CZ285874B6

CZ285874B6 - Absorpční výrobek a způsob jeho výroby

Info

Publication number: CZ285874B6
Application number: CZ951248A
Authority: CZ
Inventors: Eje Österdahl
Original assignee: Sca Hygiene Products Ab
Priority date: 1992-11-17
Filing date: 1993-11-15
Publication date: 1999-11-17
Also published as: US5634915A; SE9203446D0; ES2144043T3; JP3589462B2; GB2272459B; DE69327854T2; AU681870B2; CZ124895A3; HUT71659A; GB9322992D0; SE509037C2; GR3032954T3; FI952409A; NO951916L; NZ257927A; NO305972B1; WO1994010957A1; SK282204B6; EP0773765A1; CO4180497A1

Abstract

Způsob výroby absorpční struktury v absorpčních výrobcích, jako je například hygienická vložka, tampon, kalhotkový chránič, chránič při inkontinenci, plena, chránič ložního prádla, obvazy na rány a bolavá místa, pohlcovač slin a podobné výrobky, kde absorpční struktura obsahuje za sucha zformovanou vrstvu, jež obsahuje celulozová vlákna a má hustotu mezi 0,2-1 g/cm.sup.3.n. a plošnou hmotnost mezi 30-2 000 g/m.sup.2.n.. Tato vrstva je zformována stlačením struktury celulozových vláken po odvláknění a načechrání a vyrábí se bezprostředně spolu s výrobou absorpčního výrobku. Před použitím tohoto materiálu v absorpčním výrobku je materiál změkčován.Absorpční struktura může, navíc k celulozovým vláknům, obsahovat rovněž superabsorpční materiál a/nebo pojivová vlákna. Vlákninová rohož je velmi tenká a není třeba ji dále ve výrobku stlačovat.ŕ

Description

Absorpční struktura absorpčního výrobku a způsob její výroby

Oblast techniky

Vynález se týká absorpční struktury absorpčního výrobku, jako je například hygienická vložka, tampón, kalhotkový chránič, ochrana při inkontinenci, plena, chránič ložního prádla, obvazy na rány a bolavá místa, pohlcovač slin a podobné výrobky, a dále se týká způsobu výroby absorpční struktury.

Dosavadní stav techniky

Ze stavu techniky je známo mnoho typů absorpčních výrobků tohoto druhu. Absorpční tělesa těchto výrobků jsou obvykle vyráběna pomocí suchého rozvlákňování a načechrávání celulózové vlákniny, která je například ve formě válečků, balíčků nebo vrstev, pro vytvoření struktury z technické celulózy, do níž se někdy přimísí tak zvané superabsorbenty, tvořené polymeiy, které jsou schopné absorbovat takové množství vody anebo tělních tekutin, které tvoří několikanásobek jejich vlastní hmotnosti.

Těleso z technické celulózy se často stlačuje, aby se zvýšila jeho schopnost, převádění tekutiny, a také aby se zmenšil jeho objem a aby se tím získal maximálně kompaktní výrobek.

Absorpční těleso může obsahovat též jiné složky, například ty, které zdokonalují jeho vlastnosti přijímání nebo převádění tekutin, nebo zvyšují jeho koherentní pevnost, t. j. jeho koherenci a jeho schopnost odolávat deformaci při svém používání.

Bylo zjištěno, že uvedené výrobky mají vážný nedostatek ve své celkové absorpční kapacitě a také vtom, že tyto výrobky často prosakují dlouho před úplným využitím své celkové absorpční kapacity. Mezi jiným je to proto, že tělní tekutiny, vylučované uživatelem, nemohou proniknout do absorpčního materiálu a šířit se dostatečně rychle do nepoužitých oblastí výrobku, ale místo toho prosakují ze stran hygienické vložky, pleny či ochrany při inkontinenci. Schopnost materiálů, použitých ve výrobku, rozptylovat pohlcované tekutiny v celém absorpčním tělese je tudíž vysoce důležitá.

Další problém spočívá v tak zvaném zpětném smáčení, tj. v převádění již pohlcené tělní tekutiny zpět do styku s pokožkou uživatele následkem vnějších sil, například když se uživatel posadí. Obecně je žádoucí, aby povrch tohoto výrobku, který je obrácen k uživateli, zůstal co nejsušší. Dalším požadavkem na většinu hygienických výrobků je, aby výrobek byl tenký a měkký a mohl být nošen co nejdiskrétněji. Pro některé účely se stlačené absorpční těleso změkčuje, aby se dosáhlo žádoucí poddajnosti. Jeden ze způsobů změkčování absorpční vrstvy^! je popsán v evropské patentové přihlášce EP 0 360 472, kde se stlačený absorpční materiál zpracovává mezi částečně řezajícími kladkami, čímž se získává měkkost. Tento způsob však vede, mimo jiné, ke zmenšení pevnosti změkčeného materiálu.

Z mezinárodní patentové přihlášky WO 90/05808 je známa výroba rouna z technické celulózy, které se později rozvlákňuje. Je to tak zvaná válcovaná technická celulóza, tvarovaná za sucha. Rychlosušená vlákna papírové technické celulózy, která mohou sestávat z termomechanické technické celulózy, z chemicko termomechanické technické celulózy CTMP, nebo z chemické papírové buničiny, sulfítové nebo sulfátové buničiny s obsahem pevných částí asi 80 %, se dopravují pomocí vzduchového proudu řízeným tokem do tvarovací hlavy, uspořádané nad tvarovacím drátem, kde se přetváří do rouna, které má plošnou hmotnost 300 - 1500 g/m²a hustotu 550 - 1000 kg/m³. Vzduch je odsáván pryč sacím boxem, umístěným pod tímto drátem.

- 1 CZ 285874 B6

Obsah vlhkosti v tomto způsobu je 5-30 %. Toto rouno se předlisovává na hustotu 550 1000 kg/m³ tak, aby se mohl lehce snížit jeho objem před konečným lisováním. Lisované rouno tak má mechanickou pevnost, umožňující, aby se mohlo svinout nebo ukládat ve vrstvách pro účely skladování nebo přepravy. Toto rouno se může snadno rozvlákňovat a je určeno k přeměně na vlákenné chmýří pro použití ve výrobě absorpčních těles nebo vložek plen, hygienických vložek a podobných výrobků.

Podstata vynálezu

Cílem tohoto vynálezu je vytvoření absorpční struktury absorpčního výrobku, která má mimořádně dobré pohlcovací vlastnosti, jak ve schopnosti rychlého přijímání tekutiny, tak ve schopnosti jejího rozptýlení v celém objemu materiálu. Materiál bude mít zejména malý sklon ke zpětnému smáčení a bude umožňovat, aby byl vyráběn ve velmi tenké tloušťce. Je také žádoucí, mezi jiným z hlediska flexibility, aby se mohla použít jako výchozí materiál jak válcovaná technická celulóza, tvarovaná za sucha, tak tradiční buničina z vlákenného chmýří, a docílit tak ekvivalentních vlastností výrobku.

Nedostatky známých výrobků se odstraní a uvedeného cíle se dosáhne absorpční strukturou absorpčního výrobku, jako je plena, hygienická vložka, kalhotkový chránič, ochrana proti inkontinenci, chránič ložního prádla, obvazy na rány nebo na bolavá místa, pohlcovač slin a podobné výrobky, tvořená vzduchem pokládaným rounem celulózových vláken, stlačeným do vrstvy, tvarované za sucha a mající první hustotu 0,2 až 1,0 g/cm³, podle vynálezu, jehož podstatou je, že absorpční struktura sestává z 5 až 100 % celulózových vláken a dále obsahuje množství částečně oddělených vrstev z vláken, přičemž tato struktura má po svém změkčení sníženou hustotu až na 75 %, plošnou hmotnost 30 až 2000 g/m², přičemž vrstvy z vláken mají samy o sobě hustotu 0,2 až 1,0 g/cm³.

V jednom provedení je první hustota 0,25 až 0,9 g/cm³, zejména 0,3 až 0,85 g/cm³.

V jiném provedení má struktura sníženou hustotu až na 50 %.

V jiném provedení má struktura plošnou hmotnost 50 až 1500 g/m², zejména 100 až 1000 g/m².

V dalším provedení jsou celulózová vlákna tvořena zejména rychle sušenými celulózovými vlákny.

V dalším provedení jsou celulózová vlákna tvořena zejména načechranými vlákny z technické celulózy.

V dalším provedení jsou celulózová vlákna tvořena zejména vlákny z technické celulózy, vyrobené chemicko-termomechanicky, přičemž vlákna z technické celulózy, vyrobené chemickotermomechanicky, mají hodnotu zkadeření 0,20 až 0,40.

V dalším provedení jsou celulózová vlákna tvořena zejména vlákny z technické celulózy, vyrobené chemicky.

V dalším provedení alespoň část vláken jsou chemicky ztužená celulózová vlákna.

V dalším provedení sestává struktura z 0,5 až 70 % superabsorpčního materiálu, zejména ze 2 až 50 %, a zejména z 5 až 30 %, z celkové hmotnosti struktury v suchém stavu.

-2CZ 285874 B6

V dalším provedení má struktura obsah vlhkosti 3 až 20 %, zejména 4 až 18 %, a zejména 11 až 16 %, z celkové hmotnosti struktury v suchém stavu.

V dalším provedení je struktura opatřena výztužnými prostředky, například pojivém, výztužnými vlákny nebo termoplastovými spojovacími vlákny.

V dalším provedení je struktura opatřena výztužnou vrstvou, například netkaným materiálem, tkaninou, plastem nebo síťkou.

Nedostatky známých způsobů se odstraní a uvedeného cíle se dosáhne způsobem výroby absorpční struktury absorpčního výrobku, při němž se vzduchem pokládané rouno celulózových vláken stlačuje do vrstvy tvarované za sucha a mající první hustotu 0,2 až 1,0 g/cm³, podle vynálezu, jehož podstatou je, že stlačená vrstva se mechanicky změkčuje bez použití řezných nástrojů na druhou hustotu, která je nižší než původní první hustota, přičemž se tato vrstva rozděluje na množství tenkých, částečně oddělených vrstev vláken, které samy o sobě mají hustotu, odpovídající první hustotě.

V jednom provedení se stlačená vrstva mechanicky změkčuje ohýbáním přes alespoň jednu hranu nebo kladku.

V dalším provedení se stlačená vrstva mechanicky změkčuje tak, že se zpracovává mezi kladkami s vyrytými vzory.

Přehled obrázků na výkrese

Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresu, kde obr. 1 znázorňuje absorpční vlastnosti materiálu z chemicko termomechanické technické celulózy CTMP, tvarovaného za sucha, po jeho zpracování mezi kladkami při jejich různých mezerách. Pro srovnání byly použity běžně tvarované a stlačené struktury z chemicko termomechanické technické celulózy CTMP, resp. z chemické buničiny. Obr. 2 znázorňuje absorpční vlastnosti materiálu z chemicko termomechanické technické celulózy CTMP, tvarovaného za sucha, po jeho změkčení. Pro srovnání byly použity běžně tvarované a stlačené struktury z chemicko termomechanické technické celulózy CTMP, resp. z chemické buničiny. Obr. 3 znázorňuje absorpční vlastnosti úplného absorpčního výrobku, vyrobeného s jádrem z chemicko termomechanické technické celulózy CTMP, tvarované za sucha. Pro příslušné srovnání byly použity běžně vyráběné výrobky s odpovídajícím složením. Obr. 4 znázorňuje dobu přijímání tekutiny úplného absorpčního výrobku, vyrobeného s jádrem z chemicko termomechanické technické celulózy CTMP, tvarované za sucha. Pro srovnání byly použity běžně vyráběné výrobky s odpovídajícím složením. Obr. 5 znázorňuje stupeň využití úplného absorpčního výrobku, vyrobeného s jádrem z chemicko termomechanické technické celulózy CTMP, tvarované za sucha. Pro srovnání byly použity běžně vyráběné výrobky s odpovídajícím složením. Obr. 6 znázorňuje absorpční vlastnosti absorpční struktury, vyrobené z chemicko termomechanické technické celulózy CTMP, tvarované za sucha, a to jak s příměsí, tak bez příměsi superabsorbentu. Pro srovnání byla použita běžně vyráběná jádra s příměsí i bez příměsi superabsorbentu. Obr. 7 znázorňuje zpětné smáčení úplného absorpčního výrobku, vyrobeného s jádrem z chemicko termomechanické technické celulózy CTMP, tvarované za sucha. Pro srovnání byly použity běžně vyráběné výrobky s odpovídajícím složením. Obr. 8 znázorňuje příslušné zpětné smáčení nezměkčené a změkčené absorpční struktury, která absorbovala krev a která byla vyrobena z chemicko termomechanické technické celulózy CTMP, tvarované za sucha, a to jak s příměsí, tak bez příměsi superabsorbentu. Obr. 9 znázorňuje zpětné smáčení úplného absorpčního výrobku, který absorboval krev a který byl vyroben z chemicko termomechanické technické celulózy CTMP, tvarované za sucha. Pro srovnání byly použity běžně vyráběné výrobky

-3CZ 285874 B6 s odpovídajícím složením. Obr. 10 až 14 znázorňují schematicky složení různých příkladů provedení absorpčních výrobků podle vynálezu. Obr. 15 znázorňuje strukturu průřezu materiálu v nezměkčeném stavu a obr. 16 znázorňuje strukturu průřezu materiálu ve změkčeném stavu.

Příklady provedení vynálezu

Jak bylo výše uvedeno, důležitými vlastnostmi materiálu, užitého při výrobě hygienického výrobku, je jeho absorpční kapacita, absorpční rychlost, kapacita rozptylování tekutiny, kapacita odvádění tekutiny, kapacita zadržování tekutiny, sklon ke zpětnému smáčení, měkkost a hebkost. Příslušnými tekutinami je moč, menstruační krev, krev, tekuté výtoky z ran a bolavých míst, proplachovací tekutiny a sliny.

Cílem tohoto vynálezu je zajistit v absorpčním výrobku, jako je například hygienická vložka, tampón, kalhotkový chránič, ochrana při inkontinenci, plena, chránič ložního prádla, obvazy na rány, pohlcovače slin a podobné absorpční výrobky, absorpční strukturu, vykazující vysoce účinné absorpční vlastnosti, jak se zřetelem k rychlosti přijímání tekutiny, tak ke schopnosti jejího rozptýlení v celém objemu materiálu. Materiál bude mít přednostně malý sklon ke zpětnému smáčení a bude ho možno vyrábět ve velmi tenké tloušťce.

Popis prvního příkladu provedení vynálezu

Obr. 10 znázorňuje plenu, vyrobenou podle jednoho provedení tohoto vynálezu. Plena je obvyklým způsobem sestavena z absorpčního tělesa H., které je uzavřeno mezi horní vrstvou 12, propustnou pro tekutiny, která obvykle sestává z měkkého netkaného materiálu, perforované plastové fólie nebo podobně, a která je při používání obrácena k uživateli, a dále mezi dolní vrstvou 13, nepropustnou pro tekutiny. Části horní vrstvy 12 a dolní vrstvy 13 přesahují přes absorpční těleso 11 a v těchto přesahujících místech jsou spojeny. Dolní vrstva 13 sestává z vhodného plastového materiálu, například polyetylénu. Je však samozřejmé, že pro horní vrstvu 12 a dolní vrstvu 13 se mohou použít jiné známé materiály v rámci rozsahu tohoto vynálezu.

Absorpční těleso 11 sestává ze dvou nebo více vrstev, horní přijímací vrstvy 14 a jedné nebo dvou dolních převáděcích vrstev 15 a ukládacích vrstev 16. Materiál podle vynálezu se může použít buď jako přijímací vrstva 14, převáděcí vrstva 15, anebo jako ukládací vrstva 16, anebo jako některé z těchto vrstev. Ty vrstvy, v nichž není použit materiál podle vynálezu, mohou obsahovat typy jiných materiálů, například tradiční materiál celulózových vláken.

Účelem přijímací vrstvy 14 je iychlé přijetí daného množství tekutiny. Tato tekutina bude držena jen pouze volně ve vláknité struktuře a bude z ní rychle odvedena. Přijímací vrstva 14 sestává z materiálu, tvarovaného za sucha podle tohoto vynálezu, a je složena z relativně otevřené vláknité struktury relativně nízké hustoty a obsahuje 0 až 10% superabsorpčního materiálu. Superabsorpční materiál v přijímací vrstvě 14 bude přednostně mít vysokou gelovou pevnost tak, že otevřená trojrozměrná vláknitá struktura bude zachována v této vrstvě potom, co se navlhčí. Vhodný rozsah hustoty pro přijímací vrstvu 14 je 0,20-0,80 g/cm³. Vhodný rozsah plošné hmotnosti pro přijímací vrstvu 14 je 50 až 1200 g/m².

Hlavním účelem převáděcí vrstvy 15 je účinné převádění tekutiny, získané v přijímací vrstvě 14, do ukládací vrstvy 16, umístěné pod převáděcí vrstvou 15, a zajistit, že pro účely absorbování bude využit co největší objem ukládací vrstvy 16. Převáděcí vrstva 15 má tudíž relativně nízký obsah superabsorbentu. Vhodný obsah superabsorbentu v převáděcí vrstvě 15 je 0 až 20 %.

-4CZ 285874 B6 zatímco vhodný rozsah hustoty je 0,25 až 1,0 g/cm³. Vhodný rozsah plošné hmotnosti v převáděcí vrstvě 15 je 50 až 1500 g/m².

Účelem ukládací vrstvy 16 je absorbovat a vázat tekutinu, rozptýlenou do ukládací vrstvy 16 prostřednictvím převáděcí vrstvy 15. Ukládací vrstva 16 může mít proto relativně vysoký obsah superabsorbentu a relativně vysokou hustotu. Vhodné hodnoty hustoty jsou 0,25 až 1,0 g/cm³, zatímco vhodný obsah superabsorbentu je 40 až 70 %. Vhodný rozsah plošné hmotnosti ukládací vrstvy 16 je 100 až 1500 g/m².

Převáděcí vrstva 15 a ukládací vrstva 16 mohou být volitelně spojeny pro vytvoření jediné vrstvy. V tomto případě bude mít tato jediná vrstva relativně vysoký obsah superabsorbentu a relativně vysokou hustotu. Vhodné hodnoty hustoty jsou 0,25 až 1,0 g/cm³, zatímco vhodný obsah superabsorbentu je 20 až 70 %. Vhodný rozsah plošné hmotnosti spojené převáděcí vrstvy 15 a ukládací vrstvy 16 je 100 až 2000 g/m².

Když je převáděcí vrstva 15 a ukládací vrstva 16 spojena do jediné vrstvy, obsah superabsorbentu dané vrstvy se může měnit v průřezu celého výrobku, aby se získal superabsorpční gradient ve směru hloubky, délky a/nebo šířky daného výrobku.

Různé vrstvy mohou mít různé podoby a velikosti. Normálně je absorpční struktura spojena s určitou pružností v rozkrokové části výrobku, aby se zlepšila účinnost výrobku.

Popis druhého příkladu provedení vynálezu

Obr. 11 znázorňuje další příklad provedení hygienické vložky podle vynálezu. Vložka je obvyklým způsobem sestavena z absorpčního tělesa 21, které je uzavřeno mezi horní vrstvou 22, propustnou pro tekutiny, která obvykle sestává z perforované plastové fólie nebo podobně, a která je při používání obrácena k uživateli, a dále mezi dolní vrstvou 23, nepropustnou pro tekutiny. Mezi absorpční těleso 21 a horní vrstvu 22 může být umístěna propustná vrstva 27, například z netkaného materiálu. Části horní vrstvy 22 a dolní vrstvy 23 přesahují přes absorpční těleso 21 a v těchto přesahujících místech jsou vzájemně spojeny. Dolní vrstva 23 sestává z vhodného plastového materiálu, například polyetylénu. Je však samozřejmé, že pro horní vrstvu 22 a pro dolní vrstvu 23 se mohou použít jiné známé materiály v rámci rozsahu tohoto vynálezu.

Absorpční těleso 21 se skládá jediné vrstvy. Tato vrstva může sestávat z materiálu, tvarovaného za sucha podle tohoto vynálezu, který obsahuje 0 až 10 % superabsorpčního materiálu. Vhodný rozsah hustoty absorpčního tělesa 21 je 0,6 až 0,9 g/cm³, zatímco vhodná plošná hmotnost je 200 až 300 g/m₂. Když je absorpční těleso složeno z materiálu CTMP nebo jiného materiálu s nažloutlou nebo nahnědlou barvou, na povrch absorpčního tělesa může být použita krycí vrstva z bílé chemické buničiny.

Popis třetího příkladu provedení vynálezu

Obr. 12 znázorňuje příklad provedení tampónu podle tohoto vynálezu. Tampón je složen z absorpčního materiálu podle vynálezu, který byl válcován do tvaru válečku 38. Během válcování absorpčního materiálu do válcovitého tvaru válečku 38 se do středu válečku 38 umístí běžným způsobem provázek 31 a váleček 38 se stlačí běžným způsobem do požadované tloušťky a tvaru. Před svým stlačením a tvarováním bude mít absorpční materiál vhodný rozsah hustoty 0,4 až 0,9 g/cm³ a plošnou hmotnost 200 až 600 g/m².

-5CZ 285874 B6

Popis čtvrtého příkladu provedení vynálezu

Obr. 13 znázorňuje příklad provedení obvazu na rány a bolavá místa. Obvaz je obvyklým způsobem sestaven z absorpčního tělesa 41, které je uzavřeno mezi homí vrstvou 42, propustnou pro tekutiny, která obvykle sestává z měkkého netkaného materiálu, z perforované plastové fólie nebo podobně, a která je při používání obrácena k uživateli, a dále mezi dolní vrstvou 43, odpuzující tekutiny. Části homí vrstvy 42 a dolní vrstvy 43 přesahují přes absorpční těleso 41 a v těchto přesahujících místech jsou vzájemně spojeny. Dolní vrstva 43 sestává z vhodného materiálu, odpuzující tekutiny, například z netkaného materiálu, upraveného na hydrofobní materiál. Je však samozřejmé, že pro homí vrstvu 42 a pro dolní vrstvu 43 se mohou použít jiné známé materiály v rámci rozsahu tohoto vynálezu.

Absorpční těleso 41 se skládá jen z jediné vrstvy. Tato vrstva může sestávat z materiálu, tvarovaného za sucha podle tohoto vynálezu, a může být sestavena jako relativně otevřená vláknitá struktura s relativně nízkou hustotou a s obsahem 0 až 10 % superabsorbentu. Vhodný rozsah hustoty absorpčního tělesa 41 je 0,20 až 0,50 g/cm³, zatímco vhodná plošná hmotnost je 200 až 700 g/m².

Popis pátého příkladu provedení vynálezu

Obr. 14 znázorňuje příklad provedení pohlcovače slin dle tohoto vynálezu. Pohlcovač slin je obvyklým způsobem sestaven z absorpčního tělesa 51, které je uzavřeno mezi homí vrstvou 52, propustnou pro tekutiny, která obvykle sestává z perforované plastové fólie nebo podobně, a která je při používání obrácena k uživateli, a dále mezi dolní vrstvou 53, nepropustnou pro tekutiny. Dolní vrstva 53 sestává z vhodného plastového materiálu, například z polyetylénu. Je však samozřejmé, že pro horní vrstvu 52 a pro dolní vrstvu 53 se mohou použít jiné známé materiály v rámci rozsahu tohoto vynálezu.

Absorpční těleso 51 se skládá z jediné vrstvy. Tato vrstva může sestávat z materiálu, tvarovaného za sucha podle tohoto vynálezu, který má poměrně vysokou hustotu, a který obsahuje 20 až 70 % superabsorpčního materiálu. Vhodný rozsah hustoty absorpčního tělesa 51 je 0,40 až 0,80 g/cm³.

Je samozřejmé, že tento vynález se neomezuje pouze na znázorněné a popsané příklady provedení a že jsou možná i další provedení v rámci následujících patentových nároků.

Způsob výroby absorpční struktury

Nezpracovaná válcovaná technická celulóza, tvarovaná za sucha, má velmi dobré absorpční vlastnosti, vlastnosti předávání tekutiny a bobtnání, a bylo zjištěno, že tento materiál je možno přímo použít v hygienických výrobcích bez jeho rozvlákňování. V případě určitých absorpčních výrobků je výhodné materiál tím či oním způsobem změkčit. Způsob jeho mechanického změkčení je popsán níže. Tradiční buničina vlákenného chmýří normálně tyto vlastnosti nemá.

Je žádoucí, mezi jiným z hlediska flexibility, když se jako výchozí materiál může použít jak válcovaná technická celulóza, tvarovaná za sucha, tak běžná buničina vlákenného chmýří, a přitom docílit stejně dobrých vlastností jako u výrobku, vyrobeného z válcované technické celulózy, tvarované za sucha.

Tohoto cíle se dosáhne způsobem výroby absorpční struktuiy absorpčního výrobku, při němž se vzduchem pokládané rouno celulózových vláken stlačuje současně s výrobou absorpčního

-6CZ 285874 B6 výrobku, s následným obvyklým rozvlákňováním a načechráváním do vrstvy, tvarované za sucha, mající plošnou hmotnost 30 až 2000g/m² a první hustotu 0,2 až l,0g/cm³, přičemž se stlačená vrstva mechanicky změkčuje na druhou hustotu, která je nižší než původní první hustota, přičemž se tato vrstva rozděluje na množství tenkých, částečně oddělených, vrstev vláken, které samy o sobě mají hustotu, odpovídající první hustotě.

Při praktickém provádění tohoto vynálezu za použití obvyklého rozvlákňování a načechrávání se mohou použít různé druhy technické celulózy, například výrobek, tvarovaný za mokra nebo za sucha, vyráběný z mechanické anebo chemicko-termomechanické technické celulózy (CTMP), či odpovídající výrobek, vyráběný ze sulfitové nebo sulfátové buničiny, tak zvané chemické celulózové buničiny. Mohou se rovněž použít celulózová vlákna, která byla chemicky ztužena.

V případě určitých absorpčních výrobků je prospěšné materiál tím či oním způsobem změkčit. Způsob mechanického změkčení materiálu je popsán níže.

Vlákna celulózové vlákniny mají tak zvanou hodnotu zkadeření, jež určuje stupeň zakřivenosti daného vlákna. Hodnota zkadeření může být měřena podle způsobu, popsaného B. D. Jordánem, N. G. Nguyenem v „Papper och Tra“, 4/1986, na straně 313.

Změkčování materiálu

Materiálu může být udělena příslušná měkkost, jež ho činí vysoce vhodným k použití jako absorpční materiál ve většině hygienických výrobků, tak, že válcovaná technická celulóza tvarovaná za sucha se zpracovává mezi kladkami, například mezi zvlněnými kladkami. Materiál může dosáhnout různého stupně měkkosti pro různá použití výrobků zpracováním mezi různými druhy kladek, s různými vzory a různými mezerami.

Válcovaná technická celulóza tvarovaná za sucha vykazuje po uvedeném změkčení velmi dobré vlastnosti výrobku, a již zmíněné dobré absorpční vlastnosti nejsou v žádném významném rozsahu změkčovacím postupem ovlivněny.

Materiál 61 se při změkčování rozděluje na vrstvy, jak je znázorněno na obr. 15 a 16. Nezměkčený materiál 61 má normálně stejně vysokou hustotu ve své celé tloušťce. Následkem způsobu změkčování se materiál rozdělí na vrstvy tak, že vytváří množství částečně oddělených tenkých vrstev 63 vláken 62. Změkčení a rozdělení materiálu na vrstvy snižuje v určitém rozsahu jeho celkovou hustotu, ačkoli je v každé jednotlivé vrstvě v podstatě zachována původní hustota. Protože je v jednotlivých vrstvách zachována velmi vysoká hustota, jsou udrženy dobré vlastnosti převádění tekutin v jednotlivých vrstvách materiálu, přes zvýšení objemu, způsobené způsobem změkčování. Výsledkem způsobu změkčování se celkový objem materiálů zvyšuje až na 300 %, normálně v rozsahu 1 až 100 %, v závislosti na použitém způsobu a rozsahu, v jakém je daný materiál změkčován.

Je samozřejmé, že výše uvedený způsob změkčování materiálu je dán pouze pomocí příkladů a že odpovídajících výsledků může být dosaženo pomocí jiných způsobů. Například, materiál by mohl být případně změkčen pomocí energie ultrazvuku, mikrovln, smáčením materiálu anebo užitím chemických příměsí.

Zkoumání vlastností materiálu

K vyhodnocení absorpčních vlastností bylo užito níže uvedeného testovacího zařízení.

Způsob 1 Absorpční vlastnosti podél nakloněné roviny

Z materiálu bylo vystřiženo obdélníkové testovací těleso a napříč tímto tělesem byla nakreslena přímka, procházející bodem, vzdáleným 11 cm od jednoho kratšího konce tělesa. Zásobník tekutiny byl umístěn u laboratorních vah a jak váhy, tak tento zásobník byly nastaveny do vodorovné polohy. Na váhy byla umístěna deska z plexiskla, skloněná pod úhlem 30°, s jedním volným okrajem lehce procházejícím směrem dolů do uvedeného zásobníku. Napříč touto deskou byla nakreslena přímka, procházející bodem vzdáleným 11 cm od jejího okraje. Testovací tekutina (0,9 % roztok NaCl) byla nalita do zásobníku až do výše, kdy 20 mm desky plexiskla bylo pod hladinou tekutiny. Testovací těleso bylo upevněno na desce z plexiskla tak, že přímka, nakreslená na testovacím tělese, se shodovala s přímkou, nakreslenou na desce, zatímco současně byla vyhnuta dolní část testovacího tělesa, aby se zabránilo jeho kontaktu se zkušební tekutinou. V témže okamžiku, kdy bylo testovací těleso uloženo na desku s jedním koncem, procházejícím do testovací tekutiny ve stejném rozsahu jako deska, byly spuštěny hodiny. Bylo zaznamenáváno zvýšení hmotnosti testovacího tělesa v čase.

Způsob 2 Měření absorpční kapacity a stupně využitelnosti

Testovaný výrobek byl upevněn v upevňovacím ústrojí. Testovací tekutina (0,9 % roztok NaCl) se dodávala kbodu smáčení po dobu 60 minut rychlostí, v jakém byla tekutina absorbována. Množství absorbované tekutiny se průběžně měřilo a celkové její pohlcené množství tvoří využitelnou absorpční kapacitu testovaného výrobku. Testovaný výrobek byl potom umístěn v lázni s testovací tekutinou s maximální možností absorbování testovací tekutiny. Testovaný výrobek byl potom opět zvážen a vypočítána jeho celková absorpční kapacita. Stupeň využitelnosti je tvořen kvocientem mezi využitou absorpční kapacitou testovaného výrobku a celkovou absorpční kapacitou.

Způsob 3 Určování zpětného smáčení, převádění tekutiny a doby jejího přijímání

Čtyři dávky tekutiny (0,9 % roztoku NaCl), každá s obsahem 28 ml, se dodávaly ve 20 minutových intervalech. Měření času pokračovalo do té doby, než byla všechna tekutina absorbována. Po každé dávce byl zaznamenáván rozsah, v jakém se tekutina rozptýlila v pleně. Následně po poslední dávce tekutiny byl přes bod smáčení položen filtrační papír a zatížen závažím 1,1 kg po dobu 15 sekund. Tento filtrační papír byl zvážen jak před, tak po přiložení zátěže zpětné smáčení bylo zaznamenáno.

Způsob 4 Určování zpětného smáčení

Plena, určená pro daný hmotnostní rozsah váhy dítěte, byla zvážena a pak umístěna na plochý podpěrný povrch. Množství zkušební tekutiny (0,9% roztok NaCl, 100 ml, přizpůsobené pro plenu dítěte hmotnostního rozsahu 7-15 kg) bylo dodáváno k bodu smáčení pleny. Dalších 100 ml této tekutiny bylo dodáno po 20 minutách. Po pohlcení veškeré tekutiny byl přes bod zvlhčování položen filtrační papír a zatížen závažím 1,1 kg po dobu 15 sekund. Tento filtrační papír byl zvážen jak před, tak po přiložení zátěže a výsledek byl zaznamenán jako příklad prvního zpětného smáčení. Po dalších 20 minutách bylo dodáno opět 100 ml tekutiny a když byla všechna pohlcena, byl tento postup opakován s čerstvým filtračním papírem a výsledek zaznamenán jako příklad druhého zpětného smáčení.

-8CZ 285874 B6

Způsob 5 Určování absorbování krve

Z materiálu bylo vystřiženo testovací těleso o rozměru 65 x 200 mm. K bodu smáčení na testovaném tělese bylo dodáno 5 ml testovací tekutiny (0,9 % roztok NaCl). Po 30 minutách bylo změřeno rozptýlení tekutiny. Pak bylo dodáno dalších 5 ml zkušební tekutiny (0,9 % roztok NaCl) k bodu smáčení a po asi 30 minutách bylo změřeno rozptýlení tekutiny. Následně po poslední dávce tekutiny bylo přes bod smáčení položeno osm filtračních papírů a zatíženo závažím 4,875 kg po dobu 15 sekund. Tyto filtrační papíry byly zváženy jak před, tak po přiložení zátěže a zpětné smáčení bylo zaznamenáno.

Výsledky testů

Změkčování

S úmyslem prozkoumat, jak byl materiál ovlivněn při různých mezerách mezi změkčovacími kladkami při změkčování materiálu, byl materiál testován při různých testovacích podmínkách. Například, v případě materiálu CTMP, tvarovaného za sucha, s plošnou hmotností 900 g/m²a hustotou 0,63 g/cm³, je při provádění způsobu změkčování vhodnou mezerou mezi kladkami 1,7-2,4 mm. Materiál není ovlivněn ve velkém rozsahu při mezerách mezi kladkami, které leží v tomto rozpětí. Obr. 1 znázorňuje absorpční vlastnosti při různých mezerách kladek. Výsledky byly stanoveny v souladu se způsobem 1.

A - Materiál podle tohoto vynálezu, mezera kladek 1,7 mm.

B - Materiál podle tohoto vynálezu, mezera kladek 2,0 mm.

C - Materiál podle tohoto vynálezu, mezera kladek 2,4 mm.

D - Materiál podle tohoto vynálezu, mezera kladek 2,0 mm, změkčený dvakrát.

E - Materiál podle tohoto vynálezu, mezera kladek 2,0 mm, změkčený čtyřikrát.

F - Technická celulóza CTMP, hustota 0,125 g/cm³.

G - chemická sulfátová buničina, hustota 0,125 g/cm³.

Absorpční vlastnosti absorpčních struktur

Na obr. 2 jsou znázorněny absorpční vlastnosti materiálu CTMP podle vynálezu s plošnou hmotností 900 g/m² a hustotou 0,63 g/cm³, porovnané s odpovídajícími jádry z technické celulózy z běžně rozvlákněného materiálu CTMP a vytvarovaného do rouna a s odpovídající chemickou buničinou. Za nepřítomnosti superabsorpčního materiálu je absorpční kapacita asi 9 g tekutiny na každý gram absorpčního materiálu. Výsledky byly stanoveny v souladu se způsobem 1.

A - Materiál podle tohoto vynálezu.

B - Materiál CTMP, hustota 0,125 g/cm³.

C - Chemická sulfátová buničina, hustota 0,125 g/cm³.

Výsledné vlastnosti úplného absorpčního výrobku

Za účelem studia dalších vlastností úplných absorpčních výrobků byly testované výrobky připraveny v podobě běžných dětských plen, obsahujících absorpční těleso ve tvaru T (jádro-T) a obdélníkové absorpční těleso (jádro-R), kde obdélníkové testovací těleso v testovaných výrobcích bylo vyrobeno z materiálu CTMP v souladu s tímto vynálezem. U běžných produktů

-9CZ 285874 B6 se absorpční těleso ve tvaru T (jádro-T) a obdélníku (jádro-R) skládalo z běžně rozvlákněného materiálu CTMP a chemické buničiny.

Měření absorpční kapacity

Výrobky, které obsahovaly materiál CTMP podle vynálezu, vykazovaly absorpci v gramech stejnou jako referenční výrobky s odpovídajícími jádry z technické celulózy, sestavené z běžně rozvlákněného materiálu CTMP a chemické buničiny. Výsledky jsou dále uvedeny na obr. 3. Výsledky byly stanoveny v souladu se způsobem 2.

A - Referenční plena Libero Girl (pro dívky).

B - Referenční plena Libero Boy (pro chlapce).

C - Dětská plena, obsahující materiál podle vynálezu.

Měření doby přijímání tekutiny

Výrobky, v nichž jádro- obsahovalo materiál CTMP podle vynálezu, vykazovaly kratší čas přijímání tekutiny, než daný referenční výrobek. Z toho plyne, že materiál CTMP podle vynálezu vjádru-R dokáže odvádět tekutinu zjádra-T účinněji. Výsledky jsou dále uvedeny na obr. 4. Výsledky byly stanoveny v souladu se způsobem 3.

A - Referenční plena Libero Girl (pro dívky).

B - Referenční plena Libero Boy (pro chlapce).

C - Dětská plena, obsahující materiál podle vynálezu.

Měřeni využitelnosti absorpčního tělesa

Porovnání stupně využitelnosti absorpčního tělesa v absorpčním výrobku, obsahujícím materiál CTMP podle vynálezu, sodpovídajícím absorpčním výrobkem zběžného CTMP a chemické buničiny ukazuje, že stupeň využitelnosti je přibližně stejný, i když nepatrně lepší u materiálu CTMP podle vynálezu. Výsledky jsou dále uvedeny na obr. 5. Výsledky byly stanoveny v souladu se způsobem 2.

A - Referenční plena Libero Girl (pro dívky).

B - Referenční plena Libero Boy (pro chlapce).

C - Dětská plena, obsahující materiál podle vynálezu.

Přimíchání superabsorpčního materiálu

Přítomnost superabsorpčního materiálu v absorpčním tělese bude ovlivňovat absorpční vlastnosti tohoto tělesa. Superabsorpční materiál může být zabudován do absorpčního tělesa různými způsoby, například může být přimíchán k materiálu tělesa, položen ve vrstvách v tomto tělese, či jinak umístěn. Toto přimíchání může být provedeno spolu s výrobou materiálu tvarovaného za sucha, i když to může být též provedeno během jiné části výrobního procesu. Absorpční vlastnosti byly srovnávány s materiálem CTMP podle vynálezu, k němuž nebyl přidán žádný superabsorpční materiál a též s odpovídajícími jádry z technické celulózy, složenými zběžně rozvlákněného CTMP a chemické buničiny. Výsledky tohoto porovnání jsou dále uvedeny na obr. 6. Výsledky byly stanoveny v souladu se způsobem 1.

-10CZ 285874 B6

A - Chemická sulfátová buničina, obsahující 30 % superabsorbentu a mající hustotu 0,125 g/cm³.

B - Materiál podle vynálezu, obsahující 30 % superabsorbentu.

C - Referenční plena, obsahující 30 % superabsorbentu.

D - Materiál podle vynálezu, neobsahující žádný superabsorbent.

Měření zpětného smáčení

Výrobky, které obsahovaly materiál CTMP podle vynálezu v jádře-T, vykazovaly lepší hodnoty zpětného smáčení, než referenční výrobek. Z toho plyne, že materiál CTMP vjádru-0 podle vynálezu dokáže odvodňovat jádro-T účinněji. Výsledky jsou dále uvedeny na obr. 7. Výsledky byly stanoveny v souladu se způsobem 4.

A - Referenční plena Libero Girl (pro dívky).

B - Referenční plena Libero Boy (pro chlapce).

C - Dětská plena, obsahující materiál podle vynálezu.

Měření zpětného smáčení, specifika pro absorbování krve

V případě absorbování krve vykazovaly výrobky, které obsahovaly změkčený materiál CTMP podle vynálezu, lepší hodnoty zpětného smáčení, než nezměkčené produkty. Výsledky též ukázaly, že se zřetelem ke krevní absorpci, produkty, jež postrádaly superabsorpční materiál, vykázaly nižší hodnoty zpětného smáčení, než materiál, obsahující superabsorbent. Materiál bez superabsorbentu také daleko účinněji rozptyluje krev. Výsledky jsou dále uvedeny na obr. 8 a 9. Referenční výrobky obsahovaly dva rozdílné produkty, běžně dostupné na trhu. Výsledky byly stanoveny v souladu se způsobem 5. Předpoklady pro tento účinek jsou, že alespoň jedna vrstva struktury z technické celulózy neobsahuje superabsorpční materiál, ale to však nevylučuje přítomnost tohoto materiálu v jiných částech absorpčního výrobku.

Obrázek 8

A - Materiál podle vynálezu.

B - Materiál podle vynálezu 350 g/m², změkčený.

C - Materiál podle vynálezu 350 g/m² + 5 % superabsorbentu.

D - Materiál podle vynálezu 350 g/m² + 5 % superabsorbentu, změkčený.

Obrázek 9

A - Referenční výrobek 1.

B - Referenční výrobek 2.

C - Výrobek, obsahující materiál podle vynálezu.

Pevnost sítě

Válcovaná technická celulóza tvarovaná za sucha bude mít normálně postačující pevnost své struktury pro použití určených výrobků. Pokud by pevnost sítě určitého výrobku byla shledána nepostačující, její pevnost by mohla být zvýšena vyztužením struktury nějakým vhodným způsobem, přidáním vyztužovacích vláken, spojovacích vláken nebo tmelového materiálu ke směsi celulózových vláken. Pevnost sítě může být též zvýšena zabudováním vyztužující vrstvy,

-11CZ 285874 B6 například plastové, netkané, sítě či nití, do absorpční struktury, anebo upevnění vyztužovací vrstvy nebo vnější vrstvy na jedné či obou stranách materiálu.

Hustota a plošná hmotnost

Změkčená struktura z technické celulózy je stále ještě velmi tlustá a proto je nezbytněji v mnoha případech dále stlačit před jejím použitím v nějakém absorpčním výrobku. Vhodnou hustotou je 0,2 až 1,0 g/cm³, ve vhodnějším provedení 0,25 až 0,9 g/cm³ a v nejvhodnějším provedení 0,3 až 0,85 g/cm³. Vhodná plošná hmotnost je 30 až 2 000 g/m² a v nejvhodnějším provedení 100 až 1000 g/cm. Když se vypočítávala příslušná hustota, tloušťka materiálu byla měřena pomocí Mitutoyova tloušťkometru.

Je samozřejmé, že tento vynález se neomezuje pouze na znázorněné a popsané příklady provedení, a že jsou možná i další provedení v rámci následujících patentových nároků.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Absorpční struktura absorpčního výrobku, jako je plena, hygienická vložka, kalhotkový chránič, ochrana proti inkontinenci, chránič ložního prádla, obvazy na rány nebo na bolavá místa, pohlcovač slin a podobné výrobky, tvořená vzduchem pokládaným rounem celulózových vláken, stlačeným do vrstvy, tvarované za sucha a mající první hustotu 0,2 až 1,0 g/cm³, vyznačující se t í m , že absorpční struktura (14, 15, 16, 21, 38, 41, 51) sestává z 5 až 100% celulózových vláken (62) a dále obsahuje množství částečně oddělených vrstev (63) z vláken (62), přičemž tato struktura (14, 15, 16, 21, 38, 41, 51) má po svém změkčení sníženou hustotu až na 75 %, plošnou hmotnost 30 až 2000 g/m², přičemž vrstvy (63) z vláken (62) mají samy o sobě hustotu 0,2 až 1,0 g/cm³.
2. Absorpční struktura podle nároku 1,vyznačující se tím, že hustota struktury (14, 15, 16, 21, 38, 41, 51) je 0,25 až 0,9 g/cm³, zejména 0,3 až 0,5 g/cm³.
3. Absorpční struktura podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že struktura (14, 15, 16, 21, 38, 41, 51) má sníženou hustotu až na 50 %.
4. Absorpční struktura podle nároku 1,vyznačující se tím, že struktura (14, 15, 16,

21, 38, 41, 51) má plošnou hmotnost 50 až 1500 g/m², zejména 100 až 1000 g/m². :
5. Absorpční struktura podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že celulózová vlákna (62) jsou tvořena zejména rychle sušenými celulózovými vlákny.
6. Absorpční struktura podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že celulózová vlákna (62) jsou tvořena zejména načechranými vlákny z technické celulózy.
7. Absorpční struktura podle nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že celulózová vlákna (62) jsou tvořena zejména vlákny z technické celulózy, vyrobené chemickotermomechanicky.
8. Absorpční struktura podle nároku 7, vyznačující se tím, že vlákna z technické celulózy, vyrobené chemicko-termomechanicky, mají hodnotu zkadeření 0,20 až 0,40.

-12CZ 285874 B6
9. Absorpční struktura podle nároků 1 až 5, v y z n a č u j í c í se tím, že celulózová vlákna (62) jsou tvořena zejména vlákny z technické celulózy, vyrobené chemicky.
10. Absorpční struktura podle nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že alespoň část vláken (62) jsou chemicky ztužená celulózová vlákna.
11. Absorpční struktura podle nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že struktura (14, 15, 16, 21, 38, 41, 51) sestává z 0,5 až 70 % superabsorpčního materiálu, zejména ze 2 až 50 %, a zejména z 5 až 30 %, z celkové hmotnosti struktury v suchém stavu.
12. Absorpční struktura podle nároků 1 až 11, vyznačující se t í m , že struktura (14, 15, 16, 21, 38, 41, 51) má obsah vlhkosti 3 až 20 %, zejména 4 až 18 %, a zejména 11 až 16 %, z celkové hmotnosti struktury v suchém stavu.
13. Absorpční struktura podle nároků 1 až 12, vyznačující se tím, že struktura (14, 15, 16, 21, 38, 41, 51) je opatřena výztužnými prostředky, například pojivém, výztužnými vlákny nebo termoplastovými spojovacími vlákny.
14. Absorpční struktura podle nároků 1 až 13, vyznačující se tím, že struktura (14,
15. 16, 21, 38, 41, 51) je opatřena výztužnou vrstvou, například netkaným materiálem, tkaninou, plastem nebo síťkou.

15. Způsob výroby absorpční struktury absorpčního výrobku, při němž se vzduchem pokládané rouno celulózových vláken stlačuje do vrstvy, tvarované za sucha a mající první hustotu 0,2 až 1,0 g/cm³, podle nároků lažl 4, vyznačující se tím, že stlačená vrstva se mechanicky změkčuje bez použití řezných nástrojů na druhou hustotu, která je nižší než původní první hustota, přičemž se tato vrstva rozděluje na množství tenkých, částečně oddělených vrstev vláken, které samy o sobě mají hustotu, odpovídající první hustotě.
16. Způsob výroby podle nároku 15, vyznačující se tím, že stlačená vrstva se mechanicky změkčuje ohýbáním přes alespoň jednu hranu nebo kladku.
17. Způsob výroby podle nároku 15, vyznačující se tím, že stlačená vrstva se mechanicky změkčuje tak, že se zpracovává mezi kladkami s vyrytými vzory.