PL178158B1

PL178158B1 - Okładzina od strony ciała zwłaszcza w absorpcyjnych wyrobach higieny osobistej

Info

Publication number: PL178158B1
Application number: PL94315231A
Authority: PL
Inventors: Wanda W. Jackson; Monica S. Diaz; Cheryl A. Perkins; Dawn M. Hauffman; Wendy L. Bush; Cheryl A. Mocadlo; Richard J. Birtwell
Original assignee: Kimberly Clark Co
Priority date: 1993-12-30
Filing date: 1994-12-28
Publication date: 2000-03-31
Also published as: WO1995017867A2; DE69428712T2; CN1142760A; CA2138584A1; DE69428712D1; AU1555595A; GB9426120D0; CN1083709C; US5643240A; RU2146120C1; PL179001B1; RO117891B1; JP3922721B2; KR100306454B1; JPH09507408A; EP0737053A1; FR2714593B1; TW388261U; GB2286967A; EP0737053B1

Description

Przedmiotem wynalazku jest okładzina od strony ciała, zwłaszcza w absorpcyjnych wyrobach higieny osobistej.

Wynalazek niniejszy dotyczy w szczególności połączenia dziurkowanej folii i puchatego, włóknistego materiału nietkanego. Materiał zaprezentowany w niniejszym wynalazku jest szczególnie przydatny do stosowania jako materiał do pokrywania wyrobów absorpcyjnych higieny osobistej obejmujących, ale nie ograniczających się do nich, podpaski sanitarne.

Znane są okładziny od strony ciała w absorpcyjnych wyrobach higieny osobistej, a podpasek sanitarnych w szczególności, zawierające dziurkowane folie i włókniste nietkane siatki jako dwa materiały zastosowane do wytworzenia okładziny. Obydwa z tych materiałów stosowane są pojedynczo lub w połączeniu jako powierzchnia mająca kontakt z ciałem lub jedna z warstw w tego typu produktach. Dziurkowane folie, wyjąwszy dobrze zaprojektowane, są z natury dwuwymiarowe i podczas gdy zapewniają nie brudzącą powierzchnię, zazwyczaj nie zabezpieczają dobrze przed ponownym moczeniem. Puszyste powłoki z włóknistych, nietkanych siatek pozwalają na szybkie wnikanie płynu i ułatwiają oddzielenie powierzchni pokrywającej od płynu, ale sam materiał może zatrzymywać część płynu wewnątrz swojej struktury w pobliżu górnej powierzchni, co daje w rezultacie poczucie zmoczenia i oczywiście problem plamienia. To poczucie zmoczenia i plamienia jest dla wielu użytkowników nie do przyjęcia. Innym problemem, który się pojawia w przypadku materiałów powłok z włóknistych, nietkanych siatek jest wyważenie wytrzymałości na przetarcie wraz z mięknięciem. Większość puszystych materiałów zapewnia poczucie miękkości i lepszą szybkość pochłaniania płynu, ale niektóre materiały równocześnie wykazują niską wytrzymałość na przetarcie. I na odwrót, materiały bardziej gęste, a zatem bardziej wytrzymałe na przetarcie mają tendencję do lepszego trzymania się podczas stosowania, ale wykazują zarazem mniejszą niż pożądana szybkość

178 158 pochłaniania płynu. Podjęto próby połączenia folii z włóknistymi, nietkanymi siatkami, ale z kolei z powodu niesłychanej rozbieżności materiałów i własności, jak również charakterystyki ich wzajemnego oddziaływania, uzyskany produkt spotkał się z różnym stopniem powodzenia.

Dlatego istnieje zapotrzebowanie na ulepszony materiał, który może być stosowany, między innymi, jako okładzina od strony ciała lub materiał pokrywający w absorpcyjnych produktach higieny osobistej.

Okładzina od strony ciała zwłaszcza w absorpcyjnych wyrobach higieny osobistej składająca się z warstwy dziurkowanej folii i warstwy oddzielającej, przy czym warstwa folii ma wewnątrz otworki, charakteryzuje się według wynalazku tym, że procent otwartej powierzchni w warstwie folii wynosi pomiędzy około 10 a 30%, przy czym wymieniona warstwa oddzielająca składa się z włóknistej nietkanej siatki o grubości pomiędzy około 0,76 a 3,8 mą gramaturze pomiędzy około 17 a 85 g/m² i przeciętnej wielkości porów pomiędzy około 100 a 400 mikronów.

Korzystnie włóknista nietkana siatka zawiera bardzo liczne włókna dwuskładnikowe.

Korzystnie włókna dwuskładnikowe włóknistej nietkanej siatki są włóknami typu włókno przy włókninie („side-by-side”) składającymi się z polietylenu i polipropylenu.

Korzystnie włókna włóknistej nietkanej siatki majądenier włókna pomiędzy około 1,5 a 6.

Korzystnie włókna dwuskładnikowe włóknistej nietkanej siatki są włóknami typu włókno przy włóknie („side-by-side”) składającymi się z polietylenu i poliestru.

Korzystną, cechą niniejszego wynalazku jest to, że oddzielająca warstwa z włóknistej, nietkanej siatki jest z natury puszysta, co powoduje, że połączenie dziurkowanej folii i warstwy oddzielającej ma dobrą szybkość wnikania zaabsorbowanych płynów ciała i niski stopień ponownego moczenia, a więc płyn raz zaabsorbowany nie powraca do powierzchni produktu. I w końcu, korzystne jest stosowanie dwuskładnikowych włókien w wytwarzaniu warstwy oddzielającej z włóknistej, nietkanej siatki. Takie dwuskładnikowe włókna mają różnorodne konfiguracje, obejmujące, ale nie ograniczające się do nich, konfiguracje włókien typu włókno przy włóknie („side-by-side”) i typu powłoka-rdzeń („sheath-core”). Przydatne polimery na takie dwuskładnikowe włókna obejmują, ale nie ograniczają się do nich, poliestry i poliolefiny, takie jak polietylen i polipropylen. Odpowiedni denier włókna będzie typowo zawierał się w zakresie 1,5-6.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania przedstawiono na rysunku, na którym na fig. 1 przedstawia perspektywiczny widok częściowego przekroju absorpcyjnego wyrobu higieny osobistej zawierającego połączenie folii i puszystego, nietkanego, materiału jako okładziny od strony ciała pokrywającego podpaskę sanitarną według niniejszego wynalazku, zaś na fig. 2 - przekrój poprzeczny absorpcyjnego wyrobu higieny osobistej zawierającego okładzinę od strony ciała według niniejszego wynalazku, takiego jak pokazany na fig. 1.

Wykładzina od strony ciała według wynalazku stanowi połączenie dziurkowanej folii i materiału oddzielającego z puszystych włóknistych, nietkanych siatek, które to połączenie jest szczególnie przydatne do stosowania jako materiał pokrywający w absorpcyjnych wyrobach higieny osobistej, obejmujących podpaski sanitarne, ale nie ograniczających się do nich.

Na figurach 1 i 2 pokazano absorpcyjny wyrób higieny osobistej 10, składający się z materiału okładziny od strony ciała 12 lub powłoki, według niniejszego wynalazku. Jak pokazują rysunki, absorpcyjny wyrób higieny osobistej ma postać podpaski sanitarnej. Tym niemniej, nie należy tego traktować jako ograniczenie rodzaju absorpcyjnego wyrobu higieny osobistej lub szczególnie, ostateczne zastosowanie, do którego połączenie folii i nietkanego materiału według niniejszego wynalazku może być stosowane.

Okładzina od strony ciała 12, według niniejszego wynalazku, jest wykonana z połączenia folii i puszystego, nietkanego materiału i obejmuje warstwę dziurkowanej folii 22 i włóknistą, nietkaną warstwę oddzielającą 26. Jak to widać z fig. 1 i 2, na warstwie folii 22 znajduje się bardzo dużo otworków 24, pozwalających na przepływ płynu przez warstwę folii. Według niniejszego wynalazku, „otworki” i „nadziurkowanie” może obejmować dziurki i/lub szczeliny,

178 158 które tworzą drogi przejścia przez warstwę folii z jednej powierzchni do drugiej. Otworki mogą być umiejscowione lub mogą rozciągać się na całej powierzchni warstwy folii 22, jak pokazano na fig. 1. Kiedy nadziurkowanie jest umiejscowione, występuje ono zazwyczaj w postaci wzdłużnej w centralnej części lub w postaci paska (nie pokazano), rozdzielającego powłokę na dwie boczne części, które nie są nadziurkowane (również nie pokazano). W tej konfiguracji, cała warstwa może być zrobiona z folii lub wzdłużna, centralna część może być wykonana z nadziurkowanej folii, a boczne części mogą być zrobione z innego materiału, takiego jak włóknista, nietkana siatka.

Przydatne materiały, które tworzą warstwę folii 22, obejmują jakikolwiek materiał, który może tworzyć folię, w tym, ale bez ograniczenia się do nich, poliolefiny i poliakrylany, jak również kopolimery i ich mieszaniny. Specyficzne polimery obejmują, ale nie ograniczają się do nich, polietylen (PE), polietylen o niskiej gęstości (LDPE), liniowy polietylen o niskiej gęstości (LLDPE) i octan etylenowowinylowy (EVA).

Istnieje wiele dobrze znanych sposobów wytwarzania takich folii, w tym, bez ograniczenia do nich, odlewanie i wydmuchiwanie.

Zazwyczaj, warstwa folii ma grubość pomiędzy około 0,025 a około 1,0 mm i procent otwartej powierzchni wynikający z nadziurkowania pomiędzy około 10 a około 30%, licząc na powierzchnię warstwy folii 22. Procent otwartej powierzchni oblicza się w oparciu o specyficzną powierzchnię jednostkową, obliczając obszar powierzchni całego otwartego obszaru wewnątrz specyficznej powierzchni jednostkowej, a następnie dzieląc ten całkowity obszar otwarty przez całkowity obszar powierzchni wewnątrz specyficznej powierzchni jednostkowej, a następnie mnożąc iloraz przez 100, aby uzyskać procent obszaru otwartego. Rozmiar i ilość otworków może zmieniać się w zależności od lepkości i innych własności płynu ciała, przechodzącego przez warstwę folii 22. Folia może być hydrofilowa lub hydrofobowa lub może być poddana obróbce, aby uzyskała tego rodzaju właściwości. Wiele mieszanek, z których ekstruduje się folię zawiera środek poślizgowy, taki jak ester tłuszczowy, który jest dodawany do mieszanki, który również czyni folię bardziej hydrofilową, która w przeciwnym razie staje się hydrofobowa.

Przydatne, dziurkowane folie obejmują folię AET polietylen CKX 215, folię Sultex PF-10 EVA /(lDpE/PP)/EVA i folię Mitsui polietylenową o niskiej gęstości. Folia AET polietylen CKX 215 ma procent otwartego obszaru w przybliżeniu wynoszący 28%. Folia Sultex PF-10 jest trój warstwowym laminatem o 18-22% obszaru otwartego. Dwie zewnętrzne warstwy składają się z octanu etylenowowinylowego (EVA), a wewnętrzna warstwa jest mieszaniną 17%o polipropylenu i 73% polietylenu o niskiej gęstości. Folia Mitsui z polietylenu o niskiej gęstości ma procent otwartego obszaru wynoszący 22-24%. Otworki są stożkowo zakończonymi kapilarami, które rozciągają się od dolnej strony warstwy folii.

Dla zabezpieczenia odpowiedniej ochrony przed przeciekiem, warstwa folii 22 i przegroda 14 są spojone ze sobą swoimi obrzeżami 17. Oba materiały mogą być połączone ze sobą za pomocą odpowiednich środków, które zapewnią właściwe uszczelnienie. Jeśli materiały tworzące warstwę folii 22 i przegrodę 14 są termicznie kompatybilne, obrzeża 17 mogą być łączone na gorąco. Alternatywnie, obie warstwy można łączyć za pomocą środków klejących, w tym opartych na wodzie, środków rozpuszczalnikowych i topionych na gorąco. Spojenie obrzeża 17 jest ważne, zapewnia bowiem dodatkową ochronę przez przeciekiem.

Pod dziurkowaną warstwą folii 22 i w bezpośrednim kontakcie z nią usytuowana jest włóknista, nietkana warstwa oddzielająca 26. Oddzielająca warstwa 26 z powodu jedynego w swoim rodzaju projektu i oddziaływaniu z warstwą folii 22, łatwo desorbuje płyn z powierzchni podpaski sanitarnej i przenosi go do rdzenia absorpcyjnego 16. Aby zmaksymalizować pochłanianie płynu i zminimalizować ponowne moczenie płynem, warstwa oddzielająca 26 powinna być wykonana z puszystej, włóknistej, nietkanej siatki. Jak to pokazano w przykładach poniżej, rodzaj włóknistej, nietkanej siatki jest krytyczny, jeśli chodzi o działanie połączenia folii i włóknistej, nietkanej siatki, jak również o końcowy produkt według niniejszego wynalazku. Zazwyczaj, okładzina od strony ciała 12, ma grubość pomiędzy około 0,76

178 158 a około 3,8 mm, gramaturę pomiędzy około 17 g/m² a 85 g/m² (0,5 a 2,5 uncji na yard kwadratowy) i przeciętną wielkość porów pomiędzy około 100 a około 400 mikronów.

Do wytwarzania włóknistych, nietkanych siatek można stosować jakikolwiek sposób, pod warunkiem, że otrzymana siatka ma własności opisane w niniejszym tekście. Szczególnie przydatne sposoby wytwarzania obejmują przędzenie i spajane powietrzem gręplowanych siatek, przy czym oba sposoby są dobrze znane i nie wymagają szczegółowego opisywania. Przędzone, nietkane siatki, są wykonane z włókien, które są formowane na drodze ekstruzji stopionego, termoplastycznego materiału jako włókno z licznych drobnych, na ogół okrągłych, kapilar dyszy przędzalniczej o średnicy ekstrudowanych włókien gwałtownie zmniejszanej, za pomocą wyciągania lub innych znanych mechanizmów przędzenia. Wytwarzanie przędzonych, nietkanych siatek ilustrują liczne, znane opisy patentowe.

Szczególnie przydatna, przędzona siatka na warstwę oddzielającą 26, jest wykonana z przędzonych, dwuskładnikowych włókien polietylenowo/polipropylenowych, typu włókno przy włóknie („side-by-side”). Sposób wytwarzania takich włókien i otrzymanie siatki obejmuje stosowanie pary ekstruderów dla oddzielnego podawania polietylenu i polipropylenu do dwuskładnikowej dyszy przędzalniczej. Dysze przędzalnicze do wytwarzania dwuskładnikowych włókien są dobrze znane ze stanu techniki i dlatego nie są opisywane szczegółowo. Na ogół, dysza przędzalnicza składa się z obudowy zawierającej zestaw przędzalniczy, w skład którego wchodzi wiele płytek posiadających wzorce rozłożenia otworków takie, aby tworzyły drogę przejścia ukierunkowującą polimery o wysokiej temperaturze topnienia i o niskiej temperaturze topnienia do każdego z otworków, w których tworzą się włókna w dyszy przędzalniczej. Dysza przędzalnicza ma otworki ułożone w jednym lub w dwóch rzędach, z których wytłoczony polimer wychodzi w postaci kurtyny włókien. W chwili, gdy włókna w postaci kurtyny opuszczają dyszę przędzalniczą, kontaktowane są z gazem chłodzącym, który co najmniej częściowo schładza włókna i rozwija utajoną spiralną karbikowatość. Często, powietrze chłodzące jest kierowane zasadniczo prostopadle do długości włókien, z szybkością od około 3,3 cm do około 13,12 cm na minutę, w temperaturze od około 7°C do 32°C (45'F do około 90'F).

Urządzenie wyciągające włókno lub aspirator, usytuowany jest poniżej gazu chłodzącego, aby otrzymać schłodzone włókna. Urządzenia wyciągające włókno lub aspiratory stosowane do przędzenia ze splotu są dobrze' znane w technice. Przykładowe urządzenia wyciągające włókno, przydatne do stosowania w sposobie według niniejszego wynalazku obejmują aspiratory liniowe znane z literatury patentowej, jak również pistolety wyprowadzające. Urządzenie wyciągające włókno ma na ogół wydłużone przejście, przez które włókna są ciągnione przez gaz zasysający. Gazem zasysającym może być jakikolwiek gaz, taki jak powietrze, który nie przejawia niekorzystnego oddziaływania z włóknami polimeru. Gaz zasysający może być ogrzewany podczas ciągnienia schłodzonego włókna i ogrzewać włókna do temperatury, wymaganej do wystąpienia utajonej karbikowatości. Temperatura wymagana do wystąpienia utajonego karbikowania wewnątrz włókien zmienia się od około 44°C (110'F) do maksymalnie, temperatury niższej od temperatury topnienia niżej topiącego się składnika polimeru, którym jest w tym przypadku polietylen. Na ogół, wyższa temperatura powietrza wytwarza wyższą karbikowatość.

Wyciągnięte i karbikowane włókna osadza się statystycznie, na tworzącej się w sposób ciągły powierzchni, na ogół za pomocą urządzeń próżniowych umieszczonych poniżej wytwarzanej powierzchni. Próżnia ma za zadanie wyeliminowanie niepożądanego rozwiewania włókien i skierowanie włókien na tworzącą się powierzchnię w celu utworzenia jednorodnej, niespojonej siatki z dwuskładnikowych włókien. Jeśli jest to wskazane, wytworzoną siatkę można lekko ścisnąć za pomocą wałków, zanim podda się ją procesowi spajania.

Do spajania dwuskładnikowych przędzonych siatek, stosuje się urządzenie do spajania powietrzem. Takie urządzenia są dobrze znane ze stanu techniki i nie ma potrzeby opisywania ich. W urządzeniu tym, ogrzane powietrze przechodzi przez siatkę, w celu ogrzania jej do temperatury wyższej niż temperatura topnienia topiącego się w niższej temperaturze składnika

178 158 włókien dwuskładnikowych, ale niższej niż temperatura topnienia składnika topiącego się wyższej temperaturze. Podczas ogrzewania, część polimeru włókien siatki topiącego się w niższej temperaturze topi się i stopiona część włókien przylega do sąsiednich włókien w punktach krzyżowania się, podczas gdy część włókien polimeru topiącego się w wyższej temperaturze utrzymuje fizyczną i wymiarową całość siatki.

Siatki spajane, gręplowe wykonane są z włókien ciętych, które są zazwyczaj nabywane w belach. Bele umieszcza się w gońcu czółenkowym, który rozdziela włókna. Następnie, włókna są przesyłane przez urządzenia czeszące lub gręplujące, które dodatkowo odrywają od siebie i wyrównują cięte włókna w kierunku maszyny, tak aby utworzyć zorientowaną zgodnie z kierunkiem maszyny włóknistą, nietkaną siatkę. Tak utworzona siatka, jest następnie spajana jednym lub kilkoma ze sposobów spajania. Jednym ze sposobów spajania jest spajanie proszkowe, w którym sproszkowany środek adhezyjny jest rozprowadzany na siatce i następnie aktywowany, zazwyczaj przez ogrzewanie siatki i środka adhezyjnego gorącym powietrzem. Innym sposobem spajania jest spajanie z użyciem wzornika, w którym ogrzewane rolki gładziarki lub ultradźwiękowych urządzeń spajających są stosowane do spajania włókien ze sobą, zazwyczaj z umiejscowionym wzorcem spajania, chociaż siatka może być spajana na całej powierzchni, jeśli jest to pożądane. Najlepszym sposobem przy stosowaniu dwuskładnikowych włókien ciętych jest stosowanie urządzenia do spajania powietrzem, jak opisane powyżej dla dwuskładnikowej siatki przędzonej.

Ważnym parametrem wytwarzania warstwy oddzielającej 26 jest zachowanie jej puszystej natury. Powinno się unikać zbędnego zagęszczania włóknistej nietkanej siatki w wyniku procesów spajania. Spajanie za pomocą powietrza i spajanie adhezyjne są przykładami sposobów spajania, które nie wpływają ujemnie na puszystość otrzymanej siatki. Tego rodzaju sposoby spajania są dobrze znane i nie ma potrzeby ich szczegółowego opisywania.

Odpowiednie włókna do wytwarzania włóknistych, nietkanych siatek, typowo obejmują termoplastyczne włókna, takie jak są uzyskiwane z poliolefm i poliestrów, jak również kopolimerów poliolefin, takich jak kopolimery polietylen/polipropylen. Włókna takie zazwyczaj dobrze nadają się do termicznego i proszkowego spajania, mają dobrą wytrzymałość i mają szeroki zakres denier. Odpowiedni denier włókna jest zazwyczaj w zakresie pomiędzy około 1,5 a 6. Włókna dwuskładnikowe szczególnie dobrze nadają się do stosowania zgodnie z niniejszym wynalazkiem. Włókna dwuskładnikowe mogą być włóknami ciętymi lub długimi włóknami ciągłymi, takimi jak wytwarzane w opisanym wyżej sposobie przędzenia. Włókna dwuskładnikowe zazwyczaj mają część polimerową o niższej temperaturze topnienia i część polimerową o wyższej temperaturze topnienia, przy czym część polimerowa o niższej temperaturze topnienia działa jako środek spajający włókna, jeśli dostarczy się wystarczającą ilość ciepła. Takie dwuskładnikowe włókna mogą mieć na przykład układ typu włókno przy włóknie („side-by-side”), powłoka-rdzeń („sheath/core”) i struktura wsypowa („islands-in-sea”). Z wszystkimi tego typu układami co najmniej część powierzchni zewnętrznej włókna dwuskładnikowego zawiera składnik polimeru o niższej temperaturze topnienia, co umożliwia spojenie włókien.

Dwie szczególnie przydatne nietkane, puszyste warstwy oddzielające, jak opisane poniżej w przykładach, to dwuskładnikowa, przędzona, nietkana siatka z polietylenu/polipropylenu, typu włókno przy włóknie („side-by-side”), o włóknach 3 denier i o gramaturze 41 g/m²(1,2 osy), o grubości 55,65 mils i wielkości porów pomiędzy około 100 a 120 mikronów. Drugim materiałem jest dwuskładnikowa siatka spajana powietrzem z włókna ciętego, gręplowanego, która ma gramaturę 27 g/m2 (0,8 osy), grubość 55 mils i wielkość porów pomiędzy około 100 a 150 mikronów. Siatka jest zrobiona z mieszanki 50/50% wagowych, licząc na całkowity ciężar siatki, włókien ciętych o 1,8 i 3 denier polietylenowa powłoka („sheath”) /poliestrowy rdzeń („core”), o długości włókna 38 mm. Na ogół, jednakże warstwa oddzielająca ma grubość pomiędzy około 0,76 a 3,8 mm, gramaturę pomiędzy 17 a 85 g/m2, wielkość porów pomiędzy około 100 a 400 mikronów.

178 158

Wiele włókien stosowanych do wytwarzania warstwy oddzielającej 26 ma charakter hydrofobowy, ale nie jest to konieczne. Dla ułatwienia przenoszenia płynu z dziurkowanej warstwy folii 22 do rdzenia absorpcyjnego 16, na ogół pożądane jest poddanie włókien, tworzących warstwę oddzielającą 26, działaniu pewnego typu środków powierzchniowo czynnych lub środków zwilżających. Takie środki powierzchniowo czynne i środki zwilżające są dobrze znane i mogą być dodawane podczas procesu wytwarzania włókna lub po tym procesie w postaci natrysku na włókna i w kolejnej operacji wysuszeniu.

Ważne jest, aby warstwa dziurkowanej folii 22 i warstwa oddzielająca 26 były w bliskim kontakcie, co najmniej w obszarze nadziurkowanej warstwy folii. Z powodu oddziaływania pomiędzy warstwą dziurkowanej folii 22, a warstwą oddzielającą 26, nie jest wymagane, aby te dwie warstwy były połączone adhezyjnie albo w inny sposób ze sobą, pod warunkiem, że są w bliskim kontakcie pomiędzy sobą. Tym niemniej, możliwe jest połączenie tych dwóch warstw, jeśli jest to konieczne, za pomocą środków adhezyjnych lub termicznie, jeżeli włókna i folia są termicznie kompatybilne.

W przypadku zastosowania okładziny według wynalazku w wyrobach chłonnych dla przepływu płynu od okładziny od strony ciała 12 do rdzenia absorpcyjnego 16 wyrobu, konieczne jest na ogół wytworzenie gradientu wielkości porów wewnątrz rdzenia absopcyjnego 16, gdzie pory przylegające do okładziny od strony ciała są większe niż pory przylegające do dolnej części rdzenia absorpcyjnego. Takie gradienty wielkości porów zwiększają ich działanie kapilarne, co powoduje, że płyn jest dużo szybciej pochłaniany przez podpaskę sanitarną 10, gdzie jest zatrzymywany. Wskutek tego pożądane jest, aby wymiar poszczególnych dziurek lub otworków w warstwie folii był większy niż wymiar porów w warstwie oddzielającej, przy czym wymiar porów w warstwie oddzielającej jest z kolei większy niż wymiar porów rdzenia absorpcyjnego 16. Dla ułatwienia ssania kapilarnego możliwe jest wytwarzanie rdzenia absorpcyjnego z jedną lub dwiema warstwami lub strefami. Jak pokazano na fig. 2, rdzeń absorpcyjny 16 może zawierać górną warstwę 18 i dolną warstwę 20. Górna warstwa 18 i dolna warstwa 20 są wykonane z włóknizowanej pulpy drzewnej lub z kłaczków, przy czym górna warstwa lub okładzina od strony ciała 18 ma niższą gęstość niż dolna lub przylegająca do garderoby warstwa 20. Na przykład, górna warstwa może mieć gęstość pomiędzy około 0,03 a około 0,10 g/cm³, podczas gdy dolna warstwa może mieć gęstość pomiędzy około 0,05 a około 0,15 g/cm3.

Aby udowodnić niezwykłą funkcjonalność połączenia dziurkowanej folii i warstwy oddzielającej według niniejszego wynalazku i jego przydatności w absorpcyjnych wyrobach higieny osobistej, przygotowano serię próbek, a następnie przebadano je. Procedury testowe, próbki, wyniki testów są zestawione poniżej.

Procedury testowe

W celu zmierzenia szybkości pochłaniania cieczy przez dziurkowaną folię i nietkany laminat przeprowadzono test przenikania z zastosowaniem „Z-Date”, syntetycznego menstrualnego płynu zawierającego, licząc w procentach wagowych, w przybliżeniu 82,5% wody, 15,8% pirolidonu poliwinylowego i 1,7% soli, środków barwiących i środków powierzchniowo czynnych. Ma on lepkość 17 centypuazów i napięcie powierzchniowe 53,5 dyn/cm. Próbkę o wielkości 7,62 cm (3 cale) na 17,8 cm (7 cali) badanego materiału polewano od strony folii 10 cm3 syntetycznego płynu menstruacyjnego, podawanego z pojemnika o otworze wylotowym wielkości 5,1 cm (2 cale) na 1,3 cm (0,5 cala). Następnie, zmierzono czas (sek), potrzeby do zaabsorbowania 8 cm3 płynu. Krótszy czas absorpcji wskazywał na szybsze pochłanianie dla poszczególnego materiału.

W zastosowaniach absopcyjnych wyrobów higieny osobistej, pożądane jest, aby po przejściu płynu menstruacyjnego przez okładzinę od strony ciała, płyn ten nie moczył powierzchni ponownie lub moczył ponownie tak mało jak to jest tylko możliwe. Dla zbadania stopnia ponownego moczenia, 10 cm3 syntetycznego płynu menstruacyjnego wprowadzono do świeżej próbki testowej o tych samych wymiarach jak opisane powyżej, z pojemnika o otworze wylotowym wielkości 5,1 cm na 1,3 cm (2 cale na 0,5 cala). Następnie, na górze próbki

178 158 umieszczano bibularz i poddawano działaniu ciśnienia 1 funta na cal kwadratowy w ciągu 3 minut. Po 3 minutowej przerwie, papier z bibularza usuwano i ważono, podając w gramach ilość zaabsorbowanego przez bibularz, syntetycznego płynu menstruacyjnego. Wyższe wartości wskazywały na wyższy stopień ponownego moczenia przez poszczególny badany materiał.

Aby zmierzyć „Starrett Bulk” lub grubość materiału, która jest związana z grubością materiałową, próbki materiału 127 mm x 127 mm (5 cali na 5 cali) ściskano, stosując obciążenie 0,05 funta na cal kwadratowy i mierzono grubość materiału podczas gdy próbka była ściskana. Wyższe liczby wskazywały na grubsze, bardziej objętościowe materiały.

Wielkość porów przestrzeni pomiędzy włóknami oblicza się stosując równanie Laplace na ciśnienie kapilarne, opierając się na nmmienin nnrów

gdzie:

α = ciśnienie powierzchniowe płynu β = kąt zwilżania ciecz/ciało stałe

- zmniejszający się, jeśli pory są zdesorbowane

- wzrastający, jeśli pory absorbują δΡ = pgh

Tak więc, wymiar porów jest dwa razy większy niż promień lub obliczona średnica pora. Aby otrzymać przeciętny wymiar pora, dokonuje się 5 oddzielnych odczytów wymiaru pora i suma tych odczytów jest dzielona przez 5, aby uzyskać średnią.

Przykłady. Badania przeprowadzono na serii dziurkowana folia/warstwa oddzielająca włókniny. Aby zademonstrować ich własności, zostały one zastosowane jako okładzina od strony ciała lub pokrycia w dwóch rodzajach podpasek sanitarnych. Pierwsza z nich to podpaska Kimberly-Clark KOTEX® Maxi. Druga z nich była także produktem Kimberly-Clark, w tym wypadku europejska wersja KOTEX® Maxi. Przebadano również podpaskę sanitarną ALWAYS®, aby mieć więcej punktów odniesienia.

Amerykańska wersja podpaski sanitarnej KOTEX® Maxi, składa się z okładziny od strony ciała, rdzenia absorpcyjnego i folii z tworzywa sztucznego, która stanowi przegrodę. Rdzeń absorpcyjny ma strukturę wieloskładnikową. Część rdzenia absorpcyjnego przylegająca do okładziny od strony ciała składa się z sześciu warstw marszczonej waty, z których każda o gramaturze 19 g/m2. Pod tą częścią rdzenia absorpcyjnego znajduje się pojedyncza warstwa tkaniny o gramaturze 19 g/m2, która otacza 6,68 g kłaczków bawełnianych o gęstości 0,07 g/cm³. Okładzinę od strony ciała stanowiła przędzona siatka polipropylenowa, która otaczała dookoła cała strukturę. Przędzona siatka była spajana punktowo z 15% powierzchnią spajania i poddana działaniu niejonowego środka powierzchniowo czynnego Triton® Χ-102 dodanego powierzchniowo w przybliżeniu w ilości 0,26% wag., licząc na ciężar materiału pokrywającego.

Europejska wersja podpaski sanitarnej KOTEX® Maxi ma warstwę przenoszącą wykonaną z materiału rozdmuchiwanego na gorąco, o gramaturze 45 g/m2.

Inną podpałką sanitarną, zastosowaną jako kontrolna, była podpaska sanitarna ALWAYS®. Podpaska ta była połączona obrzeżem z dziurkowaną foliąjako okładziną od strony ciała i nie miała warstwy przenoszącej.

Do zastosowania w niniejszym wynalazku wybrano trzy dostępne handlowo folie. Obejmowały one poprzednio opisane folie, folię Sultex, folię AET i folię Mitsui.

W połączeniu z wyżej wspomnianymi foliami przygotowano i przebadano serię warstw oddzielających z włóknistej, nietkanej siatki. Jeden zestaw' warstw oddzielających był zrobiony z dwuskładnikowych, przędzonych, nietkanych siatek, podczas gdy drugi zestaw warstw oddzielających był zrobiony z gręplowanych, spajanych powietrzem siatek z zastosowaniem dwuskładnikowych, ciętych włókien polietylenowa powłoka („sheath”) /polipropylenowy rdzeń („core”). Dodatkowo, przygotowano również kilka standardowych włóknistych nietkanych

1718158 siatek, obejmujących przędzone i rozdmuchiwane na gorąco siatki, aby wykazać różnice pomiędzy materiałami według niniejszego wynalazku, a konwenancjonalnymi dwuwarstwowymi materiałami pokrywającymi.

Dwuskładnikowa, przędzona, nietkana siatka (Bico SB) była zrobiona z przędzonych włókien polietylen/polipropylen o 3 denier. Siatka miała gramaturę 41 g/m2 (1,2 osy), grubość 1,2 mm (0,052 cala) i przeciętną wielkość porów wynoszącą 140 mikronów. Gręplowana, spajana powietrzem siatka (TABCW) miała gramaturę 27 g/m2 (0,8 osy) i była zrobiona z mieszanki 50/50% wag., licząc na całkowity ciężar siatki, dwuskładnikowych, ciętych włókien o 51 mm długości, 1,8 i 3,0 denier, polietylenowa powłoka („sheath)/poliestrowy rdzeń („core”). Porównawcza przędzona siatka nietkana, była zrobiona z włókien polipropylenowych o 5,0 denier. Wykonana była metodą punktowego spajania z zastosowaniem wzorników spajania, mających całkowitą powierzchnię spajania 15%. Siatka przędzona miała gramaturę 32,3 g/m2 (0,95 osy), grubość 0,28 mm (0,011 cala) i przeciętną wielkość porów 85 mikronów. Porównawcza siatka spajana powietrzem była zrobiona z włókien polipropylenowych o denier mniejszym niż jeden. Otrzymana siatka miała gramaturę 44,5 g/m2 (1,3 osy). Była spajana punktowo o całkowitej powierzchni spajania wynoszącej 15%. Wszystkie włókna wyżej wymienionych siatek były poddane działaniu środka powierzchniowo czynnego.

Jak wskazują przykłady poniżej, przygotowano różne połączenia wyżej opisanych materiałów, a następnie umieszczano je na wierzchu wcześniej wzmiankowych standardowych podpasek sanitarnych, a następnie przebadano. Połączenia i wyniki badań są przedstawione poniżej.

Przykład I. W przykładzie I badano trzy podpaski sanitarne, aby określić czas wnikania i własności ponownego moczenia, zgodnie z ustalonymi powyżej procedurami testowymi, stosując syntetyczny płyn menstrualny. Próbka la była folią Sultex umieszczoną na wierzchu, ale nie przyklejoną do podpaski KOTEX® Maxi (US wersja). Usunięto oryginalną nietkaną powłokę z KOTEX® Maxi i na to miejsce zastosowano folię Sultex. W próbce 1b zastosowano tę samąKOTEX® Maxi i połączenie folii Sultex z warstwą oddzielającą, zrobioną z dwuskładnikowej, przędzonej, spajanej powietrzem siatki o 41 g/m2 (1,2 osy) z włókien typu włókno przy włóknie („side-by-side”) o 3 denier polietylenowo/polipropylenowych. Folia Sultex i warstwa oddzielająca z dwuskładnikowej, przędzonej siatki były następnie umieszczane na wierzchu KOTEX® Maxi z dwuskładnikową siatką przędzoną, przylegającą do rdzenia absorpcyjnego. Nie zastosowano kleju pomiędzy folią a nietkaną warstwą, ani też pomiędzy warstwą nietkaną a rdzeniem absorpcyjnym. Próbka 1c była podpaską sanitarną ALWAYS® Dri-Weave®. Wyniki badań czasu wnikania i ponownego moczenia są przedstawione w tabeli 1.

Tabela 1

Próbka	Rodzaj podpaski	Powłoka	Czas wnikania (sek)	Ponowne moczenie (g)
la	KOTEX® Maxi	Folia Sultex	17	1,0
1b	KOTEX® Maxi	Folia Sultex/ Bico SB NW	12	0,1
1c	ALWAYS®	Dziurkowana	8	0,2

Folia

Jak wynika z tabeli 1, podpaska sanitarna ALWAYS® miała najlepszy czas wnikania, wynoszący 8 sekund. KOTEX® Maxi tylko z folią Sultex (próbka 1a) miała szybkość wnikania, która była prawie dwukrotnie większa niż w przypadku próbki 1c, tym niemniej, kiedy zmodyfikowano folię Sultex, przez dodanie warstwy oddzielającej z dwuskładnikowej, nietkanej, przędzonej siatki (próbka 1b), szybkość wnikania spadła o całe 5 sekund. Dodatkowo, stopień ponownego moczenia dla próbki 1b zmniejszył się dziesięciokrotnie i był o połowę mniejszy

178 158 niż w próbce 1c. Wynika z tego, że dodanie warstwy oddzielającej z dwuskładnikowej włóknistej, nietkanej, przędzonej siatki w dużym stopniu zwiększa szybkość wnikania i własności ponownego moczenia warstwy folii, kiedy stosuje się tylko materiał pokrywający w połączeniu z podpaską sanitarną.

Przykład II.W przykładzie II przygotowano 11 próbek (2a-2k). Próbki składały się z warstwy pokrywającej otrzymanej z poprzednio opisanych folii Sultex, Mitsui i AET pojedynczo i w połączeniu z poprzednio opisaną warstwą oddzielającą o 41 g/m¹ (1,2 osy) dwuskładnikową, przędzoną (Bico SB) i warstwami oddzielającymi z siatki gręplowanej, spajanej powietrzem (TABCW) o 27 g/m2 (0,8 osy) według niniejszego wynalazku. Wszystkie materiały pokrywające umieszczano na wierzchu podpaski sanitarnej KOTEX® Maxi (wersja US), z której usunięto oryginalną powłokę. Ponownie, warstwy folii i folia/nietkany materiał nie były sklejone z rdzeniem absorpcyjnym, ani też nie były sklejone ze sobą. Badano własności wnikania i ponownego moczenia próbek z zastosowaniem syntetycznego płynu menstruacyjnego, a wyniki przedstawiono w tabeli 2, poniżej. Dodatkowo, szybkości wnikania i własności ponownego moczenia określono także dla materiałów powłokowych, które składały się tylko z dwuskładnikowej, przędzonej warstwy oddzielającej (próbka 2j) i warstwy oddzielającej z siatki gręplowanej, spajanej powietrzem (próbka 2k) według niniejszego wynalazku.

Tabela 2

Próbka	Warstwa pokrywająca	Czas wnikania (sek)	Ponowne moczenie (g)
2a	Sultex	18,85	0,97
2b	Sultex W/Bico SB	11,70	0,03
2c	Sultex W/TABCW	9,12	0,04
2d	Mitsui	15,68	0,04
2e	Mitsui W/Bico SB	9,70	0,02
2f	Mitsui W/TABSW	8,30	0,03
2g	Folia AET	21,55	1,28
2h	Folia AET W/Bico SB	11,55	0,07
2i	Folia AET W/TABCW	7,98	0,08
2j	tylko Bico SB	12,36	0,10
2k	tylko TABCW	7,24	0,30

Jak wynika z tabeli 2 we wszystkich przykładach czasy wnikania dla dziurkowanej folii były zmniejszone, jeśli stosowano ją w połączeniu albo z dwuskładnikową, przędzoną (Bico SB) warstwą oddzielającą (przykłady 2b, 2e i 2h) albo z warstwą oddzielającą z dwuskładnikowej siatki gręplowanej, spajanej powietrzem (TABCW) (próbki 2c, 2f i 2i). Także stopień ponownego moczenia we wszystkich przypadkach był zmniejszony. Porównując próbki 2a i 2b, stopień ponownego moczenia zmniejszył się 32 razy i 24 razy w porównaniu z próbką 2a i 2c. W próbkach 2h i 2i stopień ponownego moczenia w porównaniu do próbki 2g zmniejszył się odpowiednio 18 razy i 16 razy.

Przykład III. Po wykazaniu w dwóch poprzednich przykładach, że w porównaniu z konwencjonalnymi nietkanymi powłokami i samymi powłokami z folii, próbki według niniejszego wynalazku mają polepszone szybkości wnikania i własności ponownego moczenia, w przykładzie 3 przetestowano materiały według niniejszego wynalazku w porównaniu z dwoma zwykle stosowanymi materiałami warstwy przenoszącej. W przeszłości stosowano kawałki materiału przędzonego (SB) i rozdmuchiwanego na gorąco (MB) do oddzielania nietkanych powłok w absorpcyjnych wyrobach higieny osobistej od rdzeni absorpcyjnych. Przy178 158 gotowano dwa takie materiały i umieszczono je pod folią Sultex i wówczas umieszczono kompozycję na wierzchu podpaski KOTEX® Maxi (wersja europejska) i badano czas wnikania i ponowne moczenie. Następnie, próbki te porównywano z podpaską KOTEX® Maxi (wersja europejska) pokrytą połączeniem folia Sultex/nietkany materiał według niniejszego wynalazku, jak opisane w przykładzie II. Patrz tabela 3.

Tabela 3

Próbka	Materiał powłoki	Czas wnikania (sek)	Ponowne moczenie (g)
3a	Folia Sultex	13,34	1,00
3b	Sultex/Bico SB	11,50	0,10
3c	Sultex/TABCW	10,17	0,05
3d	Sultex/SB	20,79	0,38
3e	Sultex/MB	20,89	0,24

Jak wynika z danych w tabeli 3, powyżej, próbki z konwencjonalnymi nietkanymi warstwami (próbki 3d i 3e) miały szybkość wnikania, która była zasadniczo podwójna w stosunku do materiału podpaski sanitarnej według niniejszego wynalazku (próbki 3b i 3c). Szybkość ta była również wyższa niż szybkość wnikania w przypadku stosowania tylko folii Sultex (próbka 3a). Stosowana w próbce 3d przędzona, nietkana warstwa miała włókna polipropylenowe o 5 denier, gramaturę 32,3 g/m² (0,95 osy) i była spajana punktowo o wzorniku spajania mającym 15% powierzchni spojenia. Ta nietkana warstwa nie miała własności, łącznie z puchatą naturą, koniecznych do zapewnienia cech według niniejszego wynalazku. Rozdmuchiwana na gorąco, nietkana warstwa w próbce 3e miała gramaturę 44,5 g/m2 (1,3 osy), przeciętną wielkość porów wynoszącą 30 mikronów i wielkość włókna poniżej 1 denier, co tworzy materiał nie zapewniający dużej szybkości wnikania i niskich wartości ponownego moczenia, które są możliwe w przypadku materiału według niniejszego wynalazku.

Po tak szczegółowym opisaniu wynalazku, staje się jasne, że mogą być poczynione różne zmiany i modyfikacje w ramach niniejszego wynalazku nie wychodząc poza ducha i zakres poniżej następujących zastrzeżeń.

178 158

FIG. 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Okładzina od strony ciała zwłaszcza w absorpcyjnych wyrobach higieny osobistej, składająca się z warstwy dziurkowanej folii i warstwy oddzielającej, przy czym warstwa folii ma wewnątrz otworki, znamienna tym, że procent otwartej powierzchni w warstwie folii wynosi pomiędzy około 10 a 30%, przy czym wymieniona warstwa oddzielająca składa się z włóknistej nietkanej siatki o grubości pomiędzy około 0,76 do 3,8 mm, gramaturze pomiędzy około 17 a 85 g/m² i przeciętnej wielkości porów pomiędzy około 100 a 400 mikronów.
2. Okładzina od strony ciała według zastrz. 1, znamienna tym, że włóknista nietkana siatka zawiera bardzo liczne włókna dwuskładnikowe.
3. Okładzina od strony ciała według zastrz. 2, znamienna tym, że włókna dwuskładnikowe włóknistej nietkanej siatki są włóknami typu włókno przy włóknie („side-by-side”) składającymi się z polietylenu i polipropylenu.
4. Okładzina od strony ciała według zastrz. 3, znamienna tym, że włókna włóknistej nietkanej siatki majądenier włókna pomiędzy około 1,5 a 6.
5. Okładzina od strony ciała według zastrz. 2, znamienna tym, że włókna dwuskładnikowe włóknistej nietkanej siatki są włóknami typu włókno przy włóknie („side-by-side”) składającymi się z polietylenu i poliestru.
6. Okładzina od strony ciała według zastrz. 5, znamienna tym, że włókna włóknistej nietkanej siatki maaądenier włókna pomiędzy około 1,5 a 6.