Единые абсорбирующие структуры, содержащие сердцевину абсорбента и/или слой поглощения и распределения для абсорбирующих изделий - RU2608535C2
Код документа: RU2608535C2
Чертежи
Описание
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к абсорбирующим структурам, содержащим сердцевины абсорбента и/или системы поглощения и распределения, указанным сердцевинам абсорбента и/или системе поглощения и распределения, содержащим распределение суперабсорбирующих частиц. Изобретение также относится к абсорбирующим изделиям, содержащим указанные абсорбирующие структуры, абсорбирующее изделие предпочтительно представляет собой одноразовое абсорбирующее изделие, такое как гигиенические салфетки, ежедневные прокладки, детские подгузники, урологические прокладки, тренировочные брюки, мягкие подкладки от пота, медицинский бандаж для перевязки и тому подобное.
Уровень техники
Обычные абсорбирующие изделия изготавливаются путем объединения проницаемого для жидкости или пропускающего, гидрофильного или полугидрофильного верхнего слоя (1), волокнистого материала, абсорбирующей сердцевины (5), и не проницаемого для жидкости или непропускающего материала нижнего слоя (6). Верхний слой (1) и нижний слой (6) относятся к соответствующему положению указанных слоев относительно абсорбирующей сердцевины (5).
Абсорбирующие сердцевины, как правило, состоят из пуха и суперабсорбирующих полимерных частиц (SAP) (21).
Многослойные абсорбирующие изделия могут содержать дополнительные слои поглощения (2) и распределения (3, 4), или обычный ADL (19), имеющий по меньшей мере 3 функции. Верхний слой представляет собой поглощающий слой (2), который является подходящим, чтобы быстро поглотить жидкость и передать ее на распределительные слои (3, 4), помещенные под слоем поглощения (2). Указанные слои распределения позволяют жидкости перемещаться от пользователя. Третья функция заключается в предотвращении повторного смачивания жидкостью.
Многослойный ADL раскрыт в патенте Бельгии BE 1018052, который относится к усовершенствованной системе многослойного ADL, содержащей 3 слоя поглощения (2) и распределительные слои (3, 4), улучшающие распределение жидкости (фигура 2).
Слои поглощения (2), как правило, состоит из грубых гидрофильных или гидрофобных волокон, которые быстро передают жидкость под действием капиллярных сил к дисперсионным слоям. Указанные слои распределения обычно содержат гидрофильный материал и волокна, пригодные в гигиенических изделиях, такие как профилированные или формованные многодолевые волокна в диапазоне от 0,7 до 30 дтекс и предпочтительно от 1,5 до 7 дтекс.
Частицы SAP
Типичные частицы SAP (21) состоят из сшитых гидрофильных полимерных цепей, способных поглощать около в 10 раз больше захваченной воды в расчете на массу высушенных частиц. Гидрофильные полимеры являются либо природными, либо синтетическими полимерами или смесью обоих типов. Обычные природные полимеры включают полимер на основе целлюлозы, такой как целлюлоза или крахмал, при соответствующих условиях, модифицированный дополнительными гидрофильными функциями, например, карбоксилатами, фосфонатами или сульфоксилатами. Синтетические гидрофильные полимеры, как правило, представляют собой простой полиэфир или полимер на основе полиакрилата.
Частицы SAP (21) предпочтительно могут быть покрыты или покрыты частично. Дополнительное покрытие улучшает или обеспечивает дополнительные свойства частицам SAP (21), такие как улучшенная поглощающая способность жидкости тела, лучшая адгезия частиц к окружающему, улучшенная способность к транспортировке жидкостей или лучшие механические свойства.
Абсорбирующие сердцевины
Абсорбирующие сердцевины обычно содержат смесь частиц SAP (21) и подложку (23), такую как волокна, слои, пух или любую их комбинацию.
Когда абсорбирующую сердцевину смачивают, частицы SAP (21) способны поглощать большое количество жидкости; однако влажные частицы SAP (21) подвергаются набуханию, таким образом, образуя гель с соседними набухшими частицами SAP (21). Указанное образование геля может блокировать прохождение жидкости внутрь абсорбирующей сердцевины.
Как следствие, блокирование гелем приводит к возможности подтекания и/или проблемам повторной смачиваемости. Чтобы предотвратить блокирование гелем и повысить поглощающую способность жидкости абсорбирующей сердцевиной, индивидуальные частицы SAP (21) должны быть достаточно удалены друг от друга. Такой результат, как правило, получают путем смешивания частиц SAP (21) с пухом на основе целлюлозы.
Тончайшая абсорбирующая сердцевина также может быть получена путем уменьшения количества пуха, используемого в составе абсорбирующей сердцевины.
Например, US 5763331 раскрывает беспуховую абсорбирующую сердцевину, содержащую гранулированный материал SAP, такой как акрилат или биоразлагаемый материал, прочно присоединенный к несущему слою, например бумаге или нетканому материалу. Клей, используемый для приклеивания сверхпоглощающего гранулированного компонента к основному несущему слою, наносят распылением.
Из US 2003/175418 и US 2002/0090453 известен способ предотвращения потери частиц и агломерации. Эти патенты описывают способ для стабильного нанесения порошка SAP на подложки, такие как лист, пленка, губка или волокна, обработанные отверждаемой жидкой смолой или раствором отверждаемой смолы, такой как термопластический смолистый порошок. Порошок SAP наносят на поверхность полимерного материала и покрывают отверждаемой жидкой смолой и затем отверждают при нагревании. Полученная абсорбирующая пленка сократила агломерацию частиц и потери частиц. Альтернативно, порошок SAP покрывают смолистым материалом, наносят на поверхность полимерного материала и отверждают. Полученная абсорбирующая пленка соответственно может быть помещена между листами, чтобы сформировать сердцевину абсорбента.
WO 03/092757 также раскрывает способ подготовки не содержащей пуха поглощающей сердцевины, состоящей из листов частиц SAP и пластификатора. Пластификатор распыляется на частицы SAP с последующим термическим прессованием. Пластификатор улучшает гибкость и структурную целостность листа без придания повторной смачиваемости и скоростей поглощения абсорбирующей сердцевине. Раскрытый способ также облегчает изготовление абсорбирующих изделий.
Также из US 4232674 известно устройство абсорбирования жидкости, в котором частицы суперабсорбирующего полимера помещают в заранее определенные шаблоны, такие как параллельные пластины, чтобы оставлять непокрытыми области для капиллярного потока жидкости из насыщенных к ненасыщенным областям слоя.
Для улучшения удерживания жидкости абсорбирующими изделиями также известно получение многослойной абсорбирующей сердцевины. Например, US 2003/135178 раскрывает слоистую сердцевину абсорбента, содержащую верхний и нижний слой и внутренние слои, где один из внутренних слоев является центральным волокнистым слоем, например жгутовые волокна, содержащие SAP. Другой внутренний слой представляет собой слой, выбранный из поглощающего слоя, распределительного слоя, дополнительного волокнистого слоя, необязательно содержащего SAP, впитывающего слой, слоя хранения или их комбинации и фрагменты.
Многослойная абсорбирующая сердцевина также может быть получена из комбинации абсорбирующего слоя или слоя хранения с обычным ADL (19) в виде единой структуры, чтобы сформировать абсорбирующую сердцевину. Единая абсорбирующая сердцевина также обычно имеет уменьшенную толщину и облегчает обработку абсорбирующих изделий.
Некоторые примеры единых абсорбирующих сердцевин описаны в WO 92/11831. Из данного документа известно абсорбирующее изделие, содержащее проницаемый для жидкости верхний слой, непроницаемый для жидкости нижний слой и многослойную абсорбирующую сердцевину, расположенную между верхним слоем и нижним слоем. Указанная абсорбирующая сердцевина, содержащая многослойную абсорбирующую основную часть, содержит слои поглощения/распределения и слои хранения, расположенные ниже каждого поглощающего слоя и содержит абсорбирующий гелеобразующий материал. Свернутый многослойный абсорбирующий элемент получают за счет сворачивания многослойного абсорбента с транспортирующей жидкость упаковкой.
WO 91/11163 раскрывает абсорбирующую структуру, имеющую ADL, включающий связывающие средства и химически усиленные целлюлозные волокна, предпочтительно скрученные, и слой для хранения жидкости, расположенные под каждым ADL, содержащим частицы SAP со средним диаметром от 400 до 700 микрон и средства носителя для частиц SAP.
WO 00/41882 раскрывает 2 слоя поглощающей структуры, каждый слой содержит частицы SAP в различной концентрации и распределенные либо гомогенно в матрице волокон и связующего, или размещенные в отдельных местах или зонах, таких как полосы в структуре.
Каждый слой состоит из нескольких прослоек в жидкой связи. Различная плотность 2 слоев создает градиент капиллярного натяжения между слоями.
US 2008/312625, US 2008/312632 и US 2008/3126621 раскрывают абсорбирующую сердцевину, по существу свободную от целлюлозы, содержащую 2 абсорбирующих слоя, каждый из которых имеет подложку, содержащую частицы SAP и термопластичный клей, охватывающий частицы SAP. 2 Абсорбирующих слоя соединены вместе таким образом, что часть термопластичного клея 2 абсорбирующих слоев находится в контакте. Два абсорбирующих слоя объединены вместе так, что соответствующие образцы абсорбирующих частиц полимерного материала смещены относительно друг друга.
Из US 2007/027436 известно тонкое, комфортабельное и гибкое абсорбирующее изделие, содержащее проницаемое для жидкости верхнее полотно, заднее полотно, соединенное с указанным верхним полотном по периферии указанного абсорбирующего изделия, и сердцевину, расположенную между указанным верхним полотном и указанным задним полотном, указанная сердцевина содержит слой для хранения, содержащий сверхпоглощающий материал, и слой поглощения/хранения, содержащий суперабсорбирующий материал.
Что касается упомянутого предшествующего уровня техники, существует потребность в улучшении единых поглощающих структур, которые обеспечат удобство для пользователей, более высокую способность абсорбции, механическую стабильность, тонкость, низкую повторную смачиваемость и которые легко обрабатывать в абсорбирующее изделие.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение относится к усовершенствованной единой абсорбирующей структуре, содержащей абсорбирующую сердцевину (5), имеющую постоянную способность удерживания жидкости, и/или поглощающий (14) и распределяющий слой (16), имеющий временную способность удерживания жидкости, указанная абсорбирующая сердцевина (5) и/или поглощающий (14) и распределяющий слой (16) содержат по меньшей мере один нетканый материал, такой как волокнистый слой подложки (23), имеющий объем пор, подходящий для проникновения суперабсорбирующих частиц (частицы SAP) (21), и адгезивы и указанные суперабсорбирующие частицы распределены в слое подложки (23) в соответствии с градиентом распределения размеров вдоль направления глубины или z-направления указанной абсорбирующей сердцевины (5) и/или единого слоя поглощения (14) и распределения (16). Фигуры 9, 10, 11, 21, 22 и 23 иллюстрируют различные варианты осуществления изобретения, включающие распределение частиц SAP (21) в подложке (23).
Во втором аспекте настоящее изобретение относится к способу получения указанной абсорбирующей сердцевины и/или ADL.
Задачей настоящего изобретения является уменьшение толщины абсорбирующих изделий за счет уменьшения количества пуха, как правило, используемого в абсорбирующей сердцевине, обычно составляющее в пределах от 40 до 60 масс. %, без придания поглощающей способности жидкости организма, скорости поглощения и повторной смачиваемости абсорбирующей сердцевине. Кроме того, абсорбирующие структуры в соответствии с изобретением являются беспуховыми; при этом беспуховый следует понимать, что слой содержит менее чем 4 масс. % пуха, преимущественно абсорбирующие структуры не содержат никакого пуха вообще, и где пух относится к распушенной целлюлозе.
В еще одном аспекте настоящее изобретение относится к абсорбирующей структуре, имеющей высокую абсорбирующую способность жидкости тела, не подвергаясь результату блокирования геля.
В еще одном аспекте, настоящее изобретение относится к абсорбирующей структуре, которая включает в ADL, чтобы сформировать улучшенную многослойную абсорбирующую сердцевину, где ADL и абсорбирующий слой являются едиными и объединенными в одно целое.
В еще одном аспекте настоящее изобретение относится к абсорбирующим структурам или многослойным абсорбирующим структурам в сочетании с дополнительным обычным ADL (19) с или без удерживающей способности жидкости.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание интегрированной готовой к использованию абсорбирующей структуры, способной быть непосредственно включенной в абсорбирующие изделия.
Описание чертежей
Фигура 1: представляет собой вид в поперечном сечении типичного абсорбирующего изделия, содержащего сверху до низа проницаемый для жидкости верхний слой (1) и непроницаемый для жидкости нижний слой (6), систему поглощения и распределения (2, 3 и 4), абсорбирующую сердцевину (5), обычно состоящую из смеси пуха и SAP; как правило, количество SAP меняется от 0 до 60 масс. %.
Фигура 2: представляет собой вид в поперечном сечении 3-слойного обычного ADL (19), содержащего сверху до низа слой поглощения (2) и 2 слоя распределения (3) и (4)·
Фигура 3: представляет собой вид подложки в поперечном сечении, содержащей сверху до низа тройной поглощающий слой (14), слои повторного смачивания (15) и распределения (16).
Фигура 4: представляет собой вид подложки в поперечном сечении, содержащей тройной поглощающий слой (14), слои распределения (16), повторного смачивания (15).
Фигура 5: представляет собой вид подложки в поперечном сечении, содержащей от верха до низа тройной поглощающий слой (14) и слои повторного смачивания (15).
Фигура 6: представляет собой вид подложки в поперечном сечении, содержащей от верха до низа тройной поглощающий слой (14), слои распределения (16) и повторного смачивания (15) с третьим слоем, частично гидрофобным.
Фигура 7: представляет собой вид подложки в поперечном сечении, содержащей сверху до низа тройной поглощающий слой (14), слои распределения (16) и абсорбции Фигура 8: представляет собой вид подложки в поперечном сечении, содержащей от верха до низа тройной слой смеси сложного полиэфира и полиолефина, определяющий градиент объема пор (18а, 18b, 18с).
Фигура 9: представляет собой вид подложки в поперечном сечении, содержащей сверху до низа верхний слой поглощения и распределения (19), слой повторного смачивания со структурой меньшего объема пор в пространстве, предотвращающий потерю частиц SAP (21), и нижний слой, имеющий очень большой объем пор в пространстве, содержащий частицы SAP (21) и покрывающий слой, закрывающий нижнюю секцию абсорбирующей сердцевины.
Фигура 10: представляет собой вид в поперечном сечении тройного слоя подложки, в котором волокна, определяющие градиент распределения объема пор (18а, 18b, 18с), частично заполненные частицами SAP (21), и нижняя часть структуры покрыта дополнительным слоем.
Фигура 11: представляет собой вид, в поперечном сечении, частиц SAP (21), полностью проникающих в подложку, имеющую градиент распределения объема пор (18а, 18b, 18с). Сердцевина покрыта неткаными слоями в верхней и нижней части (22).
Фигура 12: представляет собой изображение поперечного сечения частиц SAP (21), частично проникнувших в подложку, имеющую градиент распределения объема пор (18а, 18b, 18с).
Фигура 13: представляет собой схему способа производства структуры в соответствии с изобретением.
Фигура 14: представляет собой схему системы дозирования для частиц SAP (21), иллюстрирующую расположение частиц SAP (21) вдоль оси y, или поперечный размер нетканой подложки.
Фигура 15: представляет собой вид, в поперечном сечении, периодического применения частиц SAP (21) на подложку для изготовления нескольких абсорбирующих сердцевин. Сердцевина покрыта горячим расплавленным адгезивом и покрывающим сердцевину слоем (11). Также показаны линии разреза для формирования отдельной сердцевины.
Фигура 16: представляет собой поперечное сечение изображения 3 отдельных профилированных абсорбирующих сердцевин.
Фигура 17: представляет собой детальный вид рулона лентопитающего устройства, используемого для порошка, рассеивающего частиц SAP (21), чтобы создать профилированную сердцевину.
Фигура 18: представляет собой поперечное сечение изображения профилированной абсорбирующей сердцевины вдоль х-направления или продольном направлении.
Фигура 19: представляет собой вид сверху структурного слоя абсорбирующей сердцевины в плане х-y.
Фигура 20: иллюстрирует нанесенный слой частиц SAP (21) на нетканую подложку до начала применения процесса Fibroline и профиль распределения указанных частиц вдоль z-направления после применения процесса Fibroline
Фигура 21: иллюстрирует ADL, содержащий частицы SAP (21), распределенные в соответствии с изобретением, указанный ADL расположен на верхней части обычной абсорбирующей сердцевины.
Фигуры 22: иллюстрирует структуру абсорбента в соответствии с изобретением, покрытую покрытием с помощью слоев (22).
Фигура 23: иллюстрирует обычный ADL (19), расположенный в верхней части абсорбирующей сердцевины в соответствии с изобретением.
Фигура 24: представляет собой вид сверху адсорбирующего изделия, сформированного с учетом тела.
Фигура 25: представляет собой вид частиц SAP (21), нанесенных на нетканую подложку с x и y направленным профилем после распределения методом Fibroline.
Фигура 26: иллюстрирует способ уплотнения (24) индивидуальной сердцевины с помощью материала для упаковывания сердцевины (25).
Подробное описание изобретения
Жидкость в соответствии с настоящим изобретением включает в себя, но не ограничиваясь этим, любую жидкость организма, такие как моча или кровь.
Авторы изобретения разработали беспуховую абсорбирующую структуру, содержащую абсорбирующую сердцевину и/или ADL. Указанная абсорбирующая структура содержит частицы SAP (21), имеющие распределение по размерам, и волокнистую нетканую гидрофильную или гидрофобную подложку (23), причем указанные частицы SAP (21) распределены в волокнистой подложке (23) на основании их распределения по размерам. Полученная структура абсорбента дополнительно покрыта покрывающим слоем (22), таким как спанбонд, полиэтиленовая пленка, ПЭТ пленка, полиолефин, многослойные пленки, со-экструдированные пленки, кардный нетканый или любой подходящий материал, и поддерживается с ядром с помощью адгезива.
В дополнение к высокой удерживающей жидкость тела способности и тонкости абсорбирующего изделия, существуют некоторые другие преимущества в использовании абсорбирующей структуры по изобретению, такие как лучшее преобразование, повышение производительности и надежности за счет распределения частиц SAP (21) на определенной части абсорбирующей структуры, а также отсутствие пуха. Это также экономически выгодно не использовать больше такую сердцевину и/или ADL, как пух, и дополнительные стадии способа, такие как валяние молотом, чтобы подготовить пух, не является необходимым, кроме того, стоимость складирования и упаковки снижается так же, как и транспортные расходы.
Предпочтительно, абсорбирующая структура в соответствии с изобретением представляет собой многослойную структуру, включающую верхний слой, обеспечивающий хорошее поглощение и распределение жидкости; промежуточный слой подходящий для предотвращения жидкости к возврату на поверхность, указанный промежуточный слой является непористым, при этом непористый определяется значением объема пор в диапазоне от примерно 10 до примерно 600 см3 объема пор на м2 подложки (23). Абсорбирующая структура также содержит пористый волокнистый нижний слой, в котором пористый в соответствии с изобретением определяется за счет объема пор в диапазоне от примерно 0,1 до 20000 см3 порового пространства/м2 подложки (23), предпочтительно от примерно 600 до примерно 6000 см3 пространства пор/м2 подложки (23). Указанный волокнистый нижний слой содержит покрытые или непокрытые частицы SAP (21), таким образом формируя прослой SAP под промежуточным слоем. Частицы SAP (21), составляющие прослой SAP, распределяются в нижнем слое, в расчете на градиент распределения размеров частиц SAP (21), при этом мелкие частицы SAP (21) включены глубже в нижнем слое, а более крупные частицы остаются на внешней части нижнего слоя. Подходящая покрывающий слой непористой сердцевины (22), имеющий значение объема пор в диапазоне от примерно 10 до примерно 600 см3 объема пор на м2 подложки (23), используется для предотвращения высвобождения частиц SAP (21), указанный материал покрывающего слоя сердцевины (22) поддерживается в абсорбирующей структуре посредством клеевых средств, ультразвуковой сварки и/или любым подходящим способом (фигура 26).
Абсорбирующие структуры согласно изобретению содержат частицы SAP (21), где по меньшей мере 90%, предпочтительно 95% или 98% частиц SAP (21) имеют размер диаметра частиц в диапазоне от приблизительно 45 до приблизительно 850 мкм, предпочтительно от около 100 до около 800 мкм. Частицы SAP (21) меньшего размера способны проникать глубоко, то есть в направлении z, в нижнюю часть подложки (23), тогда как более крупные размером частицы SAP (21) остаются на внешней части подложки (23) или остаются на поверхности упомянутой подложки (23), формируя таким образом абсорбирующий прослой на основе градиента размера частиц SAP (21).
Структура абсорбента по изобретению, содержащая прослой частиц SAP (21), полностью интегрированных в абсорбирующей сердцевине и/или ADL, позволяет получать более тонкие абсорбирующие изделия по сравнению с обычными абсорбирующими сердцевинами, известными авторам настоящего изобретения, так как указанные сердцевины обычно требуют пуховый абсорбционный распределительный слой или другую систему на основе целлюлозного волокна, например фигурные волокна или стандартная ADL система (19) в сочетании с удерживающей пух сердцевиной.
Было обнаружено, что абсорбирующие сердцевины в соответствии с изобретением имеют отличное свойство поглощения жидкости и низкую повторную смачиваемость. Предполагается, что частицы SAP (21), распределенные в подложке (23) с градиентом распределения по размерам, способны предотвратить образование геля, когда частицы SAP (21) находятся в набухшем состоянии.
Суперабсорбирующие частицы
В соответствии с изобретением частицы SAP (21) являются либо непокрытыми, частично или полностью покрытыми.
Коммерческие доступные непокрытые частицы SAP (21), пригодные для настоящего изобретения, представляют собой марку полимера Ecotec EK-Х RU 67, который обычно используют в абсорбирующих сердцевинах, содержащих SAP и пух в соотношении до 80 масс. % загрузки SAP.; Evonik: Favor SXM 10000.
Частицы SAP (21) могут быть либо включены в абсорбирующий слой или в ADL, или как в абсорбирующие слои, так и в ADL.
Абсорбирующая сердцевина
Абсорбирующая сердцевина в соответствии с изобретением может быть получена за счет полного проникновения в нетканую подложку (23) частиц SAP (21), таким образом, дополнительный обычный ADL (19) должен быть использован, как показано на фигуре 23.
Подложка (23) с полностью проникнувшими частицами SAP (21) в соответствии с изобретением, содержит вплоть до 1000 г/м2 SAP, предпочтительно около 300 до около 500 г/м2 частиц SAP (21) в зависимости от способности организма удерживать жидкость.
Чтобы избежать блокирования гелем, набухшие частицы SAP (21) должны быть достаточно удалены, чтобы быть достаточно проницаемыми, чтобы позволить жидкости, такой как жидкости организма, пройти через абсорбирующий слой. Это было получено авторами изобретения путем распределения частиц SAP (21) в подложке (23) в зависимости от градиента размера частиц SAP. Не будучи связанными с какой-либо теорией, считается, что только более мелкие частицы SAP (21) проникают глубоко в подложку (23), вдоль z-направлении, в то время как более крупные частицы SAP (21) остаются на внешней части подложки (23). Так как более мелкие частицы SAP (21) находятся на достаточном расстоянии друг от друга, это предотвращает проблему блокирования геля, в то время как более крупные SAP частицы (21) способны постепенно поглощать избыток жидкостей в организме.
Предпочтительно, абсорбирующая структура согласно изобретению может быть объединена с обычным ADL (19).
Фигура 23 иллюстрирует абсорбирующую сердцевину в соответствии с изобретением, содержащую нетканую подложку (23) и распределение SAP частиц (21) в подложке (23), в зависимости от градиента размера SAP частиц (21). Абсорбирующая сердцевина дополнительно объединена с обычным ADL (19) в верхней части абсорбирующей сердцевины.
Фигура 12 также иллюстрирует абсорбирующее изделие, в соответствии с изобретением, с использованием 3-слойной структуры ADL с SAP частицами (21) в набухшем состоянии после поглощения жидкости.
Слои поглощения, распределения (ADL)
Во втором варианте осуществления изобретения определенное количество и размер SAP частиц (21) распределяют в зависимости от их градиента распределения размера в подложке (23), содержащей структуру ADL, такой как подложка (23) с частично проникнувшими частицами SAP (21), фигуры 9 и 10 иллюстрируют этот второй вариант.
В соответствии с изобретением ADL, содержащий достаточное количество SAP частиц (21) для поглощения жидкостей или биологических жидкостей, может быть непосредственно использован в качестве единой абсорбирующей структуры (фигуры 9 и 22), указанная структура, содержащая секцию ADL и абсорбирующую секцию, содержит распределенные SAP частицы (21). В целом, до 1000 г/м2, предпочтительно от около 300 до около 500 г/м2 SAP частиц (21) является достаточным, чтобы совместить в одном элементе ADL и абсорбирующую сердцевину.
ADL может также содержать низкое количество SAP частиц (21), которые служат в качестве слоя временного хранения или слоя максимального уровня (20) (фигура 21). Как правило, диапазон от 0,1 до 300 г/м2, предпочтительно от около 100 до около 200 г/м2 , считается как низкое содержание SAP частиц (21). В последнем случае дополнительная абсорбирующая сердцевина должна быть объединена с ADL. Подходящий ADL должен абсорбировать воду или жидкости и медленно выпускать их в абсорбирующую сердцевину.
Как правило, ADL представляют собой многослойные структуры, содержащие слой поглощения (2) и слои распределения (3, 4). В предпочтительном варианте ADL, включающий распределение частиц SAP (21), представляет собой 3-слойную структуру, состоящую из одного слоя поглощения (2) и 2 диффузионных слоев (3).
В конкретном варианте осуществления тройные ADL слои в соответствии с изобретением могут содержать слой поглощения (14), слой повторного смачивания (15) и распределительный слой (16) (показаны на фигуре 3).
Верхний слой представляет собой очень пористый слой поглощения (14), что позволяет жидкости легко проникать через структуру.
Промежуточный слой представляет собой непористый диффузионный слой, предотвращающий возврат жидкости к верхней поверхности. Под непористым, в соответствии с изобретением, определяется объем пор в диапазоне от примерно 10-600 см3 пространства пор/м2 подложки (23). Диффузионный слой также является очень гидрофильным, так что жидкость растекается по сердцевине.
Нижний слой содержит профилированные или многодолевые волокна для улучшения распределения жидкости на абсорбирующей сердцевине. Неограничивающие примеры коммерчески доступных многодолевых волокон представляют собой 4DG 6dn, 4Т 3dn, трилобал 6dn, пенталобал 6dn, quadfill 7dt, предпочтительно, волокно представляет собой трилобал 6dn или пенталобал 6dn волокна и другие формы.
В другом варианте осуществления в соответствии с изобретением тройные слои ADL содержат слои поглощения (14), распределения (16) и повторного смачивания (15), как показано на фигуре 4.
Верхний слой является очень пористым слоем поглощения (14), таким образом позволяя жидкости проникать в абсорбирующую сердцевину.
Промежуточный слой представляет собой распределительный слой, содержащий профилированные волокна, тем самым улучшая распределение жидкости в нижнем слое.
Нижний слой представляет собой непористый слой, содержащий очень тонкие волокна, предотвращая возврат жидкости на поверхность. Нижний слой также очень гидрофильный, так что жидкость растекается по сердцевине.
В другом варианте осуществления в соответствии с изобретением трехслойные ADL содержат 2 слоя поглощения (14) и слой повторного смачивания (15), как показано на фигуре 5.
Верхний слой является очень пористым слоем поглощения (14), что позволяет жидкости проникать в абсорбирующую структуру.
Промежуточный слой также представляет собой слой поглощения (14), который является полупористым, в котором полупористость в соответствии с изобретением определяется объемом пор в диапазоне от приблизительно 300 до приблизительно 500 см объема пор/м2 подложки (23), однако указанный промежуточный слой характеризуется градиентом распределением объема пор (18а, 18b, 18с), таким образом создавая воронку для транспортировки жидкого к сердцевине.
Нижний слой является непористым и состоит из очень тонких волокон, препятствующих возврату жидкости на поверхность. Предпочтительно нижний слой является каландрированным, чтобы еще больше снизить объем пор на поверхности, предотвращая возврат жидкость из сердцевины к поверхности. Указанный нижний слой предпочтительно является гидрофильным, позволяя жидкости распространяться по сердцевине.
В другом варианте осуществления в соответствии с изобретениемабсорбирующая структура содержит трехслойный ADL, также содержащий слои поглощения (14), распределения (16) и повторного смачивания (15), как показано на фигуре 6.
Верхний слой представляет собой очень пористый слой поглощения (14, подходящий, чтобы позволить жидкости организма проникать в абсорбирующую структуру.
Промежуточный слой представляет собой слой, подходящий для распределения и распространения жидкости в нижнем слое и сердцевине.
Нижний слой представляет собой непористый слой, состоящий из смеси тонких гидрофильных и гидрофобных волокон, блокирующих возврат жидкости на поверхности.
В другом варианте осуществления в соответствии с изобретением абсорбирующая структура содержит тройной слой, слои поглощения (14), распределения (16) и абсорбции (17), как показано на фигуре 7.
Верхний слой является очень пористым слоем поглощения (14), что позволяет жидкостям организма проникать в абсорбирующую сердцевину.
Промежуточный слой представляет собой распределительный слой (16), содержащий волокна, чтобы обеспечить использование всей поверхности распределительного слоя (16).
Нижний слой содержит смесь волокон, включая поглощающий волокна из вискозы, чтобы временно хранить жидкость в упомянутом нижнем слое, создавая тем самым буфер до того, как жидкость переносится в абсорбирующую сердцевину.
В другом варианте осуществления, показанном на фигуре 8, трехслойный ADL содержит смесь сложных полиэфирных и полиолефиновых волокон, определяющих трехслойную систему, определяемую градиентом объема пор (18а, 18b, 18с) 3000, 1000 и 300 см3 объема пор/м2 поверхности субстрата (23), указанный градиент объема пор (18а, 18b, 18c) создает воронку для жидкости. Это приводит к более высокой скорости поглощения жидкости.
Используемые волокна дают хорошую упругость и устойчивость к давлению, создавая расстояние между сердцевиной и верхней частью подгузника, приводя к сухой поверхности.
ADL, подходящие для настоящего изобретения, являются беспуховыми и обеспечивают быстрый захват жидкости и хорошие свойства повторного смачивания, так что жидкость не имеет возможности возвращаться к поверхности и поддерживает верхнюю поверхность сухой. Это также гарантирует, что жидкость хорошо распространяется и распределяется, так что общая сердцевина используется до своего максимума.
Абсорбирующие структуры
Абсорбирующая структура в соответствии с изобретением может комбинировать абсорбирующую секцию и секцию поглощения (14) и распределения (16). В указанных конкретных вариантах осуществления, показанных на фигуре 22, абсорбирующая структура состоит из моно- или многослойной нетканой волокнистой подложки (23), такой как сложный полиэфир или полиэтилентерефталат (PET), полиэтилен (РЕ), полипропилен (РР), соРР, PET/ΡΕ, РЕТ/РР, РЕТ/сор, РР/РЕ, PLA, PLA/PP, PVA, вискоза, хлопок, шерсть, РЕТ/соРЕТ, ацетат, PTE, PVC (ПВХ), Бамбук, РВТ, РА, акрил, модакрил и/или регенерированные волокна, образующие взаимопроникающую сеть, и частицы SAP (21) и от примерно 0,1 до 50 г/м2, предпочтительно от 0,7 до 25 г/м2 и более предпочтительно от около 2 до 7 г/м2 адгезива. Предпочтительно, абсорбирующая структура не содержит пух вообще. Можно включить высокое количество SAP частиц (21) в абсорбирующий слой из-за волокнистого характера, что позволяет поглощение жидкостей, не подвергаясь блокированию гелем за счет набухания SAP частиц (21). В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, абсорбирующая структура содержит от около 25-300 г/м2, но предпочтительно от около 60 до 150 г/м2 ADL и/или подложки (23); от 0,1 до 1000 г/м2 2 SAP частиц (21), предпочтительное количество частиц SAP (21) для детских подгузников или взрослых при недержании колеблется от 100 до 500 г/м2, от 10 до 200 г/м2 в продуктах личной гигиены для женщин и от примерно 200-400 г/м2 для перевязочного материала. Как правило, абсорбирующая структура содержит от около 10 до 60 г/м2 покрывающего сердцевину слоя (22).
Примеры коммерчески доступных волокон, подходящих для изготовления нетканнй подложки (23), представляют собой Acryl Amicor 3.0n; Asota L10D; Eastlon SN-3450CMP1 4.0dn; Fibervisions ES-C Cure 2.2dt; Fibervisions ES-DELTA REPEAT II 5.7 dt 40mm; Grisuten 22 3.3 dt 60mm; Huvis LMF U16 6dn 51mm; Huvis LMF V16 4dn 51mm; Huvis OEPO1 N215 2.0dn; Ingeo PLA SLN2660E2 6.0dn; Invista 295 6.0dn; Meraklon PP Blend PH/HW 4.4dt; PES Greenfïber 6.7dt; Tesil 84M 6.7dt; Trevira 200 6.0dt; Viscocel 3.3 dt 40mm; Wellman H1295 7dt; Wellman T0745 17dt 60mm; Wellman H7112 12dt; Wellman H8015 7dt60mm.
Абсорбирующая структура в соответствии с изобретением имеет поперечный размер в диапазоне от 0,1 до 800 мм, но не ограничивается указанными размерами. В зависимости от различного примененияуказанная абсорбирующая структура обычно имеет поперечный размер от 50 до 180 мм для продукции в виде детских подгузников; от 30 до 250 мм для продукции для взрослых при недержании; от 30 до 90 мм для изделий для личной женской гигиены и от 100 по 100 мм2 или 200 на 300 мм2 для перевязочного материала.
Предпочтительно, нетканая волокнистая подложка (23) представляет собой трехслойную подложку (23), содержащую верхний слой, который обладает функциями поглощения (14) и распределения (16) для быстрого поглощения жидкости и хорошее распределение жидкости на общей поверхности промежуточного слоя. Промежуточный слой предпочтительно является очень гидрофильным, так что жидкость может распространяться по сердцевине. Указанный промежуточный слой также является непористым, чтобы предотвратить возврат жидкости к верхней поверхности, и для удержания частиц SAP (21) в нижнем слое при применении, но также и во время использования абсорбирующего изделия после того, как частицы SAP (21) разбухли от жидкости.
Нижний слой является очень пористой структурой, подходящей для того, чтобы быть пронизанной SAP частицами (21), указанный нижний слой служит в качестве слоя хранения (20) (фигура 9).
В другом варианте SAP частицы (21) проникают сквозь градиент объема пор (18а, 18b, 18с) структуры волокон. Более мелкие частицы будут проникать глубже, чем более крупные частицы за счет градиента объем пор волокон (18а, 18b, 18с). Верхняя сторона волокнистой структуры будет по существу свободной от частиц SAP (21) и может дополнительно служить в качестве поглощающего (14), распределяющего (16) и повторно смоченного слоя (15).
В еще одном варианте SAP частицы (21) могут полностью проникать в монослойные или многослойные, предпочтительно двухслойную или трехслойную структуру. Верхняя и нижняя части этой структуры покрыты покрывающим слоем (22), таким как спанбонд, нетканый материал, спанлейс или пленка из полипропилена, полиэтилена или PET, чтобы предотвратить переход указанных SAP частиц (21) к внешней стороне абсорбента.
В предпочтительном варианте осуществления многослойная подложка (23) имеет пористый верхний слой, подходящий, чтобы позволить проникновение частиц SAP (21) в подложку (23), в то время как нижний слой, или один из промежуточного слоя, является непористым, чтобы предотвратить потерю SAP частиц (21) за счет перехода через подложку (23). Предпочтительно, по меньшей мере один дополнительный слой покрытия (22) используется, чтобы предотвратить любую потерю SAP частиц (21). Для того чтобы иметь более широкий охват, можно использовать дополнительные 2 слоя.
Если используют 2 слоя, края покрытия указанных слоев (22) склеивают для герметизации структуры. Если используют одну структура покрывающего слоя (22), указанный слой сгибают, чтобы обернуть структуру, и края склеивают, чтобы запечатать структуру (Фигура 26).
Способ получения абсорбирующей структуры
Способ получения абсорбирующей структуры, подходящей для осуществления изобретения, показан на фигуре 13 и содержит стадию:
- разматывания (11) волокнистой подложки (7). Покрытие подложки (7) SAP частицами (21) с помощью рассеяния порошка (8) или за счет образования барабана, посредством вакуумной технологии стандартной линии подгузников.
- Применение переменного электрического поля, чтобы обеспечить равномерное распределение частиц SAP (21), этот метод также известен как метод Fibroline (9), описанный в ЕР 1526214 или ЕР 2165015, каждый из которых включен в настоящее описание в качестве ссылки.
Частицы SAP (21) затем распределяют на подложке (7), и частицы SAP (21) удерживаются в волокнистой подложке (7) путем захвата или запутывания и/или после необязательной стадии связывания, где частицы SAP (21) связываются с неткаными волокнами путем добавления клея.
- разматывания (11) слоя материала, покрывающего сердцевину (22).
- нанесения адгезива (10) на внутреннюю поверхность слоя, покрывающего сердцевину (22), и/или на поверхность подложки (7).
- покрытие подложки (7) указанным слоем покрывающего материала сердцевины
- обеспечение адгезии под давлением (12).
- свертывание абсорбирующей структуры (13).
- необязательно, каландрирование продукта, чтобы создать структуру канала в продольном направлении.
Соответствующее устройство для метода Fibroline содержит систему из 2 противостоящих электродов, защищенных диэлектрическим материалом и соединенных с генератором переменного высокого натяжения (от 10 до 50 кВ), при этом:
Смесь частиц SAP (21) и адгезива помещают между материалом двух диэлектриков и применяют сильное переменное электрическое поле.
Устройства (фигура 13), пригодные для осуществления способа получения абсорбирующей структуры, могут быть использованы либо на одной линии, либо вне производственной линии ADL и/или производственной линии сердцевины или подгузника или линии производства средств женской гигиены.
Предпочтительно, с покрытием или без покрытия частицы SAP (21) приклеиваются к волокнам слоев ADL. Без ограничения способ соединения включает порошковое покрытие и термосвязывание, термическую обработку, покрытие распылением, рассеяние порошка, реактивный клей (активации и отверждения) или любую их комбинацию.
Частицы SAP (21) с диаметром в интервале от примерно 45 мкм до примерно 850 мкм, предпочтительно от около 100 до около 800 мкм и имеющие средний размер диаметра примерно от 300 до 600 мкм, являются предпочтительными в качестве мелких частиц, эффективно проникающих в ADL, а частицы более крупного размера остаются на внешней стороне диффузионного слоя, таким образом образуя прослой хранения (20).
Адгезив
Подходящий клей в соответствии с изобретением должен обеспечить хорошую адгезию, должен быть проницаемым для жидкостей с тем, чтобы позволить жидкости достичь абсорбирующий слой, и должен иметь удлинение при разрыве по крайней мере 100%, предпочтительно от 600 до 1800%, чтобы предотвратить выпуск блокирующего геля, когда частицы SAP (21) набухают за счет жидкостей организма. Предпочтительным клеем является клей на основе воды и твердый порошковый клей, которые превращают в порошок, чтобы связать частицы SAP (21). Подходящие коммерчески доступные адгезивы, но не ограничиваясь ими, представляют собой Bostik Н4245; Bostik Н20028; Bostik Н4322 или Fuller Full-Care 8400A.
Способ для получения нескольких абсорбирующих сердцевин и/или ADL
Способ для получения абсорбирующей структуры, содержащей абсорбирующую сердцевину и/или ADL в соответствии с изобретением, описан на фигурах 13 и 26.
Предпочтительно указанный способ может быть адаптирован для производства профилированной абсорбирующей сердцевины и/или ADL.
Размотанный слой подложки (7) должен быть достаточно широким, чтобы получить несколько абсорбирующих структур параллельно. Таким образом, можно рассеивать и подавать частицы SAP (21) в дискретной форме по ширине или поперечному размеру или y-направлению подложки (7), как показано на фигуре 14.
Способ содержит стадию:
- Разматывание волокнистой подложки (7). В зависимости от распределения объема пор подложки (7), подложка (7) можно быть поддерживаемой по направлению вверх во время процесса, чтобы предотвратить потерю частиц SAP (21).
- Частично наносят некоторое количество SAP частиц (21) на подложку (7) на боковое или y-направление подложки (7) с помощью рассеяния порошка (8).
- Применение переменного электрического поля (9), чтобы обеспечить однородное распределение частиц SAP (21), указанные частицы SAP (21) проникают в подложку (7) и удерживаются в волокнистой подложке (7) путем захвата или запутывания и/или после необязательной стадии связывания, где частицы SAP (21) присоединяются к нетканым волокнам путем добавления клея.
- Применение горячего расплава адгезива (10) на поверхности подложки (7) и/или на покрывающем сердцевину слое (22).
- разматывание (11) материала, покрывающего сердцевину слоя.
- Покрытие подложки (7) указанным слоем, покрывающим сердцевину (22). Там, где частицы SAP (21) присутствуют, горячий расплав адгезива склеивает покрывающий слой (22) с подложкой (7), связывая частицы SAP в единое целое (21). Когда подложка (7) свободна от частиц, адгезив связывает материал слоя, покрывающий сердцевину (22) со слоем подложки (7) на часть подложки (7), по существу свободной от частиц SAP (21), таким образом, уплотняя абсорбирующую сердцевину. Уплотнение предотвращает частицы SAP (21) от выпадения, когда указанное разрезание происходит и предотвращает частицы SAP (21) от движения в стороны.
Разрезание слоя, где подложка (7) по существу свободна от частиц SAP (21), чтобы получить отдельные сердцевины, показано на фигуре 15.
Кроме того, так как некоторая миграция может произойти к сторонам в процессе Fibroline (фигура 20), то можно создать профиль дисперсии частиц SAP (21) над поперечным размером абсорбирующей структуры (фигура 16), создавая более высокую зону концентрации SAP частицы (21) в средней части абсорбирующей структуры, и зону более низкой концентрации SAP частиц (21) по бокам, таким образом обеспечивая более высокую способность хранения жидкости организма в центре абсорбирующей структуры, предотвращая возможность утечки.
Предпочтительно профиль распределение SAP частиц (21) можно получить по длине или продольному размеру или х-направлению абсорбирующей структуры. Указанный профиль распределение выполняется путем создания профиля рулона лентопитающего устройства, используемого для нанесения частиц SAP (21) на подложку (7) на стадии рассеивания порошка. Фигура 17 иллюстрирует рулон лентопитающего устройства в соответствии с изобретением, где передняя, средняя и задняя секции подложки (7) будут получать определенное количество SAP частиц (21).
Переход между секциями различных концентраций может быть гомогенизирован при применении способа Fibroline.
Как показано на фигуре 18, профилированная абсорбирующая структура вдоль продольного направления (х-направления) может быть получена с использованием указанного рулона лентопитающего устройства, указанная структура содержит большее количество частиц SAP (21) на передней и средней части, и более низкое количество SAP в задней части подгузника.
Полученная профилированная абсорбирующая структура, соответственно, содержит абсорбирующую часть, содержащую частицы SAP (21), частично проникнувшие в нетканую подложку (23), и верхнюю часть, выступающую в качестве ADL, покрытого покрывающим слоем (22) и поддерживаемым с помощью термоплавкого адгезива. Таким образом, профилированная абсорбирующая структура может быть непосредственно использована в абсорбирующих изделиях.
Предпочтительно, расположение частиц SAP (21) на нетканой подложке (23) имеет поперечный и продольный профиль, как показано на фигуре 25. Так после распределения частиц SAP (21) посредством процесса Fibroline, полученная абсорбирующая структура будет обладать оптимальной поглощающей способностью за счет количества SAP частиц (21), распределенных в подложке (23).
В предпочтительном варианте осуществления частицы SAP (21) также диспергируются в дискретных зонах вдоль х-направления и/или y-направления подложки (23), каждая дискретная зона отделена от другой (фигура 19). В соответствии с процессом Fibroline, полученные абсорбирующая сердцевина и/или ADL включают различные фрагменты, такие как полосы или каналы, свободные от частиц SAP (21), таким образом облегчая текучесть и впитывания жидкости (фигуры 19 и 20).
Абсорбирующая структура может быть использована в качестве готовой к использованию абсорбирующей структуры для абсорбирующих изделий (фигура 26) и может легко размещаться в абсорбирующих изделиях, сформированных с учетом тела (фигура 24).
Примеры
Примеры частиц SAP (21), подходящих для изобретения, представляют собой Favor SXM 10000 и FAVOR SXM 9155 от Evonik.
Favor SXM 10000 является частично нейтрализованным сшитым полимером полиакрилата натрия, имеющим дисперсию по размеру примерно:
FAVOR SXM 9155 представляет собой сшитый полимер полиакрилат натрия, имеющий распределение по размеру приблизительно:
Реферат
Изобретение относится к единой абсорбирующей структуре и способу ее получения, где указанная единая абсорбирующая структура содержит абсорбирующую сердцевину (5) и/или слой поглощения (2) и распределения (3), указанная абсорбирующая сердцевина (5) и/или слой поглощения (2) и распределения (3), содержащие по крайней мере один слой нетканой волокнистой подложки (23), имеющий объем пор, подходящий для проникновения суперабсорбирующих частиц. Согласно изобретению указанные суперабсорбирующие частицы распределены в слое подложки (23) в соответствии с их градиентом распределения частиц по размерам по направлению глубины или z-направлению указанной абсорбирующей сердцевины (5) и/или слоев поглощения (2) и распределения (3). 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 26 ил.
