BE1026079B1

BE1026079B1 - Absoberende structuur

Info

Publication number: BE1026079B1
Application number: BE2011/0599A
Authority: BE
Inventors: De Maele Marleen Van
Original assignee: Drylock Technologies N.V.; Romanova Bvba Starter
Priority date: 2010-10-13
Filing date: 2011-10-13
Publication date: 2019-10-02
Also published as: FR2966039A3; FR2966039B3; BE1026544B1; BE1026079B9; BE1026544A1; JP3172565U

Abstract

De onderhavige uitvinding is gerelateerd aan een absorberende structuur, bij voorkeur voor gebruik in absorberende producten, zoals gebruikt in de voeding, consumenten, huishouden, bouw en constructie, schoonheid en medische industrie, en zoals gebruikt in de persoonlijke hygiëne industrie. De absorberende structuren bevatten een dragerlaag, een hulplaag en absorberend materiaal daartussen waarbij de primaire verbindingen en secundaire verbindingen de drager laag en hulplaag verbinden, waarbij de secundaire verbindingen lossen als gevolg van blootstelling van de structuur aan vloeistof en waarbij de primaire verbindingen in wezen intact blijven. Verder zwelt de absorberende structuur volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding niet-homogeen teneinde een vloeistofbeheersing oppervlaktestructuur te vormen ten gevolge van het blootstellen van de structuur aan vloeistof. De onderhavige uitvinding voorziet in de behoefte aan verbeterde flexibele, dunne, lichtgewicht absorberende structuren welke absorptieproblemen van de stand van de techniek overwinnen met betrekking tot absorptie, distributie en het opslag van vloeistoffen met optimale pasvorm.

Description

ABSORBERENDE STRUCTUUR

De uitvinding heeft betrekking op een absorberende structuur met een hoge concentratie aan absorberend polymeer materiaal binnen een geïntegreerd vloeistolmanagement systeem.

Absorberende structuren met een hoge concentratie aan absorberend polymeer materiaal zijn bekend. WO95/26209, hierbij opgenomen door verwijzing, beschrijft een absorberende structuur nuttig in de opvang van urine en menstruatie, met een regio van absorberend polymeer materiaal in een concentratie van ongeveer 60% tot 100% van het gewicht. Hoge concentraties aan absorberend polymeer materiaal in homogene en continue hoeveelheden van ongeveer 50-100g bij het ontbreken van enig substantieel vezelig ondersteunend materiaal leiden tot zeer slecht vloeistof management. Door een slecht vloeistolmanagement of -huishouding wordt bedoeld dat de regio's van absorberend polymeer materiaal onvoldoende integriteit hebben in droge, deels vochtige en/of natte toestand. Dit resulteert in dat de fysieke continuïteit (en dus de mogelijkheid tot het opnemen en transporteren van vloeistoffen door middel van interstitiële holtes en capillairen) van de hydrogel gevormd na zwelling in de aanwezigheid van vloeistoffen in hoofdzaak is verstoord en gewijzigd. Dus gedurende de normale gebruiksomstandigheden waarbij spannings- en torsiekrachten op een absorberende structuur met slecht vloeistof management worden geplaatst zullen de hydrogel lagen onbedoeld opgedeeld worden, met openingen worden voorzien, oppervlaktes hebben die aanzienlijk zijn verdund en/of zijn opgesplitst in een groot aantal slecht presterende onderdelen, waardoor samenhang, permeabiliteit en geleidingsvermogen van de absorberende structuur worden geminimaliseerd of volledig worden tenietgedaan wat resulteert in prestatie falen. Het toevoegen van bulk aan de absorberende structuur om vocht te managen resulteert in een toenemende dikte, vergroten het gewicht, verminderen de flexibiliteit en beïnvloeden ongunstig en ongewenst de kosten en de ecologische voetafdruk van het absorberende artikel.

WO95/21596 openbaart een absorberend product gevormd uit twee vezellagen waartussen absorberende deeltjes zijn aangebracht. De twee vezellagen zijn gelamineerd volgens een combinatie van permanente en semi-permanente verbindingen.

GB 2283680 beschrijft een absorberend product met verbindingsmiddelen die de dragerlagen langs verbindingszones bevestigen voor het verschaffen van een niet-watergevoelige verbinding daartussen, welke zones op een afstand van de eilanden met absorberend materiaal liggen.

2011/0599

Het doel is dienovereenkomstig dunne, flexibele, lichtgewicht absorberende structuren met een hoge concentratie aan absorberend polymeer materiaal met een goede vochthuishouding te bekomen rekening houdende met productie, marketing, design, pasvorm, comfort, distributie, verpakking, verwijdering, materiaal, energie en transport kosten, enz.

De uitvinding word gekenmerkt door conclusie 1.

Volgens een mogelijke uitvoering wordt het absorberend polymeer materiaal geïmmobiliseerd in kleinere omsluitingen en grotere compartimenten met het kenmerk dat deze omsluitingen en compartimenten op adequate wijze het absorberende polymeer materiaal in droge, gedeeltelijke en volledig vloeistof beladen toestand beheren als gevolg van de wezenlijk blijvende primaire verbindingsrasters en wezenlijk tijdelijke secundaire verbindingspatronen. Deze verbindingen laten voldoende immobilisatie toe, echter geen buitensporige beperking, van het absorberend materiaal bij zwelling en expansie tijdens de vloeistof opname, waardoor onvoldoende gebruik, het verlies of de negatieve gevolgen voor hun prestaties worden vermeden.

Bij voorkeur maakt de afwezigheid van teveel of de volledige eliminatie van synthetische immobilisatie hulpstoffen (bv. kleefstoffen en bindmiddelen, zoals thermoplastische lijmen en netwerken), soms gebruikt voor het afdekken, fixeren of binden van absorberende polymeren, de absorberende structuur technisch, ecologisch en economisch zeer gunstig.

De onderhavige uitvinding verschaft een absorberende structuur met veel functionele en structurele integriteit ter gebruik in een absorberend artikel, zoals maar niet beperkt tot vrouwelijke hygiëne producten, luiers en luierbroekjes, incontinentieproducten voor volwassenen, diverse absorberende houders, voeringen, doeken, invoegsels en zo verder.

Absorberende structuren volgens een voorkeur uitvoeringsvorm van de uitvinding bevatten een absorberend materiaal, zoals bijvoorbeeld absorberend polymeer materiaal, bij voorkeur absorberend partikel polymeer materiaal, zoals bijvoorbeeld goed doorlatende SAP. Stand der techniek absorberende structuren zwellen voornamelijk op een homogene wijze tot de beschikbare vloeistof opname capaciteit van het absorberende materiaal is bereikt en/of de beschikbare vrije ruimtes binnen de diverse absorberende structuur grenzen wordt ingenomen door de opgezwollen en volume-geëxpandeerde absorberende materialen. Aangezien er geen macroscopische vloeistof management structuur in die absorberende structuren aanwezig is, is er een zeer hoog risico op zijkant lekkages en dus is er een noodzaak om aanvullende en complexe oppervlakkige en/of zijkant barrière structuren te verstrekken over het absorberende artikel.

2011/0599

Het is gebleken dat wanneer absorberend polymeer materiaal vloeistof absorbeert en opzwelt het feitelijk sneller, effectiever en efficiënter presteert wanneer het wordt gelocaliseerd in bepaalde patronen of schikkingen. Deze vooraf gedefinieerde locaties te samen met een nauwgezette dosering van absorberend polymeer materiaal helpt om optimale absorptie, pasvorm en/of comfort te verkrijgen.

Vandaar dat, gezien het wenselijk is dat het absorberend polymeer materiaal in de beoogde locatie blijft en dus ongewenste migratie en ongecontroleerde beweging daarvan binnen de absorberende structuur wordt voorkomen, het absorberend materiaal wenselijk op zo'n manier geïmmobiliseerd en/of beteugeld wordt via de absorberende structuur dat de absorberende partikel polymeer materialen zowel in gedeeltelijk vloeistof geladen als in volledig vloeistof geladen toestand presteert.

De absorberende structuur volgens de uitvinding met een dragerlaag, een hulplaag en een absorberend materiaal tussen de genoemde dragerlaag en hulplaag voorziet in een sandwich structuur waarin vooraf gedefinieerde roosters en patronen van primaire en secundaire verbindingen deze omhullende lagen aaneenvoegen met het kenmerk dat de secundaire verbindingen lossen, oplossen, verzwakken en/of verbroken worden ten gevolge van het blootstellen van deze structuur aan vloeistof, damp en/of vocht terwijl de primaire verbindingen wezenlijk intact blijven onder zulke normaal gebruiksomstandigheden.

Verbinden, Verbindingen en Verbonden zoals hierin gebruikt verwijst naar omvattende configuraties, waarin een element direct wordt bevestigd aan een ander element door het rechtstreeks aanbrengen van het element aan het andere element, evenals configuraties waarin het element indirect is bevestigd aan het andere element door het aanbrengen van het element op een tussenliggend lid of leden op hun beurt bevestigd aan het andere element, zijn synoniem voor termen zoals bevestigen, aanbrengen, beveiligen, binden, linken, etc.

De absorberende structuur onderscheidt zich door zijn vermogen om absorberend materiaal stevig te omsluiten, immobiliseren en/of bedwingen in droge toestand terwijl additionele, vooraf bepaalde en gecontroleerde expansie van een veelheid van kleinere omsluitingen tot minder, maar groter in afmeting, ontketende compartimenten tijdens de bevochtiging van de absorberende structuur worden

2011/0599 toegelaten waardoor er extra (nog niet beschikbare) ruimte, volume en oppervlakte wordt gecreëerd in het licht van een optimale expansie, zwelling en/of laden van het absorberende materiaal. Terwijl de primaire verbindingen hoofdzakelijk helpen om de structurele integriteit van de absorberende structuur te beschermen, gezien zij in hoofdzaak nat-bestendig zijn, zullen de secundaire verbindingen de opkomst van ongekende functionaliteiten toelaten, terwijl het absorberend materiaal toch stevig te omkapselen gedurende de geleidelijke expansie en zwelling.

De absorberende structuur verbindingsroosters en -patronen zijn bij voorkeur in lijn met de te worden uitgeoefende krachten die ontstaan gedurende vloeistof opname door het beschikbare en bruikbare absorberende materiaal van een nagenoeg droge tot een gedeeltelijke geladen tot een volledig vloeistof beladen toestand. De primaire verbindingen behouden in essentie meer integriteit tijdens en na absorptie dan de secundaire verbindingen onder dezelfde of vergelijkbare voorwaarden. Het verschil in bindingssterkte tussen de primaire verbindingen en de secundaire verbindingen laat toe de dragerlaag en hulplaag te scheiden tussenin de verschillende primaire verbindingsregio's, respectievelijk ter hoogte van de secundaire verbindingszones, zodoende extra ruimte en volume vrij te laten met oog op meer en vrije expansie van het absorberend materiaal in gedeeltelijk of geheel vloeistof beladen toestand in tegenstelling tot in droge toestand.

De ontsluiting van extra volumes en ruimte enkel gedurende het gebruik, leidt tot verscheidene productie, opslag en transport voordelen, omdat de absorberende materialen nu nauwkeuriger en effectiever kunnen worden geplaatst en geclustered, gezien het verwijderen van de initieel beteugelende middelen gedurende het gebruik uitgestelde vloeistof management systemen toelaten die tot uitstekende prestaties en aanzienlijke besparing van grondstoffen leiden. Een betere en gecontroleerde vocht verspreiding en dispersie leidt dus tot betere vocht communicatie van minder absorberende (bv verzadigd) naar meer absorberende gebieden (bv onverzadigde).

Om redenen van verder verbeterd absorptievermogen, vloeistof distributie/transport en retentie en een lagere aantal lekkages en rewet-waarden, is het bij voorkeur wenselijk dat deze absorberende structuren uitgesproken macroscopische oppervlakte structuren hebben zoals hoogtes en verhogingen en/of depressies en valleien die fungeren als kanalen, grachten en/of dijken teneinde de vloeistof te begeleiden in een gewenste wijze. De absorberende structuur bestaat uit een dragerlaag, een hulplaag en een absorberend materiaal dat ertussen ingeklemd zit waarbij de primaire en/of secundaire verbindingen de genoemde dragerlaag en hulplaag samenhechten met het kenmerk dat de absorberende structuur niet- homogeen zwelt teneinde een vloeistofmanagement

2011/0599 oppervlaktestructuur te vormen als gevolg van het blootstellen van het absorberend materiaal aan vloeistof.

Omwille van optimale flexibiliteit, pasvorm, comfort, discretie, vervoer en opslag efficiëntie, is het wenselijk dat dergelijke driedimensionale macroscopische oppervlaktestructuren enkel verschijnen en functioneren wanneer nodig, dat wil zeggen wanneer het product gedeeltelijk en/of volledig is bevochtigd met vloeistof, en zijn bij voorkeur dus nog niet aanwezig voorafgaand aan het gebruik van de absorberende structuur. De uitvinding laat dus indirecte functies toe, waarbij de 'verborgen' functies in droge toestand in wezen worden 'losgelaten' door bevochtiging, waardoor zich in wezen driedimensionale structuren 'onthullen' met een hoge(re) verheven en/of lage(re) verlaagde functionele en structurele delen van de absorberende structuur. De driedimensionale zwelling van de absorberende structuur kan worden veroorzaakt door differentiële zwelling van het absorberend polymeer materiaal of door het differentiële patroon van loskomende verbindingen, of door een combinatie. In een voorkeur uitvoeringsvorm, bestaat de absorberende structuur uit absorberende materialen verschillend in volume absorptiecapaciteit, met bij voorkeur ten minste 25%, bij meer voorkeur ten minste 50%, het meest bij voorkeur ten minste 100%. Bij wijze van voorbeeld, een oorspronkelijk platte barrière gekoppeld tussen twee gebieden van hoge absorptie zou worden bevrijd en zichzelf rechtop zetten wanneer deze gebieden vloeistof opnemen en zwellen.

De uitvinder heeft gevonden dat de mogelijkheid om macroscopische oppervlakte structuren te creëren met interne, geïntegreerde en oppervlakkige vloeistof en vocht management systemen ongeziene vloeistof huishouding toelaten door de vloeistof begeleiding naar gewenste locaties met extra opname, distributie, transport en opslag mogelijkheden ten gevolg zorgt voor een aanzienlijke toename van efficiency en effectiviteit van grondstoffen, terwijl het daardoor beperken van gelblocking en rewet, de lekkages en het structuur falen minimaliseert.

Idealiter is de vloeistof opname door de absorberende structuur en de daaruit voortvloeiende zwelling en volume toename in lijn met de respectievelijke ruimten en volumes gecreëerd door de toenemende onthechtings- en lossingsprocessen van de verbindingspatronen. Terwijl de droge immobilisatie van het absorberend materiaal met lager volume is verzekerd in de kleine(re) omsluitingen gevormd door de combinatie van de primaire en secundaire verbindingen, is de natte immobilisatie van het bevochtigde absorberend materiaal met hoger volume eveneens continu gegarandeerd door de graduele expansie van grote(re) compartimenten gedefinieerd door substantieel intacte primaire verbindingen na gedeeltelijke en/of volledige vrijgave van de secundaire verbindingspatronen onder invloed van vloeistof, damp en/of vocht. Gezien absorberend materiaal aanzienlijk in volume toeneemt is het dus belangrijk om het absorberend

2011/0599 materiaal continu te omsluiten. Goed ontworpen absorberende structuren laten een geleidelijke expansie van het absorberend materiaal toe zonder al te weinig of al te veel te beperken en zonder te laat of te vroeg loskomen van de secundaire verbindingen tijdens de graduele bevochtiging en expansie processen. De bindingssterkte zou voldoende moeten zijn in functie van de benodigde parameters van de absorberende structuur en zal afhangen van het artikel, zijn grootte, vorm en vereiste gebruiksduur en -prestaties.

Opgemerkt wordt dat wanneer vermelde primaire verbindingen wezenlijk intact blijven onder invloed van vloeistof, er bij voorkeur referentie wordt gemaakt naar kenmerken onder relatief normale slijtage/gebruiksomstandigheden, normale gebruikstijd, gemiddelde vloeistof hoeveelheden en intervallen op kamer- of lichaamstemperaturen zonder daarbij rekening te houden met overdreven, intense en/of extreme omstandigheden, zoals bijvoorbeeld een abnormaal groot aantal liter vloeistof tijdens meerdere dagen van intense interactie. In dat geval, hoewel niet geprefereerd, zouden aanvankelijk permanente primaire verbindingen uiteindelijk mogelijks toch lossen, ontkoppelen of verbreken. Het is duidelijk naar aanleiding van bovenstaande dat dergelijke primaire verbindingen die uiteindelijk veranderen in secundaire verbindingen na blootstelling aan langdurige en/of meer intense gebruiksomstandigheden dan normaal ook deel uitmaken van deze uitvinding.

In een voorkeur uitvoeringsvorm is het absorberend materiaal bij voorkeur in direct contact met de onderkant van de hulplaag en de bovenkant van de dragerlaag, hoewel aanvullende weefsels, non-woven, wovens, tissue en/of papierlagen kunnen worden voorzien om tegemoet te komen aan verdere vloeistof en vocht huishouding en integriteit.

De absorberende materialen worden bij voorkeur geclusterd en ingekapseld door de omsluitingen en compartimenten zoals gevormd door de primaire en secundaire verbindingen. Bij voorkeur is absorberend deeltjes polymeer materiaal aanwezig in een gemiddeld basis gewicht van tenminste ongeveer 50 g/m2, bij voorkeur ten minste ongeveer 100-200 g/m2, meer bij voorkeur ten minste ongeveer 300 g/m2, zelfs meer bij voorkeur ten minste ongeveer 500 g/m2, bij meeste voorkeur ten minste ongeveer 700 g/m2, waar bij voorkeur het absorbende polymeer materiaal minstens 60 % gewichtspercentage vormt, aangevuld met van nul tot een hoeveelheid van minder dan 40 % gewichtspercentage absorberend vezel materiaal. Goed doorlatende SAP is geprefereerd.

De absorberende structuur wordt verder toegelicht aan de hand uitvoeringsvoorbeelden en onder verwijzing naar de tekeningen, waarbij de figuren het volgende tonen:

2011/0599

Figuur 1 A-D geeft een schematische dwarsdoorsnede illustratie van absorberende structuren volgens uitvoeringsvormen van de uitvinding.

Figuur 2 geeft een schematische bovenaanzicht illustratie van een absorberende structuur volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding.

Figuur 3 geeft een schematische bovenaanzicht illustratie van een absorberende structuur in gedeeltelijk bevochtigde staat volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding, met wezenlijk permanente primaire verbindingen en de geleidelijke onthechting van nog verbonden en reeds geloste tijdelijke secundaire verbindingen.

Figuur 4 geeft schematische bovenaanzicht illustraties van absorberende structuren volgens uitvoeringsvormen van de uitvinding met aanduiding van verschillende cluster lokaties, vormen en groottes.

Figuur 5 geeft schematische bovenaanzicht illustraties van een absorberende structuur volgens uitvoeringsvormen van de uitvinding in droge intacte (A), gedeeltelijk bevochtigde en geloste (B) en natte losgelaten (C) toestand.

Figuur 6 geeft een schematische bovenaanzicht illustratie van een absorberende structuur volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding, met ingebouwde gefaseerde expansie via primaire verbindingsrasters 113 en secundaire verbindingspatronen 117.

Figuur 7 geeft een schematisch dwarsdoorsnede illustratie van een absorberende structuur met gefaseerde expansie in droge toestand volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding.

Figuur 8 geeft een schematische dwarsdoorsnede illustratie van een bevochtigde absorberende structuur met gefaseerde expansie volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding.

Onder verwijzing naar Figuur 1 A-D, 2 en 3, omvat de absorberende structuur 14 ten minste een dragerlaag 101 en ten minste een hulplaag 102, en absorberend materiaal 110. De dragerlaag 101 en hulplaag 102 zijn verbonden via primaire verbindingen 111, eventueel via primaire verbindingsmedia zoals bijvoorbeeld een nat-resistente kleefstof of bindmiddel, en via secundaire verbindingen 115, eventueel via secundaire verbindingsmedia zoals bijvoorbeeld een in water oplosbare lijm of een nat-resistente hot-melt.

2011/0599

Typische voorbeelden van methoden die worden gebruikt om materiaal en lagen mee aan elkaar te hechten zijn bij wijze van voorbeeld, maar zijn niet beperkt tot, het gebruik van kleefstoffen, zoals bijvoorbeeld een drukgevoelige lijm, verhardingen, chemische links zoals bijvoorbeeld waterstof en covalente bindingen of via het gebruik van ultrasone en/of andere chemische, thermische, mechanische of thermo-mechanische bevestigingstechnieken zoals bijvoorbeeld warmtedichting, vernaalding, lucht, verstrengeling, weerstand, waterstraaldruk, en dergelijke.

In een voorkeur uitvoeringsvorm, zijn de primaire verbindingen 111 en de secundaire verbindingen 115 ultrasonische thermo-dichtingen. Typisch zijn thermo- dichtingsvlakken van de primaire verbindingen 111 relatief gro(o)t(er) in oppervlak, vasthoudendheid en/of integriteit (dan de thermo-dichtingsvlakken van de secundaire verbindingen 115), resulterend in een absoluut of relatief hoge(re) scheidingskracht. In het algemeen komen de verbindingen in verschillende maten en vormen, zoals ronde, elliptische, rechthoekige of vierkante vormen, maar bij voorkeur worden deze voorzien van afgeronde hoeken om de dragerlaag 101 en hulplaag 102 te weerhouden van scheuren tijdens het gebruik. Bij voorkeur zijn de primaire verbindingen 111 gerangschikt in een rooster dat bestaat uit afgeronde elementen waarvan ongeveer 50% zijn gericht langs een X-as, en de rest langs een Y-as. Combinaties van elliptischeachtige vormen, zoals uni-dimensionele en bi- dimensionale vormen maken uitstekende primaire verbindingen 111.

Het draagt ook de voorkeur om de verbindingen zo te ontwerpen, zodat ze een gemiddelde oppervlakte hebben van ten minste ongeveer 0,5 mm², bij voorkeur ten minste ongeveer 1,0 mm², 2 mm² of 3 mm2, nog meer bij voorkeur ten minste ongeveer 16 mm2. Qok de dichtheid van de verbindingen kunnen variëren, afhankelijk van de grootte van de oppervlakte van de afzonderlijke verbindingen en de gewenste scheidingskrachten. Voor verbindingen met een oppervlakte kleiner dan 1 cm2 bijvoorbeeld, is het raadzaam om een dichtheid van ten minste ongeveer

100 verbindingen per m2 gebruiken. In een andere uitvoeringsvorm van deze uitvinding, zijn de primaire verbindingen 111 gerangschikt in een primair verbindingsrooster 113 bestaande uit doorlopende lijnen om bijkomende vloeistof distributie en transport, een grote scheidingskracht en hoge weerstand tegen de verspreiding van eventuele barsten of scheuren in de omsluitingen 130 toe te laten. De primaire verbindingsroosters 113 zijn zorgvuldig ontworpen zodat in vochtige toestand, het gezwollen materiaal stabiel blijft rond de plaatsen waar het werd gelokaliseerd en/of geïmmobiliseerd in droge toestand. Als dit niet gebeurt zou dit leiden tot het splitsen en/of

2011/0599 verplaatsing van het natte absorberend materiaal, wat resulteert in defecte vochthuishouding en het verlies van prestaties, verminderde pasvorm en comfort, zelfs volledige falen.

Naast de primaire verbindingen 111 en secundaire verbindingen 115, zijn er ook losse regio's 119, waar er wezenlijk geen aanhechting, band en/of verbinding is tussen de dragerlaag 101 en hulplaag 102, waardoor er omsluitingen 130 ontstaan waarin het absorberend materiaal 110 kan worden gelokaliseerd teneinde goed ontworpen clusters te vormen. De primaire verbindingen 111 komen overeen met een primair verbindingsrooster 113, terwijl de secundaire verbindingen 115 overeenkomen met een secundair verbindingspatroon 117. Gezien het secundaire verbindingspatroon 117 zal lossen onder invloed van water en de zwellingskracht van de absorberende materialen, moet de secundaire verbinding 115 een relatief lage(re) scheidingskracht hebben in gebruik. Bij voorkeur is de scheidingskracht die nodig is om deze secundaire verbindingen te breken in gebruik lager dan ongeveer 5.0 N/cm, meer bij voorkeur lager dan ongeveer 2.5, 2.0 of 1.0 N/cm, zelfs meer bij voorkeur lager dan ongeveer 0.75, 0.5 of 0.25 N/cm en meeste bij voorkeur lager dan ongeveer 0.20 of 0.10 N/cm.

In een alternatieve uitvoeringsvorm van deze uitvinding, is een hydro-oplosbare of water-gevoelige kleefstof gebruikt als secundair verbindingsmedium. In een meer geprefereerde uitvoeringsvorm, zijn beide lagen via thermo-dichting aan elkaar verbonden, bij meeste voorkeur met ultrasonisch verbindingen, zonder synthetische hechthulpstoffen. De thermo-afdichtingsvlakken van de secundaire verbindingen 115 hebben relatief kleine(re) oppervlakte, vasthoudendheid of integriteit (dan de primaire verbindingen 111), resulterend in een absoluut of relatief lage(re) scheidingskracht. De thermo-afdichtingsvlakken kunnen voorkomen in verschillende maten en vormen, maar het draagt de voorkeur om ten minste een scherpe rand aan de dragerlaag 101 en hulplaag 102 te voorzien teneinde het uit elkaar scheuren te vergemakkelijken. Combinaties van cirkel-achtige vormen, zoals ronde en stip vormen zijn ook geprefereerd als secundaire verbindingen 115. Eliminatie van verbindingsmedia leidt tot lagere grondstof- en productiekosten en meer milieuvriendelijke en duurzame absorberende structuren.

Als dragerlaag 101 en/of hulplaag 102, met een typisch basisgewicht in het bereik van 3-400 gram, kan men kiezen uit een verscheidenheid van materialen, zoals maar niet beperkt tot rigide, rekbare of elastische non-wovens of geweven weefsels, wetlaid materiaal, zoals cellulose tissue, papier, film, weefsel, geperforeerde films, schuim materiaal, thermoplastisch materiaal, lagen kleefstoffen

2011/0599 of welke materialen dan ook die geschikt zijn binnen de absorberende structuur 14. De sandwich lagen kunnen worden gemaakt van dezelfde of verschillende materialen met verschillende samenstellingen, gewichten en/of structuren. In een voorkeur uitvoeringsvorm, is ten minste een van de lagen vloeistof doorlaatbaar over ten minste een deel van z'n oppervlak, zodat vloeistoffen kunnen worden opgenomen in de Z-richting. In een andere uitvoeringsvorm zijn zowel de dragerlaag 101 als de hulplaag 102 vloeistof doorlaatbaar. In nog een andere voorkeur uitvoeringsvorm, is een van de lagen een vloeistof doorlaatbaar non-woven materiaal en de andere laag een wezenlijk vloeistof ondoorlaatbaar en mogelijks ademende polyethyleen (PE) folie, waarbij de non-woven laag is gepositioneerd op de plaats waar de vloeistofstroom te verwachten is zoals de drager-gerichte zijde van de absorberende structuur 14 in het geval van een absorberend voorwerp, zoals een luier, terwijl de PE-folie is gepositioneerd weg van de plaats waar de vloeistofstroom is te verwachten, zoals de kleding-gerichte zijde van de absorberende structuur in het geval van een absorberend voorwerp, zoals een luier. In dit geval kan men bijvoorbeeld een 22 gsm polypropyleen non-woven materiaal van Albis en een 20 μm ademende polyethyleen film van Nuova Pansa selecteren.

De omsluitingen 130 kunnen een regelmatige vorm, een onregelmatige vorm of combinatie daarvan hebben. Geprefereerde vormen van de omsluitingen 130 zijn cirkelvormig, elliptisch of vierkant met een diameter, straal of zijkant groter dan ongeveer 0.1 mm, 0.2 mm, 0.3 mm, 0.4 mm, 0.5 mm, meer bij voorkeur groter dan ongeveer 0.75 mm en kleiner dan ongeveer 60 mm, meer bij voorkeur groter dan ongeveer 1.0 mm en kleiner dan ongeveer 40 mm en het meest bij voorkeur groter dan ongeveer 2.00 mm en kleiner dan ongeveer 10 mm. Het absorberende materiaal 110 vult de omsluitingen 130 niet noodzakelijk helemaal gezien het misschien voordelig kan zijn om wat lege ruimte naast het absorberend materiaal 110 te laten of wat omsluitingen 130 geheel of gedeeltelijk leeg te houden.

De primaire verbindingen 111 dienen wezenlijk de wrijvingen en spanning te weerstaan tijdens normaal gebruik van de absorberende structuur 14 en de krachten als gevolg van het expanderende en zwellende absorberende materiaal 110 door de vloeistof opname. Bij voorkeur is de scheidingskracht die nodig is om de primaire verbindingen tussen de dragerlaag 101 en hulplaag 102 te scheiden hoger dan ongeveer 0.05 N/cm of ongeveer 0.75 N/cm, meer bij voorkeur hoger dan ongeveer 0.1 N/cm, 0.2 N/cm of 0.3 N/cm, zelfs meer bij voorkeur hoger dan ongeveer 1.0 N/cm, 1.5 N/cm, 2.5 N/cm en meeste bij voorkeur hoger dan ongeveer 3-5 N/cm. De gezamenlijke roosters en patronen kunnen bestaan uit verschillende subregio's, die overeenkomen met verschillende scheidingskrachten.

2011/0599

Zoals te zien is in Figuur 4 A-B en 5 A-C, kan het absorberende materiaal patroon gevormd tussen de verbindingen willekeurig of regelmatig, wezenlijk onafgebroken, aaneengesloten of geïsoleerd, volledig bedekkend of gedeeltelijk bedekkend en/of enige andere geschikte combinatie zijn. Bij voorkeur bestaan de absorberende materiaal regio's uit verschillende clusters van absorberend materiaal 110, omringd door gebieden waar nagenoeg geen absorberend materiaal aanwezig is, die kunnen fungeren als extra distributie en transportkanalen waardoor de stroom van vloeistof weg kan bewegen van punt van toediening naar verder verwijderde beschikbare clusters van absorberend materiaal 110. De gewichtsverdeling van absorberend materiaal 110 over de absorberende structuur 14 kan regelmatig zijn over het voornaamste oppervlak of kan geprofileerd zijn, met andere woorden het basisgewicht van het absorberend materiaal 110 kan afhankelijk zijn van de positie binnen de absorberende structuur 14, wat bijvoorbeeld zeer wenselijk is voor het gebruik in luier- en luierbroekjeskernen waar men absoluut en/of relatief meer absorberend materiaal 110 in de buurt van het punt van de vloeistof toediening zou willen concentreren. Geschikte materialen zoals bijvoorbeeld goed doorlatende SAP worden aangeboden door Evonik, BASF en Nippon Shokubai. Hoewel bij voorkeur het absorberende polymeer materiaal tot 100% van het absorberend materiaal 110 kan vormen kan het ook worden gebruikt in combinatie met andere materialen zoals bijvoorbeeld cellulose vezels of fluff pulp, bij voorkeur echter vormt het absorberend vezel materiaal slechts van nul tot minder dan 40 % gewichtspercentage.

Het breken van de secundaire verbindingen 115 laat toe de dragerlaag 101 en/of hulplaag 102 te vervormen, te rekken en/of van vorm te veranderen. Als gevolg hiervan, zijn de minimum volume omsluitingen in staat om tot tussenliggende volume compartimenten uit te breiden en uiteindelijk tot maximum volume compartimenten, teneinde het extra volume van het additionele hoog expanderende absorberende materiaal 110 tegemoet te komen. Zo wordt een absorberende structuur 14 met uitbreidbare omsluitingen via additioneel activeerbare en beschikbaar zwelvolumes gemaakt, zodat het absorberende materiaal 110 effectiever en efficiënter kan worden gebruikt en de kans op barsten van een of meerdere daartussen liggende lagen verminderd. Het extra volume gecreëerd door de expansie van omsluitingen kan bijvoorbeeld ongeveer 1% tot 5% zijn van het oorspronkelijke volume. Bij voorkeur echter is deze hoger dan ongeveer 5% tot 25%, meer bij voorkeur hoger dan ongeveer 25% tot 50%, het meest bij voorkeur meer dan ongeveer 50% of 100% van het oorspronkelijke volume. In een alternatieve uitvoeringsvorm, bestaat de absorberende structuur 14 uit meerdere lagen sandwich-achtige structuren, waar op de eerste sandwich structuur van dragerlaag 101 - absorberend materiaal 110 - hulplaag 102, additionele lagen van absorberend materiaal en/of complementaire lagen 100 zijn toegevoegd. Dergelijke structuren kunnen zorgen voor een nog betere vloeistof absorptie prestatie met behoud van een goede productintegriteit, zowel in een droge als in natte toestand.

2011/0599

Figuren 6, 7 en 8 tonen uitvoeringsvormen volgens de uitvinding, waarbij secundaire verbindingen 115 bestaan uit relatief zwakkere secundaire verbindingen 115' en een relatief sterkere secundaire verbindingen 115'', waar de zwakkere secundaire verbindingen 115' sneller loskomen dan de sterkere secundaire verbindingen 115''. De verschillende functionaliteiten in de primaire verbindingen 111 en de secundaire verbindingen 115 in combinatie met de hechtkracht differentiatie tussen de zwakkere secundaire verbindingen 115' en de een sterkere secundaire verbindingen 115'' maakt het ontwerp van een absorberende structuur 14 met een vooraf bepaalde, gecontroleerde en/of gefaseerde volume-expansie van de absorberende structuur mogelijk voor ultieme vloeistofhuishouding.

In een meer geprefereerde uitvoeringsvorm, bestaat de absorberende structuur 14 uit zwakkere secundaire verbindingen 115' aan de rand van de absorberende structuur 14 waardoor de initiële en gemakkelijkere expansie van het absorberend materiaal 110 grenzend aan de longitudinale en/of eindranden van de absorberende structuur 14 bestendigd wordt, waardoor (eerste) insluiting of anti-lekkage barrières binnen de absorberende structuur 14 worden gevormd. Zo'n bijzondere interne ingebouwde barrière structuren hebben een groot aantal pre-gebruik, gebruik en de postgebruik voordelen voor de opbouw van wegwerpbare absorberende hygiëneproducten, zoals absorberende onderkledij, luiers of luierbroeken. Zoals getoond in figuren 6, 7 en 8, lossen de zwakkere secundaire verbindingen 115' om zo de primaire barrières of wallen 150 te vormen, terwijl de sterkere secundaire verbindingen 115'' de pas later ontstane secundaire barrières of wallen 151 vormen. De in hoofdzaak permanente vocht-bestendige primaire roosters vormen kanalen 152 tussen de primaire dijken 150 en/of secundaire dijken 151. Vanwege het tijdsverschil tussen de vorming van de primaire dijken 150 en de secundaire dijken 151, zullen de primaire dijken 150 de vloeistof in het product omvatten, waar het verder kan worden verspreid via de kanalen 152 en bijvoorbeeld zal worden opgeslagen in en omvat door de secundaire dijken 151. Uiteraard zijn combinaties en varianten mogelijk.

In een voorkeur uitvoeringsvorm, kan men bijvoorbeeld dijken op een zodanige wijze maken teneinde lange of bolvormige depressie omsluitingen te krijgen, wezenlijk omringd door dijken. Dergelijke dijken kunnen worden verlaagd of onderbroken teneinde een of meerdere in- of uithammen te creëren. De lege ruimte in de omsluiting kan dan vooral worden gebruikt om vloeistoffen, vaste stoffen en/of vloeistoffen met hoge viscositeit op te slaan. In babyluiers of incontinentieproducten voor volwassenen, kunnen dergelijke extra dijken fungeren als een kussen, die voorzien in comfort, de huid uit de buurt houden van ontlasting en voorkomen dat ontlasting uit

2011/0599 het absorberende artikel zal worden uitgeperst wanneer de drager druk uitoefent, bijvoorbeeld bij zitten, op het product. Verschillende vormen, maten, locaties en combinaties zijn denkbaar.

De uitvinding voorziet in het gebruik van een absorberende structuur volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding in een absorberend product, geselecteerd uit bijvoorbeeld een lijst van koffie pads, wegwerp bodywarmers, web gevormde detergent artikelen, filtermaterialen, isolatiematerialen, make-up pads, anti-septische proppen, dameshygiëne onderkleding, luiers, luierbroeken, incontinentieproducten voor volwassenen, bij voorkeur is het absorberend artikel een vrouwelijke hygiëne artikel, een baby luier, een baby optrekbroekje of een licht-medium-zwaar incontinentie producten voor volwassenen. De bouw van dergelijke commercieel beschikbare producten is goed gekend uit de stand der techniek.

Een voorbeeld absorberend artikel is een wegwerpbare baby luier.

Het chassis bestaat uit een omhulsel met een vloeistof doorlaatbaar hydrofiele zachte non-woven, deels elastische bovenlaag bedekt met een uitslag-preventie coating (bijv. aloë vera) met een goede doorlating en verminderde neiging tot rewet; en een vloeistof ondoordringbare ademende laminaat onderlaag van non-woven en een dunne plastic folie met de absorberende structuur er tussen ingekapseld. De absorberende structuur heeft een dragerlaag en hulplaag van non-woven materiaal met in de kruisrichting expansie van meer dan 10%. Het absorberende partikel polymeer materiaal is een goed doorlatende cross-gelinkte poly-acrylaat. De ronde ultrasone primaire verbindingen hebben een oppervlakte van ongeveer 2 mm2 en de ultrasone ellipsoïde secundaire verbindingen hebben een oppervlakte van 1 mm2, en bevinden zich ongeveer 10 mm van elkaar. Het chassis omvat verder elastische zijpanelen, elastische been barrières en een elastische taille functie om het chassis te omsluiten omheen de taille van de drager voor een verbeterde pasvorm en insluiting. Het chassis omvat verder ook haak- en plakbevestigingssystemen op de buitenste randen van de rug regio en een lus landingszone regio aan de buitenkant van de voorste regio. De absorberende structuur omvat overwegend doorlatend SAP met beperkte hoeveelheden van cellulose vezels, fluff pulp en chemisch verstijfde, gewijzigd, cross-gelinkte cellulosevezels. De absorberende structuur bestaat uit slechts een kleine hoeveelheden niet-vloeistof absorberende materialen, zoals kleefstoffen, bindmiddelen, kunststoffen, wassen en oliën. De luier maakt ook gebruik van een paar van insluitingswanden met elastiekleden en een opname en distributie laag, gelegen tussen de toplaag en de absorberende structuur, gemaakt van highloft. De zijpanelen geplaatst in de rug taille regio zijn flexibel, expanderend en elastisch in ten minste de laterale richting. Het absorberende artikel bevat ook voorste oor panelen in functie van een betere pasvorm, insluiting en esthetische eigenschappen.

Claims

CONCLUSIES

1. Een absorberende structuur met een dragerlaag, een hulplaag en een absorberend polymeer materiaal tussen genoemde dragerlaag en hulplaag waarin wezenlijk permanente primaire verbindingen en/of wezenlijk tijdelijke secundaire verbindingen deze dragerlaag en hulplaag minstens gedeeltelijk verbinden tot een sandwich-achtige structuur met daartussen absorberende polymeer materiaal in minstens één van de ongebonden regio's gekenmerkt in dat de primaire verbindingen (111) gerangschikt zijn in een primair verbindingsrooster (113) bestaande uit doorlopende lijnen, waarbij het in hoofdzaak permanent vocht-bestendig primair rooster kanalen (152) vormt tussen primaire dijken (150) en/of secundaire dijken (151), waarbij het absorberend materiaal aangebracht is volgens een absorberend materiaal patroon dat aaneengesloten is.
2. Een absorberende structuur volgens conclusie 1, waarbij een wezenlijk tijdelijk secundair verbindingspatroon bijdraagt om meerdere relatieve kleinere ongebonden omsluitingen te definiëren die minstens een gedeelte het aanwezige droog absorberende polymeer materiaal volume immobiliseren, waarbij het wezenlijk tijdelijk secundair verbindingspatroon geleidelijk lost ten gevolge van het absorberende polymeer materiaal bloot te stellen aan vloeistof, resulterend in afnemend in aantal en toenemend in volume ongebonden regio's die minstens een gedeelte van het gedeeltelijk bevochtigde absorberende polymeer materiaal volume immobiliseren, waarbij het wezenlijk intacte primaire verbindingsrooster bijdraagt om minstens één relatief groter compartiment te definiëren dat ten minste een gedeelte van het bevochtigde absorberend polymeer materiaal volume immobiliseert.
3. Een absorberende structuur volgens conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat de absorberende structuur niet-homogeen zwelt tot een driedimensionele vloeistofhuishouding oppervlaktestructuur.
4. Een absorberende structuur volgens één van de bovenstaande conclusies, waarbij de verbindingen minstens gedeeltelijk gevormd zijn via een thermisch, mechanisch, fysisch, chemisch en/of bij voorkeur ultrasonisch proces.
5. Een absorberende structuur volgens één van de bovenstaande conclusies, waarbij ten minste 60% van het absorberende materiaal absorberend partikel polymeer materiaal is.
6. Een absorberende structuur volgens één van de bovenstaande conclusies, waarbij ten minste een deel van de drager en/of hulplaag een weefsel, non-woven of thermoplastische laag is.

2011/0599
7. Een absorberende structuur volgens conclusie 2 en één van bovenstaande conclusies, waarbij ten minste een omsluiting absorberend polymeer materiaal bevat, zodat in een droge toestand de absorberende structuur is voorzien van omsluitingen van wezenlijk gelijke dikte, en in bevochtigde toestand de absorberende structuur zorgt voor een wezenlijk ongelijk in dikte zijnde vloeistofhuishouding compartimenten.
8. Een absorberende structuur volgens één van de bovenstaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het absorberende vermogen van de absorberende structuur ten minste 100 g/m2, bij voorkeur ten minste 200 g/m2 en meer bij voorkeur ten minste een 500 g/m2 is.
9. Een absorberende structuur volgens één van de bovenstaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat in bevochtigde staat de lage zone ten minste 5%, meer bij voorkeur 15% of het meest bij voorkeur ten minste 25% lager is dan de hoogte van de naastliggende verhoogde dijk.
10. Een absorberende structuur volgens één van de bovenstaande conclusies, waarbij de secundaire verbindingen (115) bestaan uit relatief zwakkere secundaire verbindingen (115') en relatief sterkere secundaire verbindingen (115”), waar de zwakkere secundaire verbindingen (115') sneller loskomen dan de sterkere secundaire verbindingen (115”).
11. Een absorberende structuur volgens één van de bovenstaande conclusies, waarbij de secundaire verbindingen een hydro-oplosbare of watergevoelige kleefstof gebruiken als secundair verbindingsmedium.
12. Absorberend product omvattende een absorberende structuur volgens één der voorgaande conclusies, en een omhulsel met een vloeistof doorlaatbare non-woven bovenlaag en een vloeistof ondoordringbare ademende laminaat onderlaag, waarbij de absorberende structuur ingekapseld is tussen de bovenlaag en de onderlaag.