Поглощающая вставка и содержащее ее поглощающее изделие

Поглощающая вставка и содержащее ее поглощающее изделие

Реферат

 

Пеленка или другое поглощающее изделие содержит последовательно сверху вниз (от поверхности, смежной с телом носеля) верхнюю структуру, содержащую слой получения (3), образованный первым волокнистым материалом, главным образом не содержащим сверхпоглощающий материал, и сверхпоглощающий слой (5), состоящий главным образом только из первого сверхпоглощающего материала, который имеет значение проницаемости гелевого слоя по меньшей мере около 4х10^-7 см³ c/г и который присутствует в количествах приблизительно от 20 до 320 г/м², и структуру хранения, которая содержит второй сверхпоглощающий материал, имеющий поглощение при приложении давления 50 г/см² по меньшей мере 15 г/г, и которая содержит верхний слой хранения (6) и нижний слой хранения (7), который содержит по меньшей мере 70% по весу полного количества второго сверхпоглощающего материала, который содержится в верхнем и нижнем слоях хранения, причем толщина слоя (7) равна или меньше толщины верхнего слоя хранения (6). В результате комбинации слоев пеленки с различными скоростями поглощения сверхпоглощающих материалов, совместно с их включением в определенную структуру вставки достигается максимизация получения, хранения и удерживания выделений при одновременной минимизации толщины поглощающей вставки. 4 с. и 22 з.п. ф-лы, 3 табл., 8 ил.

Настоящее изобретение имеет отношение к созданию поглощающих вставок (заполнителей), содержащих волокнистый материал и сверхпоглощающий материал, за счет чего поглощающая вставка может позволить обработать относительно большие количества жидкостей, выделяемых человеческим телом, и к созданию поглощающих изделий, в которые включены вставки, таких как разовые пеленки, средства сбора мочи при ее недержании, тренировочные (спортивные) брюки (рейтузы).

Обычно поглощающие изделия такого вида содержат проницаемый для жидкости верхний слой (лист), который смежен телу носителя изделия, непроницаемый для жидкости задний слой (лист), который удален от тела носителя и направлен в сторону одежды носителя изделия, и поглощающую вставку (или заполнитель), которая проложена между проницаемым для жидкости верхним слоем и непроницаемым для жидкости задним слоем.

Хорошо известно, что конструкция такого изделия и в особенности конструкция поглощающей вставки должна обладать возможностью быстрого получения и распределения относительно больших количеств выделений тела, которые первоначально поступают на верхний слой поглощающего изделия, и последующего хранения таких выделений тела. Также желательно, чтобы поглощающая вставка не выделяла накопленную жидкость при приложении к ней давления или при длительном хранении. Например, конструкция поглощающей вставки должна быть такой, чтобы минимизировать повторное смачивание верхнего слоя за счет выделения (освобождения) жидкости, которая была накоплена в объеме вставки.

Для того, чтобы способствовать распределению жидкости выделений по объему вставки, поглощающая вставка преимущественно должна иметь такую конструкцию, которая облегчает транспортирование первоначально полученных выделений тела как в боковом направлении (в плоскости XY), так и вертикально (в Z-направлении).

Известно, что различные волокнистые и другие материалы позволяют получить различные эксплуатационные характеристики изделия. Например, известно, что имеющая относительно малую плотность загущенная и/или гидрофобная волокнистая структура может быть использована в качестве верхнего слоя, предназначенного для быстрого получения и распределения жидких выделений, но также известно, что этот материал имеет неадекватные свойства хранения.

Известно, что включение в структуру поглощающей вставки сверхпоглощающего материала (который также часто именуется полимерным гелевым материалом, формирующим гель материалом или сверхпоглощающим полимером) может приводить к существенному увеличению емкости хранения. Однако также известно, что использование сверхпоглощающего материала в больших количествах может приводить к появлению феномена, известного как блокирование геля. Блокирование геля происходит тогда, когда сверхпоглощающий материал набухает в такой степени, что он значительно уменьшает скорость проникновения жидкости, которая поступила на поглощающую структуру. Указанное может быть минимизировано применением соответствующих технологий ввода сверхпоглощающего материала в волокнистую матрицу (например, как это описано в патенте США 4, 610, 678 от 9 сентября 1986 г. на имя Вейсмана и Голдмана) или использованием сверхпоглощающих материалов улучшенного качества, которые появились в последние годы. Однако эта проблема все еще существует, в особенности при вводе сверхпоглощающего материала высокой плотности в малый объем, то есть при использовании слоя, состоящего полностью или главным образом из сверхпоглощающего материала.

Желательно конструировать поглощающие вставки таким образом, чтобы они имели высокую поглощающую способность на единицу объема, в особенности, чтобы они обладали хорошими свойствами поглощения (высокой поглощающей способностью), несмотря на то, что они являются относительно тонкими.

Для получения оптимальных характеристик уже были описаны многочисленные предложения, касающиеся изготовления многослойных поглощающих вставок с использованием различных комбинаций волокон и сверхпоглощающих материалов.

Например, в заявке на патент WO91/11163 описана поглощающая вставка, которая содержит среди прочего особый верхний слой получения и распределения жидкости, а также нижний слой, содержащий сверхпоглощающий материал. Дополнительно имеется множество предложений ввода по меньшей мере двух слоев, которые содержат сверхпоглощающий материал. Иногда в обоих слоях используют одинаковый материал, но иногда предлагается использовать различные сверхпоглощающие материалы. Например, в патенте США 4, 338, 371 от 6 июля 1982 г. на имя Дауна предложена поглощающая вставка, которая содержит среди прочего верхний затекающий слой, волокнистый слой, слой сверхпоглощающего полимера из акрилового карбоксилата, а также нижний (удаленный от тела пользователя) слой, содержащий сверхпоглощающий полимер из пересаженного гидролизованного крахмал акрилонитрила. Утверждается, что нижний слой сверхпоглощающего материала является более быстрым гелем, чем верхний слой, и что верхний слой является более медленным гелем и поглощает больше жидкости, чем нижний слой.

В ЕР-В-401189 предлагается использование множества различных сверхпоглотителей, расположенных по меньшей мере в двух слоях, причем один из поглотителей имеет высокую скорость поглощения, а другой имеет высокую способность удержания жидкости при приложении к нему давления. Рекомендуется, чтобы сверхпоглотитель с быстрым поглощением располагался в нижнем слое (удаленном от тела носителя).

В WO92/11831 описано многослойное поглощающее изделие, которое содержит по меньшей мере один слой поглощения/распределения, и ниже каждого такого слоя слой, содержащий сверхпоглощающий материал. Каждый из слоев отличается тем, что сверхпоглощающий материал имеет высокую скорость поглощения. В этой публикации признается, что множество указанных слоев может препятствовать проходу выделений тела через полный объем вставки, так как в слое, содержащем сверхпоглощающий материал, имеется тенденция блокирования потока жидкости. В WO92/11831 предложено предусматривать особые проходы для протекания жидкости вне зависимости от такой блокировки.

В продаже имеется большое количество различных видов сверхпоглощающих материалов, которые отвечают самым разнообразным требованиям. Например, имеются различные материалы, которые имеют, например, высокую или низкую поглощающую способность при приложении давления, и т.п.

Несмотря на большое разнообразие сверхпоглощающих и волокнистых материалов, которые уже были предложены, а также их комбинаций, остается необходимость усовершенствовать конструкцию поглощающих вставок, предназначенных, например, для использования в пеленках, таким образом, чтобы получить оптимальные параметры, в особенности в том, что касается желательной задачи минимизации толщины поглощающей вставки при одновременной максимизации получения, хранения и удерживания выделений, при наименьшем возможном повторном смачивании в процессе использования.

Задачей настоящего изобретения является создание новых поглощающих вставок, которые лишены недостатков известных поглощающих вставок, в особенности таких вставок, которые обладают высокими абсорбционнными характеристиками и которые легко могут быть изготовлены при использовании известных технологий.

В изобретении предлагается поглощающая вставка, содержащая последовательно в направлении сверху вниз (то есть от поверхности, которая смежна с телом носителя): верхнюю структуру, содержащую слой получения, главным образом не содержащий сверхпоглощающий материал, и сверхпоглощающий слой, состоящий главным образом из первого сверхпоглощающего материала, который имеет значение проницаемости гелевого слоя (ПГС) по меньшей мере около 4, а в основном по меньшей мере около 6, а преимущественно по меньшей мере 9, а еще лучше по меньшей мере 15х10^-7 см³ с/г, и который присутствует в количествах по меньшей мере около 20 г/м², и нижнюю структуру, которая содержит второй сверхпоглощающий материал, имеющий поглощение при приложении давления 50 г/см², по меньшей мере равное 15 г/г (а преимущественно по меньшей мере равное 20 г/г), и которая содержит верхний слой, имеющий пустое пространство для хранения и повторного распределения жидких выделений (например, мочи или менструальной жидкости) и нижний слой, который содержит второй сверхпоглощающий материал, причем по меньшей мере 70% по весу полного количества второго сверхпоглощающего материала, который содержится в верхнем и нижнем слоях (нижней структуры), находится в нижней половине суммарной толщины верхнего и нижнего слоев.

В соответствии с первым важным аспектом изобретения первый и второй сверхпоглощающие материалы представляют собой один и тот же материал. Это облегчает процесс изготовления и позволяет получить хорошие параметры изделия.

В соответствии с другим важным аспектом изобретения первый и второй сверхпоглощающие материалы представляют собой различные материалы, которые имеют различные параметры, причем второй сверхпоглощающий материал преимущественно набухает быстрее первого материала.

Настоящее изобретение имеет также отношение к созданию поглощающих изделий, которые содержат последовательно расположенные проницаемый для жидкости верхний слой (лист), описанную выше поглощающую вставку, верхний слой получения которой направлен в сторону указанного верхнего слоя, и непроницаемый для жидкости задний слой (лист). Преимущественными поглощающими изделиями в соответствии с изобретением являются разовые пеленки, средства сбора мочи при ее недержании и тренировочные брюки.

На фиг. 1а схематически показан вид сверху поглощающего изделия в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 1b схематически показано поперечное сечение, на котором можно видеть слоевую конструкцию изделия в поперечном направлении.

На фиг. 1с схематично изображено поперечное сечение в продольном направлении изделия.

На фиг. 2 изображен вид сбоку машины для изготовления фетровых прокладок с воздушной укладкой, которая используется для изготовления образцовых прокладок для проведения испытаний на влажную сжимаемость и емкость отекания капли.

На фиг. 3 показан с увеличением участок фиг. 2.

На фиг. 4 изображено поперечное сечение устройства, которое используется для проведения испытания на скорость поступления жидкости.

На фиг. 5 приведен вид сбоку с вырывом устройства, используемого для проведения испытания на X, Y - способность поглощения.

На фиг. 6 показан с увеличением участок фиг. 4.

На фиг. 7 показано поперечное сечение, иллюстрирующее протекание жидкости в X-Y плоскости поглощающей ставки в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 8 показан вид сбоку установки, используемой при проведении испытания на проницаемость гелевого слоя.

Фиг. 2-8 относятся к проведению испытаний и описаны в соответствующих разделах описания.

На фиг. 1a, b и с показано изделие 1, представляющее собой пленку или другое поглощающее изделие, содержащее верхний слой 2, который контактирует с телом носителя, задний слой 9 и соответствующую настоящему изобретению вставку, которая располагается между верхним и задним слоями.

Вставка содержит верхний слой получения/распределения 3. Слой ткани 4 с двумя складками в z-направлении разделяет слой получения 3 от сверхпоглощающего слоя 5, содержащего первый сверхпоглощающий материал. Ниже него располагается верхний волокнистый слой 6 и нижний слой 7, содержащий второй сверхпоглощающий материал, и слой ткани 8. Слои 6 и 7 могут быть отдельными слоями, как это показано на чертеже, или же они могут быть соединены в единый слой и могут в таком случае служить структурой хранения и повторного распределения. Как следует из чертежа, важно, чтобы слои имели одинаковую ширину.

Можно полагать, что предложенная в изобретении комбинация материалов и слоев обеспечивает полезную оптимизацию функциональных свойств материалов. В частности, можно полагать, что она позволяет получить насыщение сверхпоглощающего материала прежде всего в области вставки, наиболее удаленной от тела носителя, а затем последовательно ближе к телу носителя, пока вставка не достигнет своей максимальной емкости. Указанное достигается в изобретении за счет верхней структуры, которая первоначально действует как структура поглощения/распределения и которая относительно проницаема для выделений тела. Поэтому выделения относительно быстро проходят через первый слой сверхпоглотителя и попадают в нижнюю структуру, которая действует как структура хранения и повторного распределения, в которой хранится жидкость выделений. За счет преимущественного расположения второго сверхпоглощающего материала в нижней части нижней структуры, таким образом, что в верхней части (нижней структуры) имеется нулевая или низкая концентрация сверхпоглощающего материала, в нижней структуре образуется пустое пространство, которое используется в качестве емкости хранения структуры. За счет использования второго сверхпоглощающего материала, имеющего определенное значение поглощения при приложении давления, достигается хорошее удерживание при хранении.

Жидкость, которая не поглощена надлежащим образом вторым сверхпоглощающим материалом, может затем быть поглощена первым сверхпоглощающим материалом. Предусмотрение первого сверхпоглощающего материала в виде отдельного слоя под слоем получения/распределения имеет то преимущество, что первый сверхпоглощающий материал работает на осушение слоя получения и таким образом оптимизирует повторное смачивание и улучшает сухость кожи носителя.

Для достижения желательных характеристик необходимо выбрать соответствующую комбинацию различных материалов во вставке, так же как и их количеств. Последующее описание относится к подходящим материалам и соответствующим испытательным изделиям, которые изготовлены из них для проведения соответствующих испытаний, а также касается изменений изделий, которые необходимы для достижения требуемых результатов испытаний вставок в соответствии с настоящим изобретением.

Например, для обеспечения описанных преимуществ обработки жидкости первая структура должна быть достаточно открытой или проницаемой по сравнению со второй структурой, чтобы позволить осуществить быстрый проход выделений тела через первую структуру во вторую структуру. Однако первая структура не должна быть слишком открытой, так как это могло бы приводить к высокому риску блокирования геля сверхпоглощающего материала во второй структуре, а в результате и к недоиспользованию поглощающей способности (емкости) второй структуры. Следует поддерживать баланс.

Верхняя структура Она содержит слой получения и слой первого сверхпоглотителя.

Слой получения представляет собой верхний эффективный слой поглощающей вставки или другого тела (за исключением ткани или отдельного верхнего слоя (листа), если они есть). Он главным образом не содержит сверхпоглощающий материал. Если сверхпоглощающий материал имеется, то его содержание поддерживается низким (например, как в WO91/11163), однако преимущественно этот слой полностью свободен от сверхпоглощающего материала, по меньшей мере в его верхней половине, а предпочтительно практически по всей его толщине. Этот слой может быть образован вспененным материалом (пенопластом) или другим подходящим пористым или капиллярным материалом, однако обычно он образован первым волокнистым материалом.

Подходящие материалы, свойства этого верхнего слоя и способы его изготовления описаны в WO91/11163.

Этот верхний слой обычно имеет влажную сжимаемость по меньшей мере около 5 см³/г и емкость отекания капли по меньшей мере 10 г/г. Волокнистые материалы с определенной влажной сжимаемостью и определенной емкостью отекания капли сохраняют свою открытость или пустой объем (объем пор) при их смачивании, например, мочой. Предусмотрение во вставке такого постоянно открытого волокнистого слоя, имеющего высокую емкость отекания капли, означает, что вставка не только быстро воспринимает выделения тела, такие как моча, но что этот слой обладает также потенциалом очень быстрого переноса этих выделений в лежащую ниже структуру из первого порошкового сверхпоглощающего материала.

Первым волокнистым материалом может быть любой волокнистый материал, который обладает достаточной стойкостью под нагрузкой во влажном состоянии, то есть который способен удовлетворительно поддерживать (сохранять) пустой объем (объем пор) в таких условиях, что определено в описании как влажная сжимаемость, которую измеряют при помощи описанного ниже испытания на влажную сжимаемость.

"Влажная сжимаемость" или объем пор на 1 г влажного волокнистого материала при нагрузке 77,5 гсм^-2 составляет по меньшей мере 5 см³г^-1, преимущественно по меньшей мере 6 см³г^-1, а предпочтительней по меньшей мере 6,5 см³г^-1, а еще лучше, до 8 или даже 10 см³г^-1 или больше.

"Емкость отекания 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, например, до 25 или даже 30 мл г^-1. "Емкость отекания капли" служит для измерения способности волокнистой матрицы получать синтетическую мочу в точке загрузки, переносить ее от этой точки и затем удерживать в матрице. Измерение "емкости отекания капли" производится в описанном ниже испытании емкости отекания капли.

Желательно, чтобы первый волокнистый материал мог содержать химически загущенные целлюлозные волокна, главным образом в количестве от 50 до 100% от веса первого волокнистого материала и от 0 до 50% от веса других волокон, таких как не загущенные целлюлозные волокна или синтетические 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 4, 882, 453 "Поглощающая структура, содержащая индивидуализированные сшитые волокна", выданный 18 апреля 1989 г. на имя Дина и др.; патент США 4, 888,093 "Индивидуализированные сшитые волокна и способ их изготовления", выданный 19 декабря 1989 г. на имя Дина и др.; патент США 4, 889, 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 4, 889, 596 "Способ изготовления индивидуализированных сшитых волокон и полученные этим способом волокна", выданный 26 декабря 1989 г. на имя Шоггена и др.; патент США 4, 889, 597 "Способ изготовления структур с мокрыми слоями, содержащих индивидуализированные сшитые волокна", выданный 26 декабря 1989 г. на имя Бурбона и др.; патент США 4, 898,642 "Скрученные, химически загущенные целлюлозные волокна и изготовленные из них поглощающие структуры", выданный 5 февраля 1990 г. на имя Мура и др.

Вместо использования загущенных целлюлозных волокон в этом слое могут быть использованы синтетические полимерные волокна, а обычно могут быть использованы смеси синтетических и натуральных волокон, таких как полиэтиленовое, полипропиленовое, вискозное и штапельное волокно и бикомпоненты волокон из этих материалов, смешанные с волокнами из воздушного ("взбитого") фетра (взбитой бумажной массы), целлюлозы, модифицированной целлюлозы (упомянутой ранее) или смешанные с другими натуральными волокнами. Обычно такая смесь имеет по меньшей мере 5% синтетических волокон, а преимущественно, по меньшей мере около 10% синтетических волокон.

Первый слой волокнистого материала образован воздушной укладкой желательных волокон ранее или при производстве поглощающей вставки, что далее описывается более подробно, однако по желанию могут быть использованы предварительно отформованные нетканые или другие волокнистые материалы, уложенные в мокром состоянии или с помощью воздушной укладки.

Сверхпоглощающий слой, состоящий главным образом из первого сверхпоглощающего материала, может быть образован в нижней части слоя получения, однако преимущественно он является отдельным слоем и может быть отделен от слоя получения тканью или другим слоем, который действует в качестве барьера сдерживания (оболочки) для сверхпоглощающего материала.

Важно, чтобы этот слой, состоящий главным образом из первого сверхпоглощающего материала, позволял моче, менструальным жидкостям или другим выделениям человеческого тела, которые быстро восприняты и распределены первым волокнистым слоем, быстро проходить через него и распределяться под слоем первого сверхпоглощающего материала, без существенного блокирования этим слоем.

Количество первого сверхпоглощающего материала должно быть достаточным для получения по меньшей мере главным образом полного (предельного) слоя сверхпоглощающего материала при набухании в условиях эксплуатации за счет поглощения мочи. Сверхпоглощающий материал обычно имеет форму частиц и обычно требуется его наличие в количестве по меньшей мере около 20 г/м², чтобы обеспечивался главным образом полный слой. Зачастую количество составляет по меньшей мере 50 г/м².

Обычно слой не должен быть слишком толстым и нормально, если количество лежит ниже 320 г/м², а зачастую ниже 200 г/м².

Нижняя структура Нижняя структура служит структурой хранения и повторного распределения и включает в себя верхний, обычно волокнистый слой, и слой второго сверхпоглощающего материала.

Верхний слой нижней структуры является обычно волокнистым, однако он может быть образован вспененным или другим подходящим капиллярным или пористым материалом. Волокнистый или другой материал этого слоя может добавлять дополнительную ступень управления профилем поглощения поглощающей вставки в соответствии с настоящим изобретением. Например, он может замедлять прохождение выделений тела после того, как они покинули первый сверхпоглощающий слой и ранее того, как они достигли слоя второго сверхпоглощающего материал. Это может минимизировать вероятность возникновения блокирования геля, случающуюся во втором сверхпоглощающем материале, причем это может быть особенно полезно в таких применениях, когда второй сверхпоглотитель имеет более быструю кинетику поглощения и поэтому является более чувствительным к указанному явлению.

Второй волокнистый материал может представлять собой волокнистый материал любого подходящего типа. Волокнистый материал может быть воздушным фетром (взбитой бумажной массой), смесью натуральных и синтетических волокон, химически сшитым целлюлозным волоком или любым другим известным волокнистым материалом, который обычно используется в поглощающих вставках поглощающих изделий. По желанию он может содержать некоторые волокна такого же типа, что и в первом волокнистом материале.

Каждый волокнистый слой может увеличивать целостность (прочность) поглощающей вставки и может также увеличивать ее мягкость.

Верхний слой (нижней структуры) может быть главным образом или полностью лишен сверхпоглощающего материала и поэтому может представлять собой слой воздушного фетра или другого волокнистого материала или слой хранения, образованный при отсутствии сверхпоглощающего материала. Нижний слой в таком случае может представлять собой отдельно образованный слой, содержащий второй сверхпоглощающий материал. Этот слой может иметь смесь волокон или состоять главным образом из сверхпоглощающего материала.

Однако зачастую желательно, чтобы верхний и нижний слои были образованы в соответствии с EP-A-198683, когда они созданы волокнистой матрицей с воздушной укладкой, в которой более половины веса, а обычно по меньшей мере 70% веса находящегося в этих слоях сверхпоглощающего материала лежит в нижней половине толщины верхнего и нижнего слоев. Например, от 70 до 100%, а обычно от 70 или 75% до 90 или 95% по весу второго сверхпоглощающего материала находится в нижних 50% толщины верхнего и нижнего слоев. Аналогично, например, от 5 до 10%, а иногда до 30% второго сверхпоглощающего материала содержится в верхней половине толщины верхнего и нижнего слоев.

Обычно верхний и нижний слои получают воздушной укладкой смеси соответствующей древесной массы или других гидрофильных волокон, например, на поверхности обычного барабана с воздушной укладкой или на другой приемной поверхности. Распределение сверхпоглощающего материала по толщине верхнего и нижнего слоев хранения может быть осуществлено соответствующим выбором распределения сверхпоглощающего материала в потоке волокон, наносимых на приемную поверхность, например, как это описано в EP-A-198683, или же инжекцией или другим распределением сверхпоглотителя в матрице с воздушной укладкой, образованной на приемной поверхности.

При воздушной укладке в такую матрицу обычно желательно дополнительно создавать волокнистый слой, главным образом лишенный сверхпоглощающего материала, который укладывается при помощи воздуха в нижний слой и под него. Вместо этого или в дополнение к этому в этом положении (месте) формуется отдельный слой ткани или другого волокнистого материала.

Обычно количество второго сверхпоглощающего материала составляет от 30 до 90%, а преимущественно от 45 до 75% от веса верхнего и нижнего слоев. Суммарный вес обычно лежит в диапазоне от 100 до 2000 г/м².

Сверхпоглощаюший материал Одной из характеристик подходящего сверхпоглощающего материала, который может быть включен в полезных количествах в этот слой, является величина проницаемости гелевого слоя (ПГС), которую измеряют при помощи испытания ПГС, описанного далее. Первый сверхпоглощающий материал обычно должен иметь величину ПГС по меньшей мере 6, преимущественно по меньшей мере 9, например, более чем 15 и до 4010^-7 см³ с/г, или более.

Задачей проведения испытания на определение проницаемости гелевого слоя (ПГС) является определение электропроводности потока солевого (физиологического) раствора гелевого слоя, образованного из диспергируемого AGM, который набух в синтетической моче Jayco (Джейко) под соответствующим давлением. Поток электропроводности позволяет измерить способность гелевого слоя, образованного набухшим AGM, воспринимать и распределять жидкость в поглощающей структуре в рабочих условиях. Для измерения проницаемости гелевого слоя и определения электропроводности потока солевого раствора используются закон Дарси (Darcy) и методы анализа потока в устойчивом состоянии (см. , например, книгу Четтерджи (редактор) "Поглощающая способность", стр. 42-43, издательство Елсвир Сайенс, Амстердам, Нидерланды (1985 г.), и книгу Кулсона и Ричардсона "Химическая технология", том 2, третье издание, Пергамон Пресс, 1978 г., стр. 125-127).

Слой геля, который используют для измерения проницаемости, образуют набуханием AGM в синтетической моче Джейко в течение 60 мин. После образования слоя его потоковую электропроводность измеряют в установке с поршнем/цилиндром под механическим давлением 20 г/см² (0,3 фунта на 1 дюйм²). Дно цилиндра прилегает к ситу 400 меш для задержания сухого AGM и для осуществления поглощения мочи и ее транспортирования в z-направлении. Поршень проницаем для жидкости. Потоковую электропроводность измеряют с использованием раствора 0,118М NaCl. Для AGM, кривая поглощения синтетической мочи Джейко которого со временем идет главным образом с подъемом, нашли, что эта концентрация NaCl позволяет сохранять толщину гелевого слоя главным образом постоянной в течение времени проведения испытания на проницаемость. Для некоторых AGM могут происходить некоторые изменения толщины гелевого слоя в результате набухания AGM, уменьшения набухания AGM и/или изменений пористости гелевого слоя. При проведении испытания используют постоянное гидростатическое давление 4920 дин/см² над слоем геля (5 см 0,118М NaCl).

Расход (скорость потока) определяют измерением количества раствора, протекающего через гелевый слой в функции времени. Расход может изменяться в ходе эксперимента. Причины изменения расхода включают в себя изменения толщины гелевого слоя и изменения вязкости промежуточной жидкости, по мере того, как жидкость, первоначально присутствующая в промежутках (порах) (которая, например, может содержать растворенный извлекаемый полимер), заменяется раствором NaCl. Если расход изменяется во времени, тогда начальный расход, который обычно получают экстраполяцией измерений расходов на нулевое время, используется для вычисления потоковой электропроводности. Электропроводность солевого потока вычисляют по начальному расходу, размерам слоя ("постели") геля и с учетом гидростатического давления. Для систем, в которых расход главным образом постоянен, коэффициент проницаемости гелевого слоя может быть вычислен по электропроводности солевого потока и вязкости раствора NaCl.

Другим путем определения характеристик полезных материалов является скорость динамического набухания. Подходящие материалы имеют главным образом не падающую 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. Когда говорят о не падающей скорости динамического набухания, то имеют в виду, что относительные девиации скорости динамического набухания, которые объясняются далее при описании метода испытания, должны быть менее 50%, преимущественно менее 25%, предпочтительно менее 10%, а еще лучше меньше или равны нулю.

Первый сверхпоглощающий материал обычно имеет коэффициент поглощения под давлением 50 г/см² по меньшей мере 15, обычно по меньшей мере 20 г/г. Обычно же эта величина превышает 20 г/г, а преимущественно превышает 30 г/г.

Второй сверхпоглощающий материал обычно имеет коэффициент поглощения под давлением 50 г/см² по меньшей мере 15, обычно по меньшей мере 20 г/г. Обычно же эта величина превышает 20 г/г, а преимущественно превышает 30 г/г.

Полезные результаты могут быть получены в том случае, когда одинаковый материал использован в качестве первого и второго сверхпоглощающих материалов, при этом первый сверхпоглощающий материал будет иметь коэффициент поглощения под давлением, равным этой величине для второго материала. Однако могут использоваться и различные материалы для определенной оптимизации параметров, в частности, для получения большей степени управления потоком и управления поглощением мочи и других жидких выделений тела во вставке, при этом второй материал предпочтительно должен иметь кинетику поглощения, которая является более быстрой, чем эта характеристика для первого сверхпоглощающего материала. Указанное измеряется в виде скорости динамического набухания для каждого из сверхпоглощающих материалов, причем скорость динамического набухания первого сверхпоглощающего материала преимущественно не превышает 2/3, а предпочтительно не превышает 1/3 скорости динамического набухания для второго сверхпоглощающего материала. Это различие может быть выражено также в таком виде, что скорость динамического набухания второго сверхпоглощающего материала преимущественно превышает по меньшей мере в 1,5 раза, а предпочтительно превышает по меньшей мере в 3 раза скорость динамического набухания первого сверхпоглощающего материала.

Желательно, в особенности, когда второй сверхпоглощающий материал имеет более быструю кинетику поглощения, чтобы он имел скорость динамического набухания по меньшей мере 0,2 г мочи в 1 с на 1 г сверхпоглощающего материала (гг^-1c^-1). Преимущественно, скорость динамического набухания второго сверхпоглощающего материала должна составлять по меньшей мере 0,3 гг^-1с^-1 и может, например, составлять 0,6 и даже 1 гг^-1с^-1.

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 сферы, 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 "Favor SX" (который выпускает фирма Хемише Фабрик Стокхаузен Гмбаш, Крефельд, Германия). В частности, в качестве первого сверхпоглощающего материала желательно использовать материал Favor SX, тип Р, партия Nо W 51776, который можно получить на фирме Хемише Фабрик Стокхаузен, который имеет величину ПГС 910^-7 см³ с/г.

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).

Первый сверхпоглощающий материал, а иногда и второй сверхпоглощающий материал могут образовывать слой, который состоит главным образом из соответствующего сверхпоглощающего материала. Под этим понимают, что по меньшей мере 50% веса, а зачастую по меньшей мере от 70 до 80% веса слоя образованы сверхлоглощающим материалом. Преимущественно, он состоит главным образом только из сверхпоглотителя, что означает, что сверхпоглощающие частицы должны быть главным образом в контакте друг с другом. Этот слой должен быть сцеплен или соединен иным образом со слоем подложки. Распределение (частиц) внутри слоя может быть однородным или иметь определенную форму, например, в виде полос или профилей, см. , например, EP-A-217, 666 и патент США US-A-4,935,022.

Слой может состоять из сверхпоглощающего материала, введенного в подложку или распределенного (распыленного) в ней, причем подложкой может быть ткань на основе целлюлозы или другой нетканый материал. Ввод сверхпоглощающего материала в подложку может производиться при помощи механических средств, таких как тиснение или каландрирование. Альтернативно, предварительно отформованный слой может состоять главным образом из чистого сверхпоглощающего материала в форме листов или структур, п