ВПИТЫВАЮЩЕЕ ИЗДЕЛИЕ, СОДЕРЖАЩЕЕ ВПИТЫВАЮЩУЮ СТРУКТУРУ Российский патент 2008 года по МПК A61F13/15 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к впитывающему изделию, такому как пеленка, изделие, используемое при недержании, гигиеническая прокладка или подобное, при этом изделие имеет проницаемую для жидкости верхнюю поверхность и содержит впитывающую структуру, имеющую поперечное направление и продольное направление, где впитывающая структура содержит принимающий слой и, по меньшей мере, один первый накопительный слой, где первый накопительный слой содержит целлюлозные волокна и не менее 50% мас. супервпитывающего материала, рассчитанного на общую массу накопительного слоя.

Предпосылки создания изобретения

Впитывающие изделия, такие как пеленки, изделия, используемые при недержании, гигиенические прокладки, предназначенные для одноразового использования, обычно создаются с впитывающей структурой, имеющей способность принимать большие количества жидкости в короткий период времени, имеющей, кроме того, способность распределять жидкость и накапливать жидкость. Это значит, что впитывающая структура обычно содержит несколько различных слоев, имеющих различные свойства по отношению друг к другу. Часто впитывающая структура, по меньшей мере, содержит принимающий жидкость слой и накопительный слой для жидкости. Накопительный слой для жидкости часто содержит слой целлюлозной взбитой массы, смешанной с супервпитывающим материалом, которым являются полимеры, имеющие способность впитывать воду или жидкости организма человека во много раз больше их собственной массы. Принимающий жидкость слой часто содержит пористый волокнистый слой из синтетических волокон.

При использовании таких впитывающих изделий желательно, чтобы они были очень тонкими и дискретными при носке, и чтобы они в то же самое время могли быстро принимать большие количества жидкостей, выделившихся в короткий период времени, и хранить указанную жидкость в изделии.

Документ ЕР 0532002 относится к впитывающей структуре, главным образом, для использования в пеленках и изделиях, используемых при недержании. Впитывающая структура содержит не менее 30% мас. супервпитывающего материала, и супервпитывающий материал имеет некоторую способность распределять жидкость и препятствовать сжатию при нагрузке. Целью описанной впитывающей структуры является получение тонкой структуры, имеющей достаточную впитывающую способность.

Документ ЕР 0752892 относится к впитывающей структуре, главным образом, для использования в пеленках и изделиях, используемых при недержании. Впитывающая структура содержит не менее 60% мас. супервпитывающего материала, и супервпитывающий материал имеет определенные свойства. Целью описанной впитывающей структуры является получение тонкой структуры, имеющей достаточную впитывающую способность.

Однако было показано, что еще трудно получить впитывающие изделия, имеющие достаточную способность принимать жидкость, способность распределять жидкость и способность хранить жидкость, которые в то же самое время являются тонкими и дискретными при носке.

Описание изобретения

Согласно настоящему изобретению предусматривается изделие, которое является тонким и дискретным при носке, и в то же самое время изделие имеет достаточную способность принимать жидкость, способность распределять жидкость и способность хранить жидкость.

Впитывающее изделие согласно настоящему изобретению характеризуется, главным образом, тем, что материал первого накопительного слоя в сухом состоянии имеет плотность, превышающую 0,4 г/см³, и первый накопительный слой имеет отверстия/прорези, по меньшей мере, в промежностной части впитывающей структуры.

Предпочтительно, материал первого накопительного слоя в сухом состоянии является даже более сжатым и имеет плотность, превышающую 0,5 г/см³. Согласно другому варианту первый накопительный слой имеет плотность, превышающую 0,6 г/см³.

В соответствии с вариантом материал первого накопительного слоя содержит не менее 60% мас. супервпитывающего материала, рассчитанного на общую массу первого накопительного слоя в сухом состоянии. В соответствии с другим вариантом материал первого накопительного слоя содержит не менее 70% мас. супервпитывающего материала, как рассчитано на общую массу первого накопительного слоя в сухом состоянии. Материал первого накопительного слоя может также содержать 90% мас. или более супервпитывающего материала, рассчитанного на общую массу первого накопительного слоя в сухом состоянии. Преимущество такого высокого содержания супервпитывающего материала состоит в том, что получается очень тонкое и дискретное изделие. Так как содержание супервпитывающего материала является высоким, количество супервпитывающего материала является также относительно высоким, что, в свою очередь, приводит к тому, что достигается высокая впитывающая способность и высокая способность хранить жидкость.

В соответствии с вариантом отверстия/прорези проходят через всю толщину первого накопительного слоя.

В соответствии с вариантом отверстия/прорези проходят в продольном направлении впитывающей структуры. Таким образом, отверстия/прорези создают продольные каналы в первом накопительном слое. Одним преимуществом таких продольных каналов является то, что они направляют перемещение жидкости к концевым частям впитывающей структуры.

Конечно, отверстия/прорези могут иметь другие физические конструкции, например отверстия/прорези могут быть круглыми или сконструированными таким образом, что каналы получаются в поперечном направлении впитывающей структуры. При использовании такой конструкции первый накопительный слой действует так же, как формующий элемент.

В соответствии с одним вариантом ширина материала между отверстиями/прорезями, по меньшей мере, в промежностной части составляет максимально 20 мм. Слой материала, который содержит, во-первых, супервпитывающий материал при высоком содержании и, во-вторых, имеет плотность, превышающую 0,4 г/см³, впитывает относительно медленно. Также было показано, что скорость перемещения жидкости в плоском распространении накопительного слоя снижается в большой степени после того, как жидкость переместится примерно на 10 мм. Таким образом, было показано, что для того чтобы использовать общую способность всего накопительного слоя, ширина материала между отверстиями/прорезями, по меньшей мере, в промежностной части не должна, предпочтительно, превышать 20 мм.

Первый накопительный слой впитывающего изделия имеет первую поверхность, обращенную к проницаемой для жидкости поверхности изделия, и вторую поверхность, обращенную в обратную сторону от проницаемой для жидкости поверхности изделия.

Согласно одному варианту принимающий слой прилегает ко второй поверхности первого накопительного слоя, т.е. поверхности, которая в изделии обращена наружу от пользователя. В тех случаях, когда проницаемая для жидкости поверхность образована отдельным проницаемым для жидкости верхним листом, тогда проницаемая для жидкости поверхность размещена на любой стороне первого накопительного слоя. Принимающий слой представляет собой, предпочтительно, пористый слой, имеющий способность быстро принять большое количество жидкости. Первый накопительный слой, имеющий высокое процентное содержание супервпитывающего материала, имеет лучшую способность удерживать жидкость, чем принимающий слой. Таким образом, при расположении накопительного слоя между проницаемым для жидкости верхним листом и принимающим слоем снижается риск того, что поверхность, самая ближайшая к пользователю, станет мокрой после первого смачивания. Для того чтобы получить достаточный контакт между слоями, было показано преимущество соединения проницаемого для жидкости верхнего листа с принимающим слоем с помощью полых пространств, образуемых отверстиями/прорезями в первом накопительном слое. Предпочтительно, соединение является термическим. Конечно, необходимо, чтобы термическое соединение проницаемого для жидкости слоя и принимающего слоя было достаточным для удержания слоев вместе. Однако было показано, что поверхность соединения не должна занимать слишком большую площадь. При сварке создается непроницаемая для жидкости поверхность, и если указанная поверхность будет слишком большой, возникает риск того, что снизится способность к впуску жидкости. Для того чтобы исключить риск вытекания жидкости и в то же самое время получить достаточное соединение слоев, было показано, например, преимущество использования сварного шва, ширина которого составляет максимально 1 мм. В соответствии с другим путем определения конструкции поверхности сварки было показано преимущество конструирования сварного шва таким образом, что часть сваренной поверхности, рассчитанная на всю поверхность листа, занимаемую отверстиями/прорезями, не превышает 50%, более предпочтительно не превышает 40%, наиболее предпочтительно не превышает 20%. Сварной шов может состоять, например, из множества точек сварки или наплавленных валиков шва сварки, которые расположены с одинаковыми интервалами друг от друга или расположены по конкретному шаблону с различными расстояниями друг от друга.

Согласно одному варианту принимающий слой прилегает к первой поверхности накопительного слоя.

Согласно одному варианту принимающий слой представляет собой супервпитывающий вспененный материал, например полиакрилатсодержащий вспененный материал. Полиакрилатсодержащий вспененный материал получают насыщением под давлением с использованием диоксида углерода раствора, который, по меньшей мере, содержит мономер, сшивающий агент, инициатор и поверхностно-активное вещество, в сосуде в процессе перемешивания. Когда раствор выводится из сосуда через сопло, раствор расширяется и получается вспененная структура. Вспененная структура затем блокируется тем, что инициируется полимеризация и сшивание, например, ультрафиолетовым излучением и/или электронно-лучевым излучением. Наконец, материал прессуют и сушат.

Преимуществом использования такого супервпитывающего вспененного материала является то, что материал является мягким и гибким. Предпочтительно, вспененный материал имеет значение жесткости по Герлею ниже 1000 мг. Предпочтительно, материал также имеет плотность в сухом состоянии, превышающую 0,5 г/см³. Такой супервпитывающий вспененный материал сильно расширяется при контакте с водой. При расширении свободный объем материала увеличивается, приводя к тому, что супервпитывающий материал может получать большое количество жидкости за короткий период времени.

Согласно другому варианту принимающий слой представляет собой волокнистый слой, включающий полиакрилатсодержащие частицы или полиакрилатсодержащее покрытие, связанные с волокнистым слоем, где полиакрилатсодержащие частицы или полиакрилатсодержащее покрытие связаны с волокнистым слоем таким образом, что мономеры акриловой кислоты напылены на волокнистый слой, в результате чего мономер акриловой кислоты имеет возможность полимеризоваться. Примером такого материала является нетканый материал, например, из сложного полиэфира. Капли мономеров акриловой кислоты напыляются на нетканый материал, в результате чего мономер акриловой кислоты имеет возможность полимеризоваться. Образовавшиеся полимеризованные частицы полимера акриловой кислоты помимо действия в качестве впитывающего жидкость материала также действуют в качестве связующего в том, что частицы поддерживают их всю структуру в сжатом состоянии с помощью водородных связей между атомами кислорода в карбоксильных группах акриловой кислоты. При смачивании существующие водородные связи разрушаются, в результате чего материал расширяется до его несжатого состояния. Затем материал набухает дополнительно в результате набухания супервпитывающего материала при впитывании жидкости. Это дает в результате материал, который является тонким и относительно сильно сжимающимся, но когда материал затем смачивается, материал имеет большое количество свободного объема и высокую проницаемость. Дополнительное преимущество такого принимающего слоя состоит в том, что супервпитывающие частицы связывают жидкость, не отведенную накопительным слоем, поэтому снижается риск того, что поверхность, самая ближайшая к пользователю, станет мокрой после первого смачивания. Вариант также охватывает другие пути связывания супервпитывающего материала с волокнистой структурой. Для того чтобы улучшить такой принимающий слой, было показано преимущество обработки принимающего слоя коронным разрядом. При обработке коронным разрядом слой обрабатывается плазмой, что представляет собой приложение к газу, энергии, достаточной для полной или частичной ионизации газа. Контактирование энергоемкого газа с поверхностью материала приводит в результате к образованию радикалов на поверхности материала. Затем вводятся различные типы функциональных групп, таких как, например, кислородсодержащие функциональные группы. Преимущество использования такого материала, обработанного коронным разрядом, состоит в том, что он показывает улучшенную способность распределять жидкость по сравнению с материалом, не обработанным коронным разрядом.

Другим важным свойством впитывающей структуры является то, что соотношение перемещения жидкости между принимающим слоем и первым накопительным слоем является таким, что первый накопительный слой отводит жидкость из принимающего слоя. Было показано, что принимающий слой, показывающий хорошую способность отводить жидкость принимающим слоем, определяется тем, что не менее 50% пор в материале являются незаполненными жидкостью при давлении ниже 12 см водяного столба. Методом, используемым для определения дренажной способности, является TRIs-порометрия. Давление, при котором не менее 50% пор в материале являются незаполненными, обозначается PV₅₀ (см водяного столба).

Согласно другому варианту впитывающая структура также содержит второй накопительный слой. Второй накопительный слой, предпочтительно, содержит меньшее количество супервпитывающего материала, рассчитанное на общую массу второго накопительного слоя. Второй накопительный слой прилегает, например, к непроницаемому для жидкости заднему листу. Кроме того, второй накопительный слой, предпочтительно, имеет большее распространение, чем первый накопительный слой в плоскости изделия. Таким образом, второй накопительный слой действует как зона супернадежности, т.е. он впитывает жидкость, которая может присутствовать снаружи первого накопительного слоя или снаружи принимающего слоя. Также возможно, что второй накопительный слой полностью или частично охватывает первый накопительный слой. Поэтому, предпочтительно, второй накопительный слой расположен смежно как с поверхностью первого накопительного слоя, самой ближайшей к пользователю в процессе использования изделия, так и с поверхностью первого накопительного слоя, которая в процессе использования изделия расположена наиболее отдаленно от пользователя. Полые пространства в первом накопительном слое являются по существу свободными от волокон, однако для описанного варианта, использующего второй накопительный слой, расположенный на каждой стороне первого накопительного слоя, возможно, что единичные волокна из второго накопительного слоя полностью или частично проходят через полые пространства в первый накопительный слой. Преимущество такой структуры состоит в том, что единичные волокна могут направить перемещение жидкости к полым пространствам и, таким образом, облегчить перемещение жидкости в первый накопительный слой. При использовании указанного вида конструкции впитывающей структуры можно иметь первый накопительный слой, расположенный в промежностной части изделия, и второй накопительный слой, расположенный как в промежностной части, так и в концевых частях.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 представлен вид сверху варианта впитывающего изделия согласно настоящему изобретению.

На фиг.2 представлено поперечное сечение впитывающего изделия, показанного на фиг.1.

На фиг.3 представлено поперечное сечение альтернативного варианта впитывающего изделия согласно настоящему изобретению.

На фиг.4 представлено поперечное сечение альтернативного варианта впитывающего изделия согласно настоящему изобретению.

Подробное описание чертежей

Последующее описание относится к паре вариантов впитывающих изделий согласно настоящему изобретению, которое не ограничивается нижеописанными вариантами. На фиг.1 представлен вид сверху впитывающего изделия 100 согласно изобретению. Впитывающее изделие 100 имеет поперечное направление, показанное идущей поперечно центральной линией I, и продольное направление, показанное идущей продольно центральной линией II. Кроме того, впитывающее изделие 100 имеет направление толщины, направленное перпендикулярно плоскости. Впитывающее изделие 100 имеет проницаемый для жидкости верхний лист 101, который в процессе использования изделия предназначен для прилегания к пользователю. Кроме того, впитывающее изделие 100 имеет задний лист 102, который является, по меньшей мере, по существу непроницаемым для жидкости, и впитывающую структуру 103, которая заключена между проницаемым для жидкости верхним листом и тыльным листом. Материалом тыльного листа 103, необязательно, может быть так называемый паропроницаемый «дышащий» (воздухопроницаемый) материал. Впитывающая структура имеет промежностную часть 108 и две концевые части 109. Впитывающая структура 103 содержит принимающий слой 104, который предназначен для быстрого приема большого количества жидкости, и первый накопительный слой 105, который предназначен для быстрого хранения большого количества жидкости, и второй накопительный слой 106. Первый накопительный слой 105 расположен смежно с проницаемым для жидкости верхним листом 101, второй накопительный слой расположен смежно с, по существу, непроницаемым для жидкости тыльным листом 102, и принимающий слой 104 расположен между первым накопительным слоем 105 и вторым накопительным слоем 106. Второй накопительный слой 106 имеет большее распространение в плоскости изделия, чем первый накопительный слой 105, но показывает более низкую общую впитывающую способность. Второй накопительный слой также действует как формопреобразующий элемент таким образом, что он способствует созданию и поддержанию впитывающей структуры, гибкой по отношению к телу человека. Первый накопительный слой 105 имеет два продольно расположенных отверстия/прорези 110, 111. Полые пространства, образованные отверстиями/прорезями 110, 111, идут в продольном направлении изделия. Расстояние между отверстиями/прорезями составляет, предпочтительно, максимально 20 мм в промежностной части. Расстояние относится к длине материала между отверстиями/прорезями 110, 111 в поперечном направлении изделия. Вблизи концевых частей 109 расстояние между отверстиями/прорезями является, предпочтительно, до некоторой степени больше, чем в промежностной части. Такая форма является предпочтительной, так как получается как узкая промежностная часть, так и форма, подогнанная к телу.

Также возможно, что отверстия/прорези 110, 111 в первом накопительном слое 105 имеют другие формы. Например, возможно, что отверстия/прорези идут в изделии в поперечном направлении, поэтому получаются поперечно расположенные каналы. Преимущество использования указанной конструкции состоит в том, что такой накопительный слой может относительно легко принять чашеобразную форму. Другим альтернативным вариантом являются круглые отверстия/прорези. Конечно, другие формы отверстий/прорезей также являются возможными.

Накопительные слои 105, 106 могут содержать необязательные впитывающие материалы, такие как волокнистые материалы, вспененные материалы, супервпитывающие полимеры и их комбинации. Согласно одному варианту первый накопительный слой 105 представляет собой волокнистую структуру, содержащую не менее 50% мас. супервпитывающего материала, как рассчитано на общую массу первого накопительного слоя 105. Супервпитывающими материалами являются полимеры, имеющие способность впитывать воду или жидкости организма человека во много раз больше их собственной массы. Традиционно супервпитывающими материалами являются такие полимеры, как полимер акриловой кислоты. Супервпитывающие материалы могут быть в форме порошка, чешуек, волокон, гранул или подобного. Супервпитывающий материал может быть смешан с волокнистым материалом или может быть применен в форме одного или более слоев между волокнистыми слоями. Супервпитывающий материал может быть либо равномерно распределен в первом накопительном слое 105, либо распределен в различных концентрациях в продольном направлении и/или в направлении толщины первого накопительного слоя 105. Также можно использовать по существу чистый слой супервпитывающего материала в первом накопительном слое. Одним примером подходящего супервпитывающего материала является супервпитывающий материал, имеющий способность быстро впитывать жидкость. Супервпитывающий материал, который может впитывать 5 г жидкостей организма человека на 1 г супервпитывающего материала за 10 с, обычно определяется как быстродействующий супервпитывающий материал. Примером быстродействующего впитывающего жидкость супервпитывающего материала является мелкодисперсный супервпитывающий материал, имеющий малый размер частиц, т.е. небольшой диаметр частиц. Такой мелкодисперсный супервпитывающий материал обычно имеет средний размер частиц от 150 мкм до 400 мкм. Также можно использовать несколько типов супервпитывающего материала, например можно использовать супервпитывающий материал, который впитывает очень быстро в первом накопительном слое, и традиционный супервпитывающий материал, впитывающий более медленно во втором накопительном слое.

Согласно одному варианту второй накопительный слой 106 может также содержать волокнистую структуру, содержащую супервпитывающий материал. Процентное содержание супервпитывающего материала во втором накопительном слое 106 является, предпочтительно, ниже количества супервпитывающего материала в первом накопительном слое 105. Например, второй накопительный слой 106 может содержать около 10% мас. супервпитывающего материала, как рассчитано на общую массу второго накопительного слоя 106. Второй накопительный слой 106 имеет большее распространение в плоскости изделия, но показывает более низкую общую впитывающую способность.

Жидкости организма человека, например моча, проникают через проницаемый для жидкости верхний лист и затем проходят через полые пространства, т.е. отверстия/прорези, в первый накопительный слой 105, далее к принимающему слою 104. Принимающий слой 104 затем дренируется от жидкости первым накопительным слоем 105. Принимающий слой 104 может поэтому без трудностей получить вторую дозу жидкости. Первый накопительный слой 105 имеет способность хранить несколько доз жидкости. Было показано, что поскольку первый накопительный слой сильно сжимается, то жидкости трудно проникнуть в верхнюю часть структуры. Ворсистая целлюлозная масса, смешанная с высоким содержанием супервпитывающего материала, чья структура сильно сжимается, имеет блестящую глянцевую верхнюю поверхность, которая является трудной для проникновения выделившейся жидкости организма человека. При обеспечении отверстий/прорезей 110, 111 в сильно сжатом материале в первом накопительном слое 105 создается доступ к внутренней пористой структуре. Это усиливает способность впитывания жидкости первого накопительного слоя 105.

Принимающий слой 104 представляет собой, предпочтительно, супервпитывающий вспененный материал или волокнистый слой, имеющий супервпитывающие частицы или супервпитывающее покрытие, связанные с волокнистым слоем. Конечно, принимающий слой может также состоять из волокнистого слоя, который не содержит супервпитывающий материал. Например, принимающий слой может содержать слой синтетических волокон, например, из полиэтилена, полипропилена, сложного полиэфира или их сополимеров. Также возможно, что синтетическими волокнами являются сопряженные волокна.

Проницаемый для жидкости верхний лист состоит из нетканого материала или перфорированной пластиковой пленки, или их ламината. Примерами полимеров, из которых может быть выполнен проницаемый для жидкости верхний лист, являются полиэтилен, полипропилен, сложный полиэфир и их сополимеры. Для обеспечения быстрого пропускания выделившейся жидкости организма человека через проницаемый для жидкости верхний лист 101 последний часто покрывают поверхностно-активными веществами или перфорируют. Поскольку первый накопительный слой 105 сильно сжимается и показывает высокую плотность, необходимо, чтобы выделившаяся жидкость быстро (сразу) достигла полых пространств в первом накопительном слое 105. Было показано поэтому, что открытый проницаемый для жидкости верхний лист является предпочтительным. Примером открытого материала является слой непрерывных жгутов волокон, которые соединены в точки, линии или пятна в связывающем рисунке, но в другом отношении по существу не соединены друг с другом.

На фиг.2 представлено поперечное сечение промежностной части 108 впитывающего изделия 100, показанного на фиг.1. Таким образом, впитывающее изделие 100 имеет проницаемый для жидкости верхний лист 101, который в процессе использования изделия предназначен прилегать непосредственно к пользователю, тыльный лист 102 и впитывающую структуру 103, заключенную между ними. Впитывающая структура 103 содержит принимающий слой 104, который предназначен для быстрого получения большого количества жидкости, первый накопительный слой 105, который предназначен для быстрого хранения большого количества жидкости, и второй накопительный слой 106, имеющий большее распространение в плоскости изделия, но показывающий более низкую общую впитывающую способность. Первый накопительный слой 105 имеет два продольно размещенных отверстия/прорези/полые пространства 107. Расстояние материала между двумя отверстиями/прорезями составляет, предпочтительно, максимально 20 мм в промежностной части 108. Первый накопительный слой 105 расположен смежно с проницаемым для жидкости верхним листом 101, второй накопительный слой 106 расположен смежно с, по существу, непроницаемым для жидкости тыльным листом 102, и принимающий слой 104 расположен между первым накопительным слоем 105 и вторым накопительным слоем 106.

На фиг.3 представлено поперечное сечение по поперечно идущей центральной линии I альтернативного варианта впитывающего изделия 300 согласно настоящему изобретению. Впитывающее изделие 300 имеет проницаемый для жидкости верхний лист 301, который в процессе использования изделия 300 предназначен прилегать непосредственно к пользователю, тыльный лист 302 и впитывающую структуру 303, заключенную между ними. Впитывающая структура 303 содержит принимающий слой 304, который способен быстро получать большое количество жидкости, первый накопительный слой 305, который способен хранить большое количество жидкости, и второй накопительный слой 306, имеющий большее распространение в плоскости изделия, но показывающий более низкую общую впитывающую способность, чем первый накопительный слой 305. Второй накопительный слой 306, предпочтительно, показывает более низкую массу в граммах, чем первый накопительный слой 305. Первый накопительный слой 305 расположен смежно с проницаемым для жидкости верхним листом 301. Первый накопительный слой 305 имеет два продольно размещенных отверстия/прорези 107. Первый накопительный слой 305 представляет собой волокнистую структуру, содержащую не менее 50% мас. супервпитывающего материала, рассчитанного на общую массу первого накопительного слоя 305.

Второй накопительный слой 306, предпочтительно, содержит целлюлозные волокна и супервпитывающий материал. Процентное содержание супервпитывающего материала во втором накопительном слое 306 является, предпочтительно, ниже, чем процентное содержание супервпитывающего материала в первом накопительном слое 305. Второй накопительный слой 306 действует как разновидность зоны надежности, т.е. второй накопительный слой 306 гарантирует, что жидкость, которая может появиться снаружи принимающего слоя 305 или первого накопительного слоя 305, не вытечет из впитывающего изделия, но вместо этого будет впитана вторым накопительным слоем 306, который в плоскости изделия имеет большее распространение, чем принимающий слой 304 или первый накопительный слой 305. Принимающий слой 304 расположен между первым накопительным слоем 305 и вторым накопительным слоем 306. Принимающий слой 304 содержит три отдельные ленты, идущие в продольном направлении изделия. Между лентами имеется пространство, свободное от принимающего материала, т.е. полое пространство 314. Предпочтительно, ленты в принимающем слое 304 состоят из вспененного супервпитывающего материала, который в сухом состоянии сильно сжат. При смачивании такой супервпитывающий материал сильно расширяется во всех направлениях материала. Полые пространства 314 становятся пространством для вспененного супервпитывающего материала с расширением без изменения формы впитывающей структуры. Впитывающая структура 303 дополнительно содержит тканый или по существу гидрофобный нетканый слой 315, который расположен между принимающим слоем 305 и первым накопительным слоем 305. Проницаемый для жидкости верхний лист 301 и тканый или нетканый слой 315 соединены друг с другом. Контакт между слоями получается в полых пространствах, созданных в первом накопительном слое 305, когда выполняются отверстия/прорези. Предпочтительно, это представляет собой термическое соединение, но также можно соединять проницаемый для жидкости верхний лист 301 и тканый или нетканый слой 315 с использованием клея.

Выделившаяся жидкость организма человека, например моча, проникает через проницаемый для жидкости верхний лист 301 и затем поступает через тканый или нетканый слой 315, поэтому она быстро впитывается принимающим слоем 304. Затем первый накопительный слой 305 дренирует принимающий слой 304 от жидкости, поэтому затем получается принимающий слой 304 для приема следующей дозы жидкости. Первый накопительный слой имеет способность хранить несколько доз жидкости. В направлении толщины первого накопительного слоя 305 стенки 316 к полым пространствам содержат капиллярную структуру, которая создается, когда выполняются отверстия/прорези.

На фиг.4 представлено поперечное сечение по поперечно идущей центральной линии I альтернативного варианта впитывающего изделия 400 согласно настоящему изобретению. Впитывающее изделие 400 имеет проницаемый для жидкости верхний лист 401, который в процессе использования изделия 400 предназначен прилегать непосредственно к пользователю, по существу непроницаемый для жидкости тыльный лист 402 и впитывающую структуру 403, заключенную между ними. Впитывающая структура 403 содержит принимающий слой 404, который способен быстро получать большое количество жидкости, и первый накопительный слой 405, который способен быстро хранить большое количество жидкости. Первый накопительный слой 405 расположен смежно с проницаемым для жидкости верхним листом 401, и принимающий слой 404 расположен смежно с тыльным слоем 402. Первый накопительный слой 405 имеет два продольно размещенных отверстия/прорези 407. Первый накопительный слой 405 представляет собой волокнистую структуру, содержащую не менее 50% мас. супервпитывающего материала, как рассчитано на общую массу первого накопительного слоя 405. Принимающий слой 404 состоит из трех отдельных лент материала, идущих в продольном направлении изделия. Между лентами имеется пространство, свободное от принимающего материала, т.е. полое пространство 414. Предпочтительно, ленты в принимающем слое 404 состоят из вспененного супервпитывающего материала, например из полиакрилатсодержащего вспененного материала. Полиакрилатсодержащий вспененный материал получают насыщением под давлением с использованием диоксида углерода раствора, который, по меньшей мере, содержит мономер, сшивающий агент, инициатор и поверхностно-активное вещество, в сосуде в процессе перемешивания. Когда раствор выводится из сосуда через сопло, раствор расширяется и получается вспененная структура. Вспененная структура затем блокируется тем, что полимеризация и сшивка инициируются, например, ультрафиолетовым излучением и/или электронно-лучевым излучением. Наконец, материал прессуют и сушат.

При смачивании такой супервпитывающий материал сильно расширяется во всех направлениях материала. Полые пространства 414 становятся пространством для вспененного супервпитывающего материала с расширением без изменения формы впитывающей структуры 403. Проницаемый для жидкости верхний лист 401 и тыльный лист соединены друг с другом. Контакт между слоями получается в полых пространствах, созданных в первом накопительном слое 405, когда выполняются отверстия/прорези. Предпочтительно, это представляет собой термическое соединение, но также можно соединять оба листа с использованием клея.

Пример 1

Способность впитывать жидкость накопительного слоя определяют для двух отдельных случаев. В первом случае жидкость наливают на верхнюю поверхность накопительного слоя, не имеющего никаких отверстий/прорезей (образец 1). Во втором случае жидкость наливают на верхнюю поверхность накопительного слоя, который разрезан в продольном направлении таким образом, что он состоит из ряда отдельных лент, поэтому ленты расположены на расстоянии 1 мм друг от друга (образец 2).

Образцы имеют смешанную структуру, содержащую целлюлозные волокна и супервпитывающие частицы. Целлюлозные волокна получают от Weyerhauser, и они имеют обозначение NB 416.

Супервпитывающим материалом является мелкодисперсный полиакрилатсодержащий супервпитывающий материал от фирмы BASF. Супервпитывающий материал имеет обозначение 7160. Образцы содержат 60% мас. супервпитывающего материала по отношению к общей массе образцов.

Площадь испытываемых образцов составляет 19,6 см². Измерения проводят при помещении образцов в чашку Петри и затем добавлении 10 мл раствора хлорида натрия в чашку Петри. Концентрация хлорида натрия составляет 0,9 г NaCl на 1 л воды. Затем измеряют время впитывания жидкости образцами.

Таблица 1ОбразецОбщая плотность (г/см³)Скорость впитывания (с)Образец 10,339Образец 20,338Образец 10,4514Образец 20,458

Результаты показывают, что при высокой плотности особое преимущество имеет материал с отверстиями/прорезями.

Пример 2

Определяют жесткость принимающего слоя. Для испытаний используют оборудование "Gurley Precision Instuments Troy", изготовленное в Нью-Йорке, США. Измерения проводят в соответствии с методикой, описанной в "Instructions for Gurley bending resistances/stiffness, models 4171 C, D, E". В процессе измерений используют цифровой метод 4171-D.

Испытываемые материалы

- Образец 3 представляет собой смешанную структуру из химически изготовленной целлюлозной ворсистой массы от фирмы Weyerhauser и мелкодисперсного полиакрилатсодержащего супервпитывающего материала от фирмы BASF. Смешанная структура содержит 40% мас. супервпитывающего материала по отношению к общей массе образца.

- Образец 4 представляет собой волокнистую структуру от фирмы Weyerhauser. Волокнистая структура содержит 80% мас. сшитой целлюлозы и 20% мас. термопластичных волокон.

- Образец 5 представляет собой слой сложнополиэфирного волокна, имеющий мелкодисперсный полиакрилатсодержащий супервпитывающий материал, связанный со слоем сложнополиэфирного волокна. Процентное содержание супервпитывающих частиц составляет 60% мас. по отношению к общей массе образца.

- Образец 6 представляет собой полиакрилатсодержащий вспененный супервпитывающий слой. Вспененный слой обозначается Foam XII и более подробно описан в примере 3.

- Образец 7 представляет собой полиакрилатсодержащий вспененный супервпитывающий слой. Вспененный слой обозначается Foam XV и более подробно описан в примере 3.

- Образец 8 представляет собой вспененный вискозный материал, т.е. вспененный материал из регенерированной целлюлозы.

Измерения проводят при трех различных плотностях для всех образцов. Образцы испытывают при плотностях 0,50 г/см³, 0,71 г/см³ и 0,91 г/см³. Образцы спрессовывают до заданной плотности и через 10-30 с образцы помещают в испытательное оборудование. В таблице ниже представлены результаты измерений. Плотность дана в г/см³, а жесткость - в мг.

Таблица 2
Жесткость по Герлею (мг)Образец0,50 г/см³0,71 г/см³0,91 г/см³Образец 3134323642359Образец 4343736233823Образец 5509058946088Образец 61056956Образец 7274123141Образец 8924656905023

Результаты ясно показывают, что вспененные супервпитывающие слои, т.е. образец 6 и образец 7, являются значительно мягче и более гибкими, чем другие испытанные образцы.

Пример 3

Поры в принимающем слое, выполненном из вспененных полиакрилатсодержащих материалов, определяются с помощью оборудования Liquid Porosimeter от Textile Research Institute, Princeton, США. Действие оборудования описано подробно в работе Miller B. and Tyomkin I., Journal of Colloid and Interface Science, 162, 163-170 (1994).

Испытываемые материалы представляют собой два вида вспененных полиакрилатсодержащих материалов Foam XII и Foam XV соответственно. Foam XII получают следующим образом.

В химический стакан загружают следующее:

- 348,5 г акриловой кислоты (4,84 моль);

- 135,5 г раствора акрилата натрия, содержащего 37,3% мас. (0,54 моль);

- 28,0 г полиэтиленгликольдиакрилата из полиэтиленгликоля, имеющего молекулярную массу 400;

- 21,3 г 15% мас. водного раствора, содержащего этиленоксид и линейный жирный С₁₆-С₁₈-спирт (мольное соотношение 80:1);

- 65,7 г воды.

Ингредиенты смешивают и затем раствор охлаждают до температуры ниже 16°С. Раствор выливают в герметичный контейнер, затем раствор насыщают диоксидом углерода при давлении 12 бар в течение 25 мин. С использованием такого же давления вводят 26,7 г водного раствора, содержащего 3% мас. 2,2'-азобис-(2-амидинопропан)дигидрохлорида. Указанное смешивают до гомогенного раствора. Раствор затем выстаивают в течение 5 мин. Насыщенный раствор затем выдавливают из контейнера с использованием сопла, имеющего отверстие 1 мм, при давлении 12 бар. Полученную мономерную пену помещают на стеклянную пластину (DIN-A3). Затем сверху на мономерную пену помещают другую стеклянную пластину. Затем пену полимеризуют с использованием УФ-лампы/лампы дневного света, УФ1000-лампы от Höhnle. Пену облучают с использованием лампы как снизу, так и сверху. Облучение, а в результате и полимеризация проходят в течение 4 мин. Foam XV получают таким же образом. Различие между Foam XII и Foam XV состоит в том, что для получения Foam XV используют больше сшивающего агента (т.е. полиэтиленгликольдиакрилата). Для получения Foam XV вместо 28,0 г вводят 40,0 г полиэтиленгликольдиакрилата.

PV₅₀ представляет собой давление, когда 50% дренируемых пор являются незаполненными. Вспененные супервпитывающие материалы, которые, как показано, являются особенно предпочтительными, имеют значение PV₅₀ ниже 12 см водяного столба. Значение PV₅₀ получают при измерении количества жидкости как функции давления в камере в убывающем измерении и регистрации, когда 50% дренируемых пор являются незаполненными. При убывающем измерении измеряется количество жидкости, высвободившейся из пористого материала при некотором давлении в камере. При измерении избыток жидкости подается к образцу. Образцу позволяют впитать указанную жидкость. Затем образец помещают в камере на мембрану и пористую пластину. Прикладывают механическую нагрузку. Затем камеру герметизируют и давление воздуха внутри камеры постепенно повышают ступенчато с помощью компьютеризированной системы поддержания давления, поэтому жидкость уходит из образца через мембрану, имеющую мелкие поры. Масса выдавленной жидкости определяется с использованием рычажных весов.

Оценивается количество жидкости, присутствующей в образце при полном насыщении, когда он находится в камере, М₀ (г). Жидкость, оставшаяся в образце, когда давление в камере превышает 50 см водяного столба, считается трудно дренируемой жидкостью. Данное количество жидкости оценивается M_D (г). Давление, при котором 50% дренируемой жидкости дренируется из образцов, рассчитывается следующим образом:

M_50%=0,5(M₀-M_D)+M_D

По результатам убывающих измерений может быть определено давление, при котором находится камера, когда образец содержит количество М_50%. Данное давление представляет собой значение PV₅₀. PV₅₀ должно быть ниже 12 см водяного столба, более предпочтительно ниже 8 см водяного столба, наиболее предпочтительно ниже 6 см водяного столба. Для материала, способного хранить жидкость удовлетворительным образом, значение PV₅₀ должно быть не ниже 2 см водяного столба, предпочтительно не ниже 4 см водяного столба.

Более подробное описание осуществления измерений дается ниже.

Перед измерением образцы выдерживают в герметичных пластиковых мешках для того, чтобы избежать впитывания влаги из воздуха. Сухой образец взвешивают.Затем образец помещают в испытательную камеру на мембраны (Millipore 0,22 мкм, № по каталогу GSWP 09000), после чего обеспечивают набухание образца в избытке жидкости в течение 30 мин. Размер образца после набухания составляет 10-25 см².

При данном измерении используют синтетическую мочу. Концентрация ионов в жидкости составляет 0,135 М натрия, 0,086 М калия, 0,0035 М магния, 0,002 М кальция, 0,19 М хлорида, 0,0055 М сульфата и 0,031 М фосфата. Кроме того, жидкость содержит 0,3 М мочи и 1 ч./млн мас./мас. Triton TX-100 (Calbiochem-648462). Жидкость получают таким образом, что соли не осаждаются.

Груз, покрывающий всю поверхность образца, помещают на образец в процессе набухания и измерения. Для того чтобы избежать измерения пор между поверхностью образца и грузом и поддержать равномерное распределение груза по всей поверхности образца, между образцом и наложенным грузом помещают невпитывающую полиуретановую пену. Общая нагрузка, приложенная на набухший образец, составляет 0,3 кПа.

Равновесная скорость, т.е. скорость, когда изменение веса при выбранном давлении воздуха снижается до незначительного уровня, составляет при измерении 5 мг/мин, и время измерения, в процессе которого регистрируют изменение веса, составляет 30 с. Измерения выполняют при следующих приложенных давлениях воздуха, измеренных в сантиметрах водяного столба: 1,1-1,2-1,4-1,7-2,0-2,2-2,4-2,7-3,1-3,5-4,1-4,4-4,7-5,1-5,6-6,1-6,8-7,7-8,7-10,2-11,1-12,2-13,6-15,3-17,5-20,4-24,5-30,6-40,8-49,0-61,2.

Для регистрации оставшейся жидкости образец взвешивают сразу после каждого законченного измерения. Помимо измерения на образцах проводят один холостой опыт. При холостом опыте в испытательную камеру помещают только пену и груз. Измерение проводят таким же образом и используют такие же условия, как для измерений образцов. Холостой опыт затем вычитают из опыта с образцом перед обработкой исходных данных.

Таблица 3ОбразецPV₅₀Foam XII5,3 см водяного столбаFoam XV17 см водяного столба

Настоящее изобретение относится к впитывающему изделию, такому как пеленка, изделие, используемое при недержании, гигиеническая прокладка или подобное, при этом изделие имеет проницаемую для жидкости верхнюю поверхность и содержит впитывающую структуру, которая в продольном направлении имеет промежностную часть и две концевые части. Впитывающая структура содержит принимающий слой и, по меньшей мере, один первый накопительный слой, где первый накопительный слой содержит не менее 50% мас. супервпитывающего материала, рассчитанного на общую массу первого накопительного слоя. Материал первого накопительного слоя в сухом состоянии имеет плотность, превышающую 0,4 г/см³. Кроме того, первый накопительный слой имеет отверстия/прорези, по меньшей мере, в промежностной части впитывающей структуры. Изобретение позволяет сохранять сухую поверхность изделия после смачивания. 11 з.п. ф-лы, 3 табл., 4 ил.

1. Впитывающее изделие (100, 300, 400), такое как пеленка, изделие, используемое при недержании, гигиеническая прокладка или подобное, причем изделие (100, 300, 400) имеет проницаемую для жидкости верхнюю поверхность (101) и содержит впитывающую структуру (103, 303, 403), которая в продольном направлении (11) имеет промежностную часть (108) и две концевые части (109), где впитывающая структура (103, 303, 403) содержит принимающий слой (104, 304, 404) и, по меньшей мере, один первый накопительный слой (105, 305, 405), где первый накопительный слой (105, 305, 405) содержит не менее 50 мас.% супервпитывающего материала, рассчитанного на общую массу первого накопительного слоя (105, 305, 405), отличающееся тем, что первый накопительный слой (105, 305, 405) имеет первую поверхность, обращенную к проницаемой для жидкости поверхности изделия, и вторую поверхность, обращенную в обратную сторону от проницаемой для жидкости поверхности изделия, при этом принимающий слой (104, 304, 404) прилегает ко второй поверхности накопительного слоя (105, 305, 405), причем материал первого накопительного слоя (105, 305, 405) в сухом состоянии имеет плотность, превышающую 0,4 г/см³, и первый накопительный слой (105, 305, 405), по меньшей мере, в промежностной части (108) впитывающей структуры (103) имеет отверстия/прорези (110, 111, 307, 407).2. Впитывающее изделие по п.1, отличающееся тем, что материал первого накопительного слоя (105, 305, 405) в сухом состоянии имеет плотность, превышающую 0,5 г/см³.3. Впитывающее изделие по п.1 или 2, отличающееся тем, что первый накопительный слой (105, 305, 405) содержит не менее 70 мас.% супервпитывающего материала, рассчитанного на общую массу первого накопительного слоя (105, 305, 405).4. Впитывающее изделие по п.1, отличающееся тем, что отверстия/прорези (110, 111, 307, 407) проходят через всю толщину первого накопительного слоя (105, 305, 405).5. Впитывающее изделие по п.1, отличающееся тем, что отверстия/прорези (110, 111, 307, 407) проходят в продольном направлении впитывающей структуры (103, 303, 403), где отверстия/прорези (110, 111, 307, 407) содержат продольные каналы.6. Впитывающее изделие по п.1, отличающееся тем, что материал между отверстиями/прорезями (110, 111, 307, 407), по меньшей мере, в промежностной части (108) первого накопительного слоя (105, 305, 405) имеет ширину максимально 20 мм.7. Впитывающее изделие по п.1, отличающееся тем, что оно содержит проницаемый для жидкости верхний лист (101), в котором проницаемый для жидкости верхний лист (101) и принимающий слой (104, 304, 404) термически соединены в полом пространстве в первом накопительном слое (105, 305, 405), образованном отверстиями/прорезями (110, 111, 307, 407).8. Впитывающее изделие по п.1, отличающееся тем, что принимающий слой (104, 304, 404) представляет собой полиакрилатсодержащий вспененный супервпитывающий материал.9. Впитывающее изделие по п.1, отличающееся тем, что указанный вспененный материал имеет значение жесткости по Герлею ниже 1000 мг и плотность в сухом состоянии, превышающую 0,5 г/см³.10. Впитывающее изделие по п.1, отличающееся тем, что принимающий слой (104, 304, 404) представляет собой волокнистый слой, включающий полиакрилатсодержащие частицы или полиакрилатсодержащее покрытие, связанные с волокнистым слоем, где полиакрилатсодержащие частицы или полиакрилатсодержащее покрытие связаны с волокнистым слоем тем, что мономеры акриловой кислоты напыляют на волокнистый слой, в результате чего обеспечивается полимеризация мономера акриловой кислоты.11. Впитывающее изделие по п.1, отличающееся тем, что принимающий слой (104) обработан коронным разрядом.12. Впитывающее изделие по п.1, отличающееся тем, что впитывающая структура (103) также включает второй накопительный слой (106), содержащий меньшее количество супервпитывающего материала, рассчитанное на общую массу накопительного слоя.