Тонкая гигиеническая прокладка с высоким уровнем стабильности
Изобретение относится к медицине. Описана гигиеническая прокладка, которая является тонкой (толщиной меньше, чем 5 мм), высокоабсорбирующей и проявляющей сравнительно высокую поперечную жесткость в насыщенном состоянии. Эта высокая поперечная жесткость в насыщенном состоянии обеспечивает отличную стабильность гигиенической прокладки во влажном состоянии и уменьшает вероятность неконтролируемой деформации, известной как образование складок, вследствие приложения бедрами пользователя сжимающих усилий к прокладке поперек нее. 19 з.п. ф-лы, 2 табл., 7 ил.
область изобретения
Настоящее изобретение относится, в общем, к абсорбции жидкостей и, конкретнее, к гигиенической прокладке одноразового использования, которая является тонкой, высокоабсорбирующей и которая сохраняет стабильное положение относительно промежностной области пользователя как в сухом, так и во влажном состоянии.
Предпосылки создания изобретения
Одним фактором, влияющим на эффективность гигиенической прокладки, является способность гигиенической прокладки сопротивляться деформации при ее использовании. Как замечено, бедра человека прилагают поперечные усилия к гигиенической прокладке, когда изделие для его использования расположено на предмете нижнего белья. Это может привести к собиранию гигиенической прокладки в сборки, что влияет на способность изделия собирать жидкости организма вследствие сопровождающегося уменьшения площади поверхности изделия. Эта проблема обостряется, когда гигиеническая прокладка воспринимает значительное количество жидкости. Масса жидкости обычно приводит к уменьшению твердости и прочности структуры гигиенической прокладки, что выражается в повышенной вероятности собирания гигиенической прокладки в сборки.
Из этого следует, что существует необходимость в создании гигиенической прокладки, которая является высокоабсорбирующей и сохраняет стабильное положение относительно промежностной области пользователя как в сухом, так и во влажном состоянии.
Сущность изобретения
Согласно одному аспекту изобретения гигиеническая прокладка содержит абсорбирующую систему, имеющую сверхабсорбирующий материал и целлюлозные волокна. При насыщении жидкостью гигиеническая прокладка увеличивает толщину приблизительно в 2 раза. Гигиеническая прокладка имеет отношение поперечной жесткости в насыщенном состоянии к поперечной жесткости в сухом состоянии не меньше, чем приблизительно 0,9. Для описания изобретения термин “насыщенное состояние” обозначает состояние, когда использована почти вся емкость гигиенической прокладки. Термин “влажное состояние” обозначает состояние, когда гигиеническая прокладка содержит некоторое количество жидкости, но ее емкость не использована- Таким образом, гигиеническая прокладка во влажном состоянии может воспринимать жидкость при дальнейшем выделении. Как замечено, когда отношение поперечной жесткости в насыщенном состоянии к поперечной жесткости в сухом состоянии не меньше, чем около 0,9, гигиеническая прокладка, будучи смоченной (таким образом, способной абсорбировать дополнительное количество жидкости), стабильна относительно промежностной области пользователя и будет сопротивляться поперечному сжатию бедрами. В результате этого уменьшается вероятность собирания гигиенической прокладки в сборки.
Предпочитается, чтобы отношение поперечной жесткости в насыщенном состоянии к поперечной жесткости в сухом состоянии превышало 1.
Способность гигиенической прокладки при насыщении жидкостью увеличивать свою толщину, по меньшей мере, приблизительно в 2 раза обеспечивает получение гигиенической прокладки с хорошим отношением емкость/размер. В общем, изобретение обеспечивает получение гигиенической прокладки, которая имеет хорошую абсорбционную способность, стабильна при смачивании и, таким образом, уменьшает вероятность собирания в сборки.
Другие аспекты и отличительные признаки настоящего изобретения станут очевидными для специалистов в данной области при рассмотрении последующего описания конкретных вариантов осуществления изобретения в связи с сопровождающими чертежами.
Описание чертежей
Фиг.1 - вид сверху гигиенической прокладки согласно настоящему изобретению при частичном удалении покровного слоя гигиенической прокладки с целью показа абсорбирующей системы,
фиг.2 - перспективный вид гигиенической прокладки на фиг.1, изображенной в положении, достигаемом при размещении гигиенической прокладки в предмете нижнего белья пользователя,
фиг.3 - вид снизу гигиенической прокладки, показанной на фиг.1,
фиг.4 - вид в разрезе по продольной оси гигиенической прокладки, показанной на фиг.3,
фиг.5 - схематическое изображение устройства для пневмоукладки абсорбирующего материала для изготовления, например, абсорбирующего слоя гигиенической прокладки согласно изобретению с использованием четырех пневмоукладочных головок, за которыми следует устройство для уплотнения пневмоуложенного материала,
фиг.6а и 6в показывают соответственно трех- и четырехпрослоечные варианты выполнения абсорбирующего слоя, который может быть использован в гигиенической прокладке согласно изобретению,
фиг.7а изображает устройство, пригодное для проведения испытания гигиенической прокладки на поперечное сжатие, при этом устройство показано без расположения в нем опытного образца, и
фиг.7в изображает устройство на фиг.7 с опытным образцом, помещенным в него и готовым для испытания.
Подробное описание изобретения
На фиг.1 и 2 показана женская гигиеническая прокладка 20 согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
Гигиеническая прокладка 20 имеет основную часть 22 с первым поперечным краем 26, ограничивающим ее переднюю часть, и вторым поперечным краем 28, ограничивающим ее заднюю часть. Каждый из этих краев имеет изогнутую или любую другую подходящую форму. Кроме того, основная часть имеет два продольных края, а именно продольный край 30 и продольный край 32. Гигиеническая прокладка 20 имеет толщину, не превышающую приблизительно 5 мм. Толщина предпочтительно составляет меньше, чем 3,5 мм, более предпочтительно - меньше, чем 3 мм, и наиболее предпочтительно, приблизительно 2,8 мм.
Гигиеническая прокладка 20 имеет продольную центральную линию 34, которая является воображаемой линией, разделяющей гигиеническую прокладку 20 на две одинаковые половины.
Гигиеническая прокладка 20, показанная на чертежах, имеет крылышки 38, 40. Крылышки 38, 40 выступают вбок наружу от каждого из продольных краев 30, 32. Крылышки 38, 40 имеют форму равнобедренной трапеции, у которой верх примыкает к продольному краю, а основание расположено на дистальном конце. Это является только примером, так как, не отклоняясь от сущности изобретения, можно также использовать другие формы крылышек. Кроме того, настоящее изобретение не ограничено гигиенической прокладкой с крылышками, так как данная изобретательская идея может быть также воплощена в гигиенической прокладке без крылышек.
Основная часть 22, кроме того, имеет воображаемую поперечную центральную линию 36, перпендикулярную к продольной центральной линии 34 и одновременно делящей пополам крылышки 38, 40.
Как изображено на фиг.4, основная часть 22 имеет слоистую конструкцию и предпочтительно содержит проницаемый для жидкости покровный слой 42, абсорбирующую систему 44 и непроницаемый для жидкости барьерный слой 50. Абсорбирующая система предпочтительно имеет две составные части, а именно первый абсорбирующий слой 46 (обычно известный как “передаточный слой”) и второй абсорбирующий слой 48 (обычно известный как “абсорбирующая сердцевина”). С другой стороны, абсорбирующую систему 44 может образовывать единственный слой, а именно, второй абсорбирующий слой 48. Ниже описывается каждый из этих слоев.
Основная часть - покровный слой
Покровный слой 42 может состоять из объемного, очень рыхлого нетканого материала со сравнительно низкой плотностью. Покровный слой 42 может состоять из волокон только одного вида, как например, полиэфирных или полипропиленовых волокон, или из двухкомпонентных волокон, имеющих компонент с низкой температурой плавления и компонент с высокой температурой плавления. Волокна могут быть выбраны из целого ряда натуральных и синтетических волокон, как например, нейлоновых, полиэфирных, полипропиленовых, гидратцеллюлозных (в сочетании с другими волокнами), хлопковых, акриловых волокон и т.п. или из их сочетаний. Примером является выполненный из нетканого материала покровный слой гигиенических прокладок, продаваемых фирмой “Джонсон энд Джонсон, Инк.”, Монреаль, Канада под товарным знаком “Стейфри Ультра-Тин Коттони Драй Кавер”.
Двухкомпонентные волокна могут быть изготовлены с полиэфирной сердцевиной и полиэтиленовой оболочкой. При использовании соответствующих двухкомпонентных волокон получают плавкую нетканую ткань. Примеры таких плавких тканей описаны в патенте США 4555446, выданном 26 ноября 1985 г. на имя Мэйса. Использование плавкой ткани облегчает крепление покровного слоя к примыкающему первому абсорбирующему слою и/или к барьерному слою.
Покровный слой 42 предпочтительно имеет сравнительно высокую степень смачиваемости, хотя отдельные волокна, составляющие покровный слой, могут и не быть особенно гидрофильными. Кроме того, материал покровного слоя должен содержать большое число сравнительно больших пор. Это необходимо потому, что покровный слой 42 предназначен для быстрого восприятия жидкости организма и ее перемещения от тела и точки выделения. Полезно, чтобы волокна, которые образуют покровный слой 42, при смачивании не теряли своих физических свойств. Другими словами, они не должны сплющиваться или терять свою упругость, когда подвергаются действию воды или жидкости организма. Покровный слой 42 может быть обработан для того, чтобы жидкость могла легко проходить через него. Кроме того, функцией покровного слоя 42 является быстрая передача жидкости к другим слоям абсорбирующей системы 44. Таким образом, преимуществом является то, что покровный слой 42 является смачиваемым, гидрофильным и пористым. Когда покровный слой 42 состоит из синтетических гидрофобных волокон, как например, полипропиленовых или двухкомпонентных волокон, он может быть обработан поверхностно-активным веществом для придания ему желаемой степени смачиваемости.
С другой стороны, покровный слой 42 может быть также изготовлен из полимерной пленки, имеющей большие поры. Вследствие такой высокой пористости пленка выполняет функцию по быстрой передаче жидкости организма к внутренним слоям абсорбирующей системы. В качестве покровных слоев согласно настоящему изобретению могли быть полезны перфорированные, совместно экструдированные пленки, как например, пленки, описанные в патенте США 4690679 и имеющиеся на гигиенических прокладках, продаваемых фирмой “Джонсон энд Джонсон Инк.”, Монреаль, Канада.
Для содействия перемещению жидкости покровный слой 42 может быть вдавлен в остальную часть абсорбирующей системы 44 посредством сплавления покровного слоя со следующим слоем. Такое сплавление может быть осуществлено местами, во множестве точек или по всей площади контакта покровного слоя 42 с абсорбирующей системой 44. С другой стороны, покровный слой 42 может быть прикреплен к абсорбирующей системе другими способами, например приклеиванием.
Основная часть - абсорбирующая система - первый абсорбирующий слой
Вблизи покровного слоя 42 с его внутренней стороны расположен скрепленный с ним первый абсорбирующий слой 46, который образует часть абсорбирующей системы 44. Первый абсорбирующий слой 46 обеспечивает средство для принятия жидкости организма от покровного слоя 42 и ее удерживание до тех пор, пока нижележащий второй абсорбирующий слой не будет иметь возможность абсорбировать жидкость.
Первый абсорбирующий слой 46, предпочтительно, является более плотным и имеет большую долю меньших пор, чем покровный слой 42. Эти свойства дают возможность первому абсорбирующему слою 46 содержать в себе жидкость организма и отводить ее с наружной стороны покровного слоя 42, тем самым предотвращая повторное смачивание жидкостью покровного слоя 42 и его поверхности. Однако первый абсорбирующий слой 46, предпочтительно, не является настолько плотным, чтобы предотвращать прохождение жидкости через слой 46 в нижележащий второй абсорбирующий слой 48. Эти виды абсорбирующих слоев общеизвестны как слои для передачи жидкости или слои для восприятия жидкости.
Первый абсорбирующий слой 46 может состоять из волокнистых материалов, как например, древесной целлюлозы, полиэфирных и гидратцеллюлозных волокон, гибкого пенопласта и т.п. или из их сочетаний. Кроме того, первый абсорбирующий слой 46 может содержать термопластичные волокна для стабилизации слоя и сохранения его структурной целостности. Для увеличения смачиваемости первого абсорбирующего слоя 46 он может быть с одной или обеих сторон обработан поверхностно-активным веществом, хотя обычно первый абсорбирующий слой 46 является сравнительно гидрофильным и может не нуждаться в обработке. Первый абсорбирующий слой 46, предпочтительно, скреплен с обеих сторон с примыкающими слоями, т.е. с покровным слоем 42 и нижележащим вторым абсорбирующим слоем 48. Примером подходящего материала для первого абсорбирующего слоя является целлюлоза, скрепленная пропусканием горячего воздуха и продаваемая фирмой “Баккей”, Мемфис, шт. Теннеси, США под обозначением “ВИЗОРБ 3008”.
Основная часть - абсорбирующая система – второй абсорбирующий слой
К первому абсорбирующему слою 46 непосредственно примыкает скрепленный с ним второй абсорбирующий слой 48.
В одном варианте осуществления изобретения первый абсорбирующий слой 46 имеет центральную ширину, которая, по меньшей мере, почти одинакова с центральной шириной второго абсорбирующего слоя 48. В конкретном варианте осуществления изобретения центральная ширина больше, чем приблизительно 64 мм. В другом варианте осуществления изобретения первый абсорбирующий слой 46 имеет центральную ширину, которая превышает центральную ширину второго абсорбирующего слоя 48. Термин “центральная ширина” относится к определенному участку слоя, как например, абсорбирующего слоя и определяется следующим образом. При ношении гигиенической прокладки точка отсчета на рассматриваемом слое расположена под центром влагалищного отверстия. Одна плоскость расположена параллельно поперечной центральной линии 36 и на 3,75 см вперед от точки отсчета в направлении к лобковому возвышению пользователя. Другая плоскость расположена также параллельно поперечной центральной линии 36 и на 5,0 см назад от точки отсчета в направлении к ягодицам пользователя гигиенической прокладки. Наибольшая поперечная ширина ровного, несжатого и не подвергнувшегося воздействию участка рассматриваемого слоя между двумя плоскостями является шириной абсорбирующего участка в рассматриваемом слое.
Когда абсорбирующая система содержит множество абсорбирующих слоев, центральной шириной абсорбирующей системы является центральная ширина слоя абсорбирующей системы, который имеет наибольшую центральную ширину. В конкретном примере центральная ширина абсорбирующей системы превышает 64 мм.
В одном варианте осуществления изобретения второй абсорбирующий слой 48 выполнен из смеси целлюлозных волокон и сверхабсорбента, расположенного между этими целлюлозными волокнами.
В конкретном примере второй абсорбирующий слой 48 выполнен из материала, содержащего от приблизительно 40 вес.% до приблизительно 95 вес.% целлюлозных волокон и от приблизительно 5 вес.% до приблизительно 60 вес.% САП (сверхабсорбирующих полимеров). Этот материал имеет влагосодержание меньше, чем приблизительно 10 вес.%. Используемое здесь выражение “весовой процент” (вес.%) обозначает отношение веса вещества к весу готового материала. Например, 10 вес.% САП означает 10 г/м2 САП на 100 г/м2 поверхностной плотности материала.
Целлюлозные волокна, которые могут быть использованы во втором абсорбирующем слое 48, хорошо известны из уровня техники и могут быть из древесной целлюлозы, хлопка, льна и торфяного мха. Предпочитается древесная целлюлоза. В качестве волокнистой массы могут быть использованы механическая или химико-механическая древесная масса, сульфитная целлюлоза, крафт-целлюлоза, отходы, превращенные в волокнистую массу, волокнистые массы, полученные с применением органического растворителя, и т.д. Предпочтительна древесина как мягких, так и твердых пород. Предпочитаются волокнистые массы из древесины мягких пород. Для использования в данном материале не требуется обрабатывать целлюлозные волокна химическими разрыхлителями, сшивающими агентами и т.п.
Второй абсорбирующий слой 48 может содержать любой сверхабсорбирующий полимер (САП), и эти сверхабсорбирующие полимеры хорошо известны из уровня техники. В описании настоящего изобретения термин “сверхабсорбирующий полимер” (или САП) обозначает материалы, которые при избыточном давлении 0,5 фунт/кв.дюйм способны абсорбировать и удерживать жидкости организма в количестве, по меньшей мере, приблизительно в 10 раз превышающем их собственный вес. Частицы сверхабсорбирующего полимера согласно изобретению могут быть из неорганических или органических гидрофильных сшитых полимеров, как например, поливиниловых спиртов, полиэтиленоксидов, сшитых крахмалов, гуаровой камеди, ксантановой камеди и т.п. Частицы могут быть в виде порошка, зерен, гранул или волокон. При использовании настоящего изобретения предпочитаются частицы сверхабсорбирующего полимера, состоящие из сшитых полиакрилатов, как например, продукта, предлагаемого фирмой “Сумитомо сэйка кэмиклз компани Лтд.”, Осака, Япония под обозначением “SA60N тип II”, или продукта, предлагаемого фирмой “Кэмдэл интернэшнл. Инк.”, Палатин, шт. Иллинойс, США под обозначением “2100А”.
В конкретном примере второй абсорбирующий слой 48 выполнен из материала, содержащего от приблизительно 50 до приблизительно 95 вес.% целлюлозных волокон, а конкретнее от приблизительно 60 до приблизительно 80 вес.% целлюлозных волокон. Такой материал может содержать от приблизительно 5 до приблизительно 60 вес.% САП, предпочтительно от приблизительно 20 до приблизительно 55 вес.% САП, еще более предпочтительно от приблизительно 30 до приблизительно 45 вес.% САП и наиболее предпочтительно приблизительно 40 вес.% САП.
Второй абсорбирующий слой 48 может быть изготовлен способом пневмоукладки, хорошо известным из уровня техники (см. фиг.5). Согласно фиг.5 целлюлозные волокна (например, древесную целлюлозу) обрабатывают в молотковой мельнице для разделения на отдельные волокна. Разделенные волокна смешивают с гранулами САП в смесительной системе 1 и пневматически транспортируют в ряд формовочных головок 2. Смешивание и распределение волокон и гранул САП можно контролировать отдельно для каждой формовочной головки. Контролируемая циркуляция воздуха и лопастные мешалки в каждой камере обеспечивают получение однородной смеси и распределение целлюлозы и САП. САП может быть тщательно и равномерно примешан во всем материале или только в его определенных слоях посредством его распределения к выбранным формовочным головкам. Волокна (и САП) из каждой формовочной головки под действием разрежения осаждаются на формовочную сетку 3, образуя при этом слоистый абсорбирующий нетканый материал. Этот материал затем спрессовывают с использованием каландров 4 для достижения желаемой плотности. Уплотненный нетканый материал сматывают в рулон 5, используя обычное мотальное оборудование. Для уменьшения потери материала формовочная сетка 3 может быть покрыта тонкой бумагой. Слой тонкой бумаги может быть удален перед каландрированием или введен в формованный материал. В возможном варианте первый абсорбирующий слой 46 может быть формован за одно целое со вторым абсорбирующим слоем 48 для получения сборной абсорбирующей системы 44. Этого можно достигнуть, снабдив устройство, изображенное на фиг.5, дополнительной формовочной головкой (не показана на чертежах), чтобы перед каландрированием осаждать пневмоукладкой на второй абсорбирующий слой 48 слой материала для образования первого абсорбирующего слоя 46.
Второй абсорбирующий слой 48 согласно настоящему изобретению имеет высокую плотность, и в конкретном примере плотность больше, чем приблизительно 0,25 г/см3. Конкретно, второй абсорбирующий слой 48 может иметь плотность в пределах от приблизительно 0,30 г/см3 до приблизительно 0,50 г/см3. Конкретнее, плотность составляет от приблизительно 0,30 г/см3 до приблизительно 0,45 г/см3 и еще конкретнее, от приблизительно 0,35 г/см3 до приблизительно 0,40 г/см3.
Пневмоукладываемые абсорбенты обычно изготавливают с низкой плотностью. Для достижения более высоких показателей плотности, таких как в вышеприведенных примерах со вторым абсорбирующим слоем 48, пневмоуложенный материал уплотняют с использованием каландров, показанных на фиг.5. Уплотнение осуществляют с использованием средств, хорошо известных из уровня техники. Обычно такое уплотнение проводят при температуре приблизительно 100°С и нагрузке приблизительно 130 Н/мм. Верхний нажимной валок обычно изготовлен из стали, в то время как нижний нажимной валок является гибким валком, имеющим твердость по Шору Д, равную приблизительно 85. Предпочтительно, чтобы как верхний, так и нижний нажимные валки были гладкими, хотя верхний валок может быть гравированным.
В одном варианте осуществления изобретения второй абсорбирующий слой 48 имеет отношение жесткости по Гарлею, измеренное в миллиграммах (мг), к плотности, измеренной в граммах на кубический сантиметр (г/см3), меньше, чем приблизительно 3700. В конкретном примере это отношение жесткости по Гарлею к плотности меньше, чем приблизительно 3200, и, конкретнее, меньше, чем приблизительно 3000.
Жесткость по Гарлею - это один из многих показателей мягкости. Жесткость по Гарлею является мерилом изгибаемости или гибкости абсорбирующих материалов. Чем меньше значение жесткости по Гарлею, тем больше гибкость материала. Значения жесткости по Гарлею измеряют с использованием прибора для испытания на жесткость по Гарлею (модель № 4171 Е), изготавливаемого фирмой “Гарлей пресижн инструменте”. Троя, шт. Нью-Йорк, США. Этот прибор позволяет измерять приложенный извне момент, необходимый для создания данного прогиба опытной полоски определенных размеров, закрепленной на одном конце и имеющей концентрированную нагрузку, приложенную к другому концу. При определении значений “жесткости по Гарлею” результаты получают в единицах миллиграмм.
Второй абсорбирующий слой 48 является прочным в свете его мягкости. Целостность подушки - это общеизвестный показатель прочности абсорбирующего материала. В конкретном варианте осуществления изобретения второй абсорбирующий слой 48 демонстрирует прочность (высокую целостность подушки) в широком интервале значений плотности. В конкретном примере второй абсорбирующий слой 48 имеет отношение целостности подушки, измеренной в ньютонах (Н), к плотности (г/см3) больше, чем приблизительно 25,0. В более конкретном примере это отношение больше, чем приблизительно 30,0, и могло быть даже больше, чем приблизительно 35,0. Испытание для определения целостности подушки проводят на универсальной испытательной машине “Инстрон”. При испытании по существу измеряют нагрузку, необходимую для прокалывания опытного образца, как это описано в методике ПФИ от 1981 г. Опытный образец, имеющий размеры 50 мм × 50 мм, зажимают в машине “Инстрон”, используя подходящее крепежное устройство. Плунжер диаметром 20 мм, движущийся со скоростью 50 мм/мин, пробивает неподвижный образец. Сила, необходимая для пробивания образца, измеряется в ньютонах (Н).
Второй абсорбирующий слой 48 может быть изготовлен с широким интервалом значений поверхностной плотности. Второй абсорбирующий слой 48 может иметь поверхностную плотность в пределах от приблизительно 100 г/м2 до приблизительно 700 г/м2. В конкретном примере поверхностная плотность составляет от приблизительно 150 г/м2 до приблизительно 350 г/м2. Поверхностная плотность предпочтительно составляет от приблизительно 200 г/м2 до приблизительно 300 г/м2, более предпочтительно приблизительно 250 г/м2.
Второй абсорбирующий слой 48 может быть образован из трех или четырех тонких слоев или прослоек. Этими прослойками являются нижняя прослойка, одна или две средние прослойки и верхняя прослойка. Ниже изложены конкретные примеры материала с тремя и четырьмя прослойками. САП может содержаться в любой из прослоек или во всех прослойках. Концентрация (весовой процент) САП в каждой прослойке может варьироваться в зависимости от характера конкретного САП.
Интересным свойством второго абсорбирующего слоя 48 является его способность удерживать САП тогда, когда подвергается действию механического напряжения. После 10 минут интенсивного встряхивания второй абсорбирующий слой 48 удерживал свыше 85 вес.% находившегося в нем САП. Конкретно, материал согласно этому изобретению, подвергающийся этим механическим напряжениям, удерживает свыше 90%, точнее, свыше 95% и еще точнее, свыше 99% содержащегося в нем САП. Процентное содержание удерживаемого САП определяли встряхиванием материала в вибросите “Ро-Тэп”, изготовленном фирмой “У.С.Тайлер Компани”, Кливленд, шт. Огайо, США. Конкретнее, образец помещали в сито с размером ячеек 28 меш (серии “Тайлер”). К первому ситу прикрепляли дополнительные сита с размером ячеек 35 меш и 150 меш, образуя колонку из все более мелких сит. Колонку из сит с каждого конца закрывали крышкой для предотвращения потери волокон и/или САП. Колонку из сит помещали в вибратор и встряхивали в течение 10 минут.
Объединяя остаток, содержавшийся на каждом из сит, и отделяя целлюлозные волокна от САП, определяли количество гранул САП, вытряхнутых из образца - “свободный САП”.
Даже в случае образования из многих прослоек второй абсорбирующий слой 48 имеет небольшую окончательную толщину. Толщина может варьироваться от приблизительно 0,5 мм до приблизительно 2,5 мм. В конкретном примере толщина составляет от приблизительно 1,0 мм до приблизительно 2,0 мм, точнее от приблизительно 1,25 мм до приблизительно 1,75 мм.
На фиг.6 изображен один вариант выполнения второго абсорбирующего слоя 48, особенно хорошо подходящего для использования в гигиенической прокладке 20. Такой второй абсорбирующий слой 48 имеет поверхностную плотность от приблизительно 200 г/м2 до приблизительно 350 г/м2 и объемную плотность между приблизительно 0,3 г/см3 и 0,5 г/см3. В конкретном примере объемная плотность составляет от приблизительно 0,3 г/см2 до приблизительно 0,45 г/см3, точнее приблизительно 0,4 г/см3.
Второй абсорбирующий слой 48, изображенный на фиг.6(а), имеет три пневмоуложенные прослойки: нижнюю прослойку из целлюлозы (без сверхабсорбента) с поверхностной плотностью приблизительно 25 г/см2; среднюю прослойку с поверхностной плотностью приблизительно 150 г/см2, которая содержит от приблизительно 10 до приблизительно 30 г/м2 сверхабсорбента и от приблизительно 120 г/м2 до приблизительно 140 г/м2 целлюлозы; и верхнюю прослойку из целлюлозы (без сверхабсорбента) с поверхностной плотностью приблизительно 25 г/м2. Относительно общей поверхностной плотности второго абсорбирующего слоя 48 содержание сверхабсорбента составляет от приблизительно 5 до приблизительно 15 вес.% (г/м2 сверхабсорбента на г/м2 материала). В конкретном примере содержание сверхабсорбента составляет от приблизительно 7,5 вес.% до приблизительно 12,5 вес.% материала. Конкретнее материал содержит приблизительно 10 вес.% сверхабсорбента. Таким образом, средняя прослойка материала могла содержать от приблизительно 15 г/м2 до приблизительно 25 г/м2 сверхабсорбента и от приблизительно 125 г/м2 до приблизительно 135 г/м2 целлюлозы, а точнее, приблизительно 20 г/м2 сверхабсорбента и приблизительно 130 г/м2 целлюлозы. Средняя прослойка, содержащая целлюлозу и сверхабсорбент, может быть уложена в виде гомогенной смеси или гетерогенной смеси, в которой содержание сверхабсорбента изменяется с приближением к нижней прослойке.
В другом варианте осуществления изобретения, изображенном на фиг.6(в), второй абсорбирующий слой 48 имеет четыре пневмоуложенные прослойки. В этом варианте вышеуказанная средняя прослойка заменена двумя средними прослойками: первой средней прослойкой, примыкающей к верхней прослойке, и второй средней прослойкой, примыкающей к нижней прослойке. Каждая из первой и второй средних прослоек содержит в отдельности от приблизительно 10 до приблизительно 30 г/м2 сверхабсорбента и от приблизительно 40 г/м2 до приблизительно 65 г/м2 целлюлозы. Если желательно удержание абсорбированной жидкости вдали от покровного слоя 42, то количество сверхабсорбента в первой и второй средних прослойках регулируют таким образом, чтобы во второй средней прослойке содержалось больше сверхабсорбента. Первая и вторая средние прослойки могут иметь одинаковые или разные содержания сверхабсорбента.
В одном варианте осуществления изобретения во втором абсорбирующем слое 48 в качестве целлюлозных волокон используют древесную целлюлозную массу. Древесная целлюлозная масса обладает определенными свойствами, которые делают ее особенно подходящей для этого применения. В большинстве древесных целлюлозных масс целлюлоза имеет кристаллическую форму, известную как целлюлоза I, которая может быть превращена в форму, известную как целлюлоза II. Во втором абсорбирующем слое 48 могла быть использована древесная целлюлозная масса со значительной долей целлюлозы в виде целлюлозы II. Кроме того, полезны целлюлозные массы, имеющие увеличенный показатель извитости волокон. Наконец, предпочитаются целлюлозные массы с пониженными содержаниями гемицеллюлозы. Из уровня техники хорошо известны способы обработки целлюлозных масс для оптимизации их свойств. Например, известен способ обработки древесной целлюлозной массы жидким аммиаком для превращения целлюлозы в структуру целлюлозы II и для увеличения показателя извитости волокон. Известен способ распылительной сушки под вакуумом для увеличения показателя извитости волокон целлюлозной массы. При холодной щелочной обработке целлюлозной массы уменьшается содержание гемицеллюлозы, увеличивается извитость волокон и происходит превращение целлюлозы в форму целлюлозы II. Таким образом, могло быть полезным, чтобы целлюлозные волокна, используемые для изготовления материала согласно этому изобретению, содержали, по меньшей мере, часть целлюлозной массы, подвергнутой холодной щелочной обработке.
Описание способа холодной щелочной экстракции можно найти в патентной заявке США № 08/370571, поданной 18 января 1995 г. и находящейся на рассмотрении как продолжающаяся заявка патентной заявки США №08/184377, поданной 21 января 1994 г. и в настоящее время аннулированной. Описания этих двух заявок полностью введены для ссылки.
Щелочную обработку обычно осуществляют при температуре меньше, чем приблизительно 60°С, но предпочтительно меньше, чем 50°С, и более предпочтительно при температуре между приблизительно 10°С-40°С. Предпочтительным раствором соли щелочного металла является раствор гидроокиси натрия, свежеприготовленный или используемый как побочный продукт целлюлозного или бумажного производства, например гемикаустический белый щелок, окисленный белый щелок и т.п. Могут быть применены другие соли щелочных металлов, как например, гидроокись аммония, гидроокись калия и т.п. Однако с точки зрения стоимости предпочитаемой солью является гидроокись натрия. Концентрация солей щелочных металлов обычно составляет от приблизительно 2 до приблизительно 25 вес.% раствора и предпочтительно от приблизительно 6 до приблизительно 18 вес.%. Целлюлозные массы, предназначенные для случаев применения при быстром абсорбировании с высокой скоростью, предпочтительно обрабатывают при концентрациях солей щелочных металлов от приблизительно 10 до приблизительно 18 вес.%.
Для получения дополнительных подробностей о структуре и о способе изготовления второго абсорбирующего слоя 48 следует обратиться к патенту США 5866242, выданному 2 февраля 1999 г. на имя Тэна и др. Содержание этого документа приведено здесь для ссылки.
Основная часть - барьерный слой
Под абсорбирующей системой 44 расположен барьерный слой 50, состоящий из непроницаемого для жидкости пленочного материала для обеспечения того, чтобы жидкость, захваченная в абсорбирующей системе 44, не выходила из гигиенической прокладки и не пачкала предмет нижнего белья. Барьерный слой 50 предпочтительно выполнен из полимерной пленки.
Покровный слой 42 и барьерный слой 50 соединены по их крайним частям для образования герметизирующего или бортового шва, который сохраняет абсорбирующую систему 44 изолированной. Это соединение может быть сделано посредством склеивания, термосварки, ультразвуковой или высокочастотной сварки, механического гофрирования и т.п. или их сочетаний. На фиг.1 линия периферийного шва обозначена позицией 52.
Крылышки
Крылышки 38 и 40 предпочтительно изготавливают в виде выполненных за одно целое выступов покровного слоя 42 и барьерного слоя 50. Эти выполненные за одно целое выступы соединяют друг с другом по их крайним уплотнительным частям посредством склеивания, термосварки, ультразвуковой или высокочастотной сварки, механического гофрирования и т.п. или их сочетаний. Такое соединение наиболее предпочтительно делать одновременно с соединением друг с другом покровного слоя 42 и барьерного слоя 50 для изолирования абсорбирующей системы 44. С другой стороны, крылышки могут содержать абсорбирующий материал между выступами покровного слоя и барьерного слоя. Такой абсорбирующий материал может быть продолжением первого абсорбирующего слоя 46, второго абсорбирующего слоя 48 или их обоих. Крылышки являются факультативными и могут иметь другую подходящую форму, чем та, которая показана.
Клеящая система
Обратимся к фиг.2 и 3, где для усиления стабильности гигиенической прокладки поверхность барьерного слоя, обращенная к предмету одежды, снабжена установочным клеящим веществом 58, обычно термоплавким клеем, способным образовывать временное сцепление с материалом предмета нижнего белья. Подходящим веществом является композиция с обозначением HL-1491 XZP, имеющаяся на рынке от фирмы “Х.Б. Фуллер Кэнеда”, Торонто, пров. Онтарио, Канада. Установочный клей 58 может быть нанесен на обращенную к одежде поверхность барьерного слоя 50 в виде различных рисунков, включая сплошное покрытие клеем, нанесение клея в виде параллельных продольных полосок, полоски по периметру структуры, поперечных полосок и т.д.
До использования прокладки установочный клей 58 покрыт обычной прокладочной бумагой 82 (показана только на фиг.3) для предотвращения нежелательного прилипания прокладки к себе или к посторонним предметам. Прокладочная бумага имеет обычную структуру (например, уложенная мокрым способом крафт-целлюлоза с силиконовым покрытием), и подходящие бумаги имеются на рынке от фирмы “Теккоте Корпорейшн” (Леониа, шт. Нью-Джерси, США) с обозначением “ФРАЗЕР 30/61629”.
Способ изготовления
Гигиеническую прокладку 20 согласно вышеописанному варианту ее выполнения изготавливают обычным образом по традиционной технологии. Конкретнее, образуют слоистую структуру, которую в этой области техники иногда называют полотном. Слоистая структура содержит слои материалов, из которых будет образована прокладка, т.е. слоистая структура содержит следующие слои материалов в направлении сверху вниз: материал покровного слоя, материал первого абсорбирующего слоя, материал второго абсорбирующего слоя (изготовленного так, как описано выше), и, наконец, барьерный слой. Некоторые из этих слоев материалы не обязательно являются непрерывными в слоистой структуре, а если это имеет место, они точно размещены относительно друг друга со взаимным расположением, которое они будут занимать в готовых изделиях. Материал покровного слоя и материал барьерного слоя затем скрепляют вместе приложением давления в соответствующих местах для образования периферийного шва. (Шов может быть также сделан посредством термосварки, ультразвуковой или высокочастотной сварки, механического гофрирования и т.п. и их сочетаний). После этого обычными способами (т.е. вырубной штамповкой, вырезанием струей жидкости или лазером) запечатанную структуру вырезают из полотна для получения отдельного изделия.
Затем наносят установочное клеящее вещество в соответствующих местах барьерного слоя и закрывают установочный клей прокладочной бумагой. С другой стороны, установочный клей, либо установочный клей и прокладочная бумага могут быть нанесены на полотно до вырезания из него отдельных изделий.
Как указывалось выше, гигиеническая прокладка в сухом состоянии имеет толщину приблизительно 5 мм или менее. Устройство, необходимое для измерения толщины гигиенической прокладки, - это циферблатный толщиномер с ножкой, имеющийся на рынке от фирмы “Эймс”, снабженный ножкой диаметром 2 дюйма и обеспечивающий точность показания до 0,001 дюйма. Предпочитается устройство цифрового типа.
Если образец гигиенической прокладки отдельно загнут и свернут, то его необходимо развернуть и тщательно разгладить рукой. Снимают прокладочную бумагу с образца и вновь осторожно укладывают ее задней стороной поперек полосок установочного клея, не сдавливая образец и обеспечивая при этом, чтобы прокладочная бумага ровно лежала поперек образца.
Поднимают ножку толщиномера и помещают образец на опору, так чтобы ножка толщиномера находилась приблизительно в центре образца (или в интересуемом месте интересуемого образца). При опускании ножки необходимо обращать внимание на то, чтобы избегать “падения” ножки или приложения чрезмерного усилия. Прилагают к образцу избыточное давление в 0,07 фунт/кв.дюйм и дают показанию возможность стабилизироваться в течение приблизительно 5 секунд. Затем снимают показание о толщине. Из полной толщины вычитают толщину прокладочной бумаги, закрывающей установочный клей.
Аналогичную методику применяют затем при измерении толщины гигиенической прокладки в насыщенном состоянии.
Гигиеническая прокладка 20 отличается отличными абсорбционными свойствами и одновременно имеет степень поперечной жесткости, достаточной для уменьшения возможности собирания в сборки при ее использовании, особенно, когда гигиеническая прокладка находится во влажном состоянии. Конкретнее, гигиеническая прокладка 20 при насыщении жидкостью увеличивает свою толщину, по меньшей мере, почти в 2 раза. Увеличение толщины измеряют следующим образом. Вначале при испытании, подробно описанным выше, измеряют толщину гигиенической прокладки в сухом состоянии. Образец в сухом состоянии - это образец, к которому не добавлено никакой жидкости и который в течение двух часов выдерживали в помещении с относительной влажностью 50% и температурой 21°С. Регистрируют значение толщины в сухом состоянии. Затем насыщают гигиеническую прокладку жидкостью. Это осуществляют следующим образом: используя 25-мл мерный сосуд с делениями, к прокладке добавляют 15 мл 1%-ного соленого раствора через овальное отверстие в пластмассовой пластине. Снимают пластину и через 5 минут определяют толщину так, как и при вышеописанном способе испытания. Увеличение толщины выражают как отношение толщины прокладки во влажном состоянии к толщине прокладки в сухом состоянии.
Гигиеническая прокладка имеет отношение к поперечной жесткости (после цикла 1) в насыщенном состоянии к поперечной жесткости в сухом состоянии не меньше, чем приблизительно 0,9, и предпочтительно больше 1. Поперечную жесткость измеряют при испытании на продольный изгиб в изогнутом состоянии, при котором имитируются поперечные сжимающие усилия, прилагаемые к гигиенической прокладке при ее фактическом использовании. Далее описываются оборудование и проводимое испытание.
а) Оборудование и материал
- “СИНТЕК ТЕСТУОРКС ФОР ВИНДОУЗ” (зарегистрированный товарный знак) на “МТС” (зарегистрированный товарный знак) с загрузочной рамкой “Инстрон”. Эта программа работает на подходящем компьютере. Он работает, отображает и записывает статистический анализ результатов измерения, полученных при работе нижеописанного устройства для испытания на поперечное сжатие.
- Устройство для испытания на продольный изгиб в изогнутом состоянии. Оно содержит:
- Две (2) гладкие изогнутые (выпуклые) пластины из нержавеющей стали под углом 40°. Расстояние между пластинами наверху - 73 мм и внизу - 18 мм. Выпуклые пластины имеют радиус дуги 68 мм и длину сегмента 113 мм. Нижняя часть вогнута в вертикальном направлении. Радиус дуги - 108 мм и длина сегмента - 113 мм. Эти пластины закреплены на зажимном приспособлении. Это устройство имитирует область промежности и ног женщины.
Изогнутый держатель (зажимного типа), имеющий общую длину 280 мм и ширину 6 мм, соединен с несущим стержнем размером 156 мм × 6,35 мм (диаметр). Этот стержень соединен с переходником.
Переходник прикреплен к тензометрическому датчику. Это устройство измеряет силу, необходимую для сжатия образца до определенной ширины. При этой методике испытания это расстояние составляет 18 мм.
б) Приготовление образца
После того, как была измерена толщина образцов (во влажном или сухом состоянии), удаляют прокладочную бумагу. Загибают крылышки (если они применяются) в местах их присоединения и закрепляют установочным клеем на задней стороне прокладки. На остальную открытую часть клея наносят небольшое количество порошкообразного талька.
в) Методика испытаний
Приготовленную прокладку помещают в центре изогнутого зажима так, чтобы задняя сторона была обращена к стержню, и закрепляют на месте так, как показано на фиг.7в.
Затем подвижному изогнутому зажиму дают возможность совершать 5 циклов поднятия и опускания (со скоростью 50 см/мин) для сжатия прокладки каждый раз до ширины в 18 мм. При первом цикле прокладка перемещается вниз в целом на 85 мм и останавливается. Регистрируют первое показание. Затем возвращают ее до отметки 75 и останавливают, а после этого возвращают до отметки 85 мм и останавливают. Регистрируют 2-е показание. Как и 2-е показание, аналогичным образом регистрируют показания на 3-ем, 4-ом и 5-ом циклах.
Типичные средние значения как толщины, так и поперечной жесткости можно найти в нижеследующей таблице.
В нижеследующей таблице приводится перечень компонентов, использованных при изготовлении прототипов.
Типичные компоненты, использованные при изготовлении прототипов
| Таблица 2 | |||
| Обозначение изделия | Тип покровного слоя | Передаточный слой | Абсорбирующий слой |
| Прототип А | 34 г/м2, нетканый (“ПГИ”) | 90 г/м2 WNN “Форт Джеймс” | 250 г/м2 (40% САП), (“Рейонир”) |
| Прототип В | 34 г/м2, нетканый (“ПГИ”) | 65 г/м2 (“Форт Джеймс”) | 250 г/м2 (40% САП), (“Рейонир”) |
| Прототип С | 34 г/м2, нетканый (“ПГИ”) | 90 г/м2 Х-353 “Баккей” | 250 г/м2 (40% САП), (“Рейонир”) |
| Прототип Д | 34 г/м2, нетканый (“ПГИ”) | 65 г/м2 (“Форт Джеймс”) | 200 г/м2 (30% САП), (“Рейонир”) |
Изделие и способы согласно настоящему изобретению для гигиены и других областей медицины могут быть использованы посредством методов и процедур, которые применяются в гигиене, при недержании мочи, в медицине и при абсорбции и которые в настоящее время известны специалистам в этих областях или станут известными им в будущем. Таким образом, предполагается, что данная заявка охватывает модификации и варианты этого изобретения при условии, что они находятся в объеме притязаний прилагаемой формулы изобретения и их эквивалентов.
1. Гигиеническая прокладка, выполненная с возможностью ношения в промежностной части предмета нижнего белья, содержащая проницаемый для жидкости покровный слой, абсорбирующую систему под указанным проницаемым для жидкости покровным слоем, содержащую сверхабсорбирующий материал и целлюлозные волокна, непроницаемый для жидкости барьерный слой под указанной абсорбирующей системой, причем указанная гигиеническая прокладка имеет толщину меньше 5 мм и при насыщении жидкостью увеличивает свою толщину, по меньшей мере, в 2 раза, отличающаяся тем, что имеет поперечную жесткость в насыщенном состоянии, поперечную жесткость в сухом состоянии и отношение поперечной жесткости в насыщенном состоянии к поперечной жесткости в сухом состоянии составляет не менее 0,9.
2. Гигиеническая прокладка по п.1, отличающаяся тем, что отношение поперечной жесткости в насыщенном состоянии к поперечной жесткости в сухом состоянии превышает 1.
3. Гигиеническая прокладка по п.2, отличающаяся тем, что толщина в сухом состоянии меньше 3 мм.
4. Гигиеническая прокладка по п.2, отличающаяся тем, что толщина в сухом состоянии составляет 2,8 мм.
5. Гигиеническая прокладка по п.2, отличающаяся тем, что указанная абсорбирующая система содержит смесь целлюлозных волокон и сверхабсорбирующего материала.
6. Гигиеническая прокладка по п.5, отличающаяся тем, что указанная абсорбирующая система содержит абсорбирующий слой с поверхностной плотностью 100-700 г/м2, который пневмоуложен в виде нижней прослойки из волокнистой массы, средней прослойки из волокнистой массы и сверхабсорбирующего полимера, расположенного в волокнистой массе, и верхней прослойки, содержащей, по меньшей мере, некоторое количество волокнистой массы.
7. Гигиеническая прокладка по п.6, отличающаяся тем, что указанный абсорбирующий слой имеет объемную плотность больше 0,25 г/см3.
8. Гигиеническая прокладка по п.7, отличающаяся тем, что указанный абсорбирующий слой содержит 5-60 вес.% сверхабсорбирующего полимера.
9. Гигиеническая прокладка по п.8, отличающаяся тем, что указанный абсорбирующий слой содержит 20-55 вес.% сверхабсорбирующего полимера.
10. Гигиеническая прокладка по п.9, отличающаяся тем, что указанный абсорбирующий слой содержит 30-45 вес.% сверхабсорбирующего полимера.
11. Гигиеническая прокладка по п.10, отличающаяся тем, что указанный абсорбирующий слой содержит 40 вес.% сверхабсорбирующего полимера.
12. Гигиеническая прокладка по п.6, отличающаяся тем, что указанный абсорбирующий слой является вторым абсорбирующим слоем, а указанная абсорбирующая система, кроме того, содержит первый абсорбирующий слой над указанным вторым абсорбирующим слоем.
13. Гигиеническая прокладка по п.12, отличающаяся тем, что указанный первый абсорбирующий слой пневмоуложен на верхнюю прослойку из волокнистой массы указанного второго слоя.
14. Гигиеническая прокладка по п.12, отличающаяся тем, что указанная гигиеническая прокладка содержит крепежное средство для удержания указанной гигиенической прокладки на предмете нижнего белья пользователя.
15. Гигиеническая прокладка по п.12, отличающаяся тем, что указанный второй абсорбирующий слой имеет поверхностную плотность в пределах 150-350 г/м2.
16. Гигиеническая прокладка по п.15, отличающаяся тем, что указанный второй абсорбирующий слой имеет поверхностную плотность в пределах 200-300 г/м2.
17. Гигиеническая прокладка по п.16, отличающаяся тем, что указанный второй абсорбирующий слой имеет поверхностную плотность 250 г/м2.
18. Гигиеническая прокладка по п.15, отличающаяся тем, что указанный второй абсорбирующий слой имеет объемную плотность в пределах 0,3-0,5 г/см3.
19. Гигиеническая прокладка по п.18, отличающаяся тем, что указанный второй абсорбирующий слой имеет объемную плотность в пределах 0,3-0,45 г/см3.
20. Гигиеническая прокладка по п.6, отличающаяся тем, что средняя прослойка выполнена в виде первой средней прослойки, примыкающей к нижней прослойке, и второй средней прослойки, примыкающей к верхней прослойке.
