, используемые для очистки пор.
В одном воплощении гетерогенный материал может быть использован в качестве абсорбирующей сердцевины для абсорбирующего изделия. В таком воплощении абсорбирующая сердцевина может быть относительно тонкой, менее приблизительно 5 мм, или менее приблизительно 3 мм или менее приблизительно 1 мм. Сердцевины, имеющие толщину более 5 мм также допускаются в настоящем изобретении. Толщина может быть определена посредством измерения толщины в средней точке вдоль продольной центральной линии прокладки любыми известными способами измерения толщины при оказании равномерного давления 0,25 фунт./кв. дюйм. Абсорбирующая сердцевина может содержать абсорбирующие гелеобразующие материалы (AGM), включая AGM-волокна, как известно в данной области.
Гетерогенный материал может быть сформован или подрезан до определенной формы, внешние кромки которой определяют периферию. Кроме того, гетерогенный материал может быть непрерывным, так что он может быть свернут или смотан в рулон с включением или без включения предварительно сформированных линий разреза, разграничивающих гетерогенный материал на предварительно сформированные секции.
При использовании в качестве абсорбирующей сердцевины, форма гетерогенного материала может быть в сущности прямоугольной, круглой, овальной, эллиптической или подобной. Абсорбирующая сердцевина может быть в сущности отцентрована относительно продольной центральной линии и поперечной центральной линии абсорбирующего изделия. Профиль абсорбирующей сердцевины может быть выполнен таким, чтобы большее количество абсорбирующего материала было расположено ближе к центру абсорбирующего изделия. Например, абсорбирующая сердцевина может быть более толстой в средней части и сужаться к кромкам множеством способов, известных в данной области.
В одном из воплощений гетерогенный материал может использоваться для доставки активных ингредиентов к пользователю. Активные ингредиенты могут быть включены в частицы открытоячеистого пеноматериала, обволакиваемые элементы или в промежуточную фазу между обволакиваемыми элементами и частицами открытоячеистого пеноматериала. Активные агенты могут представлять собой дезинфицирующие вещества, противомикробные средства, антипролиферативные средства, которые могут быть направлены на борьбу с бактериями, вирусами и/или грибками, или на лечение другого заболевания. Активные агенты также могут включать пробиотики и пребиотики, которые могут быть направлены на способствование росту более предпочтительной микробной среды. Подходящие летучие активные агенты включают, но не ограничиваются ими, эфирные масла, спирты и ретиноиды.
Предпочтительно, активный агент может представлять собой эфирное масло, полученное из натуральных на 100% жиров и масел, полученных из натуральных растительных источников. Подходящие натуральные жиры или масла могут включать в себя цитрусовые масло, оливковое масло, масло авокадо, абрикосовое масло, масло бабассу, масло огуречника, масло камелии, масло канолы, касторовое масло, кокосовое масло, кукурузное масло, хлопковое масло, масло энотеры, масло зеленого чая, гидрогенизированное хлопковое масло, гидрогенизированное пальмоядровое масло, масло жожобы, малеинизированное соевое масло, масло из семян пенника лугового, пальмоядровое масло, арахисовое масло, рапсовое масло, масло из виноградных косточек, сафлоровое масло, масло сладкого миндаля, талловое масло, лауриновая кислота, пальмитиновая кислота, стеариновая кислота, линоленовая кислота, стеариловый спирт, лауриловый спирт, миристиловый спирт, бегениловый спирт, масло шиповника, масло календулы, масло ромашки, эвкалиптовое масло, можжевеловое масло, сандаловое масло, масло чайного дерева, подсолнечное масло, соевое масло, тимьяновое масло, масло перечной мяты, масло кудрявой мяты, базиликовое масло, анисовое масло, ментол, камфора, скипидарное масло, иланг-иланговое масло, розмариновое масло, лавандовое масло, масло сандалового дерева, масло корицы, майорановое масло, каяпутовое масло, лемонграссовое масло, апельсиновое масло, масло грейпфрута, лимонное масло, масло фенхеля, имбирное масло, масло душицы, сосновое масло, гвоздичное масло, масло орегано, масло розового дерева, шалфейное масло, масло петрушки, масло мирры, масло полыни, масло бузины, кедровое масло, а также их комбинации. Активный агент может представлять собой летучее дезинфицирующее средство, тимол. Тимол является эффективным противомикробным агентом с хорошо зарекомендованной эффективностью против дрожжевых грибков, плесени и микобактерий.
Другие активные агенты, которые также могут применяться со средствами доставки, включают, но не ограничиваются ими, а-пинен, 6-пинен, сабинен, мирцен, а-фелландрен, а-терпинен, лимонен, 1, 8-цинеол, у-терпинен, п-цимен, терпинолен, линалоол, терпинен-4-ол, а-терпинеол, карвон, мирцен, кариофиллен, ментол, цитронеллаль, геранилацетат, нерол, гераниол, нераль, цитраль, а также их комбинации.
Эффективное количество активного агента должно находиться на уровне, который требуется для того, чтобы композиция могла обеспечить требуемый благоприятный эффект при доставке на поверхность. Как правило, композиции для доставки содержат активный агент в количестве от приблизительно 0,01% по весу композиции для доставки до приблизительно 5,0% по весу композиции для доставки, более типично от приблизительно 0,01% по весу композиции для доставки до приблизительно 4,0% по весу композиции для доставки, и еще более типично от приблизительно 0,01% по весу композиции для доставки до приблизительно 3,0% по весу композиции для доставки.
Состав композиции для доставки может быть разработан с включением одного или более стандартных фармацевтически приемлемых и совместимых материалов-носителей и совместимых материалов-носителей для образования композиции для доставки средства для личной гигиены. Композиция для доставки средства для личной гигиены может быть выполнена в различных формах, включая без ограничения, водные растворы, гели, бальзамы, лосьоны, суспензии, кремы, различные виды молочка, мази, смазки, спреи, пенки, твердые бруски, аэрозоли и т.п. Носитель предпочтительно является безводным, при этом носитель, как правило, содержит менее 15% воды, более типично менее 10% воды, и еще более типично менее 5% воды. Применение безводного носителя предотвращает активацию активируемой водой матрицы и выпускание активных агентов или высвобождение агентов, заключенных в ней. Безводный носитель может включать, но не ограничиваться ими, один или смеси из следующих типов ингредиентов: жирные кислоты, жирные спирты, поверхностно-активные вещества, эмоленты, увлажнители, гигроскопические вещества, натуральные масла (полученные из растительных источников), синтетические масла (полученные из нефти), силиконовые масла, косметические смягчающие кожу масла (включая сложные эфиры, углеводороды и т.п.), как описано ниже.
Примеры таких подходящих агентов включают эмоленты, стерины или производные стеринов, натуральные и синтетические жиры или масла, усилители вязкости, модификаторы реологии, полиолы, поверхностно-активные вещества, спирты, сложные эфиры, силиконы, глины, крахмал, целлюлозу, твердые частицы, увлажнители, пленкообразователи, модификаторы скольжения, модификаторы поверхности, средства для защиты кожи, гигроскопические вещества, солнцезащитные средства и т.п.
Таким образом, композиции для доставки могут дополнительно опционально включать один или более эмолентов, которые, как правило, функционируют с обеспечением смягчения, успокоения и иного смазывания и/или увлажнения кожи. Подходящие эмоленты, которые могут быть включены в композиции, включают масла, такие как вазелиновое масло, натуральные масла, вазелин, минеральные масла, алкилдиметиконы, алкилметиконы, алкилдиметиконсополиолы, фенилсиликоны, алкилтриметилсиланы, диметикон, кроссполимерыдиметикона, циклометикон, ланолин и его производные, сложные эфиры глицерина и их производные, сложные эфиры пропиленгликоля и их производные, алкоксилированные карбоновые кислоты, алкоксилированные спирты, и их комбинации.
В качестве эмолентов также можно подходящим образом применять простые эфиры, такие как эвкалиптол, цетерарилглюкозид, простой диметилизосорбиновый полиглицерил-3-цетиловый эфир, полиглицерил-3-децилтетрадеканол, простой пропиленгликольмиристиловый эфир и их комбинации.
Композиция для доставки может включать один или более эмолентов в количестве от приблизительно 0,01% по весу композиции для доставки до приблизительно 70% по весу композиции для доставки, более предпочтительно от приблизительно 0,05% по весу композиции для доставки до приблизительно 50% по весу композиции для доставки, и еще более предпочтительно от приблизительно 0,10% по весу композиции для доставки до приблизительно 40% по весу композиции для доставки. В случаях, когда композиция используется в комбинации с влажной салфеткой, композиция может включать эмолент в количестве от приблизительно 0,01% по весу композиции для доставки до приблизительно 20% по весу композиции для доставки, более предпочтительно от приблизительно 0,05% по весу композиции для доставки до приблизительно 10% по весу композиции для доставки, и более типично от приблизительно 0,1% по весу композиции для доставки до приблизительно 5,0% по весу композиции для доставки. Опционально, один или более усилителей вязкости могут быть добавлены в композицию для личной гигиены с целью повышения вязкости для способствования стабилизации композиции, например, когда композиция включена в изделие для личной гигиены, тем самым уменьшая миграцию композиции и улучшая перенос к коже. Подходящие усилители вязкости включают полиолефиновые смолы, липофильные/масляные загустители, полиэтилен, диоксид кремния, силилат диоксида кремния, метилсилилат диоксида кремния, коллоидный диоксид кремния, цетилгидроксиэтилцеллюлозу, другие органически модифицированные типы целлюлозы, сополимер PVP и декана, кроссполимер PVM/MA и декадиена, сополимер PVP и эйкозена, сополимер PVP и гексадекана, глины, карбомеры, загустители на основе акрилатов, загустители на основе поверхностно-активных веществ и их комбинации.
Композиция для доставки может предпочтительно включать один или более усилителей вязкости в количестве от приблизительно 0,01% по весу композиции для доставки до приблизительно 25% по весу композиции для доставки, более предпочтительно от приблизительно 0,05% по весу композиции для доставки до приблизительно 10% по весу композиции для доставки, и еще более предпочтительно от приблизительно 0,1% по весу композиции для доставки до приблизительно 5% по весу композиции для доставки.
Композиция для доставки может опционально дополнительно содержать модификаторы реологии. Модификаторы реологии могут способствовать увеличению вязкости расплава композиции так, чтобы композиция легко оставалась на поверхности продукта для личной гигиены.
Подходящие модификаторы реологии включают комбинации альфа-олефинов и стирола отдельно или в комбинации с минеральным маслом или вазелином, комбинации дифункциональньгх альфа-олефинов и стирола отдельно или в комбинации с минеральным маслом или вазелином, комбинации альфа-олефинов и изобутена отдельно или в комбинации с минеральным маслом или вазелином, сополимеры этилена, пропилена и стирола отдельно или в комбинации с минеральным маслом или вазелином, сополимеры бутилена, этилена и стирола отдельно или в комбинации с минеральным маслом или вазелином, сополимеры этилена и винилацетата, полиэтиленполиизобутилены, полиизобутены, полиизобутилен, пальмитат декстрина, этилгексаноат пальмитат декстрина, стеароилинулин, стеаралкония бентонит, дистеардимониумгекторит и стеаралконийгекторит, сополимеры стирола, бутадиена и стирола, сополимеры стирола, изопрена и стирола, сополимеры стиролэтилена и бутиленстирола, сополимеры стиролэтилена и пропиленстирола, n-полимеры стирола и бутадиена, n-полимеры стирола и изопрена, сополимеры стирола и бутадиена и сополимеры стиролэтилена и пропилена и их комбинации. В частности, особенно предпочтительными являются усилители реологии, такие как минеральное масло и сополимеры этилена, пропилена и стирола и минеральное масло и сополимеры бутилена, этилена и стирола.
Композиция для доставки может подходящим образом включать один или более модификаторов реологии в количестве от приблизительно 0,1% по весу композиции для доставки до приблизительно 5% по весу композиции для доставки.
Композиция для доставки может опционально дополнительно содержать гигроскопические вещества. Примеры подходящих гигроскопических веществ включают глицерин, производные глицерина, гиалуронат натрия, бетаин, аминокислоты, глюкозаминглюканы, мед, сорбит, гликоли, полиолы, сахара, гидрированныегидролизаты крахмала, соли РСА, молочную кислоту, лактаты и мочевину. Особенно предпочтительным гигроскопическим веществом является глицерин. Композиция для доставки может подходящим образом включать одно или более гигроскопических веществ в количестве от приблизительно 0,05% по весу композиции для доставки до приблизительно 25% по весу композиции для доставки.
Композиция для доставки согласно настоящему изобретению может опционально дополнительно содержать пленкообразователи. Примеры подходящих пленкообразователей включают производные ланолина (например, ацетилированные ланолины), пережиренные масла, циклометикон, циклопентасилоксан, диметикон, синтетические и биологические полимеры, белки, вещества на основе четвертичного аммония, крахмалы, камеди, производные целлюлозы, полисахариды, альбумин, производные акрилатов, производные IPDI и т.п. Композиция согласно настоящему изобретению может подходящим образом включать один или более пленкообразователей в количестве от приблизительно 0,01% по весу композиции для доставки до приблизительно 20% по весу композиции для доставки.
2
Композиция для доставки может опционально дополнительно содержать модификаторы скольжения. Примеры подходящих модификаторов скольжения включают оксихлорид висмута, оксид железа, слюду, поверхностно обработанную слюду, ZnO, ZrO, диоксид кремния, силиат диоксида кремния, коллоидный диоксид кремния, аттапульгит, сепиолит, крахмалы (например, кукурузный, тапиоковый, рисовый), производные целлюлозы, нейлон-12, нейлон-6, полиэтилен, тальк, стирол, полистирол, полипропилен, сополимер этилена и акриловой кислоты, акрилаты, сополимеры акрилатов (кроссполимер метилметакрилата), серицит, диоксид титана, оксид алюминия, силиконовую смолу, сульфат бария, карбонат кальция, ацетат целлюлозы, полиметилметакрилат, полиметилсилсеквиоксан, тальк, тетрафторэтилен, шелковый порошок, нитрид бора, лауроиллизин, синтетические масла, натуральные масла, сложные эфиры, силиконы, гликоли и т.п. Композиция согласно настоящему изобретению может подходящим образом включать один или более модификаторов скольжения в количестве от приблизительно 0,01% по весу композиции для доставки до приблизительно 20% по весу композиции для доставки.
Композиция для доставки может опционально дополнительно содержать модификаторы поверхности. Примеры подходящих модификаторов поверхности включают силиконы, материалы на основе кватерния, порошки, соли, пептиды, полимеры, глины и сложные глицериловые эфиры. Композиция согласно настоящему изобретению может подходящим образом включать один или более модификаторов поверхности в количестве от приблизительно 0,01% по весу композиции для доставки до приблизительно 20% по весу композиции для доставки.
Композиция для доставки может также дополнительно содержать средства для защиты кожи. Примеры подходящих средств для защиты кожи включают ингредиенты, приведенные в монографии SP (21 CFR раздел 347). Подходящие средства для защиты кожи и количества включают такие, которые изложены в монографии SP, подраздел В - ActiveingredientsSec 347.10: (а) Аллантоин, от 0,5 до 2%, (b) Гель гидроксида алюминия, от 0,15 до 5%, (с) Каламин, от 1 до 25%, (d) Масло какао, от 50 до 100%; (е) Рыбий жир, от 5 до 13,56%, в соответствии с 347.20 (а) (1) или (а) (2) при условии, что на продукте помечено, что количество, применяемое в 24-часовой период, не превышает 10000 U.S.P. единиц витамина А и 400 U.S.P. единиц холекальциферола, (f) Коллоиное толокно, минимум 0,007%, минимум 0,003% в комбинации с минеральным маслом в соответствии с § 347.20(a) (4), (g) Диметикон, от 1 до 30%, (h) Глицерин, от 20 до 45%, (i) Твердый жир, от 50 до 100%, (j) Каолин, от 4 до 20%, (k) Ланолин от 12,5 до 50%, (l) Минеральное масло, от 50 до 100%, 30 до 35% в комбинации с коллоидальным толокном в соответствии с § 347.20 (а) (4), (m) Вазелин, от 30 до 100%, (о) Бикарбонат натрия, (q) Локальный крахмал, от 10 до 98%, (r) Медицинский вазелин, от 30 до 100%, (s) Ацетат цинка, от 0,1 до 2%, (t) Карбонат цинка, от 0,2 до 2%, (u) Оксид цинка, от 1 до 25%.
Композиция для доставки может также дополнительно содержать солнцезащитные средства. Примеры подходящих солнцезащитных средств включают аминобензойную кислоту, авобензон, циноксат, диоксибензон, гомосалат, ментилантранилат, октокрилен, октиноксат, октисалат, оксибензон, падимат О, фенилбензимидазолсульфоновую кислоту, сулисобензон, диоксид титана, троламинсалицилат, оксид цинка и их комбинации. Другие подходящие солнцезащитные средства и количества включают такие, которые одобрены FDA, как описано в Монографии конечных лечебных продуктов, отпускаемых без рецепта, в отношении солнцезащитных средств (Федеральная регистрация, 1999:64:27666-27693), включенной в настоящий документ посредством ссылки, а также разрешенные Европейским Сообществом солнцезащитные средства и количества.
Композиция для доставки может также дополнительно содержать вещества на основе четвертичного аммония. Примеры подходящих веществ на основе четвертичного аммония включают поликватерний-7, поликватерний-10, хлорид бензалкония, бегентримонияметосульфат, хлорид цетримония, кокамидопропил pg-димония хлорид, гуаргидроксипропилтримония хлорид, изостеарамидопропилморфолиналактат, поликватерниум-33, поликватерниум-60, поликватерниум-79, гекторит кватерниум-18, кватерниум-79 гидролизованный шелк, кватерниум-79 гидролизованный соевый белок, этосульфатамидопропилэтилдимония семян рапса, силикон кватерниум-7, хлорид стеаралкония, хлорид пальмитамидопропилтримония, бутилгликозиды, хлорид гидроксипропилтримония, хлорид гидроксипропилдецилглюкозидовлаурдимония и т.п. Композиция согласно настоящему изобретению может подходящим образом включать одно или более веществ на основе четвертичного аммония в количестве от приблизительно 0,01% по весу композиции для доставки до приблизительно 20% по весу композиции для доставки.
Композиция для доставки может опционально дополнительно содержать поверхностно-активные вещества. Примеры подходящих дополнительных поверхностно-активных веществ включают, например, анионные поверхностно-активные вещества, катионные поверхностно-активные вещества, амфотерные поверхностно-активные вещества, цвиттерионные поверхностно-активные вещества, неионогенные поверхностно-активные вещества и их комбинации. Конкретные примеры подходящих поверхностно-активных веществ известны в данной области и включают такие, которые являются подходящими для введения в композиции для личной гигиены и салфетки. Композиция согласно настоящему изобретению может подходящим образом включать одно или более поверхностно-активных веществ в количестве от приблизительно 0,01% по весу композиции для доставки до приблизительно 20% по весу композиции для доставки.
Композиция для доставки может также дополнительно содержать дополнительные эмульгаторы. Как упоминалось выше, в композиции в качестве эмульгаторов могут функционировать натуральные жирные кислоты, сложные эфиры и спирты и их производные и их комбинации. Опционально, композиция может содержать дополнительный эмульгатор, отличающийся от натуральных жирных кислот, сложных эфиров и спиртов и их производных и их комбинаций. Примеры подходящих эмульгаторов включают неионогенные, такие как полисорбат 20, полисорбат 80, анионные, такие как фосфат DEA, катионные, такие как метосульфатбегентримония, и подобные. Композиция согласно настоящему изобретению может подходящим образом включать один или более эмульгаторов в количестве от приблизительно 0,01% по весу композиции для доставки до приблизительно 20% по весу композиции для доставки.
Композиция для доставки может дополнительно включать вспомогательные компоненты, традиционно находящиеся в фармацевтических композициях в их установленной в данной области форме и в их установленных в данной области количествах. Например, композиции могут содержать дополнительные совместимые фармацевтически активные средства для комбинированной терапии, такие как противомикробные средства, антиоксиданты, противопаразитарные агенты, противозудные средства, противогрибковые средства, антисептические активные средства, биологические активные средства, вяжущие вещества, кератолитические активные вещества, местные анестетики, агенты от укусов насекомых, агенты от покраснения, успокаивающие кожу агенты и их комбинации. Другие подходящие добавки, которые могут быть включены в композиции согласно настоящему изобретению, включают красители, дезодоранты, ароматизирующие вещества, ароматы, эмульгаторы, противовспенивающие агенты, смазывающие вещества, натуральные увлажняющие агенты, агенты для кондиционирования кожи, агенты для защиты кожи, а также другие благоприятные для кожи агенты (например, экстракты, такие как алоэ вера, и агенты от старения, такие как пептиды), растворители, солюбилизирующие агенты, суспендирующие агенты, смачивающие вещества, гигроскопические вещества, консерванты, регуляторы рН, буферные агенты, красители и/или пигменты и их комбинации.
Компоненты одноразового абсорбирующего изделия (например, подгузник, одноразовые трусы, изделие для взрослых, страдающих недержанием, гигиеническая салфетка, ежедневная прокладка и т.п.), описанные в настоящем документе, могут по меньшей мере частично состоять из материалов биологического происхождения, как описано в US 2007/0219521 А1 (Hirdetal), опубликованной 20 сентября 2007, US 2011/0139658 А1 (Hirdetal), опубликованной 16 июня 2011, US 2011/0139657 А1 (Hirdetal), опубликованной 16 июня 2011, US 2011/0152812 A1 (Hirdetal), опубликованной 23 июня 2011, US 2011/0139662 А1 (Hirdetal), опубликованной 16 июня 2011, и US 2011/0139659 А1 (Hirdetal), опубликованной 16 июня 2011. Такие компоненты включают, но не ограничиваются ими, нетканые материалы верхнего листа, пленки нижнего листа, нетканые материалы нижнего листа, нетканые материалы боковых панелей, нетканые материалы барьерных ножных манжет, суперабсорбент, нетканые поглощающие слои, нетканые материалы оболочек сердцевины, адгезивы, крючки застежек и нетканые материалы зон крепления, а также основы пленок.
По меньшей мере в одном воплощении компонент одноразового абсорбирующего изделия содержит материалы из биологических источников в количестве от приблизительно 10% до приблизительно 100% по стандарту ASTM D6866-10, метод В, в другом воплощении, от приблизительно 25% до приблизительно 75%, и еще в одном воплощении, от приблизительно 50% до приблизительно 60% по стандарту ASTM D6866-10, метод В.
Для применения методологии стандарта ASTM D6866-10 для определения содержания материалов из биологических источников в любом компоненте одноразового абсорбирующего изделия, для проведения испытания должен быть получен типичный образец компонента одноразового абсорбирующего изделия. По меньшей мере в одном воплощении компонент одноразового абсорбирующего изделия может быть измельчен до частиц размером менее приблизительно 20 меш с использованием известных способов измельчения (например, с применением мельницы Wiley), при этом типичный образец подходящей массы выбирают из хаотичным образом смешанных частиц.
По меньшей мере в одном воплощении частица пеноматериала или обволакиваемый элемент содержат материалы из биологических источников в количестве от приблизительно 10% до приблизительно 100% по стандарту ASTM D6866-10, метод В, в другом воплощении, от приблизительно 25% до приблизительно 75%, и еще в одном воплощении, от приблизительно 50% до приблизительно 60%. Частицы пеноматериала могут быть изготовлены из материалов из биологических источников, таких как мономеры, как описано в US 2012/0108692 A1 (Dyer), опубликованной 3 мая 2012.
Для применения методологии стандарта ASTM D6866-10 для определения содержания материалов из биологических источников в любой частице пеноматериала или обволакиваемом элементе, для проведения испытания должен быть получен типичный образец частицы пеноматериала или обволакиваемого элемента. По меньшей мере в одном воплощении частица пеноматериала или обволакиваемый элемент могут быть измельчены до частиц размером менее приблизительно 20 меш с использованием известных способов измельчения (например, с применением мельницы Wiley), при этом типичный образец подходящей массы выбирают из хаотичным образом смешанных частиц.
Тестирование полимеров, полученных из возобновляемых источников
14
14
14
Подходящей методикой тестирования является анализ С. Небольшое количество диоксида углерода в атмосфере является радиоактивным. Этот диоксид углерода С создается, когда азот атакуется нейтроном, полученным в результате ультрафиолетового излучения, в результате чего азот теряет протон и формирует углерод с молекулярной массой 14, который сразу же окисляется до диоксида углерода. Этот радиоактивный изотоп представляет собой небольшую, но поддающуюся измерению часть атмосферного углерода. Атмосферный диоксид углерода циклически используется зелеными растениями для производства органических молекул во время фотосинтеза. Цикл завершается, когда зеленые растения или другие формы жизни метаболизируют органические молекулы, тем самым производя диоксид углерода, который выпускается обратно в атмосферу. Фактически, рост и воспроизводство всех форм жизни на Земле зависят от такого производства органических молекул зелеными растениями. Таким образом, С, присутствующий в атмосфере, становится частью всех форм жизни и их биологических продуктов. В отличие от этого, углерод, содержащийся в ископаемом топливе, не содержит значительную долю атмосферного диоксида углерода.
Оценка содержания углерода из возобновляемых источников в материале может быть выполнена стандартными методами испытания. Содержание в материалах доли из биологических источников может быть определено с помощью радиоуглеродного анализа и масс-спектрометрии изотопных соотношений. Организация ASTM International, формально известная как «Американское общество по испытанию материалов», обеспечила стандартный способ оценки содержания в материалах доли из биологических источников. Согласно ASTM используется метод ASTM D6866-10.
14
Применение метода ASTM D6866-10 для определения содержания "доли из биологических источников" основано на той же концепции, что и радиоуглеродное датирование, но без использования уравнений возраста. Анализ осуществляют посредством получения соотношения количества органического радиоуглерода (С) в неизвестном образце к его количеству в современном эталонном образце. Соотношение выражают в процентах в единицах изменения «рМС» (процентов современного углерода).
Современный эталонный стандарт, используемый при радиоуглеродном датировании, представляет собой стандарт NIST (Национальный институт стандартов и технологий) с известным эквивалентом содержания радиоуглерода, соответствующего приблизительно 1950 году нашей эры. Был выбран 1950 год нашей эры, поскольку он представляет время до начала проведения испытаний термоядерного оружия, в результате которых при каждом взрыве в атмосферу был произведен выброс большого количества радиоуглерода ("бомбовый эффект"). Для образца 1950 года характерно значение 100 рМС.
В 1963 г. в период пика испытаний и до заключения договора о прекращении испытаний содержание "бомбового углерода" в атмосфере увеличилось почти в два раза по сравнению с нормальными показателями. Его распределение в атмосфере было аппроксимировано с момента его появления, в результате чего для растений и животных, живущих с 1950 года нашей эры, характерны значения более 100 рМС. Этот показатель постепенно снижается, при этом на данный момент он составляет приблизительно 107,5 рМС. Это значит, что свежий биологический материал, например кукуруза, может характеризоваться радиоуглеродным показателем, составляющим приблизительно 107,5 рМС.
Комбинирование ископаемого углерода с современным углеродом в материале в результате обеспечит уменьшение содержания современного углерода (рМС). Если предположить, что значение 107,5 рМС характерно для современных биологических материалов, а 0 рМС - для производных нефти, тогда значение рМС, измеренное для материала, будет отражать количественное соотношение компонентов указанных двух типов. Материал, полученный на 100% из современных соевых бобов, будет характеризоваться радиоуглеродным показателем, составляющим приблизительно 107,5 рМС. Если этот материал разбавить, например, на 50% производными нефти, он будет характеризоваться радиоуглеродным показателем, составляющим приблизительно 54 рМС (предполагая, что содержание углерода в производных нефти совпадает с содержанием углерода в соевых бобах).
Значение содержания биомассы получают посредством установления следующих соответствий: 100% равно 107,5 рМС, а 0% равно 0 рМС. Исходя из этого, образец, для которого было определено значение 99 рМС, будет характеризоваться эквивалентным значением содержания материалов из биологических источников, составляющим 92%.
Оценка материалов, описанных в настоящем документе, может быть произведена в соответствии со стандартом ASTM D6866. Средние значения, цитируемые в этом отчете, охватывают абсолютный диапазон, составляющий 6% (+/-3% с каждой стороны значения содержания материалов из биологических источников), для учета вариаций в радиоуглеродных показателях конечных компонентов. Предполагается, что все материалы по своему происхождению являются современными или ископаемыми, при этом желаемый результат представляет собой количество компонента из биологических источников "присутствующего" в материале, а не количество материала из биологических источников, "использованного" в процессе производства.
Гетерогенный материал может служить в качестве любой части абсорбирующего изделия. В одном из воплощений гетерогенный материал может служить в качестве абсорбирующей сердцевины абсорбирующего изделия. В одном из воплощений гетерогенный материал может служить в качестве части абсорбирующей сердцевины абсорбирующего изделия. В одном из воплощений может быть скомбинировано более одного гетерогенного материала, при этом каждый гетерогенный материал отличается по меньшей мере от одного другого гетерогенного материала или в плане выбора обволакиваемых элементов, или в плане характеристик его частиц открытоячеистого пеноматериала. Различные два или более гетерогенных материала могут быть скомбинированы для формирования абсорбирующей сердцевины. Абсорбирующее изделие может дополнительно содержать верхний лист и нижний лист.
В одном из воплощений гетерогенный материал может быть использован в качестве верхнего листа для абсорбирующего изделия. Гетерогенный материал может быть скомбинирован с абсорбирующей сердцевиной или он может быть скомбинирован только с нижним листом.
В одном из воплощений гетерогенный материал может быть скомбинирован с абсорбирующим слоем любого другого типа, таким как, например, слой из целлюлозы, слой, содержащий суперабсорбирующие гелеобразующие материалы, слой из абсорбирующих айрлайд-волокон или слой из абсорбирующего пеноматериала. Также в настоящем изобретении допускается применение других абсорбирующих слоев, не перечисленных в настоящем документе.
В одном из воплощений для абсорбирования жидкостей может использоваться сам гетерогенный материал без его размещения в абсорбирующем изделии.
В соответствии с одним из воплощений абсорбирующее изделие может содержать проницаемый для жидкости верхний лист. Верхний лист, подходящий для применения в настоящем изобретении, может содержать тканые материалы, нетканые материалы и/или трехмерные полотна из непроницаемой для жидкости полимерной пленки, содержащей проницаемые для жидкости отверстия. Верхний лист для применения в настоящем изобретении может быть однослойным или содержать множество слоев. Например, обращенная к пользователю и контактирующая с ним поверхность может быть обеспечена пленочным материалом, содержащим отверстия, выполненные для обеспечения переноса жидкости от обращенной к пользователю поверхности в направлении к абсорбирующему конструктивному элементу. Такие проницаемые для жидкости перфорированные пленки хорошо известны в данной области. Они обеспечивают эластичную трехмерную подобную волокнам структуру. Такие пленки были раскрыты более подробно, например, в US 3929135, US 4151240, US 4319868, US 4324426, US 4343314, US 4591523, US 4609518, US 4629643, US 4695422 или WO 96/00548.
Абсорбирующие изделия согласно фиг. 1-17, на которых показаны воплощения гетерогенного материала, могут также содержать нижний лист и верхний лист. Нижний лист может быть использован для предотвращения намачивания жидкостями, абсорбированными и удерживаемыми в абсорбирующем конструктивном элементе, материалов, контактирующих с абсорбирующим изделием, таких как подштанники, трусы, пижамы, нижнее белье и рубашки или пиджаки, тем самым выполняя функцию барьера для переноса жидкости. Нижний лист согласно одному из воплощений настоящего изобретения также может обеспечивать перенос через себя по меньшей мере водяного пара или и водяного пара и воздуха.
В частности, когда абсорбирующее изделие находит применение в качестве гигиенической салфетки или ежедневной прокладки, абсорбирующее изделие также может быть снабжено средствами крепления к трусам, что предполагает наличие средств для прикрепления изделия к нижнему белью, например, адгезива для прикрепления к трусам, размещенного на обращенной к белью поверхности нижнего листа. Крылья или боковые клапаны, предназначенные для сгибания вокруг кромки промежности нижнего белья, также могут быть обеспечены на боковых кромках гигиенической салфетки.
На фиг. 1 изображен вид сверху гигиенической салфетки 10, содержащей верхний лист 12, нижний лист (не показан), абсорбирующую сердцевину 16, расположенную между верхним листом 12 и нижним листом, продольную ось 24 и поперечную ось 26. Абсорбирующая сердцевина 16 содержит гетерогенный материал 18, содержащий элементы 30 и одну или более отдельных частиц 20 пеноматериала, обволакивающих по меньшей мере один элемент 30 гетерогенного материала 18. Как показано на фиг. 1, элементы 30 представляют собой волокна 22. Часть верхнего листа вырезана для демонстрации расположенных под ней частей.
На фиг. 2 и 3 показаны поперечные сечения прокладки, показанной на фиг. 1, выполненные, соответственно, по вертикальной плоскости 2-2 вдоль продольной оси 24, а также по вертикальной плоскости 3-3 вдоль поперечной оси 26. Как можно заметить на фиг. 2 и 3, абсорбирующая сердцевина 16 расположена между верхним листом 12 и нижним листом 14. Как показано в воплощении на фиг. 2 и 3, отдельные частицы 20 пеноматериала распределены по абсорбирующей сердцевине и обволакивают элементы 30 гетерогенного материала 18. Отдельные частицы 20 пеноматериала могут быть протяжены за пределы обволакиваемых элементов с целью формирования части внешней поверхности гетерогенного материала. Кроме того, отдельные частицы пеноматериал могут быть полностью спутаны внутри гетерогенного материала абсорбирующей сердцевины. Между волокнами 22 расположены пустоты 28, содержащие газ.
На фиг. 4 показан вид сверху гигиенической салфетки 10, показывающий одно из воплощений настоящего изобретения. Гигиеническая салфетка 10 содержит верхний лист 12, нижний лист (не показан), абсорбирующую сердцевину 16, расположенную между верхним листом 12 и нижним листом, продольную ось 24 и поперечную ось 26. Абсорбирующая сердцевина 16 содержит гетерогенный материал 18, содержащий элементы 30 и одну или более отдельных частиц 20 пеноматериала, обволакивающих по меньшей мере один элемент 30 гетерогенного материала 18. Как показано на фиг. 4, элементы 30 представляют собой волокна 22. Часть верхнего листа вырезана для демонстрации расположенных под ней частей. Как показано на фиг. 4, отдельные частицы 20 пеноматериала могут быть непрерывными вдоль оси гетерогенного материала, например, вдоль продольной оси. Кроме того, отдельный пеноматериал 20 может быть расположен таким образом, чтобы формировать линию в гетерогенном материале. Отдельные частицы 20 пеноматериала показаны вблизи верхней части гетерогенного материала 18, однако они также могут быть расположены на любой вертикальной высоте гетерогенного материала 18 так, что обволакиваемые элементы 30 могут быть расположены сверху или снизу одной или более отдельных частиц 20 пеноматериала.
На фиг. 5, 6 и 7 показаны поперечные сечения прокладки, показанной на фиг. 4, выполненные, соответственно, по вертикальным плоскостям 5-5, 6-6 и 7-7. Вертикальная плоскость 5-5 параллельна поперечной оси прокладки, а вертикальные плоскости 6-6 и 7-7 параллельны продольной оси. Как можно заметить на фиг. 5-7, абсорбирующая сердцевина 16 расположена между верхним листом 12 и нижним листом 14. Как показано в воплощении на фиг. 5, отдельные частицы 20 пеноматериала распределены по абсорбирующей сердцевине и обволакивают элементы 30 гетерогенного материала 18. Как показано на фиг. 6, отдельная частица 20 пеноматериала может быть непрерывной и протяженной вдоль гетерогенного материала. Как показано на фиг. 7, гетерогенный материал может не содержать каких-либо отдельных частиц пеноматериала вдоль линии поперечного сечения абсорбирующей сердцевины. Пустоты 28, содержащие газ, расположены между волокнами 22.
Фиг. 8 представляет собой увеличенное изображение части фиг. 5, обозначенной на фиг. 5 кругом 80, выполненным пунктирной линией. Как показано на фиг. 8, гетерогенный материал 18 содержит отдельные частицы 20 пеноматериала и обволакиваемые элементы 30 в виде волокон 22. Пустоты 28, содержащие газ, расположены между волокнами 22.
На фиг. 9 показан вид сверху гигиенической салфетки 10, показывающий одно из воплощений настоящего изобретения. Гигиеническая салфетка 10 содержит верхний лист 12, нижний лист (не показан), абсорбирующую сердцевину 16, расположенную между верхним листом 12 и нижним листом, продольную ось 24 и поперечную ось 26. Абсорбирующая сердцевина 16 содержит гетерогенный материал 18, содержащий элементы 30 и одну или более отдельных частиц 20 пеноматериала, обволакивающих по меньшей мере один элемент 30 гетерогенного материала 18. Как показано на фиг. 9, элементы 30 представляют собой волокна 22. Часть верхнего листа вырезана для демонстрации расположенных под ней частей. Как показано на фиг. 9, отдельные частицы 20 пеноматериала могут формировать узор, например, в виде шахматной сетки.
На фиг. 10 и 11 показаны поперечные сечения прокладки, показанной на фиг. 9, выполненные, соответственно, по вертикальным плоскостям 10-10 и 11-11. Как можно заметить на фиг. 10 и 11, абсорбирующая сердцевина 16 расположена между верхним листом 12 и нижним листом 14. Как показано в воплощении на фиг. 10 и 11, отдельные частицы 20 пеноматериала распределены по абсорбирующей сердцевине и обволакивают элементы 30 в виде волокон 22 гетерогенного материала 18. Пустоты 28, содержащие газ, расположены между волокнами 22.
На фиг. 12-16 представлены СЭМ-микрофотографии частиц 20 пеноматериала HIPE, спутанных внутри гетерогенного материала 18, содержащего нетканые волокна 22. На фиг. 12 показана СЭМ-микрофотография, выполненная при увеличении 15х. Как показано на фиг. 12, отдельная частица 20 пеноматериала HIPE и элементы 30 в форме волокон 22 спутаны.Частица 20 пеноматериала HIPE обволакивает одно или более волокон 22 гетерогенного материала 18. Волокна 22 гетерогенного материала 18 пересекают частицу 20 пеноматериала HIPE. Пустоты 28, содержащие газ, расположены между волокнами 22.
На фиг. 13 показана абсорбирующая сердцевина согласно фиг. 12 при увеличении 50х. Как показано на фиг. 13, частицы 20 пеноматериала HIPE охватывают часть одного или более волокон 22 так, чтобы волокна делили пополам частицы 20 пеноматериала HIPE. Частицы 20 пеноматериала HIPE обволакивают волокна так, чтобы указанные частицы не могли свободно двигаться вокруг них в абсорбирующей сердцевине. Как показано на фиг. 13, в обволакивающем пеноматериале 20 могут присутствовать вакуоли 32. Вакуоли 32 могут содержать часть обволакиваемого элемента 30.
На фиг. 14 показана другая СЭМ-микрофотография поперечного сечения отдельной частицы пеноматериала HIPE при увеличении 15х. Как показано на фиг. 14, частица 20 пеноматериала HIPE может быть протяжена за пределы элементов 30 гетерогенного материала 18 с целью формирования части внешней поверхности гетерогенного материала 18. Частицы 20 пеноматериала HIPE обволакивает одно или более волокон 22 гетерогенного материала 18. Волокна абсорбирующей сердцевины пересекают частицу пеноматериала HIPE. Пустоты 28, содержащие газ, расположены между волокнами 22.
На фиг. 15 показана другая СЭМ-микрофотография гетерогенного материала 18, выполненная при увеличении 18х. Как показано на фиг. 15, частицы 20 пеноматериала HIPE могут быть расположены ниже внешней поверхности гетерогенного материала 18 таким образом, чтобы они не формировали часть внешней поверхности гетерогенного материала 18 и были окружены волокнами 22 и пустотами 28, содержащими газ. В частице 20 пеноматериала могут быть сформированы одна или более вакуолей 32.
На фиг. 16 показана СЭМ-микрофотография гетерогенного материала согласно фиг. 15, выполненная при увеличении 300х. Как показано на фиг. 16, гетерогенный материал 18 содержит частицу 20 открытоячеистого пеноматериала, обволакивающую один или более обволакиваемых элементов 30 в виде волокон 22. Как показано на фиг. 16, в обволакивающем пеноматериале 20 могут присутствовать вакуоли 32. Вакуоли 32 могут содержать часть обволакиваемого элемента 30. Как показано на фигуре, вакуоли 32 имеют площадь поверхности поперечного сечения, составляющую от 1,1 до 10 площадей поверхности поперечного сечения волокон 22, или от 10 до 300 площадей поверхности поперечного сечения ячеек 36 в частице 20 открытоячеистого пеноматериала.
Фиг. 17 представляет собой фотографию гетерогенного материала 18, содержащего обволакиваемые элементы 30, содержащие нетканое полотно, и частицы 20 открытоячеистого пеноматериала, обволакивающие обволакиваемые элементы 30. Как видно на данной фотографии, частицы открытоячеистого пеноматериала являются отдельными вдоль по меньшей мере одной из поперечной, продольной или вертикальной оси гетерогенного материала. Как видно на фиг. 17, отдельные частицы открытоячеистого пеноматериала могут формировать узор, видимый сверху при обзоре пользователем.
Размеры и значения, раскрытые в данной заявке, не следует понимать, как строго ограниченные указанными точными числовыми значениями. Наоборот, если не указано иначе, каждый такой размер следует подразумевать и как указанное значение, и как функционально эквивалентный диапазон, охватывающий данное значение. Например, размер, указанный как "40 мм", следует понимать, как "приблизительно 40 мм".
Значения, раскрытые в данной заявке в качестве граничных значений диапазонов, не следует понимать, как строго ограниченные указанными точными числовыми значениями. Наоборот, если не указано иначе, каждый числовой диапазон размер следует подразумевать и как указанные значения, и как любые входящие в него целые числа. Например, диапазон, указанный как "от 1 до 10", следует понимать, как "1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 и 10."
Релевантные части всех документов, процитированных в разделе «Подробное описание изобретения», включены в настоящий документ посредством ссылки; цитирование любого документа не является допущением того, что он является прототипом настоящего изобретения. Также, в том случае, если любое значение или определение какого-либо термина в данном документе противоречит любому значению или определению такого же термина в документе, включенном по ссылке, значение или определение, присвоенное такому термину в данном документе, должно иметь главенствующее значение.
Хотя были проиллюстрированы и описаны конкретные варианты осуществления настоящего изобретения, специалистам в данной области будет очевидно, что могут быть выполнены различные другие изменения и модификации без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения. Таким образом, предполагается, что прилагаемая формула изобретения охватывает все такие изменения и модификации, входящие в объем настоящего изобретения.