BE1026544B1 - Absorberende structuur - Google Patents

Abstract

Een absorberende structuur met een dragerlaag, een hulplaag en een absorberend materiaal tussen genoemde dragerlaag en hulplaag waarin wezenlijk permanente primaire verbindingen en/of wezenlijk tijdelijke secundaire verbindingen deze dragerlaag en hulplaag samenhechten, waarbij de absorberende structuur niet-homogeen zwelt teneinde een vloeistofmanagement oppervlaktestructuur te vormen als gevolg van het blootstellen van het absorberend materiaal aan vloeistof, waarbij het niet-homogeen zwellen van de absorberende structuur veroorzaakt wordt door een differentieel patroon van loskomende secundaire verbindingen.

Description

ABSORBERENDE STRUCTUUR De uitvinding heeft betrekking op een absorberende structuur met een hoge concentratie aan absorberend polymeermateriaal binnen een geïntegreerd vloeistofmanagement systeem.

Absorberende structuren met een hoge concentratie aan absorberend polymeermateriaal 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 polymeermateriaal in een concentratie van ongeveer 60% tot 100% van het gewicht. Hoge concentraties aan absorberend polymeermateriaal in homogene en continue hoeveelheden van ongeveer 50-100g bij het ontbreken van enig substantieel vezelig ondersteunend materiaal leiden tot zeer slecht vloeistofmanagement. Door een slecht vloeistofmanagement of -huishouding wordt bedoeld dat de regio's van absorberend polymeermateriaal onvoldoende integriteit hebben in droge, deels vochtige en/of natte toestand. Dit resulteert erin 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 vloeistofmanagement worden geplaatst zullen de hydrogellagen 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 prestatiefalen. Het toevoegen van bulk aan de absorberende structuur om vocht te managen resulteert in een toenemende dikte, een verhoging van het gewicht, een vermindering van de flexibiliteit en beïnvloedt ongunstig en ongewenst de kosten en de ecologische voetafdruk van het absorberend 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.

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

De uitvinding wordt gekenmerkt door conclusie 1. Volgens een mogelijke uitvoering wordt het absorberend polymeermateriaal geïmmobiliseerd in kleinere omsluitingen en grotere compartimenten, met het kenmerk, dat deze omsluitingen en compartimenten op adequate wijze het absorberend polymeermateriaal 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 vloeistofopname, 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 immobilisatiehulpstoffen (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 enzovoort. Absorberende structuren volgens een voorkeuruitvoeringsvorm van de uitvinding bevatten een absorberend materiaal, zoals bijvoorbeeld absorberend polymeermateriaal, bij voorkeur absorberend partikel polymeermateriaal, zoals bijvoorbeeld goed doorlatende SAP. Stand der techniek absorberende structuren zwellen voornamelijk op een homogene wijze tot de beschikbare vloeistofopnamecapaciteit van het absorberend materiaal is bereikt en/of de beschikbare vrije ruimtes binnen de diverse absorberende structuurgrenzen wordt ingenomen door de opgezwollen en volume-geëxpandeerde absorberende materialen. Aangezien er geen macroscopische vloeistofmanagementstructuur 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 barrièrestructuren te verstrekken over het absorberend artikel.

Het is gebleken dat wanneer absorberend polymeermateriaal vloeistof absorbeert en opzwelt, het feitelijk sneller, effectiever en efficiënter presteert wanneer het wordt gelokaliseerd 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 polymeermateriaal 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 polymeermaterialen 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 normale gebruiksomstandigheden.

“Verbinden”, "Verbindingen" en "Verbonden", zoals hier 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, te immobiliseren en/of te bedwingen in droge toestand terwijl additionele, voorafbepaalde 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 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 omde 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 wordt omkapseld gedurende de geleidelijke expansie en zwelling.

De absorberende structuurverbindingsroosters en -patronen zijn bij voorkeur in lijn met de uit te oefenen krachten die ontstaan gedurende vloeistofopname door het beschikbare en bruikbare absorberend materiaal van een nagenoeg droge tot cen 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 tussen 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 transportvoordelen, omdat de absorberende materialen nu nauwkeuriger en effectiever kunnen worden geplaatst en geclusterd, gezien het verwijderen van de initieel beteugelende middelen gedurende het gebruik uitgestelde vloeistofmanagementsystemen toelaten die tot uitstekende prestaties en aanzienlijke besparing van grondstoffen leiden. Een betere en gecontroleerde vochtverspreiding en dispersie leidt dus tot betere vochtcommunicatie van minder absorberende (bijvoorbeeld verzadigde) naar meer absorberende gebieden (bijvoorbeeld onverzadigde).

Om redenen van verder verbeterd absorptievermogen, vloeistofdistributie/-transport en retentie en cen lagere aantal lekkages en rewet-waarden, is het bij voorkeur wenselijk dat deze absorberende structuren uitgesproken macroscopische oppervlaktestructuren hebben zoals hoogtes en verhogingen en/of depressies en valleien die fungeren als kanalen, grachten en/of dijken teneinde de vloeistof te begeleiden op 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 oppervlaktestructuur te vormen als gevolg van het blootstellen van het absorberend materiaal aan vloeistof.

Omwille van optimale flexibiliteit, pasvorm, comfort, discretie, vervoer en opslagefficiëntie, 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 5 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 polymeermateriaal of door het differentiële patroon van loskomende verbindingen, of door een combinatie daarvan. In cen voorkeuruitvoeringsvorm bestaat de absorberende structuur uit absorberende materialen verschillend in volumeabsorptiecapaciteit, met bij voorkeur tenminste 25%, meer bij voorkeur tenminste 50%, meest bij voorkeur tenminste 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 vastgesteld dat de mogelijkheid om macroscopische oppervlaktestructuren te creëren met interne, geïntegreerde en oppervlakkige vloeistof- en vochtmanagementsystemen, een ongeziene vloeistofhuishouding toelaat door de vloeistofbegeleiding naar gewenste locaties met extra opname-, distributie-, transport- en opslagmogelijkheden, hetgeen bijgevolg zorgt voor een aanzienlijke toename van efficiency en effectiviteit van grondstoffen, terwijl het daardoor beperken van gel-blocking en rewet, de lekkages en het structuurfalen minimaliseert.

Idealiter is de vloeistofopname door de absorberende structuur en de daaruit voortvloeiende zwelling en volumetoename 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 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 zonderte laat of te vroeg loskomen van de secundaire verbindingen tijdens de graduele bevochtiging en expansieprocessen. 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 vloeistofhoeveelheden 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 dat, naar aanleiding van het bovenstaande, 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 cen voorkeuruitvoeringsvorm 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 vochthuishouding 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 polymeermateriaal aanwezig in een gemiddeld basisgewicht van tenminste ongeveer 50 g/m2, bij voorkeur tenminste ongeveer 100-200 g/m2, meer bij voorkeur tenminste ongeveer 300 g/m2, zelfs meer bij voorkeur tenminste ongeveer 500 g/m2, meest bij voorkeur tenminste ongeveer 700 g/m2, waar bij voorkeur het absorbend polymeermateriaal minstens 60% gewichtspercentage vormt, aangevuld met van nul tot een hoeveelheid van minder dan 40 % gewichtspercentage absorberend vezelmateriaal. Goed doorlatende SAP geniet de voorkeur. De absorberende structuur wordt verder toegelicht aan de hand van uitvoeringsvoorbeelden en onder verwijzing naar de tekeningen, waarbij de figuren het volgende tonen: Figuur 1 A-D geeft een schematische dwarsdoorsnede-illustratie van absorberende structuren volgens uitvoeringsvormen van de uitvinding.

Figuur 2 geeft een schematische bovenaanzichtillustratie van een absorberende structuur volgens cen uitvoeringsvorm van de uitvinding.

Figuur 3 geeft een schematische bovenaanzichtillustratie 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 bovenaanzichtillustraties van absorberende structuren volgens uitvoeringsvormen van de uitvinding met aanduiding van verschillende clusterlocaties, vormen en groottes.

Figuur 5 geeft schematische bovenaanzichtillustraties 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 bovenaanzichtillustratie van een absorberende structuur volgens cen 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 tenminste een dragerlaag 101 en tenminste 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.

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, zoalsbijvoorbeeld 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 voorkeuruitvoeringsvorm, 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 ellipsvormen, zoals uni-dimensionele en bi-dimensionele vormen maken uitstekende primaire verbindingen 111. Het geniet ook de voorkeur om de verbindingen zodanig te ontwerpendat ze een gemiddelde oppervlakte hebben van tenminste ongeveer 0,5 mm, bij voorkeur tenminste ongeveer 1,0 mm?, 2 mm’of 3 mn, nog meer bij voorkeur tenminste ongeveer 16 mm?. Ook de dichtheid van de verbindingen kan variëren, afhankelijk van de grootte van de oppervlakte van de afzonderlijke verbindingen en de gewenste scheidingskrachten. Voor verbindingen met een oppervlakte kleiner dan 1 cm? bijvoorbeeld, is het raadzaam om een dichtheid van tenminste ongeveer 100 verbindingen per m? te 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 vloeistofdistributie 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 verplaatsen van het natte absorberend materiaal, wat resulteert in defecte vochthuishouding en het verlies van prestaties, verminderde pasvorm en comfort, zelfs volledig 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 wordengelokaliseerd 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/em en meest bij voorkeur lager dan ongeveer 0.20 of 0.10 N/em.

In een alternatieve uitvoeringsvorm van deze uitvinding, is een hydro-oplosbare of watergevoelige kleefstof gebruikt als secundair verbindingsmedium. In een meer geprefereerde uitvoeringsvorm, zijn beide lagen via thermodichting aan elkaar verbonden, meest bij 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 tenminste een scherpe rand aan de dragerlaag 101 en hulplaag 102 te voorzien teneinde het uit elkaar scheuren te vergemakkelijken. Combinaties van cirkelachtige 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, schuimmateriaal, thermoplastisch materiaal, lagen kleefstoffen of welke materialen dan ook die geschikt zijn binnen de absorberende structuur 14. De sandwichlagen kunnen worden gemaakt van dezelfde of verschillende materialen met verschillende samenstellingen, gewichten en/of structuren. In een voorkeuruitvoeringsvorm is tenminste één van de lagen vloeistofdoorlaatbaar over tenminste een deel van zijn oppervlak, zodat vloeistoffen kunnen worden opgenomen in de Z-richting. In een andere uitvoeringsvorm zijn zowel de dragerlaag 101 als de hulplaag 102 vloeistofdoorlaatbaar. In nog een andere voorkeuruitvoeringsvorm, is één van de lagen een vloeistofdoorlaatbaar non-woven materiaal en de andere laag een wezenlijk vloeistofondoorlaatbaar en mogelijks ademende polyethyleen (PE) folie, waarbij de non-woven laag gepositioneerd is op de plaats waar de vloeistofstroom te verwachtenis, zoals de dragergerichte zijde van de absorberende structuur 14 in het geval van een absorberend voorwerp, zoals een luier, terwijl de PE-folie gepositioneerd is weg van de plaats waar de vloeistofstroom is te verwachten, zoals de kledinggerichte 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 um ademende polyethyleen film van Nuova Pansa selecteren. De omsluitingen 130 kunnen een regelmatige vorm, een onregelmatige vorm of een combinatie daarvan hebben. Geprefereerde vormen van de omsluitingen 130 zijn cirkelvormig, elliptisch of vierkant met cen 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 absorberend 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 vloeistofopname. 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/em of 0.3 N/em, zelfs meer bij voorkeur hoger dan ongeveer 1.0 N/cm, 1.5 N/em, 2.5 N/cm en meest 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. Zoals te zien is in Figuur 4 A-B en 5 A-C, kan het absorberend materiaalpatroon 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 materiaalregio’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 geprofileerdzijn, 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 vloeistoftoediening zou willen concentreren.

Geschikte materialen zoals bijvoorbeeld goed doorlatende SAP worden aangeboden door Evonik, BASF en Nippon Shokubai. Hoewel bij voorkeur het absorberend polymeermateriaal tot 100% van het absorberend materiaal 110 kan vormen, kan het ook worden gebruikt in combinatie met andere materialen zoals bij voorbeeld cellulosevezels of fluff pulp. Bij voorkeur echter vormt het absorberend vezel materiaal slechts van nul tot minder dan 40 % gewichtspercentage van het absorberend materiaal.

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 volumecompartimenten uit te breiden en uiteindelijk tot maximum volumecompartimenten, teneinde het extra volume van het additioneel hoog expanderend absorberend materiaal 110 tegemoet te komen. Zo wordt een absorberende structuur 14 met uitbreidbare omsluitingen via additioneel activeerbare en beschikbare zwelvolumes gemaakt, zodat het absorberende materiaal 110 effectiever en efficiënter kan worden gebruikt en de kans op barsten van één of meerdere daartussen liggende lagen vermindert. 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 sandwichachtige structuren, waar op de eerste sandwichstructuur 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 vloeistofabsorptieprestatie met behoud van een goede productintegriteit, zowel in een droge als in natte toestand.

Figuren 6, 7 en 8 tonen uitvoeringsvormen volgens de uitvinding, waarbij secundaire verbindingen 115 bestaan uit relatief zwakkere secundaire verbindingen 115' en relatief sterkere secundaire verbindingen 115", waarbij 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 hechtkrachtdifferentiatie tussen de zwakkere secundaire verbindingen 115" en de sterkere secundaire verbindingen 115" maakt het ontwerp van een absorberende structuur 14 met eenvoorafbepaalde, gecontroleerde en/of gefaseerde volume-expansie van de absorberende structuur mogelijk voor ultieme vloeistofhuishouding. In cen 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 cindranden van de absorberende structuur 14 bestendigd wordt, waardoor (eerste) insluiting of anti-lekkage barrières binnen de absorberende structuur 14 worden gevormd. Dergelijke bijzondere intern ingebouwde barrièrestructuren hebben een groot aantal voorgebruik, gebruik en nagebruik 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’ teneinde 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 vochtbestendige 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 worden omvat door de secundaire dijken 151. Uiteraard zijn combinaties en varianten mogelijk.

In cen voorkeuruitvoeringsvorm, kan men bijvoorbeeld dijken op een zodanige wijze maken om lange of bolvormige depressie omsluitingen te krijgen, wezenlijk omringd door dijken. Dergelijke dijken kunnen worden verlaagd of onderbroken teneinde één 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 dat voorziet in comfort, de huid uit de buurt houdt van ontlasting en voorkomt dat ontlasting uit 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 cen uitvoeringsvorm van de uitvinding in een absorberend product, geselecteerd uit bijvoorbeeld een lijst van koffiepads, wegwerp bodywarmers, webgevormde detergentartikelen, filtermaterialen, isolatiematerialen, make-up pads, anti-septische proppen, dameshygiëne onderkleding, luiers, luierbroeken, incontinentieproducten voor volwassenen, Bij voorkeur is het absorberend artikel cen vrouwelijke hygiëne artikel, een babyluier, een baby-optrekbroekje of een licht-medium-zwaarincontinentieproduct voor volwassenen. De bouw van dergelijke commercieel beschikbare producten is goed gekend uit de stand der techniek. Een voorbeeld van een absorberend artikel is een wegwerpbare babyluier.

Het chassis bestaat uit een omhulsel met een vloeistofdoorlaatbaar hydrofiele zachte non-woven, deels elastische bovenlaag bedekt met een uitslag-preventie coating (bijvoorbeeld aloë vera) met cen goede doorlating en verminderde neiging tot rewet; en een vloeistofondoordringbare 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 polymeermateriaal 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 mm?, en bevinden zich ongeveer 10 mm van elkaar. Het chassis omvat verder elastische zijpanelen, elastische beenbarrières en een clastische 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 landingszoneregio 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 kleine hoeveelheden niet-vloeistof absorberende materialen, zoals kleefstoffen, bindmiddelen, kunststoffen, wassen en oliën. De luier maakt ook gebruik van een paar insluitingswanden met elastiekleden en een opname- en distributielaag, gelegen tussen de toplaag en de absorberende structuur, gemaakt van highloft. De zijpanelen geplaatst in de rug-taille regio zijn flexibel, expanderend en elastisch inten minste de laterale richting. Het absorberend artikel bevat ook voorste oor panelen in functie van cen betere pasvorm, insluiting en esthetische eigenschappen.

Claims (11)

CONCLUSIES

1. Een absorberende structuur met een dragerlaag, een hulplaag en cen absorberend materiaal tussen genoemde dragerlaag en hulplaag waarin wezenlijk permanente primaire verbindingen en/of wezenlijk tijdelijke secundaire verbindingen deze dragerlaag en hulplaag samenhechten, met het kenmerk, dat de absorberende structuur niet-homogeen zwelt teneinde een vloeistofmanagement oppervlaktestructuur te vormen als gevolg van het blootstellen van het absorberend materiaal aan vloeistof, waarbij het niet-homogeen zwellen van de absorberende structuur veroorzaakt wordt door een differentieel patroon van loskomende secundaire verbindingen.

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 van het aanwezige droog absorberend materiaalvolume immobiliseren, waarbij het wezenlijk tijdelijk secundair verbindingspatroon geleidelijk lost ten gevolge van het absorberend 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 materiaalvolume immobiliseren, waarbij een wezenlijk intact primair verbindingsrooster bijdraagt om minstens één relatief groter compartiment te definiëren dat tenminste een gedeelte van het bevochtigde absorberend materiaalvolume immobiliseert.

3. 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.

4. Een absorberende structuur volgens één van de bovenstaande conclusies, waarbij tenminste 60% van het absorberend materiaal absorberend partikel polymeermateriaal is.

5. Een absorberende structuur volgens één van de bovenstaande conclusies, waarbij tenminste een deel van de drager en/of hulplaag een weefsel, non-woven of thermoplastische laag is.

6. Een absorberende structuur volgens conclusie 2 en één der bovenstaande conclusies, waarbij tenminste een omsluiting absorberend polymeermateriaal bevat, zodat in cen droge toestand de absorberende structuur voorzien is van omsluitingen van wezenlijk gelijke dikte, en in bevochtigde toestand de absorberende structuur zorgt voor wezenlijk ongelijk in dikte zijnde vloeistofhuishoudingcompartimenten.

7. Een absorberende structuur volgens één van de bovenstaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat, het absorberend vermogen van de absorberende structuur tenminste 100 g/m2, bij voorkeur ten minste 200 g/m? en meer bij voorkeur ten minste een 500 g/m? is.

8 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.

9. 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 (1157), waarbij de zwakkere secundaire verbindingen (115) sneller loskomen dan de sterkere secundaire verbindingen (115”).

10. Een absorberende structuur volgens één van de bovenstaande conclusies, waarbij de secundaire verbindingen een hydro-oplosbare of watergevoelige kleefstof gebruiken als secundair verbindingsmedium.

11. Absorberend product omvattende een absorberende structuur volgens één der voorgaande conclusies, en een omhulsel met een vloeistofdoorlaatbare non-woven bovenlaag en een vloeistofondoordringbare ademende laminaat onderlaag, waarbij de absorberende structuur ingekapseld is tussen de bovenlaag en de onderlaag.