PL169849B1

PL169849B1 - Wyrób jednorazowego uzytku z arkuszem absorbentu plynów PL PL

Info

Publication number: PL169849B1
Application number: PL92309549A
Authority: PL
Inventors: Gaetan Chauvette; Patricia Ramacieri
Original assignee: Johnson & Johnson Inc
Priority date: 1991-07-19
Filing date: 1992-07-17
Publication date: 1996-09-30
Also published as: AU654862B2; PL169887B1; BR9202736A; CZ281567B6; ZW11592A1; PL295327A1; NO302096B1; DE69215226T2; CA2113722A1; EP0529296A3; NO922827L; TR28226A; JPH05237176A; NZ242994A; GT199200042A; EP0529296A2; HUT63761A; GR920100255A; CZ223892A3; MA22663A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest wyrób jednorazowego użytku z arkuszem absorbentu płynów.

Wyrób jednorazowego użytku z arkuszem absorbentu płynów może obejmować podpaskę higieniczną, pieluchy, majtki dla dorosłych, podkłady dla ludzi nie kontrolujących wydalania.

Tradycyjne podpaski higieniczne dla średniego i dużego wypływu menstruacyjnego są stosunkowo grube i mają dużą objętość z uwagi na to, że zawierają rdzeń absorpcyjny wykonany z puszystych hydrofitowych materiałów takich jak ścier drzewny, sztuczne włókno celulozowe lub bawełna. Te materiały absorpcyjne są atrakcyjne ponieważ są dość łatwe do wyprodukowania po niskich kosztach podczas, gdy mają, przynajmniej teoretycznie, dużą chłonność. Wiadomo, że ta kategoria jednorazowych wyrobów absorpcyjnych posiada poważne wady, uniemożliwiające w praktyce zapewnienie wymaganego zabezpieczenia przed wyciekiem i zaplamieniem. Dokładniej, stosowane obecnie włókniste materiały posiadają słabe właściwości rozprowadzające i nie posiadają zdolności rozpraszania płynu wewnątrz całkowitej dostępnej objętości absorpcyjnej. W rezultacie wchłonięty płyn ma tendencję do pozostawiania w pewnym obszarze rdzenia absorpcyjnego, powodując nasycenie i zapadanie. Częstym rezultatem tego zjawiska jest przelewanie się płynu i wyciek.

Inną ważną wadą podpasek higienicznych z grubymi rdzeniami absorpcyjnymi jest ich brak zdolności do dostosowywania się i odwzorowywania konturu ciała ludzkiego. W najlepszym razie, powierzchnia przepuszczalna dla płynu podpaski higienicznej jest oddzielona w pewnych miejscach od ciała użytkowniczki, co daje w wyniku słabą szczelność, zwiększenie prawdopodobieństwa wycieku płynu ponad brzegami podpaski higienicznej i poplamienia odzieży użytkowniczki.

W odpowiedzi na wspomniane powyżej problemy powstaje coraz większa ilość cieńszych i bardziej elastycznych podpasek higienicznych, zapewniających lepsze dopasowanie, wygodę i dyskrecję przy jednocześnie dostatecznej chłonności dla zapewnienia skutecznego zabezpieczenia menstruacyjnego. Rdzenie absorpcyjne stosowane w cienkich podpaskach higienicznych zawierają prasowany materiał mchu torfowego, który posiada dużą zawartość bardzo małych porów i kapilar

169 849 zapewniających zdolność do wchłaniania znacznych ilości płynu. Materiał mchu torfowego pęcznieje wchłaniając płyn, jednak to pęcznienie nie powoduje zmniejszenia zdolności do dalszego wchłaniania płynu. Przeciwnie, pęcznienie to zapewnia zdolność zachowywania przez rdzeń ogólnej struktury absorpcyjnej. Materiał mchu torfowego ma także wyjątkową zdolność „osuszania przyległych materiałów, dzięki kontynuowaniu wyciągania z nich płynu przez długie okresy czasu tak, że faktycznie cały płyn zostaje zgromadzony w rdzeniu z mchu torfowego i wciągnięty przez niego.

Zastosowanie mchu torfowego jako materiału absorbującego nie jest sprawą nową, lecz tylko nowoczesnym i naukowym powrotem do bardzo starej praktyki. Mech torfowy stosowano od niepamiętnych czasów do domowego leczenia czyraków, ran ropiejących itp. Stare przekazy i tradycja wskazują, że był on stosowany w Szkocji i Irlandii już przed wielu wiekami do opatrywania ran oraz używany przez chirurgów wojskowych zarówno w czasie wojen napoleońskich jak i francusko-pruskich, chociaż wtedy już powszechnie stosowanymi materiałami opatrunkowymi były pakuły, len, bawełna i szarpie wykonane z lnianych i bawełnianych ubrań.

Materiał mchu Sphagnum (torfowiec)jest botaniczną nazwą dużej grupy mchów, które tworzą podstawową roślinność bagien torfowych. Istnieje duża liczba gatunków i odmian, ale wszystkie one mają wspólną charakterystykę: są małymi, nie mającymi korzeni bylinami o nitkowatych łodygach zwieńczonych na górze koroną krótkich liści.

Rośliny te rosną powoli, w wielu gąbczastych masach, łodygi dzielą się od czasu do czasu rozprzestrzeniając się od dołu w równoległe odgałęzienia. Liście utrzymują się na łodygach przez dłuższy okres na długości kilku - kilkunastu cm od góry, poniżej łodygi są mniej lub bardziej nagie na długości kilku cm, poniżej z kolei zlewają się one w podstawową masę częściowo spróchniałej i wilgotnej materii roślinnej, która jest powszechnie znana jako darń lub torf.

Mech torfowy Sphagnum różni się od innych rodzajów mchu pod wieloma ważnymi względami. Po pierwsze, rzadko wykazuje głęboko zielony kolor liści jak zwykły mech. Gdy jest mokry, zwykle jest bladozielony, suchy jest prawie biały. Bardzo często zieleń jest ukryta prawie całkowicie przez pigmenty innych kolorów, tak że rośliny mogą mieć prawie każdy odcień od jasno czerwonego i różowego do rdzawo zielonego i ciemnobrązowego do czarnego. Te kolory stanowią ważną cechę rozpoznawczą wielu świeżych mchów Sphagnum.

Inną cechę wyróżniającą stanowią gałązki i liście. Żaden inny mech nie ma gałązek skupionych w grupach od 3 do 6, tak jak Sphagnum. Na czubku roślin tworzą one ścisłe rozety mylone często z kwiatami.

Siła chłonna Sphagnum zależy w dużym stopniu od rodzaju liści, które u kilku gatunków mają wielkość główki szpilki. Liście te są złożone z elastycznych, o pustych ściankach, komórek, z których każda jest otwarta na zewnątrz i jest zdolna, niezależnie od innych, do zasysania wszelkich płynów z którymi się styka. Dzięki temu mech torfowy Sphagnum stanowi bardzo wydajny materiał absorbujący, którego zdolność wchłaniania nie jest ograniczona jedynie do roślin świeżych, również suche, martwe liście wchłaniają płyny równie efektywnie jak świeże. Jest to spowodowane szczególną własnością struktury komórek chłonnych - we wnętrzu każdej z nich znajduje się spiralny podobny do sprężyny „zwój pogrubiania lub szereg haczykowatych żeberek, które wywierają nacisk na zewnątrz, na ścianki komórek i zapobiegają ich kurczeniu się. Nawet całkowicie wysuszony liść ma dzięki temu otwarte wnętrza komórek.

U pewnych odmian Sphagnum również i gałązki są otoczone jedną lub większą liczbą warstw komórek chłonnych, podobnych do komórek liści.

Przy wzroście mchu komórki i liście są prawie całkowicie napełniane wodą, która jednak może być łatwo usuwana przez ściskanie i następnie suszenie.

Taki wysuszony mech, jeśli jest niepołamany, zachowuje swą siłę chłonną i dzięki swej strukturze komórkowej, zatrzymuje każdy pobierany płyn znacznie lepiej niż absorbent z nitek taki jak bawełna, jako, że płyn znajduje się głównie we wnętrzu liści i komórek, zamiast pozostawania pomiędzy połączonymi nitkami dzięki włoskowatości.

Mech Sphagnum absorbuje ciecze około trzykrotnie szybciej niż bawełna chłonna oraz może przyjąć znacznie większe ilości płynów. Wkładka bawełniania absorbuje płyn o masie tylko pięciokrotnie lub sześciokrotnie większej od własnej masy podczas gdy mech torfowy może wchłonąć płyn o masie 16,18 lub nawet 22-krotnie większej od własnej masy. Niektóre gatunki

169 849 mchu Sphagnum mają cenną własność rozprowadzania wszelkich płynów, które absorbują, w całej swej masie. Wkładka absorbująca z mchu torfowego ciągle wchłania płyny dopóki nie zostanie cała jednolicie wysycona, podczas gdy wkładka bawełniana zwykle przestaje funkcjonować na długo zanim zostanie osiągnięta jej teoretycznie pojemność. Rodzaj Sphagnum jest kosmopolityczny jeśli chodzi o występowanie.

Rozmieszczony jest zarówno w Europie, jak i Azji oraz Ameryce Płn. Rośnie we wszystkich środowiskach, najlepiej jednak w rejonach o wilgotnym przez cały rok klimacie i niezbyt gorącym lecie. Zwłaszcza sprzyjające są okolice wybrzezy, gdzie często występują mgły. Odnaleziono 335 gatunków rodzaju Sphagnum, z czego 150 na terenach północnych.

Chociaż materiał mchu torfowego ma pewne wysoce pożądane właściwości wchłaniania płynu, charakteryzuje się jednak stosunkowo długim czasem penetracji płynu. Ta wada ma szczególnie znaczenie w tych zastosowaniach, gdzie występuje duża szybkość wypływania płynu. Niezdolność do powstrzymywania moczu jest przykładem, gdzie takie natarcie płynów z organizmu może zostać pomieszczone jedynie przez strukturę absorpcyjną, która odznacza się ekstremalnie krótkim czasem penetracji.

W celu przystosowania warstwy absorpcyjnej z mchu torfowego do takich zastosowań powszechnie praktykowane jest umieszczenie na warstwie z mchu torfowego włóknistej, przenoszącej płyn warstwy o wysokiej przepuszczalności, której zadaniem jest szybkie zbieranie i następnie dawkowanie płynu do warstwy torfowej. Płyn wydzielany na taką złożoną strukturę absorpcyjną będzie natychmiast wchodził na warstwę przenoszącą dzięki jej silnie porowatej siatce. Od warstwy przenoszącej płyn wędruje w kierunku do warstwy z mchu torfowego o wysokich właściwościach wciągających skutkiem działania włoskowatości, będącej rezultatem znacznej różnicy sił wciągających pomiędzy nimi.

Wędrowanie płynu jest dobrze kontrolowane i odbywa się z prędkością odpowiednią dla materiału torfowego. Istnieją jednak granice, jakie może napotkać warstwa przenosząca przy wspomaganiu warstwy z mchu torfowego w przejmowaniu płynu. W pewnych sytuacjach, na przykład przy niemożności utrzymywania moczu, gdy natarcie płynu jest intensywne, proces kontrolowanej migracji pomiędzy warstwami przenoszącą i torfową jest zakłócany, ponieważ masa płynu wypuszczanego na strukturę absorpcyjną uderza poprzez warstwę przenoszącą i zaczyna gromadzić się jako zwarta całość na warstwie torfowej grożąc potencjalnym wyciekiem spowodowanym przelewaniem.

Materiał mchu torfowego traci także, na skutek starzenia, hydrofilowość. Świeżo wyprodukowana warstwa materiału mchu torfowego jest intensywnie hydrofilowa. Jednak z upływem czasu materiał torfowy stopniowo traci swoją zdolność wchłaniania wody wytwarzając na swojej powierzchni barierę hydrofobową. W rezultacie dostępne obecnie wyroby absorpcyjne, w których zastosowany jest mech torfowy mają dopuszczalny okres przechowywania krótszy od optymalnego. Jeśli produkty te nie zostały użyte podczas ich przewidzianego dopuszczalnego okresu przechowywania mogą się one stać częściowo lub całkowicie nieskuteczne jako absorbenty w ich przewidzianej funkcji.

Celem niniejszego wynalazku jest dostarczenie wyrobu jednorazowego użytku z arkuszem absorbentu płynu zawierającym materiał mchu torfowego takiego jak podpaski higieniczne, pieluchy, majtki dla dorosłych, podkłady dla osób nie kontrolujących wydalania, opatrunki do ran i tym podobne, mającego korzystnie krótki czas penetracji płynu i zdolność utrzymywania doskonałych właściwości absorpcyjnych przez długi okres czasu.

Wyrób według wynalazku powinien odznaczać się zredukowanym czasem penetracji płynu warstwy absorpcyjnej materiału mchu torfowego, a także znacznie zredukowaną degradacją własności absorpcyjnych płynu materiału mchu torfowego w rezultacie starzenia.

Wyrób jednorazowego użytku z arkuszem absorbentu płynów, zawierający warstwę pokrywającą przepuszczającą płyn, warstwę spodnią z materiału nieprzepuszczającego płynu i arkusz absorbentu płynu pomiędzy warstwą pokrywającą i warstwą spodnią, składający się z warstwy przenoszącej i warstwy gromadzącej, odznacza się według wynalazku tym, że arkusz absorbentu płynu zawiera warstwę przenoszącą z włókien hydrofilowych i warstwę gromadzącą z materiału mchu torfowego, przy czym warstwa gromadząca ma większą gęstość od warstwy przenoszącej i te warstwy są złączone ze sobą czołowo poprzez wspólną, trójwymiarową strefę graniczną zawiera6

169 849 jącą materiał mchu torfowego, przepleciony z włóknami hydrofitowymi i dokładnie z nimi powiązany.

Korzystnie włókna hydrofitowe są połączone z materiałem mchu torfowego w trójwymiarowej strefie granicznej za pomocą wiązania wodorowego.

Korzystnie włókna hydrofitowe i materiał mchu torfowego są w trójwymiarowej strefie granicznej wzajemnie mechanicznie połączone.

Korzystnie arkusz absorbentu płynu jest mechanicznie zmiękczony i ma zwiększoną elastyczność.

Korzystnie arkusz absorbentu jest mechanicznie zmiękczony za pomocą procesu wybranego spośród wytłaczania z perforowaniem i mikrofałdowania.

Korzystnie strefa graniczna ma dodatni gradient materiału mchu torfowego w kierunku od warstwy przenoszącej do warstwy gromadzącej.

Korzystnie włókna hydrofitowe wybrane są z grupy obejmującej drzewną masę celulozową siarczanową, siarczynową pozbawioną wiązań, bieloną, niebieloną masę celulozową Krafta, masę celulozową otrzymywaną metodą cieplno-mechaniczną oraz w procesie chemiczno-cieplnomechanicznym, drzewną masę celulozową bieloną za pomocą procesu chlorowania i drzewną masę włóknistą bieloną za pomocą nadtlenku wodoru.

Korzystnie warstwa przenosząca zawiera włókna poddane działaniu środka powierzchniowo czynnego.

Korzystnie warstwa przenosząca zawiera mieszankę masy celulozowej i włókien termoplastycznych.

Korzystnie warstwa przenosząca ma grubość mieszczącą się w przedziale od 0,76 mm do około 19,05 mm mierzoną przy ciśnieniu 3,45 hPa.

Korzystnie warstwa przenosząca ma grubość mieszczącą się w przedziale od około 1,27 mm do około 12,7 mm mierzoną przy ciśnieniu 3,45 hPa.

Korzystnie warstwa przenosząca ma grubość od około 2,03 mm do około 6,35 mm mierzoną przy ciśnieniu 3,45 hPa.

Korzystnie warstwa przenosząca ma gramaturę mieszczącą się w przedziale od około 15 g/m2 do około 500 g/m2.

Korzystnie warstwa przenosząca ma gramaturę mieszczącą się w przedziale od około 100 g/m2 do około 225 g/m2.

Korzystnie warstwa przenosząca ma gramaturę mieszczącą się w przedziale od około 125- g/mF do około 175 g/m2.

Korzystnie warstwa przenosząca ma gęstość mieszczącą się w przedziale od około 0,05 g/cm³do około 0,45 g/cm3 mierzoną przy ciśnieniu 3,45 hPa.

Korzystnie warstwa przenosząca ma gęstość mieszczącą się w przedziale od około 0,1 g/cm³do około 0,25 g/cm³ mierzoną przy ciśnieniu 3,45 hPa.

Korzystnie warstwa przenosząca ma gęstość mieszczącą się w przedziale od około 0,12 g/cm³do około 0,15 g/cm3 mierzoną przy ciśnieniu 3,45 hPa.

Korzystnie warstwa gromadząca zawiera materiał mchu torfowego zmieszany z substancją pomocniczą wybraną z grupy obejmującej syntetyczne włókna celulozowe, włókna poliestrowe, włókna poliamidowe, włókna akrylowe, włókna z drzewnej masy włóknistej, włókna z syntetycznej masy włóknistej, włókna z masy włóknistej otrzymanej metodą cieplno-mechaniczną, włókna otrzymane w procesie chemiczno-cieplno-mechanicznym, włókna z masy włóknistej rozdrabnianej mechanicznie, polimery, środki powierzchniowo czynne i środki o wysokiej chłonności.

Korzystnie warstwa gromadząca ma grubość mieszczącą się w przedziale od około 1,27 mm do około 19,05 mm mierzoną przy ciśnieniu 3,45 hPa.

Korzystnie warstwa gromadząca ma grubość mieszczącą się w przedziale od około 2,03 mm do około 12,7 mm mierzoną przy ciśnieniu 3,45 hPa.

Korzystnie warstwa gromadząca ma grubość mieszczącą się w przedziale 3,05 mm do około 6,35 mm mierzoną przy ciśnieniu 3,45 hPa.

Korzystnie warstwa gromadząca ma gramaturę mieszczącą się w przedziale od około 25 g^ do około 700 g/m2.

169 849 7

Korzystnie warstwa gromadząca ma gramaturę mieszczącą się w przedziale od około 100 g/m2 do około 300 g/m2.

Korzystnie warstwa gromadząca ma gramaturę mieszczącą się w przedziale od około 125 g/m2 do około 200 g/m2.

Korzystnie warstwa gromadząca ma gęstość mieszczącą się w przedziale od około 0,05 g/cm³do około 0,5 g/cm³ mierzoną przy ciśnieniu 3,45 hPa.

Korzystnie warstwa gromadząca ma gęstość mieszczącą się w przedziale od około 0,10 g/cm³do około 0,35 g/cm³ mierzoną przy ciśnieniu 3,45 hPa.

Korzystnie warstwa gromadząca ma gęstość mieszczącą się w przedziale od około 0,20 g/cm³do około 0,30 g/cm³ mierzoną przy ciśnieniu 3,45 hPa.

Wysoce pożądaną cechą arkusza absorpcyjnego wyrobu według wynalazku jest rozproszona powierzchnia przylegania warstw przenoszącej i gromadzącej tworzące trójwymiarową strefę, w której włókna hydrofilowe przenikają powierzchnię materiału torfowego, zapewniając silne połączenie pomiędzy warstwami w celu zabezpieczenia ich przed rozdzieleniem podczas użycia. Dodatkowo, rozproszona powierzchnia przylegania stanowi stopniowy obszar przejściowy pomiędzy różnymi mediami wchłaniającymi płyn przyczyniający się do skrócenia czasu penetracji płynu strefy gromadzącej przez zapewnienie płynowi przejść o mniejszym oporze w porównaniu z warstwową strukturą absorpcyjną z ostrym i gwałtownym przejściem pomiędzy warstwami.

Arkusz absorbentu płynu wyrobu według wynalazku jest zdolny do utrzymywania swoich doskonałych właściwości absorpcyjnych przez długie okresy czasu.

Przez zastosowanie włóknistego materiału w strefie przenoszącej, który jest zdolny do utrzymywania silnego przyciągania wody przez długie okresy czasu takiego, jak na przykład masa celulozowa, jest powstrzymane formowanie łub rozbudowa niepożądanej, odpychającej wodę bariery na powierzchni warstwy gromadzącej, jako wyniku starzenia, ponieważ powierzchnia warstwy gromadzącej jest poprzenikana przez włókna hydrofilowe otwierające jej strukturę i powodujące wchodzenie płynu do zawierającej materiał mchu torfowy warstwy gromadzącej.

Produkty absorpcyjne jednorazowego użytku według wynalazku zawierające arkusz absorbentu płynów są niezwykle chłonne, mają stosunkowo krótki czas penetracji płynu dla przechwytywania płynnych wydzielin przy zetknięciu z nimi i mają poprawiony, stosunkowo długi czas dopuszczalnego przechowywania.

Stwierdzono, że podpaska higieniczna skonstruowana zgodnie z niniejszym wynalazkiem, lub inny wyrób jednorazowego użytku posiada bardzo dobrą zdolność wchłaniania płynów i stosunkowo dużą prędkość penetracji płynów, co zmniejsza ryzyko uszkodzenia w przypadku, gdy nagle na podpaskę higieniczną zostanie wypuszczona duża ilość płynu. Podpaska higieniczna ma ponadto zdolność utrzymywania swoich właściwości absorpcyjnych przez stosunkowo długie okresy czasu przedłużając dopuszczalny czas przechowywania produktu.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wyrób jednorazowego użytku według wynalazku w postaci podpaski higienicznej zawierającej arkusz absorbentu płynów, fig. 2 przedstawia arkusz absorbentu płynów, w widoku perspektywicznym, fig. 3 - wyidealizowany przekrój poprzeczny arkusza absorbentu pokazanego na fig. 2 ukazującej dokładniej wzajemne powiązanie włókien pomiędzy warstwami przenoszącą i gromadzącą arkusza absorbentu i fig. 4 - widok perspektywiczny osprzętu kalandrującego stosowanego przy wytwarzaniu arkusza absorbentu płynów dla wyrobu jednorazowego użytku według wynalazku.

Na figurze 1 przedstawiono podpaskę higieniczną 17 według wynalazku zawierającą w sobie arkusz 10 absorbentu. Podpaska higieniczna 17 zawiera powłokę 18 ograniczającą wewnętrzną przestrzeń mieszczącą arkusz 10 absorbentu. Osłona 18 zawiera przepuszczającą płyny warstwę pokrywającą 20, wykonaną z włókninowej tkaniny lub dowolnej innej odpowiedniej porowatej wstęgi, i nieprzepuszczającą płynów warstwę spodnią 22 wykonaną na przykład z folii polietylenowej. Warstwy pokrywająca 20 i spodnia 22 są ze sobą zgrzane na gorąco wzdłuż ich części brzegowych. W celu przymocowania podpaski higienicznej 17 do majtek użytkowniczki nieprzepuszczająca płynów warstwa spodnia 22 może być zaopatrzona w strefy przylepne pokryte zdzieralną nakładką (nie pokazaną na rysunkach).

169 849

Na figurze 2 przedstawiony jest arkusz 10 scalonego, złożonego absorbentu płynu stanowiący część wyrobu według niniejszego wynalazku. Arkusz 10 absorbentu zawiera warstwę przenoszącą 12 z hydrofitowego materiału włóknistego ściśle związaną z bardziej zwartą warstwą gromadzącą 14 zawierającą materiał mchu torfowego. Arkusz 10 absorbentu ma dużą pojemność, dużą prędkość absorbowania płynu i posiada zdolność utrzymywania swoich wyjątkowych właściwości absorbowania płynu przez długi okres czasu.

Zadaniem warstwy przenoszącej 12 jest odbieranie płynów z ciała i utrzymywanie tego płynu, aż bardziej gęsta warstwa gromadząca 14 będzie miała możliwość go wchłonąć.

Warstwa przenosząca 12 może być zbudowana w 100% z masy celulozowej lub zawierać masę celulozową zmieszaną z włóknami poliestrowymi, sztucznymi włóknami celulozowymi, włóknami bawełnianymi lub elastyczną piankę (na przykład aminoeterową lub piankę o małej retencji). Korzystnie warstwa przenosząca 12 może, w celu jej stabilizacji, składać się z mieszanki masy celulozowej z włóknami termoplastycznymi. Mogą tu być zastosowane, na przykład, włókna poliolefinowe o odpowiedniej długości i wytrzymałości takie, jak włókna z polietylenu o małej gęstości lub włókna dwuskładnikowe posiadające rdzenie polietylenowe lub poliesterowe i osłony z poliolefin o obniżonej temperaturze topnienia lub polipropylenowe, polioctanem winylowe albo inne włókna poliolefinewe lub równoważniki masy termoplastycznej i temu podobne. Mieszanie takich włókien z masą celulozową zwiększa stabilność i integralność materiału warstwy przenoszącej. Stosunek włókien termoplastycznych do masy celulozowej wynosi korzystnie około 1:99 do około 50:50. Korzystniej stosunek ten powinien wynosić od około 3:97 do około 20:80. Włókna warstwy przenoszącej 12 mogą mieć długości mieszczące się w przedziale od około 0,297 mm dla podstawowej drzewnej masy celulozowej do około 76,2 mm dla stabilizujących włókien termoplastycznych. Korzystnie długości włókien mieszczą się w przedziale od około 6,35 mm do około 25,4 mm jeśli warstwa przenosząca 12 jest przeznaczona do stabilizowania za pomocą wiązania termicznego w punktach styku włókien. Materiał włóknisty warstwy przenoszącej 12 jest hydrofilowy w celu zapewnienia szybkiego wchłaniania wody. Jeśli hydrefilewość włókien jest niedostateczna, możliwe jest w celu zwiększenia jej zwilżalności, poddanie materiału włóknistego działaniu środka powierzchniowo czynnego.

Do warstwy przenoszącej 12 przylega bezpośrednio warstwa gromadząca 14. Warstwa gromadząca 14 ma dużą gęstość i jest warstwą o drobnej porowatości wchłaniającą płyn. Ma ona dużą zdolność utrzymywania płynu i posiada najwyzsze właściwości retencyjne. Działa ona, w zasadzie jako „pompa kapilarowa do wyciągania płynu z warstwy przenoszącej 12. Warstwa gromadząca 14 jest wykonana z prasowanego materiału mchu torfowego zgodnie ze sposobami opisanymi szczegółowo w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych nr 4473440 - patentu udzielono K. Ovans'owi 25 września 1984 roku i w opisach patentowych w nim przywołanych. Warstwa gromadząca 14 może także być formowana każdym ze sposobów przytoczonych w opisach patentowym Stanów Zjednoczonych: nr4170515 patent udzielony J. M. Lalancette i innym 9 października 1979 roku, nr 4226232 - patent udzielony Y. Levesque 7 października 1990 roku, nr 4215692 - patent udzielony Y. Lacesque 5 sierpnia 1980 roku i nr 4507122 - patent udzielony Y. Lavesque 26 maja 1985 roku.

Warstwa gromadząca 14 może mieścić w sobie domieszkę składnika włóknistego, jak podano w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych nr 4473440. Składnikiem włóknistym może być naturalne lub syntetyczne włókno włókiennicze takie, jak syntetyczne włókno celulozowe, poliestrowe, poliamidowe lub podobne, o długości od około 6,35 mm do 38,10 mm, najkorzystniej około 12,7 mm i denier od około 25,4 mm do 127 mm. Składnik włóknisty może występować w ilości od 2 do 20% wagowych, najkorzystniej od 4 do 8%. Materiał mchu torfowego może także zawierać inne składniki takie, jak masa celulozowa, syntetyczna masa celulozowa, masa otrzymywana metodą cieplno-mechaniczną, masa otrzymywana metodą cieplno-chemiczno-mechaniczną, masa celulozowa rozdrabniana mechanicznie, polimery, środki powierzchniowo czynne, środki o wysokiej chłonności i temu podobne.

Ważną cechą wynalazku jest istnienie dokładnego styku pomiędzy warstwą przenoszącą 12 i warstwą gromadzącą 14. Ta cecha charakterystyczna jest najlepiej przedstawiona na fig. 3, która pokazuje przekrój poprzeczny w dużym powiększeniu powierzchni przylegania warstwy przenoszącej 12 i warstwy gromadzącej 14. Aby wizualnie odróżnić różne materiały arkusza 10 absor169 849 bentu, włókna hydrofilowe warstwy przenoszącej 12 są przedstawione jako jasne podczas, gdy materiał mchu torfowego warstwy gromadzącej 14 jest pokazany jako włókna ciemne. Zrozumiałym jest, że takie przedstawienie ma jedynie na celu zobrazowanie i niekoniecznie odpowiada kształtem prawdziwej strukturze materiału warstw 12 i 14.

Warstwa przenosząca 12 i warstwa gromadząca 14 stykają się wzdłuż powierzchni przylegania, która jest rozproszona tworząc stopniowe przejście z jednej warstwy do drugiej. Powierzchnia przylegania tworzy trójwymiarową strefę graniczną 16 zawierającą materiał mchu torfowego przepleciony włóknami hydrofitowymi. Widoczne jest, że koncentracja materiału mchu torfowego rośnie w kierunku do dołu zapewniając dodatni gradient gęstości materiału mchu torfowego od warstwy przenoszącej płyn 12 w kierunku do warstwy gromadzącej 14. Włókna hydrofitowe warstwy przenoszącej 12 i materiału mchu torfowego warstwy gromadzącej 14 są złączone ze sobą nawzajem na powierzchni przylegania w strefie granicznej 16 za pomocą wiązania wodorowego, zapewniającego mocne, dokładne przywieranie. Wytrzymałość wiązania jest wzmacniana przez wzajemne mechaniczne łączenie włókien wynikające z przetykanego charakteru powierzchni przylegania strefy granicznej 16. To połączenie materiałów znacznie poprawia czas penetracji płynu do warstwy gromadzącej 14 per se. Płyn zawarty w warstwie przenoszącej 12 może z łatwością wchodzić do warstwy gromadzącej 14, ponieważ włókna hydrofilowe przenikają powierzchnię materiału torfowego otwierając jej strukturę i zapewniając „doprowadzenie przez wymuszanie wchodzenia płynu do materiału torfowego powodowane jest powinowactwem z wodą. Tworzy to drogę ruchu płynu o mniejszym oporze w kierunku warstwy gromadzącej. Dla porównania, arkusz absorbentu z wyraźną powierzchnią przylegania, gdzie włókna warstwy przenoszącej płyn nie przenikają do warstwy gromadzącej charakteryzuje się większymi oporami ruchu płynu ponieważ płyn przy wychodzeniu z warstwy przenoszącej napotyka nagle dużo bardziej gęstą sieć warstwy gromadzącej i ma dużo mniejszą zdolność penetrowania jej bez jakiegokolwiek wspomagania kanałami tworzonymi przez przenikające włókna w warstwie przenoszącej. Dlatego arkusz 10 absorbentu posiada stosunkowo krótki czas penetracji płynu. Poza tym mniejsza jest możliwość pojawienia się niepożądanego zjawiska tworzenia się na powierzchni warstwy gromadzącej 14 bariery hydrofobowej jako wyniku starzenia, ponieważ w powierzchnię materiału mchu torfowego wszczepione są włókna hydrofilowe mające zdolność wciągania w nią płynu i otwierania skądinąd zwartej powierzchni materiału mchu torfowego.

Na figurze 4 przedstawiono schematycznie sposób wytwarzania arkusza 10 absorbentu dla wyrobu jednorazowego użytku według wynalazku. Warstwę przenoszącą 12 i warstwę gromadzącą 14 formuje się niezależnie jako ciągłe wstęgi za pomocą układania na mokro. Wstęgi następnie odwadnia się w celu uzyskania wymaganego poziomu zawartości wody w każdej wstędze. Potem wstęgi nakłada się na siebie i razem kalandruje przeprowadzając je pomiędzy parę nałożonych jeden na drugi walców, które wywierają dość duży nacisk wyciskając wodę z wstęg i równocześnie powodując wzajemne przenikanie się warstw, umożliwiając w ten sposób tworzenie się wiązań wodorowych pomiędzy włóknami hydrofitowymi i materiałem torfowym w strefie wzajemnego przenikania, a także mechaniczne wzajemne łączenie się warstw dzięki wzajemnemu zaczepianiu się włókien. Te wodorowe wiązania, wspomagane działaniem mechanicznego łączenia dokładnie scalają razem wstęgi dając scalony arkusz, który może wytrzymywać intensywną mechaniczną obróbkę bez rozwarstwienia.

W przypadku, gdy warstwa przenosząca 12 wykonywana jest z masy celulozowej wymagany poziom zawartości wody we wstędze przed kalandrowaniem mieści się w przedziale od około 7% do 11% ciężaru celulozy we wstędze. Korzystny poziom zawartości wody dla materiału mchu torfowego mieści się w przedziale od około 11% do około 15% ciężaru wstęgi mchu torfowego pozbawionej wilgoci. Poziomy zawartości wody znacznie niższe od dolnych granic 7% i 11% dla odpowiednio masy celulozowej i materiału mchu torfowego wpływają niekorzystnie na tworzenie się wiązań wodorowych. Zwiększenie poziomów wody ponad górne granice 11% i 15% dla odpowiednio, masy celulozowej i materiału mchu torfowego jest niepożądane ze względów praktycznych głównie dlatego, że zwiększenie płynności wstęg stwarza problemy manipulacyjne.

W celu udelikatnienia, zmiękczenia i poprawienia elastyczności struktury absorbenta może być ona poddana obróbce mechanicznej takiej, jak wytłaczane połączone z perforowaniem lub mikrofałdowaniem jak opisano w opisach patentowych Stanów Zjednoczonych nr 4596567

169 849 i nr 4559050. Operacja wytłaczania z perforowaniem składa się z perforowania za pomocą wycinania w wielu punktach arkusza 10 absorbentu, w celu otworzenia jego struktury przez lokalne przerwanie integralności włóknistej sieci. Następnie arkusz absorbentu wytłacza się poprzecznie i wzdłużnie przeprowadzając go pomiędzy wałkami mającymi współpracujące rowki. Utworzone wytłoczone linie stanowią przeguby znacznie poprawiające elastyczność arkusza 10 absorbentu. Operacja mikrofałdowania jest podobna do operacji wytłaczania z perforowaniem z tą różnicą, że nie wykonuje się żadnego perforowania. Arkusz absorbenta poddaje się jedynie operacji wytłaczania w celu utworzenia blisko siebie rozmieszczonych linii przegubowych.

Przykład. Podpaska higieniczna zgodna z wynalazkiem została wykonana przez utworzenie warstwy gromadzącej 14 z mchu torfowego na drucie formującym. Warstwa gromadząca 14 z mchu torfowego miała gęstość 0,3 g/ cm³ i zawartość wody około 14 procent. Warstwa przenosząca 12 została utworzona poprzez osadzanie na mokro zawiesiny włókien masy celulozowej i włókien poliestrowych na drucie formującym. Warstwa przenosząca 12 miała gęstość około 0,15 g/cm3 i zawartość wody około 10%. Obie warstwy zostały nałożone na siebie i mechanicznie ściśnięte poprzez przepuszczenie ich przez parę walców kalandrujących umieszczonych jeden nad drugim, zapewniających nacisk dostateczny do spowodowania wzajemnego przenikania obu warstw w siedie z utworzeniem trójwymiarowej strefy granicznej zawierającej zarówno cząstki mchu torfowego, jak i włókna masy celulozowej oraz włókna poliestrowe. Uzyskany arkusz 10 absorbe^u płynu został umieszczony pomiędzy warstwą pokrywającą 20 z włókniny i warstwą spodnią 22 z folii polietylenowej, których brzegi są ze sobą zgrzane.

Wyrób według niniejszego wynalazku może być stosowany w dowolnym zabezpieczaniu higienicznym, przy nie kontrolowanym wydalaniu, w medycznych i absorpcyjnych sposobach i technologiach znanych fachowcom w tej dziedzinie.

Fig. 2

Fig. 3

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 4,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Wyrób jednorazowego użytku z arkuszem absorbentu płynów, zawierający warstwę pokrywającą przepuszczającą płyn, warstwę spodnią z materiału nieprzepuszczającego płynu i arkusz absorbentu płynu pomiędzy warstwą pokrywającą i warstwą spodnią, składający się z warstwy przenoszącej i warstwy gromadzącej, znamienny tym, że arkusz (10) absorbentu płynu zawiera warstwę przenoszącą (12) z włókien hydrofitowych i warstwę gromadzącą (14) z materiału mchu torfowego ewentualnie z dodatkiem substancji pomocniczych, przy czym warstwa gromadząca (14) ma większą gęstość od warstwy przenoszącej (12) i te warstwy (12,14) są złączone ze sobą czołowo poprzez wspólną, trójwymiarową strefę graniczną (16) zawierającą materiał mchu torfowego, przepleciony z włóknami hydrofitowymi i dokładnie z nimi powiązany.
2. Wyrób według zastrz. 1, znamienny tym, że włókna hydrofitowe są połączone z materiałem mchu torfowego w trójwymiarowej strefie granicznej (16) za pomocą wiązania wodorowego.
3. Wyrób według zastrz. 1, znamienny tym, że włókna hydrofitowe i materiał mchu torfowego są w trójwymiarowej strefie granicznej (16) wzajemnie mechanicznie połączone.
4. Wyrób według zastrz. 1, znamienny tym, że arkusz (10) absorbentu płynu jest mechanicznie zmiękczony i ma zwiększoną elastyczność.
5. Wyrób według zastrz. 4, znamienny tym, ze arkusz (10) absorbentu jest mechanicznie zmiękczony za pomocą procesu wybranego spośród wytłaczania z perforowaniem i mikrofałdowania.
6. Wyrób według zastrz. 1, znamienny tym, że strefa graniczna (16) ma dodatni gradient materiału mchu torfowego w kierunku od warstwy przenoszącej (12) do warstwy gromadzącej (14).
7. Wyrób według zastrz. 1, znamienny tym, że włókna hydrofilowe wybrane są z grupy obejmującej drzewną masę celulozową siarczanową, siarczynową pozbawioną wiązań, bieloną, niebieloną, drzewną masę celulozową Krafta, masę celulozową otrzymywaną metodą cieplnomechaniczną oraz w procesie chemiczno-cieplno-mechanicznym, drzewną masę celulozową bieloną za pomocą procesu chlorowania i drzewną masę włóknistą bieloną za pomocą nadtlenku wodoru.
8. Wyrób według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa przenosząca (12) zawiera włókna poddane działaniu środka powierzchniowo czynnego.
9. Wyrób według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa przenosząca (12) zawiera mieszankę masy celulozowej i włókien termoplastycznych.
10. Wyrób według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa przenosząca (12) ma grubość mieszczącą się w przedziale od 0,76 mm do około 19,05 mm mierzoną przy ciśnieniu 3,45 hPa.
11. Wyrób według zastrz. 10, znamienny tym, że warstwa przenosząca (
12) ma grubość mieszczącą się w przedziale od około 1,27 mm do około 12,7 mm mierzoną przy ciśnieniu 3,45 hPa. < 12. Wyrób według zastrz. 11, znamienny tym, że warstwa przenosząca (12) ma grubość mieszczącą się w przedziale od około 2,03 mm do około 6,35 mm mierzoną przy ciśnieniu 3,45 hPa.
13. Wyrób według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa przenosząca (12) ma gramaturę mieszczącą się w przedziale od około 15g/m² do około 500 g/m².
14. Wyrób według zastrz. 13, znamienny tym, że warstwa przenosząca (12) ma gramaturę mieszczącą się w przedziale od około 100 g/m2 do około 225 g/m2.
15. Wyrób według zastrz. 14, znamienny tym, że warstwa przenosząca (12) ma gramaturę mieszczącą się w przedziale od około 125 g/m2 do około 175 g/m2.
16. Wyrób według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa przenosząca (12) ma gęstość mieszczącą się w przedziale od około 0,05 g/cm³ do około 0,45 g/ cm³ mierzoną przy ciśnieniu 3,45 hPa.
17. Wyrób według zastrz. 16, znamienny tym, że warstwa przenosząca (12) ma gęstość mieszczącą się w przedziale od około 0,1 g/cm³ do około 0,25 g/cm³ mierzoną przy ciśnieniu 3,45 hPa.
18. Wyrób według zastrz. 17, znamienny tym, że warstwa przenosząca (12) ma gęstość mieszczącą się w przedziale od około 0,12 g/cm³ do około 0,15 g/cm³ mierzoną przy ciśnieniu 3,45 hPa.

169 849
19. Wyrób według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa gromadząca (14) zawiera materiał mchu torfowego zmieszany z substancją pomocniczą wybraną z grupy obejmującej syntetyczne włókna celulozowe, włókna poliestrowe, włókna poliamidowe, włókna akrylowe, włókna z drzewnej masy włóknistej, włókna z syntetycznej masy włóknistej, włókna z masy włóknistej otrzymywanej metodą cieplno-mechaniczną, włókna otrzymane.w procesie chemiczno-cieplno-mechanicznym, włókna z masy włóknistej rozdrabnianej mechanicznie, polimery, środki powierzchniowo czynne i środki o wysokiej chłonności.
20. Wyrób według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa gromadząca (14) ma grubość mieszczącą się w przedziale od około 1,27 mm do około 19,05 mm mierzoną przy ciśnieniu 3,45 hPa.
21. Wyrób według zastrz. 20, znamienny tym, że warstwa gromadząca (14) ma grubość mieszczącą się w przedziale od około 2,03 mm do około 12,7 mm mierzoną przy ciśnieniu 3,45 hPa.
22. Wyrób według zastrz. 21, znamienny tym, że warstwa gromadząca (14) ma grubość mieszczącą się w przedziale od około 3,05 mm do około 6,35 mm mierzoną przy ciśnieniu 3,45 hPa.
23. Wyrób według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa gromadząca (14) ma gramaturę mieszczącą się w przedziale od około 25 g/m² do około 700 g/m².
24. Wyrób według zastrz. 23, znamienny tym, że warstwa gromadząca (14) ma gramaturę mieszczącą się w przedziale od około 100 g/m2 do około 300 g/m2.
25. Wyrób według zastrz. 24, znamienny tym, że warstwa gromadząca (14) ma gramaturę mieszczącą się w przedziale od około 125 g/m2 do około 200 g/nF.
26. Wyrób według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa gromadząca (14) ma gęstość mieszczącą się w przedziale od około 0,05 g/cm³ do około 0,5 g/ cm³ mierzoną przy ciśnieniu 3,45 hPa.
27. Wyrób według zastrz. 26, znamienny tym, że warstwa gromadząca (14) ma gęstość mieszczącą się w przedziale od około 0,10 g/cm3 do około 0,35 g/cm³ mierzoną przy ciśnieniu 3,45 hPa.
28. Wyrób według zastrz. 26, znamienny tym, że warstwa gromadząca (14) ma gęstość mieszczącą się w przedziale od około 0,20 g/cm³ do około 0,30 g/cm³ mierzoną przy ciśnieniu 3,45 hPa.