Гигиеническая прокладка, имеющая гибкость, выбранную для обеспечения высокого комфорта при пониженном вспучивании - RU2255720C2

Чертежи

Описание

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области изготовления средств для поглощения выделения организма, более конкретно - к гигиенической прокладке, которая выполнена тонкой, поглощающей и имеет гибкость, выбранную из условий обеспечения высокого комфорта и в то же время уменьшения вероятности неконтролируемой деформации при использовании.

Предпосылки создания изобретения

В последнее время в области гигиенических защитных средств разработаны гигиенические прокладки, которые хорошо поглощают и в то же самое время являются тонкими, что существенно повышает удобство пользования ими. Из здравого смысла следует, что удобство пользования гигиенической прокладкой связано с ее гибкостью, в частности с гибкостью в поперечном направлении. Поэтому, чтобы повысить удобство пользования, разработчики гигиенических прокладок почти повсеместно пытаются создать изделие, которое является гибким настолько, насколько возможно. Идея в поддержку этого подхода заключается в том, что гибкое изделие создает меньший дискомфорт пользователю при сжатии гигиенической прокладки между бедрами.

Однако известно, что гигиенические прокладки, которые являются очень гибкими, весьма часто утрачивают поглотительную способность. Это может сопровождаться невозможностью сохранения тесного контакта гигиенической прокладки с вагинальным отверстием пользователя. В результате менструальная жидкость, выходящая из вагинального отверстия, не может быть сразу же захвачена в гигиенической прокладке, и возможна утечка, вследствие которой может запачкаться белье пользователя. До некоторой степени это является парадоксальным, поскольку очень гибкая гигиеническая прокладка должна быть, по крайней мере, теоретически, хорошо приспособлена к анатомии пользователя и сохранять тесный контакт с кожей пользователя даже в случае, когда пользователь передвигается или проявляет иную физическую активность.

Однако исследования показывают, что гигиенические прокладки, которые являются очень гибкими, при помещении на промежностный участок пользователя и при сжатии бедрами пользователя деформируются в поперечном направлении случайным или неконтролируемым образом. В результате возникает проблема так называемого “вспучивания”. Гигиеническая прокладка, которая вспучивается, сжимается до некоторой степени со значительным снижением ее поверхности поглощения жидкости, и при этом исключается точное согласование с вагинальным отверстием. Это может объяснить частые потери поглотительной способности, наблюдаемые в гигиенических прокладках, которые являются очень гибкими.

Один возможный способ увеличения поперечной жесткости гигиенической прокладки, который известен в уровне техники, заключается в каландрировании прокладки между парой валков. Эта операция увеличивает жесткость всего изделия путем воздействия сжимающей силы. Однако недостаток этой операции заключается в отрицательном влиянии на поглотительную способность гигиенической прокладки. Сжатие эффективно снижает уровень объема пустот в абсорбционных слоях гигиенической прокладки, в результате чего ухудшается ее способность сохранять жидкость.

Поэтому в промышленности существует необходимость в создании гигиенической прокладки, которая является тонкой, хорошо поглощающей и обеспечивает высокий комфорт при уменьшении числа случаев вспучивания при использовании.

Сущность изобретения

Согласно настоящему изобретению предусмотрена гигиеническая прокладка, которая имеет толщину менее чем примерно 5 мм, тестовую емкость более чем примерно 8 г, полную емкость более чем примерно 14 г и сопротивление изгибу в пределах от примерно 400 г до примерно 800 г. Гигиеническая прокладка имеет хорошие характеристики поглощения при уменьшении числа случаев вспучивания. Эти две характеристики способствуют получению гигиенической прокладки с уменьшенной вероятностью потери способности к поглощению.

В конкретном примере гигиеническая прокладка согласно настоящему изобретению имеет покровный слой, абсорбирующую структуру, расположенную под покровным слоем, и барьерный слой, расположенный под абсорбирующей структурой. Абсорбирующая структура является предпочтительно двухслойной структурой и включает в себя первый абсорбирующий слой и второй абсорбирующий слой. Второй абсорбирующий слой образован из смеси целлюлозных волокон и сверхабсорбирующего материала. В весьма предпочтительном варианте осуществления второй абсорбирующий слой пневмоуложен в виде нижнего слоя из целлюлозы, среднего слоя из целлюлозы и сверхабсорбена, расположенного среди целлюлозы, и верхнего слоя, содержащего, по меньшей мере, некоторое количество целлюлозы.

Другие аспекты и особенности настоящего изобретения станут очевидными для специалистов в данной области техники при чтении нижеследующего описания конкретных вариантов осуществления изобретения в сочетании с сопровождающими чертежами.

Описание чертежей

На чертежах:

фигура 1 - вид сверху гигиенической прокладки в соответствии с настоящим изобретением, при этом покровный слой гигиенической прокладки частично удален для показа абсорбирующей структуры,

фигура 2 - перспективное изображение гигиенической прокладки из фигуры 1, показанной в состоянии, достигаемом, когда гигиеническую прокладку помещают в белье,

фигура 3 - вид снизу гигиенической прокладки, показанной на фигуре 1,

фигура 4 - поперечное сечение, взятое вдоль продольной оси гигиенической прокладки, показанной на фигуре 3,

фигура 5 - схематическое изображение средства для пневмоукладки абсорбирующего материала, предназначенного для изготовления абсорбирующего слоя гигиенической прокладки согласно настоящему изобретению, при использовании четырех головок для пневмоукладки, за которыми следует средство для уплотнения пневмоуложенного материала, и

фигуры 6а и 6b - варианты осуществления абсорбирующего слоя из трех и четырех пластов, который может быть использован в гигиенической прокладке согласно изобретению.

Подробное описание

На фигурах 1 и 2 показан вариант осуществления настоящего изобретения - женская гигиеническая прокладка 20.

Гигиеническая прокладка 20 имеет основную часть 22 с первым поперечным краем 26, ограничивающим ее переднюю часть, и с вторым поперечным краем 28, ограничивающим ее заднюю часть. Каждый из этих краев имеет дуговую или любую другую подходящую форму. Основная часть также имеет два продольных края, а именно продольный край 30 и продольный край 32. Гигиеническая прокладка 20 имеет толщину, не превышающую примерно 5 мм. Предпочтительно, когда толщина менее чем 3 мм, более предпочтительно менее чем 2 мм. В одном наиболее предпочтительном варианте осуществления гигиеническая прокладка 20 имеет толщину примерно 2,8 мм.

Гигиеническая прокладка 20 имеет продольную центральную линию 34, которая является воображаемой линией, делящей гигиеническую прокладку 20 на две идентичные половины.

Гигиеническая прокладка 20, показанная на чертежах, имеет крылышки 38, 40. Крылышки 38, 40 выступают вбок, наружу от каждого из продольных краев 30, 32. Крылышки 38, 40 имеют форму равнобедренной трапеции с верхним основанием, прилегающем к продольному краю, и с нижним основанием на дистальном конце. Указанное является только примером, поскольку также могут быть использованы крылышки других форм без отступления от сущности изобретения. Кроме того, настоящее изобретение не ограничено гигиенической прокладкой с крылышками, поскольку идея изобретения может быть также осуществлена в гигиенических прокладках без крылышек.

Основная часть 22 также имеет воображаемую поперечную центральную линию 36, перпендикулярную к продольной центральной линии 34 и одновременно делящую пополам крылышки 38, 40.

Как изображено на фигуре 4, основная часть 22 имеет многослойное строение и предпочтительно содержит проницаемый для жидкости покровный слой 42, абсорбирующую структуру 44 и непроницаемый для жидкости барьерный слой 50. Абсорбирующая структура имеет предпочтительно два компонента, а именно первый абсорбирующий слой 46 (обычно известный как “передаточный слой”) и второй абсорбирующий слой 48 (обычно известный как “абсорбирующий заполнитель”). Как вариант, единственный слой, а именно второй абсорбирующий слой 48 может образовывать абсорбирующую структуру 44. Каждый из этих слоев описан ниже.

Основная часть - покровный слой

Покровным слоем 42 может быть объемный высокосортный нетканый материал с относительно низкой плотностью. Покровный слой 42 может быть образован из волокна только одного типа, такого как полиэфирного или полипропиленового, или он может быть образован из двухкомпонентных или объединенных волокон, имеющих компонент с низкой температурой плавления и компонент с высокой температурой плавления. Эти волокна могут быть выбраны из множества природных и синтетических материалов, таких как найлон, полиэфир, гидратцеллюлозное волокно (в сочетании с другими волокнами), хлопок, полиакрилонитрильное волокно и т.п. и их сочетания. Примером является покровный слой гигиенической прокладки, выполненный из нетканого материала и продаваемый фирмой “Джонсон энд Джонсон Инк.” из Монреаля, Канада, под торговым наименованием “Стэйфри ультра-тин коттони драй кавер”.

Двухкомпонентные волокна могут быть изготовлены из полиэфирного ядра и полиэтиленовой оболочки. Использование соответствующих двухкомпонентных материалов позволяет получить плавкую нетканую ткань. Примеры таких плавких тканей рассмотрены в патенте США №4555446 (Mays), выданном 5 ноября 1985 г. Использование плавкой ткани облегчает прикрепление покровного слоя к прилегающему первому абсорбирующему слою и/или к барьерному слою.

Предпочтительно покровный слой 42 имеет относительно высокую степень смачиваемости, хотя отдельные волокна, образующие покрытие, могут не быть особенно гидрофильными. Кроме того, покровный материал должен иметь большое количество относительно крупных пор. Это обусловлено тем, что покровный слой 42 предназначен для быстрого поглощения жидкости организма и передачи ее на расстояние от тела и места осаждения. Предпочтительно волокна, из которых изготовлен покровный слой 42, не должны терять своих физических свойств, когда они смачиваются, или, другими словами, они не должны разрушаться или терять свою упругость, когда подвергаются воздействию воды или жидкости организма. Покровный слой 42 можно обработать для того, чтобы дать возможность жидкости легко проходить сквозь него. Кроме того, покровный слой 42 выполняет функции быстрой передачи жидкости к другим слоям абсорбирующей структуры 44. Поэтому выгодно, когда покровный слой 42 является смачиваемым, гидрофильным и пористым. При образовании из синтетических гидрофобных волокон, таких как полиэфирные или двухкомпонентные волокна, покровный слой 42 может быть обработан поверхностно-активным веществом для придания требуемой степени смачиваемости.

Как вариант покровный слой 42 также может быть изготовлен из полимерной пленки, имеющей крупные поры. Вследствие такой высокой пористости пленка выполняет функцию быстрой передачи жидкости организма к внутренним слоям абсорбирующей структуры. Снабженные отверстиями, совместно выдавленные пленки, такие как описанные в патенте США №4690679 и имеющиеся в гигиенических прокладках, продаваемых фирмой “Джонсон энд Джонсон Инк.” из Монреаля, Канада, можно использовать в качестве покровных слоев в настоящем изобретении.

Покровный слой 42 может быть рельефным по сравнению с остальной частью абсорбирующей структуры 44 для того, чтобы способствовать передаче жидкости в случае сплавления покрытия со следующим слоем. Такое сплавление может быть выполнено локально, в некотором количестве мест или по всей поверхности соприкосновения покровного слоя 42 с абсорбирующей структурой 44. Как вариант покровный слой 42 может быть прикреплен к абсорбирующей структуре 44 с помощью иного средства, такого как клей.

Основная часть - абсорбирующая структура - первый абсорбирующий слой

Первый абсорбирующий слой 46, который образует часть абсорбирующей структуры 44, прилегает к покровному слою 42 на его внутренней стороне и связан с покровным слоем 42. Первый абсорбирующий слой 46 представляет собой средство для приема жидкости организма из покровного слоя 42 и удержания ее до тех пор, пока расположенный под ним второй абсорбирующий слой не поглотит жидкость.

Предпочтительно первый абсорбирующий слой 46 является более плотным и имеет большую пропорцию меньших пор, чем покровный слой 42. Эти свойства позволяют первому абсорбирующему слою 46 принимать жидкость организма и удерживать ее на расстоянии от наружной стороны покровного слоя 42, вследствие чего предотвращается повторное смачивание жидкостью покровного слоя 42 и его поверхности. Однако первый абсорбирующий слой 46 предпочтительно не является настолько плотным, чтобы предотвратить прохождение жидкости через слой 46 в расположенный ниже второй абсорбирующий слой 48. Абсорбирующие слои этих видов обычно известны как передающие жидкость слои или слои сбора жидкости.

Первый абсорбирующий слой 46 может быть образован из волокнистых материалов, таких как древесная целлюлоза, полиэфир, гидратцеллюлозное волокно, эластичный пенопласт и т.п. или их сочетания. Первый абсорбирующий слой 46 может также содержать термопластичные волокна для стабилизации слоя и сохранения его целостности. Первый абсорбирующий слой 46 может быть обработан поверхностно-активным веществом на одной или на обеих сторонах, чтобы повысить его смачиваемость, хотя обычно первый абсорбирующий слой 46 является относительно гидрофильным, и обработка может не требоваться. Предпочтительно первый абсорбирующий слой 46 соединен по обеим сторонам с соседними слоями, т.е. с покровным слоем 42 и с расположенным ниже вторым абсорбирующим слоем 48. Примером подходящего первого абсорбирующего слоя является связанная воздухом целлюлоза, продаваемая фирмой “БАККЕЙ” из Мемфиса, Теннеси, под наименованием ВИЗОРБ 3008.

Основная часть - абсорбирующая структура - второй абсорбирующий слой

Второй абсорбирующий слой 48 непосредственно прилегает к первому абсорбирующему слою 46 и связан с ним.

В одном варианте осуществления первый абсорбирующий слой 46 имеет центральную ширину, которая, по меньшей мере, примерно такая же, как и центральная ширина второго абсорбирующего слоя 48. В конкретном варианте осуществления эта центральная ширина более чем примерно 64 мм. В другом варианте осуществления первый абсорбирующий слой 46 имеет центральную ширину, которая превышает центральную ширину второго абсорбирующего слоя 48. Термин “центральная ширина” относится к конкретной поверхности слоя, такого как абсорбирующий слой, и эту ширину можно определить следующим образом. Определяют местоположение опорной точки на слое образца при его ношении, которая находится ниже центра вагинального отверстия. Определяют местоположение плоскости, параллельной поперечной центральной линии 36 и продвинутой вперед на 3,75 см от опорной точки в направлении лобкового возвышения пользователя. Определяют местоположение другой плоскости, параллельной поперечной центральной линии 36 и отстоящей на 5,0 см назад от опорной точки в направлении ягодиц. Наибольший поперечный размер плоского, несжатого слоя образца между двумя плоскостями, с которым не манипулировали, является шириной абсорбирующего слоя образца.

Центральная ширина абсорбирующей структуры в том случае, когда абсорбирующая структура включает в себя несколько абсорбирующих слоев, является центральной шириной слоя абсорбирующей структуры, который имеет наибольшую центральную ширину. В конкретном примере центральная ширина абсорбирующей структуры превышает 64 мм.

В одном варианте осуществления второй абсорбирующий слой 48 представляет собой композицию или смесь целлюлозных волокон и сверхабсорбента.

В конкретном примере второй абсорбирующий слой 48 выполнен из материала, содержащего от примерно 40% по массе до примерно 95% по массе целлюлозных волокон; и от примерно 5% по массе до примерно 60% по массе сверхабсорбирующих полимеров. Материал имеет содержание воды менее чем примерно 10% по массе. Использованное здесь выражение “процент по массе” означает массу вещества, приходящуюся на всю массу конечного материала. Например, 10% по массе сверхабсорбирующих полимеров означает 10 г/м² на 100 г/м² поверхностной массы материала.

Целлюлозные волокна, которые могут быть использованы во втором абсорбирующем слое 48, хорошо известны из уровня техники и включают в себя древесную целлюлозу, хлопок, лен и торфяной мох. Древесная целлюлоза является предпочтительной. Целлюлозы могут быть получены из механической или химико-механической, обработанной сульфитом, обработанной сульфатом древесной массы, из отходов варки целлюлозы, из обработанной органическим растворителем древесной массы и т.д. Пригодны целлюлозы как из хвойной древесины, так и из лиственной древесины. Целлюлозы из хвойной древесины являются предпочтительными. Для использования в настоящем изобретении нет необходимости обрабатывать целлюлозные волокна химическими веществами, разрушающими связи, веществами, вызывающими образование межмолекулярных связей и т.п.

Второй абсорбирующий слой 48 может содержать любые сверхабсорбирующие полимеры, и эти сверхабсорбирующие полимеры хорошо известны из уровня техники. В случае настоящего изобретения термин сверхабсорбирующий полимер относится к материалам, которые способны поглощать и удерживать при давлении 3,45 кПа жидкости организма в количестве, по меньшей мере, примерно в 10 раз превышающем их массу. Сверхабсорбирующие полимерные частицы согласно изобретению могут быть получены из неорганических или органических сшитых гидрофильных полимеров, таких как поливиниловые спирты, полиэтиленоксиды, сшитые крахмалы, гуаровая камедь, ксантановая камедь и т.п. Частицы могут быть в виде порошка, зерен, гранул или волокон. Для использования в настоящем изобретении предпочтительными сверхабсорбирующими полимерными частицами являются полученные из сшитых полиакрилатов, такие как продукт, предлагаемый фирмой “Сумитомо сейка кемикалс ко., Лтд.” из Осаки, Япония, под торговым наименованием SA60N типа II*, и продукт, предлагаемый фирмой “Кемдал интернешнл, Инк.” из Палатайна, Иллинойс, под наименованием 2100А*.

В конкретном примере второй абсорбирующий слой 48 представляет собой материал, содержащий от примерно 50% до примерно 95% по массе целлюлозных волокон, а точнее - от примерно 60% до примерно 80% по массе целлюлозных волокон. Такой материал может содержать от примерно 5% до примерно 60% по массе сверхабсорбирующего полимера, предпочтительно - от примерно 20% до примерно 55% по массе сверхабсорбирующего полимера, еще более предпочтительно - от примерно 30% до примерно 45% по массе сверхабсорбирующего полимера, а наиболее предпочтительно - примерно 40% по массе сверхабсорбирующего полимера.

Второй абсорбирующий слой 48 может быть изготовлен при использовании средств пневмоукладки, хорошо известных из уровня техники (см. фигуру 5). Согласно фигуре 5 целлюлозные волокна (например, древесную целлюлозу) обрабатывают, используя молотковую дробилку для разделения волокон. Разделенные волокна смешивают с гранулами сверхабсорбирующего полимера в смесительном устройстве 1 и пневматическими средствами подают в ряд формовочных головок 2. Смешиванием и распределением волокон и гранул сверхабсорбирующего полимера можно управлять отдельно для каждой формовочной головки. Управляемая циркуляция воздуха и лопастные мешалки в каждой камере образуют однородную смесь и обеспечивают равномерное распределение древесной целлюлозы и сверхабсорбирующего полимера. Сверхабсорбирующий полимер может быть тщательно и равномерно перемешан во всем материале или может включаться только в конкретный слой путем распределения его в выбранные формовочные головки. Волокна (и сверхабсорбирующие частицы) при вакуумном осаждении из каждой формовочной камеры попадают на формовочную проволочную сетку 3, в результате чего образуется слоистая абсорбирующая ткань. Впоследствии ткань сжимают, используя каландры 4, чтобы получить требуемую плотность. Уплотненную ткань сматывают в рулон 5, используя обычное намоточное оборудование. Формовочная проволочная сетка 3 может быть покрыта тисненой бумагой для уменьшения потерь материала. Слой тисненой бумаги может быть удален до каландрирования или включен в состав формованного материала. В качестве возможного варианта первый абсорбирующий слой 46 может образован за одно целое со вторым абсорбирующим слоем 48, чтобы получить пакетированную абсорбирующую структуру 44. Этого можно достичь путем снабжения установки, показанной на фигуре 5, дополнительной формовочной головкой (не показанной на чертежах) для осаждения слоя материала на второй абсорбирующий слой 48 посредством пневмоукладки и до каландрирования, чтобы образовать первый абсорбирующий слой 46.

Второй абсорбирующий слой 48 настоящего изобретения имеет высокую плотность и в конкретном примере имеет плотность более чем примерно 0,25 г/см³. Предпочтительно второй абсорбирующий слой 48 может иметь плотность в пределах от примерно 0,30 г/см³ до примерно 0,50 г/см³. Более предпочтительно, плотность составляет от примерно 0,30 г/см³ до примерно 0,45 г/см³ и, что еще более предпочтительно, от примерно 0,35 г/см³ до примерно 0,40 г/см³.

Пневмоуложенные абсорбенты обычно изготавливают с низкой плотностью. Чтобы достичь более высоких уровней плотности, таких, как в примерах второго абсорбирующего слоя 48, приведенных выше, пневмоуложенный материал уплотняют, используя каландры, показанные на фигуре 5. Уплотнение осуществляют с использованием средств, хорошо известных в уровне техники. Обычно такое уплотнение производят при температуре примерно 100°С и нагрузке примерно 130 Н/мм. Верхний уплотняющий валок обычно изготавливают из стали, тогда как нижний уплотняющий валок является гибким валком, имеющим твердость примерно 85 D по Шору. Предпочтительно, чтобы как верхний, так и нижний уплотняющие валки были гладкими, хотя верхний валок может быть рельефным.

В одном варианте осуществления второй абсорбирующий слой 48 имеет отношение жесткости по Гарлею, измеренной в миллиграммах (мг), к плотности, измеренной в граммах на кубический сантиметр (г/см³), менее чем примерно 3700. В конкретном примере это отношение жесткости по Гарлею к плотности менее чем примерно 3200 и точнее - менее чем примерно 3000.

Жесткость по Гарлею является одним из многочисленных показателей мягкости. Жесткость по Гарлею характеризует способность к изгибу или гибкость абсорбирующих материалов. Чем ниже значение жесткости по Гарлею, тем более гибким является материал. Значения жесткости по Гарлею измеряют, используя испытательную установку Гарлея (модель №4171Е), производимую фирмой “Гарлей пресижн инструмэнт”, Трой, Нью-Йорк. С помощью установки измеряют внешний приложенный момент, необходимый для создания заданного отклонения испытываемой полоски конкретных размеров, закрепленной на одном конце и имеющей сосредоточенную нагрузку, приложенную на другом конце. Получают результаты, в которых единицей измерения “жесткости по Гарлею” является миллиграмм.

Второй абсорбирующий слой 48 является прочным, несмотря на свою мягкость. Целостность участка представляет собой хорошо известную меру прочности абсорбирующего материала. В конкретном варианте осуществления второй абсорбирующий слой 48 имеет прочность (высокую целостность участка) в широком диапазоне плотностей. В конкретном примере второй абсорбирующий слой 48 имеет целостность участка, измеренную как отношение силы в ньютонах (Н) к плотности (г/см³), более чем примерно 25,0. В более предпочтительном случае это отношение более чем примерно 30,0 и даже может быть более чем примерно 35,0. Целостность участка находят путем испытания, выполняемого на универсальной испытательной установке. По существу, на установке измеряют нагрузку, необходимую для пробивания испытываемого образца, как описано в Методике оценки прочности по целостности участка за 1981 г (PFI). Испытываемый образец, имеющий размеры 50 на 50 мм, зажимали на установке “Инстрон” посредством подходящего зажимного устройства. Стержень диаметром 20 мм, перемещающийся со скоростью 50 мм/мин, пробивал неподвижный образец. Сила, необходимая для пробивания образца, измерялась в ньютонах (Н).

Второй абсорбирующий слой 48 может быть изготовлен с поверхностной плотностью, находящейся в широких пределах. Второй абсорбирующий слой 48 может иметь поверхностную плотность в пределах от примерно 100 г/м² до примерно 700 г/м². В конкретном примере поверхностная плотность находится в пределах от примерно 150 г/м² до примерно 350 г/м². Предпочтительно поверхностная плотность находится в пределах от примерно 200 г/м² до примерно 300 г/м², а более предпочтительно - составляет примерно 250 г/м².

Второй абсорбирующий слой 48 может быть образован в виде трех или четырех листов или пластов. Эти пласты включают в себя нижний слой, один или два средних слоя и верхний слой. Конкретные примеры трех- и четырехслойного материала рассмотрены ниже. сверхабсорбирующие частицы могут быть включены в какой-либо один или во все слои. Концентрацию (процент по массе) сверхабсорбирующих частиц в каждом слое можно изменять настолько, насколько позволяет свойство конкретного сверхабсорбирующего полимера.

Интересная характеристика второго абсорбирующего слоя 48 заключается в его способности удерживать сверхабсорбирующие частицы, когда он подвергается механическому напряжению. Второй абсорбирующий слой 48 сохраняет свыше 85% по массе своих сверхабсорбирующих частиц, когда он подвергается воздействию сильного встряхивания в течение 10 мин. Предпочтительно материал этого изобретения удерживает свыше 90%, более предпочтительно - свыше 95% и еще более предпочтительно свыше 99% своих сверхабсорбирующих частиц при этих механических напряжениях. Процент удерживаемых сверхабсорбирующих частиц определялся при встряхивании материала в ударном встряхивающем устройстве для сит, изготовленном фирмой “У. С. Тайлер Ко.”, Кливленд, Огайо. Более конкретно, образцы помещали в сито с размером отверстий 0,589 мм (из ряда по Тайлеру). Дополнительные сита с размером отверстий 0,417 мм, а также с размером отверстий 0,104 мм прикрепляли к первому ситу, образуя вертикальный ряд сит с уменьшающимися отверстиями. Вертикальный ряд сит был закрыт на обоих концах, чтобы предотвратить потерю волокна и/или сверхабсорбирующих частиц. Вертикальный ряд сит помещали во встряхивающее устройство и встряхивали в течение 10 мин. Количество гранул сверхабсорбирующего полимера, вытряхнутого из образца, т.е. “свободных сверхабсорбирующих частиц”, определяли при смешивании осадков во всех ситах и отделении целлюлозных волокон от сверхабсорбирующих частиц.

Даже при изготовлении из многочисленных слоев конечная толщина образованного второго абсорбирующего слоя 48 является небольшой. Толщина может изменяться от примерно 0,5 мм до примерно 2,5 мм. В конкретном случае толщина составляет от примерно 1,0 мм до примерно 2,0 мм, а точнее даже от примерно 1,25 мм до примерно 1,75 мм.

Один вариант осуществления второго абсорбирующего слоя 48, особенно пригодного для использования в гигиенической прокладке 20, изображен на фигуре 6. Такой второй абсорбирующий слой 48 имеет поверхностную плотность от примерно 200 г/м² до примерно 350 г/м² и плотность между примерно 0,3 и 0,5 г/см³. В конкретном примере плотность составляет от примерно 0,3 г/см³ до примерно 0,45 г/см³, а точнее - от примерно 0,3 г/см³ до примерно 0,4 г/см³.

Второй абсорбирующий слой 48, изображенный на фигуре 6а, пневмоуложен в виде трех пластов: нижнего слоя из целлюлозы (без сверхабсорбента) с поверхностной плотностью примерно 25 г/м²; среднего слоя с поверхностной плотностью примерно 150 г/м², который содержит от примерно 10 г/м² до примерно 30 г/м² сверхабсорбента и от примерно 120 г/м² до примерно 140 г/м² целлюлозы; и верхнего слоя из целлюлозы (без сверхабсорбента) с поверхностной плотностью примерно 25 г/м². Что касается суммарной поверхностной плотности второго абсорбирующего слоя 48, то количество сверхабсорбента находится в пределах от примерно 5% до примерно 15% по массе (г/м² сверхабсорбента на г/м² материала). В конкретном примере количество сверхабсорбента составляет от примерно 7,5% по массе до примерно 12,5% по массе всего материала. Более точно, материал содержит примерно 10% по массе сверхабсорбента. Поэтому средний слой материала может содержать от примерно 15 г/м² до примерно 25 г/м² сверхабсорбента и от примерно 125 г/м² до примерно 135 г/м² целлюлозы, а точнее - примерно 20 г/м² сверхабсорбента и примерно 130 г/м² целлюлозы. Средний слой, содержащий целлюлозу и сверхабсорбент, может быть уложен как однородная смесь или как гетерогенная смесь, в которой количество сверхабсорбента изменяется с приближением к нижнему слою.

В другом варианте осуществления, показанном на фигуре 6b, второй абсорбирующий слой 48 пневмоуложен в виде четырех пластов. В этом варианте осуществления средний слой, упомянутый выше, заменен двумя средними слоями: первым средним слоем, прилегающим к верхнему слою, и вторым средним слоем, прилегающим к верхнему слою. Каждый из первого и второго средних слоев независимо содержит от примерно 10 г/м² до примерно 30 г/м² сверхабсорбента и от примерно 40 г/м² до примерно 65 г/м² целлюлозы. Когда желательно удержать абсорбированную жидкость на расстоянии от покровного слоя 42, количество сверхабсорбента в первом и втором промежуточных слоях подбирают так, чтобы большее количество сверхабсорбента находилось во втором среднем слое. Сверхабсорбенты в первом и втором средних слоях могут быть одинаковыми или различными.

В одном варианте осуществления целлюлозное волокно, предназначенное для использования во втором абсорбирующем слое 48, представляет собой древесную целлюлозу. Существуют определенные характеристики древесной целлюлозы, которые делают ее особенно пригодной для использования. Целлюлоза в большей части древесных масс имеет кристаллическую форму, известную как целлюлоза I, которая может быть преобразована в форму, известную как целлюлоза II. Во втором абсорбирующем слое 48 можно использовать древесную целлюлозу со значительной долей целлюлозы в виде целлюлозы II. Аналогично выгодно применение древесной целлюлозы, имеющей повышенное значение извитости волокон. В конечном счете предпочтительной являются древесные целлюлозы, имеющие пониженные количества гемицеллюлозы. Средства для обработки древесной целлюлозы с целью оптимизации этих характеристик хорошо известны из уровня техники. Для примера, известна обработка древесной целлюлозы жидким аммиаком для превращения целлюлозы в структуру целлюлозы II и для повышения степени извитости волокон. Известно использование распылительной сушки под вакуумом для повышения степени извитости волокон древесной целлюлозы. Холодная обработка древесной целлюлозы каустической содой снижает содержание гемицеллюлозы, повышает извитость волокон и превращает целлюлозу в целлюлозу II. Поэтому может быть выгодно, чтобы целлюлозные волокна, используемые для изготовления материала этого изобретения, содержали, по меньшей мере, часть целлюлозы, полученной холодной обработкой каустической содой.

Описание процесса холодной экстракции каустической содой можно найти в описании заявки на патент США, регистрационный номер 08/370571, поданной 18 января 1995 г., находящейся на рассмотрении, и эта заявка является частичным продолжением заявки на патент США, регистрационный номер 08/184377, в настоящее время аннулированной, поданной 21 января 1994 г. Раскрытия этих обеих заявок полностью включены в настоящее описание посредством ссылок.

Вкратце, обработку каустической содой обычно осуществляют при температуре менее чем примерно 60°С, но предпочтительно при температуре менее чем 50°С, а более предпочтительно - при температуре между примерно 10 и 40°С. Предпочтительным раствором соли щелочного металла является раствор едкого натра, свежеприготовленный или как побочный продукт при операции измельчения древесной массы или бумаги, например белый гемищелок, оксидированный белый щелок и т.п. Могут быть использованы другие соли щелочных металлов, такие как гидроксид аммиака и едкий калий и т.п. Однако с точки зрения стоимости предпочтительной солью является едкий натр. Концентрация солей щелочных металлов находится обычно в пределах от примерно 2% до примерно 25% по массе раствора, а предпочтительно - от примерно 6% до примерно 18% по массе. Древесные целлюлозы для применений, когда необходимо быстрое и высокоэффективное поглощение, обрабатывают предпочтительно при концентрациях солей щелочных металлов от примерно 10% до примерно 18% по массе.

Дополнительные подробности относительно структуры и способа конструирования второго абсорбирующего слоя 48 описаны в патенте США №5866242 (Tan и другие), выданном 2 февраля 1999 г. Содержание этого документа включено в настоящее описание посредством ссылки.

Основная часть - барьерный слой

Лежащий под абсорбирующей структурой 44 барьерный слой 50 представляет собой непроницаемый для жидкости пленочный материал, предназначенный для того, чтобы предотвратить выход жидкости, которая захватывается в абсорбирующей структуре 44, из гигиенической прокладки и исключить пачкание белья пользователя. Предпочтительно барьерный слой 50 изготавливают из полимерной пленки.

Покровный слой 42 и барьерный слой 50 соединяют по их краевым участкам с возможностью образования окаймляющего или кромочного уплотнения, заключающего внутри абсорбирующую структуру 44. Соединение может быть сделано посредством клеев, термической сварки, ультразвуковой сварки, сварки токами высокой частоты, механического обжима и т.п. или путем сочетания их. Линия уплотнения по контуру показана на фигуре 1 с помощью ссылочного номера 52.

Крылышки

Предпочтительно крылышки 38 и 40 изготавливают как составляющие единое целое расширения покровного слоя 42 и барьерного слоя 50. Эти составляющие единое целое расширения соединяют друг с другом по их краевым уплотняемым участкам посредством клеев, термической сварки, ультразвуковой сварки, сварки токами высокой частоты, механического обжима и т.п. или путем сочетания их. Такое соединение осуществляют, что наиболее предпочтительно, в то же самое время, когда покровный слой 42 и барьерный слой 50 соединяют друг с другом, чтобы закрыть абсорбирующую структуру 44. Как вариант крылышки могут включать в себя абсорбирующий материал между расширениями покровного слоя и барьерного слоя. Такой абсорбирующий материал может быть расширением первого абсорбирующего слоя 46, второго абсорбирующего слоя 48 или их обоих.

Клеевая структура

Что касается фигур 2 и 3, то для того, чтобы повысить стабильность гигиенической прокладки, обращенная к предмету одежды поверхность барьерного слоя снабжена фиксирующим местоположение клейким материалом 58, обычно термоплавким клейким материалом, позволяющим осуществлять временное соединение с материалом белья. Подходящий материал представляет собой композицию, обозначаемую как HL-1491 XZP, которую можно получить от фирмы “Х.Б.Фуллер Канада”, Торонто, Онтарио, Канада. Фиксирующий местоположение клей 58 может быть нанесен на обращенную к предмету одежды поверхность барьерного слоя 50 в виде различных узоров, образующих полное покрытие клеем, в виде параллельных продольных линий, в виде линий клея, следующих по периметру структуры, в виде поперечных линий клея и т.п.

Обычная съемная бумага 82 (показанная только на фигуре 3) покрывает фиксирующий местоположение клей 58 до использования прокладки, чтобы предотвратить нежелательное приклеивание прокладки к самой себе или к посторонним предметам. Съемная бумага имеет обычную структуру (например, покрытую кремнием, полученную мокрой укладкой из крафт-целлюлозы), и соответствующую бумагу можно получить от корпорации “Тиккот корпорейшэн” (Леония, Нью-Джерси, США) под фирменным наименованием “ФРАЗЕР” 30#61629.

Способ изготовления

Гигиеническую прокладку 20 согласно описанному выше варианту осуществления изготавливают обычным образом в соответствии с известными способами. Создают, по существу, многослойную структуру, иногда называемую в уровне техники полотнищем. Эта многослойная структура представляет собой кусок материалов, из которых будет изготавливаться прокладка. То есть многослойная структура содержит следующие слои материала по порядку сверху вниз: кусок материала покровного слоя, кусок материала первого абсорбирующего слоя, кусок материала второго абсорбирующего слоя (изготовленного так, как описано выше), и, наконец, кусок барьерного слоя. Некоторые из материалов необязательно должны быть непрерывными внутри многослойной структуры, и в этом случае их располагают точно друг против друга в такой взаимосвязи, в которой они будут находиться в готовых изделиях. После этого материал покровного слоя и материал барьерного слоя соединяют друг с другом путем приложения давления в соответствующих местах, и это давление будет создавать уплотнение по периметру (кроме того, уплотнение можно выполнить посредством термической сварки, ультразвуковой сварки, сварки высокочастотными токами, механического обжима и т.п. и сочетанием их). Затем герметизированную структуру отделяют от полотнища обычным средством (т.е. вырубным ножом, жидкоструйным ножом или лазером), чтобы образовать отдельное изделие.

После этого в соответствующих местах на барьерный слой наносят фиксирующий местоположение клейкий материал, а съемную бумагу накладывают поверх фиксирующего местоположение клея. Как вариант фиксирующий местоположение клей или фиксирующий местоположение клей и съемную бумагу можно накладывать на полотнище до отделения от него индивидуальных изделий.

Как указывалось ранее, гигиеническая прокладка 20 имеет толщину примерно 5 мм или менее. Устройство, необходимое для измерения толщины гигиенической прокладки, представляет собой стержневой инструмент для измерения (толщины) с круговой шкалой, снабженный станиной, который можно получить от фирмы “Эймс”, с диаметром стержня 50,8 мм и точностью отсчета 0,0254 мм. Устройство цифрового типа является предпочтительным. Если образец гигиенической прокладки сложен и индивидуально обернут, то образец разворачивают и осторожно расправляют рукой. С образца удаляют съемную бумагу и вновь аккуратно помещают ее обратно на всем протяжении фиксирующих местоположение клейких линий так, чтобы не сжать образец, следя за тем, чтобы съемная бумага лежала ровно на всем протяжении образца. Крылышки (если они вообще имеются) не рассматриваются при взятии отсчета толщины образца.

Стержень измерительного инструмента поднимают, и образец помещают на опору так, чтобы стержень измерительного инструмента был примерно центрирован по отношению к образцу (или находился относительно образца в месте, представляющем интерес). При опускании стержня соблюдают осторожность, чтобы исключить “падение” стержня или чтобы не приложить чрезмерную силу. К образцу прикладывают избыточное давление 482,6 Па и дают возможность стабилизироваться показаниям в течение примерно 5 с. Затем отсчитывают толщину. Толщину съемной бумаги, покрывающей фиксирующий местоположение клей, вычитают из суммарной толщины.

Гигиеническая прокладка 20 характеризуется хорошими поглотительными свойствами и в то же самое время она имеет степень сопротивления изгибу, достаточную для уменьшения числа случаев вспучивания при использовании. Более конкретно, гигиеническая прокладка 20 имеет тестовую емкость, соответствующую более чем примерно 8 г жидкости, и полную емкость, соответствующую более чем примерно 14 г жидкости. Тестовую и полную емкости гигиенической прокладки определяют следующим образом. С испытываемой прокладки удаляют всю съемную бумагу. Чтобы определить тестовую емкость, кусочек гигиенической прокладки с размерами 4,75 см на 14,0 см отрезают от части гигиенической прокладки, которая должна центрироваться ниже вагинального отверстия, когда гигиеническую прокладку используют. Полную емкость определяют, используя всю прокладку за вычетом всей съемной бумаги. Изделие взвешивают с точностью примерно 0,1 г. Затем изделие погружают в химический стакан со стерильным соляным раствором (который можно получить от “Бакстер трэвенол компани” из Дирфилда, Иллинойс) так, чтобы изделие полностью погружалось и не изгибалось или иным способом не скручивалось или складывалось. Изделие держат погруженным в течение 10 мин. Изделие удаляют из соляного раствора и подвешивают на две минуты в вертикальном положении, чтобы дать возможность соляному раствору вытечь из изделия. Затем изделие помещают обращаемой к телу поверхностью на абсорбирующую промокательную бумагу, такую как фильтровальная бумага марки #631, которую можно получить от “Фильтрэйшн сайенс корп., Итон-Дайкмен дивижн оф маунт холли спрингс”, Пенсильвания. Поверх изделия помещают равномерную нагрузку 17,6 г на каждый квадратный сантиметр, чтобы выдавить излишнюю жидкость. Абсорбирующую промокательную бумагу заменяют каждые 30 с до тех пор, пока количество жидкости, передаваемой к абсорбирующей промокательной бумаге, не станет менее чем 0,5 г за период времени 30 с. Далее изделие взвешивают с точностью примерно 0,1 г и вычитают массу изделия в сухом состоянии. Разность в граммах представляет собой тестовую или полную емкость изделия в зависимости от обстоятельств.

Сопротивление изгибу гигиенической прокладки находится предпочтительно в пределах от примерно 400 г до примерно 800 г. Сопротивление изгибу гигиенической прокладки измеряют через пиковую изгибную жесткость. Пиковую изгибную жесткость определяют путем анализа, производимого после выполнения Методики испытаний на круговой изгиб D 4032-82, рекомендованной Американским обществом по испытанию материалов (ASTM), при этом ее процедура существенно видоизменена и выполняется следующим образом. В Методике испытаний на круговой изгиб предусмотрена одновременная по многим направлениям деформация материала, при которой одна поверхность образца становится вогнутой, а другая поверхность становится выпуклой. Методика испытаний на круговой изгиб дает возможность получить значение силы, связанное с сопротивление изгибу, при этом с одновременным усреднением жесткости по всем направлениям.

Установка, необходимая для выполнения Методики испытаний на круговой изгиб, представляет собой видоизмененный прибор для определения жесткости при круговом изгибе, имеющий следующие детали:

1. Гладкую полированную платформу в виде стальной плиты с размерами 102,0 на 102,0 на 6,35 мм, имеющей отверстие диаметром 18,75 мм. Полированный край отверстия должен быть под углом 45° до глубины 4,75 мм;

2. Измерительный стержень, имеющий общую длину 72,2 мм, диаметр 6,25 мм, шаровидный носок, имеющий радиус 2,97 мм и игольчатый наконечник, выступающий на 0,88 мм из него, имеющий диаметр в основании 0,33 мм, и при этом острие имеет радиус менее чем 0,5 мм, измерительный стержень установлен соосно с отверстием и имеет одинаковый зазор на всех сторонах. Заметим, что игольчатый наконечник служит только для предотвращения поперечного перемещения испытуемого образца во время испытаний. Поэтому, если игольчатый наконечник в значительной степени неблагоприятно влияет на испытуемый образец (например, прокалывает вспученную структуру), то игольчатый наконечник не должен использоваться. Нижняя часть измерительного стержня должна быть установлена значительно выше верхней поверхности плиты, снабженной отверстием. Из этого положения перемещение шаровидного носка вниз происходит точно до нижней части отверстия в плите.

3. Динамометр, а точнее - датчик сжимающей силы типа “Инстрон”, расположенный против другого датчика. Датчик силы имеет диапазон измерений силы от примерно 0,0 г до примерно 2000,0 г.

4. Приводное устройство, а точнее - устройство “Инстрон” модели 1122, имеющее датчик сжимающей силы, расположенный против указанного датчика. Модель 1122 “Инстрон” изготавливает “Инстрон инджинииринг корпорейшэн”. Кантон, Массачусетс.

Как пояснено ниже, чтобы провести испытание, необходимы пять эталонных гигиенических прокладок. От одной из пяти испытываемых прокладок отрезают некоторое число "Y" образцов для испытания с размерами 37,5 мм на 37,5 мм. Образцы, имеющие участки, на которых покровный слой соединен непосредственно с барьерным слоем, или которые ламинированы покровным слоем и барьерным слоем без какого-либо компонента абсорбирующей структуры, не должны испытываться. Это испытание больше касается гибкости гигиенической прокладки в целом, а не только ее периферийных частей, и поэтому гибкость согласно настоящему изобретению больше касается гибкости абсорбирующих участков гигиенической прокладки.

Образцы для испытания не должны складываться или изгибаться испытателем, а обращение с образцами и их краями должно быть минимальным, чтобы исключить ухудшение характеристик сопротивления изгибу. От четырех остальных гигиенических прокладок отрезают одинаковое число "Y" образцов с размерами 37,5 мм на 37,5 мм, идентичных образцам, отрезанным от первой гигиенической прокладки. Следовательно, испытатель должен иметь "Y" комплектов от пяти идентичных образцов.

Процедура согласно Методике испытаний на круговой изгиб заключается в следующем. Образцы выдерживают в помещении в течение двух часов при температуре 21°С плюс или минус 1°С и относительной влажности 50% плюс или минус 2,0%. Испытательную плиту выравнивают. Устанавливают скорость измерительного стержня 50,0 см/мин при полной длине хода. Образец центрируют на платформе с отверстием под измерительным стержнем так, чтобы покровный слой 42 был обращен к измерительному стержню, а барьерный слой 50 образца был обращен к платформе. Проверяют установку нулевого показания индикатора и, если необходимо, осуществляют корректировку. Измерительный стержень приводят в действие. Нельзя касаться образца во время испытания. Записывают отсчет максимальной силы, ближайший к делению в граммах. Вышеуказанные стадии повторяют до тех пор, пока все пять идентичных образцов не будут испытаны.

Расчеты

Пиковая изгибная жесткость для каждого образца представляет собой максимальную силу, отсчитанную для этого образца. Напомним, что были отрезаны "Y" комплектов от пяти идентичных образцов. Испытывают каждый комплект от пяти идентичных образцов и пять значений, полученных для этого комплекта, усредняют. Поэтому теперь испытатель имеет среднее значение для каждого из испытанных "Y" комплектов. Сопротивление изгибу для гигиенической прокладки представляет собой наибольшую из этих усредненных пиковых значений изгибной жесткости.

Изделия и способы для санитарии и других случаев ухода за больными согласно настоящему изобретению могут применяться в любых санитарных защитных средствах, средствах, используемых при недержании мочи, при пропитке лекарственными средствами повязок, во впитывающих средствах в соответствии со способами и методиками, известными в настоящее время или ожидаемыми специалистами в данной области техники. Поэтому подразумевается, что настоящее изобретение охватывает модификации и варианты этого изобретения при условии, что они находятся в рамках объема приложенной формулы изобретения и ее эквивалентов.

Реферат

Раскрыта гигиеническая прокладка, которая выполнена тонкой, с хорошим поглощением и имеет гибкость, выбранную из условия обеспечения высокого комфорта и снижения вероятности неконтролируемой деформации, известной как вспучивание. В конкретном примере гигиеническая прокладка имеет покровный слой, абсорбирующую структуру и барьерный слой. Абсорбирующая структура имеет в своем составе сверхабсорбирующий материал в виде матрицы целлюлозных волокон. 2 с. и 39 з.п. ф-лы, 6 ил.

Формула