ВЛАЖНАЯ САЛФЕТКА ИЛИ ТОНКИЙ ГИГИЕНИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ, КОТОРЫЕ МОЖНО СПУСКАТЬ В КАНАЛИЗАЦИЮ
WET WIPE OR THIN HYGIENIC MATERIAL THAT CAN BE SEWERED

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к влажной салфетке для протирания или тонкому гигиеническому материалу, содержащим нетканый материал, скрепленный перепутыванием волокон струями жидкости, пропитанный смачивающим составом. Изобретение особенно относится к влажной туалетной бумаге и к другим салфеткам для протирания или к тонкому гигиеническому материалу, которые можно спускать в канализацию после использования.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предварительно увлажненные салфетки для протирания или тонкий гигиенический материал обычно используют для протирания различных частей тела человека. Примерами конкретных видов использования являются: уход за маленькими детьми, вытирание рук, средства для личной гигиены для женщин, туалетная бумага или дополнительные средства к туалетной бумаге.
Так как со времени изготовления предварительно увлажненных салфеток для протирания часто проходит продолжительный период времени до момента их использования, они должны обладать достаточной структурной целостностью для выполнения функции, для которой они предназначены, т.е. для протирания в течение такого периода. Благодаря добавлению в салфетку для протирания вещества для повышения ее прочности в мокром состоянии обеспечивают такую ее целостность в мокром состоянии. Однако, особенно когда салфетку используют в качестве туалетной бумаги, существует большая потребность в том, чтобы салфетку для протирания или тонкий материал можно было спускать в канализацию без риска возникновения проблем, связанных с забиванием трубопроводов и фильтров. Салфетки для протирания или тонкий материал, обладающие высокой прочностью в мокром состоянии, не распадаются или не разрываются на небольшие комплексы волокон после спускания их в обычный домашний унитаз, что может приводить к забиванию дренажной системы.
Ранее было известно, например, из патента США № 3554788, использование связующего, содержащего водорастворимый компонент в качестве клеящего вещества в диспергируемом в воде нетканом материале. В патенте сказано, что материал обладает хорошей прочностью в сухом состоянии, но легко диспергирует в воде, и его можно спускать в канализацию. Этот нетканый материал упакован в сухом состоянии, и он не сохраняет достаточной структурной целостности в течение сколько-нибудь более продолжительного периода времени, как это требуется от мокрых салфеток для протирания.
Из патента США № 6110848 известна мокрая салфетка для протирания, изготовленная из трехслойной структуры, скрепленной перепутыванием волокон струями жидкости, содержащая наружные слои из синтетического волокна и средний слой из целлюлозного волокна.
Большая часть изделий из предварительно увлажненной туалетной бумаги, пригодных к спуску в канализацию, которые сейчас имеются на рынке, пригодны к спуску в канализацию благодаря их небольшим размерам. Они могут перемещаться по дренажным и канализационным трубопроводам, но не легко распадаются и могут, таким образом, вызывать проблемы, связанные с забиванием трубопроводов и фильтров.
В документе США 2004/0112783 раскрыта сухая тонкая бумага и коробка для ее хранения, где тонкая бумага защищена от разрывов при извлечении ее из коробки благодаря тому, что она обладает заданной прочностью на растяжение в продольном и поперечном направлениях. В сухом состоянии продольная прочность на растяжение в 2,5-3,5 раза больше прочности на растяжение в поперечном направлении.
В Японском документе JP-A-2006181764 раскрыта разлагающаяся в воде салфетка для протирания, сформированная с использованием бумаги, подвергающейся гидратации, имеющая многослойную структуру. Разлагающаяся в воде салфетка для протирания пропитана водорастворимым моющим веществом, содержащим ионы щелочного металла. Она обладает соотношением прочности в мокром состоянии в направлении обработки и в направлении, поперечном направлению обработки, от 1,0 до 3,5 и прочностью в мокром состоянии в направлении, поперечном направлению обработки, составляющей менее 0,5 Н/25 мм.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью настоящего изобретения является создание влажной салфетки для протирания или тонкого гигиенического материала, которые можно было бы спускать в канализацию после использования. Эта цель согласно изобретению достигнута посредством того, что влажную салфетку для протирания или тонкий гигиенический материал изготавливают из нетканого материала, скрепленного посредством перепутывания волокон струями жидкости, пропитанного смачивающим составом, где упомянутый нетканый материал содержит по меньшей мере 70%, от массы волокна, древесной волокнистой массы, и остальную часть, состоящую из химического волокна и/или натурального волокна длиной, составляющей по меньшей мере 6 мм; где упомянутая влажная салфетка для протирания или тонкий гигиенический материал имеют длину в направлении обработки и ширину в направлении, поперечном направлению обработки, где длина превышает ширину по меньшей мере на 25%, и где упомянутая влажная салфетка для протирания или тонкий гигиенический материал для протирания обладают прочностью в мокром состоянии в направлении обработки, которая по меньшей мере в 3 раза больше прочности в мокром состоянии в направлении, поперечном направлению обработки, и где прочность в мокром состоянии в направлении, поперечном направлению обработки, составляет от 50 Н/м до 200 Н/м.
Прочность в мокром состоянии в направлении обработки может быть по меньшей мере в 4 раза, а предпочтительно по меньшей мере в 5 раз больше, чем в направлении, поперечном направлению обработки.
Прочность в мокром состоянии в направлении обработки может быть до 10 раз больше, чем в направлении, поперечном направлению обработки.
Упомянутые химические волокна или натуральные волокна могут иметь длину до 15 мм.
Влажная салфетка для протирания или тонкий гигиенический материал может содержать не более 0,1 масс.%, в расчете на сухую массу, вещества для повышения прочности в мокром состоянии.
Влажная салфетка для протирания или тонкий гигиенический материал могут иметь длину в направлении обработки, которая превышает ширину в направлении, поперечном направлению обработки, по меньшей мере на 50%.
Влажная салфетка для протирания или тонкий гигиенический материал для протирания могут быть влажной туалетной бумагой.
2
2
Влажная салфетка для протирания или тонкий гигиенический материал могут обладать плотностью от 40 г/мдо 100 г/м.
Влажная салфетка для протирания или тонкий гигиенический материал для протирания могут обладать прочностью в мокром состоянии в направлении, поперечном направлению обработки, от 60 Н/м до 160 Н/м.
Влажная салфетка для протирания или тонкий гигиенический материал могут содержать по меньшей мере 5%, от массы волокна, химического волокна и/или натурального волокна длиной, составляющей по меньшей мере 6 мм.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Предварительно увлажненная салфетка для протирания или тонкий гигиенический материал согласно изобретению содержат нетканый материал, скрепленный посредством перепутывания волокон струями жидкости, пропитанные смачивающим составом. Смачивающий состав может обладать основным соотношением воды и других ингредиентов в зависимости от предназначения. Смачивающие составы, пригодные для увлажнения салфеток для протирания или тонкого гигиенического материала, хорошо известны в данной области производства.
Скрепление перепутыванием волокон струями жидкости, или «спанлейс», является технологией формирования нетканого полотна, созданной в 1970-е годы (см., например, патент Канады № 841938). Способ включает получение волокнистого полотна, сформированного либо в по сухому способу, либо по мокрому способу, после чего волокна перепутывают посредством воздействия на них очень тонкими струями воды под высоким давлением. Несколько рядов струй воды направляют на волокнистое полотно, которое поддерживают на перемещаемом перфорированном несущем средстве или на перфорированном барабане. В этом процессе волокна перепутывают друг с другом, обеспечивая достаточную прочность скрепления волокнистого полотна без использования химических клеящих веществ. Волокнистое полотно с перепутанными в нем волокнами затем сушат. Волокна, используемые в материале, могут быть натуральными волокнами, особенно - целлюлозными древесными волокнами, химическими штапельными волокнами и смесями древесных волокон и штапельных волокон. Можно изготавливать высококачественный материал «спанлейс», обладающий высокой поглощающей способностью, при приемлемой его стоимости.
Волокно, используемое во влажных салфетках для протирания или тонком гигиеническом материале согласно изобретению, состоят по меньшей мере из 70%, от массы волокна, древесной волокнистой массы, а остальная часть представляет собой химическое волокно и/или натуральное волокно длиной, составляющей по меньшей мере 6 мм. Влажные салфетки для протирания или тонкий гигиенический материал предпочтительно содержат по меньшей мере 5%, от массы волокна, химического волокна и/или натурального волокна, обладающего длиной, составляющей по меньшей мере 6 мм. Химические волокна могут быть синтетическими волокнами, например: полиэфирными, полиамидными, полиэтиленовыми, полипропиленовыми, полилактидными волокнами и волокнами из их сополимеров; или штапельными волокнами из регенерированной целлюлозы, например: вискозы, искусственных волокон, лиоцелла и т.п. Натуральным волокном длиной по меньшей мере 6 мм может быть хлопковое волокно, сизаль, конопля, рами, лен и т.д.
Целлюлозная древесная волокнистая масса может быть выбрана из любого вида древесного волокна и смеси древесных волокон. Предпочтительно древесная волокнистая масса отличается тем, что является полностью натуральным целлюлозным волокном и может содержать древесное волокно, а также хлопок. Предпочтительная древесная волокнистая масса является волокнистой массой из мягкой древесины для изготовления бумаги, хотя можно также использовать волокнистую массу из твердой древесины и недревесную волокнистую массу, например, коноплю и сизаль. Длина древесного волокна может варьироваться от менее 1 мм в волокнистой массе из твердой древесины и в восстановленной древесной волокнистой массе, вплоть до 6 мм в определенных типах древесной волокнистой массы из мягкой древесины. Древесную волокнистую массу можно с успехом использовать, так как такое волокно является недорогим, легко доступным и поглощающим влагу.
Короткое древесное волокно, однако, обладает относительно малой способностью к переплетению и перепутыванию друг с другом в процессе скрепления перепутыванием волокон струями жидкости, и, таким образом, обычно его смешивают с более длинными волокнами для изготовления полотна, скрепленного перепутыванием волокон струями жидкости, обладающего достаточной прочностью. Эти более длинные волокна, обладающие средней длиной, составляющей по меньшей мере 6 мм, могут быть химическими волокнами и/или натуральными волокнами, как упомянуто выше. Упомянутые более длинные волокна предпочтительно обладают длиной, составляющей не более 15мм. Тонина более длинных волокон может колебаться от 0,3 дтекс до 6 дтекс.
Волокна смешивают и формируют волокнистое полотно. Волокнистое полотно формируют либо по сухому способу, либо по мокрому способу. При формировании волокнистого полотна по мокрому способу волокно диспергируют в жидкости, обычно - в воде, способом, подобным процессу изготовления бумаги, и разбавленную дисперсию волокна напускают на перфорированный несущий элемент, где ее обезвоживают для формированиянепрерывного полотнообразного материала. Дисперсию волокна можно разбавлять до любой концентрации, которую обычно используют в обычном процессе изготовления бумаги. Вариантом мокрого способа формирования бумажного полотна является процесс с использованием пены, получаемой благодаря добавлению поверхностно-активного вещества в дисперсию волокна, которое вспенивают, и вспененную дисперсию волокна напускают на перфорированное несущее средство. Благодаря применению процесса пенообразования при формировании полотна достигается очень равномерное распределение волокна, а также при этом возможно использование более длинных волокон, чем при обычном мокром способе формирования.
Сформированное волокнистое полотно затем подвергают скреплению перепутыванием волокон струями жидкости, подаваемыми из нескольких рядов сопел, из которых струи воды под высоким давлением направляют на волокнистое полотно, при этом полотно поддерживают на перфорированном несущем элементе. Волокнистое полотно обезвоживают, проводя его над отсасывающими коробами. Таким образом, струями воды осуществляют перепутывание волокон в волокнистом полотне, т.е. переплетение волокон. В соплах для перепутывания волокон создают соответствующее давление жидкости, принимая в расчет состав волокнистого материала, плотность волокнистого полотна и т.д. Воду, подаваемую через сопла для перепутывания волокон, удаляют из волокнистого полотна, пропуская его над отсасывающими коробами, и нагнетают ее в установку для очистки воды, а затем направляют обратно к станции для перепутывания волокон.
Для дополнительного описания способа скрепления перепутыванием волокон струями жидкости или, как его также называют, технологией «спанлейс», даны ссылки, например, на патент Канады № 841938.
Перепутывание волокон струями жидкости можно осуществлять в один или несколько этапов, и с одной стороны полотна или с обеих сторон полотна. Полотно можно переносить на другое перфорированное несущее средство между двумя последовательными этапами скрепления перепутыванием волокон струями жидкости.
Материал, содержащий перепутанные волокна, обезвоживают и переносят на сушильную станцию для сушки до готового состояния материала, который наматывают в рулон и упаковывают. Сушку можно осуществлять посредством продува горячего воздуха через волокнистое полотно, посредством использования ИК сушилок или других не уплотняющих технологий сушки.
Полотно, содержащее перепутанные волокна, разрезают на салфетки для протирания или на отрезки тонкого гигиенического материала соответствующих размеров, где салфетки для протирания или отрезки тонкого гигиенического материала имеют длину в направлении обработки полотна и ширину в направлении, поперечном направлению обработки полотна, где длина превышает ширину по меньшей мере на 25%. Форма салфетки для протирания или отрезка тонкого гигиенического материала может быть прямоугольной или любой другой необязательной формой в пределах, пока отношение длины к ширине соответствует указанному выше значению. Если длина и/или ширина колеблются вдоль салфетки для протирания или тонкого гигиенического материала, то максимальная длина в направлении обработки и максимальная ширина в направлении, поперечном направлению обработки, являются размерами, указанными как номинальные.
Пригодными размерами салфеток для протирания или тонких гигиенических материалов, которые можно спускать в канализацию после использования, являются: длина - от 9 см до 25 см; ширина - от 7 см до 15 см.
Прочность салфетки для протирания или тонкого гигиенического материала в мокром состоянии должна быть по меньшей мере в 3 раза, предпочтительно по меньшей мере в 4 раза, а более предпочтительно по меньшей мере в 5 раз больше в направлении обработки, чем в направлении, поперечном направлению обработки. Прочность в мокром состоянии может быть до 10 раз больше в направлении обработки, чем в направлении, поперечном направлению обработки.
Прочность в мокром состоянии в направлении, поперечном направлению обработки, должна составлять от 50 Н/м до 200 Н/м.
Прочность в мокром состоянии определяют, используя воду, в соответствии с методикой испытаний SS-EN ISO12625-5:2005.
2
2
Плотность салфетки для протирания или тонкого гигиенического материала без смачивающего состава составляет предпочтительно от 40 г/м до 100 г/м, в расчете на сухую массу волокнистого материала.
Приведенные выше показатели прочности в мокром состоянии делают салфетку для протирания или тонкий гигиенический материал прочным в направлении, в котором обычно ее используют при протирании, т.е. в направлении длины при изготовлении. Этим снижают риск разрыва и шурования во время использования. Салфетки при этом относительно непрочны в направлении ширины, в котором они обычно находятся под меньшей нагрузкой во время протирания, что делает возможным разрывание салфетки для протирания и распадение в канализации после использования.
Относительно низкая прочность в направлении, поперечном направлению обработки, может быть обеспечена посредством регулирования параметров процесса скрепления перепутыванием волокон струями жидкости, например, регулирования давления в соплах для создания струй для перепутывания волокон и/или регулирования скорости транспортирования полотна при осуществлении процесса. Таким образом, посредством снижения давления в соплах для создания струй для перепутывания волокон и/или посредством увеличения скорости транспортирования полотна при осуществлении процесса прочностные свойства полотна, скрепленного перепутыванием волокон струями жидкости, обычно снижают, особенно - прочность в направлении, поперечном направлению обработки. Прочность в направлении обработки всегда больше благодаря ориентации волокон, и процесс скрепления перепутыванием волокон струями жидкости не оказывает воздействия в той же степени, в какой он оказывает воздействие на прочность в направлении, поперечном направлению обработки. Известно также, что на ориентацию волокна в направлении обработки можно воздействовать во время формирования волокнистого полотна посредством регулирования скорости потока дисперсии волокна, напускаемой из напорного ящика, относительно скорости формирующего проволочного транспортера.
Салфетку для протирания или тонкий гигиенический материал для протирания можно крепировать, теснить или другим способом текстурировать для повышения мягкости продукта. Обычно при выработке полотна из-за повышения мягкости имеет место тенденция к снижению прочности полотна в мокром состоянии.
Салфетку для протирания или тонкий гигиенический материал для протирания пропитывают смачивающим составом, содержащим ингредиенты, зависящие от назначения продукта. Основную часть смачивающего состава обычно представляет вода. Другие ингредиенты могут содержать моющие вещества, вещества для ухода за кожей, бактерицидные вещества, фунгициды, мягчители, отдушки, предохраняющие вещества и т.д., в зависимости от назначения продукта.
Одним видом использования салфетки для протирания или тонкого гигиенического материала согласно изобретению является использование их в качестве влажной туалетной бумаги. В качестве примера пригодным смачивающим составом влажной туалетной бумаги может быть водорастворимый состав, который может содержать такие ингредиенты, как: пропиленгликоль, феноксиэтанол, кокогликоцид, полиаминопропилбигуанид, дегидроацетовая кислота, отдушки, кокоамидопропилбетаин, масло обыкновенной ромашки, бисаболол, лимонная кислота, амилциннамал, цитонеллол, гексилциннамалдегид, бутилфенилметилпропионол и т.п.
Салфетка для протирания или тонкий гигиенический материал могут не содержать или содержать в очень небольших количествах вещества для повышения прочности в мокром состоянии. Под «небольшим количеством» здесь понимают величину, составляющую до 0,1 масс.% вещества для повышения прочности в мокром состоянии в расчете на сухую массу салфетки для протирания или тонкого гигиенического материала. Использование в больших количествах веществ для повышения прочности в мокром состоянии ухудшает возможность спуска в канализацию салфетки для протирания и делает более сложным их разрыв или распад в канализации.
Влажную салфетку для протирания или тонкий гигиенический материал упаковывают либо отдельно в герметично запечатанную упаковку, которую пользователь может вскрывать путем разрыва, либо закладывают в расходное устройство, содержащее большое количество салфеток для протирания или изделий из тонкого материала, которые можно расходовать, вытаскивая через отверстие в расходном устройстве.
Изобретение ниже пояснено на примерах со ссылками на некоторые варианты осуществления и на результаты их испытаний.
ПРИМЕРЫ
Материалы для испытаний изготавливали способами, описанными ниже.
Дисперсию волокна готовили из воды и смеси древесной волокнистой массы и химических волокон штапельной длины. Волокнистое полотно скрепляли перепутыванием волокон струями жидкости с одной или с обеих сторон. Общие затраты энергии при скреплении перепутыванием волокон струями жидкости составляли от 160 кВтч до 200 кВтч на тонну материала.
Затем волокнистое полотно обезвоживали посредством использования вакуумных отсасывающих коробов и сушили, используя технологию сушки посредством прососа воздуха.
Волокно, использовавшееся для формирования волокнистого полотна, имело следующий состав:
Пример 1
:
- волокно лиоцелл компании Lenzing Fibers - 24,3 масс.%; линейная плотность - 1,7 дтекс; длина - 15 мм;
- целлюлозное волокно (отбеленная сульфатная древесная масса, GSM сверхмягкая плюс, компании International Paper) - 75,7 масс.%;
- полотно скрепляли перепутыванием волокон струями жидкости с одной стороны;
- затраты энергии при скреплении перепутыванием волокон струями жидкости - 163 кВтч/т;
- скорость транспортирования полотна - 158 м/мин.
Пример 2
:
- волокно лиоцелл, как и в Примере 1, 24,3 масс.%;
- целлюлозное волокно, как и в Примере 1, 75,7 масс.%;
- полотно скрепляли перепутыванием волокон струями жидкости с одной стороны;
- затраты энергии при скреплении перепутыванием волокон струями жидкости - 179 кВтч/т;
- скорость транспортирования полотна - 156 м/мин.
Пример 3
:
- волокно лиоцелл, как и в Примере 1, 24,3 масс.%;
- целлюлозное волокно, как и в Примере 1, 75,7 масс.%,;
- полотно скрепляли перепутыванием волокон струями жидкости с обеих сторон;
- затраты энергии при скреплении перепутыванием волокон струями жидкости - 179 кВтч/т;
- скорость транспортирования полотна - 158 м/мин.
Пример 4
:
- волокно лиоцелл, как и в Примере 1, 30 масс.%;
- целлюлозное волокно, как и в Примере 1, 70 масс.%;
- полотно скрепляли перепутыванием волокон струями жидкости с обеих сторон;
- затраты энергии при скреплении перепутыванием волокон струями жидкости - 200 кВтч/т;
- скорость транспортирования полотна - 158 м/мин.
Пример 5
:
- волокно лиоцелл, как и в Примере 1, 30 масс.%;
- целлюлозное волокно, как и в Примере 1, 70 масс.%;
- полотно скрепляли перепутыванием волокон струями жидкости с одной стороны;
- затраты энергии при скреплении перепутыванием волокон струями жидкости - 170 кВтч/т;
- скорость транспортирования полотна - 158 м/мин.
Пример 6
:
- волокно лиоцелл, как и в Примере 1, 20 масс.%;
- полипропиленовое волокно марки Create WL компании Fibervisions - 5масс.%; линейная плотность - 1,7 дтекс; длина - 6 мм;
- целлюлозное волокно, как и в Примере 1, 75 масс.%;
- полотно скрепляли перепутыванием волокон струями жидкости с одной стороны;
- затраты энергии при скреплении перепутыванием волокон струями жидкости - 197 кВтч/т;
- скорость транспортирования полотна - 149 м/мин.
Пример 7
:
- волокно лиоцелл, как и в Примере 1, 25 масс.%;
- целлюлозное волокно, как и в Примере 1, 75 масс.%;
- полотно скрепляли перепутыванием волокон струями жидкости с одной стороны;
- затраты энергии при скреплении перепутыванием волокон струями жидкости - 151 кВтч/т;
- скорость транспортирования полотна - 171 м/мин.
Вычисления, касающиеся прочностных свойств полотна, как в сухом, так и в мокром состоянии, дали результаты, представленные в Таблице 1, ниже:
Таблица 1
Образец
Плотность (г/м<sup>2</sup>)
Прочность в сухом состоянии в направлении обработки, (Н/м)
Прочность в сухом состоянии в направлении, поперечном направлению обработки (Н/м)
Прочность в мокром состоянии в направлении обработки (Н/м)
Прочность в мокром состоянии в направлении, поперечном направлению обработки, (Н/м)
Соотношение прочностей в направлении обработки и в направлении, поперечном направлению обработки, в мокром состоянии
1
68,8
1323
210
573
110
5,2
2
68,5
1503
153
659
84
7,8
3
67,9
1528
199
776
106
7,3
4
70,9
1949
217
1010
124
8,1
5
67,6
1607
260
822
143
5,7
6
65,6
846
245
355
110
3,0
7
66,7
1058
297
554
169
3,3
Использовали следующие методики испытаний:
Плотность определяли по стандарту SS-EN-ISO 12625-6:2005.
Прочность в сухом состоянии определяли по стандарту SS-EN-ISO 12625-4:2005.
Прочность в мокром состоянии определяли по стандарту SS-EN ISO 12625-5:2005 (определяли в воде).