PL170315B1

PL170315B1 - Rdzen pochlaniajacy do wyrobu absorpcyjnego PL

Info

Publication number: PL170315B1
Application number: PL92302079A
Authority: PL
Inventors: Daniel E Buenger; James C Horney; John L Hammons
Original assignee: Procter & Gamble
Priority date: 1991-07-23
Filing date: 1992-07-06
Publication date: 1996-11-29
Also published as: SG68558A1; NO940198D0; CA2113416C; CA2113416A1; KR100249602B1; PH30091A; BR9206307A; FI940299L; HU9400184D0; MY134852A; DE69230008D1; FI940299A0; HK1013126A1; AR245001A1; MX9204336A; CN1069649A; PT101762A; AU669118B2; CN1083039C; IE922380A1

Abstract

1. Rdzen pochlaniajacy do wyrobu absorpcyjnego zawierajacy ulozone na mokro odrebne wlókna celulozowe, znamienny tym, ze wlókna celulozowe stanowia zwiniete wlókna celulo- zowe, przy czym co najmniej 30% wlókien celulozowych ma srednia dlugosc od 0,25 mm do 1,5 mm, a pozostale wlókna maja srednia dlugosc od 1,6 do 7 mm. P L 1 7 0 3 1 5 B 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest rdzeń pochłaniający do wyrobu absorpcyjnego.

Niniejszy wynalazek dotyczy zwłaszcza włóknistych rdzeni, które są stosowane w wyrobach absorpcyjnych używanych podczas menstruacji, zwłaszcza podpaskach higienicznych i pantiliners'ach. Pochłaniające rdzenie włókniste są w nich szczególnie przydatne w takich okolicznościach, w których zastosowanie pochłaniających materiałów żelujących i/lub lateksowych materiałów wiążących jest niepożądane.

Znane są rdzenie pochłaniające przeznaczone do stosowania w wyrobach używanych podczas menstruacji takich, jak podpaski higieniczne i pantilinersy. Na ogół wyroby takie zawierają przepuszczalną dla płynów górną osłonę, rdzeń pochłaniający i nieprzepuszcząjącą płynów osłonę tylną. Zwykle rdzeń pochłaniający w takich wyrobach zawiera celulozowe włókna takiego czy innego typu. Zalecane jest stosowanie pulp celulozowych typu Northern Softwood Kraft i Southern Softwood Kraft, pulp wytwarzanych chemitermomechanicznie i temu podobnych jako materiały pochłaniające w środkach używanych przy menstruacji. Nowoczesne środki używane podczas menstruacji często zawierają pochłaniające materiały żelujące takie, jak poliakrylany i kopolimery szczepione skrobiowoakrylanowe w celu zapewnienia dodatkowej zdolności pochłaniania.

Prowadzone są ciągłe poszukiwania bardziej oszczędnych, jeszcze skuteczniejszych materiałów na rdzenie pochłaniające. Ponadto nowoczesne środki używane przy menstruacji, zwłaszcza podpaski higieniczne i pantilinersy stają się obecnie dostępne w postaciach ultra-cienkich. Takie ultracienkie postacie zapewniają użytkowniczce dodatkową wygodę, lecz wymagają szczególnie skutecznych rdzeni pochłaniających w celu zapewnienia podczas używania wymaganej chłonności i zabezpieczenia przed uszkodzeniem. Na ogół w obecnie dostępnych ultracienkich rdzeniach stosuje się mieszankę włókien celulozowych i pochłaniających materiałów żelujących.

Jednak, nawet te nowoczesne, ultracienkie rdzenie zawierające materiały celulozowe i pochłaniające materiały żelujące mają wady. Stosowanie, na przykład, pochłaniających materiałów żelujących stwarza problemy w procesach wytwarzania, ponieważ materiały takie pylą i są trudne do przetwarzania. Ponadto pochłaniające materiały żelujące są drogie. Faktycznie, pochłaniające materiały żelujące zostały przede wszystkim opracowane dla pochłaniania płynów o małej lepkości

170 315 takich, jak mocz np. w pieluchach dla niemowląt i pewne typy pochłaniających materiałów żelujących nie są optymalnie użyteczne w zastosowaniu z bardziej lepkimi płynami takimi, jak płyny menstruacyjne. Na koniec, tworzenie ultracienkich podkładów pochłaniających ze zwykłych w4Al»inr» nrtb,l<zow,yirrtti p jin tn/h rmL beru <stos + w atir l^ise^łso» Inth wiUMvn cwuiUŁU w j vii i ^/v/vxixctiiid.jcjvj vii iiialciiaiu vy z.vxx4j<jv j vu njinaga Ιζ,γοιυ dluou vVtiii±<i xc*xV“ ksowych materiałów wiążących, które mogą stanowić do 20% ciężaru wszystkich włókien celulozowych w rdzeniu. Takie materiały wiążące są konieczne dla zapewnienia wytrzymałości i spójności rdzenia podczas operacji wytwarzania, a także w warunkach stosowania, po zwilżeniu rdzeni płynami wydzielanymi z ciała.

Az do chwili obecnej rozwój materiałów na rdzenie pochłaniające do stosowania w podpaskach higienicznych i pantiliners'ach opierał się w znacznym stopniu na wiedzy związanej z wytwarzaniem jednorazowych pieluch dla niemowląt. Pochłaniające materiały żelujące jak i włókna celulozowe stosowane w obu rodzajach wyrobów są całkiem podobne. Należy jednak zauważyć, że właściwości płynów pochłaniających w pieluchach i w wyrobach stosowanych przy menstruacji różnią się w sposób zasadniczy. Ponadto pieluchy muszą pochłaniać o wiele większe objętości cieczy i przemieszczać je na większe odległości i wysokości w pochłaniających rdzeniach, niż jest to wymagane w wyrobach stosowanych przy menstruacji.

W stanie techniki znane są rdzenie pochłaniające, które zawierają ułożone na mokro odrębne włókna celulozowe. Wytwarzanie takich włókien, jak ujawniono w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4889597, a także w opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr nr 4888093, 4889595, 4889596, 4898642, 4935022 polega na działaniu na włókna aldehydami, na przykład aldehydem glutarowym, lub kwasami polikarboksylowymi, które pełnią rolę czynników sieciujących włókna i przyczyniają się do uzyskania włókien skręconych.

Tak przygotowane włókna poddaje się rozdrabnianiu, na przykład za pomocą jednotarczowego rafinera typu Sprout-Waldron. W znanych procesach rozdrabniania włókien celulozowych jednocześnie następuje defibrylacja włókien, a więc zostaje całkowicie lub częściowo wyeliminowany skręt poszczególnych włókien.

Rozdrobnione i rozkręcone włókna celulozowe układa się na sitach, odsącza, a następnie suszy się powietrzem wywierając na arkusz ciśnienie. Następnie arkusz przenosi się na tkaninę osuszającą.

Wytworzone znanymi sposobami arkusze włókien i wytworzone z nich rdzenie pochłaniające zawierają włókna prawie całkowicie rozwinięte, o przypadkowych długościach. Arkusze z takich włókien są odpowiednie do absorbowania i rozprowadzania płynu o małej gęstości, na przykład moczu, ale grubość rdzenia pochłaniającego wytworzonego z takich włókien musi być stosunkowo duża, aby spełniał on w dostatecznym stopniu funkcje absorbujące.

Niestety taki arkusz nie może być z powodzeniem stosowany na podpaski do wchłaniania płynów o większej gęstości, na przykład wydzielin menstruacyjnych, ponieważ są one trudniej wchłanialne. Dlatego też do wyżej omówionych rdzeni pochłaniających, stosowanych na podpaski, dodaje się materiały żelujące, które zwiększają zdolność chłonną włókien przygotowanych znanymi sposobami. Niestety dodatkowe materiały żelujące zwiększają znacznie objętość arkuszy stosowanych na podpaski, a więc zmniejszają wygodę i komfort ich używania.

Według wynalazku rdzeń pochłaniający do wyrobu absorpcyjnego, zawierający ułożone na mokro odrębne włókna celulozowe, charakteryzuje się tym, że włókna celulozowe stanowią zwinięte włókna celulozowe, przy czym co najmniej 30% włókien celulozowych ma średnią długość od 0,25 mm do 1,5 mm, a pozostałe włókna mają średnią długość od 1,6 do 7 mm.

Korzystnie, od 50% do 90% włókien celulozowych ma średnią długość od 0,25 mm do 1,5 mm.

Korzystnie, włókna celulozowe o długości od 0,25 mm do 1,5 mm występują w ilości od 0,1 g do 0,15 g na centymetr sześcienny rdzenia.

Korzystnie, ma przeciętną grubość od 0,3 mm do 2,4 mm.

Korzystnie, warstwa zwiniętych włókien celulozowych jest ułożona na włókninie.

Korzystnie, warstwa zwiniętych włókien celulozowych jest ułożona na płótnie o ukierunkowanym przepływie płynu, mającym włókna z zewnętrznymi kanałami kapilarnymi i jest spojona z tym płótnem.

Korzystnie, kanały kapilarne co najmniej 50% włókien płótna są ułożone równolegle do osi wzdłużnej rdzenia pochłaniającego.

170 315

Rdzeń pochłaniający ma doskonałą zdolność pochłaniania przy bardzo małej grubości. Ma on dużą kapilamość w połączeniu z wysoką przepuszczalnością, jak również zdolnością przetrzymywania płynów. Wynika to z tego, że rdzeń pochłaniający według wynalazku jest pozbawiony lateksowych materiałów wiążących.

Dzięki tak dokładnie dobranemu składowi długości włókien rdzenia pochłaniającego oraz zachowaniu ich skrętu uzyskuje się doskonałą zdolność chłonną płynów o większej gęstości, przy czym nie jest konieczne dodawanie środków żelujących, które powodują niepożądane zwiększenie objętości. Dlatego też rdzenie pochłaniające według wynalazku spełniają doskonale swoje funkcje przy bardzo małej ich grubości, rzędu kilku milimetrów.

W przeciwieństwie do tego, co jest znane i co wynika ze stanu techniki skręt włókien zapewnia lepszą chłonność rdzenia, przy zastosownaiu skręconych włókien o ściśle określonych długościach. Dzięki tej myśli wynalazczej możliwe jest wyeliminowanie czasochłonnego procesu celowego rozkręcania włókien po ich wytworzeniu, wymagającego kilku dmuchaw powietrznych, a także dodawania środków żelujących poprawiających zdolność chłonną rdzeni wytworzonych z rozkręconych włókien ale zwiększających ich objętość. Wszystkie te cechy umożliwiają wytworzenie ultra cienkich wkładek higienicznych, zapewniających duży komfort użytkowania.

Rdzeń pochłaniający według niniejszego wynalazku do pochłaniania płynów (zwłaszcza płynów wydzielonych z pochwy i menstruacyjnych) zawiera ułożone na mokro odrębne zwinięte włókna celulozowe. Co najmniej 30% tych włókien celulozowych ma średnią długość, która wynosi od 20% do 40% ich długości w ich wyjściowym nierozdrobnionym stanie. Korzystnie, od 50% do 90% rozdrobnionych włókien ma średnią długość od 0,25 mm do 1,5 mm. Korzystniej takie włókna celulozowe występują w ilości od 0,1 g do 0,15 g na centymetr sześcienny rdzenia pochłaniającego. Najkorzystniej, rdzeń pochłaniający ma przeciętną grubość od 0,3 mm do 2,4 mm. Rdzeń pochłaniający jest wytwarzany, jak ujawniono poniżej i po ułożeniu na mokro, jest korzystnie suszony za pomocą urządzenia do przedmuchiwania powietrzem.

W alternatywnej postaci rdzeń pochłaniający zawiera warstwę zwiniętych włókien ułożonych na włókninie. Zwinięte włókna są ułożonymi na mokro odrębnymi, zwiniętymi włóknami celulozowymi, które to włókna celulozowe są mechanicznie rozdrobnione tak, że co najmniej około 30% wymienionych włókien ma przeciętną długość wynoszącą od około 20% do około 40% ich długości w wyjściowym nierozdrobnionym stanie. W korzystnym wariancie taki rdzeń pochłaniający zawiera od 50% do 90% rozdrobnionych włókien o przeciętnej długości wynoszącej od około 0,25 mm do około 1,5 mm. Korzystnie takie włókna celulozowe występują w ilości od 0,1 g do 0,15 g na centymetr sześcienny ułożonej na mokro warstwy. Najkorzystniej, warstwa rozdrobnionych włókien celulozowych ma przeciętną grubość od około 0,3 mm do około 2,4 mm. Warstwy te, jak poprzednio, są po ułożeniu na mokro, korzystnie suszone za pomocą urządzenia do przedmuchiwania powietrzem.

W jeszcze innym wariancie rdzenia pochłaniającego według wynalazku warstwa zwiniętych włókien jest ułożona korzystnie na tkaninie o ukierunkowanym przepływie płynu. Włókna płótna mają zewnętrzne kanały kapilarne. Warstwa odrębnych zwiniętych włókien celulozowych jest spojona z tym płótnem. Również w tym przypadku włókna celulozowe są mechanicznie rozdrabniane tak, że co najmniej 30% tych włókien ma przeciętną długość, która wynosi od 20% do 40% ich długości w wyjściowym nierozdrobnionym stanie. Jak powyżej, korzystne warstwy tego typu zawierają od 50% do 90% rozdrobnionych włókien, których przeciętna długość wynosi od około 0,25 mm do około 1,5 mm. Korzystnie, warstwy takie mają przeciętnie od 0,1 g do 0,15 g rozdrobnionych włókien na centymetr sześcienny ułożonej na mokro warstwy. Korzystnie, taka warstwa celulozowych włókien ma przeciętną grubość od około 0,3 mm do około 2,4 mm. Jak zauważono powyżej, warstwa taka jest po ułożeniu na mokro, korzystnie suszona za pomocą urządzenia przedmuchującego powietrzem. W tej korzystnej postaci kanały kapilarne co najmniej około 50% włókien płótna, a najkorzystniej co najmniej około 80%, są ułożone równolegle do osi wzdłużnej rdzenia pochłaniającego.

Gramatura na ryzę (270 m²) rdzenia pochłaniającego według wynalazku wynosi od około 16 kg przy grubości około 0,5 mm do około 68 kg przy grubości około 2 mm. W korzystnej postaci warstwa rdzenia pochłaniającego może zawierać od około 0% do około 25% celulozowego crill'a.

Rozdrobnienie włókien według informacji zawartej w książce „SEMINAR - Refining of Chemical Pulps“, Doshi and Associates, Inc., 2617 N. Summit Street, Appleton, WI59414, ma na

170 315 celu zmianę struktury włókien poprzez zastosowanie energii w obecności wody lub mechaniczną obróbkę chemicznej pulpy w celu zmodyfikowania włókien w taki sposób, aby ulepszyć właściwości warstwy.

M. R. Doshi (tamże na. stronie 69) wskazuje, że niektóre zmiany właściwości włókien związane z rozdrobnieniem obejmują wewnętrzną fibrylację, zewnętrzną fibrylację i skrócenie włókien. Doshi stwierdza, że towarzyszące temu wytwarzanie materiału „miałkiego lub „crill'a“ jest faktycznie nieuniknione.

Należy podkreślić, że proces rozdrobnienia stosowany w wynalazku jest tak zaplanowany, aby minimalizować lub korzystnie, unikać fibrylacji i aby zminimalizować lub korzystnie, uniknąć tworzenia „miału.

Wszystkie występujące tu stosunki, zakresy i proporcje są wagowe, o ile nie wyszczególniono inaczej.

Rdzeń pochłaniający według niniejszego wynalazku zawiera rozdrobnione zwinięte, korzystnie chemicznie usieciowane i usztywnione, skręcone włókna, które są ułożone w warstwie w postaci arkusza. Rdzeń pochłaniający jest stosowany w środkach używanych przy menstruacji. Chociaż wytwarzanie zwiniętych i skręconych włókien celulozowych znane jest w literaturze oraz dobrze są znane środki do rozdrabniania różnych włókien przy zastosowaniu energii mechanicznej nie stosowano dotąd rozdrabniania do zwiniętych włókien według niniejszego wynalazku.

Sposób wytwarzania rdzenia pochłaniającego według wynalazku ogólnie jest następujący.

Wytwarza się skręcone włókna o określonej budowie, których przeciętna liczba skręceń suchego włókna wynosi około 4,5 węzłów na milimetr, a przeciętna liczba skręceń mokrego włókna wynosi co najmniej 3,0 węzłów na milimetr. Zwłaszcza wytwarza się włókna, których współczynnik zwinięcia suchego włókna wynosi około 0,30, a korzystnie co najmniej 0,50. Włókna przeznaczone na rdzeń pochłaniający według wynalazku mają długość w zakresie od 1,6 mm do 7 mm.

Wytworzone włókna poddaje się rozdrobnieniu, przy czym rozdrabnia się je do długości zawartej w zakresie od 0,25 mm do 1,5 mm. Proces rozdrabniania jest prowadzony za pomocą znanego rafinera jednotarczowego, przy ustawieniu jego szczeliny w zakresie od 0,12 do 0,76 mm. Szerokość szczeliny jest stała w całym procesie, dzięki czemu uzyskuje się wymiary rozdrobnionych włókien w żądanym zakresie. Włókna rozdrabnia się przy natężeniu ich przepływu przez rafiner wynoszącym 35-38 dm³ na minutę. Do rozdrabniania stosuje się silnik o mocy 18,4 kW, zasilany prądem o natężeniu 45 A. Te parametry określają energię mechaniczną przekazywaną włóknom podczas rozdrabniania, przy czym są one dobrane tak, że nie następuje rozwinięcie skręconych włókien, a jedynie ich cięcie na określoną długość.

Alternatywnie rozdrobnione włókna miesza się z silnie rozdrobnionym włóknem celulozowym, które nadają pożądane właściwości wytrzymałościowe końcowym arkuszom i pełnią rolę rozcieńczalnika włókien podstawowych w arkuszu. W następnym etapie formuje się arkusz znanym sposobem. Wodną zawiesinę zawierającą od 0,1% do 0,2% wagowych zwiniętych, pociętych włókien wprowadza się na sito formujące ze skrzyni wlewowej, przy czym odległość pomiędzy skrzynią i sitem jest dobrana na 2,3 mm, co pozwala uniknąć kłaczkowania włókien rozkładanych na sicie.

Do usuwania nadwyżki wody z arkusza, do poziomu 23%, stosuje się komorę próżniową, a następnie arkusz suszy się w temperaturze około 423 K w przepływie swobodnym powietrza. W wyniku tego otrzymuje się arkusz mający 3-4% wagowych wilgoci, która w zależności od wilgotności otoczenia jest zwiększana do 8-10%; W odróżnieniu od znanych arkuszy, arkusz według wynalazku suszy się w swobodnym przepływie powietrza, bez wywierania na włókna nacisku, dzięki czemu zachowana jest jego doskonała zdolność chłonna.

W celu nadania większej miękkości arkusze według wynalazku kalendruje się następnie znanymi metodami W związku z tym, że wytworzone w ten sposób arkusze według wynalazku mogą mieć dla niektórych przypadków stosowania zbyt małą wytrzymałość, zwłaszcza gdy są wilgotne, alternatywnie włókna układa się na cienkiej tkaninie lub włókninie ułożonej na płaskim sicie. W związku z tym, że na tkaninę i ułożone na niej włókna działa się próżnią od strony tkaniny, uzyskuje się zczepienie włókien z tkaniną poprzez ich wejście pomiędzy włókna tkaniny lub włókniny.

170 315

Korzystnie stosuje się tkaninę, która zawiera włókna mające zewnętrzne kanały kapilarne, przy czym szczególnie korzystnie co najmniej 50% włókien tkaniny ma kanały kapilarne ułożone równolegle do osi wzdłużnej wytwarzanego arkusza.

Poszczególne etapy sposobu wytwarzania rdzenia pochłaniającego według wynalazku przeprowadza się następująco.

Przygotowuje się odpowiednie zwinięte i skręcone włókna celulozowe sposobami znanymi ze stanu techniki (na przykład z opisów patentowych USA nr nr 4888903,4822543,4889595,4889597, 4889596 i 4898642). W przygotowaniu zazwyczaj stosuje się aldehydy takie, jak aldehyd glutarowy, jako czynnik sieciujący. Ponadto, jako czynniki sieciujące korzystnie stosuje się kwasy polikarboksylowe. Należy zauważyć, że znane są także inne środki do przygotowywania innych zwiniętych włókien celulozowych i włókna takie mogą być także zastosowane w rdzeniu pochłaniającym według wynalazku, chociaż właściwości pochłaniania płynów mogą być niższe od optymalnych w porównaniu z powyżej wymienionymi włóknami.

Tak przygotowane zwinięte włókna zawierają odrębne zwinięte włókna celulozowe, które są korzystnie chemicznie usztywnione za pomocą czynnika sieciującego. Takie zwinięte włókna korzystnie mają przeciętną liczbę skręceń wynoszącą co najmniej około 4,5 węzłów na 1 milimetr, przy czym przeciętna liczba skręceń mokrego włókna wynosi co najmniej około 3,0 węzłów na 1 milimetr, to znaczy co najmniej około 0,5 węzła na 1 milimetr mniej od liczby węzłów suchego włókna. Przeciętna wielkość retencji alkoholu isopropylowego jest mniejsza od około 30%, a przeciętna wielkość retencji wody wynosi pomiędzy 28% i 50%. Bardzo korzystne włókna mają przeciętny współczynnik zwinięcia suchego włókna wynoszący co najmniej 0,30, korzystniej co najmniej 0,50. Proces rozdrabniania nie wpływa zasadniczo na powyższe parametry, ponieważ proces prowadzi się tak, aby defibrylacja zachodziła w bardzo małym stopniu lub nie było żadnej defibrylacji wyjściowych zwiniętych i skręconych włókien. Na ogół dokonuje się zmniejszenia długości wyjściowych włókien. Przeciętnie, wyjściowe, wykorzystywane w rdzeniu pochłaniającym według wynalazku, zwinięte włókna mają długość mieszczącą się, w przybliżeniu, w zakresie od około 1,6 mm do około 7 mm. Po rozdrobnieniu w sposób tu ujawniony, co najmniej 30% otrzymanych włókien, korzystnie co najmniej 50%, korzystniej od 50% do 90% i korzystniej co najmniej około 90% rozdrobnionych włókien ma przeciętną długość wynoszącą od około 20% do około 40% długości wyjściowych, nierozdrobnionych zwiniętych włókien. Ujmując inaczej, przeciętnie, nierozdrobnione włókna, przygotowane za pomocą wymienionego powyżej procesu mają długości w zakresie od około 1,6 mm do około 7 mm podczas, gdy po rozdrobnieniu długości włókien mieszczą się głównie w przeciętnym przedziale od około 0,25 mm do około 1,5 mm.

Po przygotowaniu, za pomocą dowolnego z uprzednio wymienionych procesów, zwinięte włókna celulozowe są rozdrabniane.

W typowym procesie wodny materiał wyjściowy zawierający około 3% wagowe wymienionych włókien i 97% wagowych wody jest przepuszczany przez jednotarczowy rafiner typu Sprout-Waldron, w którym stosuje się tarczę rozwiązującą typu 17804-A. Ważnym jest to, że celem tego procesu rozdrabniania jest tu cięcie skręconych włókien bez, zasadniczo, ich defibrylacji.

Ten 3% wodny roztwór podstawowy jest rozcieńczony do 0,5% konsystencji i przepływa przez rafiner Sprout-Waldron'a przy zastosowaniu ustawienia szczeliny od 12,7 pm do 7,62 pm, korzystnie 12,5 um. Rafiner Sprout-Waldron'a jest zmodyfikowany przez usunięcie wyrównującej sprężyny tak, że ustawienie szczeliny pozostaje stałe przez cały przepływ włóknistego roztworu podstawowego. Typowe natężenie przepływu wynosi 35-38 dcm³ na minutę, a rozdrabniające natężenie prądu wynosi 45 amperów przy silniku o mocy 18,4kW. Natężenie prądu wyrażone w amperach jest miarą mechanicznej energii przekazanej włóknom podczas rozdrabniania. Stosuje się pojedyncze przejście włókien przez szczelinę.

W alternatywnej wersji zwinięte włókna celulozowe korzystnie są zastosowane w połączeniu z crill'em, który jest wysocerozdrobnionym włóknem z masy celulozowej typu Southern softwood karft, którego stopień rozdrobnienia wynosi według kanadyjskiej normy pomiędzy około 50 do około 100 ml (norma TAPPI). Typowo crill zawiera od około 5% do około 10% wagowo zwiniętych włókien celulozowych. Dodatek crill'a może nadać pożądane właściwości wzmacniające otrzymywanym końcowym arkuszom, a także może służyć, ze względów oszczędnościowych, jako rozcieńczalnik w arkuszach.

170 315

W etapie następującym po rozdrabnianiu 0,5% wodna zawiesina rozdrobnionych, skręconych włókien jest dalej rozcieńczana do zawartości procentowej ciężaru zawiesiny od około 0,1% - 0,2% dla zastosowania w operacji formowania arkuszy.

Do formowania pow^yżej mr^i^n^i^ł^j^wanych ro^Hrobnmntch 7winn»tw»h w/łAkien celulozowych \y X w X 111 tt XX xx XXX F'-’ TT j x IV tt 1X11J V11 x 1^\X1 oiiik>iij Wił y τ, ιιιιγ χ j wxx » τ χ V xxx wxx χζ v**vł.v* ^TT«7 wxx w arkusze odpowiednie do użycia jakordzenie pochłaniające w wyrobach używanych podczas menstruacji i podobnych stosuje się papierniczy proces Fourdrinier'a ze standardową techniką formowania ze stałym sklepieniem, w którym pionowo przenosi się arkusze poprzez suszarkę z przedmuchem powietrza. W procesie tym walec czołowy jest wykorzystywany w sposób znany w technice wytwarzania papierowych chusteczek do twarzy, papieru na filtry i temu podobnych, jednak inaczej niż przy wytwarzaniu papieru na filtry, arkusz przeznaczony na rdzeń pochłaniający według wynalazku jest suszony bez znacznego ciśnienia, a raczej stosuje się system z suszarką z przepływem powietrza.

Bardziej szczegółowo, opisana powyżej wodna zawiesina zawierająca od około 0,1% do około 0,2% wagowych rozdrobnionych, zwiniętych włókien celulozowych wprowadzana jest ze skrzyni wlewowej maszyny papierniczej na standardowe sito formujące. Celem jest tu uniknięcie kłaczkowania włókien, które dałoby w rezultacie niejednorodne ułożenie włókien w otrzymanym arkuszu. Odległość pomiędzy górną częścią skrzyni wlewowej i sitem formującym („ustawienie wlewu) jest korzystnie ustawiona na około 0,2 mm dla uniknięcia kłaczkowania przy osiadaniu. Jak zauważono, uniknięcie kłaczkowania pozwala uzyskać arkusze mające jednolicie rozłożone włókna.

Odwadnianie arkusza zachodzi stosunkowo szybko do poziomu 23%. Do usunięcia nadwyżki wody z sita formującego wykorzystuje się komorę próżniową, po czym arkusz jest przenoszony na tkaninę osuszającą. Osuszanie wykonuje się przy użyciu standardowej suszarki z przepływem powietrza przy temperaturze około 423 K. W wyniku tego otrzymuje się arkusz mający około 3% -4% wagowych wilgoci, która może być ponownie wyrównana (w zależności od wilgotności otoczenia) do 8% - 10% wilgoci. Należy zauważyć, że arkusz ten korzystnie nie jest zagęszczany podczas suszenia, ponieważ ma to szkodliwy wpływ na zdolność wchłaniania. Chociaż arkusz uformowany w powyższy sposób dobrze wchłania i nadaje się do stosowania w wielu strukturach wchłaniających, należy zauważyć, że takie arkusze mogą być trochę sztywniejsze niż jest to wymagane w rdzeniu pochłaniającym, według wynalazku. Przy· zastosowaniu standardowych technik arkusze mogą być kalandrowane i/lub przepuszczane przez walce w konfiguracji w kształcie litery „S w celu wyginania arkusza do momentu, aż stanie się on miękki i podatny w dotyku. Może to być powtarzane, aż do spełnienia wymagań projektanta.

Należy rozumieć, że arkusze przygotowane w powyższy sposób mają dużą zdolność wchłaniania i są całkiem odpowiednie do stosowania w wyrobach używanych przy menstruacji. Arkusze te, jednak, mogą mieć niedostateczną dla niektórych celów wytrzymałość, zwłaszcza gdy są wilgotne i podlegają naprężeniom, np. podczas noszenia przez użytkowniczkę.

Korzystnie, według wynalazku na sito formujące papierniczej maszyny płaskositowej układa się cienkie płótno z dostępnej w handlu skrajnie porowatej, o niskiej garamturze włókniny polipropylenowej takiej, jak na przykład płótno AMOCO D2, po czym na wierzchu płótna kształtuje się z rozdrobnionych, zwiniętych włókien arkusz. Podczas formowania arkusza na takim płótnie, małe ilości włókien przechodzą przez płótno i arkusz jest zczepiany z płótnem. Przygotowanie arkusza z płótnem za pomocą tego procesu jest korzystniejsze od alternatywnego procesu, który obejmuje formowanie arkusza, umieszczenie płótna na wierzchu arkusza i poddawanie otrzymanego płótna z arkuszem działaniu próżni. W procesie tego drugiego typu zauważono, że nie występuje to dobre zczepianie i że płótno ma tendencję do oddzielania się od arkusza.

Poniższe przykłady dodatkowo ilustrują praktyczną realizację niniejszego wynalazku.

Przykład I. Odrębne, usztywnione, zwinięte włókna celulozowe przygotowano zgodnie z procedurą z przykładu I opisu patentowego US nr 4898642. Następnie rozdrobniono je w powyżej opisany sposób. Z otrzymanej zawiesiny rozdrobnionych włókien uformowano arkusz mający gramaturę 175 kg/m². Arkusz ten może być zastosowany, na przykład, w laminacie mającym centralną warstwę z poliakrylanowego, wchłaniającego materiału żelującego. Laminaty takie typowo zawierające około 0,68 gramów wchłaniającego materiału żelującego, nadają się do stosowania jako rdzeń pochłaniający w ultracienkich podpaskach higienicznych.

170 315

Przykład II. Odrębne, usieciowane włókna wykonano za pomocą procesu sieciowania na sucho przy zastosowaniu kwasu cytrynowego jako czynnika sieciującego. Procedura stosowana przy wytwarzaniu włókien sieciowanych poprzecznie kwasem cytrynowym była następująca.

Do każdej próbki dostarczono 1735 g raz osuszonej pulpy typu Southern softwood kraft (SKK). Włókna te miały zawartość wilgoci wynoszącą około 7% (ekwiwalent dla 93% konsystencji).

Uformowano zawiesinę przez dodanie włókien do medium wodnego zawierającego około 2942 g kwasu cytrynowego i 410 ml 50% roztworu wodorotlenku sodowego w 5932 g H₂O. Włókna moczono w tej zawiesinie przez około 60 minut. Wartość pH moczenia wynosiła około 3,0.

Włókna potem odwadniano za pomocą odwirowywania do konsystencji w zakresie od około 40% do około 50%. Odwirowana zawiesina z tego etapu połączona z kwasem karboksylowym zawartym w przesączu zawiesiny w etapie 2 zestaliła ilość czynnika sieciującego, obecnego na włóknach po odwirowaniu. W przykładzie tym, około 5% wagowych kwasu cytrynowego znajdowało się na suchej bazie anhydroglikozy celulozowej włókien we włóknach po początkowym odwirowywaniu. W praktyce, koncentracja czynnika sieciującego w przesączu zawiesiny była obliczana przez przyjęcie docelowej odwodnionej konsystencji i wymaganego poziomu chemikaliów na włóknach.

Następnie odwodnione włókna rozwłókniono przy użyciu tarczowego rafinera typu Sprout Waldron 12 (model nr 105-A), którego płyty ustawione były z taką szczeliną, która zapewnia włókna zasadniczo odrębne, lecz z minimalną ilością włókien uszkodzonych. Gdy odrębne włókna wychodzą z rafinera, są one suszone pneumatycznie za pomocą gorącego powietrza w dwóch pionowych rurach w celu zapewnienia zwinięcia i skręcenia włókien. Włókna te zawierają w przybliżeniu 10% wilgoci przy opuszczaniu tych rur i są gotowe do suszenia. Jeśli zawartość wilgoci we włóknach jest większa od około 10%c przy wychodzeniu z rur suszących pneumatycznie, wówczas włókna są suszone w temperaturze otoczenia aż do momentu, gdy wilgotność będzie wynosiła około 10%.

Niemal suche włókna następnie umieszczono na tacach i suszono przez jakiś okres czasu w piecu osuszającym z przechodzeniem powietrza w temperaturze, która w praktyce zależy od ilości dodanego kwasu cytrynowego, suchości włókien itp. W przykładzie tym próbki są osuszane w temperaturze około 188°C przez okres około 8 minut. Podczas okresu przebywania w piecu zostaje zakończone sieciowanie.

Usieciowane, odrębne włókna umieszczano na sicie i płukano wodą o temperaturze około 293 K, moczone przy 1% konsystencji przez 1 godzinę w wodzie o temperaturze około 333 K, przesiewano, płukano wodą o temperaturze około 293 K, odwirowywano do 60% zawartości włókien i suszono do wilgotności równowagowej wynoszącej około 8%, powietrzem o temperaturze otoczenia.

Otrzymane odrębne, usieciowane kwasem cytrynowym włókna celulozowe rozdrabniano w opisany powyżej sposób i formowano w arkusz na płótnie typu AMOCO D2 uzyskując gramaturę arkusza z płótnem wynoszącą 0,025 g/cm². Arkusz zawierał 50% włókien celulozowych o średniej długości od 0,25 mm do 1,5 mm. Pozostałe włókna miały długość od 1,6 do 7 mm. Po zmiękczeniu za pomocą przepuszczenia przez walce w układzie „S“ arkusz z płótnem nadawał się do stosowania jako rdzeń pochłaniający w podpaskach higienicznych.

Przykład III. Odrębne, usieciowane włókna celulozowe wykonano za pomocą procesu sieciowania na sucho przy użyciu kwasu 1,2,3,4-butanoczterokarboksylowego (BTCA) jako czynnika sieciującego. Odrębne, usieciowane włókna wytwarzano zgodnie z powyżej opisanym procesem z przykładu II z następującymi modyfikacjami. Zawiesina z przykładu II zawierała 150 g suchej pulpy, 1186 g H ₂O, 64 g BCTA i 4 g wodorotlenku sodowego. Włókna były osuszane w temperaturze około 438 K przez okres około 60 minut.

Otrzymane włókna rozdrabniano i formowano z nich arkusz w sposób z przykładu II.

Przykład IV. Odrębne, usieciowane włókna wytwarzano za pomocą procesu sieciowania na sucho przy użyciu kwasu 1,2,3 propanotrójkarboksylowego jako czynnika sieciującego. Te odrębne, usieciowane włókna wytwarzano zgodnie z opisanym powyżej procesem z przykładu II z następującymi modyfikacjami. Zawiesina z przykładu II zawierała 150 g pulpy, 1187 g wody, 64 g

170 315 kwasu 1,2,3 propanotrójkarboksylowego i 3g wodorotlenku sodowego. Włókna osuszano w temperaturze około 438 K przez okres około 60 minut.

iwi ant a\nrp r\a zp cear·* /w\ap ra p tan xxr^jxviu.w τ . vix yuiiv₅ uoiwiO w uu v »» ivniiu v w ui z.utiv /Lia puuiuLcj pi w wou Ol woj w cxm<A lici sucho przy użyciu kwasu tlenowodwubursztynowego jako czynnika sieciującego. Te odrębne, usieciowane włókna są wytwarzane zgodnie z opisanym powyżej procesem z przykładu II z następującymi modyfikacjami. Zawiesina z przykładu II zawierała 140 g pulpy, 985 g wody, 40 g soli sodowej kwasu tlenowodwubursztynowego i 10 ml 98% kwasu siarkowego.

Przykład VI. Odrębne, usieciowane włókna wytwarzano za pomocą procesu sieciowania na sucho przy użyciu kwasu cytrynowego jako czynnika sieciującego i siarczanu sodowego jako katalizatora. Te odrębne, usieciowane włókna są wytwarzane zgodnie z opisanym powyżej procesem z przykładu II z następującymi modyfikacjami. Zawiesina opisana w przykładzie II zawiera 200 g pulpy, 7050 g wody, 368 g siarczanu sodowego i 368 g kwasu cytrynowego. Wielkość pH moczenia wynosiła około 2,0. Włókna osuszano w temperaturze około 438 K przez okres około 60 minut.

Otrzymane włókna rozdrabniano jak powyżej i formowano z nich arkusz mający gramaturę wynoszącą 0,015g/cm². Arkusz zawierał 35% włókien celulozowych o średniej długości od 0,25 mm do 1,5 mm. Pozostałe włókna miały długość od 1,6 do 7 mm. Po zmiękczeniu za pomocą przepuszczenia przez walce w układzie „S“ arkusz nadawał się do stosowania jako rdzeń pochłaniający w pantiliners'ach.

Przykład VII. Odrębne, usieciowane włókna wykonywano za pomocą procesu sieciowania na sucho przy użyciu kwasu cytrynowego jako czynnika sieciującego i podfosforynu sodowego jako katalizatora. Te odrębne, usieciowane włókna wytwarzano zgodnie z opisanym powyżej procesem z przykładu II z następującymi modyfikacjami. Zawiesina jak opisano w przykładzie II zawiera 326 g pulpy, 138 g podfosforynu sodowego, 552 g kwasu cytrynowego i 78 g NaOH w 10,906 g H 2O. Włókna osuszano w temperaturze 461 K przez okres około 6 minut.

Otrzymane włókna rozdrabniano i formowano z nich arkusz mający gęstość wynoszącą około 0,125g/cm³ (przy ciśnieniu 0,5 Pa) i zdolności pochłaniania dla owczej krwi około 8,0 gramów krwi/gram arkusza. Arkusz zawierał 70% włókien celulozowych o średniej długości od 0,25 mm do 1,5 mm. Pozostałe włókna miały długość od 1,6 do 7 mm. Arkusze takie nadają się do stosowania, przy różnych gramaturach, w podpaskach higienicznych i pantiliners'ach.

Wytwarzanie podpasek higienicznych, pantiliners'ów i podobnych wyrobów przy użyciu arkuszy lub, korzystnie kombinacji arkusz-płótno zawierających rozdrobnione włókna, obejmuje włożenie jednego lub więcej wymienionych arkuszy pomiędzy przepuszczalną dla płynów górną osłonę i nieprzepuszczalną dla płynów tylną osłonę. Wytwarzanie takich wyrobów jest doskonale znane w literaturze i przemysłowej praktyce. Poniższe zostało tu włączone dla ułatwienia projektantowi doboru odpowiednich materiałów na osłony górną i tylną.

Gotowe wyroby absorpcyjne są wyposażone w odbierającą płyn górną osłonę. Takie górne osłony wykonywane są z materiałów, które są korzystnie hydrofobowe, lecz przepuszczalne dla płynów. Materiały na górną osłonę wykorzystywaną w praktycznej realizacji wynalazku mogą być wytwarzane sposobami dobrze znanymi z literatury patentowej. Zgodnie, na przykład ze sposobem przedstawionym w opisie patentowym US 4324246, próbka termoplastycznego materiału, takiego, jak polietylenowa folia o grubości 0,0038 cm jest ogrzewana do temperatury powyżej jej temperatury mięknienia, to znaczy temperatury, przy której materiał termoplastyczny może być kształtowany lub formowany, niższy od temperatury topnienia materiału. Ogrzany materiał termoplastyczny w postaci arkusza jest następnie doprowadzany do styku z ogrzanem sitem formującym. Sito formujące jest korzystnie sitem z siatki metalowej z otworami, mającej wymagane wielkości otworów, ich wzór i konfigurację. Do przyciągnięcia ogrzanej folii i sita formującego stosuje się próżnię i w ten sposób formuje się folię tworząc wymagany wzór i mającą wymaganą wielkość otworów. Jak długo próżnia jest jeszcze przyłożona do folii strumień gorącego powietrza przechodzi przez folię. Gorące powietrze perforuje folię według wzoru odpowiadającego wzorowi i rozmiarom otworów w sicie formującym.

170 315

Przepuszczalne dla płynów górne osłony przygotowane w omówiony powyżej sposób są dla wygody zwane „formowanymi foliami. Ważna jest wysokość takiej folii, ponieważ jeśli jest ona zbyt duża, ciecz może zbierać się w otworach i nie przechodzi łatwo przez nie. Do wytwarzania wyrobów pochłaniających takich, jak pieluchy, wyroby stosowane podczas menstruacji i przy metrzymaniu moczu, górne osłony mają zwykle wysokość mniejszą od 0,075 cm lub korzystnie mniej niż 0,064 cm.

Innym materiałem arkuszowym formowanej folii nadającym się do stosowania jako górna osłona jest sprężysta, trójwymiarowa wstęga posiadająca wygląd i sprawiająca w dotyku wrażenie tkaniny, zawierająca nieprzepuszczalne dla płynów tworzywo sztuczne, która to wymieniona wstęga ma wielką ilość otworów, wyznaczonych przez wielką ilość przecinających się włóknopodobnych elementów. Taki materiał jest ujawniony w opisie patentowym US 4342314. Materiały te są wytwarzane przy użyciu hydrofobowych tworzyw sztucznych takich, jak polietylen, polipropylen, PCW i podobnych i są dobrze znane ze stosowania w wyrobach pochłaniających takich, jak wyroby stosowane podczas menstruacji i temu podobnych.

Jeszcze innym rodzajem materiału formowanej folii, nadającym się do stosowania na wyroby absorpcyjne z korpusem pochłaniającym według wynalazku jest materiał opisany w opisie patentowym US 3929135, zawierający hydrofobowe folie polimerowe mające otwory w postaci zbieżnych kapilar. Te górne osłony ze „zbieznymi kapilarami są także znane ze stosowania w wyrobach pochłaniających, włączając w to wyroby stosowane przez dorosłych przy nietrzymaniu moczu. Mogą one być wykonane, jak wspomniano powyżej, z różnych hydrofobowych polimerów. Zwykle stosowany jest polietylen o małej gęstości, mający grubość od 0,0025 do 0,0051 cm.

Górne osłony ze zbieżnymi kapilarami są znane również z opisu patentowego US 3929135. Podczas stosowania poszczególne kapilary w takich górnych osłonach ze zbieżnymi kapilarami są w kontakcie ze znajdującym się pod nimi materiałem pochłaniającego rdzenia. Ogólnie biorąc, zbieżne kapilary mają postać stożków ściętych, lecz zrozumiałym jest, że każda ogólnie zbieżna struktura, taka jak ścięta piramida lub podobna, o podstawie trójkątnej, kwadratowej lub wieloboczna jest objęta terminem „zbieżna kapilarna, jednak dla wygody w opisie tym stosowane są okrągłe zbieżne kapilary. Zrozumiałym jest także, że zbieżne kapilary mogą być asymetryczne (to jest kąt zbieżności po jednej stronie może być różny od kąta zbieżności po drugiej stronie) i że kąt zbieżności może się zmieniać w sposób ciągły (to znaczy po krzywej) na całej odległości od podstawy do wierzchołka. W tym ostatnim przypadku kąt zbieżności jest określony jako kąt pomiędzy styczną do boku kapilary w punkcie najmniejszego wymiaru otworu wierzchołka. Kąt zbieżności odpowiedni do stosowania w górnych osłonach zgodnie z praktyczną realizacją tego wynalazku wynosi około od 10° do około 60°.

Wymiar otwarcia podstawy kapilar jest określony jako maksymalny wymiar otwarty w płaszczyźnie górnej osłony w wymienionej zbieżnej kapilarze. Wymiar otwarcia wierzchołka jest określony jako maksymalny otwarty wymiar w wierzchołku wymienionej zbieżnej kapilary, który to wierzchołek jest oddalony od płaszczyzny górnej osłony. Gdy zbieżna kapilara ma postać stożka ściętego wymiary otwarcia podstawy i bazy stanowią, odpowiednio średnica podstawy i średnica wierzchołka. Średnica podstawy i średnica wierzchołka są tu używane wymiennie z, odpowiednio, wymiarem otwarcia podstawy i wymiarem otwarcia wierzchołka.

Średnica wierzchołka zbieżnej kapilary jest średnicą, która pozwala cieczy szybko przejść z powierzchni górnej osłony do znajdującego się poniżej pochłaniającego rdzenia. Średnica wierzchołka wynosi od 0,1 do 2,5 mm, korzystnie od 0,13 do 0,51 mm.

Średnica podstawy zbieżnej kapilary jest tak dobrana, aby spełniała dwa kryteria. Pierwsze z nich stanowi subiektywne odczuwanie dotyku powierzchni górnej osłony, która styka się ze skórą użytkownika. Stwierdzono, że polietylen może być tak wykonany, aby posiadał miłe, podobne do tkanin, niewoskopodobne właściwości, jeśli średnica podstawy znajduje się w przedziale od 0,15 do 6,35 mm. Korzystnie, średnica podstawy powinna znajdować się wewnątrz przedziału od 0,76 do 1,52 mm. Drugie kryterium stanowi to, aby podstawa kapilary była dostatecznie mała, żeby pozwolić spodziewanej kropelce cieczy objąć poprzecznie przynajmniej jedną kapilarę. Kryterium to spełniane jest przez powyższe wymiary dla jednorazowych pieluch i higienicznych artykułów.

Wysokość zbieżnej kapilary określana jest jako odległość pomiędzy znajdującą się najbardziej na zewnątrz powierzchnią górnej osłony (to jest, tą powierzchnią, która normalnie styka się ze skórą użytkownika) i wierzchołkiem zbieżnej kapilary. Wysokość ta, oczywiście, zależy od średnicy wierzchołka, średnicy podstawy i kąta zbieżności, które zostały dobrane jak opisano powyżej.

170 315

Wysokość zbieżnej kapilary powinna zapewnić strukturę z minimalną tendencją do zapadania się podczas używania. Odpowiedni zakres dla wysokości w dużej mierze określony jest przez właściwości materiału, z którego zbudowana jest górna osłona. Gdy górna osłona jest z polietylenu o malej gęstości o grubości od 0,03 do 0,05 mm i średnica wierzchołka oraz średnica podstawy mieszczą się w zalecanym zakresie i kąt zbieżności mieści się w jego krytycznym zakresie, wysokość zbieżnej kapilary może wynosić od około 0,08 do 4,04 mm.

Stan względnej suchości na powierzchni górnej osłony pociąga za sobą to, że większość cieczy, która styka się z górną osłoną jest przenoszona przez nią do elementu pochłaniającego. To z kolei pociąga za sobą to, że każda wyizolowana kropla stykająca się z górną osłoną musi stykać się ze średnicą podstawy zbieżnej kapilary. Ten stan może być najlepiej osiągnięty, jeśli powierzchnia gruntu (powierzchnia górnej powłoki istniejąca pomiędzy podstawami zbieżnych kapilar) jest minimalna. Minimalną graniczną wartość stanowi przypadek, gdzie stożkowe zbieżne kapilary lub zbieżne kapilary o kształtach piramid są uszeregowane w bezpośrednio bliskim upakowaniu (gdzie obwód podstawy każdej kapilary styka się na wszystkich bokach z obwodem podstawy sąsiednich kapilar). To korzystne rozmieszczenie z minimalną powierzchnią gruntu ma tendencję do zapewnienia tego, że indywidualna kropla będzie stykać się z co namniej jedną kapilarą. Korzystne rozmieszczenie w jednorazowych pieluchach jest takie, w którym zbieżne kapilary, jak powyżej opisano, są w sposób uporządkowany rozmieszczone od 5 do 231 zbieżnych kapilar na centymetr kwadratowy górnej osłony.

Arkusze ze zbieżnymi kapilarami są wytwarzane według dowolnego z kilku sposobów dobrze znanych w tej dziedzinie techniki. Jeden szczególnie odpowiedni sposób polega na zapewieniu ogrzewanej formy z wystającymi elementami o kształcie i rozmieszczeniu, jakie są wymagane dla zbieżnych kapilar (zwanej dalej formą kołkową). Każdy wystający element jest przymocowany w taki sposób, aby jego wierzchołek wystawał z podstawy formy kołkowej. Część materiału arkuszowego doprowadzona jest do styku z ogrzewaną formą pomiędzy formą i sprężystą płytą podstawową. W celu wykonania górnej osłony ze zbieżnymi kapilarami do zespołu formy, arkusza i sprężystej płyty podstawowej doprowadzane jest ciśnienie i w arkuszu formowane są zbieżne kapilary. Alternatywnym sposobem wykonania górnej osłony jest poddanie części nieprzepuszczającej cieczy materiału formowaniu próżniowemu na odpowiedniej formie. Po uformowaniu arkuszy ze zbieżnymi kapilarami w jeden z powyżej wymienionych sposobów, może okazać się koniecznym fizyczne usunięcie materiału z wierzchołków kapilar, aby zapewnić wymaganą wielkość średnic tych wierzchołków. Takie usunięcie materiału jest dokonywane, na przykład, przez poddanie wierzchołków kontrolowanemu ścieraniu lub przez ogrzanie uformowanej górnej osłony tak, aby wytopić otwory w wierzchołkach. Opis patentowy US 4629643 ujawnia folię polimerową z mikrootworami z polepszonym wrażeniem przy dotyku, która także może być użyta przy praktycznej realizacji niniejszego wynalazku.

Wysoce korzystny materiał na nieprzepuszczalną dla płynów górną osłonę z formowanej folii, który może być wykorzystany w wyrobie absorpcyjnym z rdzeniem według wynalazku jest ujawniony w opisie patentowym US 4463045. Te osłony zapewniają wymagane, podobnie jak przy tkaninie wrażenie dotykowe, a także w znacznym stopniu są pozbawione połysku powierzchni. W ten sposób górne osłony wykonane z tworzywa sztucznego nie mają niepożądanego „plastykowego“ wyglądu.

Wysoce korzystne materiały na górne osłony stanowią makroskopowo rozciągnięte trójwymiarowe „wstęgi“ z tworzywa sztucznego mające co najmniej jedną widoczną powierzchnię, która ma w zasadzie niebłyszczący wygląd, gdy jest wystawiona na działanie światła, przy czym zasadniczo każda wymieniona widoczna powierzchnia posiada regularnie rozstawiony, mikroskopowy wzór nieciągłych aberracji powierzchniowych. Każda z wymienionych aberracji powierzchniowych ma swoją amplitudę zorientowaną prostopadle do powierzchni, z której wymieniona aberracja powierzchniowa wychodzi. Każda z wymienionych aberracji powierzchniowych ma maksymalny wymiar mniejszy niż 0,15 mm, mierząc w płaszczyźnie zorientowanej prostopadle do jej amplitudy. Te aberracje powierzchniowe nie są rozróżniane gołym okiem, jeśli prostopadła odległość pomiędzy okiem patrzącego i płaszczyzną wstęgi wynosi co najmniej około 30 cm. Każda z aberracji powierzchniowych jest także wolna od płaskich powierzchni, które są dostatecznie duże, aby wpisać w nie okrąg o średnicy 0,4 mm i są odsunięte od wszystkich sąsiednich aberracji powierz12

170 315 chniowych tak, że maksymalna średnica dowolnego okręgu, który może być wpisany na dowolnej płaskiej powierzchni pomiędzy aberracjami powierzchniowymi jest mniejsza od około 0,4 mm. Każde padające światło na dowolną część wymienionej widocznej powierzchni jest rozpraszająco χ-ł Ρ» > l-a O rp τι ipnlpp 1 χ-ρ λρ·-ι a La pp a 7»Ά P Ae p /-i A O '-TCh »·* /—i «ρ ρρ ΛΡ^ΤαΚ A Ρ Ο »Ά «1

Mii Mijani/ w uat uz.u wινκι mli ύιιηανιι pt l^l n yiiiicinuilc aun t avj v vm pv twuujc, łja mm wiviŁ^timt ma niebłyszczący wygląd.

Materiały na górną osłonę według opisu patentowego US nr 4463045 mogą mieć przynajmniej część z wymienionych powierzchniowych aberracji zawierających wypukłości wystające ogólnie biorąc w kierunku na zewnątrz od powierzchni i mogą mieć przynajmniej część z wymienionych powierzchniowych aberracji zawierających obniżenia wystające ogólnie biorąc w kierunku do wewnątrz od powierzchni wymienionej wstęgi.

Te korzystne górne osłony wytwarza się przy użyciu formującego sita lub konstrukcji, jak ogólnie opisano powyżej, która zapewnia tworzenie powierzchniowych aberracji za pomocą kołków rozmieszczonych na członie podporowym. Na ogół otrzymane aberracje powierzchniowe odpowiadają występom członu podporowego, który tworzy tkana siatka bezpośrednio stykająca się z widoczną powierzchnią arkusza z tworzywa sztucznego podczas jego produkcji.

W korzystnym sposobie wytwarzania człon podporowy z tkanej siatki, która bezpośrednio styka się z widoczną powierzchnią wymienionej górnej osłony składa się z włókien ciągłych mających średnicę pomiędzy 0,03 i 0,05 gm i ma liczbę oczek pomiędzy około 63 włókien na cm bieżący i 157 włókien na cm bieżący.

Korzystnie stosuje się górne osłony, w których wymienione aberracje powierzchniowe mają średnią amplitudę co najmniej około 5gm, korzystniej co najmniej około 7,5gm. Najkorzystniej, stosuje się górne osłony mające amplitudę każdej z wymienionych aberracji powierzchniowych wewnątrz zakresu około ±20%, korzystnie +10%, średniej wartości amplitudy dla wszystkich sąsiadujących aberracji powierzchniowych, mierzoną prostopadle do powierzchni, z której wychodzi wymieniona aberracja powierzchniowa.

Górne osłony typu „jednokierunkowego z formowanej folii, których tylne powierzchnie są traktowane hydrofilowym lateksem, zostały opisane w opisie patentowym US 4735843 i mogą one także być stosowane w wyrobie absorpcyjnym z rdzeniem według wynalazku.

Oprócz wymienionych powyżej materiałów z otworami na górne osłony, stosowane są również hydrofobowe materiały arkuszowe mające proste, wykrojone w nich otwory.

Zrozumiałe jest z powyższego, że uprzednio omówione, korzystne materiały „arkuszowe i „foliowe stosowane jako górne osłony w praktycznej realizacji tego wynalazku różne są zasadniczo od włókninowych materiałów z włókien, które charakteryzują się wielką ilością włókien wzajemnie zachodzących na siebie przez całą grubość materiału. Ponadto materiały na górne osłony w postaci formowanej folii są wykonane z materiałów (korzystnie, hydrofobowych termoplastycznych materiałów polimerowych), które zapewniają podczas stosowania czysty wygląd, odporną na plamy lub „nie plamiącą się powierzchnię. Takie górne osłony (jak również górne osłony włókniste) są wytwarzane jako hydrofolie przez natryskiwanie na nie, w dobrze znany sposób, środka powierzchniowo czynnego, np. PEGOSPERSE.

W wyrobie z rdzeniem według wynalazku można zastosować włókniste nietkane górne osłony wykonane z takich materiałów, jak polietylen, polipropylen i mieszanki, które są ogólnie używane w znajdujących się w handlu podpaskach higienicznych i pantiliners'ach.

Takie „włókniste, to jest z nieformowanej folii materiały na górne osłony, które mogą być tu stosowane obejmują, na przykład, różne nieabsorbujące, włókniste lub siatkowe arkusze z włókien ciągłych, które są przepuszczalne dla wody i płynów dzięki wielkiej ilości otworów lub kanałów przechodzących poprzez nie przelotowo. Sposób wytwarzania tych materiałów jest doskonale opisany w literaturze patentowej. Na przykład, zgodnie ze sposobem z opisu patentowego US 4636419, arkusze zawierające sieć wstążkowych włókien ciągłych dwóch odmiennych chemicznie typów i o dwóch różnych temperaturach topnienia lub mięknienia są doprowadzane do styku ze sobą i chłodzone umożliwiają tworzenie się arkusza sieciowego, charakteryzującego się wymienionymi różnymi poprzecznymi i wzdłużnymi materiałami polimerowymi. Arkusze takie mogą być stosowane w praktycznej realizacji niniejszego wynalazku.

Innym materiałem arkuszowym nadającym się do stosowania w wyrobie z rdzeniem według wynalazku jest sieć formaminowa zawierająca siatkę polimerowych włókien ciągłych, która to wymieniona sieć zawiera dwa układy z ciągłych włókien zorientowanych pod kątem przesunięcia

170 315

20-90 stopni. Ten materiał arkuszowy może być wykonany przy użyciu hydrofobowych tworzyw sztucznych takich, jak polietylen, polipropylen, polichlorek winylu i temu podobnych i jest dobrze znany w zastosowaniu w wyrobach pochłaniających takich, jak wyroby używane podczas mensίΐ*ΊΊΊίΊΙ 1 ΪΛΛΌζΙ ί-νΙ'.Ι-,ΤΓζΊ-» —Τ'·' Γ O rlzi 1 C ,ί-ΜΙΌ j^mo *Ί ł-·1Τ*Ώ A ΛΛ 1 f.

tiwucji » ρονινοιι jr vu, A un.iv hiuvCiiuij uiivu0Łvnv lxxujc£ £j. cxxxxcxiixl ę v₅wxvg/ Vlix ~

0,016 g/cm2, wysokość 0, i - 0,6μπι , powierccnnię otwartą 30-80% i łiczbę ozzek na długości 2,54 cm wynoszącą 20-40. Mogą być także stosowane zwykłe włókninowe górne osłony.

Tylna osłona wyrobu absorpcyjnego z rdzeniem według wynalazku jest typowa i może zawierać niepezepuszśzający płynu arkusz polimerowy, na przykład z polietylenu lub polipropylenu, który jest dostatecznie cienki, aby był elastyczny. Typowym jest arkusz polietylenowy o grubości 0,001 mm - 0,5 mm. W wyrobach np. typu pantiliners'ów mogą być tu także stosowane tylne osłony nadające się do wymywania lub ulegające biologicznej degradacji.

Wyroby absorpcyjne, korzystnie są zaopatrzone w środki do utrzymania ich w miejscu na ciele użytkownika lub jego pobliżu w celu umożliwienia tym strukturom spełnienia ich przewidzianych funkcji. Na przykład podpaski Cigieniśrne mogą być zaopatrzone, na ich tylnej osłonie, w dobrze znany sposób w paski kleju, zwrócone na zewnątrz. Mogą być stosowane korzystnie różne szpilki, zaciski i łączniki dobrze znanych typów.

Poniższe przykłady ilustrują zastosowanie rdzenia pochłaniającego według wynalazku w jednorazowych wyrobach sanitarnych, wykonanych w sposób wcześniej przedstawiony.

Przykład VIII. Wytworzono lekki panrilinee odpowiedni do używania pomiędzy menstruacyjnymi okresami, który zawierał prostokątny podkład mający powierzchnię około 117 cm2 i zawierający arkusz z płótnem z przykładu VI jako rdzeń pochłaniający. Arkusz ten włożono pomiędzy górną osłonę z formowanej folii według opisu patentowego US 4463045 i elastyczną polietylenową tylną osłonę. Pantiliner ten pochłaniał wydzieliny pochwowe bez konieczności stosowania pochłaniających materiałów żelujących.

Przykład IX. Wytworzono wyrób używany podczas menstruacji w postaci podpaski higienicznej mającej dwie klapy rozciągające się na zewnątrz z jej pochłaniającego rdzenia wykonanego według przykładu VII, zgodnie z opisem patentowym US 4687478. Rdzeń pochłaniający zawierał arkusz z płótnem o gramaturze około 67,5 kg/m2. Jako górną osłonę zastosowano niebłyszczący arkusz według opisu patentowego US 4463045.

Przykład X. Wytworzono cienką podpaskę higieniczną w następujący sposób. Rdzeń pochłaniający, o gramaturze około 67,5 kg/m2 wykonano w sposób z przykładu VII. Rdzeń cięto na wymiar około 20 X 7 cm i umieszczono na wierzchu nieco większego kawałka polietylenowej tylnej osłony. Na wierzchu rdzenia umieszczono dodatkowy kawałek bibułki. Górną osłonę z formowanej folii typu ujawnionego w opisie patentowym US 4463045 pokryto na jej spodniej stronie ilością około 0,03 g lateksowego środka klejącego i nadmiar środka klejącego wytarto. Górną osłonę wałkowano szklanym prętem dla zapewnienia dobrego styku i odpowiedniego przyłożenia środka klejącego. Potem na wierzchu powyżej wykonanego zespołu rdzeniowego umieszczono górną osłonę. Dla zapewnienia dobrego związania rdzenia, górną osłonę obciążono kawałkiem pleksiglasu. Zespół ten razem uszczelniono w celu dostarczenia kompletnego wyrobu. Korzystnie na zewnętrznej stronie tylnej osłony klapy bielizny naniesiono środek klejący dla przymocowania wyrobu do bielizny. Górną osłonę tego wyrobu natryskiwano ilością około 0,03 g PREGOSPERSE 200ML, polierylenkwkglikolowym 200 monolaurynianem - środkiem powierzchniowo czynnym w celu zCydrkhzowania przejmującej płyn powierzchni górnej osłony.

Poniżej podano przykłady ilustrujące stosowanie pochłaniającego rdzenia według niniejszego wynalazku w połączeniu z włóknami z kanałami kapilarnymi, które służą do kierowania płynu i do zapobiegania wyciekaniu płynu z boków wyrobu na bieliznę użytkownika.

Jako punkt odniesienia i zgodnie z powszechną praktyką, podłużna oś („x“) wyrobu absorpcyjnego jest osią, która w typowych wyrobach stosowanych podczas menstruacji typu podkładkowego określana jest jako „kierunek maszynowy“, ponieważ podczas wytwarzania wyroby przechodzą przez maszynę w kierunku tej osi. Prostopadła do niej oś („y“) jest określona jako „kierunek poprzeczny¹¹, ponieważ jest to kierunek w poprzek szerokości wyrobu. Kierunek „z“ jest kierunkiem prowadzącym w dół przez osłonę górną, stąd do warstwy włókien z kanałami kapilarnymi i stąd do jakiegokolwiek zastosowanego rdzenia magazynującego płyn. Głównym celem jest zapewnienie gradientu ssania kapilarnego pomiędzy górną i leżącą poniżej warstwą lub warstwami tych

170 315 wyrobów tak, aby płyn był wciągany w kierunku „z“ i dalej od powierzchni tego wyrobu do jego ostatniej warstwy magazynującej. Ssanie kapilarnejest związane z napięciem przylegania i odwrotnie związane z wielkością otworów, to jest, w typowym przypadku, otwory w górnej osłonie są większe od kanałów kapilarnych wcwnąt3z wlokic n, kto rc ko kolei są większe od kaóalow kapilarnych między-włókiennych we włóknistym rdzeniu magazynującym. Na gradient ssania kapilarnego może wpływać teoretycznie powierzchnia Cydrzfύowzści komponentów każdej warstwy.

Mówiąc prościej, włókna z kanałami kapilarnymi korzystnie stosowane w rdzeniu według wynalazku pomagają w przechodzeniu płynów w kierunku „z“ wyrobów pochłaniających. Ponadto, przez zastosowanie warstwy włókien z kanałami kapilarnymi, które to włókna są usytuowane tak, ze leżą zasadniczo równolegle do kierunku maszynowego, jest także wspomagany przepływ płynu w kierunku maszynowym, co zwiększa całkowitą użyteczną chłonność wyrobu. Dzięki takiemu jednak usytuowaniu włókien z kanałami kapilarnymi, przepływ płynu w kierunku poprzecznym jest kontrolowany, minimalizując przez to, lub unikając nawet całkowicie, wycieku płynu wokół bocznych krawędzi wyrobu. Tak więc, w przeciwieństwie do wyrobów z dotychczasowego stanu techniki, które przemieszczają płyny w sposób nieukierunkowany w kierunkach x, y, z za pomocą włóknistych podściółek, które zawierają pomiędzywłókienne kapilarne puste przestrzenie, wewnątazwłkkionne kanały kapilarne tych włókien zapewniają wymaganą kierunkowość płynu.

Włókna z kanałami kapilarnymi obejmują, na przykład, nadające się do przędzenia polimery (np. poliester) uformowane w cienkie włókna mające zewnętrzne „ścianki“, które ograniczają kanały kapilarne wzdłuż długości włókien. Dogodnie, polimery nadają się do topienia i wytłaczania. Ścianki takie typowo mają przekroje poprzeczne w kształcie liter „H“, „U“ lub „V“ lub powtarzające się wielokrotności albo rozgałęzione struktury zawierające takie przekroje poprzeczne. ,

Chociaż włókna z kanałami kapilarnymi tu stosowane są zwykle nieyeiulozowe i dogodnie są typu poliestrowego, należy zauważyć, że do ich wytwarzania mogą być zastosowane inne rodzaje polimerów dających się formować we włókna. Na przykład mogą być stosowane polialkeny, poliamidy, polimleczany, poli-dioksanony i temu podobne. Ponieważ celem jest tu raczej uzyskanie kierunku włókien z kanałami kapilarnymi, niż wchłanianie płynów wydzielanych z ciała, korzystnie jest, aby te włókna miały minimalne, lub zasadniczo żadnych, właściwości wchłaniania płynów (to jest zawierających głównie wodę płynów wydzielanych z ciała). Łatwo można zauważyć, że jeśli same włókna wchłaniają płyny i pęcznieją, kanały kapilarne mogą się zadławić. Tak więc, celulozopochodne, na przykład propionian celulozy, octan celulozy, i temu podobne, mogą być także stosowane, jeśli to pożądane, jedynie po należytym uwzględnieniu powyższych rozważań.

Dokładniej, takie włókna z kanałami kapilarnymi mogą być wytwarzane z różnych polimerów, zwłaszcza politettaftaianu etylu, który ma demer włókna w przedziale od około 10 do około 22, a takie włókna są miękkie i giętkie, zwłaszcza gdy są zwinięte lub zmarszczone dla nadania w pewnym stopniu wysokości i elastyczności. Typowe włókna mają głębokość ścianek około 48 pm i szerokość pomiędzy ściankami około 3,7 pm. Ścianki mają typowo grubość 3-5 pm.

W korzystnej postaci włókna z kanałami kapilarnymi są zwijane (lub inaczej marszczone). Jak wiadomo w technice włókien, zwijanie włókien może być osiągnięte za pomocą selektywnego cieplnego naprężania włókien, gdy wychodzą one z matrycy formującej, przez ogrzewanie jednej strony włókien trochę więcej niż drugiej strony (lub odwrotnie, przez chłodzenie jednej strony trochę szybciej niż drugiej).

Alternatywnie, włókna wykonane z syntetycznych polimerów takich, jak poliestry są zwijane przez rozciąganie, po którym następuje rozluźnienie lub przez prowadzenie naprężonego włókna wokół ostrej krawędzi, po którym następuje rozluźnienie. Alternatywnie, włókna (zwłaszcza włókna wielokrotnie rozgałęzione) mogą być „fałdowane lub „gręplowane¹¹, co równa się zwijaniu włókien za pomocą procesu mechanicznego, na przykład, w komorze ładującej. Jednak korzystne „nieliniowe lub zwijane włókna z kanałami kapilarnymi nie powinny być załamywane, ponieważ załamanie może spowodować ograniczenia w kanałach, co może hamować przepływ płynu. Niektóre włókna z kanałami kapilarnymi mogą być także zwijane przez zanurzenie w metanolu. W korzystnej postaci włókna są zasadniczo spiralne. W dowolnym przypadku, czy są zwijane, czy też

170 315 15 fałdowane mechanicznie w coś co odpowiada zwojom, wygodnie jest mówić o włóknach z kanałami kapilarnymi jako „zwiniętymi.

Istnieje zasadnicza zaleta stosowania nieliniowych kanałów kapilarnych. Bardzo korzystnie jest tu, aby małe porcje lub „pęczki włókien z kanałami kapilarnymi rzeczywiście wystawały do wewnątrz przynajmniej niektórych otworów górnej osłony wyrobów absorpcyjnych. Jak można sobie wyobrazić, te występy są łatwiejsze do uzyskania, gdy podkład z kanałami kapilarnymi o dużej wysokości jest wykonywany przy użyciu zwiniętych włókien z kanałami kapilarnymi. Nawet przypadkowo jest większe prawdopodobieństwo, że pewna ilość końców i/lub zwojów włókien z kanałami kapilarnymi znajdzie swoją drogę do wnętrza otworów materiału górnej osłony niż, gdyby zastosowano zasadniczo liniowe kanały kapilarne.

Korzystna amplituda zwojów mieści się w zakresie około 0,1 mm do około 3 mm i typowo, częstotliwość zwojów wynosi od około 0,5 na cm włókna do około 5 na cm włókna. Ujmując inaczej, przeciętne włókno z kanałem kapilarnym mające w prostej linii długość około 2 cm, jest zwinięte lub pofałdowane dla zapewnienia optymalnych włókien mających długość od około 0,5 cm do około 1,5 cm.

Włókna z kanałami kapilarnymi są korzystnie włóknami mogącymi się samorzutnie zwilżać i są typowo hydrofilizowane, np. przez powierzchniowe nałożenie środków powierzchniowo czynnych takich, jak PEGOSPERSE lub VOLPO-3 - etoksylowany alkohol oleinowy, lub dowolnego innego odpowiedniego środka. Jakikolwiek to będzie środek, ogólnym celem jest dostarczenie włókien z kanałami kapilarnymi, które samorzutnie mogą się nawilżać płynami, dla transportu których są przeznaczone.

Na ogół wyrób absorpcyjny zawiera wiązkę włókien. W jednej postaci włókna te mogą być nadmuchane na, na przykład, rdzeń pochłaniający z włókien celulozowych. W korzystniejszej postaci, z kanałami kapilarnymi według powyższego formuje się podściółkę lub podkład, który to wymieniony podkład zawiera sieć z wielokrotnych włókien z kanałami kapilarnymi. Takie podkłady z włókien wielokrotnych będą miały wysokość w zakresie od około 0,254 cm do około

1,78 cm do stosowania w podpaskach higieniccnyyh, korzystnie od około 0,254 cm do οΙ^ο

1,02 cm do w podpaskach, hicicnieznyth, korzystnie od około 0,127 cm do ο^ο

0,38 cm do stosowanńa w paniίilnersCach i kokzyttnie od około 0,254 cm do około 1,,27 cm do stosowania w pieluchach dla niemowląt lub w odzieży dla dorosłych z yietrzymayiem moczu. W jednorazowych wyrobach pochłaniających podkłady takie typowo mają od około 0,003 g do około 0,016 g włókna na 1 cm obszaru powierzchni i mają od około 0,003 g do około 0,03 g włókna z kanałami kapilarnymi na 1 cm³ objętości (mierzonej w stanie niesprasowanym). Ilość włókna na jednostkę powierzchni i na jednostkę objętości dla pantilinerstow, pieluch i odzieży dla dorosłych z yietrzymaniem moczu może być obliczona na podstawie podanych wyżej różnic wysokości.

Korzystnie denier i wytrzymałość włókien z kanałami kapilarnymi są tak dobierane, aby wysokość mokrego podkładu z tych włókien stanowiła co najmniej 80% wysokości suchego podkładu, korzystniej co najmniej około 90%. W ten sposób zapewnione jest to, że podkład utrzymuje takie własności, jak swoją miękkość i dopasowanie kształtu także podczas używania.

Ujmując to inaczej, w przypadku typowej podpaski higienicznej, w przybliżeniu 1,5 g zwiniętych włókien z kanałami kapilarnymi typu tu opisanego zapewnia prostokątny podkład mający powierzchnię około 169 ™, który jest odpowiedni do stosowania jako coś, co mogłoby być nazwane „wtórną górną osłoną układaną pod pierwotną przejmującą płyn górną osłoną typu wcześniej kmówikyegk, leżącego nad rdzeniem pochłaniającym według niniejszego wynalazku.

Duże znaczenie w wytwarzaniu wyrobów absorpcyjnych ma zapewnienie bliskiego i ciągłego kontaktu pomiędzy materiałem górnej osłony i warstwą włókien z kanałami kapilarnymi. Taki bliski i stały kontakt na powierzchni przylegania warstwy włóknistej i górnej osłony maksymalizuje odbiór płynu i rozprowadzanie płynu w gotowych wyrobach.

W korzystnej postaci, bliski kontakt pomiędzy górną osłoną i warstwą włókien z kanałami kapilarnymi osiągany jest za pomocą klejenia. Należy zauwazyć, że użycie nadmiernej ilości kleju może spowodować niepożądane przyklejenie wyrobu do ciała użytkownika, i należy również zwrócić uwagę na to, że nadmierna ilość kleju mogłaby niepożądanie zatkać kanały kapilarne we

170 315 włóknach, zmniejszając tym sposobem ich efektywność. Odpowiednio używane są „niezakłócające ilości środka klejącego. Stosuje się klej, który nie podrażnia skóry i poza tym jest nietoksyczny przy użyciu w bliskim kontakcie z delikatnymi tkankami ciała. Stosowany klej zachowuje swoje klejące właściwości, gdy wilgoć nic występuje, to jest podczas wytwarzania wy-robu i najkorzystniej, gdy występuje wilgoć, to jest gdy wyrób jest używany.

W jednym przykładzie wykonania wyrobu absorpcyjnego z rdzeniem według wynalazku, przynajmniej część włókiem z kanałami kapilarnymi wystaje do wnętrza przynajmniej części (korzystnie, co najmniej około 30%, korzystniej, co najmniej około 50%) otworów tej części górnej osłony, która jest ułożona nad włóknami z kanałami kapilarnymi. W jeszcze innej postaci, przynajmniej niektóre z włókien z kanałami kapilarnymi mogą być przebite igłą lub w inny sposób może być spowodowane ich wystawanie przez przynajmniej niektóre (korzystnie co najmniej 30%, korzystniej co najmniej 50%) otwory tej części górnej osłony, która przykrywa włókna z kanałami kapilarnymi. W tym ostatnim przypadku, włókna z kanałami kapilarnymi zwykle wystają przez górną osłonę na odległość od około 0,1 mm do około 3 cm. Zapewnia to bardzo aktywne przenoszenie płynu przez górną osłonę do wewnętrznego obszaru wyrobu absorpcyjnego.

Klej wybiera się taki, który wiąże zarówno materiał użyty do wytwarzania górnej osłony, jak i materiał użyty do wytwarzania włókien z kanałami kapilarnymi. Jeśli górna osłona lub włókna są powierzchniowo traktowane np. w procesie hydrofiliacji, charakter tego traktowania powierzchni musi być wzięty pod uwagę podczas wyboru kleju.

Typowe stosowane kleje, obejmują kleje lateksowe i kleje topliwe. W celu utrzymania dobrego kontaktu podczas używania wyrobu, to jest, gdy jest on zwilżany płynami wydzielanymi z ciała, korzystnie jest aby klej był nierozpuszczalny w płynach wydzielanych z ciała.

Chociaż klej może być nałożony według dowolnego wzoru, najkorzystniej jest, gdy zastosowany zostanie wzór w kształcie spirali lub wielokrotnej spirali. W korzystnej postaci linie kleju nakładane są według spiralnego lub wielospiralnego wzoru przy użyciu końcówki wylotowej 0,2 mm, lecz nakładanie przy użyciu końcówek wylotowych o wielkości co najmniej 6 mm jest również zadowalające.

Na ogół, kleje lateksowe są mniej odpowiednie od klejów topliwych na gorąco. Na włóknach z kanałami kapilarnymi mogą znajdować się różnorodne wykończenia hydrofitowe i typ kleju oraz jego stopień użyteczności mogą się nieco zmieniać, w zależności od użytego wykończenia. Celem jest zapewnienie w każdym przypadku dobrego kontaktu pomiędzy górną osłoną i warstwą włókien z kanałami kapilarnymi, maksymalizując w ten sposób odbiór płynu i właściwości rozprowadzające. Przy zastosowaniu włókien z kanałami kapilarnymi takich, jak włókna SW 195 z wykończeniem Eastman typu LK 5570 [49% monolaurynianu, 400 glikolu polietylenowego/49% monolaurynianu 500 glikolu polietylenowego/2% etosiarczanu 4-cetylu-4-etylomorfoliny (antystat)], najlepiej nadaje się klej Findley 4031 przy wysokim, średnim i niskim stopniach wykończenia (0,78-0,87%; 0,38-0,57%; 0,28-0,33% wagowych włókna). Zwykle około 0,07 g, 0,08 g lub 0,05 kleju Findley'a4031 odpowiednio dla wysokiego, średniego lub niskiego stopnia wykończenia, daje najlepsze rezultaty klejenia.

Inne wykończenia mają włókna Eastman LK 5483 (70% PM [monolaurynianu polioksylaurynianu (13,64)] (30% fosforanu laurylowopotasowego), Eastman LK5563 (45% monolaurynianu 600 glikolu polietylenowego/45% monolaurynianu 400 glikolu polietylenowego/10% etosiarczanu

4-cetylu-4-etylomorfoliny), jak również polimer nazwany MILEASE T, który jest dobrze znany w dziedzinie środków piorących (patrz, na przykład opis patentowy US 4132680) jako pokrywający włókna tereftalan etylu/tereftalan glikolu polimetylowego, uwalniający brud polimer.

Ilość zastosowanego kleju jest różna, lecz typowo dla kleju topliwego zawiera się w zakresie od około 0,05 g dla spiralnego wzoru na obszarze 5 X 5 cm do około 0,07 g dla spiralnego wzoru na obszarze 5X 17,5. Dla kleju lateksowego wynosi od około 0,1 g do około 0,15 g dla wzoru na obszarze 5 X 17,5 cm. Dla wzoru plamistego używa się około 0,05 g kleju na obszarze 5 X 17,5 cm.

Bliski kontakt pomiędzy górną osłoną i leżącą pod nią warstwą włókien z kanałami kapilarnymi korzystnie jest zwiększony przez przyłożenie ciśnienia podczas procesu klejenia i/lub przez „czesanie najwyżej położonych włókien z kanałami kapilarnymi w tej warstwie dla zapewnienia wystawania indywidualnych włókien, co zapewnia lepszy kontakt z klejem. Alternatywnie, pewna część włókien z kanałami kapilarnymi jest wprowadzona w rdzeń pochłaniający według wynalazku

170 315 17 za pomocą takich procesów jak przekłuwanie igłą i podobnych. Zapewnia to dodatkowo tor dla przepływu płynu z warstwy włókien z kanałami kapilarnymi i do rdzenia pochłaniającego.

Przykład XI. Wykonano lekki pantiliner odpowiedni do stosowania pomiędzy okresami menstruacyjnymi, który zawiera jednogramową warstwę włókien z kanałami kapilarnymi typu SW 173 pokrywającą zasadniczo prostokątny podkład mający powierzchnię około 117 cm2 i zawierającą arkusz z płótnem z przykładu VI jako rdzeń pochłaniający. Włókna z kanałami kapilarnymi były ułożone zasadniczo równolegle do wzdłużnej osi rdzenia. Arkusz z płótnem oraz warstwa włókien z kanałami kapilarnymi ułożono pomiędzy górną osłoną z formowanej folii znaną z opisu patentowego US 4463045 i elastyczną polietylenową tylną osłonę. Klejowe połączenie włókien z kanałami kapilarnymi z górną osłoną było takie, jak ujawniono powyżej. Pantiliner pochłaniał wydzieliny pochwowe bez potrzeby stosowania pochłaniających materiałów żelujących.

Przykład XII. Wykonano według opisu patentowego US 4687478 wyrób używany podczas menstruacji w postaci podpaski higienicznej mającej dwie klapy rozciągające się na zewnątrz z jej rdzenia pochłaniającego. Rdzeń pochłaniający zawierał arkusz z płótnem mający garamaturę około 0,025 g/cm2 według przykładu VII. Rdzeń pochłaniający powleczono 1,5 g warstwą zwiniętych włókien typu SW 173, przy czym włókna te były równoległe do wzdłużnej osi rdzenia. Montaż ogólnie biorąc odbywał się według procedury z przykładu X. Jako górną osłonę użyto niebłyszczący arkusz według opisu patentowego US 4463045.

Przykład XIII. Podpaskę higieniczną z przykładu XII zmodyfikowano przez przebijanie igłami warstwy włókien z kanałami kapilarnymi, aby spowodować to, żeby znaczna ilość wymienionych włókien częściowo wystawała do dołu, do wewnątrz rdzenia pochłaniającego. Zapewniło to dodatkowy ruch płynu w kierunku „z“, to jest poza warstwę włókien z kanałami kapilarnymi i do wewnątrz rdzenia pochłaniającego.

Alternatywnie, górną warstwę rdzenia pochłaniającego czesano lub mierzwiono tak, aby włókna z rdzenia wystawały do góry do wewnątrz warstwy włókien z kanałami kapilarnymi.

Przykład XIV. Podpaskę higieniczną z przykładu XII zmodyfikowano przez zastąpienie jej górnej osłony z formowanej folii włóknistą górną osłoną według odpowiedniego opisu patentowego US 4636419 lub EPO 215417.

W alternatywnej postaci, płótno użyte do podpierania i wzmacniania rdzenia pochłaniającego zawierające rozdrobnione włókna, zawiera włókna z kanałami kapilarnymi. Typowo, płótno zawiera około 80% wagowych włókien z kanałami kapilarnymi i około 20% wagowych włókna, którego temperatura topnienia jest niższa od temperatury topnienia włókien z kanałami kapilarnymi. Odpowiednio są, na przykład, włókna typu KODEL. Płótno jest wykonywane w sposób standardowy za pomocą ogrzewania do częściowego stopienia włókien o niższej temperaturze topnienia, które podczas ochładzania wiążą płótno razem.

Jak zauważono, na płótno nakładana jest warstwa rozdrobnionych włókien pochłaniających. Otrzymana struktura jest potem układana tak, aby płótno było w kontakcie, umożliwiającym przepływ płynu, z górną osłoną gotowego wyrobu.

Należy zauważyć, ze gdy włókna z kanałami kapilarnymi są korzystnie stosowane jako płótno, na którym jest układany na mokro pochłaniający rdzeń włóknisty, może zostać wypłukana część środka powierzchniowo czynnego na powierzchni włókien z kanałami kapilarnymi. Może ona być łatwo zastąpiona przez nałożenie dodatkowego środka powierzchniowo czynnego, np. PEGOSPERSE.

Należy zwrócić ponadto uwagę na to, że ta integralność podczas używania struktur pochłaniających, zawierających rozdrobnione, zwinięte włókna ujawnione powyżej, może być dalej wzmacniana różnymi sposobami. Może być na przykład, stosowane spajanie ultradźwiękowe lub cieplne, zwłaszcza w połączeniu z zastosowaniem 10-15% wagowych włókna termoplastycznego (np. poliestru KODEL 410) domieszanego do rozdrobnionych włókien. W jeszcze innym sposobie mogą być zastosowane w celu przymocowania tylnej osłony do rdzenia, różne środki do spajania miejscowego, zwłaszcza na tych obszarach, na których nałożone są środki klejące mocujące do bielizny.

Na koniec należy zauważyć, że w tych korzystnych wyrobach mogą być zastosowane przecięte lub częściowo rozcięte rdzenie pochłaniające, razem ze zwiniętymi włóknami z kanałami kapilarnymi i innymi rozciągliwymi częściami składowymi, które razem zapewniają odpowiednią roz18

170 315 ciągliwość (na zamówienie 15^-40%) wyrobu. Rozciągliwość ta zapewnia lepsze dopasowanie wyrobu w trakcie używania, komfort i zmniejszone plamienie, gdy wyroby te są przymocowane do bielizny użytkownika.

w jtezCzc łinn^j pudLaci, centralna częsc warstwy włókien z kanała^m kapilarny^ai korzystnie jest zebrana w małą „pętlę“ lub „pęczek. Ta pętla (lub pęczek) wystaje do góry z warstwy włókien z kanałami kapilarnymi i styka się z górną osłoną. Ponadto ta pętla (lub pęczek) jest usytuowana centralnie w całym wyrobie tak, że może ona zapewnić łatwe pobieranie i transport płynu do wewnątrz, pozostałej części warstwy włókien z kanałami kapilarnymi i stąd do wewnątrz warstwy wyrobu magazynującej płyn. Korzystnie taka „pętla (lub „pęczek) nie tylko koncentruje włókna z kanałami kapilarnymi w punkcie, w którym płyn pada na wyrób, lecz także orientuje włókna z kanałami kapilarnymi, które zawierają pętlę lub pęczek zasadniczo w zwróconym do góry kierunku, wzmagając w ten sposób ruch płynu ku dołowi w kierunku „z wyrobu.

Przykład XV ilustruje wyrób pochłaniający mający zasadniczo centralny, skierowany wzdłuż osi „z pęczek włókien z kanałami kapilarnymi.

Przykład XV. Warstwa włókien z kanałami kapilarnymi typu tu ujawnionego (o długości 15,2 cm) jest zebrana w jej środku dla zapewnienia lekko uniesionego owalnego „pęczka mającego w przybliżeniu wymiary: 5,1 - 7,6 cm (kierunek „x): 3,8 cm (kierunek „y w najszerszym miejscu) i 5 mm-10 mm (kierunek „z). Spiętrzona wiązka włókien może być utrzymywana w jej spiętrzonej konfiguracji za pomocą dowolnego odpowiedniego środka. Typowo pęczek ten jest przeprowadzony przez ograniczające przecięcie w arkuszu papieru lub hydrofitowego polimeru. Przy zastosowaniu procedur tu ujawnionych spiętrzona wiązka włókien jest umieszczona wewnątrz wyrobu pochłaniającego z pęczkiem znajdującym się w przybliżeniu po środku nałożonej górnej osłony i z pęczkiem w bliskim kontakcie z górną osłoną, jak wyjaśniono powyżej. Podczas używania jako podpaski higienicznej, wyrób jest usytuowany wewnątrz warg tak, aby zmaksymalizować pobieranie płynu przez pęczek. W alternatywnej postaci, końce zapętlonych włókien są ucinane dla zapewnienia podobnego do wełnianej, usytuowanej w kierunku osi „z, wiązki włókien z kanałami kapilarnymi o otwartych zakończeniach.

W jeszcze innym przykładzie wykonania, warstwa włókien z kanałami kapilarnymi zawierająca podstawę pęczka jest usytuowana co najmniej częściowo wewnątrz rdzenia pochłaniającego wyrobu. W tym ostatnim przykładzie wykonania, rdzeń może tu zawierać dwie bibułki z rozdrobnionych włókien, mające pośrednią warstwę z pochłaniającego materiału żelującego (AGM). Do wewnątrz warstwy AGM może być wsunięta, przy podstawie pęczka, warstwa włókien z kanałami kapilarnymi.

Włókna z kanałami kapilarnymi mogą także być dogodnie formowane w trwały arkusz dla ułatwienia montowania w wyrobach pochłaniających za pomocą różnych procesów spajania, na przykład, około 20%-30% wagowych poliestrowych włókien termoplastycznych (np. KODEL 410), korzystnie jest zmieszanych z włóknami mającymi kanały kapilarne i otrzymany włóknisty arkusz może być poddany ogrzewaniu termicznemu lub przedmuchiwany powietrzem.

Rozdrobnione, zwinięte włókna celulozowe korzystnie są dogodnie formowane w trwały arkusz dla ułatwienia wytwarzania wyrobów pochłaniających za pomocą różnych procesów spajania. Na przykład, około 7%-15% wagowych poliestrowych włókien termoplastycznych (np. KODEL 410) korzystnie jest zmieszanych z rozdrobionymi zwiniętymi włóknami celulozowymi i otrzymany włóknisty arkusz poddawany jest ogrzewaniu i przedmuchiwaniu powietrzem lub spajaniu ultradźwiękowemu.

Wprowadzenie dodatkowych włókien termoplastycznych do wnętrza warstwy włókien z kanałami kapilarnymi lub do wnętrza warstwy rdzenia pochłaniającego, lub do obu z nich, zapewnia dodatkowe korzyści oprócz wspomnianej powyżej stabilności arkusza. W szczególności, obecność termoplastycznego włókna w rdzeniu, lub w warstwie włókien z kanałami kapilarnymi, lub w obu z nich, pozwala producentowi zapewnić szczelność na obrzeżu (przynajmniej w rejonie krocza), na przykład, podpaski higienicznej lub pantiliner'a, które to wspomniane uszczelnienie stanowi środek, za pomocą którego, powstrzymywane jest lub zatrzymane całkowicie przelewanie płynu wokół krawędzi wyrobu.

Bardziej szczegółowo, wyrób powyższego typu może być wytwarzany, przez układanie arkusza z rozdrobnionych, zwiniętych włókien celulozowych zawierającego włókna termoplastyczne na standardową tylną osłonę z tworzywa sztucznego. W odległości około 0,64 cm do wewnątrz od

170 315 zewnętrznych krawędzi arkusza, formowane jest wokół obwodu rdzenia zasadniczo ciągłe spojenie ultradźwiękowe o szerokości, w przybliżeniu, 0,32 cm. Stanowi ono nie tylko uszczelnienie powstrzymujące płyn, lecz także wiąże rdzeń z tylną osłoną.

W alternatywnej postaci, termoplastyczna górna osłona, rdzeń zawierający termoplastyczne włókna i tylna osłona mogą być wszystkie spojone w pobliżu obrzeża za pomocą spajania ultradźwiękowego. W jeszcze innej postaci warstwa włókien zawierająca domieszane włókna termoplastyczne może być w podobny sposób związana z rdzeniem (a także z górną osłoną, a jeśli jest to pożądane). W jeszcze innej postaci obecność włókien termoplastycznych w rdzeniu i/lub w warstwie włókien kapilarnych umożliwia miejscowe spajanie w różnych punktach w poprzek wyrobu, zapewniając w ten sposób dodatkowe połączenie w całość, gdy wyrób wilgotnieje.

W tych wyrobach absorpcyjnych wykorzystuje się różnice odstępów pomiędzy górną osłoną, włóknami z kanałami kapilarnymi i rdzeniem, dla ustalenia gradientu ciśnienia do wciągania płynów w kierunku „z. Korzystnie stosuje się i inne środki w celu ustalenia takiego gradientu przepływu płynu w kierunku „z. Na przykład, jeśli otwory lub odstępy w górnej osłonie są mniejsze od szerokości włókien z kanałami kapilarnymi (a szerokości wewnątrzwłókiennych kanałów wynoszące 90 pim. mogą być wykorzystane do transportowania stosunkowo gęstych płynów takich, jak płyny menstruacyjne), wówczas może być ustalony wymagany gradient ciśnienia, na przykład, przez dobranie górnej osłony, która jest bardziej hydrofobowa od włókien z kanałami kapilarnymi.

Chociaż powyższe przykłady ilustrują zastosowanie rozdrobnionych włókien w konwencjonalnych wyrobach typu podkładowego używanych podczas menstruacji, włókna te mogą znaleźć także inne zastosowania. Zawiesina rozdrobnionych włókien jest „obrabialna i jak zauważono, łatwa do odwodnienia. Tak więc, zawiesina ta może być wprowadzana do trójwymiarowo ukształtowanych form, które stanowią środki pochłaniające używane podczas menstruacji takich typów, jak wypukłe dowargowo, zewnętrznie wklęsłe lub wkładane dopochwowo. Rzeczywiście, zawiesiny te mogą być w ten sposób kształtowane w dowolny, anatomiczny kształt, włączając w to wyroby wewnątrzpochwowe.

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

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Rdzeń pochłaniający do wyrobu absorpcyjnego zawierający ułożone na mokro odrębne włókna celulozowe, znamienny tym, że włókna celulozowe stanowią zwinięte włókna celulozowe, przy czym co najmniej 30% włókien celulozowych ma średnią długość od 0,25 mm do 1,5 mm, a pozostałe włókna mają średnią długość od 1,6 do 7 mm.
2. Rdzeń pochłaniający według zastrz. 1, znamienny tym, że od 50% do 90% włókien celulozowych ma średnią długość od 0,25 mm do 1,5 mm.
3. Rdzeń pochłaniający według zastrz. 1, znamienny tym, że włókna celulozowe o długości od 0,25 mm do 1,5 mm występują w ilości od 0,1 g do 0,15 g na centymetr sześcienny rdzenia.
4. Rdzeń pochłaniający według zastrz. 3, znamienny tym, że ma przeciętną grubość od 0,3 mm do 2,4 mm.
5. Rdzeń pochłaniający według zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, zc warstwa zwiniętych włókien celulozowych jest ułożona na włókninie.
6. Rdzeń pochłaniający według zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, że warstwa zwiniętych włókien celulozowych jest ułożona na tkaninie o ukierunkowanym przepływie płynu mającej włókna z zewnętrznymi kanałami kapilarnymi i jest spojona z tą tkaniną.
7. Rdzeń pochłaniający według zastrz. 6, znamienny tym, że kanały kapilarne co najmniej 50% włókien tkaniny są ułożone równolegle do osi wzdłużnej rdzenia pochłaniającego.