Абсорбирующее изделие с сильно гидрофобным слоем
Настоящее изобретение относится к абсорбирующему изделию, такому как подгузник, подгузник в виде трусов, ежедневная прокладка, гигиеническая прокладка, средство при недержании или подобное, включающему в себя по меньшей мере проницаемый для жидкости верхний слой, изготовленный по меньшей мере из одного слоя материала из полотна, пены или пленки, и обратный слой, изготовленный по меньшей мере из одного слоя материала из полотна, пены или пленки, и необязательно по меньшей мере один дополнительный слой материала из полотна, пены или пленки, в котором по меньшей мере один из указанных слоев включает в себя покрытие гидрофобного пластичного полимера, имеющего неоднородную поверхность, и показывает угол контакта покоящейся капли воды более чем 110°. В зависимости от местоположения и расположения этого высокогидрофобного покрытия возникают выгодные эффекты в терминах регулирования физиологических текучих сред. Изобретение направлено на предоставление абсорбируемого изделия с улучшенными свойствами, получаемого простым способом. 2 н. и 31 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.
Настоящее изобретение относится к абсорбирующему изделию, такому как подгузник, подгузник в виде трусов, ежедневная подкладка, гигиеническая прокладка, средство при недержании или подобное, включающему в себя по меньшей мере один слой, изготовленный из сильно гидрофобного материала. Высокая гидрофобность получается благодаря покрытию из гидрофобного термопластичного полимера, обладающего неоднородной поверхностью.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Абсорбирующие изделия настоящего типа, как правило, включают в себя проницаемый для жидкости защитный слой (верхний слой), который располагается рядом с телом пользователя, непроницаемый для жидкости защитный слой (обратный слой), который располагается на расстоянии от тела пользователя и рядом с одеждой пользователя, и абсорбирующий слой, расположенный между проницаемым для жидкости верхним слоем и непроницаемым для жидкости обратным слоем. Однако иногда в конкретных абсорбирующих изделиях от абсорбирующего слоя также можно отказаться.
В течение многих лет подгузники производили с внешним обратным слоем, образованным из непроницаемой для пара и жидкости пластичной пленки, для устранения протекания текучей среды из подгузника. Однако ощущение пластичных обратных слоев часто ощущается потребителем как холодное и неприятное по сравнению с традиционными подгузниками в виде одежды. Кроме того, подобные пластичные обратные слои также улавливают влажный пар и тепло, генерируемое телом, и приводят к такому состоянию подгузника, которое активирует кожное раздражение, и пользователь чувствует себя очень неудобно. Следовательно, в большинстве абсорбирующих изделий, таких как подгузники или гигиенические прокладки, продаваемые в настоящее время, используются воздухопроницаемые материалы обратного слоя, которые позволяют парам улетучиться из абсорбирующего изделия, в то же время все еще предотвращая прохождение экссудатов через обратный слой. Типичными воздухопроницаемыми материалами являются, например, тканые полотна, нетканые полотна, композитные материалы, такие как покрытые пленкой нетканые полотна, и микропористые пленки. Даже в случае современных материалов обратного слоя все еще существует выбор оптимального решения между способностью материала обратного слоя предотвращать прохождение физиологических жидкостей и его воздухопроницаемостью. Следовательно, было бы желательным увеличить гидрофобность материалов обратного слоя, так как высокогидрофобные материалы можно было бы наделить более высокой воздухопроницаемостью (например, посредством увеличения количества и/или размера пор) без нарушения непроницаемости для жидкости.
Другая проблема, встречающаяся в подгузниках и гигиенических прокладках, заключается в неровном распределении физиологической жидкости в абсорбирующем слое. Физиологическая текучая среда, поступающая в центральную область одноразового абсорбирующего продукта, имеет тенденцию смачивать только центральную часть абсорбирующего слоя, в то время как края, особенно в удлиненном направлении, остаются сухими. Соответственно абсорбционная способность абсорбирующего слоя не используется эффективно. Кроме того, может происходить так называемая “гелевая блокировка”, так как сверхабсорбирующий полимер, часто применяемый в абсорбирующем слое, набухает в центральной области с образованием геля и предотвращает дальнейшее распространение текучей среды. Следовательно, современные абсорбирующие изделия, в частности современные подгузники, типично обладают так называемыми слоями управления текучей средой, расположенными между верхним слоем и абсорбирующим слоем. Эти слои управления текучей средой усиливают передачу текучей среды в плоскости, параллельной абсорбирующему слою, предпочтительно в удлиненном направлении абсорбирующего продукта. Это можно достичь, например, посредством слоя нетканого материала, содержащего ориентированные гидрофильные волокна. Кроме того, ЕР 0748894 А2 раскрывает в связи с этим способ усиления направленности передачи текучей среды в слоях нетканого материала, например, посредством печати удлиненных непрерывных гидрофобных полос на гидрофильном нетканом материале. Гидрофобизирующие агенты предпочтительно представляют собой нерастворимые в воде соединения парафина. Говорят, что гидрофобные полосы обладают углом контакта с водой выше 90°. Готовые нетканые материалы можно применять в качестве покрывающего готового материала (непроницаемого для текучей среды верхнего слоя), в качестве подслоев или передающих слоев (слоев управления текучей средой) в одноразовых гигиенических абсорбирующих изделиях. С точки зрения этого учения было бы желательным достичь даже более сильного увеличения в направленности переноса текучей среды.
ЕР 0985392 А1 относится к одноразовому абсорбирующему изделию, включающему в себя по меньшей мере один “сверхгидрофобный” слой, имеющий статический угол контакта с водой выше, чем приблизительно 120°, наиболее предпочтительно между 150 и 165°. В примерах небольшие количества субстратов на основе силикона, ПЭ (полиэтилена) или ПП (полипропилена) подвергали модулированной плазменной обработке с тлеющим разрядом, выполняемой с фторированным углеводородным газом или паром для генерирования непрерывной фторированной углеводородной тонкой пленки со сверхгидрофобной поверхностью, плотно связанной с субстратом. Как утверждается, эту технологию можно также применить к другим субстратам, включая нетканые слои. Кроме факта, что пропущено экспериментальное доказательство в отношении, можно ли успешно применить эту технологию покрытия к нетканым материалам, остается отметить, что эта технология покрытия является объемной и дорогостоящей. Кроме того, по причинам окружающей среды нежелательно применять фторированное углеводородное покрытие в одноразовом абсорбирующем гигиеническом изделии.
WO 02/084013 А2 раскрывает полимерное волокно, имеющее самоочищающуюся и отталкивающую воду поверхность, которая состоит по меньшей мере из одного материала из синтетических волокон и синтетической по меньшей мере частично гидрофобной поверхности с возвышениями и углублениями, полученными из частиц, которые присоединяются к волокнистому материалу без адгезива, смол или лаков. Единственный пример раскрывает полиамидное волокно, имеющее повышенный угол контакта, равный почти 160°. Также утверждается, что эти волокна можно применять в различных областях, главным образом для занятий спортом. Пропущены возможности для применения этих волокон в нетканых материалах или абсорбирующих гигиенических изделиях заявленного типа.
US 2002/0013560 раскрывает унитарную абсорбирующую сердцевину, включающую волокнистый абсорбирующий слой, имеющий верхнюю принимающую текучую среду поверхность и нижнюю поверхность с гидрофобным пропускающим пар барьером для влаги, цельным с нижней поверхностью абсорбирующего слоя. Также раскрывается способ, в котором на нижнюю поверхность волокнистого абсорбирующего слоя наносится гидрофобный материал, который по меньшей мере частично покрывает по меньшей мере часть волокон нижней поверхности абсорбирующего слоя. В предпочтительном варианте осуществления пропускающий пар барьер для влаги образуется посредством нанесения гидрофобной полимерной латексной эмульсии для достижения угла контакта для воды приблизительно до 80° или больше.
WO 90/05063 затрагивает обертку, состоящую из бумаги, бумажного картона из похожего волокнистого материала, который покрывают барьерным для пара типом покрывающей смеси, содержащей полиолефиновый пластик. Что касается типичного применения подобных оберток, этот документ упоминает завертывание бумажных свертков большого размера. Покрывающая смесь состоит из изотактического полипропилена с атактическим полипропиленом или аморфным поли-α-олефином, действующим как пластификатор.
WO 97/16148 относится к воздухопроницаемому подгузнику, женскому гигиеническому или подобному одноразовому гигиеническому продукту, включающему обратный слой, образованный из многослойного нетканого материала, который является гидрофобным и проницаемым для пара, причем указанный материал обратного слоя имеет по меньшей мере два вспученных слоя. Конструкция предпочтительно включает гидрофобный усилитель, образованный из многослойного нетканого материала. Гидрофобный усилитель располагается по меньшей мере частично снаружи барьерной основы и внутри обратного слоя. Гидрофобный усилитель может представлять собой гидрофобное покрытие, расположенное рядом с внутренней поверхностью обратного слоя, причем покрытие является полимерным, но с трещинами или изломами для предоставления ему воздухопроницаемости. Покрытие с трещинами представляет собой предпочтительно экструдат из этилвинилацетата (EVA), имеющий трещины или изломы, достаточные для предоставления ему воздухопроницаемости.
US 2005/0004541 А1 направлено на абсорбирующую сердцевину, которую можно применять в случае пищевой упаковки для абсорбции и сохранения текучей среды, выделенной пищевым продуктом. Эта абсорбирующая сердцевина включает первый волокнистый абсорбирующий слой, нижняя поверхность которого находится в контакте с верхней поверхностью синтетического носителя, который имеет нижнюю поверхность, цельную с первым гидрофобным пропускающим пар барьером для влаги. Гидрофобный барьерный материал покрывает по меньшей мере некоторые отдельные волокна абсорбирующего слоя. В предпочтительном варианте осуществления пропускающий пар барьер для влаги образуется посредством нанесения гидрофобной полимерной латексной эмульсии для достижения угла контакта с водой, равного приблизительно 80° или больше.
SE 8502556 затрагивает способ нанесения синтетических полимеров, например полиолефинов, на волокна для облегчения термического отверждения волокнистых матриц посредством сухого формования. В Примере 1 получали раствор полипропилена в ксилоле до концентрации от 1 до 2%. К этому раствору добавляли высушенный и хорошо отделенный материал пульпы для получения концентрации волокон, равной 2%, и смесь нагревали до температуры от 100 до 115°C. После приблизительно 15 мин материал пульпы удаляли из раствора, прессовали для получения содержания сухого остатка, равного приблизительно 20%, и после этого высушивали.
WO 2006/049664 раскрывает композиционный материал, включающий в себя множество нановолокон, переплетенных с множеством центральных волокон, таких как волокна пульпы, с образованием одного или более слоев. Полученные полотна можно применять в абсорбирующих продуктах. В одном варианте осуществления некоторые или все нановолокна включают в себя гидрофобные волокна достаточно небольшого диаметра для моделирования эффекта лотоса в их гидрофобности и способности к самоочищению. В соответствии с этим документом нановолокна, имеющие средний диаметр не более чем приблизительно 1500 нм, получают электроформованием. Однако для некоторых применений не является благоприятным включать подобные мелкие волокна в полотно. Кроме того, электроформование представляет собой дорогостоящую и сложную технологию изготовления.
WO 2005/005696 относится к нетканому полотну, включающему в себя слой, имеющий значительное количество нановолокон с диаметрами менее чем 1 мкм, в котором покрывающее вещество наносят на поверхность указанных волокон. Кроме других примеров одно из покрывающих веществ для гидрофобной обработки представляет собой вещество, такое как полидиметилсилоксан. Полученные нетканые полотна можно использовать в качестве барьерного слоя, расположенного между абсорбирующей сердцевиной и внешним слоем одноразового абсорбирующего продукта. Однако этот документ не имеет отношение ни к покрытию термопластичными полимерами, ни к образованию неоднородной поверхности (грубой поверхности), усиливающей гидрофобность.
US 2006/0094320 А1 имеет похожее раскрытие, как и WO 2006/049664 А1.
Другими заявками относительно полотен на основе нановолокон и их применения в качестве барьерных слоев являются WO 2005/103354, WO 2005/103357, WO 2005/004769, WO 2005/005704, WO 2005/004767, US 2005/0008776 и US 2004/0266300.
Соответственно настоящее изобретение направлено на предоставление абсорбирующего изделия с улучшенными свойствами, получаемого простым способом.
Настоящее изобретение также направлено на преодоление недостатков, связанных с предшествующим уровнем техники.
Техническая цель настоящего изобретения также включает аспект модификации слоев, в частности материалов из полотна, пены или пленки, применяемых в абсорбирующих изделиях образом, который приводит к более сухому окружению и, таким образом, к улучшенному удобству для кожи, например, посредством направленного переноса текучей среды и/или модификации поверхностных свойств указанных слоев образом, который позволяет применяемым материалам иметь более высокую воздухопроницаемость.
Настоящее изобретение также направлено на предоставление простого способа получения подобных абсорбирующих изделий.
Дополнительные технические цели станут очевидными из предшествующего обсуждения предшествующего уровня техники и последующего более подробного описания настоящего изобретения.
СУЩНОСТЬ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение предоставляет
- абсорбирующее изделие, такое как подгузник, подгузник в виде трусов, ежедневная прокладка, гигиеническая прокладка, средство при недержании или подобное, включающее в себя по меньшей мере проницаемый для жидкости верхний слой, изготовленный по меньшей мере из одного слоя материала из полотна, пены или пленки, и (предпочтительно непроницаемый для жидкости) обратный слой, изготовленный по меньшей мере из одного слоя материала из полотна, пены или пленки, и необязательно по меньшей мере один дополнительный слой материала из полотна, пены или пленки, в котором по меньшей мере один из указанных слоев включает покрытие гидрофобного пластичного полимера, имеющего неоднородную поверхность, и показывает угол контакта покоящейся капли воды более чем 110°; и
- способ получения абсорбирующего изделия, такого как подгузник, подгузник в виде трусов, ежедневная прокладка, гигиеническая прокладка, средство при недержании или подобное, включающего в себя по меньшей мере проницаемый для жидкости верхний слой, изготовленный по меньшей мере из одного слоя материала из полотна, пены или пленки, и (предпочтительно непроницаемый для жидкости) обратный слой, изготовленный по меньшей мере из одного слоя материала из полотна, пены или пленки, и необязательно по меньшей мере один дополнительный слой материала из полотна, пены или пленки, в котором по меньшей мере один из указанных слоев включает в себя покрытие гидрофобного пластичного полимера, имеющего неоднородную поверхность, и предпочтительно показывает угол контакта покоящейся капли воды более чем 110°, причем указанный способ включает в себя стадии нанесения по меньшей мере на один из указанных слоев раствора гидрофобного термопластичного полимера в органическом растворителе, выпаривания указанного растворителя с образованием покрытия, имеющего неоднородную поверхность, и введения указанного покрытого слоя в адсорбирующее изделие.
ЧЕРТЕЖИ
Фиг.1 (А) и (В) показывают изображения ESEM (экологического сканирующего электронного микроскопа) материала с покрытием, покрытого изотактическим пропиленом в соответствии с настоящим изобретением. Субстрат без покрытия показан на Фиг.1 (С).
Фиг.2 показывает схему испытательного устройства, применяемого для оценки водонепроницаемости покрытых нетканых материалов посредством гидростатического давления.
Фиг.3 показывает схему расположения двух стеклянных пластин, применяемых авторами настоящего изобретения для фиксации покрываемых нетканых материалов.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Где бы ни применялся в настоящем описании термин “включающий в себя” или “содержащий”, следует понимать, что его можно также заменить более ограниченными терминами “по существу состоящий из” или “состоящий из” до тех пор, пока это приводит к технически значимым вариантам осуществлений.
Под “абсорбирующим изделием” мы понимаем изделия, способные абсорбировать физиологические текучие среды, такие как моча, водянистые фекалии, женские секреции или менструальные текучие среды. Эти абсорбирующие изделия включают, но не ограничиваются ими, подгузники, подгузники в виде трусов, ежедневные прокладки, гигиенические прокладки, средства при недержании (такие как, например, применяемые для взрослых людей).
Подобные абсорбирующие изделия имеют проницаемый для жидкости защитный слой (верхний слой), который при применении обращается к телу пользователя. Они дополнительно включают в себя (предпочтительно непроницаемый для жидкости) защитный слой (обратный слой), например пластичную пленку, покрытый пластиком нетканый материал или гидрофобный нетканый материал, и предпочтительно абсорбирующий слой, заключенный между проницаемым для жидкости верхним слоем и предпочтительно непроницаемым для жидкости обратным слоем. В некоторых абсорбирующих продуктах без абсорбирующего слоя, таких как специальные ежедневные прокладки, продаваемые настоящим заявителем под различными торговыми наименованиями в связи с названием продукта “Freshness everyday”, абсорбирующая способность верхнего слоя и обратного слоя является достаточной для абсорбции небольших количеств женской секреции.
“Непроницаемые для жидкости” материалы, такие как непроницаемые для жидкости нетканые и пленочные материалы (например, микропористая пленка), способны предотвращать прохождение физиологических жидкостей, таких как моча, менструации и водянистые фекалии, при нормальных условиях применения. Их предпочтительно используют в качестве материала обратного слоя и ножных отворотов. В соответствии с предпочтительными вариантами осуществления непроницаемость для жидкости подобных материалов можно выразить как водонепроницаемость в соответствии с EDANA WSP 80.6 (05) (см. также примеры) более чем 40 мбар, более чем 50 мбар, более чем 55 мбар, более чем 60 мбар, более чем 65 мбар, более чем 70 мбар, более чем 75 мбар или более чем 80 мбар с увеличивающимся предпочтением, например как водонепроницаемость более чем от 85 до 150 мбар или от 90 до 120 мбар. Если не утверждается иначе, это относится ко всем непроницаемым для жидкости материалам, упомянутым в этой заявке.
В абсорбирующих изделиях заявленного типа по меньшей мере один слой материала из полотна, пены или пленки включает в себя покрытие гидрофобного термопластичного полимера, причем указанное покрытие имеет неоднородную поверхность. Термин “неоднородная поверхность” предназначен для покрытия поверхностных структур, увеличивающих гидрофобность сверх гидрофобности гладкой поверхности, изготовленной из термопластичного полимера, составляющего покрытие. Этот эффект, также известный как “эффект лотоса”, типично появляется в присутствии шероховатости микрометрического размера. Термин “неоднородная поверхность” также отличает настоящее изобретение от однородных покрытий термопластичных полимеров на материалах слоев описанного типа, где толщина покрытия существенно не меняется по покрытому субстрату (пленке, пене или волокнам полотна). Предпочтительно неоднородная поверхность включает в себя или состоит из отдельных отложений (например, по существу сферических отложений или отложений типа нитей) покрывающего материала, который может также агрегировать, и/или сшитой структуры, состоящей из взаимосвязанных отложений, образующих (заполненные воздухом) поры. Предпочтительно по меньшей мере некоторые (например, по меньшей мере 10%, по меньшей мере 30% или по меньшей мере 50%) из наблюдаемых размеров, более предпочтительно средняя высота агрегатов от пика до впадины, диаметр пор для сеток или диаметр отложений типа нитей имеют средний размер, равный по меньшей мере 1 мкм, в частности по меньшей мере 3 мкм, предпочтительно не более чем 100 мкм, например от 5 до 50 мкм. В соответствии с альтернативным вариантом осуществления стандартный размер неровности, такой как среднеарифметическая неровность Ra, составляет по меньшей мере 1 мкм, в частности по меньшей мере 3 мкм, но предпочтительно не более чем 100 мкм, например от 5 до 50 мкм. Измеряемая неровность должна быть неровностью покрытия, а не неровностью нижележащей структуры, такой как нетканый материал. Измерение можно проводить на поверхности одиночной пленки.
Средняя высота от пика до впадины измеряется по отношению к покрытой поверхности, например поверхности из пленки или пены или волокнистой поверхности в случае полотна, посредством способов оптических измерений, таких как технологии SEM (сканирующей электронной микроскопии), интерполяционных технологий, таких как пишущие профилометры AFM (атомно-силовой микроскопии). Альтернативно можно применять оптические технологии. Предпочтительно определение приведенных выше конкретных значений неровностей проводится при применении SEM, необязательно в связи с обрабатывающим изображение программным обеспечением.
Покрытый слой материала из полотна, пены или пленки показывает значения контактных углов водяной капли, контактирующей с указанным слоем, более чем 110°, предпочтительно более чем 120°, даже более предпочтительно более чем 130°, например более чем 140° или более чем 150°. Одна технология достижения этой высокой степени гидрофобности будет объясняться далее более подробно в связи с заявленным способом. Он основан на процедуре, описанной впервые H. Ü. Erbil et al., Science, Vol.299, 2003, pages 1377-1380, “Transformation of a simple plastic into superhydrophobic surface”. В соответствии с настоящим изобретением и ссылкой на Erbil подобные сверхгидрофобные поверхности получаются из увеличения поверхностной неровности так, что местная геометрия обеспечивает большую геометрическую область для относительно небольшой выступающей области. Этот эффект можно наблюдать в природе на листьях священного лотоса. Поверхности этих листьев имеют неровность микроскопического размера (как также наблюдается для настоящего изобретения), что приводит к углам контакта с водой вплоть до 170°. В настоящем изобретении воздух, который задерживается между каплями и неоднородной поверхностью, в равной степени минимизирует контактную область.
Угол контакта можно определить совпадающим с TAPPI способом Т558РМ-95 (1995) в соответствии с процедурой, описанной в примерах.
Если покрытие термопластичного полимера только частично покрывает материал из полотна, пены или пленки в макроскопическом масштабе, приведенное выше измерение контактного угла проводится исключительно в отношении покрытой поверхности.
Термин “материал из пленки”, который следует покрыть, может представлять собой любой полимерный пленочный материал, применимый в абсорбирующих изделиях. Он является предпочтительно (макро)перфорированными пластичными пленками (как применяются для верхних слоев) или микропористой воздухопроницаемой пленкой, как обычно применяется в качестве материала обратного слоя. Подходящие микропористые пленки будут объясняться позже более подробно в связи с вариантами осуществлений, связанных с гидрофобными покрытиями на обратном слое или его частях.
Под “материалом из полотна” мы понимаем предпочтительно когерентные плоские структуры на основе волокон, в частности из бумажной ткани тканого или нетканого типа.
Тонкая бумага определяется как мягкая абсорбирующая бумага, имеющая низкую массу на единицу поверхности. Как правило, выбирают массу на единицу поверхности от 8 до 30 г/м2, особенно от 10 до 25 г/м2 на тканевый слой. Каждый тканевый слой может состоять из различных не отделенных подслоев, образованных, например, посредством многократного напорного ящика в бумагоделательной машине. Плотность ткани типично составляет ниже 0,6 г/см3, предпочтительно ниже 0,30 г/см3 и более предпочтительно между 0,08 и 0,20 г/см3.
Производство ткани отличается от производства бумаги ее чрезвычайно низкой массой на единицу поверхности и ее намного более высоким показателем абсорбции энергии растяжения (см. DIN EN 12625-4 и DIN EN 12625-5). Бумага и тонкая бумага также различаются в целом по отношению к модулю эластичности, который характеризует деформативные свойства этих плоских продуктов в качестве параметра материала.
Высокий показатель абсорбции энергии растяжения ткани исходит из внешнего или внутреннего крепирования. Последнее получается посредством сжатия бумажного полотна, приклеенного к сухому цилиндру, в результате действия крепирующего шабера или в последнем случае в результате различия в скорости между двумя проводами (“структурами”). Это вызывает внутреннее разрушение все еще влажного пластично деформируемого бумажного полотна посредством сжатия и сдвига, таким образом делая ее более растягиваемой при нагружении, чем некрепированная бумага.
Влажные полотна тонкой бумаги обычно сушат посредством так называемого Yankee осушения, сушкой на открытом воздухе (TAD) или способом импульсной сушки.
Волокна, содержащиеся в тонкой бумаге, главным образом, являются целлюлозными волокнами, такими как волокна пульпы из химической пульпы (например, крафтовые сульфитные и сульфатные пульпы), механическая пульпа (например, древесная масса), термомеханическая пульпа, механохимическая пульпа и/или термомеханохимическая пульпа (СТРМ). Можно применять пульпы, производные как от лиственных (твердых деревьев), так и от хвойных (мягких деревьев).
Нетканые материалы представляют эластичные пористые ткани, которые часто напоминают текстильные материалы, но их не получают классическими способами ткачества основы и утка или петлевания, а посредством переплетения и/или когезивного и/или адгезивного скрепления типичных синтетических текстильных волокон, которые могут, например, присутствовать в форме бесконечных нитей или нитей, предварительно изготовленных заводским способом с бесконечной длиной, как синтетических нитей, полученных на месте, или в форме штапельных волокон. Альтернативно их можно изготовить из смесей синтетических волокон в форме штапельных волокон и природных волокон, например природных растительных волокон (см. DIN 61210 Т2, октябрь 1988, и ISO 9092-EN 29092). Дополнительные варианты осуществления будут объясняться в связи с материалами верхнего слоя.
В соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения покрытие гидрофобного термопластичного полимера включает в себя кристаллические домены. По этой причине менее желательным является использовать аморфные термопластичные полимеры, так как у них отсутствует способность образовывать подобные кристаллические домены. Соответственно предпочтительно использовать в качестве исходного материала для покрытия полукристаллические и кристаллические термопластичные полимеры. Степень кристалличности (перед образованием покрытия) составляет предпочтительно по меньшей мере 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90% с увеличенной предпочтительностью в этом порядке. Степень кристалличности можно измерить в соответствии со способами, известными в технике, например способом анализа на основе дифракции рентгеновских лучей. Как будет объяснено позже более подробно, полагают, что кристаллическая или полукристаллическая природа термопластичного исходного полимера и способность к образованию кристаллических доменов в ходе быстрого охлаждения улучшает образование неоднородной поверхности и таким образом в большой степени увеличивает гидрофобность покрытия. В ходе этого быстрого охлаждения из предпочтительно горячего раствора термопластичного полимера степень кристалличности может стать ниже в зависимости от скорости отложения. Степень кристалличности в готовом покрытии может, таким образом, составлять более чем 20%, более предпочтительно более чем 30%, даже более предпочтительно более чем 40%, в частности более чем 50%, например от 60 до 100% или от 70 до 90%.
Гидрофобный термопластичный полимер предпочтительно состоит из мономеров, состоящих из атомов углерода и водорода. Хотя возможно применять по меньшей мере в незначительной пропорции мономеры, содержащие также и другие атомы, такие как N или О, это является менее предпочтительным. Подобным образом, термопластичный полимер предпочтительно не содержит атомов фтора. Термопластичный полимер представляет собой предпочтительно полиолефиновый гомо- или сополимер. Примерами для полиолефиновых гомополимеров являются полиэтилен и полипропилен. Этилен и/или пропилен можно также сополимеризовать с другими этиленненасыщенными мономерами, пока готовый сополимер все еще может рассматриваться в качестве термопластичного. Можно также применять сополимеры этилена и пропилена. Чтобы понизить температуру плавления пропен можно, например, сополимеризовать с незначительными количествами (например, менее чем 10 мас.%) другого α-олефина, такого как этилен, 1-бутен или 1-гексен. Предпочтительно сомономер и его количество выбирают по отношению к желательной степени кристалличности.
Одним особенно предпочтительным термопластичным полимером является изотактический полипропилен. В зависимости от каталитической системы, применяемой для его изготовления, его показатель стереорегулярности (% нерастворимых в кипящем гептане) составляет предпочтительно по меньшей мере 88%, более предпочтительно по меньшей мере 92%, в частности по меньшей мере 98 мас.% (см. Энциклопедию промышленной химии Ульмана, пятое полностью переработанное издание, том А 21, 1992, стр.518-547). Изотактический полипропилен предпочтительно получают при полимеризации пропена в присутствии гетерогенных катализаторов Циглера-Натта. С помощью более позднего поколения катализаторов (нанесенных на MgCl2 TiCl4 × AlEt3) является достижимым, например, показатель стереорегулярности более чем 98 мас.%. Индекс текучести (230°С/2,16 кг) термопластичного полимера колеблется в интервале предпочтительно от 0,3 до 50 град/мин, например от 1 до 40 или от 5 до 10. Типичными и предпочтительными значениями Mw/Mn являются от 5 до 10. В терминах температуры плавления термопластичный полимер также не подвергается особому ограничению. Типичные температуры плавления находятся в интервале от 130 до 200°С, например от 150 до 190°С. Одним подходящим и коммерчески доступным термопластичным полимером является изотактический полипропилен, который предлагается фирмой Sigma-Aldrich Co. под номером продукта 182389 (средняя Mw - 250000 по гельпроникающей хроматографии, температура плавления 189°С).
В зависимости от материала субстрата (слоя материала из полотна, пены или пленки), который следует покрыть, может также быть предпочтительным генерировать неуплотняющее покрытие. Термин “неуплотняющее” обозначает покрытия, где покрытие не покрывает всю покрытую область и соответственно все еще позволяет прохождение воздуха и/или водяного пара. Однако термин “неуплотняющее” не ограничивается определенными формами покрытия и проходами, ведущими от одной стороны покрытия через покрытие к другой стороне. Как ранее объяснялось, неуплотняющее покрытие предпочтительно включает в себя отдельные отложения термопластичного полимера, которые могут, однако, образовать более крупные агрегаты (например, по существу сферические отложения или отложения в виде нитей) и/или сшитую структуру, состоящую из взаимосоединяющихся отложений, образующих (заполненные воздухом) поры.
Применение неуплотняющих покрытий особенно предпочтительно в комбинации с материалами слоев, которые сами являются проницаемыми для воздуха и/или водяного пара (воздухопроницаемыми), такими как пена, нетканый материал, тонкая бумага, перфорированные пластичные пленки (как применяется для верхних слоев) или микропористые пластичные пленки (как применяется для обратных слоев). Когда бы ни делались ссылки в настоящей заявке на “воздухопроницаемые” материалы, предпочтительно, чтобы одинаковые проявляли увеличенные предпочтительные значения WVTR (скорость передачи водяного пара) более чем 600, более чем 900, более чем 1200, более чем 1500, более чем 1800, более чем 2100, более чем 2400, более чем 2700, более чем 3000, более чем 3300, более чем 3600 г/м2×24 ч, измеренные в соответствии с EDANA WSP 70.6 (05) часть 2, как установлено в примерах, например от 4200 до 6000 или от 4500 до 4800 г/м2×24 ч.
Особенно в случае (предпочтительно) непроницаемого для жидкости, но проницаемого для пара (воздухопроницаемого) материала в большой степени предпочтительно наносить покрытие термопластичного полимера в количестве и образом, который понижает присущую воздухопроницаемость материала настолько незначительно, насколько возможно. В одном альтернативном и предпочтительном варианте осуществления изобретения также возможно изменить состояние обычных проницаемых для жидкости нетканых материалов (типа, описанного в данном документе) в непроницаемое для жидкости посредством покрытия их термопластичным полимером для генерирования неоднородной и сильно гидрофобной поверхности. Готовый материал все еще будет показывать необходимую воздухопроницаемость, но его можно применять в качестве материала обратного слоя благодаря его способности предотвращать прохождение физиологических жидкостей. Нетканые материалы, обработанные таким образом, можно также применять в качестве ножных отворотов, как будет объяснено позже.
Если, с другой стороны, проницаемость для жидкости субстрата для обработки (слоя материала из полотна, пены или пленки) является необходимой для его функционирования в абсорбирующем изделии, типично на него наносят только частичное покрытие, например однородный рисунок гидрофобных областей с термопластичным полимером, который направляет поток жидкости в определенном направлении.
Предпочтительно неуплотняющее покрытие термопластичного полимера включает в себя отдельные и дискретно различимые отложения (например, по существу сферические отложения или отложения в виде нитей) покрывающего материала, которые могут также агрегировать, и/или сшитую структуру, состоящую из взаимосвязанных отложений, образующих (заполненные воздухом) поры. Сшитую структуру можно создать посредством разветвленных и перемешанных веток и изгибов термопластичного полимера, как описано Erbil. Сетку можно также описать как похожее на губку связанное отложение термопластичного полимера.
Подобные сетке структуры типично возникают, когда материал субстрата погружают в раствор термопластичного полимера или подобный раствор разливают на субстрат до относительно быстрого испарения органического растворителя. Оказывается, что отложение напылением раствора термопластичного полимера на субстрат, с другой стороны, улучшает образование вышеупомянутых по существу сферических отложений термопластичного полимера, предпочтительно изотактического полипропилена. Предпочтительно эти сферические отложения каждое обладает грубой и структурированной поверхностью и/или образует большие агрегаты, статистически распределенные на субстрате. Отдельные сферические отложения могут, например, показывать диаметр в интервале от 5 до 50 мкм, например от 10 до 20 мкм.
Если неуплотняющее покрытие включает в себя поры, большинство пор, видимых на поверхности, предпочтительно имеет размер ниже 100 мкм, более предпочтительно ниже 50 мкм, например ниже 40 или ниже 30 мкм. В связи с этим “большинство пор” означает более чем 50%, в то время как соотношение, равное по меньшей мере 60%, по меньшей мере 70% или по меньшей мере 80%, является предпочтительным.
Сильно гидрофобное покрытие, имеющее неоднородную поверхность, предпочтительно получается посредством контакта слоя (полотна, пены или пленки), который следует обработать, с предпочтительно горячим раствором термопластичного полимера в подходящем органическом растворителе с последующим выпариванием указанного растворителя. Детали более предпочтительных вариантов осуществлений этой процедуры будут объясняться позже в связи с заявленным способом.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения проницаемый для жидкости защитный слой (верхний слой) включает в себя покрытие гидрофобного термопластичного полимера. Кроме того, предпочтительно, чтобы это покрытие не покрывало всю поверхность верхнего слоя. Предпочтительно покрытие наносится в виде рисунка, в частности в виде однородного рисунка. В этом варианте осуществления покрытие предпочтительно составляет от 5 до 90%, более предпочтительно от 10 до 80%, в частности от 20 до 70% (например, от 30 до 60%), от всей поверхности верхнего слоя. В соответствии с одним вариантом осуществления рисунок включает в себя параллельные нити, пролегающие в продольном направлении защитного слоя. Эти нити могут, например, быть удлиненными непрерывными гидрофобными нитями типа, показанного на Фиг.1 ЕР 0748894 А2. Ширина этих нитей не является особенно ограниченной. По практическим причинам обычно она лежит в интервале от 0,2 до 2 см, в частности от 0,5 до 1,5 см.
Объясненное выше частичное покрытие, в частности рисунок гидрофобного термопластичного полимера, предпочтительно наносят на гидрофильные материалы верхнего слоя. Под “гидрофильным” мы не понимаем исключительно те материалы верхнего слоя и другие материалы, которые были изготовлены из гидрофильных волокон или полимеров, таких как целлюлозные волокна, например хлопчатобумажные, гидратцеллюлозное, вискозное или волокна пульпы, или полиэфирные, полиамидные (например, нейлон), акриловые (например, полиакрилонитрил) полимеры или полиуретановые или шерстяные волокна. Термин “гидрофильный” в равной степени распространяется на материалы верхнего слоя и другие материалы, например нетканые материалы, которые были изготовлены из гидрофильных волокон или материалов и подвергнуты гидрофилизирующей обработке, например, с помощью подходящего поверхностно-активного вещества и/или физической гидрофилизирующей обработке, такой как коронный разряд, обработка плазмой или пламенем. Как правило, “гидрофильные” материалы характеризуются углами контакта покоящейся капли воды на гладкой поверхности менее чем 90°, в то время как “гидрофобные” материалы показывают углы контакта покоящейся капли воды на своей гладкой поверхности более чем 90°.
Подходящий верхний слой можно изготовить из широкого ряда материалов, таких как тканые и нетканые материалы (например, нетканое полотно из волокон), полимерные материалы, такие как пластичные пленки с отверстиями, например формованные термопластичные пленки с отверстиями и гидроформованные термопластичные пленки; пористые пены; сетчатые пены; сетчатые термопластичные пленки и термопластичные холсты. Подходящие тканые и нетканые материалы могут состоять из натуральных волокон или из комбинации натуральных и синтетических волокон. Примеры походящих синтетических волокон, которые могут включать в себя весь или часть верхнего слоя, включают, но не ограничиваются ими, полиамид (например, нейлон), акрил (например, полиакрилонитрил), ароматический полиамид (например, арамид), полиолефин (например, полиэтилен и полипропилен), полиэфир, бутадиен-стирольные блок-сополимеры, натуральный каучук, латекс, спандекс (полиуретан) и их комбинации. Синтетические волокна, которые содержат более чем один тип повторяющихся звеньев, могут получаться из комбинации повторяющихся звеньев на молекулярном уровне внутри каждой макромолекулярной стренги (сополимера), между макромолекулярными стренгами (смеси гомополимеров) или их комбинациями (смеси сополимеров), или они могут получаться из комбинации повторяющихся звеньев на более высоком масштабном уровне с отчетливыми наноскопическими, микроскопическими или макроскопическими фазами (например, многокомпонентные волокна). Каждый компонент многокомпонентного волокна может включать в себя гомополимер, сополимер или их смесь. Двухкомпонентные волокна представляют собой общепринятую версию многокомпонентных волокон. Два или более типа повторяющихся звеньев в сополимере можно расположить статистически или в чередующихся блоках каждого типа. Блоки различных типов повторяющихся звеньев можно присоединить друг к другу на их соответствующих концах (блок-сополимеры) или между соответствующим концом по меньшей мере одного блока (графт-сополимеры).
Нетканые материалы можно формовать посредством способов прямой экструзии, в ходе которых волокна и нетканые материалы формуются приблизительно в одинаковой временной точке, или посредством предварительно сформованных волокон, которые можно наложить на нетканые материалы в различимо более поздней временной точке. Типичные способы прямой экструзии включают, но не ограничиваются ими, спрядение, вспучивание, формование из раствора, электроформование и их комбинации, типично формирующие волокна. Типичные способы “холстоформирования” включают влажное холстоформирование и сухое холстоформирование. Типичные способы сухого холстоформирования включают, но не ограничиваются ими, аэродинамическое холстоформирование, кардное и их комбинации, типично формирующие волокна. Комбинации приведенных выше способов дают нетканые материалы, обычно называемые гибридами или композитами.
Волокна в нетканом материале типично присоединяются к одному или более соседним волокнам некоторыми перекрывающимися соединениями. Это включает соединение волокон внутри каждого слоя и соединение волокон между слоями, когда присутствует более чем один слой. Волокна можно соединять посредством механического перепутывания, посредством химического скрепления или их комбинацией. Более подробное описание подходящих материалов верхнего слоя, которые можно применить к настоящему изобретению и включены в виде ссылки, обнаружено в US 2004/0158214 А1, конкретно в отрывке от части [0043] до [0051].
В соответствии с изобретением предпочтительно использовать пластичные пленки с отверстиями (например, термопластичные пленки) или нетканые материалы на основе синтетических волокон, например материалы, изготовленные из гомо- и сополимеров полиэтилена или полипропилена и полимерных композиций на их основе.
Примеры нетканых материалов, изготовленных из гидрофильных материалов (блок-сополимеров) или обработанных стойкими гидрофилизирующими агентами, обнаружены в ЕР 0597224 А, WO 94/28838, ЕР 0539703 А, ЕР 0598204 А, WO 95/10648, ЕР 0340763 А, WO 98/10724 и ЕР 0516271 А.
Дополнительно предпочтительно, чтобы нетканые материалы, которые следует покрыть, в соответствии с настоящим изобретением были изготовлены из волокон, имеющих диаметр свыше интервала в нм, т.е. свыше 1 мкм, предпочтительно свыше 2 мкм. Другими словами, предпочтительные нетканые материалы не включают в себя нановолокна.
В соответствии с одним дополнительным вариантом осуществления абсорбирующее изделие представляет собой подгузник, подгузник в виде трусов, средство при недержании или подобное абсорбирующее изделие и включает в себя (в качестве необязательного “по меньшей мере одного дополнительного слоя”) ножные отвороты, несущие покрытие гидрофобного термопластичного полимера. Это покрытие является эффективным в предотвращении протекания физиологических жидкостей через ножные отвороты. Одновременно на основании полученной более высокой непроницаемости для жидкости указанные ножные отвороты можно обеспечить более высокой воздухопроницаемостью, которая является благотворной к атмосфере в абсорбирующем изделии.
Этот вариант осуществления решает цели настоящего изобретения независимо от материала, применяемого для верхнего слоя и обратного слоя. Кроме того, абсорбирующие изделия, включающие в себя ножные отвороты, типично используют абсорбирующий слой, изготовленный из одного или более абсорбирующих материалов, как объясняется ниже более подробно. Соответственно этот вариант осуществления можно также описать как абсорбирующее изделие, включающее в себя по меньшей мере проницаемый для жидкости верхний слой, предпочтительно изготовленный по меньшей мере из одного слоя материала из полотна, пены или пленки, и обратный слой, предпочтительно изготовленный по меньшей мере из одного слоя материала из полотна, пены или пленки, абсорбирующий слой (сердцевину), заключенную между указанными верхним слоем и обратным слоем, и ножные отвороты, предпочтительно расположенные рядом с двумя (продольными) краями абсорбирующего изделия, как показано, например, в US 4695278, в котором указанные ножные отвороты включают в себя покрытие гидрофобного термопластичного полимера, имеющего неоднородную поверхность и показывающего угол контакта покоящейся капли воды более чем 110°.
Как правило, различные образы выполнения этого варианта осуществления изобретения являются возможными до тех пор, пока в каждом случае ножные отвороты предпочтительно изготавливают из нетканого материала и готовый покрытый нетканый материал все еще считается воздухопроницаемым.
- (А) Гидрофильные нетканые материалы типа, описанного ранее, полностью покрываются по меньшей стороне, предпочтительно на обеих сторонах, гидрофобным термопластичным полимером для придания им непроницаемости для жидкости, но оставляя их воздухопроницаемыми. На оба свойства влияет водяной столб (в мбар) и значения WVTR, как раскрыто ранее. Нетканый материал, который следует покрыть, содержит по меньшей мере несколько гидрофильных волокон, например по меньшей мере 50 мас.%, например по меньшей мере 70 мас.% или по меньшей мере 80 мас.% гидрофильных волокон. В соответствии с одним дополнительным вариантом осуществления гидрофильный нетканый материал полностью состоит из гидрофильных волокон. Гидрофильные волокна предпочтительно выбирают из целлюлозных волокон, таких как вискозное, гидратцеллюлозное, хлопчатобумажное, волокон древесной пульпы, полиэфирных или полиамидных волокон, таких как нейлон. Предпочтительно применять предварительно покрытый материал, который представляет собой материал, покрытый изготовителями нетканых материалов и поставляемый в виде ролика.
- (В) Гидрофобные непроницаемые для жидкости нетканые материалы, как применяются в настоящее время для ножных отворотов (имеющие, например, водонепроницаемость в соответствии с EDANA WSP 80.6 (05) (см. примеры) более чем 30 мбар, более чем 35 мбар или более чем 40 мбар), покрываются по меньшей мере на одной стороне, предпочтительно на обеих сторонах, гидрофобным термопластичным полимером для дополнительного придания им непроницаемости для жидкости, например, по меньшей мере на 10, по меньшей мере на 20 или по меньшей мере на 30 мбар.
- (С) Достаточно воздушные нетканые материалы, которые могут еще не обладать желательной непроницаемостью для жидкости (как отражается, например, гидравлическим сопротивлением менее чем 30 мбар в соответствии с EDANA WSP 80.6 (05), как детально изложено в примерах), покрываются по меньшей мере на одной стороне, предпочтительно на обеих сторонах, термопластичным полимером для достижения превосходного баланса между непроницаемостью для жидкости и высокой воздухопроницаемостью. Предпочтительно их непроницаемость для жидкости улучшается по меньшей мере на 10, по меньшей мере на 20 или по меньшей мере на 30 мбар, в то время как значений WVTR, как утверждалось ранее, можно все еще достичь. Предпочтительными являются открытые материалы, которые не являются непроницаемыми для жидкости без покрытия, но становятся более непроницаемыми после покрытия.
Если покрывается только одна сторона ножных отворотов, предпочтительно она является стороной, обращенной внутрь абсорбирующего изделия. Предпочтительно ножные отвороты покрываются по всей их поверхности. Конфигурация ножных отворотов как таковая не подвергается никаким особым ограничениям. Как правило, однако, является предпочтительным обеспечить абсорбирующее изделие, в частности подгузник, подгузник в виде трусов или средство при недержании, эластично сжимаемыми уплотнительными отворотами, каждый расположенный рядом с двумя краями, которые вытягиваются в продольном направлении абсорбирующего изделия, и/или двумя барьерными отворотами. Барьерные отвороты также располагаются вдоль продольных краев абсорбирующего изделия и приподнимаются от верхнего слоя. Если применяются два типа ножных отворотов, барьерные отвороты располагаются внутри указанных уплотнительных отворотов. Предпочтительно значения промежутка связаны с указанными барьерными отворотами для расположения их дистального края от верхней поверхности верхнего слоя. Ножные отвороты этого типа и подходящие материалы (например, нетканые полотна) раскрываются, например, в US 4695278. Пример подходящих барьерных отворотов (в данном документе упоминающихся как “приподнятые краевые барьеры”) обнаружен в WO 01/66058 на имя заявителя.
В соответствии с одним типом этого варианта осуществления, связанного с обработанными ножными отворотами, проницаемый для жидкости защитный слой является более гидрофильным в центральной зоне, чем в конечных зонах. В связи с этим делается ссылка на текст пункта 1 формулы изобретения WO 01/66058, описывающий этот тип. Если “приподнятые краевые барьеры”, описанные в пункте 1 формулы изобретения и остальной части этого документа, обрабатываются гидрофобным покрытием в соответствии с настоящим изобретением, можно достичь чрезвычайно высокой защиты от протекания.
В соответствии с одним дополнительным вариантом осуществления настоящего изобретения абсорбирующее изделие включает в себя в качестве по меньшей мере одного дополнительного слоя по меньшей мере один слой управления текучей средой, расположенный между защитным слоем и абсорбирующим слоем. Указанный слой управления текучей средой включает в себя покрытие гидрофобного термопластичного полимера. Слои управления текучей средой, иногда также упоминаемые как “слои сбора/распределения”, представляют собой общепринятый элемент современных подгузников и включаются для быстрого проведения поступающей жидкости от верхнего слоя. Подобные структуры изучены, например, в US 5558655, ЕР 0640330 А1, ЕР 0631768 А1, WO 95/01147 или WO 00/35501. Они типично эффективны в распространении жидкости по существу в параллельном направлении по отношению к поверхности верхнего слоя для максимального использования абсорбирующей способности удлиненного абсорбирующего слоя (сердцевины). Настоящее изобретение можно применять для оптимизации этих свойств управления текучей средой. Покрытие термопластичного полимера предпочтительно покрывает слой управления текучей средой только частично. Покрытие предпочтительно располагается в виде рисунка, причем одно предпочтительное расположение включает параллельные нити, пролегающие в продольном направлении слоя управления текучей средой (т.е. удлиненном направлении абсорбирующего изделия). Нити могут иметь одинаковое расположение и размер, как уже описано в связи с частично покрытыми материалами верхнего слоя. То же самое применяется к охвату поверхности в процентном отношении.
Предпочтительно слой управления текучей средой изготавливается из гидрофильной пены, гидрофильного нетканого материала или слоя тонкой бумаги. Вспененные материалы также хорошо известны в технике и описываются, например, в ЕР 0878481 А1 или ЕР 1217978 А1 на имя заявителя настоящего изобретения. Относительно состава этих материалов можно сделать ссылку на приведенное выше описание в связи с материалами верхнего слоя.
Частичное покрытие гидрофобного термопластичного полимера на слое управления текучей средой, в частности его расположение на параллельных продольных полосах, направляет физиологические текучие среды от точки повреждения, используя, таким образом, в большей степени абсорбирующую способность абсорбирующего слоя и предотвращая гелевую блокировку. Этот эффект можно дополнительно улучшить посредством присутствия гидрофильных волокон, ориентированных в продольном направлении. US 4676786 иллюстрирует, например, слой перемещения текучей среды, содержащий ориентированные продольно волокна бумажной пульпы, которые можно обработать в соответствии с изобретением с помощью гидрофобного термопластичного полимера.
Необязательный абсорбирующий слой может включать в себя любой абсорбирующий материал, который, как правило, является сжимаемым, соответственным, не раздражающим кожу пользователя и способен абсорбировать и удерживать жидкости, такие как моча и другие физиологические экссудаты. Абсорбирующий слой может частично или полностью окружаться изолирующим слоем. В некоторых конкретных продуктах его можно также полностью опустить.
Абсорбирующий слой может включать в себя широкое разнообразие абсорбирующих жидкость материалов, традиционно применяемых в одноразовых подгузниках и других абсорбирующих изделиях, таких как раздробленная древесная пульпа, которая, как правило, упоминается как воздушный войлок или пух. Примеры других подходящих абсорбирующих материалов включают крепированную набивку из целлюлозной ваты; вспученные полимеры, включая совместно сформованные; химически усиленные, модифицированные или сшитые целлюлозные волокна; ткань, включая тканевые покровы и тканевые ламинаты, абсорбирующие пены, абсорбирующие губки, сверхабсорбирующие полимеры (такие как сверхабсорбирующие волокна), абсорбирующие гелеобразные материалы или любые другие известные абсорбирующие материалы или комбинации материалов. Примеры некоторых комбинаций подходящих абсорбирующих материалов представляют собой пух с абсорбирующими гелеобразными материалами и/или сверхабсорбирующими полимерами и абсорбирующие гелеобразные материалы и сверхабсорбирующие волокна и т.д. Абсорбирующий слой может также состоять из двух или более подслоев, включающих в себя один или более приведенных выше абсорбирующих материалов.
Термин “сверхабсорбирующий материал” хорошо известен в технике и обозначает способные к набуханию в воде, нерастворимые в воде материалы (полимеры, например, в форме волокна, хлопьев или частиц), способные абсорбировать во много раз больше своей собственной массы физиологических текучих сред. Предпочтительно сверхабсорбирующий материал способен абсорбировать по меньшей мере приблизительно в 10 раз больше своей массы, предпочтительно по меньшей мере приблизительно в 15 раз больше своей массы, в частности по меньшей мере приблизительно в 20 раз больше своей массы водного раствора, содержащего 0,9 мас.% хлорида натрия (при обычных условиях измерения, когда сверхабсорбирующая поверхность является свободно доступной для жидкости, которую следует абсорбировать). Для определения абсорбционной способности сверхабсорбирующего материала можно применять стандартный тест EDANA WSP 241.2.
Наиболее предпочтительно абсорбирующее изделие включает в себя целлюлозные распушенные волокна необязательно в комбинации со сверхабсорбирующим материалом (SAP). При применении в примеси, как часто делается в подгузниках, подгузниках в виде трусов или средствах при недержании, массовое соотношение пуха по отношению к общей смеси пуха и SAP составляет предпочтительно от 90 до 30 мас.%, более предпочтительно от 80 до 35 мас.%, в частности от 70 до 40 мас.%.
В соответствии с одним дополнительным вариантом осуществления настоящего изобретения предпочтительно непроницаемый для жидкости защитный слой (обратный слой) включает в себя покрытие термопластичного полимера. Обратный слой типично предотвращает загрязнение экссудатами, абсорбированными абсорбирующим слоем и содержащимися в изделии, других наружных изделий, которые могут контактировать с абсорбирующим изделием, таких как постельные простыни и предметы одежды. В предпочтительных вариантах осуществления обратный слой является по существу непроницаемым для жидкостей (например, мочи) и включает в себя ламинат нетканого материала и тонкой пластичной пленки, такой как термопластичная пленка, имеющая толщину от приблизительно 0,012 мм до приблизительно 0,051 мм. Подходящие пленки обратного слоя включают пленки, изготовленные Tredegar Industries Inc. of Terre Haute, Ind., и продаваемые под торговыми наименованиями Х15306, Х10962 и Х10964. Другие подходящие материалы обратного слоя могут включать воздухопроницаемые материалы, которые позволяют парам улетучиваться из абсорбирующего изделия, в то же время все еще предотвращая прохождение экссудатов через обратный слой. Типичные воздухопроницаемые материалы могут включать материалы, такие как тканые полотна, нетканые полотна, композиционные материалы, такие как покрытые пленкой нетканые полотна, и микропористые пленки. Так как всегда существует альтернатива между воздухопроницаемостью и непроницаемостью для жидкости, может быть желательным предоставить обратные слои, проявляющие определенные относительно незначительные значения проницаемости для жидкости, но очень высокие значения воздухопроницаемости.
В соответствии с одним типом этого варианта осуществления обратный слой изготавливают из одного слоя гидрофильного или гидрофобного нетканого материала (как описано ранее), несущего покрытие из гидрофобного термопластичного полимера. Это покрытие предпочтительно вытягивается по всей поверхности нетканого материала. Этот тип можно провести следующим образом.
- (А) Гидрофильные нетканые материалы типа, описанного ранее, по меньшей мере частично (или полностью) покрываются по меньшей мере на одной стороне, предпочтительно на обеих сторонах, гидрофобным термопластичным полимером. Если одна сторона является “частично” покрытой, покрытие предпочтительно составляет от 5 до 90%, более предпочтительно от 10 до 80%, в частности от 20 до 70% (например, от 30 до 60%), общей площади нетканого материала. Нетканый материал, который следует покрыть, содержит по меньшей мере несколько гидрофильных волокон. Относительно подходящего количества и типов гидрофильных волокон можно сделать ссылки на первый вариант осуществления (А), объясненный в связи с неткаными материалами для ножных отворотов. В соответствии с одним типом настоящего варианта осуществления только те части нетканого материала, которые перекрывают абсорбирующий слой (сердцевину) в готовом абсорбирующем изделии, покрываются термопластичным полимером. Предпочтительно применять предварительно покрытый материал, то есть материал, покрытый изготовителем нетканых материалов и поставляемый в виде ролика. Кроме того, предпочтительно наносить сердцевину в правильное место способом, похожим на способ, применяемый для синхронизации отпечатанных узоров на обратном слое. Для этой цели можно применять технологию, похожую на технологию, раскрытую в WO 00/45767. Покрытие термопластичного полимера будет предотвращать протекание жидкостей из сердцевины, в то же время все еще позволяя некоторую воздухопроницаемость через область обратного слоя. Те области обратного слоя, которые не перекрываются сердцевиной (или в более конкретных вариантах осуществления не контактируют с указанной абсорбирующей сердцевиной), например области поверхности бедер или пояс продукта при недержании, могут оставаться непокрытыми. В соответствии с этим вариантом осуществления гидрофильные волокна, присутствующие в нетканом материале, предусматривают чрезвычайно высокую проницаемость для водяного пара и, таким образом, увеличивают удобство ношения. Гидрофильные волокна могут также абсорбировать потоотделение от кожи для улучшения удобства и здоровья кожи.
- (В) Гидрофобные непроницаемые для жидкости нетканые материалы, как применяются в настоящее время для обратных слоев и описанные ранее, покрываются по меньшей мере на одной стороне, предпочтительно на обеих сторонах, гидрофобным термопластичным полимером для дополнительного улучшения их непроницаемости для жидкости.
- (С) Достаточно воздушные нетканые материалы, которые могут еще не иметь необходимой непроницаемости для жидкости, покрываются по меньшей мере на одной стороне, предпочтительно на обеих сторонах, термопластичным полимером для достижения превосходного баланса между непроницаемостью для жидкости и высокой воздухопроницаемостью.
Относительно предпочтительных значений непроницаемости для жидкости (и их увеличения) и/или значений воздухопроницаемости этих трех вариантов осуществления можно сделать ссылку на варианты осуществления от (А) до (С), объясненные в связи с неткаными материалами для ножных отворотов.
Преимущество применения гидрофильных нетканых материалов заключается в том, что некоторые области можно оставлять непокрытыми. Также возможно, чтобы покрытый гидрофильный нетканый материал (обе стороны) мог быть способен удалять небольшие капли воды с областей кожи, где нет сердцевины, т.е. ножные отвороты, бедра, талия, пояс.
В соответствии с одним дополнительным типом предпочтительно непроницаемый для жидкости защитный слой (обратный слой) представляет собой ламинированный материал, включающий в себя по меньшей мере два слоя материала из полотна или пленки, в котором указанное покрытие присутствует по меньшей мере на одном внутреннем слое и/или внешнем слое. “Внутренний” означает в этом контексте ориентированный по направлению к внутренней части абсорбирующего изделия и, таким образом, к коже пользователя.
В вариантах осуществлений, в которых покрытие присутствует по меньшей мере на одном внутреннем слое, этот покрывающий слой служит в качестве гидрофобного барьерного слоя, который позволяет применение материалов, имеющих более высокую воздухопроницаемость, чем внешний слой. В этом типе предпочтительно предоставить покрытие на внутреннем слое (на внутренней и/или внешней стороне этого “внутреннего слоя” обратного слоя), который изготавливается из гидрофильного или гидрофобного нетканого материала, и ламинировать его с микропористой пленкой в качестве внешнего слоя.
В соответствии с одним альтернативным вариантом осуществления изобретения внутренняя сторона внешнего слоя (предпочтительно микропористая пленка) ламината обратного слоя несет гидрофобное покрытие.
В соответствии с одним дополнительным вариантом осуществления внутренний слой ламината обратного слоя изготавливается из микропористой пленки и внешний слой - предпочтительно из нетканого материала, тканого материала или бумажной ткани, в то время как внутренняя и/или внутренняя сторона указанной микропористой пленки несет покрытие.
Вышеупомянутые микропористые пленки можно изготовить посредством получения полимерной пленки, такой как изготовленная из полиэтилена, дополнительно включающей в себя частицы наполнителя, такого как карбонат кальция. После формования пленки, где эти частицы наполнителя погружаются в матрицу полимерного материала, пленку механически обрабатывают так, чтобы растянуть и удлинить полимерные материалы надолго, создавая, таким образом, небольшие трещины вокруг недеформированных частиц наполнителя. Трещины являются достаточно небольшими, чтобы позволить проходить молекулам газа газовой фазы, но предотвращают проникновение жидкостей. Подобные микропористые пленки являются доступными, например, от Mitsui Toatsu Co., Japan, под обозначением Espoire, и они также описываются в US 4705812. Внутренний слой (слои) предпочтительно прочно связывается с внешним слоем, хотя это не является достаточным для достижения для слоя барьерного эффекта.
В соответствии с настоящим изобретением массовое отношение покрытия термопластичного полимера к непокрытому слою (материалу из полотна, пены или пленки) предпочтительно колеблется в интервале от 1 до 25 мас.%, более предпочтительно от 5 до 20 мас.%, более предпочтительно от 3 до 20 мас.%, в частности от 5 до 15 мас.%, по отношению к массе непокрытого материала субстрата, т.е. слоя материала из полотна, пены или пленки. Если указанный слой является только частично покрытым, приведенные выше процентные значения не относятся ко всей массе указанного слоя, а только к массе покрытых областей.
Настоящее изобретение также имеет отношение к способу изготовления абсорбирующего изделия, такого как подгузник, подгузник в виде трусов, ежедневная прокладка, гигиеническая прокладка, средство при недержании или подобное,
причем изделие включает в себя по меньшей мере проницаемый для жидкости верхний слой, изготовленный по меньшей мере из одного слоя материала из полотна, пены или пленки, и предпочтительно непроницаемый для жидкости обратный слой, изготовленный по меньшей мере из одного слоя материала из полотна, пены или пленки, и необязательно по меньшей мере один дополнительный слой материала из полотна, пены или пленки, причем указанный способ включает в себя стадии
нанесения по меньшей мере на один из указанных слоев раствора, предпочтительно горячего раствора гидрофобного термопластичного полимера в органическом растворителе, выпаривания указанного растворителя с образованием покрытия, имеющего неоднородную поверхность, и введения указанного покрытого слоя в адсорбирующее изделие.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения абсорбирующее изделие получают приведенным выше способом, т.е. можно определить без ссылки на угол контакта покоящейся капли воды. Тем не менее, в соответствии с предпочтительными вариантами осуществления слой, несущий покрытие термопластичного полимера, проявляет угол контакта более чем 110°, более предпочтительно ранее раскрытые значения.
В соответствии с одним вариантом осуществления заявленного способа слой, который следует покрыть, выбирают из гидрофильных или гидрофобных нетканых материалов, тонкой бумаги или гидрофильных или гидрофобных пластичных пленок. Авторы настоящего изобретения, к удивлению, обнаружили, что слои, изготовленные из гидрофильных или гидрофобных нетканых материалов, являются предпочтительно фиксированными или растянутыми до нанесения горячего раствора гидрофобного термопластичного полимера. Термин “фиксированный” в этом контексте означает, что по меньшей мере одна пара параллельных краев, предпочтительно вся окружность нетканого материала (то есть все четыре края квадратных или треугольных листов из нетканого материала), фиксируется на субстрате или внутри рамки или любого другого подходящего приспособления без приложения каких-либо усилий, которые могут растянуть нетканый материал параллельно его поверхности. С другой стороны, “растяжение” можно провести в машинном и/или поперечном направлении нетканого материала, предпочтительно в обоих направлениях. В зависимости от типа нетканого материала, который следует покрыть, степень растяжения составляет предпочтительно от 0,1 до 30%, более предпочтительно от 0,5 до 10%, в частности от 1 до 5%. Авторы изобретения обнаружили, что контакт нетканых материалов в нефиксированном или нерастянутом состоянии с горячим раствором гидрофобного термопластичного полимера вызывает усадку нетканого материала после охлаждения и/или может генерировать трещины в полимерном покрытии.
В соответствии с одним вариантом осуществления заявленного способа неоднородная поверхность покрытия из термопластичного полимера генерируется посредством технологии, описанной впервые в уже упоминаемой ссылке на Erbil. Соответственно предпочтительно наносить горячий раствор термопластичного полимера, такого как изотактический полипропилен (и-ПП) в летучем растворителе, с последующим (относительно быстрым) испарением этого растворителя. Erbil описывает в своей статье, что осаждение изотактического полипропилена из горячего раствора п-ксилола приводит к пористой морфологии, образованной сеткой кристаллитов и-ПП различных размеров и форм, и, таким образом, к неоднородной поверхности.
По существу, возможно наносить раствор термопластичного полимера в летучем растворителе, имеющего комнатную температуру с последующим выпариванием растворителя под вакуумом при комнатной температуре.
Однако оказалось, что предпочтительно наносить горячий раствор термопластичного полимера, такого как изотактический полипропилен, на слой, который следует покрыть. Под “горячим” мы понимаем раствор, нагретый выше комнатной температуры (25°С). Подходящие температуры могут определяться специалистами по отношению к природе растворителя, термопластичного полимера и слоя материала, который следует покрыть. Конкретно следует принимать во внимание, что нетканые или другие слои в условиях покрытия не растворятся или расплавятся, а разрушатся. Как правило, предпочтительно наносить раствор термопластичного полимера, имеющего температуру от 30 до 170°С, например от 80 до 150°С или от 90 до 140°С.
В зависимости от природы термопластичного полимера выбирают подходящий растворитель. Его можно выбирать из хлорированных ароматических и алифатических углеводородов и предпочтительно нехлорированных ароматических и алифатических углеводородов, таких как ксилол или декалол. Для гарантии, что растворитель является достаточно летучим, предпочтительно, кроме того, выбирать растворители, имеющие температуру кипения (при нормальном давлении 1 атм) от 50 до 250°С, предпочтительно от 70 до 180°С, например от 80 до 160°С или от 100 до 150°С. Так как нет необходимости коррелировать температуру кипения и летучесть, предпочтительно, кроме того, выбирать из приведенных выше растворителей такие, которые имеют относительно низкие показатели испарения. Показатель испарения (Verdunstungszahl) можно определить в соответствии с немецким промышленным стандартом DIN 53170 под ссылкой на поведение при испарении простого диэтилового эфира (показатель испарения=1). Предпочтительно выбранный растворитель имеет показатель испарения, равный более чем 1, но не более чем 35, в частности показатель от 5 до 25, например от 10 до 15 (ксилол имеет показатель испарения, равный 13,5).
(Предпочтительно горячий) раствор термопластичного полимера можно нанести на слой, который следует покрыть (полотно, например, нетканого материала или лист тонкой бумаги, пленки или пены), различными способами, известными в технике, например посредством макания слоя в раствор, отливки или печати раствора на слое или напыления раствора на слой.
После нанесения полимерного раствора термопластичный полимер можно отложить, например, следующим образом:
- посредством воздействия самопроизвольного охлаждения в окружающем воздухе слоя, на который наносился горячий полимерный раствор;
- посредством регулируемого процесса охлаждения слоя, на который нанесли горячий полимерный раствор, например посредством помещения слоя в сушильный шкаф, имеющий более низкую температуру (например, ниже по меньшей мере на 30 K, по меньшей мере на 40 K, по меньшей мере на 50 K, по меньшей мере на 60 K), чем температура горячего полимерного раствора, с последующим испарением растворителя в этом сушильном шкафу. Сушильный шкаф может, например, иметь температуру от 30 до 90°С, например от 50 до 80°С. Для дополнительного улучшения испарения растворителя можно к сушильному шкафу приложить вакуум.
Любой из приведенных выше способов можно также модифицировать посредством добавления вещества, в котором не растворяется термопластичный полимер, до испарения растворителя. Вещества, в которых не растворяется изотактический полипропилен, представляют собой, например, ацетон, диметилформамид (DMF), метилэтилкетон (МЕК), циклогексанон или изопропиловый спирт. Erbil сообщает, например, что сверхгидрофобное покрытие из и-ПП, имеющее угол контакта, равный 160°, можно осадить из смеси 60 об.% ксилола и 40 об.% МЕК при первоначальной концентрации, равной 20 мг/мл при 100°С, с последующим испарением смеси растворителей при 70°С в вакуумной печи. Вещество, в котором не растворяется термопластичный полимер, показывает предпочтительно такую же температуру кипения и/или показатель испарения, как данные выше для растворителя.
Осушение можно проводить посредством технологий осушения, известных в технике, таких как подвешивание обработанных субстратов вертикально или размещение их горизонтально в окружающем воздухе. В промышленном способе будет предпочтительно проводить бесконечное полотно после обработки через сушильную камеру. Для ускорения испарения растворителя слой, на который наносится полимерный раствор, можно подвергнуть вакууму в каждом из приведенных выше типов от (1) до (3).
Из результатов, сообщенных Erbil, было бы очевидно, что более низкие температуры осушения увеличивают угол контакта. В серии экспериментов с температурами осушения от 30 до 70°С для более низких температур осушения наблюдались более высокие углы контакта. Температуру осушения также можно применять для регулирования размера пор и негомогенности пор, которые, очевидно, можно увеличить более длительным временем кристаллизации, то есть при более низких температурах осушения.
Скорость испарения для растворителя может, например, составлять более чем 50 мас.% растворителя (растворителей) менее чем за 5 мин, менее чем за 3 мин или менее чем за 1 мин.
Авторы настоящего изобретения также обнаружили, что концентрация полимера влияет на структуру поверхности покрытия и соответственно угол контакта. Как правило, предпочтительно наносить полимерные растворы, имеющие концентрацию от 1 до 100 мг/мл, более предпочтительно от 5 до 70 мг/мл, в частности от 10 до 40 мг/мл.
ПРИМЕРЫ
Процедуры испытаний
1) Угол контакта
Угол контакта определяли совместно со способом TAPPI Т558РМ-95 (1995), принимая во внимание следующее:
1. Материалы, которые следует тестировать, должны быть акклиматизированы при 23°С и 50% относительной влажности в течение подходящего периода времени (по меньшей мере 4 ч) до начала измерений. Измерения необходимо проводить в комнате с регулированием климата (23°С, 50% относительной влажности).
2. Материалы для тестирования должны присутствовать в качестве однократного слоя материала, который можно приложить к стандартному держателю образцов с применением двухсторонних адгезивных лент, как, например, рекомендуется производителем.
3. Подходящими параметрами для измерения являются:
а) жидкость, вода качества реагента;
b) объем капель, равный 5 мл;
c) количество капель для измерений для усреднения результатов: 25;
d) в гипотетическом случае, когда ни Т558РМ-95, ни настоящие замечания не адресуются конкретным условиям измерений, можно применять стандартные значения, как рекомендуется производителем испытательного оборудования. Наименования поставщиков или подходящее испытательное оборудование можно найти в ограниченном множестве TAPPI способов испытаний, или они могут быть доступными из центра информативных источников TAPPI. Предпочтительные приспособления изготавливаются Fibro System AB, Stockholm, и продаются под торговым наименованием FibroDat®, например испытательный прибор угла контакта FibroDat 1100.
4. Для тех материалов (например, гидрофильных абсорбирующих материалов), где угол контакта варьируется со временем, измерение проводится через 0,05 сек после осаждения капли.
5. Если отмечается, что материалы для тестирования приводят к очень высоким углам контакта, может стать необходимым регулировка усилия, применяемого для выпускания капли из шприца для предотвращения скатываемости капли.
2) ESEM (экологическая сканирующая электронная микроскопия)
Изображения электронного микроскопа взяты с помощью XL-30 ТРМ, доступного от компании FEI, при стандартных условиях, оптимизированных для каждого отдельного образца.
3) Водонепроницаемость
Водонепроницаемость ориентировочно оценивали посредством измерения гидростатического давления на испытательном приборе (1), как показано на Фиг.2. Воду медленно пускали в пробирку (налив вдоль внутренних стенок пробирки, например в местоположение, показанное стрелкой (2), рекомендован для минимизации воздействия текущей воды на поверхность нетканого материала). Высоту столба жидкости в пробирке наблюдали в момент, когда жидкость начинала капать через нетканый материал.
Более точная оценка водонепроницаемости возможна с применением стандарта EDANA WSP 80.6 (05) с применением опрессовочной головки в 100 см2, причем вода имеет температуру, равную 23±2°С, скорость увеличения давления воды, равную 10±0,5 см.
4) Скорость передачи водяного пара (WVTR)
Стандартное испытание EDANA WSP 70,6 (05), часть 2
Паропроницаемость тестировали, следуя стандартному испытанию EDANA WSP 70.6 (05), часть 2, с покрытым субстратом с применением LYSSY-L80-4000 при 38°С.
ПРИМЕР 1 (Покрытие полотна)
В серии экспериментов в качестве ссылочного субстрата для нанесения сильно гидрофобного покрытия из изотактического полипропилена (и-ПП) применяли промышленную деталь, изготовленную из смеси древесной пульпы, лиоклетки и полиэфирных волокон. Изотактический полипропилен, такой как доступный от Sigma-Aldrich Co. под обозначением продукта 182389 (10 мг/мл, 20 мг/мл или 30 мг/мл), и п-ксилол (50 мл) загружали в круглодонную колбу и смесь нагревали с обратным холодильником. Затем субстрат покрывали горячим раствором совместно с помощью следующих пяти технологий покрытия:
1. Окунание субстрата в горячий раствор.
2. Отливка горячего раствора равномерно на поверхности субстрата.
3. Приблизительно 50% горячего раствора наливают в кристаллизатор и затем субстрат помещают в чашу с последующим наливанием оставшегося раствора на субстрат.
4. Помещение субстрата в круглодонную колбу вместе со смесью и-ПП и п-ксилола до нагревания.
5. Помещение субстрата в колбу после растворения полипропилена и нагревание смеси с обратным холодильником в течение нескольких минут.
Кроме того, в серии экспериментов исследовали метилэтилкетон (МЕК) как вещество, в котором не растворяется полимер. Для этой цели и-ПП (10 мг/мл, 20 мг/мл или 30 мг/мл) растворяли в п-ксилоле (30 мл). После помещения субстрата в горячий раствор добавляли МЕК (20 мл). В соответствии с технологией (1) субстрат помещали в горячий раствор и затем добавляли МЕК (20 мл). После удаления субстрата его высушивали на воздухе. Оказалось, что этот конкретный вариант технологии покрытия (1), применяющий смесь п-ксилола и МЕК, является менее подходящим для достижения угла контакта более чем 110°. Следовательно, технологии покрытия (2) и (3), как изложено выше, были модифицированы следующим образом:
А) погружение субстрата в МЕК до покрытия,
В) погружение субстрата в МЕК после покрытия.
Результаты суммированы в следующей таблице.
| Пункт | Конц. ПП | V п-ксилола | V МЕК | Технология покрытия | DAT |
| 1 | 10 | 50 | 2 | 111,6° | |
| 2 | 10 | 50 | А | 3 | 117,7° |
| 3 | 20 | 50 | 3 | 137,5° | |
| 4 | 20 | 50 | 2 | 132,3° | |
| 5 | 20 | 50 | 4 | 118,4° | |
| 6 | 20 | 50 | 5 | 130,9° | |
| 7 | 20 | 50 | В | 2 | 127,4° |
| 8 | 30 | 50 | 3 | 135,6° | |
| Непокрытый субстрат | * | ||||
| *непокрытый субстрат абсорбировал капли так быстро, что углы контакта нельзя измерить при применении DAT. |
Покрытые детали оценивали посредством измерений углов контакта (DAT=испытательный прибор для испытания динамических углов на основании технологии покоящейся капли, ранее описанный) и ESEM (экологическая сканирующая электронная микроскопия).
Изображения ESEM одной детали, покрытой в соответствии с настоящим изобретением, показаны на Фиг.1 (А) и (В) в сравнении с непокрытым субстратом (Фиг.1 (С)). Кроме того, водонепроницаемость оценивали с применением стандартного испытания EDANA WSP 80.6 (05), но увеличивали опрессовочную головку на 10 см2 и давление на 10 см/мин. Непокрытый ссылочный материал абсорбировал воду немедленно, так что гидростатическое давление нельзя было измерить. Покрытый образец показал значение гидростатического давления, равное 26 мбар (10±0,5 см Н2О/мин).
Дополнительно испытание на паропроницаемость проводили с покрытым субстратом с применением LYSSY-L80-4000 совместно с тестовым способом, описанным выше. Измеренная паропроницаемость составляла 2240 г/м2×24 ч.
ПРИМЕР 2 (Покрытие тонкой бумаги)
В круглодонную колбу к смеси 50 мл п-ксилола и МЕК в объемном соотношении 60/40 добавляли 10 мг/мл изотактического изопропилена (Sigma-Aldrich Co, 182389). Смесь нагревали с применением электрически нагреваемого кожуха до тех пор, пока не исчезали гранулы и-ПП. Этого можно было достичь без кипячения с обратным холодильником смеси. Затем один слой высушенной вручную однослойной тонкой бумаги M-Tork®, имеющей общую массу на единицу площади, равную приблизительно 25 г/м2, покрывали на площади, равной приблизительно 100 см2, посредством выливания горячего раствора равномерно на бумагу. Образец вешали вертикально для высушивания в окружающем воздухе. После приблизительно 12 часов образец хранили в сложенной фильтровальной бумаге. После кондиционирования, как описано, измеряли угол контакта совместно с ранее описанным способом, и он составлял 147°.
ПРИМЕР 3 (Покрытие нетканого материала)
В трехгорловую круглодонную колбу загружали 60 мл п-ксилола, 40 мл МЕК и 2 г гранул и-ПП (Sigma-Aldrich). Одно отверстие оснащали дефлегматором, одно - термометром и третье отверстие закрывали стеклянной пробкой. Смесь нагревали с применением электрически нагреваемого кожуха до температуры приблизительно 126°С. При этой температуре полипропилен полностью растворялся в п-ксилоле.
Нетканый материал (3), который следует покрыть (S1700PHW, спряденный термоскрепленный гидрофобный 17 г/м2 полипропиленовый нетканый материал, доступный от Union Industries SpA, Italy), получали посредством сгибания образца над стеклянной пластиной (6), как показано на Фиг.3. Вторую стеклянную пластину (6') помещали под первой пластиной (4) в компоновке, как показано на Фиг.3, со скреплением согнутых краев по отношению к первой пластине. Две стеклянные пластины зажимали вместе с помощью зажимов (6). Цель этой компоновки заключалась в сохранении нетканого материала гладким и растянутым в ходе покрытия и охлаждения. Степень растяжения в обоих направлениях (MD/CD) составляла приблизительно от 0,1 до 5%. Однако любая другая компоновка, подходящая для промышленного способа, будет в равной степени работать до тех пор, пока она сохраняет нетканый материал под растяжением для предотвращения усадки или образования складок.
Нетканый материал покрывали с применением металлической лабораторной ложки для отливки небольших количеств горячего полимерного раствора на нетканый материал. Покрытый нетканый материал оставляли висеть вертикально для охлаждения в окружающем воздухе и растворителям давали возможность испариться в вытяжном шкафу при температуре окружающего воздуха. Полностью охлажденный нетканый материал разворачивали со стеклянных пластин и испытывали следующим образом.
Длинную стеклянную пробирку (1) (как показано на Фиг.2), имеющую диаметр 1 см, монтировали вертикально с применением зажимов (не показано). Нетканый материал, который следует тестировать, монтировали над нижним концом стеклянной пробирки посредством сгибания вверх нетканого материала (3) над сторонами и закрепления его с помощью резиновой ленты (4). Это следует проводить тщательно, чтобы избежать образования складок на области соединения нетканого материала со стеклянной стенкой пробирки. Водопроводную воду медленно наливали в пробирку (наливание вдоль внутренних стенок пробирки рекомендуется для минимизации воздействия текучей воды на поверхность нетканого материала). Высоту столба жидкости на пробирке наблюдали в момент, когда жидкость начинала капать через нетканый материал. Этот способ не обеспечивает достижения наивысшей эффективности получения достоверных абсолютных значений, но дает возможность сравнить с непокрытым нетканым материалом. Соответственно наблюдали, что непокрытый нетканый материал начинает протекать при высоте водяного столба, равной приблизительно 1 см. В отличие от этого покрытый нетканый материал не начинал протекать до того, как столб достигнет высоты в несколько сантиметров. Таким образом, этот эксперимент показал повышенную водонепроницаемость нетканого материала, покрытого совместно с настоящим изобретением.
Подобные покрытые нетканые материалы можно применять в абсорбирующих изделиях, где бы ни была, как ранее объяснялось, выгодной повышенная гидрофобность, например в качестве материала для ножных отворотов, в качестве материала обратного слоя или, если соответствующее покрытие наносится только частично, в частности в виде рисунка, как материал верхнего слоя или слоя управления жидкостью.
1. Абсорбирующее изделие, такое как подгузник, подгузник в виде трусов, ежедневная прокладка, гигиеническая прокладка, средство при недержании или подобное, включающее по меньшей мере проницаемый для жидкости верхний слой, изготовленный по меньшей мере из одного слоя материала из полотна, пены или пленки, и обратный слой, изготовленный по меньшей мере из одного слоя материала из полотна, пены или пленки, и необязательно один дополнительный слой материала из полотна, пены или пленки, в котором по меньшей мере один из указанных слоев включает покрытие гидрофобного пластичного полимера, имеющего неоднородную поверхность, и показывает угол контакта покоящейся капли воды более чем 110°.
2. Абсорбирующее изделие по п.1, в котором угол контакта составляет более чем 120°.
3. Абсорбирующее изделие по п.1, в котором угол контакта составляет более чем 130°.
4. Абсорбирующее изделие по п.1, в котором материал из полотна выбирают из бумажной ткани и нетканого материала.
5. Абсорбирующее изделие по п.1, в котором гидрофобный термопластичный полимер включает кристаллические домены.
6. Абсорбирующее изделие по п.1 или 5, в котором гидрофобный термопластик не содержит фтора.
7. Абсорбирующее изделие по п.1 или 5, в котором гидрофобный термопластичный полимер представляет собой полиолефиновый гомо- или сополимер.
8. Абсорбирующее изделие по п.7, в котором полиолефин является изотактическим полипропиленом.
9. Абсорбирующее изделие по п.1, в котором покрытие является неизолирующим.
10. Абсорбирующее изделие по п.1 или 9, в котором неоднородная поверхность покрытия включает отдельные отложения покрывающего материала, которые могут также агрегировать, и/или сшитую структуру, состоящую из взаимосвязанных отложений, образующих поры.
11. Абсорбирующее изделие по п.1, в котором покрытие включает поры и большинство пор, видимых на поверхности покрытия, имеют размер ниже 100 мкм.
12. Абсорбирующее изделие по п.1, в котором покрытие получают посредством контакта указанного слоя с раствором термопластичного полимера в органическом растворителе и выпаривания указанного растворителя.
13. Абсорбирующее изделие по п.1, в котором покрытие термопластичного полимера присутствует в количестве от 1 до 25 мас.% по отношению к массе покрытой площади субстрата.
14. Абсорбирующее изделие по п.1, в котором указанный проницаемый для жидкости защитный слой включает указанное покрытие гидрофобного термопластичного полимера.
15. Абсорбирующее изделие по п.14, в котором проницаемый для жидкости защитный слой выполняют из гидрофильного нетканого материала или гидрофильной перфорированной пластичной пленки.
16. Абсорбирующее изделие по п.1, в котором указанное покрытие термопластичного полимера присутствует в виде рисунка.
17. Абсорбирующее изделие по п.16, в котором рисунок включает параллельные нити, пролегающие в продольном направлении защитного слоя.
18. Абсорбирующее изделие по п.1, в котором указанный по меньшей мере один слой составляет ножные отвороты и указанные ножные отвороты включают указанное покрытие гидрофобного термопластичного полимера.
19. Абсорбирующее изделие по п.1, в котором указанный по меньшей мере один дополнительный слой представляет собой слой управления текучей средой, расположенный между защитным слоем и абсорбирующим слоем, и указанный слой управления текучей средой включает указанное покрытие гидрофобного термопластичного полимера.
20. Абсорбирующее изделие по п.19, в котором слой управления текучей средой изготавливают из гидрофильного нетканого материала или слоя тонкой бумаги.
21. Абсорбирующее изделие по п.19 или 20, в котором указанное покрытие термопластичного полимера присутствует в виде рисунка.
22. Абсорбирующее изделие по п.21, в котором рисунок включает в себя параллельные нити, пролегающие в продольном направлении слоя управления текучей средой.
23. Абсорбирующее изделие по п.1, в котором указанный обратный слой, предпочтительно непроницаемый для жидкости, включает указанное покрытие термопластичного полимера.
24. Абсорбирующее изделие по п.23, в котором указанный обратный слой включает в себя гидрофильный или гидрофобный материал с нанесенным на нем указанным покрытием.
25. Абсорбирующее изделие по п.24, дополнительно включающее абсорбирующий слой, в котором указанный нетканый материал является гидрофильным, и указанное покрытие покрывает по меньшей мере поверхность, соответствующую абсорбирующему слою.
26. Абсорбирующее изделие по п.1, в котором указанный обратный слой представляет собой ламинированный материал, включающий в себя по меньшей мере два слоя материала из полотна или пленки, и указанное покрытие присутствует по меньшей мере на одном внутреннем слое и/или внешнем слое.
27. Абсорбирующее изделие по п.26, в котором один внутренний или крайний внешний слой является микропористой пленкой.
28. Способ получения абсорбирующего изделия, такого как подгузник, подгузник в виде трусов, ежедневная прокладка, гигиеническая прокладка, средство при недержании или подобное, причем изделие включает в себя по меньшей мере проницаемый для жидкости верхний слой, изготовленный по меньшей мере из одного слоя материала из полотна, пены или пленки, и обратный слой, изготовленный по меньшей мере из одного слоя материала из полотна, пены или пленки, и необязательно по меньшей мере один дополнительный слой материала из полотна, пены или пленки, причем указанный способ включает стадии нанесения по меньшей мере на один из указанных слоев раствора гидрофобного термопластичного полимера в органическом растворителе и выпаривания указанного растворителя с образованием покрытия, имеющего неоднородную поверхность, и введения указанного покрытого слоя в адсорбирующее изделие.
29. Способ по п.28, в котором указанное покрытие термопластичного полимера, имеющее неоднородную поверхность, показывает угол контакта покоящейся капли воды более чем 110°.
30. Способ по п.28, в котором указанный слой выбирают из гидрофильных или гидрофобных нетканых материалов, бумажной ткани или гидрофильных или гидрофобных пластичных пленок.
31. Способ по п.29, в котором раствор термопластичного полимера имеет температуру свыше 25°С при нанесении.
32. Способ по п.31, в котором указанная температура составляет от 80 до 150°С.
33. Способ по п.31 или 32, в котором слой, который следует покрыть, изготавливают из гидрофильного или гидрофобного нетканого материала, и указанный материал фиксируют или растягивают до нанесения раствора гидрофобного термопластичного полимера.
