FI95304C - Menetelmä imukykyisen kuitukerroksen valmistamiseksi ja imukykyinen kuitukerros - Google Patents

Description

95304

Menetelmä imukykyisen kuitukerroksen valmistamiseksi ja imukykyinen kuitukerros Tämän keksinnön kohteena on menetelmä imukykyisen 5 kuitukerroksen valmistamiseksi, jossa muodostetaan kuiva-muodostustekniikalla ainakin yksi ainekerros, joka muodostuu luonnonkuitujen, kuten puukuitujen ja muovikuitujen seoksesta, ja mainitun ainekerroksen päälle ainakin toinen ainekerros, joka muodostuu luonnonkuiduista tai luonnon-10 kuitujen ja muovikuitujen seoksesta sekä superabsorbentti-aineesta, ja joka kuitukerros sidotaan lämmöllä.

Keksinnön kohteena on myös menetelmän avulla valmistettu imukykyinen kuitukerros.

Non-woven hygieniatuotteiden valmistuksessa muo-15 dostetaan imukerros kuivamuodostustekniikalla luonnonkuidusta, johon lisätään sidosaine tai sidoskuituja, jotka lämmön vaikutuksesta sitovat muodostetun aineradan huokoiseksi kuitukerrokseksi. Tällaisia kerroksia muodostetaan päällekkäin tarpeellinen määrä tuotteen halutun paksuuden 20 mukaan.

Tällä tavoin valmistettuja materiaalikerroksia käytetään erilaisten vaippojen, naisten kuukautissuojien ja sairaaloiden haavatyynyjen valmistukseen. Ongelmana tämän tyyppisissä tuotteissa on imukyvyn rajallisuus, joka li-25 säksi monasti on ristiriidassa tuotteen pienentämispyrki-mysten kanssa. Tunnetaan myös imykykyisiä hygieniatuotteita, joihin on lisätty superabsorbenttiainetta imukyvyn parantamiseksi. Tällaisissa tuotteissa ollaan kylläkin saavutettu imukyvyn parantumista, mutta samaan tuotteeseen 30 yhdistettävät kuitu-, vahvike- ja superabsorbenttikerrok-: set tekevät tuotteista suhteellisen kalliita ja valmistus prosessista monimutkaisen.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada sellainen menetelmä imukykyisen kuitukerroksen valmistamisek-35 si, jolla suuren absorbointikyvyn omaava kuitukerros on 2 95304 aikaansaatavissa yksinkertaisesti. Tämän aikaansaamiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että superabsorbenttiaine lisätään toisen muodostettavan ainekerroksen kuivamuodostusvaiheen yhteydessä, jonka jäl-5 keen kuitukerroksen yläpinta kompaktoidaan ja sen alapinta kostutetaan ja tiivistetään kuumakalanteroimalla siten, että superabsorbenttiainetta sisältämätön ainekerros tiivistyy nesteen levityskerrokseksi.

Edulliset! ainerata voidaan kuumakalanteroida nes-10 teen kulkeutumista imukerroksen haluttuihin kohtiin edistävällä kuvioinnilla, joka tarjoaa kuitukerroksen tiivistetyllä puolella nopeat nesteensiirtokanavat lopputuotteen eri osiin.

Keksinnön mukainen edullinen tuote syntyy siis 15 oleellisesti kahden tekijän yhteisvaikutuksesta, eli siitä, että kuitukerros on muodostettu oleellisesti yhdestä kerroksesta, joskin se on useammassa vaiheessa muodostettu, ja siitä, että tähän yhteen kerrokseen on aikaansaatu sekä tarvittava imukerros sisällyttämällä toiselle puolel-20 le superabsorbenttiainetta että nesteen levityskerros tiivistämällä toinen puoli sopivasti.

Näin ollen näiden kahden tekijän yllättävä lopputulos on se, että ollaan aikaansaatu erittäin imukykyinen ja samalla yksinkertaisesti aikaansaatavissa oleva kuitu-‘ 25 kerros, jossa ei ole mekaanista kestävyyttä heikentäviä partikkeli- tai muita keskittymiä eikä useiden päällekkäin liitettyjen rainojen muodostamia saumakohtia.

Keksinnön mukaisen menetelmän muille edullisille sovellutusmuodoille on tunnusomaista se, mitä jäljempänä 30 olevissa patenttivaatimuksissa on esitetty. Keksinnön mukaiselle kuitukerrokselle ja sen edullisille sovellutus-muodoille on tunnusomaista se, mitä jäljempänä olevissa sitä koskevissa patenttivaatimuksissa on esitetty.

Keksintöä selostetaan seuraavassa esimerkin avulla 35 viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa 3 95304 kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen kuitukerroksen valmistuslinjaa, kuvio 2 esittää keksinnön mukaista imukykyistä kui-tukerrosta.

5 Kuviossa 1 on esitetty kuivamuodostuslinja, jossa viiralle 1 muodostetaan ainerata 2 kahdessa vaiheessa kahden muodostuslaatikon eli formerin 3 ja 4 avulla. Muodos-tuslaatikoihin, jotka ulottuvat poikittain viiran yli koko sen leveydeltä, puhalletaan ilma-kuituseosta, joka sekoi-10 tetaan ja seulotaan tasaisen ainekerroksen muodostamiseksi alla kulkevalle viiralle 1 tunnetun tekniikan mukaisesti. Muodostuslaatikkoja voidaan asettaa niin monta kuin haluttu kerrospaksuus vaatii, jolloin samalla valmistus linjalla muodostetaan kerros toisensa jälkeen, kunnes haluttu 15 paksuus on saavutettu. Lisäksi puukuitujen ja polymeeri-kuitujen keskinäinen suhde eri kerroksissa voi keksinnön puitteissa vaihdella.

Puukuidut ovat edullisesti suhteellisen pitkäkui-tuista mekaanista massaa, ja muovikuidut voivat olla mitä 20 tahansa sopivaa thermobonding-laatua, esim. bikomponentti-kuituja, joiden ydin on polypropeenia ja vaippa polyetee-niä.

Ainerataan 2 lisätään superabsorbenttipartikkeleita joko erillisen sirottelulaitteen 7 avulla, tai lisäämällä 25 se muodostuslaatikon 4 kuitumateriaaliin. Sopivia superab-sorbenttiaineita ovat mm. aktiivihiili, aktivoitu savi, silikageelit ja ristisilloitetut polyakrylaatit. Eri par-tikkeleiden pitoisuusrajat aineradassa voi olla esim. seuraavat: puukuitua (sellukuitua) 25 - 90 %, muovikuitua 30 0 - 70 % ja superabsorbenttipartikkeleita 0 - 70 %.

; Superabsorbentti voi myös olla nestemäisessä muo dossa, jolloin sirottelulaitteen sijasta käytetään suih-kusuuttimia esim. vesidispersiossa olevan akryylihappo-monomeerin suihkuttamiseksi aineradan päälle. Monomeerit 35 ristisilloitetaan lämmön ja sopivien radikaalien avulla, 4 95304 jolloin superabsorbentti osaltaan sitoo kuituja yhteen. Tällöin muovikuituja voidaan tässä kerroksessa vähentää tai jättää tarpeettomina kokonaan pois.

Muodostusvaiheen jälkeen ainerata sidotaan (thermo-5 bonding) ja mahdollinen nestemäinen superabsorbentti ris-tisilloitetaan läpivirtausuunissa 8. Tämän jälkeen sidotun kuitukerroksen 11 yläpinta kompaktoidaan kompaktorilla 9, 10, joka muodostuu kuumennettavasta kalanteritelasta 9 ja sen vastatelasta 10. Kerroksen alapinta kostutetaan vesi-10 suuttimella 12 tai höyrylaatikolla ja tiivistetään kuu-makalanteroimalla kalenteritelan 13 ja sen vastatelan 14 avulla keksinnön mukaiseksi kuitukerrokseksi 15.

Kuumakalanteroinnin ansiosta kuvion 2 mukaisessa kuituaineessa superabsorbenttiainetta sisältämätön aine-15 kerros 16 tiivistyy nesteen levityskerrokseksi. On osoittautunut, että neste tiettyyn rajaan asti kulkeutuu nopeammin tiiviimmin pakatussa kuitukerroksessa kuin huo-koisemmassa; tämä johtuu tiiviimmin järjestettyjen kuitujen suuremmasta nesteensiirtokyvystä harvemmassa olevien 20 kuitujen siirtokykyyn nähden.

Hyödyntämällä tätä ominaisuutta ja edullisesti muodostamalla kuvioidulla kalenteritelalla kuvioita tiivistetylle puolelle, saadaan nesteelle vielä nopeampia nesteen-siirtokanavia tuotteen eri osiin. Kuvioinnin idea on siis 25 muodostaa tuotteen kaikkiin osiin kulkevia kanavia, joissa kuiturakenne on edelleen tiivistetty nesteen suuremman kuljetuskapasiteetin aikaansaamiseksi, jolloin tuotteen imukyky hyödynnetään optimaalisesti. Kalanterointi voidaan myös tehdä sileällä telalla, jonka jälkeen kuitukerroksen 30 loppukalanterointi suoritetaan kuvioidulla telalla.

Kuviossa 2 on esitetty keksinnön mukaisessa kuitu-kerroksessa 15 on siis alempi ainekerros 16, joka muodostuu puukuitujen ja muovikuitujen seoksesta, ja tämän päälle muodostettu toinen ainekerros 17, joka muodostuu puu-35 kuiduista tai puukuitujen ja muovikuitujen seoksesta sekä superabsorbenttiaineesta 18. Kuviossa superabsorbenttiaine 95304 5 on esitetty partikkelimaisena. Jos partikkeleiden sijasta käytettäisiin kuitumaista tai nestemäistä superabsorbent-tiainetta, ko. aine ei erottuisi mainittavasti materiaalin perusrakenteesta, joten näitä vaihtoehtoja ei ole erikseen 5 kuvattu.

Kuvion 2 mukaisesta poikkileikkauksesta havaitaan, että koko kuitukerros 15 on oleellisesti yksi ja sama saumaton kerros, jonka toinen puoli on superabsorbenttiainet-ta sisältävää imukerrosta ja toinen puoli on tiivistettyä 10 nesteen levityskerrosta. Kerroksien paksuutta voidaan muodostusvaiheessa vaihdella ja säätää, oleellista on vain se, että kerrokset muodostetaan samalla linjalla ja sidotaan yhteen yhdessä vaiheessa.

Lopputuote, joka muodostetaan kuitukerroksesta lei-15 kataan sopivan kokoiseksi ja sen alapinta päällystetään mahdollisesti nestettä läpäisemättömällä muovikerroksella. Muita viimeistelytoimenpiteitä määrää tuotteen käyttötarkoitus .

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön eri 20 sovellutusmuodot eivät rajoitu yllä esitettyihin esimerkkeihin, vaan että ne voivat vaihdella jäljempänä olevien patenttivaatimusten puitteissa.

' ·

Claims (9)

95304 [

1. Menetelmä imukykyisen kuitukerroksen (15) valmistamiseksi, jossa menetelmässä muodostetaan kuivamuodos- 5 tustekniikalla ainakin yksi ainekerros (16), joka muodostuu luonnonkuitujen, kuten puukuitujen ja muovikuitujen seoksesta, ja mainitun ainekerroksen päälle ainakin toinen f ainekerros (17)>_ joka muodostuu luonnonkuiduista tai luon- ( nonkuitujen ja muovikuitujen seoksesta ja superabsorbent-10 tiaineesta (18), ja joka kuitukerros (15) sidotaan lämmöllä, tunnettu siitä, että kuitukerros (15) muodostetaan oleellisesti yhdeksi ja samaksi saumattomaksi kerrokseksi, minkä jälkeen kuitukerroksen yläpinta kompaktoi-daan ja sen alapinta kostutetaan ja tiivistetään kuumaka- [ 15 lanteroimalla siten, että superabsorbenttiainetta sisältämätön ainekerros (16) tiivistyy nesteen levityskerroksek-si.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuitukerroksen kuumakalante- f 20 rointi suoritetaan kuvioidulla telalla (13) nesteen siir- k tyrnistä kuitukerroksen tasossa edistävän kuvioinnin aikaansaamiseksi .

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuitukerroksen kuumakalante- 25 rointi suoritetaan sileällä telalla (13), jonka jälkeen suoritetaan kuitukerroksen loppukalanterointi kuvioidulla telalla nesteen siirtymistä kuitukerroksen tasossa edistävän kuvioinnin aikaansaamiseksi.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen mene-30 telmä, tunnettu siitä, että superabsorbenttiaine (18) lisätään partikkeli- tai kuitumuodossa toisen aine-• kerroksen (17) muodostavien kuitujen virtaan kerroksen . muodostusvaiheessa.

5. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetel-85 mS, tunnettu siitä, että superabsorbenttiaine !l I* t Kili M t i i 95304 lisätään nestemäisessä muodossa toiseen ainekerrokseen (17) välittömästi kerroksen muodostuksen jälkeen.

6. Imukykyinen kuitukerros (15), jossa on ainakin yksi kuivamuodostettu ainekerros (16), joka muodostuu 5 luonnonkuitujen, kuten puukuitujen ja muovikuitujen seoksesta, ja ainakin yksi mainitun ainekerroksen päälle muodostettu toinen ainekerros (17), joka muodostuu luonnonkuiduista tai luonnonkuitujen ja muovikuitujen seoksesta sekä superabsorbenttiaineesta (18), ja joka kuitukerros on 10 sidottu lämmöllä, tunnettu siitä, että kuitukerros (15) on muodostettu oleellisesti yhdeksi ja samaksi saumattomaksi kerrokseksi, jonka toinen puoli on kompak-toitu imukerrokseksi (17) ja toinen puoli on tiivistetty nesteen levityskerrokseksi (16).

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen kuitukerros, tunnettu siitä, että kuitukerroksen (15) levitys-kerroksen (16) pinnassa on nesteen siirtymistä kuitukerroksen tasossa edistävä kuviointi.

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen kuituker-20 ros, tunnettu siitä, että superabsorbenttiaine (18) muodostuu imukerrokseen (17) tasaisesti jakautuneista superabsorbenttipartikkeleista tai -kuiduista.

9. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen kuitukerros, tunnettu siitä, että superabsorbenttiaine 25 (18) muodostuu imukerroksen (17) kuituihin nestemäisenä lisätystä ja ristisilloitetusta superabsorbenttiaineesta. 95304