PL169555B1

PL169555B1 - Artykul absorbujacy, zwlaszcza podpaska higieniczna PL

Info

Publication number: PL169555B1
Application number: PL92302080A
Authority: PL
Inventors: Hugh A Thompson; Iii Thomas W Osborn; John L Hammons; Gerald A Young; Charles W Chappell; James C Horney; Lee M Hines; Nancy Nmn Karapasha; Edward H Krautter; William R Vinnage; Theresa L Johnson
Original assignee: Procter & Gamble
Priority date: 1991-07-23
Filing date: 1992-07-15
Publication date: 1996-08-30
Also published as: US5356405A; CA2073815A1; MX9204337A; CA2073815C

Abstract

1 . Artykul absorbujacy, zwlaszcza podpaska higieniczna, zawierajacy przepuszczalna dla plynów niewlóknista warstwe wierzchnia w postaci folii, po- siadajaca strone górna i strone spodnia, pomiedzy którymi jest uksztaltowanych wiele otworów, oraz zawierajacy nieprzepuszczalna dla plynu warstwe spodnia, przy czym pomiedzy warstwa wierzchnia i spodnia jest umieszczony rdzen absorbujacy, zawiera- jacy ulozone na mokro lub na sucho wlókna z absorb- entowymi materialami zelujacymi, znamienny tym, ze pomiedzy warstwa wierzchnia (9) i rdzeniem ab- sorbujacym (11) jest umieszczona wtórna warstwa wierzchnia (10) zawierajaca wlókna (7) z kanalami kapilarnymi (3), których srednia szerokosc (5) jest mniejsza od szerokosci otworów warstwy wierzchniej (9) i wieksza od odstepów pomiedzy wlóknami rdze- nia absorbujacego (11), przy czym wlókna (7) wtórnej warstwy wierzchniej (9) sa ulozone z kanalami kapi- larnymi (3) usytuowanymi równolegle do osi wzdluz- nej (x) artykulu abosrbujacego, a wtórna warstwa wierzchnia (10) jest polaczona dla przeplywu plynów ze spodnia strona warstwy wierzchniej (9) Fig. 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest artykuł absorbujący, zwłaszcza podpaska higieniczna.

Podpaski higieniczne są szczególnie przystosowane do wchłaniania różnych płynów ustrojowych, zwłaszcza upławów menstruacyjnych, zapewniając jednocześnie osobie noszącej wygodę i dopasowanie w zakresie materiałów jak i budowy. Pomimo to wyeliminowanie wyciekania, zwłaszcza wzdłuż wewnętrznej części ud, bez zmniejszenia wygody i dopasowania, nie spełniło żądanych potrzeb użytkowniczek.

Wyciekanie płynów z podpasek higienicznych jest generalnie związane z wysoką koncentracją cieczy w punkcie, gdzie upławy menstruacyjne występują w ciele i bezpośrednio stykają się z podpaską. W tym punkcie gromadzenia materiał absorbcyjny podpaski szybko ulega przesyceniu. Krew migruje promieniowo od tego punktu i wycieka z boków w pobliżu nóg osoby noszącej. Prowadzi to często do brudzenia krwią ciała oraz plamienia bielizny. W celu wyeliminowania wycieków stosuje się krawędzie o zwiększonej gęstości powstrzymującej ciecz.

169 555 ujawnione na przykład w opisie US nr 4 820 295, stosuje się warstwy oddzielające otaczające artykuł absorbujący, jak ujawniono w opisie patentowym US nr 4 666 439 oraz klapki boczne zawijane wokół majtek (opis patentowy US nr 4 701 177).

Niestety, nadmiernie zagęszczone sekcje podpaski higienicznej zmniejszają wygodę zastosowania. Niektóre użytkowniczki nie preferują artykułów absorbujących z klapkami, a inne nie lubią artykułów z warstwami oddzielającymi. Ponieważ jednak większość artykułów absorbujących pozostaje stosunkowo sucha i nie wykorzystana, stosuje się środki kierujące płyn od punktu gromadzenia do obszarów artykułu absorbującego nie w pełni wykorzystanych,' co pozwala uniknąć przesycenia i wydatnie zmniejsza lub eliminuje wyciekanie.

Oprócz uniknięcia plamienia bielizny osoba użytkująca nowoczesne podpaski higieniczne i tym podobne, oczekuje, aby powierzchnia takich artykułów była bardziej czysta, higieniczna i sucha niż w przypadku zwykłych materiałów tkanych i włókninowych stosowanych dotychczas. Zatem nowoczesne podpaski higieniczne, pieluchy i suche artykuły są typowo wyposażone w warstwy wierzchnie, które są przeznaczone do szybkiego przemieszczania płynów poprzez te warstwy wierzchnie do leżącego poniżej rdzenia absorbcyjnego, w celu jego zgromadzenia. Jak można to sobie wyobrazić, im szybsze i bardziej wskrośne jest takie przemieszczanie, tym bardziej sucha i czysta pozostaje powierzchnia artykułu.

Znane są artykuły absorbujące jednorazowego użytku służące do zatrzymywania płynów organizmu ludzkiego i odchodów. W opisach patentowych US nr 3 860 003 i nr 3 670 731 ujawniają jednorazowe pieluchy i ich produkcję. Ujawnione tam pieluchy zawierają znaczną ilość materiału celulozowego, pochłaniającego oraz zatrzymującego mocz i kał dzieci.

Budowa pieluch jest również wykorzystana w dziedzinie takich środków higieny kobiecej, jak podkłady, podpaski higieniczne i wkładki majtkowe. Choć wszystkie te wyroby charakteryzują podobne cele, środki higieny kobiet muszą z pewnością spełniać odmienne potrzeby ze względu na aktywność kobiet niż w przypadku pieluch dla niemowląt. Zmniejszenie rozmiaru poprawa dopasowania i wygody, oraz powstrzymanie plamienia są motywacją dla wielu opracowań ujawnionych w tej dziedzinie.

Znany jest artykuł absorbujący stanowiący środek higieny kobiecej jednorazowego użytku przedstawiony w opisie patentowym US nr 2 662 527, który ujawnia podkład higieniczny, posiadający przynajmniej część umieszczoną na zewnątrz i wewnątrz obszaru wargowego łona osoby noszącej. Materiałami absorbcyjnymi w takich podkładach są włókna typu celulozowego.

Artykuły absorbujące, służące jako podkłady dla celów higieny kobiecej zostały podzielone na co najmniej dwie klasy ogólne. Jedna klasa obejmuje artykuły absorbujące, które dotyczą podkładów zdolnych do pochłaniania dużych lub znacznych upławów menstruacyjnych, a druga klasa obejmuje podkłady przeznaczone dla małych lub nieznacznych upławów. W opisie patentowym US nr 4 654 040 ujawniono artykuł absorbujący posiadający fałdę dopasowującą artykuł do konturu ciała. Ujawnione tu podkłady mogą być wykonane z włókien celulozowych oraz mieszanek włókien celulozowych i poliestrowo-polietylenowych. Podkład należący do drugiej klasy, tradycyjnie stosowany przy lekkich upławach, jest przykładowo przedstawiony w opisie patentowym Us nr 4 701 177. Ujawniony tam podkład ma dużą gramaturę, co wskazuje na znaczne sprasowanie materiału włóknistego. Zwykle podkłady te mają grubość nie większą niż około 1,27 cm.

Rosnącą popularność zdobywają podkłady cieńsze. Opis patentowy US 4 950 264 ujawnia cienki podkład higieniczny posiadający powierzchnię przylegającą do ciała i powierzchnię przylegającą do ubrania, w której rdzeń absorbcyjny jest wykonany jako bardzo podatny poprzez zastosowanie z materiałem włóknistym polimerowych środków żelujących. Podkłady te wykazują zdolność utrzymywania średnich i dużych upławów menstruacyjnych.

Polimerowe środki żelujące zastosowano w artykułach absorbcyjnych częściowo dla uzyskania cienkiego profilu bez utraty podatności. Takie artykuły absorbujące znane są z opisów patentowych US nr 4 662 876, US nr 4 865 596 i US nr 4 923 454.

Znane są artykuły absorbujące, w których jest zastosowany materiał stwarzający kierunkowość przepływu płynu. Spośród różnych metod pozwalających na uzyskanie takiej kierunkowości należy wymienić tworzenie kanałków kierujących płyny, znanych na przykład z opisu patentowego US nr 4 781 710, wytwarzanie integracyjnej struktury wstęgowej w wyrobie,

169 555 przedstawione w opisie patentowym US nr 4 637 819, modyfikacja włókien celulozowych, według opisu patentowego US nr 4 256 111.

Zgłoszenie EPO nr 391 814 ujawnia włókna z kanałkiem kapilarnym, które w naturalny sposób transportuje płyny i nadaje się do zastosowania w artykułach absorbcyjnych, których włókna są umieszczone w pobliżu środka tego artykułu. Przy zastosowaniu włókien tego rodzaju płyn może być transportowany do obszaru o większej powierzchni w wyrobie. Opis patentowy US nr 4 723 954 dotyczy artykułów absorbujących zawierających arkusz absorbentowy z włókninową warstwą licową i podściółką. Niektóre z włókien podściółki wystają do warstwy licowej i tworzą z nią wspólną całość. Wystające włókna sprzyjają przenikaniu cieczy poprzez lico do podściółki, oraz stabilizują podściółkę.

Opis patentowy US nr 4 798 603 dotyczy artykułów absorbcyjnych zawierających hydrofilowy korpus absorbujący, przepuszczalną dla cieczy warstwę wierzchnią, przepuszczalną dla cieczy warstwę transportową pomiędzy warstwą wierzchnią i rdzeniem absorbującym, w której średni rozmiar czynnych porów jest mniejszy niż w warstwie wierzchniej, i w której warstwa transportowa jest mniej hydrofilowa niż rdzeń absorbujący.

Warstwa transportowa jest tak ułożona, że może dokładnie przylegać do warstwy wierzchniej i korpusu absorbującego, co jest przydatne dla zapewnienia skutecznego przechodzenia płynu z warstwy wierzchniej do warstwy transportowej, i z warstwy transportowej do rdzenia absorbującego. Warstwa transportowa jest zdolna do szybkiego rozprowadzenia płynu na boki wzdłuż i w poprzek jej długości, tworząc większe pole rdzenia absorbcyjnego dla cieczy.

Opis patentowy US nr 4 973 325 dotyczy artykułu absorbującego mającego parę rdzeni absorbujących umieszczonych obok siebie. Nieprzepuszczalna dla płynu przegroda i człon transportujący płyn mają ułatwiać ruch płynów ustrojowych od warstwy wierzchniej w dół na zewnątrz do odległych miejsc rdzenia absorbującego.

Opis zgłoszeniowy EPO nr 397 110 dotyczy artykułu absorbującego zawierającego część retencyjną o dobranej gramaturze, który ma za zadanie szybkie pochłonięcie i czasowe utrzymanie przynajmniej trzech kolejnych wypływów płynu.

Opis patentowy francuski 955 625 ujawnia włókna syntetycznego pochodzenia mające poprawioną kapilamość. Włókna są zastosowane jako materiał absorpcyjny do wykonywania ręczników, chustek do nosa, mat łazienkowych i tym podobnych. Włókna te, jak podano, mają ciągłe lub nieciągłe rowki rozmieszczone w kierunku podłużnym, to znaczy równolegle do osi włókna.

Włókna te mogą mieć centralny pień, z którego promieniowo wychodzą odnogi. W opisie patentowym ujawniono również proces wykonywania, w którym zastosowano pierwszą dyszę przędzalniczą do formowania włókien o żądanym kształcie, oraz drugą dyszę przędzalniczą w bezpośrednim połączeniu z pierwszą, i oddzieloną od pierwszej dyszy przez płytę izolacyjną do chłodzenia włókna. Druga dysza przędzalnicza pozostaje w kontakcie z elementem chłodzącym.

Opis patentowy US nr 3 121 040 ujawnia różne włókna ze sztucznego tworzywa, oraz procesy ich wykonywania, które wyraźnie wykazują dobry powrót po odkształceniu oraz pamięć orientacji (to jest dostosowania) przy takich zastosowaniach jak pędzle malarskie. Właściwości te osiągnięto przez przygotowanie włókien posiadających przekroje poprzeczne zawierające wzajemnie połączone wstęgi o szczególnych, określonych wymaganiach odnośnie długości wstęgi, grubości wstęgi i promienia.

Opis patentowy US nr 4 054 709 ujawnia włókna polikapromidowe i tereftalenowo polietylenowe mające kształt przekroju poprzecznego utworzony co najmniej z dwóch elementów w postaci przecinających się promieni, które tworzą otwarte kanałki kapilarne oraz mostek łączący poszczególne promienie tych elementów. Promienie przecinają się pod kątem od 10 do 70 stopni, tworząc kanałki kapilarne. Podano, że włókna mają wygląd oraz przewodność i wchłanianie wilgoci zbliżone do jedwabiu naturalnego. Opis patentowy US nr 4 179 259, który ujawnia kędzierzawienie.

Opis patentowy US nr 4 381 325 ujawnia utrzymujące płyn włókno syntetyczne posiadające punktowy swobodny koniec i część zbieżną. Ujawnione włókna obejmują przykłady wykonania z wieloma kanałkami biegnącymi w kierunku osiowym włókien.

169 555

Europejskie zgłoszenie patentowe nr 88 306 987, numer publikacji 0 301 874 ujawnia włókna mające wieloodgałęzieniowy przekrój poprzeczny, o kształcie na przykład przypominającym litery Y, X, H i T, które są użyteczne na wyroby absorbujące oraz materiały tkane i włókninowe.

Opis patentowy US nr 4 286 005 ujawnia zbiornik tuszu utworzony ze spójnego arkusza podatnego, termoplastycznego materiału włóknistego lub wygłuszonego pianką wytłaczanego materiału poliestrowego, w którym równomiernie wytłoczono szeregi równoległych rowków. Wytłoczony arkusz jest sprasowany i związany w stabilny wymiarowo korpus, którego podłużna oś symetrii przebiega równolegle do wytłoczonych rowków.

Opis patentowy US nr 4 623 329 ujawnia rurki cewnikowe zaopatrzone na wewnętrznych powierzchniach w podłużnie przebiegające kanałki kapilarowe lub rowki. Rowki tworzą korzystny kąt styku powierzchni dla dozowania konkretnego płynu. Może być zastosowana obróbka powierzchni zmieniająca kąt styku.

Japońskie zgłoszenie patentowe 151617-1979 ujawnia różne włókna syntetyczne o zmodyfikowanym profilu, zwłaszcza poliestrowe i poliamidowe, mające kształt przekroju poprzecznego charakteryzujący się małymi porami biegnącymi w kierunku osiowym o średnicy od 0,01 mikrometra do 5 mikrometrów, których całkowita powierzchnia przekroju poprzecznego wynosi od 0,016 do 50% całkowitej powierzchni przekroju tych włókien. Włókna mogą zawierać dodatki zwiększające właściwości pochłaniania wody. Opisy patentowe US nr 4 842 792 i US nr 4 954 398, oba ujawniają proces wytwarzania i uzyskane w nim włókna poliestrowe, mające co najmniej jeden rowek, przy czym powierzchnia tego rowka jest bardziej chropowata niż powierzchnia na zewnątrz rowka. Takie włókna mogą być zastosowane do poprawy parametrów krycia, miękkości i zwilżalności tkanin lub przędzy wykonanych z tych włókien.

Opis patentowy US nr 4 868 031 ujawnia miękkie, przepuszczalne dla wody włókniny poliolefinowe o właściwościach opalizujących. W wynalazku wykorzystano włókna mające charakterystyczny kształt, polepszający opalizację i maskowanie plam dla materiałów kryjących. Włókna ujawnione do zastosowania w tym wynalazku obejmują włókna mające kształt przekroju poprzecznego wybrany z grupy zawierającej: profil karo, trójkąt, V, X, O, owal, kwadrat, prostokąt i tym podobne.

Artykuł absorbujący, zwłaszcza podpaska higieniczna, według wynalazku zawiera przepuszczalną dla płynów niewłóknistą warstwę wierzchnią w postaci folii, posiadającą stronę górną i stronę spodnią, pomiędzy którymi jest ukształtowanych wiele otworów, oraz zawierający nieprzepuszczalną dla płynu warstwę spodnią, przy czym pomiędzy warstwą wierzchnią i warstwą spodnią jest umieszczony rdzeń absorbujący, zawierający ułożone na mokro lub na sucho włókna z absorbentowymi materiałami żelującymi.

Artykuł absorbujący według wynalazku 'charakteryzuje się tym, że pomiędzy warstwą wierzchnią i rdzeniem absorbującym jest umieszczona wtórna warstwa wierzchnia zawierająca włókna z kanałami kapilarnymi, których średnia szerokość jest mniejsza od szerokości otworów warstwy wierzchniej i większa od odstąpów pomiędzy włóknami rdzenia absorbującego, przy czym włókna wtórnej warstwy wierzchniej są ułożone z kanałami kapilarnymi usytuowanymi równolegle do osi wzdłużnej artykułu absorbującego, a wtórna warstwa wierzchniajest połączona dla przepływu płynów ze spodnią stroną warstwy wierzchniej.

Korzystnie wtórna warstwa wierzchniajest połączona dla przepływu płynów z rdzeniem absorbującym.

Korzystnie wtórna warstwa wierzchnia jest połączona z warstwą wierzchnią poprzez docisk.

Korzystnie wtórna warstwa wierzchnia jest połączona z warstwą wierzchnią za pomocą środka wiążącego.

Korzystnie włókna wtórnej warstwy wierzchniej z kanałami kapilarnymi są skędzierzawione.

Korzystnie część włókien wtórnej warstwy wierzchniej wystaje do wnętrza warstwy wierzchniej.

Korzystnie w warstwie wierzchniej odstępy między włóknowe, stanowiące jej otwory, są przeciętnie większe od szerokości odstępów pomiędzy włóknami wtórnej warstwy wierzchniej.

169 555

Korzystnie przeciętna szerokość odstępów pomiędzy włóknami rdzenia absorbującego jest mniejsza niż szerokość kanałów kapilarnych włókien wtórnej warstwy wierzchniej.

Korzystnie wtórna warstwa wierzchnia zawiera wystający z niej pęczek włókien, który styka się dla przepływu płynu z rdzeniem absorbującym.

Obecny wynalazek nie tylko zapewnia żądane, ukierunkowane przemieszczanie płynów, co umożliwia wykorzystanie całej objętości korpusu absorbującego w artykule i mniejsze wyciekanie boczne, lecz również stanowi środek odciągający płyny poprzez warstwę wierzchnią, zwiększając w ten sposób żądaną suchość przy zastosowaniu.

Ponadto artykuły absorbujące według wynalazku są bardziej wygodne i lepiej dopasowane niż artykuły, w których zastosowano, na przykład, rdzeń absorbujący mający obszary o zwiększonej gęstości w celu osiągnięcia przemieszczania płynu. Innymi słowy, artykuły absorbujące mają lepsze parametry ukierunkowywania i przenoszenia płynu niż w przypadku gęstych, lecz niewygodnych rdzeni w miękkiej, giętkiej i wygodnej podpasce o małej gęstości.

Artykuł absorbujący według wynalazku lepiej wchłania i zatrzymuje płyn, a także lepiej przenosi płyn od skóry. Wynalazek zapewnia podpaski higieniczne i wkładki majtkowe, odznaczające się, jednak bez ograniczenia, większą miękkością i podatnością, lepszym dopasowaniem i zmniejszoną zdolnością plamienia.

Stosowane w artykule absorbującym według wynalazku włókna z kanałami kapilarnymi sprzyjają przechodzeniu płynu w kierunku prostopadłym do artykułu. Ułożenie włókien równolegle do kierunku wzdłużnego artykułu sprzyja przepływowi płynów w kierunku końców artykułu absorbującego, co zwiększa pojemność absorbcyjną artykułu i zapewnia kontrolę przepływu płynu w kierunku poprzecznym. Dzięki temu jest wyeliminowane wyciekanie płynu wokół krawędzi bocznych artykułu absorbującego. Tak więc, w odróżnieniu od znanych artykułów absorbujących, zawierających warstwy z międzywłóknowymi przestrzeniami, przez które przemieszczają się płyny w sposób nieukierunkowany. Wtórna warstwa wierzchnia według wynalazku zapewnia pożądaną kierunkowość płynu. Ze względu na to, że kanały kapilarne występują w samych włóknach warstwy, a nie w przestrzeniach międzywłóknowych, kapilarność nie zostaje utracona przy zmianie odstępów między włóknami. Ponadto wtórna warstwa wierzchnia zapewnia odciąganie i kierunkowość płynu nawet, gdy warstwy te są miękkie i puszyste i wygodne dla osoby noszącej, przeciwnie niż zwarte, gęste i stosunkowo sztywne materiały podściółkowe, których funkcjonowanie wynika z oddziaływania międzywłóknowych kanałów kapilarnych.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia artykuł absorbujący w przekroju wzdłuż wzdłużnej osi symetrii, fig. 2A - przykład wykonania artykułu absorbującego w postaci podpaski w widoku perspektywicznym, z częściowym wyrwaniem, ukazującym wewnętrzne warstwy, fig. 2B - inny przykład wykonania artykułu absorbującego w postaci podpaski w widoku perspektywicznym, z częściowym wyrwaniem, ukazującym wewnętrzne warstwy, fig. 3 - kolejny przykład wykonania artykułu absorbującego w postaci podpaski w widoku rozłożonym na części, fig. 4 - przekrój poprzeczny włókna z kanałami kapilarnymi do artykułu absorbującego, fig. 5 - dyszę wytłaczarki do wytłaczania włókna z fig. 4, fig. 6 inny przykład wykonania dyszy wytłaczarki do wytwarzania włókna z kanałami kapilarnymi, fig. 7 - przekrój poprzeczny włókna z kanałami kapilarnymi, mającego kształt zwielokrotnionej litery H, fig. 8 - przekrój poprzeczny włókna z kanałami kapilarnymi mającego kształt zwielokrotnionej litery U, fig. 9 - schemat fotomikrografii przekroju warstwy wierzchniej i wtórnej warstwy wierzchniej z włóknami mającymi kanały kapilarne, fig. 10 - fig. 10A - 10C - przekrój poprzeczny włókna z fig. 4 z kanałami kapilarnymi, w różnych stadiach odkształcania ścian kanałów kapilarnych, fig. 11 - przykład wykonania artykułu absorbującego w rzucie perspektywicznym z liniami docisku zapewniającymi styk warstwy wierzchniej i wtórnej warstwy wierzchniej, fig. 12 - spodnią stronę warstwy wierzchniej w naniesionym klejem w postaci układu zwielokrotnionych linii spiralnych, fig. 13 - inny przykład spodniej strony warstwy wierzchniej z naniesionym klejem w postaci układu plamek.

Na fig. 1 przedstawiono artykuł absorbujący w postaci podpaski w przekroju poprowadzonym wzdłuż wzdłużnej osi symetrii podpaski 10. Podpaska zawiera przepuszczalną dla płynu warstwę wierzchnią 9, pod którą jest umieszczona wtórna warstwa 10 zawierająca włókna z

169 555 kanałami kapilarnymi, zaś pod nią jest umieszczony rdzeń absorbujący 11, zatrzymujący płyn. Pod rdzeniem absorbującym 11 jest umieszczona nieprzepuszczalna dla płynu warstwa spodnia 12.

Jak pokazano na fig. 2A, w rzucie perspektywicznym z częściowym wyrwaniem, przepuszczalna dla płynu warstwa wierzchnia 9 przykrywa całkowicie wtórną warstwę wierzchnią 10 zawierającą włókna z kanałami kapilarnymi, która z kolei całkowicie przykrywa rdzeń absorbujący 11. Z warstwą wierzchnią 9 jest połączona warstwa spodnia 12 wzdłuż obrzeża podpaski. Artykuł absorbujący ma trzy prostopadłe osie, które określają wzdłużny kierunek maszynowy x, poprzeczny kierunek y i prostopadły do artykułu kierunek z.

W innym przykładzie wykonania, pokazanym na fig. 2B, podpaska zawiera umieszczoną pod warstwę wierzchnią 9 wtórną warstwę wierzchnią 10, zawierającą włókna z kanałami kapilarnymi, która przykrywa część rdzenia absorbującego 11. Wtórna warstwa wierzchnia 10 kończy się w odległości około 2,5 cm od krawędzi 19 rdzenia absorbującego. Pod rdzeniem absorbującym jest umieszczona warstwa spodnia 12. '

Na fig. 3 przedstawiono widok rozłożonego na części, innego przykładu wykonania artykułu abosrbującego według wynalazku, w postaci podpaski higienicznej. Podpaska w tym przykładzie wykonania zawiera warstwę wierzchnią 9, pod którą jest umieszczona wtórna warstwa wierzchnia 10 zawierająca włókna z kanałami kapilarnymi. Pod nią jest umieszczona dodatkowa warstwa 37 zawierająca włókna z kanałami kapilarnymi o wymiarach mniejszych niż wtórna warstwa wierzchnia 10. Pomiędzy dodatkową warstwą 37 i rdzeniem absorbującym 11 ułożonym niżej jest umieszczona warstwa papierowa 38 z marszczonego papieru. Rdzeń absorbujący 11 ma obszar z nacięciami 40 oraz obszar gładki 41 i zawiera ułożone na mokro włókna. Pod rdzeniem absorbującym 11 jest umieszczona zawierająca materiał żelujący warstwa spodnia 42. Od spodu do warstwy spodniej 42 są dołączone końcówki zabezpieczające 43 oraz usuwalny papier 44, który przykrywa paski klejące 45 do mocowania podpaski do majtek. Podczas zastosowania, po zerwaniu papieru 44, paski klejące 45 pozostają na zewnętrznej stronie warstwy spodniej 42.

Wtórna warstwa wierzchnia 10, w przykładach wykonania z fig. 1, 2A, 2B, 3, oraz dodatkowa warstwa 37 podpaski, z fig. 13, zawiera włókna posiadające kanały kapilarne. Dzięki temu uzyskuje się stopniowe wchłanianie kapilarne pomiędzy warstwą wierzchnią 9 i leżącym pod spodem rdzeniem absorbującym 11, w wyniku czego płyn jest wciągany w kierunku z prostopadłym do powierzchni podpaski i odciągany z powierzchni podpaski do jej najbardziej odległej warstwy gromadzącej, którą stanowi rdzeń absorbujący 10. Wchłanianie kapilarne jest proporcjonalne do wielkości otworków. W typowym przypadku otworki, które posiada warstwa wierzchnia 9 są większe niż międzywłóknowe, kanały kapilarne, które z kolei są większe niż wewnątrzwłóknowe kanały kapilarne we włóknistym rdzeniu absorbującym 11. Powierzchnia hydrofilowości składników każdej z warstw 9,10,11 będzie teoretycznie prowadzić do stopniowego wchłaniania kapilarnego. Warstwy 10,37 artykułu absorbującego według wynalazku mogą zawierać różne włókna z kanałami kapilarnymi, chociaż niżej wymieniono korzystne ich postacie do zastosowania w artykułach absorbujących według wynalazku.

Na fig. 4 jest przedstawiony przekrój poprzeczny w kształcie litery H, symetrycznie ukształtowanego przykładu wykonania włókna 7, mającego kanały kapilarne 3 i płaską podstawę 4. Szerokość 5 między ściankami kanałów 3 i głębokość tych ścianek 6 jest dobierana według dalej opisanych zasad. Włókno 7, pokazane na fig. 4, jest wytwarzane poprzez wytłoczenie polimeru przez dyszę 1 wytłaczarki, pokazaną na fig. 5, która posiada otwór 2 o kształcie dostosowanym do kształtu włókna 7.

W innym przykładzie wykonania, pokazanym na fig. 6, dysza 1 wytłaczarki ma otwór 2 mający kształt zwielokrotnionej litery H. Służy ona do wytwarzania włókien 7 z wieloma bocznymi kanałami kapilarnymi na ich powierzchni, ułożonymi po obu stronach podstawy włókna 7 (fig. 7).

Choć włókna mogą mieć centralnie drążony rdzeń tworzący pewną dodatkową kapilarność zaleca się, aby włókna z centralnie drążonym rdzeniem nie były stosowane. Generalnie, zastosowanie włókien z kanałami kapilarnymi, centralnie drążonymi w ich rdzeniu mogłoby stwarzać konieczność zwiększenia sztywności włókien nieco ponad potrzebę, aby rdzeń nie uległ za8

169 555 padnięciu pod naciskiem. Nie należy oczekiwać szybkiego odbierania płynów przez centralny rdzeń przechodzący przez włókno z kanałem kapilarnym, ponieważ płyny mogą przedostawać się na koniec włókna przed wejściem w sam rdzeń. Ponadto, drążony rdzeń włókna z kanałem kapilarnym może nie oddawać swego ładunku płynu do rdzenia absorbującego 11 jeśli nie występuje odpowiedni kontakt pomiędzy końcami włókna.

Wytworzenie drążonego rdzenia włókna niezbyt zwiększa korzyści działania, a może mieć negatywny wpływ na poziom wygody wykonanego z nich artykułu pozostającego w kontakcie z ludzkim ciałem.

Oprócz tego włókna z kanałami kapilarnymi mają korzystnie układ nieprostoliniowy, ponieważ są zaginane, lub korzystniej kędzierzawione. Łatwo zauważyć, że nieliniowe włókna 7 z kanałami kapilarnymi 3 mają dla danej liczby włókien wyższe wzniesienie i podwyższoną sprężystość powrotną. Zwiększenie wzniesienia poszczególnych włókien 7 powoduje, że wykonane z nich warstwy 10, 37 są grubsze i bardziej miękkie. Pozwala to na tworzenie artykułów absorbcyjnych o mniejszej gęstości, wyższym wzniesieniu, przy czym poszczególne włókna nie są zbyt grube lub sztywne, są ekstremalnie wygodne, i tym niemniej skuteczne w zakresie transportu płynów.

Jednakże korzystne nielinowe włókna z kanałami kapilarnymi nie powinny tu być zapętlone. Łatwo zauważyć, że zapętlenie włókna z kanałami kapilarnymi może powodować powstawanie punktów przewężenia kanałów w miejscu poszczególnych zapętleń. Będzie to oczywiście zaburzać dynamikę przepływu płynu wzdłuż kanału kapilarnego.

Przedstawiona na fig. 9 fotomikrografia przekroju warstwy wierzchniej 9 i wtórnej warstwy wierzchniej 10 zawierającej włókna 7 z kanałami kapilarnymi 3. Włókna 7 znajdują się w bliskim kontakcie z warstwą wierzchnią 9 i wchodząc w pory 8 warstwy wierzchniej 9. Jest bardzo korzystne, aby małe pęczki włókien 7 z kanałami kapilarnymi 3 faktycznie były umieszczone przynajmniej w niektórych porach 8 warstwy wierzchniej 9 artykułu absorbującego. Takie ułożenie jest łatwiejsze do uzyskania gdy włókna z kanałami kapilarnymi mają duże wzniesienie, a więc są na przykład kędzierzawione. Występuje większe prawopodobieństwo, że pewna ilość końców i/lub pęczków włókien 8 z kanałami kapilarnymi 3 zostanie umieszczona w porach 8 materiału warstwy wierzchniej 9, niż gdyby zastosowano liniowe włókna z kanałami kapilarnymi.

W korzystnym rodzaju włókna 7 z kanałami kapilarnymi są kędzierzawione lub w inny sposób zbijane. Jak wiadomo, kędzierzawienie włókien może się odbywać w drodze selektywnego ich ochładzania podczas wychodzenia z dyszy 1 wytłaczarki, polegającego na ogrzewaniu jednej strony włókien 7 nieco powyżej temperatury drugiej strony, lub przeciwnie, szybsze ochłodzenie jednej strony niż drugiej. Alternatywnie, włókna 7 wykonane z syntetycznych polimerów jak poliestry, mogą być kędzierzawione poprzez rozciąganie, z następującym po nim odprężeniem, lub też przez przejście naciągniętego włókna ostrej krawędzi, z następującym po nim odprężeniem. Włókna 7 z kanałami kapilarnymi 3 mogą być również kędzierzawione przez zanurzenie w metanolu. W korzystnym przykładzie włókna przyjmują postać spirali. Niezależnie od środków zastosowanych do karbowania lub w inny sposób kędzierzawienia włókien z kanałami kapilarnymi, mogą one być w przypadku potrzeby zgrzebłowane, dla uzyskania zespołu włókien.

Korzystna amplituda kędzierzawienia leży w zakresie od około 0,1 mm do około 3 mm, a typowa częstość kędzierzawienia wynosi od około 0,5 na centymetr włókna do około 5 na centymetr włókna. Włókna o amplitudzie kędzierzawienia około 3 mm i częstości około 0,5 na centymetr włókna wykazują dobrą miękkość nawet dla włókien o większej grubości, mających kanały kapilarne 3 o dużej pojemności. Przeciętne włókno 7 z kanałami kapilarnymi 3 posiada długość w linii prostej około 2 cm i jest kędzierzawione lub zbierane dla uzyskania optymalnego włókna mającego długość od około 0,5 cm do około 1,5 cm. Włókna 7 warstwy 10, 37 artykułu absorbującego mogą być wykonane z każdego dogodnego polimeru, który nie ulega pęcznieniu w mokrym stanie. Szczególnie korzystne są takie polimery jak polietylen, polipropylen, poliestry i tym podobne, jeśli nadają się do przędzenia, i mogą być kształtowane z zewnętrznymi kanałami kapilarnymi. Polimery te są korzystnie wtłaczane po stopieniu. Zwykle, włókna z kanałami kapilarnymi są wykonywane ze stopionego syntetycznego polimeru polietylenowo tereftala169 555 nowego mającego lepkość właściwą (IV) od około 0,6 do około 0,9 lepkość właściwa IV jest terminem specjalistycznym i może być określona w znany sposób. Patrz przykładowo opis patentowy US 4 829 761, kolumna 8. Lepkość właściwa lV dla stopionego polimeru jest związana ze zdolnością polimeru do zachowania kształtu włókna z kanałem kapilarnym, i jest odniesioną do masy cząsteczkowej polimerów. Przykładowo włókna 7 z kanałami kapilarnymi 3 są korzystnie włóknami poliestru mającego lepkość właściwą około 0,7, a bardziej korzystnie włóknami polimeru o lepkości właściwej około 0,9, ponieważ pozwala to uzyskać cieńsze ścianki kanałów kapilarnych, lecz wciąż wystarczająco mocne dla umknięcia zapadania pod naciskiem przy stosowaniu artykułu absorbującego. Korzystne włókna 7 z kanałami kapilarnymi 3 mają grubość około denier 10 (denier na włókno dpf). Włókna 7 z kanałami kapilarnymi 3 mające tak małą grubość, których ścianki pozostają stabilne, mogą być uzyskane, zwłaszcza z poliestru mającego lepkość właściwą około 0,9. Jednakże w praktyce użycie polimerów o takiej wysokiej lepkości (IV) może wymagać zastosowania specjalnego wyposażenia. W ramach kompromisu zupełnie możliwego do przyjęcia, oraz w celu uzyskania ścianek kanałów bez zapadania w zastosowaniu, korzystnie stosuje się poliester/polimer mający lepkość właściwą około 0,7. którego grubość wynosi około 22 denier na włókno. Grubość zastosowanych włókien 7 pozostaje do wyboru przez wykonawcę, a grubość przypadająca na kanał zawiera się w zakresie 25 denier.

Stosunek głębokości 6 do szerokości 5 kanałów kapilarnych 3 wynosi korzystnie około 2,0, lecz ze względu na warunki technologiczne, jak również z przyczyn ekonomicznych, stosunek głębokości 6 do szerokości 5 korzystnie wynosi około 1,3. Typowe i łatwe w produkcji włókna 7 z kanałami kapilarnymi 3, które są zupełnie zadawalające do zastosowania w artykule absorbującym według wynalazku, mają więc głębokość 6 ścianek około 48 mikrometrów, a szerokość 5 pomiędzy ściankami około 37 mikrometrów. Same ścianki mają zwykle grubość około 3-15 mikrometrów. Choć odstępstwa od tych wymiarów są dopuszczalne, włókna 7 z kanałami kapilarnymi 3 wykonane w poliestru i mające te właściwości są w pełni zadawalające dla zaproponowanego przeznaczenia. Takie włókna 7 są korzystnie wytwarzane z zastosowaniem konwencjonalnego wyposażenia technologicznego i łatwo wytrzymują naciski występujące w artykułach absorbujących, zwłaszcza w podpaskach higienicznych i wkładkach majtkowych, bez zapadania ścianek kanałów kapilarnych 3 do takiego stopnia, że ich funkcja kapilarna zostanie utracona.

Na fig. 10A - 10B pokazano przekrój poprzeczny włókna w kształcie litery H w stanie zapadnięcia się ścianek 6 kanałów kapilarnych 3. W przypadku częściowego zapadnięcia się do wewnątrz ścianek 6 (fig. 9A) lub rozchylenia się na zewnątrz (fig. 9B) włókna 7 nadają się do zastosowania w artykule absorbującym. Natomiast włókna 7 z zamkniętymi bocznymi kanałami kapilarnymi 3 nie mogą być stosowane w artykule absorbującym.

Kanały kapilarne 3 mogą mieć różne kształty. Pewne kształty mogą być szczególnie przydatne w konkretnych zastosowaniach. Przykładowo, mogą być zastosowane kanały kapilarne 3 w kształcie zbliżonym do liter U, H i V Jednymi z korzystnych są włókna 7 w kształcie litery H pokazane na fig. 4. Oprócz tego kształty podstawowe mogą być powtarzane, lub nawet rozgałęzione, dla wytworzenia włókien zawierających kanały zwielokrotnione (fig. 7), lecz należy zauważyć, że przy zastosowaniu ponad około trzech powtarzalnych kształtów włókna 7 mogą uzyskać pewną dodatkową sztywność. Włókna 7 w postaci zwielokrotnionej litery U, pokazane na fig. 8, zapewniają dodatkowe korzyści w postaci dodatkowej kapilarności wynikającej z kontaktu pomiędzy czołami, oraz są łatwe w kędzierzawieniu.

Choć polimery zastosowane do wykonania włókien z kanałami- kapilarnymi nie są same pochłaniaczami wody (oraz nie absorbują moczu bądź płynu z zawartością krwi, jak upławy menstruacyjne), korzystnie są one włóknami hydrofitowymi. Ponieważ większość syntetycznych polimerów jest hydrofobowa, włókna z kanałami kapilarnymi są obrabiane powierzchniowo, w celu nadania im hydrofilowości. Obróbka powierzchniowa włókien polimerowych obejmuje procesy dobrze znane w obszernej literaturze włókienniczej, i procesy te mogą tu być zastosowane. Generalnie procesy te obejmują traktowanie powierzchni włókien środkiem hydrofilizującym, zwłaszcza środkiem powierzchniowo czynnym. Hydrofilizacja, przejawiająca się zwilżalnością włókien przez płyny wodne, jest rutynowo mierzona na przykład przy zastosowaniu pomiarów kąta zwilżania. Generalnie kąt zwilżania poniżej 90° wskazuje na

169 555 powierzchnię hydrofilową. Typowymi środkami powierzchniowo czynnymi w tych procesach są różne niejonowe i anionowe surfaktany detersywne ogólnego typu, znane w literaturze pralniczej. Środki hydrofilizacyjne obejmują środki zwilżające, jak na przykład monolauraty glikolu polietylenowego oraz etoksylowane alkohole oleilowe. Mogą być również zastosowane inne rodzaje środków hydrofilizujących i sposoby, włącznie z dobrze znanymi specjalistom przemysłu włókienniczego i tekstylnego, dla zwiększenia zdolności przenikania, poprawy odplamiania i tym podobnych. Środki hydrofilizujące korzystnie są dodawane do polimeru na różnych etapach poprzedzających zastosowanie, jednakże korzystnie przed ciągnieniem włókien z kanałami kapilarnymi do ich ostatecznego wymiaru. Przykładowo, środek hydrofilizujący może być dodany do polimeru przed stopieniem, lub wmieszany do polimeru po stopieniu. Środek hydrofilizujący korzystnie jest także dodawany do polimeru po formowaniu, przykładowo po wyjściu włókien z dyszy wylotowej wytłaczarki (fig. 1) w trakcie stopionego, mokrego lub suchego procesu przędzenia, korzystnie przed ciągnieniem włókien do małej średnicy. Ponieważ artykuły absorbujące są przeznaczone do stykania się z czułymi regionami ciała ludzkiego korzystnie stosuje się do hydrofilizacji powierzchni włókien 7 z kanałami kapilarnymi 3 środki powierzchniowo czynne nietoksyczne i nie powodujące podrażnień ludzkiej skóry. Hydrofilizację włókien z kanałami kapilarnymi korzystnie prowadzi się traktując je surfaktantami. Inny sposób hydrofilizacji powierzchni włókien 7 polega na poddawaniu tych powierzchni promieniowaniu jonizującemu, na przykład w plazmie. Jest to sposób korzystny z tego powodu, że na powierzchni włókien nie zachowują się pozostałości środków powierzchniowo czynnych. Wszystkie te sposoby prowadzą do dostosowania włókien 7 z kanałami kapilarnymi 3 do samoczynnego zwilżania płynami, do transportu których są przewidziane. W artykule absorbującym włókna 7 z kanałami kapilarnymi są umieszczone w postaci pakietu tworzącego wtórną warstwę wierzchnią 10 lub warstwę dodatkową 37. Włókna 7 mogą być przykładowo narzucone na rdzeń absorbujący 10, zawierający włókna celulozowe. Bardziej korzystnie, zwielokrotnione włókna 7 z kanałami kapilarnymi (fig. 7,8) mogą być uformowane w podściółkę lub w warstwę, zawierającą sieć zwielokrotnionych włókien z kanałami kapilarnymi. W podpasce higienicznej warstwy zwielokrotnionych włókien 7 korzystnie mają grubość od około 0,254 cm do 1,78 cm, korzystniej od około 0,254 cm do 1,02 cm. We wkładkach majtkowych ich grubość wynosi zwykle od około 0,127 cm do 0,35 cm, a w pieluchach dla niemowląt i dla osób mimowolnie moczących się od około 0,254 cm do 1,27 cm. Warstwy przeznaczone do artykułów absorbujących jednorazowego użytku zawierają typowo od około 0,003 g do 0,016 g włókien na cm² pola powierzchni, oraz od około 0,003 g do 0,03 g włókien z kanałami kapilarnymi na cm³ objętości (dla pomiaru w stanie zgniecionym). Ilość włókien 7 na jednostkę powierzchni i na jednostkę objętości dla podpasek, pieluch i bielizny może być obliczona w oparciu o różnice grubości podane powyżej.

Grubość i wytrzymałość włókien 7 z kanałami kapilarnymi 3 są dobrane tak, że warstwa włókien ma stosunek wysokości w stanie mokrym do wysokości w stanie suchym co najmniej wynoszący około 80%, a bardziej korzystnie co najmniej około 90%. Zapewnia to zachowanie miękkości i dopasowania podczas stosowania.

Inaczej mówiąc, dla typowej podpaski higienicznej około 1,5 g kędzierzawych włókien 7 typu opisanego tworzy prostokątną warstwę pola powierzchni około 160 cm2, która jest odpowiednia do zastosowania jako wtórna warstwa wierzchnia 10, leżąca poniżej wstępnej odbierającej płyn warstwy wierzchniej 9 typu ujawnionego poniżej. Warstwy z włókien 7 z kanałami kapilarnymi 3 posiadają pewną zdolność utrzymywania takich płynów, jak upławy menstruacyjne, choć nie jest to ich głównym przeznaczeniem w przestawionych artykułach absorbujących. Warstwy te mogą stanowić, jeśli zachodzi taka potrzeba, cały rdzeń absorbujący na przykład dla wkładek majtkowych. Jednak w większości przypadków warstwa zawierająca włókna z kanałami kapilarnymi jest stosowana w połączeniu z rdzeniem absorbującym 11, służącym jako magazyn dla płynów, które są przenoszone z warstwy 10, 37 włókien z kanałami kapilarnymi do rdzenia absorbującego 11. W istocie, większość rdzeni absorbujących zawiera układany na sucho filc z włókien celulozowych, lub mieszaniny włókien celulozowych z absorbentowymi materiałami żelującymi. Dzięki bardzo drobnej strukturze włókien celulozowych w rdzeniach absorbujących 11 wykazują one znaczne siły ssące, które odprowadzają płyny z włókien 7 z

169 555 kanałami kapilarnymi do rdzenia absorbującego 11, gdzie następuje ostateczne magazynowanie. Jest to dokładnie zamierzony skutek. Zatem, w przypadku podpaski higienicznej typowe rdzenie absorbujące 11 zawierające od około 1 g do 5 g zwielokrotnionych włókien celulozowych, oraz według uznania od około 0,5 g do 1,5 g absorbentowego materiału żelującego, mają nałożoną warstwę 10 z włókien 7 z kanałami kapilarnymi 3 wykonanymi w sposób opisany powyżej. W miarę wchodzenia płynu w sieć włókien 7 z kanałami kapilarnymi, jest on rozprowadzany i następnie wydalany do leżącego .poniżej rdzenia absorbującego 11, przez co następuje odnowienie sieci włókien 7 z kanałami kapilarnymi 3 dla następnego zalania płynem. W korzystnym rodzaju, warstwa z włókien 7 z kanałami kapilarnymi 3 jest stosowana jako wtórna warstwa wierzchnia 10 pod porowatą (korzystnie w postaci folii) warstwą wierzchnią 9. Tak więc włókna 7 z kanałami kapilarnymi 3 powodują przechodzenie płynu przez warstwę wierzchnią 9, utrzymując w ten sposób jej świeży, suchy wygląd i stan, i przemieszczając płyn do leżącego pod nią rdzenia absorbującego 11, i zachowują zdolność kontynuowania tego procesu aż do nasycenia rdzenia absorbującego 11.

W korzystnym przykładzie wykonania, pokazanym na fig. 11, warstwa włókien 7 z kanałami kapilarnymi jest utrzymywana w ścisłym kontakcie z przykrywającą go warstwą wierzchnią 9, przez szwy 22 w postaci wiążącego kleju, lub dzięki siłom docisku, przez co warstwa wierzchnia 9 i wtórna warstwa wierzchnia 10 z włókien 7 z kanałami kapilarnymi 3 pozostają w jednorodnym, zwartym kontakcie. Jak podano powyżej, kontakt pomiędzy warstwą wierzchnią 9 i wtórną warstwą wierzchnią 10 z kanałami kapilarnymi 3 jest korzystnie tak zwarty, że pęczki włókien 7 z kanałami kapilarnymi 3 wchodzą w pory 8 warstwy wierzchniej 9 (fig. 9). Analogicznie, dla wydajnego przeniesienia płynu do rdzenia absorbującego 11 korzystnie jest, aby występował zwarty kontakt w wyniku zastosowania kleju, lub sil napięcia, lub poprzez wprowadzenie szorstkiej powierzchni rdzenia absorbującego 11, bądź przez umieszczenie niektórych włókien 7 w rdzeniu absorbującym 11 pomiędzy wtórną warstwą wierzchnią 10 i leżącym pod spodem rdzeniem absorbującym 11. Występuje tu więc sieć wzajemnych połączeń pomiędzy warstwą wierzchnią 9, następnie wtórną warstwą wierzchnią 10 włókien 7 z kanałami kapilarnymi 3, i dalej do leżącego poniżej rdzenia absorbującego 11, w wyniku czego płyn skutecznie przepływa poprzez warstwę wierzchnią 9, wzdłuż i poprzez wtórną warstwę wierzchnią 10, i do rdzenia absorbującego 11. Takie wzajemne połączenie jest utrzymywane nawet wobec warunków występujących przy noszeniu, jak: wilgoć, ścinanie mechaniczne oraz rozluźnienie docisku związane z poruszaniem się osoby noszącej. Warstwa wierzchnia9 artykułu absorbującego, według wynalazku jest wykonania z materiału, który jest korzystnie hydrofobowy, lecz przepuszczalny dla płynu. Materiały warstwy wierzchniej zastosowanej w tym wynalazku mogą być wykonane poprzez podgrzanie próbki termoplastycznego materiału w postaci polietylenowej o grubości 0,0038 cm do temperatury mięknienia, w której materiał termoplastyczny może być kształtowany lub formowany, niżej od temperatury topnienia tego materiału. Ogrzany materiał termoplastyczny w postaci arkusza jest następnie stykany z ogrzaną siatką formującą. .Siatka formująca jest korzystnie siatką z drutu o żądanej apreturze, postaci i układzie. Zastosowana próżnia dociska folię do siatki formując folię do potrzebnej postaci, mającej żądaną wielkość otworów. Podczas oddziaływania próżni na folię wypływa strumień gorącego powietrza. Dysza gorącego powietrza perforuje folię według wzoru odpowiadającego układowi i rozmiarowi otworków w siatce formującej.

Przepuszczalna dla płynu warstwa wierzchnia 9 wykonana w sposób podany powyżej jest nazywana folią formowaną. Istotne znaczenie ma grubość takich folii, ponieważ przy zbyt dużych grubościach może wystąpić gromadzenie się cieczy w apreturze, utrudniając wskrośny przepływ. W produkcji takich artykułów absorbujących jak pieluchy, środki higieny kobiet, artykuły dla osób moczących się i tym podobne, warstwy wierzchnie mają zwykle grubość mniejszą niż około 0,075 cm, lub korzystnie mniejszą niż około 0,064 cm.

Innym materiałem formowanych folii przydatnym na warstwę wierzchnią 9 jest 3-wymiarowa wstęga o wyglądzie i wrażeniu dotykowym włókno-podobnym, zawierająca nieprzepuszczalny dla płynu materiał ze sztucznego tworzywa; posiadająca zwielokrotnioną apęrturę określoną przecinającymi się elementami włóknopodobnymi. Materiały arkuszowe mogą być wykonywane z zastosowaniem hydrofobowych tworzyw sztucznych, jak polietylen, polipro12

169 555 pyleń, PCV i tym podobne, i są dobrze znane dla zastosowania w takich materiałach absorbujących, jak środki higieny kobiet i tym podobne.

Następnym typem materiału formowanych folii przydatnego na warstwę wierzchnią według wynalazku jest hydrofobowa folia polimerowa mająca otworki w postaci stożkowych kapilar. Takie stożkowo-kapilarowe warstwy wierzchnie 9 są również dobrze znane w zastosowaniu do wyrobów absorbujących, włącznie z artykułami dla moczących się osób dorosłych. Mogą być one wykonywane z różnych polimerów hydrofobowych, wymienionych powyżej. Zwykle jest stosowany polietylen o niskiej gęstości, mający grubość od 0,0025 do 0,0051 cm.

Dalsze omówienie stożkowo-kapilarowych warstw wierzchnich podaje opis patentowy US 3 929 135. Podczas stosowania stożki kapilar takich warstw wierzchnich pozostają w kontakcie z leżącym poniżej materiałem rdzenia absorbującego 11. Generalnie, stożkowe kapilary mają postać powierzchni stożka ściętego lecz należy uwzględnić, że pod określeniem stożkowa kapilara rozumie się generalnie wszystkie takie struktury jak ostrosłup ścięty i tym podobne o podstawie trójkątnej, kwadratowej lub prostokątnej. Należy również uwzględnić, że stożkowe kapilary mogą być asymetryczne (to jest: kąt stożka po jednej stronie może być inny niż po drugiej), oraz, że kąt stożka może się zmieniać w sposób ciągły (to jest: może występować zakrzywienie) na odległości od podstawy stożka. W tym ostatnim przypadku kąt stożka jest określany jako kąt stycznej do boku kapilary w punkcie minimalnego otworu stożka. Korzystny kąt stożka kapilar materiału przydatnego do zastosowania w warstwach wierzchnich 9 według praktyki tego wynalazku wynosi około 10° do 60°.

Otwór w dolnej podstawie kapilar jest określany jako największy wymiar w płaszczyźnie warstwy wierzchniej 9 danej kapilary. Otwór górnej podstawy jest określony jako największy wymiar w wierzchołku stożkowej kapilary oddalonym od płaszczyzny warstwy wierzchniej 9. Gdy stożkowa kapilara ma kształt powierzchni stożka ściętego, otwór w podstawie i wierzchołku stosownie odpowiada średnicy podstawy dolnej i górnej. Średnice podstawy dolnej i średnice podstawy górnej są dalej nazywane jako wymiar otworu podstawy i wymiar otworu wierzchołka kapilary. Średnica podstawy górnej stożkowej kapilary jest to średnica, która umożliwia łatwy wypływ cieczy od powierzchni warstwy wierzchniej do leżącego poniżej rdzenia absorbującego 11. Średnica podstawy górnej wynosi od około 0,010 do 0,254 cm, korzystnie od około 0,013 do 0,051 cm.

Średnica podstawy dolnej stożkowej kapilary jest dobierana w sposób spełniający dwa kryteria. Pierwszym z nich jest subiektywne odczucie powierzchni warstwy wierzchniej 9, która styka się ze skórą osoby noszącej. Polietylen daje, przypominające tkaninę, pozbawione woskowatości wrażenie, gdy średnica podstawy wynosi w przybliżeniu od 0,015 do 0,635 cm. Korzystnie, średnica podstawy wynosi w przybliżeniu od 0,076 cm do 0,152 cm. Średnica podstawy kapilary jest dobierana na tyle mała, że umożliwia mostkowanie kropli cieczy przynajmniej na jednej kapilarze. Powyższe wymiary spełniają to kryterium dla jednorazowych pieluch i wyrobów sanitarnych.

Wysokość stożkowej kapilary jest określana jako odległość pomiędzy najbardziej odległą powierzchnią warstwy wierzchniej 9 (to znaczy powierzchnią zwykle stykającą się ze skórą użytkownika) i wierzchołkiem stożkowej kapilary. Wysokość ta zależy oczywiście od średnicy wierzchołka, średnicy podstawy, oraz kąta stożka, dobranych jak opisano powyżej. Wysokość stożkowej kapilary jest dobrana dla zapewnienia struktury o minimalnej tendencji do zapadania podczas stosowania. Charakterystyka materiałowa budowy warstwy wierzchniej 9 w dużym stopniu określa odpowiednie zakresy dla wysokości. Gdy warstwa wierzchnia 9 jest wykonana z polietylenu o małej gęstości i grubości od 0,003 do 0,005 cm, a średnice podstawy dolnej i górnej leżą w korzystnym zakresie, oraz kąt stożka leży w zakresie krytycznym, wysokość stożkowej kapilary korzystnie wynosi w przybliżeniu od 0,008 do 0,404 cm.

Stan względnej suchości na powierzchni warstwy wierzchniej 9 stwarza wymaganie, aby większość cieczy stykającej się z warstwą wierzchnią 9 przechodziła przez nią do rdzenia absorbującego 11. To z kolei oznacza, że każda oddzielna kropla cieczy stykająca się z warstwą wierzchnią 9 musi pozostawać w kontakcie z otworem dolnej podstawy stożkowej kapilary. Można to uzyskać, jeśli występuje minimalna powierzchnia materiału warstwy wierzchniej 9 pomiędzy podstawami stożkowych kapilar. Minimalna wielkość graniczna obszaru występuje,

169 555 gdy stożki lub ostrosłupy kapilar są ułożone w szyku ścisłego upakowania, to znaczy gdy obrzeża podstawy każdej z kapilar stykają się ze wszystkich stron z obrzeżami podstaw kapilar sąsiednich. Korzystny układ minimalnej powierzchni warstwy wierzchniej zapewnia styk pojedynczej kropli przynajmniej z jedną stożkową kapilarą Korzystny układ w pieluchach jednorazowego użytku występuje tam, gdzie opisane powyżej stożkowe kapilary są rozmieszczone w ilości do 231 na cm².

Stożkowe kapilary mogą być wykonywane wieloma różnymi sposobami znanymi w tej dziedzinie. Jedną ze szczególnie przydatnych metod jest zastosowanie w ogrzewanej formie wystających elementów w kształcie i układzie żądanych kapilar stożkowych (dalej zwanej formą szpilkową). Każdy z wystających elementów jest zamocowany w taki sposób, aby jego wierzchołek wystawał z podstawy formy szpilkowej. Część materiału arkuszowego jest stykana z ogrzewaną formą szpilkową między formą i sprężystą płytą oporową. W wyniku zastosowanego nacisku w zespole formy, arkusza i płyty oporowej formowany jest arkusz, z którego tworzy się warstwę wierzchnią 9 ze stożkowymi kapilarami. Innym sposobem wytwarzania warstwy wierzchniej 9 jest oddziaływanie próżnią na nieprzepuszczalny dla cieczy materiał, z zastosowaniem odpowiedniej formy. Po uformowaniu arkusza ze stożkowymi kapilarami jednym ze sposobów wymienionych powyżej może zachodzić potrzeba usunięcia materiału z wierzchołków kapilar, dla uzyskania żądanych średnic górnych podstaw. Można to wykonać poprzez poddanie wierzchołków kontrolowanemu ścieraniu, lub poprzez ogrzewanie ukształtowanej warstwy wierzchniej, powodujące stopienie i otwarcie wierzchołków. Warstwę wierzchnią według wynalazku może stanowić również mikroaperturowa folia polimerowa o poprawionym wrażeniu dotykowym.

Bardzo korzystny materiał na warstwę wierzchnią 9 ma postać przepuszczalnej dla płynu formowanej folii, która oprócz pożądanego wrażenia dotykowego przypominającego tkaninę, ma wyeliminowany połysk powierzchni. Tak więc wykonane ze sztucznego tworzywa warstwy wierzchnie nie posiadają niepożądanego wyglądu tworzywa sztucznego. Taki bardzo korzystny materiał na warstwę wierzchnią 9 stanowi makroskopowo rozciągnięta 3-wymiarowa wstęga ze sztucznego tworzywa, posiadająca przynajmniej na jednej widocznej powierzchni brak połysku przy oświetleniu, przy czym prawie cała powierzchnia ma regularnie rozmieszczony, mikroskopowy układ pojedynczych chropowatości powierzchniowych, każda z nich ma amplitudę zorientowaną prostopadle do powierzchni, na której powstaje, a każda z nich ma wymiar maksymalny poniżej około 0.15 mm, mierząc w płaszczyźnie prostopadłej do jej amplitudy, przez co chropowatości powierzchniowe nie są widoczne gołym okiem, gdy prostopadła odległość od oka obserwatora do płaszczyzny wstęgi wynosi około 30,4 cm. Każda z chropowatości powierzchniowych jest również wolna od płaskich obszarów o wielkości pozwalającej wpisać okrąg o średnicy 0,1 mm i jest tak odsunięta od sąsiednich chropowatości, że maksymalna średnica okręgu, jaki można wpisać na każdej płaskiej powierzchni pośredniej pomiędzy jedną chropowatość powierzchni i sąsiednią w dowolnej części widocznej powierzchni, jest mniejsza od około 0,23 mm, przez co światło padające na dowolną część widocznej powierzchni jest dyfuzyjnie odbijane w wielu kierunkach przez chropowatość, w wyniku czego widoczna powierzchnia nie ma wyglądu błyszczącego.

Takie materiały warstwy wierzchniej 9 mogą mieć przynajmniej część powierzchniowych występów wystającą na zewnątrz z powierzchni, oraz przynajmniej część zagłębień wystających do wewnątrz od powierzchni wstęgi.

Takie korzystne arkusze wstęgi wierzchniej wykonywane są przy zastosowaniu siatki lub struktury formującej, co ogólnie podano poniżej, która tworzy aberacje powierzchni dzięki ścinaniu na członie podbierającym. (Wykonanie takich arkuszy jest bardziej szczegółowo przedstawione w opisie patentowym US 4 463 045, wraz z podaniem sposobu przygotowania form). Generalnie utworzone chropowatości powierzchni odpowiadają gęstości członu podpierającego, który bezpośrednio styka się z widoczną powierzchnią arkusza podczas wytwarzania.

W korzystnym przykładzie wykonania tkanina członu podpierającego, która bezpośrednio styka się z widoczną powierzchnią warstwy wierzchniej 9, składa się z włókien o przeciętnej średnicy 0,02 do 0,05 mm ułożonych w sieć o gęstości 160 włókien na długości 2.54 cm i około 400 włókien na 2,54 cm.

169 555

Korzystne warstwy wierzchnie mają przeciętną amplitudę aberacji co najmniej 0,005 mm, bardziej korzystne co najmniej 0,007 mm. Najbardziej korzystne warstwy wierzchnie 9 mają amplitudę chropowatości powierzchni mierzoną prostopadle do powierzchni, na której jest ona utworzona, w zakresie około ± 20%, a pożądanie ± 10% przeciętnej wartości amplitudy wszystkich sąsiednich chropowatości powierzchni.

Na warstwę wierzchnią mogą być zastosowane formowane folie, których spodnie strony są pokryte hydrofitowym lateksem, co opisano w opisie patentowym US 4 735 843.

Oprócz specjalnych materiałów aperturowych wymienionych powyżej warstwa wierzchnia 9 może być również wytworzona z hydrofobowego materiału arkuszowego dziurkowanego w zwykłe otwory.

Jak zatem wynika z powyższego, korzystne arkuszowe lub foliowe materiały zastosowane na warstwę wierzchnią 9 w praktyce tego wynalazku są zasadniczo różne od materiałów włóknionych, które charakteryzuje duża ilość włókien wzajemnie na siebie zachodzących na całej grubości materiału. Ponadto, zastosowane tu materiały na warstwę wierzchnią 9 są wykonane z materiałów (korzystnie hydrofobowych termoplastycznych polimerów), które zapewniają świeży wygląd, odporną na plamienie czyli niebrudzącą się powierzchnię w zastosowaniu. Takim warstwom wierzchnim 9 (również włóknistym warstwom wierzchnim) korzystnie nadaje się właściwości hydrofilowe poprzez natryskiwanie surfaktantami, w znany sposób.

Należy zauważyć, że włókniste włókninowe warstwy wierzchnie, wykonane z takich materiałów jak polietylen, polipropylen i mieszanki również mogą tu być zastosowane.

Włókniste, to jest nieformowane foliowo materiały warstwy wierzchniej 9, jakie mogą być zastosowane na warstwę wierzchnią 9 według wynalazku i obejmują przykładowo różne nieabsorbentowe włókniste lub włóknowe arkusze sieciowe, które są przepuszczalne dla płynów wodnych dzięki wielokrotności otworków lub kanałów. Takie materiały arkuszowe mogą być wykonane, zetknięcie dwóch arkuszy zawierających sieć wstęgowych włókien ciągłych dwóch różnych rodzajów chemicznych, o dwóch różnych temperaturach topnienia lub mięknięcia, a następnie ochłodzenie ich w celu utworzenia arkusza sieciowego, który zawiera dwa różne materiały polimerowe, poprzeczny i podłużny.

Innym odpowiednim na warstwę wierzchnią 9 materiałem arkuszowym jest sieć zawierająca ciągłe włókna polimerowe, zbudowana z dwóch układów włókien zorientowanych z przesunięciem kątowym 20 - 90 stopni. Taki materiał arkuszowy korzystnie jest wykonany z takich hydrofobowych tworzyw jak polietylen, polipropylen, PCV i inne, jest on dobrze znany w zastosowaniu do takich produktów absorbcyjnych jak środki higieny kobiet i tym podobne. Takie materiały arkuszowe mają zwykle gramaturę 0,0016 g/cm² - 0,016 g/cm², grubość 0,01 0,6 mm, frakcje porowatości 30 - 80% i gęstość 20 - 40 oczek na długości 2,54 cm. Mogą być również zastosowane niekonwencjonalne arkusze włókniny.

Istotne znaczenie w wytwarzaniu artykułów absorbujących ma zapewnienie i utrzymanie bliskiego kontaktu pomiędzy materiałem warstwy wierzchniowej 9 i wtórną warstwą wierzchnią 10 włókien 7 z kanałem kapilarnym 3. Bliski i utrzymywany kontakt na pograniczu wtórnej warstwy wierzchniej 10 włókien 7 i warstwy wierzchniej 9 zapewnia największy odbiór i przenoszenie płynu w artykule absorbcyjnym. Jak wspomniano powyżej, jednym ze sposobów zapewnienia bliskiego kontaktu jest zastosowanie sił dociskowych pomiędzy warstwą wierzchnią 9 i wtórną warstwą wierzchnią 10 włókien 7 z kanałami kapilarnymi 3, wywieranych wzdłuż linii 22 ułożonych w kierunku wzdłużnym artykułu absorbującego (fig. 11). Mimo efektywności takiego rozwiązania zapewnienie sił napięcia może spowodować trudności produkcyjne, będące przyczyną nawet zmiany kształtu artykułu do wklęsłej postaci. Korzystnie również stosuje się wiązanie ultradźwiękowe.

W korzystnym przykładzie wykonania pokazanym na fig. 12,13, bliski kontakt pomiędzy warstwą wierzchnią 9 i wtórną warstwą wierzchnią 10 włókien 7 z kanałem kapilarnym 3 uzyskiwany jest w drodze wiązania klejowego. Jednakże i w tym rodzaju wymagana jest pewna ostrożność, niezbędna dla uzyskania optymalnych wyników.

Należy zauważyć, że użycie nadmiernych ilości kleju może spowodować sztywność artykułu absorbującego niepożądaną dla ciała użytkownika.

169 555

Oprócz tego, użycie nadmiernych ilości kleju może w niepożądany sposób zaślepić kanały kapilarne 3 we włóknach 7, pogarszając tym samym skuteczność Ilości kleju są dobierane w zależności od rodzaju kleju, wzoru jego nakładania, szerokości kanałów kapilarnych 3 we włóknach 7, i tym podobnych Wytworzenie obszaru klejowego o dobranych wymiarach oraz dobranie średnicy linii kleju również sprzyja zmniejszeniu przywierania artykułu absorbującego do ciała użytkownika.

Klej powinien być obojętny dla skóry, oraz musi być toksykologicznie dopuszczony do bliskiego kontaktu z delikatnymi tkankami ciała. Klej powinien zachowywać właściwości wiążące przy braku wilgoci, to jest podczas wytwarzania artykułu absorbującego, oraz najkorzystniej gdy wilgoć występuje, to jest podczas użytkowania artykułu absorbującego.

Klej jest dostosowany do wiązania zarówno materiału zastosowanego do wytworzenia warstwy wierzchniej 9, oraz materiału zastosowanego do wytworzenia włókien 7 z kanałem kapilarnym 3. Jeśli warstwa wierzchnia 9 lub włókna 7 są poddawane obróbce powierzchniowej, na przykład w procesie hydrofilizacji, należy to uwzględnić przy doborze kleju.

Przydatne są tu typowo kleje lateksowe, oraz kleje topliwe Znane jest wiele klejów w tej dziedzinie, więc przy zachowaniu powyższych wymogów producent może dobrać stosowny klej dla każdych założonych warunków. Aby zachować dobry kontakt w trakcie użytkowania artykułu absorbującego, to jest gdy zostaje on nasycony płynami ustrojowymi, korzystnym jest by klej nie rozpuszczał się w płynach ustrojowych.

Choć klej może być nakładany w sposób przypadkowy, najkorzystniejsze jest nałożenie go wzdłuż linii spiralnej lub zwielokrotnionych spirali 24, jak przedstawiono na fig. 12. Alternatywnie klej jest nałożony jako układ plamek 28, pokazanych na fig. 13, lecz jest to mniej korzystne.

Linie spiralne 24 kleju są nakładane z dyszy o rozmiarze 0,2 mm, lecz zadawalające wyniki daje również zastosowanie dysz do wielkości 0,6 mm.

Dobór kleju zależy od potrzeb wykonawcy, należy jednak uwzględnić następujące wskazania. Jak wynika z doświadczeni, kleje lateksowe okazują się nieco mniej zadawalające niż kleje topliwe. Włókna 7 z kanałami kapilarnymi 3 mogą być traktowane różnorodnymi środkami wykańczającymi i rodzaj kleju musi nieco zmieniać się w zależności od zastosowanego wykończenia, oraz poziomu użytkowego. Przykładowo włókna 7 z kanałami kapilarnymi 3 Eastman SW194, wykończone środkiem LK 5570 (49% monoluaratu PEG 400/ 49% monoluaratu PEG 600/ 2% 4-cetylo-4-etylmorfolinium etosulfatu [środek antystatyczny]) najlepiej współpracują z klejem Findley 4031 przy dużym, średnim i małym poziomie zawartości środka wykańczającego (0,78 - 0,87; 0,38 - 0,57; 0,28 - 0,33 wagowego procentu włókna). Dla podanych zakresów dobre przyleganie daje zwykle około 0,07 g, 0,08 g i 0,05 g kleju Findley 4031 (zależnie od dużego, średniego i małego poziomu wykończenia).

Do innych środków wykańczających włókna 7 należy Eastman LK 5483 (70% PM [monolurat 600 PEG, monolurat polyoxylauratu (13,64)] /30% fosfatu laurylo potasowego), Eastman LK 5563 (45% monolauratu pEg 400/ 45% monolauratu PEG 600/ 10% etosulfatu 4-cetylo-4-etylomorfoliny), jak również polimer dobrze znany w przemyśle detergentów (patrz przykładowo opis patentowy US nr 4 132 680) jako pokrywający włókna etyleno tereftaltopolietylenoglikolo ftalotowy polimer odplamiający.

Jak podano, ilości zastosowanego kleju topliwego różnią się lecz zwykle wynoszą dla układu spiralnego linii 24 orientacyjnie od 0,05 g przy długości 25 układu wynoszącej 12,7 cm i szerokości 26 wynoszącej 5,1 cm do 0,07 g przy długości 25 układu wynoszącej 17,8 cm i szerokości 6,1 cm (fig. 12). W przypadku kleju lateksowego, odpowiednio wynoszą od 0,1 g do 0,15 g dla układu 12,7 · 5,1 cm. W przypadku układu plamkowego, orientacyjnie stosuje się około 0,05 g kleju przy długości 29 układu plamek 28 wynoszącej 12,7 cm i szerokości 30 wynoszącej 5,1 cm (fig. 13).

Bliski kontakt pomiędzy warstwą wierzchnią 9 i lezącą pod nią wtórną wierzchnią 10 włókien 7 z kanałami kapilarnymi 3 może być dodatkowo poprawiony poprzez zastosowanie docisku podczas procesu klejenia, i/lub przez czesanie najwyższych włókien 7 z kanałami kapilarnymi 3 w warstwie dla uzyskania wystawania poszczególnych włókien 7, co daje lepszy styk z klejem.

169 555

Niezależnie od zastosowanego sposobu wiązania, kontakt pomiędzy warstwą wierzchnią 9 i leżącą poniżej wtórną warstwą wierzchnią 10 włókien 7 z kanałami kapilarnymi 3 określa prędkość, z jaką płyn uderzający w warstwę wierzchnią 9 jest wciągany do wtórnej warstwy wierzchniej 10. Mogą być stosowane różne środki oceny transportowanej cieczy poprzez warstwę wierzchnią 9 i do wtórnej warstwy wierzchniej 10 włókien 7 kanałami kapilarnymi 3. Korzystnie stosowana jest jednak prosta próba kroplowa. W próbie tej owcza krew lub dowolny, żądany płyn imitujący upławy menstruacyjne doprowadza się do temperatury pokojowej delikatnie mieszając. Poziomo ułożona podpaska higieniczna zostaje widocznie podzielona na trzy poziome części. Przy pomocy kroplomierza trzymanego około 1,2 cm ponad podpaską dozuje się 4 pojedyncze krople krwi na warstwę wierzchnią 9 pierwszej brzegowej części podpaski, oraz umieszcza się krople w kierunku środka podpaski w odstępach co 2,54 cm. Równocześnie z podaniem pierwszej kropli krwi lub sztucznego upławu uruchamiany jest stoper. Zapisuje się czas w sekundach, jaki zajmuje penetracja każdej kropli przez warstwę wierzchnią 9. Powtarza się podawanie kropel, umieszczając 3 krople w środkowej części podpaski. Powtarza się podawanie krwi umieszczając 4 oddzielne krople na drugą boczną część podkładu. Uśrednia się wynik. Szybkość przechodzenia płynu przez warstwę wierzchnią 9 do lezących poniżej włókien 7 z kanałami kapilarnymi 3 może być określona w dowolny sposób, po czym dokonywana jest ocena różnicy tych opisów w stosunku do ustalonych norm. Jako bardzo dobry ocenia się przepływ przez warstwę wierzchnią 9 do wtórnej warstwy wierzchniej 10 włókien 7 z kanałami kapilarnymi 3 w ciągu 1-10 sekund, jako dobry ocenia się przepływ płynu w czasie 10 - 15 sekund, a jako dostateczny - w czasie 15-20 sekund, zaś jako niedostateczny w czasie powyżej 20 sekund.

Generalnie dla podpasek higienicznych mających warstwę wierzchnią 9 w postaci formowanej folii i wtórną warstwę wierzchnią 10, według korzystnych materiałów z włókien 7 z kanałami kapilarnymi 3 ujawnionych w niniejszym, dla układu spiralnych linii 24 kleju topliwego, według fig. 12, przejście płynu przez warstwę wierzchnią 9 do wtórnej warstwy wierzchniej 10 oceniono jako bardzo dobre, stosując powyższą próbę kroplową.

Rdzeń absorbujący 11, wchodzący w skład artykułu absorbującego według wynalazku, zwykle zawiera arkusze włóknistego materiału absorbentowego, jak na przykład puch bawełniany, masa celulozowa, masa uzyskiwana metodą chemiczno-termiczno-mechaniczną, i tym podobne. Korzystnie rdzeń absorbujący zawiera absorbentowe materiały żelujące (czasem zwane również, super-sorbentami). Szczególnie korzystnymi materiałami żelującymi są poliakrylany, oraz skrobiowy szczep kwasu akrylowego. Wytwarzanie takich układanych na mokro i na sucho rdzeni absorbujących jest procesem rutynowym. Przydatne są tu również gąbki pochłaniające płyn, mech torfowy, bawełna, tkanina i tym podobne.

Szczególnie korzystny rdzeń absorbujący 11 zawiera kędzierzawione, skręcone, korzystnie usztywnione chemicznie i wiązane poprzecznie rafinowane włókna celulozowe. Przygotowanie odpowiednio kędzierzawionych, chemicznie usztywnionych włókien celulozowych, z których można wykonać rafinowane, kędzierzawione włókna celulozowe zastosowane w praktyce tego wynalazku jest opisane bardziej szczegółowo w opisach patentowych US nr nr4 888 903, 4 8122 543, 4 889 595, 4 889 597, 4 889 596 i 4 898 642. Takie włókna są połączone z absorbentowymi materiałami izolującymi, za pomocą aldehydów, jak np. aldehyd glutorowy, jako środków powodujących wiązania poprzeczne. Dodatkowo, jako środki powodujące wiązania poprzeczne mogą być zastosowane kwasy wielokarboksylowe. Znane są również inne środki do wykonywania innych włókien celulozowych z wiązaniem poprzecznym, i takie włókna również mogą tu być zastosowane, choć właściwości absorbowania płynów mogą być gorsze od optymalnych w porównaniu z włóknami wspomnianymi powyżej.

Reasumując, kędzierzawione włókna celulozowe są poddawane rafinacji, dla uzyskania włókien stosowanych do wykonywania rdzeni absorbujących 11 stosowanych w artykułach absorbujących według wynalazku.

Warstwa spodnia 12 artykułu absorbującego według wynalazku korzystnie zawiera nieprzepuszczalny dla płynu arkusz polimerowy, na przykład z polietylenu lub polipropylenu, który jest wystarczająco cienki, by mógł być podatny. Zwykle jest to arkusz polietylenowy o grubości

169 555

0,001 - 0,5 mm. Mogą być również zastosowane warstwy spodnie 12 spłukiwalne, lub ulegające biodegradacji, na przykład we wkładkach majtkowych.

Artykuł absorbujący, według wynalazku, korzystnie jest zaopatrzony w elementy podtrzymujące go w miejscu, lub w pobliżu ciała użytkownika, umożliwiając wykonywanie przeznaczonej jemu funkcji. Przykładowo, podpaski higieniczne są wyposażone w paski klejowe zwrócone na zewnątrz warstwy spodniej 12, w dobrze znany sposób. Dodatkowo mogą być zastosowane różne szpilki, klipsy i zamocowania znanych typów.

Poniższe przykłady wskazują korzystne przykłady wykonania artykułu absorbującego według wynalazku, mając na celu lepszą ilustrację wynalazku.

Przykład I. Gruby artykuł absorbujący

Wykonano ręcznie artykuł absorbujący w postaci podpaski higienicznej: według przykładu wykonania pokazanego na fig. 13.

Dane techniczne gotowego artykułu absorbującego są następujące:

Parametr	Dane techniczne
Ciężar artykułu (g)	9,82 id 12
Ciężar rdzenia absorbującego (g) laminat	2,57 ± 0,04
Długość artykułu (mm)	226 ± 1
Długość rdzenia absorbującego 11 (mm)	197 ± 1
Szerokość w środku artykułu (mm)	81 ±2
Szerokość w środku rdzenia absorbującego 11 (mm)	70 ±D
Wysokość artykułu (w cm, przy 6,2 N/m²)	15 ±0,05
Wysokość rdzenia (w cm, przy 6,2 N/m²)	0J5± 000)7
Długość szwu uszczelniającego (mm)	8± 1
Części składowe	Dane techniczne
Warstwa wierzchnia 9 w postaci pierścieniowo formowanej
polietylenowej folii	22,8 x 12,7 cm
Włókna 7 z kanałami kapilarnymi SW194 (Eastman)	1,5 g
Włókna 7 z kanałami kapilarnymi SW173 (Eastman)	0,5 g
Warstwa spodnia 12 z przylepcem Findley Formuła F 198-338	22,8 x 12,7 cm
Krępowana warstwa papierowa 38 BOUNTY	Kszaattowa
Paski klejące 45	sześć szt . 1,9 x 1,9 cm
Papier' usuwalny 44	Wg potrzeby
Środek powierzchniowo czynny (PEGOSPERSE)	0,01 g
Zabezpieczające końcówki polietylenowe 43	10, 1 5 Ł9 cm
Rdzeń absorbujący 11 z absorbentowego materiału żelującego
o ciężarze 2,6 g, zawierający:	7 cm x 19,3 cm
środkowy gładki obszar 41,	F9 cm x 5,1 cm
boczne obszary z nacięciami 40,
poliakrylat
Klej Findley Adhesive-4031	0,05 g

* Kształt warstwy papierowej 38 pokazano na fig. 3. Kształt wynika z dopasowania anatomicznego.

Włókna SW194 mają przekrój w kształcie litery H, grubość ich wynosi około 22 denier/włókno, szerokość 5 kanału 3 około 37 mikrometrów, i głębokość kanału 3 około 48 mikrometrów. Włókna SW173 zawierają zgrzeblone odcinki poddane karbowaniu do 3 zwojów/cm, i w korzystnym wykonaniu mają przekrój w kształcie litery H, o szerokości 5 kanału wynoszącej 38 mikrometrów i głębokość 6 wynoszącej 19 mikrometrów. Włókna SW194 z

169 555 kanałami kapilarnymi 3 mają długość 15,2 cm, a włókna SW173 z kanałami kapilarnymi 3 mają długość 5,1 cm.

W procesie wytwarzania artykułu absorbującego walcowana pierścieniowo warstwa wierzchnia 9 jest cięta na potrzebny wymiar, od spodu umieszcza się szablon (z otworem 17,8 x 5,1 cm) i natryskuje się klej Findley 4031. Klej jest nakładany spiralnie (patrz fig. 12). Warstwa włókien SW174 z kanałami kapilarnymi 3 jest ręcznie dociskana w środku pola natryśniętego kleju. Włókna 7 są układane równolegle do wzdłużnej osi artykułu. Dodatkowa warstwa 37 z włókien 7 z kanałami kapilarnymi 3 jest ręcznie dociskana w środku wtórnej warstwy wierzchniej 10. Zapewnia to wstępne zespolenie warstwy wierzchniej 9 i wtórnej warstwy wierzchniej 10. włókien 7 z kanałami kapilarnymi 3.

Dla wygody, poniższe czynności wykonuje się z zastosowaniem wklęsłej matrycy formującej. Umieszcza się w formie warstwę spodnią 12 z klejem Findley, (polietylenowa warstwa z pokryciem klejowym i usuwalnym papierem 44). Na warstwie spodniej 12 umieszcza się rdzeń absorbujący 11, po czym nakłada się krepowaną warstwę papierową 38 (BOUNTY).

Na krepowanej warstwie papierowej 38 umieszcza się podzespół przygotowany poprzednio, jak pokazano na fig. 3. W tym stanie części składowe artykułu absorbującego są umieszczane ponad krawędziami formy, niezbyt jednak ciasno, by mogły odchodzić od formy. Mocny docisk powoduje przylgnięcie krawędzi z klejem na warstwie spodniej 12. Wyjmuje się artykuł z formy i zaprasowuje końce przy pomocy rolki. Ze spodu warstwy spodniej 12 zdejmowany jest usuwalny papier 44. Dodaje się polietylenowe końcówki zabezpieczające 43, oraz klejące paski 45 do mocowania do bielizny. Zewnętrzna powierzchnia warstwy wierzchniej 9 jest natryskiwana środkiem powierzchniowo czynnym PEGOSPERSE, w ilości 0,01 g.

Przykład II. Cienki artykuł absorbujący

Cienki artykuł absorbujący jest podobny do grubego artykułu absorbującego z fig. 3, lecz zamiast warstwy 10 włókien SW173 zastosowano warstwę 10 włókien SW194, oraz wyeliminowano dodatkową warstwę 37.

Wytworzenie artykułu przebiega następująco. Obcina się włókna 7 z kanałami kapilarnymi 3 na długość 17,8 cm. Użyto 0,75 g włókien 7. Przycina się na wymiar formowaną pierścieniowo warstwę wierzchnią 9, przykłada się szablon pod warstwę wierzchnią i nakłada się klej Findley 4031 (w sposób spiralny). Dociska się ręcznie wtórną warstwę wierzchnią 10 z włókien SW173 w środkowej części obszaru klejowego, przy włóknach biegnących równolegle do osi warstwy wierzchniej 9.

Warstwę spodnią 12 układa się na płaskiej powierzchni. Wycentrowuje się ukształtowaną warstwę papierową 38 na laminatowym rdzeniu absorbującym 11. Wycentrowuje się podzespół warstwy wierzchniej i włókien z kanałami kapilarnymi ponad krepowaną warstwę papierową 38. Przytrzymuje się podzespół i wygładza krawędzie. Zawija się krawędzie szwu. Odrywa się usuwalny papier 44 ze spodniej części artykułu, po czym umieszcza się polietylenowe zabezpieczające końcówki 43 na końcach. Zmontowany podzespół umieszcza się na artykule absorbującym. Spryskuje się warstwę wierzchnią 9 środkiem PEGOSPERSE, w ilości 0,01 g.

Dane techniczne gotowego artykułu absorbującego są następujące:

Parametr	Dane techniczne
Ciężar artykułu (g)	8,501038
Ciężar rdzenia absorbującego 11 (g), laminat	2,54 ± 0,09
Długość artykułu (mm)	232 ±4
Długość rdzenia absorbującego 11 (mm), laminat	201 ± 1
Szerokość w środku artykułu (mm)	85 ± 1
Szerokość w środku rdzenia 11 (mm)	65 ± 1
Wysokość podkładu (cm przy 6,2 N/m²)	0,53 ±0,01
Wysokość rdzenia (cm przy 6,2 N/m2)	0,187 ±0,007
Części składowe	Dane techniczne.
Warstwa wierzchnia 9 w postaci foliowo formowanego polietylenu	22,8 x 12,7 cm

169 555

Włókna 7 z kanałami kapilarnymi	0,75 g
SW173 (Eastman)	17,8 cm dłuoość
Warstwa spodnia 12 z przylepcem Findley Formula^ 198-338	około 22,8 x 12,7 cm
Krepowana warstwa papierowa 38	Kształtowa
Paski klejące 45 (PFA)	sześć szt . 1,9x1,9 cm
Papier usuwalny 44	dwie szt. 1,9 x 6,3 cm wedhig potzeeby
PEGOSPERSE	0,01 g
Zabezpieczające końcówki 43	10, 1 x l^dn
Rdzeń absorbujący 11 z absorbentowego materiału żelującego	6,5 cm x 19,3 cm
o ciężarze 2,69, zawierający: środkowy gładki obszar 41,	K9 ciu x 5,1 an
boczne obszary z nacięciami 40, poliakrylat Klej Findley 4031	0,05 g

* Jak w przykładzie I.

W poniższych przykładach III i IV włókna 7 z kanałami kapilarnymi 3 zastosowane są w artykułach absorbujących, których rdzenie absorbujące 11 zawierają rafinowane, kędzierzawione włókna celulozowe.

Poniżej podano opis wytwarzania takich włókien rdzenia absorbującego 11, środki do ich rafinacji, oraz środki do formowania rafinowanych włókien w arkusze absorbentowe.

Wytwarzanie włókna. Kędzierzawione włókna arkusza absorbentowego wykonane, zawierają kędzierzawione włókna celulozowe, które są korzystnie usztywnione chemicznie za pomocą środka wywołującego poprzeczne wiązania. Takie kędzierzawione włókna mają przeciętne skręcenie suchego włókna co najmniej 4,5 węzłów skrętu na milimetr i przeciętne skręcenie mokrego włókna co najmniej 3,0 węzłów skrętu na milimetr, oraz przynajmniej 0;5 węzłów skrętu na milimetr mniej niż skręcenie włókna suchego. Przeciętna wartość retencji dla alkoholu izopropylowego wynosi poniżej około 30%, a przeciętna wartość retencji dla wody orientacyjnie wynosi od 28% do 50%. Korzystnie włókna mają przeciętny współczynnik kędzierzawienia dla suchego włókna co najmniej około 0,30; a bardziej korzystnie co najmniej około 0,50. Proces rafinacji nie wywiera tu zasadniczego wpływu na powyższe parametry, ponieważ proces jest prowadzony w sposób nie powodujący prawie żadnej defibrylacji uprzednio kędzierzawionych i skręconych włókien. Natomiast ulega skróceniu długość włókien. Przeciętnie uprzednio kędzierzawione włókna, jakie tu zastosowano, mają długość w orientacyjnym zakresie od 1,6 mm do 7 mm. Po rafinacji w ujawniony sposób przynajmniej 30% uzyskanych włókien, korzystnie przynajmniej 50% rafinowanych włókien ma przeciętną długość od około 20% do około 40% długości poprzedniej dla nierafinowanych kędzierzawych włókien. To znaczy, że nie rafinowane włókna wykonane zgodnie z powyżej podanymi procesami mają długości w zakresie od około 1,6 mm do około 7 mm, a po rafinowaniu długość tych włókien zwykle wynosi od około 0,25 mm do około 1,5 mm.

Rafinowanie włókna. Po wykonaniu zgodnie z jednym z wymienionych powyżej procesów kędzierzawione włókna celulozowe są rafinowane, w celu uzyskania włókien stosowanych w praktyce tego wynalazku.

W typowym procesie zawiesina wodna zawierająca około 3% wagowych wspomnianych włókien i 97% wagowych wody przechodzi przez młyn tarczowy, w którym występuje tarcza rozbijająca. Celem procesu rafinacji jest rozcięcie skręconych włókien bez ich zasadniczej defibrylacji, 3% zawiesiny wodnej jest rozcieńczane do konsystencji 0,5%, i wpływa przez płyn

169 555 tarczowy przy ustawieniu szczeliny od około 5 milicali do 30 milicali, a korzystnie około 2,5 milicali. Ustawienie szczeliny pozostaje stałe w czasie całego przepływu roztworu rozwłóknionej zawiesiny. Typowy przepływ wynosi 34-38 l/minutę, a typowy pobór prądu wynosi około 45. A dla silnika o mocy 25 KM. Natężenie prądu określa energię mechaniczną oddaną włóknom podczas rafinacji. Stosuje się jedno przejście włókien przez szczelinę. W alternatywnym przykładzie kędzierzawione włókna celulozowe mogą być użyte w połączeniu z krylem (crill), który jest natronowym włóknem południowych drzew iglastych posiadającym odwadnialność masy według normy kanadyjskiej orientacyjnie od 50 do 100 ml (norma TAPPI). Typowo kryl obejmuje około 5-10% wagowych kędzierzawionych włókien celulozowych. Dodatkowo, kryl może mieć korzystny wpływ na własności wytrzymałościowe gotowych arkuszy, oraz może również służyć jako wypełniacz zarobkowy w arkuszach.

W następstwie rafinacji 0,5 zawiesiny wodnej rafinowanych, skręconych włókien jest dodatkowo rozcieńczane do ciężaru zawiesiny od około 0,1%-0,2% do wykorzystania przy formowaniu arkusza.

Formowanie arkusza. Ogólnie, formowanie wykonanych powyżej, rafinowanych, kędzierzawionych włókien celulozowych w arkusze absorbentowe w rdzeniu absorbującym 11 w artykułach absorbujących według wynalazku polega na zastosowaniu procesu wytwarzania papieru na maszynie papierniczej z płaskim sitem, ze standardowym formowaniem wstęgi, oraz przy pionowym przenoszeniu wstęgi poprzez wskrośną suszarkę powietrzną. Przykładowo, patrz opis patentowy US nr 4 889 597. W procesie tym stosuje się walec czołowy. Wstęga jest suszona zasadniczo bez docisku i stosowany jest układ suszący o wskrośnym przepływie powietrza.

Bardziej szczegółowo, opisana powyżej zawiesina wodna zawiera od około 0,1 do około 0,2% wagowych rafinowanych, skręconych włókien celulozowych, i wypływa ze skrzyni wylewowej maszyny papierniczej na standardowe sito formujące. Celem jest uniknięcie flokulacji włókna, co mogłoby prowadzić do niejednorodności rozkładu włókien w powstającym arkuszu. Odległość pomiędzy wierzchem skrzyni wylewowej i sitem formującym (ustawienie linijki wlewowej) wynosi korzystnie około 0,2 cm dla uniknięcia flokulacji. Dla uniknięcia flokulacji może być również zastosowana woda rozcieńczająca. Jak podano, uniknięcie flokulacji pozwala uzyskać wstęgę o równomiernym rozkładzie włókien.

Odwodnienie wstęgi jest stosunkowo szybkie i dochodzi do poziomu 23%. Do usunięcia nadmiaru wody z sita formującego zastosowana jest skrzynka ssąca, za którą wstęga jest przenoszona na filc suszący. Suszenie przebiega przy zastosowaniu standardowej suszarki ze wskrośnym przepływem powietrza, o temperaturze około 423K. Pozwala to uzyskać wstęgę mającą wilgotność około 3-4% wagowych, co może wyrównać się (w zależności od wilgotności otoczenia) do wilgotności 8-10%. Należy zauważyć, że korzystnie wstęga nie jest prasowana podczas suszenia, ponieważ prasowanie pogarsza zdolność absorbcyjną. Choć uzyskana w powyższy sposób wstęga jest wystarczająco absorbcyjna i nadaje się do zastosowania w arkuszach absorbentowych należy zauważyć, że arkusze takie mogą być nieco sztywniejsze, niż potrzebuje tego wykonawca podpasek higienicznych i wkładek bieliźnianych. Arkusze mogą być poddawane standardowemu kalandrowaniu, i/lub przejściu przez walce w układzie esowatym, w celu nadania im podatności do punktu miękkości i giętkości w dotyku. Może to być powtórzone, w zależności od żądań wykonawcy. .

Arkusze wykonane w powyższy sposób są wysoce absorbujące i wystarczająco przydatne do zastosowania w artykułach absorbujących według wynalazku. Mogą być jednak zbyt słabe dla niektórych zastosowań, zwłaszcza gdy zostaną zmoczone i poddane naprężeniom, na przykład podczas noszenia przez osobę użytkującą. W celu rozwiązania tego zagadnienia wprowadzono do arkusza absorbentowego cienką włókninę bardzo porowatą, o bardzo małej gramaturze, wykonaną z polipropylenu, która jest układana na sicie maszyny papierniczej, po czym następuje zaformowanie kędzierzawionych włókien w arkusz na wierzchu tej włókniny. Podczas formowania arkuszy na takiej włókninie niewielka ilość włókien przechodzi przez włókninę i łączy arkusz z włókniną dzięki zjawisku zczepiania. Wykonywanie arkusza z włókniną w tym procesie jest korzystniejsze w stosunku do procesu obejmującego formowanie arkusza, nałożenie włókniny na wierzch arkusza i poddanie włókniny z arkuszem oddziaływaniu

169 555 próżni. W tym drugim sposobie wytwarzania zauważono brak zjawiska zczepienia i włóknina wykazuje tendencję odłączania się od arkusza.

W pierwszym przykładzie włókna arkusza absorbentowego stosowane w przykładzie I są rafinowane w następujący sposób. Zawiesina rafinowanych włókien jest formowana w bibułkowy arkusz o gramaturze (ciężar przypadający na 270 m^T) wynoszącej 15,7 kg. Arkusz ten może być przykładowo użyty w laminacie bibułkowym posiadającym środkową warstwę z poliakrylatowego absorbentowego materiału żelującego. Laminaty takie zawierają typowo około 0,68 absorbentowego materiału żelującego i są przydatne jako rdzeń absorbujący w bardzo cienkich podpaskach higienicznych typu przedstawionego w obecnym wynalazku.

W drugim przykładzie wykonania poszczególne, sieciowane poprzecznie włókna wykonywane są w suchym procesie wiązania poprzecznego z wykorzystaniem kwasu cytrynowego jako środka powodującego wiązanie poprzeczne. Sposób wytwarzania takich włókien jest następujący:

Dla każdej próbki dostarcza się 1735 g jednokrotnie suszonej miazgi zawierającej natronowe włókna południowych drzew iglastych (SSK). Włókna mają zawartość wilgoci około 7% (odpowiednich konsystencji 93%).

Tworzy się zawiesinę przez dodanie włókien do wodnego roztworu zawierającego około 2942 g kwasu cytrynowego i 410 ml 50% roztworu wodorotlenku sodu w 59323 g H2O. Włókna są moczone w zawiesinie przez około 60 minut. Zabieg ten jest również nazywany namaczaniem”. Wskaźnik pH wynosi około 3,0.

Włókna są następnie odwadniane przez odwirowanie do konsysytencji w zakresie od około 40% do 50%. Konsystencja zawiesiny w tym zabiegu w połączeniu ze stężeniem kwasu karboksylowego w zawiesinie wprowadzonym przy tworzeniu zawiesiny tworzą czynnik powodujący wiązania poprzeczne, który osiada na włóknach po odwirowaniu. W tym przykładzie we włóknach po wstępnym odwirowaniu występuje około 5% wagowych kwasu cytrynowego, licząc na bazie anhydroglukozy dla suchego włókna celulozowego. W praktyce stężenie środka powodującego wiązanie poprzeczne w filtracie zawiesiny jest obliczane przez przyjęcie docelowej konsystencji odwodnienia i żądanego poziomu chemikalii na włóknach. Następnie odwodnione włókna poddawane są rozwłóknianiu w młynie tarczowym, którego płyty są ustawione dlauzyskania szczeliny przepuszczającej włókna rozdzielone, lecz przy minimalnym uszkodzeniu włókna. Przy wychodzeniu poszczególnych włókien z rafinatora są one spłukiwane suchym, gorącym powietrzem w dwóch pionowych rurach, dla skręcenia i skędzierzawienia włókien. Po opuszczeniu rur włókna zawierają około 10% wilgoci i są przygotowane do sieciowania. Jeśli zawartość wilgoci we włóknach jest większa niż około 10%c na wyjściu rur, w których są suszone powietrzem, to włókna podlegają powietrznemu suszeniu w temperaturze pokojowej, dopóki zawartość wilgoci wyniesie około 10%.

Prawie wysuszone włókna są następnie umieszczane na tacach i poddaje się sieciowaniu w piecu ze wskrośnym przepływem powietrza w ciągu czasu i temperaturze, które są praktycznie uzależnione od ilości kwasu cytrynowego, suchości włókien itd. W tym przykładzie próbki były sieciowane w temperaturze około 461 K przez około 8 minut. Wiązanie poprzeczne kończy się podczas przebywania w piecu.

Po wiązaniu poprzecznym rozdzielone włókna umieszcza się na sicie i spłukuje wodą o temperaturze około 293 K, moczy się do uzyskania konsystencji wodnej 1 % przez 1 godzinę w temperaturze około 333 K, poddaje się ociekaniu na sicie, drugi raz płucze się wodą o temperaturze około 293 K, odwirowuje do konsystencji włókna około 60%, oraz suszy się w powietrzu w temperaturze otoczenia, do wyrównania zawartości wilgoci do około 8%.

Uzyskane pojedyncze włókna celulozowe z wiązaniem poprzecznym są rafinowane w sposób opisany powyżej, oraz formowane w arkusz na cienkiej włókninie Amaco 02, przy gramaturze arkusza z włókniną wynoszącej 67,5 kg. Po zmiękczeniu na esowatym układzie walców arkusz absorbentowy z włókniną nadaje się do zastosowania w rdzeniu absorbującym na przykład podpasek higienicznych według wynalazku.

W trzecim przykładzie pojedyncze włókna z wiązaniem poprzecznym są wykonywane w suchym procesie wiązania poprzecznego, w którym jako środek wiążący stosuje się 1, 2, 3, 4 butanowy kwas czterokarboksylowy (BICA). Pojedyncze włókna z wiązaniem poprzecznym są

169 555 wytwarzane zgodnie z procesem opisanym powyżej z następującymi modyfikacjami. Zawiesina przygotowana według poprzedniego przykładu zawiera 250 g suchej miazgi, 1186 g H2O, 64 g BiCa i 4 g wodorotlenku sodu. Włókna są sieciowane w temperaturze około 438 K przez około 60 minut.

Otrzymane włókna są rafinowane i formowane w arkusz z włókniną, w sposób opisany w drugim przykładzie.

W czwartym przykładzie wykonania pojedyncze włókna z wiązaniem poprzecznym są wytwarzane w suchym procesie wiązania poprzecznego, w którym jako środek wiążący zastosowano 1, 2, 3 propanowy kwas trójkarboksylowy. Pojedyncze włókna z wiązaniem poprzecznym są wytwarzane zgodnie z procesem opisanym powyżej z następującymi modyfikacjami. Zawiesina zawiera 150 g suchej miazgi, 1187 g wody, 64 g 1, 2, 3 propanowego kwasu trójkarboksylowego i 3 wodorotlenku sodu. Włókna są sieciowane w temperaturze około 438 K przez około 60 minut.

Otrzymane włókna są rafinowane i formowane w arkusz z włókniną w sposób opisany wcześniej dla drugiego przykładu wykonania włókien.

W piątym przykładzie wykonania włókien arkusza absorbentu pojedyncze włókna z wiązaniem poprzecznym są wytwarzane w suchym procesie wiązania poprzecznego, w którym jako środek wiążący zastosowano kwas oksysukcynidowy. Pojedyncze włókna z wiązaniem poprzecznym są wytwarzane zgodnie z procesem opisanym powyżej z następującymi modyfikacjami. Zawiesina zawiera 140 g suchej miazgi, 985 g wody, 40 g sodowej soli kwasu oksysukcynidowego i 10 ml kwasu siarkowego o stężeniu 98%.

Otrzymane włókna są rafinowane i formowane w arkusz z włókniną w sposób opisany powyżej dla pierwszego przykładu wykonania włókien.

W szóstym przykładzie wykonania pojedyncze włókna z wiązaniem poprzecznym są wytwarzane w suchym procesie wiązania poprzecznego, w którym jako środek wiążący zastosowano kwas cytrynowy z siarczanem sodowym jako katalizatorem. Pojedyncze włókna z wiązaniem poprzecznym są wytwarzane zgodnie z procesem opisanym powyżej w przykładzie drugim, z następującymi modyfikacjami. Zawiesina zawiera około 200 g suchej miazgi, 7050 g H2O, 368 g siarczanu sodowego i 368 g kwasy cytrynowego. Wskaźnik pH wynosi tu około 2,0. Włókna są sieciowane w temperaturze około 438 K przez około 60 minut.

Otrzymane włókna są rafinowane i formowane w arkusz z włókniną o gramaturze około 37,35 kg. Po zmiękczeniu na esowatym układzie walców arkusz nadaje się do zastosowania we wkładce bieliźnianej.

W siódmym przykładzie wykonania arkusza absorbentowego pojedyncze włókna z wiązaniem poprzecznym są wytwarzane w suchym procesie wiązania poprzecznego, w którym jako środek wiążący zastosowano kwas cytrynowy i tiofosforan sodowy jako katalizator. Pojedyncze włókna z wiązaniem poprzecznym są wytwarzane zgodnie z procesem opisanym powyżej w przykładzie drugim z następującymi modyfikacjami: zawiesina zawiera 326 g suchej miazgi, 138 g tiofosforanu sodowego, 552 g kwasu cytrynowego i 78 g NaOH w 10,906 g H2O. Włókna są sieciowane w temperaturze około 461 K przez około 60 minut.

Uzyskane włókna są rafinowane i formowane w arkusz z włókniną o gęstości około 0,125 g/cm³ (przy nacisku około 4,7 N/m2 oraz możliwości wchłonięcia owczej krwi w ilości około 8,0 g krwi/gram arkusza). Arkusze takie o różnych gramaturach są przydatne do zastosowania w podpaskach sanitarnych i wkładkach bieliźnianych.

W alternatywnym rodzaju włóknina użyta do podtrzymywania i wzmocnienia rdzenia absorbującego zawierająca rafinowane włókna, może zawierać włókna z kanałami kapilarnymi. Typowo, takie włókniny mogą zawierać około 80% wagowych włókien z kanałami kapilarnymi i około 20% wagowych włókien, których temperatura topnienia jest niższa od temperatury topnienia włókien z kanałami kapilarnymi. Odpowiednie są tu przykładowo włókna KODEL. Włóknina jest wykonywana w sposób standardowy, poprzez ogrzanie do częściowego stopienia włókien o niższej temperaturze, które przy ochłodzeniu wiążą włókninę.

Jak podano, warstwa rafinowanych włókien arkusza absorbentowego jest układana na włókninie. Uzyskana struktura jest następnie tak układana, że włóknina pozostaje w przewodzącym płyn kontakcie z warstwą wierzchnią wykonanego na gotowo artykułu absorbującego.

169 555

Przykład III. Artykuł absorbujący według wynalazku ma postać lekkiej wkładki bieliźnianej, odpowiedniej do zastosowania pomiędzy okresami menstruacyjnymi i zawiera jednogramową wtórną warstwę wierzchnią włókien 7 z kanałami kapilarnymi 3 przykrywającą zasadniczo prostokątny rdzeń absorbujący 11 o powierzchni około 117 cm², którego arkusz absorbentowy jest arkuszem z włókniną, z włóknami wykonanymi według szóstego przykładu. Włókna rdzenia z kanałami kapilarnymi są ułożone zasadniczo równolegle do kierunku maszyny (kierunek x). Arkusz z włókniną i warstwą włókien z kanałami kapilarnymi jest umieszczony pomiędzy foliowo ukształtowaną warstwą wierzchnią 9 i podatną polietylenową warstwą spodnią 12. Wiązanie klejowe pomiędzy wtórną warstwą wierzchnią 10 włókien 7 z kanałami kapilarnymi i warstwą wierzchnią 9 jest ujawnione powyżej. Wkładka bieliźniana służy do wchłaniania wydzielin bez potrzeby stosowania absorbentowych materiałów żelujących.

Przykład IV. Artykuł absorbujący według wynalazku ma postać podpaski higienicznej z dwiema klapkami wychodzącymi na zewnątrz z rdzenia absorbującego. Rdzeń absorbujący zawiera arkusz absorbentowy z włókniną o gramaturze około 67 kg z włóknami wytworzonymi według siódmego przykładu wykonania. Na rdzeniu absorbującym ułożona jest warstwa kędzierzawionych włókien w ilości 1,5 g, których kierunek jest równoległy do kierunku maszyny. Montaż jest wykonywany jak podano w przykładzie drugim. Jako warstwę wierzchnią 9 zastosowano bezpołyskowy arkusz (według opisu patentowego US nr 4 463 045).

Przykład V. Podpaska higieniczna według przykładu IV została zmodyfikowana poprzez igłowanie wtórnej warstwy włókien 10, włókien 7 z kanałami kapilarnymi 3, dla uzyskania wystawania znacznej ilości tych włókien w kierunku dolnym do rdzenia absorbującego 11. Zapewnia to dodatkowy ruch płynu w kierunku prostopadłym do podpaski, to jest z warstwy włókien z kanałami kapilarnymi do rdzenia absorbującego 11. Alternatywnie, górna warstwa rdzenia absorbującego 11 jest czesana lub mierzwiona, przez co włókna z rdzenia absorbującego 11 wystają w górę do wtórnej warstwy wierzchniej 10 włókien 7 z kanałami kapilarnymi 3.

Przykład VI. Podpaska higieniczna według wynalazku zawiera foliowo kształtowaną warstwę wierzchnią 9, polietylenową warstwę spodnią 12 i wtórną warstwę wierzchnią 10 z kędzierzawionymi włóknami 7 z kanałami kapilarnymi 3. Włókna 7 mają wystarczającą objętość płynową w swych kanałach 3 dla wchłonięcia znacznej ilości upławów pochwowych bez potrzeby stosowania innych materiałów absorbentowych.

Przykład VII. Podpaska higieniczna według przykładu IV została zmodyfikowana poprzez zastąpienie foliowo formowanej warstwy wierzchniej przez włóknistą warstwę wierzchnią 9.

Należy zauważyć, że przy opcyjnym zastosowaniu włókien 7 z kanałami kapilarnymi 3 we włókninie umieszczonej we włóknistym rdzeniu absorbującym 11, może wystąpić wypłukanie pewnej ilości środka powierzchniowo czynnego z powierzchni włókien 7 z kanałami kapilarnymi 3. Ilość tę można łatwo uzupełnić przez dodanie dodatkowego środka powierzchniowo czynnego.

Ponadto należy zauważyć, że użytkowa integralność arkuszy absorbentowych zawierających rafinowane, kędzierzawione włókna ujawnione powyżej może być dodatkowo zwiększona różnymi środkami. Może być przykładowo zastosowane wiązanie ultradźwiękowe, lub cieplne, zwłaszcza w połączeniu z zastosowaniem 10-15% wagowych włókna termoplastycznego (np. poliester) zmieszanego z włóknami rafinowanymi. W jeszcze innym przykładzie mogą być zastosowane wiązania punktowe do zamocowania warstwy spodniej 12 do rdzenia absorbującego 11, zwłaszcza w miejscach, gdzie stosowane są paski klejowe 45 do mocowania do bielizny.

Na zakończenie należy zauważyć, że korzystne tu artykuły absorbujące korzystnie zawierają rdzenie absorbujące 11 z nacięciami 40 co najmniej na jego części, które posiadają włókna kapilarne i inne rozszerzalne części składowe, które wspólnie zapewniają rozszerzalność artykułu absorbującego (rzędu 15%-40%). Rozszerzalność taka zapewnia lepsze dopasowanie podczas stosowania, wygodę oraz mniejsze plamienie gdy artykuł absorbujący jest zamocowany do bielizny osoby noszącej. W jeszcze innym przykładzie centralna część wtórnej warstwy wierzchniej 10 włókien 7 z kanałami kapilarnymi 3 może być zebrana w mały pęczek. Taki pęczek wystaje do góry z wtórnej warstwy wierzchniej 10 włókien 7 z kanałami kapilarnymi 3,

169 555 zapewniając kontakt z warstwą wierzchnią 9. Ponadto, taki pęczek jest umieszczony centralnie w całym wyrobie, przez co zapewnia odbiór i transport płynu do pozostałej części wtórnej warstwy wierzchniej 10 włókien 7 z kanałami kapilarnymi 3, a stąd do rdzenia absorbującego 11, gromadzącego płyn w wyrobie. W korzystny sposób, takie pęczki nie tylko koncentrują włókna 7 z kanałami kapilarnymi w punkcie, gdzie płyn spływa na artykuł, lecz są zorientowane do góry w kierunku z, przez co zwiększają ruch płynu w dół w kierunku z artykułu absorbującego. Następujący poniżej przykład przedstawia artykuł absorbujący posiadający centralny, skierowany wzdłuż osi z pęczek włókien 7 z kanałami kapilarnymi 3.

Przykład VIII. Warstwa 10 włókien 7 z kanałami kapilarnymi 3 typu ujawnionego w tym wynalazku (o długości 15,2 cm jest zgromadzona w środku, dla zapewnienia lekko wzniesionego, owalnego pęczka o następujących wymiarach orientacyjnych: 5,1-7,6 cm (w kierunku x) 3,7 cm (w kierunku y w najszerszym miejscu), i 5-10 mm (w kierunku z). Pęczek włókien 7 może być utrzymywany w tej konfiguracji w konwencjonalny sposób. Zwykle, pęczek jest przekładany przez nacięcie w arkuszu papieru, lub hydrofilowym polimerze. Wykorzystując podane powyżej sposoby pęczek włókien jest umieszczany w artykule absorbującym mniej więcej w środkowej części wtórnej wierzchniej 10, przy zachowaniu jej bliskiego kontaktu z warstwą wierzchnią 9, jak objaśniono poprzednio. W przypadku podpaski higienicznej pęczek jest umieszczony w miejscu największego wypływu płynów w celu maksymalnego odbioru płynu przez pęczek. W alternatywnym przykładzie końce zebranych w pęczek włókien 7 zostają obcięte, dla uzyskania runo-podobnego, ustawionego w kierunku osi z pęczka otwartych kanałów kapilarnych 3. W następnym przykładzie wykonania wtórna warstwa wierzchnia 10 włókien 7 z kanałami kapilarnymi 3, zawierająca podstawę pęczka, jest umieszczona całkowicie lub częściowo wewnątrz układanego na mokro lub na sucho rdzenia absorbującego 11 zamiast na wierzchu tego rdzenia. W tym ostatnim przykładzie wykonania może być zastosowany dostępny w handlu warstwowy rdzeń absorbujący zawierający dwie zewnętrzne warstwy bibułek, oraz umieszczoną między nimi warstwę absorbentowego materiału żelującego. Kanały kapilarne 3 w podstawie pęczka mogą być wsunięte w wewnętrzną warstwę materiału żelującego.

Włókna 7 z kanałami kapilarnymi 3 mogą być również ukształtowane w stabilny arkusz artykułu absorpcyjnego, z zastosowaniem różnorodnych sposobów wiązania. Przykładowo, około 20-30% wagowych włókien z termoplastycznego poliestru korzystnie są zmieszane z włóknami 7 z kanałami kapilarnymi 3, otrzymany arkusz włókien jest poddawany bezpośredniemu ogrzewaniu termicznemu, lub ogrzewaniu poprzez strumień powietrza.

Rafinowane, kędzierzawione włókna celulozowe korzystnie formowane w stabilny arkusz artykułu absorbującego, z zastosowaniem różnych sposobów. Przykładowo, około 7-15% wagowych poliestrowych włókien termoplastycznych miesza się z rafinowanymi włóknami celulozowymi i poddaje otrzymany arkusz ogrzewaniu przez wskrośny przepływ powietrza, lub wiązanie ultradźwiękowe.

Wprowadzenie dodatkowych włókien termoplastycznych w warstwę włókien 7 z kanałami kapilarnymi 3, lub w warstwę rdzenia absorbującego 11, bądź w jedną i drugą, daje korzyści dodatkowe oprócz wspomnianej powyżej stabilności arkusza. Występowanie termoplastycznych włókien w rdzeniu, lub włókien 7 z kanałami kapilarnymi 3, bądź jednych i drugich, umożliwia uzyskanie szwa na obrzeżu (przynajmniej w regionie krokowym) przykładowo podpaski higienicznej lub wkładki bieliźnianej, który to szew ogranicza przelewanie płynu wokół krawędzi, lub całkowicie je powstrzymuje.

Bardziej szczegółowo, artykuł absorbujący korzystnie jest wykonany poprzez ułożenie arkusza rafinowanych kędzierzawionych włókien celulozowych zawierającego włókna termoplastyczne, na standardowej warstwie spodniej 12 wykonanej ze sztucznego tworzywa. W odległości około 0,8 cm od zewnętrznej krawędzi arkusza do wewnątrz utworzono zasadniczo ciągłe wiązanie ultradźwiękowe o szerokości około 3,1 mm wokół obwodu rdzenia. Oprócz powstrzymywania płynu szew stanowi również wiązania rdzenia absorbującego 11 z warstwą spodnią 12.

W alternatywnym rodzaju termoplastyczna warstwa wierzchnia 9, rdzeń absorbujący 11 zawierający włókna termoplastyczne i warstwa spodnia 12 mogą być związane ze sobą w pobliżu lub na samym obrzeżu za pomocą wiązania ultradźwiękowego. W innym przykładzie wtórna

169 555 warstwa wierzchnia 10 włókien 7 z kanałami kapilarnymi 3 zawierająca domieszkę włókien termoplastycznych może być podobnie związana z rdzeniem absorbującym 11 (i również z warstwą wierzchnią 9, jeśli zachodzi potrzeba). W jeszcze innym przykładzie wykonania obecność włókien termoplastycznych w rdzeniu absorbującym 11 i/lub wtórnej warstwie wierzchniej 10 włókien 7 z kanałami kapilarnymi 3 umożliwia wiązanie punktowe w różnych miejscach artykułu, co daje dodatkowe scalenie, gdy artykuł zostanie zmoczony.

Zgodnie z prawami fizyki przepływu płynu przedstawione tu artykuły absorbujące wykorzystują różnice odstępów pomiędzy warstwą wierzchnią 9, włóknami 7 z kanałami kapilarnymi 3 i rdzeniem absorbującym 11, do stworzenia różnicy ciśnienia powodującej przepływ płynu w kierunku z, lecz mogą być zastosowane również inne środki dla uzyskania gradientu przepływu płynu w kierunku z. Przykładowo, jeśli otworki lub odstępy w warstwie wierzchniej 9 są mniejsze niż szerokość włókien 7 z kanałami kapilarnymi 3 (międzywłóknowe szerokości kanałów 3 o szerokości 90 mikrometrów mogą być przydatne dla przenoszenia stosunkowo gęstych płynów, jak upławy menstruacyjne), wtedy nie występuje żadna różnica ciśnień, na przykład w wyniku doboru warstwy wierzchniej 9, bardziej hydrofobowo niż włókna 7 z kanałami kapilarnymi 3.

Fig. 11

169 555

Fig. 8

169 555

Fig. 12

O O n O o _noo ο_σ ^αοο oo_n.o?°oooo₀o₀ooo3po₀

ΟΣΟ 0 0 OO-O-OO 0 0 O_O °Οο^Ορθθθ2θΟθΟο⁰° „O°u υ w iri

Oo o 0° o 7 o O

Fig. 13

169 555

Fig. 10A Fig. 10B Fig. ΊΟΟ

Fig.1

Fig. 2! A

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz. Cena 4,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Artykuł absorbujący, zwłaszcza podpaska higieniczna, zawierający przepuszczalną dla płynów niewłóknistą warstwę wierzchnią w postaci folii, posiadającą stronę górną i stronę spodnią, pomiędzy którymi jest ukształtowanych wiele otworów, oraz zawierający nieprzepuszczalną dla płynu warstwę spodnią, przy czym pomiędzy warstwą wierzchnią i spodnią jest umieszczony rdzeń absorbujący, zawierający ułożone na mokro lub na sucho włókna z absorbentowymi materiałami żelującymi, znamienny tym, że pomiędzy warstwą wierzchnią (9) i rdzeniem absorbującym (11) jest umieszczona wtórna warstwa wierzchnia (10) zawierająca włókna (7) z kanałami kapilarnymi (3), których średnia szerokość (5) jest mniejsza od szerokości otworów warstwy wierzchniej (9) i większa od odstępów pomiędzy włóknami rdzenia absorbującego (11), przy czym włókna (7) wtórnej warstwy wierzchniej (9) są ułożone z kanałami kapilarnymi (3) usytuowanymi równolegle do osi wzdłużnej (x) artykułu abosrbującego, a wtórna warstwa wierzchnia (10) jest połączona dla przepływu płynów ze spodnią stroną warstwy wierzchniej (9).

2. Artykuł absorbujący według zastrz. 1, znamienny tym, że wtórna warstwa wierzchnia (10) jest połączona dla przepływu płynów z rdzeniem absorbującym (11).

3. Artykuł absorbujący według zastrz. 1, znamienny tym, że wtórna warstwa wierzchnia (10) jest połączona z warstwą wierzchnią (9) poprzez docisk.

4. Artykuł absorbujący według zastrz. 1, znamienny tym, że wtórna warstwa wierzchnia (10) jest połączona z warstwą wierzchnią (9) za pomocą środka wiążącego.

5. Artykuł absorbujący według zastrz. 1, znamienny tym, że włókna (7) wtórnej warstwy wierzchniej (10) z kanałami kapilarnymi (3) są skędzierzawione.

6. Artykuł absorbujący według zastrz. 5, znamienny tym, że część włókien (7) wtórnej warstwy wierzchniej (10) wystaje do wnętrza warstwy wierzchniej (9).

7. Artykuł absorbujący według zastrz. 1, znamienny tym, że w warstwie wierzchniej (9) odstępy międzywłóknowe, stanowiące jej otwory, są przeciętnie większe od szerokości odstępów pomiędzy włóknami (7) wtórnej warstwy wierzchniej (10).

8. Artykuł absorbujący według zastrz. 2, znamienny tym, że przeciętna szerokość odstępów pomiędzy włóknami rdzenia absorbującego (11) jest mniejsza niż szerokość (5) kanałów kapilarnych (3) włókien (7) wtórnej warstwy wierzchniej (10).

9. Artykuł absorbujący według zastrz. 1, znamienny tym, że wtórna warstwa wierzchnia (10) zawiera wystający z niej pęczek (37) włókien (7), który styka się dla przepływu płynu z rdzeniem absorbującym (11).