SE508401C2 - Absorberande struktur och absorberande alster, som innefattar strukturen ifråga - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 508 401 2 lunda ett generellt önskemål att alstrets mot användaren vända yta skall vara så torr som möjligt.

Beträffande absorberande alster är det ett önskemål att ned- bringa mängden material i alstret för att på så sätt minska mängden avfall, som uppstår, när den använda produkten kastas.

Det är även ett önskemål att kunna tillverka alstret av biolo- giskt nedbrytbart material.

Andra problem med absorberande alster är dels den totala absorptions-kapaciteten, men även att produkterna ofta läcker, långt innan deras totala absorptionskapacitet är fullt utnytt- jad. Detta beror bl a på att den utsöndrade kroppsvätskan inte hinner tränga in i absorptionsmaterialet och spridas till hittills outnyttjade delar av produkten utan i stället läcker ut på sidorna av bindan, blöjan eller inkontinensskyddet. De ingående materialens förmåga att sprida den absorberande vät- skan till hela absorptionskroppen är således viktig.

En mycket stor del av produktionsanläggningarna hos tillverkare av nämnda hygienartiklar utgörs normalt av defibreringsutrust- ning, pneumatiska transportsystem och mattbildningsutrustning.

Denna utrustning utgör även stora felkällor i produktions- anläggningarna. Ofta tillkommer härefter komprimeringsutrust- ning för den färdiga massamattan eller för den färdiga hygien- produkten.

Polymera skum med superabsorberande egenskaper för användning i absorberande alster beskrivs bl a i EP O 044 624 och i US 4 394 930. Polymera skum utan superabsorberande egenskaper för användning i absorberande alster beskrivs bl a i EP 0 163 150 och i EP O 299 l22. Dessa absorberande alster får goda egenskaper, men har nackdelen att tillverkningsprocessen är relativt komplicerad, och att de sålunda framställda materi- alen är relativt dyra. 10 15 20 25 30 508 401 Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en absorberande struktur i ett absorberande alster av det inled- ningsvis nämnda slaget, vilken uppvisar hög komfort för använ- daren bl a i fråga om tunnhet och smidighet. Det är även ett önskemål att minska materialåtgången vid tillverkningen. Alst- ret bör vidare ha goda absorptionsegenskaper samt uppvisa en att det skall medföra ett förenklat produktionssätt av absorberande alster av låg återvätning. Vidare är det ett önskemål, det inledningsvis nämnda slaget.

Detta har genom uppfinningen lösts, genom att den absorberande strukturen innefattar ett skummat polymert material med en 3 densitet av 0,01 - 0,5 g/cm och med från början huvudsakligen slutna celler, som genom mekanisk bearbetning öppnats för att öka materialets vätskeupptagande egenskaper.

Uppfinningen hänför sig således till den absorberande struktur- en och även till ett absorberande alster innehållande en sådan struktur.

Uppfinningen kommer i det följande att närmare beskrivas i form av utföringsexempel med hänvisning till bifogade ritnings- figurer i vilka figur 1 visar hur materialets momentana absorption påverkas av antalet gånger det perforerats genom nålning, figur 2 visar hur momentan återvätning och återvätning hos materialet påverkas av antalet gånger det perforerats genom nålning, figur 3 visar hur materialets momentan absorption påverkas av dess tjocklek samt en jämförelse med en referensprodukt, 10 15 20 25 30 508 401 figur 4 visar hur momentan àtervätning och àtervätning hos materialet påverkas av dess tjocklek; figur 4 visar även en jämförelse med en referensprodukt, figur 5 visar hur momentan àtervätning och återvätning hos materialet påverkas av tensidhalten i den lösning, som använts för ytmodifiering av materialet, figur 6 visar en jämförelse mellan momentan återvätning och återvätning hos ett material enligt uppfinningen och olika referensprodukter, figur 7 visar en jämförelse mellan momentan àtervätning och âtervätning hos ett material enligt uppfinningen med resp utan SAP-tissue samt en referensprodukt, figur 8 visar en planvy av ett exempel på ett absorberande alster enligt uppfinningen; snittet A-A visas i figur 9 och 10, figur 9 visar i tvärsnitt ett exempel pa schematisk uppbyggnad av ett absorberande alster enligt en utföringsform av upp- finningen, och figur 10 visar i tvärsnitt ett exempel pà schematisk uppbyggnad av ett absorberande alster enligt en utföringsform av upp- finningen i kombination med SAP~tissue.

Viktiga egenskaper för ett material i en hygienprodukt är, som tidigare nämnts, komfortegenskaper t ex mjukhet och smidighet samt absorptionsegenskaper t ex kapacitet, hastighet och åter- vätning. Aktuella vätskor är bl a urin, menstruationsblod, blod och sårvätskor. 10 15 20 25 30 508 401 5 Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en absorberande struktur i ett absorberande alster såsom en dam- trosskydd, de, vilken uppvisar hög komfort för användaren bl a i fråga om binda, tampong, inkontinensskydd, blöja, och liknan- tunnhet och smidighet. Det är även ett önskemål att minska materialåtgången vid tillverkningen. Materialet i alstret bör vidare ha goda absorptionsegenskaper och uppvisa en låg åter- vätning. Det är vidare ett önskemål att förenkla tillverknings- processen. Ett färdigt absorptionsmaterial i rullform, som kan användas utan defibrering eliminerar behovet av tidigare nämnda defibreringsutrustning, pneumatiska transportsystem och matt- bildningsutrustning.

Genom uppfinningen har de angivna önskemålen lösts, genom att den absorberande strukturen innefattar ett ark innefattande ett skummat polymert material med från början huvudsakligen slutna celler, vilka celler genom mekanisk bearbetning öppnats för att öka materialets vätskeupptagande egenskaper. Skummet uppvisar en densitet av 0,01 - 0,5 g/cmi.

Genom att bearbeta det skummade polymera materialet genom perforering med nålning, får det sådana absorptionsegenskaper, att det är mycket väl lämpat att använda som absorptions- material i flertalet hygienartiklar. Vid perforeringen sker en öppning av de från början slutna cellerna i det polymera mate- rialet, så att detta bildar öppna strukturer med vätskeupp- tagande egenskaper.

Perforering av materialet kan ske mekaniskt genom nàlning på sådant sätt, som används för t ex filt eller med vattenstrålar på sådant sätt, som används för s k spunlace nonwoven material.

Perforering av materialet kan även ske på annat sätt t ex med elektromagnetisk strålning eller laser. 10 15 20 25 30 508 401 6 Det nämnda polymera skummet har visat sig vara ett mycket bra absorptionsmaterial och har visat sig möjligt att använda som absorptionsmaterial i hygienartiklar. Det skummade arket kan göras mycket tunt, varför behovet av att ytterligare komprimera det i produkten bortfaller. Dock tillåter arket ytterligare komprimering, om detta är önskvärt för någon produkttillämp- ning. En lämplig ytvikt på arket är l0 - 500 g/m2.

För framställning av det polymera skummet kan användas såväl termoplaster som härdplaster. Som termoplaster kan nämnas enkla polyolefiner t ex polyeten, vilka är billiga och kommersiellt lätt tillgängliga material. Som härdplaster kan nämnas t ex polyuretaner.

Skummade material av dessa plaster kan erhållas genom att vid tillverkningen blåsa in luft i den färdiga plastsmältan, medan vid jäsning av skummade material detta sker genom gasbildning till följd av kemiska reaktioner i det polymera materialet.

Om polyolefiner används för att tillämpa uppfinningen, kan det absorberande alstret göras med mycket låg vikt och därmed ekonomiskt fördelaktigt. En viktminskning för absorptions- kroppen till 5 - 10% av motsvarande absorptionskropp av konven- tionellt cellulosamaterial är möjlig med bibehållande av erfor- derlig»absorptionskapacitet.

För att minska mängden avfall kan för det absorberande alstret även användas bioplaster, som är förnybara och biologiskt nedbrytbara. Exempel på sådana material är polysackarider, polylaktider och polyhydroxyalkanoider samt blandningar av olika polymerer. Även andra typer av nedbrytbara polymerer kan användas. 10 15 20 25 30 508 401 7 När polyolefiner används för att tillämpa uppfinningen, krävs en modifiering av den ursprungliga hydrofoba ytan till en hydrofil sådan. Denna ytmodifiering kan uppnås på olika sätt t ex genom tillsättande av tensider, genom plasmabehandling, genom koronabehandling, genom sampolymerisation, genom inbland- ning av andra polymerer eller med andra metoder. När tensid tillsätts till ett material enligt uppfinningen kan dess egen- skaper regleras vad beträffar absorptionshastighet, absorp- tionskapacitet, återvätning mm.

Ett material enligt uppfinningen kan kombineras med konventio- nella absorptionsmaterial t ex cellulosamassa eller med super- absorberande material till en absorberande struktur. Exempel på ett sådant material är en så kallad SAP-tissue, som utgörs av 2 lager cellstoff med ett mellanliggande lager av superabsorbent.

En lämplig ytvikt för SAP-tissue är 50 - 100 g/mf fördelat på 2 lager cellstoff med en ytvikt av 10 - 20 g/mi och ett lager superabsorbent med en ytvikt av 40 - 80 g/nf. En sådan absor- berande struktur får en förbättrad momentan absorption samt bättre återvätningsegenskaper än en absorberande struktur med enbart ett polymert skum enligt uppfinningen.

Undersökning av materialegenskaper För att utvärdera materialets egenskaper har använts testmeto- der och testutrustningar, som beskrivs nedan.

Metod l Mätning av momentan absorption En provkropp med måtten 65 x 200 mm stansades ur materialet, vägdes och placerades därefter på ett plant underlag. 15 ml (0,9% NaCl-lösning) Tiden i sekunder mättes, provvätska tillsattes till provkroppens vätpunkt. till dess all vätska absor- berats. Denna tid angavs som momentan absorption. 10 15 20 25 30 508 401 Metod 2 Mätning av momentan àtervätning En provkropp, 65 x 200 mm, vägdes och placerades därefter på ett plant underlag. 15 ml provvätska (O,9% NaC1-lösning) Därefter placerades ett filterpapper över vätpunkten, och stansades ur materialet, tillsattes till provkroppens vätpunkt. belastades med 5 kPa under 15 sek. Filterpapperet vägdes före och efter belastningen och skillnaden beräknades. Resultatet uttryckt i gram angavs som momentan àtervätning.

Metod 3 Mätning av återvätning Denna metod används för att mäta återvätning efter en viss tids 65 x 200 mm, vägdes och placerades därefter på ett plant underlag. 15 ml (O,9% NaCl-lösning) vätpunkt. En plexiglasskiva med en yta större än provkroppen belastning. En provkropp, stansades ur materialet, provvätska tillsattes till provkroppens placerades ovanpå densamma och belastades med 5 kPa under 5 min. Därefter avlägsnades plexiglasskivan och ett filterpapper placerades över vätpunkten, och belastades med 5 kPa under 15 sek. Filterpapperet vägdes före och efter belastningen, och resultatet uttryckt i gram angavs som återvätning.

Metod 4 inverkan Tillverkning av provkroppar för mätning av tensid- En provkropp, 65 x_20O mm, stansades ur materialet, placerades därefter i en behållare med vattenlösning av tensid vägdes och under 5 min. Provkroppen togs upp och fick rinna av under 5 min, varefter den belastades med 10 kPa under 5 min. Därefter torkades provkroppen i obelastat skick vid en temperatur av 40 - 60°C under 10 - 15 h. Provkroppen testades därefter enligt någon av metoderna 1 - 3. 10 15 20 25 30 508 401 Inverkan av nàlningsgrad Momentan absorption för ett tensidbehandlat polyetenskum enligt uppfinningen med tjockleken 4 mm, en ytvikt av 80 g/m2 och en densitet av 0,02 g/cm3, och som nålats olika antal gånger uppmättes. Resultaten är uppmätta enligt metod l.

A Material enligt uppfinningen, nålat 2 ggr B Material enligt uppfinningen, nålat 3 ggr C Material enligt uppfinningen, nålat 4 ggr Ur figur l framgår att material som genomgått 3 nàlningar har en något snabbare momentan absorption än de övriga materialen.

Momentan återvätning samt återvätning för ett tensidbehandlat polyetenskum enligt uppfinningen med tjockleken 4 mm, en ytvikt av 40 q/m2 och en densitet av 0,02 q/cmš, och som nàlats olika antal gånger uppmättes. Resultaten är uppmätta enligt metod 2 och 3.

A Material enligt uppfinningen, nålat 2 ggr B Material enligt uppfinningen, nàlat 3 ggr C Material enligt uppfinningen, nålat 4 ggr Ur figur 2 framgår att momentan àtervätning och återvätning ökar något, när antalet nålningar ökar.

Inverkan av materialets tjocklek på momentan absorption Momentan absorption för ett tensidbehandlat polyetenskum enligt uppfinningen med en densitet av 0,02 g/cmj, och som nàlats 3 gånger, uppmättes. Referensprodukten utgjordes av en konven- tionell cellulosamassamatta. Resultaten framgår ur figur 3.

Resultaten är uppmätta enligt metod 1.

A Massamatta tjocklek 4 mm, densitet 0,12 g/cms B Material enligt uppfinningen, tjocklek 2 mm 10 15 20 25 30 508 401 10 C Material enligt uppfinningen, tjocklek 3 mm D Material enligt uppfinningen, tjocklek 4 mm Ur figur 3 framgår, att ett material enligt uppfinningen får en snabbare momentan absorption, när materialets tjocklek ökar.

Inverkan av materialets tjocklek på momentan àtervätning och återvätning Momentan àtervätning och återvätning för olika tjocka, 2 - 4 mm, tensidbehandlade polyetenskum enligt uppfinningen med en densitet av 0,02 g/cm3, och som nàlats 3 gånger, uppmättes.

Referensprodukten utgjordes av en konventionell cellulosamassa- matta. Resultaten framgår ur figur 4. Resultaten är uppmätta enligt metod 2 och 3.

A Massamatta tjocklek 4 mm, densitet 0,12 g/cms B Material enligt uppfinningen, tjocklek 2 mm C Material enligt uppfinningen, tjocklek 3 mm D Material enligt uppfinningen, tjocklek 4 mm Ur figur 4 framgår att momentan àtervätning hos material enligt uppfinningen ökar något, då materialtjockleken ökar inom inter- vallet 2 - 4 mm. I samtliga fall är återvätningen lägre än för referensprodukten. Vidare framgår, att atervätning hos material enligt uppfinningen minskar, då materialtjockleken ökar inom intervallet 2 - 4 mm. I samtliga fall är återvätningen jämför- bar eller lägre än för referensprodukten.

Inblandning av tensider och påverkan på återvätning Momentan àtervätning och àtervätning för ett tensidbehandlat polyetenskum enligt uppfinningen med en densitet av 0,02 g/cmï med tjockleken 4 mm och som nàlats 3 gånger, och som behandlats med tensidlösningar av olika halt framgår av figur 5. Proverna är tillverkade enligt metod 4, och resultaten är uppmätta enligt metod 2 och 3. 10 15 20 25 30 35 508 401 ll O Material enligt uppfinningen, a tensidlösning A 0.1 B Material enligt uppfinningen, 0.25 % tensidlösning C l Material enligt uppfinningen, % tensidlösning o\° D Material enligt uppfinningen, 5 tensidlösning Ur figur 5 framgår, att momentan àtervätning och àtervätning minskar, då tensidhalten ökar inom det angivna intervallet. Återvätning jämfört med konventionella produkter Momentan àtervätning och àtervätning för ett tensidbehandlat polyetenskum enligt uppfinningen med en densitet av 0,02 g/cmï tjockleken 4 mm, och som nålats 3 gånger samt för konventio- nella massakuddar mättes enligt metod 2 och 3. De konventio- nella produkterna utgjordes av olika massamattor av cellulosa- fibrer. Resultaten framgår ur figur 6 A Massamatta tjocklek 10 mm, densitet 0,08 g/cmå B Massamatta tjocklek 4 mm, densitet 0,2 g/cm; C Material enligt uppfinningen Ur figur 6 framgår, att material enligt uppfinningen har jäm- förbara värden för momentan àtervätning och atervätning med referensprodukterna. För momentan àtervätning har referens 2 det bästa värdet, och för àtervätning har ett material enligt uppfinningen det bästa värdet. Återvätning för en absorptionskropp med SAP-tissue jämfört med konventionella produkter Momentan àtervätning och àtervätning för ett tensidbehandlat polyetenskum enligt uppfinningen med en densitet av 0,02 g/cmï med tjockleken 4 mm, och som nålats 3 gånger och som testats med respektive utan SAP-tissue samt för en konventionell massa- kudde mättes enligt metod 2 och 3. SAP-tissuen utgjordes av 2 lager 15 g/m2 cellstoff med ett mellanliggande 40 g/m2 lager av superabsorbent. Den konventionella produkten utgjordes av en massamatta av cellulosafibrer. Resultaten framgår ur figur 7 10 15 20 25 30 508 401 12 A Msssematta tjocklek 10 mm, densitet 0,08 g/emß B Material enligt uppfinningen, 4 mm utan SAP-tissue C Material enligt uppfinningen, 4 mm + 70 g/m2 SAP- tissue Ur figur 7 framgår att, material enligt uppfinningen med SAP- tissue uppvisar bättre värden för momentan àtervätning och âtervätning än referensprodukten Densitet och ytvikt Materialet kan göras mycket tunt, ner till ca 1 mm, varför någon ytterligare komprimering före användning i ett absor- berande alster i många fall ej är nödvändig. Lämplig densitet är 0,01 - 0,5 g/cm3, företrädesvis 0,01 - 0,2 g/cmß och helst 0,02 - 0,1 g/cmë. Lämplig ytvikt är 10 - 500 g/m2, företrädes- vis 20 - 200 g/mzoch helst 40 - 100 g/m2.

Beskrivning av utföringsexempel I figur 9 visas ett tvärsnitt av en dambinda enligt en första utföringsform av uppfinningen. Bindan innefattar pà konven- tionellt sätt en absorptionskropp ll innesluten mellan ett vätskegenomsläppligt toppskikt 12, vilket lämpligen består av en perforerad plastfilm, nonwoven eller liknande, och vilket samt ett vätske- tätt bottenskikt 13. Skikten 12 och 13 har delar, sig utanför absorptionskroppen ll, och är förenade med varandra vid bindans användning är vänt mot användaren, som sträcker i dessa delar. Bottenskiktet 13 bestár av ett lämpligt plast- material t ex polyeten. Andra kända material för toppskikt och bottenskikt kan naturligtvis utnyttjas inom ramen för upp- finningen.

Absorptionskroppen ll innefattar endast ett skikt. Detta kan bestå av ett material enligt uppfinningen och eventuellt med 10 15 508 401 13 0 - 10% superabsorberande material. Ett lämpligt densitets- intervall för absorptionskroppen ll är 0,01 - 0,1 g/cmß och en lämplig ytvikt är 20 - 100 g/mÄ I figur 10 visas ett tvärsnitt av en dambinda enligt en andra utföringsform av uppfinningen, vilken skiljer sig från den, som visas i fig 10 genom att absorptionskroppen 21 innefattar två skikt, 24 och 25. Skiktet 24 kan bestå av ett material enligt uppfinningen och eventuellt med 0 - 10% superabsorberande material. Skiktet 25 kan bestå av ett lager s k SAP-tissue, vilket består av två lager cellstoff ca 15 g/m2 och ett där- emellan beläget ca 40 g/m2 lager av superabsorberande material.

Ett lämpligt densitetsintervall för skiktet 24 är 0,01 - 0,1 g/cm? och en lämplig ytvikt är 20 - 100 g/m2.

Uppfinningen är naturligtvis inte begränsad till visade ut- föringsexempel, utan är givetvis tillämpbar för andra utföringsformer inom ramen för uppfinningens grundidé.

Claims (11)

10 15 20 25 30 35 508 401 14 Patentkrav

1. Absorberande struktur i ett absorberande alster, såsom en blöja, dambinda, tampong, trosskydd, inkontinensskydd eller liknande, kännetecknad av att den absorberande struk- turen innefattar ett skummat polymert material med en densitet av 0,01-0,5 g/cm3 och med från början huvudsakli- gen slutna celler, som genom mekanisk bearbetning öppnats för att öka materialets vätskeupptagande egenskaper.

2. Absorberande struktur enligt krav 1, kännetecknad av att bearbetningen skett genom perforering med nålning.

3. Absorberande struktur enligt krav 1, kånnetecknad av att bearbetningen skett genom perforering med hjälp av vattenstrålar.

4. Absorberande struktur enligt något av föregående krav, kännereeknad av att densiteren är 0,01-0,2 g/cmfi, före- trädesvis 0,02-O,l g/cmÅ

5. Absorberande struktur enligt något av föregående krav, kännetecknad av att strukturen är i form av ett ark med en yrvikr av 10-500 g/m2, företrädesvis 20-100 g/m2 och helst 40-80 g/m2.

6. Absorberande struktur enligt något av föregående krav, kännetecknad av att det polymera materialet huvudsakligen utgörs av en eller flera polyolefiner.

7. Absorberande struktur enligt något av föregående krav, kännetecknad av att det polymera materialet innehåller 0,1-25 vikt-% tensid.

8. Absorberande struktur enligt något av föregående krav kännetecknad av att det polymera materialet innehåller 1-50 vikt-% superabsorberande material. 10 15 508 401 15

9. Absorberande struktur enligt något av föregående krav kännetecknad av att strukturen innefattar ett separat lager av annat absorberande material.

10. Absorberande struktur enligt krav 9, kànnetecknad av att det separata lagret av absorberande material innefattar cellulosafibrer och superabsorberande material. dambinda, innefattande ett

ll. Absorberande alster, såsom en blöja, trosskydd, inkontinensskydd och liknande, vätskegenomsläppligt toppskikt, ett väsentligen vätsketätt bottenskikt och en däremellan anbragt absorptionskropp, kännetecknat av att absorptionskroppen innefattar en absorberande struktur enligt något eller några av kraven 1-10.