CZ282872B6

CZ282872B6 - Absorpční těleso a způsob výroby absorpčního tělesa určeného pro absorpční výrobek

Info

Publication number: CZ282872B6
Application number: CZ942649A
Authority: CZ
Inventors: Göran Brohammer; Berit Rosseland; Magnus Qvist; Berith Porsö
Original assignee: Mölnlycke AB
Priority date: 1992-04-28
Filing date: 1993-04-21
Publication date: 1997-11-12
Also published as: DE69305337D1; FI945028A7; PL171966B1; DK0637952T3; CZ264994A3; GB9308580D0; SE508402C2; GB2266465A; GB2266465B; DE69305337T2; NO303319B1; EP0637952B1; NZ252765A; SE9201332D0; NO944073L; TNSN93043A1; ATE143792T1; US5653702A; HUT75433A; FI945028L

Abstract

Absorpční těleso zahrnuje první vrstvu (4) s první směsí vláken a druhou vrstvu (5) s druhou směsí vláken včetně absorpčních vláken, přičemž první směsí je 80 až 95 hmot. procent pružných vláken a 5 až 20 hmot. procent spojovacích vláken, která jsou tepelně aktivovatelná při teplotách, při nichž pružná vlákna nejsou tepelně aktivovatelná, a druhou směsí je 45 až 90 hmot. procent absorpčních vláken a 5 až 15 hmot. procent tepelně aktivovatelných spojovacích vláken spojených dohromady tepelným zpracováním. Způsob výroby absorpčního tělesa určeného pro absorpční výrobek, jako je například hygienická vložka a podobně, spočívá v tom, že se za sucha vytvoří na sobě první vrstva (4) a druhá vrstva (5), které se následně podrobí ohřevu pro aktivaci spojovacích vláken v nich obsažených, a poté se vlákenné vrstvy (4, 5) stlačí. ŕ

Description

Oblast techniky

Předložený vynález se týká absorpčního tělesa určeného pro absorpční výrobek, jako je hygienická vložka, ochrana spodního prádla, ochrana při inkontinenci, dětská plena a podobné výrobky, a způsobu jeho výroby.

Dosavadní stav techniky

Ve stavu techniky jsou známá mnohá provedení absorpčních výrobků tohoto druhu. Absorpční těleso výrobků této povahy se obvykle skládá z jedné nebo více vrstev chmýřovité buničité hmoty, která je někdy smíchána s takzvanými superabsorbenty, kterými jsou polymery schopné absorbovat vodu nebo tělesné tekutiny v množství rovném několikanásobku jejich vlastní hmotnosti. Absorpční těleso může rovněž obsahovat jiné složky, například složky zlepšující dispersi kapaliny nebo schopnost tělesa setrvávat v neporušeném stavu a rovněž jeho schopnost odolávat deformaci při použití.

SE-B-465 806 popisuje absorpční těleso k použití v absorpčním výrobku tohoto druhu, obsahující první vrstvu, která leží při užití výrobku nejblíže uživateli a obsahuje první směs vláken, a druhou vrstvu zahrnující druhou směs, která obsahuje absorpční vlákna.

Jedním z vážných problémů výrobků tohoto druhuje skutečnost, že často začínají propouštět kapalinu dlouho předtím, než je plně využita jejich absorpční kapacita. To je způsobeno mezi jiným i tím, že tělesná tekutina uvolněná uživatelem není schopna pronikat do absorpčního materiálu dost rychle, a namísto toho teče ze stran hygienické vložky nebo výrobku sloužícího jako ochrana při inkontinenci.

Další problém se týká takzvaného opětného navlhčení, což znamená, že absorbovaná tělesná tekutina je vnější silou přivedena zpět do kontaktu s pokožkou uživatele, například, jestliže si uživatel sedne.

Je žádoucí, aby při použití povrch výrobku směřující k uživateli, tj. nejbližší povrch, zůstal co nejsušší. Toho je velmi obtížné dosáhnout, zejména u hygienických vložek, neboť menstruační tekutina má vysokou viskositu a proto má tendenci ulpívat na povrchovém materiálu vložky.

Rovněž je žádoucí, aby výrobek byl tenký a aby tak mohl být nošen co možná nej diskrétněji.

Podstata vynálezu

Cílem předkládaného vynálezu je navrhnout absorpční výrobek v úvodu definovaného druhu, který může být vyroben jako velmi tenký a přitom je stále zaručeně odolný proti unikání kapaliny. Výrobek rovněž vykazuje vysokou povrchovou suchost a nízkou tendenci k uvedenému opětnému navlhčení. Dalším cílem je navrhnout výrobek, který obsahuje absorpční materiál s vysokou mezí pevnosti v tahu, která odpovídá alespoň 2 N/50 mm v suchém stavu, takže uvedený materiál se může sbalit do tvaru role.

Uvedené cíle splňuje předložený vynález představující absorpční výrobek s absorpčním tělesem obsahujícím první vrstvu, která má při použití výrobku ležet nejblíže uživateli a obsahuje první směs vláken, a druhou vrstvu obsahující druhou směs včetně absorpčních vláken. Podstata vynálezu spočívá v tom, že první směsí je 80 až 95 hmotnostních procent pružných vláken a 5 až

- 1 CZ 282872 B6 hmotnostních procent tepelně aktivovatelných spojovacích vláken, kde tepelně aktivovatelná vlákna jsou aktivovatelná při teplotách, při kterých pružná vlákna tepelně aktivovatelná nejsou, a že druhou směsí je 45 až 90 hmotnostních procent absorpčních vláken a 5 až 15, přednostně 810, hmotnostních procent tepelně aktivovatelných spojovacích vláken, a že spojovací vlákna jsou vzájemně tepelně spojena a jejich funkcí je držet struktury vláken v uvedených vrstvách dohromady k vytvoření vrstvených struktur s mezí pevnosti v tahu alespoň 2 N/50 mm v suchém stavu.

Rovněž druhá vrstva může obsahovat superabsorpční materiál, který je buď přimíšen k vláknům, nebo je aplikován v podobě dvou nebo více vrstev mezi vlákennými vrstvami. Superabsorpční materiál může být alternativně aplikován v podobě vrstvené hmoty mezi jemnými tkaninovými vrstvami.

Kombinace dvou absorpčních vrstev shora uvedeným způsobem přináší výhodu v tom, že první přijímací vrstva je schopna rychlého nasátí daného množství tekutiny a umožňuje snadné odvádění tekutiny k níže ležící vrstvě, která absorbuje a rozvádí nebo rozptyluje tekutinu. Z horní vrstvy, tedy přijímací vrstvy, je tak odváděna tekutina, aby se omezila tendence k opětnému navlhčení na nízkou úroveň a zajistil vysoký stupeň povrchové suchosti. Spodní vrstva, neboli akumulační vrstva, je vytvořena tak, aby byla tekutina rozvedena po celé této vrstvě, tak, aby byla využita absorpční kapacita výrobku efektivním způsobem.

Vynález se rovněž týká způsobu výroby absorpčního materiálu, v němž je vytvořena za sucha vlákenná vrstva na jiné podobně za sucha vytvořené vlákenné vrstvě, přičemž jedna z těchto vlákenných vrstev obsahuje směs 80 až 95 hmotnostních procent pružných vláken a 5 až 20 hmotnostních procent tepelně aktivovatelných spojovacích vláken, a kde druhá vlákenná vrstva obsahuje směs 45 až 90 hmotnostních procent absorpčních vláken a 5 až 15 hmotnostních procent tepelně aktivovatelných spojovacích vláken, přičemž vzájemně nad sebou uspořádané vlákenné vrstvy jsou ohřátý, aby došlo k aktivaci spojovacích vláken a vzájemnému tepelnému spojení uvedených vlákenných vrstev, přičemž poté jsou vrstvy stlačeny k vytvoření vrstvené struktury, jejíž mez pevnosti v tahu je alespoň 2 N/50 mm v suchém stavu.

Přehled obrázků na výkrese

Vynález bude nyní popsán podrobněji s ohledem na jeho dvě provedení a také s ohledem na doprovázející výkres, na kterém znázorňuje obr. 1 schematický pohled v řezu najedno provedení hygienické vložky podle vynálezu, obr. 2 schematicky uspořádání zařízení k výrobě hygienické vložky zobrazené na obr. 1, a obr. 3 schematický pohled v řezu najedno alternativní provedení absorpčního tělesa podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 zobrazuje hygienickou vložku vytvořenou v souladu s jedním provedením vynálezu. Hygienická vložka obsahuje konvenčně absorpční těleso 1 uzavřené mezi kapalinu propouštějící vrchní vrstvu 2, která s výhodou sestává z měkkého netkaného materiálu, z perforovaného plastického filmu a podobně, a která při použití leží nejblíže uživateli, a mezi kapalinu nepropouštějící spodní vrstvu 3. Vrchní vrstva 2 a spodní vrstva 3 mají části, které sahají přes absorpční těleso 1 a jsou v těchto přečnívajících částech spojeny dohromady. Spodní vrstva 3 je složena z vhodného plastického materiálu, například z polyetylénového plastu. Přirozeně, že vrchní vrstva 2 a spodní vrstva 3 mohou být vytvořeny z jiných známých materiálů, v rámci rozsahu vynálezu.

-2CZ 282872 B6

Absorpční těleso 1 obsahuje dvě vrstvy, horní přijímací vrstvu 4 pro příjem kapaliny a spodní dispersní a akumulační vrstvu 5 pro rozptýlení tekutiny a její akumulaci. Funkce přijímací vrstvy 4 je rychle přijmout dané množství kapaliny. Kapalina má být volně zachycena ve vlákenné struktuře, odkud má být rychle odvedena. V souladu stím má přijímací vrstva 4 pružnou a přednostně neabsorpční vlákennou strukturu složenou ze směsi 80 až 95 hmotnostních procent hydrofilických syntetických vláken, například polyesterových, polypropylenových, polyakrylových, polyamidových vláken majících jemnost 4 až 9 dtex a délku 3 až 6 mm, a 5 až 20 hmotnostních procent spojovacích vláken, přednostně termoplastických vláken typu dvousložkových vláken s polyolefinovým jádrem, např. s polypropylenovým nebo polyesterovým jádrem, a s polyolefinovým obalem, např. s polyethylenovým obalem, jehož teplota tavení je nižší než teplota tavení materiálu jádra. Dvousložková vlákna mají přednostně jemnost 2,2 až 3,3 dtex a délku vlákna 3 až 6 mm. Přijímací vrstva 4 může být rovněž složena z pružných absorpčních vláken, jako je chemickotermomechanická buničina (CTMP), nebo z chemicky zpevněných celulózových vláken, která se nezbortí při navlhčení ale udrží si otevřenou strukturu s velkým objemem pórů. Tato vlákna tvoří 80 až 95 hmotnostních procent vlákenné struktury, která rovněž obsahuje 5 až 20 hmotnostních procent spojovacích vláken dříve zmíněného druhu.

Materiál je svázán dohromady ohřevem materiálu na teplotu vyšší než je teplota tavení obalového materiálu dvousložkových vláken, avšak nižší, než je teplota tavení materiálu jádra dvousložkových vláken a teplota tavení pružných vláken. Tímto způsobem se získá spojená vlákenná struktura, třebaže s poměrně slabými spoji, tak, aby bylo umožněno materiálu nabobtnat při navlhčení a pojmout požadované množství tekutiny.

Vysoké procento pružných vláken v přijímací vrstvě 4 zabraňuje materiálu v jeho zborcení při namočení a namísto toho je aktivní v udržování kapilár vlákenné struktury v otevřeném stavu. Navíc, materiál si udržuje svůj objem a pružnost, například po jeho stlačení v balicím stroji nebo působením hmotnosti uživatele. Přijímací vrstva 4 má měrný objem (reciprokou hodnotu vzhledem k hustotě) mezi 8 až 30 cm³/g.

Jak bylo uvedeno dříve, přijímací vrstva 4 má umožnit přijaté kapalině její rychlé odvedení k níže ležící dispersní a akumulační vrstvě 5, jejímž účelem je rozptýlit kapalinu po široké plošné oblasti a udržet ji. Tato vrstva bude mít tedy přednostně vlákennou strukturu s výborným kapilárním systémem. Vrstva 5 obsahuje 45 až 90 hmotnostních procent absorpčních vláken, např. buničitých, bavlněných nebo viskózních vláken, a 5 až 15, přednostně 8 až 10, hmotnostních procent spojovacích vláken, vhodně dvousložkových termoplastických vláken druhu odpovídajícího dvousložkovým vláknům v přijímací vrstvě 4. Vrstva 5 bude rovněž přednostně obsahovat superabsorpční materiál, tj. polymery schopné absorbovat vodu a tělesné tekutiny v množstvích odpovídajících několikanásobku jejich vlastní váhy. Superabsorpční materiál je přednostně přítomen v množství odpovídajícím 5 až 30 hmotnostních procent kalkulovaným na suchou hmotnost vrstvy.

Disperzní a akumulační vrstva 5 je tepelně svázána ohřevem vrstvy na teplotu mezi příslušnými teplotami tavení materiálů obalu a jádra dvousložkových vláken, způsobem odpovídajícím přijímací vrstvě 4. Spojení ve vlákenné struktuře jsou poměrně slabá, se spojovacími body výhradně mezi spojovacími vlákny, takže je vytvořena trojrozměrná síťová struktura s volnými prostory pro absorpční vlákna a superabsorpční materiál, je-li přítomen. Je-li vrstva namočena, superabsorpční částice jsou schopné nabobtnat a narušit spoje. To eliminuje, nebo alespoň redukuje, jinak obvyklý negativní vliv, který tepelné spojování absorpčního materiálu často má na absorpční kapacitu. Spojování struktury je primárně žádoucí v suchém výrobku ve spojení sjeho výrobou a také ve spojení s jinými procesy, kdy se manipuluje s výrobkem před jeho použitím.

Dispersní a akumulační vrstva 5 může být výhodně opatřena vytlačeným vzorkem, tak, aby se zvýšila disperse kapaliny v podélném směru hygienické vložky. Tento vzorek může mít například

-3 CZ 282872 B6 podobu podélně protažených pásů nebo pruhů, které mají z důvodu jejich většího stlačení lepší kapiláry než obklopující absorpční materiál. Absorbovaná tělesná tekutina bude proto rozvedena rychleji podél stlačených pruhů než obklopujícím materiálem. Rozvedením kapaliny v podélném směru dispersní a akumulační vrstvy 5 bude tímto způsobem využit i absorpční materiál umístěný dále od takzvaného mokrého bodu.

Obr. 2 zobrazuje způsob výroby absorpčního materiálu podle vynálezu. V souladu s vytvářecím procesem za sucha je vrstva obsahující první vlákennou směs a určená k vytvoření přijímací vrstvy 4, vytvořena v první vytvářecí hlavě 6. Podobně je vrstva obsahující druhou vlákennou směs a určená k vytvoření dispersní a akumulační vrstvy 5 vytvořena ve druhé vytvářecí hlavě 7 a položena na první uvedenou vlákennou vrstvu. Superabsorbent je aplikován na druhou vlákennou směs, vhodně v podobě jemné tkaninové superabsorpční vrstvené hmoty. Tato vrstvená hmota může být vyrobena například elektrostatickou aplikací superabsorbentu na jemnou tkaninu, následně poté, co byla na vrstvu jemné tkaniny rozprášena vrstva taveného lepidla. Druhá vrstva jemné tkaniny je položena na superabsorpční vrstvu. S výslednou jemnou tkaninovou superabsorpční vrstvenou hmotou 9 se může snadno manipulovat a může být například navíjena na kotouč 10. Alternativně může být superabsorbent rozptýlen ve vlákenné směsi pomocí dávkovacího zařízení 8.

Přirozeně, že vlákenná struktura, která má vytvářet dispersní a akumulační vrstvu 5, může být vytvarována ve vrstvu v první vytvářecí hlavě 6, a vlákenná směs pro vytvoření přijímací vrstvy 4 může být vytvarována ve vrstvu na povrchu dispersní a akumulační vrstvy 5 pomocí druhé vytvářecí hlavy 7.

Takto kombinované vrstvy poté prochází pecí 11, ve které dochází k tepelnému spojování materiálu, a následně je tato složená vrstva kalandrována na kalandru 12 a navíjena na kotouč 13.

Struktura složeného vrstveného materiálu je dostatečně pevná na to, aby se s ním mohlo manipulovat ve svitcích, tj. má mez pevnosti v tahu rovnu nebo větší než 2 N/50 mm.

Místo použití výše popsané superabsorpční vrstvené hmoty 9 může být superabsorbent smíchán s vlákny v dispersní a akumulační vrstvě 5 nebo může být aplikován v podobě jedné nebo více vrstev mezi vlákennými vrstvami. Aplikace superabsorbentu v podobě vrstvy nebo povlaku má jisté výhody ve srovnání s přímíšeninami superabsorbentu s vlákny. Kromě jiného, superabsorpční vrstva nebo povlak zlepšuje dispersi tekutiny, snižuje tendence k opětnému navlhčení, a zlepšuje soudržnost výrobku, přičemž posledně jmenovaná vlastnost je měřítkem schopnosti absorpčního tělesa udržet kapalinu při zatížení.

Superabsorpční materiál může být alternativně zcela uzavřen v dispersní a akumulační vrstvě.

Obr. 3 zobrazuje další alternativu, podle které je dispersní a akumulační vrstva 5 rozdělena do dvou dispersních a akumulačních vrstev 5a a 5b. V tomto případě je superabsorpční materiál aplikován v akumulační vrstvě 5a umístěné nejblíže k přijímací vrstvě 4, zatímco dispersní vrstva 5b je umístěna naspodu, nejblíže spodní vrstvě 3.

Složení akumulační vrstvy 5a je přednostně: 45-70 hmotnostních procent absorpčních vláken, 515 hmotnostních procent spojovacích vláken a 5-30 hmotnostních procent superabsorpčního materiálu, přičemž dispersní vrstva 5b má přednostně následující složení: 80-90 hmotnostních procent absorpčních vláken a 10-20 hmotnostních procent spojovacích vláken.

Funkce absorpčního tělesa řešeného tímto způsobem je následující. Kapalina je okamžitě absorbována přijímací vrstvou 4 a postupuje touto vrstvou, dále kapalina proniká akumulační vrstvou 5a, kde je absorbována a shromažduje se zde, přičemž je rozvedena po dispersní vrstvě 5b. Pokud superabsorpční materiál v akumulační vrstvě 5a odvedl kapalinu z kapilárního

-4CZ 282872 B6 systému této vrstvy, je kapalina schopna se rozšířit zpět z dispersní vrstvy 5b do akumulační vrstvy 5a. Pro zajištění převodu kapaliny mezi akumulační vrstvou 5a a dispersní vrstvou 5b v obou směrech je nezbytné, aby byly kapilarita a tloušťka těchto vrstev správně vyváženy.

Je zřejmé, že se vynález neomezuje pouze na zobrazené a popsané příklady jeho provedení a na hygienické vložky. Absorpčního tělesa může být například užito pro absorpci moči v dětských plenkách a výrobcích sloužících pro ochranu při inkontinenci.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

1. Absorpční těleso určené pro absorpční výrobek, jako je hygienická vložka, ochrana spodního prádla, ochrana při inkontinenci, dětská plena a podobně, které obsahuje první horní přijímací vrstvu (4), obsahující první směs vláken, a druhou vrstvu (5) obsahující druhou směs vláken včetně absorpčních vláken, vyznačující se tím, že první směs vláken sestává z 80 až 95 hmotnostních procent pružných vláken a 5 až 20 hmotnostních procent spojovacích vláken tepelně aktivovatelných při teplotách při nichž pružná vlákna nejsou tepelně aktivovatelná, druhá směs vláken sestává z 45 až 90 hmotnostních procent absorpčních vláken a 5 až 15, zejména pak 8 až 10 hmotnostních procent tepelně aktivovatelných spojovacích vláken, tato spojovací vlákna jsou vzájemně tepelně spojena pro udržení vlákenné struktury vzájemně spojené v uvedených vrstvách (4, 5), přičemž z vrstev (4, 5) je vytvořen vrstvený materiál, jehož mez pevnosti v tahu je alespoň 2 N/50 mm v suchém stavu.

2. Absorpční těleso podle nároku 1, vyznačující se tím, že pružná vlákna jsou složena z hydrofilních syntetických vláken.

3. Absorpční těleso podle nároku 1, vyznačující se tím, že pružná vlákna jsou složena z vlhkostně stálých absorpčních vláken, například chemickotermomechanické buničiny, nebo z chemicky ztužených celulozových vláken.

4. Absorpční těleso podle alespoň jednoho z nároků laž3, vyznačující se tím, že spojovací vlákna jsou složena z dvousložkových vláken, jejich obalový materiál má nižší teplotu tavení než materiál jádra vlákna.

5. Absorpční těleso podle nároku 4, vyznačující se tím, že spoje mezi spojovacími vlákny ve vlákenné struktuře jsou přerušeny při navlhčení a následném nabobtnání materiálu.

6. Absorpční těleso podle nejméně jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že druhá vrstva (5) obsahuje 5 až 30 hmotnostních procent superabsorpčního materiálu, propočteno na suchou hmotnost vrstvy.

7. Absorpční těleso podle nároku 6, vyznačující se tím, že superabsorpční materiál je obsažen v alespoň jedné vrstvě umístěné mezi vlákennými vrstvami.

8. Absorpční těleso podle nároku 7, vyznačující se tím, že superabsorpční materiál je umístěn mezi jemnými tkaninovými vrstvami (9).

-5CZ 282872 B6

9. Absorpční těleso podle alespoň jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že druhá vrstva (5) je opatřena vytlačeným vzorkem pro zvýšení disperse kapaliny v podélném směru absorpčního tělesa, přičemž tento vytlačený vzorek je ve tvaru podélně vytlačených pruhů.

10. Absorpční těleso podle alespoň jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že druhá vrstva (5) je rozdělena do dvou vrstev, akumulační vrstvy (5a) a dispersní vrstvy (5b), přičemž akumulační vrstva (5a) obsahuje 45 až 70 hmotnostních procent absorpčních vláken, 5 až 15 hmotnostních procent tepelně aktivovatelných spojovacích vláken a 5 až 30 hmotnostních procent superabsorpčního materiálu, dispersní vrstva (5b) obsahuje 80 až 90 hmotnostních procent absorpčních vláken a 10 až 20 hmotnostních procent tepelně aktivovatelných spojovacích vláken.

11. Způsob výroby absorpčního tělesa určeného pro absorpční výrobek podle nároku 1, vyznačující se tím, že se na sobě za sucha vytvoří vlákenná horní přijímací vrstva (4) a druhá vlákenná vrstva (5), vzájemně na sobě uspořádané vlákenné vrstvy (4, 5) se podrobí ohřevu pro aktivaci spojovacích vláken a tepelné spojení vlákenných vrstev, které se poté stlačí a vytvoří se vrstvený materiál s mezí pevnosti v tahu alespoň 2 N/50 mm v suchém stavu.

12. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, že se superabsorpční materiál aplikuje do nebo na druhou z vlákenných vrstev ve spojení s vytvářením uvedené vrstvy za sucha.