Тонкая, обладающая высокой впитывающей способностью структура и способ ее изготовления

Тонкая, обладающая высокой впитывающей способностью структура и способ ее изготовления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к тонкой, гибкой, обладающей высокой впитывающей способностью впитывающей подушечке. Впитывающую подушечку можно изготовить с помощью барабанной формирующей машины, встроенной в технологическую линию.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Многие известные впитывающие композитные материалы, которые включают материал, обладающий высокой впитывающей способностью, содержат этот материал, обладающий высокой впитывающей способностью, в относительно низких концентрациях. То есть многие впитывающие композитные материалы включают целлюлозные волокна, полученные аэродинамическим способом, и менее 30 мас.% материала, обладающего высокой впитывающей способностью. Это обусловлено несколькими факторами.

Многие материалы, обладающие высокой впитывающей способностью, неспособны впитывать жидкость с той скоростью, с которой жидкость поступает во впитывающие композитные материалы во время их использования. В связи с этим для того, чтобы временно удерживать жидкость, пока материал, обладающий высокой впитывающей способностью, сможет впитать ее, желательна относительно высокая концентрация волокнистого материала. Кроме того, волокна служат для разделения частиц материала, обладающего высокой впитывающей способностью, так чтобы не происходило блокирование геля. Блокирование геля относится к ситуации, в которой частицы материала, обладающего высокой впитывающей способностью, при набухании деформируются и блокируют промежутки между частицами или между частицами и волокнами, что препятствует протеканию жидкости через эти промежутки.

В патенте США US №5147343, выданном 15 сентября 1992 г. (Келленбергер), описан впитывающий композитный материал, приспособленный для преодоления затруднений, связанных с блокированием геля. В патенте США US №5147343 описано использование сверхвпитывающего материала, который может впитывать по меньшей мере 27 мл водного раствора хлорида натрия концентрацией 0,9 мас.% на 1 г сверхвпитывающего материала, когда сверхвпитывающий материал находится под действием удерживающего давления, составляющего 21000 дин/см². Когда сверхвпитывающий материал находится в виде дискретных частиц, по меньшей мере около 50 мас.% сверхвпитывающего материала имеет размер, превышающий средний размер пор пористой волокнистой матрицы, находящейся во влажном состоянии. Утверждают, что описанные композитные впитывающие материалы содержат до около 90 мас.% сверхвпитывающего материала.

Наличие относительно низкой концентрации материала, обладающего высокой впитывающей способностью, и относительно высокой концентрации волокнистого материала приводит к производству композитного впитывающего материала, который становится относительно толстыми. В некоторых случаях использование относительно толстого композитного впитывающего материала в одноразовом впитывающем изделии является приемлемым. Однако в последние годы становится все более желательным изготавливать композитные впитывающие материалы, которые являются тонкими по сравнению с более традиционными композитными впитывающими материалами, но которые все же обладают такой же впитывающей способностью. Тонкие впитывающие материалы придают изделию внешний вид, более похожий на предмет одежды, а также более значительную свободу движений при ношении под одеждой. Желание изготовить относительно тонкие композитные впитывающие материалы привело к желанию включать в композитные впитывающие материалы все большее количество материала, обладающего высокой впитывающей способностью. Это обусловлено тем, что впитывающая способность таких материалов, обладающих высокой впитывающей способностью, по существу во много раз превышает впитывающую способность волокнистых материалов. Например, волокнистая матрица, изготовленная из распушенной древесной пульпы, может впитать примерно 7-9 г жидкости (такой как раствор соли концентрации 0,9 мас.%) на 1 г распушенной древесной пульпы, тогда как материал, обладающий высокой впитывающей способностью, может впитать по меньшей мере около 15, предпочтительно - по меньшей мере около 20, а часто - по меньшей мере около 25 г жидкости, такой как раствор соли концентрации 0,9 мас.%, на 1 г материала, обладающего высокой впитывающей способностью.

В патенте США US №5601542, выданном 11 февраля 1997 г. (Melius и др.), описан композитный впитывающий материал, включающий супервпитывающий материал, содержащийся в средствах удерживания. Супервпитывающий материал обладает коэффициентом впитывания при надавливании, равным по меньшей мере 100, и количеством экстрагирующихся за 16 ч веществ, равным менее около 13 мас.%;

показателем повышения давления при впитывании, равным по меньшей мере 100, и временем вихревой обработки, равным менее около 45 с; или коэффициентом впитывания при надавливании, равным по меньшей мере 110. Супервпитывающий материал содержится в средствах удерживания в количестве от около 30 до около 100 мас.% в расчете на суммарную массу средств удерживания и супервпитывающего материала.

Патент США US №5149335, выданный 22 сентября 1992 г. Kellenberger, относится к впитывающей структуре, содержащей супервпитывающий материал в относительно высокой концентрации. Точнее, в патенте США US №5149335 описано использование супервпитывающего материала, обладающего некоторыми характеристиками впитывания, которые желательны для использования супервпитывающего материала при относительно высоких концентрациях. Точнее, описан супервпитывающий материал, обладающий значением 5-минутной впитывающей способности под нагрузкой, равной по меньшей мере 15 г/г, и длительностью набухания в свободном состоянии, равной по меньшей мере около 60 с.

При стремлении получить тонкие композитные впитывающие материалы часто ухудшаются другие желательные характеристики, такие как впитывающая способность и эластичность. Очень часто в случаях, когда впитывающие подушечки уплотняют для придания большой впитывающей способности в тонком виде, в подушечке образуются местные уплотнения, что приводит к жесткости и неоднородности впитывающего материала, содержащегося в подушечках. С другой стороны, если изготовить тонкие подушечки, обладающие меньшей плотностью, то полученные подушечки могут быть эластичными, однако тонкими, обладающие низкой плотностью подушечки обладают низкой впитывающей способностью. Обладающие низкой плотностью и высокой впитывающей способностью подушечки, которые являются эластичными, обычно оказываются толстыми и объемными, выглядят на пользователе громоздкими и кажутся пользователям неудобными.

Известны разные способы изготовления впитывающих подушечек. Впитывающие подушечки, обладающие высокой впитывающей способностью, обычно изготавливают на обычной барабанной машине, формирующей впитывающие материалы путем проводимого в формирующей камере смешивания супервпитывающего материала и распушенной пульпы. Высокие концентрации супервпитывающего полимера и равномерное перемешивание впитывающих компонентов может привести к затруднениям в обеспечении удерживания супервпитывающего полимера как во время формирования, так и в готовом изделии. Потери супервпитывающего полимера, происходящие во время формирования подушечки, могут привести к значительной неоднородности распределения супервпитывающего полимера, несогласованным рабочим характеристикам, большим отходам сырья и нарушениям нормального технологического режима вследствие загрузки системы утилизации супервпитывающим полимером.

Необходимы или желательны впитывающие подушечки, которые являются тонкими, эластичными и обладают высокой впитывающей способностью.

Также необходим или желателен способ изготовления хорошо перемешанных, однородных впитывающих подушечек.

Также необходим или желателен способ изготовления впитывающих подушечек, в котором можно было бы свести к минимуму потери супервпитывающего полимера.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к тонкой, эластичной, обладающей высокой впитывающей способностью подушечке и способу изготовления такой впитывающей подушечки. Впитывающая подушечка в больших концентрациях содержит супервпитывающий полимер (СВП), равномерно перемешанный с распушенной целлюлозной пульпой. Альтернативно, СВП может быть размещен во впитывающей подушечке по градиентной схеме. Впитывающую подушечку подвергают сжатию до высокой плотности, чтобы получить тонкую, обладающую высокой впитывающей способностью подушечку, соответствующую настоящему изобретению. Впитывающую подушечку включают непосредственно во впитывающее изделие. Впитывающая подушечка обладает толщиной между около 0,5 и 3,0 мм, и впитывающей способностью, измеренной с помощью описанного в настоящем изобретении испытания на впитывающую способность при давлении, равном 0,5 фунт/дюйм, составляющей между около 80 до 800 г раствора соли производства компании Ricca Chemical Company of Arlington, TX, обладающего концентрацией, равной 0,9 мас./об.%. Уплотненная подушечка обладает хорошими характеристиками бокового сжатия, обеспечивающими удобство и приемлемость для пользователя. Впитывающая способность тонкой, обладающей высокой впитывающей способностью подушечки сравнима со впитывающей способностью традиционной, не столь тонкой, обладающей низкой плотностью впитывающей подушечки. Во впитывающую подушечку также можно добавить другие компоненты, такие как искусственные волокна, частицы материала-носителя и различные химические добавки или лечебные средства.

Тонкую, обладающую высокой впитывающей способностью подушечку по изобретению, можно изготовить на традиционной встроенной в технологическую линию барабанной машине для формирования впитывающих материалов путем проводимого в формирующей камере равномерного перемешивания больших количеств СВП и распушенной пульпы. Потери СВП можно свести к минимуму посредством использования тканого полиэфирного материала, предпочтительно обладающего порами, размером около 300 мкм, обернутого вокруг формирующего барабана для закрывания формирующих сит. Альтернативно, можно использовать микроперфорированные формирующие сита, обладающие отверстиями, размером, около 300 мкм или менее. Отверстия в материале или сите должны быть достаточно малыми, чтобы захватить большую часть частиц СВП, при этом оставаясь достаточно большими, чтобы обеспечить высокую проницаемость, достаточную для формирования подушечки. В отличие от случая использования автономной барабанной формирующей машины, при использовании барабанной формирующей машины, встроенной в технологическую линию, на участки, на которых впитывающий материал особенно необходим, можно нанести дополнительное количество впитывающего материала и придать им дополнительную впитывающую способность. Например, можно сформировать подушечку специальной формы, такой как форма песочных часов и т.п., или дополнительное количество материала можно разместить на конкретном участке путем создания более глубокого кармана в формирующем сите. В верхней передней части формирующей камеры можно разместить специальную форсунку для диспергирования СВП, что обеспечит равномерное перемешивание СВП с распушенной пульпой. Подушечку можно поместить на ткань-носитель, оберточную ткань или аналогичный материал. После формирования впитывающей подушечки она выходит из формирующей камеры в состоянии с низкой плотностью и затем ее необходимо уплотнить. Уплотнение можно выполнить с помощью традиционного уплотняющего валка или каландра с подогревом. Увлажнение композитного материала может улучшить уплотнение и способствовать обеспечению пониженного значения бокового сжатия или жесткости. Уменьшить жесткость также можно путем выдавливания узора.

С учетом вышеизложенного особенностью и преимуществом настоящего изобретения является обеспечение тонкой, эластичной, обладающей высокой впитывающей способностью подушечки. Другой особенностью и преимуществом настоящего изобретения является обеспечение способа изготовления хорошо перемешанной, однородной впитывающей подушечки, при котором можно свести к минимуму потери супервпитывающего полимера.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - вид спереди в перспективе впитывающей подушечки.

Фиг.2 - вид сверху тренировочных трусов для детей в частично разобранном, растянутом плоском состоянии, на котором показана поверхность изделия, которая при ношении изделия обращена к пользователю, и с участками, вырезанными, чтобы показать расположенные ниже участки впитывающей подушечки.

Фиг.3 - вид сверху устройства, использующегося для изготовления впитывающей подушечки.

Фиг.4 - вид сверху смешивающей форсунки, используемой для равномерного перемешивания супервпитывающего материала и распушенной пульпы.

Фиг.5 - диаграмма, характеризующая время впитывания для различных испытываемых впитывающих подушечек.

Фиг.6 - диаграмма, характеризующая время поступления для 5 из 8 различных испытываемых впитывающих подушечек.

Фиг.7 - диаграмма, характеризующая время поступления для 3 из 8 различных испытываемых впитывающих подушечек.

Фиг.8 - вид сверху впитывающей подушечки, обладающей фасонной формой.

Фиг.9 - вид оборудования для определения способности удерживать жидкость для впитывающей структуры.

Фиг.10 - вид оборудования для определения впитывающей способности под нагрузкой (ВСН) впитывающей структуры; и

Фиг.11 и 12 - виды оборудования для определения проницаемости слоя геля супервпитывающего материала.

ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В контексте данного описания все термины и фразы, приведенные ниже, включают следующее значение или значения.

"Барабанная формирующая машина" представляет собой оборудование, используемое для изготовления впитывающих подушечек, и включает вращающийся барабан, поддерживающий перфорированную мембрану, через которую источником вакуума продувается воздух. Сырье, такое как волокна из пульпы или СВП и другие компоненты, направляют на перфорированную поверхность с помощью потока воздуха.

"Градиент" означает постепенное изменение значения физической величины, такой как количество супервпитывающего материала, находящегося на различных участках впитывающей подушечки, или другой характеристики подушечки, такой как масса, плотность и т.п.

"Высокая прочность геля" характеризует материал, обладающий значением прочности геля, превышающим 0,65, предпочтительно превышающим 0,75 или предпочтительно превышающим 0,85, причем прочность геля определяется путем деления значения ВСН, умноженного на 0,9, на значение удерживающей способности при центрифугировании (УСЦ).

"Равномерное перемешивание" относится к однородному перемешиванию двух или более веществ, содержащихся в композиции, так чтобы значение количества каждого из веществ оставалось по существу основном одинаковым по всей композиции.

"Слой" при использовании в единственном числе может обладать двумя значениями - означать один элемент или множества элементов.

"Продольный" и "поперечный" обладают своими обычными значениями, как указано продольной и поперечной осями на Фиг.2. Продольная ось расположена в плоскости изделия и обычно параллельна вертикальной плоскости, которая при надетом изделии разделяет тело стоящего пользователя пополам, на левую и правую половины. Поперечная ось расположена в плоскости изделия и по существу перпендикулярна продольной оси. Приведенное на чертеже изделие в продольном направлении является более длинным, чем в поперечном направлении.

"Выдуваемые из расплава волокна " означают волокна, сформированные путем экструзии расплавленного термопластичного материала через множество тонких, обычно круглых, капиллярных каналов экструзионной головки в виде тонких нитей или элементарных волокон в сходящиеся высокоскоростные потоки нагретого газа (например, воздуха), утончающих элементарные волокна расплавленного термопластичного материала для уменьшения их диаметра, который может соответствовать диаметру микроволокна. После этого выдуваемые из расплава волокна переносятся высокоскоростным газовым потоком и укладываются на принимающую поверхность с образованием материала, состоящего из случайным образом диспергированных выдуваемых из расплава волокон. Такой способ раскрыт, например, в патенте США №3849241, выданном Butin и др. Выдуваемые из расплава волокна представляют собой микроволокна, которые могут быть непрерывными или дискретными, обычно обладают тониной, равной менее около 0,6 денье, и являются по существу самосвязывающимися при нанесении на принимающую поверхность. Выдуваемые из расплава волокна, используемые в настоящем изобретении, являются по существу непрерывными по длине.

"Встроенный в технологическую линию" означает встроенный технологический способ, который является составной частью способа изготовления потребительского впитывающего изделия, обычно начинающегося от сырья, и заканчивающийся впитывающим изделием, обычно в упакованном виде.

"Полимеры" включают гомополимеры, сополимеры, такие как, например, блок-сополимеры, привитые, статистические и чередующиеся сополимеры, тройные сополимеры и т.п. и их смеси и модификации, но не ограничиваются ими. Кроме того, если не введено специального ограничения, то термин "полимер" включает все возможные геометрические конфигурации материала. Такие конфигурации включают изотактическую, синдиотактическую и атактическую структуры, но не ограничиваются ими.

"Супервпитывающее вещество " или "супервпитывающий материал " означает набухающий в воде, нерастворимый в воде органический или неорганический материал, который при наиболее благоприятных условиях может впитать количество водного раствора, содержащего 0,9 мас.% хлорида натрия, равное по меньшей мере 15-кратной его массе, более предпочтительно по меньшей мере 30-кратной его массе. Супервпитывающие материалы могут представлять собой натуральные, синтетические и модифицированные натуральные полимеры и материалы. Кроме того, супервпитывающие материалы могут представлять собой неорганические материалы, такие как силикагели, или органические соединения, такие как сшитые полимеры.

"Поверхность" включает любой слой, пленку, тканый, нетканый, ламинированный, композитный материал и т.п., являющийся проницаемым или непроницаемым для воздуха, газа и/или жидкостей.

В остальных частях настоящего описания для этих терминов могут быть приведены дополнительные определения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ В НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к тонкой, эластичной, обладающей высокой впитывающей способностью впитывающей подушечке. Впитывающую подушечку можно изготовить с помощью барабанной формирующей машины, встроенной в технологическую линию, которую можно объединить со способом производства впитывающего изделия. Впитывающую подушечку по изобретению можно подходящим образом включить во впитывающие изделия. Термин "впитывающее изделие" включает (без наложения ограничений) подгузники, тренировочные трусы, одежду для плавания, впитывающее мужское нижнее белье, салфетки для младенцев, изделия для страдающих недержанием, средства личной гигиены для женщин и медицинские впитывающие изделия (например, впитывающую медицинскую одежду, подкладные подушечки для больных, перевязочные материалы, простыни и медицинские салфетки). При использовании в настоящем изобретении термин "изделия для страдающих недержанием" включает нижнее белье для детей, впитывающую одежду для детей и подростков, которым это необходимо, таких как дети, страдающие аутизмом, и другие, страдающие расстройствами мочевого пузыря/кишечника вследствие инвалидности, а также впитывающую одежду для пожилых взрослых, страдающих недержанием, но не ограничивается ими.

Ссылаясь на Фиг.1, показана впитывающая подушечка 20, соответствующая настоящему изобретению. Впитывающая подушечка 20 включает верхнюю поверхность 22, которой придана такая конфигурация, чтобы она была направлена к пользователю и/или соприкасалась с пользователем, нижнюю поверхность 24, противоположную верхней поверхности 22, которой придана такая конфигурация, чтобы она была обращена от пользователя. Впитывающей подушечке 20 могут быть приданы такие размер и форма, чтобы она подходила практически для любого впитывающего изделия. Примерами подходящей формы является овальная, прямоугольная форма и форма песочных часов.

Впитывающая подушечка 20 обычно является сжимаемой, принимающей форму тела, не оказывающей раздражение на кожу пользователя и способной впитывать и удерживать жидкости и некоторые выделения организма. Впитывающая подушечка 20 обладает большим содержанием супервпитывающего полимера (СВП), равномерно перемешанного с распушенной целлюлозной пульпой. В одном варианте осуществления смесь СВП с распушенной целлюлозной пульпой является однородной по всей впитывающей подушечке 20. В другом варианте осуществления СВП размещен во впитывающей подушечке 20 по градиентной схеме. Например, на одном конце впитывающей подушечки 20 может находиться больше СВП, чем на противоположном конце впитывающей подушечки 20. Альтернативно, вдоль верхней поверхности впитывающей подушечки 20 может находиться больше СВП, чем вдоль нижней поверхности впитывающей подушечки 20. В еще одном альтернативном варианте осуществления вдоль нижней поверхности впитывающей подушечки 20 может находиться больше СВП, чем вдоль верхней поверхности впитывающей подушечки 20. Вследствие наличия градиента концентрация СВП во впитывающей подушечке 20 может изменяться на величину, составляющую от около 0,01 до около 0,40 г/см³, или от около 0,05 до около 0,35 г/см³, или от около 0,15 до около 0,25 г/см³.

Концентрация супервпитывающего материала может составлять от 30 до 85 мас.%, предпочтительно - от 40 до 80 мас.%, более предпочтительно - от 50 до 75 мас.% в расчете на полную массу впитывающей подушечки. Соответственно, концентрация распушенной пульпы может составлять от 15 до 70 мас.%, предпочтительно - от 20 до 60 мас.%, более предпочтительно - от 25 до 50 мас.% в расчете на полную массу впитывающей подушечки. Для получения этого тонкого, обладающего высокой впитывающей способностью изделия, соответствующего настоящему изобретению, необходимы большие концентрации СВП и уплотнение сформированных подушечек 20 до высокой плотности.

Впитывающую подушечку 20 уплотняют до толщины от около 0,5 до 3,0 миллиметров (мм), предпочтительно - от около 0,6 до 2,5 мм, более предпочтительно - от около 0,7 до 2,0 мм. В результате плотность впитывающей подушечки 20 может составлять по меньшей мере 0,28 граммов на кубический сантиметр (г/см³). Предпочтительно, чтобы плотность впитывающей подушечки 20 составляла по меньшей мере 0,30 г/см³. Более предпочтительно, чтобы плотность впитывающей подушечки 20 составляла по меньшей мере 0,32 г/см³.

Супервпитывающий материал, используемый во впитывающей подушечке 20, соответствующей настоящему изобретению, должен обладать способностью впитывать жидкость при приложении нагрузки. При использовании в настоящем изобретении значение впитывающей способности под нагрузкой (ВСН) конкретного супервпитывающего материала относится к выраженному в граммах количеству водного раствора хлорида натрия (содержащего 0,9 мас.% хлорида натрия), которое 1 г супервпитывающего материала может впитать за 60 мин при заданной удерживающей нагрузке.

Предпочтительно впитывающая подушечка 20 по изобретению обладает впитывающей способностью, составляющей от около 14 до 40 г раствора соли концентраций 0,9 мас./об.% на 1 г впитывающей подушечки, альтернативно - по меньшей мере 16 г/г, а в качестве другой альтернативы - по меньшей мере 18 г/г. Способ, с помощью которого определяется впитывающая способность, подробно описан ниже. Кроме того, предпочтительно впитывающая подушечка 20, соответствующая настоящему изобретению, содержит супервпитывающий материал, обладающий высокой прочностью геля.

Предпочтительно распушенная целлюлозная пульпа включает распушенную древесную пульпу. Распушенную древесную пульпу можно заменить синтетическими, полимерными волокнами, волокнами, полученными дутьем из расплава или на комбинацией волокон, полученных дутьем из расплава, и натуральных волокон. Синтетические волокна не требуются для впитывающей подушечки 20, соответствующей настоящему изобретению, но могут включаться в минимальных количествах. Одним предпочтительным типом распушенного материала является материал под торговым обозначением CR1654 производства компании U.S. Alliance, Childesburg, Alabama, США, и он представляет собой обесцвеченную, обладающую высокой впитывающей способностью сульфатную древесную пульпу, содержащую преимущественно волокна из мягкой древесины. Специальная уплотненная пульпа под торговым обозначением ND-416 производства компании Weyerhaeuser Corporation of Federal Way, Washington, США, может обеспечить некоторые предпочтительные характеристики бокового сжатия. Как отмечено выше, распушенная целлюлозная пульпа равномерно перемешана с СВП.

Чтобы лучше удерживались и впитывались экссудаты организма, равномерно перемешанный распушенный материал и измельченный супервпитывающий материал можно селективно разместить в предпочтительных зонах при высокой концентрации. Например, массу, состоящую из равномерно перемешанных распушенного материала и измельченного супервпитывающего материала, можно регулируемым образом разместить так, чтобы передняя часть подушечки обладала более высокой поверхностной плотностью, чем задняя часть подушечки.

Подходящие супервпитывающие материалы могут быть выбраны из натуральных, синтетических и модифицированных натуральных полимеров и материалов. Супервпитывающие материалы могут представлять собой неорганические материалы, такие как силикагели, или органические соединения, включающие натуральные материалы, такие как агар, пектин, гуаровая камедь и т.п., а также синтетические материалы, такие как синтетические полимеры, образующие гидрогели. К таким полимерам, образующим гидрогели, относятся, например, соли щелочных металлов и полиакриловых кислот, полиакриламиды, поливиниловый спирт, сополимеры этилена с малеиновым ангидридом, поливиниловые эфиры, гидроксипропилцеллюлоза, поливинилморфолинон, полимеры и сополимеры винилсульфоновой кислоты, полиакрилаты, полиакриламиды, поливинилпиридин и т.п. К другим подходящим полимерам относятся гидролизованный привитой акрилонитрилом крахмал, привитой акриловой кислотой крахмал и сополимеры изобутилена с малеиновым ангидридом и их смеси. Предпочтительно, чтобы полимеры, образующие гидрогели, являлись высокосшитыми, чтобы сделать материал по существу нерастворимым в воде. Сшивку можно осуществить, например, путем облучения или с помощью образования ковалентных, ионных, ван-дер-ваальсовых или водородных связей. Супервпитывающие материалы могут находиться в любой форме, пригодной для использования во впитывающих структурах, включающих частицы, волокна, чешуйки, шарики и т.п. В одном варианте осуществления настоящего изобретения супервпитывающий материал включает частицы гидроколлоида, предпочтительно - ионного гидроколлоида.

Обычно супервпитывающий материал способен впитывать количество воды, равное по меньшей мере около 15-кратной его массе, предпочтительно, чтобы он обладал способностью впитывать количество воды, равное более чем 25-кратной его массе. Подходящие супервпитывающие материалы поставляют различные поставщики, такие как Dow Chemical Company, Midland, Michigan, США, и Stockhausen GmbH & Co. KG, D-47805 Krefeld, Германия. Одним конкретным СВП, пригодным для использования в настоящем изобретении, является FAVOR® SXM 9543 производства компании Stockhausen GmbH & Со. Этот СВП обеспечивает как хорошую обрабатываемость, так и функциональные характеристики во впитывающей подушечке 20, соответствующей настоящему изобретению. Другие подходящие виды супервпитывающих материалов описаны в патенте США US №5601542, выданном 11 февраля 1997 г. Melius et al.; патентной заявке США №09/475829, поданной в декабре 1999 г., права на которую переданы Kimberly-Clark Corporation; и патентной заявке США №09/475830, поданной в декабре 1999 г. и права на которую переданы Kimberly-Clark Corporation; каждая из которых включена сюда путем ссылок.

Супервпитывающими материалами, пригодными для использования в настоящем изобретении, являются полиакрилатные материалы, выпускаемые компанией Stockhausen под обозначениями FAVOR® SXM 77 и FAVOR® SXM 880, а также полиакрилатные материалы, выпускаемые компанией Dow Chemical, США, под обозначением DryTech 2035. Данные по прочности геля и проницаемости для этих супервпитывающих материалов приведены в таблице 1. Прочность геля супервпитывающего материала составляет более 0,65, предпочтительно - более 0,75, более предпочтительно - более 0,85.

Таблица 1Прочность геля и проницаемость супервпитывающих материалов
Супервпитывающий материал	Прочность геля	Проницаемость (е-9см2)
FAVOR® SXM 9543	0,9	300
FAVOR® SXM 880	0,7	80
FAVOR® SXM 77	0,6	15
DryTech 2035	0,4	40

Супервпитывающий материал может находиться в форме частиц, которые в ненабухшем состоянии обладают максимальным диаметром поперечного сечения, находящимся в диапазоне от около 50 до около 1000 мкм, предпочтительно - в диапазоне от около 100 до около 800 мкм, как определено посредством ситового анализа в соответствии с Методом испытания D-1921 Американского общества по испытаниям материалов (ASTM). Понятно, что частицы супервпитывающего материала, размер которых попадает в указанные выше диапазоны, могут включать твердые частицы, пористые частицы или могут являться агломерированными частицами, включающими множество меньших частиц, агломерированных в частицы, размер которых входит в описанные диапазоны.

Впитывающая подушечка 20 также может содержать другие компоненты, такие как искусственные волокна или частицы наполнителя, такого как глина. Впитывающая подушечка 20 также может содержать множество химических добавок или лечебных средств, наполнителей или других добавок, таких как глина, цеолиты и другой поглощающий запах материал, например, частицы активированного угля-носителя или частицы активных веществ, таких как цеолиты и активированный уголь. Впитывающая подушечка 20 также может содержать связующие волокна, такие как двухкомпонентные волокна, в количестве до около 4% от массы впитывающей подушечки. Впитывающая подушечка 20 может быть и может не быть обернута или окружена подходящей тканевой оберткой, которая поддерживает целостность и/или форму впитывающей подушечки.

Уплотненные подушечки 20 обладают хорошими характеристиками бокового сжатия, обеспечивающими удобство и приемлемость для пользователя. Способ, с помощью которого можно исследовать боковое сжатие, подробно описан ниже. Впитывающая способность тонких, обладающих высокой впитывающей способностью впитывающих подушечек 20 сравнима со впитывающей способностью традиционных, обладающих низкой плотностью впитывающих подушечек.

На Фиг.2 представлены тренировочные трусы для детей в частично разобранном, растянутом плоском состоянии, в которые включена впитывающая подушечка по изобретению, и на нем показана поверхность тренировочных трусов, которая при ношении изделия обращена к пользователю. Впитывающее основание 14 образует пару поперечно противоположных боковых кромок 136 и пару продольно противоположных поясных кромок, обозначенных как передняя поясная кромка 138 и задняя поясная кромка 139. Когда тренировочные трусы находятся в застегнутом состоянии (не показано), впитывающее основание также образует отверстие для талии, расположенное вдоль передней поясной кромки 138 и задней поясной кромки 139, и два отверстия для ног, распложенные вдоль поперечно противоположных боковых кромок 136. Основание 14 также включает некоторую прямоугольную композитную структуру 133, пару поперечно противоположных передних боковых панелей 134 и пару продольно противоположных задних боковых панелей 234. Композитная структура 133 и боковые панели 134 и 234 могут быть интегрально отформованы или, как показано на Фиг.2, могут включать два или более отдельных элементов.

Показанная композитная структура 133 включает наружное покрытие 44, подкладку 42, обращенную к телу, которая соединена с наружным покрытием путем наложения, и впитывающую подушечку 20 по изобретению, которая расположена между наружным покрытием 44 и подкладкой 42, обращенной к телу. Прямоугольная композитная структура 133 имеет противоположные линейные концевые кромки 145, образующие участки передней и задней поясных кромок 138 и 139, и противоположные линейные или криволинейные боковые кромки 147, образующие участки боковых кромок 136 впитывающего основания 14. Для ссылки на Фиг.2 стрелками 48 и 49 показана ориентация продольной оси и поперечной оси, соответственно, тренировочных трусов 20.

Влагопроницаемое покрытие 42, обращенное к телу, показано наложенным на наружное покрытие 44 и на впитывающую подушечку 20 (фиг.2) и может, но не обязательно должно обладать такими же размерами, что и наружное покрытие 44. Предпочтительно подкладка 42, обращенная к телу, является эластичной, мягкой на ощупь и не оказывает раздражающего воздействия на кожу ребенка. Кроме того, подкладка 42, обращенная к телу, может быть менее гидрофильной, чем впитывающая подушечка 20, так чтобы к пользователю была обращена относительно сухая поверхность и чтобы жидкость могла легко проникать через всю ее толщину. Впитывающая подушечка 20 (Фиг.2) расположена между наружным покрытием 44 и подкладкой 42, обращенной к телу, и, как хорошо известно в данной области техники, эти компоненты могут быть соединены друг с другом с помощью любых подходящих средств, таких как адгезивы.

Впитывающее основание 14 также может включать другие материалы, которые предназначены в основном для приема, временного удерживания и/или передачи жидкости вдоль поверхности соприкосновения со впитывающей подушечкой 20, что доводит до максимума впитывающую способность впитывающей системы. Один подходящий материал называют распределяющим слоем (не показан) и он может представлять собой, например, материал, обладающий поверхностной плотностью, равной около 50 г/м², и включающий полотно из кардного прочеса, соединенное посредством переплетения в воздушном потоке, состоящий из однородной смеси, содержащей 60% двухкомпонентных волокон тониной 3 денье, состоящих из полиэфирного сердечника/полиэтиленовой оболочки, продающихся компанией KoSa Corporation, и 40% полиэфирных волокон тониной 6 денье, продающихся компанией KoSa Corporation, Salisbury, North Carolina, USA. Возможно использование других распределяющих композиций, и некоторые материалы описаны в настоящем изобретении.

Предпочтительно наружное покрытие 44 включает материал, который является по существу влагонепроницаемым и может быть эластичным, растяжимым или нерастяжимым. Наружное покрытие 44 может представлять собой один слой влагонепроницаемого материала, но предпочтительно включает многослойную ламинированную структуру, в которой по меньшей мере один влагонепроницаемый слой. Например, наружное покрытие 44 может включать влагопроницаемый наружный слой и влагонепроницаемый внутренний слой, которые соответствующим образом соединены друг с другом посредством адгезива для формирования слоистых материалов (не показан). Подходящие адгезивы для формирования слоистых материалов, которые можно наносить сплошным слоем или как отдельные участки в виде гранул, путем распыления, нанесения параллельных спиральных узоров и т.п. можно приобрести у компании Findley Adhesives, Inc., of Wauwatosa, Wisconsin, USA, или National Starch and Chemical Company, Bridgewater, New Jersey, USA. Влагопроницаемым наружным слоем может быть любой подходящий материал, а предпочтительно - материал, который обеспечивает по существу тканеподобную структуру. Одним примером такого материала является обладающий поверхностной плотностью, равной 20 г/м² (грамм на квадратный метр), полипропиленовый нетканый материал фильерного способа производства. Наружный слой также может быть выполнен из таких материалов, из которых изготовлена подкладка 42, обращенная к телу. Хотя