CZ284840B6 - Absorpční hydrogelové částice v absorpčních strukturách - Google Patents

Abstract

Absorpční struktury (10) obsahují částečky (75) hydrogelového absorbentu, které jsou rozptýleny takovým způsobem, že v prachové vrstvě (2), která se nachází v absorpčním výrobku pro jedno použití v sousedství spodní folie tohoto absorpčního výrobku, jsou obsaženy v podstatě jenom částečky (75) o velikosti menší než 105 mikrometrů, zatímco částečky (75) o velikosti 105 mikrometrů nebo vyšší, jsou obsaženy v primární vrstvě (1). Kontinuálním pohybem dvou proudů plynu, v nichž je rozptýlena směs materiálů tvořená vlákny matrice a částečkami (75) hydrogelového absorbentu, se nanáší směsi materiálů ve formě vrstev na pohybující se nanášecí podložku. Tím se vytvoří prachová vrstva (2) a primární vrstva (1). ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká absorpčních struktur absorpčních výrobků pro jedno použití, obsahujících částečky hydrogelu, zvláště absorpčních struktur s absorpčními částečkami rozptýlenými takovým způsobem, že v prachové vrstvě, která se nachází na zadní straně absorpčního výrobku, jsou obsaženy v podstatě jenom částečky o velikosti menší než 105 mikrometrů, zatímco částečky o velikosti 10 mikrometrů nebo vyšší, jsou obsaženy v primární vrstvě.

Dosavadní stav techniky

V oblasti absorpčních struktur pro absorpční výrobky pro jedno použití jako jsou dětské pleny, kalhotky pro dospělé trpící inkontinencí, vatové a dámské vložky, se stalo obvyklým používání hydrogelového absorpčního materiálu, zvláště v práškovité formě. Je známa celá řada provedení, zlepšujících funkci částeček hydrogelového absorbentu, popsaných například vEP-A-212 618. WO-9101163 nebo vEP-A-325 416. Před nedávném bylo zjištěno, že u mnohých z těchto absorpčních hydrogelů ve formě prášků se projevuje výrazná závislost je jich absorpční výkonnosti na velikosti částeček. Na základě tohoto zjištění byly připraveny ještě pokročilejší absorpční struktury, ve kterých je použito již dříve známých množství částeček hydrogelového absorbentu, u kterých se však velikost částeček pohybuje v určitém rozmezí. Absorpční výrobky s tímto a podobný provedením jsou popsány například v patentu USA č. 5 061 259 a v EP-A339 461.

Protože z částeček, které jsou vhodné pro tyto absorpční výrobky, jsou vyloučeny menší částečky, které jsou v tomto dokumentu nazývány prach a které jsou definovány dále, vznikl problém, jak využít tyto menší částečky hydrogelu. Tento problém je zmiňován například v EPA-417 761. Odstraňování těchto prachových částeček jako odpadu přichází sotva v úvahu, protože by jím bylo znečišťováno životní prostředí a tento způsob by byl ekonomicky nevýhodný. V dokumentech EP-A—463388 aEP-A^417761 je jako alternativní řešení navrhována recyklace prachu již během výroby hydrogelového absorbentu ve formě částeček. Velká vyráběná množství a různé používané výrobní však vždy neumožňují okamžité řešení tohoto problému modifikací výrobního postupu. Ke vzniku prachu může docházet bez ohledu na původní velikost částeček rovněž během transportu interakcí jednotlivých částeček hydrogelu. Tyto úvahy celkově ukazují, že je třeba uvažovat o alternativních způsobech použití prachu.

Podstata vynálezu

Předmětem vynálezu je využití částeček hydrogelového absorbentu v absorpčních strukturách bez toho, že by znovu vznikaly problémy, které byly vyřešeny volbou rozsahu velikostí částeček hydrogelu a oddělením prachu. Předmětem vynálezu je rovněž výrobní proces, který umožňuje využití celé šířky distribuce velikostí částeček hydrogelového absorbentu a tím eliminuje nutnost modifikace přípravy částeček hydrogelového absorbentu.

Absorpční struktura pro absorpční jádra absorpčních výrobků jako jsou dětské pleny pro jedno použití, kalhotky pro dospělé trpící inkontinencí, vatové vložky nebo dámské vložky, sestává ze dvou vrstev, z nichž jedna je prachovou vrstvou a druhá je primární vrstvou. Prachová vrstva je v absorpční struktuře umístěna tak, že sousedí se spodní fólií a primární vrstva je vrstvou, která sousedí svrchní fólií absorpční struktury. Výraz sousedí jak je zde užit, znamená mj. přímý kontakt, není však na přímý kontakt omezen. Mezi vrchní fólii a primární vrstvu mohou být

- 1 CZ 284840 B6 například vloženy další vrstvy, které dále zlepšují absorpční vlastnosti výrobku. Obě absorpční vrstvy jsou tvořeny vlákennou matricí, ve které jsou rozptýleny částečky hydrogelu. Částečky hydrogelu, rozptýlené v primární vrstvě, jsou vytříděny tak, aby alespoň 70 % hmotnostních hydrogelu v této vrstvě bylo tvořeno částečkami o velikosti 105 mikrometrů nebo vyšší. Částečky hydrogelu, rozptýlené v prachové vrstvě, jsou vytříděny tak, aby alespoň 60 % hmotnostních hydrogelu v této vrstvě bylo tvořeno částečkami o velikosti nižší než 105 mikrometrů.

V preferovaném provedení absorpčního výrobku podle tohoto vynálezu všechny částečky hydrogelu v prachové vrstvě mají velikost menší než 105 mikrometrů.

Ve výhodném provedení jsou absorpční hydrogelové částice obou vrstev ve směru kolmém k podélnému směru absorpčního výrobku rozděleny homogenně.

Poměr plošné hmotnosti vlákenné matrice prachové vrstvy k plošné hmotnosti vlákenné matrice primární vrstvy je od 1:1 do 1:20 zejména od 1:2 do 1:5.

Poměr plošné hmotnosti absorpčních hydrogelových částic absorpční prachové vrstvy k plošné hmotnosti absorpčních hydrogelových částic absorpční primární vrstvy je od 1:1 do 1:20 zejména od 1:2 do 1:5.

V dalším výhodném provedení vynálezu je maximální plošná hmotnost absorpční struktury v rozmezí od 0,05 g/cm² do 0,15 g/cm².

Celková hustota absorpčních hydrogelových částic v prachové vrstvě je od 5 do 50 % hmotnostních z hmotnosti této vrstvy, zejména od 10 do 35 % hmotnostních a v primární vrstvě od 10 do 80 % hmotnostních, zejména od 20 do 50 % hmotnostních.

Vlákenná matrice prachové nebo primární vrstvy je tvořena vlákny celulózových materiálů a/nebo chemicky zpevňovaných celulózových materiálů.

Absorpční hydrogelové částice jsou výhodně z polyakrylátů.

Podle jiného výhodného provedení vynálezu je mezi absorpční primární vrstvou a vrchní vrstvou absorpčního výrobku další absorpční vrstva s alespoň 50 % chemicky zpevněných celulózových vláken.

Způsob výroby této absorpční struktury zahrnuje prvý krok, kterým je kontinuální pohyb dvou proudů plynu, v nichž je rozptýlena s výhodou homogenní směs vláken matrice a částeček hydrogelového absorbentu, s takovou distribucí velikostí částeček, která umožňuje vytváření prachové vrstvy a primární vrstvy absorpční struktury podle tohoto vynálezu.

Druhým krokem je kontinuální nanášení zmíněných směsí ve formě vrstev, přičemž jedna z těchto vrstev je nanášena na druhou vrstvu. Obě vrstvy mohou být nanášeny například na kontinuálně se pohybující nanášecí podložku, čímž se vytváří prachová vrstva a primární vrstva. Nanášecí podložkou, používanou pro tento proces, může být s výhodou síto, připevněné na otáčející se buben nebo posunující se nanášecí pás.

Při postupu, používajícím otáčející se nanášecí buben, je zvláště výhodné, aby prachová vrstva byla k sítu tohoto nanášecího bubnu umístěna blíže, než vrstva primární. Je-li pro provádění způsobu podle tohoto vynálezu používán posunující se nanášecí pás, je výhodné, aby primární vrstva byla umístěna blíže k tomuto pásu, než vrstva prachová.

Řešením podle vynálezu se optimálně využije celá absorpční struktura. Prachová vrstva zabraňuje penetraci nebo deformacím spodní fólie absorpčního výrobku částečkami hydrogelového

-2CZ 284840 B6 absorbentu. Jsou rovněž eliminovány problémy spojené s používáním částeček hydrogelového absorbentu v absorpčních výrobcích a současně dochází ke zlepšení absorpční funkce vložením částeček hydrogelového absorbentu do prachové vrstvy absorpční struktury.

Přehled obrázků na výkresech

Obsah tohoto vynálezu bude z následujícího popisu lépe pochopen ve spojení s doprovodnými obrázky, kde obr. 1 je pohled shora na plenu pro jedno použití podle tohoto vynálezu, upravenou tím způsobem, že většina vrchní fólie je odříznuta, aby bylo možno ukázat co nejzřetelněji pod ní se nacházející absorpční jádro (provedení absorpční struktury podle tohoto vynálezu) této pleny, obr. 2 je podélný řez absorpčního jádra pleny pro jedno použití, znázorněné na obr. 1, podle linie 2-2 na obr. 1, obr. 3 je příčný řez absorpčního jádra pleny pro jedno použití, znázorněné na obr. 1, podle linie 3-3 na obr. 1. Obr. 4 je celkový pohled na jiné možné provedení absorpční struktury podle tohoto vynálezu. Obr. 5 je znázorněním závislosti kumulativního podílu částeček v procentech pro standardní celkovou distribuci velikosti částeček na velikosti částeček.

Příklady provedení vynálezu

Předmětem vynálezu jsou absorpční struktury absorpčních výrobků pro jedno použití, jako jsou pleny, kalhotky pro dospělé, trpící inkontinencí, vatové nebo dámské vložky. Absorpční struktura podle tohoto vynálezu sestává ze dvou vrstev, označených jako prachová vrstva a primární vrstva. Oběma těmto vrstvám je společné to, že obsahují matrici tvořenou vlákny, ve které se nacházejí částečky hydrogelu, s výhodou homogenně rozptýleny v této matrici. Vrstvy se navzájem liší distribucí velikosti částeček hydrogelu. Pro rozdílné distribuce velikosti částeček hydrogelu platí, že hydrogelové částečky v prachové vrstvě spolu s hydrogelovými částečkami v primární vrstvě mají standardní celkovou distribuci částeček. Slovní spojení standardní celková distribuce částeček, jak je užíváno v tomto dokumentu, se týká velikostí částeček v tom rozsahu, který je obvykle získáván výrobci superabsorbentů.

Absorpční struktury podle tohoto vynálezu jsou dále popsány ve vztahu kjejich použití v absorpčních výrobcích, avšak potenciální využití těchto absorpčních struktur by nemělo být omezováno na konkrétní zde popsané absorpční výrobky.

Absorpční struktury podle tohoto vynálezu jsou schopny absorbovat a zadržovat kapaliny. Těmito kapalinami jsou mj. voda a některé tělesné exsudáty. Pokud jsou absorpční struktury používány ve shora popsaných absorpčních výrobcích, jsou tyto absorpční struktury obecně měkké, stlačitelné, formovatelné a nedráždí pokožku.

Jak již bylo uvedeno, sestává absorpční struktura 10 z prachové vrstvy 2 a z primární vrstvy 1, které leží jedna na druhé. Směr kolmý na rovinu vrstev 1, 2 je nazýván směrem Z. Kladný směr Z je směrem od prachové vrstvy 2 k primární vrstvě 1 negativní směr Z je směr opačný. Je-li absorpční struktura 10 používána v absorpčním výrobku, je umístěna tak, že pozitivní směr Z směřuje k tělu uživatele tohoto výrobku.

Tvar absorpční struktury 10 v rovině kolmé ke směru Z je určován podle její funkce v absorpčním výrobku. V zásadě neexistují žádná omezení tvaru absorpční struktury 10. Pro použití v absorpčních plenách, v kalhotkách pro osoby trpící inkontinencí, v hygienických vložkách a menstruačních vložkách a v menstruačních kalhotkách jsou nejběžnějšími známými tvary pravoúhlé, s výhodou se zaoblenými hranami, tvary ve střední části zúžené (připomínající tvar přesýpacích hodin nebo stehenní kosti) tvary připomínající písmeno T nebo oválné tvary. Obecně jsou preferovány takové tvary absorpčních výrobků, které u příslušného absorpčního výrobku jsou nejpohodlnější při jeho nošení, nejlépe se přizpůsobují tvaru těla a vykazují

-3CZ 284840 B6 nejlepší absorpční funkci. Takovými tvary jsou pro pleny tvar T nebo ve střední části zúžený tvar. Jsou používány i jiné tvary, jako například kruhové disky pro použití jako součásti podprsenek, nebo jako vložky pro podprsenky pro kojící matky.

Na obr. 1 je znázorněn jeden z preferovaných tvarů absorpčních struktur 10 pro absorpční plenu 20. Absorpční struktura 10 na obr. 1 má podélnou osu 36 a příčnou osu 34, které jsou obě kolmé ke směru Z. Z obr. 1 je zřejmé, že preferovaný tvar absorpční struktury 10 a absorpčního výrobku je symetrický vzhledem k podélné ose 36, avšak vykazuje výrazné odlišnosti u obou částí oddělených příčnou osou 34. Na obr. 4 je znázorněna jiná preferovaná absorpční struktura 10 pro absorpční pleny 20 pro jedno použití a pro kalhotky pro osoby trpící inkontinencí. Tento tvar je typickým příkladem absorpční struktuiy 10 ve tvaru písmene T.

Tvary jednotlivých prachových vrstev 2 a primárních vrstev 1 absorpčních struktur 10 mohou být shodné. V mnoha případech však tvar primární vrstvy 1 a prachové vrstvy 2 shodné nejsou. Podle tohoto vynálezu je pouze nutné, aby prachová vrstva 2 a primární vrstva 1 ležely nad sebou v oblasti vstupu kapaliny. To je například oblast, ve které vstupuje do absorpční pleny 20 pro jedno použití moč.

Zvláště výhodné je, aby prachová vrstva 2 měla stejný rozsah jako celá absorpční struktura 10, zatímco primární vrstva 1 pokrývá pouze část této absorpční struktury JO. Preferované provedení absorpční struktury absorpční pleny 20 má prachovou vrstvu 2, která je tvarem shodná s tvarem absorpční struktury 10, zatímco primární vrstva J se nachází podél celé délky podélné osy 36, tj. od jednoho konce absorpční struktury 10 ke konci druhému, zatímco v příčném směru 34 je její rozsah menší, než rozsah celé absorpční struktury 10. Jiná možnost, znázorněná na obr. 4, spočívá v tom, že primární vrstva 1 pokrývá pouze část podélného směru 36 absorpční struktury 10. zatímco je shodná s tvarem prachové vrstvy 2 ve směru příčném. Nejvýhodnější jsou absorpční struktury 10, zvláště absorpční struktury pro absorpční pleny 20, u kterých je rozsah primární vrstvy 1 menší, než je celková délka absorpční struktury 10 a rovněž menší než celková šířka absorpční struktury 10. Tím je dosaženo nejefektivnějšího využití absorpčního materiálu, obsaženého v primární vrstvě 1 z hlediska ekologického i ekonomického.

Prachová vrstva 2 a primární vrstva 1 mohou mít rozdílnou nebo stejnou plošnou hmotnost, hustotu a tloušťku v podélném nebo příčném směru. Na obr. 4 je znázorněna absorpční struktura 10 s vtokovou zónou 56 nízké hustoty. Vtoková zóna 56 tohoto provedení má tvar trojúhelníka se zaoblenými vrcholy a je provedena podle patentu US č. 4 834 735. Jak je rovněž znázorněno na obr. 4, může být součástí absorpční struktury 10 rovněž přechodná oblast 58, která je ukončením primární vrstvy L V této přechodné oblasti 58 se v příslušné vrstvě mění plošná hmotnost, hustota a tloušťka nebo kombinace těchto parametrů příslušné vrstvy. V preferovaném provedení absorpční struktury 10 absorpčních plen 20 je tato přechodná oblast 58 součástí primární vrstvy 1, přičemž rozsah této primární vrstvy 1 v podélném nebo příčném směru není shodný s prachovou vrstvou 2.

Termín plošná hmotnost, jak je užíván v tomto dokumentu, se rovná hmotnosti materiálu, který se nachází v oblasti kolmé na směr Z, dělené plochou, na které se tento materiál nachází. Tak například může být plošná hmotnost měřena vyříznutím plochy 1,0 nebo 6,45 cm² absorpční struktury 10 a zvážením takto získaného vzorku na běžné váze. Jak bylo již zmíněno, závisí plošná hmotnost na poloze příslušného místa absorpční struktury 10, vyjádřené jeho souřadnicemi v podélném a příčném směru.

Hydrogelový absorpční materiál, používaný v tomto vynálezu, je v podstatě ve vodě nerozpustný polymemí absorbent, který je schopen absorbovat relativně ke své vlastní hmotnosti velká množství kapaliny jako je voda, přičemž dochází ke vzniku hydrogelu. Tyto materiály jsou obvykle schopny i při mírných tlacích rovněž absorbované kapaliny zadržovat. Absorpční materiály mohou být označovány i jinými jmény jako superabsorpční materiály, hydro

-4CZ 284840 B6 koloidy nebo absorpční gelové materiály. Pro tento vynález jsou použitelné nejrůznější typy hydrogelových materiálů.

Hydrogelové absorpční materiály, které jsou s výhodou používány podle tohoto vynálezu, mají absorpční kapacitu (měřenou dále uvedeným způsobem) alespoň 18 až 20 g, výhodněji alespoň 25 g syntetické moči na gram hydrogelového absorpčního materiálu (v jeho suchém stavu). Hydrogelový absorpční materiál, používaný podle tohoto vynálezu, má obvykle absorpční kapacitu 30 až 40 g syntetické moči na gram hydrogelového absorpčního materiálu. Hydrogelové absorpční materiály s absorpčními kapacitami v tomto rozmezí jsou zvláště vhodné pro absorpční struktury 10 absorpčních výrobků, protože mohou zadržovat vysoká množství vylučovaných tělních exsudátů jako je moč za mírných mezních tlaků, kterými jsou simulovány podmínky při používání. Pro odborníky v oblasti absorpčních struktur nebo absorpčních výrobků je samozřejmé, že částečky hydrogelového absorpčního materiálu jsou před svým konečným použitím zkoušeny za použití příslušné kapaliny. Tak například jsou vhodnými zkušebními kapalinami pro menstruační vložky a menstruační kalhotky jiné kapalin než syntetická moč. Absorpční kapacity pro různé kapaliny však jsou různé, proto není možno považovat shora uvedené hodnoty absorpčních kapacit za mezní hodnoty pro hyrogelové absorbenty, které mají být použity pro jiné účely, než je absorpce moči.

Některé obvyklé typy hydrogelových materiálů, vhodných pro tento vynález, a způsobů jejich výroby jsou blíže popsány v patentu USA č. 32 649.

Jako absorpční hydrogelové částice 75 vhodné pro použití podle tohoto vynálezu, mohou být rovněž použity takové typy těchto částic, které jsou nazývány prekurzorovými částečkami.

Hydrogelový absorpční materiál může být povrchově upravován postupem popsaným v patentu USA č. 4 824 901. V případě, že jsou hydrogelové absorpční materiály povrchově upravovány, jsou s výhodou upravovány působením pomocí povrchových síťovacích činidel na tyto částečky a reakcí tohoto povrchového síťovacího činidla s polymemím materiálem, nacházejícím se v sousedství nebo v blízkosti povrchu těchto částeček.

Hydrogelové absorpční materiály mohou mít určitý obsah extrahovatelného polymemího materiálu, který je blíže specifikován v patentu US č. 32 649.

Preferované polymemí materiály, používané jako hydrogelový absorpční materiál, obsahují karboxylové skupiny. Těmito polymery jsou hydrolyzované roubované polymery škrobakrylonitril, částečně neutralizované roubované polymery škrob-akrylonitril, roubované polymery škrob-kyselina akrylová, částečně neutralizované roubované polymery škrob-kyselina akrylová, zmýdelněné kopolymery vinylacetát-akrylester, hydrolyzované kopolymery akrylonitrilu a akrylamidu, řídce zesítěné produkty na bázi kteréhokoliv z dříve uvedených polymerů a částečně neutralizovaná kyselina polyakrylová. Tyto polymery mohou být použity buď jednotlivě, nebo ve směsích dvou nebo více monomerů, sloučenin a podobně. Příklady těchto polymerů jsou popsány v patentech US č. 3 661 875, 4 076 663, 4 093 776, 4 666 983 a 4 734 498.

Nevhodnějšími materiály pro použití jako částice 75 hydrogelových absorpčních materiálů jsou řídce zesítěné produkty částečně zneutralizované kyseliny polyakrylové a jejich škrobových derivátů. Nejvýhodněji obsahují tyto částice od 50 do 95 %, nejlépe kolem 75 % neutralizované řídce zesítěné polyakrylové kyseliny (např. kopolymeru akrylátu sodného s kyselinou akrylovou). Jednotlivé částečky polymemího materiálu mohou být vytvářeny jakýmkoli vhodným způsobem. Obvyklé a výhodné postupy pro přípravu těchto částeček jsou popsány v patentu US č. 32 649 ač. 4 666 983 a4 625 001.

-5CZ 284840 B6

Preferovanými způsoby přípravy absorpčních hydrogelových částic 75 jsou polymerace ve vodném roztoku, která je opakem polymerace v reverzní fázi (známé též pod názvy polymerace v inverzní fázi nebo emulzní polymerace). Jak je popsáno v patentu US č. 32 649 polymerace ve vodném roztoku spočívá v použití reakce, probíhající ve vodném prostředí, k vytváření těchto částic.

Hydrogelové absorpční materiály, použité pro absorpční struktury 10 podle tohoto vynálezu, mají práškovitou formu. Zde použité slovní spojení práškovitá forma znamená, že hydrogelový absorpční materiál je ve formě diskrétních jednotek, nazývaných částice. Těmito částicemi mohou být granule, drobné částečky nepravidelných tvarů, sférické částečky, agregáty aaglomeráty. Částice, které jsou dále popisovány, však převážně nepodléhají agregaci a aglomeraci, mohou mít jakýkoliv vhodný tvar, jako je tvar krychlí, mnohostěnů, kulovitý tvar, oblý tvar, hranaté tvary, nepravidelné tvary, nebo to mohou být částečky různých rozměrů s nepravidelnými tvary (například práškovité produkty drcení a mletí).

Zásadní důležitost pro funkci absorpčních struktur 10 má distribuce velikostí těchto částic.

Obecně platí, že velké částice hydrogelových absorpčních materiálů botnají pomalu a snižují potenciální rychlost pohlcování kapaliny (tj. rychlost, kterou je kapalina pohlcována do absorpční struktury ve směru Z). Malé částice (neboli prach) botnají rychle, avšak snadno jsou zanášeny do kapilárních prostor, čímž snižují propustnost absorpční struktury a velmi výrazně snižují rychlost pronikání kapaliny do celé absorpční struktury. Vysoké koncentrace drobných částic mohou zkoagulovat za tvorby gelové hmoty, která znemožňuje distribuci kapaliny v absorpční struktuře. Tento jev je nazýván blokování gelu.

Při použití určité, poměrně úzké, distribuce velikosti částic 75 pro absorpční struktury 10 obsahující hydrogelový absorpční materiál, mohou být shora zmíněná omezení, související s velkými i malými částicemi 75 výrazně zmírněna nebo eliminována. Je možno považovat za obecně přijatou skutečnost, že velikost částic 75 do jisté míry určuje rychlost pohlcování kapaliny absorpčním výrobkem. To je pochopitelné vzhledem k tomu, že rychlost pohlcování kapaliny je závislá na celkovém povrchu jednotky hmotnosti hydrogelového absorpčního materiálu. Rozsah (neboli šířka distribuce) velikostí částic 75 má vliv jak na rychlost pohlcování, tak na rychlost pronikání kapaliny do absorpční struktury 10. Ideální je úzká distribuce velikosti částic 75.

Tento vynález se vztahuje k použití celé distribuce velikosti částic 75, které umožňuje, že menší z nich nemusí být odstraňovány. Obecně lze jakoukoliv distribuci uvést do souladu s požadavkem, aby neobsahovala příliš velké částice 75 tím způsobem, že se použije vhodný proces, například mletí, drcení a podobné známé způsoby snižování velikosti částic. Množství nežádoucích malých částic 75 však během těchto procesů vzrůstá a od určité koncentrace se stává nežádoucím. Zvláště vrchní část primární vrstvy 1 by neměla obsahovat částice 75 o kterých je známo, že způsobují blokování gelu. Na druhé straně není z ekonomických a ekologických důvodů žádoucí, aby tyto částice 75 byly odstraňovány jako odpad. Na základě tohoto vynálezu je nyní možné využívat standardní celkovou distribuci částic 75 hydrogelu, vznikající při obvyklém výrobním procesu, aniž by bylo nutné se vzdát výhod použití částic 75 o malých velikostech v absorpční struktuře 10.

Tento vynález se týká hydrogelových absorpčních částic 75 v primární vrstvě 1 o takové distribuci velikostí, že alespoň 70 % hmotnostních těchto částic 75 je velikosti 105 mikrometrů a vyšší. Částice 75 hydrogelového absorbentu, obsažené v prachové vrstvě 2 mají takovou distribuci velikostí, že alespoň 60 % hmotnostních těchto částic 75 má velikost menší než 105 mikrometrů. V preferovaném provedení absorpčního výrobku podle tohoto vynálezu mají všechny částice 75 menší velikost než 105 mikrometrů.

-6CZ 284840 B6

Distribuce částic 75 hydrogelového absorpčního materiálu v podélném směru, v příčném směru a ve směru Z primární vrstvy 1 absorpčního výrobku, je nezávislá na této distribuci v prachové vrstvě 2 a naopak. Částice 75 hydrogelového absorpčního materiálu mohou být přítomny ve větší nebo menší koncentraci v různých oblastech absorpční struktury 10. V preferovaném provedení tohoto vynálezu stoupá plošná hmotnost nebo koncentrace částic 75 primární vrstvy 1 v příčném směru se zmenšující se vzdáleností k podélné ose 36 absorpční struktury 10 zatímco v podélném směru je maximum plošné hmotnosti nebo koncentrace situováno v oblasti vstupu místa kapalin, které jsou absorbovány. Je rovněž vhodné, aby distribuční profil absorpčních částic 75 hydrogelu v prachové vrstvě 2 podél příčného směru vykazoval maximum v blízkosti podélné osy 36 absorpční struktury 10.

Nejvhodnější distribucí velikostí částic 75 hydrogelového absorpčního materiálu ve směru Z je pro prachovou vrstvu 2 jakož i pro vrstvu 1 primární, distribuce vykazující homogenní profil. Toto je znázorněno na obr. 2 a 3 na kterých jsou částice 75 hydrogelového absorbentu v primární vrstvě 1 kde velikost částic 75 je 105 mikrometrů nebo vyšší, homogenně distribuovány. Rovněž v prachové vrstvě 2 absorpční struktury 10 jsou částice 75 hydrogelového absorbentu homogenně distribuovány, velikost těchto částic 75 je však menší než 105 mikrometrů. Průřezy absorpční strukturou 10 znázorněnou na obr. 1, které jsou znázorněny v podélném směru na obr. 2 a v příčném směru na obr. 3, nejsou ve stejném měřítku, nýbrž zvětšeny, aby bylo dosaženo výraznějšího znázornění tohoto vynálezu. Samotná koncentrace částic 75 hydrogelového absorbentu ve směru Z nemusí být stejná v prachové a primární vrstvě 2 a L Je vhodné, aby plošná hmotnost hydrogelových částic 75 absorbentu v prachové vrstvě 2 a v primární vrstvě 1 byly v poměru od 1:1 do 1:20 s výhodou od 1:2 do 1:5. Plošná hmotnost a uvedené poměry platí pro alespoň jednu oblast, avšak nikoliv pro celou absorpční strukturu 10.

Distribuce velikostí částic 75 hydrogelového absorbentu pro každou z vrstev podle tohoto vynálezu může být vyjádřena na základě skutečných velikostí částic 75. Metoda, vhodná pro stanovení skutečné velikosti částic 75 je blíže uvedena v několika přihláškách vynálezů týkajících se agregátů vzniklých mezičásticovým zesítěním, které byly zmíněny dříve. Stanovení skutečných velikostí částic 75 však může být relativně komplikovaným procesem vzhledem k různým tvarům a velikostem, které tyto částice 75 mohou mít. Proto jsou pro jednoduchost vyjadřovány velikosti částic 75 v absorpčních strukturách 10 podle tohoto vynálezu jiným způsobem.

Pro účely tohoto vynálezu je termín velikost částice definován jako rozměr, který byl stanoven pomocí sítové analýzy a podle prosévací zkoušky, která je dále podrobněji popsána. Vzorek částic je proséván dále popsaným způsobem a výsledky jsou zaznamenávány. Rozumí se, že pro částice, které nejsou kulové, může být prosévací zkouškou stanovena pouze velikost určitého rozměru. Výsledky takové prosévací zkoušky však určují velikost částic pro účely tohoto vynálezu s dostatečnou přesností.

Jedním ze způsobů vyjadřování velikosti částic 75 je její vyjádření pomocí velikostí otvorů v sítech. Tak například je pro účely tohoto vynálezu považována velikost částic, které zůstávají při síťování na sítu o velikosti otvorů 105 mikrometrů, za větší nebo rovnou 105 mikrometrů. Pokud částice projde sítem o velikosti otvorů 297 mikrometrů a je zadržena na sítě s otvory o velikosti 105 mikrometrů, předpokládá se, že její rozměr leží v oblasti mezi 105 a 297 mikrometry. Rozměry částice, která projde sítem o velikosti otvorů 105 mikrometrů, jsou považovány za menší, než 105 mikrometrů.

Je známo, že při většině prosévacích zkoušek mohou při určité zkoušce některé částice projít přes síto nebo být na sítu zadrženy, avšak při jiné zkoušce tomu tak není. To může být důsledek tvaru částice a její různé polohy vzhledem k otvorům síta, kterou tato částečka zaujímá při každém z těchto testů. Vzhledem k tomu jsou výsledky prosévacích zkoušek obecně vyjadřovány jako hmotnostní procento částic, které projdou přes síto určitých rozměrů a jsou zadrženy na sítu

-7CZ 284840 B6 jiných rozměrů. Výhodné je, pokud podle tohoto vynálezu v prachové vrstvě 2 není více než % hmotnostních částic 75 větších než 105 mikrometrů, výhodnější je, není-li podíl takových částic 75 vyšší než 10% hmotnostních. V primární vrstvě 1 je výhodné, pokud podle tohoto vynálezu není více než 30 % hmotnostních částic 75 menších než 105 mikrometrů, výhodnější je, 5 není-li podíl vyšší než 10 % hmotnostních. Z ekonomických důvodů je zvláště výhodné, pokud jsou všechny částice 75 z celkové distribuce velikosti 105 mikrometrů nebo větší použity v primární vrstvě 1 absorpční struktury JO. V takovém případě mají tedy všechny částice 75 v prachové vrstvě 2 velikost menší než 105 mikrometrů.

Jak již bylo uvedeno, je rovněž známo, že částice 75, které jsou příliš velké, nevykazují optimální výkonnost. Proto by velikost částic 75 v primární vrstvě 1 neměla být větší než 500 mikrometrů, s výhodou by neměla tato velikost být větší než 297 mikrometrů.

Na obr. 5 je znázorněna závislost kumulativního podílu částic 75 v procentech na velikosti částic 15 75 pro standardní celkovou distribuci velikosti částic 75. Část křivky, označená písmenem A reprezentuje oblast velikosti těch částic 75, které jsou podle tohoto vynálezu použity do prachové vrstvy 2. Část křivky, označená písmenem B reprezentuje oblast velikosti těch částic 75, které jsou podle tohoto vynálezu použity do primární vrstvy L Částice 75, jejichž velikost odpovídá části křivky označené písmenem C jsou vyloučeny, avšak jejich velikost může být snížena tak, 20 aby odpovídala velikosti částeček, které je možno použít pro absorpční strukturu 10.

Částice 75 s distribucí velikostí, odpovídající prachové vrstvě 2 nebo primární vrstvě 1, mohou být vyrobeny jakoukoliv vhodnou metodou. Částice 75 o určité distribuci velikostí mohou být v relativně malých množstvích získány síto váním. Ve větších množstvích mohou být částice 75 25 s určitou distribucí velikostí získávány separací pomocí cyklonů nebo jinými známými separačními metodami. Separace pomocí cyklonů je preferována, protože je možno ji kombinovat s pneumatickým transportem, používaným při výrobě hydrogelu, nebo ještě lépe je možno ji použít přímo při výrobě absorpčních výrobků.

Materiály, používané vedle hydrogelových materiálů při vytváření absorpčních struktur 10 mohou být v jakémkoliv vhodném tvaru, který je schopen transportovat kapaliny mezi jejich strukturní elementy, vytvářejícími matrici. Slovní spojení strukturní elementy, jak je používáno v tomto dokumentu, se vztahuje na jednotlivá vlákna, příze, prameny vláken, volné částečky a podobně, které jsou obvykle obsaženy v absorpčních strukturách 10 podle tohoto vynálezu.

Částice 75 hydrogelového absorpčního materiálu se nacházejí v matrici strukturních elementů nebo na ní. Částice 75 hydrogelového absorpčního materiálu jsou obklopeny matricí strukturních elementů a tím jsou vytvářeny prachová vrstva 2 a primární vrstva 1 absorpční struktury JO.

Každá z vrstev absorpční struktury 10 podle tohoto vynálezu je tvořena matricí, kterou je např. tkanina, plst nebo jiný vláknitý materiál, smíšenou s určitým množstvím zde popsaného hydrogelového absorpčního materiálu. Zmíněné tkaniny jsou obvykle tvořeny navzájem propletenými vlákny, a jsou jinak nazývány vláknitým nebo vlákenným materiálem. Rozumí se však, že pro účely tohoto vynálezu se absorpční struktura 10 neomezuje na tkaniny nebo podobné materiály obsažené v prachové vrstvě 2 a v primární vrstvě 1. Absorpční struktura 10 může dále obsahovat další vrstvené struktury, tkaniny nebo kombinace několika fólií nebo tkanin z materiálů popsaných v tomto dokumentu.

Ve vrstvách absorpčních struktur mohou být obsaženy různé typy vláknitých materiálů.

Kterýkoliv typ vláknitého materiálu, který je vhodný pro použití v běžných absorpčních strukturách, je rovněž vhodný pro absorpční struktury 10 popsané v tomto dokumentu. Konkrétními příklady takových vláknitých materiálů jsou celulózová vlákna, modifikovaná celulózová vlákna, hedvábí, polypropylenová a polyesterová vlákna, jako je polyetylentereftalát (Dakron), hydrofilní nylon (Hydrofil) a pod. Jinými vláknitými materiály jsou acetát celulózy,

-8CZ 284840 B6 polyvinylfluorid, polyvinylidenchlorid, akryláty, polyvinylacetát, polyamidy (jako je Nylon), dvojsložková vlákna, trojsložková vlákna, jejich směsi a podobně. Preferovány jsou však hydrofílní vláknité materiály.

Termín hydrofílní, jak je užíván v tomto dokumentu, popisuje vlákna nebo povrchy vláken, které jsou smáčeny při styku kapalin s vlákny. To znamená, že vlákno nebo jeho povrch jsou považovány za hydrofílní, jestliže voda nebo vodné tělní tekutiny se rozprostírají po povrchu těchto vláken, bez ohledu na to, zda toto vlákno nasává příslušnou kapalinu nebo tvoří gel. Podle dosavadního stavu techniky, týkajícího se smáčení materiálů, se hydrofílita (a smáčení) hodnotí na základě kontaktních úhlů a povrchových napětí příslušných kapalin a pevných látek. Toto je podrobně diskutováno v publikaci Americké chemické společnosti, kterou je zde uvedena jako odkaz, nazvané Contact Angle, Wettability and Adhesion, editor Robert F. Gould z r. 1964.

Příklady vhodných hydrofilních vláknitých materiálů jsou vedle těch, které již byly zmíněny, hydrofilizovaná hydrofóbní vlákna. Takovými vlákny jsou surfaktanty nebo silikou upravená termoplastická vlákna na bázi polyolefinů jako je polyetylén, polypropylen, polyakryláty, polyamidy, polystyren, polyurethany a podobně. Ve skutečnosti hydrofilizovaná hydrofóbní vlákna, která sama od sebe příliš neabsorbují a která proto nevytvářejí tkaniny o dostatečné absorpční kapacitě, aby mohly být použity pro běžné absorpční výrobky, mohou být vhodná pro použití v absorpčních strukturách 10 podle tohoto vynálezu pro jejich dobrou kapilární vzlínavost. Kapilární vzlínavost vláken může být stejně důležitá, ne-li důležitější, než samotná absorpční kapacita vláknitého materiálu. Tato skutečnost souvisí s vysokou rychlostí pohlcování kapaliny a s nepřítomností blokování gelu u práškovitých hydrogelových absorpčních materiálů, užívaných v absorpčních strukturách podle tohoto vynálezu. V některých aplikacích podle tohoto vynálezu mohou být rovněž použita hydrofóbní syntetická vlákna, jsou však obvykle méně vhodná.

Z důvodu přístupnosti a ceny jsou jako hydrofílní vláknitý materiál zde popsaných absorpčních struktur obvykle přednostně užívána celulózová vlákna. Nejvýhodnější jsou vlákna dřevné buničiny, nazývaná též airfelt.

Jiné celulózové vláknité materiály, které mohou být používány v některých zde popsaných absorpčních strukturách, jsou chemicky zpevněná celulózová vlákna. Preferovanými chemicky zpevněnými celulózovými vlákny jsou zpevněná, zvlněná a zkadeřená celulózová vlákna, která mohou být vyráběna vnitřním síťováním celulózových vláken pomoci síťovacího prostředku. Typy zpevněných, zvlněných a zkadeřených celulózových vlákna, která mohou být použita jako hydrofílní vláknitý materiál zde popsaných absorpčních struktur, jsou blíže popsána v patentech US č. 4 822 453,4 888 093, 4 889 595, 4 889 596, 4 889 597 a 4 898 642.

Zvláště výhodné jsou takové absorpční struktury 10 s prachovou vrstvou 2 a primární vrstvou 1, ve kterých obě tyto vrstvy 1, 2 mají matrici z dřevné buničiny a obsahují částice 75 hydrogelového absorbentu v matricích obou těchto vrstev 1, 2 homogenně rozptýlené ve směru Z. Nej výhodnější jsou tyto absorpční struktury 10 pokud dále obsahují na straně primární vrstvy 1 odvrácené od prachové vrstvy 2 vrstvu chemicky zpevněných celulózových vláken, která tvoří zvláště rychle pohlcující kapilární vrstvu. Tato vrstva chemicky zpevněných celulózových vláken může rovněž obsahovat částice 75 hydrogelového absorbentu. Pokud se tato vrstva vyskytuje v provedeních tohoto vynálezu, je s výhodou částic 75 hydrogelového absorbentu prosta, a její velikost je menší než nejmenší šířka absorpční struktury 10 a menší, než délka absorpční struktury 10 tj. je menší než absorpční struktura 10 ve všech směrech.

Relativní množství vláken nebo jiného vhodného typu materiálu práškovitého hydrogelového absorpčního materiálu, používaných v absorpčních strukturách 10 podle tohoto vynálezu, je nej vhodněji vyjadřováno jako hmotnostní procento těchto složek v absorpční struktuře 10.

-9CZ 284840 B6

Absorpční struktury 10 s výhodou obsahují celkově 5 až 98 % hmotnostních, výhodněji 10 až 80 % hmotnostních, práškovitého hydrogelového absorpčního materiálu.

Celkovou koncentrací je v této souvislosti míněna celková hmotnost částic 75 hydrogelového absorbentu v procentech celkové hmotnosti absorpční struktury 10 nebo příslušné absorpční vrstvy.

V důsledku rozdílných velikostí částic 75 v primární a v prachové vrstvě 1 a 2 nejsou preferované koncentrace částic 75 hydrogelového absorbentu v těchto dvou vrstvách 1, 2 stejné. Výhodná celková koncentrace částic 75 hydrogelového absorbentu v prachové vrstvě 2 je proto 5 až 50 %, nejvýhodnější je koncentrace 10 až 35 % vztaženo k hmotnosti této prachové vrstvy 2. Na druhé straně je výhodná celková koncentrace částic 75 hydrogelového absorbentu v primární vrstvě 110 až 80 %, výhodnější je koncentrace 20 až 50 %, a nejvýhodnější je koncentrace 30 až 40 %, vztaženo k hmotnosti této primární vrstvy 1.

Výhodné je rovněž, aby prachová vrstva 2 a primární vrstva 1 měly různé absorpční kapacity. To může být dosaženo volbou celkové koncentrace částic 75 hydrogelového absorbentu a použitím různých plošných hmotností vláknitého materiálu v prachové vrstvě 2 a v primární vrstvě 1. Podle tohoto vynálezu je poměr maximální plošné hmotnosti vláknité matrice prachové vrstvy 2 a maximální plošné hmotnosti vláknité matrice primární vrstvy 1 zvolen tak, že se, alespoň pro některé oblasti absorpční struktury 10 pohybuje v rozmezí od 1:1 do 1:10 s výhodou od 1:2 do 1:5. Při návrhu absorpční struktury 10 je používán tento poměr pro rozdělení celkového množství absorpčního vláknitého materiálu podle absorpční kapacity, pro kterou je příslušný absorpční výrobek navrhován.

Podobně jsou podle tohoto vynálezu vhodným způsobem voleny plošné hmotnosti částic 75 hydrogelového absorbentu v prachové vrstvě 2 a plošné hmotnosti částic 75 hydrogelového absorbentu v primární vrstvě 1, přičemž se jejich poměr pohybuje v rozmezí od 1:1 do 1:20, s výhodou od 1:2 do 1:5.

Celková plošná hmotnost absorpčních struktur závisí na tom, pro jaký účel je příslušná absorpční struktura používána. Pro zde uvažované absorpční struktury 10 je možno stanovit vhodné rozmezí této hodnoty, s ohledem na rozdílnosti mezi různými absorpčními strukturami 10 podle tohoto vynálezu, jakož i variace plošné hmotnosti absorpční struktury 10 v důsledku koncentračních gradientů v podélném a příčném směru. Preferovaná maximální plošná hmotnost absorpčních struktur 10 v absorpčních výrobcích podle tohoto vynálezu se pohybuje v rozmezí 0,05 g/cm² až 0,15 g/cm².

Hustota absorpčních struktur 10 podle tohoto vynálezu může být důležitá z několika důvodů. Může být důležitá pro určení absorpčních vlastností samotných absorpčních struktur 10 i pro určení vlastností výrobků, ve kterých jsou tyto absorpční struktury 10 používány. Hustota zde popsaných absorpčních struktur 10 se obecně pohybuje v rozmezí od 0,06 g/cm³ do 0,5 g/cm³, výhodněji se tato hustota pohybuje v rozmezí od 0,08 g/cm³ do 0,35 g/cm³. Hodnoty hustot jsou vypočteny z jejich plošné hmotnosti a tloušťky. Tloušťka je měřena za mírného zatížení 15,9 g/cm². Plošná hmotnost je měřena vyříznutím vzorku absorpční struktury 10 určité velikosti a zvážením tohoto vzorku na běžné váze. Hmotnost a plocha vzorku určují plošnou hmotnost.

V hustotě a plošné hmotnosti jsou zahrnuty hmotnosti částic 75 hydrogelového absorpčního materiálu.

Absorpční struktury 10 podle tohoto vynálezu mohou obsahovat vedle vláken a jiných materiálů různé další volitelné materiály. Těmito volitelnými materiály mohou být například prostředky pro rozdělování kapaliny, antimikrobiální přísady, prostředky pro nastavení pH, prostředky pro odstraňování zápachu, parfémy apod. Pokud jsou tyto volitelné součásti přítomny, jejich

- 10CZ 284840 B6 množství by nemělo přesahovat 30 % hmotnostních, vztaženo na hmotnost absorpční struktury 10.

Zde popsané preferované absorpční struktury mohou být vyráběny jakýmkoliv postupem nebo technikou, která je vhodná pro zpracování kombinací vláken a částeček hydrogelového absorpčního materiálu. Tyto absorpční struktury jsou s výhodou vyráběny pneumatickým nanášením v podstatě suché směsi vláken a částeček hydrogelového absorbentu a, pokud je to žádoucí nebo nutné, zhutněním takto získané vrstvy. Tento způsob je podrobněji popsán v patentu US č. 4 610 678. Jak vyplývá z patentu US č. 4 610 678 pneumaticky nanesená vrstva, připravená tímto způsobem, je tvořena z vláken, která nejsou v podstatě spolu vázána. Obsah vlhkosti v těchto vrstvách je s výhodou 10 % a méně.

Preferovaný kontinuální způsob přípravy absorpčních struktur 10 podle tohoto vynálezu sestává ze dvou kroků. V prvém kroku jsou užívány dva kontinuálně provozované proudy plynu, s výhodou vzduchu. V každém z těchto proudů jsou obsažena vlákna matrice a částečky hydrogelového absorbentu, s výhodou homogenně smíchány. Jeden z těchto proudů obsahuje vlákna matrice a částečky hydrogelového absorbentu s odpovídající distribucí velikostí, která budou tvořit prachovou vrstvu 2 a druhý proud obsahuje vlákna matrice a částečky hydrogelového absorbentu s odpovídající distribucí velikostí, která budou tvořit primární vrstvu

1. Druhým krokem tohoto postupuje kontinuální nanášení materiálu, suspendovaného v proudu plynu na podložku, která se rovněž kontinuálně pohybuje, čímž jsou v souladu s návrhem příslušné absorpční struktury 10 vytvářeny prachová vrstva 2 a primární vrstva 1_.

S výhodou může být kontinuálně se pohybující podložkou otáčející se nanášecí buben, za kterým dále následuje přenosová stanice, ve které je absorpční struktura 10 přenášena z nanášecího bubnu na transportní prostředek. Jinou, rovněž výhodnou kontinuálně se pohybující podložkou může být pohyblivé síto, například ve formě nanášecího pásu. V případě tohoto pokládacího systému není nutná přenosová stanice. Při výrobě plen pro jedno použití je zvláště výhodné, aby v případě, že nanášecí podložkou je nanášecí buben, byla prachová vrstva 2 umístěna blíže sítu nanášecího bubnu, než primární vrstva L aby se po přenosu v přenosové stanici získala absorpční struktura JO, která může být přenesena na vakuové pásy takovým způsobem, aby prachová vrstva 2 nepřicházela na většině svého povrchu do styku s povrchem vakuových pásů. Tím se zabrání ztrátě malých částic 75 hydrogelového absorbentu, obsažených v prachové vrstvě

2, které by jinak snadno mohly být strženy proudy vzduchu, vytvářenými vakuovými pásy.

Pokud je jako kontinuální nanášecí podložka použit pohyblivý pás, je výhodné nanést primární vrstvu 1 blíže k nanášecímu pásu, čímž se pro další zpracování, popsané shora pro způsob používající otáčivého nanášecího bubnu, dosáhne téže situace.

Absorpční struktury 10 podle tohoto vynálezu jsou zvláště vhodné pro použití v absorpčních jádrech absorpčních výrobků, zvláště absorpčních výrobků pro jedno použití.

Slovní spojení absorpční výrobek, jak je užíváno v tomto dokumentu, se týká výrobků, které absorbují a zadržují tělesné exsudáty a jiné kapaliny. Slovní spojení absorpční výrobek, jak je užíváno v tomto dokumentu, se obvykle týká výrobků, které jsou umísťovány na povrchu těla nebo v blízkosti těla osoby, která je užívá, aby absorbovaly různé exsudáty, které jsou vylučovány z těla. Slovní spojení absorpční výrobky pro jedno použití, jak je používáno v tomto dokumentu, znamená ty absorpční výrobky, které jsou po jednom použití odkládány do odpadu. To znamená, že absorpční výrobek jako celek není určen k tomu, aby byl prán nebo čištěn jiným způsobem, ačkoliv některé jeho materiály, nebo absorpční výrobek jako celek, může být recyklován, znovu používán nebo kompostován.

Preferované provedení absorpční pleny 20 je znázorněno na obr. 1. Termín plena, jak je užíván v tomto dokumentu, se týká součásti oděvu, která je obvykle nošena dětmi nebo osobami,

- 11 CZ 284840 B6 trpícími inkontinencí, na spodní části těla. Je však třeba podotknout, že tento vynález je rovněž použitelný pro jiné absorpční výrobky, jako jsou kalhotky pro osoby trpící inkontinencí, vložky pro osoby trpící inkontinencí, kalhotky pro děti, sloužící k nácviku hygienických návyků, vložky plen, hygienické vložky a podobně.

Na obr. 1 je znázorněn pohled shora na plenu 20 podle tohoto vynálezu v její rozvinuté formě (tj. bez jakékoliv kontrakce, způsobené její elastičností). Některé části pleny 20 byly na obrázku odkryty, aby bylo možno jasně ukázat konstrukci této pleny 20. Plena 20 je znázorněna ze strany, která je obrácena k uživateli. Proto kladný směr Z vybíhá směrem k pozorovateli obr. 1. Na 10 obr. 1 je znázorněno, že plena 20 má přední pásovou část 22, zadní pásovou část 24, rozkrokovou část 26 a okraj 28. Okraj 28 je tvořen vnějšími hranami pleny 20. Podélné hrany pleny 20 jsou označeny vztahovou značkou 30 a koncová hrana je označena vztahovou značkou 32. Plena 20 má dále příčnou osu 34 a podélnou osu 36.

Plena 20 s výhodou sestává z vrchní fólie 38 propustné pro kapaliny, ze spodní fólie 40 nepropustné pro kapaliny spojené s vrchní fólií 38 a z absorpčních struktur 10, které se nacházejí mezi vrchní fólií 38 a spodní fólií 40, dále z pružných elementů 44 a upínacích pásků 46. Vrchní fólie 38, spodní fólie 40 absorpční struktury 10 a pružné elementy 44 mohou být uspořádány různými známými způsoby.

Preferované provedení pleny 20 je obecně popsáno v patentu US č. 3 860 003. Jiná zde uvažovaná preferovaná provedení jsou popsána v patentech US č. 4 808 178, č. 4 695 278, č. 4 816 025.

Na obr. 1 je znázorněno preferované provedení pleny 20, ve kterém jsou vrchní fólie 38 a spodní fólie 40 stejné velikosti a jejich délka a šířka jsou větší, než tyto rozměry absorpční struktury 10. Vrchní fólie 38 je spojena se spodní fólií 40 a leží na této fólii, čímž je vytvořen okraj 28 pleny 20.

Přední a zadní pásové části 22 a 24 pleny 20 vyčnívají z koncových hran 32 okraje pleny 28 proti příčné ose 34 pleny 20. Přední a zadní pásové části 22 a 24 s výhodou vyčnívají o asi 5 % délky pleny 20. Pásová oblast vytváří horní část pleny 20, která při nošení obepíná pás uživatele. Rozkroková část 26 vytváří část pleny 20, která je při nošení umístěna mezi nohama uživatele a přiléhá ke spodní části těla uživatele. Rozkroková část 26 je tedy oblast, ve které obvykle 35 dochází k ukládání kapaliny do pleny 20, nebo do jiného absorpčního výrobku.

Vrchní fólie 38 je poddajná, měkká a nedráždivá pro pokožku uživatele. Vrchní fólie 38 je dále propustná pro kapaliny, což umožňuje rychlé pronikání kapalin přes tuto fólii 38. Vhodná vrchní fólie 38 může být vyráběna z různých materiálů, jako jsou porézní pěny, fólie z pěn vyztužených 40 sítí, perforované plastikové filmy, přírodní vlákna (např. vlněná nebo bavlněná vlákna) syntetická vlákna (např. polyesterová nebo polypropylenová vlákna) nebo kombinace přírodních a syntetických vláken. S výhodou je vrchní fólie 38 zhotovena z hydrofobního materiálu, aby pokožka uživatele byla izolována od kapalin obsažených v absorpční struktuře JO.

Zvláště výhodná vrchní fólií 38 je zhotovena z polypropylenové střiže s vlákny přibližně 1,5 denier. Pro účely tohoto dokumentu znamená termín střiž textilní vlákna o délce alespoň 15,9 mm.

Existuje řada výrobních technik, které mohou být použity pro výrobu vrchní fólie 38. Vrchní 50 fólie 38 může být například ze tkané, netkané, z mykané textilie a podobně. S výhodou je vrchní fólie 38 zhotovena z mykané textilie a termicky upevněna způsobem, který je znám osobám příslušné technologie. S výhodou je plošná hmotnost vrchní fólie 38 od 14 do 25 g/m², minimální pevnost v tahu za sucha je ve směru stroje 4 N/cm a minimální pevnost v tahu za mokra je ve směru kolmém na směr stroje 0,55 N/cm.

- 12CZ 284840 B6

Spodní fólie 40 je nepropustná pro kapaliny a je s výhodou vyrobena z tenké plastikové fólie, mohou však být použity i jiné ohebné materiály, nepropustné pro kapaliny. Termín ohebný jak je používán v tomto dokumentu, se vztahuje k materiálům, které jsou poddajné a které se snadno přizpůsobují tvaru těla uživatele. Spodní fólie 40 zabraňuje tomu, aby exsudáty, absorbované a zadržované v absorpční struktuře JO, promáčely výrobky, které jsou v kontaktu s plenou 20 jako je ložní prádlo a spodní prádlo. S výhodou je spodní fólie 40 tvořena polyethylenovou fólií o tloušťce 0,012 až 0,051 mm.

Povrch spodní fólie 40 je s výhodou opatřen reliéfem nebo matován, aby získal vzhled, který se více blíží vzhledu textilie. Spodní fólie 40 může rovněž propouštět plyny, a tím umožňovat jejich unikání z absorpční struktury, aniž by dovolovala pronikání exsudárů.

Velikost spodní fólie 40 je dána velikostí absorpční struktury 10 a zvoleným tvarem pleny 20.

V preferovaném provedení má spodní fólie 40 v podélném směru zúženou střední část a přesahuje absorpční jádro 10 podél celého obvodu 28 pleny 20 minimálně a 1,3 až 2,5 cm.

Vrchní fólie 38 a spodní fólie 40 jsou navzájem spojeny libovolným vhodným způsobem. Termín spojeny, jak je užíván v tomto dokumentu, se týká takových uspořádání, ve kterých je vrchní fólie 38 spojena přímo se spodní fólií 40 připojením vrchní fólie 38 ke strukturám, nacházejícím se mezi fóliemi 38, 40, které jsou dále připojeny ke spodní fólii 40. V preferovaném provedení jsou vrchní fólie 38 a spodní fólie 40 na okraji pleny 28 navzájem spojeny přímo za užití spojovacích prostředků, jako je lepidlo nebo jiný spojovací prostředek, vhodný pro tento účel. Příkladem takových spojovacích prostředků mohou být rovnoměrná vrstva lepidla, vrstva lepidla, které je nanášeno v podobě vzorku, nebo ve formě navzájem oddělených linií nebo bodů.

Upínací pásky 46 jsou obvykle připevněny v oblasti zadní pásové části 24 pleny 20 a slouží jako prostředky, kterými je plena 20 připevněna na těle uživatele. Na obr. 1 je znázorněn pouze jeden upínací pásek 46. Jako upínací pásky 46 mohou být použity běžně používané upínací pásky, jako je například upínací pásek, popsaný v patentu US č. 3 848 594. Mohou být rovněž použity upínací pásky, které se připevňují na určitý vymezený povrch, jako jsou pásky používající vysoce agresivního lepidla, nebo dvojdílné mechanické upevňovací prostředky, např. typu smyčka-háček. Při použití těchto typů upevňovacích prostředků je příslušný upevňovací systém připojen k pleně 20 na protilehlých koncích pleny 20 v podélném směru.

Pružné elementy 44 jsou umístěny poblíž okraje 28 pleny 20 s výhodou podél každé podélné hrany 30, takže tyto pružné elementy 44 stahují plenu 20 k nohám uživatele a přidržují ji na nich. Pružné elementy 44 mohou být umístěny jak poblíž podélných hran 30 tak poblíž jedné nebo obou koncových hran 32 nebo mohou být umístěny jen poblíž koncových hran 32. Tím vytvářejí jak pás, tak nohavice nebo jenom nohavice. Vhodný pás je například popsán v patentu US č. 4 515 595. Způsob výroby pleny 20 pro jedno použití s elasticky smrštitelnými pružnými elementy 44 a aparatura pro provádění tohoto způsobu jsou popsány v patentu US č. 4 081 308.

Pružné elementy 44 jsou připevněny k pleně 20 ve smrštěném stavu, takže v běžném neprotaženém stavu tyto pružné elementy 44 plenu 20 účinně stahují. Pružné elementy 44 mohou být připevněny do pružně smrštitelného stavu alespoň dvěma způsoby. Pružné elementy 44 mohou být například nataženy a připevněny, zatímco plena 20 může být stlačena za vzniku záhybů, nebo mohou být pružné elementy 44 připevněny a připojeny k pleně 20 tak, že pružné elementy 44 jsou v uvolněném, nenapnutém stavu.

V provedení, znázorněném na obr. 1 jsou pružné elementy 44 v podstatě podél celé délky rozkrokové části 26 pleny 20. Pružné elementy 44 mohou být podél celé délky pleny 20 nebo mohou mít jakoukoliv jinou délku, vhodnou pro vytvoření elasticky smrštitelného pruhu. Délka pružných elementů 44 je určena tvarem pleny 20.

- 13 CZ 284840 B6

Pružné elementy 44 mohou být různého provedení. Šířka pružných elementů 44 se může například měnit od 0,25 mm do 25 mm nebo více. Pružné elementy 44 mohou být tvořeny jedním pásem pružného materiálu nebo mohou být složeny z několika rovnoběžných nebo mimoběžných pásů elastického materiálu. Pružné elementy 44 mohou být pravoúhlého nebo zaobleného průřezu. Pružné elementy 44 mohou být dále připojeny k pleně 20 jakýmkoliv z řady způsobů, známých v příslušném výrobním oboru. Například mohou být připevněny pomocí ultrazvuku, přitaveny k materiálu pleny 20 působením tlaku za zvýšené teploty za užití nejrůznějších uspořádání kontaktních ploch, nebo jednoduše k pleně 20 přilepeny.

Absorpční struktura 10 pleny 20 je umístěna mezi vrchní fólií 38 a spodní fólií 40. Tato absorpční struktura 10 může být vyrobena v nejrůznějších velikostech a tvarech (např. v pravoúhlém tvaru, ve tvaru zúženém ve středu, v asymetrickém tvaru a pod.). Celková absorpční kapacita absorpční struktury 10 by však měla odpovídat předpokládanému množství absorbované kapaliny při příslušném použití pleny 20. Velikost absorpční kapacity absorpčních struktur 10 může být dále proměnlivá, aby byla vhodná pro uživatele od dětí po dospělé.

Zvláště výhodné provedení absorpční struktury 10 použitelné podle tohoto vynálezu, je znázorněno na obr. 4. V podstatě vláknitá struktura tohoto provedení je popsána v patentu US č. 4 834 735 popisujícím absorpční struktury, obsahující zadržovací oblast a vtokovou oblast 56. Zadržovací oblast je obdobou primární vrstvy 1 absorpční struktury podle tohoto vynálezu. Vtoková oblast 56 má nižší hustotu a nižší průměrnou plošnou hmotnost ve srovnání se zbytkem primární vrstvy 1, takže vtoková oblast 56 může účinně a rychle vstřebávat exsudovanou kapalinu.

Primární vrstva J, znázorněná na obr. 4, je s výhodou vytvářena přidáváním absorbentu ve formě částic 75 ke vláknům, strženým proudem vzduchu, čímž je získávána rovnoměrná distribuce. Vlákna, strhávaná proudem vzduchu, jsou ukládána na homogenní prachovou vrstvu podle tohoto vynálezu do předlisku absorpční struktury 10 s profilovanou tloušťkou. V předlisku absorpční struktury 10 jsou již obsaženy oblasti s vyšší plošnou hmotností, které vytvářejí vtokovou oblast 56. Aby se dosáhlo zhutnění absorpční struktury 10 kalandruje se předlisek absorpční struktury 10 s výhodou alespoň ve vtokové oblasti 56 na rovnoměrnou tloušťku za pomoci kalandru s konstantní mezerou. Tím se vytvoří vtoková oblast 56, která má ve srovnání s primární vrstvou 1 nižší průměrnou hustotu a nižší plošnou hmotnost.

V provedení alternativním ke shora popsanému provedení se může vtoková oblast 56 vytvořená změnou velikosti pórů vláken absorpčního jádra měnit, takže není nutno pro tento účel měnit hustotu vláken. Například je možno využít toho, že vlákna buničiny z tvrdého dřeva jsou tenká, a nahradit alespoň 50 % s výhodou 80 až 100 % buničiny z měkkého dřeva v primární vrstvě 1 buničinou ze dřeva tvrdého. Tento postup je možný, protože buničina ze tvrdého dřeva má menší velikost pórů, než buničina ze dřeva měkkého. Tím je způsobeno, že se v rámci tohoto preferovaného provedení získá rozdíl v kapilaritě, ačkoliv hustota obou oblastí je stejná. Tak je možno například získat absorpční strukturu 10. ve které je ve vtokové oblasti 56 použita převážně buničina z měkkého dřeva s jemnou strukturou pórů a v primární vrstvě 1 převážně buničina z tvrdého dřeva.

Plena 20 se používá tak, že její zadní pásová část 24 se umístí pod zadní část těla uživatele a zbytek pleny 20 se protáhne mezi nohama uživatele tak, že přední pásová část 22 se nachází napříč přední části těla uživatele. Upínací pásky 46 se poté s výhodou upevní na vnější stranu pleny 20.

Aby byly demonstrovány výhody tohoto vynálezu, byly zhotoveny vzorky absorpční struktury 10 dále popsanými způsoby. Ve všech případech byla směs vláken a hydrogelového absorbentu homogenní.

- 14CZ 284840 B6

Materiálem použitým pro zhotovení absorpčních struktur 10 byla dřevná buničina, rozvlákněná z dřevné buničiny v kotoučích. Rozvlákňování bylo prováděno tak, aby odpovídalo shora uvedeným technologickým podmínkám pro pleny pro jedno použití. Celkové množství dřevné buničiny ve vzorku absorpční struktury 10 bylo 36, 29 a 23 g při kontinuálně se měnící plošné hmotnosti.

Hydrogelový absorbent, používaný v těchto příkladech, byl materiál Stockhausen SAB s původní distribucí velikostí částeček. Částečky byly tříděny na prachovou frakci o velikosti částeček menší než 105 mikrometrů a na hrubou frakci o velikosti částeček 105 mikrometrů a větší, avšak pod 500 mikrometrů. Hmotnostní poměr prachové a hrubé frakce byl asi 30:70. Celkové množství hydrogelového absorpčního materiálu, použitého pro přípravu absorpčních struktur bylo 8 a 9 gramů. Jemná a hrubá frakce byly použity při přípravě absorpčních struktur podle tohoto vynálezu, aby byly simulovány různé plošné hmotnosti, které se vyskytují ve vyráběných absorpčních výrobcích. Srovnávací vzorky byly připravovány za použití nesítovaného SAB.

V následující tabulce jsou uvedeny výsledky hodnocení vzorků statistickými metodami. Vzorky

byly odebírány na podélné ose absorpčního výrobku.	absorpčního výrobku	mezi	vtokovou oblastí	a příčnou	osou
Příklad č.		I		Π		ΠΙ
označení vzorku	A	B	C	D	E	F	G
celkový obsah buničiny (g)	36	36	29	29	29	23	23
celkový obsah SAB (g)	8	8	9	9	9	8	8
obsah SAB v prachové vrstvě (g)	0	2	0	3	0	2	3
obsah SAB v prachové vrstvě v %	0	25	0	33	0	25	38
celkového SAB
koncentrace SAB v buničině	0	11	0	19	0	16	22
prachové vrstvy (%)
obsah SAB v primární vrstvě (g)	8	6	9	6	8	6	5
obsah hrubého SAB v primární	70	100	70	100	70	100	100
vrstvě (%)
koncentrace SAB v buničině	29	23	36	27	39	32	28
primární vrstvy (%)

Zatímco všechny vzorky každého příkladu měly stejné celkové složení, vzorky B, D, F a G, které jsou provedením tohoto vynálezu, vykazovaly podstatně lepší výsledky několika laboratorních zkoušek oproti srovnávacím vzorkům A, C a E příkladů I až III.

Zvláště výsledky dále popsaných zkoušek aktivní absorptivity a zkoušky rychlosti zachycování ukazují lepší výsledky u všech tří příkladů I, II a ΠΙ jsou-li srovnávány výsledky dosažené se vzorky podle tohoto vynálezu s výsledky, získanými pro příslušné srovnávací vzorky.

Dále popsané postupy jsou prováděny za standardních laboratorních podmínek při 23 °C a při 50 % relativní vlhkosti.

Absorpční kapacita hydrogelového superabsorbčního materiálu se stanovuje umístěním hydrogelového superabsorbčního materiálu do čajového sáčku ponořením tohoto čajového sáčku po určitou dobu do přebytku syntetické moči a odstřeďováním tohoto čajového sáčku po určitou dobu poté, co byl tento sáček vyjmut ze syntetické moči. Absorpční kapacita se stanoví jako podíl rozdílu hmotnosti hydrogelového materiálu po odstřeďování ajeho počáteční hmotnosti (čistý přírůstek hmotnosti v důsledku absorpce kapaliny) k počáteční hmotnosti.

- 15CZ 284840 B6

Materiál pro zhotovení čajového sáčku se vystřihne za použití vystřihovacího přípravku o rozměrech 6x12 cm, přehne se v polovině délky a po stranách se svaří za použití svařovačky s T-nástavcem za vzniku čtvercového čajového sáčku o rozměrech 6 x 6 cm. Materiálem pro tento je za tepla svařovatelný materiál 1234 dodávaný firmou C. H. Dexter, Division of the Dexter Corp., Windsor Locks, Connecticut, USA, nebo materiál obdobných vlastností. Aby bylo zabráněno průchodu jemných částeček, je nutno použít materiálu s nízkou porozitou. Do zhotoveného čajového sáčku se naváží 0,200 ± 0,005g hydrogelového absorpčního materiálu a horní část (otevřený konec) tohoto čajového sáčku se svaří. Podobně se v horní části svaří prázdný čajový sáček a použije se jako slepý vzorek. Do 1000 ml kádinky se nalije asi 300 ml syntetické moči.

Jako syntetická moč je v tomto dokumentu označován specifický druh syntetické moči, používaný při zkušebních metodách u tohoto vynálezu. Tato syntetická moč má následující složení: 2,0 g/1 KC1; 2,0 g/1 Na₂SO₄; 0,85 g/1 (NH)₄H₂PO₄; 0,15 g/1 (NH^HPCh; 0,19 g/1 CaCl₂ a 0,23 g/1 MgCl₂. Všechny tyto chemikálie jsou čisté chemikálie pro laboratorní použití, pH této syntetické moči je 6,0 až 6,4.

Čajový sáček pro slepý pokus je ponořen do kádinky se syntetickou močí. Čajový sáček, obsahující hydrogelový absorbent (vzorek) je udržován ve vodorovné poloze, aby se materiál v sáčku rovnoměrně rozptýlil. Čajový sáček se vzorkem se potom položí na hladinu syntetické moči. Čajový sáček se během doby, která nepřesahuje jednu minutu, namáčí a poté se zcela ponoří a nechá botnat během 60 minut.

Asi dvě minuty po ponoření prvého sáčku se stejným způsobem jako u prvého sáčku ponoří a ponechá botnat druhá skupina čajových sáčků, které byly připraveny stejným způsobem. Po uplynutí předepsané doby botnání pro každou tuto skupinu se sáčky ihned ze syntetické moči vyjmou a odstředí se dále popsaným způsobem.

Použitou odstředivkou je odstředivka Delux Dynac II typ 05-100-26 výrobce Fisher Scientific Co., Pittsburgh, PA, nebo jiná taková odstředivka. Odstředivka má být vybavena ukazatelem počtu ptáček a elektrickou brzdou. Odstředivka je dále vybavena válcovitou vložkou s vnější stěnou o výšce 6,35 cm, vnějším průměrem 21,425 cm, vnitřním průměrem 20,155 cm, která má 9 řad po 106 kruhových otvorech o průměru 0,238 cm, které jsou rovnoměrně rozmístěny podél obvodu vnější stěny a na jejímž dnu se nachází šest válcovitých otvorů o průměru 0,635 cm, sloužících jako drenáž, rovnoměrně rozmístěných podél obvodu dna tak, že vzdálenost od vnitřního povrchu vnější stěny ke středu těchto drenážních otvorů je 1,27 cm. Tato vložka je připevněna v odstředivce tak, že se otáčí zároveň s ní a je zároveň s ní brzděna.

Čajové sáčky jsou umístěny do vložky odstředivky, přehnutým koncem ve směru otáčení odstředivky, aby se absorboval náraz při zapnutí odstředivky. Prázdné čajové sáčky pro slepé pokusy se umístí vždy vedle odpovídajících sáčků se vzorky. Čajový sáček se vzorkem ze druhé skupiny vzorků musí být umístěn proti čajovému sáčku se vzorkem z prvé skupiny vzorků, aby byla zachováno rovnoměrné zatížení odstředivky. Odstředivka se uvede do chodu a její otáčky se postupně zvýší až na 1500 ot./min. Jakmile se otáčky stabilizují na 1500 ot./min nastaví se časový spínač na 3 min. Po 3 minutách se odstředivka vypne a zastaví brzděním.

Vyjmou se prvý čajový sáček se vzorkem a prvý čajový sáček pro slepý pokus a každý zvlášť se zváží. Tento postup se opakuje pro čajový sáček se vzorkem z druhé skupiny vzorků a s příslušným čajovým sáčkem pro slepý pokus.

Absorpční kapacita (ac) pro jednotlivé vzorky je vypočítávána takto: ac = (hmotnost čajového sáčku se vzorkem po odstřeďování minus hmotnost čajového sáčku pro slepý pokus po odstřeďování minus hmotnost suchého hydrogelového absorbentu) děleno (hmotnost suchého

- 16CZ 284840 B6 hydrogelového absorbentu). Absorpční kapacita, jak je užívána v tomto dokumentu je průměrná absorpční kapacita dvou měřených vzorků.

Velikost částeček hydrogelového absorbentu, používaného v absorpčních strukturách podle tohoto vynálezu, se stanovuje pomocí sítové analýzy (sítovací zkouška) rozdělením reprezentativního vzorku příslušného hydrogelového absorpčního materiálu na několik dílů a následujícím sítováním tohoto vzorku průchodem přes sadu sít o zmenšujících se průměrech ok.

Zkušební procedura je prováděna tak, že sto gramů reprezentativního vzorku hydrogelového absorbentu se rozdělí na čtyři až osm přibližně stejných dílů.

Jeden z těchto dílů se poté přenese na sadu sít. Síta, používaná při této zkoušce, jsou standardní síta podle normy US. Použitá sada sít má obsahovat síta s velikostí ok, odpovídající příslušnému měření. Pro analýzu distribuce velikosti částeček v dále uvedených srovnávacích příkladech obsahuje sada sít ve směru od shora dolů tato síta: standardní síto č. 20 s otvory 841 mikrometrů, standardní síto č. 30 s otvoiy 595 mikrometrů, standardní síto č. 50 s otvory 297 mikrometrů, standardní síto č. 100 s otvory 149 mikrometrů, standardní síto č. 140 s otvoiy 105 mikrometrů, standardní síto č. 325 s otvoiy 44 mikrometrů a dno sady sít.

Pro užší distribuce velikostí částeček (jakož i pro distribuce velikosti částeček uvedené v následujících patentových nárocích) obsahuje sada sít ve směru od shora dolů tato síta: standardní síto č. 50 s otvory 297 mikrometrů, standardní síto č. 100 s otvory 149 mikrometrů, standardní síto č. 140 s otvory 105 mikrometrů, standardní síto č. 170 s otvory 88 mikrometrů.

Příslušný díl hydrogelového absorpčního materiálu je sítován pomocí přístroje RO-Tap Testing Sieve Shaker Model SS-5 způsobem podle návodu k použití tohoto přístroje. Vibrační sítovací přístroj RO-TAP je znázorněn na obr. 21-17 na str. 21-19 šestého vydání příručky Perry's Chemical Fngineers' Handbook, McGraw-Hill Book Company, 1984. Na vibračním sítovacím přístroji RO-TAP je připevněna sada sít a tato sada sít se otáčí a vibruje ve vertikálním směru podobným způsobem, jako při prosévání prováděném ručně. Vibrace ve vertikálním směru jsou vyvolávány působením součásti podobné kladívku na uzávěr, nacházející se ve středu víka, kterým je přikryta tato sada sít.

Příslušný díl materiálu je třepán po dobu 10 min za těchto podmínek: Počet vertikálních vibrací má být 140 až 160 za minutu. Vibrační sítovací přístroj má oscilovat rychlostí 270 až 300 ot./min. Uzávěr ve středu víka má vyčnívat přesně 0,48 cm. Hydrogelový absorpční materiál, který zůstal na jednotlivých sítech po provedení popsaného postupu, se váží a zjištěné hodnoty se zaznamenají.

Zkouška aktivní absorptivity je obdobou standardní zkoušky aktivní smáčivosti. Způsob prováděni zkoušek aktivní absorptivity je popsán v Chatterjee, P. K. (Editor), Absorbency, kap.

2. str. 60-62. Elsevier Science Publisher B. V., Amsterodam, Nizozemí (1985).

Přístroj, který je používán pro provádění této zkoušky, sestává ze čtvercového kontejneru pro umístění vzorku, připevněného na rámu. Vnitřní rozměry kontejneru jsou 10,2 cmx 10,2 cm. Výška kontejneru je nastavitelná pomocí mechanismu s ozubenými koly. Pod tímto kontejnerem se vzorkem je na elektronické váze umístěna nádoba s kapalinou. Tato váha je připojena na počítač.

V závislosti na druhu této zkoušky mohou být použity dva různé typy kontejnerů pro vzorky. Zmíněné dva druhy této zkoušky jsou zkouška prováděná ve směru z a zkouška v rovině x-y. Tyto dva různé druhy zkoušky jsou používány pro měření rychlosti, jakou může absorbovat absorpční jádro nebo jiná absorpční struktura kapaliny, které procházejí zmíněným vzorkem různými směry, tj. směrem z a směrem x-y.

- 17CZ 284840 B6

Termín směr z, jak je užíván v tomto dokumentuje směr vzhledem k absorpčnímu výrobku 20 podle tohoto vynálezu Je-li tento absorpční výrobek 20 umístěn v kartézském systému souřadnic v jeho ploché rozvinuté formě, znázorněné na obr. 1 tak, že vrchní fólie tohoto absorpčního výrobku 20 leží v rovině určené souřadnicemi x a y (tj. v horizontální rovině). Podélná a příčná osa 36 a 34 absorpčního výrobku 20 leží v rovině x-y. Směr z je směr, který je kolmý k oběma povrchům absorpčního výrobku 20 pokud se nachází ve zmíněné ploché rozvinuté formě.

Při zkoušce ve směru z je celé dno kontejneru o rozměrech 10,2 x 10,2 cm tvořeno drátěnou sítí s velkými oky. Vzorek je proto ve styku s kapalinou. Při této zkoušce musí vzorek nasávat kapalinu pouze napříč své tloušťky, tj. ve svislém směru, neboli ve směru z. Při tomto provedení zkoušky se měří množství kapaliny, kterou je schopen vzorek pohltit.

Při zkoušce ve směru x-y je drátěné pletivo přítomno pouze na ploše 2,54 x 10,2 cm, podél jedné z hran kontejneru, ve kterém je uložen vzorek, jinak je tento kontejner vyroben z organického skla a je pro kapaliny nepropustný. Stěny tohoto kontejneru, které jsou ve styku se vzorkem Jsou rovněž vyrobeny z organického skla a jsou také nepropustné pro kapaliny (jak v případě uspořádání pro zkoušku v rovině x-y, tak ve směru z). Při této zkoušce je zkoumána schopnost vzorku nejdříve kapalinu nasávat ve směru z a poté ji transportovat v horizontální rovině x-y do maximální vzdálenosti 7,62 cm. Výsledky zkoušky ve směru x-y poskytují informaci o schopnosti vzorku rozdělovat kapalinu v podmínkách, které jsou při jeho používání. Jak zkoušky ve směru x-y, tak zkoušky ve směru z jsou prováděny se vzorky absorpčních struktur, které jsou vystaveny tlaku 138 Pa rovnoměrně působícímu na horní povrch vzorku.

Zkoušky se provádí takto: Nejdříve se vyřízne vzorek absorpční struktury o velikosti 10,2x10,2 cm. Zásobník kapaliny se naplní asi 6800 ml syntetické moči a umístí se na elektronické váze pod zkušební aparaturou. Poté se kontejner se vzorkem posunuje směrem dolů, až se hladina kapaliny nachází právě ve výši, která je blízká drátěnému pletivu. Na drátěné pletivo, tvořící dno kontejneru, se přiloží dvojvrstvý papírový ručník Bounty¹¹. Tento papírový ručník Bounty^R zajišťuje stálý kontakt kapaliny se spodní stranou jádra během této zkoušky.

Na čtvercovou kovovou destičku s rozměry poněkud menšími, než jsou rozměry kontejneru pro vzorek, se přiloží závaží, které má být použito. Poté se horní strana vzorku připevní na spodní stranu zmíněné destičky pomocí oboustranné lepicí pásky nebo lepidla nanášeného rozprašováním. V čase 0 se umístí vzorek do kontejneru a aktivuje se program příjmu dat počítačem. Po třiceti minutách se zkouška přeruší a získaná data se analyzují.

Důležitou hodnotou, která se získá z analýzy naměřených údajů, je obsah syntetické moči ve vzorku po 30 minutách. Jinými důležitými hodnotami jsou rychlosti pohlcování kapaliny a jejího rozdělování ve vzorku. Doba, za kterou vzorek pohltí 90 % jeho třicetiminutové kapacity, je jednoduchou mírou průměrné lychlosti pohlcování kapaliny testované absorpční struktury. Je uváděna v sekundách jako čas t90. Čas t90 může být měřen jak při zkouškách ve směru z, tak při zkouškách v rovině x-y.

Dále se pomocí zkoušky rychlosti pohlcování kapaliny vyhodnocuje čas, který je třeba k tomu, aby vzorek absorpční struktury pohltil určité množství syntetické moči (která byla popsána dříve). Použitá aparatura je válec s uzavíracím ventilem a s otvorem ve dně, který umožňuje, aby kapalina vytékala z tohoto válce plochou 5 cm². Válec se umístí na absorpční strukturu a pro měření malých nebo velkých zatížení se do něj naplní 50 nebo 200 ml syntetické moči. Po otevření ventilu může syntetická moč přicházet do volného kontaktu s absorpční strukturou pod vlastním hydrostatickým tlakem na ploše 5 cm² a je absorpční strukturou absorbována.

Měří se čas od prvého kontaktu syntetické moči s absorpční strukturou až do absorbování celého množství syntetické moči. Měření času může být prováděno rovněž pomocí elektronických

- 18CZ 284840 B6 senzorů, spojených se stopkami, jakými jsou například elektrické odporové spínače. Bere se v úvahu poloha měřicího zařízení na absorpční struktuře, jakož i přítomnost jakékoliv další vložené vrstvy (například vrchní fólie) mezi zmíněným válcem a absorpční strukturou. Srovnávání absorpčních struktur se provádí při shodných polohách a za přítomnosti stejných vrstev u všech struktur, které jsou zkoušeny. Výsledky zkoušek rychlosti pohlcování kapaliny lze v zásadě použít pro srovnání různých absorpčních struktur. Vyšší rychlost pohlcování znamená vyšší kvalitu zkoušené absorpční struktury.

Claims (14)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Absorpční struktura, zejména pro absorpční jádra absorpčních výrobků, například jednorázových dětských plen, kalhotek pro inkontinentní osoby, vatové nebo dámské vložky, obsahující absorpční prachovou vrstvu (2) a absorpční primární vrstvu (1) nacházející se na absorpční prachové vrstvě (2), kde absorpční primární vrstva (1) je vytvořena zvlákenné matrice, v níž jsou rozptýleny absorpční hydrogelové částice (75), přičemž alespoň 75 % hmotnostních absorpčních hydrogelových částic (75) má velikost alespoň 105 mikrometrů, vyznačující se tím, že absorpční prachová vrstva (2) uložená v absorpčním výrobku v sousedství jeho spodní vrstvy (40) nepropustné pro kapaliny, je tvořena vlákennou matricí, v níž jsou rozptýleny absorpční hydrogelové částice (75) a alespoň 60 % hmotnostních absorpčních hydrogelových částic (75) absorpční prachové vrstvy (2) je menších než 105 mikrometrů.
2. 2. Absorpční struktura podle nároku 1, vyznačující se tím, že velikost všech absorpčních hydrogelových částic (75) v absorpční prachové vrstvě (2) je menší než 105 mikrometrů.
3. 3. Absorpční struktura podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že absorpční hydrogelové částice (75) absorpční prachové vrstvy (2) a/nebo absorpční hydrogelové částice absorpční primární vrstvy (1) jsou ve směru (Z), který je kolmý k podélnému směru i příčnému směru absorpčního výrobku, homogenně rozděleny.
4. 4. Absorpční struktura podle některého z nároků laž3, vyznačující se tím, že poměr plošné hmotnosti vlákenné matrice absorpční prachové vrstvy (2) k plošné hmotnosti vlákenné matrice absorpční primární vrstvy (1) je od 1:1 do 1:20, zejména od 1:2 do 1:5.
5. 5. Absorpční struktura podle některého z nároků laž4, vyznačující se tím, že poměr plošné hmotnosti absorpčních hydrogelových částic (75) absorpční prachové vrstvy (2) k plošné hmotnosti absorpčních hydrogelových částic (75) absorpční primární vrstvy (1) je od 1:1 do 1:20, zejména od 1:2 do 1:5.
6. 6. Absorpční struktura podle některého z nároků laž5, vyznačující se tím, že maximální plošná hmotnost absorpční struktuiy (10) je v rozmezí od 0,05 g/cm² do 0,15 g/cm².
7. 7. Absorpční struktura podle některého z nároků laž6, vyznačující se tím, že celková hustota absorpčních hydrogelových částic (75) v absorpční prachové vrstvě (2) je od 5 do 50 % hmotnostních, vztaženo k hmotnosti absorpční prachové vrstvy (2) zejména od 10 do 35 % hmotnostních.

   - 19CZ 284840 B6
8. 8. Absorpční struktura podle některého z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že celková hustota absorpčních hydrogelových částic (75) v absorpční primární vrstvě (1) je od 10 do 80% hmotnostních, vztaženo k hmotnosti absorpční primární vrstvy (1) zejména od 20 do 50 % hmotnostních, s výhodou od 30 do 40 % hmotnostních.
9. 9. Absorpční struktura podle některého z nároků laž8, vyznačující se tím, že vlákenná matrice absorpční prachové vrstvy (2) nebo absorpční primární vrstvy (1) je tvořena vlákny celulózových materiálů a/nebo chemicky zpevňovaných celulózových materiálů.
10. 10. Absorpční struktura podle některého z nároků laž9, vyznačující se tím, že absorpční hydrogelové částice (75) jsou z polyakrylátů.
11. 11. Absorpční struktura podle některého z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že mezi absorpční primární vrstvou (1) a vrchní vrstvou (38) absorpčního výrobku je uložena další absorpční vrstva, obsahující alespoň 50 % chemicky zpevněných celulózových vláken.
12. 12. Způsob výroby absorpční struktury podle nároku 1, zahrnující kontinuální pohyb prvního proudu plynu se směsí materiálů první vrstvy, obsahující vlákna první základní vrstvy a první absorpční hydrogelové částice a kontinuální pohyb druhého proudu plynu se směsí materiálů druhé vrstvy, obsahující vlákna druhé základní vrstvy a druhé absorpční hydrogelové částice a kontinuální kladení první a druhé vrstvy na sebe na kontinuálně se pohybující nanášecí podložku tak, že první vrstva se formuje jako prachová vrstva, druhá vrstva jako primární vrstva a obě vrstvy se formují jako absorpční struktura, vyznačující se tím, že obsahuje krok vytřiďování částic hydrogelového absorpčního materiálu v rozsahu velikostí prvních a druhých absorpčních hydrogelových částic pro výběr podílu alespoň 70 % hmotnostních druhých absorpčních hydrogelových částic o velikosti nejméně 105 mikrometrů v primární vrstvě (1) a podílu alespoň 60% hmotnostních prvních absorpčních hydrogelových částic o velikosti menší než 105 mikrometrů v prachové vrstvě (2).
13. 13. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že absorpční prachová vrstva (2) se nanáší pod absorpční primární vrstvu (1).
14. 14. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že absorpční primární vrstva (1) se nanáší pod absorpční prachovou vrstvu (2).