СОБИРАЮЩИЕ КАРМАНЫ ВО ВПИТЫВАЮЩИХ ИЗДЕЛИЯХ
COLLECTING POCKETS IN ABSORBENT PRODUCTS

Уровень техники
Впитывающие изделия, такие как подгузники, обучающие трусы, предметы для защиты от недержания и т.д., разработаны, чтобы их носил пользователь и чтобы они впитывали мочу и другие физиологические жидкости, выделенные пользователем. Однако в обычных впитывающих изделиях мягкие, жидкие фекальные массы имеют тенденцию оседать на верхнем листе, смежном коже пользователя, без поглощения впитывающей сердцевиной впитывающего изделия. Твердые частицы, включенные в эту мягкую, жидкую фекальную массу замедляют ее прохождение во впитывающую сердцевину. Однако наличие фекальной массы, прилипшей к коже пользователя, может создавать проблемы санитарии или здоровья для пользователя.
Также есть необходимость снизить количество фекальных масс, которые имеют контакт с кожей пользователя.
Краткое содержание изобретения
Задачи и преимущества изобретения будут сформулированы частично в следующем описании, или они могут быть понятны из этого описания, или могут быть изучены посредством применения изобретения на практике.
В одном варианте выполнения изобретения, настоящее изобретение, в общем, направлено на впитывающее изделие, включающее проницаемую для жидкости подкладку со стороны тела, непроницаемое для жидкости внешнее покрытие, впитывающую сердцевину, расположенную между проницаемой для жидкости подкладкой со стороны тела и непроницаемым для жидкости внешним покрытием, и карман, расположенный между проницаемой для жидкости подкладкой со стороны тела и впитывающей сердцевиной. Этот карман может быть сконфигурирован так, чтобы собирать физиологические экскременты через отверстие, обращенное к проницаемой для жидкости подкладке со стороны тела, и удерживать их. Механизм закрывания, включающий, по меньшей мере, один сжатый субстрат, может быть расположен рядом с карманом так, чтобы после контакта с жидкостью сжатый субстрат расширялся, чтобы закрывать карман.
Другие признаки и объекты настоящего изобретения обсуждаются более подробно ниже.
Краткое описание чертежей
Полное и исчерпывающее описание настоящего изобретения, включая предпочтительный вариант выполнения для специалистов, сформулировано более подробно в остальной части описания, которая включает ссылку на сопроводительные чертежи, на которых:
Фиг.1 показывает конструкцию примерного подгузника, имеющего карман для сбора фекальных масс;
Фиг.2А-2С последовательно показывают процесс собирания открытым карманом и его закрытия после сбора фекальных масс во впитывающее изделие;
Фиг.3А-3С последовательно показывают процесс открытия кармана после смачивания, сбора фекальных масс и затем закрытия после сбора фекальных масс во впитывающее изделие, сбоку, в разрезе;
Фиг.4А-4С последовательно показывают процесс по Фиг.3А-3С открытия кармана после смачивания, сбора фекальных масс и затем закрытия после сбора фекальных масс во впитывающем изделии, вид сверху;
Фиг.5А показывает примерный, скрученный, сжатый субстрат в его сжатом состоянии;
Фиг.5В показывает примерный, скрученный, сжатый субстрат по Фиг.4А в его расширенном состоянии;
Фиг.6 и 7 показывают примерный процесс сворачивания и скручивания нетканого субстрата, чтобы создать скрученный, сжатый субстрат;
Фиг.8А и 8В показывают примерные варианты выполнения по изобретению механизмов закрывания, использующих множество расширенных сжатых субстратов; и
Фиг.9А и 9В показывают примерный карман, имеющий расширенную внутреннюю область, использующую расширенные сжатые субстраты.
Повторное использование указанных ссылочных позиций в настоящем описании и чертежах предназначено, чтобы представлять те же или аналогичные признаки или элементы настоящего изобретения.
Подробное описание
Ссылка теперь будет сделана на варианты выполнения изобретения, один или несколько примеров которых приведены ниже. Каждый пример приводят посредством объяснения изобретения, но не в качестве ограничения изобретения. Фактически, будет очевидно специалистам, что различные модификации и варианты могут быть сделаны в изобретении без отхода от объема или сущности изобретения. Например, признаки, показанные или описанные в качестве одного варианта выполнения изобретения, могут быть использованы в другом варианте выполнения изобретения, чтобы обеспечивать еще дополнительный вариант выполнения изобретения. Таким образом, полагают, что настоящее изобретение охватывает такие модификации и варианты, которые находятся в пределах объема добавленных в конце пунктов формулы изобретения и их эквивалентов. Должно быть понятно специалисту, что настоящее описание представляет собой описание только типичных вариантов выполнения изобретения, и не предназначено, чтобы ограничивать более широкие объекты настоящего изобретения, которые воплощают типичные варианты конструкций.
В общем настоящее описание направлено на впитывающие изделия, имеющие карман для сбора физиологических жидкостей, особенно фекальных масс. Раскрытые здесь карманы особенно пригодны для сбора мягких, жидких фекальных масс, которые имеют значительное количество физиологической жидкости, смешанной с твердыми фекальными массами. Таким образом, фекальные массы могут быть собраны в карман и удерживаться внутри кармана, помогая предотвратить контакт с кожей пользователя.
Карман обычно может быть расположен на или внутри поверхности впитывающего изделия (например, подгузника, предмета для защиты от недержания, обучающих трусов и т.д.), контактирующей с пользователем. В одном варианте выполнения изобретения, карман может быть расположен в задней части ластовицы одежды, обращенной к заднему проходу пользователя при носке так, чтобы быть расположенным для сбора фекалий. В этом варианте выполнения изобретения, карман, особенно предпочтительно, не продолжается на переднюю часть промежности, чтобы позволять моче, выделенной пользователем, проходить через верхний лист впитывающего изделия и во впитывающую сердцевину, без заполнения кармана.
Только для целей иллюстрации, на Фиг.1 показано впитывающее изделие, такое как подгузник 22. В показанном варианте выполнения изобретения, подгузник 22 показан как имеющий форму песочных часов в расстегнутой конфигурации. Однако, конечно, могут быть использованы другие формы, такие как, в общем, прямоугольная форма, Т-образная форма, или I-образная форма. Как показано, подгузник 22 включает основной элемент 24, сформированный различными компонентами, включая внешнее покрытие 26, подкладку со стороны тела 30, впитывающую сердцевину 28.
Подкладку со стороны тела 30, в общем, используют, чтобы помогать изолировать кожу пользователя от жидкостей, удерживаемых во впитывающей сердцевине 28. Например, подкладка 30 представляет собой обращенную к телу поверхность, которая является обычно эластичной, мягкой по ощущению и не раздражающей кожу пользователя. Как правило, подкладка 30 является также менее гидрофильной, чем впитывающая сердцевина 28 так, чтобы ее поверхность оставалась относительно сухой для пользователя. Подкладка 30 может быть проницаемой для жидкости, чтобы позволять жидкости легко проникать через ее толщину. Подкладка стороны тела 30 может быть сформирована из широкого многообразия материалов, таких как пористые пены, сетчатые пены, перфорированые пластиковые пленки, натуральные волокна (например, древесные или хлопковые волокна), синтетические волокна (например, полиэтиленовые или полипропиленовые волокна) или их сочетание. В некоторых вариантах выполнения изобретения используют для подкладки 30 тканые и/или нетканые материалы. Например, подкладка со стороны тела 30 может быть сформирована из выдуваемого из расплава полотна или полотна фильерного способа производства из полиолефиновых волокон. Подкладка 30 также может быть соединенным кардованным полотном из натуральных и/или синтетических волокон. Подкладка 30 может далее быть составлена из, по существу, гидрофобного материала, который, возможно, обработан поверхностно-активным веществом или обработан иначе, чтобы придавать желательный уровень смачиваемости и гидрофильности. Поверхностно-активное вещество может быть нанесено любым обычным методом, таким как распыление, печать, покрытие щеткой, вспенивание и так далее. Когда его используют, поверхностно-активное вещество может быть нанесено на всю подкладку 30 или может быть выборочно нанесено на конкретные секции подкладки 30, такие как средняя секция вдоль продольной оси подгузника. Подкладка 30 может далее включать композицию, которая сконфигурирована для переноса к коже пользователя для улучшения здоровья кожи. Композиции, пригодные для использования на подкладке 30, описаны в патенте США № 6149934 Кржисика (Krzysik) и др., который включен сюда полностью посредством ссылки для всех целей.
Кроме того, подкладка со стороны тела 30 впитывающего изделия может удерживать карман на месте внутри впитывающего изделия. В одном варианте выполнения изобретения, подкладка со стороны тела 30 может быть более пористой, чем подкладки со стороны тела, традиционно используемые в конструкции впитывающих предметов. Эффективно, если поры относительно пористой подкладки со стороны тела 30 могут позволять жидкости, а также мягким, жидким фекальным массам легко проходить через пористую подкладку со стороны тела 30.
Внешнее покрытие 26 обычно формируют из материала, который является, по существу, непроницаемым для жидкостей. Например, внешнее покрытие 26 может быть сформировано из тонкой пластиковой пленки или другого гибкого непроницаемого для жидкости материала. В одном варианте выполнения изобретения, внешнее покрытие 26 формируют из полиэтиленовой пленки, имеющей толщину от около 0,01 миллиметра до около 0,05 миллиметра. Если желательно, более похожее по ощущению на ткань внешнее покрытие 26 может быть сформировано из полиолефиновой пленки, ламинированной на нетканое полотно. Например, может быть термически ламинирована утонченная вытяжкой полипропиленовая пленка, имеющая толщину около 0,015 миллиметра, на полотно фильерного способа производства из полипропиленовых волокон. Полипропиленовые волокна могут иметь денье на элементарную нить от около 1,5 до 2,5, и нетканое полотно может иметь вес основы около 17 граммов на квадратный метр. Внешнее покрытие 26 также может включать двухкомпонентные волокна, такие как двухкомпонентные волокна из полиэтилена и полипропилена. Кроме того, внешнее покрытие 26 также может содержать материал, который является не проницаемым для жидкостей, но проницаемым для газов и водяного пара (то есть "воздухопроницаемым"). Это позволяет парам улетучиваться из впитывающей сердцевины 28, но еще предотвращает прохождение экссудатов жидкости через внешнее покрытие 26.
Должно быть понятно, однако, что другие слои также могут быть включены в подгузник 22, показанный на Фиг.1, в соответствии с настоящим изобретением. Аналогично, один или большее количество слоев, указанных в Фиг.1, также может (могут) быть исключен(ы) в некоторых вариантах выполнения настоящего изобретения.
Например, принимающий слой (не показан) может присутствовать, чтобы помогать замедлять и распределять выбросы или потоки жидкости, которые могут быть быстро введены во впитывающую сердцевину 28. Желательно, чтобы принимающий слой быстро принимал и временно удерживал жидкость перед освобождением ее в части впитывающей сердцевины 28 для хранения или удержания. Например, принимающий слой может быть вставлен между обращенной внутрь поверхностью подкладки со стороны тела 30 и впитывающей сердцевиной 28. В ином случае, принимающий слой может быть расположен на обращенной наружу поверхности подкладки со стороны тела 30. Этот принимающий слой обычно изготовлен из высоко проницаемых для жидкости материалов. Подходящие материалы могут включать пористые тканые материалы, пористые нетканые материалы и перфорированые пленки. Некоторые примеры включают, без ограничения, гибкие пористые листы из полиолефиновых волокон, таких как полипропиленовые, полиэтиленовые или сложные полиэфирные волокна; сетки из полипропиленовых, полиэтиленовых или сложных полиэфирных волокон фильерного способа производства; полотна из волокон искусственного шелка; соединенные кардованные полотна из синтетических или натуральных волокон или их сочетания. Другие примеры подходящих принимающих слоев 32 описаны в патентах США № 5486166 Эллис (Ellis) и др. и 5490846 Эллис и др., которые включены сюда посредством ссылки.
Помимо указанных выше компонентов, подгузник 22 также может содержать различные другие компоненты, которые известны в технологии. Например, подгузник 22 также может содержать, по существу, гидрофильный обертывающий тканевый лист (не показан), который помогает поддерживать целостность волокнистой структуры впитывающей сердцевины 28. Тканевый обертывающий лист обычно помещают около впитывающей сердцевины 28, на, по меньшей мере, двух главных лицевых ее поверхностях, и он состоит из впитывающего целлюлозного материала, такого как крепированная набивка или ткань с высокой прочностью во влажном состоянии. Тканевый обертывающий лист может быть сконфигурирован так, чтобы обеспечивать капиллярный слой, который помогает быстро распределять жидкость по массе впитывающих волокон впитывающей сердцевины 28. Материал обертывающего листа на одной стороне впитывающей волокнистой массы может быть соединен с обертывающим листом, расположенным на противоположной стороне волокнистой массы, чтобы эффективно охватывать впитывающую сердцевину 28.
Кроме того, подгузник 22 также может включать слой вентиляции (не показан), который расположен между впитывающей сердцевиной 28 и внешним покрытием 26. Когда его используют, слой вентиляции может помогать изолировать внешнее покрытие 26 от впитывающей сердцевины 28, тем самым понижая влажность во внешнем покрытии 26. Примеры таких слоев вентиляции могут включать воздухопроницаемые ламинаты (например, нетканое полотно, ламинированное на воздухопроницаемую пленку), такие как описанные в патенте США №р 6663611 Блени (Blaney) и др., который включен сюда полностью посредством ссылки для всех целей.
Подгузник 22 также может включать пару клапанов удерживания, которые сконфигурированы, чтобы обеспечивать барьер и поддерживать боковое течение экссудатов тела. Клапаны удерживания могут быть расположены вдоль поперечно противоположных боковых кромок подкладки со стороны тела, смежных с боковыми кромками впитывающей сердцевины. Клапаны удерживания могут продолжаться продольно по всей длине впитывающей сердцевины 28, или могут только продолжаться частично по длине впитывающей сердцевины 28. Когда клапаны удерживания короче по длине, чем впитывающая сердцевина 28, они могут быть выборочно расположены где-нибудь вдоль боковых кромок подгузника 22 в области промежности. В одном варианте выполнения изобретения, клапаны удерживания продолжаются по всей длине впитывающей сердцевины 28, чтобы лучше удерживать экссудаты тела. Такие клапаны удерживания, в общем, известны специалистам. Например, подходящие конструкции и структуры для клапанов удерживания описаны в патенте США № 4704116 Инло (Enloe), который включен сюда посредством ссылки.
Подгузник 22 может включать различные эластичные или поддающиеся растягиванию материалы, такие как пара эластичных ножных элементов, прикрепленных к боковым кромкам, чтобы далее предотвращать утечку экссудатов тела и поддерживать впитывающую сердцевину 28. Кроме того, пара эластичных элементов талии может быть прикреплена к продольно противоположным кромкам талии подгузника 22. Эластичные ножные элементы и эластичные элементы талии, в общем, приспособлены, чтобы хорошо подходить к бедрам и талии пользователя при использовании, чтобы поддерживать положительную контактную связь с пользователем и эффективно снижать или устранять утечку экссудатов тела из подгузника 22. Как используется здесь, термины "эластичный" и "поддающийся растягиванию" включают любой материал, который может растягиваться и возвращаться к своей первоначальной форме, когда его отпускают. Пригодные полимеры для формирования таких материалов включают, но не ограничиваются ими, блок-сополимеры полистирола, полиизопрена и полибутадиена; сополимеры этилена, натуральные каучуки и уретаны; и т.д. Особенно подходящими являются продажные блок-сополимеры стирола и бутадиена от Kraton Polymers из Хьюстона, Техас под торговым названием Kraton. Другие подходящие полимеры включают сополимеры этилена, включая без ограничения сополимеры этилена и винилацетата, этилена и метилакрилата, этилена и этилакрилата, этилена и акриловой кислоты, поддающиеся растягиванию сополимеры этилена и пропилена и их комбинации. Также подходящими являются композиты совместной экструзии предшествующих материалов и эластомерные штапельные интегрированные композиты, где штапельные волокна из полипропилена, сложного полиэфира, хлопка и других материалов интегрированы в эластомерное, выдуваемое из расплава полотно. Некоторые эластомерные полимеры и сополимеры олефинов, полученные на одноцентровых катализаторах или металлоценовых катализаторах, также являются подходящими для этих боковых панелей.
Подгузник 22 также может включать одну или несколько застежек. Например, две гибкие застежки могут присутствовать на противоположных боковых кромках областей талии, чтобы создавать отверстие талии и пару ножных отверстий для бедер пользователя. Форма застежек может, в общем, варьироваться, но может включать, например, обычно прямоугольные формы, квадратные формы, круглые формы, треугольные формы, овальные формы, линейные формы и так далее. Застежки могут включать, например, крючковый материал. В одном конкретном варианте выполнения изобретения, каждая застежка включает отдельную часть крючкового материала, прикрепленную к внутренней поверхности гибкой подкладки.
Различные области и/или компоненты подгузника 22 могут быть собраны вместе с использованием любого известного механизма прикрепления, такого как адгезивное, ультразвуковое, термическое соединение и т.д. Подходящие адгезивы могут включать, например, адгезивы горячего плавления, адгезивы, чувствительные к давлению, и так далее. При его использовании, адгезив может быть нанесен как равномерный слой, фигурный слой, распыляемый образец, или любая из отдельных линий, спиралей или точек. В показанном варианте выполнения изобретения, например, внешнее покрытие 26 и подкладка со стороны тела 30 собраны друг с другом и с впитывающей сердцевиной 28 с использованием адгезива. В ином случае, впитывающая сердцевина 28 может быть присоединена к внешнему покрытию 26 с использованием обычных застежек, таких как кнопки, текстильные застежки, застежки из клейких лент и так далее. Аналогично, другие компоненты подгузника, такие как эластичные ножные элементы, эластичные элементы для талии и застежки, также могут быть собранными в подгузник 22 с использованием любого механизма прикрепления.
Хотя различные конфигурации подгузника были описаны выше, должно быть понятно, что другие конфигурации подгузника и впитывающего изделия также включаются в объем настоящего изобретения. Например, другие подходящие конфигурации подгузника описаны в патентах США № 4798603 Мейер (Meyer) и др.; 5176668 Бемардин (Bemardin); 5176672 Бруммер (Bruemmer) и др.; 5192606 Проксмир (Proxmire) и др.; и 5509915 Хансон (Hanson) и др., а также заявке на патент США № 2003/120253 Вентцель (Wentzel) и др., все из которых включены сюда полностью для всех целей посредством ссылки.
I. Карман
В варианте выполнения изобретения, показанном на Фиг.1, карман 32 для сбора физиологических жидкостей, особенно фекальных масс, расположен между подкладкой со стороны тела 30 и впитывающей сердцевиной 28. Таким образом, фекальные массы могут быть собраны в карман 32 и удерживаться внутри кармана 32, помогая избежать контакта с кожей пользователя.
Карман сконструирован из непроницаемого для жидкости листа (например, пленки), который является гибким и непроницаемым для жидкости. Как таковой, карман может удерживать любую жидкость или твердое тело, расположенные внутри кармана и, по существу, предотвращать пропускание жидкости или твердого тела через стенки кармана. Например, непроницаемый для жидкости лист кармана может быть сформирован из тонкой пластиковой пленки или другого гибкого непроницаемого для жидкости материала. В одном варианте выполнения изобретения, непроницаемый для жидкости лист кармана быть сформирован из полиэтиленовой пленки, которая может иметь толщину от около 0,01 миллиметра до около 0,05 миллиметра.
2
2
2
Кроме того, непроницаемый для жидкости лист кармана также может содержать материал, который является непроницаемым для жидкостей, но проницаемым для газов и водяного пара (то есть, быть "воздухопроницаемым"). Это позволяет парам улетучиваться из кармана, но все же предотвращает прохождение жидких экссудатов через карман. Как используется здесь, термин "воздухопроницаемый" означает проницаемый для водяного пара и газов, но непроницаемый для жидкой воды. Например, "воздухопроницаемые барьеры" и "воздухопроницаемые пленки" позволяют водяному пару проходить через них, но они, по существу, непроницаемы для жидкой воды. "Воздухопроницаемость" материала измеряют в отношении скорости переноса водяного пара (ВПСП), с более высокими значениями, представляющими более проницаемый для паров материал и более низкими значениями, представляющими менее проницаемый для паров материал. Как правило, "воздухопроницаемые" материалы имеют скорость переноса водяного пара (ВПСП) от около 500 до около 20000 граммов на квадратный метр за 24 часа (г/м/24 часа), в некоторых вариантах выполнения изобретения от около 1000 до около 15000 г/м/24 часа, а в некоторых вариантах выполнения изобретения, от около 1500 до около 14000 г/м/24 часа.
Пленочный слой ламината обычно формируют из материала, который является, по существу, непроницаемым для жидкостей. Например, пленочный слой может быть сформирован из тонкой пластиковой пленки или другого гибкого непроницаемого для жидкости материала. В одном варианте выполнения изобретения, пленочный слой формируют из полиэтиленовой пленки, имеющей толщину от около 0,01 миллиметра до около 0,05 миллиметра. Например, утонченная вытяжкой полипропиленовая пленка, имеющая толщину около 0,015 миллиметра, может быть термически ламинирована на нетканое полотно.
Кроме того, пленочный слой можно быть сформирован из материала, который является непроницаемым для жидкостей, но проницаемым для газов и водяного пара (то есть, "воздухопроницаемым"). Это позволяет парам проходить через ламинат, но все же предотвращает пропускание жидких экссудатов через ламинат. Использование воздухопроницаемого ламината особенно предпочтительно, когда ламинат используют в качестве внешнего покрытия впитывающего предмета, чтобы позволять парам улетучиваться из впитывающей сердцевины, но все же предотвращать пропускание жидких экссудатов через внешнее покрытие. Например, воздухопроницаемая пленка может быть микропористой или монолитной пленкой.
Пленка может быть сформирована из полиолефина, такого как линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП) или полипропилен. Примеры преимущественно линейных полиолефинов включают, без ограничения, полимеры, произведенные из следующих мономеров: этилен, пропилен, 1-бутен, 4-метилпентен, 1-гексен, 1-октен и высшие олефины, а также сополимеры и тройные сополимеры указанных мономеров. Кроме того, сополимеры этилена и других олефинов, включая бутен, 4-метилпентен, гексен, гептен, октен, децен и т.д., также являются примерами преимущественно линейных полиолефинов.
Если желательно, воздухопроницаемая пленка также может содержать эластомерный полимер, такой как эластомерные сложные полиэфиры, эластомерные полиуретаны, эластомерные полиамиды, эластомерные полиолефины, эластомерные сополимеры и так далее. Примеры эластомерных сополимеров включают блок-сополимеры, имеющие общую формулу А-В-А” или А-В, где А и А' представляют собой каждый термопластичный полимер, концевой блок которого содержит стирольное звено (например, поли(виниларен)), и где В представляет собой эластомерный полимерный средний блок, такой как сопряженный диен или полимер низшего алкена (например, блок-сополимеры полистирол-поли(этилен-бутилен)-полистирол). Также подходящими являются полимеры, состоящие из тетраблок-сополимеров А-В-А-В, таких как обсуждаемые в патенте США номер 5332613 Тейлор (Taylor) и др., который включен сюда посредством ссылки во всей его полноте для всех целей. Пример такого тетраблок-сополимера представляет собой блок-сополимер стирол-поли(этилен-пропилен)-стирол-поли(этилен-пропилен) ("С-ЭП-С-ЭП"). Коммерчески доступные сополимеры А-В-А' и А-В-А-В включают несколько различных составов от Kraton Polymer из Хьюстона, Техас под торговым обозначением KRATON. Блок-сополимеры KRATON доступны в нескольких различных составах, ряд из которых идентифицированы в патентах США номера 4663220, 4323534, 4834738, 5093422 и 5304599, которые тем самым включены посредством ссылки во всей их полноте для всех целей. Другие коммерчески доступные блок-сополимеры включают С-ЭП-С или эластомерный сополимер стирол-поли(этилен-пропилен)-стирол, доступный от Kuraray Company, Ltd. из Окаяма, Япония, под торговым названием SEPTON.
Примеры эластомерных полиолефинов включают эластомерные полипропилены и полиэтилены сверхнизкой плотности, такие как те, которые произведены способами катализа "одноцентрового" или "металлоценового". Такие эластомерные полимеры олефинов коммерчески доступны от ExxonMobil Chemical Co. из Хьюстона, Техас под торговыми обозначениями ACHIEVE (на основе пропилена), EXACT (на основе этилена) и EXCEED (на основе этилена). Эластомерные полимеры олефинов также коммерчески доступны от DuPont Dow Elastomers, LLC (объединенное предприятие DuPont и Dow Chemical Co.) под торговым обозначением ENGAGE (на основе этилена) и AFFINITY (на основе этилена). Примеры таких полимеров также описаны в патентах США № 5278272 и 5272236 Лэй (Lai) и др., которые включены сюда посредством ссылки во всей их полноте для всех целей. Также полезными являются некоторые эластомерные полипропилены, такие, как описанные в патентах США № 5539056 Янг (Yang) и др. и 5596052 Рескони (Resconi) и др., которые включены сюда посредством ссылки во всей их полноте для всех целей.
Если желательно, также могут быть использованы смеси двух или нескольких полимеров, чтобы формировать воздухопроницаемую пленку. Например, пленка можно быть сформирована из смеси высокоэффективного эластомера и эластомера с более низкими характеристиками. Высокоэффективный эластомер представляет собой, в общем, эластомер, имеющий низкий уровень гистерезиса, такой как менее около 75%, а в некоторых вариантах выполнения изобретения, менее около 60%. Аналогично, эластомер с низкими характеристиками представляет собой, в общем, эластомер, имеющий высокий уровень гистерезиса, такой как более около 75%. Величина гистерезиса может быть определена по первому удлинению образца до относительного удлинения при разрыве 50%, и затем позволяя образцу восстанавливаться до состояния, где сопротивление рано нулю. Особенно подходящие высокоэффективные эластомеры могут включать блок-сополимеры на основе стирола, такие как описанные выше и коммерчески доступные от Kraton Polymers из Хьюстона, Техас под торговым обозначением KRATON. Аналогично, особенно подходящие эластомеры с низкими характеристиками включают эластомерные полиолефины, такие как полиолефины, полученные на металлоценовых катализаторах (например, линейный полиэтилен низкой плотности, полученный на одноцентровых металлоценовых катализаторах), коммерчески доступные от DuPont Dow Elastomers, LLC под торговым обозначением AFFINITY. В некоторых вариантах выполнения изобретения, высокоэффективный эластомер может составлять от около 25 вес% до около 90 вес% полимерного компонента пленки, а эластомер с низкими характеристиками может, аналогично, составлять от около 10 вес% до около 75 вес% полимерного компонента пленки. Другие примеры такой смеси эластомеров высокоэффективного / с низкими характеристиками описаны в патенте США номер 6794024 Уолтон (Walton) и др., который включен сюда посредством ссылки во всей его полноте для всех целей.
Как сформулировано, воздухопроницаемая пленка может быть микропористой. Форма микропор такова, на которую часто ссылаются как на извилистые пути прохода через пленку. Жидкость, контактирующая с одной стороной пленки, не имеет прямого прохода через пленку. Вместо этого сетка микропористых каналов в пленке предотвращает прохождение жидкости, но позволяет газам и водяному пару проходить. Микропористые пленки могут быть сформированы из полимера и наполнителя (например, карбоната кальция). Наполнители представляют собой частицы или другие формы материала, которые могут быть добавлены к полимерной смеси для экструдирования пленки, и которые химически не будут взаимодействовать с экструдированной пленкой, но которые могут быть равномерно диспергированы по всей пленке. В общем, на сухую основу веса, относительно общего веса пленки, пленка включает от около 30 вес % до около 90 вес % полимера. В некоторых вариантах выполнения изобретения, пленка включает от около 30 вес % до около 90 вес % наполнителя. Примеры таких пленок описаны в патентах США № 5843057 Мак-Кормак (McCormack); 5855999 Мак-Кормак (McCormack); 5932497 Морман (Morman) и др.; 5997981 Мак-Кормак (McCormack) и др.; 6002064 Кобыливкер (Kobylivker) и др.; 6015764 Мак-Кормак (McCormack) и др.; 6037281 Матис (Mathis) и др.; 6111163 Мак-Кормак (McCormack) и др.; и 6461457 Тейлор (Taylor) и др., которые включены сюда посредством ссылки во всей их полноте для всех целей.
Пленки, в общем, изготавливают воздухопроницаемыми путем растяжения наполненных пленок, чтобы создать микропористые проходы, поскольку полимер отделяется от наполнителя (например, карбоната кальция) при растяжении. Например, воздухопроницаемый материал содержит утонченную вытяжкой пленку, которая включает, по меньшей мере, два основных компонента, то есть, полиолефин и наполнитель. Эти компоненты смешивают вместе, нагревают и затем экструдируют в слой пленки с использованием любого из множества процессов производства пленки, известных специалистам в технологии обработки пленок. Такие процессы производства пленок включают, например, профилированное литье, кокильное литье и литье плоских изделий, и процессы получения пленок с выдуванием.
Другой тип воздухопроницаемой пленки представляет собой монолитную пленку, которая является не пористой непрерывной пленкой, которая, из-за ее молекулярной структуры, способна к формированию непроницаемого для жидкости, но проницаемого для паров барьера. Среди различных полимерных пленок, которые относятся к этому типу, включают пленки, изготовленные из достаточного количества поливинилового спирта, поливинилацетата, сополимера этилена и винилового спирта, полиуретана, сополимера этилена и метилакрилата, и сополимер этилена и метилакриловой кислоты придает им воздухопроницаемость. Без намерения вникать в специфический механизм действия, полагают, что пленки, изготовленные из таких полимеров, солюбилизируются молекулами воды и позволяют транспорт этих молекул с одной поверхности пленки на другую. Соответственно эти пленки могут быть достаточно непрерывными, то есть, не пористыми, что делает их, по существу, непроницаемыми для жидкости, но все еще позволяет проницаемость паров.
Воздухопроницаемые пленки, такие как описанные выше, могут составлять полностью воздухопроницаемый материал, или могут быть частью многослойной пленки. Многослойные пленки могут быть получены совместной экструзией слоев из литых или выдутых из расплава пленок, экструзионным покрытием или любым обычным процессом наслаивания. Далее, другие воздухопроницаемые материалы, которые могут быть пригодны для использования в настоящем изобретении, описаны в патентах США № 4341216 Обеноу (Obenour); 4758239 Йео (Yeo) и др.; 5628737 Добрин (Dobrin) и др.; 5836932 Бьюлл (Buell); 6114024 Форте (Forte); 6153209 Вега (Vega) и др.; 6198018 Курро (Curro); 6203810 Алемани (Alemany) и др.; и 6245401 Инг (Ying) и др., которые включены сюда посредством ссылки во всей их полноте для всех целей.
Карман 32 может принимать любую форму или конфигурацию, которая позволяет карману собирать и, по существу, удерживать жидкость и/или экскременты, проходящие через подкладку со стороны тела 30. Например, карман 32 может быть обеспечен в открытой конфигурации, которая позволяет сбор физиологической жидкости немедленно, или может быть обеспечен в более закрытой конфигурации, которая открывается при контакте с физиологической жидкостью. Типичные варианты выполнения этих конфигураций даны более подробно ниже.
А. Открытый карман
В одном варианте выполнения изобретения карман может быть открыт во впитывающем изделии перед тем, как его использует пользователь. В этом варианте выполнения изобретения, карман уже открыт и готов получать физиологические жидкости от пользователя. Кроме того, карман может быть сконфигурирован так, что пространство сбора внутри кармана расширяется, когда собирают физиологические жидкости.
Например, что касается фиг.2А, карман 32(а) показан расположенным между подкладкой со стороны тела 30 и впитывающей сердцевиной ядром 28 подгузника 22. Этот карман 32(а) показан свернутым зигзагообразным образом вдоль каждой стороны его боковых кромок 36. В данном случае, каждая сторона завернута на себя, по меньшей мере, дважды, чтобы создать складки в форме гармошки по каждой стороне, такие как, по меньшей мере, четверные складки. В одном конкретном варианте выполнения изобретения, каждая сторона может быть сложена в от около 4 складок в форме гармошки до около 20 складок в форме гармошки. Складки в форме гармошки позволяют карману оставаться, по существу, плоским при складывании внутри конструкции впитывающего изделия. Как таковой, карман 32(а) лежит, по существу, плоским внутри слоев подгузника 22 до выделения физиологической жидкости.
После выделения физиологической жидкости и/или фекалий, физиологическая жидкость входит в отверстие 37, сформированное стенками кармана 32(а), и расширяет область, образованную карманом 32(а). Физиологические экскременты через свою массу давят на стенки кармана 32(а). Также сила тяжести заставляет карман 32(а) открываться, растягивая складки в форме гармошки на боковых стенках кармана 32(а). Это операция открытия складок в форме гармошки кармана 32(а) показана на Фиг.2В. В данном случае, когда физиологические экскременты 40 входят в карман 32(а) через отверстие 37, масса физиологических экскрементов 40 открывает карман 32(а), растягивая складки в форме гармошки в стенках кармана.
Концы боковых стенок 36 могут быть более жесткими, чем боковые стенки 36 так, чтобы обеспечивать образование отверстия 37 кармана 32(а). Эта жесткость может облегчать механизм закрывания, описанный ниже, обеспечивая структуру, которая может быть прочно сжата механизмом закрывания. Например, большая жесткость может быть обеспечена на концах боковых стенок 36 через включение провода (например, металлического провода, пластмассового провода, резинового провода и т.д.), присоединенного к этим концам. Хотя он показан сложенным в форме гармошки, карман 32(а) может быть сложен любым образом так, чтобы убирать отверстие для приема физиологических экскрементов во внутреннюю полость кармана.
Б. Механизмы открытия кармана
В другом варианте выполнения изобретения карман может быть закрытым, или, по существу, закрытым во впитывающем изделии перед его надеванием пользователем. В этом варианте выполнения изобретения, карман может быть сконфигурирован, чтобы открываться только после контакта с жидкостью, такой как моча или жидкие фекальные массы. Таким образом, карман может оставаться, по существу, закрытым в ходе использования до момента выделения пользователя.
Фиг.3А-3В и 4А изображают типичные варианты выполнения одного конкретного механизма открытия кармана, расположенного снаружи относительно полости кармана. Карман 32(b) показан имеющим отверстие 37, по существу, закрытое верхним слоем кармана 44. Скрученный, сжатый субстрат 42 расположен на концах смежного отверстия 37 каждого верхнего слоя 44 кармана 32(b). После смачивания, скрученный, сжатый субстрат 42 расширяется из его сжатого состояния. В ходе его расширения, скрученный, сжатый субстрат 42 также расширяется из его скрученного состояния. Это расширение обеспечивает механизм для открытия кармана 32(b) путем расширения отверстия 37, сформированного между верхними слоями кармана 44. Таким образом, после выделения физиологической жидкости, карман 32(b) может собирать и удерживать физиологические экскременты 40 внутри внутренней полости кармана 37(b).
В этом варианте выполнения изобретения скрученный, сжатый субстрат 42, имеющий цилиндрическую форму, расположен на верхнем слое кармана 44, смежном с отверстием 37. Скрученный, сжатый субстрат 42 положен на его стороне так, что сторона скрученного, сжатого субстрата 42 может быть расположена для прикрепления к верхнему слою кармана 44. В данном случае, скрученный, сжатый субстрат 42 цилиндрической формы может быть положен боком на верхний слой кармана 44. Сторона скрученного, сжатого субстрата 42 тогда может быть присоединена к верхнему слою кармана 44, смежному с отверстием 37 кармана 32(b).
После смачивания жидкостью, скрученный, сжатый субстрат 42 расширяется в направлении по оси z и разматывается из его скрученного состояния. Когда он расширяется и разматывается, скрученный, сжатый субстрат 42 скатывается от отверстия 37. Карман 32(b) при расширении открывает отверстие 37 вследствие скатывания каждого скрученного, сжатого субстрата 42, как показано в Фиг.3В и 4В. Это скатывание открывает карман 32(b) путем намотки верхнего слоя кармана 44 вокруг расширенного, размотанного скрученного, сжатого субстрата 42', чтобы расширить отверстие 37 кармана 32(b). Таким образом, физиологические экскременты 40 могут быть собраны карманом 32(b).
Присоединение скрученного, сжатого субстрата 42 к верхнему слою кармана 44 может быть достигнуто с использованием любого подходящего метода. В одном конкретном варианте выполнения изобретения, скрученный, сжатый субстрат 42 может быть соединен с верхним слоем кармана 44 с помощью адгезива.
В альтернативном варианте выполнения изобретения, отверстие кармана может быть открыто через механизм открытия кармана, расположенный внутри полости кармана (например, расположенный внутри относительно кармана). Например, в Фиг.9А и 9В, карман 32(с) показан имеющим скрученные, сжатые субстраты 42, расположенные внутри внутренней полости кармана 32(с). В этом варианте выполнения изобретения, один конец скрученного, сжатого субстрата 42 присоединен (например, адгезивно прикреплен) к внутренней поверхности, обращенной к полости, верхнего слоя кармана 44, смежного с отверстием 37. Кроме того, противоположный конец скрученного, сжатого субстрата 42 может, возможно, быть присоединен к нижней поверхности кармана 32(с).
После смачивания скрученный, сжатый субстрат 42 расширяется в направлении по оси z и разматывается из его скрученного состояния. Это сочетание расширения и разматывания заставляет отверстие 37 расширяться, при одновременно увеличении области внутренней полости, доступной для сбора физиологических экскрементов. После расширения, расширенный, размотанный скрученный, сжатый субстрат 42' также дает структурную поддержку внутренней полости кармана 32(с), чтобы облегчать сбор и удержание физиологических экскрементов.
Хотя показано использование двух скрученных, сжатых субстратов 42, может быть использовано любое число скрученных, сжатых субстратов 42 внутри полости кармана 32(с). Например, внутри внутренней полости кармана 32(b) могут быть расположены от 2 до 10 скрученных, сжатых субстратов 42, как показано в Фиг.9А и 9В. Использование расположенных внутри скрученных, сжатых субстратов с карманом, может быть осуществлено с открытым карманом или с карманом, имеющим механизм открытия кармана.
Скрученный, сжатый субстрат 42 может быть, в одном варианте выполнения изобретения, сконструирован из сильно сжатого материала сетки. Чтобы обеспечивать операцию разматывания после смачивания, субстрат не только сжимают в направлении по оси z, но также и скручивают либо перед, либо в течение сжатия.
Скрученный, сжатый субстрат 42 формируют отливкой под давлением из материала сетки, и он сконфигурирован так, чтобы расширяться только в направлении сил сжатия (то есть, только в направлении по оси z) после смачивания. Таким образом, направление расширения после контакта с жидкостью может быть предрасположено, позволяя направлению расширения скрученного, сжатого субстрата быть предопределенным, когда включается механизм открытия кармана.
z
z
Что касается Фиг.5А, типичный скрученный, сжатый субстрат 42 показан в его сухом, сжатом состоянии. Скрученный, сжатый субстрат 42 имеет в сжатом состоянии высоту d в его направлении по оси z, пока он находится еще в его сухом состоянии. После контакта с жидкостью, скрученный, сжатый субстрат 42 растягивается и разматывается, чтобы быть расширенным скрученным, сжатым субстратом 42', имеющим расширенную высоту d' (как показано в Фиг.5В). Степень расширения в направлении по оси z может быть предопределена типом материала, включенного внутри скрученного, сжатого субстрата 42, и силой, обеспечивающей формирование скрученного, сжатого субстрата 42.
x,y
x,y
x,y
x,y
x,y
Расширение скрученного, сжатого субстрата 42 является, по существу, 1-мерным. После контакта с жидкостью расширение скрученного, сжатого субстрата 42 происходит в направлении по оси z, без, по существу, увеличения размера скрученного, сжатого субстрата 42 в направлении либо оси x, либо оси y. Например, на Фиг.5А и 5В, скрученный, сжатый субстрат 42 показывают имеющим цилиндрическую форму, такую, что его размер в направлениях x и y, по существу, равен (то есть, диаметру цилиндрического скрученного, сжатого субстрата 42). Диаметр d скрученного, сжатого субстрата 42 остается, по существу, неизменным после контакта с жидкостью, вызывающего расширение в направлении по оси z. Таким образом, диаметр d' расширенного скрученного, сжатого субстрата 42', показанный на Фиг.1В, почти идентичен диаметру d скрученного, сжатого субстрата 42, показанного на Фиг.1А (например, d'≤1,1 величины d).
z
z
x,y'
x,y
Расширение скрученного, сжатого субстрата может быть указано как "степень расширения", сравнивающая степень расширения в направлении по оси z со степенью расширения в направлениях как по оси x, так и по оси y (то есть, d', разделенное на d, по сравнению с d разделенным на d). В специфических вариантах выполнения изобретения, скрученный, сжатый субстрат может расширяться более чем около 2:1,1 в направлении по оси z по сравнению с направлениями по осям х и y, так, как более 3:1,1 и от около 5:1,1 до около 10:1,1. Например, отношение расширения может быть более около 2:1,05, таким как более около 3:1,05, таким как от около 5:1,05 до около 10:1,05.
z
z
z
z
Например, скрученный, сжатый субстрат 42 подходящим образом расширяется до, по меньшей мере, около 2 раз от его первоначальной высоты d в направлении по оси z, когда он сухой (то есть, расширение 200%), и более подходяще, он расширяется до, по меньшей мере, около 3 раз от его первоначальной высоты d, когда он сухой (то есть, расширение 300%). Например, в некоторых вариантах выполнения изобретения, расширенный скрученный, сжатый субстрат 42' может иметь толщину или высоту d', которая составляет от около 5 до около 10 величин его первоначальной высоты d (то есть, расширение от около 500% до около 1000%).
x,y
x,y
x,y
x,y
x,y'
x,y
В одном конкретном варианте выполнения изобретения диаметр d' расширенного скрученного, сжатого субстрата 42' может быть менее около 110% диаметра d скрученного, сжатого субстрата 42 в сухом состоянии (то есть, менее около 1,1 величины первоначального диаметра d), таким как от 100% (то есть, без изменения диаметра после контакта с жидкостью в направлениях по осям х и y) до около 107% (то есть, около 1,07 величины первоначального диаметра d). Например, диаметр d расширенного скрученного, сжатого субстрата 42' может быть от около 100,5% до около 105% диаметра d скрученного, сжатого субстрата 42 в сухом состоянии.
Конечно, скрученный, сжатый субстрат 42 может быть отлитым в любой другой форме, включая, но не ограничивая ими, прямоугольные параллелепипеды, кубы, конусы и т.д. Независимо от специфической формы скрученного, сжатого субстрата 42, размеры в направлениях по осям х и y, по существу, не увеличиваются после контакта с жидкостью.
Скрученный, сжатый субстрат 42 сконфигурирован, чтобы расширяться до расширенного скрученного, сжатого субстрата 42' почти немедленно после контакта с малым количеством жидкости. Например, 1-мерное расширение может происходить за период около 10 секунд контакта скрученного, сжатого субстрата 42 с жидкостью, причем такое расширение проходит за время менее около 5 секунд. В некоторых вариантах выполнения изобретения, 1-мерное расширение скрученного, сжатого субстрата 42 может происходить за время от около 1 секунды до около 5 секунд, такое как от около 1 секунды до около 3 секунд. Таким образом, карман 32 может быть открыт почти немедленно после первого выделения во впитывающее изделие.
Чтобы инициировать расширение скрученного, сжатого субстрата 42, скрученный, сжатый субстрат 42 сконфигурирован, чтобы расширяться после контакта с малым количеством жидкости. Это количество жидкости необходимо для не полного насыщения скрученного, сжатого субстрата 42. Конечно, количество жидкости, необходимой, чтобы вызывать полное расширение скрученного, сжатого субстрата 42 до расширенного скрученного, сжатого субстрата 42' может варьироваться с размерами скрученного, сжатого субстрата 42. Однако когда его используют в впитывающем предмете, скрученный, сжатый субстрат 42 сконфигурирован, в большинстве вариантов выполнения изобретения, чтобы расширяться после контакта с количеством более около 0,1 миллилитра (мл) жидкости, таким как от около 0,5 мл до около 7 мл, и от около 1 мл до около 5 мл. При этих уровнях жидкости, скрученный, сжатый субстрат 42 может, по меньшей мере, удваиваться по высоте в направлении по оси z со степенью расширения, по меньшей мере, 2:1,1, как указано выше.
Скрученный, сжатый субстрат предоставляет влажность, дающую начало расширению по z-направлению со значительным количеством энергии. В частности, скрученный, сжатый субстрат может расширяться в направлении по оси z с силой давления до около 16 фунтов на квадратный дюйм, такой как от около 10 фунтов на квадратный дюйм, до около 15 фунтов на квадратный дюйм.
Материал полотна, который сжимают, чтобы формировать скрученный, сжатый субстрат, может быть нетканым полотном из волокон. Хотя изобретение не ограничивается конкретным типом волокон, некоторые волокна особенно пригодны для формирования скрученного, сжатого субстрата 42, подлежащего включению во впитывающее изделие. Эти волокна могут быть, например, любым сочетанием из волокон синтетических или целлюлозных. Выбранная средняя длина волокон и их денье будут, в общем, зависеть от множества факторов и желательных технологических операций.
В одном варианте выполнения изобретения существенная часть волокон могут быть штапельными целлюлозными волокнами. Целлюлозные волокна могут быть использованы, чтобы снижать затраты, а также придавать другие преимущества скрученному, сжатому субстрату 42, такие как улучшенная впитывающая способность. Некоторые примеры подходящих источников целлюлозных волокон включают сырые древесные волокна, такие как обесцвеченные и неотбеленные волокна целлюлозы термомеханического производства. Целлюлозные волокна могут иметь высокую среднюю длину волокон, низкую среднюю длину волокон или их смесь. Некоторые примеры подходящих целлюлозных волокон с высокой средней длиной включают северную мягкую древесину, южную мягкую древесину, древесину секвойи, древесину можжевельника виргинского, древесину тсуги, сосны (например, южных сосен), древесину ели (например, ели черной), их сочетания и так далее. Некоторые примеры подходящих целлюлозных волокон низкой средней длины могут включать некоторые сырые целлюлозы из твердой древесины и вторичные (то есть, повторно используемые) волокна целлюлозы из таких источников как, например, газетная бумаги, рекуперированный картон и офисные отходы. В качестве целлюлозных волокон низкой средней длины также могут быть использованы волокна твердой древесины, такой как древесина эвкалипта, клена, березы, осины и так далее. Эти целлюлозные волокна могут быть сформирована в нетканое полотно (например, тканевое полотно) по любому процессу (например, влажной укладки, воздушной укладки, процессу фильерного производства и т.д.).
В одном конкретном варианте выполнения изобретения полотно представляет собой нетканое полотно из вискозного материала. В частности, вискозный материал может быть произведен методом пробивания полотна, в котором полотно формируют из вискозного искусственного шелка и волокна сочетают с использованием водного потока высокого давления.
В ином случае большинство волокон нетканого материала может быть сформировано из синтетических полимеров. Синтетические волокна могут быть сформированы в нетканые материалы или полотна многими процессами, такими как, например, процессы выдувания из расплава, процессы фильерного способа производства, процессы кардования с соединением и т.д.
"Выдутые из расплава волокна" относятся к волокнам, которые формируют, экструдируя расплавленный термопластичный материал через множество тонких, обычно круглых капилляров фильеры в виде расплавленных волокон в сходящиеся с высокой скоростью газовые (например, воздушные) потоки, которые утончают волокна расплавленного термопластичного материала, чтобы понизить их диаметр, который может быть доведен до диаметра микроволокна. После этого выдутые из расплава волокна переносят высокоскоростным газовым потоком и осаждают на собирающей поверхности с формированием полотна из статистически размещенных выдутых из расплава волокон. Такой процесс раскрыт, например, в патенте США № 3849241 Бутин (Butin) и др., который включен сюда посредством ссылки во всей его полноте для всех целей. Вообще говоря, выдутые из расплава волокна могут быть микроволокнами, которые могут быть непрерывными или прерывистыми, обычно меньше 10 микронов в диаметре, и обычно липкими, когда их осаждают на собирающую поверхность.
"Волокна фильерного способа производства" относятся к волокнам малого диаметра, по существу, непрерывным, которые формируют, экструдируя расплавленный термопластичный материал из множества тонких, обычно круглых капилляров многоканального мундштука с диаметром экструдируемых волокон, который затем быстро понижают путем, например, эдуктивной вытяжки и/или другими известными механизмами фильерного способа производства. Производство нетканых полотен фильерным способом описано и показано, например, в патентах США № 4340563 Аппель (Appel) и др., 3692618 Доршнер (Dorschner) и др., 3802817 Мацуки (Matsuki) и др., 3338992 Кинни (Kinney), 3341394 Кинни (Kinney), 3502763 Хартман (Hartman), 3502538 Петерсен (Petersen), 3542615 Добо (Dobo) и др. и 5382400 Пайк (Pike) и др., которые включены сюда посредством ссылки во всей их полноте для всех целей. Волокна фильерного способа производства, в общем, не липкие, когда их наносят на собирающую поверхность. Волокна фильерного способа производства могут иногда иметь диаметры менее около 40 микрон, и часто между около 5 до около 20 микрон.
Примерные синтетические полимеры для использования в формировании нетканого полотна могут включать, например, полиолефины, например, полиэтилен, полипропилен, полибутилен и т.д.; политетрафторэтилен; сложные полиэфиры, например, полиэтилентерефталат и так далее; поливинилацетат; сополимер поливинилхлорида и поливинилацетата; поливинилбутираль; акриловые смолы, например, полиакрилат, полиметилакрилат, полиметилметакрилат и так далее; полиамиды, например, нейлон; поливинилхлорид; поливинилиденхлорид; полистирол; поливиниловый спирт; полиуретаны; полимолочная кислота; их сополимеры; и так далее. Если желательно, также могут быть использованы такие, как те, которые описаны выше. Необходимо отметить, что полимер(ы) также может(гут) содержать другие добавки, такие как средства обработки или композиции для обработки, чтобы придавать желательные свойства волокнам, остаточные количества растворителей, пигментов или красителей и так далее.
Однокомпонентные и/или многокомпонентные волокна могут быть использованы для формирования нетканого полотна. Однокомпонентные волокна обычно формируют из полимера или смеси полимеров, экструдируемых из одного экструдера. Многокомпонентные волокна, в общем, формируют из двух или большего числа полимеров (например, двухкомпонентные волокна), экструдируемых из отдельных экструдеров. Эти полимеры могут быть расположены в, по существу, постоянно расположенных отдельных зонах поперек поперечного сечения волокон. Эти компоненты могут быть расположены в любой желательной конфигурации, такой как ядро-оболочка, смежной, «пирога», «островов в море», трехместной, «бычьего глаза» или других различных расположениях, известных в технологии. Различные методы формирования многокомпонентных волокон описаны в патентах США № 4789592 Танигучи (Taniguchi) и др. и патенте США 5336552 Стрек (Strack) и др., 5108820 Канеко (Kaneko) и др., 4795668 Крюге (Kruege) и др., 5382400 Пайк (Pike) и др., 5336552 Стрек (Strack) и др. и 6200669 Мармон (Marmon) и др., которые включены сюда полностью посредством ссылки для всех целей. Также могут быть сформированы многокомпонентные волокна, имеющие различные неправильные формы, такие как описанные в патентах США № 5277976 Хогл (Hogle) и др., 5162074 Хиллс (Hills), 5466410 Хиллс, 5069970 Ларгман (Largman) и др. и 5057368 Ларгман и др., которые включены сюда посредством ссылки во всей их полноте для всех целей.
Хотя могут быть использованы любые сочетание полимеров, полимеры многокомпонентных волокон обычно изготовлены из термопластичных материалов с различными температурами стеклования или температурами плавления, где первый компонент (например, оболочка) плавится при температуре ниже, чем второй компонент (например, ядро). Размягчение или плавление первого полимерного компонента многокомпонентного волокна позволяет многокомпонентным волокнам формировать липкую скелетную структуру, которая после охлаждения стабилизирует волокнистую структуру. Например, многокомпонентные волокна могут иметь от около 5% до около 80%, а в некоторых вариантах выполнения изобретения от около 10% до около 60% по весу полимера с низкой температурой плавления. Далее многокомпонентные волокна могут иметь от около 95% до около 20%, а в некоторых вариантах выполнения изобретения от около 90% до около 40% по весу полимера с высокой температурой плавления. Некоторые примеры известных двухкомпонентных волокон типа ядро-оболочка доступны от KoSa Inc. из Шарлотт, Северная Каролина под обозначениями Т-255 и Т-256, которые оба используют оболочку из полиолефина, или Т-254, который имеет оболочку из сложного сополиэфирного полимера с низкой температурой плавления. Еще и другие известные двухкомпонентные волокна, которые могут быть использованы, включают доступные от Chisso Corporation из Морияма, Япония или Fibervisions LLC из Вилмингтона, Делавэр.
Могут быть использованы волокна любой желательной длины, такие как штапельные волокна, непрерывные волокна и т.д. В одном специфическом варианте выполнения изобретения, например, могут быть использованы штапельные волокна, которые имеют длину волокна в интервале от около 1 до около 150 миллиметров, в некоторых вариантах выполнения изобретения от около 5 до около 50 миллиметров, в некоторых вариантах выполнения изобретения от около 10 до около 40 миллиметров, а в некоторых вариантах выполнения изобретения от около 10 до около 25 миллиметров. Хотя это и не требуется, могут быть использованы методики кардования, чтобы формировать волокнистые слои со штапельными волокнами, как известно в технологии. Например, волокна могут быть сформированы в кардованную сетку путем помещения кип волокон в сортировщик, который разделяет волокна. Затем волокна посылают через чесальный аппарат или устройство кардования, которые далее разрывают и выравнивают волокна в направлении выработки так, чтобы формировать нетканое полотно из волокон, ориентированных в машинном направлении. Кардованное полотно затем может быть соединено с использованием известных методик соединения, чтобы формировать кардованное соединенное нетканое полотно.
Если желательно, нетканое полотно может иметь многослойную структуру. Другие слои могут быть другими неткаными полотнами, пленками и тому подобным. Например, в одном варианте выполнения изобретения, по меньшей мере, два нетканых полотна могут быть скомбинированы, чтобы быть сформировать нетканый ламинат. Подходящие многослойные материалы могут включать, например, ламинаты фильерного производства/выдутый из расплава/фильерного производства (SMS) и ламинаты фильерного производства/выдутый из расплава (SM). Различные примеры подходящих ламинатов SMS описаны в патентах США № 4041203 Брок (Brock) и др.; 5213881 Тиммонс (Timmons) и др.; 5464688 Тиммонс и др.; 4374888 Борнслегер (Bomslaeger); 5169706 Коллир (Collier) и др.; и 4766029 Брок (Brock) и др., которые включены сюда посредством ссылки во всей их полноте для всех целей. Кроме того, коммерчески доступные ламинаты SMS могут быть получены от Kimberly-Clark Corporation под обозначениями Spunguard и Evolution.
Другой пример многослойной структуры представляет собой полотно фильерного способа производства, произведенное на механизме для многослойного прядения, в котором шпулярник наносит волокна поверх слоя волокон, нанесенного предыдущим шпулярником. Такое отдельное нетканое полотно фильерного способа производства также может быть рассмотрено как многослойная структура. В этой ситуации, различные слои нанесенных волокон в нетканом полотне могут быть одинаковыми, либо они могут быть различными по весу основы и/или в терминах состава, типа, размера, уровня извитости и/или формы произведенных волокон. В качестве другого примера, одиночное нетканое полотно может быть получено как два или несколько индивидуально произведенных слоев полотна фильерного способа производства, кардованного полотна и т.д., которые были соединены вместе, чтобы быть сформировать нетканое полотно. Эти индивидуально произведенные слои могут отличаться в отношениях способа производства, веса основы, состава и волокон, как обсуждается выше.
Нетканое полотно, изготовленное из синтетических волокон, также может содержать дополнительный волокнистый компонент такой, который рассматривают как композит. Например, нетканое полотно может быть переплетено с другим волокнистым компонентом с использованием любой из множества методик переплетения, известных в технологии (например, гидравлической, воздушной, механической и т.д.). В одном варианте выполнения изобретения, нетканое полотно интегрально переплетено с целлюлозными волокнами с использованием гидравлического переплетения. Гидравлически переплетенные нетканые сетки длины штапельного волокна и непрерывные волокна раскрыты, например, в патентах США № 3494821 Эванс (Evans) и 4144370 Боултон (Boulton), которые включены сюда посредством ссылки во всей их полноте для всех целей. Гидравлически переплетенные композитные нетканые полотна из непрерывного волокна нетканого полотна и слоя целлюлозы раскрыты, например, в патентах США № 5284703 Эверхарт (Everhart) и др. и 6315864 Андерсон (Anderson) и др., которые включены сюда посредством ссылки во всей их полноте для всех целей.
Независимо от конкретной структуры нетканого полотна, полотно отливают при сжатии в скрученный, сжатый субстрат 42, сконфигурированный, чтобы расширяться одномерно. Одномерное расширение, в общем, происходит в направлении сил сжатия, действовавших в ходе формирования скрученного, сжатого субстрата 42. Таким образом, специалист был бы способен формировать скрученный, сжатый субстрат 42, имеющий любую желательную форму и любые желательные параметры расширения. Кроме того, полотно скручивают либо перед, либо в процессе сжатия.
В одном варианте выполнения изобретения, материалы сжатого полотна могут быть сформированы при первом складывании или скручивании материала полотна в форму трубки так, что материал полотна является, в общем, более длинным в направлении по оси z, чем в направлениях по осям x и y. Например, Фиг.6 показывает материал полотна 100, скрученный в цилиндрическую трубку. Этот сложенный или скрученный материал полотна затем может быть скручен вдоль его длины. Что касается Фиг.7, верхняя секция 102 скрученной цилиндрической трубки 101 материала полотна 100 скручена в направлении, противоположном нижней секции 104. Количество скруток в скрученной цилиндрической трубке 101 может быть измерено как относительное количество скруток между верхней частью 102 и нижней частью 104. Количество скруток может варьироваться в зависимости от желательного количества не скрученного материала. В одном варианте выполнения изобретения, материал полотна может быть скручен на величину, по меньшей мере, около 360° (то есть, верхняя часть 102 скручена, по меньшей мере, один раз относительно нижней части) так, как, по меньшей мере, на величину около 540°. В некоторых вариантах выполнения изобретения, материал полотна может быть скручен на величину, по меньшей мере, около 720° так, как на величину от около 1080° до около 1800°.
В одном конкретном варианте выполнения изобретения, полотно может быть смочено (например, насыщено жидкостью, такой как вода), скручено на желательную величину и затем высушено. Сушку полотна проводят, когда оно находится в скрученном состоянии так, чтобы скрученное поворачиваемое полотно могло быть помещено в барабан для сжатия без значительно раскручивания перед началом сжатия.
Скрученный материал затем может быть помещен в удлиненный барабан такой, чтобы более длинное направление по оси z скрученного полотна было параллельно длине барабана. Форма барабана в направлениях по осям x и y соответствует форме готового скрученного, сжатого субстрата 42. Например, чтобы изготовить скрученный, сжатый субстрат 42, показанный в Фиг.5А, форма барабана является циклической, такой, что направления барабана x и y образуют круг (или овал). В ином случае, форма барабана может образовывать любую желательную форму в направлениях по осям x и y, чтобы произвести скрученный, сжатый субстрат 42 в желательной форме.
После помещения в барабан свернутое или скрученное полотно подвергают действию силы сжатия в направлении удлинения барабана (то есть, направлении z). Эта сила сжатия достаточна, чтобы сжать свернутое или скрученное полотно в скрученный, сжатый субстрат 42, который будет сохранять свою начальную форму до действия жидкости. То есть одноразовая ткань должна быть подвергнута литью под давлением внутри заданного интервала давления, которое варьируется в зависимости от формы, конфигурации и химической конструкции полотна, как описано выше. Однако если полотно сжимают под давлением в заданном интервале давления, его сжимают при сжимаемости (ΔV/V) в интервале от 0,4 до 0,6. Здесь, сжимаемость (ΔV/V) представляет отношение изменения объема (ΔV) в скрученном, сжатом субстрате 42 к объему (V) несжатого полотна. Величина изменения объема означает разность между объемом (V) несжатого полотна и объемом скрученного, сжатого субстрата 42.
x,y
z
Например, при создании скрученного, сжатого субстрата 42 из полотна ему придают такую форму, как в Фиг.5А, с диаметром d около 2 см и высотой d около 1 см. Полотно может иметь любой начальный размер, такой как менее около 20 см на 20 см, такой как от около 5 см на 5 см до около 15 см на 15 см. В одном конкретном варианте выполнения изобретения, полотно может иметь начальный размер около 10 на 10 см. Сила сжатия может прилагать давление к сложенному или скрученному полотну ткани от около 95 килоньютона (кН) до около 300 кН, такое как от около 145 кН до около 250 кН. В одном конкретном варианте выполнения изобретения сила сжатия может быть от около 190 кН до около 200 кН в направлении по оси z.
Хотя устройство для формирования скрученного, сжатого субстрата 42 можно варьировать, особенно подходящее устройство может включать цилиндрический барабан для литья под давлением, имеющий продольный паз. Барабан для литья под давлением может поддерживаться на столе так, чтобы обе концевых части паза барабана для литья под давлением были открыты на внешнюю сторону. Верхний пресс может быть установлен движущимся вертикально над столом и имеющим прессующий стержень, который нужно вставлять в паз барабана для литья под давлением, когда верхний пресс движется вниз. Нижний пресс также может быть установлен движущимся вертикально ниже стола и имеющим опорный стержень, который нужно вставить в паз барабана для литья под давлением, когда нижний пресс перемещается вверх.
В этой установке верхний пресс может включать источник энергии для прессования сложенной или скрученной сетки, полученной в пазе. Опорный стержень нижнего пресса закрывает вход в паз барабана для литья под давлением, чтобы отливать под давлением сложенную или скрученную сетку, и открывает вход в этот паз, чтобы освобождать скрученный, сжатый субстрат 42 из паза. Скрученный, сжатый субстрат 42 отливают, чтобы он имел форму, которая является такой же, как пространство, образованное пазом барабана для литья под давлением, опорным стержнем нижнего пресса и прессующим стержнем верхнего пресса. В состоянии, где вход в паз барабана для литья под давлением открыт, скрученный, сжатый субстрат 42 освобождают из паза верхним прессом, перемещающимся вниз.
В одном конкретном варианте выполнения изобретения скрученный, сжатый субстрат может быть изготовлен устройством для литья под давлением и способами, описанными в международной заявке на патент WO 200/082448 А1 Ли (Lee) и др., описание которого включено сюда посредством ссылки.
В ином случае, к силе сжатия может быть добавлен компонент кручения. Например, при использовании цилиндрического барабана, прессующий стержень и удлиненный барабан могут быть связаны так, что этот прессующий стержень поворачивается при сжатии материала сетки. В этом варианте выполнения изобретения, прессующий стержень может иметь материал полотна, контактирующий с поверхностью, которая зацепляет материал полотна и поворачивает его в ходе сжатия.
Подходящие скрученные, сжатые субстраты раскрыты в заявке на патент США, № 12/129795, зарегистрированной 30 мая 2008, описание которой включено сюда посредством ссылки.
II. Механизмы закрывания кармана
После того, как выделение во впитывающее изделие произошло и физиологическая жидкость была собрана карманом, карман может быть закрыт, чтобы предотвращать выделение физиологической жидкости и/или фекальной массы из кармана.
Механизм закрывания кармана может быть, в одном варианте выполнения изобретения, закрывающим субстратом (например, скрученным, сжатым субстратом, который раскрыт выше, или сжатым субстратом без существенного скручивания). По меньшей мере, два закрывающих субстрата 38 могут быть расположены на любой стороне кармана 32, как показано в Фиг.1-4, причем один закрывающий субстрат 38 располагается на любой стороне кармана 32. Эти закрывающие субстраты сконфигурированы так, чтобы расширяться после контакта с жидкостью. Как только карман 32 заполняется физиологическими экскрементами 40, любой избыток физиологической жидкости может смачивать закрывающий субстрат 38, вызывая его расширение. Это расширение, в свою очередь, закрывает отверстие 37 кармана 32.
Хотя Фи.1-4 показывают только один закрывающий субстрат 38 на обеих сторонах отверстия 37 кармана 32, любое число закрывающих субстратов 38 может быть использовано, чтобы формировать закрывающий механизм. Например, на Фиг.8А и 8В может быть использовано множество закрывающих субстратов 38, чтобы закрывать отверстие 37. В типичном варианте выполнения изобретения Фиг.8А, расположены множество закрывающих субстратов 38 (то есть, расположены напротив друг друга) так, что после расширения закрывающие субстраты 38 расширяются по направлению друг к другу. После полного расширения концы закрывающих субстратов 38 входят в контакт друг с другом, закрывая отверстие 37.
В альтернативном варианте выполнения изобретения, таком, как показан в Фиг.8В, множество закрывающих субстратов 38 могут быть расположены друг напротив друга так, что после расширения закрывающие субстраты 38 расширяются по направлению друг к другу. Однако в этом варианте выполнения изобретения, закрывающие субстраты на противоположных сторонах друг от друга расположены ступенчато так, что как только они полностью расширяются, концы закрывающих субстратов 38 не входят в контакт друг с другом, чтобы закрывать, но, скорее, формируют ступенчатую сборку, закрывающуюся отверстие 37.
Закрывающие субстраты 38 могут быть присоединены (например, адгезивно прикреплены) к краю верхнего слоя кармана 44, смежного с отверстием 37. Таким образом, после расширения закрывающие субстраты 38 делают отверстие 37 закрытым. Однако прикрепление не является необходимым, когда кромки верхнего слоя кармана 44, смежные с отверстием 37, достаточно жесткие, чтобы позволять закрывающему субстрату 38 функционировать.
При работе нет существенной необходимости в операции раскручивания закрывающих субстратов при расширении. Таким образом, в одном специфическом варианте выполнения изобретения, закрывающие субстраты представляют собой сжатые субстраты, которые расширяются, по существу, в направлении по оси z. Например, подходящие сжатые субстраты раскрыты в заявках на патент США, № 11/955916 и 11/955937, зарегистрированных 13 декабря 2007, раскрытия которых включены сюда полностью посредством ссылки. Такие сжатые субстраты могут быть, по существу, изготовлены, как описано выше, просто без стадии скручивания в процессе.
Примеры
Пример 1:
Лист полиэтиленовой пленки (12 см на 20 см) складывают, чтобы концы были обращены к центру, чтобы сформировать щель. Кромки загибали назад от щели, имеющей размер 4 мм. В центре помещали 8 миллиметровый сжатый субстрат, полученный пробиванием (диаметр 8 мм при высоте 6 мм), и концы этого сжатого субстрата приклеивали к кромкам пленки на противоположных концах. Теперь измеряли щель 6 мм. Когда сжатый субстрат увлажняли водой, сжатый субстрат расширялся в направлении по оси z, скручиваясь, поскольку это уменьшало давление. Результат был такой, что щель открывалась, и промежуток увеличивался вследствие того, что противоположные стороны слегка поворачивались вверх или вниз сжатым субстратом (25 мм в самом широком месте и 15 мм в самом узком). Стенки были 30 мм в самом высоком месте и 15 мм в самом низком. Это показывает метод открытия клапана или кармана внутри впитывающего предмета, запускаемого влагой, такой как моча, менструальные выделения или фекалии.
Пример 2:
Квадратный лист (12 см на 12 см) из полиэтиленовой пленки складывали пополам. У кромок помещали 8 миллиметровый сжатый субстрат, полученный пробиванием. Верх и низ этого цилиндрического субстрата приклеивали (суперклеем) к кромкам пленок. Это давало зазор между карманом размером 8 мм. Когда сжатый субстрат увлажняли водой, заготовка расширялась в направлении по оси z, скручиваясь при росте. Это приводило к открытию кармана до 30 мм в самом узком месте и 50 мм в самом широком и очевидному скручиванию отверстия, когда кромки двигались друг от друга в процессе открытия.
Пример 3:
Квадратный лист (12 см на 12 см) из полиэтиленовой пленки имел сжатый субстрат, полученный пробиванием, 8 мм, помещенный на его крае и склеенный суперклеем на его стороне с пленкой, закрывающей половину его цилиндрической поверхности. Таким образом, пленка частично закручивалась вокруг стороны цилиндра. Когда сжатый субстрат увлажняли водой, он расширялся со скручивающим действием, закручивая полиэтиленовую пленку вокруг расширенного сжатого субстрата, что приводило к пленке, скрученной наподобие ковра. Это демонстрирует механизм, которым карман или клапан могут быть сделаны открытыми при наличии этих сжатых субстратов, помещенных вдоль конца щели кармана или клапана и открытия вращением, производимым при контакте с влагой.
Эти и другие модификации и варианты настоящего изобретения могут быть осуществлены специалистами без отхода от сущности и объема настоящего изобретения, которое более точно сформулированы в приложенных пунктах формулы изобретения. Кроме того, должно быть понятно, что объекты различных вариантов выполнения изобретения могут быть взаимозаменяемыми как полностью, так и частично. Кроме того, специалисты оценят, что предшествующее описание является только примером, и не предназначено для ограничения изобретения, как оно далее описано в приложенных пунктах формулы изобретения.