SE516036C2 - Fiberbaserat materialskikt innefattande minst två banor av kontinuerliga fibrer, s.k. tow, metod för framställning därav samt absorberande alster innehållande skiktet - Google Patents

Description

aasau lO 15 20 25 30 u n | . nu o _516_ 036 non o ø c u u n» Q ø n n Q n I 2 successivt till den underliggande absorptionskärnan, varefter mottagningsskiktet åter har kapacitet att ta emot vätska från ett förnyat vätningstillfalle.

Exempel på absorberande alster innehållande sådana porösa mottagningsskikt visas i exempelvis US-A-3,37l,667, EP-A-0,3 12,1 18 samt EP-A-0,474,777.

De material som idag används som mottagningsskikt i absorberande alster fungerar mestadels bra men är relativt dyra och kan ibland uppvisa en otillräcklig insläpps- hastighet, i synnerhet vid det andra och tredje vätningstillfállet om det rör sig om stora vätskemängder.

Ett annat problem är att konventionella vätskegenomsläppliga ytmaterial som används för absorberande alster av detta slag, vanligen ett nonwovenmaterial av syntetfibrer, tex ett spunbondmaterial, ofta uppvisar en sämre insläppshastighet för vätska än mottagningsskiktet, varvid vätska hinner läcka från alstret innan det når mottagnings- skiktet. Problemet kan naturligtvis lösas genom att använda ett ytmaterial som är mycket glest och därmed uppvisar en hög vätskegenomsläpplighet. Ett sådant glest ytmaterial kan dock ge problem med en alltför låg styrka och vassa fiberändar från mottagningsskiktet som tränger igenom det glesa ytmaterialet och irriterar användaren.

Genom WO 99/27876 är ett materialskikt av det inledningsvis nämnda slaget tidigare känt, dvs ett skikt av kontinuerliga fibrer, s k tow, vilka punkt-, linje eller fläckvis bundits samman i ett bindningsmönster men i övrigt är i huvudsak icke bundna till varandra. Materialskiktet uppvisar en hög insläppshastighet för vätska även vid uppre- pad vätning, hög styrka och nötningsbeständighet samt hög komfort. Det finns dock fortfarande utrymme för vidareutveckling av ett sådant material speciellt vad gäller vätskeinsläppsegenskaper och yttorrhet.

Uppfinningens ändamål och viktigaste kännetecken Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett fiberbaserat materialskikt av det inledningsvis nämnda slaget vilket uppvisar förbättrade vätskeinsläppsegenskaper wn-»n 10 1.5 20 25 30 u o a c n ø v u n n u o u _516 056 §;rns=~" 3 och yttorrhet. Detta har enligt uppfinningen åstadkommits genom att sagda skikt inne- fattar minst två ovanpå varandra anordnade banor av towfibrer, vilka är sammanbundna med varandra till ett laminat medelst sagda bindningsmönster och där den ena banan är vågformad och den andra banan är väsentligen slät, varvid den vågforrnade banan uppvisar en mer öppen struktur jämfört med den släta banan.

Vidare avses en metod att tillverka ett materialskikt enligt ovan varvid man matar in minst två separata banor av öppnad och till ett skikt utbredd tow till bindningsstationen, vilka banor uppvisar olika banspänning och/eller banhastighet, att man med bibehållen inbördes skillnad i banspänning och/eller banhastighet binder samman banorna punkt-, fläck- eller linjevis i sagda bindningsmönster till ett laminat, varvid den bana som uppvisar den lägre banspänningen altemativt den högre banhastigheten bromsas och bildar vågor vid inmatningen till bindningsstationen medan den andra banan förblir väsentligen slät, och att efter bindningen laminatet matas vidare från bindningsstationen med en banspänning/banhastighet som är väsentligen lika med den lägre banspärmingen/lägre banhastigheten.

Dessutom avses ett absorberande alster såsom en blöja, blöjbyxa, inkontinensskydd, dambinda och liknande innehållande ett materialskikt enligt ovan.

Ytterligare särdrag hos uppfinningen framgår av de efterföljande patentkraven samt beskrivningstexten.

Materialskiktet kan användas som vätskemottagningsskikt under ett ytmaterial, som ytmaterial eller som ett integrerat ytmaterial/vätskemottagningsskikt.

Beskrivning av ritningar Uppfinningen kommer i det följande att närmare beskrivas med hänvisning till några på bifogade ritningar visade utföringsexempel.

Fig. 1 är en planvy av ett absorberande alster i form av ett inkontinensskydd.

Fig. 2 är ett snitt enligt linjen II-Il i Fig. 1. fnul» 10 15 20 25 30 516. 056 ~' 4 Fig. 3 är ett motsvarande snitt genom ett modifierat utföringsexempel.

Fig. 4 visar schematiskt ett stycke av ett fiberbaserat materialskikt enligt uppfinningen.

Fig. 5 visar i en förstorad skala ett schematiskt snitt enligt linjen V-V i F ig, 4.

Fig. 6 är en schematisk sidovy av en processanordning för utförande av metoden enligt uppfinningen.

Beskrivning av utfbringsexempel I Fig. 1 och 2 visas ett utföringsexempel på inkontinensskydd 1, vilket innefattar ett vätskegenomsläppligt ytskikt 2, ett vätsketätt bottenskikt 3 och en däremellan inne- sluten absorptionskropp 4. Dessutom är mellan det vätskegenomsläppliga ytskiktet 2 och absorptionskroppen 4 anordnat ett poröst och spänstigt vätskemottagningsskikt 5.

Det vätskegenornsläppliga ytskiktet 2 kan bestå av ett nonwovenmaterial, exempelvis ett spunbondmaterial av syntetiska filament, ett rneltblowmnaterial, ett termobundet material eller ett bundet kardat fiberrnaterial. Det vätsketäta bottenskiktet 3 kan bestå av en plastfilm, ett nonwovenmaterial som belagts med ett vätskespärrande material eller ett hydrofobt nonwovenmaterial som motstår vätskepentrering.

Ytskiktet 2 och bottenskiktet 3 har en något större utsträckning i planet än absorptions- kroppen 4 och vätskemottagningsskiktet 5 och sträcker sig utanför dessas kanter.

Skikten 2 och 3 är inbördes förbundna inom de utskjutande partierna, exempelvis genom limning eller svetsning med värme eller ultraljud.

Absorptionskroppen 4 kan vara av vilket som helst konventionellt slag. Exempel på vanligen förekommande absorptionsmaterial är cellulosafluffmassa, tissueskikt, högabsorberande polymerer (s k superabsorbenter), absorberande skummaterial, absorberande nonwovenmaterial och liknande. Det är vanligt att kombinera cellulosa- fluffmassa med superabsorbenter i en absorptionskropp. Det är även vanligt med absorptionskroppar uppbyggda av skikt av olika material med olika egenskaper vad gäller vätskemottagningsförrnåga, spridningsförmåga och lagringsförmåga. Det är välkänt för fackmannen inom området och kommer därför inte att beskrivas i detalj. De v- :rain 10 15 20 25 30 516 .G36 5 tunna absorptionskärnor som är vanliga i exempelvis barnblöjor och inkontinensskydd består ofta av en komprimerad blandad eller skiktad struktur av cellulosafluffmassa och superabsorbent.

På utsidan av det vätsketäta bottenskiktet 3 är fastsättningsorgan i form av längsgående strängar 6 av självhäftande lim anordnade. Ett inkontinensskydd av det i Figur 1 visade slaget är i första hand avsett att användas av personer med förhållandevis lindriga inkontinensbesvär och ryms lätt inuti ett par vanliga underbyxor. Fastsättningsorganen 6 tjänar härvid till att hålla inkontinensskyddet på plats i underbyxorna under använd- ningen. En rad andra limmönster, t ex tvärgående, är naturligtvis tänkbara liksom andra typer av fastsättningsorgan såsom kardborreytor, tryckknappar, gördlar, särskilda underbyxor eller liknande.

Inkontinensskyddet 1 är timglasformat med bredare ändpartier 7 och ett smalare grenparti 8 beläget mellan ändpartierna. Grenpartiet 8 är det parti av inkontinens- skyddet som är avsett att under användning vara anbragt i användarens gren och tjäna som mottagningsyta för den utsöndrade kroppsvätskan.

Det bör påpekas att de på ritningama visade och ovan beskrivna inkontinensskyddet respektive blöj an endast utgör ett par på intet sätt begränsande utföringsexempel på ett absorberande alster. Således kan alstrets form liksom utförandet i övrigt varieras. Det absorberande alstret kan även utgöras av en blöjbyxa, en dambinda eller liknande. Det absorberande alstret kan vara av såväl engångs- som flergångstyp. För produkter av flergångstyp är dock andra material än de ovan beskrivna aktuella som vätskegenom- släppligt ytskikt respektive absorptionskropp.

Mellan det vätskegenomsläppliga ytskiktet 2 och absorptionskroppen 4 är anordnat ett poröst och spänstigt mottagningsskikt 5 med förmåga att snabbt ta emot stora vätske- mängder och sprida vätskan samt tillfälligt lagra den innan den absorberas av den underliggande absorptionskroppen 4. Denna egenskap bör väsentligen bibehållas även efter vätning av materialet. Mottagningsskiktet 5 kan antingen täcka hela absorptions- ø u o | o: .anwa lO 15 20 25 30 I c o u | u: o | q ~ u. ~ o a | n. u _516_ 036 6 kroppen 4, sträcka sig utanför denna eller täcka endast de centrala partierna av absorp- tionskroppen.

Enligt uppfinningen utgörs mottagningsskiktet 5 av ett skikt av kontinuerliga fibrer 9, s k tow, vilka punkt-, linje eller fläckvis bundits samman i ett bindningsmönster 10 men i övrigt är i huvudsak icke bundna till varandra. I det i Fig. 1 visade utföringsexemplet utgörs bindningsmönstret 10 av ett linjemönster med korta linjer anordnade i zickzack- konfiguration. Bindningsmönstret åstadkommes genom exempelvis ultraljudssvetsning eller annan terrnobindning. Exempel på andra lämpliga termobindningsmetoder är mönsterkalandrering, laserbindning etc. Detta förutsätter att åtminstone en del av de fibrer som ingår i towen är termoplastiska. Exempel på terrnofibrer är polyolefiner, polyamider, polylaktid, polyester och liknande. Även s k bikomponentfibrer inkluderas.

Alternativt till termobindning kan bindning ske medelst bindemedel genom s k printbonding eller dotbonding eller på mekanisk väg genom s k entangling medelst nålning eller vatten-strålar. Valet av bindningstyp avgörs i första hand av vilken typ av fibrer som används i towen.

Utformningen av bindningsmönstret 10 kan naturligtvis varieras inom vida gränser.

Mönstret kan vara i form av punkter, fläckar eller företrädesvis linjer. Linjerna kan vara såväl raka som krökta och längden kan variera från ett par millimeter till att sträcka sig tvärs eller diagonalt över hela produkten. Företrädesvis sträcker sig linjema tvärs eller snett över fibrernas 9 längsriktning, så att ett flertal fibrer binds till varandra av varje bindningslinje. Det är även en fördel om olika bindningslinj er överlappar varandra sett i alstrets tvärsriktning, så att en huvuddel av fibrerna åtminstone längs någon del av sin längd är bundna.

Bindningsmönstret kan vara detsamma över hela mottagningsskiktet 5 eller vara olika i olika delar av detta, således kan exempelvis bindningsmönstret vara glesare i vätområ- det och tätare utanför detta. Det är även möjligt att utforma bindningsmönstret på sådant sätt att skiktet 5 får olika höjd i olika delar av produkten, exempelvis lägre i de centrala delarna och högre i de omgivande kantpartierna för att skapa en skålforrn som vann n 516 036 ger en vätskemottagningsvolym, alternativt högre i de centrala delarna än i de omgivande kantpartierna för att skapa en bättre kroppskontakt.

IFig. 3 visas ett modifierat utföringsexempel där skiktet 5 av kontinuerliga fi1ament9 använts som ett kombinerat väteskegenomsläppligt ytmaterial och mottagningsskikt, dvs är beläget direkt mot användarens hud. Skiktet 5 uppbärs i detta fall av ett häraf-material 23, exempelvis i form av ett nonwovenmaterial.

Enligt ett annat ej visat utföringsexempel täcks mottagningsskiktet 5 av ett ytmaterial 2, i vilket upptagits ett hål mitt för det tilltänkta vätorrirådet, varvid mottagningsskiktet 5 exponeras direkt mot användaren i detta område. I stället för ett större hål kan man ha flera mindre hål.

I Fig. 4 och 5 visas schematiskt en bit av ett skikt 11 av kontinuerliga fibrer 9 som bundits i ett enkelt bindningsmönster 10 med korta linjer anordnade i zickzack-konñguration. Fibrerna 9 är förutom vid bindningsställena obundna till varandra.

Metoden för framställning av materialskiktet enligt uppfinningen innefattar flera steg, vilket schematiskt framgår av Fig. 6. Fibertow 12 levereras i säckar eller i forrn av balar eller rullar av kontinuerliga fibrer, vilka antingen är raka, krusade eller skruvade (curled). Krusade eller skruvade fibrer föredras i detta fall då de ger en mycket öppen och luftig struktur. Fibrerna i towen kan vara av valfritt lämpligt material såsom polyetylen, polypropylen, polyamid, polyester, polylaktid, polyvinylacetat, cellulosa-acetat, regenererade cellulosafibrer såsom viskos och rayon, eller av bikomponenttyp med ett hölje av en polymer med en lägre smältpunkt och en kärna av en polymer med en högre smältpunkt. Speciellt föredragna är sådana fibrer som uppvisar hög spänst, exempelvis polyester, sampolyester eller polypropylen.

Fibergrovleken kan variera men ligger lämpligen i intervallet O,5-5O dtex, företrädesvis 1,5-25 och helst 2- 15 dtex, om materialet skall användas som mottagningsmaterial eller som kombinerat ytmaterial/mottaningsmaterial. Den öppna luftiga strukturen i kombi- vann» 10 15 20 25 30 516 056 8 nation med den relativt grova fiberdimensionen ger ett mycket snabbt vätskeinsläpp.

Dessutom är materialet starkt tack vare de längsgående kontinuerliga fibrerna, vilka ger styrka i längsriktningen, samt bindningsmönstret vilket ger styrka i tvärsriktningen.

Ytvikten på den bundna fibertowen bör i detta fall ligga i intervallet 10-200 g/mz, företrädesvis 30-150 och helst 30-100 g/mz.

Balarna eller motsvarande öppnas i speciella öppningsanordningar varvid fibrema separeras från varandra, sträckes och sprids ut till ett väsentligen jämntjockt skikt.

Skiktet binds i önskat bindningsmönster enligt ovan och klipps i lämpliga längder antingen före eller efter applicering i en absorberande produkt. Bindningen kan altemativt ske efter klippningen. Tow är en relativt billig leveransform av fibrer i jämförelse med nonwoven, vaddar och liknande vilka vanligen används som insläpps- material.

Såsom framgår av Fig. 6 innefattar öppningsanordningen 13 en eller flera skmvvalspar 14 vardera bestående av en skruvvals och en mothållsvals, mellan vilka fibertowen 12 matas in och vilka åstadkommer en separering av de enskilda fibrerna. Fibrerna sträckes under sin passage genom skrivsalarna 14. Sådana typer av öppningsanordningar är av konventionellt slag och finns tillgängliga på marknaden i olika utföranden.

Enligt det i Fig. 6 visade utföringsexemplet leds den sålunda öppnade fibertowen, vilken nu består av ett utbrett skikt av separerade enskilda fibrer 9 genom en ejektor 18 som blåser in luft i materialbanan l5a väsentligen i dennas längsriktning. Denna luftgenom- blåsning är viktig för att erhålla önskad volym och bulkighet hos materialbanan.

Materialet matas genom ejektorn 18 som i en innesluten kammare blåser luft tvärs och längs med materialet i matningsriktningen. Härigenom fås en ökad blandning av fibrerna vilket leder till att varje fiber blir mindre beroende av de närliggande fibrerna. Material- banans fluffighet ökas dessutom markant, i synnerhet om fibrerna är krusade eller spiralformigt vridna. a un: n _... vau- nu ~ u nu.. oo o n n .- »unna - 10 15 20 25 30 ~ 516 056 9 Processen kan förutom de schematiskt i Fig. 6 visade stegen även innefatta sådant som framgår av EP-A-0 937 792, vars innehåll härmed inkluderas som referens.

Materialbanan 15a matas därefter in mot en bindningsstationen 20, vilken i det visade utföringsexemplet utgörs av en ultraljudssvets. Denna innefattar ett ultraljudshom 21 anordnat mitt för en mönstervals 22.

En andra materialbana 15b, vilken i likhet med den första materialbanan 15a består av öppnad tow, vilken spridits ut till ett skikt, matas samtidigt in till bindningsstationen 20 för att där lamineras samman med den första materialbanan 15a. Den andra material- banan 15b har lämpligen genomgått en liknande behandling som den första material- banan 15a på sin väg från öppningsanordningen till bindningsstationen. De båda banoma l5a och b matas in till bindningsstationen 20 med olika banspärining och/eller banhastighet.

I bindningsstatioen 20 sammanbindes de båda materialbanoma 15a och b med bibehållen inbördes skillnad i banspänning och/eller banhastighet punkt-, fläck- eller linj evis i ett bindningsmönster till ett laminat, varvid den bana 15b som uppvisar den lägre banspänningen alternativt den högre banhastigheten bromsas och bildar vågor vid inmatningen till bindningsstationen medan den andra banan 15a förblir väsentligen slät.

Efter bindningen matas laminatet 15 vidare från bindningsstationen 20 med en banspänning/banhastighet som är väsentligen lika med den lägre banspärmingen/lägre banhastigheten.

Den vâgformade materialbanan 15b kommer att bilda "vallar" 5b (Fig. 5) mellan samman-bindningsställena lO i vilka "vallar" strukturen är mer öppen, dvs kapillärerna större, än i den del av materialbanan 15a som bibehålls slät och vilken betecknas med 5a i Fig. 5. Härvid kommer det att skapas en kapillärgradient i skiktet 5, vilken kommer att befrämja vätsketransporten genom och förbättra yttorrheten hos skiktet 5. 10 15 20 25 30 .5 16 Û 36 _ f; 1:' 10 Eventuellt kan materialbanoma 15a och b uppvisa olika ytvikt, exempelvis kan den materialbana som bebehålls slät uppvisa en lägre ytvikt än den del som vågforrnas.

Material-banorna kan även innehålla olika typer av fibrer med avseende på grovlek, polymer-sammansättning, ytbehandling, krusning etc. för att erhålla önskade egenskaper med avseende på vätskeinsläpp, yttorrhet, svetsbarhet etc. Det är även möjligt att på det beskrivna sättet med en skillnad banspärming och/eller matningshastighet sammanfoga fler än två materialbanor till ett laminat.

Såsom nämnts ovan kan förutom ultraljudsbindning även andra termobindningsmetoder såsom mönsterkalandrering, laserbindning etc. användas. Alternativt till termobindníng kan bindning ske medelst bindemedel genom s k printbonding eller dotbonding eller på mekanisk väg genom s k entangling medelst nålning eller vattenstrålar.

Eventuellt kan efter mönsterbindningen av materialbanan 15 denna lamineras samman med ett nonwovenmaterial 23 medelst termobindning, t ex ultraljudssvetsning, eller limning. Detta sker mot den släta materialbanan 15a. Nonwovenmaterialet 23 kan antingen lamineras till materialbanan 15 över hela dennas bredd eller i form av remsor lamineras endast till materialbanans kanter. Nonwovenmaterialet 15, vilket kan vara hydrofobt eller hydrofilt, har dels till uppgift att förhindra vätskespridning ut mot kanterna hos den absorberande produkten, dels att förhindra återvätning av vätska mot användarens hud.

Den mönsterbundna materialbanan 15, vilket eventuellt laminerats med ett nonwoven, kan därefter antingen rullas upp på en förrådsrulle eller direkt matas in i en blöjmaskin eller motsvarande, där den appliceras som ett skikt i ett absorberande alster såsom en blöja, blöjbyxa, inkontinensskydd, dambinda eller liknande.

Claims (1)

:anv . ll PATENTKRAV l. Fiberbaserat materialskikt avsett att ingå i ett absorberande alster såsom en blöja, blöjbyxa, inkontinensskydd, dambinda och liknande av det slag som innefattar ett 5 vätskegenomsläppligt ytskikt (2), ett vätsketätt bottenskikt (3) och en däremellan anbragt absorptionskropp (4), varvid alstret innefattar ett skikt (5) av kontinuerliga fibrer (9), s k tow, vilka punkt-, linje eller fläckvis bundits samman i ett bindnings- mönster (10) men i övrigt är i huvudsak icke bundna till varandra, kännetecknad av 10 att sagda skikt (5) innefattar minst två ovanpå varandra anordnade banor av towfibrer, vilka är sammanbundna med varandra till ett laminat medelst sagda bindningsmönster och där den ena banan (5b) är vågformad och den andra banan (Sa) är väsentligen slät, varvid den vågformade banan (5b) uppvisar en mer öppen struktur jämfört med den släta banan (Sa). l 5 2. Fiberbaserat materialskikt enligt patentkrav l, kännetecknad av att towfibrer med olika grovlek används i de olika banorna (5a,b ). 2 0 3. Fiberbaserat materialskikt enligt patentkrav l eller 2, kännetecknad av att towfibrer med olika egenskaper såsom hydrofilitet/hydrofibicitet, elasticitetsmodul, krusning etc. används i de olika banorna. 2 5 4. Fiberbaserat materialskikt enligt något eller några av patentkraven 1-3, kännetecknad av att de olika banoma (5a,b) uppvisar olika ytvikt. ""' 92. Metod för framställning av ett fiberbaserat materialskikt avsett att ingå i ett absorbe- 3 O rande alster såsom en blöja, blöjbyxa, inkontinensskydd, dambinda och liknande, varvid man utgår från minst ett knippe (12) av kontinuerliga fibrer (9), s k tow, vilket öppnas ann-a 10 15 20 25 30 _5l6_ 036 12 och där fibrerna separeras och utjämnas till ett skikt (15) med önskad fiberfórdelning, varefter skiktet i en bindningsstation (20) bindes samman punkt-, fläck- eller linj evis i ett bindningsmönster (l0) men där fibrerna i övrigt är i huvudsak icke bundna till varandra kännetecknad av att man matar in minst två separata banor (1 5a,b) av öppnad och till ett skikt utbredd tow till bindningsstationen (20), vilka banor uppvisar olika banspänning och/eller banhastighet, att man med bibehållen inbördes skillnad i banspärming och/eller banhastighet binder samman banorna (l5a,b) punkt-, fläck- eller linjevis i sagda bindningsmönster (10) till ett larninat, varvid den bana (15b) som uppvisar den lägre banspänningen alternativt den högre banhastigheten vågformas vid inmatningen till bindningsstationen (20) medan den andra banan (1 Sa) förblir väsentligen slät, och att efter bindningen laminatet matas vidare från bindningsstationen med en banspänning/ I u aan» c banhastighet som är väsentligen lika med den lägre banspänningen/lägre banhastigheten. b. Metod enligt patentkrav 4 kännetecknad av att att sagda fiberbaserade materialskiktet (15) på sin släta materialbana (l Sa) lamineras med ett nonwovenmaterial (23) över åtminstone en del av sin bredd.

1. Absorberande alster såsom en blöja, blöjbyxa, inkontinensskydd, dambinda och liknande av det slag som innefattar ett vätskegenomsläppligt ytskikt (2), ett vätsketätt bottenskikt (3) och en däremellan anbragt absorptionskropp (4), kännetecknad av att alstret innehåller ett fiberbaserat materialskikt (5) enligt något eller några av föregående patentkrav. 3 Absorberande alster enligt patentkrav 6, kännetecknad av att materialskiktet (5) används som ett kombinerat vätskegenomsläpplig ytmaterial och vätskemottagningsskikt. h 516 036 . 13 fiAbsorberande alster enligt patentkrav 6, kännetecknad av att materialskiktet (5) används som ett vätskemottagningsskikt applicerat mellan det vätskegenomsläppliga ytskiktet (2) och absorptionskroppen (4). ILO unna: