Поглощающий заполнитель и содержащее его поглощающее изделие

Поглощающий заполнитель и содержащее его поглощающее изделие

Реферат

 

Поглощающий заполнитель для впитывания жидкостей организма содержит последовательно по его толщине первую структуру, содержащую верхний слой, содержащий первый волокнистый материал (3), имеющий влажную сжимаемость по меньшей мере около 5 см³ г^-1, емкость стекания капли по меньшей мере 10 г г^-1, причем структура содержит также первый сверхпоглощающий материал (5), имеющий в основном неуменьшающуюся скорость динамического набухания, и вторую структуру, содержащую второй волокнистый материал (6) и второй сверхпоглощающий материал (7), имеющий скорость динамического набухания по меньшей мере 0,2 г^-1 с^-1 и поглощающую способность под давлением, составляющим 50 г см^-2, по меньшей мере 15 г г^-1, причем скорость динамического набухания первого сверхпоглощающего материала не превышает 2/3 скорости динамического набухания второго сверхпоглощающего материала. Поглощающий заполнитель позволяет обеспечить улучшенные параметры обработки жидкости выделений человеческого тела в объеме всего заполнителя и последующее эффективное хранение этих выделений. 2 с. и 14 з.п. ф-лы, 7 ил., 2 табл.

Настоящее изобретение имеет отношение к созданию поглощающего заполнителя, предназначенного для использования в таких изделиях, как разовые пеленки, средства сбора мочи при ее недержании, санитарные полотенца, тренировочные брюки (рейтузы) и т.п., имеющего улучшенные свойства, связанные с обработкой жидкости.

Обычно поглощающие изделия такого вида содержат проницаемый для жидкости верхний слой, который направлен в сторону тела носителя изделия, непроницаемый для жидкости задний слой, который направлен в сторону одежды носителя изделия, и поглощающий заполнитель, который проложен между проницаемым для жидкости верхним слоем и непроницаемым для жидкости задним слоем. Поглощающий заполнитель должен обладать возможностью поглощения и обработки относительно больших объемов жидкости и других экссудатов, идущих от тела носителя, причем относительно большие объемы жидкости могут выделяться телом в относительно короткие промежутки времени. Поглощающий заполнитель должен обладать возможностью получения, распределения и хранения выделений тела, которые первоначально поступают на верхний слой поглощающего изделия. Преимущественно, конструкция поглощающего заполнителя такова, что он получает выделения тела главным образом непосредственно после того, как они поступили на верхний слой поглощающего изделия, причем выделения не накапливаются на поверхности верхнего слоя и не стекают с нее, так как это может приводить к неэффективному сдерживанию мочи поглощающим изделием, которое могло бы приводить к промоканию верхней одежды носителя и его дискомфорту. Кроме того, поглощающий заполнитель преимущественно имеет такую конструкцию, которая облегчает транспортирование первоначально полученных выделений тела от зоны их первоначального удерживания в область в объеме заполнителя, в которой они могут храниться, при этом эта область заполнителя не насыщается раньше времени, в результате чего эффективно используется объем поглощающего материала в заполнителе.

Предпринималось множество попыток создания поглощающего заполнителя, способного удовлетворить указанные выше требования. Например, в заявке на патент W092/11831 раскрывается поглощающее изделие, имеющее поглощающий заполнитель, который содержит обернутое многослойное поглощающее тело, содержащее по меньшей мере один слой получения/распределения, предназначенный для получения выделений тела; и по меньшей мере один слой хранения, расположенный ниже каждого слоя получения и имеющий дополнительный слой хранения, расположенный ниже обернутого многослойного тела.

Слой получения/распределения содержит сетку или мат из материала малой плотности, которым может быть волокнистый нетканый материал. Слой может содержать небольшое количество поглощающего гелевого (из геля) материала, при условии, что он не ухудшает свойства получения/распределения этого слоя. Слои хранения содержат "высокоскоростной" поглощающий гелевый материал, то есть материал, который обеспечивает высокую скорость поглощения, и, в случае необходимости, некий волокнистый материал. Гелевый материал может быть в форме частиц, но преимущественно является волокнистым. Преимущественный вариант выполнения обернутого поглощающего тела содержит два слоя получения/распределения и два слоя хранения, причем между каждой парой слоев имеется проход или межсоединение другого вида. Полагают, что проход необходим для прохождения выделениями тела верхнего слоя хранения, который может иметь "блокирование геля" и поэтому имеет ограниченную способность поглощения выделений или их транспортирования к лежащей ниже паре слоев получения/распределения и хранения. Если используются дополнительные слои хранения, то могут потребоваться дополнительные проходы.

"Блокирование геля" является явлением, которое препятствует транспортированию жидкостей в поглощающей структуре за счет создания сопротивления потоку жидкости через эту структуру. Блокирование возникает либо за счет проникших частиц сверхпоглотителя, заполняющих имеющиеся межволоконные поры (пустые пространства), или за счет проникновения более мелких частиц сверхпоглотителя, блокирующих капиллярные (транспортные) каналы, в результате чего ограничивается транспортирование жидкости.

Недостатком раскрытого в заявке на патент W092/11831 поглощающего изделия является то, что оно имеет относительно сложную структуру из-за необходимости предусмотрения проходов между верхними слоями хранения и слоями, лежащими под ними. Несмотря на предусмотрение проходов между слоями все еще имеется тенденция в некоторые моменты, в особенности когда требуются относительно большие основные емкости, блокирования геля, которое происходит в некоторых областях поглощающего изделия, в результате чего уменьшается эффективность использования поглощающей емкости в изделии.

В заявке на патент W091/11163 раскрывается поглощающая структура, имеющая слой получения/распределения, содержащий химически жесткие (загустевшие) целлюлозные волокна, а также в случае необходимости небольшое количество (не более 6%) сверхпоглощающего материала; а также слой хранения жидкости, лежащий ниже слоя получения/распределения, содержащий по меньшей мере 15% сверхпоглощающего материала. Недостатком описанной поглощающей структуры является то, что затруднен поток жидкости через структуру в Z-направлении, что приводит в результате блокирования геля к недоиспользованию поглощающей емкости (изделия). Это становится в особенности проблематичным при использовании более тонких и небольших структур, требующих наличия относительно высоких основных емкостей (или высоких концентраций сверхпоглощающего материала).

В заявке на патент W091/11978 раскрывается поглощающее тело, предназначенное для использования в пеленках или аналогичных изделиях. Раскрытое в заявке поглощающее тело содержит первый слой воздушного фетра или другого обычного бумажного волокна (бумажной пыли, бумажной массы), смешанного с первым сверхпоглощающим материалом, имеющим высокую степень сшивания, и второй слой, который содержит второй сверхпоглощающий материал, имеющий более высокую степень поглощения жидкости, чем первый сверхпоглощающий слой. Когда бумажная масса в первом слое становится мокрой, то она имеет тенденцию к опадению (сплющиванию) под весом поглощенной жидкости и под воздействием давления, оказываемого на нее внешними нагрузками. Сверхпоглощающий материал с высокой степенью сшивания, имеющийся в первом слое, предназначен для предотвращения полного сплющивания бумажной массы и позволяет поддерживать и даже восстанавливать после сплющивания объем пустот таким образом, что она может вновь поглощать последующие выделения жидкости.

Недостатки поглощающего тела, описанного в заявке на патент W091/11978 заключаются в том, что имеется тенденция слабого контроля переноса жидкости между первым слоем и вторым слоем, что приводит к насыщению верхнего слоя ранее нижнего слоя и, в результате, приводит к недоиспользованию поглощающей емкости тела.

В заявке на патент W090/14815 раскрывается поглощающее изделие, которое содержит по меньшей мере два сверхпоглощающих материала, отличающихся по их поглощающим свойствам и по их способности удерживания жидкости, что уточняется в тексте заявки. Предпочтительным в раскрытом в этой заявке поглощающем изделии является использование в верхнем слое сверхпоглотителя с высокой удерживающей способностью и сверхпоглотителя с высокой поглощающей способностью в нижнем слое, причем два слоя разделены дисперсионными разделительными слоями, такими как ткань или нетканый слой.

Описанное в этой заявке поглощающее изделие имеет низкие свойства поглощения жидкости, в результате чего это изделие обладает ограниченной возможностью удаления и хранения жидкостей с поверхности тела пользователя (человека); этот феномен обычно именуется низкой способностью к повторному смачиванию. Кроме того, эта структура обладает недостаточной способностью получения и распределения жидкости в объеме, что приводит к неэффективности использования или недоиспользованию поглощающей способности заполнителя.

В настоящем изобретении ставится задача решения некоторых из известных проблем, связанных со свойствами обработки и поглощения жидкости.

В соответствии с настоящим изобретением поглощающий заполнитель содержит, последовательно по его толщине: первую структуру, содержащую верхний слой, содержащий первый волокнистый материал, имеющий влажную сжимаемость (коэффициент сжатия во влажном состоянии) по меньшей мере около 5 см³ г^-1 и емкость стекания капли по меньшей мере 10 г г^-1, причем структура содержит также первый сверхпоглощающий материал, имеющий в основном неуменьшающуюся скорость динамического набухания; и вторую структуру, содержащую второй волокнистый материал и второй сверхпоглощающий материал, имеющий скорость динамического набухания по меньшей мере около 0,2 г¹ c^-1, и поглощающую способность под давлением, составляющим 50 г см^-2, по меньшей мере около 15 г г^-1; причем скорость динамического набухания первого сверхпоглощающего материала не превышает 2/3 скорости динамического набухания второго сверхпоглощающего материала. Соответствующие испытания упомянутых ранее и других характеристик материалов далее описаны более подробно.

Поглощающий заполнитель может быть изготовлен вырезанием по размеру непрерывной длины материала или же он может быть непосредственно отформован на месте (то есть получен сразу в виде заполнителя) в форме желательного размера в соответствии с хорошо известной техникой изготовления, подробно описанной далее. Первая структура предназначена для расположения при использовании в направлении тела пользователя (носителя).

Преимуществом поглощающего заполнителя в соответствии с изобретением является то, что он позволяет обеспечить улучшенное управление потоком жидкости или улучшенную обработку жидкости выделений человеческого тела, протекающих через заполнитель, с последующим эффективным хранением этих выделений.

Можно полагать, что конструкция поглощающего заполнителя в соответствии с изобретением позволяет получить насыщение заполнителя прежде всего в области заполнителя, расположенной на наибольшем удалении от тела носителя, а затем последовательно ближе к телу носителя, до достижения полной емкости заполнителя. В изобретении это достигается за счет предусмотрения первой структуры, соответствующей описанной выше, которая первоначально действует как структура получения/распределения и которая относительно проницаема для выделений тела человека. В результате выделения относительно быстро проходят через первую структуру во вторую структуру, где они преимущественно хранятся. Кроме того, сверхпоглощающий материал в первой структуре действует таким образом, что он высушивает волокнистый материал этой структуры, что обеспечивает улучшение сухости кожи носителя, так как первая структура прилегает к ней.

Вторая структура имеет такие свойства, которые позволяют эффективно воздействовать на поток выделений через первую структуру. Эта вторая структура обладает этими свойствами в результате того, что она имеет более высокую кинетику поглощения, чем первая структура.

Для достижения основных и преимущественных эксплуатационных характеристик необходимо выбрать соответствующую комбинацию разнообразных материалов заполнителя, так же как и их количества. Последующее описание относится к выбору подходящих материалов и соответствующих испытаний изготовленных из них изделий, а также касается изменений изделий, которые необходимо произвести для достижения требуемых результатов испытаний, чтобы получить заполнители в соответствии с изобретением.

Например, для достижения описанных выше преимуществ обработки жидкости первая структура должна быть достаточно открытой или проницаемой относительно второй структуры, чтобы позволить осуществить быстрый проход выделений тела через первую структуру во вторую структуру. Однако первая структура не должна быть слишком открытой, так как это может приводить к высокому риску блокирования геля сверхпоглощающего материала во второй структуре, в результате чего недоиспользуется поглощающая способность этой структуры. Следует найти определенный баланс. Определенные параметры влажной сжимаемости, емкости стекания капли, скорости динамического набухания и степени поглощения под давлением позволяют достигать желаемых результатов.

Верхний эффективный слой заполнителя (исключая любую ткань или верхний слой, если они есть) содержит волокнистый материал с определенной влажной сжимаемостью и определенной емкостью стекания капли. Поэтому этот волокнистый материал сохраняет свою открытость или объем пор (пустот) при смачивании, например, мочой. Предусмотрение в заполнителе такого проницаемого открытого волокнистого слоя, имеющего высокую емкость стекания капли, означает, что заполнитель не только быстро воспринимает выделения тела, такие как моча, но и имеет также потенциал для относительно быстрого переноса этих выделений в лежащую ниже структуру первого состоящего из частиц сверхпоглощающего материала.

Первым волокнистым материалом может быть любой волокнистый материал, который имеет достаточную прочность удержания нагрузки во влажном состоянии, то есть такой материал, который способен удовлетворительно сохранять объем пор в таких условиях. Это в дальнейшем изложении именуется "влажной сжимаемостью" волокнистого материала. Влажная сжимаемость измеряется путем испытания на влажную сжимаемость, описанного далее.

"Влажная сжимаемость" или объем пор на грамм волокнистого материала при нагрузке 77,5 г см^-2 первого волокнистого материала составляет по меньшей мере 5 см³г^-1, преимущественно по меньшей мере 6 см³ г^-1, а предпочтительней, по меньшей мере 6,5 см³ г^-1.

"Емкость стекания капли" первого волокнистого материала составляет по меньшей мере 10 мл г^-1, преимущественно по меньшей мере 15 мл г^-1, а предпочтительней, по меньшей мере 20 мл г^-1. "Емкость стекания капли" служит для измерения способности волоконной матрицы получать синтетическую мочу в точке загрузки, переносить ее от этой точки и затем удерживать в матрице. Измерение "емкости стекания капли" производится в описанном ниже испытании емкости стекания капли.

Первая структура может содержать первый состоящий из частиц сверхпоглотитель, смешанный с первым волокнистым материалом в виде главным образом однородного верхнего слоя, однако преимущественно часть сверхпоглотителя (а преимущественно, практически он весь) присутствует в виде отдельного слоя, лежащего ниже верхнего слоя первого волокнистого материала.

Вторая структура, или структура хранения, может содержать смесь второго волокнистого материала и второго сверхпоглощающего материала. Однако преимущественно они присутствуют в отдельных слоях.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения как первая, так и вторая структура содержат слой своего соответствующего волокнистого материала, отделенный от слоя его соответствующего сверхпоглощающего материала. В результате преимущественный вариант заполнителя в соответствии с настоящим изобретением содержит последовательность, начиная со стороны заполнителя, смежной с телом пользователя, слоя, содержащего первый волокнистый материал, слоя, содержащего первый сверхпоглощающий порошковый материал (материал из частиц), слоя, содержащего второй волокнистый материал, и слоя, содержащего второй сверхпоглощающий материал.

Между всеми слоями заполнителя может быть проложен слой ткани, действующий как барьер сдерживания (оболочка) для сверхпоглощающего материала.

Желательный первый волокнистый материал может содержать химически загущенные целлюлозные волокна. Предпочтительными химически загущенными целлюлозными волокнами являются загущенные, скрученные, завитые целлюлозные волокна, которые могут быть получены из целлюлозных волокон с внутренним сшиванием при помощи агента сшивания. Загущенные, скрученные, завитые целлюлозные волокна, которые полезны в качестве гидрофильного волокнистого материала предлагаемых здесь поглощающих структур, описаны более подробно в следующих патентах: патент США 4882453 "Поглощающая структура, содержащая индивидуализированные сшитые волокна", выданный 18 апреля 1989 г. на имя Дина и др.; патент США 4888093 "Индивидуализированные сшитые волокна и способ их изготовления", выданный 18 декабря 1989 г. на имя Дина и др.; патент США 4889, 595 "Способ изготовления индивидуализированных сшитых волокон, имеющий уменьшенные отходы, и волокна, полученные этим способом", выданный 26 декабря 1989 г. на имя Херрона и др.; патент США 4889596 "Способ изготовления индивидуализированных сшитых волокон и полученные этим способом волокна", выданный 26 декабря 1989 г. на имя Шоггена и др.; патент США 4889597 "Способ изготовления структур с мокрыми слоями, содержащих индивидуализированные сшитые волокна", выданный 26 декабря 1989 г. на имя Бурбона и др.; патент США 4898642 "Скрученные, химически загущенные целлюлозные волокна и изготовленные из них поглощающие структуры", выданный 5 февраля 1990 г. на имя Мура и др.

Могут быть использованы смеси синтетических и натуральных волокон, таких как полиэтиленовое, полипропиленовое, вискозное и штапельное волокно и би-компоненты волокон из этих материалов, смешанные с волокнами из воздушного ("взбитого") фетра, целлюлозы, модифицированной целлюлозы (упомянутой ранее) или смешанные с другими натуральными волокнами. Обычно такая смесь имеет по меньшей мере 5% синтетических волокон, а преимущественно, около 10% синтетических волокон.

Первый слой волокнистого материала образован воздушной укладкой желательных волокон при производстве поглощающего заполнителя, что далее описывается более подробно, однако по желанию могут быть использованы предварительно отформованные нетканые или другие волокнистые материалы.

Первый сверхпоглощающий материал позволяет быстро принимать выделения тела, которые быстро поступают в слой первого волокнистого материала, проходят в слой первого сверхпоглощающего материала и распределяются под этим слоем в смежной структуре заполнителя. Те выделения тела, которые не распределяются указанным образом, в конечном счете хранятся в первом сверхпоглощающем слое.

Подходящий для использования в первой структуре сверхпоглощающий материал должен иметь в основном неуменьшающуюся скорость динамического набухания. Скорость динамического набухания сверхпоглощающего материала служит для измерения набухания по одной оси сверхпоглощающего материала при испытании его в пробирке при добавлении в функции времени синтетической мочи. Метод испытания, который использован для измерения скорости динамического набухания, именуется методом испытания скорости динамического набухания и описан далее.

Вторая структура может дополнительно содействовать боковому распределению выделений тела перед тем, как они входят во второй сверхпоглощающий материал. Волокнистый материал этой второй структуры может добавлять дополнительную ступень управления профилем поглощения поглощающего материала в соответствии с изобретением. Например, он может замедлять прохождение выделений тела после того, как они покинули сверхпоглощающий слой первой структуры, и ранее того, как они достигли второго сверхпоглощающего слоя материала, который, что является предпочтительным, представляет собой нижний слой. Это может сводить к минимуму возможность блокирования геля, которое может иметь место во втором сверхпоглощающем материале и которое вызвано тем, что его более быстрая кинетика поглощения имеет тенденцию быть более чувствительной к этому явлению.

Второй волокнистый материал может содержать волокнистый материал любого обычного типа. Волокнистым материалом может быть воздушный фетр, смесь натуральных и синтетических волокон, волокна целлюлозы с химическим сшиванием или любой другой известный волокнистый материал, который обычно используется в поглощающих заполнителях поглощающих изделий. При желании он может содержать некоторые волокна того типа, который используется в первом волокнистом материале.

Каждый волокнистый слой может добавлять целостность и придавать мягкость поглощающему заполнителю.

Второй сверхпоглощающий материал должен иметь более быструю кинетику поглощения, чем первый сверхпоглощающий материал. В результате он поглощает выделения тела быстрее, чем первый сверхпоглощающий материал и, при условии сохранения проницаемости первой структуры, позволяет отвести выделения тела от первой структуры в его собственную структуру.

Для достижения требуемого управления потоком выделений тела в объеме заполнителя в соответствии с изобретением второй сверхпоглощающий материал должен иметь скорость динамического набухания, равную по меньшей мере 0,2 грамма мочи в секунду на грамм сверхпоглощающего материала (г г^-1 с^-1). Преимущественно, скорость динамического набухания второго сверхпоглощающего материала равна по меньшей мере 0,3 гг^-1с^-1. Скорость динамического набухания определяется в соответствии с испытанием скорости динамического набухания, описанным ниже.

Способность второго сверхпоглощающего материала эффективно воздействовать на поток выделений тела от верхних слоев поглощающего заполнителя и обеспечивать адекватное хранение при типичных условиях использования измеряется при воздействии синтетической мочи на сверхпоглощающий материал под определенным давлением. Эта характеристика определяется описанным ниже испытанием степени поглощения (абсорбционной способности) при приложении давления.

Второй сверхпоглощающий материал имеет степень поглощения при приложении давления по меньшей мере 15 г синтетической мочи на грамм сверхпоглощающего материала (г г^-1), а преимущественно, по меньшей мере 20 г г^-1 при давлении 50 г см^-2.

Для того, чтобы сохранить проницаемость первой структуры при последовательном нагружении заполнителя для обеспечения желательных характеристик обработки жидкости, кинетика поглощения второго сверхпоглощающего материала должна быть более быстрой, чем у первого сверхпоглощающего материала. Определение указанного производится путем измерения скорости динамического набухания каждого из сверхпоглощающих материалов, причем скорость динамического набухания первого сверхпоглощающего материала не превышает 2/3, а преимущественно, 1/3 этой величины для второго сверхпоглощающего материала.

Первый и второй сверхпоглощающие материалы могут иметь любую подходящую физическую форму, например, могут быть волокнистыми, пленочными или порошковыми. Преимущественными являются порошковые материалы, частицы которых могут представлять собой истинные шары, гранулы, агрегаты, агломераты или частицы неправильной формы, которые обычно получают процессом дробления. Обычно они являются образующими гидрогель полимерами, содержащими полимер или сополимер акрилата.

В качестве примеров сверхпоглощающих материалов, имеющих указанные выше свойства, можно указать на материал "Aqualic CA" (который выпускает фирма "Ниппон Шокубай Ко. Лтд., Осака, Япония) и на материал "Favor SX" (который выпускает фирма Хемише Фабрик Стокхаузен Гмбаш, Крефельд, Германия).

Когда, что является предпочтительным, сверхпоглощающий материал присутствует в виде слоя, отдельного от первого и второго волокнистых материалов, то тогда сверхпоглощающий слой может содержать волокнистый материал любого известного вида, но преимущественно каждый такой слой состоит главным образом полностью из соответствующего сверхпоглощающего материала, к которому не производится преднамеренная добавка несверхпоглощающих волокон.

Порошковый сверхпоглощающий материал может быть главным образом полностью полимерным поглощающим образующим гидрогель материалом или может содержать смесь сверхпоглощающего образующего гидрогель материала с добавкой, такой как, например, порошковый кремнезем (диоксид кремния).

Когда, что является предпочтительным, сверхпоглощающий материал присутствует в виде отдельного слоя, то распределение внутри этого слоя может изменяться, например, для обеспечения такой конструкции, которая может быть полосчатой, смотри, например, патент ЕР-А-217666, или профилированной внутри слоя, смотри, например, патент США 4935022. Альтернативно, слой может быть профилирован в Z-направлении либо постепенно, либо в форме отдельных подслоев, смотри, например, патент ЕР-А-198 683 и ЕР-А-478011.

Другое следствие наличия отдельного сверхпоглощающего слоя заключается в том, что сверхпоглощающий материал может быть введен в виде предварительно отформованного слоя, что облегчает процесс изготовления изделия. Такие предварительно отформованные слои обычно состоят из сверхпоглощающего материала, введенного в подложку или распределенного (распыленного) в ней, причем подложкой может быть ткань на основе целлюлозы или другой нетканый материал. Предварительно отформованные слои могут быть изготовлены при помощи механических средств, таких как тиснение или каландрирование. Альтернативно, предварительно отформованные слои могут состоять из главным образом чистого сверхпоглощающего материала в форме листов или структур, подобных пленке. Такие листы или пленки могут быть отформованы в процессе полимеризации сверхпоглощающего материала или же путем связывания вместе частиц или волокон сверхпоглощающего материала при помощи связующего вещества (клея) или другого подходящего средства. Например, в патентах США 5102593 и 5124188 описываются способы получения листов из связанных частиц сверхпоглощающего материала.

Требуемое различие в кинетике сверхпоглощающего поглощения может быть достигнуто созданием сверхпоглощающего материала, имеющего частицы различных размеров или физической формы в первом и втором слоях хранения. В любом случае первый слой хранения имеет более грубый (крупный) материал, а второй слой хранения имеет главным образом более мелкий материал.

Использование грубых частиц в первой структуре способствует лучшей проницаемости. Более мелкие частицы имеют больше отношение поверхности к объему, чем крупные частицы, поэтому они обладают более быстрым поглощением, чем крупные частицы, при условии отсутствия блокировки геля. Использование более мелкого поглощающего материала во второй структуре обеспечивает также и другое преимущество, связанное с уменьшением риска его попадания на кожу носителя, что также уменьшает риск образования "апельсиновой корки", которая может быть вызвана порошковым сверхпоглощающим материалом, проникающим в проницаемый задний слой.

Размер частиц сверхпоглощающего материала выражается размером частицы средней массы. Он измеряется при помощи описанного ниже испытания на сите. Размер частиц средней массы грубого сверхпоглощающего материала первой структуры преимущественно превышает 300 мкм (50 меш.), предпочтительно, находится в диапазоне от 400 до 850 мкм (от 20 до 40 меш.), а еще лучше, находится в диапазоне от 600 до 850 мкм (от 20 до 30 меш.). Размер частиц средней массы мелкого материала второй структуры преимущественно не превышает 300 мкм (50 меш.), но превышает 50 мкм (325 меш.), а предпочтительно, находится в диапазоне от 100 до 250 мкм (от 60 до 140 меш.), а еще лучше, находится в диапазоне от 150 до 250 мкм (от 60 до 100 меш.).

Альтернативой использованию сверхпоглощающих материалов с различными размерами частиц для обеспечения требуемого различия в кинетике поглощения между первым и вторым слоями хранения является использование различных химических типов сверхпоглощающего материала, имеющих присущие им различные скорости поглощения. Сверхпоглощающими материалами могут быть различные химические композиции, например, сшитая частично нейтрализованная полиакриловая кислота или сверхпоглощающий материал на базе крахмала. Альтернативно, различие может быть обеспечено за счет их процесса производства, например, за счет процесса "с разломом геля" или за счет полимеризации инверсной суспензии (или гранул).

Другим путем, при помощи которого можно создать химическое различие сверхпоглощающих материалов, является их сшивание различными сшивающими веществами или одним сшивающим веществом в различных объемах, или же таким образом, что один из сверхпоглощающих материалов является сшитым по поверхности, или же оба сверхпоглощающих материала являются сшитыми по поверхности в различной степени. Примеры таких сшитых по поверхности сверхпоглощающих материалов приведены выше.

Поглощающий заполнитель в соответствии с настоящим изобретением имеет улучшенные возможности обработки жидкости по сравнению с ранее известными заполнителями, поэтому его введение в поглощающее изделие обеспечивает лучшие параметры такого изделия. Кроме того, конструкция заполнителя позволяет делать относительно тонкие и небольшие, то есть компактные, поглощающие изделия, при одновременном сохранении их улучшенных параметров. Поглощающий заполнитель в соответствии с настоящим изобретением имеет среднюю теоретическую основную емкость, составляющую по меньшей мере 0,7 мл см^-2, а преимущественно, 0,8 мл см^-2.

Средняя теоретическая основная емкость вычисляется суммированием основных емкостей индивидуальных компонентов для получения теоретической основной емкости заполнителя, с последующим усреднением. Основная емкость именуется теоретической, так как при ее вычислении требуется разрыв полной емкости на индивидуальные емкости, а также потому, что измерение производится в отсутствии любой приложенной нагрузки (а при естественном применении заполнитель работает при приложении нагрузки). При вычислении средней теоретической основной емкости основная емкость сверхпоглощающего материала вычисляется в виде емкости "чайного пакетика". Емкость "чайного пакетика" определяется при помощи испытания удерживания чайного пакетика, описанного далее.

Абсорбционная емкость каждого из волокнистых материалов измеряется при помощи описанного ниже испытания на X,Y-способность поглощения. При проведении этого испытания воздушный фетр обычно поглощает около 4 г синтетической мочи на грамм сухих волокон, а химически сшитая целлюлоза, подобная описанной, например, в патенте США 4898642, типично поглощает около 6 г синтетической мочи на грамм сухих волокон при давлении 20 г см^-2.

Поглощающий заполнитель в соответствии с настоящим изобретением может быть сделан относительно тонким и все еще имеющим высокую абсорбционную способность. Это следует рассматривать как благоприятное для пользователя явление, так как, например, изделие, в котором использован такой заполнитель, может быть применено с большей скрытностью, а также как полезное для его изготовления, например, в результате снижения расходов на упаковку и транспортировку. Преимущественно, высота пакета или калибра заполнителя в соответствии с настоящим изобретением, установленная при проведении описанного ниже испытания высоты пакета при давлении 200 г см^-2 (если не указано другое), не превышает 9 мм, а преимущественно около 7,5 мм. Испытание высоты пакета проводится для определения упаковочного потенциала пакета (стопки) из 10 пеленок. Типично испытание проводят для определения уровня сжатия или силы сжатия, необходимой для сжатия пакета пеленок в ходе изготовления до требуемой толщины упаковки. Это испытание также используется для определения давления (г см^-2), которое такой пакет будет оказывать на упаковочный материал.

Поглощающее изделие, содержащее поглощающий заполнитель в соответствии с настоящим изобретением, имеет главным образом такую же толщину, что и толщина поглощающего заполнителя, и обычно не превышает более чем на 10% толщину заполнителя. Поглощающее изделие может быть изготовлено и большей толщины, например, введением дополнительных поглощающих волокон, например, ткани или другого материала, на одной или на двух сторонах заполнителя, однако при осторожном выборе такого материала, чтобы он не ухудшил параметры заполнителя.

Поглощающий заполнитель в соответствии с настоящим изобретением преимущественно имеет скорость поступления выделений по меньшей мере 1,5 мл с^-1 при 50% его теоретической основной емкости. Так как поглощающий заполнитель в соответствии с настоящим изобретением имеет различные области сверхпоглощающих материалов, имеющие различные кинетики поглощения, то профиль заполнения жидкостью заполнителя может изменяться от точки к точке как в XY-плоскости, так и в Z-направлении, а также изменяется в процессе заполнения. Поэтому представляется более реалистичным измерение скорости поступления (выделений) при 50% полной теоретической емкости (а не в условиях полного использования или не использования емкости). Это позволяет выразить характеристики использования заполнителя при помощи измерения скорости поступления выделений.

Испытание на поступление имитирует ввод мочи в поглощающее изделие. При испытании измеряется время, которое необходимо для поглощающего изделия, например, для пеленки, чтобы поглотить определенное количество синтетической мочи. Это время измеряется при проведении описанного ниже испытания скорости поступления.

В дополнение к хорошим свойствам поступления жидкости поглощающий заполнитель в соответствии с настоящим изобретением имеет хорошие параметры поглощения жидкости. Заполнитель преимущественно имеет скорость поглощения жидкости по меньшей мере 0,05 грамм мочи в секунду на грамм сухого материала (г г^-1 с^-1), а преимущественно, более 0,06 г г^-1 с^-1. Поглощение жидкости характеризует эффективность поглощения и последующего радиального распределения жидкости поглощающим заполнителем. Оно определяется при проведении описанного ниже испытания на X,Y-способность поглощения.

Дополнительным следствием хороших характеристик обработки и поглощения жидкости поглощающего заполнителя в соответствии с изобретением являются свойства его хорошего повторного смачивания. Поглощающий заполнитель в соответствии с настоящим изобретением имеет значение повторного смачивания, не превышающее 0,6 г синтетической мочи, преимущественно, не более 0,3 г, а еще лучше, не более 0,2 г. Низкая величина повторного смачивания означает высокое (или эффективное) удерживание мочи поглощающим заполнителем, или поглощающим изделием, в котором заполнитель используется. Высокое значение повторного смачивания означает плохое удерживание мочи, которое может приводить к накоплению мочи на поверхности заполнителя или изделия, что вызывает смачивание одежды пользователя или его тела. Повторное смачивание определяют при помощи описанного ниже испытания на повторное смачивание.