PL172704B1

PL172704B1 - Wklad chlonny do wyrobu absorpcyjnegoi sposób wytwarzania wkladu chlonnego do wyrobu absorpcyjnego PL PL PL PL PL

Info

Publication number: PL172704B1
Application number: PL93309007A
Authority: PL
Inventors: Urban Widlund; Eje Oesterdahl; Roy Hansson; Milan Kolar
Original assignee: Moelnlycke Ab
Priority date: 1992-11-17
Filing date: 1993-11-15
Publication date: 1997-11-28
Also published as: CA2149028A1; NO305683B1; GB2272916B; NO951893L; NO951893D0; DE69327855T2; JPH08503396A; EP0773767B1; ATE188868T1; PL172980B1; AU674041B2; GR3032642T3; FI116713B; DE69327674T2; NZ258252A; PL309006A1; DK0773768T3; HUT71662A; HU9501423D0; HU9501449D0

Abstract

1. Wklad chlonny do wyrobu absorpcyjnego, zawierajacy material czasteczkowy zawierajacy co najmniej 30% wlókien celulozowych uformowanych na sucho we wstege 1 sprasowanych do gestosci pomiedzy 0,2 - 0,8 g/cm3, znamienny tym, ze,za- wiera wlókna celulozowe suszone pneumatycznie, a koncowy wklad chlonny (11, 41) stanowi uformo- wana pneumatycznie wstega o gramaturze pomie- dzy 50 - 1500 g/m2. F I G 10 PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest wkład chłonny do wyrobu absorpcyjnego i sposób wytwarzania wkładu chłonnego do wyrobu absorpcyjnego. Wynalazek dotyczy wkładu chłonnego stosowanego w wyrobie absorpcyjnymi, takim jak podpaska higieniczna, tampon, ochraniacz majtek, wyrób absorpcyjny dla osób nie będących w stanie opanować wydalania, pielucha, opatrunki na rany lub owrzodzenia, pochłaniacze śliny i podobne.

Znane jest wiele różnych odmian wyrobów absorpcyjnych tego typu. Wkłady chłonne do takich wyrobów zazwyczaj wytwarza się, przykładowo, techniką suchego rozwłókniania lub spluchniania pulpy celulozowej w postaci zwojów, bel lub arkuszy, w wyniku czego powstaje mata, czasami z domieszką tak zwanego materiału superchłonnego, którym są polimery zdolne do wchłaniania wody lub płynów ustrojowych w ilościach wielokrotnie przewyższających ich własną wagę.

Często pulpę prasuje się w celu zwiększenia jej własności związanych z przesączaniem płynów, a także w celu zmniejszenia jej wymiarów, a tym samym uzyskania w miarę możliwości zwartego wyrobu.

W wyrobie absorpcyjnym mogą również znajdować się inne składniki, na przykład poprawiające jego własności do wnikania w niego płynów lub do ich przesączania, albo zwiększające jego spoistość, tj. spójność, i jego odporność na odkształcanie się podczas użytkowania.

Jedną z poważnych wad wyrobów tego typu jest ich całkowita chłonność, a także przeciekanie przez nie płynów przed pełnym wykorzystaniem ich całkowitej chłonności. Wynika to między innymi z tego, ze wydalane przez użytkowniczkę płyny ustrojowe nie są w stanie wniknąć w materiał chłonny i dostatecznie szybko rozprzestrzenić się w nie wykorzystane strefy wyrobu, w związku z czym przeciekają bokami podpaski, pieluchy lub ochraniacza dla osób nie będących w stanie opanować wydalania. Jak zatem widać, bardzo istotne znaczenie ma zdolność materiałów, używanych w wyrobach absorpcyjnych, do rozprowadzania wchłoniętych płynów po całym wyrobie absorpcyjnym.

Innym problemem jest tak zwana zwilżalność powrotna, tj. przepływ wchłoniętych już płynów ustrojowych z powrotem ku skórze użytkowniczki w wyniku działania sił zewnętrznych, na przykład podczas jej siadania. Generalnie, pożądane jest, żeby powierzchnia wyrobu, znajdująca się podczas jego unoszenia w pobliżu skóry użytkowniczki, była możliwie sucha. Do ważnych własności materiału stosowanego do produkcji wyrobów higienicznych należy jego pojemność chłonna, szybkość wchłaniania, pojemność nasączenia, zdolność do rozprowadzania płynów, pojemność retencji, zwilżalność powrotna, miękkość i gładkość.

Płyny, o jakie chodzi w tym przypadku, to mocz, krew pochodzenia menstruacyjnego, płyny wydzielane z ran i wrzodów, płyny do płukania i ślina.

Innym wymogiem stawianym większości wyrobów higienicznych jest to, żeby były możliwie cienkie, a tym samym można je było nosić możliwie dyskretnie.

Dużą część instalacji do produkcji wspomnianych wyrobów higienicznych zajmują urządzenia do rozwłókniania, pneumatyczne urządzenia do transportu i urządzenia do formowania mat. Urządzenia te są również źródłem poważnych awarii instalacji produkcyjnych. Ponadto urządzenia do prasowania gotowych mat z pulpy lub gotowych wyrobów higienicznych często instaluje się za instalacjami produkcyjnymi.

Oddzielny problem stanowi stosowanie materiału superchłonnego w wyrobach absorpcyjnych. Zazwyczaj materiał supcrchłonny ma postać granulek, które trudno związać z wkładem chłonnym.

Z międzynarodowego zgłoszenia patentowego PCT, publikacja nr WO 90/05808, znane jest wytwarzanie wstęgi z pulpy celulozowej techniką formowania suchego, następnie rozwłóknianej, tak zwanej formowanej pneumatycznie pulpy w zwojach. Suszone pneumatycznie włókna pulpy papierowej, którą może być roztwarzana termomechanicznie, chemotermomechnicznie,

172 704

CTMP, lub chemicznie, pulpa papierowa, pulpa siarczynowa lub siarczanowa, zawierająca około 80% cząstek stałych, doprowadza się za pomocą strumienia powietrza o regulowanym przepływie do głowicy formującej znajdującej się nad sitem formującym i formuje z niej wstęgę o

Cfifi « rr Λ Π t X 1 -r-\ ł Λ <Ί γ» t r 1 Ο/Λ/3 Ι/'Γγ/τΎ'

1500 g/m i gęstości pomiędzy 550 - 1000 kg/m

Dnu/1 utnp , A u łł 1V11ZjV \5Uł gramaturze pomiędzy 300 cwea o j o w się za pomocą skrzynki ssącej znajdującej się pod sitem. Ilość wilgoci w tej technologii wynosi pomiędzy 5 - 30%.

Następnie wstęgę prasuje się wstępnie do gęstości pomiędzy 550 - 1100 kg/m³ w celu nieznacznego zmniejszenia jej wymiarów przed prasowaniem końcowym. Wytrzymałość mechaniczna sprasowanej wstęgi jest na tyle duża, iż można ją składować lub transportować w postaci zwojów lub arkuszy. Wstęgę można łatwo rozwłóknić i przetworzyć na spulchnioną masę z przeznaczeniem do produkcji wyrobów absorpcyjnych lub wkładów do pieluch, podpasek higienicznych i podobnych artykułów.

Inny sposób wytwarzania wkładów chłonnych opisano w europejskim opisie patentowym 0 122 042, według którego z mieszanki włókien hydrofilowych i nierozpuszczalnych w wodzie cząstek nierozpuszczalnego hydrożelu wytwarza się za pomocą strumienia powietrza wstęgę, ’ , ' ♦ · ·ι z · 1 r“ 1 1 1 1 n / 3 τ 1 1 · /1 , 111 · którą następnie prasuje się do gęstości u,15 do okoio 1,0 g/cm . Jednakże sposóu ten skiada się z kilku etapów, podczas których suchy materiał wyjściowy najpierw rozdrabnia się w młynie bijakowym we włókna celulozowe, a te z kolei osadza na sicie i wytwarza z nich wkład chłonny, prasowany w następnym etapie. Tego typu etapy produkcyjne komplikują i podrażniają tę technologię. Jeden ze sposobów zmiękczania arkusza z materiału chłonnego ujawniono w Europejskim Zgłoszeniu Patentowym EP 0 360 472, według którego sprasowany materiał chłonny obrabia się pomiędzy częściowo ponacinanymi walcami nadającymi mu miękkość. Jednakże skutkiem takiego sposobu jest między innymi zmniejszenie wytrzymałości mechanicznej zmiękczonego materiału.

Wkład chłonny do wyrobu absorpcyjnego, według wynalazku, zawierający materiał cząsteczkowy zawierający co najmniej 30% włókien celulozowych uformowanych na sucho we wstęgę i sprasowanych do gęstości pomiędzy 0,2 - 0,8 g/cm³, charakteryzuje się tym, że zawiera włókna celulozowe suszone pneumatycznie, a końcowy wkład chłonny stanowi uformowana pneumatycznie wstęga o gramaturze pomiędzy 50 - 1500 g/m².

Gramatura wkładu wynosi pomiędzy 80 - 1000 g/m, korzystnie 100 - 800 g/m². Włókna celulozowe składają się głównie z włókien pulpy roztwarzanej chemo-termomechanicznie.

W innym wariancie włókna pulpy roztwarzanej chemotermomechanicznie mają wskaźnik kędzierzatości wynoszący pomiędzy 0,20 i 0,40.

Co najmniej pewną ilość włókien stanowią chemicznie usztywniane włókna celulozowe. Włókna celulozowe w pewnym przypadku składają się głównie z włókien pulpy roztwarzanej chemicznie.

Co najmniej pewną ilość włókien stanowią chemicznie usztywniane włókna celulozowe.

W skład wkładu chłonnego wchodzi pomiędzy 0 - 20% materiału superchłonnego, korzystnie pomiędzy 0,5 - 10%, a najbardziej korzystnie 1 - 5%, obliczonego w stosunku do całkowitej wagi wkładu w stanie suchym.

W innym przykładzie w skład wkładu chłonnego wchodzą środki wzmacniające, na przykład środek wiążący, włókna wzmacniające lub termoplastyczne włókna wiążące.

Wkład chłonny zawiera także korzystnie warstwę wzmacniającą, na przykład z włókniny, bibułki, tworzywa sztucznego lub siatki.

Według wynalazku, sposób produkcji wkładu chłonnego do higienicznego wyrobu absorpcyjnego, w którym z materiału cząsteczkowego zawierającego co najmniej 30% włókien celulozowych formuje się na sucho wstęgę z włókien celulozowych i prasuje się ją do gęstości pomiędzy 0,2 - 0,8 g/cm³, charakteryzuje się tym, że przed uformowaniem wstęgi suszy się pneumatycznie włókna celulozowe, a następnie formuje się je pneumatycznie we wstęgę o wadze jednostki pola powierzchni pomiędzy 50 - 1500 g/m, po czym wstęgę, bez dalszego rozwłókniania i spulchniania, wprowadza się jako wkład chłonny do wyrobu.

172 704

Wstęgę prasuje się do gęstości pomiędzy 0,25 - 0,8 g/cm³, korzystnie 0,3 - 0,7 g/cm , a korzystnie prasuje się do uzyskania w niej wilgoci w ilości 3 - 20%, korzystniej 4 - 18%, a naibardziei korzystnie 11 - 16%, obliczonej w odniesieniu do jei całkowitej wagi.

J J «· w ~ ~ _

Ί7 nio+Arm JqVa hi Mori rMnnru/ dd u/lrtaHn rd7\varctwifł dlli.IV w |J1.ZjW W p[V*yovlz.vu:vili JU1W »» ινιικ» \*łh\si»hj rT.v_lu.<xw, i _Vz»» się, poprzez zmiękczanie mechanicznie, na liczne, częściowo oddzielone cienkie warstwy włókien, których gęstość odpowiada pierwszej gęstości.

Wkład chłonny według wynalazku ma znakomite własności chłonne, zarówno z punktu widzenia szybkiego wchłaniania przez niego płynów jak również zdolności do ich rozprowadzania w materiale. Materiał ten wykazuje słaba tendencję do zwilżania powrotnego, jak również daje się formować z niego wyroby bardzo cienkie. Sposób wytwarzania wkładu chłonnego jest uproszczony.

Stwierdzono, że nie rozwłókniona, uformowana na sucho pulpa jest znakomitym materiałem chłonnym i można ją bezpośrednio używać jako materiał chłonny w artykułach higienicznych, bez konieczności rozwłókniania. Materiał ten ma również dobre własności z punktu widzenia przesączania płynów i spęczania, co ma istotne znaczenie dla funkcji, jakie spełnia x ł *< 1 . . · ki 1 · 1 1 _ · _ 1 ·______ _·_4.__1__·_·□„!_·_.____-Z__ wyróO. Mata z pulpy tego typu jest bardzo cienka, dzięki czemu nie nzeuajej dalej plasować w wyrobie lub artykule.

W przypadku pewnych zastosowań w produkcji artykułów higienicznych, wygodne jest zmiękczanie formowanej na sucho pulpy przed jej użyciem jako materiału chłonnego. Tego typu proces zmiękczania nie wpływa w znaczniejszym stopniu na wspomniane wcześniej dobre własności chłonne, własności przesączające ani spęczanie. Gotowy materiał chłonny w postaci zwoju, można stosować bez konieczności rozwłókniania, co zmniejsza również częściowo zapotrzebowanie na wspomniane już urządzenia do rozwłókniania, pneumatyczne urządzenia transportowe i urządzenia do wytwarzania mat.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania w odniesieniu do rysunku, na którym fig. 1 przedstawia własności chłonne formowanej na sucho pulpy roztwarzanej chemo-termomechanicznie pomiędzy walcami o różnym rozstawie, dla porównania przedstawiono odpowiednie własności mat z pulpy roztwarzanej chemo-termomechanicznie i chemicznej, formowanych w sposób konwencjonalny, a następnie prasowanych, fig. 2 - własności chłonne formowanej na sucho pulpy roztwarzanej chemo-termomechanicznie po zmiękczaniu, dla porównania przedstawiono odpowiednie własności mat z pulpy roztwarzanej chemo-termomechanicznie i chemicznej, formowanych w sposób konwencjonalny, a następnie prasowanych, fig. 3 - własności chłonne gotowego wyrobu absorpcyjnego wykonanego z formowanej na sucho pulpy roztwarzanej chemo-termomechanicznie, dla porównania przedstawiono odpowiednie własności dla wyrobów produkowanych konwencjonalnie o odpowiednich składach, fig. 4 - czas wchłaniania płynów przez gotowy wyrób absorpcyjny zawierający wkład chłonny z formowanej na sucho pulpy roztwarzanej chemo-termomechanicznie, dla porównania przedstawiono odpowiednie własności dla wyrobów produkowanych konwencjonalnie o odpowiednich składach, fig. 5 przedstawia stopień wykorzystania gotowego wyrobu absorpcyjnego z wkładem chłonnym z formowanej na sucho pulpy roztwarzanej chemo-termomechanicznie, dla porównania przedstawiono odpowiednie własności dla wyrobów produkowanych konwencjonalnie o odpowiednich składach, fig. 6 - własności chłonne gotowego wyrobu absorpcyjnego z wkładem z formowanej na sucho pulpy roztwarzanej chemotermomechanicznie z domieszką i bez domieszki materiału superchłonnego, dla porównania przedstawiono odpowiednie własności dla wkładów w pulpy produkowanej konwencjonalnie z domieszką i bez domieszki materiału superchłonnego, fig 7 - zwilżalność powrotną gotowego wyrobu absorpcyjnego z wkładem chłonnym wykonanym z formowanej na sucho pulpy roztwarzanej chemo-termomechanicznie, dla porównania przedstawiono odpowiednie własności dla wyrobów produkowanych konwencjonalnie o odpowiednich składach, fig. 8 - odpowiednią zwilżalność powrotną nie zmiękczanego i zmiękczanego wyrobu absorpcyjnego w odniesieniu do wchłaniania krwi, z wkładem wykonanym z formowanej na sucho pulpy roztwarzanej chemotermomechanicznie, zarówno z domieszką jak i bez domieszki materiału superchłonnego, fig. 9 - odpowiednią zwilżalność powrotną gotowego wyrobu absorpcyjnego w odniesieniu do wchłaniania krwi, z

172 704 wkładem wykonanym z formowanej na sucho pulpy roztwarzanej chemotermomechanicznie, dla porównania przedstawiono odpowiednie własności dla wyrobów produkowanych konwencjonalnie o odpowiednich składach, fig. 10 - 11 przedstawiają schematycznie skład wyrobów uraoiticT n i ni o ic 'dfłurgy 1» «rTulipridów «η/Iwnnonin Ficr Ί''? UUOWl peyjllj¹ VII lUlUVJO*jVgV Trjuuiuunu UlU »» »» J ινν>ιι<Λΐ>ι w., przekrój poprzeczny przez wkład chłonny w stanie nie zmiękczonym, fig. 13 - przekrój poprzeczny przez wkład chłonny w stanie zmiękczonym.

Sposób wytwarzania wkładu chłonnego według wynalazku polega na tym, że z materiału w postaci cząstek, zawierającego 30 - 100%, korzystnie co najmniej 50%, a najbardziej korzystnie co najmniej 70%, suszonych pneumatycznie włókien celulozowych, formuje się wstęgę o gramaturze z przedziału wartości pomiędzy 50 - 1500 g/m? i prasuje do gęstości rzędu 0,2 - 0,8 g/cm³, a następnie utworzoną w ten sposób wstęgę, bez rozwłókniania i spulchniania, układa jako wkład chłonny do elementu absorpcyjnego.

Według wynalazku, wkład chłonny formuje się na sucho z materiału rozdrobnionego, takiego jak pulpa roztwarzana mechanicznie lub pulpa roztwarzana chemotermomechanicznie (CTMP) lub z pulpy siarczynowej lub siarczanowej, stanowiącej pulpę celulozową roztwarzaną chemicznie. do loimuwanego na silcno wkiadu korzystnie dodaje się iówmcż inne suiowce o strukturze rozdrobnionej, takie jak materiały superchłonne, spoiwa termoplastyczne w postaci włókien i inne typy włókien.

Nie obrabiana, formowana na sucho pulpa ma znakomite własności chłonne, przesączalność i zdolność do pęcznienia, i stwierdzono, że istnieje możliwość bezpośredniego jej użycia jako materiału chłonnego w wyrobach higienicznych, bez konieczności rozwłókniania. W przypadku pewnych materiałów chłonnych, stwierdzono użyteczność lekkiego ich zmiękczania przed zastosowaniem. Poniżej przedstawiono jeden ze sposobów takiego zmiękczania.

Mata z formowanej na sucho pulpy ma dobrą spoistość, co oznacza, że w przypadku wprowadzania do niej materiałów superchłonnych, granulki takich materiałów dobrze zwiążą się z wkładem chłonnym i nie będą rozprzestrzeniały się podczas dalszej obróbki i przetwarzania na chłonne wyroby higieniczne.

Formowaną na sucho pulpę celulozową można wytwarzać, przykładowo, formując wstęgę z suszonych pneumatycznie włókien pulpy papierowej sposobem ujawnionym w Międzynarodowym Zgłoszeniu Patentowym WO 90/05808.

Włókna pulpy celulozowej mają tak zwany wskaźnik kędzierzatości, definiujący ich zakrzywienie. Wskaźnik kędzierzatości można mierzyć sposobem opisanym przez B. D. Jordana i N. G. Nguyena w Papper och Tra 4/1986, strona 313.

Zmiękczanie materiału

Materiał można zmiękczyć, dzięki czemu bardzo dobrze nadaje się do stosowania jako materiał chłonny w większości wyrobów higienicznych, obrabiając uformowaną na sucho pulpę pomiędzy, na przykład, walcami fałdującymi. Materiał można zmiękczać w różnym stopniu w zależności od zastosowań, obrabiając go pomiędzy różnymi typami walców i stosując różne rozstawy walców.

Zmiękczona w ten sposób, uformowana na sucho pulpa, ma bardzo dobre własności materiałowe, a proces zmiękczania nie wpływa w istotniejszy sposób na wspomniane wcześniej jej znakomite własności chłonne.

Na figurze 12 przedstawiono fragment wkładu chłonnego przed procesem zmiękczania, a na fig. 13 - po procesie zmiękczania. Jak widać na fig. 12 i 13, podczas procesu zmiękczania materiał wkładu chłonnego rozwarstwia się. Wkład chłonny nie zmiękczony ma włókna 61 ułożone zazwyczaj z równomierną gęstością wzdłuż całej grubości. W wyniku procesu zmiękczania materiał wkładu chłonnego ulega rozwarstwieniu na liczne, częściowo oddzielne cienkie warstwy włókien 62, pomiędzy którymi są odstępy 63. Zmiękczanie i rozwarstwianie materiału zmniejsza w pewnym stopniu jego gęstość całkowitą, ale w zasadzie bez zmiany wartości jego gęstości pierwotnej w każdej poszczególnej warstwie. W związku z tym, że każda pojedyncza warstwa zachowuje bardzo wysoką gęstość, utrzymują się dobre własności przesączalne materiału pomimo wzrostu objętości materiału w wyniku procesu zmiękczania. Rezultatem procesu

172 704 zmiękczania jest wzrost całkowitej objętości o około 300%, zazwyczaj pomiędzy do 100%, w zależności od zastosowanego sposobu oraz intensywności zmiękczania.

Rozumie się samo przez się, że wspomniany sposób zmiękczania materiału przytoczono wyłącznie dla przykładu oraz że podobne wyniki można uzyskać innymi sposobami. Przykładowo, materiał można zmiękczać za pomocą ultradźwięków, mikrofal, zwilżając go albo za pomocą dodatków chemicznych.

Badania własności materiałowych

Do określania własności chłonnych wkładu chłonnego stosowano urządzenia opisane poniżej.

Test 1. Własności chłonne w płaszczyźnie pochylonej

Z badanego materiału wycięto prostokątny wkład testowy i w jego poprzek, w punkcie odległym o 11 cm od jego krótszego boku poprowadzono linię. W pobliżu wagi laboratoryjnej umieszczono naczynie z cieczą, po czym zarówno wagę jak i naczynie wyregulowano do położenia poziomego. Następnie na wadze umieszczono pod kątem 30° do poziomu płytkę z pleksiglasu w taki sposób, że jeden jej swobodny koniec wchodził lekko do naczynia. W odległości 11 cm od dolnej krawędzi płytki poprowadzono poprzecznie linię Do naczynia nalano ciecz testową (0,9% roztwór NaCl) w takiej ilości, żeby 20 mm płytki z pleksiglasu znalazło się pod jej powierzchnią. Do płytki z pleksiglasu przymocowany testowany wkład w taki sposób, żeby narysowana na nim linia pokryła się z linią narysowaną na płytce, podwijając równocześnie jego dolną części w taki sposób, żeby nie stykała się z cieczą testową. Równocześnie z położeniem wkładu testowego na płytce i zanurzeniem go w roztworze na taką samą głębokość jak płytka, uruchomiono zegar. Rejestrowano wzrost wagi wkładu testowego w funkcji czasu.

Test 2. Pomiar pojemności chłonnej i stopnia jej wykorzystania

Badany wkład umieszczono w uchwycie Ciecz testową (0,9% roztwór NaCl) doprowadzano do punktu zwilżania wyrobu w ciągu 60 minut z prędkością, z jaką była wchłaniana. Ciągle mierzono ilość wchłanianej cieczy, a łączna ilość cieczy wchłoniętej przez testowany wyrób stanowi jego użyteczną pojemność chłonną. Następnie badany wyrób umieszczano w kąpieli z cieczą, w której miał on możliwość maksymalnego wchłonięcia cieczy testowej. Następnie ponownie ważono badany wyrób i obliczano jego łączną pojemność chłonną. Stopień wykorzystania określano jako iloraz wykorzystanej pojemności chłonnej testowanego wyrobu i całkowitej pojemności chłonnej.

Test 3. Pomiary zwilżalności powrotnej, przesiąkalności cieczy i czasu wchłaniania

Do wyrobu doprowadzano w odstępach co 20 minut cztery partie cieczy testowej (0,9% roztworu NaCl), każda o wielkości 28 ml. Pomiar czasu prowadzono do chwili całkowitego wchłonięcia cieczy. Po doprowadzeniu każdej partii cieczy rejestrowano stopień rozprzestrzenienia się jej w pielusze. Po doprowadzeniu ostatniej partii cieczy, w miejscu zwilżania umieszczano bibułę filtracyjną i obciążano ją odważnikiem o masie 1,1 kg przez 15 sekund. Bibułę filtracyjną ważono zarówno przed jak i po przyłożeniu odważnika i rejestrowano zwilżalność powrotną.

Test 4. Pomiary zwilżalności powrotnej

Ważono pieluchę przeznaczoną dla dzieci o wadze z danego przedziału wartości, a następnie umieszczano ją na płaskiej powierzchni nośnej. Do punktu zwilżania pieluchy doprowadzano określoną ilość cieczy testowej (0,9% roztworu NaCl, 100 ml w przypadku pieluch dla dzieci i wadze w zakresie 7-15 kg). Po 20 minutach doprowadzano kolejne 100 ml cieczy. Po wchłonięciu całej cieczy, w miejscu zwilżania umieszczano bibułę filtracyjną i obciążano ją w przeciągu 15 sekund odważnikiem o masie 1,1 kg. Bibułę filtracyjną ważono zarówno przed jak i po obciążeniu, a uzyskane wyniki rejestrowano jako zwilżalność powrotną pierwszego rzędu. Po kolejnych 20 minutach do pieluchy doprowadzano następnie 100 ml cieczy i po jej całkowitym wchłonięciu całą procedurę powtarzano używając do tego celu świeżą bibułę filtracyjną, a uzyskane wyniki rejestrowano jako zwilżalność drugiego rzędu.

Test 5. Wyznaczanie wchłanialności krwi

172 704

Z materiału wycięto wkład testowy o wymiarach 65 x 200 mm. Do miejsca zwilżania wkładu testowego doprowadzono 5 ml cieczy testowej (0,9% roztwór NaCl). Po około 30 minutach mierzono stopień rozprowadzenia cieczy. Następnie do miejsca zwilżania doprowadzono kolejne 5 ml cieczy testowej (0,9% roztwór NaCl) i po dalszych około 30 minutach mierzono stopień rozprowadzenia cieczy. Po ostatnim zwilżaniu, w miejscu zwilżania umieszczono osiem bibuł filtracyjnych i obciążono je odważnikiem o masie 4,875 kg na czas 15 sekund. Zarówno przed jak i po obciążeniu mierzono wagę bibuł filtracyjnych i rejestrowano zwilżalność powrotną.

Wyniki, badań. Zmiękczanie

W celu określenia wpływu na materia! różnego rozstawienia walców zmiękczających używanych do jego zmiękczania, badano go w różnych warunkach zmiękczania. Przykładowo, w przypadku formowanej na sucho pulpy roztwarzanej chemotermomechanicznie o gramaturze 900 g/m² i gęstości 0,63 g/cm³, właściwe rozstawienie walców podczas procesu zmiękczania wynosi 1,7 - 2,4 mm. Dla tych rozstawień walców proces zmiękczania nie ma istotniejszego wpływu na własności materiału. Na fig. 1 przedstawiono własności chłonne dla różnych ztr<i-a\niiań ił inlrt A««> luZoLumuii w uitu w .

Przedstawione wyniki uzyskano podczas pomiarów sposobem 1.

A Materiał według wynalazku, rozstawienie walców 1,7 mm.

B Materiał według wynalazku, rozstawienie walców 2,0 mm.

C Materiał według wynalazku, rozstawienie walców 2,4 mm.

D Materiał według wynalazku, rozstawienie walców 2,0 mm, dwukrotnie zmiękczany.

E Materiał według wynalazku, rozstawienie walców 2,0 mm, czterokrotnie zmiękczany.

F Pulpa roztwa'zana chemotermomechanicznie, gęstość 0,125 g/cm'.

G Pulpa siarczanowa roztwarzana chemicznie, gęstość 0,125 g/cm³.

Własności chłonne wkładów chłonnych

Na figurze 2 przedstawiono własności chłonne pulpy roztwarzanej chemotermomechanicznie według wynalazku posiadającej gramaturę 900 g/m² i gęstość 0,63 g/cm3 w porównaniu z własnościami odpowiadającymi wkładom z pulpy wytwarzanym z rozwłóknionej i mającej postać wstęgi pulpa roztwarzana chemotermomechanicznie i odpowiedniej pulpy roztwarzanej chemicznie. Wobec braku materiału superchłonnego pojemność chłonna wynosi około 9 g cieczy na każdy gram materiału chłonnego. Wyniki uzyskano w teście 1.

A Materiał według wynalazku.

B Pulpa roztwarzana chemotermomechanicznie, gęstość 0,125 g/cm³.

C Pulpa siarczanowa roztwarzana chemicznie, gęstość 0,125 g/cm'³.

Własności gotowego wyrobu absorpcyjnego

W celu zbadania pozostałych własności gotowych wyrobów absorpcyjnych, sporządzono wyroby testowe w postaci konwencjonalnych pieluch dla dzieci, zawierających wkład chłonny w kształcie litery T (wkład T-owy), leżący najbliżej użytkownika, oraz prostokątny wkład chłonny (wkład R-owy), leżący pod wkładem T-owym, przy czym prostokątny wkład chłonny w testowanych wyrobach był wykonany z pulpy roztwarzanej chemotermomechanicznie według wynalazku. W wyrobach konwencjonalnych, T-owy wkład chłonny (wkład T-owy) i prostokątny wkład chłonny (wkład R-owy) były wykonane z konwencjonalnej rozwłóknionej pulpa roztwarzana chemotermomechanicznie i pulpy chemicznej.

Pomiary pojemności chłonnej

Wyroby zawierające pulpę roztwarzaną chemotermomechanicznie według wynalazku posiadały chłonność w gramach równoważną wyrobom porównawczym z odpowiednimi wkładami z pulpy wykonanymi z konwencjonalnie rozwłóknionego i mającego postać mat pulpa roztwarzana chemotermomechanicznie i pulpy roztwarzanej chemicznie. Uzyskane wyniki przedstawiono na fig. 3. Wyniki uzyskano w teście 2.

A Porównawcza pielucha Libero Girl.

B Porównawcza pielucha Libero Boy.

C Pielucha dla dzieci zawierająca materiał według wynalazku.

172 704

Pomiary czasu wchłaniania cieczy

Czas wchłaniania cieczy przez wyroby zawierające wkład R-owy wykonany z pulpy roztwarzanej chemotermomechanicznie według wynalazku był krótszy niż czas wchłaniania dla tt κ ιτ·/·\1·» Λ,τ i λιΆιτ r w metrów n w O1/-n<-1zł«u»k» larre o je th *·Α«τι ni/irź w ię k»Ua rsk n/kiła u γΚ·-^γ^4ι·ι o, nnfAi-t/r νν^ιυυυνν jjuivvvπαyylz.y vii. ukuimCiii tegu jvot tuwiiiLŁ ννΐγΛ.2Δα dKUieLzaiude wMauu ι\^-υνγν^υ, wykonanego z pulpy roztwarzanej chemotermomechanicznie według wynalazku, z punktu widzenia odprowadzania cieczy z wkładu T-owego. Uzyskane wyniki można obejrzeć na fig. 4. Wyniki uzyskano w teście 3.

A Porównawcza pielucha Libero Girl.

B Porównawcza pielucha Libero Boy.

C Pielucha dla dzieci zawierająca materiał według wynalazku.

Pomiary wykorzystania wkładu chłonnego

Porównanie stopnia wykorzystania wkładu chłonnego w wyrobie chłonnym zawierającym pulpę roztwarzaną chemotermomechanicznie według wynalazku oraz w odpowiednim wyrobie chłonnym zawierającym konwencjonalną pulpa roztwarzana chemotermomechanicznie i pulpę roztwarzaną chemicznie, wykazały prawie taki sam stopień wykorzystania, chociaż z lekką pizewagą wyrobów z pulpą roztwarzaną chemoiermomecnanicznie według wynalazku . W’yniki, które uzyskano testem 2, przedstawiono na fig. 5.

A Porównawcza pielucha Libero Girl.

B Porównawcza pielucha Libero Boy.

C Pielucha dla dzieci zawierająca materiał według wynalazku.

Domieszkowanie materiałem superchłonnym

Obecność materiału superchłonnego we wkładzie chłonnym wpływa na jego własności chłonne. Materiał superchłonny można wprowadzać do wkładu chłonnego na różne sposoby. Przykładowo, można go domieszkować do materiału, z jakiego jest wykonany wkład, układać w nim warstwowo, albo umieszczać w nim w dowolny inny sposób. Domieszkowanie materiału superchłonnego można wykonać na etapie produkcji materiału formowanego na sucho, ale również podczas niektórych innych etapów procesu produkcji. Własności chłonne porównano z pulpą roztwarzaną chemotermomechaniczne według wynalazku, do którego dodano materiał superchłonny, a także z odpowiednimi wkładami z pulpy zawierającymi konwencjonalną rozwłókniona pulpa roztwarzana chemotermomechanicznie ' i pulpę roztwarzania chemicznie. Wyniki tych porównań, uzyskane w teście 1, przedstawiono na fig. 6.

A Pulpa siarczanowaroztwarzanachemicznie,zawierająca30% materiału superchłonnego i posiadająca gęstość 0,125 g/cm³.

B Materiał według wynalazku zawierający 30% materiału superchłonnego.

C Pieluchaporównawcza zawierająca 30% materiału superchłonnego.

D Materiał według wynalazku nie zawierający materiału superchłonnego.

Pomiary zwilżalności powrotnej

Wyroby zawierające pulpę roztwarzaną chemotermomechanicznie według wynalazku we wkładzie R-owym posiadały lepsze własności z punktu widzenia zwilżalności powrotnej niż wyrób porównawczy. Wynika z tego również, że wkład R-owy zawierający pulpę roztwarzaną chemotermomechanicznie według wynalazku, jest w stanie bardziej skutecznie odprowadzać ciecz z wkładu T-owego. Wyniki te, uzyskane w teście 4. przedstawiono na fig. 7.

A Porównawcza pielucha Libero Girl.

B Porównawcza pielucha Libero Boy.

C Pielucha dla dzieci zawierająca materiał według wynalazku.

Pomiary zwilżalności powrotnej dla wchłaniania krwi

W przypadku wchłaniania krwi, wyroby, zawierające zmiękczoną pulpę roztwarzaną chemotermomechanicznie według wynalazku, miały lepsze własności z punktu widzenia zwilżalności powrotnej niż wyroby nie zmiękczone. Z uzyskanych rezultatów wynika, że w przypadku wchłaniania krwi wyroby bez materiału superchłonnego wykazywały niższe wartości zwilżalności powrotnej niż materiał zawierający materiał superchłonny. Materiał, w którym nie było materiału superchłonnego, również skuteczniej rozprowadzał krew. Uzyskane wyniki przedstawiono na fig. 8 i 9. Wyroby porównawcze zawierały dwa różne produkty często

172 704 znajdujące się na rynku. Wyniki uzyskiwano w teście 5. Wstępnym warunkiem takiego zjawiska jest istnienie co najmniej jednej warstwy maty z pulpy nie zawierającej materiału superchłonnego. Oczywiście nie wyklucza to obecności takiego materiału w innych częściach wkład.

Figura 8

A Materiał według wynalazku o gramaturze 350 g/nr.

B Materiał według wynalazku o gramaturze 350 g/m², zmiękczany.

C Materiał według wynalazku o gramaturze 350 g/m2 + 5% materiału superchłonnego.

D Materiał według wynalazku o gramaturze 350 g/m2 + 5% materiału superchłonnego, zmiękczany.

Figura 9

A Wyrób porównawczy 1.

B Wyrób porównawczy 2.

C Wyrób zawierający materiał według wynalazku.

Wytrzymałość mechaniczna siatki

Zazwyczaj wytrzymałość mechaniczna maty wykonanej z formowanej na sucho pulpy jest wystarczająca z punktu widzenia rozważanych tu zastosowań. W przypadku stwierdzenia niedostatecznej wytrzymałości mechanicznej siatki dla pewnych typów zastosowań, można ją zwiększyć wzmacniając jej strukturę w odpowiedni sposób, dodając do mieszanki włókien celulozowych włókna wzmacniające, włókna spajające lub środek wiążący. Wytrzymałość mechaniczną siatki można również zwiększyć wprowadzając do wkładu chłonnego warstwę wzmacniającą z, na przykład, tworzywa sztucznego, włókniny, siatki lub nitek, albo mocując warstwę wzmacniającą lub arkusz zewnętrzny z jednej lub z obu stron materiału.

Gęstość i gramatura

Zmiękczona mata z pulpy jest nadal bardzo cienka, w związku z czym w wielu przypadkach nie ma potrzeby dalszego jej prasowania przed zastosowaniem w wyrobie chłonnym. Odpowiednia gęstość wynosi pomiędzy 0,2 - 0,8 g/cm‘3, korzystnie 0,25 - 0,7 g/cm3, a najbardziej korzystnie 0,3 - 0,6 g/cm³. Odpowiednia gramatura wynosi pomiędzy 50 -1500 g/m3, korzystnie 80 -1000 g/m2, a najbardziej korzystnie, 100 - 800 g/cm¹ Do obliczania gęstości grubość materiału mierzono za pomocą grubościomierza Mitutoyo.

Na figurze 10 pizeustawiono pierwszy przykład wykonania pieluchy według wynalazku. Pielucha ta zawiera, konwencjonalnie, wkład chłonny 11, zawarty pomiędzy przepuszczalną dlapłynów warstwą wierzchnią 12, składającą się, wygodnie, z miękkiej włókniny, perforowanej folii z tworzywa sztucznego lub podobnego materiału, który podczas noszenia ma znajdować się w pobliżu użytkowniczki, a nieprzepuszczalną dla płynów warstwą spodnią 13. Warstwy 12 i 13 mają pewne części wystające poza wkład chłonny 11 i są ze sobą spojone w strefie tych wystających części. Warstwa spodnia 13 zawiera odpowiedni materiał z tworzywa sztucznego, na przykład polietylenu. Rozumie się jednak samo przez się, że warstwę wierzchnią i spodnią można wykonać z innych znanych materiałów w zakresie według wynalazku.

Wkład chłonny składa się z dwóch lub więcej warstw, górnej warstwy odbierającej płyny 14 oraz jednej lub dwóch dolnych warstw przesiąkalnych i warstw magazynujących 15 i 16. Materiał według wynalazku używa się głównie na warstwę odbierającą 14. Te warstwy, w których nie używa się materiału według wynalazku, można wykonać z innych typów materiałów, na przykład z materiału z konwencjonalnych włókien celulozowych.

Zadaniem warstwy odbierającej 14 jest szybkie wchłonięcie danej ilości cieczy. Ciecz ta może być tylko luźno utrzymywana w strukturze włókien i szybko z niej odprowadzana. Warstwa odbierająca 14 składa się z formowanego na sucho materiału według wynalazku i ma stosunkowo otwartą strukturę włókien o stosunkowo małej gęstości oraz zawiera 0 - 10% materiału superchłonnego. Korzystnie, materiał superchłonny stosowany w warstwie odbierającej 14 ma wysoką odporność żelu na ścinanie, dzięki czemu warstwa ta po zwilżeniu zachowuje otwartą trójwymiarową strukturę włókien. Odpowiedni zakres gęstości dla warstwy odbierającej 14 wynosi pomiędzy 0,20 - 0,70 g/cm³. Odpowiedni zakres gramatur dla warstwy odbierającej 14 wynosi 80 - 1000 g/m2.

172 704

Głównym zadaniem warstwy przesiąkalnej 15 jest skuteczny transport cieczy, odebranej przez warstwę odbierającą 14, do warstwy magazynującej 16 znajdującej się pod warstwą przesiąkalną 15 oraz zapewnienie wykorzystania możliwie największej części warstwy magazy rn»u j 4-» - 1 /£ /4/-. el^lwy yr y y F/łl·» n«f» * i» ΛΊΙ 7 rw »<a - łł r z ysrąkOml·· O 1 5> m 1 ż.......

Z/j¹ Iiuj4vvj lUUUtCiuw w viiia.iiia.iuu. tt uioiwu ρίζχόιψχαπια jlu ιπυ^υ

SD-łori <zó eia y *·/-- ń R1UUUV 01^ Zj tuz tłrfł/w vx* tj * materiałów i zawiera stosunkowo mało materiału superchłonnego.

Zadaniem warstwy magazynującej 16 jest wchłonięcie i związanie cieczy doprowadzonej do niej przez warstwę przesiąkalną 15. Warstwa magazynująca 16 może składać się z różnych typów materiałów i może zawierać stosunkowo dużo materiału superchłonnego.

Opcjonalnie, warstwę przesiąkalną 15 można połączyć w jedną warstwę z warstwą magazynującą 16. W takim przypadku, zarówno zawartość materiału superchłonnego w pojedynczej warstwie jak i jej gęstość będą stosunkowo duże.

W przypadku połączenia warstwy przesiąkalnej 15 z warstwą magazynującą 16 w jedną warstwę pojedynczą, zawartość materiału superchłonnego w warstwie można zmieniać w całym wyrobie w taki sposób, żeby uzyskać pewien jego gradient wzdłuż głębokości, długości i/lub szerokości wyrobu.

Rożne waistwy mogą mieć tóżne kształty i wymiaiy. Zazwyczaj w celu popiawy skuteczności wyrobu, wkładowi chłonnemu nadaje się pewien stopień elastyczności, między innymi w krokowej części wyrobu.

Na figurze 11 przedstawiono przykład wykonania opatrunku według wynalazku do ran i na owrzodzenia. W jego skład wchodzi, konwencjonalnie, wkład chłonny 41, umieszczony pomiędzy przepuszczalną dla płynów warstwą wierzchnią 42, składającą się odpowiednio z miękkiej włókniny, perforowanej folii z tworzywa sztucznego lub podobnego materiału, i znajdującą się podczas noszenia w pobliżu ciała użytkownika, oraz odpornej na płyny warstwy spodniej 43. Warstwy 42 i 43 mają części wystające poza wkład chłonny 41 i są ze sobą w tych częściach połączone. Warstwa spodnia 43 składa się z odpowiedniego materiału odpornego na płyny, na przykład z włókniny, której nadano własności hydrofobowe. Rozumie się jednak samo przez się, że warstwę wierzchnią i spodnią można wykonać z innych znanych materiałów, w zakresie wynalazku.

Wkład chłonny 41 składa się tylko z jednej warstwy. Warstwa ta może być wykonana z formowanego na sucho materiału według wynalazku i może być wykonana w taki sposób, że ma stosunkowo otwartą strukturę włókien o stosunkowo małej gęstości i zawiera 0 - 10% materiału superchłonnego. Odpowiedni przedział wartości gęstości w przypadku wkładu chłonnego 41 wynosi 0,20 - 0,50 g/cm³, a odpowiednia gramatura 200 - 700 g/m².

Rozumie się samo przez się, że zastosowania niniejszego wynalazku nie ograniczają się do pokazanych i opisanych przykładów wykonania oraz, że w zakresie niniejszych zastrzeżeń możliwa jest również realizacja innych przykładów wykonania. Wkład chłonny może być stosowany w wyrobach absorpcyjnych, takich jak pielucha, podpaska higieniczna, tampon, ochraniacz majtek, wkład chłonny dla osób nie będących w stanie opanować wydalania, ochraniacz bielizny pościelowej, opatrunek na rany lub owrzodzenia, wchłaniacz śliny i podobne wyroby.

172 704

FIG.5

172 704

FIG.7

172 704

nn m

FIG.11

172 704

FIG.1

FIG.3

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

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Wkład chłonny do wyrobu absorpcyjnego, zawierający materiał cząsteczkowy zawierający co najmniej 30% włókien celulozowych uformowanych na sucho we wstęgę i sprasowanych do gęstości pomiędzy 0,2 - 0,8 g/cm, znamienny tym, że zawiera włókna celulozowe suszone pneumatycznie, a końcowy wkład chłonny (11,41) stanowi uformowana pneumatycznie wstęga o gramaturze pomiędzy 50 - 1500 g/m .
2. Wkład chłonny według zastrz. 1, znamienny tym, że gramatura wkładu (11, 41) • · 1 1 ΛΛΠ lid . * Ί I 2 wynosi puinięuzy ou - iuuu g/πι , Kuizysunc iuu - ouu g/m .
3. Wkład chłonny według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że włókna celulozowe (61, 62) składają się głównie z włókien pulpy roztwarzanej chemotermomechanicznie.
4. Wkład chłonny według zastrz. 3, znamienny tym, że włókna (61, 62) pulpy roztwarzanej chemo-termomechanicznie mają wskaźnik kędzierzawości wynoszący pomiędzy 0,20 i 0,40.
5. Wkład chłonny według zastrz. 4, znamienny tym, że co najmniej pewną ilość włókien (61, 62) stanowią chemicznie usztywniane włókna celulozowe.
6. Wkład chłonny według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że włókna celulozowe (61, 62) składają się głównie z włókien pulpy roztwarzanej chemicznie.
7. Wkład chłonny według zastrz. 6, znamienny tym, że co najmniej pewną ilość włókien (61, 62) stanowią chemicznie usztywniane włókna celulozowe.
8. Wkład chłonny według zastrz. 1, znamienny tym, że w jego skład wchodzi pomiędzy 0 - 20% materiału superchłonnego, korzystnie pomiędzy 0,5 - 10%, a najbardziej korzystnie 1 - 5%, obliczonego w stosunku do całkowitej wagi wkładu w stanie suchym.
9. Wkład chłonny według zastrz. 1, znamienny tym, że w jego skład wchodzą środki wzmacniające, na przykład środek wiążący, włókna wzmacniające lub termoplastyczne włókna wiążące.
10. Wkład chłonny według zastrz. 1, znamienny tym, że w jego skład wchodzi warstwa wzmacniająca, na przykład z włókniny, bibułki, tworzywa sztucznego lub siatki.
11. Sposób wytwarzania wkładu chłonnego do wyrobu absorpcyjnego, w którym z materiału cząsteczkowego zawierającego co najmniej 30% włókien celulozowych formuje się na sucho wstęgę z włókien celulozowych i prasuje się ją do gęstości pomiędzy 0,2 - 0,8 g/cm³, znamienny tym, że przed uformowaniem wstęgi (11, 41) suszy się pneumatycznie włókna celulozowe, a następnie formuje się je pneumatycznie we wstęgę (11,41) o wadze jednostki pola powierzchni pomiędzy 50 - 1500 g/m², po czym wstęgę (11, 41), bez dalszego rozwłókniania i spulchniania, wprowadza się jako wkład chłonny do wyrobu.
12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że wstęgę (11, 41) prasuje się do gęstości pomiędzy 0,25 - 0,8 g/cm'3, korzystnie 0,3 - 0,7 g/cm3.
13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że wstęgę (11,41) prasuje się do uzyskania w niej wilgoci w ilości 3 - 20%, korzystnie4 -18%, a najbardziej korzystnie 11 -16%, obliczonej w odniesieniu do jej całkowitej wagi.
14. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że wstęgę (11,41), przed wprowadzeniem jako wkład chłonny do wyrobu rozwarstwia się, poprzez zmiękczanie mechanicznie, na liczne, częściowo oddzielone cienkie warstwy włókien (62), których gęstość odpowiada pierwszej gęstości.

* * *

172 704