FI71798B - Absorberande struktur som bildas av en blandning av hydrofila fibrer och i vatten oloeslig hydrogel samt absorberande engaongsprodukter innehaollande denna - Google Patents

Description

1 71798

Absorboiva rakenne, joka muodostuu hydrofiilisten kuitujen ja veteen liukenemattoman hydrogeelin seoksesta sekä sitä sisältävät absorboivat kertakäyttötuotteet 5 Tämä keksintö kohdistuu absorboivaan rakenteeseen, joka muodostuu hydrofiilisten kuitujen ja veteen liukenemattoman hydrogeelin seoksesta, jossa kuitu/hydrogeeli-painosuhde on 30:70 - 98:2, ja jonka absorboivan rakenteen kosteuspitoisuus on pienempi kuin 10 paino-% absorboivasta rakenteesta.

10 Keksintö kohdistuu edelleen tätä absorboivaa rakennetta sisältäviin absorboiviin kertakäyttötuotteisiin. Taipuisilla absorboivilla koostumuksilla, jotka ovat yleensä kutomattomia levyjä tai kuitumaisia kudonnaisia, on kyky absorboida huomattavat määrät nesteitä, kuten vettä ja kehosta poistuvia nestei-15 tä. Niitä käytetään esimerkiksi kertakäyttöpyyhkeinä, kasvopa-pereina, WC-paperina tai absorboivina sisusteina absorboivissa tuotteissa, kuten kertakäyttövaipoissa ja terveyssiteissä. Tavallisesti tällaiset koostumukset valmistetaan halvoista hydro-fiilisistä kuiduista, tyypillisesti puumassakuiduista.

20 Veteen liukenemattomat hydrogeelit ovat polymeerimate riaaleja, jotka pystyvät absorboimaan suuria määriä vettä, tavallisesti enemmän kuin 20-kertaisen määrän niiden painosta laskettuna. Aluksi käyttöön otettaessa näiden materiaalien odotettiin muodostavan huomattavan edistysaskeleen kertakäyttöis-25 ten, absorboivien kulutustuotteiden alalla (so. tuotteissa, kuten kertakäyttövaipat, terveyssiteet, inkontinenssiteet ja vastaavat). Tähän mennessä ei kuitenkaan ole tapahtunut veteen liukenemattomien hydrogeelien laajamittakaavaista käyttöönottoa absorboivissa tuotteissa. Syynä tähän on, että huolimatta hydro-30 geelien erittäin suuresta veden absorbointikyvystä, niiden käyttäytyminen kertakäyttöisissä absorboivissa tuotteissa ei ole ollut tyydyttävä.

Eräs syy hydrogeelien heikkoon tehokkuuteen on geelin tukkeutumiseksi kutsuttu ilmiö. Geelin tukkeutuminen tarkoittaa il-35 miötä, joka esiintyy hydrogeeliosasten, kalvon, kuidun jne.

kostuessa? pinta turpoaa ja estää nesteen siirtymisen sisäosaan. Sisäosan kostuminen tapahtuu sitten erittäin hitaan diffuusioproses-sin välityksellä. Käytännössä tämä tarkoittaa, että imeytyminen on huomattavasti 2 71798 hitaampaa kuin absorboitavan nesteen erittyminen ja vaipan tai terveyssiteen tai muun absorboivan rakenteen pettäminen voi tapahtua huomattavasti aikaisemmin kuin absorboivan rakenteen hydrogeelimateriaalin täydellinen kostuminen.

5 Veteen liukenemattomien hydrogeelien veden absorptio- kyky ylittää huomattavasti, tavallisesti paljon kertaluokkaa enemmän, puumassakuitujen veden absorptiokyvyn, joita tavallisesti käytetään kertakäyttöisissä absorboivissa ku-lutustuotteissa. Absorptiokyky nestettä, kuten eiektrolyyt-10 tiä sisältävän virtsan suhteen on paljon pienempi, mutta kuitenkin noin suuruusluokkaa suurempi kuin kuitumaisten ku-donnaisten. Useat alalla työskentelevät ovat tätä ennen pyrkineet jollakin tapaa lisäämään hydrogeelimateriaaleja puumassakuitujen kudonnaisiin tällaisten kudonnaisten nesteen 15 absorptiokyvyn suurentamiseksi. Aikaisemmissa pyrkimyksissä on käytetty hydrogeelijauheen yksinkertaista sekoittamista kuitumaiseen kudonnaiseen. Tämä tapa ei ole johtanut kudon-naisen massan absorptiokyvyn kasvuun. (Katso esimerkiksi R.E. Ericson, "First International Absorbent Products 20 Conference Proceedings", marraskuu 1980, osa 6, sivu 3). Ericson esittää, että "nesteen pidätyskyky paineen alaisena kasvaa, mutta massan absorptiokyky säilyy oleellisesti samana". Tähän ilmiöön on esitetty useita selityksiä.

Ericson liittää tämän siihen tosiasiaan, että kuitumainen 25 sidepohja estää hydrogeeliosasten turpoamisen. Toiset olettavat, että hydrogeelien erittäin huonot kapillaariominai-suudet ovat vastuussa tästä huonosta suorituskyvystä. Mikä syynä onkaan, on selvästi todettu, että hydrofUlisten kuitujen ja hydrogeeliosasten yksinkertaisilla seoksilla ei 30 ole sitä absorptiokykyä, mikä voitaisiin odottaa näiden seosten vastaavien aineosien vaikutusten perusteella.

Olettamukseen perustuen, että hydrogeelien huono ka-pillaarivaikutus aiheuttaa niiden huonon suorituskyvyn kertakäyttöisissä, absorboivissa rakenteissa, eräät alalla 35 työskentelevät ovat pyrkineet parantamaan hydrogeelien tehoa lisäämällä kuituja hydrogeeliosasiin. Tämä voidaan 3 71798 ; tehdä hydrogeeliosasten ja hydrofUlisten kuitujen seosten märkälevityksen avulla. Tämän menettelyn märkävaiheessa hydrogeeli pyrkii turpoamaan. Kuivausvaiheen aikana hydro-geeli pyrkii vetäytymään takaisin. Tuloksena geeli leviää 5 kuitujen pinnoille ja aiheuttaa kuitu-kuitu-1iitoksia tavalla, joka ei eroa sitoutumisesta, jota esiintyy sideaineita (esimerkiksi lateksia) käytettäessä. Märkäkäsittelyn ja sitomisen tuloksena hydrogeelin avulla saatu absorboiva rakenne on erittäin jäykkä. On havaittu, että tällaisen ra-10 kenteen jäykkyyttä voidaan vähentää kohdistamalla rakenteeseen suuri paine. Vieläpä näin käsiteltynä tällaisten rakenteiden jäykkyys on vielä verrattain suuri erikoisesti, jos käytetään suurempia kuin 50:50 olevia kuitu/hydrogeeli-suh-teita. Tällaiset kuitu/hydrogeeli-suhteet ovat kuitenkin 15 erittäin edullisia hintasyistä; hydrogeeli on huomattavasti kalliimpaa kuin esimerkiksi puumassakuitu. Lisäksi alalla esitetyissä menetelmissä käytetään suuria vesimääriä ja niihin liittyviä kuivauksia. Tämä lisää huomattavasti absorboivien rakenteiden valmistuskustannuksia.

20 Toinen menettely on ollut laminoitujen rakenteiden muodostaminen, jolloin kerros hydrogeelimateriaalia sijoitetaan hyvät kapillaariominaisuudet omaavaa materiaaliker-rosta vastaan. Imukykyinen kerros levittää nesteen hydrogee-likerroksen suuren pinnan ylitse, niin että hydrogeeliä pal-25 jastuu enemmän absorboitavalle nesteelle. On väitetty, että tällaisten rakenteiden absorptiokyky on suurempi kuin esimerkiksi seosten, jotka sisältävät hydrogeeliosasia hydro-fiilisessä kuitumaisessa kudoksessa. Imukykyinen kerros aiheuttaa nesteen leviämisen hydrogeelikerroksen pinnan ylit-30 se, mutta ei takaa tunkeutumista hydrogeelikerrokseen. Tätä jälkimmäistä nesteen siirtymistä rajoittaa vielä suuresti geelin tukkeutuminen, toisin sanoen, absorboivat rakenteet, millaisina ne alalla tunnetaan, eivät pysty täysin hyödyntämään hydrogeelien absorbointikykyä.

35 Täten esiintyy jatkuvasti tarve absorboivien raken teiden suhteen, jotka ovat taipuisia ja jotka täydellisemmin 4 71 798 käyttävät hyödyksi hydrogeelien absorbointikyvyn kuin aikaisemmin on ollut mahdollista. Esillä olevan keksinnön mukaisten absorboivien rakenteiden absorbointikyky on erinomainen ja niiden kapillaariset ominaisuudet ovat hyvät ja kuitenkin 5 ne ovat taipuisia, kulutusta kestäviä ja niiden yhtenäisyys poikittaissuunnassa on hyvä. Näitä rakenteita voidaan erinomaisesti käyttää kertakäyttövaipoissa, jotka ovat erittäin ohuita ja mukavia käyttää, mutta joiden absorbtiokyky on vähintään yhtä suuri kuin nykyisin markkinoitujen, huomat-10 tavasti paksumpien tuotteiden. Imukykyisiä rakenteita voidaan valmistaa menetelmän avulla, jossa ei vaadita veden tai muun liuottimen käyttöä. Menetelmässä ei siten käsitellä liuottimia tai kuivausta. Menetelmän yksinkertaisuus sallii nykyisin käytettävien standardilaitteiden käytön imu-15 kykyisiä kudonnaisia valmistettaessa; on mahdollista suorittaa esillä olevan keksinnön mukaisten absorboivien rakenteiden valmistus ilman suuria pääomakustannuksia ja pienillä valmistuskustannuksilla yksikköä kohti. Tämän keksinnön kohteena on siten taipuisa, absorboiva rakenne, joka sisältää 20 vesiliukoista hydrogeeliä, jonka absorptio-ominaisuudet ovat parantuneet. Seuraavana kohteena on parantuneiden kertakäyttöisten absorboivien tuotteiden, kuten vaippojen valmistaminen, jotka ovat huomattavasti ohuempia ja vähemmän tilaa ottavia kuin tavanomaiset absorboivat kertakäyttötuotteet.

25 Geelin tukkeutumisilmiö on kirjallisuudessa hyvin esitetty ja hydrogeelejä sisältävien absorboivien rakenteiden tästä aiheutuvia huonoja ominaisuuksia on esittänyt esimerkiksi E. Carus, "First International Absorbent Products Conference Proceedings", marraskuu 1980, osa V-l; 30 ja J. H. Field, "Pulp Parameters Affecting Product Performance", TAPPI 65(7), 1982, sivut 93-97.

JP-patenttijulkaisussa 56-65630, julkaistu 3. kesäkuuta 1981, on esitetty menetelmä veteen liukenemattomia hartseja sisältävien selluloosakuitujen "nukkakasaumien"

II

5 71798 valmistamiseksi. Kasaumat valmistetaan dispergoimalla kuituja ja hartsia metanoliin, märkälevittämällä seosta ja poistamalla liuotin kuivaamalla. Kudos puristetaan sitten

O

suurempaan kuin 0,1 g/cm olevaan tiheyteen, edullises- 3 5 ti 0,6 g/cm tiheyteen. Täten saatu arkki leikataan pienemmiksi kuin 0,5 g painoisiksi palasiksi. Samanlaista menettelyä käyttää Kopolow, US-patentissa 4 354 901, julkaistu 19. lokakuuta 1982. Tässä viitteessä esitetään menetelmä, jolloin muodostetaan liete, joka sisältää vä-10 hemmän kuin 0,1 paino-% kiinteitä aineita vedessä, mitkä kiinteät aineet muodostuvat selluloosakuitujen ja hienojakoisen hydrokolloidisen materiaalin seoksesta. Lietteestä muodostetaan kostea kudos, joka sitten kuivataan ja tiivistetään vähintään 10 %, edullisesti vähintään 15 50 %. On mainittu, että tiivistysvaihe aiheuttaa arsorboi- van rakenteen jäykkyyden pienenemisen (Gurley-jäykkyys-arvot pienempiä kuin 40 g).

Tämä keksintö kohdistuu siis absorboivaan rakenteeseen, joka muodostuu hydrofiilisten kuitujen ja veteen 20 liukenemattoman hydrogeelin seoksesta, jossa kuitu/hydro-geeli-painosuhde on 30:70 - 98:2, jonka absorboivan rakenteen kosteuspitoisuus on pienempi kuin 10 paino-% absorboivasta rakenteesta ja jolle on tunnusomaista, että veteen liukenematon hydrogeeli on erillisten hiukkasten 25 muodossa ja kuitu-hiukkasseos levitetään ilman avulla taipuisan oleellisesti sitomattoman rakenteen muodosta- 3 miseksi, jonka tiheys on 0,15-1 g/cm .

Keksinnön perustana on havainto, että hydrofiilisten kuitujen ja veteen liukenemattomien hydrogeelien seok-30 siä voidaan muodostaa taipuisiksi, erittäin imukykyisiksi rakenteiksi, joissa kuitu/hydrogeeli-painosuhde on välillä noin 30:70 - 98:2 ja että rakenne voidaan edelleen tii- 2 vistää noin 0,15 - 1 g/cm olevaan tiheyteen. Esillä olevan 6 71798 keksinnön mukaiset imukykyiset rakenteet ovat itse asiassa hydrofiilisten kuitujen kudoksia, joihin on dispergoitunut veteen liukenemattoman hydrogeelin erillisiä osasia. Hvdro-geeliosaset voivat olla satunnaisesti dispergoituneina tai 5 kuvioituina alueiksi, joissa kuitu/hydrogeeli-suhde on pieni ja alueiksi, joissa kuitu/hydrogeeli-suhde on suuri (mukaan luettuina pelkästään kuituja käsittävät alueet).

Termillä "oleellisesti sitomaton" tarkoitetaan, että kuitu/kuitu-sidosten, kuitu/hydrogeeliosas-sidosten ja hyd-10 rogeeliosas/hydrogeeliosas-sidosten lukumäärä pidetään niin pienenä kuin järkevästi on mahdollista. Sidoksiin, joita voi esiintyä, kuuluvat vetysidokset (kuten paperinvalmistus-sidokset) , muut kemialliset sidostyypit, joita voi esiintyä kuitujen ja hydrogeeliosasten välillä, hydrogeeliosasten 15 välillä ja määrättyjen kuitutyyppien (esimerkiksi lämpömuo-vautuvien kuitujen) välillä sekä mekaaniset sidokset. Tämä on tärkeää, koska esillä olevan keksinnön mukaisten imuky-kyisten rakenteiden absorptiokyky aiheutuu suuressa määrässä niiden kyvystä palauttaa tilavuutensa alkukostumisen jäl-20 keen. Suuri sidosten lukumäärä rakenteen aineosien välillä heikentäisi merkittävästi tätä kykyä.

On käytännössä mahdotonta estää täysin sidosten muodostuminen. Kuitenkaan pieni määrä sitoutumista ei näytä vaikuttavan haitallisesti rakenteen kykyyn palauttaa tila-25 vuutensa alkukostumisessa. Yleensä sitoutumisaste minimoidaan välttämällä kuitujen ja hydrogeeliosasten tai imuky-kyisten rakenteiden altistuminen vedelle sen nestemuodossa ja välttämällä pitkäaikaista altistumista suuren suhteellisen kosteuden omaavalle ilmalle. Näitä prosessiparametrejä 30 käsitellään tarkemmin seuraavassa.

Termillä "hydrogeeli" tässä käytettynä tarkoitetaan epäorgaanista tai orgaanista yhdistettä, joka pystyy absorboimaan vesipitoisia nesteitä ja pidättämään ne kohtuullisissa paineissa. Hyviä tuloksia varten hydrogeelit eivät 35 saa liueta veteen. Esimerkkejä ovat epäorgaaniset materiaalit, kuten piigeelit ja orgaaniset yhdisteet, kuten n 7 71798 silloitetut polymeerit. Silloitus voi olla kovalenttinen, ioninen, van der Waals -voimien tai vetysidoksen aiheuttama. Esimerkkeihin polymeereistä kuuluvat polyakryyliamidit, po-lyvinyylialkoholi, etyleeni/maleiinihappoanhydridikopoly-5 meerit, polyvinyylieetterit, hydroksipropyyliselluloosa, karboksimetyyliselluloosa, polyvinyylimorfolinoni, vinyyli-sulfonihapon, polyakrylaattien, polyakryyliamidien, poly-vinyylipyridiinin ja vastaavien yhdisteiden polymeerit ja kopolymeerit. Muita sopivia hydrogeelejä on esitetty US-pa-10 tentissä 3 901 236 (Assarson et ai.), 26. elokuuta 1975, mikä tässä viitteenä mainittakoon. Erikoisen edullisia polymeerejä tässä käytettäviksi ovat hydrolysoitu, akrylonit-riil.illä oksastettu tärkkelys, akryylihapolla oksastettu tärkkelys, polyakrylaatit ja isobutyleeni/maleiinihappo-15 hydridiköpolymeerit tai näiden seokset.

Menetelmiä hydrogeelien valmistamiseksi on esitetty US-patentissa 4 076 663, julkaistu 28. helmikuuta 1978 (Fusayoshi Masuda et ai.); US-patentissa 4 286 082, julkaistu 25. elokuuta 1981 (Tsuno Tsubakimoto et ai.) ja edelleen 20 US-patenteissa 3 734 876; 3 661 815; 3 664 343; 3 783 871 ja BE-patentissa 785 858, jotka tässä viitteenä mainittakoon.

Tässä käytettynä termi "osaset" käsittää kaiken muotoiset osaset, esimerkiksi pallomaiset, puolipallomaiset, 25 kuutiomaiset, sauvamaiset, monikulmaiset jne. mutta myös muodot, joissa suurimman mitan ja pienimmän mitan välinen suhde on suuri, kuten naulamaiset, hiutalemaiset ja kuitumaiset, soveltuvat tässä käytettäviksi. Termillä "osaskoko" tässä käytettynä tarkoitetaan yksittäisten osasten pienim-30 män mitan keskiarvoa. Hydrogeeliosasten kasaumia voidaan myös käyttää edellyttäen, että näiden kasaumien koon keskiarvo on seuraavassa esitettävien rajojen välissä.

Vaikka esillä olevan keksinnön mukaisten imukykyis-ten rakenteiden oletetaan suoriutuvan hyvin hydrogeeliosas-35 ten kanssa, joiden osaskoko vaihtelee laajalla alueella, muut vaatimukset voivat estää erittäin pienten ja erittäin 8 71798 suurten osasten käytön. Teollisuushygienisistä syistä osas-koot, joiden keskimääräinen osaskoko on pienempi kuin noin 30 mikrometriä, ovat vähemmän suotavia. Osaset, joiden pienin mitta on suurempi kuin noin 4 mm, voivat aiheuttaa hiek-5 kamaisen tunnun absorboivassa rakenteessa, mikä on kuluttajan kannalta epäsuotavaa. Edullisesti tässä käytetään osasia, joiden keskimääräinen osaskoko on noin 50 mikrometristä noin 1 millimetriin.

Hydrofiilisten kuitujen tyyppi ei ole kriittinen 10 esillä olevassa keksinnössä käytettäessä. Jokainen hydro-fiilinen kuitutyyppi, joka soveltuu käytettäväksi tavanomaisissa imukykyisissä tuotteissa, on myös sopiva käytettäväksi esillä olevan keksinnön mukaisessa imukykyisessä rakenteessa. Määrättyihin esimerkkeihin kuuluvat selluloosa-15 kuidut, raion, polyesterikuidut. Muita esimerkkejä sopivista hydrofiilisistä kuiduista ovat hydrofilisoidut hydrofobiset kuidut, kuten pinta-aktiivisilla aineilla tai piihapolla käsitellyt lämpömuovautuvat kuidut. Myös kuidut, joiden avulla ei voida valmistaa kudonnaisia, joiden imukyky olisi 20 käyttökelpoinen tavanomaisissa absorboivissa rakenteissa, mutta joiden kapillaariominaisuudet ovat hyvät, soveltuvat käytettäviksi esillä olevan keksinnön mukaisissa absorboivissa rakenteissa; kapillaariominaisuudet kuiduissa ovat huomattavasti tärkeämmät kuin niiden absorptiokyky. Saata-25 vuuden ja hinnan vuoksi selluloosakuidut, erikoisesti puu-massakuidut, ovat suositeltavia.

Hydrofiilisten kuitujen ja hydrogeeliosasten suhteelliset määrät ilmaistaan sopivimmin kuitu/hydrogeeli-paino-suhteena. Tämä suhde voi olla alueella noin 30:70 - 98:2.

30 Pieni kuitu/hydrogeeli-suhde, esimerkiksi välillä noin 30:70 - 50:50, on käyttökelpoinen vain, jos käytetyn hydro-geelin turpoamiskyky on pieni, s.o. hydrogeelin absorptio-kyky virtsan ja kehon muiden nesteiden suhteen on pienempi kuin noin 15 kertaa oma painonsa (15X). (Absorptiokyvyn ar-35 vot saadaan yleensä hydrogeelin valmistajalta tai ne voidaan määrätä sopivasti seuraavassa esitettävän absorptio/- li 9 71798 desorptio-testin avulla). Hydrogeeleissä, joiden absorptio-kyky on erittäin suuri (esim. 25X ja joissa siten tapahtuu voimakas turpoaminen kostumisen jälkeen), esiintyy geeli-tukkeutumista, jos niitä käytetään absorboivissa rakenteis-5 sa pienillä kuitu/hydrogeeli-suhteilla, mistä aiheutuu epä-suotava, hidas, diffuusiotyyppinen absorptiokinetiikka. Erittäin suuret kuitu/hydrogeelisuhteet, esimerkiksi suuremmat kuin 95:5, toisaalta antavat tarkoituksenmukaisen suori-tuskykyedun vain, jos käytetyn hydrogeelin absorptiokyky on 10 suuri (esimerkiksi 25X virtsalle ja muille kehon nesteille). Useimmille kaupallisesti saataville hydrogeeleille optimi kuitu/hydrogeeli-suhde on alueella noin 50:50 - 95:5.

Kustannus/suorituskyky-analyysin perusteella kuitu/-hydrogeeli-suhteet noin 75:25 - 90:10 ovat suositeltavia.

15 Tämä suositus perustuu luonnollisesti hydrofiilisten kuitujen (esim. puumassakuitujen) ja hydrogeelin välisiin suhteellisiin hintoihin. Jos esimerkiksi puumassan hinta nousee ja/tai hydrogeelin hinta laskee, pienemmät kuitu/hydrogeelisuhteet olisivat taloudellisempia.

20 Absorboivan rakenteen tiheys on erittäin tärkeä. Kun hydrogeeliosaset dispergoidaan hydrofiilisten kuitujen absor- 3 hoivaan kudokseen, jonka tiheys on noin 1 g/cm , hydrogeelin sekoittaminen aiheuttaa vain pienen kasvun nesteen määrään, joka absorboituu käytännöllisesti järkevässä ajassa (esim.

25 10 minuutissa), koska tällaisten kudonnaisten nesteen otto on hidasta. Jos absorboiva rakenne tiivistetään vähin-tään noin 0,15 g/cm olevaan tiheyteen, havaitaan merkittävä kasvu absorptiokyvyssä. Lisäksi nesteen otto nopeutuu huomattavasti tiivistettäessä. Imukyvyn kasvu on yllättävää, 30 koska kudoksen tiivistäminen aiheuttaa kuivan rakenteen aukkojen tilavuuden pienenemisen. Oletetaan, että kudoksen tiivistäminen aiheuttaa nesteen imeytymisen paremmin kankaaseen niin, että useampia hydrogeeliosasia osallistuu absorptioprosessiin, mikä aiheuttaa suuremman todellisen absorptiokyvyn.

35 Oletetaan edelleen, että tiivistetty kangas voi eris tää tehokkaamin hydrogeeliosaset toisistaan. Tiivistettäessä edelleen kangasta, noin arvosta 0,15 g/cm^ arvoon noin 10 71 798 1 g/cm3, aiheutuu rakenteen kuohkeuden pieneneminen (mikä on edullista kuluttajan kannalta esteettisistä syistä) ilman absorptiokyvyn alentumista. Kuitenkin tiheyden ollessa noin 0,6 g/cm jatkotiivistys tuskin pienentää kuohkeutta 5 edelleen kuohkeuden ja tiheyden käänteisen vastaavaisuuden vuoksi. Esillä olevan keksinnön mukaisten absorboivien rakenteiden tiheydet ovat siten edullisesti alueella noin 0,15 - 0,6 g/cm3 ja edullisemmin alueella noin 0,25 -0,4 g/cm3.

10 Esillä olevan keksinnön mukainen jatkuva, taipuisa, absorboiva rakenne voidaan valmistaa menetelmän avulla, joka käsittää vaiheet: (a) kuivan seoksen, joka sisältää hydro- fiilisiä kuituja ja veteen liukenemattoman hydrogeelin osasia painosuhteessa noin 30:70 - 98:2, ilmalevityksen ja (b) 15 kankaan tiivistämisen noin 0,15 - 1 g/cm olevaan tiheyteen. Vaihe (a) voidaan tehdä syöttämällä ilmavirta, joka sisältää hydrofiilisiä kuituja ja ilmavirta, joka sisältää hyd-rogeeliosasia, teräslankaverkolle. Kuidut ja osaset sekoittuvat toisiinsa pyörteisyyden vaikutuksesta, kun kaksi ilma-20 virtaa kohtaavat. Vaihtoehtoisesti kuidut ja hydrogeeli voidaan sekoittaa keskenään erillisessä sekoitusastiassa ennen ilmalevitystä.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksia varten on oleellista, että käytetään kuivia hydrogeeliosasia. Myös-25 kään ei kuituja, osasia tai kuitujen ja osasten seosta saa altistaa nestemäisessä muodossa olevalle vedelle tai muulle liuottimelle minään aikana tämän prosessin kestäessä tai sen jälkeen. Jos käytetään kosteita hydrogeeliosasia, pyrkivät kuidut kietoutumaan tai kiinnittymään osasiin, mistä aiheu-30 tuu epäsuotava absorboivan rakenteen jäykkyys. Erikoisesti käytettäessä selluloosakuituja, esimerkiksi puumassakuituja, hydrofiilisinä kuituina esillä olevan keksinnön mukaisessa absorboivassa rakenteessa, voidaan näiden rakenteiden pehmeyttä parantaa lisäämällä pieniä määriä kemiallisia sitou-35 tumista estäviä aineita (kationisia, ei-ionisia tai anioni-sia pinta-aktiivisia aineita) kuituihin. Esimerkkejä

II

11 71798 sopivista sitoutumista estävistä aineista on esitetty US-patentissa 3 821 068, julkaistu 28. kesäkuuta 1974 (Shaw), mikä tässä viitteenä mainittakoon. Erikoisen sopivia sitoutumista estäviä aineita ovat kvaternääriset ammoniumyhdis-5 teet, joita on esitetty US-patentissa 3 554 862, julkaistu 12. tammikuuta 1971 (Hervey et ai.), mikä tässä viitteenä mainittakoon. Suositeltavia kvaternäärisiä ammoniumyhdistei-tä ovat ne, jotka ovat yleisen kaavan m 10 R1-0-(C2HijO)n-CH2-CHOH-CH2 ^R3 '

xP

.R2'°'(C2H,0)m-CHj-CHOH-CH2^ mukaisia, jolloin ja R2 ovat noin 8-22 hiiliatomia si-15 sältäviä hydrokarbyyliryhmiä, R^ ja R^ ovat 1-6 hiiliatomia sisältäviä alkyyliryhmiä, n ja m ovat kokonaislukuja välillä 2 - noin 10 ja X on halogeeni. Esimerkkejä näistä yhdisteistä on esitetty US-patentissa 4 144 122, julkaistu 13. maaliskuuta 1979 (Emanuelsson et ai.), mikä tässä viitteenä 20 mainittakoon.

Tyypillisesti kemiallisen sitoutumista estävän aineen määrä absorboivissa rakenteissa on noin 0,01 - 0,5 paino-s hydrofiilisistä kuiduista.

Tässä käytettynä termi "kuiva" ei tarkoita "abso-25 luuttisesti vedetöntä". Esimerkiksi normaaleissa varastointi- ja käsittelyolosuhteissa hydrogeeliosaset imevät hieman kosteutta. Hydrofiiliset kuidut ottavat myös hieman kosteutta varastoitaessa. Lisäksi voi olla edullista käyttää kosteutettua ilmaa kuitujen ja hydrogeeliosasten ilmakuljetuk-30 sessa pölyämisen estämiseksi. Näissä käsittelyolosuhteissa hydrogeeliosasiin ja kuituihin siirtyy vielä enemmän kosteutta, mutta tämä ei vaikuta haitallisesti esillä olevaa keksintöä sovellettaessa. Kuitenkin hydrogeelin kosketus-ajat kuljettavan ilman kanssa ovat lyhyitä ja hydrogeelin 35 rajoitettu vedenotto ilmakuljetuksen aikana kosteutettua ilmaa käytettäessä ei aiheuta merkittävää sitoutumista 12 71 798 rakenteeseen. Tärkeä ehto on, että hydrogeeliosaset eivät saa turvota merkittävästi eikä niiden pintaan saa muodostua tahmeutta siinä määrässä, että se aiheuttaa kuitujen takertumista ja/tai sitoutumista. Yleensä tämä voidaan saa-5 vuttaa altistamalla hydrofiiliset kuidut ja hydrogeeliosaset vain vesihöyrylle, mutta ei nestemäiselle vedelle. Jopa pelkkä hydrogeelin altistaminen kosteutetulle ilmalle voi aiheuttaa huomattavaa sitoutumista rakenteeseen seuraavan käsittelyvaiheen aikana, erikoisesti kalanteroitaessa, jos 10 tämä altistus on pitkäaikainen. Esimerkiksi US-patentti 4 252 761, julkaistu 24. helmikuuta 1981 (Schoggen et ai.), perustuu pelkästään määrättyjen hydrogeelimateriaalien altistamiseen vesimäärälle, joka aiheuttaa sitoutuneen rakenteen, mitä ei voida hyväksyä esillä olevan keksinnön 15 tarkoituksia varten epäedullisen alkuabsorptiokinetiikan vuoksi. Sen takaamiseksi, että rakenne säilyy oleellisesti sitoutumattomana, absorboivan rakenteen kosteuspitoisuuden täytyy olla pienempi kuin 10 paino-% kuivasta absorboivasta rakenteesta laskettuna.

20 Absorboivat rakenteet voidaan sopivasti valmistaa käyttäen tavanomaisia laitteita, jotka on suunniteltu hydrof iilisten kuitumaisten kankaiden ilmalevitystä varten. Näissä laitteissa kankaat muodostetaan tyypillisesti syöttämällä hydrofiilisiä kuituja ilmavirtaan ja levittämällä 25 kuidut metallilankaverkolle. Mittaamalla halutut määrät hyd-rogeeliosasia ilmavirtaan kohtaan, joka on välittömästi ennen metallilankaverkkoa, voidaan muodostaa hydrofiilisten kuitujen ja hydrogeeliosasten haluttu seos. Kankaalle muodostettu kudos johdetaan sitten kalanteritelojen lävitse, 30 joiden kosketuskohdan paine on säädetty sellaiseksi, että saadaan haluttu tiivistyminen absorboivaan rakenteeseen. On ilmeistä, että tässä menetelmän toteutuksessa vaaditaan vain vähäisiä muutoksia tavanomaiseen laitteeseen absorboivien rakenteiden valmistamiseksi, so. mittauslaitteen 35 asentamisen hydrogeeliosasten lisäämistä varten. Määrätyissä tapauksissa voi olla välttämätöntä korvata normaali 71 798 13 metallilankaverkko laitteessa tiheämpisilmäisellä verkolla. Tämä tarvitaan, jos käytetään verrattain pieniä hydro-geeliosasia ja/tai jos normaaliverkon silmäkoko on verrattain suuri.

5 Määrättyjen ominaisuuksiensa vuoksi tämän keksinnön mukaiset absorboivat rakenteet ovat erikoisen hyvin sopivia käytettäviksi kertakäyttöisissä absorboivissa tuotteissa. Termillä "absorboiva tuote" tässä käytettynä tarkoitetaan kulutustuotetta, joka pystyy absorboimaan huomattavia 10 määriä vettä ja muita nesteitä, kuten kehon nesteitä. Esimerkkeihin absorboivista tuotteista kuuluvat kertakäyttö-vaipat, terveyssiteet, inkontinenssisiteet, paperipyyhkeet, kasvopyyhkeet ja vastaavat. Tavanomaisiin hydrofiilisiin kuitumaisiin kudonnaisiin verrattuina tämän keksinnön mu-15 kaisten absorboivien rakenteiden imukyky on suuri, tiheys on suuri ja taipuisuus on ainakin sama kuin tavanomaisten kuitumaisten kudosten. Näistä syistä nämä absorboivat rakenteet soveltuvat erikoisen hyvin käytettäviksi tuotteissa, kuten vaipoissa, inkontinenssisiteissä ja terveyssi-20 teissä. Suuri imukyky ja suuri tiheys antavat mahdollisuuden suunnitella absorboivia tuotteita, jotka ovat ohuita ja kuitenkin niiden absorptiokyky on enemmän kuin riittävä niiden pettämisen aiheuttaman hämmennyksen välttämiseksi. Rakenteen taipuisuus takaa mukavuuden kantajalle ja absorboi-25 tuvan tuotteen hyvän kiinnittymisen. Tuotteiden suuri tiheys ja pieni tilavuus aiheuttavat myös merkittäviä kustannussäästöjä valmistajalle pakkauksen ja kuljetuksen suhteen.

Kertakäyttövaippoja, jotka sisältävät esillä olevan keksinnön mukaisia absorboivia rakenteita, voidaan valmis-30 taa tavanomaisia vaippojen valmistusmenetelmiä käyttäen, mutta korvaamalla puumassakuitukudos ("ilmahuopa")-ydin, jota tavallisesti käytetään tavanomaisissa vaipoissa esillä olevan keksinnön mukaisella absorboivalla rakenteella. Täten kertakäyttövaippa voi muodostua (yläosasta alaosaan) 35 pinta-arkista (kutomaton, hydrofobinen kangas, esimerkiksi 14 71 798 reititettyä polyesteriä), absorboivasta rakenteesta ja vedenpitävästä, taipuisasta alusarkista (esimerkiksi kovaa polyetyleeniä, johon on kohokuvioitu noin 60 mikrometrin verkkokuvio). Haluttaessa absorboiva rakenne voidaan kää-5 riä käärepaperiin (märkälujaa tissuepaperia). Tämäntyyppisiä kertakäyttövaippoja on esitetty yksityiskohtaisemmin US-patentissa 3 952 745, julkaistu 27. huhtikuuta 1976 (Duncan) ja US-patentissa 3 860 003, julkaistu 14. tammikuuta 1975 (Buell), mitkä tässä viitteenä mainittakoon.

10 Koska esillä olevan keksinnön mukaisten absorboivien rakenteiden imukyky on suurempi kuin tavanomaisten puumas-sakuitukudonnaisten, voidaan puumassakudos korvata esillä olevan keksinnön mukaisella absorboivalla rakenteella, jonka paino on pienempi. Pienentynyt paino ja suurempi tiheys 15 yhdessä aiheuttavat massan pienenemisen kertoimella 3-12 tai enemmän (riippuen hydrogeelin tyypistä, kuitu/hydrogeeli-suhteesta ja käytetystä tiheydestä).

Kertakäyttövaipoissa käytetyn absorboivan rakenteen määrä ilmaistaan sopivasti rakenteen pinta-alapainon mukaan 20 (g/cm ). Tyypillisesti kertakäyttövaipoissa käytetyn, esillä olevan keksinnön mukaisen absorboivan rakenteen pinta- 2 alapaino on välillä noin 0,01 - 0,05 g/cm . Eräs tapa tämän keksinnön käyttämiseksi on vaippojen valmistaminen, joiden sekä absorptiokyky on kasvanut että massa on pienentynyt 25 tavanomaisiin vaippoihin verrattuna. Tämä voidaan saada käyttämällä absorboivia rakenteita, joiden pinta-alapaino 2 on noin 0,018 - 0,03 g/cm . Suositeltavia ovat noin 0,019 -2 0,021 g/cm olevat pinta-alapainot. Toinen menettely on pyrkiä imukykyyn, joka on oleellisesti sama kuin tavan-30 omaisten vaippojen käyttäen kuitenkin hyödyksi tämän keksinnön tarjoamaa massan pienentämismahdollisuutta. Tämä 2 saavutetaan yleensä käyttäen noin 0,01 - 0,017 g/cm olevia pinta-alapainoja. Suositeltavia ovat alueella noin 2 0,014 - 0,017 g/cm olevat pinta-alapainot. Kertakayttövai-35 poissa käytettyjen absorboivien rakenteiden paksuus on edullisesti noin 0,3 - 2 mm, vielä edullisemmin noin 0,5 - 1 mm.

Il 15 71 798

Tavanomainen kertakäyttövaippa muodostuu tavallisesti (pinnalta pohjalle) pinta-arkista (kutomatonta, hydrofobista tissuekangasta, esimerkiksi rei'itetysta polyesteristä), puumassakuiduista muodostuvasta absorboivasta sisäosasta 5 ja vedenkestävästä, taipuisasta pohja-arkista (esimerkiksi kovaa polyetyleeniä, johon on kohokuvioitu noin 60 mikro-metrin paksuinen kuvio). Tällaisten vaippojen absorptiokyky kasvaa huomattavasti, jos esillä olevan keksinnön mukaista absorboivaa rakennetta sijoitetaan puumassakuitusisustan 10 ja alusarkin väliin. Tällä tavalla käytettynä absorboivan rakenteen paksuus on edullisesti noin 0,1 - 1 mm. Vaippaan sijoitetun absorboivan rakenteen koko ja muoto voivat olla samat kuin puumassakuitusisustan tai erilaiset. Määrätyssä toteutuksessa puumassasisusta on muotoiltu tiimalasin muo-15 toiseksi (s.o. sisäosan leveys keskellä on huomattavasti pienempi kuin leveys päissä) ja absorboiva rakenne on suorakulmainen, jonka pituus on likimain sama kuin puumassakuitusisustan pituus ja leveys noin 1-5 cm pienempi kuin puumassakuitusisustan leveys tiimalasin kapeimmalta kohtaa. 20 Koska esillä olevan keksinnön mukainen absorboiva ra kenne on erittäin imukykyinen ja kuitenkin ohut ja taipuisa, on se erittäin sopiva käytettäväksi terveyssiteissä. Kuten kertakäyttövaippojen tapauksessa terveyssiteet, joissa käytetään esillä olevan keksinnön mukaisia absorboivia raken-25 teitä, voidaan johtaa tavanomaisista terveyssiteistä korvaamalla yksinkertaisesti niiden absorboiva sisusta (tavallisesti puumassakuitukudosta) esillä olevan keksinnön mukaisella absorboivalla rakenteella. Tämä korvaus voidaan tehdä painon mukaan, jolloin saadaan tilavuuden pieneneminen ja 30 imukyvyn kasvu; tai korvaus voi olla pienempi kuin vastaava paino, jolloin uhrataan osa imukyvyn parantumisesta vielä suuremman massan pienenemisen eduksi. Terveyssiteissä käytetyn absorboivan rakenteen paksuus on edullisesti noin 0,1 - 2 mm, vielä edullisemmin noin 0,3 - 1 mm.

35 Terveysside muodostuu esimerkiksi esillä olevan kek sinnön mukaista absorboivaa rakennetta olevasta tyynystä; 71798 16 hydrofobisesta pinta-arkista ja nestettä läpäisemättömästä alusarkista. Pinta-arkki ja alusarkki sijoitetaan absorboivan rakenteen vastakkaisille pinnoille. Haluttaessa absorboiva rakenne kääritään käärepaperiin. Sopivia materiaaleja 5 pinta-arkkia, alusarkkia ja käärepaperia varten tunnetaan alalla hyvin. Yksityiskohtaisempi esitys terveyssiteistä ja sopivista materiaaleista niissä käytettäviksi on esitetty US-patentissa 3 871 378, julkaistu 16. maaliskuuta 1975 (Duncan et ai.), joka tässä viitteenä mainittakoon.

1 0 Suorituskyvyn testaus A. Ositustesti

Absorboivien rakenteiden näytteille suoritettiin ositustesti, joka esitetään tarkemmin seuraavassa. Tämä testi on suunniteltu mittaamaan absorboivien rakenteiden absorp-15 tiokyky tavanomaisiin selluloosakuitukudoksiin verrattuna sekä käyttäen pieniä nestekuormituksia että suuria neste-kuormituksia. Absorboitava neste oli "synteettistä virtsaa" (1-%:inen NaCl-liuos tislatussa vedessä; liuoksen pintajännitys säädettiin arvoon 45 dyne/cm noin 0,0025 %:lla ok-20 tyylifenoksipolyetoksietanolia olevalla pinta-aktiivisella aineella (Triton X-100, myy Rohm and Haas Co.). Tämän testin on havaittu arvioitavan absorptiokykyä tyypillisissä absorboivien rakenteiden käyttöolosuhteissa, kun niitä käytetään absorboivina sisustoina vaipoissa.

25 Absorboivat rakenteet valmistettiin lisäämällä etu käteen määrätyt määrät hydrogeeliosasia ilmavirtaan, joka sisälsi eteläisen mäntylajin hakkuujätteistä valmistettuja kuituja; seos levitettiin ilman avulla metallilankaverkolle ja saatu kudos tiivistettiin kalanteritelojen välissä vaa-30 dittuun tiheyteen. Rakenteen pinta-alapaino oli 0,04 g/cm . Samassa laitteessa valmistettiin eteläisen mäntylajin hakkuujätteiden kuiduista kudonnaisia, joiden pinta-alapaino 2 3 oli myös 0,04 g/cm ja kalanteroitiin 0,1 g/cm tiheyteen.

Hydrogeeliosasia ei lisätty jälkimmäisiin kudonnai-35 siin. Näitä jälkimmäisiä kudonnaisia käytettiin vertailuun kaikissa testeissä. Ositustestiä varten puristettiin 17 71 798 absorboivaa materiaalia olevista arkeista pyöreitä, 6 cm läpimittaisia näytteitä.

Ositustestit suoritettiin seuraavasti. Palanen poly-etyleenikalvoa (samanlaista materiaalia, jota tavallisesti 5 käytetään alusarkkina kertakäyttövaipoissa) sijoitettiin tasaiselle imukyvyttömälle alustalle. Pyöreä näyte (läpimitta 6 cm) testattavaa absorboivaa rakennetta sijoitettiin tämän aluskalvon päälle. Tämän päälle pantiin palanen tissue-paperia, jollaista tavallisesti käytetään käärepaperina ker-10 takäyttövaipoissa. Käärepaperin päälle pantiin vertailuma-teriaalia oleva näyte (eteläisen mäntylajin hakkuujätteistä saatua kuitumaista kudosta, tiheys 0,1 g/cm^). Päällä oleva näyte kostutettiin etukäteen määrätyllä määrällä (noin 1 g) synteettistä virtsaa, peitettiin toisella palasella alus- 15 kalvoa, jonka päälle pantiin noin 2 kg suuruinen paino. Tä- 3 2 mä paino aiheutti noin 70 x 10 N/m olevan puristuspaineen. Viiden minuutin tasapainotusajän jälkeen paino poistettiin ja kaksi absorboivaa materiaalia olevaa näytettä punnittiin erikseen. Kummallekin näytteelle laskettiin "kuormitus", jo-20 ka määritetään synteettisen virtsan määränä (grammoina), joka absorboitui grammaa kohti absorboivaa materiaalia. Näytteeseen lisättiin sitten toinen annos synteettistä virtsaa, puristuspaino sijoitettiin uudestaan sen päälle, tasapainotettiin ja punnittiin. Tämä menettely toistettiin useita 25 kertoja (suuruusluokka 8-10 kertaa), niin että saatiin tes-timateriaalin suhteellinen absorptiokyky laajalla kokonaiskuormituksen alueella. Pöhjatestikerroksen kuormitus esitettiin sitten graafisesti funktiona päällä olevan vertai-lukerroksen kuormituksesta.

30 Erikoisen mielenkiintoisia ovat testikerroksen kuor mitukset kohdissa, joissa vertailukuormitus on 2,0 g/g ja 4,5 g/g vastaavasti. Testikerroksen kuormituksen vertailu-kuormituksella 4,5 g/g on havaittu ennustavan kuormituksen pettämiskohdalla normaalikäytössä, jos testimateriaalia käy-35 tetään sisustana kertakäyttövaipoissa. Testikerroksen kuormituksen vertailukerroksen kuormituksella 2,0 g/g on 71 798 18 havaittu vastaavan vaipan kuormitusta tyypillisissä käyttöolosuhteissa. Kaikki tässä esitetyt koetulokset ovat keskiarvoja kahdesta tai kolmesta kokeesta.

B. Absorptio/desorptio-testi 5 Absorboivien rakenteiden absorptio-ominaisuudet mää rättiin niiden "synteettisen virtsan" absorptio- ja desorptio-käyttäytymisen mukaan. Perusmenetelmä ja laitteen rakenne on esitetty julkaisussa "Capillary Sorption Equilibria in Fiber Masses" (Burgeni ja Kapur), Textile Research Journal, 10 37 (1967) 362, joka tässä viitteenä mainittakoon. Testi on erikoisen käyttökelpoinen määrättäessä absorptiokinetiikkaa.

Absorptiolaite muodostui vaakasuuntaisesta kapillaa-riputkesta, jonka pituus oli noin 120 cm ja joka oli liitetty venttiilin avulla nestesäiliöön. Putken pää oli lii-15 tetty tygon-putken avulla lasisuppiloon, joka sisälsi ASTM

4-8 mikronin sintratun lasisuodattimen, jolle absorboiva kudosnäyte oli sijoitettu. Sintratun lasisuodattimen omaava suppilo oli asennettu pystysuoraan tankoon. Lasisuodattimen korkeus kapillaariputken yläpuolella määräsi nävttee-20 seen kohdistuvan hydrostaattisen imun. Tyypillisessä absorpt io/desorptio-kokeessa määrättiin absorboituneen synteettisen virtsan tilavuusmäärä funktiona hydrostaattisesta imusta alkukohdan ollessa 100 cm (mikä vastasi -100 cm hydrostaattista painetta).

25 Yksinkertaistettua koetta käytettiin absorboivan ku doksen käyttökelpoisen imukyvyn määräämiseen. Tässä testissä mitattiin absorboitunut tilavuusmäärä -25 cm hydrostaattisella paineella ("25 cm absorptio"). Sitten näytteen käsittävä lasisuodatin alennettiin nolla olevaan hydrostaatti-30 seen paineeseen ja mitattiin absorboituneen tilavuusmäärän tasapainoarvo ("0 cm, huokostilavuus"). Lasisuodatin nostettiin jälleen 25 cm merkkiin ja mitattiin absorboitunut tilavuusmäärä kohdalla -25 cm desorptiomoodissa ("25 cm, desorptio").

Il 19 717 9 8 C Gurley-jäykkyystesti

Absorboivien rakenteiden jäykkyys määritettiin käyttäen Gurley-jäykkyystestauslaitetta (valmistaa W. and L.E. Gurley of Troy, New York). Tämän testauslaitteen käyttö on 5 esitetty US-patentissa 4 354 901, julkaistu 19. lokakuuta 1982 (Kopolow), joka tässä viitteenä mainittakoon. Periaatteessa tämä laite mittaa sen ulkopuolelta kohdistetun voiman, mikä vaaditaan annetun poikkeaman muodostamiseen määrätyt mitat omaavaan materiaaliliuskaan, joka on kiinnitet-10 ty toisesta päästään ja jonka toiseen päähän kuormitus kohdistetaan. Tulokset saatiin "Gurley-jäykkyysarvoina" gram-mayksiköissä. Jokaisen absorboivan materiaaliliuskan koko oli noin 8,9 x 2,5 cm.

Esillä olevan keksinnön mukaisten absorboivien ra-15 kenteiden Gurley-jäykkyysarvo on pienempi kuin 2 g, edullisesti pienempi kuin 1 g, mitattuna liuskalle, jonka pinta-alapaino on 0,03 g/cm .

Esimerkki 1

Kuitu/hydrogceli-suhteiden vaikutuksen testaamiseksi 20 absorboivien rakenteiden ositustehon suhteen valmistettiin seuraavat absorboivat rakenteet.

Eteläisen mäntypuun hakkuujätteistä saatuja kuituja sekoitettiin kuivina akryylihapolla oksastetun tärkkelys-hydrogeelin kanssa, jonka keskimääräinen osaskoko oli noin 25 250 mikrometriä ("Sanwet IM 1000", valmistaa Sanyo Co.,

Ltd., Japan), kuitu/hydrogeelisuhteissa 100:0 (ei hydrogee-liä), 95:5, 90:10 ja 80:20. Kankaita, joiden mitat olivat 41 x 30 cm ja pinta-alapaino 390 g/rr7, valmistettiin ker-tapanostyyppisen ilmalevityslaitteen avulla. Kankaat puris- 3 30 tettiin 0,3 g/cm kuivatiheyteen käyttäen hydraulista taso-puristinta, mikä vastasi 1,3 mm paksuutta.

Näiden kankaiden näytteille suoritettiin edellä esitetty ositustesti. Saatiin seuraavat tulokset: 20 71798

Taulukko 1

Absorboivien rakenteiden ositusteho riippuvaisena kuitu/hydrogeeli-suhteesta

Kuitu:hydrogee- Kuormitus (g/g) ver-Kuormitus (g/g) Ver- ^ li~suhde tailulla 2,0 g/g_tailulla 4,5 q/q 100:0 2,0 3,6 95:5 2,4 4,5 90:10 3,4 5,9 85:15 3,7 6,5 1 0 80:20 4,0 7,2

Taulukko 2 1)

Absorptio/desorptio-arvot riippuvaisina kuitu:hyd-rogeeli-suhteesta 15

Kuiturhydrogee- 25 cm ab- 0 cm huokos- 25 cm de- li-suhde sorptio tilavuus_sorptio 100:0 2,5 3,0 2.9 95:5 2,9 3,8 3,5 90:10 3,8 4,9 4,5 20 85:15 4,3 5,9 5,3 80:20 4,8 6,2 5,8 1 ) arvoina ml/g 10 minuutin tasapainotuksen jälkeen

Arvot osoittavat sen voimakkaan kasvun absorptioky-25 vyssä laajalla olosuhteiden alueella, mikä saavutetaan esillä olevan keksinnön absorboivilla rakenteilla verrattuna pelkästään kuituja sisältäviin, saman tiheyden omaaviin rakenteisiin .

Esimerkki 2 30 Vertailua varten valmistettiin absorboivia rakentei ta, joissa käytettiin US-patentissa 4 354 901 (julkaistu 19. lokakuuta 1982, Kopolow) esitettyä märkälevitysmenetel-mää, seuraavasti:

Eteläisen mäntylajin hakkuujätteistä saatujen massa-35 kuitujen ja akryylihapolla oksastetun tärkkelyshydrogeeli-materiaalin (Sanwet IM 1000, valmistaa Sanyo Co., Ltd.,

Il 21 71798

Japani) seosta (kuitu/hydrogeeli-suhde = 80:20) liotettiin veteen 0,7 % pitoisuuteen. Valmistettiin kangas levittämällä lietettä metal1 ilankaverkolle. Lietteen määrä oli sellainen, että pinta-alapainoksi saatiin 0,034 g/cm^. Kannas 5 kuivattiin uunissa 100°C lämpötilassa. Kuivatun kankaan ti- 3 heys oli noin 0,2 g/cm . Kangas puristettiin sitten hydrau- 3 lisessa puristimessa 0,38 g/cm tiheyteen. Saatu rakenne oli jäykkä ja levymäinen.

Tämän näytteen absorptiokyky määrättiin edellä esi-10 tetyn ositustestin avulla. Tuloksia verrattiin niihin, jotka saatiin esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän avulla valmistetulle ilmalevitetylle rakenteelle. (Taulukko 3) Taulukko 3

Absorboivien rakenteiden osituskyky valmistusmenetel-15 mästä riippuvaisena

Kuitu: hydrogee- Menetelmä Kuormitus (g/g) Kuormitus (g/g) li —suhde^ vertailu 2,0 σ/q vertailu 4,5 α/σ 2Ί--——-----—— 30:20 ilmalevitys ' 4,0 7,2 80:20 märkälevitys"^ 3,4 4,5 1 ) 3 20 molempien rakenteiden tiheys oli 0,3 σ/cm 2) esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä 3) US-patentissa 4 354 901 esitetty menetelmä

Arvot osoittavat, että esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän avulla saadaan absorboivia rakenteita, joiden 25 absorptio-ominaisuudet ovat paremmat kuin märkälevitysmene-telmän avulla valmistettujen rakenteiden.

Esimerkki 3

Valmistettiin seuraavat rakenteet käyttäen edellä esitettyä ilmalevitysmenetelmää: pelkästään kuituja sisältä-30 vä kangas (eteläisen mäntylajin hakuujätteitä), tiheys 0,1 g/cm (näyte A); pelkästään kuituja sisältävä kangas 3 (eteläisen mäntylajin hakkuujäte), tiheys 0,3 g/cm (näyte B); kuitu(eteläisen mäntypuun hake)/hydrogeeli-rakenne (kui-tu/hydrogeeli-suhde = 80:20, tiheys 0,3 g/cm ) (näyte C).

35 Hydrogeeli oli samaa, jota käytettiin esimerkeissä 1 ja 2.

Kaikki rakenteet olivat pehmeitä ja taipuisia.

22 71 7 9 8 Näiden näytteiden osituskäyttäytyminen määrättiin edellä esitetyn ositustestin mukaan, paitsi että tasapai-notusaika oli yksi minuutti.

Taulukko 4 5 Näyte nro Kuormitus (g/g) Kuormitus (g/g) -vertailu 2,0 g/g vertailu 4,5 g/g Δ 1,1 4,4 B 2,1 3,9 C+ 3,4 7,1 10 +esillä olevan keksinnön mukainen rakenne

Ositusarvot osoittavat, että tiivistettäessä kaikilla pelkästään kuituja sisältävillä rakenteilla (A, B) saadaan suurempi osituskyky pienellä kuormituksella (paremman kapil-laarisen imun vuoksi), mutta pienempi teho suurella kuormi-15 tuksella (alentuneesta huokostilavuudesta johtuen). Kuitu: hydrogeeli-suhteessa 80:20 oleva seos suurella tiheydellä (0,3 g/cm^, näyte C) omaa huomattavasti paremmat ositusomi-naisuudet sekä pienellä että suurella kuormituksella.

Esimerkki 4 20 Valmistettiin absorboivia rakenteita, jotka sisäl sivät eri tyyppejä hydrogeelimateriaaleja on line-an-nostelemalla kuivia hydrogeeliosasia eteläisen mäntylajin hakkeesta saatujen kuitujen virtaan. Kaikkien hydrogeeli-näytteiden keskimääräinen osaskoko oli alueella 100 um -25 1 mm.

Seoksista muodostettiin arkkeja, joiden pinta-alapai-no oli noin 0,035 g/cm^, metallilankaverkolle. Arkit puris- 3 tettiin 0,3 g/cm olevaan kuivatiheyteen.

Jokaisen arkin osituskyky testattiin edellä esite-30 tyn ositustestin avulla. Tulokset on esitetty taulukossa 5.

Il 71798 23

Taulukko V

Hydrogeelin tyyppi Kuitu/hydro- Kuormitus Kuormitus __geeli suhde vert. 2,0 q/q vert. 4,5 g/g

Ei käytetty (vert.) 100:0 2,05 3,60 5 Tärkkelys, akrylo- nitriili1) 81,2:12,8 3,45 5,35 Tärkkelys, akrylo- nitriili2) 84,6:15,4 2,30 5,40

Polyakrylaatti"^ 75,0:25,0 5,75 8,65 10 Polyakrylaatti3^ 80,8:19,2 5,10 8,10 Tärkkelys, akrylo- nitriili ' 81,7:17,3 4,25 6,10 Tärkkelys, akrylo- nitriili4' 78,7:21,3 4,25 6,10 15 Tärkkelys, akrylo- nitriili5) 82,6:17,4 4,00 5,40

Selluloosa, karb- oksyyli6) 86,0:14,0 2,95 5,14

Selluloosa, karb- 20 oksyyli6) 77,9:22,1 3,20 5,40 Tärkkelys, karb- oksyyli7) 82,1:17,9 2,20 4,40 Tärkkelys, ak- ryylihappo^^ 80,1:19,9 3,55 7,00 25 Tärkkelys, ak- ryylihappo^ 77,7:22,3 4,40 7,40

Isobutyleeni/ maleiinihappo- anhydridi-kopo- 30 lymeeri9) 77,6:22,4 4,25 7,75

Isobutyleeni/male iinihappo-an-hydridi-kopoly- meeri9) 80,0:20,0 4,25 7,45 24 71798 1) A-100, Grain Processing 2) A-200, Grain Processing 3) J-550, Grain Processing

4) SGP 147, Henkel, USA

5 5) SGB 502SB, Henkel USA

6) Akucell 3019, Enka, Saksa 7) Foxorg 15, Avebe, Ranska 8) Sanwet IM 1000, Sanyo, Japani 9) KI Gel 201, Kuraray, Japani 10 Kuten tulokset osoittavat, aiheuttaa hvdrogeeliosas- ten läsnäolo tiivistetyssä hydrofiilisessä kuitumaisessa kudoksessa huomattavan kasvun osituskykyyn sekä pienellä että suurella kuormituksella.

Valmistettiin samanlaisia rakenteita, joissa eteläi-15 sen mäntylajin puumassakuidut korvattiin lehtipuun massa-kuiduilla; kemotermomekaanisilla havupuukuiduilla; euka-lyptus-sulfaattiselluloosakuiduilla; puuvillakuiduilla ja polyesterikuiduilla. Saatiin oleellisesti samanlaisia tuloksia .

20 Esimerkki 5

Valmistettiin absorboivia rakenteita esimerkissä 1 esitetyn kertapanostyyppisen menetelmän avulla. Eteläisen mäntypuulajin selluloosasulfaattikuituja käytettiin sekoitettuina akryylihapolla oksastetun tärkkelyshydrogeelin 25 kanssa ("Sanwet IM 1000", myy Sanyo Co., Ltd., Japani). Tämäntyyppisen hydrogeelin kyllästyskyky "synteettisen virtsan" suhteen on noin 25X.

Valmistettiin näytteitä eri kuitu/hydrogeeli-suh-teilla. Näiden näytteiden synteettisen virtsan absorptio-30 kinetiikka tutkittiin edellä esitetyssä absorptio/desorptio-laitteessa. Näissä testeissä käytetty synteettinen virtsa oli liuos, joka sisälsi 1 % NaCl, 0,06 % MgCl2*6H20 ja 0,03 % CaCl2*2H20 tislatussa vedessä; liuoksen pintajännitys säädettiin arvoon 45 dyne/cm lisäämällä noin 0,0025 % 35 oktyylifenoksipolyetoksietanolia olevaa pinta-aktiivista ainetta (Triton X-100, valmistaa Rohm and Haas Co.).

Il 25 „ 71798

Kaikkien absorboivien rakenteiden tiheys oli 0,3 g/crr7 ja 2 pinta-alapaino noin 0,04 g/cm . Kaikki absorptiokinetiikat mitattiin puristuspaineella noin 70 x 10 N/m^, mikä lähei sesti vastaa todellisia olosuhteita vaippoja käytettäessä.

5 Taulukko 6

Absorptiokinetiikka; hydrostaattinen paine -25 cm; absorptiomoodi

Aika Absorptio (ml/g) (min) Kuitu/hydrogeeli-suhde (g/g) 10 I00.-0 88:12 73:27 48:52 34:66 5 2,8 3,8 4,9 3,8 2,7 10 2,8 4,2 5,8 4,6 3,2 30 2,8 4,4 6,4 5,9 4,5 60 - 4,5 6,6 7,0 5,7 15 360 - 4,6 7,0 9,8 9,1

Arvot osoittavat, että tasapainoabsorptiokyky kasvaa hydrogeelin määrän kasvaessa. Arvot osoittavat kuitenkin myös, että se nopeus, jolla tasapainoabsorptiokyky saavute-20 taan, kasvaa yhä hitaammin hydrogeelin määrän kasvaessa.

Optimaalinen kuitu/hydrogeeli-suhde tässä määrätyssä kuitu/hydrogeeli-järjestelmässä näissä testiolosuhteissa osoittautuu olevan noin 75:25.

Samanlainen kuva saadaan 0 cm huokostilavuus-absorp-25 tiokinetiikan kanssa, mutta tällöin on mielenkiintoisia eroja (taulukko 7). Koska näissä testiolosuhteissa kapillaari-set imeytymisominaisuudet ovat vähemmän tärkeitä, absorboivien rakenteiden suhteellinen tehokkuus määräytyy suurelta osalta näiden rakenteiden tasapainoabsorptiokykyjen mukaan. 30 Kuitenkin rakenne, jonka absorptiokinetiikka on er:ttäin huono (s.o. kuitu/hydrogeeli-suhde 40:60), pettää 60 minuutin kohdalla verrattuna 61:39 ja 53:47 oleviin kuitu/hydro-geeli-näytteisiin jopa 0 cm hydrostaattisessa paineessa.

26 71798

Taulukko 7

Absorptiokinetiikka; hydrostaattinen paine 0 cm Aika (min) Absorptio (ml/g) _Kuitu/hydrogeeli-suhde (g/g)__ 5 100:0 88:12 78:22 61:39 53:47 40:60 5 4,2 5,9 6,8 7,7 7,5 6,6 10 4,2 6,3 7,5 8,8 8,6 7,6 30 4,2 6,5 8,3 10,2 10,0 9,3 60 - 6,6 8,5 10,7 10,7 10,5 10 360 - 6,8 8,9 11,7 12,1 13,8

On odotettavissa, että jos samanlaisia näytteitä valmistetaan eteläisen havupuun sulfaattiselluloosakuiduista ja hydrogeelistä, jonka kyllästysarvo "synteettisen virtsan" 15 suhteen on noin 10X, absorptiokyvyt ovat pienempiä jokaiselle kuitu/hydrogeeli-suhteelle kuin taulukossa 7 esitetyt arvot. Kuitenkin näissä seoksissa kuitu/hydrogeeli-suhteen 40:60 oletetaan suoriutuvan paremmin kuin kuitu/hydrogeeli-suhteen 40:60 5 ja 10 minuutin tasapainotusaikoina, mikä 20 poikkeaa saadusta kuvasta edellä esitetyllä hydrogeelillä saatuna, jonka kyllästymisarvo on 25X.

Esimerkki 6

Valmistettiin absorboivia rakenteita esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän avulla, kuten esimerkissä 1 25 on esitetty. Kuitu/hydrogeeli-painosuhde oli 80:20. Määrättiin näiden rakenteiden Gurley-jäykkyysarvot. Vertailua varten määrättiin Gurley-jäykkyysarvot rakenteille, jotka oli valmistettu US-patentissa 4 354 901 esitetyn märkälevitys-menetelmän avulla (ks. esimerkki 2) sekä ennen tiivistämis-30 tä ja sen jälkeen (taulukko 8).

Il 71 798 27

Taulukko 8 Näyte Tiheys Pinta-alapaino Gurley-jäykkyys _(g/cm3)_(g/cm2)__Lgj__ Märkälevitetty 0>1' 0,037 24,4 5 Märkälevitetty 0,037 27,2 Märkälevitetty 0}3 0,033 5>i, Märkälevitetty 0,3 o,033 3j8

Ilma levitetty 0,3 0,032 0,24

Ilma levitetty 0,3 0,032 0,25 10 Ilma levitetty 0,3 0,035 0,64

Ilma levitetty 0,3 0,035 0,56

Arvot vahvistavat, että märkälevitetyn rakenteen Gurley-jäykkyysarvoa, joka on aluksi erittäin suuri, voi-15 daan pienentää puristamalla rakenne suurempaan tiheyteen, kuten US-patentissa 4 354 901 on esitetty. Arvot osoittavat edelleen, että esillä olevan keksinnön mukaisten ilma-levitettyjen rakenteiden Gurley-jäykkyysarvot ovat kertaluokkaa pienempiä kuin puristettujen, märkälevitettyjen ra-20 kenteiden ja aina kahteen kertaluokkaan saakka pienempiä kuin puristamattomien, märkälevitettyjen rakenteiden. Esimerkki 7

Kertakäyttövaippa, jossa käytettiin esillä olevan keksinnön mukaista absorboivaa rakennetta, valmistettiin 25 seuraavasti.

Esimerkin 1 mukaisesti valmistettu absorboiva rakenne kalanteroitiin noin 0,1 cm paksuuteen ja noin 0,3 g/cm3 ti- 3 2 heyteen mitattuna puristuspaineella noin 7x10 N/m . Kudos leikattiin noin 30 x 40 cm tyynyiksi. Tyynyt käärittiin 30 märkälujaan tissuepaperiin, jonka pinta-alapaino oli noin 2 20 g/m , vetolujuus kuivana noin 700 g/25 mm konesuunnassa ja noin 300 g/25 mm koneen poikkisuunnassa.

Päällystetty tyyny kiinnitettiin liimaamalla noin 33 x 43 cm suuruiseen korkokuvioitua polyetyleenikalvoa 35 olevaan aluskalvoon, jonka sulaindeksi oli noin 3 ja tiheys 3 noin 0,92 g/cm . Aluskalvon päät taivutettiin päällystetyn 28 71 798 tyynyn päälle ja kiinnitettiin liimalla. Lopuksi absorboiva tyyny peitettiin hydrofobisella, mutta vettä ja virtsaa läpäisevällä pintakalvolla (Webline No. F 6211, valmistaa Kendall Co. of Walpole, Massachusetts, muodostuu kutomatto-5 masta, akryylilateksilla sidotusta raionkankaasta).

Vaipan veden ja synteettisen virtsan absorptiokyky, kapillaariset ja pidätysominaisuudet olivat erinomaiset. Esimerkki 8

Terveyssiteitä, joissa käytettiin tämän keksinnön 10 mukaista absorboivaa rakennetta, valmistettiin seuraavasti.

Esimerkin 1 mukaan valmistettu absorboiva rakenne 3 kalanteroitiin noin 0,07 cm paksuuteen ja noin 0,4 g/cm 3 2 tiheyteen mitattuna puristuspaineella 7x10 N/m . Kudos leikattiin noin 20 x 5 cm suuruisiksi tyynyiksi, joiden 15 päät suppenivat. Tämän tyynyn päälle sijoitettiin toinen tyyny (suorakulmainen), jonka mitat olivat noin 13x5 cm. Yhdistetty tyynyrakenne sijoitettiin vedenkestävää aluskal-voa vastaan (20 x 5 cm), joka oli valmistettu korkokuvioi-dusta kovasta polyetyleenistä ja johon oli korkokuvioitu 20 mikrometrin paksuinen kuvio. Rakenne peitettiin päällysar-killa, joka oli kutomatonta, 3 denierin neulalla rei'itet- 3 tyä polyesterikangasta, jonka tiheys oli noin 0,03 g/cm ja paksuus noin 2,3 mm. Täten peitetty rakenne sijoitettiin noin 23 x 7,5 cm suuruiselle aluskalvolle, joka oli hydro-25 fobista, kehräämällä yhteenliitettyä polyesteriä, jonka mi- 3 tattu paino oli noin 15 g/cm . Pohjakalvo oli taivutettu etukäteen ylöspäin lämmön ja paineen avulla, mikä sitoo päällekkäiset arkit yhteen. Saatu absorboiva rakenne on käyttökelpoinen terveyssiteenä ja sen absorptiokyky ja pidä-30 tyskyky kuukautiseritteiden suhteen on erinomainen.

Esimerkki 9

Valmistettiin vaippoja, jotka käsittivät esillä olevan keksinnön mukaisia rakenteita, jotka oli valmistettu esimerkissä 7 esitetyllä tavalla. Valmistettiin saman raken-35 teen omaavia vertailuvaippoja, joissa käytettiin puumassa- 3 29 71 798 kuiduista saatuja kudonnaisia, joiden tiheys oli 0,1 g,'cm' , 3 0,3 g/cm tiheyden omaavien absorboivien rakenteiden asemasta.

Normaalit lapset käyttivät vaippoja. Lasten annettiin 5 leikkiä päiväkotitiloissa testin aikana. Lapset kantoivat vaippoja, kunnes tapahtui vuotaminen. Testin nopeuttamiseksi vaippoihin lisättiin etukäteen määrätty määrä synteettistä virtsaa.

Vuodon tapahtumisen jälkeen vaipat poistettiin ja 10 punnittiin absorboituneen nestemäärän mittaamiseksi. Laskettiin kuormitus X, joka määritetään sinä nestemääränä (grammoina), joka on' absorboitunut hetkellä, jolloin pettäminen tapahtui, grammaa kohti absorboivaa materiaalia. Tulokset on esitetty taulukossa 9.

15 Tavanomaisten vaippojen absorboiva sisusta (näyt teet A, G ja I) sisältää noin viisi kertaa oman painonsa nestettä pettämisen tapahtuessa. Esillä olevan keksinnön mukaiset absorboivat rakenteet sisältävät noin 8,0 - 12,7 kertaa oman painonsa nestettä vuodon tapahtuessa. Arvot osoit-20 tavat edelleen, että esillä olevan keksinnön avulla on mahdollista pienentää vaipan sisäosan tilavuutta kertoimella 7 (verrattuna tavanomaisiin ilmahuopaa oleviin vaippojen si-susteisiin) säilyttäen samalla vaipan absorptiokyky (vertaa näytettä J näytteisiin A, G ja I).

30 71 798 o rn rs o o co r> rs s S s s * r- m «s, -.

-ί in rs rs v© »—— co eo © rs ·— rs rs *— ψ— ,_ - oo vo vo o vo 9 σν — tn m i vo »- i co cr' ^ rsT a> ro ro i cr I *- rs o ro ro o vo co 5r vom o».

-L. co m m vo sr —* m © *-o m «— »— rs rs rs *- ·—< oo iO vo O VO ro to © -HV| ~ s I © - w tn m i <0 i fs © sr rs o> ro m i or i *- rs m © rs »- © oo m oio «s ^ m ^ k g- »_ Λ Λ U- *- r». ro vo vo --- & σ\ *— © rs rs ·— rs uo rs *« w oo o oo m © ^- oo rs rs m

m V SS

UJ co jt m v© © s^ it © rs © m »— *— rs rs rs ·— r- *— oo cp 3 © co m © *- co ot ©r*» -X C_J m © cr v© © "-_ ©vo ©o o p rs m rs rs rs w co

D

ίΰ £-* _ © vo vn © ·— co cr © r·*.

, » » ~ ~ -s s ms ss U UI O fl· IÖ S s ©e ©O o rs rs m rs rs rs S-' 00 © rs o*i o vo © co ors k, · λ ^ rs CO «s ss E ui σι ? λ o s ro rs ©o © rs «— m © rs rs w oo © © o © rs ^ s S S I s,s| Ϊ S s s m cr i 10 © i © inrs © m m i a· i — rs

•M

Ή :r0

—*· fO CU -P

CP ro ti .p ^

— Ή X. · 0 0) E

^ p n +0 M g i

0) CO Q :r0 —' fO

P 4J I :<0 3 :(0 <-1 co .—. rc? -ή 4-> co ro P CP E rH P ^ p | CO —· ^ Q) CL! C X c O1 D ro —> •h cp · g p o fO "'•s co cn

CO — -r^^CPCOO · E CP ^ c E P P C O P CO i—| s-»> .,—1 (J

03 P CD 0 P G 0 .Q -P OiC^^ > - ^ Dj CO u P ro —* C CT'

•H ^ (U C Xi >1 ro > co o G C E

-h rOOitJ «3 ^

P t? 5; * s 0 £ ro P P P P

g p d o d c d E <u c cooco co o

P 0 4J ^ CO O -P EGO O p 2 DC

>1 CO v-H Ό 10 Λ! -P O -u λ: co > co co -h ifO P p >, -h O P P co 0 -h -H -h ro 2; *3 ^ E E-< ^ ^ ϋ Ί3 ^ (/) x [/) ωα n 31 71798

Vaihtoehtoisesti voidaan pienentää vaipan sisustan massaa pienemmällä kertoimella kuin 7 (esimerkiksi kertoimella 4, näytteet B, C ja D; kertoimella 5, näyte F; tai kertoimella 6, näytteet E ja H) ja kuitenkin saadaan merkit-5 tävä kasvu absorptiokykyyn tavanomaisiin kertakävttövaip-poihin verrattuna.

Esimerkki 10

Valmistettiin vaippa, kuten US-patentissa 3 860 003 (Buell, julkaistu 14. tammikuuta 1975, joka tässä viitteenä 10 mainittakoon) on esitetty, paitsi että siinä esitetyn absorboivan kappaleen (esim. valmistettu ilmalevitetystä puumassasta) lisäksi mainitun absorboivan kappaleen ja alusar-kin väliin sijoitettiin esillä olevan keksinnön mukainen, tiimalasin muotoinen absorboiva rakenne. Absorboiva rakenne 15 valmistettiin esimerkissä 1 esitetyllä tavalla. Pinta-ala- 2 3 paino oli 0,035 g/cm ; tiheys 0,3 g/cm , mikä antoi paksuudeksi 1,17 mm.

Esimerkki 11

Valmistettiin vaippoja US-patentissa 3 860 003 (Buell, 20 julkaistu 14. tammikuuta 1975, joka tässä viitteenä mainittakoon) esitetyllä tavalla. Tiimalasin muotoisen, havumassa-kuituja olevan sisustan mitat olivat seuraavat: pituus noin 40 cm, leveys päissä noin 27 cm ja leveys keskellä noin 9,5 cm.

25 Esillä olevan keksinnön mukaisia absorboivia rakentei ta valmistettiin havupuukuitujen ja akryylihapolla oksastetun tärkkelyshydrogeelin kanssa, jonka keskimääräinen osas-koko oli noin 25 mikrometriä ("Sanwet 1M 1000", valmistaa Sanyo Co., Japani), kuitu/hydrogeeli-suhteella 85:15 esimer- 30 kissä 1 esitettyä menetelmää käyttäen. Absorboivan rakenteen 2 pinta-alapaino oli 0,019 g/cm ja paksuus 0,076 cm, mitkä 3 vastaavat 0,25 g/cm olevaa tiheyttä. Rakenteet peitettiin käärepaperiarkilla ja leikattiin noin 9 x 40 cm kokoisiksi. Rakenteet sijoitettiin pituussuunnassa edellä mainittuihin 35 vaippoihin tiimalasin muotoisen sisäosan ja polyetyleeni- 32 7 1 7 9 8 takakalvon väliin, tissuekäärepaperi tiimalasin muotoista sisäosaa vastaan.

Saman menetelmän avulla valmistettiin lisää vaippoja, paitsi että absorboivaa rakennetta olevan upotuksen mi-5 tat olivat 6 x 40 cm.

Upotukset paransivat suuresti absorptiokykyä virtsan suhteen vaipoissa.

Esimerkki 12

Tavanomaisessa paperinvalmistusmenetelmässä saadulle, 10 havupuukuituja olevalle kuivalle vanutukolle ruiskutettiin 10-%:ista liuosta, joka sisälsi kaavan ’r.-0-{CH,CH,0) G-LCHOHCH- R ' 1 2 2 n 2 2. 0 / 2 x N / Cl' R. -0- (CH-CH-0) CH-CHOHCH.X \ R, 15 1 2 2 m 2 2 2 mukaista kvaternääristä ammoniumyhdistettä, jolloin n ja m ovat kokonaislukuja välillä 2-10, R1 on alkyyliaryyli ja R2 on 1-6 hiiliatomia sisältävä alkyyli (Berocell 579, valmis-20 taa Berol Chemicals, Inc., Metarie, LA).

Kuivalle vanulle ruiskutettiin 10 g liuosta yhtä kilogrammaa kohti kuituja, mikä vastasi 0,1 % kvaternääristä ammoniumyhdistettä kuiduilla. Kuiva vanutukko hajotettiin sitten ja kuidut sekoitettiin akryylihapolla oksastetun 25 tärkkelyshydrogeelin kanssa, jonka keskimääräinen osaskoko oli 250 mikrometriä ("Sanwet 1M 1000", valmistaa Sanya Co., Ltd., Japani), kuitu/hydrogeelisuhteessa 80:20.

Kuitu/hydrogeeli-seos muodostettiin ilmalevitetyksi 2 kankaaksi, jonka pinta-alapaino oli noin 200 g/m . Kangas 30 kalanteroitiin noin 0,2 g/cm^ tiheyteen, mikä vastasi noin 2 mm paksuutta. Täten saadun absorboivan rakenteen absorptio-ominaisuudet ja pehmeys olivat erinomaiset. Valmistettiin samanlaisia rakenteita korvaamalla kvaternäärinen ammonium-yhdiste ei-ionisilla ja anionisilla pehmentävillä aineilla.

35 Saatiin oleellisesti samanlaiset ominaisuudet omaavia rakenteita .

li 33 71 798

Kvaternääristä ammoniumyhdistettä sisältävä kudos leikattiin tyynyiksi, joiden koko oli noin 30 x 41 cm. Tyynyjä käytettiin valmistettaessa kertakäyttövaippoja, kuten esimerkissä 7 on esitetty.

Claims (13)

71798

1. Absorboiva rakenne, joka muodostuu hydroflitisten kuitujen ja veteen liukenemattoman hydrogeelin 5 seoksesta, jossa kuitu/hydrogeeli-painosuhde on 30:70 -98:2, ja jonka absorboivan rakenteen kosteuspitoisuus on pienempi kuin 10 paino-% absorboivasta rakenteesta, tunnettu siitä, että veteen liukenematon hydro-geeli on erillisten hiukkasten muodossa ja kuitu-hiukkas-10 seos levitetään ilman avulla taipuisan oleellisesti sitomattoman rakenteen muodostamiseksi, jonka tiheys on 0,15-1 g/cm^.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen absorboiva rakenne, tunnettu siitä, että sen Gurley- 15 jäykkyysarvo on pienempi kuin 2 g.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen absorboiva rakenne, tunnettu siitä, että sen tiheys on 0,15 - 0,6 g/cm^.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen ab-20 sorboiva rakenne, tunnettu siitä, että veteen liukenematon hydrogeeli on valittu ryhmästä, johon kuuluvat hydrolysoitu akrylonitriilillä oksastettu tärkkelys, akryylihapolla oksastettu tärkkelys, polyakrylaatit, isobutyleeni/maleiinihappoanhydridikopolymeerit ja näi-25 den seokset.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen absorboiva rakenne, tunnettu siitä, että hydrogeeli-hiukkasten keskimääräinen hiukkaskoko on noin 30^,um - 4 mm, edullisesti 50^,um - 1 mm.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen absor boiva rakenne, tunnettu siitä, että se lisäksi sisältää 0,01 - 0,5 paino-% kaavan 35 71798 Γ : R.-O-(C_H.O) -CH -CHOH-CH, 0 ^R, O | i z 4 n z jJ>N J j X"'· j R,-0-(C.H.0) -CHo-CH0H-CH' "^R. ! | 2 2 4 m 2 2 4 1 5 mukaista kvaternääristä ammoniumyhdistettä hydrofiilisten kuitujen painosta laskettuna, jolloin R^ ja R^ ovat 8-22 hiiliatomia sisältäviä hydrokarbyyliryhmiä, R^ ja R^ 10 ovat 1-6 hiiliatomia sisältäviä alkyyliryhmiä, n ja m ovat kokonaislukuja välillä 2-10 ja X on halogeeni.

7. Absorboiva kertakäyttötuote, tunnettu siitä, että se muodostuu: (a) nestettä läpäisemättömästä alusarkista; 15 (b) hydrofobisesta päällysarkista; ja (c) jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukaisesta absorboivasta rakenteesta, joka rakenne on sijoitettu alus-arkin ja päällysarkin väliin.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen absorboiva ker- 20 takäyttövaipan muodossa oleva kertakäyttötuote, tunnettu siitä, että absorboivan rakenteen pinta-ala- 2 paino on 0,01 - 0,05 g/cm .

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 3 mukainen kerta-käyttövaippa, tunnettu siitä, että absorboivan 25 rakenteen paksuus on 0,3-2 mm, edullisesti 0,5 - 1 mm.

10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen kerta-käyttövaippa, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää puumassakuituja olevan absorboivan sisäosan, joka on sijoitettu hydrofobisen päällysarkin (b) ja absorboi- 30 van rakenteen (c) väliin.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen kertakäyttö-vaippa, tunnettu siitä, että puumassakuituja oleva absorboiva sisäosa on tiimalasin muotoinen ja absorboiva rakenne (c) on suorakulmainen. 71 798

12. Jonkin patenttivaatimuksen 8-11 mukainen kertakäyttövaippa, tunnettu siitä, että absorboiva rakenne on kääritty tissuekuoreen.

13. Jonkin patenttivaatimuksen 8-12 mukainen 5 kertakäyttövaippa, tunnettu siitä, että absorboiva rakenne on tiimalasin muotoinen. n 1 7 g q Patentkrav · ‘ ' -7 O