Впитывающее изделие, содержащее структуру, распределяющую текучую среду - RU2629098C1

Чертежи

Показать все 9 чертежа(ей)

Описание

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение в целом относится к впитывающим изделиям, предназначенным для личного пользования, и более конкретно – к впитывающим изделиям со структурой, распределяющей текучую среду.

Впитывающие изделия личной гигиены, такие как подгузники, трусы для приучения к горшку, изделия, применяемые при недержании, впитывающие купальные костюмы, гигиенические изделия для женщин и т.п., как правило, содержат проницаемый для жидкости обращенный к телу прокладочный материал, непроницаемое для жидкости наружное покрытие и впитывающую структуру между обращенным к телу прокладочным материалом и наружным покрытием.

Впитывающая структура, которая, как правило, выполнена отдельно от других слоев, вмещает и удерживает жидкость на водной основе, такую как мочу, менструальные выделения, испражнения и т.п., которые выделяются носящим. Впитывающие структуры обычно выполнены из частиц сверхвпитывающего материала и гидрофильных впитывающих волокон (например, целлюлозы), которые свободно смешаны и скреплены вместе с образованием впитывающего фетра. Иногда включены термопластичные полимерные волокна для обеспечения укрепления.

Одной целью в изготовлении впитывающих структур является увеличение, улучшение или иным образом максимальное повышение использования впитывающей структуры, поскольку впитывающая структура часто является наиболее дорогим компонентом впитывающих изделий. Кроме того, неравномерное распределение текучей среды внутри впитывающей структуры может вызвать чрезмерное набухание впитывающей структуры, что в результате приводит к непривлекательному с эстетической точки зрения виду.

Следовательно, желательно разработать впитывающие структуры, которые распределяют текучие среды равномерно по всей впитывающей структуре. Существующие на данный момент впитывающие структуры распределяют текучие среды в основном путем распространения или впитывания текучих сред через пористые материалы (например, волокнистые материалы), которые поддерживают в целом постоянную пористую структуру. Такие впитывающие структуры в целом не распределяют текучие среды достаточно далеко или достаточно быстро внутри впитывающей структуры с получением приемлемого уровня использования впитывающей структуры.

Соответственно, все еще существует необходимость во впитывающих изделиях с впитывающими структурами, которые распределяют текучие среды равномерно внутри впитывающей структуры и максимально повышают использование впитывающей структуры.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном аспекте структура, распределяющая текучую среду, в целом содержит гибкое тело, имеющее ряд резервуаров для текучей среды, образованных в нем, и ряд направляющих текучую среду барьеров. Резервуары для текучей среды соединены по текучей среде друг с другом посредством отверстий, образованных внутри тела. Каждый барьер для текучей среды связан с одним из отверстий, образованных в теле, и выполнен с возможностью обеспечения потока текучей среды через отверстие в направлении вниз по потоку и сдерживания потока текучей среды через отверстие в направлении вверх по потоку.

В другом аспекте впитывающее изделие в целом содержит обращенный к телу прокладочный материал, наружное покрытие и впитывающую структуру, расположенную между прокладочным материалом и наружным покрытием. Впитывающая структура содержит гибкое тело, имеющее ряд резервуаров для текучей среды, образованных в нем, и ряд направляющих текучую среду барьеров. Резервуары для текучей среды соединены по текучей среде друг с другом посредством отверстий, образованных внутри тела. Каждый барьер для текучей среды связан с одним из отверстий, образованных в теле, и выполнен с возможностью обеспечения потока текучей среды через отверстие в направлении вниз по потоку и сдерживания потока текучей среды через отверстие в направлении вверх по потоку.

В еще одном аспекте впитывающая структура, распределяющая текучую среду, в целом содержит гибкое тело, имеющее ряд пустот, образованных в нем, и ряд направляющих текучую среду барьеров. Пустоты соединены по текучей среде друг с другом. Каждый барьер для текучей среды расположен между парой прилегающих пустот и выполнен с возможностью обеспечения потока текучей среды в первую пустоту пары пустот и ограничения потока текучей среды во вторую пустоту пары пустот.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

На фиг. 1 представлен вид в перспективе сбоку впитывающего изделия, показанного в виде трусов для приучения к горшку.

На фиг. 2 представлен вид сверху трусов для приучения к горшку согласно фиг. 1, причем трусы для приучения к горшку показаны в развернутом и горизонтальном состоянии, демонстрирующий поверхность трусов для приучения к горшку, приспособленную во время ношения быть обращенной к носящему, причем части трусов для приучения к горшку срезаны, чтобы показать расположенные снизу элементы, в том числе впитывающую структуру.

На фиг. 3 представлен вид в перспективе впитывающей структуры согласно фиг. 2.

На фиг. 4 представлен вид в поперечном разрезе впитывающей структуры согласно фиг. 3, выполненном вдоль линии «4-4», показывающий впитывающую структуру в несжатом состоянии.

На фиг. 5 представлен вид в поперечном разрезе, подобный таковому согласно фиг. 4, но показывающий впитывающую структуру в сжатом состоянии.

На фиг. 6 представлен увеличенный вид в поперечном разрезе области, обозначенной «6» на фиг. 5, показывающий элемент клапана в открытом положении.

На фиг. 7 представлен увеличенный вид в поперечном разрезе области, обозначенной «7» на фиг. 4, показывающий элемент клапана согласно фиг. 6 в закрытом положении.

На фиг. 8 представлен увеличенный вид в поперечном разрезе, подобный таковому согласно фиг. 6, показывающий другой подходящий вариант осуществления элемента клапана в открытом положении.

На фиг. 9 представлен увеличенный вид в поперечном разрезе, подобный таковому согласно фиг. 7, показывающий элемент клапана согласно фиг. 8 в закрытом положении.

Соответствующие номера ссылок указывают на соответствующие части на нескольких видах графических материалов.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Ссылаясь теперь на графические материалы и, в частности, на фиг. 1, один подходящий вариант осуществления впитывающего изделия представлен в виде детских трусов для приучения к туалету и обозначен в целом ссылочной позицией 20. Термин «впитывающее изделие» в целом относится к изделиям, которые могут быть помещены на теле носящего или вблизи него, чтобы впитывать и/или удерживать различные выделения из организма. Впитывающие трусы 20 для приучения к горшку могут быть или не быть одноразовыми. Под «одноразовыми» понимают изделия, которые подлежат выбрасыванию после ограниченного периода использования вместо стирки или иной обработки для повторного использования. Понятно, что варианты осуществления настоящего изобретения подходят для применения с различными другими впитывающими изделиями, предназначенными для личного пользования, включая, но без ограничения, подгузники, подгузники для купания, женские гигиенические изделия (например, гигиенические салфетки), изделия для страдающих недержанием, медицинскую одежду, хирургические прокладки и бандажи, другую одежду для личной гигиены или медицинского обслуживания и т.п., без отступления от объема настоящего изобретения.

Трусы 20 для приучения к горшку показаны на фиг. 1 в полностью собранной (т.е. собранной во время первоначального изготовления) конфигурации (в общем именуемой в данном документе как «в состоянии ношения трусов»), имеющие отверстие 50 для талии и пару отверстий 52 для ног. Трусы 20 для приучения к горшку содержат внутреннюю поверхность 28, выполненную с возможностью непосредственного взаимодействия с носящим, и наружную поверхность 30, противоположную внутренней поверхности. Дополнительно ссылаясь на фиг. 2, трусы для приучения к горшку содержат наружное покрытие 40, обращенный к телу прокладочный материал 42, противоположный наружному покрытию 40, и впитывающую структуру 100, расположенную между наружным покрытием 40 и обращенным к телу прокладочным материалом 42. Стрелки 48 и 49 на фиг. 2 показывают ориентацию продольной оси и поперечной или боковой оси соответственно трусов 20 для приучения к горшку.

Обращенный к телу прокладочный материал 42 соединен с наружным покрытием 40 путем наслоения с помощью подходящих средств, таких как разновидности клея, связи, полученные способом ультразвуковой сварки, связи, полученные способом термосварки, связи, образованные под давлением, или их комбинации.

Для наружного покрытия 40 приемлемо содержание материала, который является по существу непроницаемым для жидкости. Наружное покрытие 40 может представлять собой один слой непроницаемого для жидкости материала, но более приемлемо содержит многослойную слоистую структуру, в которой по меньшей мере один из слоев является непроницаемым для жидкости. Например, наружное покрытие 40 может содержать проницаемый для жидкости внешний слой и непроницаемый для жидкости внутренний слой, которые надлежащим образом соединены между собой посредством клея, связывания, полученного способом ультразвуковой сварки, термосварки, связывания, образованного под давлением, или их комбинаций. Подходящие клеи могут быть наложены непрерывно или периодически в виде гранул, спрея, параллельных кривых или т.п. Проницаемый для жидкости внешний слой может представлять собой любой подходящий материал, в том числе материалы, которые обеспечивают тканеподобную текстуру. Внешний слой также может быть изготовлен из тех материалов, из которых изготовлен проницаемый для жидкости обращенный к телу прокладочный материал 42. Хотя внешний слой не обязательно должен быть проницаемым для жидкости, целесообразно, чтобы он обеспечивал носящему относительно тканеподобную текстуру.

Внутренний слой наружного покрытия 40 может быть непроницаемым как для жидкости, так и для пара или же он может быть непроницаемым для жидкости и проницаемым для пара. Внутренний слой может быть изготовлен из тонкой пластиковой пленки, хотя также могут быть использованы другие гибкие непроницаемые для жидкости материалы. Внутренний слой или непроницаемое для жидкости наружное покрытие 40, если оно однослойное, предотвращает увлажнение продуктами жизнедеятельности изделий, таких как простыни и одежда, а также носящего и человека, обеспечивающего уход.

Если наружное покрытие 40 представляет собой однослойный материал, его можно подвергнуть тиснению и/или матировать поверхность для получения более тканеподобного внешнего вида. Упомянутый ранее непроницаемый для жидкости материал может позволять парам выходить из внутренней части одноразового впитывающего изделия, при этом все же предотвращая прохождение жидкостей через наружное покрытие 40. Один подходящий «воздухопроницаемый» материал состоит из микропористой полимерной пленки или нетканого материала, который покрыт или иным образом обработан для придания желаемого уровня непроницаемости для жидкости.

Также предусмотрено, что наружное покрытие 40 может быть растяжимым и более приемлемо эластичным. В частности, наружное покрытие 40 является приемлемо растяжимым и более приемлемо эластичным по меньшей мере в поперечном направлении или направлении по окружности трусов 20. В других вариантах осуществления наружное покрытие 40 может быть растяжимым и более приемлемо эластичным как в поперечном, так и в продольном направлениях.

Проницаемый для жидкости обращенный к телу прокладочный материал 42 показан как перекрывающий наружное покрытие 40 и впитывающую структуру 100, и он может, но необязательно, иметь те же размеры, что и наружное покрытие 40. Обращенный к телу прокладочный материал 42 является соответствующим образом упругим, мягким на ощупь и не раздражающим кожу носящего. Обращенный к телу прокладочный материал 42 является также достаточно проницаемым для жидкости, чтобы жидкие выделения из организма легко проникали сквозь его толщину к впитывающей структуре 100. Кроме того, обращенный к телу прокладочный материал 42 может быть менее гидрофильным, чем впитывающая структура 100, чтобы обеспечивать носящему относительно сухую поверхность и позволять жидкости легко проникать через его толщину. Гидрофильные/гидрофобные признаки могут меняться вдоль длины, ширины и/или глубины обращенного к телу прокладочного материала 42 и впитывающей структуры 100 для получения желаемого ощущения влажности или характеристик протекания.

Обращенный к телу прокладочный материал 42 может быть изготовлен из широкого ряда тонколистовых материалов, таких как пористые пены, сетчатые пены, пластиковые пленки с отверстиями, тканые и нетканые полотна или комбинация любых таких материалов. Например, обращенный к телу прокладочный материал 42 может содержать полотно мелтблаун, полотно спанбонд или связанное кардочесанное полотно, состоящие из натуральных волокон, синтетических волокон или их комбинаций. Обращенный к телу прокладочный материал 42 может состоять из по существу гидрофобного материала, и гидрофобный материал необязательно может быть обработан поверхностно-активным веществом или обработан иным образом для придания желаемого уровня смачиваемости и гидрофильности. Поверхностно-активное вещество можно наносить с помощью любых традиционных средств, таких как распыление, печать, нанесение покрытия кистью и т.п. Поверхностно-активное вещество может быть нанесено на весь обращенный к телу прокладочный материал 42 или может быть нанесено избирательно на конкретные участки обращенного к телу прокладочного материала, такого как срединный участок вдоль продольной центровой линии.

Обращенный к телу прокладочный материал 42 также может быть растяжимым, и более приемлемо он может быть эластомерным. В частности, обращенный к телу прокладочный материал 42 является приемлемо растяжимым и более приемлемо эластомерным по меньшей мере в поперечном направлении 49 или направлении по окружности трусов 20. В других вариантах осуществления обращенный к телу прокладочный материал 42 может быть растяжимым и более приемлемо эластомерным как в поперечном 49, так и в продольном 48 направлениях.

Подходящие эластомерные материалы для изготовления обращенного к телу прокладочного материала 42 могут включать эластичные нити, эластичные волокна LYCRA, литые или раздутые эластичные пленки, нетканые эластичные полотна, полотна из эластомерных волокон спанбонд или мелтблаун, а также их комбинации. Примеры подходящих эластомерных материалов включают эластомеры KRATON, эластомеры HYTREL, эластомерные полиуретаны ESTANE (поставляемые компанией Noveon, Кливленд, Огайо) или эластомеры PEBAX. Обращенный к телу прокладочный материал 42 также может быть изготовлен из растяжимых материалов подобно описанным в заявке на патент США № 09/563417, поданной 3 мая 2000 года Roessler и др., или из растяжимых по двум осям материалов подобно описанным в заявке на патент США № 09/698512, поданной 27 октября 2000 года Vukos и др., обе из которых включены в данный документ с помощью ссылки.

Впитывающая структура 100 является приемлемо сжимаемой, податливой, не раздражающей кожу носящего и способной поглощать и удерживать жидкости и определенные выделения организма. Впитывающая структура 100 может быть выполнена из ряда подходящих материалов. В одном подходящем варианте осуществления впитывающая структура 100 выполнена из приемлемо упругого сжимаемого материала, такого как полиэтилен низкой плотности. Примеры других подходящих материалов, из которых может быть выполнена впитывающая структура 100, включают резиноподобные или эластомерные материалы, такие как TangoPlus Fullcure® 930 (поставляемые компанией Objet Inc., Биллерика, Массачусетс). Также предусмотрено, что впитывающая структура может быть выполнена из разработанных наноклеточных композитов, таких как пеноматериалы на основе полипропилена.

В одном подходящем варианте осуществления впитывающая структура 100 выполнена посредством процесса с использованием технологии послойной печати, также известной как «3D»-печать. Подходящие процессы с использованием технологии послойной печати включают, например, моделирование методом наплавления и стереолитографию. Также предусмотрено, что впитывающая структура 100 может быть выполнена с использованием процессов формования, таких как литье под давлением.

Впитывающая структура 100 может содержать несколько слоев в направлении Z (например, толщины) впитывающей структуры 100 (см. фиг. 3). Такие несколько слоев могут иметь преимущество разницы в поглощающей способности, например, путем размещения слоя с меньшей поглощающей способностью ближе к обращенному к телу прокладочному материалу 42, а слоя с большей поглощающей способностью – ближе к наружному покрытию 40.

Впитывающая структура 100 может также содержать впитывающие материалы, такие как целлюлозные волокна (например, волокна древесной пульпы), другие натуральные волокна, синтетические волокна, тканые или нетканые полотна, сеточное полотно или другие стабилизирующие структуры, сверхвпитывающий материал, связующие материалы, поверхностно-активные вещества, избранные гидрофобные материалы, пигменты, лосьоны, дезодорирующие средства или т.п., а также их комбинации.

Сверхвпитывающие материалы хорошо известны из уровня техники и могут быть выбраны из натуральных, синтетических и модифицированных натуральных полимеров и материалов. Сверхвпитывающие материалы могут представлять собой неорганические материалы, такие как силикагели, или органические соединения, такие как сшитые полимеры. Как правило, сверхвпитывающий материал может впитывать жидкости по меньшей мере в 10 раз больше своего веса и предпочтительно может впитывать жидкости приблизительно в 25 раз больше своего веса. Подходящие сверхвпитывающие материалы легко доступны от различных поставщиков. Например, сверхвпитывающий материал Hysorb T 9700, который поставляет на рынок компания BASF (Людвигсгафен, Германия), или сверхвпитывающий материал Favor SXM 5600, который поставляет на рынок компания Evonik (Эссен, Германия ).

Впитывающая структура 100 показанного варианта осуществления является в целом прямоугольной, хотя впитывающая структура 100 может иметь любые подходящие форму и размер, которые обеспечивают выполнение функций впитывающей структурой 100, как описано в данном документе.

Как показано на фиг. 2 и 3, впитывающая структура 100 содержит область 102 для выделений, в целом соответствующую области на впитывающей структуре 100, в которую вначале попадают текучие жидкости. В показанном варианте осуществления область 102 для выделений в целом соответствует области впитывающей структуры 100, которая при ношении размещена смежно с отверстием носящего, через которое выводятся выделения организма. Показанная впитывающая структура 100 содержит единственную размещенную по центру область 102 для выделений, имеющую в целом продолговатую форму. Предусмотрено, что область 102 для выделений может иметь любую подходящую форму, которая обеспечивает выполнение функций впитывающей структурой 100, как описано в данном документе. Также предусмотрено, что впитывающая структура 100 может содержать более одной области 102 для выделений. В одном подходящем варианте осуществления, например, впитывающая структура содержит две области для выделений, расположенные на расстоянии относительно друг друга, причем каждая область для выделений расположена смежно с отверстием носящего, через которое выводятся выделения организма, при ношении трусов 20 для приучения к горшку.

Как более подробно описано в данном документе, впитывающая структура 100 согласно настоящему изобретению выполнена с возможностью направления (или откачивания) текучих сред из области 102 для выделений с помощью сжимающих сил, приложенных носящим во время нормального использования трусов 20 для приучения к горшку. Тем самым впитывающая структура 100 равномерно распределяет текучие среды внутри впитывающей структуры 100.

В частности, ссылаясь на фиг. 3 и 4, впитывающая структура 100 имеет продольную ось 104, поперечную ось 106, толщину или ось в направлении z 108 (также именуемую в данном документе как «вертикальная ось» или «вертикальное направление»), противоположные в продольном направлении концы 110 и противоположные в поперечном направлении стороны 112. Кроме того, впитывающая структура 100 содержит верхнюю (например, обращенную к прокладочному материалу 42) поверхность 114 и нижнюю (например, обращенную к наружному покрытию 40) поверхность 116. Впитывающая структура 100 также содержит наружную кромку, проходящую вокруг периметра впитывающей структуры 100, которая в показанном варианте осуществления образована концами 110 и сторонами 112.

Впитывающая структура 100 согласно настоящему изобретению содержит гибкое тело 118, имеющее ряд резервуаров 120 для текучей среды (фиг. 4), образованных в нем, и ряд направляющих текучую среду барьеров 122 (фиг. 4), выполненных с возможностью управления потоком текучей среды в и/или из резервуаров 120 для текучей среды. Используемый в данном документе термин «направляющий текучую среду барьер» относится к барьеру для текучей среды, выполненному с возможностью обеспечения потока текучей среды в основном только в одном направлении. Впитывающая структура 100 выполнена с возможностью впитывания, удерживания и распределения текучих сред по всем резервуарам 120 для текучей среды. Кроме того, впитывающая структура 100 выполнена с возможностью направления (или откачивания) текучей среды между резервуарами 120 для текучей среды при движениях носящего во время нормального использования трусов 20 для приучения к горшку.

Показанная впитывающая структура 100 представляет собой многослойную впитывающую структуру, содержащую первый слой 124 и второй слой 126. Первый слой 124 и второй слой 126 являются по существу идентичными друг другу, причем каждый содержит ряд резервуаров 120 для текучей среды и барьеры 122 для текучей среды. Впитывающая структура 100 может содержать любое подходящее количество слоев, которое обеспечивает выполнение функций впитывающей структурой 100, как описано в данном документе, в том числе, например, один слой. В одном подходящем варианте осуществления впитывающая структура 100 имеет толщину 109 в направлении z 108 от приблизительно 1 мм до приблизительно 20 мм, более приемлемо – от приблизительно 2 мм до приблизительно 15 мм и еще более приемлемо – от 2 мм до приблизительно 10 мм.

Как показано на фиг. 4, тело 118 содержит ряд горизонтальных стенок 128 и ряд вертикальных стенок 130, которые вместе образуют резервуары 120 для текучей среды.

Горизонтальные стенки 128 проходят в продольном направлении 104 и поперечном направлении 106 впитывающей структуры 100 и ориентированы по существу параллельно плоскости, определенной продольным и поперечным направлениями 104, 106. Горизонтальные стенки 128 включают верхнюю стенку 132 (в общем первую горизонтальную стенку) и нижнюю стенку 134 (в общем вторую горизонтальную стенку), расположенные на расстоянии относительно друг друга в направлении z 108. Верхняя стенка 132 образует верхнюю поверхность 114 впитывающей структуры 100, и нижняя стенка 134 образует нижнюю поверхность 116 впитывающей структуры 100. Показанная впитывающая структура 100 также содержит промежуточную горизонтальную стенку 136 (в общем третью горизонтальную стенку), расположенную между верхней стенкой 132 и нижней стенкой 134. В вариантах осуществления, включающих впитывающую структуру с одним слоем, промежуточная горизонтальная стенка 136 может быть опущена.

Вертикальные стенки 130 проходят между смежными горизонтальными стенками 128 и образуют с ними межсоединение. В показанном варианте осуществления вертикальные стенки 130 проходят в направлении, по существу параллельном направлению z 108, хотя в других подходящих вариантах осуществления одна или несколько вертикальных стенок 130 могут быть расположены под углом относительно направления z 108. Кроме того, в показанном варианте осуществления каждая вертикальная стенка 130 проходит либо от верхней стенки 132, либо от нижней стенки 134 к промежуточной горизонтальной стенке 136. В других подходящих вариантах осуществления, включающих впитывающую структуру с одним слоем, вертикальные стенки 130 могут проходить от нижней стенки 134 непосредственно к верхней стенке 132.

Как отмечено выше, резервуары 120 для текучей среды образованы внутри тела 118 впитывающей структуры 100. В показанном варианте осуществления каждый резервуар 120 для текучей среды образован парой горизонтальных стенок 128 и рядом вертикальных стенок 130. Более конкретно, в показанном варианте осуществления каждый резервуар 120 для текучей среды образован одной из верхней стенки 132 и нижней стенки 134, промежуточной горизонтальной стенкой 136 и четырьмя вертикальными стенками 130.

В показанном варианте осуществления резервуары 120 для текучей среды представляют собой пустоты. То есть, резервуары 120 для текучей среды не содержат никакого впитывающего материала. В других подходящих вариантах осуществления резервуары 120 для текучей среды могут иметь впитывающие материалы, расположенные в них, такие как целлюлозные волокна (например, волокна древесной пульпы), другие натуральные волокна, синтетические волокна, тканые или нетканые полотна, сеточное полотно или другие стабилизирующие структуры, сверхвпитывающие материалы и их комбинации.

Резервуары 120 для текучей среды могут иметь любые подходящие размер и форму, которые обеспечивают выполнение функций впитывающей структурой 100, как описано в данном документе. В показанном варианте осуществления каждый резервуар 120 для текучей среды имеет в целом прямоугольную форму. В других подходящих вариантах осуществления один или несколько резервуаров 120 для текучей среды могут иметь шестигранную, многогранную, круглую, эллиптическую, дугообразную или неправильную форму.

Каждый резервуар 120 для текучей среды имеет подходящий объем, так что общая поглощающая способность впитывающей структуры 100 (т.е. сумма значений объема всех резервуаров 120 для текучей среды) является подходящей для ее предполагаемой цели (например, для применения в трусах для приучения к горшку). В одном подходящем варианте осуществления, например, каждый резервуар 120 для текучей среды имеет объем от приблизительно 200 кубических миллиметров (мм³) до приблизительно 1000 мм³, более приемлемо – от приблизительно 300 мм³ до приблизительно 750 мм³ и еще более приемлемо – от приблизительно 500 мм³ до приблизительно 600 мм³. В другом подходящем варианте осуществления объединенный объем резервуаров 120 для текучей среды (т.е. общая поглощающая способность впитывающей структуры 100) составляет от приблизительно 200 кубических сантиметров (см³) до приблизительно 1000 см³, более приемлемо – от приблизительно 400 см³ до приблизительно 800 см³ и еще более приемлемо – от приблизительно 500 см³ до приблизительно 700 см³.

В показанном варианте осуществления каждый резервуар 120 для текучей среды имеет по существу те же размеры и по существу тот же объем. В других подходящих вариантах осуществления резервуары 120 для текучей среды могут иметь различные размеры и/или различные объемы. В одном подходящем варианте осуществления, например, резервуары 120 для текучей среды, расположенные близко к области 102 для выделений, могут иметь больший объем, чем резервуары 120 для текучей среды, расположенные ближе к наружной кромке впитывающей структуры 100, для вмещения большего количества выделений текучей среды в области 102 для выделений. Также предусмотрено, что размер и/или объем резервуаров 120 для текучей среды может варьироваться в зависимости от расстояния между резервуарами 120 для текучей среды и областью 102 для выделений и/или наружной кромкой впитывающей структуры 100. В одном подходящем варианте осуществления, например, объем резервуара 120 для текучей среды уменьшается при увеличении расстояния между резервуаром 120 для текучей среды и областью 102 для выделений. В другом подходящем варианте осуществления, например, объем резервуара 120 для текучей среды увеличивается при уменьшении расстояния между резервуаром 120 для текучей среды и наружной кромкой.

Также предусмотрено, что резервуары 120 для текучей среды могут иметь размеры в зависимости от типа текучей среды, подлежащей помещению в них. В одном подходящем варианте осуществления, например, резервуары 120 для текучей среды выполнены с возможностью вмещения мочи и имеют объем от приблизительно 200 мм³ до приблизительно 1000 мм³, более приемлемо – от приблизительно 300 мм³ до приблизительно 750 мм³ и еще более приемлемо – от приблизительно 500 мм³ до приблизительно 600 мм³. В другом подходящем варианте осуществления резервуары 120 для текучей среды выполнены с возможностью вмещения менструальных выделений и других содержащих кровь текучих сред и имеют объем от приблизительно 10 мм³ до приблизительно 100 мм³, более приемлемо – от приблизительно 20 мм³ до приблизительно 80 мм³ и еще более приемлемо – от приблизительно 30 мм³ до приблизительно 70 мм³. В еще одном подходящем варианте осуществления резервуары 120 для текучей среды выполнены с возможностью вмещения испражнений и других содержащих экскременты текучих сред и имеют объем от приблизительно 15 мм³ до приблизительно 500 мм³, более приемлемо – от приблизительно 50 мм³ до приблизительно 250 мм³ и еще более приемлемо – от приблизительно 100 мм³ до приблизительно 200 мм³.

Также предусмотрено, что одна впитывающая структура может иметь резервуары для текучей среды, выполненные с возможностью впитывания различных типов текучих сред. В одном подходящем варианте осуществления, например, резервуары для текучей среды, расположенные в передней области впитывающей структуры, выполнены с возможностью впитывания мочи и/или менструальных выделений, и резервуары для текучей среды, расположенные в задней области впитывающей структуры, выполнены с возможностью впитывания испражнений и других содержащих экскременты текучих сред.

Резервуары 120 для текучей среды могут быть расположены в любой подходящей конфигурации, которая обеспечивает выполнение функций впитывающей структурой 100, как описано в данном документе. В показанном варианте осуществления, например, резервуары 120 для текучей среды расположены в прямоугольной решетке, образованной горизонтальными стенками 128 и вертикальными стенками 130. В других подходящих вариантах осуществления резервуары 120 для текучей среды могут быть концентрично расположены вокруг точки или области (например, области 102 для выделений) на впитывающей структуре 100.

Все еще ссылаясь на фиг. 4, резервуары 120 для текучей среды соединены по текучей среде (т.е. находятся в сообщении по текучей среде) друг с другом с помощью отверстий 138, образованных в горизонтальных стенках 128, и отверстий 140, образованных в вертикальных стенках 130. В вариантах осуществления, включающих впитывающую структуру 100 с одним слоем, резервуары 120 для текучей среды могут быть соединены по текучей среде друг с другом с помощью только отверстий 140 в вертикальных стенках 130.

Отверстия 138, 140 имеют подходящий размер и форму для обеспечения потока текучей среды между резервуарами 120 для текучей среды, когда барьер 122 для текучей среды, связанный с отверстием 138, 140, находится в открытом положении. Показанные отверстия 138, 140 представляют собой прямоугольные отверстия, хотя предусмотрено, что отверстия могут иметь круглую, эллиптическую, многогранную или любую другую подходящую форму, которая обеспечивает выполнение функций впитывающей структурой 100, как описано в данном документе. В показанном варианте осуществления каждое отверстие 138, 140 имеет по существу одинаковые размер и форму, хотя понятно, что отверстия 138, 140 могут иметь отличные размеры и/или формы. В одном подходящем варианте осуществления, например, отверстия 138, 140, расположенные близко к области 102 для выделений, могут иметь большую площадь поперечного сечения, чем отверстия 138, 140, расположенные на расстоянии от области 102 для выделений (например, ближе к наружной кромке впитывающей структуры 100) для вмещения большего количества выделений текучей среды и величин потока текучей среды в области 102 для выделений. В другом подходящем варианте осуществления отверстия 138, 140 могут иметь размер и/или форму в зависимости от типа(ов) текучей(их) среды(сред), через которые обеспечен поток.

В показанном варианте осуществления каждый резервуар 120 для текучей среды непосредственно соединен по текучей среде с каждым из его смежных резервуаров 120 для текучей среды. Используемый в данном документе термин «непосредственно соединенный по текучей среде» означает, что соответственные резервуары 120 для текучей среды соединены по текучей среде друг с другом с помощью отверстия 138 или 140 в стенке, которая по меньшей мере частично образует оба резервуара 120 для текучей среды. В показанном варианте осуществления количество резервуаров 120 для текучей среды, смежных с конкретным резервуаром 120 для текучей среды, зависит от размещения резервуара 120 для текучей среды внутри впитывающей структуры 100. Например, резервуары 120 для текучей среды, расположенные на углу впитывающей структуры 100 (т.е. на пересечении продольного конца 110 и боковой стороны 112), имеют три смежных резервуара 120 для текучей среды. Резервуары 120 для текучей среды, расположенные вдоль наружной кромки, но не на углу, имеют четыре смежных резервуара 120 для текучей среды. Все другие резервуары 120 для текучей среды (т.е. резервуары для текучей среды, смещенные от наружной кромки) включают пять смежных резервуаров 120 для текучей среды. Понятно, что резервуары 120 для текучей среды могут иметь любое подходящее количество смежных резервуаров 120 для текучей среды, которые обеспечивают выполнение функций впитывающей структурой 100, как описано в данном документе.

В других подходящих вариантах осуществления один или несколько резервуаров 120 для текучей среды могут быть опосредованно соединены по текучей среде с одним или несколькими из смежных с ними резервуарами 120 для текучей среды. Используемый в данном документе термин «опосредованно соединенный по текучей среде» означает, что соответственные резервуары 120 для текучей среды соединены по текучей среде друг с другом с помощью промежуточного резервуара 120 для текучей среды. В еще одних подходящих вариантах осуществления один или несколько резервуаров 120 для текучей среды не соединены по текучей среде с одним или несколькими из его смежных резервуаров 120 для текучей среды. В одном подходящем варианте осуществления, например, резервуары 120 для текучей среды в группе выборочно соединены по текучей среде друг с другом (например, соединены по текучей среде только с двумя смежными резервуарами 120 для текучей среды) с образованием направляющего поток текучей среды пути от области 102 для выделений к наружной кромке впитывающей структуры 100.

В показанном варианте осуществления отверстия 138 выполнены в каждой горизонтальной стенке 128. То есть каждая из верхней стенки 132, нижней стенки 134 и промежуточной горизонтальной стенки 136 имеет отверстия 138, образованные в ней. Отверстия 138 в верхней стенке 132 выполнены с возможностью вмещения текучих сред во впитывающую структуру 100 из внешней окружающей среды во впитывающую структуру 100 (например, текучих сред, выделяемых в трусы 20 для приучения к горшку). Отверстия 138 в нижней стенке 134 выполнены с возможностью выведения текучих сред из впитывающей структуры 100. Впитывающий материал, такой как впитывающая прокладка или впитывающая сердцевина, может быть расположен смежно нижней поверхности 116 впитывающей структуры 100 для вмещения и удержания текучих сред, выделяемых из впитывающей структуры 100. В альтернативных вариантах осуществления нижняя стенка 134 может быть сплошной (т.е. без отверстий 138) и обеспечивать непроницаемый для жидкости нижний слой для впитывающей структуры 100. В вариантах осуществления, включающих сплошную нижнюю стенку 134, наружное покрытие 40 может быть проницаемым для жидкости или оно может быть полностью опущено во впитывающем изделии 20.

Кроме того, в показанном варианте осуществления вертикальные стенки 130, расположенные вдоль наружной кромки впитывающей структуры 100, являются сплошными (т.е. без отверстий) и обеспечивают непроницаемый для жидкости слой вокруг наружной кромки впитывающей структуры 100. Понятно, однако, что вертикальные стенки 130, расположенные вдоль наружной кромки впитывающей структуры 100, могут иметь отверстия, образованные в них, которые обеспечивают выведение текучей среды из впитывающей структуры 100. То есть наружная кромка может иметь отверстия, выполненные с возможностью выведения текучих сред из впитывающей структуры. В таких вариантах осуществления впитывающий материал, такой как впитывающая прокладка или впитывающая сердцевина, может быть расположен смежно наружной кромке впитывающей структуры 100 для вмещения и удержания текучих сред, выделяемых из впитывающей структуры 100.

Барьеры 122 для текучей среды выполнены с возможностью обеспечения потока текучей среды в основном только в одном направлении (указанном стрелками для каждого барьера 122 для текучей среды на фиг. 4) для способствования равномерному распределению текучих сред вдоль впитывающей структуры 100. Более конкретно, каждый барьер 122 для текучей среды выполнен с возможностью перемещения между открытым положением, в котором барьер 122 для текучей среды обеспечивает поток текучей среды через одно из отверстий 138, 140 в направлении вниз по потоку, и закрытым положением, в котором барьер 122 для текучей среды блокирует одно из отверстий 138, 140 для ограничения потока текучей среды в направлении вверх по потоку.

Барьеры 122 для текучей среды, расположенные между двумя прилегающими резервуарами 120 для текучей среды, такие как барьеры 122 для текучей среды, связанные с отверстиями 140 в вертикальных стенках 130, выполнены с возможностью обеспечения потока текучей среды в один из прилегающих резервуаров 120 для текучей среды (т.е. в направлении вниз по потоку) и ограничения потока текучей среды в другой из прилегающих резервуаров 120 для текучей среды (т.е. в направлении вверх по потоку). Барьеры 122 для текучей среды, связанные с отверстиями 138 в верхней стенке 132, выполнены с возможностью обеспечения потока текучей среды в резервуар 120 для текучей среды и ограничения потока текучей среды из резервуара 120 для текучей среды. Барьеры 122 для текучей среды, связанные с отверстиями 138 в нижней стенке 134, выполнены с возможностью обеспечения потока текучей среды из резервуара 120 для текучей среды и ограничения потока текучей среды в резервуар 120 для текучей среды.

В показанном варианте осуществления барьеры 122 для текучей среды выполнены с возможностью направления текучей среды из области 102 для выделений и по направлению к наружной кромке впитывающей структуры 100, как показано на фиг. 4. В других подходящих вариантах осуществления барьеры 122 для текучей среды могут иметь любую подходящую конфигурацию, которая обеспечивает выполнение функций впитывающей структурой 100, как описано в данном документе.

Барьеры 122 для текучей среды могут представлять собой любой подходящий барьер для текучей среды, который обеспечивает поток текучей среды в или из резервуара 120 для текучей среды (т.е. в направлении вниз по потоку) и ограничивает поток текучей среды в противоположном направлении (т.е. в направлении вверх по потоку). Ссылаясь на фиг. 6 и 7, в показанном варианте осуществления каждый барьер 122 для текучей среды содержит элемент 142 клапана, выполненный с возможностью перемещения между открытым положением (показанным на фиг. 6) и закрытым положением (показанным на фиг. 7). В закрытом положении элементы 142 клапана уплотняют или закрывают одно из отверстий 138, 140, тем самым сдерживая поток текучей среды в направлении вверх по потоку. В открытом положении элементы 142 клапана обеспечивают поток текучей среды в направлении вниз по потоку. В показанном варианте осуществления каждый из элементов 142 клапана имеет площадь поперечного сечения, которая больше, чем площадь поперечного сечения соответствующего отверстия 138, 140 для обеспечения уплотнения элементом клапана отверстия в закрытом положении. Как более подробно описано в данном документе, элементы 142 клапана выполнены с возможностью перемещения между открытым и закрытым положениями из-за перепадов давления между резервуарами 120 для текучей среды, созданными путем деформации впитывающей структуры 100, такой как сжатие и изгибание.

Каждый элемент 142 клапана имеет верхнюю по потоку сторону 144 и нижнюю по потоку сторону 146. Элементы 142 клапана выполнены с возможностью обеспечения потока текучей среды от верхней по потоку стороны 144 к нижней по потоку стороне 146 и ограничения потока текучей среды от нижней по потоку стороны 146 к верхней по потоку стороне 144. Верхняя по потоку сторона 144 и/или нижняя по потоку сторона 146 могут быть обработаны для обеспечения соответствующих сторон необходимой гидрофобностью или гидрофильностью. В одном подходящем варианте осуществления, например, верхняя по потоку сторона 144 содержит относительно гидрофобную поверхность, и нижняя по потоку сторона 146 содержит относительно гидрофильную поверхность для способствования потоку текучей среды от верхней по потоку стороны 144 элемента 142 клапана к нижней по потоку стороне 146 элемента 142 клапана. Другие компоненты впитывающей структуры 100 могут также быть обработаны для придания необходимой гидрофобности или гидрофильности на необходимых участках на впитывающей структуре 100. В одном подходящем варианте осуществления, например, верхняя поверхность 114 впитывающей структуры 100 является относительно гидрофобной, и нижняя поверхность 116 впитывающей структуры 100 является относительно гидрофильной.

Элементы 142 клапана, применяемые в барьерах 122 для текучей среды, могут представлять собой любой подходящий элемент клапана, который обеспечивает выполнение функций барьерами 122 для текучей среды, как описано в данном документе. Подходящие элементы 142 клапана включают элементы клапана шарикового типа, элементы мембранного клапана, элементы подъемного клапана дискового типа, элементы встроенного клапана, элементы поворотного клапана дискового типа (например, элемент клапана дискового типа, поворачивающегося вокруг шарнира или цапфы) и их комбинации.

В показанном варианте осуществления элементы 142 клапана представляют собой элементы клапана дискового типа, имеющие в целом цилиндрическую форму. Элементы 142 клапана содержат разделяющие элементы 148, выполненные с возможностью обеспечения канала потока текучей среды между элементом 142 клапана и телом 118 впитывающей структуры 100, когда элемент 142 клапана находится в открытом положении. Кроме того, в показанном варианте осуществления элементы 142 клапана расположены внутри каналов 150, выполненных в горизонтальных стенках 128 и вертикальных стенках 130 тела 118. В других подходящих вариантах осуществления элементы 142 клапана могут быть расположены в любом подходящем месте, что обеспечивает выполнение функций барьерами 122 для текучей среды, как описано в данном документе.

Элементы 142 клапана могут быть связаны с телом 118 впитывающей структуры 100 любым подходящим образом, что обеспечивает выполнение функций впитывающей структурой 100, как описано в данном документе. В одном подходящем варианте осуществления, например, один или несколько элементов 142 клапана связаны с телом 118 с помощью смещающего элемента, который смещает элемент клапана по направлению к закрытому положению. В другом подходящем варианте осуществления элементы 142 клапана являются «плавающими» или поднимающимися элементами клапана. То есть элементы 142 клапана не связаны с телом 118. Например, в варианте осуществления, показанном на фиг. 6 и 7, элемент 142 клапана не связан непосредственно с телом 118 и свободно перемещается в направлениях вверх и вниз по потоку в ответ на перепады давления между двумя прилегающими резервуарами 120 для текучей среды.

На фиг. 8 и 9 представлены виды в поперечном разрезе, подобные таковым на фиг. 6 и 7, показывающие альтернативный элемент 200 клапана, связанный с телом 118 впитывающей структуры 100 с помощью смещающих элементов 202. Каждый смещающий элемент 202 связан с элементом 200 клапана на первом конце и с телом 118 впитывающей структуры 100 (конкретно, вертикальной стенкой 130) на втором конце, противоположном первому концу. Смещающие элементы 202 прикладывают смещающую силу к элементу 200 клапана, тем самым смещая элемент 200 клапана по направлению к закрытому положению (показанному на фиг. 9). При наличии достаточного перепада давления между верхней по потоку стороной и нижней по потоку стороной элемента 200 клапана смещающие элементы 202 сжимаются, и элемент 200 клапана перемещается в открытое положение (показанное на фиг. 8). При уменьшении перепада давления между верхней по потоку стороной и нижней по потоку стороной элемента 200 клапана смещающая сила, прикладываемая смещающими элементами 202, преодолевает перепад давления, тем самым перемещая элемент 200 клапана обратно в закрытое положение.

При применении впитывающая структура 100 деформируется из-за движений носящего. Например, впитывающая структура 100 изгибается и сжимается при сидении носящего на впитывающей структуре 100. На фиг. 5, например, показана впитывающая структура 100 в сжатом состоянии. Как показано на фиг. 5, при деформации впитывающей структуры 100 резервуары 120 для текучей среды внутри области деформации подвергаются изменению в объеме. Данное изменение в объеме создает перепады давления между резервуарами 120 для текучей среды. Резервуары 120 для текучей среды, имеющие положительный перепад давления, обозначены «P+» на фиг. 6 и 7, и резервуары 120 для текучей среды, имеющие отрицательный перепад давления, обозначены «P-» на фиг. 6 и 7.

Барьеры 122 для текучей среды выполнены с возможностью обеспечения потока текучей среды в основном только в одном направлении в ответ на перепады давления между резервуарами 120 для текучей среды и тем самым распределения текучих сред по всей впитывающей структуре 100. На фиг. 6, например, резервуар 120 для текучей среды на верхней по потоку стороне 144 барьера 122 для текучей среды имеет положительный перепад давления, полученный в результате сжатия впитывающей структуры 100, и резервуар 120 для текучей среды на нижней по потоку стороне 146 имеет отрицательный перепад давления. В результате барьер 122 для текучей среды и, более конкретно, элемент 142 клапана находится в открытом положении. Следовательно, текучая среда внутри впитывающей структуры 100 может течь от верхнего по потоку резервуара 120 для текучей среды к нижнему по потоку резервуару 120 для текучей среды. Поток текучей среды указан стрелками, обозначенными «F» на фиг. 6 и 7. При возвращении впитывающей структуры 100 в ее исходное или несжатое состояние, показанное на фиг. 4, объем резервуара 120 для текучей среды на верхней по потоку стороне увеличивается, таким образом создавая отрицательный перепад давления в резервуаре 120 для текучей среды на верхней по потоку стороне. Резервуар 120 для текучей среды на нижней по потоку стороне имеет положительный перепад давления относительно верхнего по потоку резервуара 120 для текучей среды. В результате барьер 122 для текучей среды и, более конкретно, элемент 142 клапана, перемещается из открытого положения в закрытое положение (показанное на фиг. 7). Тем самым поток текучей среды ограничен от резервуара 120 для текучей среды на нижней по потоку стороне 146 барьера 122 для текучей среды к резервуару 120 для текучей среды на верхней по потоку стороне барьера 122 для текучей среды.

Как отмечено выше, впитывающая структура 100 является достаточно сжимаемой и податливой. В частности, впитывающая структура 100 (например, тело 118 впитывающей структуры 100) выполнена из одного или нескольких материалов, имеющих подходящие свойства материала, так что впитывающая структура 100 является достаточно сжимаемой в направлении z для обеспечения открытия и закрытия барьеров 122 для текучей среды путем деформации впитывающей структуры 100. В одном подходящем варианте осуществления, например, впитывающая структура выполнена из материала, имеющего модуль упругости при растяжении (т.е. процент удлинения) приблизительно 20% от приблизительно 50 килопаскаль (кПа) до приблизительно 350 кПа, более приемлемо – от приблизительно 100 кПа до приблизительно 200 кПа и еще более приемлемо – от приблизительно 120 кПа до приблизительно 180 кПа. В другом подходящем варианте осуществления впитывающая структура выполнена из материала, имеющего модуль упругости при растяжении приблизительно 30% от приблизительно 100 кПа до приблизительно 400 кПа, более приемлемо – от приблизительно 120 кПа до приблизительно 300 кПа и еще более приемлемо – от приблизительно 140 кПа до приблизительно 220 кПа. В другом подходящем варианте осуществления впитывающая структура выполнена из материала, имеющего модуль упругости при растяжении приблизительно 50% от приблизительно 150 кПа до приблизительно 450 кПа, более приемлемо – от приблизительно 200 кПа до приблизительно 350 кПа и еще более приемлемо – от приблизительно 220 кПа до приблизительно 300 кПа. В другом подходящем варианте осуществления впитывающая структура выполнена из материала, имеющего твердость по Шору А от приблизительно 1 до приблизительно 60, более приемлемо – от приблизительно 10 до приблизительно 40 и еще более приемлемо – от приблизительно 20 до приблизительно 35. Как отмечено выше, подходящие материалы, из которых может быть выполнена впитывающая структура, включают приемлемо упругие сжимаемые материалы, такие как полиэтилен низкой плотности, резиноподобные или эластомерные материалы, такие как TangoPlus Fullcure® 930 (поставляемые компанией Objet Inc., Биллерика, Массачусетс), и разработанные наноклеточные композиты, такие как пеноматериалы на основе полипропилена.

При представлении элементов настоящего изобретения или его предпочтительного(ых) варианта(ов) осуществления употребление терминов в единственном или множественном числе, а также в сопровождении определения «указанный» или «указанные» предусматривает, что существует один или несколько элементов. Термины «содержащий», «включающий» и «имеющий» подразумеваются всеохватывающими и означают, что могут существовать дополнительные элементы, отличные от перечисленных элементов.

Поскольку различные изменения могут быть внесены в вышеизложенные конструкции без отступления от объема изобретения, предполагается, что все, что содержится в вышеизложенном описании или показано на прилагаемых графических материалах, должно пониматься в пояснительном, а не ограничительном смысле.

Реферат

Структура, распределяющая текучую среду, содержит гибкое тело, имеющее ряд резервуаров для текучей среды, образованных в нем, и ряд направляющих текучую среду барьеров. Резервуары для текучей среды соединены по текучей среде друг с другом посредством отверстий, образованных внутри тела. Каждый барьер для текучей среды связан с одним из отверстий, образованных в теле, и выполнен с возможностью обеспечения потока текучей среды через отверстие в направлении вниз по потоку и сдерживания потока текучей среды через отверстие в направлении вверх по потоку. 3 н. и 17 з. п. ф-лы, 9 ил.

Формула