Впитывающая структура со слоем, предназначенным для обеспечения сухости - RU2659885C2

Чертежи

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Настоящее изделие относится в целом к впитывающим изделиям одноразового использования, таким как подгузники для младенцев, трусы для взрослых, используемые при недержании, натягиваемое нижнее белье и прокладки для контроля мочевого пузыря, и, более точно, к впитывающей структуре, включающей в себя слой-ламинат, предназначенный для обеспечения сухости (dryness layer laminate) и размещенный для повышения сухости поверхности для удобства носителя.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] Впитывающие изделия одноразового использования получили широкое распространение на рынке для широкого ряда применений, включая применение для младенцев и уход при недержании у взрослых, с учетом того, каким образом подобные изделия могут обеспечить эффективное и удобное впитывание и удерживание жидкостей при одновременном поддержании комфорта для носителя. Однако опыт показал, что существует потребность в более тонких, более незаметных, похожих на предметы одежды изделиях, которые могут иметь сухую поверхность для кожи во время использования. Небольшие количества жидкости, захваченной в слоях нетканого материала на поверхности впитывающего изделия, могут привести к нежелательному увлажнению рогового слоя, то есть барьерного слоя кожи, и увеличению скорости диффузии раздражителей кожи в кожу. Потенциальные раздражители кожи присутствуют в моче и фекалиях, а также в продуктах для очистки кожи.

[0003] При разработке обычных впитывающих сердцевин из вспушенной измельченной целлюлозы и полимера со сверхвысокой впитывающей способностью (SAP) общепризнано, что сердцевины с более высокими концентрациями полимера со сверхвысокой впитывающей способностью характеризуются более продолжительными (то есть худшими) временами приема и меньшим (то есть лучшим) повторным смачиванием жидкостью. Кроме того, из этого следует, что изменение концентрации полимера со сверхвысокой впитывающей способностью в направлении z при большой поверхностной концентрации полимера со сверхвысокой впитывающей способностью также приведет к более продолжительным (то есть худшим) временам приема и меньшему (то есть лучшему) повторному смачиванию по отношению к сердцевине с равномерным распределением полимера со сверхвысокой впитывающей способностью. Тем не менее, было трудно найти способы повышения сухости впитывающей сердцевины без генерирования неприемлемо продолжительных времен приема. Продолжительные времена приема нежелательны, поскольку они способствуют утечке из впитывающего изделия.

[0004] Обычное техническое решение для улучшения времени приема для сердцевин со все более высокими концентрациями полимера со сверхвысокой впитывающей способностью предусматривало использование поверхностных слоев нетканого материала, которые способствуют распределению жидкости по поверхности медленно впитывающей сердцевины для обеспечения возможности осуществления впитывания на большей площади поверхности. Данное распределение свободной жидкости по поверхности часто приводит к утечке из боковой стороны сердцевины и/или к утечке в передней части сердцевины.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0005] Настоящее изобретение направлено на адгезивно скрепленный ламинат с полимером со сверхвысокой впитывающей способностью или слой, предназначенный для обеспечения сухости (dryness layer), который может быть размещен на поверхности впитывающей сердцевины для повышения сухости поверхности без значительного увеличения времени приема жидкости. Изобретение представляет собой результат неожиданного наблюдения, заключающегося в том, что существует оптимальный диапазон значений поверхностной плотности полимера со сверхвысокой впитывающей способностью в ламинате, которые являются достаточно высокими для обеспечения значительного повышения сухости поверхности и, тем не менее, достаточно низкми для обеспечения требуемой проницаемости для жидкостей для хорошего приема жидкостей. Сравнительно большая изменчивость распределения полимера со сверхвысокой впитывающей способностью в ламинате связана с оптимальной поверхностной плотностью полимера со сверхвысокой впитывающей способностью в ламинате для обеспечения возможности более свободного прохода жидкости через него. Предпочтительно иметь зоны в ламинате с разреженным распределением отдельных частиц полимера со сверхвысокой впитывающей способностью. Изменчивость распределения полимера со сверхвысокой впитывающей способностью в ламинате связана с размером области, составляющим порядка 700 мм², равным приблизительно площади круга с диаметром 30 мм. Данный важный признак помогает объяснить неожиданные результаты настоящего изобретения, то есть то, почему полимер со сверхвысокой впитывающей способностью не препятствует перемещению жидкости в сердцевину так, как обычно можно было бы ожидать. Изменчивость поверхностной плотности полимера со сверхвысокой впитывающей способностью по настоящему изобретению может способствовать проходу жидкости через ламинат, в то время как достаточное количество полимера со сверхвысокой впитывающей способностью в ламинате обеспечивает медленное впитывание жидкости, захваченной в поверхностных слоях нетканого материала впитывающего изделия, что сохраняет поверхность рядом с носителем неожиданно сухой.

[0006] Было показано, что слой, предназначенный для обеспечения сухости, повышает сухость поверхности впитывающей сердцевины на двух уровнях иерархии: первый определяется величиной повторного смачивания (Rewet), которая представляет собой меру жидкости, которая может быть выдавлена из увлажненной сердцевины под давлением. Шесть или более граммов жидкости могут быть выдавлены из влажной сердцевины, в то время как в том случае, когда менее одного грамма жидкости может быть выдавлено из сердцевины, она будет иметь поверхность, которая является сухой на ощупь. Второй показатель сухости, называемый увлажненностью пластины (Plate Wetness), который будет подробно рассмотрен в нижеприведенных разделах, связан с меньшими количествами жидкости, которая может быть захвачена в поверхностных слоях нетканого материала впитывающего изделия или между поверхностным слоем нетканого материала и кожей. Данная жидкость может присутствовать на уровнях нескольких десятых грамма жидкости, и значения, которые меньше 0,1 грамма, были получены при использовании слоя, предназначенного для обеспечения сухости и описанного в данном документе. В частности, было установлено, что размещение слоя-ламината, предназначенного для обеспечения сухости, между принимающим слоем впитывающей структуры и соответствующей впитывающей сердцевиной обеспечивает уменьшение показателя повторного смачивания желательным образом. Кроме того, неожиданно было обнаружено, что использование слоя, предназначенного для обеспечения сухости, самого по себе, без принимающего слоя, обеспечивает уменьшение увлажненности пластины и показателя повторного смачивания так же хорошо или лучше, чем принимающий слой сам по себе, в результате чего повышается комфорт для носителя.

[0007] В соответствии с раскрытыми вариантами осуществления изобретения разработана впитывающая структура, которая содержит впитывающую сердцевину и слой-ламинат, предназначенный для обеспечения сухости, размещенный во взаимосвязи с впитывающей сердцевиной с возможностью перемещения жидкости. Слой-ламинат, предназначенный для обеспечения сухости, содержит несущую подложку и матрицу из частиц суперабсорбента и адгезивных элементарных волокон или волокон, при этом указанные частицы суперабсорбента стабилизированы на указанной несущей подложке посредством указанных адгезивных волокон.

[0008] В частности, слой-ламинат, предназначенный для обеспечения сухости, взаимодействует с впитывающей сердцевиной для обеспечения возможности прохода жидкости через слой-ламинат, предназначенный для обеспечения сухости, для удерживания жидкости впитывающей сердцевиной, при этом частицы суперабсорбента в слое-ламинате, предназначенном для обеспечения сухости, служат для повышения сухости поверхности впитывающей структуры. На практике частицы суперабсорбента в слое-ламинате, предназначенном для обеспечения сухости, имеют поверхностную плотность от приблизительно 40 до 130 граммов на квадратный метр, при этом слой-ламинат, предназначенный для обеспечения сухости, имеет проницаемость для жидкостей, составляющую, по меньшей мере, приблизительно 40 секунд при испытании Anarewet для определения времени приема. Детали испытания Anarewet для определения времени приема и испытания для определения требуемой впитывающей способности с использованием гравиметрической системы испытаний для определения впитывающей способности (GATS - Gravimetric Absorption Test System) будут полностью рассмотрены в нижеприведенных разделах.

[0009] В предпочтительном варианте слой-ламинат, предназначенный для обеспечения сухости, имеет проницаемость для жидкостей, составляющую, по меньшей мере, приблизительно 10 граммов, впитанных по истечении 100 секунд, для испытания для определения требуемой впитывающей способности с использованием GATS, и коэффициент вариации (COV) поверхностной плотности частиц суперабсорбента в слое-ламинате, превышающий приблизительно 5%. Коэффициент вариации представляет собой стандартное отклонение измеренной поверхностной плотности, деленное на ее среднее значение и умноженное на 100%, для круглых образцов с диаметром 30 мм, вырезанных из материалов слоя, предназначенного для обеспечения сухости. Девять образцов были вырезаны из каждого ламината, по три в направлении движения материала в машине и по три в поперечном направлении, в трех экземплярах, всего 27 образцов.

[0010] Для достижения заданной проницаемости слоя-ламината, предназначенного для обеспечения сухости, несущая подложка ламината содержит бумагу тиссью, имеющую поверхностную плотность, не превышающую приблизительно 20 граммов на квадратный метр, и имеющую пористость по Фрейзеру (Frazier), составляющую, по меньшей мере, приблизительно 120 куб.футов/мин/кв.фут (365,76 дм³/мин/дм²). В предпочтительном варианте осуществления несущая подложка ламината содержит первый и второй слои бумаги тиссью, при этом матрица из частиц суперабсорбента и адгезивных волокон размещена между двумя слоями бумаги тиссью и соединяет два слоя бумаги тиссью.

[0011] Адгезивные волокна слоя-ламината, предназначенного для обеспечения сухости, предпочтительно составляют не более приблизительно 4 весовых процентов от частиц суперабсорбента в ламинате, более предпочтительно - не более приблизительно 3 весовых процентов от частиц суперабсорбента.

[0012] При предпочтительной реализации изобретения на практике впитывающая сердцевина впитывающей структуры содержит смесь целлюлозных волокон и суперабсорбента в виде частиц.

[0013] В соответствии с другим аспектом изобретения разработана впитывающая структура, которая содержит впитывающую сердцевину, верхний принимающий слой и слой-ламинат, предназначенный для обеспечения сухости, размещенный с возможностью перемещения жидкости между принимающим слоем и впитывающей сердцевиной. Слой-ламинат, предназначенный для обеспечения сухости, содержит несущую подложку, включающую в себя первый и второй слои бумаги тиссью, и матрицу из частиц суперабсорбента и адгезивных волокон, при этом частицы суперабсорбента стабилизированы между первым и вторым слоями бумаги тиссью несущей подложки посредством адгезивных волокон.

[0014] Каждый из первого и второго слоев бумаги тиссью несущей подложки имеет поверхностную плотность, составляющую не более приблизительно 20 граммов на квадратный метр, и пористость по Фрейзеру, составляющую, по меньшей мере, приблизительно 120 куб.футов/мин/кв.фут (365,76 дм³/мин/дм²), при этом адгезивные волокна слоя-ламината, предназначенного для обеспечения сухости, составляют не более приблизительно 4 весовых процентов от частиц суперабсорбента. Частицы суперабсорбента в слое, предназначенном для обеспечения сухости, имеют поверхностную плотность от приблизительно 40 до 130 граммов на квадратный метр, при этом коэффициент вариации (COV) поверхностной плотности указанных частиц суперабсорбента в слое-ламинате, предназначенном для обеспечения сухости, превышает приблизительно 5%. За счет данной структуры слой-ламинат, предназначенный для обеспечения сухости, взаимодействует с указанной впитывающей сердцевиной для обеспечения возможности прохода жидкости через слой, предназначенный для обеспечения сухости, для удерживания жидкости впитывающей сердцевиной так, что слой-ламинат, предназначенный для обеспечения сухости, удерживает количество жидкости, которое составляет менее 60% от его фактической емкости в испытании Anarewet для определения времени приема. В частности, частицы суперабсорбента в слое-ламинате, предназначенном для обеспечения сухости, служат для повышения сухости поверхности впитывающей структуры за счет отвода жидкости из указанного нетканого покрывающего материала. Впитывающая сердцевина предпочтительно содержит смесь целлюлозных волокон и суперабсорбента в виде частиц.

[0015] Адгезивные волокна слоя-ламината, предназначенного для обеспечения сухости, предпочтительно составляют не более приблизительно 3 весовых процентов от частиц суперабсорбента в ламинате. Для достижения заданных характеристик при использовании слой-ламинат, предназначенный для обеспечения сухости, содержит указанные частицы суперабсорбента в количестве, достаточном для придания удерживающей способности при центрифугировании (CRC), составляющей, по меньшей мере, 1200 граммов на квадратный метр, в 0,9%-м солевом растворе для увеличения отвода жидкости из указанного принимающего слоя.

[0016] В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения раскрыта система с впитывающей сердцевиной, которая содержит впитывающую сердцевину, состоящую из целлюлозных волокон, верхний принимающий слой из синтетического нетканого материала и слой-ламинат, предназначенный для обеспечения сухости, расположенный между впитывающей сердцевиной и принимающим слоем из синтетического нетканого материала. Слой-ламинат, предназначенный для обеспечения сухости, содержит первый и второй слои подложки из бумаги тиссью и смесь полимера со сверхвысокой впитывающей способностью и термоплавких адгезивных волокон между указанными первой и второй подложками из бумаги тиссью. Частицы полимера со сверхвысокой впитывающей способностью имеют поверхностную плотность от приблизительно 40 граммов на квадратный метр до 130 граммов на квадратный метр. Слой-ламинат, предназначенный для обеспечения сухости, имеет коэффициент вариации (COV) поверхностной плотности, представляющей собой поверхностную плотность полимера со сверхвысокой впитывающей способностью, составляющий от 5% до 25%, при этом единственным целлюлозным волокном, размещенным между частицами полимера со сверхвысокой впитывающей способностью в слое-ламинате, предназначенном для обеспечения сухости, и соседними слоями синтетического нетканого материала, является то целлюлозное волокно, которое образует подложку из бумаги тиссью в слое-ламинате, предназначенном для обеспечения сухости.

[0017] Многочисленные другие признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидно выраженными из нижеследующего подробного описания, сопровождающих чертежей и приложенной формулы изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0018] Фиг. 1 представляет собой схематический вид в перспективе впитывающего изделия одноразового использования, выполненного с конфигурацией в соответствии с настоящим изобретением;

[0019] фиг. 2 представляет собой схематическое сечение впитывающего изделия, показанного на фиг. 1, и

[0020] фиг. 3 представляет собой графическое изображение, показывающее оптимальную поверхностную плотность полимера со сверхвысокой впитывающей способностью в слое-ламинате, предназначенном для обеспечения сухости, для обеспечения одновременных улучшений сухости поверхности (показателей повторного смачивания и увлажненности пластины) и приема жидкости (времени приема).

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0021] Несмотря на то, что настоящее изобретение допускает осуществление в различных вариантах, на чертежах показаны и в дальнейшем будут описаны предпочтительные в настоящее время варианты осуществления изобретения при понимании того, что настоящее описание предназначено для иллюстрирования изобретения на примере, и предусмотрено, что изобретение не ограничено конкретными вариантами осуществления, раскрытыми в данном документе.

[0022] Настоящее изобретение направлено на адгезивно скрепленный ламинат с полимером со сверхвысокой впитывающей способностью или слой, предназначенный для обеспечения сухости, который может быть размещен на поверхности впитывающей сердцевины для повышения или усиления сухости поверхности без значительного увеличения времени приема жидкости. В частности, было установлено, что размещение слоя-ламината, предназначенного для обеспечения сухости, между принимающим слоем впитывающей структуры и соответствующей впитывающей сердцевиной обеспечивает уменьшение показателей повторного смачивания и увлажненности пластины желательным образом, в результате чего повышается комфорт для носителя.

[0023] Как будет описано дополнительно, разработана впитывающая структура, которая содержит впитывающую сердцевину и слой-ламинат, предназначенный для обеспечения сухости, размещенный во взаимосвязи с указанной впитывающей сердцевиной с возможностью перемещения жидкости. Слой-ламинат, предназначенный для обеспечения сухости, содержит несущую подложку, состоящую из бумаги тиссью, и матрицу из частиц суперабсорбента и адгезивных элементарных волокон или волокон, при этом указанные частицы суперабсорбента стабилизированы на указанной несущей подложке посредством указанных адгезивных волокон.

[0024] В частности, слой-ламинат, предназначенный для обеспечения сухости, взаимодействует с впитывающей сердцевиной для обеспечения возможности прохода жидкости через слой-ламинат, предназначенный для обеспечения сухости, для удерживания жидкости впитывающей сердцевиной, при этом частицы суперабсорбента в слое-ламинате, предназначенном для обеспечения сухости, служат для повышения сухости поверхности впитывающей структуры. На практике частицы суперабсорбента в слое-ламинате, предназначенном для обеспечения сухости, имеют поверхностную плотность от приблизительно 40 до 130 граммов на квадратный метр, при этом слой-ламинат, предназначенный для обеспечения сухости, имеет проницаемость для жидкостей, составляющую, по меньшей мере, приблизительно 40 секунд при испытании Anarewet для определения времени приема.

[0025] В предпочтительном варианте слой-ламинат, предназначенный для обеспечения сухости, имеет проницаемость для жидкостей, составляющую, по меньшей мере, приблизительно 10 граммов, впитанных по истечении 100 секунд, для испытания для определения требуемой впитывающей способности с использованием гравиметрической системы испытаний для определения впитывающей способности (GATS), и коэффициент вариации (COV) поверхностной плотности частиц суперабсорбента в слое-ламинате, превышающий приблизительно 5%.

[0026] Для достижения заданной проницаемости слоя-ламината, предназначенного для обеспечения сухости, несущая подложка ламината содержит, по меньшей мере, один слой бумаги тиссью, имеющий поверхностную плотность, составляющую не более приблизительно 20 граммов на квадратный метр, и имеющий пористость по Фрейзеру, составляющую, по меньшей мере, приблизительно 120 куб.футов/мин/кв.фут (365,76 дм³/мин/дм²). В предпочтительном варианте осуществления несущая подложка ламината содержит первый и второй слои указанной бумаги тиссью, каждый из которых имеет данные поверхностную плотность и пористость, при этом матрица из частиц суперабсорбента и адгезивных волокон размещена между указанными двумя слоями бумаги тиссью и соединяет указанные два слоя бумаги тиссью. Адгезивные волокна слоя-ламината, предназначенного для обеспечения сухости, предпочтительно составляют не более приблизительно 4 весовых процентов от частиц суперабсорбента в ламинате, более предпочтительно - не более приблизительно 3 весовых процентов от частиц суперабсорбента. При предпочтительной реализации изобретения на практике впитывающая сердцевина впитывающей структуры содержит смесь целлюлозных волокон и суперабсорбента в виде частиц.

[0027] В проиллюстрированном варианте осуществления изобретения разработана впитывающая структура, которая содержит впитывающую сердцевину, принимающий слой и слой-ламинат, предназначенный для обеспечения сухости, размещенный с возможностью перемещения жидкости между принимающим слоем и впитывающей сердцевиной, при этом слой-ламинат, предназначенный для обеспечения сухости, содержит несущую подложку, включающую в себя первый и второй слои бумаги тиссью, и матрицу из частиц суперабсорбента и адгезивных волокон, при этом частицы суперабсорбента стабилизированы между первым и вторым слоями бумаги тиссью несущей подложки посредством адгезивных волокон. Каждый из первого и второго слоев бумаги тиссью несущей подложки предпочтительно имеет поверхностную плотность, составляющую не более приблизительно 20 граммов на квадратный метр, и пористость по Фрейзеру, составляющую, по меньшей мере, приблизительно 120 куб.футов/мин/кв.фут, при этом адгезивные волокна слоя-ламината, предназначенного для обеспечения сухости, составляют не более приблизительно 4 весовых процентов от частиц суперабсорбента.

[0028] Частицы суперабсорбента в слое, предназначенном для обеспечения сухости, имеют поверхностную плотность от приблизительно 40 до 130 граммов на квадратный метр, при этом коэффициент вариации (COV) поверхностной плотности указанных частиц суперабсорбента в слое-ламинате, предназначенном для обеспечения сухости, превышает приблизительно 5%. За счет данной структуры слой-ламинат, предназначенный для обеспечения сухости, взаимодействует с впитывающей сердцевиной для обеспечения возможности прохода жидкости через слой, предназначенный для обеспечения сухости, для удерживания жидкости впитывающей сердцевиной так, что слой-ламинат, предназначенный для обеспечения сухости, удерживает количество жидкости, которое составляет менее 60% от его фактической емкости в испытании Anarewet для определения времени приема. В частности, частицы суперабсорбента в слое-ламинате, предназначенном для обеспечения сухости, служат для повышения сухости поверхности впитывающей структуры за счет отвода жидкости из указанного соседнего слоя нетканого материала. Впитывающая сердцевина предпочтительно содержит смесь целлюлозных волокон и суперабсорбента в виде частиц.

[0029] Адгезивные волокна слоя-ламината, предназначенного для обеспечения сухости, предпочтительно составляют не более приблизительно 3 весовых процентов от частиц суперабсорбента в ламинате. Для достижения заданных характеристик при использовании слой-ламинат, предназначенный для обеспечения сухости, содержит указанные частицы суперабсорбента в количестве, достаточном для придания удерживающей способности при центрифугировании (CRC), составляющей, по меньшей мере, 1200 граммов на квадратный метр, в 0,9%-м солевом растворе для увеличения отвода жидкости из принимающего слоя, но при поверхностной плотности, предпочтительно составляющей менее 130 г/м².

[0030] В проиллюстрированном варианте осуществления настоящего изобретения раскрыта система с впитывающей сердцевиной, которая содержит впитывающую сердцевину, состоящую из целлюлозных волокон, принимающий слой из синтетического нетканого материала и слой-ламинат, предназначенный для обеспечения сухости, расположенный между впитывающей сердцевиной и принимающим слоем из синтетического нетканого материала. Слой-ламинат, предназначенный для обеспечения сухости, содержит первый и второй слои подложки из бумаги тиссью, смесь полимера со сверхвысокой впитывающей способностью и термоплавких адгезивных волокон между первой и второй подложками из бумаги тиссью, и при этом частицы полимера со сверхвысокой впитывающей способностью имеют поверхностную плотность от приблизительно 40 граммов на квадратный метр до 130 граммов на квадратный метр. Слой-ламинат, предназначенный для обеспечения сухости, имеет коэффициент вариации (COV) поверхностной плотности, представляющей собой поверхностную плотность полимера со сверхвысокой впитывающей способностью, составляющий от 5% до 25%, при этом единственным целлюлозным волокном, размещенным между частицами полимера со сверхвысокой впитывающей способностью в слое-ламинате, предназначенном для обеспечения сухости, и принимающим слоем из синтетического нетканого материала, является то целлюлозное волокно, которое образует указанные первую и вторую подложки из бумаги тиссью в указанном слое-ламинате, предназначенном для обеспечения сухости.

[0031] Далее, со ссылкой на фиг. 1 и 2 проиллюстрировано приведенное в качестве примера, впитывающее изделие 10, имеющее впитывающую структуру 12, выполненную с конфигурацией в соответствии с настоящим изобретением. Впитывающее изделие 10 представляет собой схематическую иллюстрацию типового одноразового впитывающего изделия или предмета одежды для ребенка или для ухода при недержании. Для этого впитывающее изделие 10 включает в себя, как правило, не проницаемый для жидкостей, задний лист 14, расположенный под впитывающей структурой 12, и проницаемый для жидкостей, верхний лист 16, расположенный поверх впитывающей структуры.

[0032] В типовой конструкции, подобной проиллюстрированной, впитывающая структура изделия 10 включает в себя нижнюю впитывающую сердцевину 20, как правило, содержащую измельченную древесную целлюлозу, то есть вспушенную измельченную целлюлозу, и материал со сверхвысокой впитывающей способностью в виде частиц (SAP). В соответствии с типовой структурой впитывающая структура 12 дополнительно включает в себя верхний принимающий/распределительный слой (ADL - acquisition/distribution layer) 22, расположенный под верхним листом 16. Принимающий слой 22 может содержать синтетический нетканый материал или полимерную пленку с отверстиями, который/которая служит для приема жидкости и распределения жидкости во впитывающей структуре или изделии. После этого жидкость принимается и впитывается впитывающей сердцевиной 20, при этом материал в виде частиц полимера со сверхвысокой впитывающей способностью во впитывающей сердцевине служит для впитывания и удерживания жидкости.

[0033] В соответствии с настоящим изобретением впитывающая структура 12 включает в себя слой-ламинат 30, предназначенный для обеспечения сухости и функционально размещенный между возможным, но необязательным принимающим слоем 22 и впитывающей сердцевиной 20 во взаимосвязи с ними с возможностью перемещения жидкости.

[0034] Слой-ламинат 30, предназначенный для обеспечения сухости, предпочтительно содержит подложку в виде первого и второго слоев 32 бумаги тиссью с матрицей из нитевидного или волокнистого адгезива и частиц суперабсорбента, размещенной между слоями 32 бумаги тиссью. Волокнистый адгезив служит желательным образом для стабилизации частиц суперабсорбента в слое-ламинате, предназначенном для обеспечения сухости, при этом волокнистый адгезив одновременно обеспечивает склеивание и интеграцию слоев 32 бумаги тиссью.

[0035] Образование слоя-ламината 30, предназначенного для обеспечения сухости, дополнительно описано в дальнейшем при понимании того, что слой, предназначенный для обеспечения сухости, может быть образован в соответствии с идеями патентной публикации США № 2011/0162989 на имя Ducker и др., описание которой настоящим включено в данный документ путем ссылки.

[0036] Как рассмотрено, слой-ламинат 30 желательным образом функционирует для обеспечения возможности перемещения жидкости через верхний лист 16, возможный, но необязательный принимающий слой 22 и в нижнюю впитывающую сердцевину 20. Данная специфическая конфигурация слоя-ламината 30 для обеспечения сухости, предназначенная для обеспечения функционирования данным образом, дополнительно рассмотрена в дальнейшем, включая заданную пористость слоев 30 бумаги тиссью.

[0037] В частности, материал в виде частиц суперабсорбента в слое, предназначенном для обеспечения сухости, имеет проницаемость для жидкостей, достаточную для обеспечения возможности исходного перемещения жидкости вниз через слой, предназначенный для обеспечения сухости, во впитывающую сердцевину 20. Однако для повышения сухости впитывающего изделия 10 при его контакте с носителем, включая верхний лист 16, слой, предназначенный для обеспечения сухости, фактически служит для обезвоживания верхнего листа 16 даже после исходного ввода жидкости во впитывающее изделие. Испытания показали значительное улучшение показателя «Увлажненность пластины», который характеризует относительную сухость тех частей впитывающего изделия, которые контактируют с носителем.

[0038] Далее рассматривается фиг. 3, которая представляет собой графическое изображение, показывающее оптимальную поверхностную плотность полимера со сверхвысокой впитывающей способностью в слое-ламинате 30, предназначенном для обеспечения сухости, для получения одновременных улучшений сухости (то есть повторного смачивания) и приема жидкости (то есть времени приема). Как будет понятно, имеется оптимальный диапазон значений поверхностной плотности частиц полимера со сверхвысокой впитывающей способностью в слое-ламинате, предназначенном для обеспечения сухости, для получения заданной комбинации характеристик при использовании.

ПРИМЕРЫ И МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

[0039] Два метода были использованы для определения характеристик проницаемости слоя, предназначенного для обеспечения сухости, по отношению к жидкостям при реалистических условиях использования. Первый представляет собой определение времени приема жидкости посредством использования устройства Courtray Anarewet. В данном испытании круглый образец слоя-ламината, предназначенного для обеспечения сухости, помещают на модельную базовую сердцевину. Базовая сердцевина имеет емкость и капиллярное всасывание, достаточные для того, чтобы сделать проницаемость слоя, предназначенного для обеспечения сухости, фактором, определяющим значение времени приема. Второй метод представляет собой испытание для определения требуемой впитывающей способности в гравиметрической системе испытаний для определения впитывающей способности (GATS) при использовании таких же материалов образцов.

[0040] Результаты для обоих испытаний показывают, что слой, предназначенный для обеспечения сухости, с низкой поверхностной плотностью полимера со сверхвысокой впитывающей способностью (SAP) имеет бóльшую проницаемость, чем слой с поверхностной плотностью полимера со сверхвысокой впитывающей способностью, составляющей 0 г/м² (то есть только с двумя слоями бумаги тиссью). Было определено оптимальное значение проницаемости слоя, предназначенного для обеспечения сухости, которое соответствует диапазону значений поверхностной плотности полимера со сверхвысокой впитывающей способностью от 45 до 89 г/м² в зависимости от удерживающей способности при центрифугировании и среднего размера частиц полимера со сверхвысокой впитывающей способностью. Определение удерживающей способности при центрифугировании (CRC) полимеров со сверхвысокой впитывающей способностью было описано в методе испытаний EDANA (European Disposables and Nonwovens Association - Европейская ассоциация производителей нетканых материалов и изделий одноразового использования) WSP 241.2.R3(12), настоящим включенном в данный документ путем ссылки. Полагают, что меньшая удерживающая способность при центрифугировании и больший средний размер частиц обеспечивают увеличение проницаемости, при более высоких поверхностных плотностях полимера со сверхвысокой впитывающей способностью проницаемость слоев, предназначенных для обеспечения сухости, уменьшалась до неприемлемых уровней.

[0041] Слои, предназначенные для обеспечения сухости и описанные в нижеприведенных ТАБЛИЦАХ 1 и 2, состоят из двух слоев бумаги тиссью с поверхностной плотностью 17 г/м² и пористостью по Фрейзеру, превышающей 170 куб.футов/мин/кв.фут (518,16 дм³/мин/дм²), и содержат полимер со сверхвысокой впитывающей способностью, имеющий описанные поверхностную плотность, размер частиц и значения удерживающей способности при центрифугировании, смешанный с волокнами склеивающего при надавливании, термоплавкого адгезива на подложке синтетического каучука, количество которых составляет менее 3% от поверхностной плотности полимера со сверхвысокой впитывающей способностью. Коэффициент вариации (COV) поверхностной плотности ламината превышает 5% для каждого образца. Каждый образец был подвергнут испытаниям согласно методикам испытаний Anarewet и GATS, описанным в данном документе. Объединенный коэффициент вариации, или COV, времени приема, определенного в испытании Anarewet, составлял приблизительно 3%. Коэффициент вариации представляет собой стандартное отклонение результатов испытаний, деленное на среднее значение и выраженное в процентах. Объединенный коэффициент вариации для результатов испытания для определения количества жидкости, впитанной по истечении 100 секунд в гравиметрической системе испытаний для определения впитывающей способности (“GATS Liquid Absorbed after 100 seconds”), составлял приблизительно 3%.

[0042] Новая структура ламината по настоящему изобретению способствует проходу жидкости через слой, предназначенный для обеспечения сухости, для удерживания жидкости впитывающей сердцевиной, так что слой-ламинат, предназначенный для обеспечения сухости, удерживает жидкость в количестве, которое значительно меньше его полной емкости, как правило, составляет менее 60% от его емкости, в испытании Anarewet для определения времени приема. Например, полная способность к впитыванию жидкости под давлением, составляющим 0,3 фунта на кв.дюйм (2,068 кПа) (см. метод испытаний EDANA “Absorption Under Pressure” («Впитывающая способность под давлением») WSP 241.2.R3(12)), для слоя, предназначенного для обеспечения сухости и используемого для изготовления образца #4 в ТАБЛИЦЕ 1, который содержал полимер со сверхвысокой впитывающей способностью в количестве 89 граммов на квадратный метр, составляла 18,2 г/г или 20,2 г жидкости для слоя, предназначенного для обеспечения сухости и имеющего диаметр 100 мм. Во время испытания Anarewet для определения времени приема приблизительно 45 г солевого раствора, пропускаемого через слой, предназначенный для обеспечения сухости, в качестве жидкости, было впитано образцом. Масса слоя, предназначенного для обеспечения сухости, после испытания показала, что слой, предназначенный для обеспечения сухости, удерживал 7,9 г жидкости или только 39% от его фактической емкости под нагрузкой, составляющей 0,3 фунта на кв.дюйм (2,068 кПа).

Время приема в испытании Anarewet

[0043] Время приема в испытании Anarewet определяли для получения соответствующего показателя проницаемости слоя-ламината, предназначенного для обеспечения сухости, по отношению к жидкостям. Испытание выполняли с использованием устройства Anarewet, изготавливаемого компанией Courtray Consulting, Douai, Франция. Круглый образец для испытаний представлял собой один слой слоя-ламината, предназначенного для обеспечения сухости, размещенный на поверхности модельной впитывающей сердцевины, которая обеспечивала достаточные капиллярное натяжение и емкость для жидкости для того, чтобы сделать слой, предназначенный для обеспечения сухости, слоем, определяющим интенсивность впитывания жидкости в образце для испытаний. Как ламинат, так и модельная сердцевина имели диаметр 100 мм.

[0044] Модельная впитывающая сердцевина состояла из четырех слоев вспушенной измельченной целлюлозы и полимера со сверхвысокой впитывающей способностью, при этом каждый слой имел водородные связи между двумя слоями бумаги тиссью с поверхностной плотностью 17 г/м². Общая поверхностная плотность каждого слоя составляла 140 г/м², и содержание полимера со сверхвысокой впитывающей способностью составляло 28%. Полимер со сверхвысокой впитывающей способностью в модельной сердцевине имел удерживающую способность при центрифугировании, составляющую 46 г/г. Толщина каждого слоя модельной сердцевины составляла 0,75 мм±0,05 мм. Устройство Anarewet было запрограммировано для приложения давления 20 миллибар к образцам для испытаний. Три дозы по 15 мл 0,9%-го солевого раствора при температуре 22 градуса С были введены в образцы с интервалом 15 минут. Время в секундах (±1 с), требуемое каждому образцу для впитывания дозы жидкости, регистрировали в качестве времени приема в испытании Anarewet.

Количество жидкости, впитанной по истечении 100 секунд в гравиметрической системе испытаний для определения впитывающей способности (GATS)

[0045] Количество жидкости, впитанной по истечении 100 секунд в гравиметрической системе испытаний для определения впитывающей способности (GATS), представляло собой соответствующий показатель проницаемости слоя-ламината, предназначенного для обеспечения сухости, по отношению к жидкостям. Испытание было выполнено с использованием Гравиметрической системы испытаний для определения впитывающей способности, или GATS, модели МК500, изготавливаемой компанией М/К Systems, Peabody, Массачусетс. Круглый образец для испытаний представлял собой один слой слоя-ламината, предназначенного для обеспечения сухости, размещенный на поверхности модельной впитывающей сердцевины, которая обеспечивала достаточные капиллярное натяжение и емкость для жидкости для того, чтобы сделать слой, предназначенный для обеспечения сухости, слоем, определяющим интенсивность впитывания жидкости в образце для испытаний. Как ламинат, так и модельная сердцевина имели диаметр 60 мм.

[0046] Модельная впитывающая сердцевина состояла из четырех слоев вспушенной измельченной целлюлозы и полимера со сверхвысокой впитывающей способностью, при этом каждый слой имел водородные связи между двумя слоями бумаги тиссью с поверхностной плотностью 17 г/м². Общая поверхностная плотность каждого слоя составляла 140 г/м², и содержание полимера со сверхвысокой впитывающей способностью составляло 28%. Полимер со сверхвысокой впитывающей способностью в модельной сердцевине имел удерживающую способность при центрифугировании, составляющую 46 г/г. Толщина каждого слоя модельной сердцевины составляла 0,75 мм±0,05 мм. Требуемую впитывающую способность образца определяли, разместив сначала образец так, чтобы поверхностный слой для обеспечения сухости находился в прямом контакте с пористой стеклянной пластиной при гидростатическом напряжении 0 мм. Пористая стеклянная пластина VitraPOR с толщиной 75 мм имела пористость класса 0 (ISO/4793 P250, 160–250 мкм). Количество 0,9%-го солевого раствора при 22 градусах С, впитанного образцом для испытаний по истечении 100 секунд, регистрировали в граммах (±0,1 г) в качестве количества жидкости, впитанной по истечении 100 секунд в гравиметрической системе испытаний для определения впитывающей способности (GATS).

Испытание для определения времени приема жидкости, повторного смачивания и увлажненности пластины

[0047] Обычное испытание для определения времени приема жидкости и повторного смачивания, предназначенное для оценки характеристик впитывающей сердцевины при использовании, было выполнено в соответствии со следующей методикой. Прием жидкости характеризовался временем в секундах, которое требовалось части впитывающей сердцевины с размерами 300 мм x 100 мм для впитывания 100 мл 0,9%-го солевого раствора при 22 градусах С посредством дозирующей головки с диаметром 2 дюйма (50,8 мм). Часть сердцевины, имеющая размеры 300 мм×100 мм, была вырезана из центра впитывающей сердцевины из впитывающего изделия и была размещена на подкладке из податливого вспененного материала.

[0048] Впитывающие сердцевины были изготовлены с заданной плотностью вспушенной измельченной целлюлозы, составляющей 0,08 г/см³. Ее рассчитывали, взяв поверхностную плотность только вспушенной измельченной целлюлозы (не включающей в себя никакого содержания полимера со сверхвысокой впитывающей способностью) в граммах на квадратный метр, разделив ее на толщину в миллиметрах и затем разделив на 1000 для получения плотности вспушенной целлюлозы в единицах измерения, представляющих собой граммы на кубический сантиметр. Сердцевины были покрыты слоем полипропиленового покрывающего материала фильерного способа производства (спанбонда) с поверхностной плотностью 12 г/м², обработанного поверхностно-активным веществом. Концы сердцевин и покрывающего материала были прикреплены липкой лентой в плоском состоянии к поверхности лабораторной платформы за краями подкладки из вспененного материала для сохранения номинального натяжения во время набухания сердцевины.

[0049] Были подвергнуты испытаниям от трех до пяти образцов каждой сердцевины-прототипа. Дозирующая головка была взвешена и имела сетку на одном конце для приложения равномерного давления, составляющего 0,5 фунта на кв.дюйм (3,45 кПа), к сердцевине в точке дозирования жидкости. Остальную часть сердцевины удерживали под акриловой пластиной, полученной методом полива, с размерами 150 мм x 300 мм, которая весила 600 г. Дозирующая головка проходила через отверстие, просверленное через центр пластины, так что дозирование происходило в центре сердцевины.

[0050] Дозу жидкости, составляющую 100 мл, дозированно подавали в дозирующую головку со скоростью 20 мл/с, и время, требуемое для впитывания жидкости, регистрировали в качестве времени приема (±0,1 с). Через 30 мин пребывания в равновесном состоянии удерживающую пластину снимали, и стопу из десяти листов фильтровальной бумаги (Whatman, с диаметром 4,70 мм) размещали на зоне дозирования под цилиндрической латунной гирей с диаметром 60 мм. Гиря обеспечивала приложение давления, составляющего 0,84 фунта на кв.дюйм (5,79 кПа). Точно через две минуты гирю снимали, и величину повторного смачивания определяли из разности масс влажной и сухой фильтровальной бумаги (±0,1 г).

[0051] Увлажненность пластины определяли, когда удерживающая пластина была снята с сердцевины. Для сбора жидкости, по-прежнему «прикрепленной» к пластине после снятия пластины с сердцевины, использовали бумажное полотенце. Одно бумажное полотенце было использовано для удаления жидкости с трех-пяти пластин, используемых для образцов-реплик. Массу жидкости с пластин определяли из разности масс влажного и сухого бумажного полотенца (±0,1 г). Средняя увлажненность пластины для каждой реплики была определена путем деления общей массы жидкости, собранной с пластин, на число реплик. Этапы были повторены для четырех доз жидкости, составляющих 100 мл.

ТАБЛИЦА 1. Проницаемость слоя, предназначенного для обеспечения сухости, по отношению к жидкости в зависимости от удерживающей способности при центрифугировании, среднего размера частиц и поверхностной плотности полимера со сверхвысокой впитывающей способностью (SAP) в слое, предназначенном для обеспечения сухости

[0052] Эффект от проницаемости слоя, предназначенного для обеспечения сухости, можно видеть в испытаниях впитывающей сердцевины для определения времени приема жидкости и повторного смачивания при увеличении поверхностной плотности полимера со сверхвысокой впитывающей способностью в слое, предназначенном для обеспечения сухости (ТАБЛИЦА 2). Данные сердцевины были созданы без принимающего слоя. Время приема увеличивалось по мере увеличения поверхностной плотности полимера со сверхвысокой впитывающей способностью, но величина повторного смачивания и увлажненность пластины уменьшались. Оптимальные характеристики при использовании в данном примере были получены для поверхностной плотности полимера со сверхвысокой впитывающей способностью, составляющей 54 г/м², в слое, предназначенном для обеспечения сухости. Объединенные коэффициенты вариации времени приема жидкости четвертой дозы, показатели повторного смачивания после четвертой дозы и увлажненности пластины после четвертой дозы составляли соответственно приблизительно 4%, 6% и 8%. Результаты испытаний для четвертой дозы, как правило, имеют наибольшую изменчивость.

ТАБЛИЦА 2. Время приема/повторное смачивание для впитывающей сердцевины W112A/W112A, не имеющей принимающего/распределительного слоя, в зависимости от поверхностной плотности полимера Т9030 со сверхвысокой впитывающей способностью (SAP) (удерживающая способность при центрифугировании (CRC)=30 г/г) в слое, предназначенном для обеспечения сухости

ХАРАКТЕРИСТИКИ СЛОЕВ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ СУХОСТИ, ВО ВПИТЫВАЮЩИХ СЕРДЦЕВИНАХ БЕЗ ПРИНИМАЮЩЕГО/РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО СЛОЯ (ADL)

[0053] Измерения времени приема и сухости впитывающих сердцевин без ADL (принимающего/распределительного слоя) обеспечили существенно важное представление о характеристиках сердцевины при ее использовании со слоем-ламинатом, предназначенным для обеспечения сухости и без слоя-ламината, предназначенного для обеспечения сухости. Принимающий слой может обеспечить распределение жидкости по поверхности медленно впитывающей сердцевины и «скрыть» реальное впитывание жидкости в сердцевину. Величина повторного смачивания при третьей и четвертой дозах для образца 2 со слоем, предназначенным для обеспечения сухости (ТАБЛИЦА 3), была значительно улучшена по сравнению с соответствующей величиной для образца 1, который не имел слоя, предназначенного для обеспечения сухости. Времена приема для сердцевин со слоем, предназначенным для обеспечения сухости, были несколько выше, но все же приемлемыми для использования в большинстве впитывающих изделий. Количество полимера со сверхвысокой впитывающей способностью в слое, предназначенном для обеспечения сухости, составляло 1,5 г, но образец 3 показывает, что было невозможно достичь того же уровня сухости за счет увеличения количества полимера со сверхвысокой впитывающей способностью на той же площади в буферной сердцевине на 2,8 г (то есть от 7,4 до 10,2 г). Количество полимера со сверхвысокой впитывающей способностью, требуемое для достижения сухости, обеспечиваемой слоем, предназначенным для обеспечения сухости, было бы связано с большими затратами, с трудностями при преобразованиях, и полагают, что оно бы привело к увеличению времен приема до неприемлемого уровня.

ТАБЛИЦА 3. Время приема/повторное смачивание для впитывающей сердцевины 7075/W211 без принимающего/распределительного слоя (ADL), со слоем (пример 1 материала), предназначенным для обеспечения сухости, с полимером Т9030 в количестве 54 г/м² и без слоя, предназначенного для обеспечения сухости, в сравнении с сердцевиной с дополнительным полимером 7075 со сверхвысокой впитывающей способностью в буферной сердцевине

[0054] Данные в ТАБЛИЦАХ 4 и 5 показывают аналогичные результаты, полученные с полимерами со сверхвысокой впитывающей способностью и с более высокими значениями удерживающей способности при центрифугировании, предусмотренными в буферной сердцевине. Основные результаты приведены в ТАБЛИЦЕ 6. Данные примеры показывают, что слой-ламинат, предназначенный для обеспечения сухости, является прочным/надежным и может обеспечить улучшения показателей повторного смачивания без принимающих слоев в разных впитывающих сердцевинах, состоящих из вспушенной измельченной целлюлозы и полимеров со сверхвысокой впитывающей способностью и содержащих разные полимеры со сверхвысокой впитывающей способностью. Для впитывающей сердцевины в ТАБЛИЦЕ 4, выполненной со слоем, предназначенным для обеспечения сухости и содержащим полимер Т9030 со сверхвысокой впитывающей способностью в количестве 54 г/м² (удерживающая способность при центрифугировании (CRC)=30 г/г), в соответствии с примером 1 материала, время приема для 4-й дозы увеличилось на 26% с 54 до 68 секунд. Показатель повторного смачивания после 4-й дозы уменьшился на 55% с 6 г до 2,7 г, и увлажненность пластины после 4-й дозы уменьшилась на 70% с 0,100 г до 0,030 г. Увеличение времени приема было приемлемым для значительно повышенной сухости поверхности (то есть показателей повторного смачивания и увлажненности пластины). Значения повторного смачивания, составляющие 6 (насыщ.) г, указывают на то, что фильтровальная бумага, используемая для измерения повторного смачивания, была полностью насыщена и что фактическое количество жидкости, выдавленной из сердцевины, могло быть бóльшим. Данное высокое значение показателя повторного смачивания указывает на поверхность, которая является неприемлемо влажной на ощупь.

ТАБЛИЦА 4. Время приема/повторное смачивание для впитывающей сердцевины Т9030/W211 без принимающего/распределительного слоя (ADL), со слоем, предназначенным для обеспечения сухости и соответствующим Примеру 1 материала, с полимером Т9030 в количестве 54 г/м² и без слоя, предназначенного для обеспечения сухости, в сравнении с сердцевиной с дополнительным полимером Т9030 со сверхвысокой впитывающей способностью в буферной сердцевине

ТАБЛИЦА 5. Время приема/повторное смачивание для впитывающей сердцевины W112A/W112A без принимающего/распределительного слоя (ADL), со слоем, предназначенным для обеспечения сухости, с полимером Т9030 в количестве 54 г/м² и без слоя, предназначенного для обеспечения сухости

ТАБЛИЦА 6. Сводные данные для впитывающих сердцевин 7075/W211 в сопоставлении с впитывающими сердцевинами Т9030/W211, без принимающего/распределительного слоя (ADL), как со слоем, предназначенным для обеспечения сухости, с полимером Т9030 в количестве 54 г/м², так и без слоя, предназначенного для обеспечения сухости

[0055] Полимер со сверхвысокой впитывающей способностью и с удерживающей способностью при центрифугировании (CRC), составляющей 28 г/г, то есть наименьшей удерживающей способностью при центрифугировании из всех полимеров, подвергнутых испытаниям, неожиданно обеспечил наилучшие значения показателя повторного смачивания при наличии слоя, предназначенного для обеспечения сухости. Кроме того, значения увлажненности пластины для образца #2 в ТАБЛИЦЕ 3 составляли менее 0,03 г после всех четырех доз. Имело место неожиданное благоприятное - для обеспечения сухости поверхности - взаимодействие между слоем, предназначенным для обеспечения сухости, и впитывающей сердцевиной, содержащей полимер со сверхвысокой впитывающей способностью и с низкой удерживающей способностью при центрифугировании (то есть 28 г/г) в ее верхней буферной сердцевине и полимер со сверхвысокой впитывающей способностью и с высокой удерживающей способностью при центрифугировании (то есть 42 г/г) в ее нижней базовой сердцевине. Проводимость по отношению к потоку солевого раствора (Saline Flow Conductivity), или SFC, представляет собой показатель проницаемости полимера, имеющего сверхвысокую впитывающую способность, по отношению к жидкостям, как описано в патенте США 5,669,894, настоящим включенном в данное описание путем ссылки.

ЭФФЕКТ ОТ ПОРИСТОСТИ БУМАГИ ТИССЬЮ И ИЗМЕНЧИВОСТИ ПОЛИМЕРА СО СВЕРХВЫСОКОЙ ВПИТЫВАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТЬЮ

[0056] ТАБЛИЦА 7 показывает, что слой, предназначенный для обеспечения сухости и выполненный с непористой бумагой тиссью с пористостью, составляющей приблизительно 85 куб.футов/мин/кв.фут (259,08 дм³/мин/дм²), и коэффициентом вариации поверхностной плотности полимера со сверхвысокой впитывающей способностью, составляющим только 3%, приводил к увеличению времен приема до неприемлемо больших значений, несмотря на то, что он обеспечил хорошую сухость поверхности.

ТАБЛИЦА 7. Время приема/повторное смачивание для впитывающих сердцевин W112A/W112A без принимающего/распределительного слоя (ADL), содержащих слой, предназначенный для обеспечения сухости, созданный со стандартной бумагой тиссью и низкой изменчивостью (коэффициентом вариации или COV) поверхностной плотности полимера со сверхвысокой впитывающей способностью

ХАРАКТЕРИСТИКИ СЛОЕВ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ СУХОСТИ, ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ВО ВПИТЫВАЮЩИХ СЕРДЦЕВИНАХ С ПРИНИМАЮЩИМ/РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫМ СЛОЕМ (ADL)

[0057] Было показано, что принимающий/распределительный слой (ADL) в виде пленки с отверстиями (такой, как поставляемый компанией Tredegar) обеспечивает улучшение времени приема и показателя повторного смачивания для данных сердцевин. ТАБЛИЦЫ 8 и 9 показывают, что слой, предназначенный для обеспечения сухости, обеспечил значительное уменьшение повторного смачивания после четвертой дозы для сердцевин, выполненных с разными типами полимеров со сверхвысокой впитывающей способностью. Полимер Т9030 со сверхвысокой впитывающей способностью в ТАБЛИЦЕ 8 имел удерживающую способность при центрифугировании, составляющую 30 г/г, и полимер W112А со сверхвысокой впитывающей способностью в ТАБЛИЦЕ 9 имел удерживающую способность при центрифугировании, составляющую 34 г/г. Основные результаты для впитывающих сердцевин, выполненных с данными полимерами со сверхвысокой впитывающей способностью и созданных со слоем, предназначенным для обеспечения сухости, и без слоя, предназначенного для повышения сухости, и с принимающим слоем и без принимающего слоя, приведены в ТАБЛИЦЕ 10.

ТАБЛИЦА 8. Время приема/повторное смачивание для впитывающей сердцевины Т9030/W211 с принимающим/распределительным слоем (ADL), со слоем, предназначенным для обеспечения сухости, с полимером Т9030 в количестве 54 г/м² и без слоя, предназначенного для обеспечения сухости

ТАБЛИЦА 9. Время приема/повторное смачивание для впитывающей сердцевины W112А/W112А с принимающим/распределительным слоем (ADL), со слоем, предназначенным для обеспечения сухости, с полимером Т9030 в количестве 54 г/м² и без слоя, предназначенного для обеспечения сухости

[0058] Повторное смачивание и увлажненность пластины были значительно уменьшены для сердцевин, созданных со слоем, предназначенным для повышения сухости и состоящим из полимера Т9030 со сверхвысокой впитывающей способностью в количестве 54 г/м², по настоящему изобретению. Повторное смачивание для сердцевин, созданных только с принимающим/распределительным слоем (ADL), было сопоставимо с сердцевинами, созданными только со слоем, предназначенным для обеспечения сухости, однако в том случае, когда сердцевины были созданы как со слоем, предназначенным для обеспечения сухости, так и с принимающим/распределительным слоем, эффекты были аддитивными, и величина повторного смачивания была меньше, чем так, которая могла бы быть получена в противном случае при использовании только любого одного из двух слоев. Увлажненность пластины для сердцевин, созданных с принимающим/распределительным слоем, не улучшалась существенно посредством слоя, предназначенного для обеспечения сухости.

ТАБЛИЦА 10. Сводные данные для впитывающих сердцевин Т9030/W211 и W112A/W112А с принимающим/распределительным слоем (ADL) из пленки с отверстиями и без принимающего/распределительного слоя и со слоем, предназначенным для обеспечения сухости и выполненным в соответствии с Примером 1 материала, с полимером Т9030 в количестве 54 г/м², и без слоя, предназначенного для обеспечения сухости

[0059] Полученный кардочесанием, скрепленный пропусканием воздуха насквозь (TAB), принимающий слой, используемый вместе со слоем, предназначенным для обеспечения сухости, обеспечил характеристики времени приема и повторного смачивания, сопоставимые с теми, которые были получены при использовании принимающего слоя из пленки с отверстиями.

ТАБЛИЦА 10. Время приема/повторное смачивание для впитывающей сердцевины W211А/W211А с образованным из пленки с отверстиями и полученным кардочесанием и скрепленным пропусканием воздуха, принимающими/распределительными слоями (ADL)

ВЛИЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНОЙ ПЛОТНОСТИ И УДЕРЖИВАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ПРИ ЦЕНТРИФУГИРОВАНИИ ПОЛИМЕРА СО СВЕРХВЫСОКОЙ ВПИТЫВАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТЬЮ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ СЛОЕВ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ СУХОСТИ, ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ВО ВПИТЫВАЮЩИХ СЕРДЦЕВИНАХ С ПРИНИМАЮЩИМ/РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫМ СЛОЕМ

[0060] ТАБЛИЦА 11 содержит дополнительные данные по характеристикам при использовании для впитывающих сердцевин, созданных с слоями, предназначенными для обеспечения сухости и содержащими полимер Т9030 со сверхвысокой впитывающей способностью с разными поверхностными плотностями. Принимающий слой «скрывал» характеристики впитывания жидкости во впитывающей сердцевине и слое, предназначенном для обеспечения сухости, однако результаты показали умеренное увеличение времени приема при увеличении поверхностной плотности полимера со сверхвысокой впитывающей способностью в слое, предназначенном для обеспечения сухости. Показатель повторного смачивания после четвертой дозы был значительно улучшен для сердцевин, созданных со слоем, предназначенным для обеспечения сухости. Слой, предназначенный для обеспечения сухости, не приводил к улучшению показателя увлажненности пластины для впитывающих сердцевин, созданных с принимающим слоем.

ТАБЛИЦА 11. Время приема/повторное смачивание для впитывающей сердцевины W112A/W112A с принимающим/распределительным слоем (ADL) в зависимости от поверхностной плотности полимера Т9030 со сверхвысокой впитывающей способностью (SAP) (удерживающая способность при центрифугировании (CRC)=30 г/г) в слое, предназначенном для обеспечения сухости

ОБЩИЙ ПРОЦЕСС:

[0061] Для получения слоя-ламината, предназначенного для обеспечения сухости, по настоящему изобретению термоплавкий адгезив используют для ламинирования по существу непрерывного слоя частиц полимера со сверхвысокой впитывающей способностью между двумя слоями подложек из бумаги тиссью для образования трехслойной структуры.

[0062] В предпочтительном варианте осуществления ламинат по настоящему изобретению изготавливают путем преобразования адгезива в микроволокна или элементарные волокна посредством использования одного из тех аэродинамических способов получения волокон из расплава, которые доступны на рынке от производителей оборудования для нанесения клея-расплава, таких как Nordson или ITW Dynatec, для получения завесы из микроволокон из термоплавкого адгезива со случайным расположением микроволокон и последующего смешивания данных волокон с частицами полимера со сверхвысокой впитывающей способностью, которые были дозированно введены посредством любого оборудования для объемного или гравиметрического дозирования, доступного на рынка от поставщиков оборудования, таких как K-Tron или Acrison. Преобразование полимера со сверхвысокой впитывающей способностью в «сплющенный» падающий поток и смешивание его с плоской завесой из адгезивных волокон, полученных посредством оборудования для нанесения клея-расплава, обеспечивают получение однородной поверхностной плотности. Данную смесь осаждают на движущуюся подложку из бумаги тиссью, и затем другую подложку из бумаги тиссью размещают поверх липкой смеси, в которой адгезивные волокна по-прежнему являются липкими, для образования трехслойной структуры.

[0063] Предпочтительный термоплавкий адгезив желательно представляет собой склеивающий при надавливании, термоплавкий адгезив такого типа, который разработан и пригоден для использования при создании впитывающих гигиенических изделий, изготавливаемых в типовых высокоскоростных процессах преобразования.

[0064] В предпочтительном варианте осуществления оборудование для нанесения клея-расплава обеспечивает достаточные степень разрежения волокон и доступную клеящую поверхность волокон для улавливания частиц полимера со сверхвысокой впитывающей способностью, так что только некоторые из них будут неприкрепленными. Было установлено, что типовое промышленно изготавливаемое оборудование для нанесения легко может выполнить это при его наладке специалистами в данной области техники.

[0065] В предпочтительном варианте осуществления коэффициент вариации (COV) поверхностной плотности полимера со сверхвысокой впитывающей способностью в ламинате, определенный путем вырезания круглых образцов с диаметром 30 мм из ламината и взвешивания их, превышает 5%. Есть основания полагать, что это будет обеспечено за счет осаждения полимера со сверхвысокой впитывающей способностью/адгезивных волокон на подложке, как только потоки полностью «проникнут» друг в друга, но данный коэффициент можно легко увеличить путем увеличения траектории перемещения потока смешанных адгезива и полимера со сверхвысокой впитывающей способностью перед его осаждением на подложку.

[0066] Необходимо обеспечить заданные скорости впитывания, при этом бумага тиссью, используемая для подложки для слоя, предназначенного для обеспечения сухости, представляет собой бумагу такого сорта, которая является легкой и пористой. Бумага тиссью с пористостью по Фрейзеру, составляющей 85 куб.футов/мин/кв.фут (259,08 дм³/мин/дм²), является непригодной. Пористость по Фрейзеру, составляющая >120, является предпочтительной, и составляющая >150, является еще более предпочтительной. Поверхностная плотность предпочтительно является малой, составляет менее 20 г/м² и более предпочтительно составляет приблизительно 17 г/м². Пригодная бумага тиссью сорта 10,5 lb промышленно изготавливается и поставляется на рынок компанией Clearwater Paper как 3995.

[0067] Полимер со сверхвысокой впитывающей способностью может представлять собой полимер любого типа, предназначенный для использования в одноразовых впитывающих изделиях, хорошо известный специалистам в данной области техники и используемый в том виде, в каком он поставляется производителями. Данные промышленно производимые и имеющиеся на рынке типы полимеров со сверхвысокой впитывающей способностью, как правило, предназначены для хорошего функционирования в сердцевинах, состоящих из вспушенной измельченной древесной целлюлозы и полимеров со сверхвысокой впитывающей способностью, и имеют распределения частиц по размерам, которые предназначены для обеспечения хорошей проницаемости сердцевины (чему способствуют более крупные частицы), но также такие, чтобы частицы нелегко было ощутить или увидеть в изделии, представляющем собой подгузник (чему способствуют более мелкие частицы). Данные имеющиеся на рынке распределения частиц по размерам пригодны для использования в слое, предназначенном для обеспечения сухости, по настоящему изобретению по той же причине, по которой они пригодны для использования в сердцевинах, состоящих из вспушенной целлюлозы и полимера со сверхвысокой впитывающей способностью.

[0068] Содержание адгезива в идеальном случае поддерживают на минимальном уровне. Добавляемый адгезив не должен превышать 3,5% от поверхностной плотности полимера со сверхвысокой впитывающей способностью и в более идеальном случае должен поддерживаться на уровне ниже 3% от полимера со сверхвысокой впитывающей способностью, и в еще более идеальном случае должен поддерживаться на уровне ниже 2% от поверхностной плотности полимера со сверхвысокой впитывающей способностью.

ПРИМЕР 1 МАТЕРИАЛА

[0069] Пример 1 материала был изготовлен в виде непрерывного холста путем размотки подложки из бумаги тиссью 10,5# 3995 с поверхностной плотностью, составляющей приблизительно 17 г/м², от компании Clearwater Paper и ее подачи со скоростью, составляющей приблизительно 100 метров в минуту. Термоплавкий адгезив/клей NW 1023 AAZP от компании HB Fuller был расплавлен и подвергнут обработке посредством системы ITW Dynatec для нанесения термоплавкого клея посредством головки UFD, снабженной соплами Omega 5,5, и распылен под углом, составляющим приблизительно 45 градусов, на движущееся полотно бумаги тиссью с расстояния, составляющего приблизительно 3 дюйма (76,2 мм). Непрерывный поток полимера Т9030 со сверхвысокой впитывающей способностью от компании BASF непрерывно дозированно подавали путем использования объемных средств, и данный поток был преобразован в сплющенный поток с толщиной, составляющей приблизительно 1 мм, направляемый под углом 45 градусов для пересечения с потоком термоплавкого адгезива на расстоянии над полотном, составляющем приблизительно 20 мм, что обеспечило смешивание полимера со сверхвысокой впитывающей способностью с адгезивными волокнами и осаждение их вместе на движущейся бумаге тиссью. Полимер со сверхвысокой впитывающей способностью подавали с добавлением 27 г/м², и адгезив подавали с добавлением 0,5 г/м².

[0070] Второй аналогичный слой полимера со сверхвысокой впитывающей способностью и адгезива, снова с добавлениями, составляющими соответственно 27 г/м² и 0,5 г/м², осаждали аналогичным образом поверх первого.

[0071] Второй слой бумаги тиссью 3995 подавали со скоростью, соответствующей скорости непрерывного холста, и присоединяли путем ламинирования к смеси полимера со сверхвысокой впитывающей способностью и адгезива на первом полотне для образования трехслойной структуры.

ОПИСАНИЕ ВПИТЫВАЮЩЕЙ СЕРДЦЕВИНЫ

[0072] Впитывающие сердцевины в ТАБЛИЦАХ 3-11 имели верхний и нижний слои, состоящие из вспушенной измельченной целлюлозы и полимера со сверхвысокой впитывающей способностью. Нижний слой представлял собой седловидную сердцевину, в то время как верхний или буферный слой представлял собой прямоугольную сердцевину частичной длины с оберткой сердцевины из нетканого материала. Принимающий слой в случае его наличия имел длину верхней буферной сердцевины. В верхней и нижней сердцевинах могут быть использованы различные полимеры со сверхвысокой впитывающей способностью.

ТАБЛИЦА 12. Описания впитывающих сердцевин, используемых для оценки слоев-ламинатов, предназначенных для обеспечения сухости

[0073] Из вышеизложенного будет понятно, что разработана особенно эффективная система с впитывающей сердцевиной, которая не имеет принимающего слоя, расположенного над слоем, предназначенным для обеспечения сухости. Система включает в себя впитывающую сердцевину, содержащую верхний и нижний слои, каждый из которых содержит смесь волокон из древесной целлюлозы и полимера со сверхвысокой впитывающей способностью. Система с впитывающей сердцевиной дополнительно включает в себя слой, предназначенный для обеспечения сухости, в соответствии с настоящим изобретением, который расположен над впитывающей сердцевиной во взаимосвязи с ней с возможностью перемещения жидкости, при этом, таким образом, слой, предназначенный для обеспечения сухости, будет расположен между впитывающей сердцевиной и носителем.

[0074] Очень желательные характеристики при использовании обеспечиваются, когда полимер со сверхвысокой впитывающей способностью в верхнем слое составляет приблизительно 35 весовых процентов от указанной смеси волокон из древесной целлюлозы и полимера со сверхвысокой впитывающей способностью в данном слое, при этом полимер со сверхвысокой впитывающей способностью имеет удерживающую способность при центрифугировании, составляющую приблизительно 30 граммов на грамм. Полимер со сверхвысокой впитывающей способностью в нижнем слое впитывающей сердцевины составляет приблизительно 9 весовых процентов от смеси волокон из древесной целлюлозы и полимера со сверхвысокой впитывающей способностью в нижнем слое, при этом полимер со сверхвысокой впитывающей способностью в данном слое имеет удерживающую способность при центрифугировании, составляющую, по меньшей мере, приблизительно 40 граммов на грамм.

[0075] В данном варианте осуществления в соответствии с настоящим изобретением слой, предназначенный для обеспечения сухости, содержит подложку, волокнистый адгезив и полимер со сверхвысокой впитывающей способностью, стабилизированный на подложке посредством волокнистого адгезива. Полимер со сверхвысокой впитывающей способностью в слое, предназначенном для обеспечения сухости, имеет поверхностную плотность, составляющую приблизительно 54 грамма на квадратный метр, и имеет удерживающую способность при центрифугировании, составляющую менее приблизительно 30 граммов на грамм.

[0076] В частности, данный вариант осуществления настоящего изобретения имеет величину повторного смачивания после четвертой дозы, составляющую менее приблизительно 1 грамма, и увлажненность пластины после четвертой дозы, составляющую менее приблизительно 0,1 грамма. По существу, данная система с впитывающей сердцевиной без соответствующего принимающего слоя обеспечивает характеристики повторного смачивания, сопоставимые с соответствующими характеристиками впитывающей сердцевины, выполненной с обычным принимающим/распределительным слоем, а также улучшенную (меньшую) увлажненность пластины по сравнению с впитывающей сердцевиной с обычным принимающим/распределительным слоем.

[0077] Исходя из вышеизложенного, следует отметить, что многочисленные модификации и изменения могут быть выполнены без отхода от истинной сущности и объема новой идеи настоящего изобретения. Следует понимать, что не предусмотрено и не следует предполагать никакого ограничения в отношении определенных вариантов осуществления, раскрытых в данном документе. Предусмотрено, что раскрытие посредством приложенной формулы изобретения охватывает все подобные модификации, которые находятся в пределах объема притязаний формулы изобретения.

Реферат

Раскрыта впитывающая структура, включающая в себя слой-ламинат, предназначенный для обеспечения сухости, со структурой, пригодной для использования в одноразовых впитывающих изделиях, например, предназначенных для младенцев или для ухода при недержании. Слой-ламинат, предназначенный для обеспечения сухости, расположен рядом с соответствующей впитывающей сердцевиной, между впитывающей сердцевиной и носителем, для повышения сухости поверхности и удобства для носителя. Слой-ламинат, предназначенный для обеспечения сухости, содержит адгезивные волокна или элементарные волокна и суперабсорбент в виде частиц и выполнен с конфигурацией, обеспечивающей возможность прохода жидкости через ламинат в соответствующую впитывающую сердцевину, при этом он одновременно служит для отвода жидкости от поверхности впитывающей структуры, расположенной рядом с носителем. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил., 12 табл.

Формула