PL221315B1 - Rdzeń chłonny - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest rdzeń chłonny przydatny dla wyrobu chłonnego, korzystnie jednorazowego wyrobu chłonnego, takiego jak pieluszka jednorazowa, który zapewnia lepsze unieruchomienie polimerowego materiału chłonnego, gdy jest całkowicie albo częściowo wypełniony moczem, przy czym rdzeń chłonny zwiększa wygodę użytkowania.

Wyroby chłonne, takie jak pieluszki, oraz wyroby stosowane w przypadkach nietrzymania moczu przez dorosłych są dobrze znanymi wyrobami wytwarzanymi techniką staplową. Podejmowano wiele prób mających na celu uczynienie tych wyrobów dobrze dopasowanymi i nadanie im wysokich zdolności chłonnych. W nowoczesnych pieluszkach wykorzystuje się polimerowe materiały chłonne albo tzw. materiały superchłonne, które umożliwiają magazynowanie cieczy w typowej pieluszce dziecięcej nawet w ilości do 300 ml.

Chociaż pieluszka taka jest zwykle wyrobem jednorazowym, w niektórych przypadkach jest ona używana przez wiele godzin, przy czym jest ona używana zarówno w stanie suchym, jak i wypełnionym moczem.

Dlatego też, aby zapewnić wygodę użytkowania, bardzo ważne jest utrzymanie materiałów chłonnych zawartych w pieluszce, bądź też w innym wyrobie chłonnym, w ich docelowym położeniu, zarówno gdy wyrób jest suchy, jak również wtedy, gdy wyrób jest całkowicie albo częściowo wypełniony moczem (albo innymi płynami organicznymi).

Opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4381783 ujawnia wyrób chłonny z rdzeniem zawierającym kieszonki z hydrokoloidowego materiału chłonnego. Kieszonki te wprowadzono w celu ograniczenia ruchu materiału hydrokoloidowego, zwłaszcza gdy wyrób jest całkowicie albo częściowo wypełniony moczem. Kieszonki tworzą część warstwy chłonnej i są zazwyczaj wykonane z materiału celulozowego. Dlatego też, zgodnie z tym, co ujawniono w tym opisie, w celu osiągnięcia dobrego unieruchomienia materiału hydrokoloidowego konieczna jest względnie duża ilość materiału celulozowego. Ponadto, utworzenie takich kieszonek może utrudniać swobodne rozprowadzanie cieczy do chłonniejszych obszarów rdzenia, np. do obszarów materiałów hydrokoloidowych.

Międzynarodowa publikacja patentowa WO 95/17868 ujawnia strukturę chłonną zawierającą dwie warstwy włókniste i jedną warstwę pośrednią. Tę warstwę pośrednią stanowi hydrożelowy mate₂ riał chłonny w ilości przewyższającej 120 g/m² oraz cząstki materiału termoplastycznego. Chociaż budowa ta z pewnością przynosi dobre unieruchomienie hydrożelowych cząstek chłonnych w stanie suchym, wydaje się, że w stanie wypełnienia moczem można tylko osiągnąć mniej skuteczne unieruchomienie. Wydaje się, że ujawnione materiały termoplastyczne pęcznieją znacznie mniej niż ujawnione materiały hydrożelowe. Wskutek tego, zwłaszcza gdy struktura chłonna ma być użyta w wyrobie w celu pochłaniania dużych ilości cieczy, np. w pieluszce, unieruchomienie na mokro może nie być w pełni zadowalające.

Europejski opis patentowy EP 724418 ujawnia wyrób chłonny, który zawiera materiał superchłonny umieszczony w oddzielnych kieszonkach. Wyrób chłonny zawiera pierwszą i drugą warstwę nośną oraz wrażliwe na wodę środki łączące do mocowania warstw nośnych ze sobą i tworzenia szeregu obszarów kieszeniowych. Wyrób zawiera materiał o wysokiej chłonności usytuowany w tych obszarach kieszeniowych. Wrażliwe na wodę środki łączące zapewniają wytrzymałość na mokro, która jest mniejsza niż siła rozdzielająca wywołana pęcznieniem tego materiału o wysokiej chłonności, gdy materiał o wysokiej chłonności zostaje wystawiony na działanie wodnistej cieczy. Uważa się, że wyrób chłonny dostarcza strukturę chłonną, która pewniej umieszcza i utrzymuje materiał o wysokiej chłonności w wybranym układzie kieszonek, gdy wyrób jest suchy. Tym niemniej jednak, ze względu na konstrukcję kieszonek, a zwłaszcza ze względu na dobór wrażliwych na wodę środków łączących, kieszonki te nie są utrzymywane, gdy wyrób jest całkowicie albo częściowo wypełniony cieczą. Dlatego też uważa się, że ten wyrób chłonny nie zapewnia wysoce zadowalającego unieruchomienia materiału chłonnego w stanie całkowitego albo częściowego wypełnienia moczem.

Przedmiotem wynalazku jest rdzeń chłonny przydatny dla wyrobu chłonnego, korzystnie jednorazowego wyrobu chłonnego, takiego jak pieluszka jednorazowa, zawierającego nieprzepuszczalny dla cieczy spodni płat i przepuszczalny dla cieczy wierzchni płat, przy czym rdzeń chłonny jest usytuowany pomiędzy tym spodnim płatem a tym wierzchnim płatem i zawiera pierwszą i drugą warstwę podłożową, mający pierwszą nieciągłą warstwę materiału chłonnego umieszczoną na tej pierwszej warstwie podłożowej i drugą nieciągłą warstwę materiału chłonnego umieszczoną na tej drugiej warstwie podłożowej, przy czym materiał chłonny w tym rdzeniu zawiera polimerowy materiał chłonny

PL 221 315 B1 i ewentualnie włóknisty materiał chłonny, przy czym ten włóknisty materiał chłonny nie stanowi więcej niż około 20% wagowo polimerowego materiału chłonnego, charakteryzujący się tym, że zawiera pierwszą warstwę rozwłóknionego materiału termoplastycznego umieszczoną na tej pierwszej nieciągłej warstwie materiału chłonnego i drugą warstwę rozwłóknionego materiału termoplastycznego umieszczoną na tej drugiej nieciągłej warstwie materiału chłonnego, przy czym każda spośród tych pierwszej i drugiej warstwy rozwłóknionego materiału termoplastycznego zapewnia wnęki pomiędzy rozwłóknionym materiałem termoplastycznym a odpowiednią jedną z tych warstw podłożowych dla utrzymywania materiału chłonnego, przy czym każda z tych warstw rozwłóknionego materiału termoplastycznego styka się z co najmniej częściami odpowiedniej jednej z nieciągłych warstw materiału chłonnego i ponadto styka się z co najmniej częściami odpowiedniej jednej z tych pierwszej warstwy podłożowej i drugiej warstwy podłożowej z utworzeniem obszarów połączeniowych, w których ten rozwłókniony materiał termoplastyczny styka się z warstwami podłożowymi w celu unieruchomienia tego materiału chłonnego na tej pierwszej i drugiej warstwie podłożowi, przy czym pierwsza i druga warstwa podłożowa są połączone przez styk rozwłóknionego materiału termoplastycznego pierwszej warstwy podłożowej z rozwłóknionym materiałem termoplastycznym drugiej warstwy podłożowej, przy czym materiał chłonny pierwszej warstwy podłożowej jest zwrócony ku obszarom połączeniowym drugiej warstwy podłożowej, a materiał chłonny drugiej warstwy podłożowej jest zwrócony ku obszarom połączeniowym pierwszej warstwy podłożowej, przy czym ten materiał chłonny jest unieruchomiony w stanie mokrym i w tym stanie rdzeń chłonny wykazuje unieruchomienie na mokro powyżej 50% według próby unieruchamiania na mokro (Wet Immobilization Test).

Korzystnie, materiał termoplastyczny stanowi klej topliwy.

Ponadto korzystnie, w rdzeniu chłonnym polimerowy materiał chłonny jest rozprzestrzeniony, z tym że to rozprzestrzenienie polimerowego materiału chłonnego jest profilowane.

Korzystnie, polimerowy materiał chłonny rdzenia chłonnego ma średnią gramaturę co najmniej

100 g/m².

Korzystnie, co najmniej jedna z tych warstw podłożowych zawiera trwale hydrofilową włókninę. W korzystnej postaci wykonania rdzenia chłonnego, polimerowy materiał chłonny w cząstkach jest unieruchomiony w stanie mokrym i w tym stanie rdzeń chłonny wykazuje unieruchomienie na mokro powyżej 70% według próby unieruchamiania na mokro (Wet Immobilization Test).

W niniejszym kontekście następujące terminy mają następujące znaczenia.

Określenie „wyrób chłonny odnosi się do struktur, które pochłaniają i zatrzymują ciecz, a uściślając dotyczy struktur, które umieszcza się przy ciele lub blisko ciała użytkownika w celu pochłaniania i zatrzymywania różnorodnych wydzielin organizmu. Wyroby chłonne obejmują pieluszki, majtki używane w przypadkach nietrzymania moczu przez dorosłych, pieluchomajtki, pieluszki zawiązywane, wkładki pieluszkowe, podpaski itp., nie ograniczając się jednak do wyżej wymienionych.

Określenie „jednorazowy używane jest w niniejszym kontekście do opisywania wyrobów, które na ogół nie są przeznaczone do prania, bądź też do regeneracji w inny sposób i ponownego użytku (tzn. są one przeznaczone do wyrzucenia po jednokrotnym użyciu, a korzystnie do recyklingu, kompostowania albo likwidacji w inny, przyjazny dla środowiska naturalnego sposób).

Określenie „pieluszka odnosi się do wyrobu chłonnego zwykłe noszonego wokół dolnej części tułowia przez małe dzieci i osoby nietrzymające moczu.

Określenia „zawierają, „zawierający'' i „zawiera są określeniami otwartymi, które oznaczają obecność tego, co po nich następuje, np. części składowej, lecz nie wykluczają obecności innych cech charakterystycznych, elementów, etapów albo składników znanych w tej dziedzinie albo ujawnionych w niniejszym dokumencie.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia pieluszkę w rzucie poziomym w stanie rozłożonym, fig. 2 - przekrój poprzeczny pieluszki z fig. 1, fig. 3 - korzystną postać warstwy zbierającej rdzenia chłonnego według wynalazku, w przekroju, fig. 4 - kolejną korzystną postać warstwy zbierającej rdzenia chłonnego według wynalazku, w przekroju, fig. 5 - rozmieszczenie obszarów połączeniowych w widoku perspektywicznym, fig. 6 kolejną korzystną postać warstwy zbierającej w postaci zespolonej, w przekroju, fig. 7 - wstrząsarkę do pieluszek, a fig. 8 - w sposób schematyczny reometr.

Fig. 1 przedstawia w rzucie poziomym pieluszkę 20 w stanie rozłożonym, tj. jako płaską, w stanie nieskurczonym (tzn. bez wywołanego sprężystego skurczu). Pewne fragmenty struktury odcięto, aby lepiej ukazać znajdującą się pod nimi strukturę pieluszki 20. Część pieluszki 20 stykająca się z użytkownikiem jest skierowana w stronę osoby oglądającej rysunek. Struktura nośna 22 pieluszki 20

PL 221 315 B1 na fig. 1 stanowi główny korpus pieluszki 20. Struktura nośna 22 zawiera zewnętrzne pokrycie, zawierające przepuszczalny dla cieczy wierzchni płat 24 i/lub nieprzepuszczalny dla cieczy spodni płat 26. Struktura nośna może zawierać część rdzenia chłonnego 28 zamkniętą pomiędzy wierzchnim płatem 24 i spodnim płatem 26. Struktura nośna może także zawierać większość albo całość rdzenia chłonnego 28 zamkniętą pomiędzy wierzchnim płatem 24 i spodnim płatem 26. Korzystnie, struktura nośna zawiera ponadto boczne płaty 30 elastyczne, mankiety nożne 32 i elastyczną wkładkę taliową 34, przy czym zarówno mankiety nożne 32 jak i elastyczna wkładka taliowa 34 zawierają zwykle elementy elastyczne 33. Jedna końcowa część pieluszki 20 jest skonfigurowana jako pierwszy obszar taliowy 36 pieluszki 20. Przeciwległa końcowa część jest skonfigurowana jako drugi obszar taliowy 38 pieluszki 20. Pośrednia część pieluszki 20 jest skonfigurowana jako obszar krokowy 37, który rozciąga się wzdłużnie pomiędzy pierwszym i drugim obszarem taliowym 36 i 38 pieluszki. Obszary taliowe 36 i 38 mogą zawierać elementy sprężyste, które zbiera się wokół talii użytkownika w celu zapewnienia lepszego dopasowania i powstrzymywania (elastyczna wkładka taliowa 34). Obszar krokowy 37 jest tą częścią pieluszki 20, która podczas noszenia pieluszki 20 jest umieszczona zwykle pomiędzy nogami użytkownika. Pieluszkę 20 przedstawiono z jej osią wzdłużną 10 i jej osią poprzeczną 12. Obwód pieluszki 20 jest wyznaczony zewnętrznymi brzegami pieluszki 20, przy czym brzegi wzdłużne 44 biegną ogólnie równolegle do osi wzdłużnej 10 pieluszki 20, brzegi końcowe 46 zaś biegną pomiędzy brzegami wzdłużnymi 44, ogólnie równolegle do osi poprzecznej 12 pieluszki 20. Struktura nośna zawiera także układ mocujący, który może mieć co najmniej jeden element mocujący 40 i co najmniej jedną strefę zaczepową 42.

W przypadku jednolitych wyrobów chłonnych struktura nośna 22 stanowi główną strukturę pieluszki z innymi elementami dodanymi w celu utworzenia złożonej struktury pieluszki. Chociaż wierzchni płat 24, spodni płat 26 i rdzeń chłonny 28 można złożyć w szereg dobrze znanych konfiguracji, korzystne konfiguracje pieluszki ujawniono ogólnie w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5554145, w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5569234 oraz w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 6004306.

Wierzchni płat 24 na fig. 1 może być całkowicie albo częściowo uelastyczniony bądź też może być zniekształcony w celu utworzenia pustej przestrzeni pomiędzy wierzchnim płatem 24 i rdzeniem chłonnym 28. Przykładowe struktury zawierające uelastycznione albo zniekształcone wierzchnie płaty ujawniono szczegółowiej w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5037416 oraz w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5269775.

Rdzeń chłonny 28 umieszczony pomiędzy wierzchnim płatem 24 i spodnim płatem 26 może zawierać dowolny materiał chłonny, który jest ogólnie ściśliwy, dopasowujący się, nie wywołuje podrażnień skóry użytkownika i jest zdolny do pochłaniania i zatrzymywan ia cieczy, takich jak mocz i pewne inne wydzieliny organizmu. Rdzeń chłonny 28 może zawierać szeroką gamę materiałów pochłaniających ciecz, stosowanych powszechnie w pieluszkach jednorazowych i innych wyrobach chłonnych, takich jak np. rozdrobniony ścier drzewny, określany ogólnie mianem filcu formowanego metodą pneumatyczną. Przykłady innych odpowiednich materiałów obejmują krepowaną watolinę celulozową; wydmuchiwane roztopione polimery, włączając wspólnie formowane; chemicznie usztywniane, modyfikowane albo wiązane krzyżowo włókna celulozowe; tkaninę, włączając tkaniny zwijane i laminaty tkanin; pianki chłonne; gąbki chłonne; superchłonne polimery; żelujące materiały chłonne albo dowolne inne materiały chłonne albo połączenia materiałów. Rdzeń chłonny 28 może ponadto zawierać niewielkie ilości (typowo poniżej 10%) nieciekłych materiałów chłonnych, takich jak kleje, woski, oleje itp.

Przykładowe struktury chłonne do zastosowania w charakterze zespołów chłonnych ujawniono w opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4610678; 4834735; 4888231; 5260345; 5387207; 5397316 oraz 5625222.

Spodni płat 26 może być połączony z wierzchnim płatem 24. Spodni płat 26 uniemożliwia wydzielinom wchłoniętym przez rdzeń chłonny 28 i znajdującym się wewnątrz pieluszki 20 zabrudzenie innych zewnętrznych wyrobów mogących stykać się z pieluszką 20, takich jak np. pościel i bielizna. W korzystnych postaciach, spodni płat 26 jest w znacznym stopniu nieprzepuszczalny dla cieczy (np. moczu) i stanowi laminat włókniny i cienkiej folii z tworzywa sztucznego, takiej jak np. folia termoplastyczna o grubości od około 0,012 mm (0,5 milicala) do około 0,051 mm (2,0 milicala). Odpowiednie folie na płaty spodnie obejmują folie produkowane przez Tredegar Industries Inc. z Terre Haute w Indianie i sprzedawane pod nazwami handlowymi X15306, X10962 i X10964. Inne odpowiednie materiały na płaty spodnie mogą obejmować materiały oddychające, które umożliwiają ucieczkę oparów

PL 221 315 B1 z pieluszki 20, choć wciąż zapobiegają przenikaniu wydzielin przez spodni płat 26. Przykładowymi materiałami oddychającymi mogą być materiały takie jak np. wstęgi tkane, wstęgi włókniny, materiały kompozytowe, takie jak wstęgi włókniny powlekane folią, oraz folie mikroporowate, takie jak produkowane przez Mitsui Toatsu Co. z Japonii pod oznaczeniem ESPOIR NO i przez EXXON Chemical Co. z Bay

City w Teksasie pod oznaczeniem EXXAIRE. Odpowiednie oddychające materiały kompozytowe, zawierające mieszaniny polimerowe są dostępne w Clopay Corporation w Cincinnati (Ohio) pod nazwą HYTREL blend PI8-3097. Takie oddychające materiały kompozytowe opisano szczegółowiej w zgłoszeniu patentowym PCT nr WO 95/16746. Inne oddychające spodnie płaty, zawierające wstęgi włókniny i folie otworkowe ujawniono w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5571096.

Pieluszka 20 może zawierać także inne elementy znane w tej dziedzinie, włączając przednie i tylne skrzydełka, nakrywki taliowe, taśmy gumowe itp., zapewniające lepsze dopasowane, powstrzymywanie i estetykę. Takie dodatkowe elementy są dobrze znane w tej dziedzinie i są ujawnione np. w opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3860003 i 5151092.

W celu utrzymania pieluszki 20 na miejscu wokół ciała użytkownika, korzystnie co najmniej część drugiego obszaru taliowego 38 mocuje się za pomocą elementu mocującego 40 do co najmniej części pierwszego obszaru taliowego 36, korzystnie w celu utworzenia otworu (otworów) w wyrobie na nogi oraz talię. Po zamocowaniu układ mocujący (element mocujący 40 i strefa zaczepowa 42) przenosi obciążenie rozciągające wyrobu wokół talii. Układ mocujący jest skonstruowany w taki sposób, aby umożliwić użytkownikowi wyrobu trzymanie jednego elementu układu mocującego, takiego jak element mocujący 40, i połączenie pierwszego obszaru taliowego 36 z drugim obszarem taliowym 38 co najmniej w dwóch miejscach. Osiąga się to poprzez manipulowanie siłami wiązania pomiędzy elementami układu mocującego.

Pieluszki 20 według wynalazku mogą być wyposażone w układ mocujący wielokrotnego użytku, bądź też alternatywnie mogą być dostarczane w postaci pieluszek typu majtki.

Układ mocujący i jego dowolna część składowa może zawierać dowolny materiał odpowiedni do takiego zastosowania, włączając tworzywa sztuczne, folie, pianki, wstęgi włókniny, wstęgi tkane, papier, laminaty, tworzywa sztuczne wzmacniane włóknem itp. albo ich połączenia, nie ograniczając się jednak do wyżej wymienionych materiałów. Może być korzystne, aby materiały, z których wykonano urządzenie mocujące, były elastyczne. Elastyczność ma za zadanie umożliwić układowi mocującemu dopasowanie się do kształtu ciała, a tym samym zmniejsza możliwość podrażnienia lub zranienia skóry użytkownika przez układ mocujący.

Fig. 2 przedstawia przekrój poprzeczny pieluszki z fig. 1 poprowadzony wzdłuż osi poprzecznej 12. Poczynając od strony skierowanej do użytkownika, pieluszka ma wierzchni płat 24, części składowe rdzenia chłonnego 28 i spodni płat 26. Rdzeń chłonny korzystnie zawiera układ zbierający 50, który ma górną warstwę wychwytującą 52 skierowaną w stronę ciała użytkownika i dolną warstwę wychwytującą 54 skierowaną w stronę przeciwnie względem ciała użytkownika. W jednej korzystnej postaci, górną warstwę wychwytującą 52 stanowi włóknina, natomiast dolną warstwę wychwytującą stanowi korzystnie mieszanina chemicznie usztywnianych, skręcanych i zwijanych włókien, włókien o dużym polu powierzchni oraz termoplastycznych włókien wiążących. W innej korzystnej postaci, obydwie warstwy wychwytujące są wykonane z włókniny, która korzystnie jest hydrofilowa. Warstwa wychwytująca korzystnie styka się bezpośrednio z warstwą zbierającą 60.

Warstwa zbierająca 60 może być owinięta materiałem owijającym rdzeń. W jednej korzystnej postaci, materiał owijający rdzeń ma górną warstwę 56 i dolną warstwę 58. Materiał owijający rdzeń, górna warstwa 56 albo dolna warstwa 58, mogą być wykonane z włókniny. Jednym korzystnym materiałem jest tzw. materiał SMS, stanowiący warstwę materiału typu „spunbonded, warstwę materiału typu „melt-blown i kolejną warstwę materiału typu „spunbonded. Wysoce korzystne są trwale hydrofilowe włókniny, a w szczególności włókniny o trwałych powłokach hydrofilowych. Alternatywny korzystny materiał stanowi struktura SMMS.

Górna warstwa 56 i dolna warstwa 58 mogą być wykonane z dwóch lub większej liczby płatów materiału, bądź alternatywnie mogą one być wykonane także z pojedynczego płata materiału. Taki pojedynczy płat materiału może być owinięty wokół warstwy zbierającej 60, np. w postaci składanki w kształcie litery „C.

Korzystne włókniny wytwarza się z włókien syntetycznych, takich jak PE, PET, a najkorzystniej z PP. Ponieważ polimery używane do produkcji włóknin są z natury hydrofobowe, są one korzystnie pokrywane powłokami hydrofilowymi.

PL 221 315 B1

Korzystnym sposobem wytwarzania włóknin z trwałymi powłokami hydrofilowymi jest nakładanie hydrofilowego monomeru i rodnikowego inicjatora polimeryzacji na włókninę oraz prowadzenie polimeryzacji uaktywnianej promieniowaniem UV, co daje w efekcie monomer związany chemicznie z powierzchnią włókniny, jak to opisano w opisie patentowym nr EP 1403419.

Alternatywny korzystny sposób wytwarzania włóknin z trwałymi powłokami hydrofilowymi polega na powlekaniu włókniny hydrofilowymi nanocząstkami, jak to opisano w zgłoszeniu patentowym WO 02/064877.

Zwykle nanocząstki mają największy wymiar poniżej 750 nm. Nanocząstki o wymiarach w zakresie od 2 do 750 można wytwarzać w sposób ekonomiczny. Zaletą nanocząstek jest to, że wiele z nich można z łatwością dyspergować w roztworze wodnym tak, aby umożliwić nakładanie powłoki na włókninę; tworzą one zwykle przezroczyste powłoki, a powłoki nakładane z roztworów wodnych są zwykle wystarczająco odporne na działanie wody.

Nanocząstki mogą być organiczne lub nieorganiczne, syntetyczne lub naturalne. Nieorganiczne nanocząstki istnieją na ogół jako tlenki, krzemiany i węglany. Typowymi przykładami odpowiednich nanocząstek są minerały z iłów warstwowych (np. LAPONITE^TM z Southern Clay Products, Inc. (USA) oraz tlenek glinu bemit (np. DisperalP2^TM z North American Sasol. Inc.).

Wysoce korzystną włókninę powlekaną nanocząstkami ujawniono w zgłoszeniu patentowym nr 10/758066 pod tytułem „Disposable absorbent article comprising a durable hydrophilic core wrap, którego wynalazcami (w Stanach Zjednoczonych Ameryki zgłaszającymi) są Ekaterina Anatolyevna Ponomarenko i Mattias NMN Schmidt.

Dalsze odpowiednie włókniny ujawniono w patencie Stanów Zjednoczonych Ameryki nr USA nr 6645569 (Cramer i inni) oraz w zgłoszeniach patentowych nr 10/060694 (Cramer i inni), 10/060708 (Rohrbaugh i inni) 10/338603 (Cramer i inni) i 10/338610 (Cramer i inni).

W niektórych przypadkach, przed nałożeniem powłok nanocząstkowych, powierzchnię włókniny można poddać wstępnej obróbce w postaci poddania działaniu wysokiej energii (wyładowania koronowe, plazma). Wstępna obróbka w postaci poddania działaniu wysokich energii czasowo zwiększa energię powierzchniową powierzchni o małej energii powierzchniowej (takiej jak PP) i tym samym umożliwia lepsze zwilżanie włókniny zawiesiną nanocząstek w wodzie.

W szczególności, trwale hydrofilowe włókniny są także odpowiednie dla innych części wyrobu chłonnego. Przykładowo stwierdzono, że wierzchnie płaty i warstwy zbierające zawierające trwale hydrofilowe włókniny, jak opisane wyżej, działają dobrze.

Napięcie powierzchniowe jest miarą trwałości osiągnięcia pewnego stopnia hydrofilowości. Wartość tę należy mierzyć sposobem opisanym w dalszym ciągu niniejszego dokumentu.

Czas przesiąkania cieczy jest miarą pewnego stopnia hydrofilowości. Wartość tę należy mierzyć sposobem opisanym w dalszym ciągu niniejszego dokumentu.

W korzystnej postaci wynalazku rdzeń chłonny 28, który tworzy warstwa zbierająca 60 (patrz fig. 3 i 4 oraz 6), obejmuje warstwę podłożową 100, polimerowy materiał chłonny 110 i włóknistą warstwę materiału termoplastycznego 120 w postaci kleju. Warstwa podłożowa 100 jest korzystnie wykonana z włókniny, korzystnie z jednej z włóknin, takich jakie przykładowo podano w odniesieniu do materiału owijającego rdzeń.

Warstwa podłożowa 100 ma pierwszą powierzchnię i drugą powierzchnię. Co najmniej części pierwszej powierzchni warstwy podłożowej 100 stykają się bezpośrednio z warstwą polimerowego materiału chłonnego 110. Ta warstwa polimerowego materiału chłonnego 110 jest korzystnie warstwą nieciągłą i ma pierwszą powierzchnię oraz drugą powierzchnię. W niniejszym kontekście, warstwa nieciągła jest warstwą mającą otwory. Zazwyczaj otwory te mają średnicę albo największą szerokość mniejszą niż 10 mm, korzystnie mniejszą niż 5 mm, 3 mm, 2 mm, oraz większą niż 0,5 mm, 1 mm albo 1,5 mm. Co najmniej części drugiej powierzchni warstwy polimerowego materiału chłonnego 110 stykają się z co najmniej częściami pierwszej powierzchni materiału warstwy podłożowej 100. Pierwsza powierzchnia 112 polimerowego materiału chłonnego wyznacza pewną wysokość warstwy polimeru chłonnego ponad pierwszą powierzchnią warstwy materiału podłożowego 100. Gdy warstwa polimerowego materiału chłonnego 110 ma postać warstwy nieciągłej, części pierwszej powierzchni warstwy podłożowej 100 nie są pokryte polimerowym materiałem chłonnym 110. Rdzeń chłonny 28 zawiera ponadto materiał termoplastyczny 120. Ten materiał termoplastyczny 120 służy do co najmniej częściowego unieruchomienia polimerowego materiału chłonnego 110.

W jednej korzystnej postaci wynalazku, materiał termoplastyczny 120 może być rozmieszczony zasadniczo równomiernie w polimerowym materiale chłonnym 110.

PL 221 315 B1

Jednakże w jeszcze korzystniejszej postaci wynalazku, materiał termoplastyczny 120 jest dostarczany w postaci włóknistej warstwy, która styka się częściowo z polimerowym materiałem chłonnym 110 i styka się częściowo z warstwą podłożową 100. Fig. 3 przedstawia taką korzystną strukturę. W tej korzystnej strukturze warstwa polimerowego materiału chłonnego 110 ma postać warstwy nieciągłej, warstwa włóknistego materiału termoplastycznego 120 jest ułożona na warstwie polimerowego materiału chłonnego 110 tak, że warstwa materiału termoplastycznego 120 styka się bezpośrednio z pierwszą powierzchnią warstwy polimerowego materiału chłonnego 110, lecz także styka się bezpośrednio z pierwszą powierzchnią warstwy podłożowej 100, przy czym warstwa podłożowa nie jest pokryta polimerowym materiałem chłonnym 110. Nadaje to zasadniczo trójwymiarową strukturę włóknistej warstwie materiału termoplastycznego 120, która jako taka jest zasadniczo strukturą dwuwymiarową o względnie małej grubości (w kierunku z) w porównaniu z rozpiętością w kierunkach x i y. Innymi słowy, warstwa włóknistego materiału termoplastycznego 120 tworzy fale pomiędzy pierwszą powierzchnią polimerowego materiału chłonnego 110 i pierwszą powierzchnią warstwy podłożowej 100.

W ten sposób materiał termoplastyczny 120 zapewnia wnęki dla utrzymania polimerowego materiału chłonnego 110 i tym samym unieruchamia ten materiał. Według dalszego aspektu, materiał termoplastyczny 120 wiąże się z warstwą podłożową 100 i w ten sposób mocuje polimerowy materiał chłonny 110 do warstwy podłożowej 100. Wysoce korzystne materiały termoplastyczne będą także przenikać zarówno do polimerowego materiału chłonnego 110, jak i do warstwy podłożowej 100, zapewniając w ten sposób dalsze unieruchomienie i zamocowanie.

Oczywiście, choć ujawnione tu materiały termoplastyczne zapewniają znacznie lepsze unieruchomienie na mokro, tzn. unieruchomienie materiału chłonnego, gdy wyrób jest mokry albo co najmniej częściowo wypełniony, te materiały termoplastyczne zapewniają także bardzo dobre unieruchomienie materiału chłonnego, gdy wyrób jest suchy.

Według wynalazku, polimerowy materiał chłonny 110 może także być mieszany z chłonnym materiałem włóknistym, takim jak filc formowany metodą pneumatyczną, który może stworzyć matrycę dla dalszego unieruchomienia polimerowego materiału superchłonnego. Korzystnie jednak stosuje się względnie małą ilość włóknistego materiału celulozowego, korzystnie mniej niż 40% wagowo, 20 albo 10% wagowo włóknistego materiału celulozowego w porównaniu do ciężaru polimerowego materiału chłonnego 110. Przede wszystkim są korzystne rdzenie z filcu formowanego metodą pneumatyczną. W niniejszym kontekście, określenie „chłonny materiał włóknisty nie ma odnosić się do jakiegokolwiek materiału termoplastycznego 120, nawet jeżeli taki materiał termoplastyczny jest rozwłókniony i częściowo chłonny.

Alternatywną korzystną postać wynalazku przedstawiono na fig. 4. Rdzeń chłonny przedstawiony na fig. 4 ma ponadto warstwę osłonową 130. Ta warstwa osłonowa może być wykonana z tego samego materiału co warstwa podłożowa 100 bądź też może być wykonana z innego materiału. Korzystnymi materiałami na warstwę osłonową są włókniny, zazwyczaj materiały opisane wyżej jako odpowiednie na materiał owijający rdzeń. W tej postaci części warstwy osłonowej 130 wiążą się z częściami warstwy podłożowej 100 poprzez materiał termoplastyczny 120. W ten sposób warstwa podłożowa 100 wraz z warstwą osłonową 130 tworzy wnęki w celu unieruchomienia polimerowego materiału chłonnego 110.

W odniesieniu do fig. 3 i 4, obszary bezpośredniego styku pomiędzy materiałem termoplastycznym 120 i materiałem warstwy podłożowej 100 określa się jak obszary połączeniowe 140. Dobór kształtów i rozmieszczenia obszarów połączeniowych 140 będzie wpływać na unieruchamianie polimerowego materiału chłonnego 110. Obszary połączeniowe mogą mieć kształt kwadratowy, prostokątny albo okrągły. Korzystne obszary połączeniowe mają kształt okrągły. Korzystnie, mają one średnicę większą niż 0,5 mm albo 1 mm, albo 1,5 mm i mniejszą niż 10 mm albo 5 mm, albo 3 mm, albo 2 mm. Jeżeli obszary połączeniowe 140 nie mają kształtu okrągłego, mają one korzystnie wymiary umożliwiające wpisanie ich w okrąg o dowolnej spośród korzystnych średnic podanych wyżej.

Obszary połączeniowe 140 mogą być rozmieszczone według regularnego albo nieregularnego wzoru. Przykładowo, obszary połączeniowe 140 mogą być rozmieszczone wzdłuż linii w sposób pokazany na fig. 5. Linie te mogą być ułożone współliniowo względem osi wzdłużnej rdzenia chłonnego bądź też alternatywnie mogą tworzyć pewien kąt ze wzdłużnymi brzegami rdzenia. Stwierdzono, że rozmieszczenie wzdłuż linii równoległych do wzdłużnych brzegów warstwy zbierającej 60 (rdzenia chłonnego) tworzy kanały biegnące w kierunku wzdłużnym, co prowadzi do słabszego unieruchomienia na mokro. Korzystnie więc, obszary połączeniowe 140 są rozmieszczone wzdłuż linii, które tworzą kąt 20°, 30°, 40° albo 45° z tymi wzdłużnymi brzegami. Innym korzystnym wzorem ułożenia obszarów

PL 221 315 B1 połączeniowych 140 jest wzór zawierający wielokąty, np. pięciokąty i sześciokąty albo połączenie pięciokątów i sześciokątów. Także korzystne są nieregularne wzory obszarów połączeniowych 140. które, jak również stwierdzono, zapewniają dobre unieruchomienia na mokro.

Według wynalazku można wybrać dwa zasadniczo różne wzory obszarów połączeniowych 140. W jednej postaci, obszary połączeniowe są nieciągłe. Są one usytuowane w obrębie obszarów materiału chłonnego, tak jak wyspy na morzu. Obszary materiału chłonnego odnoszą się wówczas do obszarów połączeniowych. W alternatywnej postaci, obszary połączeniowe mogą łączyć się ze sobą. Wówczas materiał chłonny można osadzać w postaci nieciągłego wzoru, bądź też innymi słowy, materiał chłonny przedstawia wyspy na morzu materiału termoplastycznego 120. Zatem, nieciągła warstwa polimerowego materiału chłonnego 110 może zawierać połączone obszary polimerowego materiału chłonnego 110 albo może zawierać nieciągłe obszary polimerowego materiału chłonnego 110.

Według dalszego aspektu wynalazku stwierdzono, że rdzenie chłonne zapewniające dobre unieruchomienie na mokro można utworzyć łącząc dwie warstwy zbierające, pokazane na fig. 3 oraz opisane w jej kontekście, z utworzeniem gotowego rdzenia chłonnego. Postać taką przedstawiono na fig. 6. Na fig. 6 pokazano zespolone dwie warstwy podłożowe 100, dwie warstwy polimerowego materiału chłonnego 110 i dwie warstwy włóknistych materiałów termoplastycznych 120. Gdy stosuje się dwie nieciągłe warstwy polimerowego materiału chłonnego 110, są one typowo rozmieszczone w taki sposób, że polimerowy materiał chłonny jednej warstwy znajduje się naprzeciw obszarów połączeniowych 140 drugiej warstwy. Jednakże w alternatywnej korzystnej postaci, obszary połączeniowe 140 są przesunięte i nie znajdują się naprzeciw siebie. Stąd też, korzystnie, gdy dwie warstwy zbierające łączy się, czyni się to w taki sposób, że pierwsza powierzchnia warstwy podłożowej 100 pierwszej warstwy zbierającej 60 znajduje się naprzeciw pierwszej powierzchni warstwy podłożowej 100 drugiej warstwy zbierającej 60.

Wynalazek, a w szczególności korzystną postać opisaną w odniesieniu do fig. 3, 4 i 6, można wykorzystać do utworzenia warstwy zbierającej 60 rdzenia chłonnego. Można jednak również ją zastosować w celu utworzenia gotowego rdzenia chłonnego 28. W takim przypadku nie stosuje się dodatkowych materiałów owijających rdzeń, takich jak górna warstwa 56 i dolna warstwa 58. W takim przypadku, warstwa podłożowa 100 z fig. 3 może pełnić funkcję dolnej warstwy 58, a warstwa włóknistego materiału termoplastycznego 120 może pełnić funkcję górnej warstwy 56, a warstwa osłonowa 130 z fig. 4 może pełnić funkcję górnej warstwy 56, warstwa podłożowa 100 zaś może pełnić funkcję dolnej warstwy 58, natomiast w odniesieniu do fig. 6, obydwie zastosowane warstwy podłożowe 100 mogą pełnić funkcje odpowiednio górnej warstwy 56 i dolnej warstwy 58.

Według wynalazku, warstwę materiału termoplastycznego 120 może stanowić dowolna kompozycja termoplastyczna, przy czym korzystne są klejące kompozycje termoplastyczne, określane także jako kleje topliwe. Różnorodne kompozycje termoplastyczne są odpowiednie do unieruchamiania materiału chłonnego.

Niektóre materiały początkowo termoplastyczne mogą utracić swą termoplastyczność w wyniku etapu utwardzania, inicjowanego np. za pomocą ciepła, promieniowania UV, działania wiązki elektronów, wilgoci albo innego sposobu utwardzania, co prowadzi do nieodwracalnego tworzenia usieciowanej sieci z wiązaniami kowalencyjnymi. Te materiały, które utraciły swój początkowy charakter termoplastyczny, w niniejszym kontekście uważa się także za materiały termoplastyczne 120.

Nie chcąc wiązać się teorią stwierdzono, że te kompozycje termoplastyczne są najbardziej odpowiednie do unieruchamiania polimerowego materiału chłonnego 110, które łączą w sobie dobrą spójność i dobrą przyczepność. Dobra przyczepność ma krytyczne znaczenie dla zapewnienia, że warstwa materiału termoplastycznego 120 zachowa dobry styk z polimerowym materiałem chłonnym 110, a w szczególności z podłożem. Dobra przyczepność stanowi wyzwanie wówczas, gdy stosuje się włókninę. Dobra spójność zapewnia, że klej nie łamie się, w szczególności pod wpływem sił zewnętrznych, a mianowicie pod wpływem naprężenia. Klej podlega działaniu sił zewnętrznych, gdy wyrób chłonny wychwyci ciecz, która następnie zbiera się w polimerowym materiale chłonnym 110, który reaguje pęcznieniem. Korzystny klej będzie umożliwiać takie pęcznienie, nie łamiąc się ani nie wywołując zbyt dużych sił ściskających, które hamowałyby pęcznienie polimerowego materiału chłonnego 110. Co ważne, według wynalazku, klej nie powinien pękać, co powodowałoby pogorszenie unieruchamiania na mokro. Korzystne kompozycje termoplastyczne spełniające te wymagania mają niżej wymienione właściwości.

Kompozycje termoplastyczne mogą zawierać, jako całość, pojedynczy polimer termoplastyczny albo mieszaninę polimerów termoplastycznych, mających temperaturę mięknienia, określaną według

PL 221 315 B1

ASTM sposobem D-36-95 „Ring and Ball („Pierścień i kulka), w zakresie pomiędzy 50°C i 300°C, bądź też alternatywnie, kompozycja termoplastyczna może być klejem topliwym zawierającym co najmniej jeden polimer termoplastyczny w połączeniu z innymi rozcieńczalnikami termoplastycznymi, takimi jak żywice zwiększające kleistość, plastyfikatory oraz dodatki takie jak przeciwutleniacze.

Polimer termoplastyczny ma zazwyczaj masę cząsteczkową (Mw) większą niż 10000, a temperaturę zeszklenia (Tg) zwykle poniżej temperatury pokojowej. Typowe stężenie polimeru w kleju topliwym mieści się w zakresie 20-40% wagowo. Do zastosowań w wynalazku jest odpowiednia szeroka gama polimerów termoplastycznych. Takie polimery termoplastyczne są korzystnie niewrażliwe na działanie wody. Przykładowymi polimerami są (styrenowe) kopolimery blokowe, w tym struktury trójblokowe A-B-A, struktury dwublokowe A-B i promieniowe struktury (A-B)n kopolimerów blokowych, w których bloki A stanowią bloki polimerów nieelastomerowych, typowo obejmujące polistyren, zaś bloki B pochodzą od nienasyconych sprzężonych dienów albo stanowią ich (częściowo) uwodornione wersje. Blok B stanowi zazwyczaj izopren, butadien, etylen/butylen (uwodorniony butadien), etylen/propylen (uwodorniony izopren), oraz ich mieszaniny.

Innymi odpowiednimi polimerami, które można zastosować są: poliolefiny metalo-cenowe, które są polimerami etylenu wytwarzanymi przy użyciu katalizatorów jednocentrowych albo metalocenowych. W tym przypadku co najmniej jeden komonomer można spolimeryzować z etylenem w celu wytworzenia kopolimeru, terpolimeru albo polimeru wyższego rzędu. Również możliwe do zastosowania są bezpostaciowe poliolefiny albo bezpostaciowe poli-a-olefiny (APAO), które są homopolimerami, kopolimerami albo terpolimerami C2 do C8 a-olefin.

Żywica ma zazwyczaj Mw poniżej 5000 i Tg zwykle poniżej temperatury pokojowej, a typowe stężenie żywicy w kleju topliwym mieści się w zakresie 30-60%. Plastyfikator ma mniejszą Mw, zazwyczaj poniżej 1000 i Tg poniżej temperatury pokojowej, a jego typowe stężenie wynosi 0-15%.

Korzystnie, klej występuje w postaci włókien w całym rdzeniu, tzn. klej jest rozwłókniony. Korzystnie, włókna będą mieć średnią grubość 1-50 μm i średnią długość 5 mm-50 cm.

Aby poprawić przyczepność materiału termoplastycznego 120 do warstwy podłożowej 100 albo do dowolnej innej warstwy, w szczególności do dowolnej innej warstwy włókniny, warstwy takie można poddać wstępnej obróbce klejem pomocniczym.

Korzystnie, klej powinien spełniać co najmniej jedno, a korzystniej kilka albo wszystkie wymienione niżej wymagania.

Korzystny klej powinien mieć składową rzeczywistą modułu zespolonego G' mierzoną w 20°C równą co najmniej 30000 Pa i mniejszą niż 300000 Pa, korzystnie mniejszą niż 200000 Pa, korzystniej mniejszą niż 100000 Pa. Składowa rzeczywista modułu zespolonego G' w 20°C jest miarą trwałej „kleistości albo trwałego przylegania użytego materiału termoplastycznego. Dobra przyczepność zapewni dobry i trwały styk pomiędzy materiałem termoplastycznym i np. warstwą podłożową 100. Według dalszego aspektu, składowa rzeczywista modułu zespolonego G' mierzona w 60°C powinna być mniejsza niż 300000 Pa i większa niż 18000 Pa, korzystnie większa niż 24000 Pa, najkorzystniej większa niż 30000 Pa. Składowa rzeczywista modułu zespolonego mierzona w 60°C jest miarą stabilności formy materiału termoplastycznego w podwyższonej temperaturze otoczenia. Wartość ta jest szczególnie ważna, jeżeli wyrób chłonny jest używany w gorącym klimacie, w którym kompozycja termoplastyczna utraciłaby swą integralność, jeżeli składowa rzeczywista modułu zespolonego G' w 60°C nie byłaby wystarczająco duża.

Zazwyczaj G' mierzy się z użyciem reometru przedstawionego w sposób schematyczny, jedynie w celu ogólnego zilustrowania, na fig. 8. Reometr 400 może przyłożyć naprężenie ścinające do kleju i mierzyć wynikowe odkształcenie (odkształcenie przy ścinaniu) w stałej temperaturze. Klej umieszcza się pomiędzy elementem Peltiera działającym jako dolna stała płytka 440 i górną płytką 420 o promieniu R równym 10 mm, która jest połączona z wałkiem napędowym silnika w celu wytwarzania naprężenia ścinającego. Szczelina pomiędzy dwiema płytkami ma wysokość H równą np. 1500 μm. Element Peltiera umożliwia regulację temperatury materiału (± 0,5°C).

Według dalszego aspektu, kąt strat tg5 kleju w 60°C powinien mieć wartość poniżej 1, korzystnie poniżej 0,5. Kąt strat tg5 w 60°C jest skorelowany z ciekłym charakterem kleju w podwyższonej temperaturze otoczenia. Im mniejszy tg5, tym klej zachowuje się bardziej jak ciało stałe, a nie jak ciecz, tzn. tym mniejsza jest jego tendencja do płynięcia albo migrowania, oraz tym mniejsza jest tendencja nadstruktury kleju jak opisana w niniejszym dokumencie do ulegania degradacji albo nawet zapadnięcia się wraz z upływem czasu. Ta wartość jest więc szczególnie ważna, jeżeli wyrób chłonny jest używany w gorącym klimacie.

PL 221 315 B1

Według dalszego aspektu, korzystny klej powinien mieć temperaturę zeszklenia Tg poniżej 25°C, korzystnie poniżej 22°C, korzystniej poniżej 18°C, a najkorzystniej poniżej 15°C. Niska temperatura zeszklenia Tg jest korzystna dla dobrej przyczepności. Według dalszego aspektu, niska temperatura zeszklenia Tg zapewnia, że przylepny materiał termoplastyczny nie stanie się zbyt kruchy.

Według jeszcze innego aspektu, korzystny klej powinien mieć wystarczająco wysoką temperaturę przejścia Tx. Stwierdzono, że wystarczająco wysoka temperatura przejścia Tx jest korzystna dla stabilności w wysokiej temperaturze warstwy termoplastycznej, a tym samym zapewnia dobre parametry wyrobu chłonnego, a w szczególności dobre unieruchomienie na mokro, nawet w warunkach gorącego klimatu i wysokiej temperatury. Dlatego też Tx powinna korzystnie być wyższa od 80°C, korzystniej wyższa od 85°C, a najkorzystniej wyższa od 90°C.

Wysoce korzystny klej używany jako materiał termoplastyczny 120 jak opisano w niniejszym dokumencie będzie spełniać większość albo wszystkie powyższe wymagania. Należy zwrócić szczególną uwagę na zapewnienie, aby klej zapewniał równocześnie dobrą spójność i dobrą przyczepność.

Sposób wytwarzania korzystnych rdzeni chłonnych 28 według wynalazku obejmuje poniższe etapy.

Rdzeń chłonny 28 układa się na bębnie do nakładania mającym nierówną powierzchnię. W pierwszym etapie procesu warstwę podłożową 100 układa się na nierównej powierzchni. Dzięki sile ciężkości albo korzystnie dzięki zastosowaniu środków podciśnieniowych materiał warstwy podłożowej będzie podążał za obrysem nierównej powierzchni i tym samym warstwa podłożowa będzie uzyskiwać kształt wzgórków i dolin. Na tej warstwie podłożowej 100 umieszcza się polimerowy materiał chłonny, przy pomocy środków znanych w tej dziedzinie. Polimerowy materiał chłonny będzie się gromadzić w dolinach utworzonych w warstwie podłożowej 100. W dalszym etapie procesu na polimerowym materiale chłonnym umieszcza się klej topliwy.

Chociaż do umieszczenia kleju topliwego na polimerowym materiale chłonnym można zastosować dowolne środki do nakładania kleju znane w tej dziedzinie, korzystnie klej topliwy nakłada się układem dysz. Korzystnie stosuje się układ dysz, który może wytworzyć względnie cienką, lecz szeroką kurtynę kleju. Tę kurtynę kleju umieszcza się następnie na warstwie podłożowej 100 i na polimerowym materiale chłonnym. Ponieważ wierzchołki wzgórków warstwy podłożowej 100 są mniej pokryte polimerowym materiałem chłonnym, klej będzie stykać się z tymi obszarami warstwy podłożowej.

W dalszym, ewentualnym etapie procesu, na warstwie podłożowej 100, polimerowym materiale chłonnym i warstwie kleju topliwego umieszcza się warstwę osłonową 130. Warstwa osłonowa 130 będzie stykać się i sklejać z warstwą podłożową 100 w obszarach połączeniowych 140. W tych obszarach połączeniowych 140 klej styka się bezpośrednio z warstwą podłożową 100. Warstwa osłonowa 130 zazwyczaj nie będzie się stykać i sklejać z warstwą podłożową 100 w miejscach, w których doliny warstwy podłożowej 100 są wypełnione polimerowym materiałem chłonnym.

Alternatywnie, warstwę osłonową 130 można układać na bębnie o nierównej powierzchni, a warstwę podłożową 100 można dodać w kolejnym etapie procesu. Postać przedstawiona na fig. 4 mogłaby być wytwarzana w takim procesie.

W alternatywnej postaci, warstwę osłonową 130 i warstwę podłożową 100 wykonuje się z pojedynczych płatów materiału. Umieszczenie warstwy osłonowej 130 na warstwie podłożowej 100 będzie następnie wiązać się z zagięciem pojedynczego kawałka materiału.

Stąd też nierówna powierzchnia układu nakładającego, który korzystnie jest bębnem do nakładania, zazwyczaj determinuje rozprzestrzenienie polimerowego materiału chłonnego na warstwie zbierającej 60 i podobnie determinuje wzór obszarów połączeniowych 140. Alternatywnie, na rozprzestrzenienie polimerowego materiału chłonnego mogą wpływać środki podciśnieniowe.

Korzystnie, rozprzestrzenienie polimerowego materiału chłonnego jest profilowane, a najkorzystniej profilowane w kierunku wzdłużnym. Dlatego też, wzdłuż osi wzdłużnej chłonnego rdzenia, która zwykłe pokrywa się z osią wzdłużną wyrobu chłonnego, np. pieluszki, gramatura polimerowego materiału chłonnego będzie się zmieniać. Korzystnie, gramatura polimerowego materiału chłonnego w co najmniej jednym dowolnie wybranym pierwszym kwadracie o wymiarach 1 cm x 1 cm jest co najmniej o 10% albo 20%, albo 30%, albo 40%, albo 50% większa niż gramatura polimerowego materiału chłonnego w co najmniej jednym dowolnie wybranym drugim kwadracie o wymiarach 1 cm x 1 cm. Korzystnie kryterium jest spełnione, gdy kwadraty pierwszy i drugi są wypośrodkowane wokół osi wzdłużnej.

Ewentualnie rdzeń chłonny może także zawierać włóknisty materiał chłonny, np. włókna celulozowe. Ten włóknisty materiał można wcześniej zmieszać z polimerowym materiałem chłonnym i układać w jednym etapie procesu bądź też alternatywnie można go układać w oddzielnych etapach procesu.

PL 221 315 B1

Stwierdzono, iż korzystne jest stosowanie polimerowego materiału chłonnego w cząstkach na rdzenie chłonne wykonywane w wynalazku. Bez zamiaru wiązania się teorią uważa się, że taki materiał, nawet napęczniały, tzn. gdy ciecz została wchłonięta, w znacznym stopniu nie utrudnia to przepływu cieczy przez materiał, zwłaszcza gdy przepuszczalność wyrażona przewodnością przepływu soli fizjologicznej (SFC) polimerowego materiału chłonnego jest większa niż 10, 20, 30 albo 40 jedno-7 3 stek SFC, gdzie jedna jednostka SFC oznacza 1 x 10^-7 (cm³ x s)/g. Przewodność przepływu soli fizjologicznej jest parametrem dobrze znanym w tej dziedzinie i należy ją mierzyć zgodnie ze sposobem ujawnionym w europejskim opisie patentowym EP 752892B.

Aby uzyskać wystarczającą zdolność chłonną, w korzystnym wyrobie chłonnym, zwłaszcza gdy wyrób chłonny jest pieluszką lub wyrobem dla osób dorosłych z nietrzymaniem moczu, używany będzie polimerowy materiał superchłonny o gramaturze ponad 50, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800 albo 900 g/m².

Korzystne wyroby według wynalazku osiągają względnie małą szerokość w kroku, co zwiększa wygodę użytkowania. Korzystny wyrób według wynalazku osiąga szerokość w kroku mniejszą niż 100 mm, 90 mm, 80 mm, 70 mm, 60 mm albo nawet mniej niż 50 mm. Dlatego też, korzystnie, rdzeń chłonny według wynalazku ma szerokość w kroku mierzoną wzdłuż linii poprzecznej usytuowanej w równej odległości od przedniego brzegu i od tylnego brzegu rdzenia mniejszą niż 100 mm, 90 mm, 80 mm, 70 mm, 60 mm albo nawet mniejszą niż 50 mm. Stwierdzono, że w większości wyrobów chłonnych wypływ cieczy zachodzi głównie w przedniej połowie. Przednia połowa rdzenia chłonnego powinna więc zawierać większość chłonnej objętości rdzenia. Korzystnie, przednia połowa tego rdzenia zawiera więcej niż 60% objętości chłonnej, korzystniej więcej niż 65%, 70%, 75%, 80%, 85% albo 90%.

Próba unieruchamiania na mokro (Wet immobilization test)

Wyposażenie

- Roztwór badawczy: 0,90% fizjologiczny roztwór soli w temp. 37°C

- Waga

- Wstrząsarka do pieluszek

- Kąpiel do utrzymywania roztworu badawczego w temp. 35°-37°C

- Zlewka z podziałką, działka elementarna co najmniej 2 ml

- Stoper

- Termometr

- Korytko (300) o wymiarach około 10 x 120 x 220 mm

Wstrząsarka do pieluszek

Stanowisko badawcze do wykonania próby unieruchamiania na mokro może stanowić tzw. wstrząsarka do pieluszek opisana w niniejszym dokumencie i przedstawiona na fig. 7. Wstrząsarka ma podstawę 210, która powinna mieć wystarczająco dużą masę, aby zapewnić stabilne warunki wstrząsania. Na podstawie zamontowano dwie kolumny 220a i 220b, których wysokość można regulować w celu badania rdzeni chłonnych albo wyrobów chłonnych o różnej długości. Kolumny 220 podtrzymują płytę 230. Na płycie tej zamontowano na gumowych poduszkach 240 stolik 250 do montażu zacisku. Ruch wstrząsowy pomiędzy stolikiem 250 do montażu zacisku i płytą 230 wywołuje silnik, korzystnie silnik elektryczny 260. Stolik 250 do montażu zacisku jest sztywno połączony z zaciskiem 270, którego wielkość dobiera się w zależności od rdzeni chłonnych albo wyrobów chłonnych przewidzianych do badań.

Podstawę 210 można także wykorzystać jako element nośny korytka 300, w którym rdzeń chłonny albo wyrób chłonny zwilża się wstępnie przed wykonaniem próby, jak opisano poniżej.

Przygotowanie próbki

Dostarczyć dziesięć próbek wyrobów chłonnych albo rdzeni chłonnych. Usunąć wszystkie warstwy, które nie owijają bezpośrednio polimerowego materiału chłonnego (np. wierzchnią warstwę i spodnią warstwę oraz warstwy zbierające nie zawierające polimerowego materiału chłonnego) z próbki wyrobu chłonnego. Wyciąć próbkę rdzenia o długości 200 mm, wykonując cięcie wzdłuż dwóch równoległych linii w kierunku poprzecznym. Jeżeli długość rdzenia jest większa niż 200 mm, można wybrać dwie dowolne linie równoległe zgodnie z powyższą definicją.

- Zważyć suchy laminat.

- Włożyć laminat do korytka.

- Wylać roztwór badawczy na środek próbki rdzenia. Ilość roztworu badawczego powinna wynosić 50% pojemności konstrukcyjnej laminatu. Pojemność konstrukcyjną laminatu do całkowitej dostępnej pojemności rdzeni chłonnych przewidzianych do badań należy w niniejszym kontekście

PL 221 315 B1 rozumieć jako pojemność (CRC) laminatu dla wyciętego kawałka próbki rdzenia zgodnie z poniższą definicją.

- Wykonać opisaną niżej próbę po upływie 5-ciu minut przetrzymywania.

Wykonanie próby

- Zważyć mokry laminat (ml) przed próbą wstrząsania.

- Zamocować laminat zaciskami w taki sposób, aby co najmniej 180 mm laminatu zwisało poniżej zacisku tak, aby nie ograniczać swobody jego ruchów podczas wstrząsania. Zaciski powinny się zamykać na całej długości AGM.

- Dolny, poruszający się swobodnie koniec laminatu powinien znajdować się w odległości 4 cm od korytka zbierającego AGM.

- Częstotliwość wstrząsania: 16,8 Hz.

- Amplituda w kierunku pionowym - 4 mm, w kierunku poziomym - 1 mm.

- Czas wstrząsania 2 x 80 s.

- Po wstrząsaniu zamocować wcześniej swobodny koniec w zacisku.

- Otworzyć obecny swobodny koniec, jeżeli został zamknięty pod działaniem siły zacisku.

- Wstrząsać ponownie, wykorzystując te same ustawienia.

- Zważyć pozostały laminat (m2) po wstrząsaniu.

Sprawozdanie z wyników próby

- Zanotować ciężar suchego laminatu z dokładnością do dziesiątej części grama (np. 10,0 g).

- Zanotować ciężar przed (m1) i po (m2) wstrząsaniu, zaokrąglając obydwie liczby do dziesiątej części grama (np. m1 = 130,4 g, m2 = 100,4 g).

- Zanotować średnią stratę ciężaru, zaokrąglając do dziesiątej części grama (np. 30,0 g).

- Obliczyć średnią stratę ciężaru w procentach, ((m1-m2)/m1) x 100, zaokrąglając do jedności (np. 23%).

- Zanotować wartość unieruchomienia na mokro z pojedynczej próby, która jest różnicą do 100%, np. 77% unieruchomienia na mokro.

- Wartość unieruchomienia na mokro, którą w niniejszym kontekście określa się także jako unieruchomienie na mokro, jest średnią wartością opartą na dziesięciu pojedynczych próbach unieruchamiania na mokro. Duża wartość unieruchomienia na mokro oznacza dobre unieruchomienie na mokro i małą utratę cząstek.

Pojemność CRC laminatu

Pojemność CRC laminatu (CLAM) oblicza się następująco:

CLAM = mAGM * CRCAGM mAGM oznacza masę ACM w laminacie. CRCAGM oznacza pojemność CRC AGM w laminacie.

Masę AGM wewnątrz laminatu (mAGM) można zmierzyć dowolnym użytecznym sposobem znanym fachowcowi w tej dziedzinie, np. można zastosować miareczkowanie.

CRC AGM (CRCAGM) mierzy się usuwając pewną ilość AGM z laminatu, a następnie stosując próbę wirówkowej pojemności retencji (Centrifuge Retention Capacity - CRC), patrz niżej.

Wirówkowa pojemność retencji (CRC)

Dla większości tworzących żel polimerów chłonnych, objętość żelu jako miarę pojemności materiału chłonnego określa się sposobem ujawnionym we wznowionym opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 32649, lecz wykorzystując 0,9% roztwór soli fizjologicznej zamiast syntetycznego moczu. Objętość żelu, jak również pojemność CRC oblicza się w oparciu o ciężar suchej substancji. Ten sposób należy stosować w odniesieniu do wszystkich tworzących żel polimerowych materiałów chłonnych, które nie wchłaniają Blue Dextranu.

Sposób pomiaru objętości żelu, jaki należy zastosować w odniesieniu do SAP, które wchłaniają Blue Dextran (patrz sposób pomiaru objętości żelu w dokumencie Re 32649) do powierzchni utworzonego hydrożelu (np. polimery preparowane z monomerów kationowych), jest następujący: w odniesieniu do tych tworzących hydrożel polimerów, stosuje się próbę pojemności absorpcyjnej (Absorptive Capacity), lecz w obliczeniach wykorzystuje się ciężar suchego polimeru tworzącego żel zamiast ciężaru jako takiego. Patrz np. opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5124188, gdzie podano opis próby pojemności absorpcyjnej (Absorptive Capacity).

Stwierdzono, że do oceny wirówkowej pojemności retencji podczas wirowania poprzez tzw. ocenę przy pomocy torebki herbaty ekspresowej albo pomiar (w dalszym ciągu zwanym pomiarem CRC), najwłaściwszym jest odzwierciedlenie zachowania ciśnienia kapilarnego w sytuacjach bliskich nasycenia zdolności pochłaniania materiału SAP. Próbę przeprowadza się w typowych warunkach

PL 221 315 B1 laboratoryjnych (21-23°C, 50% wilgotności względnej). Próbkę materiału SAP przechowuje się w stanie suchym w szczelnie zamkniętej kolbie albo innym pojemniku, który otwiera się dopiero w momencie rozpoczęcia oceny. Inne materiały używane w ocenie (tkaniny, wyposażenie itp.) kondycjonuje się w powyższych warunkach laboratoryjnych na 24 godziny przed wykonaniem pomiarów.

Do pomiaru CRC, 0,2+/-0,0050 g cząstek SAP wkłada się do torebki do herbaty ekspresowej (torebka powinna swobodnie przepuszczać ciecz i musi zatrzymywać cząstki, tzn. pory w torebce do herbaty nie mogą być większe niż najmniejsze cząstki). Torebka powinna mieć wymiary 60 mm x 85 mm i po wypełnieniu zamyka się ją przez zgrzewanie. Następnie torebkę zanurza się na 30 minut w 0,9% roztworze soli filologicznej tak, że istnieje co najmniej 0,83 l roztworu na gram SAP; korzystnie, istnieje znaczny nadmiar tego stosunku. Po upływie 30 minut zanurzenia, torebkę do herbaty poddaje się wirowaniu przy 250 g przez 3 minuty w celu usunięcia nadmiaru roztworu soli fizjologicznej. Torebkę waży się z dokładnością do 0,01 g i oblicza się ilość wchłoniętej cieczy. Wyniki podaje się, wykorzystując ilość suchego SAP włożonego do torebki jako ilość gramów wchłonięta na gram cząstek SAP.

Claims (6)

1. Rdzeń chłonny przydatny dla wyrobu chłonnego, korzystnie jednorazowego wyrobu chłonnego, takiego jak pieluszka jednorazowa, zawierającego nieprzepuszczalny dla cieczy spodni płat i przepuszczalny dla cieczy wierzchni płat, przy czym rdzeń chłonny jest usytuowany pomiędzy tym spodnim płatem a tym wierzchnim płatem i zawiera pierwszą i drugą warstwę podłożową, mający pierwszą nieciągłą warstwę materiału chłonnego umieszczoną na tej pierwszej warstwie podłożowej i drugą nieciągłą warstwę materiału chłonnego umieszczoną na tej drugiej warstwie podłożowej, przy czym materiał chłonny w tym rdzeniu zawiera polimerowy materiał chłonny i ewentualnie włóknisty materiał chłonny, przy czym ten włóknisty materiał chłonny nie stanowi więcej niż około 20% wagowo polimerowego materiału chłonnego, znamienny tym, że zawiera pierwszą warstwę rozwłóknionego materiału termoplastycznego (120) umieszczoną na tej pierwszej nieciągłej warstwie materiału chłonnego (110) i drugą warstwę rozwłóknionego materiału termoplastycznego (120) umieszczoną na tej drugiej nieciągłej warstwie materiału chłonnego (110), przy czym każda spośród tych pierwszej i drugiej warstwy rozwłóknionego materiału termoplastycznego (120) zapewnia wnęki pomiędzy rozwłóknionym materiałem termoplastycznym (120) a odpowiednią jedną z tych warstw podłożowych (100) dla utrzymywania materiału chłonnego (110), przy czym każda z tych warstw rozwłóknionego materiału termoplastycznego (120) styka się z co najmniej częściami odpowiedniej jednej z nieciągłych warstw materiału chłonnego (110) i ponadto styka się z co najmniej częściami odpowiedniej jednej z tych pierwszej warstwy podłożowej i drugiej warstwy podłożowej z utworzeniem obszarów połączeniowych (140), w których ten rozwłókniony materiał termoplastyczny (120) styka się z warstwami podłożowymi (100) w celu unieruchomienia tego materiału chłonnego (110) na tej pierwszej i drugiej warstwie podłożowej, przy czym pierwsza i druga warstwa podłożowa są połączone przez styk rozwłóknionego materiału termoplastycznego (120) pierwszej warstwy podłożowej z rozwłóknionym materiałem termoplastycznym (120) drugiej warstwy podłożowej, przy czym materiał chłonny (110) pierwszej warstwy podłożowej jest zwrócony ku obszarom połączeniowym (140) drugiej warstwy podłożowej, a materiał chłonny (110) drugiej warstwy podłożowej jest zwrócony ku obszarom połączeniowym (140) pierwszej warstwy podłożowej, przy czym ten materiał chłonny (110) jest unieruchomiony w stanie mokrym i w tym stanie rdzeń chłonny (28) wykazuje unieruchomienie na mokro powyżej 50% według próby unieruchamiania na mokro.

2. Rdzeń chłonny według zastrz. 1, znamienny tym, że materiał termoplastyczny (120) stanowi klej topliwy.

3. Rdzeń chłonny według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że jego polimerowy materiał chłonny (110) jest rozprzestrzeniony, z tym że to rozprzestrzenienie polimerowego materiału chłonnego (110) jest profilowane.

4. Rdzeń chłonny według zastrz. 1-3, znamienny tym, że jego polimerowy materiał chłonny (110) ma średnią gramaturę co najmniej 100 g/m².

5. Rdzeń chłonny według zastrz. 1-4, znamienny tym, że co najmniej jedna z tych warstw podłożowych (100) zawiera trwale hydrofilową włókninę.

PL 221 315 B1

6. Rdzeń chłonny według zastrz. 1-5, znamienny tym, że polimerowy materiał chłonny w cząstkach jest unieruchomiony w stanie mokrym i w tym stanie rdzeń chłonny (28) wykazuje unieruchomienie na mokro powyżej 70% według próby unieruchamiania na mokro.