АБСОРБИРУЮЩАЯ СТРУКТУРА И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АБСОРБИРУЮЩЕЙ СТРУКТУРЫ ПУТЕМ ОБРАЗОВАНИЯ МАТА НА СИЛЬНОРАЗРЫХЛЕННОМ МАТЕРИАЛЕ Российский патент 2003 года по МПК A61F13/15 

Настоящее изобретение относится к абсорбирующей структуре, состоящей из слоя абсорбирующего материала и слоя сильноразрыхленного материала, и к способу изготовления абсорбирующей структуры, которая предназначена для использования в абсорбирующем изделии, как, например, в гигиенической прокладке, вкладыше для трусов, прокладке для использования при недержании мочи, подгузнике, перевязочном материале, поглотителе слюны и т.п.

Известно большое количество конструкций абсорбирующих изделий этого типа. В этих изделиях абсорбирующее тело может быть изготовлено из целлюлозы, например, в виде рулонов, кип или листов, разделенных на волокна в сухом состоянии и во вспушенном виде превращенных в целлюлозный мат, иногда с примесью т.н. сверхабсорбентов, которые являются полимерами, обладающими способностью впитывать воду или жидкость организма в количестве, в несколько раз превышающем их собственный вес.

Целлюлозное тело часто спрессовывают, чтобы, с одной стороны, увеличить его способность распределять жидкость, а, с другой стороны, уменьшить объем целлюлозного тела и получить как можно более компактное изделие.

Для этих изделий важное значение имеет то, чтобы они имели высокую абсорбирующую способность и полностью использовали общую абсорбирующую способность и чтобы содержащиеся в них материалы обладали хорошей способностью распределять абсорбированную жидкость. Кроме того, изделие должно быть тонким, чтобы его можно было использовать по возможности рационально.

В SE, В, 462622 описывается легко разделяющее изделие, которое представляет собой целлюлозосодержащий волокнистый материал и обладает такой прочностью, что его можно свертывать в рулон или использовать в листовой форме для хранения или транспортировки без добавления химических веществ, которые увеличивают прочность сцепления между волокнами. Из мгновенно высушенных волокон химико-термомеханической целлюлозы /т.н. ХТМЦ/ с содержанием сухого вещества около 80% формуют полотно. Волокна в контролируемом потоке воздуха транспортируют через формующую головку, расположенную над сеткой. Воздух всасывается через всасывающий кожух, расположенный под сеткой. Полотно предварительно прессуют для уменьшения толщины полотна перед окончательным прессованием до плотности 550-1000 кг/м³. Этот продукт легко разрыхляется сухим способом и принимает вспушенный вид для изготовления, например, гигиенических изделий, таких, как подгузники, гигиенические прокладки и подобные изделия. Преимущество этого материала заключается в том, что целлюлоза, имеющаяся в виде рулона, подвергнута мгновенной сушке и сформована сухим способом в полотно, и, таким образом, целлюлоза имеет низкое содержание связующих для закрепления бумаги. По этой причине затраты энергии на разрыхление меньше, чем при обычной целлюлозе, формованной мокрым способом. Это также предоставляет возможности для прессования материала с целью, между прочим, уменьшения объемов при транспортировке и хранении, при этом сохраняются низкие затраты энергии на разрыхление. Другое преимущество заключается в том, что в материал, формованный сухим способом, могут быть примешаны сверхабсорбенты, что до некоторой степени невозможно в отношении материала, сформованного мокрым способом.

Как установлено, этот материал, сформованный сухим способом, в неразрыхленном состоянии является очень хорошим абсорбирующим материалом, который можно без разрыхления непосредственно использовать в качестве абсорбирующего материала в гигиенических изделиях. Это описано в заявках SE 9203445-3 и SE 9203446-1. Кроме того, материал обладает хорошими распределяющими свойствами и свойствами набухания. Обеспечивается более простой и менее дорогостоящий производственный процесс, при этом не требуются обычное разрыхление и обычное формование мата. Для определенных случаев применения продукта в гигиенических изделиях рулонную целлюлозу, сформованную сухим способом, перед ее использованием в качестве абсорбирующего материала целесообразно подвергать размягчению. Процесс размягчения не влияет в какой-либо большой степени на уже упомянутые хорошие абсорбирующие свойства и свойства набухания.

Абсорбирующая структура часто имеет воспринимающий слой/передающий слой наверху слоя абсорбирующего материала. Воспринимающий слой/передающий слой могут быть из сильноразрыхленного материала/см. определение EDANA/, который изготавливается, например, соединением волокон в потоке воздуха/см. определение термического соединения в потоке воздуха в EDANA/ и состоит из синтетических волокон, как, например, полиэфирных, полипропиленовых волокон или из их смесей. Волокнистый мат расчесывают для образования разрыхленного слоя и пропускают через печь. Волокна имеют различные температуры плавления, и тепло, следовательно, в разной степени влияет на различные волокна. Соединение между волокнами происходит благодаря плавлению некоторых волокон. Те волокна, которые не расплавлены, обеспечивают сохранение разрыхленной и воздухопроницаемой структуры.

Когда воспринимающий слой/передающий слой в виде сильноразрыхленного материала и т.п. требуется соединить со слоем абсорбирующего материала, то это должно осуществляться таким образом, чтобы, с одной стороны, закрепить сильноразрыхленный материал в слое абсорбирующего материала, а, с другой стороны, не препятствовать перемещению жидкости из разрыхленного материала в абсорбирующий материал. Обычный очень простой способ - это укладывать слой сильноразрыхленного материала непосредственно на слой абсорбирующего материала.

Одна из проблем заключается в том, что контакт между двумя слоями может становиться плохим. В таком случае ухудшается перемещение жидкости из сильноразрыхленного материала в абсорбирующий материал, что является серьезным недостатком продукта этого типа. Кроме того, можно приклеивать сильноразрыхленный материал, но клей ухудшает перемещение жидкости.

Другая проблема заключается в том, что плохой контакт между слоями имеет результатом плохую прочность продукта. Возможны отделение слоев друг от друга и расслоение абсорбирующего материала.

Задачей изобретения является решение этих проблем.

Краткое описание сущности изобретения
Изобретение относится, с одной стороны, к изделию, которое представляет собой абсорбирующую структуру, состоящую из слоя абсорбирующего материала и слоя сильноразрыхленного материала, а, с другой стороны, к способу изготовления абсорбирующей структуры.

В процессе изготовления на слое сильноразрыхленного материала непосредственно осуществляют формование мата из абсорбирующего материала. Волокна из абсорбирующего материала проникают в сильноразрыхленный материал, при этом достигается прочное соединение между сильноразрыхленным материалом и абсорбирующим материалом. Слои объединяются друг с другом, что увеличивает прочность абсорбирующей структуры. Кроме того, волокна абсорбирующего материала, которые простираются в сильноразрыхленный материал, способствуют перемещению жидкости из сильноразрыхленного материала в слой абсорбирующего материала, где волокна будут дренировать сильноразрыхленный материал.

Изделие представляет собой абсорбирующую структуру, в которой слой сильноразрыхленного материала и слой абсорбирующего материала объединены друг с другом. Абсорбирующий материал состоит из целлюлозных волокон, а сильноразрыхленный материал из синтетических волокон. Два слоя объединены друг с другом посредством волокон из слоя абсорбирующего материала, простирающихся в пустоты в слое сильноразрыхленного материала. Это приводит к большей прочности и к улучшенному перемещению жидкости из сильноразрыхленного материала в абсорбирующий слой.

Описание чертежей
Фиг.1 показывает абсорбирующую структуру с абсорбирующим слоем и сильноразрыхленным материалом сверху, где волокна абсорбирующего слоя простираются в сильноразрыхленный материал. Фигура изображена не в масштабе;
фиг.2 и 3 схематически изображают иллюстративный вариант с абсорбирующей структурой согласно изобретению, помещенной в изделие. Фигуры изображены не в масштабе;
фиг.4 показывает способ изготовления абсорбирующей структуры.

Раскрытие изобретения
Абсорбирующая структура согласно изобретению состоит из воспринимающего слоя/передающего слоя и расположенного под ним слоя абсорбирующего материала. Воспринимающий слой состоит из сильноразрыхленного материала, который может быть изготовлен, например, соединением волокон в потоке воздуха или прошиванием. Этот слой состоит из синтетических волокон, которые не абсорбируют жидкость, т.е. слой является гидрофобным. Воспринимающий слой имеет разрыхленную и воздухопроницаемую структуру и быстро воспринимает данное количество жидкости, которая просто свободно удерживается в волокнистой структуре сильноразрыхленного материала и быстро стекает, перемещаясь в слой абсорбирующего материала.

На фиг.4 показан способ изготовления абсорбирующей структуры /1/ согласно изобретению. Абсорбирующий материал /2/ формуют в виде мата непосредственно на слое сильноразрыхленного материала /3/. Сильноразрыхленный материал /3/ укладывают на сетку, а абсорбирующий материал формуют в виде мата /2/, например, из волокон ХТМЦ /4/, подвергнутых мгновенной сушке. В этом случае волокна /4/ транспортируют в регулируемом потоке воздуха /20/ через формующую головку /21/, расположенную над сеткой /26/. Под сеткой /26/ находится всасывающий кожух /22/, который всасывает воздух, при этом волокна ХТМЦ /4/ присасываются вниз и проникают в сильноразрыхленный материал /3/. Таким образом, сильноразрыхленный материал /3/ и абсорбирующий материал /2/ интегрируются друг в друга. Получается прочное соединение между двумя слоями, а также обеспечивается более хорошее восприятие жидкости из сильноразрыхленного материала в абсорбирующий материал. Волокна /4/ абсорбирующего материала /2/, которые простираются в сильноразрыхленный материал /3/, будут действовать как средство дренирования сильноразрыхленного материала. Полотно прессуют /24/ между валиками /25/, в результате чего абсорбирующий материал приобретает плотность 0,2-1 г/см³ и вес 30-2000 г/м², что дает тонкий продукт с очень хорошими абсорбирующими свойствами. Подходящая плотность абсорбирующего материала равна 0,1-1 г/см³, в частности - 0,2-0,95 г/см³, предпочтительно - 0,25-0,9 г/см³ и наиболее предпочтительно - 0,3-0,85 г/см³, а подходящий вес равен 30 - 2000 г/м², предпочтительно - 50-1500 г/м² и наиболее предпочтительно - 100-1000 г/м². Вследствие эластичности синтетических волокон сильноразрыхленный материал сохраняет разрыхленную и воздухопроницаемую структуру несмотря на высокое давление, которое имеет место во время прессования, осуществляемого после формования мата. Кроме того, можно добавлять сверхабсорбенты на стадии формования мата из абсорбирующего материала.

Абсорбирующий материал может быть также образован из волокон термомеханической целлюлозы /ТМЦ/, высокотeмпеpaтypнoй химико-термомеханической целлюлозы (ВТХТМЦ), сульфитной целлюлозы или крафт-целлюлозы.

Теперь на сильноразрыхленный слой обычно укладывают поверхностный слой, например, из нетканого материала, в качестве верхнего слоя, когда требуется использовать его в абсорбирующем изделии. Это может быть сделано как до, так и после соединения сильноразрыхленного материала со слоем абсорбирующего материала. В другом варианте осуществления изобретения сильноразрыхленный материал вместе с поверхностным слоем, который обычно прикрепляют к сильноразрыхленному материалу с помощью клея, затем укладывают на сетку, после чего осуществляют формование мата в соответствии с вышеописанным способом.

Абсорбирующая структура /1/ согласно изобретению, которая показана на фиг. 1, состоит из абсорбирующего материала /2/ из целлюлозных волокон /4/ и сильноразрыхленного материала /3/ из синтетических волокон /5/, при этом два материала интегрированы друг в друга. Здесь сильноразрыхленный материал /3/ помещен на верх абсорбирующего материала /2/. Во время изготовления сильноразрыхленный материал будет внизу, так как абсорбирующий материал формуется сверху сильноразрыхленного материала. Два слоя интегрируются друг в друга посредством волокон /4/ абсорбирующего материала /2/, простирающихся в пустоты в сильноразрыхленном материале /3/. Абсорбирующий материал имеет плотность 0,1-1 г/см³, в частности 2-0,95 г/см³, предпочтительно - 0,25-0,9 г/см³ и наиболее предпочтительно - 0,3-0,85 г/см³ и вес - 30-2000 г/м², предпочтительно - 50-1500 г/м² и наиболее предпочтительно - 100-1000 г/м².

Когда волокна из абсорбирующего слоя простираются в сильноразрыхленный материал, они отсасывают жидкость в себя из этого материала. Жидкость свободно удерживается в волокнистой структуре сильноразрыхленного материала и через волокна перемещается на слой абсорбирующего материала, который абсорбирует и распределяет ее.

Соединение между двумя слоями прочнее, чем прежде, и они удерживаются вместе посредством интегрирования между двумя слоями.

Целлюлозными волокнами в абсорбирующем материале являются, например, волокна химико-термомеханической целлюлозы /ХТМЦ/, которые подвергнуты мгновенной сушке. Примерами других волокон, которые могут быть использованы в абсорбирующем материале, являются волокна термомеханической целлюлозы /ТМЦ/, высокотемпературной химико-термомеханической целлюлозы (ВТХТМЦ), сульфитной целлюлозы или крафт-целлюлозы.

Абсорбирующее изделие, кроме того, обычно содержит поверхностный слой наверху и непроницаемый для жидкости слой внизу. Поверхностный слой, например, из нетканого материала, который имеется в рулоне в машине, покрывают клеем, добавляют абсорбирующую структуру и затем укладывают на нее нижний слой, например, полиэтиленовую пленку. При этой операции существует риск деформирования абсорбирующей структуры, которое может привести к потере контакта сильноразрыхленного материала с абсорбирующим материалом.

При использовании изделия в виде, например, подгузника или гигиенической прокладки опять существует риск деформирования изделия, которое также может привести к потере контакта сильноразрыхленного материала со слоем абсорбирующего материала.

Преимущество изобретения заключается в более прочном соединении, которое достигается между двумя слоями благодаря их объединению друг с другом. Таким образом, получается продукт с большей степенью прочности.

Назначение воспринимающего слоя/передающего слоя состоит в быстром восприятии данного количества жидкости, которая лишь свободно удерживается в волокнистой структуре сильноразрыхленного материала и должна быстро стекать для последующего перемещения в слой абсорбирующего материала. Недостаток сильноразрыхленного материала заключается в том, что он не обладает своей собственной всасывающей способностью. Благодаря тому, что волокна из слоя абсорбирующего материала простираются в сильноразрыхленный материал, сильноразрыхленный материал легче втягивает в себя жидкость.

Даже если абсорбирующий материал и обладает очень хорошими абсорбирующими свойствами, он не лишен недостатка. Он не может так хорошо воспринимать жидкость, когда он становится сильно сжатым. Материал становится очень плотным, а когда поверхность слоя абсорбирующего материала становится такой плотной, она имеет низкую абсорбирующую способность. Изобретение устраняет этот недостаток посредством улучшения переноса жидкости из сильноразрыхленного материала в абсорбирующий слой. Так как волокна в отдельности или группами выступают в сильноразрыхленный материал, они всасывают жидкость из сильноразрыхленного материала в себя и в уплотненный абсорбирующий материал.

Преимущество абсорбирующего материала, сформованного сухим способом, заключается в том, что в него можно примешивать сверхабсорбенты. Когда необходимо включать сверхабсорбенты в абсорбирующую структуру, их смешивают с абсорбирующим материалом. Сильноразрыхленный слой тогда действует как преграждающий слой для сверхабсорбентов как во время изготовления, так и при использовании абсорбирующей структуры в абсорбирующем изделии. Во время изготовления абсорбирующей структуры слой сильноразрыхленного материала лежит на сетке под волокнами и сверхабсорбентами, что предотвращает отсасывание сверхабсорбентов из слоя абсорбирующего материала. При использовании абсорбирующей структуры слой сильноразрыхленного материала может действовать в качестве преграждающего слоя, если он помещен поверх слоя абсорбирующего материала. Тогда предотвращается выдвижение сверхабсорбентов в направлении к пользователю, когда сверхабсорбенты всасывают в себя жидкость.

Для определенных случаев применения продукта в гигиенических изделиях целесообразно подвергать абсорбирующий материал размягчению перед его использованием в качестве абсорбирующего материала. Процесс размягчения не влияет в какой-либо большой степени на упоминавшиеся абсорбирующие свойства, свойства распределения и свойства набухания. Различные способы размягчения включают в себя обработку между валиками, размягчение ультразвуком, увлажнение или использование химических добавок.

Изобретение не следует ограничивать абсорбирующим материалом, изготавливаемым из волокон ХТМЦ, подвергнутых мгновенной сушке и уложенных в слой. Другими примерами являются волокна ХМЦ, ВТХТМЦ, крафт-целлюлозы или сульфитной целлюлозы.

Кроме того, слой абсорбирующего материала можно формовать обычным способом формования мата. При обычном способе формования мата разбивают на волокна или разрывают в сухом состоянии целлюлозу, имеющуюся в виде листов, рулонов или кип. Высвобожденные волокна в виде пуха выдувают в отдельности или на полотно. При изготовлении подгузников выдувают в отдельности на перфорированные основания. Согласно изобретению разрыхленный материал укладывают на основание и волокна транспортируют в форму. Прессование и образование мата из волокон осуществляют обычным образом.

Иллюстративный пример осуществления изобретения
На фиг.2 показан вариант выполнения абсорбирующего изделия /1/ в подгузнике. Абсорбирующая структура /1/ состоит из разрыхленного материала /3/ и абсорбирующего материала /2/, которые объединены друг с другом. Они объединены посредством проникновения волокон /4/ абсорбирующего материала /2/ в пустоты в разрыхленном материале /3/. Наверху изделия находится проницаемый для жидкости верхний слой /6/, например, из нетканого материала, который при использовании подгузника обращен к пользователю. Внизу находится непроницаемый для жидкости нижний слой /7/, например, из полиэтилена. Слои /6/ и /7/ имеют части, которые простираются за абсорбирующую структуру /1/. Они соединены друг с другом этими частями.

Назначение сильноразрыхленного материала - это быстро воспринимать некоторое количество жидкости, и эта жидкость должна лишь свободно удерживаться в волокнистой структуре сильноразрыхленного материала. Посредством волокон, которые проникают в сильноразрыхленный материал из слоя абсорбирующего материала, жидкость всасывается в слой абсорбирующего материала, где жидкость распределяется и накапливается.

На фиг. 3 показан другой иллюстративный вариант осуществления изобретения, где имеется дополнительный слой абсорбирующего материала /8/. В остальном он сходен с продуктом на фиг.2.

Изобретение не ограничивается показанными иллюстративными вариантами его осуществления и применимо к другим вариантам его осуществления.

Изобретение относится к гигиене, а именно к абсорбирующим структурам, предназначенным для использования в абсорбирующем изделии. Абсорбирующая структура состоит из слоя абсорбирующего материала из целлюлозных волокон и слоя сильноразрыхленного материала из синтетических волокон. Два слоя удерживаются вместе, будучи интегрированными друг в друга посредством волокон абсорбирующего материала, простирающихся в пустоты в сильноразрыхленном материале. В способе изготовления абсорбирующей структуры абсорбирующий материал образуют в виде мата непосредственно на сильноразрыхленном материале, который помещен на сетку. Под сеткой расположен всасывающий кожух, который всасывает воздух вниз. При этом волокна присасываются вниз и проникают вниз в сильноразрыхленный материал. Изобретение позволяет обеспечить хороший контакт между слоями и высокую прочность продукта. 2 с. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ изготовления абсорбирующей структуры, состоящей из слоя абсорбирующего материала и слоя сильноразрыхленного материала, для использования в абсорбирующем изделии, как, например, подгузнике, гигиенической прокладке, вкладыше для трусов, прокладке для использования при недержании мочи, защитном постельном белье, отличающийся тем, что слой абсорбирующего материала, состоящий из сухих целлюлозных волокон, образуют в виде мата непосредственно на слое сильноразрыхленного материала, при этом волокна транспортируют регулируемым воздушным потоком через формующую головку, расположенную над сеткой, на которой помещен сильноразрыхленный материал, а под сеткой располагают всасывающий кожух, выполненный с возможностью всасывания воздуха и проникновения за счет этого волокон в сильноразрыхленный материал. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что абсорбирующий материал образуют из подвергнутых мгновенной сушке волокон химико-термомеханической целлюлозы (ХТМЦ), формируемых в мат. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что абсорбирующий материал имеет плотность 0,1-1 г/см³, в частности 0,2-0,95 г/см³, предпочтительно 0,25-0,9 г/см³ и наиболее предпочтительно 0,3-0,85 г/см³ и вес 30-2000 г/м², предпочтительно 50-1500 г/м² и наиболее предпочтительно 100-1000 г/м². 4. Абсорбирующая структура для использования в абсорбирующем изделии, как, например, подгузнике, гигиенической прокладке, вкладыше для трусов, прокладке для использования при недержании мочи, защитном постельном белье, состоящая из слоя абсорбирующего материала из целлюлозных волокон и слоя сильноразрыхленного материала, отличающаяся тем, что сильноразрыхленный материал и слой абсорбирующего материала интегрированы друг в друга посредством волокон абсорбирующего материала, простирающихся в пустоты в сильноразрыхленном материале. 5. Абсорбирующая структура по п.4, отличающаяся тем, что абсорбирующий слой состоит из подвергнутых мгновенной сушке волокон химико-термомеханической целлюлозы (ХТМЦ). 6. Абсорбирующая структура по п.4, отличающаяся тем, что абсорбирующий слой состоит из волокон термомеханической целлюлозы (ТМЦ), высокотемпературной химико-термомеханической целлюлозы (ВТХТМЦ), крафт-целлюлозы или сульфитной целлюлозы. 7. Абсорбирующая структура по любому из пп.4-6, отличающаяся тем, что абсорбирующий материал имеет плотность 0,1-1 г/см³, в частности 0,2-0,95 г/см³, предпочтительно 0,25-0,9 г/см³ и наиболее предпочтительно 0,3-0,85 г/см³ и вес 30-2000 г/м², предпочтительно 50-1500 г/м² и наиболее предпочтительно 100-1000 г/м².