RU221281U1 - Абсорбирующая пеленка - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к средствам санитарной гигиены. Абсорбирующая пеленка содержит верхний лицевой влагопропускающий и нижний непроницаемый для жидкости наружные слои, а также расположенный между ними влагопоглощающий слой в виде суперабсорбента. Наружные слои соединены между собой по периметру клеевым способом, а на стороне лицевого слоя пеленка разделена тиснением методом блинтования на отдельные зоны с сетчатым рельефом. Верхний лицевой влагопропускающий слой выполнен из бумаги тиссью плотностью от 16 до 24 г/м², а нижний слой выполнен из полиэтиленовой пленки с микропористой структурой с плотность от 13 до 25 г/м². 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Полезная модель относится к средствам санитарно-гигиенического обеспечения и касается конструкции пеленок одноразовых впитывающих, в которых в качестве впитывающего слоя используется суперабсорбирующий полимер.

Из уровня техники известны решения, относящиеся к поглощающим или абсорбирующим подстилкам, содержащие проницаемый для жидкости верхний слой, непроницаемый для влаги нижний слои, и расположенный между ними влагопоглощающий слой.

Так, известно на впитывающее изделие, имеющее проницаемый для жидкости поверхностный слой; непроницаемый для жидкости барьерный слой; впитывающую сердцевину, расположенную между поверхностным слоем и барьерным слоем, при этом впитывающая сердцевина содержит первый слой подложки и второй слой подложки, и смесь суперабсорбирующего полимера и клея между первым и вторым слоями подложки, причем клей образует трехмерную решетчатую структуру, которая состоит из множества взаимосвязанных сегментов решетки и создает матрикс, на котором суспендированы частицы суперабсорбирующего материала, при этом трехмерная решетчатая структура является чувствительной к давлению, так, что в ней сформированы новые связи в результате воздействия упаковочного давления на материал впитывающей сердцевины, который при его сматывании в рулон или уплотнении в стопке имеет измененную форму и неровную поверхностную структуру. При этом первый и второй слои подложки выполнены податливыми и состоят из материала тиссью (RU 2645985).

Так же известна пеленка впитывающая, содержащая проницаемый для жидкости поверхностный слой из плотного нетканого материала с относительно низкой плотностью (полиэстер или полипропилен, либо их смесь), при эксплуатации располагаемый в сторону тела, непроницаемый для жидкости защитный слой, впитывающую жидкость сердцевину, расположенную между поверхностным слоем и защитным слоем и содержащую два слоя из тиссью и размещенный между ними слой суперабсорбирующего полимера, сцепленный с тиссью. Сцепление суперабсорбирующего полимера с тиссью выполнено методом тиснения собранных в последовательно расположенном порядке поверхностного слоя, сердцевины и защитного слоя путем приложения давления к поверхностному слою для получения сеточного вида рельефа (RU 217813, A61F13/15, опубл. 19.04.2023 г.).

Это решение принято в качестве прототипа.

К недостаткам можно отнести то обстоятельство, что при попадании жидкости на такой слой лицевой стороны, выполненный с функцией влагопропускания, но из полипропилена, жидкость, проникая в водопоглощающий/абсорбирующий слой, остается в том или ином виде в материале лицевого слоя, так как полипропилен хорошо устойчив, не впитывает влагу, но смачивается с образованием на поверхности отдельных капель. Так как этот материал выполнен с порами, то под собственным весом большая часть влаги уходит в срединный поглощающий слой. В связи с этим со стороны лицевого слоя, из-за наличия жидкости в порах этого слоя, начинает выделяться неприятный запах.

Лицевой слой выполнен гидрофильным из полипропилена. Известно, что гидрофильность - характеристика интенсивности молекулярного взаимодействия материала с водой, способность хорошо впитывать воду, а также высокая смачиваемость поверхностей водой. Гидрофильность характеризуется величиной адсорбционной связи молекул материала с молекулами воды, образованием с ними неопределённых соединений и распределением количества воды по величинам энергии связи. Это указывает на то, что как нетканое полотно лицевого слоя пропускает излишки влаги (не удерживаются на нитях полотна под собственным весом), а как гидрофильное полотно материал хорошо смачивается и удерживает на нитях капли влаги. Так как гидрофильные материалы не обладают свойством всасывания в себя влаги, то влага на нитях этого материала высыхает естественным путем за счет испарения. В связи с этим между средним влавговпитывающим слоем и лицевым слоем существует единая жидкостная связь, что приводит к появлению запаха, дискомфорту и необходимости смены пеленки.

Кроме того, конструкция пеленки довольно сложна по технологии ее изготовления. Применение пяти слоев для удержания влаги, два из которых выполнены из бумаги тиссью, а срединный поглощающий слой – из суперабсорбента, неоправданно сложно. Бумага тиссью обладает уникальным свойством пропускать влагу, смачивая свои нити, в одну сторону, но не дает возможности влаге, поглощенной суперабсорбентом, возвращаться через слой этой бумаги в связи с несовпадением размеров пор и размеров гранул. Но при этом бумага высыхает быстро и сокращает свои поры, а лицевой слой из полипропилена не поглощает влагу, а удерживает остатки влаги капельно на своей поверхности. Эти капли не проходят к бумажному слою, а высыхают естественно. В связи с этим запах остается и неприятные ощущения сырости тоже присутствуют.

Настоящая полезная модель направлена на достижение технического результата заключающегося в упрощении конструкции за счет использования бумаги тиссью в качестве пропускающего влагу лицевого слоя, разрывающего жидкостную связь между лицевым и внутренним влагопоглощающим слоями для исключения выделения неприятного запаха.

Указанный технический результат достигается тем, что абсорбирующая пеленка содержит верхний лицевой влагопропускающий и нижний непроницаемый для жидкости наружные слои, а также расположенный между ними влагопоглощающий слой в виде супекрабсорбента, при этом наружные слои соединены между собой по периметру клеевым способом, а на стороне лицевого слоя разделена тиснением методом блинтования на отдельные зоны с сетчатым рельефом, при этом верхний лицевой влагопропускающий слой выполнен из бумаги тиссью плотностью от 16 до 24 г/м², а нижний слой выполнен из полиэтиленовой пленки с микропористой структурой с плотность от 13 до 25 г/м².

Площадь одной ячейки в сетчатом рельефе тиснения может составлять 0,00006-0,03 дм².

При этом суперабсорбент представляет собой частицы размером 80-180 мкм с насыпной плотностью не более 0,80 г/см³.

Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.

На фиг. 1 представлен вид в плане лицевой стороны пеленки;

фиг. 2 – поперечное сечению пеленки по фиг. 1.

Согласно настоящей полезной модели, рассматривается новая конструкция абсорбирующей пеленки (фиг. 1 и 2), в которой между наружными верхним лицевым влагопропускающим слоем 1 и нижним непроницаемым для жидкости слоем 2 расположен влагопоглощающий слой 3 на основе суперабсорбента. Для герметизации внутреннего слоя наружные слои соединены между собой по периметру 4 клеевым способом (с применением клея на основе синтетического каучука). А для равномерного распределения фрагментов внутреннего слоя и распределения поглощаемой влаги со стороны лицевого слоя пеленка разделена тиснением методом блинтования на отдельные зоны, образующие сетчатый рисунок или рельеф с получением выделенных границами тиснения ячеек.

Пеленка состоит из бумаги тиссью (верхний слой), нижнего защитного слоя из дышащей (воздухопроницаемой) микропористой полиэтиленовой пленки, плотность материала составляет от 13 до 25 г/м², а также расположенный между ними поглощающий жидкость слой, состоящий из суперабсорбента. Бумага тиссью и суперабсорбент составляют от 90% до 95 мас.% всей пеленки.

Верхний лицевой слой выполнен из влагопрочной бумаги тиссью плотностью от 16 до 24 г/ м². Выбор параметров бумаги обусловлен тем, что бумага с плотностью менее 16 г/ м² очень чувствительна к механическому воздействию и рвется, а бумага с плотностью выше 24 г/м² обладает высокой жесткостью и повышенной плотностью, что негативно сказывается на пропускной способности для направления влаги в средний влагопоглощающий слой. Данные параметров бумаги определены экспериментальным путем. По общим свойствам бумага тиссью обладает прочностью, как в сухом, так и во влажном состоянии, пластичностью, устойчивостью к механическим нагрузкам при применении в производстве и при использовании по назначению. Обеспечивает хорошую влаговпитываемость. Поэтому выбор параметров бумаги проводился из расчета улучшения эксплуатационных и потребительских качеств изделия.

При намокании бумага тиссью принимает всю жидкость, но удержать ее в тонкой структуре листа тиссью не может. Поэтому жидкость под собственным весом перетекает в слой поглощающего материала. При этом наружный слой тиссью остается мокрым, но только за счет той жидкости, которая осталась в порах волокон бумаги и адгезивно сцепилась с этими волокнами. Но объем этой жидкости минимизирован малым объемом пор бумаги наружного слоя. При таком малом объеме происходит достаточно быстрое высыхание наружного слоя. Этому способствует так же то, что жидкость с бумаги наружного слоя переходит в поглощающий слой, что приводит к высвобождению пор в этом листе. По причине потери жидкостной составляющей волокна бумаги тиссью в наружном слое быстро высыхают.

При попадании на бумажный слой тиссью влага, например моча, быстро впитывается этим слоем с передачей избытка жидкости в поглощающий слой, где она собирается в порах наполнителя. При поглощении наполнителем жидкости происходит переток остатков жидкости из бумаги в связи с тем, что связь молекул жидкости с волокнами тиссью очень слабая. Но при этом происходит выделение запаха аммиака в режиме его испарения, который сопровождается выделением тепла. Это тепло обеспечивает подсыхание тиссью. При высыхании аммиак испаряется, а поры между волокнами бумаги сокращаются, что препятствует переходу запаха из поглощающего слоя наружу. Бумага в высохшем состоянии приобретает барьерные свойства, исключающие выделение испаряющихся паров аммиака из поглощающего слоя наружу.

Так как бумага тиссью (верхний лицевой слой) служит распределительным и впитывающем слоем, а также в первую очередь контактирует с телом и жидкостью, ей необходимо придать дополнительную прочность во избежание разрывов в сухом или во влажном состоянии. Для этого применяется горячее или холодное тиснение, позволяющее тесно связывать между собой верхний слой с волокнистым материалом, образуя впитывающую поверхность более прочной к внешним воздействиям. Лицевой слой выполнен с сетчатым рельефом, получаемым тиснением методом блинтования. Тиснение применяется для равномерного распределения жидкости и более ускоренному высушиванию остаточной жидкости на поверхности изделия. Тиснение (ячейки) расположены по всей площади впитывающего слоя. Допустимо исполнение двух вариантов тиснения впитывающего слоя. Это глубокое тиснение от 2 до 2,5 мм и поверхностное от 1 до 2 мм. Глубокое тиснение (горячее) придает впитывающему слою более выраженную текстуру рельефа, а также за счет близкого контакта верхнего и влаговпитывающего слоя существенно уменьшает время сушки остаточной жидкости на поверхности наружного слоя. Поверхностное тиснение (холодное), придает менее выраженную текстура рельефа на поверхности впитывающего слоя, время сушки остаточной жидкости на поверхности наружного слоя увеличивается, но за счет слабого уплотнения волокнистого материала, образуется воздушно пористая структура, увеличивается способность влаговпитывающего слоя поглотить больше жидкости.

Площадь одной ячейки тиснения составляет 0,00006-0,03 дм², наиболее предпочтительно 0,03 дм². Тиснение с меньшим размером ячеек, способствует снижению впитывающей способности изделия. Т.к. вал тиснения состоит из углублений и выпуклостей, большая часть гранул суперабсорбента, при тиснении, подвергается давлению выпуклой части вала, что приводит к разрушению и снижению свойств полимерного материала. Применение ячеек большим размером, может привести к неравномерному впитыванию жидкости в изделии, а также дискомфорту после использования изделия. Большие размеры ячеек, имеет больше свободной площади для движения гранул. Т.к. изделие укладывается в индивидуальную упаковку в сложенном виде, потребитель, вынимая изделие из упаковки, разворачивает его, как правило, в вертикальном положении. В этот момент большая часть гранул суперабсорбента перемещаются в одну из сторон ячейки, образуя сгусток гранул суперабсорбента, а часть ячейки остается без полимерного материала. После контакта с влагой, сгусток суперабсорбента впитывает жидкость, образуя гелевую массу и выпуклость на поверхности изделия, тем самым при контакте с телом придает дискомфорт. Т.к. часть ячейки содержит малое количество суперабсорбента или вовсе отсутствует, остаточная влага остается на поверхности изделия. В результате время впитывания остаточной влаги увеличивается, а также поверхность изделия полностью не высушивается, остается влажной.

По сравнению с прототипом, в котором используется нетканое полотно из полипропиленового материала, у заявленного решения, использующего бумагу тиссью, увеличена скорость и уменьшено время впитывания жидкости на 4-5 секунд по сравнению с прототипом, у которого время впитывания составляет 8-9 секунд.

Между двумя слоями тиссью размещен поглощающий слой суперабсорбирующего полимера (SAP) (также называемый жидким порошком) - водопоглощающие гидрофильные гомополимеры или сополимеры, которые могут поглощать и удерживать чрезвычайно большие количества жидкости по отношению к собственной массе. Водопоглощающие полимеры, которые при смешивании классифицируются как гидрогели, поглощают водные растворы за счет водородных связей с молекулами воды. Способность поглощать воду зависит от ионной концентрации водного раствора. Могут впитывать и удерживать вес биологической жидкости, по меньшей мере приблизительно в 10 раз превышающий их собственный вес, под давлением 3,45 кПа. Частицы суперабсорбирующего полимера могут являться неорганическими или органическими сшитыми гидрофильными полимерами, такими как поливиниловые спирты, полиэтиленоксиды, сшитые крахмалы, гуаровая смола, ксантановая смола и т.п. Частицы могут быть в форме порошка, зерен, гранул или нитей. Супервпитывающий полимер (SAP) обычно получают полимеризацией акриловой кислоты, смешанной с гидроксидом натрия, в присутствии инициатора с образованием натриевой соли полиакриловой кислоты (иногда называемой полиакрилатом натрия). Этот полимер является наиболее распространенным типом SAP, производимого сегодня в мире. Применение данного полимера, способствует улучшению абсорбции впитывающего слоя за счет большей концентрации гранул, а также поглощает запах после использования изделия. Особенностью суперабсорбента является то, что его гранулы при поглощении влаги сильно увеличиваются в объеме, что не позволяет этому полимеру проникать через поры бумаги тиссью.

В момент напыления суперабсорбента осуществляют впрыск клеевого состава так, что капельно орошенные клеем частицы наполнителя оседают и соединяются друг с другом и с ранее осевшими частицами. Происходит частичное уплотнение слоя с образованием упругой воздушно пористой структуры. Поры этой структуры используются для заполнения жидкостью, которая поступает через наружный слой. При этом можно варьировать плотностью такой структуры, изменяя возможный объем поглощения жидкости. Упругость структуры обеспечивается тем, что клей не заливает частицы, а за счет упавших капель их соединяет в хаотическом порядке в отдельных точках. Суперабсорбент в виде полимера акриловой кислоты имеет размер частиц 80-180 мкм и насыпную плотность не более 0,80 г/см³.

Применение клея на основе синтетического каучука обеспечивает упругость волокнистой структуре поглощающего слоя. Под давлением веса структура может деформироваться, что приводит к перетеканию жидкости, а после снятия давления структура восстанавливает объемную форму и жидкость снова равномерно расходится по порам. Содержание клея в изделии - от 2 до 10 мас.%

Полиэтиленовая пленка (тыльный защитный слой) имеет микропористую структуру. Свойство структуры материала, достигается за счет добавления дополнительных связующих таких как ПАВ (поверхностно-активные вещества), а также карбоната кальция в переделах 10-40% (одна из добавок имеющая пористую структуру). Воздухопроницаемые пленки получают путем смешивания термопластичных полимеров с наполнителями и вытягивания пленок таким образом, что вблизи частиц наполнителя (карбоната кальция) образуются поры. Основные преимущества такой полиэтиленовой пленки: воздухопроницаемость ~ от 1 до 2 с/ 100 куб. см., паропроницаемость за 24 ч. составляет не менее 1500 г/м². При использовании изделия между защитным слоем (из полиэтиленовой микропористой пленки) и твердой или мягкой используемой поверхностью, образуются воздушные карманы, что позволяет изделию производить воздухообмен и избежать прелости кожного покрова.

Микропористая полиэтиленовая пленка выпускается с размером сквозных пор 0,045 - 0,08 мкм и общей пористостью 40 - 60% при толщине пленки 10 - 15 мкм. Этого недостаточно, чтобы удерживать влагу (например, размер молекулы воды 0,03 нм), но любая жидкостная система обладает таким свойством, как поверхностное натяжение. Под этим натяжением понимается молекулярное взаимодействие по взаимному притягиванию молекул, которое не позволяет капле воды распадаться на микрокапли, а микрокапли собираются в общую каплю. Учитывая, что пленка выполнена из такого гидрофобного материала, как полиэтилен, не способного к удержанию влаги в своей структуре, то капли влаги отталкиваются от пленки и группируются с другими каплями. В связи с этим влага не вытекает через поры этой пленки (поры подходят только к микрокаплям), но при этом имеется возможность воздухообмена с внешней средой, при котором процесс высыхания влаги в срединном слое ускоряется. В случае применения суперабсорбента при попадании влаги на гранулы происходит их сильное увеличение в объеме, что препятствует выходу влаги и увлажненных гранул или перешедших в гель гранул через поры пленки.

Количественное содержание плотности бумаги, суперабсорбента и полиэтилена может выбираться исходя из целевого назначения пеленки для конкретного использования.

Ниже в таблице 1 приведены примеры пеленок, которые могут быть использованы для определенных целей. Данные примеры не ограничивают использование пеленки с определенным содержанием компонентов и значениями параметров ее материалов для конкретных целей, одна и та же пеленка показывают эффективность при разном использовании.

Таблица 1

№	Полиэтиленовая пленка, г/м2	Бумага тиссью, г/м2	Насыпная плотность суперабсорбента, г/см3	Размер ячейки, дм2	Возможное целевое использование
1	25	24	0,8	0,03	Дети 1-2 года
2	20	22	0,8	0,02	Впитываемость 300 мл
3	15	20	0,7	0,005	Впитываемость 400 мл
4	13	16	0,6	0,00006	взрослые
5	25	24	0,5	0,03	Лежачие больные
6	17	16	0,5	0,00006	Дети 2-3 года

В случае применения суперабсорблента применяемая бумага тиссью служит не только как поглощающий и распределяющий влагу слой, а также выполняет функцию блокировки геля суперабсорблента и препятствует его выходу на поверхность изделия.

Настоящая полезная модель промышленно применима и позволяет в полном объеме использовать поглощающие свойства всего объема, размещенного в сердцевине супервпитывающего полимера. При этом конструкция впитывающей пеленки остается простой и технологически рентабельной и не требует сложных технологий для многослойного изготовления. Пеленка остается мягкой и поэтому удобной в пользовании.

Claims (3)

1. Абсорбирующая пеленка, характеризующаяся тем, что содержит верхний лицевой влагопропускающий и нижний непроницаемый для жидкости наружные слои, а также расположенный между ними влагопоглощающий слой в виде суперабсорбента на основе акриловой кислоты, при этом наружные слои соединены между собой по периметру клеевым способом, а на стороне лицевого слоя разделена тиснением методом блинтования на отдельные зоны с сетчатым рельефом, при этом верхний лицевой влагопропускающий слой выполнен из бумаги тиссью плотностью от 16 до 24 г/м², а нижний слой выполнен из полиэтиленовой пленки с микропористой структурой с плотность от 13 до 25 г/м².

2. Пеленка по п.1, отличающаяся тем, что площадь одной ячейки в сетчатом рельефе тиснения составляет 0,00006-0,03 дм².

3. Пеленка по п.1, отличающаяся тем, что суперабсорбент представляет собой частицы размером 80-180 мкм с насыпной плотностью не более 0,80 г/см³.