HU215911B - Szilárdított szálakat és szuperabszorpciós anyagokat tartalmazó abszorbens szerkezetek - Google Patents

Abstract

A találmány tárgyát testfőlyadékők befőgadására, előszlatására éstárőlására szőlgáló abszőrbens tárgyak és szerkezetek képezik,melyeknek főlyadékőt áteresztő fedőlapja (104), ehhez rögzí ett,főlyadékőt át nem eresztő hátlapja (102), valamint ezek közöttelrendezett őlyan abszőrbens magja (106) van, amely egybefőgadó/előszlató réteget, és ezalatt elhelyezett főlyadéktárőlóréteget ( 08) tartalmaz. A találmány szerinti abszőrbens tárgyak ésszerkezetek eldőbható pelenkák (100) és egyéb, egészségügyi betétekelőállítására alkalmasak. ŕ

Description

A találmány tárgyát cellulózrostot és szuperabszorbens anyagot tartalmazó abszorbens szerkezetek képezik. Ezek az abszorbens szerkezetek sokféle abszorbens áru, mint eldobható pelenkák, időskori szükséglet-visszatartási képesség hiánya miatt szükséges betétek, rövid használatú cikkek, és hasonlók céljára használhatók. Az a követelmény velük szemben, hogy aránylag nagy mennyiségű, relatíve rövid idő alatt kiürült testnedvet — különösen ismételt ürítésekből származó testnedvet legyenek képesek befogadni.

Rendezett száltömeget tartalmazó abszorbens szövedékek, például szálakból készült szövetek, a szakmában jól ismertek. Az ilyen szövetek a folyadékokat, mint például a kiürített testnedveket, magukba szívják, mégpedig kétféle módon. Részben egy abszorpciós mechanizmus útján, melynek során a folyadékot a szálanyag veszi fel, másrészt egy felszívómechanizmus útján, amelynek során a folyadékot a szálak közötti kapilláris rések fogadják be, továbbítják és tárolják. Az ilyen szálszövet szerkezetek abszorpciós tulajdonságai javításának egyik módja az, hogy szuperabszorbens anyagot, mint például gélesedő polimer anyagot (más néven hidrogélképző anyagot, szuperabszorbens polimert stb.) keverünk hozzájuk, ami a folyadékot beszívja. A szuperabszorbens anyag arra szolgál, hogy a folyadékot mint például az ilyen kiürített testnedveket - magában tartsa. Ilyen, szálpaplanba kevert, különleges formájú, hidrogélképző anyagokat tartalmazó abszorbens szerkezetet ír le Weisman és Goldman a 4610678 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban (1986. szeptember 9.).

Az abszorpciókészség gélesedő anyagok bekeverése útján történő javítása lehetővé tette aránylag vékony abszorbens magot tartalmazó vékony tárgyak, mint pelenkák megvalósítását. A vékony pelenkák viselés során kevésbé terjedelmesek, jobban elférnek a ruházat alatt. Csomagolásuk is tömörebb, így a fogyasztóhoz történő szállításuk, és ennek érdekében végzett tárolásuk is könnyebb. A csomagolás tömörsége pedig mind a gyártómű, mind az elosztóhálózat szállítási költségeit csökkenti.

Ilyen abszorbens szerkezetként aránylag vékony abszorbens tárgyakhoz használható abszorbensmag-kialakítást ír le a 4765 780 számú, amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás (1988. augusztus 23.; Angstadt). Ez a szabadalmi leírás olyan abszorbens tárgyakat, mint pelenkákat ismertet, melyek abszorbens magjának kialakítása kétrétegű, és ez a mag egy felső primer rétegből, és egy ez alatt elhelyezkedő, eltakarítórétegből áll. A primer réteg jelentős mennyiségű gélesedő abszorbens anyaggal kevert, levegőárammal terített, hidrofilszálanyag-szövet. Az eltakarítóréteg szálasanyag-tartalmú, és előnyösen gélesedő abszorbens réteget nem tartalmaz.

Egy másik abszorbensmag-elrendezést ír le a 4 673 40 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás (1987. június 16; Weisman-Houghton-Gellert). Ez a szabadalmi leírás kétrétegű abszorbens maggal rendelkező abszorbens tárgyakat ír le. E kétrétegű kiképzésnél a mag egy - adott esetben bekevert, kis mennyiségű, gélesedő polimeranyag-részecskéket tartalmazó, levegőárammal terített - hidrofil szálanyagot foglal magában. A mag ezenkívül egy, ez alatt elhelyezett betétréteget is magában foglal, amely hidrofil szálanyag, és jelentős mennyiségű gélesedő polimeranyagszemcsék levegőárammal terített keveréke. Ezt a betétréteget általában az abszorbens tárgy elülső része irányában helyezik el oly módon, hogy a benne lévő gélesedő polimer anyagnak több, mint fele annak elülső részében legyen. A nevezett szabadalmi leírás szerinti, kétréteg-kiképzésű abszorbens tárgyak különlegesen vékony, igen hatásos, kis szivárgást biztosító pelenkatermékek alakjában készíthetők.

A fentiekben leírt abszorbens magok létezése dacára igény van ezeknél jobb abszorpcióképességgel rendelkező abszorbens magok szolgáltatására. Ennek egyik elméleti módja az abszorbens mag gélesedő polimertartalmának növelése lenne. Az abszorbens magokban tipikusan használt szálszövetek nagy, különösen körülbelül 15% feletti gélesedő polimeranyag-tartalma azonban hajlamos arra, hogy „gélblokkolás”-nak nevezett jelenséget idézzen elő. Ez a gélblokkolási jelenség akkor lép fel, ha a folyadékkal először érintkező régiókban lévő, gélesedő polimer anyag térfogata a folyadék beszívása és a hidrogél képzése következtében megnő. Ha a gélesedő polimer anyag koncentrációja túl nagy, akkor a hidrogél leállíthatja további folyadékmennyiségnek a mag egyéb olyan részeihez történő eljutását, amelyeknek még ki nem használt abszorpcióképessége van. A gélblokkolás ilyen fellépése az abszorbens tárgy használata során szivárgáshoz vezethet.

Olyan gélesedő polimer anyagokat fejlesztettek ki, amelyeknek csökkentett gélblokkolási hajlamuk van. Ilyen anyagokat ír le az RE 32.649 számú, amerikai egyesült államokbeli (1988. április 19.; Brandt-Goldman-Inglin) szabadalmi leírás. Ezek a javított gélesedő polimer és egyéb szuperabszorbens anyagok azonban csak korlátozott mértékben képesek funkcionálisan együttműködni azokkal a cellulózrostokkal, amelyekben a gélesedő polimer anyag el van oszlatva. Különösképpen az a jelenség lép fel, hogy a kezdeti nedvesedés folyamán a cellulózrostok igen hajlékonyakká válnak, a szövet hajlamossá válik arra, hogy nagyobb sűrűségű szövetté essen össze, következésképpen átlagos pórusmérete csökken. Ezáltal a nedvesedő szövetrészek pórusmérete kisebb lesz, mint a még nem nedveseden szövetrészeké, és egy kapillárisgradiens jön létre, amely ellene hat annak, hogy a folyadék az abszorbens tárgy száraz részeihez jusson.

Az abszorbens tárgyak, mint pelenkák szivárgásának egy másik oka az, hogy második és további, egymást követő folyadékmennyiséget felvenni akkor sem képesek, ha az első kiürített folyadékmennyiséget hatásosan abszorbeálták. A második, és ezt követő ürítések okozta szivárgás különösen többnyire éjszaka folyamán lép fel, amikor a tárgyat használó egyének többször ürítenek testfolyadékot, mielőtt gondozásukra sor kerülne. Sok abszorbens tárgy azért alkalmatlan többszöri folyadékürítés befogadására a fentieken túlmenően, mert az abszorbens mag nem képes a kiürített folyadék1

HU 215 911 Β nak a kiürítés helyétől történő továbbítására akkor, ha a kiürítés helyén kimerült már az abszorbeálóképessége. Kiürítésnél a folyadék hajlamos arra, hogy a kiürítés helyének közelében maradjon. Az egymást követő ürítések hajtóerőt hoznak létre ahhoz, hogy az előző és az újra kiürített folyadék oldalirányba áramoljon. Az abszorbens tárgy működését azonban korlátozza az a képessége, hogy a mag távolabbi részeihez juttasson folyadékot. E tekintetben még gélesedő polimer anyag távolléte esetén is az a helyzet, hogy a szokásos abszorbens pelenkamagok beszívóképessége a telítődést, vagyis a szivárgást megelőzően általában nincs teljesen kihasználva.

A szokásos abszorbens tárgyak szivárgásának másik oka a folyadékgyűjtéshez és eloszlatáshoz használt cellulózrostoknak az a hajlama, hogy a nedvesedés alatt összeesnek, és ezáltal a szerkezetet permeábilissá teszik.

Jelen találmány egyik tárgya olyan szuperabszorbens anyagot tartalmazó abszorbens szerkezetek szolgáltatása, amelyek kiküszöbölik a géleldugulás és a nedvesedés által előidézett kollapszus problémáit, és amelyek abszorbeálókapacitásuk nagyobb hányadát képesek hasznosítani.

A jelen találmány további tárgya olyan szuperabszorbens anyagot tartalmazó abszorbens szerkezetek szolgáltatása, amelyek képesek a kiürítés helyén fellépő folyadék befogadására, annak az abszorbens-szerkezet aránylag nagy tároló területrészéhez történő eljuttatására, és ezen túlmenően arra is képesek, hogy második vagy további testfolyadék-ürítéseket hatékonyan befogadjanak és eloszlassanak.

A jelen találmány további tárgya még a fentiekben leírt feltételeket teljesítő, aránylag vékony alakú abszorbens szerkezetek szolgáltatása.

Egy ilyen javasolt szerkezetet ír le a 4935 022 számú, amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás (1990. június 19.; Glen R. Lash és Leonard R. Thompson). Ez a szabadalmi leírás olyan eldobható abszorbens tárgyakat ismertet, amelyek egy hátlap és egy homloklap közé elhelyezett, réteges abszorbens magot tartalmaznak. Az abszorbens magnak 3-15 tömeg%, nagy szemcseméretű, gélesedő abszorbens anyagot igénylő, merevített, sodort, göndörített cellulózrostokból álló felső rétege, és 15-60 tömeg% gélesedő abszorbens anyagot tartalmazó, merevített, sodort, göndörített cellulózrostokból álló alsó rétege van. A felső réteg legfőbb szerepe a kiürített testnedvek befogadása és eloszlatása. Ilyen szempontból a merevített, sodort, göndörített rostok igen előnyösek. Az alsó, a felsőnél szükségszerűen kisebb réteg főként folyadéktárolásra szolgál.

Egy másik javasolt abszorbens szerkezetet a 4798 603 számú, „Absorbent having a Hydrophobic Transport Layer” című, amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás (1989. január 17.: S. C. Meyer és mások) ír le. Mint erre cím is utal, ez a szabadalmi leírás ismert hidrofób szintetikus szálakból készült, hidrofób szállítóréteggel rendelkező abszorbens tárgyat ismertet. A szállítóréteg egy felső lap és egy abszorbens test között van elhelyezve. Az abszorbens test szükségszerűen hidrofilebb, mint a szállítóréteg. A szállítóréteg célja, hogy szigetelőrétegként működjön a felső lap és az abszorbens test között, hogy a bőmedvességet csökkentse. Függetlenül attól, hogy az itt ismertetett szerkezetek betöltik-e funkciójukat, a 4 798 603 számú, amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerinti szállítóréteg hidrofób tulajdonsága miatt várható, hogy annak folyadékbefogadó és folyadékszállító képessége legalábbis részben, korlátozott. Ez különösen a második, és további folyadékürítések) esetén áll fenn, mely(ek) után az esetleges felületaktív szer már lemosódott.

A fentiekben leírt típusú abszorbens tárgyak létezése ellenére igény mutatkozik még tovább javított, olyan abszorbenstárgy-konstrukciókra, amelyek - különösen ismételt folyadékkiürítések folyamán - jobb folyadékelosztó és -befogadó tulajdonságokkal rendelkeznek.

Ennek megfelelően a jelen találmány olyan javított abszorbens szerkezeteket, azokban használható elemeket, valamint ilyen szerkezeteket felhasználó abszorbens tárgyakat szolgáltat, amelyek többrétegű - a viselőjük által először, majd egymás után kiürített testnedveket valóban és hatásosan, az abszorbens szerkezetet aránylag nagy felületrészén befogadó, és a kiürített folyadékokat tároló - abszorbens magot használnak fel.

A jelen találmány egy olyan abszorbens szerkezetet szolgáltat, amely eldobható abszorbens tárgyak, mint pelenkák és szükséglet-visszatartási képesség hiánya miatt szükséges betétek abszorbens magjaként különösen hasznos, és amely egy körülbelül 0,30 g/cm³-nél kisebb átlagos szárazsűrűségű, körülbelül 0,20 g/cm³-nél kisebb, száraztömegre számított, 1%-os vizes nátrium-klorid-oldattal telítettségig nedvesített átlagsűrűségű, és száraztömegre számított, körülbelül 0,001-0,10 g/cm² sűrűségű folyadékbefogadó/eloszlató réteget, és a befogadó/eloszlató réteg alatt elhelyezett folyadéktároló réteget foglal magában. A befogadó/eloszlató réteg körülbelül 50-100 tömeg% mennyiségű, kémiai úton merevített cellulózrostot és körülbelül 0-50 tömeg% kötőanyagot foglal magában. A kötőanyag a paplan fizikai integritásának növelésére használható annak érdekében, hogy feldolgozását és/vagy működését a használat során javítsuk, és/vagy arra, hogy a paplanrostok közötti valódi átlagpórusméretét növeljük. Kötőanyag alatt itt olyan anyagokat értünk, amelyek integrálisán be vannak ágyazva a merevített rostok közé. Ilyenek többek között a nem merevített cellulózanyagok, szintetikus szálak, kémiai adalékanyagok és hőre lágyuló polimerek. Fátyolszövet borítások, és egyéb, a befogadó/eloszlató réteg külső részén elhelyezett bélésszövetek is használhatók a fizikai integritás elősegítésére, a nevezett kötőanyagokkal kombinált formában, vagy azok helyett.

A tárolóréteg legalább körülbelül 15 tömeg% szuperabszorbens anyagot és körülbelül 0-85% szuperabszorbens hordozóanyagot foglal magában. A folyadékbefogadó/eloszlató réteg nem tartalmazhat több, mint körülbelül 6,0% szuperabszorbens anyagot. A befogadó/eloszlató réteg előnyösen lényegében szuperabszorbensanyag-mentes. Itt „lényegében mentes” kifejezés alatt azt értjük, hogy 2,0%-nál kevesebb, előnyösen 1,0%-nál kevesebb, még előnyösebben 0% vagy lényegében 0% szuperabszorbens anyagot tartalmaz. A „lé3

HU 215 911 Β nyegében” 0% szuperabszorbensanyag-tartalom alatt az értendő, hogy a szuperabszorbens anyagot tartalmazó tárolóréteggel érintkező, vagy annak szoros közelében lévő befogadó/eloszlató rétegben csak kis, körülbelül 0,5%-nál kisebb mennyiségű szuperabszorbens anyag lehet jelen.

A folyadékbefogadó/eloszlató rétegnek van egy olyan felső felületi területe, amely a folyadéktároló réteg felső felületi területének legalább 15%-át teszi ki, de kisebb, mint a folyadéktároló réteg felső felülete. A befogadó/eloszlató réteg a folyadéktároló réteghez képest úgy van elhelyezve, hogy az össze nem hajtott tárgy síkban kiterített felületének egyik része sem nyúlik túl a folyadéktároló réteg felső szélein. Még előnyösebb, ha a befogadó/eloszlató réteg felső felületi területe a folyadéktároló réteg felső felületének körülbelül 15-95%-a, még inkább előnyösen körülbelül 25-90%-a.

Az ilyen abszorbens szerkezet előnyösen használható olyan abszorbens tárgyak, például eldobható pelenkák és a szükséglet-visszatartási képesség hiányában használatos betétek abszorbens magja céljára, amelyek egy folyadékáteresztő felső réteget és egy, a felső réteghez rögzített, folyadékot át nem eresztő hátsó réteget, valamint e kettő között elrendezett abszorbens magot tartalmaznak. Az abszorbens mag elrendezése olyan, hogy a befogadó/eloszlató réteg a felső lap és a tárolóréteg között helyezkedik el, a tárolóréteg pedig a befogadó/eloszlató réteg és a hátsó borítás között.

A tárolórétegben használt szuperabszorbens anyag abszorbeálóképessége legalább 10 g mesterséges vizelet (1,0%-os, desztillált vizes nátrium-klorid-oldat)/g szuperabszorbens anyag) az alábbiakban leírt módszer szerint mérve. Alkalmas szuperabszorbens anyagok közé tartoznak a gélesedő polimer abszorbens anyagok, melyeket különálló szemcsék alakjában használunk, és a szuperabszorbens szálak, mint például ojtott akrilátrostok, valamint szuperabszorbenssé módosított cellulózrostok.

Az ábrák rövid leírása:

Az 1. ábra egy, a találmány szerinti, többréteges kiképzésű abszorbens maggal rendelkező pelenka perspektivikus képe. Az ábrázolt abszorbens magnak egy négyszög alakú befogadó/eloszlató rétege és egy óraüveg alakú tárolórétege van.

A 2. ábra az 1. ábrán ábrázolt hasonló pelenkaszerkezet perspektivikus képe, amelynél azonban a tárolóréteg módosított óraüveg alakú.

A 3. ábra pelenkákban, mint az 1. és 2. ábra szerinti pelenkákban használható abszorbens mag felülnézeti képe, amelynél e magnak egy óraüveg alakú magja és egy hasonló, óraüveg alakú befogadó/eloszlató rétege van.

A jelen találmány szerinti abszorbens szerkezetek jelentős mennyiségű testnedvet, mint vizeletet és testhulladékokban jelen lévő vizet képesek abszorbeálni. Ilyen tárgyak eldobható pelenkák, időskori szükségletvisszatartási képesség hiánya miatt szükséges betétek vagy bélések alakjában készíthetők el.

Ezek az abszorbens tárgyak általában három alapvető szerkezeti komponenst tartalmaznak. Az egyik ilyen komponens egy folyadékot át nem eresztő, hátoldali borítás. Ezen a hátoldali borításon egy abszorbens mag van elhelyezve, amely két különböző rétegből áll, mely rétegek egyike egy szuperabszorbens anyagot foglal magában. Ezen az abszorbens magon a hátoldali borításhoz csatlakozó módon egy legfelső, vízáteresztő burkolat van. A „csatlakozó módon” kifejezés magában foglalja az olyan megoldásokat, amelyeknél a legfelső borítás közvetlenül csatlakozik a hátoldali borításhoz, meg az olyan megoldásokat is, amelyeknél a legfelső borítás közvetett módon csatlakozik a hátoldali borításhoz úgy, hogy a legfelső borítás közbenső, a hátoldali borításhoz kötött elemekhez van rögzítve. A legfelső borítás és a hátsó borítás a pelenka kerülete mentén ragasztóanyaggal vagy valamely, a szakmában ismert egyéb módon van egymáshoz csatlakoztatva.

A jelen találmány szerinti, különösen előnyös abszorbens tárgyak az eldobható pelenkák. Az eldobható pelenka alakú tárgyakat a következő közlemények írják le teljesen: az RE 26 151 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi bejelentés (1967. január 31.; Duncan és Baker), a 3 592 194 számú, amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás (1971. július 13.; Duncan), a 3489148 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás (1970. január 13.; Duncan és Gellert), a 3 860 003 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás (1975. január 14.; Buell). E szabadalmi leírásokat hivatkozási jelleggel említjük. A jelen találmány céljainak megfelelő eldobható pelenka tartalmaz: egy abszorbens magot, erre a magra felhelyezett vagy a mag egyik felületével azonos kiterjedésű legfelső borítást, és a mag legfelső borítás által fedett oldalával ellentétes oldalra helyezett vagy azzal azonos kiteqedésű, folyadékot át nem eresztő, hátsó borítást. Mind a hátsó, mind a felső borítás szélessége nagyobb kell legyen, mint magának a magnak szélessége, hogy ezáltal a hát- és legfelső oldali borítás szélrészei a magon túlterjedjenek. A hát- és felső oldali borítást a peremeken (széleken) összeolvasztjuk. A pelenkát előnyösen óraüveg alakra képezzük ki, de ez nem jelent korlátozást.

A tárgyak hátoldali borítása például vékony polietilén-, polipropilén- vagy egyéb hajlékony, vízátnemeresztő műanyag fóliákból alakítható ki. E célra körülbelül 3,8 μ vastagságú fólia előnyös különösen.

A tárgy legfelső borítása részben vagy egészben olyan műszálakból vagy fóliákból készíthető, amelyek poliésztert, pofiolefineket, viszkózselymet, vagy hasonló anyagokat, vagy természetes szálanyagokat, mint gyapotot tartalmaznak. A nem szőtt felső borításokban az egyes szálakat hőrögzítéssel vagy polimer kötőanyaggal, mint poliakriláttal kötjük egymáshoz. Ez a borítás lényegében porózus, és lehetővé teszi, hogy a folyadék könnyen hatoljon át az alatta elhelyezkedő abszorbens magba.

Egy másik fajta, alkalmas legfelső borítás folyadékot át nem eresztő polimer anyagból, mint pofíolefinekből készül. Az ilyen felső borítások meghatározott át4

HU 215 911 Β mérőjű lyukakkal lehetnek ellátva, melyek lehetővé teszik, hogy a kiürített folyadék a felső borításon át az az alatt elhelyezkedő abszorbens maghoz áramoljon.

A találmány szerinti tárgyakban alkalmazott felső borításoknak nevezett tárgy abszorbens magjához képest aránylag hidrofóbnak kell lenniük. A felső borítás konstrukcióit általános jelleggel a 2905176 számú (1959. szeptember 22.; Davidson), a 3 063452 számú (1962. november 13.; Del Gercio), a 3 113 570 számú (1963. december 10.; Holliday); és a 3929135 számú (1975. december 30.; Thompson), itt referenciaként hivatkozott amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások írják le. A felső borítórétegek előnyösen poliészterből, viszkózselyemből, viszkóz/poliészterszál elegyekből, polietilénből vagy polipropilénből készülnek. A felső borítást a jobb nedvesíthetőség, és ezáltal kisebb hirofobicitás biztosítása érdekében nedvesítőszerrel lehet kezelni, hogy ezzel - legalábbis a kezdeti nedvesedés alatt - a folyadékátáramlást növeljük rajta. A legfelső borításnak még mindig inkább hidrofóbnak kell lennie, mint annak az abszorbenstárgy-elemnek, amelyik a felső borításon áthaladó folyadékot fogadja be.

Az előnyösen hajlékony abszorbens mag - a találmány szerinti abszorbens tárgyak kialakításánál - a megnyújtott hátoldali borítás és a felső borítás között van elhelyezve. Ez a mag lényegében egy befogadó/eloszlató réteget, meg egy ez alatt elhelyezett folyadéktároló réteget foglal magában. Érthető, hogy a jelen találmány céljait illetően ez a két típusú réteg csak az abszorbens mag felső és alsó zónáira vonatkozik, és nem korlátozódik szükségszerűen egyes anyagrétegekre vagy -borításokra. Ily módon mind a folyadékbefogadó/eloszlató réteg, mind a folyadéktároló réteg az alábbiakban leírt rétegelt anyagokat, vagy megkívánt típusú anyagokból álló több réteget vagy paplant foglal magában. A tárolóréteg - mint ezt a következőkben leírjuk egyetlen, lényegesen 100% szuperabszorbens anyagból álló lapot tartalmazhat. „Réteg” kifejezés alatt a jelen leírásban „rétegeket” és a „rétegelt”-et is értünk. A találmány céljai érdekében az is megértendő, hogy a „felső” kifejezés itt az abszorbens mag azon rétegét jelenti, amely legközelebb fekszik a tárgy legfelső borításához, és azzal szemben helyezkedik el. Ezzel ellentétben az „alsó” jelző az abszorbens mag azon rétegére vonatkozik, amely legközelebb van a hátoldali borításhoz, és azzal szemben van elhelyezve. Adott esetben a befogadó/eloszlató réteg és a tárolóréteg között egy folyadékáteresztő réteg vagy egyéb bélésanyag, például fátyolszövet bélés van elhelyezve azért, hogy a befogadó/eloszlató réteg integritását a feldolgozás és/vagy a használat alatt növelje. Az ilyen réteg vagy bélés a befogadó/eloszlató réteget teljesen vagy részben bevonhatja, de az is lehetséges, hogy a fentiekben leírt módon úgy van elhelyezve, hogy nem borítja be szükségszerűen a befogadó/eloszlató réteget. Szintén adott esetben, a szuperabszorbens anyagot tartalmazó tárolóréteg is be lehet borítva ilyen vízáteresztő réteggel, mint például fluszpapír réteggel, azért, hogy elküljük a betétet viselő személy kiszóródó szuperabszorbens anyaggal kapcsolatos gondjait.

Befogadó/eloszlató réteg

Az itt tárgyalt abszorbens szerkezetek lényeges eleme egy felső folyadékbefogadó/eloszlató réteg, amely a továbbiakban részletesebben leírt hidrofil szálasanyag kombinációt tartalmaz. Ez a folyadékbefogadó/eloszlató réteg szolgál a kiürített testnedv gyors összegyűjtésére és időleges megtartására. A kiürített folyadék egy része a viselő személy testhelyzetétől függően áthatolhat a befogadó/eloszlató rétegen, és azt a kiürítés helyének közelében lévő tárolóréteg abszorbeálhatja. Minthogy azonban a folyadék tipikus módon adagokban ürül, ezért lehetséges, hogy a tárolóréteg ezen a helyen nem abszorbeálja olyan gyorsan a folyadékot, mint ahogyan az ürül. Ezért a felső befogadó/eloszlató réteg a folyadék továbbítását is megkönnyíti annak kezdeti belépési helyétől a befogadó/eloszlató réteg egyéb helyére. A jelen leírásban a „folyadék” alatt cseppfolyós anyagot értünk.

Mint azt az előzőekben említettük, a folyadék befogadó/eloszlató réteg egy merevített cellulózrostokat tartalmazó paplan. A befogadóréteg körülbelül 50-100% ilyen rostot és körülbelül 0-50% kötőanyagot tartalmaz. Az alkalmas kötőanyagokra az alábbiakban térünk ki.

A befogadó/eloszlató réteg folyadékeloszlató szerepe különösen fontos azért, hogy a tárolóréteg kapacitása minél jobban kihasználható legyen. A befogadó/eloszlató rétegben jelen lévő jelentős mennyiségű szuperabszorbens anyag, amely a folyadékkal érintkezve megduzzad, a befogadó/eloszlató rétegnek ezt a szerepét hátrányosan befolyásolja.

Az előállított abszorbens tárgy hatásosságának meghatározásában az abszorbens szerkezet folyadékbefogadó/eloszlató rétegére vonatkozó, számos egyéb tényezőnek lehet még jelentősége. Ilyen tényezők közé tartoznak az alak, az alaptömeg, a sűrűség, a permeabilitás, a kapillaritás, a fonódási képesség, a típus és a szerkezeti integritás, valamint a használt szálasanyag karaktere. Mint említettük, a mag befogadó/eloszlató rétege előnyösen nyújtott alakú. A befogadó/eloszlató réteget a tárolóréteghez hasonlóan „nyújtott” alakúnak akkor tekintjük, ha össze nem hajtott állapotban hossza és szélessége nem egyforma. A befogadó/eloszlató réteg össze nem hajtogatott állapotban lehet kívánság szerint például négyszög, trapéz, ovális, téglalap vagy óraüveg alakú. A mag felső befogadó/eloszlató rétegének alakja lehet, de nem szükségszerűen ugyanolyan, mint a tárolórétegé. A befogadó/eloszlató réteg felső felületi területe előnyösen a tárolóréteg felső felületi területének körülbelül 25-90%-a, és az (úgyszintén előnyösen) nem terjed sehol sem túl a tárolóréteg szélén. A befogadó/eloszlató réteg felső felületi területe a tárolórétegnek tipikusan 80%-a.

A befogadó/eloszlató réteg széle és a tárolóréteg széle között előnyösen legalább 0,5 cm-es, előnyösen körülbelül 1,25 cm-es perem van a folyadékürülés közelében lévő helyeken. Pelenkáknál ez a 2. ábra szerinti 115 betüremlésnek felel meg, különösen a 106 tárolómag legkeskenyebb részén, középtájon. Ezen túlmenően, különösen férfiak által viselt abszorbens tárgyaknál ilyen peremet hagyunk a derékrészen, amint ezt a 2. ábrán a 112-vel jelzett elem mutatja.

A folyadékbefogadó/eloszlató réteg átlagsűrűsége száraz állapotban (használat előtt mérve) kisebb, mint körülbelül 0,30 g/cm³, és átlagsűrűsége mesterséges vizelettel (1,0%-os, desztillált vizes nátrium-klorid-oldat) telítettségig nedvesített állapotban, száraztömegre számítva kisebb, mint 0,20 g/cm³, előnyösen kisebb, mint 0,15 g/cm³. Szintén előnyösen, a száraz állapotban mért átlagsűrűség és a telítettségig nedvesített állapotban mért sűrűség körülbelül 0,02 g/cm³ és 0,20 g/cm³, még előnyösebben körülbelül 0,02 g/cm³ és 0,15 g/cm³ között van. Az abszorbens mag befogadó/eloszlató rétegének száraz állapotban mért átlagtömege tipikusan körülbelül 0,001-0,10 g/cm³, előnyösen körülbelül 0,01-10,08 g/cm³. Hacsak ezt másként nem jelezzük, a jelen leírásban minden tömeg- és sűrűségérték szárazanyagra vonatkozik (körülbelül 6%-nál nem nagyobb egyensúlyi víztartalom). A sűrűség és a tömeg lényegében egyenletes, de jelen lehetnek sűrűség- és/vagy tömegbeli egyenetlenségek, valamint sűrűség- és tömeggradiensek is. így a befogadó/eloszlató réteg viszonylag nagyobb vagy viszonylag kisebb sűrűségű és alaptömegű részeket tartalmazhat, amelyek azonban előnyösen nem lépik túl a fenti határokat. A száraz állapotú átlagsűrűség-értékeket, meg a mesterséges vizelettel (1,0%-os, desztillált vizes nátrium-klorid-oldat) telítettségig nedvesített állapotú sűrűségértékeket a száraz réteg tömegéből és a réteg vastagságából számítottuk ki. A száraz állapotú vastagságot és a telítettségig nedvesített réteg vastagságát 1,43 Pa nyomás alatt mértük. Az átlagsűrűséget telítettségig nedvesített állapotban a száraz állapotú alaptömegből és a telítettségi állapotban mért vastagságból számítottuk ki. A telítettségi állapotú vastagságot azután mérjük, miután a réteget az 1,0%-os nátrium-klorid-oldattal telítettük, majd kiegyensúlyozódni hagytuk.

A találmány szerinti abszorbens szerkezetek befogadó/eloszlató rétege lényegében egy kémiai úton merevített cellulózrostokból álló paplant foglal magában. Ezek tipikusan facellulózrostok, amelyek rostokon belüli, kémiai merevítőszerrel vannak merevítve.

A folyadékbefogadó/eloszlató réteg nem tartalmazhat több, mint körülbelül 6,0% szuperabszorbens anyagot. A befogadó/eloszlató réteg előnyösen lényegében szuperabszorbensanyag-mentes. „Lényegében mentes” kifejezés alatt itt azt értjük, hogy a réteg körülbelül 2,0%-nál, előnyösen körülbelül 1,0%-nál kevesebb, még előnyösebben 0%, vagy lényegében 0% szuperabszorbens anyagot tartalmaz. A „lényegében 0” kifejezés alatt az értendő, hogy a befogadó/eloszlató réteg, a szuperabszorbens anyagot tartalmazó tárolóréteggel érintkező, vagy annak közvetlen közelében lévő részében körülbelül 0,5%-nál kisebb mennyiségű szuperabszorbens anyagot tartalmaz.

Ha szuperabszorbens anyag jelen van a befogadó/eloszlató rétegben, különösen akkor, ha 2,0%-nál nagyobb mennyiségben van jelen, akkor a gélesedő abszorbens anyag alakjában jelen lévő szuperabszorbens anyag szemcséi aránylag nagy átmérőjűek lehetnek (például körülbelül 400-700 μ tömegátlag-átmérőjűek). 400 μnál kisebb tömegátlag-átmérójű szuperabszorbens szemcsék is használhatók.

Mint fentebb említettük, a jelen találmány szerinti tárgyak kémiai úton merevített rostokat tartalmaznak. A jelen leírásban a „kémiai úton merevített rostok” kifejezés alatt bármilyen olyan szál-(rost)anyag értendő, amelynek rostjai, azok száraz és vizes körülmények közötti merevségének növelése végett kémiai úton vannak merevítve. Ilyen merevítés alatt például olyan kémiai merevítőszerek rostokhoz történő hozzáadását értjük, amelyek ezeket a rostokat bevonják és/vagy impregnálják. Értendő ezalatt a rostok olyan módon történő merevítése is, amely maguknak a rostoknak kémiai szerkezetét változtatja meg, például a polimer láncok térhálósítása útján.

A cellulózrostok bevonására vagy impregnálására alkalmas polimer merevítőszerek közé tartozik például a nitrogéntartalmú csoportokat (például aminocsoportokat) tartalmazó, kationosan módosított keményítő, mint a National Starch Chemical Corp., Bridgewater, NJ, USA cégtől beszerezhető ilyen termékek; a latex; a nedves állapotban nagy szilárdságú gyanták, mint a poliamid-epiklórhidrin-gyanták (például a Hercules Inc., Wilmington, Delaware, USA cég Kymene® 5574 gyártmánya); a poliakrilamid-gyanták (melyeket például a

556932 számú, amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás (1971. január 19.; Coscia és mások) ír le, és például a kereskedelemben kapható, az American Cyanamid Co., Stanford, CT, USA cég által Parez® 631 NC néven forgalmazott tennék], karbamid-formaldehid- és melamin-formaldehid-gyanták, valamint polietilén-imin-gyanták. A papíriparban használatos, nedves állapotban nagy szilárdságú és általánosan használható gyantákról általános leírás található a TAPPI 29. számú monográfiában „Wet Strength in Paper and Paperboard” címen, Technical Association of the Pulp and Paper Industry, New York, kiad. 1965.).

A találmány szerinti szerkezetekben használt rostok kémiai reakció útján is merevíthetők. A térhálósító szerek olyan rostokon alkalmazhatók például, amelyeket felhasználásuk után kémiai úton késztettünk rostok közötti térhálókötések kialakítására. Ezek a térhálókötések növelik a rostok merevségét. Noha a rostok közötti térhálókötések felhasználása előnyös módja a rostok kémiai úton történő merevítésének, ezalatt azonban nem értjük azt, hogy a rostok kémiai úton történő merevítésére szolgáló, egyéb típusú reakciókat kizárjuk.

Egyedi (vagyis kártolt) térhálókötésekkel merevített rostokat írnak le például a 324926 számú (1965. december 21.; Bemardin); a 3440135 számú (1969. április 22.; Chung); a 3 932 209 számú (1976. január 13.; Chatterjee), és a 4035147 számú (1977. július 12.; Sangenis és mások), amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások. Előnyösebb rostokat ismertetnek a 4822453 számú (1989. április 18.; Dean és mások), a

888093 számú (1989. április 19.; Dean és mások), a 4898642 számú (1190. február 6.; Moore és mások) amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások. Ezek mindegyikét hivatkozásként idézzük. Amellett, hogy hidrofil tulajdonságúak, ezek a merevített rostok nedvesedés után is merevek maradnak, így a belőlük készült paplanok nedvesen nem esnek úgy össze, mint a

HU 215 91 IB konvencionális, nem merevített rostokból készült paplanok. Ez javítja azt a képességüket, hogy második, és további ürítésekből származó folyadékokat is befogadjanak és eloszlassanak.

Az előnyösebben használható merevített rostok esetében a kémiai eljárás a rostok egymás közötti, térhálósító szerekkel végzett térhálósításából áll, ami alatt e rostok dehidratált, defíbrillált (elemi szálakra bontott) állapotban vannak. A térhálósító oldat előállítására többek között alkalmas kémiai merevítőszerek, mint monomer térhálósító szerek, például egy savfunkciós csoporttal rendelkező 2-8 szénatomos dialdehidek és 2—8 szénatomos monoaldehidek használhatók, de nem kizárólagosan. Ezek a vegyületek egyetlen roston belül egyetlen cellulózlánc vagy két, egymáshoz közel elhelyezkedő cellulózlánc legalább két hidroxilcsoportjával képesek reagálni. Ilyen, a merevített cellulózrostok előállítására alkalmas térhálósítószerek közé tartoznak egyebek között a glutáraldehid, a glioxál, a formaldehid és a glioxilsav. Egyéb alkalmas merevítőszerek a polikarboxilátok, mint a citromsav. A polikarboxilát merevítőszereket, valamint egy eljárást az ezekkel végzett rostmerevítésre az 596 666 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás (1990. október 17.) ír le, amelyet itt hivatkozásként említünk. Az ilyen körülmények között végzett térhálósításnak olyan hatása van, hogy olyan merevített rostok képződnek, amelyek sodort, göndörített alakjukat a találmány szerinti abszorbens tárgyak használata alatt is hajlamosak megtartani. A fentiekben hivatkozott szabadalmi leírások ilyen rostokat, és azok előállítására szolgáló eljárásokat írnak le.

Az előnyös, sodort és göndörített rostok mennyiségileg „sodrottsági szám”-mal és „göndörségi faktor”-ral jellemezhetők. A „sodrottsági szám” itt az egy bizonyos szálhosszon jelen lévő sodrottsági csomók számát jelenti. A sodrottsági számot annak mérésére használjuk, hogy milyen mértékben fordul el egy adott rost a hossztengelye mentén. A „sodrottsági csomó” adott rostszál hossztengelye mentén előforduló 180°-os rotációt jelent. Áteső fényben végzett mikroszkópos vizsgálat során a rost egy szakasza (a „csomó”) sötéten jelenik meg a szál többi részéhez képest. A sodrottsági csomó azokon a helyeken jelenik meg ilyenkor sötét színben, ahol az áteső fény az előzőekben említett rotáció következtében egy további rost falán hatol át. A csomók közötti távolság 180°-os hossztengelymenti rotációnak felel meg. A sodrottsági csomók száma adott szálhosszon (vagyis a sodrottsági szám) a rost sodrottsága mértékének közvetlen mutatószáma, a rost egyik fizikai jellemzője. A sodrottsági csomók és az össz-sodrottságiszám meghatározásának módszereit az itt hivatkozott 4 898 642 számú, amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás úja le.

Az előnyösen merevített cellulózrostok átlag szárazrost-sodrottsági száma legalább körülbelül 2,7, előnyösen legalább 4,5 sodrottsági csomó/milliméter. E rostok átlag nedvesrost-sodrottsági száma legalább körülbelül 1,8, előnyösen legalább körülbelül 3,0, és előnyösen legalább 0,5 sodrottsági csomó/milliméterrel kisebbnek is kell lennie, mint az átlag szárazrost-sodrottsági számnak. Még előnyösebben, a száraz rost átlag-sodrottságiszámának legalább körülbelül 5,5 sodrottsági csomó/millimétemek, és a nedves rost átlag-sodrottságiszámának legalább 4,0 sodrottsági csomó/millimétemek kell lennie, és utóbbinak legalább 1,0 sodrottsági csomó/milliméterrel kisebbnek is kell lennie, mint az átlag szárazrost sodrottsági számnak. A legelőnyösebben az átlag szárazrost-sodrottsági számnak legalább körülbelül 6,5 sodrottsági csomó/millimétemek, az átlag nedvesrost-sodrottsági számnak pedig legalább körülbelül 5,0 sodrottsági csomó/millimétemek kell lennie, és az utóbbinak legalább 1,0 sodrottsági csomó/milliméterrel kisebbnek kell lennie, mint a száraz rost átlag-sodrottságiszáma.

A sodrott állapoton túlmenően az abszorbens tárgyban előnyösen használt rostok göndörek is. A szál göndörsége úgy írható le, hogy az a szál (rost) csomói, sodrottsága és/vagy görbületei okozta szálrövidülés. A jelen találmány céljaira a rostok göndörségét kétdimenziós síkban mérjük. A szálgöndörség mértéke szálgöndörségi tényezővel jellemezhető mennyiségileg. Ezt úgy határozzuk meg, hogy a rostot kétdimenziós síkban vizsgáljuk. A göndörségi tényező meghatározása céljából lemérjük a rostnak - mint egy, a rostot befogadó, kétdimenziós derékszögű négyszögnek - leghosszabb dimenzióját, L_R-t, és lemérjük a rost tényleges hosszát L_A-t is. A rostgöndörségi tényező ezután a következő egyenlettel számítható ki:

Göndörségi tényező=(L_A/L_R)-1.

Az L_r és L_a mérésére használható képelemzési módszert a 4 898 642 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás írja le. A találmány szerinti abszorbens mag rétegeiben használt rostok göndörségi tényezője legalább körülbelül 0,30, és még előnyösebben legalább körülbelül 0,50.

A rostok folyadékfelvevő és duzzadóképességét a merevítésre használt merevítőszer (térhálósítószer)-típus és -mennyiség, a rostoknak a térhálósítás alatti dehidratációja mértéke, és a térhálósitás idejétől, valamint körülményeitől függő merevedőképessége befolyásolja.

A szálmerevség, ami a rost falának duzzadással szembeni ellenállására utal, a jelen találmány szerint használt, merevített cellulózrostok vízretenciós értékével (WRV) jellemezhető. A WRV a rosttömeg által, a rostok közötti víz lényegében teljes mennyiségének eltávolítása után visszatartott vízmennyiséget jelenti. Egy másik, a viszonylag dehidratált formában lévő rostokból térhálósítás útján képezett, merevített rostok tulajdonságainak jellemzésére használható paraméter az alkohol-retenciós érték (ARV). Az ARV annak mértéke, hogy milyen mértékben képesek a merevített rostok olyan folyadék, például izopropil-alkohol felvételére, amely lényeges rostduzzadást nem okoz. A merevített rostok ARV-értéke azzal van közvetlen összefüggésben, hogy milyen mértékben duzzadtak a rostok a térhálósítószer-oldat hatására a merevítési művelet során. A viszonylag magasabb ARV-értékek azt jelentik, hogy a rostok a térhálósítás folyamán általában nagyobb mértékben duzzadtak. A WRV- és ARV-értékek meghatározására vonatkozó módszereket a 4 898 642 számú, amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás írja le.

HU 215 911 Β

A jelen találmányban használt merevített, sodort, göndörített rostok WRV-értéke előnyösen a körülbelül 28-50% tartományban van. Úgy véljük, hogy az ilyen WRV-értékű rostoknak optimális az egyensúlyi állapotuk a duzzadás által előidézett kisodródás és a szálmerevség tekintetében.

A jelen találmány szerint előnyösen használható merevített cellulózrostok ARV-értéke (izopropil-alkohol) kisebb, mint 30%.

Az a korlát, hogy az ilyen rostok ARV-értéke (izopropil alkohol) 30%-nál kisebb, azt jelenti, hogy ezek a rostok a merevítési eljárás alatt megőrzik viszonylag dehidratált, nem duzzadt állapotukat. Még előnyösebb, ha a találmány szerint használt rostok ARV (izopropil-alkohol)-értéke kisebb, mint 27%.

A nevezett, merevített cellulózrostok, melyeknek az előzőekben leírt, előnyös sodrottsági számuk, göndörségi tényezőjük, WRV- és ARV-értékük van, úgy állíthatók elő, hogy az ilyen, viszonylag dehidratált állapotú rostokat azok szárítása és defibrillálása alatt vagy után belsőleg térhálósítjuk, mint ezt a 4 898 642 számú, amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás leírja. Nem kívánunk azonban szükségszerűen kizárni a találmányból egyéb olyan hidrofil, kémiai úton merevített rostokat sem, mint amilyeneket az előzőekben hivatkozott 3 224926, 3440135, 4035 147 és 3 932209 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások írnak le (minden korlátozás nélkül).

A merevített rostok, különösen a sodrott, göndör, merevített rostok egyik jellemzője az a képességük, hogy nedvesedés során részben kisodródnak és kisimulnak. így, ha megfelelő sűrűségű paplanná vannak alakítva, akkor e paplanok a nedvesedés folyamán olyan egyensúlyi nedves sűrűségűre tudnak növekedni, ami szárazrost-sűrűségre számítva kisebb, mint a nedvesítést megelőző átlag-szárazsűrűség. Ez a magyarázata a fentiekben említett, 0,30 g/cm³-ig teijedő, száraz állapotú átlagsűrűség és a telítettségig történt nedvesítés során tapasztalt, kisebb átlagsűrűség-értékeknek. Ilyen, a nedvesedés során kiterjedni képes paplanokat ír le a 4822453 számú, amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás. Olyan mértékben, ahogyan ezeknek a jellemzőknek felhasználása az abszorbens tárgyak tervezéséhez szükséges, a gyakorlati szakember be tudja állítani a használt merevítőszer relatív mennyiségét és azt, hogy milyen mértékben kell a merevített rostoknak sodrottaknak és göndöreknek lenniük ahhoz, hogy azok a nedvesedés folyamán a kívánt mértékű expanziót éljék el.

A merevített cellulózrostok különféle technikákkal, így levegőárammal és nedves lapképzési módszerrel alakíthatók szálpaplanná.

Levegőárammal képezett szálpaplanok

A merevített cellulózrostok levegőárammal alakíthatók kívánt sűrűségű és alaptömegű szálpaplanná. A jelen találmányban használatos merevített rostok szakember számára jól ismert, levegőárammal végzett lapképzési technikával állíthatók elő. A levegőáramos lapképzést általában úgy végzik, hogy lényegében száraz állapotban lévő rostokat tartalmazó levegőáramot irányítanak egy dróthálóra, és az így nyert paplant adott esetben kívánt sűrűségűre sajtolják. Alternatív módon a rostok sajtolás nélkül alakíthatók a kívánt sűrűségűre. A levegőárammal készült rostpaplan legalább 50%, fentiekben leírt módon merevített cellulózrostot tartalmaz, de tartalmazhat 100%-ig terjedő mennyiségű ilyen rostot is. A szálpaplan adott esetben az alábbiakban leírt kötőanyagokat vagy egyéb komponenseket, mint folyadékkezelés útján tulajdonságokat módosító anyagokat (például hidrofil felületaktív szereket) és hasonlókat is tartalmazhat. Nedves lapképzéssel készült szálpaplanok

Egy másfajta eljárási módnál a merevített cellulózrostokat levegőáram helyett nedves lapképzéssel alakítjuk szálpaplanná. A nedves lapképzéssel készült szálpaplanok a paplan fizikai integritásának növelése, nedves vagy száraz állapotú kezelésének megkönnyítése és használat alatti növelt integritásának biztosítása céljából körülbelül 50-100% merevített rostot és körülbelül 0-50% kötőanyagot tartalmaznak. A nedves lapképzéssel fektetett szálpaplanok előnyösen legalább körülbelül 2% szálas kötőanyagot vagy az alábbiakban leírt nagy felületű cellulóz kötőanyagot tartalmaznak. Kötőanyagként vegyszeradalékok is használhatók. Ezek a befogadó/eloszlató rétegbe keverendők be, a száraz rostpaplan tömegére számított, tipikusan körülbelül 0,2-2,0% mennyiségben.

Az itatós- és papírkészítésre szolgáló nedves lapképzési módszerek a szakmában jól ismertek. E módszerek általánosan használhatók a találmány szerinti abszorbens szerkezetekben alkalmazható, nedves lapképzéssel készülő, merevített rostokból álló szálpaplanok előállításánál. Alkalmas nedves lapképzési technikák a kézi úton végzett, és a papírgyártó gépek felhasználásával végzett lapképzés, amint azt például a 3 301 746 számú, amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás írja le. A merevített rostok tulajdonságai, különösen csomósodási hajlamuk miatt, a vizes zagyokkal, papírgyártó gépeken végzett nedves lapképzésnél előnyösen bizonyos eljárásmódosításokat kell végezni. A nedves úton képezett szálpaplanok általában úgy készíthetők, hogy a vizes rostpépet lyuggatott drótszövetre terítünk, ezt a nedvesen fektetett zagyot víztelenítjük, majd megszárítjuk. A nedves lapképzésre szolgáló vizes rostpépek előnyösen körülbelül 0,05-2,0% közötti, különösen előnyösen körülbelül 0,05 -0,2% közötti rostot tartalmaznak összpéptömegre számítva. A pép fektetését egy, a szakmában fej szekrénynek nevezett berendezéssel végezzük. A fej szekrénynek a vizes rostpép lyuggatott dróthálóra történő adagolására szolgáló, résnek nevezett nyílása van. A formaképző, lyuggatott dróthálót a szakmában gyakran nevezik Fourdinier-hálónak. A Fourdinier-háló konstrukciója és csomószáma „szárazlap” vagy egyéb papírfajta gyártási eljárására szolgálhat. Tipikusan körülbelül 70-100 Tyler-féle, szabványos csomószámot alkalmazunk. (Valamennyi, a jelen leírásban említett szitacsomószám - hacsak ezt másként nem jelezzük - a Tyler-féle szabványos csomószámot jelenti). A szakmában ismert, szárazlapképzésre és szövedéklemez-képzésre tervezett fej szekrények használhatók. Alkalmas, kereskedelemben kapható fejszekrények például fix tetős, ikerhuzalos és dobformázó fej szekrények. A már kiképzett rostpaplant víztelenítjük, majd szárítjuk. A víztele8

HU215 911 Β nítés szívókamrák vagy egyéb vákuumberendezések segítségével végezhető. A víztelenítés a rosttartalmat a nedves paplan össztömegére számított körülbelül 8-45%-ra, előnyösen 8-22%-ra növeli. A körülbelül 22% feletti rosttartalomra történő víztelenítéshez nedvessajtolásra lehet szükség, ez kevésbé előnyös. A víztelenítés után a rostpaplant a formaképző drótszövetről egy szárítószövetre visszük át, amely a paplant a szárítóberendezéshez továbbítja. A szárítószövet a szárítási kapacitás növelése érdekében előnyösen durvább szövésű, mint a paplanképző drótháló. A szárítószövetnek előnyösen körülbelül 30-50% nyílt felülete, és körülbelül 15-25%- átnemeresztő felülete van. Ilyen például az olyan 31x2535 (szatinszövésű) szárítószövet, amelyet az áteresztőfelület megkívánt mértékűre növelése érdekében homokszórásnak vetünk alá. A formaképző dróthálóról a szárítószövetre történő átvitel során előnyösen nedves mikrozsugorítást hajtunk végre. Ez a nedves mikrozsugorítás úgy végezhető, hogy a formaképző drótszövetet körülbelül 5-20%-kal gyorsabban futtatjuk, mint a szárítószövetet. A szárítás meleg levegős füvóberendezéssel vagy vákuumberendezéssel, mint szívókamrával végezhető, a meleg levegős füvóberendezés használata azonban előnyösebb. A nedves úton képezett paplanokat előnyösen meleg levegős fuvóberendezéssel szárítjuk meg teljesen (általában körülbelül 90-95%) száltartalomra. Az a véleményünk, hogy a fuvásos szárítás a paplanok nagy nyílásfelülete következtében hatékonyan szárítja a merevített rostokból készült paplanokat. A szakmában ismert gőzdobos szárítóberendezések, mint az úgynevezett „Yankee” dobszárítók is használhatók, de kevésbé előnyösek. A dobszárítók kevésbé hatékonyak merevített rostokból készült paplanok szárítására, és azokat tömöríthetik is. A szárított paplanokat előnyösen nem kreppeljük (hullámosítjuk).

A fentiekben leirt szárítási módszer egyik alternatívája az lehet, hogy a víztelenített paplant levesszük az alakadó dróthálóról, szárítószitára helyezzük, és nyújtás nélkül szakaszos üzemű szárítási művelettel, például meleg levegős fúvóberendezéssel vagy gőzfűtéses, kényszeráramú kamrában megszárítjuk.

A merevített rostok vizes oldatban flokkulálódásra vagy csomósodásra hajlamosak. A flokkulálódás meggátlása céljából a vizes szálpépet legalább körülbelül 0,25 m/másodperc lineáris sebességgel kell a fej szekrényhez szivattyúzni. Előnyös az is, ha a fej szekrényből annak résén keresztül kilépő pép lineáris sebessége a formaadó drótháló sebességének körülbelül 2,0-szeresétől 4-szereséig terjed. A nedvesen fektetett rostok flokkulálódásának csökkentésére szolgáló, egy másik módszert a 4 889 597 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás (1989. december 26.) ír le, amelynél a nedvesen terített rostokra közvetlenül azoknak a formaképző dróthálóra történt lefektetése után vízsugarat irányítanak.

Kötőanyagok

A szokásos, nem merevített cellulózrostokhoz képest a fentiekben leírt térhálósított, sodort, merevített rostok különösen nem szárított állapotban kisebb szakítószilárdságú paplanokat adnak. A feldolgozás megkönnyítése és a paplan integritásának növelése érdekében, különösen nedves lapképzéssel készített paplanok esetében a paplanba, vagy arra egy kötőanyagot lehet bele- vagy rádolgozni. Ez végezhető oly módon, hogy a kötőanyagot a nedvesen levegőárammal fektetett paplanoknál a paplanképzés előtt adjuk a rostokhoz, vagy oly módon, hogy a kötőanyagot (például a vegyszerkötóanyag-adalékot) a nedvesen fektetett paplanra visszük fel annak a dróthálóra terítése után és szárítás előtt, vagy a kötőanyagot szárított, nedvesen fektetett paplanra visszük fel, vagy e módszerek kombinációjával.

Merevített rostok rostpépból történő nedves paplanképzésre előtti adagolásra alkalmas kötőanyagok közé többek között egy sor cellulózrost és szintetikus szálasanyag tartozik. Ilyen anyagok például a nem merevített cellulózrostok (például konvencionális cellulózpéprostok), a nagy tisztaságú, nem merevített, körülbelül 200nál kisebb, előnyösen körülbelül 100-200 CSF (Canadian Standard Freeness) értékűre nemesített cellulózrostok, a nagymértékben nemesített, a következőkben „crill”-nek nevezett rostok, valamint a nagy fajlagos felületű cellulózanyagok, mint az alábbiakban leírt terjedelmesített cellulózrostok.

Szintetikus szál kötőanyag céljára különböző típusú szintetikus szálak használhatók. A „szintetikus szálanyagoknak, mint kötőanyagoknak a végtermékben történő felhasználása alatt ilyen szálasanyagokat értünk. (A szintetikus szálak előnyösen vágott szálhosszúságúak, vagyis átlaghosszúságuk legalább 1,5 cm). Minden olyan szálasanyag, amely konvencionális abszorbens termékek céljára alkalmas, az véleményünk szerint a jelen találmány szerinti befogadó/eloszlató paplan céljára is megfelel. Ilyen szálasanyagok közé tartoznak a módosított cellulózrostok, cellulózselyem és poliészterszálak, mint a polietilén-tereftalát (DACRON), a hidrofil nejlon (HIDROFIL) és hasonlók. Egyéb használható szálasanyagok például a cellulóz-acetát, poli(vinil-fluorid), poli(vinilén-klorid), akril, poli(vinil-acetát), poliamid (mint nejlon), bikomponensű és trikomponensű szálak, ezek keverékei, és hasonlók. A hidrofil szálasanyagok használata előnyös. Alkalmas hidrofil szálasanyagok például a hidrofilizált hidrofób szálak, mint a felületaktív anyagokkal vagy szilícium-dioxiddal kezelt, hőre lágyuló műanyag szálak, például poliolefinekből, mint polietilénből vagy polipropilénből, poliakrilátokból, poliamidokból, polisztirolokból, poliuretánokból, és hasonlókból készült szálak. Hidrofób szintetikus szálak is használhatók, ezek azonban kevésbé előnyösek. Az ilyen paplanhoz adalékolható, és a végső paplantermékekben használható szálak a cellulóz-acetát, polietilén, polipropilén stb. Az ilyen hidrofób tulajdonságú szálak előnyösen - az összpaplantömegre számított, körülbelül 30 tömeg%-nál kisebb mennyiségben vannak jelen úgy, hogy a paplan lényegében hidrofil tulajdonságú marad.

A levegőárammal terített paplanokhoz nem merevített, úgynevezett „crill” és szintetikus szálakat is szoktak használni.

Egy előnyös kiviteli alaknál, amelynél a befogadó/eloszlató réteget nedves lapképzési eljárással készítjük, a paplan körülbelül 85-95% merevített cellulóz9

HU 215 911 Β rostot és körülbelül 5-15% „crill”-t tartalmaz. „Crill”ként alkalmas cellulózrostok közé tartoznak a kémiai úton pépesített farostok, úgy puha-, mint keményfa-rostok, előnyösen déli származású puhafák rostjai (például a Procter & Gamble Cellulose Co. 1, Memphis, Tenesse, USA cég a „Foley Fluff’ (Foley pehely) terméke. A szálpaplan valamennyi komponensének %-os mennyisége leírásunkban - hacsak azt másként nem jelezzük - a száraz paplan össztömegére vonatkozik.

Egy másik kiviteli alaknál a befogadó/eloszlató réteg merevített rostokat és 25%-ig terjedő mennyiségű, nagy felületű cellulózanyagot, mint teijedelmesített cellulózszálat foglal magában. A nedves lapképzéssel, merevített rostokból készült paplant és nagy felületű cellulózt tartalmazó befogadó/eloszlató réteg előnyösen körülbelül 85-98%, előnyösebben 90-95% merevített rostot és körülbelül 2-15%, előnyösebben 5-10% nagy felületű cellulózt tartalmaz. Az itt használt nagy felületű cellulózanyag felülete tipikusan legalább körülbelül 20 m²/g hivatkozunk itt a 4761 203 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásra (1988. augusztus 2.; Vinson), amely a terjedelmesített cellulózszálakat részletesen tárgyalja.

A cellulózrostok azonban általában cellulózpolimerekből készült, többkomponensű ultraszerkezetek. Lignin, hemicellulóz és egyéb, a szakmában ismert komponens is jelen lehet bennük. A cellulózpolimereket laterálisán mikrofibrilláknak nevezett, cémaszerű szerkezetekké gyűjtik egybe. A mikrofibrillák körülbelül 10-20 nm átmérőjűek, és elektronmikroszkóppal figyelhetők meg.

E mikrofibrillák gyakran kis kötegekben fordulnak elő, melyeket makrofibrilláknak neveznek. A makrofibrillák úgy jellemezhetők, hogy ezek sok, egymással laterálisán egybegyűjtött mikrifibrillákból állnak, melyek a mikrofibrilláknál nagyobb, de a cellulózszálaknál lényegesen kisebb átmérőjű, cémaszerű struktúrát képeznek. A cellulózrost általában egy aránylag vékony primer falból és egy aránylag vastag szekunder falból áll. A primer fal egy, a rost felületén elhelyezkedő, vékony hálószerű borítás a rost külső felületén, amely lényegében mikrofibrillákból áll. A rostfal zöme, vagyis a szekunder fal mikrofibrillák és makrofibrillák kombinációjából áll. Lásd dr. Michael Kocurek: Pulp and Paper Manufacture, 1. kötet, Properties of Fibrous Raw Materials and Their Preparation fór Pulping, VI. fejezet: „Ultrastructure and Chemistry”, 35-44. oldal, Canadian Pulp and Paper Industry (Montreal) és Technical Association of the Pulp and Paper Industry (Atlanta) közös kiadás, 3. kiadás, 1983. Terjedelmesített cellulózrostokon így olyan mikrofíbrillákat és makrofíbrillákat értünk, melyeket egymástól lényegében elkülönítettünk, vagy azokat a cellulózszál ultraszerkezetéből elválasztottunk.

Cellulózrostokból nagy felületű cellulózszálak úgy is készíthetők, hogy cellulózrostok folyékony szuszpenzióját olyan kis átmérőjű nyíláson vezetjük át, amelyben a szuszpenziót legalább 207 bar nyomásesésnek és nagy nyírósebességnek vetjük alá, majd nagy sebességű ütköztetéssel sebességét lecsökkentjük. A szuszpenziót a nyíláson addig eresztjük át ismételten, amíg lényegében stabil szuszpenziót kapunk. Lásd ezzel kapcsolatosan a 4483 743 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírást (1984. november 20.; Turbak és mások), melyet itt hivatkozásként említünk.

A terjedelmesített cellulózszálak előállítására előnyös eljárást ír le a Vinson-féle szabadalmi leírás; mely abban áll, hogy valamely fibrilláris ultraszerkezetű szálasanyagot (például cellulózrostokat) finom szemcsés közeggel ütköztetnek, és így idézik elő, hogy a mikrofibrillák és makrofibrillák a nevezett szálasanyag-mikroszerkezetből elkülönüljenek.

A nagy felületű cellulózanyag szálhossza előnyösen körülbelül 20-200 pm.

A nedves lapképzés során a nagy felületű cellulózt általában 15-17% szilárdanyag-tartalmú nedves pép alakjában használják, azt előnyösen 4%-nál kisebb szilárdanyag-tartalomra hígítják, és verő vagy tárcsás tisztítóberendezésben dolgozzák fel, hogy a csomósodást megszüntessék. A nagy felületű cellulózt ezután zagyban keverik alaposan össze a merevített rostokkal, majd a zagyból nedvesen képeznek lapot, mint azt a fentiekben leírtuk. A merevített rostok és a nagy felületű cellulóz összekeverésére (például egyszeres, kúpos vagy kéttárcsás) rafináló- vagy egyéb, a szakmában ismert berendezést használnak. A nagy felületű cellulóz visszatartásának javítására előnyösen inkább finom szövésű drótszöveteket /például 84 M, 84x76,5 (shed weave drótszövet)/ használnak, mintsem a lapképzésre konvencionálisán használt nagyobb lyukú drótszöveteket.

Egyéb, a befogadó/eloszlató réteg fizikai integritását növelő és/vagy a befogadó/eloszlató rétegként használt paplanok, különösen a nedves úton terített paplanok feldolgozását megkönnyítő egyéb kötőanyagok közé kémiai adalékanyagok tartoznak, mint a gyantabázisú kötőanyagok, latex és a keményítő, melyek a szakmában ismert szálpaplan-integritást növelő anyagok. Alkalmas gyantabázisú kötőanyagok közé tartoznak a papír nedvesszilárdságának növelésére alkalmas kötőanyagok is, mint amilyeneket a TAPPI monográfiasorozat 29. száma: Wet Strength in Paper and Paperboard, Technical Association of the Pulp and Paper Industry (New York, 1965.) ír le, és amit itt hivatkozásként említünk. Alkalmas gyanták közé tartoznak a poliamid-epiklórhidrin és a poliakrilamid-gyanták. Egyéb, a jelen találmány szerint felhasználható gyanták közé tartoznak a karbamidformaldehid- és a melamin-formaldehid-gyanták. Ezeknek a polifunkcionális gyantáknak közös funkcionális csoportjai a nitrogéntartalmú csoportok, mint az aminocsoportok és a nitrogénatomhoz kapcsolódó metilolcsoportok. A jelen találmány szerint felhasználható gyanták a polietilén-imin-típusú gyanták is.

A keményítő, különösen a kationos, módosított keményítők a jelen találmány szerint szintén felhasználhatók, mint kémiai adalékanyagok. Ilyen kationos keményítők, melyek általában nitrogénatomot tartalmazó csoportokkal, mint aminocsoportokkal és metilolcsoportokkal vannak módosítva, a Natural Starch and Chemical Corporation, Bridgewater, New-Jersey cégtől szerezhetők be. Egyéb alkalmas kötőanyagok többek között a poliakrilsav és a poli(vinil-acetát).

HU 215 911 Β

A kémiai adalék-kötőanyagok hozzáadott mennyisége tipikusan körülbelül 0,25.2% összpaplantömegre számítva. A hidrofil kémiai adalék-kötőanyagok azonban nagyobb mennyiségben használhatók. Ha a kémiai adalék-kötőanyagokat vizes zagyban adjuk hozzá a merevített rostokhoz, akkor szokás szerint nem merevített cellulózrostoknak vagy nagy felületű cellulóznak is előnyösen jelen kell lennie, hogy a kémiai adalék-kötőanyag megtartását elősegítsük. A kémiai adalék-kötőanyagok nyomtatással, porlasztással vagy egyéb, a szakmában ismert módszerrel vihetők fel a szárított vagy nem szárított paplanra.

Hőre lágyuló műanyaggal erősített befogadó/eloszlató réteg

Egy másik kiviteli alaknál a befogadó/eloszlató réteg egy levegővel vagy nedvesen terített - előnyösen levegővel terített - olyan merevített cellulózrostokból készült paplant foglal magában, amely körülbelül 10-50%, előnyösen körülbelül 25-45%, még előnyösebben körülbelül 30-45% hőre lágyuló műanyag kötőanyaggal van erősítve, ahol a termoplasztikus kötőanyag a merevített cellulózrostok egyes helyein kötéseket biztosít. Az ilyen hőrögzített paplanok általában úgy készíthetők, hogy egy, a merevített cellulózrostokat és hőre lágyuló műanyag szálakat előnyösen egyenletes eloszlásban tartalmazó paplant képezünk ki. Ez a paplan készülhet mind levegővel, mind például nedves úton végzett lapképzéssel. A kiképzett paplant hőkezeléssel rögzítjük oly módon, hogy a paplant addig melegítjük, amíg a hőre lágyuló műanyag szálak megolvadnak. A megolvasztás során a hőre lágyuló műanyagnak legalábbis egy része a szálak közötti kapilláris gradiens következtében a merevített cellulózrostok közötti résekbe hatol. Ezek a helyek a hőre lágyuló műanyag kötéspontjai. A paplant azután lehűtjük, és a behatolt hőre lágyuló műanyag a kötéspontokon a merevített cellulózrostokat összeköti. A hőre lágyuló műanyag olvadása és behatolása a merevített cellulózrostok közötti résekbe azt a hatást idézi elő, hogy a paplan átlagos pórusmérete megnő, és emellett a paplan eredetileg kialakult sűrűsége és alaptömege változatlan marad. Ez javíthatja a befogadó/eloszlató réteg eloszlatóképességét, az első kiürítés folyamán azért, mert javul a folyadékáteresztő képesség, az ezután következő kiürítések során pedig annak következtében, hogy a merevített szálak nedvesedés alatt is megtartják merevségüket, és a hőre lágyuló műanyag a nedvesedés alatt és nedves állapotban történő összenyomás hatására is a szálakhoz kötve marad. Végeredményben, a hőrögzített paplan megtartja össztérfogatát, de az előzőleg, a termoplasztikus szálasanyag által elfoglalt térfogatelemek megnyílnak, és ezáltal növelik a szálak közötti átlag-kapillárpórusméretet.

A hőrögzített, hőre lágyuló műanyagokkal erősített, konvencionális, nem merevített cellulózrostokat tartalmazó abszorbens paplanokat a 4 590 114 számú, amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás (1986. május 20.; D. C. Holtman) és Peter G. Bither: „Thermally Bonded Cores Add Value to Absorbent Products” című közleménye Nonwovens World, 1988. novemberi száma 49-55. oldalai írják le, melyeket itt hivatkozásként említünk. Az ott leírt eljárási technikák itt is alkalmazhatók.

A hőre lágyuló kötőanyagnak a paplan minden részében egyenletesen kell eloszlatottnak lennie. Száraz paplanfektetést követően a paplant olyan hőfokra kell melegíteni, hogy a termoplasztikus szálak megolvadjanak, de ne szenesedjenek el, illetve ne károsítsák egyéb módon a merevített cellulózrostokat. Hűtés során az újra megszilárduló, hőre lágyuló műanyagnak legalább egy része kötési helyeket létesít, ezek a merevített cellulózrostokat egyedi kereszteződési pontokon egymáshoz rögzítik, így a merevített cellulózrostok kereszteződési helyein és a rostok között stabilizáló hálószerkezetet hoz létre.

A találmány szerinti befogadó/eloszlató rétegek céljára alkalmas termoplasztikus kötőanyagok közé tartozik minden olyan hőre lágyuló polimer, amely olyan hőfokon olvasztható meg, ami nem károsítja nagymértékben a cellulózrostokat. A termoplasztikus kötőanyag olvadáspontja előnyösen körülbelül 135 °C-nál alacsonyabb, előnyösen körülbelül 75 °C és 135 °C között van. Mindenesetre az olvadáspont nem lehet alacsonyabb, mint a jelen találmány szerinti cikkek valószínű tárolási hőmérséklete, vagyis nem lehet tipikusan 50 °C-nál alacsonyabb.

A termoplasztikus kötőanyag lehet például polietilén, polipropilén, poliészter, poli(vinil-klorid), poli(vinilén-klorid). Egyéb, a hőrögzített paplanok céljára használható szintetikus szálasanyagokat a fentiekben írtuk le.

A hőre lágyuló műanyag előnyösen nem szív be vagy nem abszorbeál jelentős mértékben vizes folyadékot. A hőre lágyuló műanyag felülete azonban hidrofil vagy hidrofób. (A „hidrofil” és „hidrofób” kifejezés itt arra utal, hogy milyen mértékben nedvesíti a víz a felületeket). A hőre lágyuló műanyag felülete hidrofillé tehető oly módon, hogy valamely hidrofób termoplasztikus kötőanyagot felületaktív szemel, mint nemionos vagy anionos felületaktív anyaggal kezelünk. Ezt történhet úgy, hogy az anyagot felületaktív szerrel permetezzük be, vagy úgy, hogy az anyagot a felületaktív szerbe mártjuk. Megolvasztás és újradermedés után a felületaktív anyag a hőre lágyuló műanyag felületén igyekszik maradni.

A használt hőre lágyuló műanyag lehet hidrofil vagy hidrofób. Mint ezt a fentiekben leírtuk, termoplasztikus kötőanyaggal erősített, merevített cellulózrost paplanok nedves és levegőárammal végzett lapképzési eljárásokkal készíthetők. A levegővel terített paplanok a cellulózrostok és a hőre lágyuló műszálak összekeverése, majd a fentiekben leírt technikával történő terítése útján gyárthatók. A merevített cellulózrostok és hőre lágyuló műszálak kártolással, vagy a merevített rostok és termoplasztikus szálasanyag levegőáramokkal végzett összeadagolása útján, és a kombinált rendszer keferostás terítőberendezésre vagy egyéb paplanformázó szerkezetre irányítása útján állíthatók elő. Ezek a technikák a szakmában ismertek. Alkalmas berendezések közé tartoznak a Dán Webforming International Ltd. (Risskov, Dánia) cégtől beszerezhető, légárammal formázó rendszerek. A cellulóz és hőre lágyuló műszálak keverésére alkalmas módszert és berendezést ír le a 4590 114 szá11

HU215 911 Β mú amerikai egyesült államokbeli (1986. május 20.; Holtman D. C.) szabadalmi leírás is, melyet itt hivatkozásként említünk. A nedves lapképzési eljárást illetően a hőre lágyuló műszálanyag a merevített cellulózrostokkal a paplanképzést megelőzően vizes zagyban keverhető össze.

A hőre lágyuló műanyagot előnyösen meleg levegős átfuvással olvasztjuk, rögzítjük, de egyéb módszerek, mint infravörös besugárzás stb. is lehetségesek. Egy másik változatnál úgy járunk el, hogy a paplan egyik vagy mindkét oldalát hőpréselésnek vetjük alá, mint ezt részleteiben a jelen leírásban már hivatkozott 4590 114 számú, amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás írja le.

Mint azt az előzőekben már tárgyaltuk, bélésanyagok, mint fátolyszövetlapok és egyéb vízáteresztő, nem szőtt lapok használhatók a fentiekben leírt kötőanyagok további, külső megtámasztására, vagy azok helyett. Tárolóréteg

Az abszorbens mag egy második, lényeges eleme egy alsó, folyadéktároló réteg, amely legalább 15 tömeg%, előnyösen legalább 25 tömeg% szuperabszorbens anyagot (ezt részletesebben a következőkben határozzuk meg), és 0%-tól körülbelül 85%-ig, előnyösen kevesebb, mint 85%-ig terjedő mennyiségű szuperabszorbens hordozóanyagot tartalmaz. A folyadéktároló réteg fő feladata az, hogy a felső befogadó/eloszlató rétegből kiürülő testfolyadékot abszorbeálja, és a viselő mozgása következtében fellépő nyomások alatt magában tartsa. Ily módon a tárolóréteg a befogadó/eloszlató réteg mellett helyezkedik el, és azzal folyadékközlekedésben áll. Ideális esetben a folyadéktároló réteg a felső réteg folyadékának nagy részét leszívja.

Mint erre a fentiekben rámutattunk, a tárolóréteg szuperabszorbens anyagot, mint diszkrét, gélesedő anyagszemcséket és szuperabszorbens szálasanyagot, mint ojtott akrilátszálakat és szuperabszorbenssel módosított szálakat foglal magában. A szuperabszorbens anyag bármilyen olyan alakú lehet, amely befoglalható a tárolóréteget képező, flexibilis paplanba vagy lapba. A szuperabszorbens anyagokat részletesebben az alábbiakban írjuk le. A szuperabszorbens anyag a vizet vagy egyéb testfolyadékokat, amelyekkel érintkezik, abszorbeálja. (Itt a „folyadék” kifejezés alatt cseppfolyós anyagokat értünk, gázokat nem). így a befogadó/eloszlató rétegbe ürített, és a tárolóréteghez szállított folyadékot a szuperabszorbens anyag befogadhatja és magában tarthatja, ezáltal a találmány szerinti cikkeknek megnövelt abszorbeálóképességet és/vagy megjavított folyadékmegtartási hatásfokot biztosít.

A jelen találmány céljaira felhasználható szuperabszorbens anyagok azok, amelyek legalább körülbelül 10 g, előnyösen legalább körülbelül 15 g, még előnyösebben legalább körülbelül 20 g szintetikus vizeletet (1,0%-os, vizes nátrium-klorid-oldatot) képesek abszorbeálni 1 g szuperabszorbens anyagra számítva (az alábbiakban leírt abszorbciós kapacitási mérések szerint).

A találmány céljára használt szuperabszorbens anyag gélesedő abszorbens anyag diszkrét szemcséi alakjában van jelen. Ezeket a szemcséket tipikusan a szálpaplanban mint hordozóközegben oszlatjuk el. A szuperabszorbens szálasanyag szintetikus ás természetes szálakat tartalmazhat. Alkalmas szálas hordozóanyagok a pehelyformájú cellulőzróstok, amelyeket szokásos módon használnak az abszorbens magokban. Módosított cellulózrostok, mint a fentiekben leírt, merevített cellulózrostok, szintén használhatók, de előnyös módon ezeket a tárolórétegben nem alkalmazzuk. Szintetikus szálak szintén használhatók, ezek közé tartoznak a cellulózacetát, a poli(vinil-fluorid), a poli(vinilén-klorid), az akrilszálak (mint az őrlőn), a poli(vinil-acetát), nem oldható polí(víníl-alkohol), polietilén, polipropilén, poliamidok (mint a nejlon), poliészterek, bikomponensű szálak, trikomponensű szálak, ezek keverékei, és hasonlók. Az előnyös szintetikus szálak körülbelül 3 denier-től körülbelül 25 denier-ig teijedő finomságú egyedi szálak, még előnyösebben körülbelül 5 denier-től körülbelül 16 denier-ig terjedő finomságú egyedi szálak. Szintén előnyösen, a szálfelületük hidrofil, vagy kezeléssel hidrofillé van kialakítva.

A szuperabszorbensanyag-hordozóként nem szuperabszorbens szálakat tartalmazó folyadéktároló réteg átlagos sűrűsége száraz állapotban általában körülbelül 0,06-0,5 g/cm³ és előnyösebben körülbelül 0,10-0,4 g/cm³ között, még előnyösebben körülbelül 0,15-0,3 g/cm³ között, a legelőnyösebben körülbelül 0,15-0,25 g/cm³ között van. Az alsó folyadéktároló réteg alaptömege körülbelül 0,02 és 0,12 g/cm² közötti tartományban, előnyösebben körülbelül 0,04 és 0,08 g/cm² közötti tartományban, legelőnyösebben körülbelül 0,05 és 0,07 g/cm² közötti tartományban lehet.

A befogadó/eloszlató rétegtől eltérően, a tárolóréteg sűrűségének és alaptömegének nem kell az egész réteg mentén egyenletesnek lennie. A tárolórétegnek lehetnek aránylag nagyobb és aránylag kisebb sűrűségű és alaptömegű területei. Ugyanúgy, mint a befogadó/eloszlató réteg esetében, a tárolóréteg sűrűségértékeit is 1,43 kPa határolónyomás alatt mért alaptömeg- és vastagságértékekből számítjuk ki. A sűrűség és alaptömegértékek a szuperabszorbens anyag tömegét is magukban foglalják. Ezen túlmenően, a tárolórétegnek egy szuperabszorbens anyag gradiense is lehet, vagyis az nagy mennyiségű folyadék kezelését igénylő helyeken (például a folyadékkiürítéshez közeli helyeken) több, a kisebb igényű helyeken kevesebb szuperabszorbens anyagot tartalmazhat.

Az abszorbensmag-tárolórétegben alkalmazott szuperabszorbens anyag igen gyakran egy lényegében vízoldható, enyhén térhálósított, részlegesen semlegesített, gélesedő polimer abszorbens anyagot tartalmaz. Ez az anyag a vízzel érintkezve egy hidrogélt képez. Ilyen polimer anyagok polimerizálható, telítetlen, savtartalmú monomerekből állíthatók elő. A jelen találmányban használt gélesedő polimer anyagok előállításához használható telítetlen savas monomerek közé tartoznak azok a monomerek, amelyeket a 4654039 számú, amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás (Brandt-Goldman-Inglin; közzététel: 1987. március 31.; újraközzététel: RE 32.649; 1988. április 19.) sorol fel, amelyet itt hivatkozásként említünk. Előnyösen használható monomerek közé tartoznak az akrilsav, metakrilsav és 2-akril12

HU 215 911 Β amido-2-metil-propánszulfonsav. Különösen előnyösen használható a gélesedő polimer anyag előállítására maga az akrilsav.

A telítetlen, savtartalmú monomerekből képezett polimer komponens egyéb típusú polimerekre, mint keményítőre vagy cellulózra ojtható. Különösen előnyösek az ilyen típusú poliakriláttal ojtott keményítőanyagok.

Szokásos típusú monomerekből előállítható, előnyös, gélesedő polimer abszorbens anyagok közé tartoznak a hidrolizált akrilnitrillel ojtott keményítő, a poliakriláttal ojtott keményítő, poliakrilátok, maleinsavanhidrid-alapú kopolimerek, és ezek kombinációi. Különösen előnyösek a poliakrilátok és poliakriláttal ojtott keményítő.

Bármilyenek is az abszorbens mag mindkét rétegében használt hidrogélképző, gélesedő polimer abszorbensanyag-részecskék, alappolimer komponensek minősége, az ilyen anyagok általában enyhén térhálósak. A térhálósítás arra szolgál, hogy a jelen találmányban használt hidrogélképző, gélesedő polimer anyagokat lényegében vízben oldhatatlanná tegye, ily módon a térhálósítás részben meghatározza az alkalmazott gélesedő polimer anyagból képződött hidrogélek géltérfogatát és extrahálható polimertartalmát. Alkalmas térhálósító szerek jól ismertek a szakmában, ilyenek például a 4 076 663 számú, amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban (1978. február 28.; Masuda és mások) nagyobb részletességgel leirt térhálósító szerek. A leírást itt hivatkozásként említjük. Előnyös térhálósító szerek a telítetlen mono- vagy polikarboxilsavak poliolokkal képezett di- vagy poliészterei, a bisz-akrilamidok és a divagy triallil-aminok. Egyéb előnyös térhálósító szerek az Λ/V’-metilén-bisz-akrilamid, a trimetilol-propántriakrilátok és a triallil-amin. A térhálósító szer a képezett hidrogél-képző polimer anyagnak körülbelül 0,001-5 mol%-ig teqedő mennyiségét teheti ki. Még előnyösebben, a térhálósító szer a hidrogélképző, gélesedő polimer anyag részecskéinek 0,01-3 mol%-át teheti ki.

A jelen találmány szerinti cikkekben használható, enyhén térhálósított, hidrogélképző, gélesedő polimeranyag-részecskéket általában részlegesen semlegesített formájukban alkalmazzuk. A jelen találmány céljaira ezeket az anyagrészecskéket akkor tartjuk részlegesen semlegesitettnek, ha a polimerképzéshez használt savcsoporttartalmú monomerek legalább 25 mol%-át, és előnyösen legalább 50 mol%-át valamely sóképző kationnal semlegesítettük. Alkalmas sóképző kationok közé tartoznak az alkálifém-, ammónium-, szubsztituált ammóniumionok és aminok. A felhasznált összes monomereknek ezt a semlegesített savcsoportokat tartalmazó százalékát nevezzük „semlegesítési fok”-nak.

A gélesedő abszorbensanyag-részecskéket, és nem szuperabszorbens szálas hordozóanyagot tartalmazó paplanok tipikusan körülbelül 10-80%, még tipikusabban körülbelül 20-75% gélesedő polimer anyagot és körülbelül 20-90%, még tipikusabban körülbelül 25-80% hordozóanyagot tartalmaznak. Az ilyen paplanok tipikusan levegőárammal végzett lapképzéssel készülnek, amikoris a gélesedő abszorbensanyag-részecskéket szálas hordozóanyag levegővel létesített áramába adagoljuk.

Az is lehetséges, hogy olyan tároióréteget képezünk ki, melyben a gélesedő abszorbens anyag részecskéit két vagy több szálasanyag paplan közé rétegeljük, amint ezt a 4578 068 számú, amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban (1986. március 25.; Kramer és mások) példaként említik. A leírást hivatkozásként említjük meg.

Mint ezt fentebb tárgyaltuk, a gélesedő abszorbensanyag-részecskék helyett szuperabszorbens szálak használhatók. A szuperabszorbens szálakat már korábban ismertették a szakmában. Szuperabszorbens szálakat írnak le Pronoy K. Chatteijee (szerk.) a „Textilé Science and Technology” monográfia 7. köt. VIL és VIII. fejezetei, 217-280. oldal, Elsevier Science Publischers B.V., Hollandia, 1985., amit itt hivatkozásként idézünk. E célra szintetikus és módosított természetes szálak, mint cellulózrostok használhatók. Az itt használt szuperabszorbens szálaknak (száraztömegre számítva) legalább körülbelül 10 g szintetikus vize let/g szuperabszorbens anyag, előnyösen legalább 15 g/g abszorpciós kapacitással kell rendelkezniük.

A szuperabszorbens szálak egyik típusa karboxilátpolimerrel módosított szálas cellulózpépeket és enyhén hidrolizált metilakriláttal ojtott puhafa pépeket foglal magában. Ezeket a szuperabszorbens szálakat a 07/378 154 sorozatszámú, amerikai egyesült államokbeli, „Absorbens Paper Comprising Polymer-Modified Fibrons Pulps and Wet-Laying Process fór the Production Thereof” című szabadalmi leírás (1989. július 11., Larry N. Mackey és S. Seyed-Rezai) írja le, melyet itt hivatkozásként említünk.

Egyéb típusú szuperabszorbens szálak közé tartozhatnak a térhálósított karboxi-metil-cellulóz és polimerrel ojtott cellulózszálak. A polimerrel ojtott cellulózszálak magukban foglalják a hidrolizált poliarilnitrillel, poliakrilészterekkel és poliakril- és polimetakrilsawal ojtott ilyen szálakat. Ezeket a szuperabszorbens szálakat, valamint az előállításukra szolgáló eljárásokat tárgyalja Chatterjee: „Textilé Science and Technology” 7. kötetének a fentiekben már hivatkozott munkája, Zahran és mások: „Radiation Grafting of Acrylic and Methacrylic Acid to Cellulose Fibers to Impart High Water Sorbency” közleménye, J. of. App. Polymer Science, 25. kötet, 535-542. oldal (1980), amely a metakrilsav és akrilsav cellulózszálakra ojtását tárgyalja; a 4036588 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás (1977. július 19.; J. L. Williams és mások), amely hidrofil csoportot tartalmazó vinil-monomer ojtásos kopolimerizációját tárgyalja cellulóztartalmú anyagra, például cellulóz-acetát-szálakra; a 3 838077 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás (1974. szeptember 24., H. W. Hoftiezer és mások), amely poliakrilnitrillel ojtott cellulózszálakat ismertet.

A szuperabszorbens szálak szokásos paplanokba vagy egyéb, nem szuperabszorbens szálpaplanokba, mint a fentiekben leírt, nedves lapképzéssel készített paplanokba, vagy levegőárammal képezett paplanokba építhetők be, és nem szőtt lapokká is alakíthatók.

HU215 911B

Egy másik kiviteli alaknál a tárolóréteg nem szőtt lapokká alakított szuperabszorbens szálakat foglal magában. Az ilyen lapok állhatnak lényegében nulla százalék hordozóanyagot tartalmazó szuperabszorbens szálakból, de tartalmazhatnak hordozóanyagot is. Szuperabszorbens szálakból, mint ilyen lapok készítésére alkalmas, nem akriláttípusú mikroszálakból és szuperabszorbens szálakból készült, nem szőtt műszálak az ARCO Chemical Co., Nowtown square, PA, USA cégtől RIBERSORB® védjegyzett árunéven, és a Japan Exlan Co., Ltd., Osaka, Japán cégtől szerezhetők be, mely utóbbi cég LANSEAL® néven poliakrilnitril magos poliakrilsav/poliammónium-akrilát héjjal ellátott műszálakat forgalmaz.

Az abszorbens mag olyan kivitelű tárolórétege, amelyben levegőárammal terített paplan képezi a hordozóanyagot, úgy alakítható ki, hogy a rostok és a gélesedő abszorbensanyag-szemcsék lényegében száraz keverékét levegőárammal terítjük, és kívánt esetben vagy szükség esetén az így nyert paplant tömörítjük.

Ilyen eljárásokat ír le részletesebben a 4610678 számú, amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás (1986. szeptember 9., Weisman és Goldman). A szuperabszorbens szálak szálas hordozóanyaggal a szokásos paplanképző eljárással készíthetők. A szuperabszorbens szálak és szálas hordozóanyagok például kártoló vagy Rando-paplanképzéssel keverhetők össze.

Az abszorbens mag tárolórétegén belül a szuperabszorbens anyag egyenletesen lehet eloszlatva. Alternatív módon a tárolórétegnek olyan területei vagy zónáit lehetnek, amelyek a szuperabszorbens anyagot nagyobb koncentrációban tartalmazzák, mint a réteg egyéb területei vagy zónái.

Mint ezt a fentiekben tárgyaltuk, az abszorbens mag befogadó/eloszlató rétegének (kihajtogatott állapot) felülete előnyösen kisebb, mint a tárolórétegé, és felülete lehet valójában kisebb, egyenlő vagy nagyobb, mint a folyadéktároló rétegé. A befogadó/eloszlató réteg felülete általában a tárolóréteg felületének körülbelül 25-100%-a, előnyösen körülbelül 30-95%-a, előnyösebben kisebb, mint körülbelül 90%-a, legelőnyösebben kisebb, mint körülbelül 85%-a.

A jelen találmány szerint az abszorbens mag befogadó/eloszlató rétegét az abszorbens tárgy felső lapjához és tárolórétegéhez viszonyítva különleges helyzetben kell elhelyezni. Közelebbről, a mag befogadó/eloszlató rétege úgy helyezendő el, hogy az a kiürített testfolyadék befogadására, és nevezett folyadéknak a mag egyéb területeire szállítására alkalmas legyen.

így az a követelmény, hogy a befogadó/eloszlató rétegnek körül kell vennie a testfolyadék-kiürítési helyek környezetét. E területeknek magukban kell foglalniuk a lábszártövek elágazási felületét, és férfiak esetében azt a pelenka elején lévő deréktáji felületet is, ahol a vizeletkiürítés történik. Pelenkáknál az abszorbens tárgy felső oldala alatt annak azon részét értjük, amelyet a pelenkát viselő egyed testére szándékozunk helyezni. Férfiaknak szánt pelenkák esetében az kívánatos, hogy a befogadó/eloszlató réteg az azt viselő egyed derékirányába előrenyúljon azért, hogy hatásosan tudja befogadni az ott bekövetkező aránylag nagy folyadékterhelést, és kompenzálni tudja az ürítések irányának változásait. Az abszorbens tárgy ennek megfelelő részei azok tervezett alakjától és illesztésétől függenek. A 2. ábrán ábrázolt 100 pelenka 110 befogadó/eloszlató rétegei olyan kiviteli alakot példáznak, amelynél a 110 befogadó/eloszlató réteg alkalmas módon van elhelyezve ahhoz, hogy mind férfiak, mind nők esetében be tudja fogadni úgy a végbélből származó, mint a vizeletkiürítéseket.

Csecsemők részére szolgáló eldobható pelenkáknál a mag befogadó/eloszlató rétege a megnyújtott felső laphoz és/vagy a tárolóréteghez képest olyan elhelyezésű, hogy a befogadó/eloszlató réteg kellően nyújtott alakú ahhoz, hogy a tárolóréteghossz legalább 50%-ának, előnyösen 75%-ának megfelelő területre terjedjen ki. A befogadó/eloszlató réteg elég széles kell legyen ahhoz, hogy testfolyadék-ürítéseket anélkül legyen képes befogadni, hogy a kiürülő folyadék közvetlenül juthasson a tárolórétegbe. Az 1. és 2. ábrán ábrázolt pelenkáknál a befogadó/eloszlató réteg szélessége legalább körülbelül 5 cm, előnyösen legalább körülbelül 6 cm. Mint már említettük, a jelen találmány szerinti abszorbens tárgyak egyes szerkezetelemeinek elhelyezése a kiterített abszorbens tárgy felső felületéhez viszonyítva definiálható egy, az abszorbens tárgy hosszát meghatározó vonal adott pontjához képest.

A befogadó/eloszlató réteg elhelyezésének meghatározása céljából az abszorbens tárgy hosszát tekintjük a megnyújtott hátlap leghosszabb méretének. A megnyújtott hátlap e leghosszabb mérete az abszorbens tárgyat viselő személyre helyezett állapotban határozható meg. Viselés alatt a hátlap egymással szemben lévő végeit oly módon rögzítjük egymáshoz, hogy az körívet képezzen a viselő személy dereka körül. A hátlap hossza ily módon annak a vonalnak a hosszúsága lesz, amely: a) a viselő személy dereka hátsó része közepénél elhelyezkedő hátlapéltől a lábszártövek közötti résen át, b) a hátlapnak a viselő személy dereka melloldali részén lévő élen, a kiindulási ponttal szemben elhelyezkedő pontig terjed. A felső lap mérete és alakja általában lényegében a hátsó lap méretének és alakjának felel meg.

Abban a szokásos esetben, ha az abszorbens tárgy alakját az abszorbens mag tárolórétege határozza meg, a tárgy megnyújtott fedőlapjának hosszát a mag legnagyobb hosszirányú mérete meg fogja közelíteni. Bizonyos alkalmazási formák esetében (például időskori szükséglet-visszatartási képesség hiánya miatt alkalmazott abszorbens tárgyak alkalmazása esetén), ahol a tárgy méretének és árának csökkentése fontos tényező, ott a tárolóréteg kisebb alakú, mint a pelenka vagy a betét. Ebben az esetben a tárolórétegnek általában olyan az elhelyezése, hogy az csak a viselő személy genitális felületeit, illetve az ezekhez közeli, ésszerű nagyságú felületeket fedi. Ilyen esetben mind a folyadékbefogadó/eloszlató, mind a tárolóréteget a tárgy fedőréteg által meghatározott elülső része felé helyezzük el úgy, hogy a befogadó/eloszlató és a tárolóréteg az abszorbens tárgy elülső kétharmad részében legyen.

Az abszorbens mag tárolórétege bármilyen, a kényelmes illeszkedéshez szükséges alakú, így például

HU215 911 Β kör, négyszög, trapéz vagy téglalap alakú, például óraüveg, kutyacsont, fél kutyacsont, ovális vagy szabálytalan alakú lehet. Ez a tárolóréteg nem kell feltétlenül elválasztva legyen a befogadó/eloszlató rétegtől. Lehet ez egyszerűen egy koncentrált szuperabszorbens anyag is, egy merevített cellulózrostokból képezett paplanban. Előnyösebb azonban, ha az abszorbens mag egy olyan külön paplant foglal magában, amely a befogadó/eloszlató réteg alatt elhelyezett betétként használható.

A befogadó/eloszlató rétegnek szintén bármilyen olyan alakja lehet, ami megfelel a kényelmes viselhetőség, és a fentiekben tárgyalt méretkorlátozás követelményeinek. így lehet kör, négyszög, trapéz vagy téglalap alakú, például óraüveg, kutyacsont, fél kutyacsont, ovális vagy szabálytalan alakú.

Az 1. és 2. ábrák a jelen találmány szerinti pelenkák kiviteli alakjait ábrázolják. Mindkét ábrán egy 104 fedőlappal és 102 hátlappal ellátott 100 pelenka látható. A 104 fedőlap és a 102 hátlap között 106 abszorbens mag van elhelyezve, amelynek 108 tárolórétege és 110 négyszög alakú befogadó/eloszlató rétege van. Bár ez az ábrán nem látható, a 108 tárolórétegen belül diszkrét, gélesedő abszorbensanyag-részecskék vannak elhelyezve.

A 2. ábrán látható, hogy a 106 abszorbens magnak egy 112 elülső, egy 114 hátulsó és egy 115 középső része van. Mint ezt az előzőekben leírtuk, az elülső 112 rész a 100 pelenka azon végének felel meg, amelyik a használat során a viselőjének arcoldalát, a 114 hátulsó rész pedig viselőjének hátoldalát takaija. A 2. ábrán szemléltetett 106 abszorbens mag, nevezetesen a 108 tárolóréteg módosított óraüveg alakú annak érdekében, hogy jó illeszkedés legyen biztosítható, és a használat közbeni szivárgás csökkenthető legyen.

A 3. ábra eldobható pelenkákban használható olyan abszorbens magot ábrázol, amelynek az 1. és 2. ábrák szerinti 108 tárolóréteghez hasonló alakú tárolórétege van. Alii befogadó/eloszlató réteg itt a 108 tárolóréteghez lényegében hasonló, módosított óraüveg alakú, felülete azonban annál kisebb.

A 3. ábrát illetően továbbá, a 106 abszorbens magnak van egy 112 elülső, egy 114 hátulsó és egy 115 középső része. A 112 elülső rész 117 homlokéllel, a 114 hátulsó rész 119 hátoldali éllel rendelkezik. A 117 homlokéit és 119 hátoldali élt a 115 középső résznek megfelelő 122 és 123 oldalélek kötik össze. A 11 befogadó/eloszlató rétegnek a 112 elülső részen 116 homlokéle, a 114 hátulsó részen 118 hátulsó éle van. A befogadó/eloszlató réteg 116 homlokélét és 118 hátulsó élét a 120 és 121 oldalélek kötik össze.

Előnyös kivitelű abszorbens tárgyaknál, például eldobható, abszorbens pelenkáknál a 111 befogadó/eloszlató réteg 116,118,120,121 élei - különösen a 115 középső részen - legalább 0,5 cm-rel, előnyösen legalább 1,25 cm-rel beljebb vannak elrendezve, mint a 108 tárolóréteg 117, 119, 122, 123 élei.

A szuperabszorbens anyag abszorpcióképességének meghatározási módszere

Mint ezt a fentiekben tárgyaltuk, a jelen találmány szerint használatos szuperabszorbens anyagok abszorpcióképessége előnyösen legalább körülbelül 15 g, még előnyösebben legalább 20 g mesterséges vizelet (1,0%-os, desztillált vizes nátrium-klorid-oldatj/száraz abszorbens anyag kell legyen. Általában úgy járunk el, hogy a szuperabszorbens anyagot egy teászacskóba töltjük, meghatározott ideig fölöslegben alkalmazott mesterséges vizeletbe mártjuk, majd ezután meghatározott ideig centrifugáljuk. A centrifugálás után mért szuperabszorbens anyag tömege, mínusz annak kezdeti tömege, osztva annak kezdeti tömegével, egyenlő az abszorpcióképességgel. Az abszorpcióképesség meghatározására a következő - standard laboratóriumi körülmények között végzett - módszer használható :

6x 12 cm méretű vágószerszámmal kivágjuk a teászacskót, azt hosszában félbehajtjuk, és két oldala mentén T profilos hőimpulzus-hegesztőkészülékkel 6x6 cm méretű, négyzet alakú teászacskóvá hegesztjük le. A teászacskó anyagául a C. H. Dexter, Division of the Dexter Corp., Windsor Locks, Connecticut, USA cégtől beszerezhető, 1234 típusú, hőimpulzussal hegeszthető anyagot, vagy hasonlót használunk. Abban az esetben, ha a szuperabszorbens anyag apró méretű szemcséit vissza kívánjuk tartani, akkor kisebb porozitású teászacskót kell használnunk. Bemérőpapíron 0,200+0,005 g szuperabszorbens anyagot mérünk be, azt a teászacskóba töltjük, és annak felső (nyitott) élét lehegesztjük. Lehegesztjük egy üres zacskó felső élét is, ez utóbbit vakpróbaként használjuk. Egy 1000 ml-es főzőpohárba körülbelül 400 ml mesterséges vizeletet töltünk, és a vakpróba-teászacskót belemártjuk. A szuperabszorbensanyagmintát tartalmazó teászacskót vízszintesen tartva, abban egyenletesen eloszlatjuk az anyagot. A teászacskót a mesterséges vizeletfolyadék felületére fektetjük, ott egy percnél rövidebb ideig nedvesedni hagyjuk, majd bemerítjük, és 60 percig áztatjuk. Körülbelül 2 perccel az első minta bemerítése után egy második — a vakpróbával és a szuperabszorbens anyagot tartalmazó mintával azonos módon készített - teászacskókészletet merítünk be, és áztatunk 60 percig ugyanúgy, mint azt az első készlettel tettük. Amint az előírt áztatási idő mindkét teászacskókészletnél letelt, a teászacskókat a mesterséges vizeletből csipesszel hirtelen kivesszük. A mintákat ezután az alábbiakban leírt módon centrifugáljuk. A Fisher Scientific (Pittsburgh, PA, USA) cégtől beszerezhető, Delux Pynac II 05-100-26 típusú centrifugát, vagy ezzel egyenértékű készüléket használunk. A centrifuga fel kell legyen szerelve közvetlen leolvasású fordulatszámmérő berendezéssel, valamint elektromos fékberendezéssel. A centrifuga további felszereléséhez tartozik egy hengeres alakú kosárbélés, amelynek körülbelül 6,35 cm magas, 21,425 cm átmérőjű külső fala, 20,155 cm belső átmérője van, és külső falának kerülete mentén, egymástól egyenlő távolságra 6 darab olyan 0,635 cm átmérőjű, kör alakú ürítőnyílással rendelkezik, amelyek a külső fal belső felületétől ezen ürítőnyílások központjáig mért 1,27 cm-re vannak elhelyezve. A kosár úgy van felszerelve a centrifugára, hogy azzal összhangban forog és fékeződik. A szuperabszorbens anyagot tartalmazó teászacskókat úgy helyezzük el a centrifugakosárban,

HU 215 911 Β hogy a zacskók egyik behajtott éle a centrifuga forgásirányába mutasson. A vakpróba-teászácskókat a nekik megfelelő mintát tartalmazó zacskó bármelyik oldalára helyezhetjük. A második, szuperabszorbens anyagot tartalmazó teászacskómintát az első, szuperabszorbens anyagot tartalmazó teászacskómintával szemben lévő oldalon, a második vakpróba-teászacskót az elsővel szemben lévő oldalon kell elhelyezni, hogy a centrifuga ki legyen egyensúlyozva. A centrifugát ezután beindítjuk, és gyorsan 1500 fordulat/perc fordulatszámra pörgetjük fel. Amikor az 1500 fordulat/perc fordulatszám beállt, 3 perces határidővel stopperórát indítunk meg. 3 perc eltelte után a centrifugát fékezzük és leállítjuk. Az első, szuperabszorbens anyagot tartalmazó teászacskót, valamint az első, vakpróba-teászacskót kivesszük, és azokat külön-külön leméijük. Az eljárást a második teászacskóminta-készlettel megismételjük. Az egyes minták abszorpcióképességét (ak) a következők szerint számítjuk ki.

ak=(szuperabszorbens anyagot tartalmazó teászacskó centrifugálás utáni tömege, mínusz vakpróbateászacskó centrifugálás utáni tömege, mínusz száraz szuperabszorbens anyag tömegcj/száraz szuperabszorbens anyag tömege. A fentiekben nevezett abszorpcióképesség a két minta (ak) abszorpcióképességének átlagértéke.

1. példa

Eldobható pelenkát állítunk elő, amely egy hőrögzített polipropilén fedőlapból, egy folyadékot át nem eresztő polietilén hátlapból, és a fedőlap meg a hátlap között elhelyezett, kétrétegű abszorbens magból áll. A kétrétegű abszorbens mag egy négyszög alakú befogadó/eloszlató réteg alá elhelyezett óraüveg alakú tárolóréteget foglal magában, amint ez az 1. ábrán látható.

A befogadó/eloszlató réteg merevített, sodrott, göndörített cellulózrostokból, és adott esetben kötőanyagból áll. A tárolóréteg konvencionális cellulózrostpehely (Foley fluff, délvidéki puhafa cellulóz a Procter & Gamble Cellulose Co., Memphis, TN, USA cég terméke) és az RE 32 649 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban (1988. április 19.) leírt nátrium-poliakrilát, gélesedő polimer abszorbens anyag levegőárammal terített, körülbelül 30 g/g abszorpcióképességű keverékét tartalmazza. A befogadó/eloszlató réteg nedves úton terített, merevített cellulózrostok/szokásos, nem merevített, nedves úton terített cellulózrostok 92%/8% összetételű keverékét tartalmazza. A nem merevített rostok Foley fluffból készültek, és körülbelül 200-as CSF-értékre vannak tisztítva. A merevített, sodrott, göndörített cellulózrostok déli puhafa cellulózpépből (Foley fluff) készültek, és glutáraldehiddel, száraz cellulózrost-anhidroglukózra számítva körülbelül 2,5 mol% mennyiségben vannak térhálósítva. A rostok térhálósítása a fentiekben említett 4 822453 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban leírt „száraz térhálósítási eljárásosai történt.

A merevített rostok hasonlóak azokhoz, melyeknek jellemzőit az I. táblázat tünteti fel.

I. táblázat

Merevített, sodrott, göndörített cellulózrostok (STCC)

Típus= déli puhafa cellulózpép, ami glutáraldehiddel (száraz cellulóz-anhidroglukóz-rostra számítva) mol%-ban van térhálósítva.

Sodrottsági szám száraz állapotban=6,8 csomó/mm Sodrottsági szám nedves állapotban=5,1 csomó/mm. Izopropil-alkohol-retenciós érték=24%.

Vízretenciós érték=3 7%.

Göndörségi tényező=0,63.

A befogadó/eloszlató réteg a 2. példában leírt egynemű, nedves úton terített paplan. A befogadó/eloszlató réteg átlagsűrűsége száraz állapotban körülbelül 0,06 g/cm³. Átlagsűrűsége mesterséges vizelettel telített állapotban (száraztömegre számítva) körülbelül 0,07 g/cm³ és átlagalaptömege körülbelül 0,03 g/cm². A tárolóréteg 50 tömeg% Foley fluffot és 505% gélesedő abszorbens anyagrészecskét tartalmaz, átlagsűrűsége száraz állapotban körülbelül 0,24 g/cm³, és átlagalaptömege száraz állapotban körülbelül 0,5 g/cm².

A befogadó/eloszlató réteg körülbelül 7,6 cm χ 22,9 cm méretű, és a tárolóréteghez képest az 1. ábrán szemléltetett módon van elhelyezve. A tárolóréteg szélessége a lábszártövek közötti rés legszűkebb részén körülbelül 8,9 cm, a derék elülső oldalán körülbelül 21,6 cm és a derék hátulsó oldalán körülbelül 16,5 cm.

Egy másik lehetséges kiviteli alaknál a tárolóréteg körülbelül 15% gélesedő abszorbensanyag-szemcsét és körülbelül 85% Foley fluffot tartalmaz, és alaptömege változó, a tárolómag elülső 60%-ának alaptömege körülbelül 0,11 g/cm², sűrűsége körülbelül 0,15 g/cm³, és a tárolómag hátsó 40%-ának alaptömege 0,04 g/cm³, sűrűsége pedig körülbelül 0,06 g/cm³.

Egy további kiviteli alaknál a tárolómag körülbelül 28% gélesedő abszorbensanyag-szemcsét és körülbelül 72 Foley fluffot tartalmaz, alaptömege és sűrűsége ugyanaz, mint a közvetlenül előzőnek.

2. példa

Ez a példa a jelen szabadalmi leírás szerinti befogadó/eloszlató réteg céljára alkalmas paplan nedves úton történő lapképzéssel végzett terítését példázza. A paplan 92% 1. példa és 1. táblázat szerinti merevített rostot és 8% nagymértékben nemesített, körülbelül 200 CSFértékű Foley fluffot tartalmaz.

A merevített és nem merevített rostok 0,1-0,2% száltartalmú pépét egy FORMAR papírgyártó gépre szivattyúzzuk 25 m/másodperc lineáris sebességgel körülbelül 95 liter/perc mennyiségben. A pépet egy fix fedelű formázó fejszekrény teríti el egy 30,5 cm széles, 84 M, 5 shed 12 típusú drótszitán, amely folyamatosan 1,5 m/perc sebességgel halad. A fej szekrényből kilépő rostpép lineáris sebessége 50-100 m/másodperc. Az adagolást és a drótszita mozgását úgy szabályozzuk, hogy egyenletes, nedves, körülbelül 0,03 g/cm² szárazanyag-alaptömegű és körülbelül 0,06 g/cm³ szárazanyagra számított sűrűségű paplan képződjön. A lap rostanyagtartalmát a drótszita alatt elhelyezett vákuumkamrák üzemeltetésével körülbelül 16-22%-ra növel16

HU215 911 Β jük. Ezek a vákuumkamrák úgy működnek, hogy körülbelül 1 másodperc ideig a paplant 75 Hgmm, majd 1 másodperc ideig 100 hgmm vákuum alatt tartják. Ezután a paplant a drótszövetről kézi erővel levesszük, kényszercirkulációs, gőzfűtésű szárítószekrényben, szakaszos üzemben körülbelül 4 órán át 110 °C-on szárítjuk.

3. példa

Az 1. példában leírt módon állítunk elő abszorbens magokat, azzal a különbséggel, hogy a befogadó/eloszlató réteget levegőárammal végzett terítéssel készítjük, és az 100% merevített rostot tartalmaz.

4. példa

A 3. példában leírt módon állítunk elő abszorbens magokat, azzal a különbséggel, hogy a befogadó/eloszlató réteget levegőárammal terített, hőrögzített, hőre lágyuló műanyaggal erősített paplanból készítjük. Ez a befogadó/eloszlató réteg 55% merevített rostot és 45%, 0,3 cm átlaghosszméretű PULPEX® (a Hercules Inc., Wilmington, Delaware, USA cég gyártmánya) polietilénmikroszálat tartalmaz. A befogadó/eloszlató réteget úgy készítjük el, hogy a merevített rostokat és a PULPEX mikroszálakat levegőárammal adagoljuk, majd a paplant konvencionális, levegőáramos lapképző berendezésen alakítjuk ki. A paplant hőrögzítéssel stabilizáljuk úgy, hogy azon (sajtolás nélkül) meleg levegőt fújunk keresztül, majd lehűlni hagyjuk.

Claims (12)

1. Abszorbens tárgy testfolyadékok befogadására, eloszlatására és tárolására, azzal jellemezve, hogy

a) folyadékot áteresztő fedőlapja,

b) nevezett fedőlaphoz rögzített, folyadékot át nem eresztő hátlapja,

c) nevezett fedőlap és nevezett hátlap között elrendezett olyan abszorbens magja van, amely

i) egy, száraz állapotban 0,30 g/cm³ -nél kisebb átlagsűrűségű, 1%-os nátrium-klorid-oldattal telített állapotban száraztömegre számítva 0,20 g/cm³-nél kisebb átlagsűrűségű, és száraz állapotban 0,001 -0,10 g/cm³ átlagtömegű folyadékbefogadó/eloszlató réteget tartalmaz, nevezett befogadó/eloszlató réteg száraztömegre számított, 50%-tól 100%-ig terjedő mennyiségű, kémiai úton merevített cellulózrostot és száraztömegre számított, 0%-tól 50%-ig terjedő mennyiségű, nevezett rostok megkötésére alkalmas kötőanyagot foglal magában, és ii) a fedőlaphoz képest a nevezett befogadó/eloszlató réteg alatt egy olyan folyadéktároló réteget tartalmaz, amely saját tömegére számítva legalább 15 tömeg% szuperabszorbens anyagot és 0%-tól 85%-ig terjedő mennyiségű, nevezett szuperabszorbens hordozására szolgáló anyagot foglal magában, mi mellett a nevezett folyadékbefogadó/eloszlató réteg legfeljebb 6,0% szuperabszorbens anyagot tartalmaz, és olyan felső felülete van, amely nevezett folyadéktároló réteg felső felületének legalább 15%-át teszi ki, és kisebb, mint a nevezett folyadéktároló réteg felső felülete. (1990.01.23.)

2. Abszorbens szerkezet testfolyadékok befogadására, eloszlatására és tárolására, azzal jellemezve, hogy

i) egy, száraz állapotban 0,30 g/cm³-nél kisebb átlagsűrűségű, 1%-os nátrium-klorid-oldattal telített állapotban, száraztömegre számítva 0,20 g/cm³-nál kisebb átlagsűrűségű, és száraz állapotban 0,001-0,10 g/cm³, 0,001-0,10 g/cm alaptömegű, folyadékbefogadó/eloszlató rétege van, mely száraztömegre számítva 50-100%, előnyösen 95-100% kémiai úton merevített cellulózrostot és száraztömegre számítva nevezett rostok megkötésére szolgáló anyagot tartalmaz; valamint ii) egy, a nevezett befogadó/eloszlató réteg alatt elrendezett folyadéktároló rétege van, amely nevezett tárolóréteg tömegére számítva legalább 15% szuperabszorbens anyagot, valamint nevezett szuperabszorbens anyag hordozására 0-85% hordozóanyagot tartalmaz, mi mellett nevezett folyadékbefogadó/eloszlató rétegnek 6,0%-nál kevesebb szuperabszorbensanyag-tartalma van, és felső felülete nevezett folyadéktároló réteg felületének legalább 15%-a, és kisebb, mint nevezett folyadéktároló réteg felső felülete. (1990. 01. 23.)

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti abszorbens tárgy vagy szerkezet, azzal jellemezve, hogy nevezett befogadó/eloszlató rétege szuperabszorbensanyag-mentes, felső felülete nevezett tárolóréteg felületének legalább 25%-a, és nevezett tárolóréteg felületének legfeljebb 90%-a, átlagsűrűsége 0,1 %-os nátrium-klorid-oldattal telített állapotban szárazanyagra számítva 0,02 g/cm³ és 0,15 g/cm³ között van, átlag alaptömege 0,01 g/cm³ és 0,08 g/cm² között van, és amelyben a nevezett szuperabszorbens anyag abszorpcióképessége legalább 15 g/g. (1990.01.23.)

4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti abszorbens anyag vagy szerkezet, azzal jellemezve, hogy nevezett befogadó/eloszlató rétege 2-50% kötőanyagot tartalmaz, mi mellett nevezett kötőanyag nem kémiai úton merevített cellulózanyagot foglal magában. (1990.01.23.)

5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti abszorbens tárgy vagy szerkezet, azzal jellemezve, hogy nevezett kötőanyag 200-nál kisebb CSF (Canadian Standard Freeness) értékű, nagymértékben tisztított cellulózrostot tartalmaz, és nevezett befogadó/eloszlató réteg 5-15% nevezett, nagymértékben tisztított cellulózrostot tartalmaz. (1990. 01. 23.)

6. Az 1-4. igénypontok szerinti abszorbens tárgy vagy szerkezet, azzal jellemezve, hogy nevezett kötőanyag nagy felületű cellulózt tartalmaz, és nevezett befogadó/eloszlató réteg 2-15% nevezett nagy felületű cellulózt tartalmaz. (1990. 01. 23.)

7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti abszorbens tárgy vagy szerkezet, azzal jellemezve, hogy befogadó/eloszlató rétege levegőárammal terített paplan. (1990.01.23.)

HU215 911 Β

8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti abszorbens tárgy vagy szerkezet, azzal jellemezve, hogy befogadó/eloszlató rétege 10-50% hőre lágyuló műanyagot tartalmazó, hőrögzített paplan, amelyet nevezett rostok és 10-50% hőre lágyuló műanyag keverékéből készí- 10 tünk, a paplant a hőre lágyuló műanyag megolvasztásáig melegítjük, és apaplant lehűtjük. (1990. 01. 23.)

9. Az 1-6. vagy 8. igénypontok bármelyike szerinti abszorbens tárgy vagy szerkezet, azzal jellemezve, hogy nevezett befogadó/eloszlató rétege nedves úton terített paplan. (1990. 01.23.)

10. Az 1 -9. igénypontok bármelyike szerinti abszorbens tárgy vagy szerkezet, azzal jellemezve, hogy nevezett tárolórétegben a neveze tt szuperabszorbens anyagot hordozó anyag cellulózrost paplant tartalmaz, és amelyben nevezett tárolóréteg 15-7 5% nevezett szuperabszorbens anyagot tartalmaz, mi mellett nevezett szuperabszorbens anyagnak legalább 15 g/g abszorpcióképessége van, és nevezett tárolóréteg mentes kémiai úton merevített cellulózrostoktól. (1990. 01. 23.)

11. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti abszorbens tárgy vagy szerkezet, azzal jellemezve, hogy a nevezett tárolórétegben lévő szuperabszorbens anyag legalább 20 g/g abszorpcióképességű, gélesedő ab15 szorbens anyag diszkrét részecskéit tartalmazza. (1990. 01.23.)

12. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti abszorbens tárgy vagy szerkezet, azzal jellemezve, hogy nevezett tárolóréteg szuperabszorbens szálakat tartal20 máz. (1990. 01.23.)