Абсорбирующие компоненты с повышенной объемностью

Абсорбирующие компоненты с повышенной объемностью

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к абсорбирующим компонентам и способам их изготовления, а конкретнее к абсорбирующим компонентам с повышенной объемностью и способам их изготовления.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В настоящее время известны некоторые одноразовые абсорбирующие изделия, такие как подгузники, гигиенические прокладки и ежедневные прокладки с абсорбирующей сердцевиной из пневмоуложенного войлока низкой плотности. Пневмоуложенный войлок или измельченная древесная масса в типичном случае производится в процессе, который требует нескольких шагов. Первый шаг - тот, на котором волокна волокнистой массы преобразуются в водную суспензию и подаются на движущийся экран из формующего ящика в процессе влажного формования бумажного полотна. Вода удаляется сочетанием тяготения и вакуума перед подачей на сушку для формирования материала с относительно высокой основной массой, называемого целлюлозная вата. Целлюлозная вата может быть в виде листа или рулона. После этого целлюлозная вата поставляется производителю абсорбирующих изделий. Производитель абсорбирующих изделий подвергает целлюлозную вату процессу распыления или измельчения для получения пневмоуложенного войлока, произведенного с помощью процесса аэродинамического формования. В типичном случае это делается на линии непрерывного производства абсорбирующих изделий.

Пневмоуложенный войлок имеет несколько ограничений при использовании в качестве материала абсорбирующей сердцевины в одноразовых абсорбирующих изделиях. Пневмоуложенный войлок в типичном случае имеет низкую целостность и подвержен образованию складок и морщин во влажном состоянии. Пневмоуложенный войлок в типичном случае имеет низкую плотность и не может обеспечить такой потенциал капиллярной работы, как материалы высокой плотности. Кроме того, пневмоуложенный войлок имеет одну и ту же плотность по всей толщине, и не поддается с легкостью формовке, а структуры, имеющие зоны или слои с более высокой плотностью.

Произведенные путем аэродинамического формования структуры представляют собой другой тип абсорбирующего материала, обычно используемого в абсорбирующих изделиях. Процесс аэродинамического формования требует распыления или измельчения целлюлозной ваты для получения пневмоуложенного войлока. Для обеспечения прочности и целостности материалов в него могут добавляться связующие, такие как латексные связующие. При аэродинамическом формовании также добавляются суперабсорбентные полимеры. Произведенные путем аэродинамического формования структуры могут быть сформированы способом, который обеспечивает зоны с высокой плотностью, как описано в US 2003/0204178 A1, однако это требует более дорогих процессов и материалов. Аэродинамическое формование часто производится промежуточным поставщиком, что увеличивает себестоимость на отгрузку материалов для операции преобразования. Сочетание более дорогих материалов, обработки и отгрузки приводит к получению значительно более дорогого материала и более сложной цепочке поставок.

Различные другие абсорбирующие структуры и другие структуры, используемые в абсорбирующих изделиях, и способы их изготовления раскрываются в патентной литературе, включающей: патент США 3,017,304, Burgeni; патент США 3,509,007, Kalwaites; патент США 4,189,344, Busker; патент США 4,992,324, Dube; патент США 5,143,679, Weber; патент США 5,242,435, Murji; патент США 5,518,801, Chappell, et al.; патент США 5,562,645, Tanzer, et al.; патент США 5,634,915, Osterhahl; патент США 5,743,999, Kamps; патент США 6,344,111 B1, Wilhelm; опубликованная патентная заявка США номер 2003/0204178 A1, Febo, et al.; опубликованная патентная заявка США №2006/0151914, Gerndt; опубликованная патентная заявка США №2008/0217809 A1, Zhao, et al.; опубликованная патентная заявка США №2008/0221538 A1, Zhao, et al.; опубликованная патентная заявка США №2008/0221539 Al, Zhao, et al.; опубликованная патентная заявка США №2008/0221541 A1, Lavash, et al;. опубликованная патентная заявка США №2008/0221542 A1, Zhao, et al.; опубликованная патентная заявка США номер 2010/0318047 A1, Ducker, et al.; и EP 0 598 970 B2. Однако поиск улучшенных абсорбирующих структур и способов их изготовления продолжился.

Желательно обеспечить улучшенные абсорбирующие компоненты и способы их изготовления.

В частности, желательно обеспечить абсорбирующие компоненты с улучшенными параметрами поглощения жидкости, гибкости, прочности на растяжение и удерживания жидкости. В идеале желательно производить такие улучшенные абсорбирующие компоненты по низкой себестоимости.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к абсорбирующим компонентам и способам их изготовления, а конкретнее к абсорбирующим компонентам с повышенной объемностью и способам их изготовления.

Абсорбирующий компонент содержит по меньшей мере один единый абсорбирующий волокнистый слой или полотно, содержащий по меньшей мере некоторое количество целлюлозных волокон. Волокнистый слой имеет первую поверхность, вторую поверхность, длину, ширину и толщину. Единый абсорбирующий волокнистый слой является по меньшей мере частично расслоенным по толщине. Абсорбирующий компонент может также иметь множество дискретных деформаций на своих первой и второй поверхностях. Возможны другие опциональные особенности. Например, абсорбирующие компоненты, описанные выше, могут быть дополнительно уплотнены в некоторых областях или по всей их поверхности. В других вариантах осуществления изобретения абсорбирующие компоненты могут быть снабжены трехмерной топографией. В других вариантах осуществления изобретения абсорбирующие компоненты могут быть снабжены апертурами.

Способы формирования абсорбирующих компонентов содержат по меньшей мере один цикл (или проход) процесса механической деформации, которой подвергается исходное полотно. Исходный материал может быть в форме рулонов или листов (например, листовая волокнистая масса). Исходный материал может содержать любые применимые произведенные путем влажного формования целлюлозосодержащие материалы, включая наряду с прочими следующие: целлюлозная вата, облицовочный картон, полиграфический картон, переработанные вторичные материалы, фильтровальная бумага и их сочетания. Способы требуют прохождения исходного полотна через пару формующих компонентов, которые могут включать, среди прочих, без ограничения, вращающиеся в противоположных направлениях цилиндры. В типичном случае способы требуют подвергнуть исходное полотно по меньшей мере одному проходу через зазор между вращающимися в противоположных направлениях цилиндрами, которые вращаются с различными поверхностными скоростями. Цилиндры содержат первый цилиндр, имеющий поверхность, содержащую множество первых формующих элементов, причем упомянутые первые формующие элементы содержат дискретные выступающие формующие элементы; и второй цилиндр, имеющий поверхность, содержащую множество вторых формующих элементов, причем упомянутые вторые формующие элементы содержат дискретные выступающие формующие элементы.

Опционально способы могут также требовать подвергнуть исходное полотно множественным циклам (или проходам) дополнительного процесса механической деформации. Дополнительный процесс механической деформации может применять формующие компоненты, включающие в себя, среди прочих, без ограничения, вращающиеся в противоположных направлениях цилиндры, которые вращаются с практически равными поверхностными скоростями. Поверхность отдельных цилиндров при дополнительном процессе деформации может, в зависимости от желаемого типа деформаций, быть гладкой (т.е. опорный цилиндр) или снабженной формующими элементами, содержащими выступы или выступающие элементы. Множественные циклы опционального процесса механической деформации могут применять гнездообразное расположение цилиндров, в котором имеются по меньшей мере четыре цилиндра и по меньшей мере два из цилиндров определяют два или более зазоров с другими цилиндрами.

Способы, описанные в настоящем документе, могут использоваться для различных целей. Такие цели могут как служить в качестве шага предварительной обработки перед подачей исходного материала в молотковую мельницу для снижения энергии, требуемой для разделения материала на волокна в молотковой мельнице, в качестве единичной операции линии по производству абсорбирующих изделий для подготовки законченных абсорбирующих компонентов, готовых для применения в абсорбирующих изделиях, производимых на линии.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Нижеследующее полное описание поясняется чертежами, на которых:

Фиг.1 представляет собой микрофотоснимок разреза полотна целлюлозной ваты.

Фиг.2 представляет собой микрофотоснимок разреза полотна целлюлозной ваты после его обработки в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего способа для формирования абсорбирующего компонента с повышенной объемностью.

Фиг.3 представляет собой фотоснимок перспективного вида сверху абсорбирующего компонента типа, показанного на Фиг.2.

Фиг.4 представляет собой фотоснимок увеличенного вида в плане, показывающего подробнее поверхность другого варианта абсорбирующего компонента типа, показанного на Фиг.2.

Фиг.5 представляет собой перспективный вид части двух входящих в зацепление цилиндров, которые могут использоваться для формирования абсорбирующего компонента, такого как показанный на Фиг.2.

Фиг.6 представляет собой разрез части сцепленных цилиндров.

Фиг.7 представляет собой перспективный вид другого варианта осуществления цилиндра, который может использоваться в способах, описанных в настоящем документе.

Фиг.8 представляет собой перспективный вид одного варианта осуществления цилиндра, который может использоваться в способах, описанных в настоящем документе.

Фиг.9 представляет собой перспективный вид другого варианта осуществления цилиндра, который может использоваться в способах, описанных в настоящем документе.

Фиг.10 представляет собой перспективный вид другого варианта осуществления цилиндра, который может использоваться в способах, описанных в настоящем документе.

Фиг.11 представляет собой фотоснимок перспективного вида поверхности другого варианта осуществления цилиндра, который может использоваться в способах, описанных в настоящем документе.

Фиг.12 представляет собой перспективный вид части двух входящих в зацепление цилиндров, которые могут использоваться для формирования абсорбирующего компонента.

Фиг.13 представляет собой перспективный вид части альтернативного варианта осуществления двух входящих в зацепление цилиндров, которые могут использоваться для формирования абсорбирующего компонента.

Фиг.14 представляет собой схематический вид в плане области полотна, показывающий, как зубья на обоих цилиндрах могут взаимно располагаться в зазоре.

Фиг.14А представляет собой схематический вид в плане области полотна, показывающий альтернативную компоновку того, как зубья на обоих цилиндрах могут выравниваться в зазоре.

На Фиг.15 показан перспективный вид поверхности другого варианта осуществления цилиндра, который может использоваться в способах, описанных в настоящем документе.

Фиг.16 представляет собой схематический вид сбоку одного варианта осуществления устройства для изготовления абсорбирующего компонента.

Фиг.16A представляет собой схематический вид сбоку другого варианта осуществления устройства для изготовления абсорбирующего компонента.

Фиг.17 представляет собой схематический вид варианта устройства, имеющего опциональные дополнительные цилиндры, располагающиеся до зазора между цилиндрами с различными скоростями.

Фиг.18 представляет собой схематический вид варианта устройства, имеющего опциональные дополнительные цилиндры, располагающиеся после зазора между цилиндрами с различными скоростями.

Фиг.19 представляет собой увеличенный перспективный вид части двух входящих в зацепление цилиндров.

Фиг.20 представляет собой фотоснимок полотна в зазоре между входящими в зацепление цилиндрами.

Фиг.21 представляет собой микрофотоснимок разреза полотна целлюлозной ваты после его обработки в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего способа для формирования исходного полотна с двусторонним понижением плотности.

Фиг.22 представляет собой микрофотоснимок разреза полотна целлюлозной ваты после его обработки в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего способа для формирования исходного полотна с односторонним понижением плотности.

Фиг.23 представляет собой схематический вид сбоку другого варианта осуществления устройства для изготовления абсорбирующего компонента.

Фиг.24 представляет собой принципиальную схему другого варианта осуществления устройства для изготовления абсорбирующего компонента.

Фиг.25 представляет собой принципиальную схему другого варианта осуществления устройства для изготовления абсорбирующего компонента.

Фиг.26 представляет один неограничивающий пример формующего компонента для опционального шага формирования из исходного полотна абсорбирующего компонента, причем часть абсорбирующего компонента подвергнута повышению плотности или уплотнению.

Фиг.27 представляет собой микрофотоснимок разреза абсорбирующего компонента, часть которого подверглась уплотнению.

Фиг.28 представляет собой схематический вид сбоку одного неограничивающего примера формующего компонента для опционального шага формирования из исходного полотна трехмерного абсорбирующего компонента.

Фиг.29 представляет собой перспективный вид другого примера другого формующего компонента для опционального шага формирования из исходного полотна трехмерного абсорбирующего компонента.

Фиг.30 представляет собой фотоснимок перспективного вида сверху абсорбирующего компонента с трехмерной топографией.

Фиг.31 представляет собой перспективный вид двух входящих в зацепление цилиндров, которые могут использоваться для формирования снабженного апертурами абсорбирующего компонента.

Варианты осуществления изобретения абсорбирующей структуры и способы ее изготовления, показанные на чертежах, являются иллюстративными по своей природе и не предназначены для ограничения изобретения, определяемого пунктами формулы. Кроме того, особенности изобретения будут полнее и понятнее с учетом полного описания.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Определения:

Термин "абсорбирующие изделия" включает одноразовые изделия, такие как гигиенические прокладки, тампоны, межгубные устройства, повязки на раны, подгузники, изделия, применяемые при недержании у взрослых, протирочные салфетки и т.п. Кроме этого абсорбирующие компоненты, производимые способами и устройствами, раскрываемыми в настоящем документе, могут оказаться полезными в других полотнах, таких как губки для промывки, подушечки (такие как подушечки SWIFFER®) и т.п. По меньшей мере некоторые из таких абсорбирующих изделий предназначены для поглощения биологических жидкостей, таких как менструальные выделения или кровь, вагинальные выделения, моча и кал. Салфетки могут использоваться для поглощения биологических жидкостей или могут использоваться для других целей, в частности для очистки поверхностей. Различные абсорбирующие изделия, описанные выше, в типичном случае содержат проницаемый для жидкостей верхний слой, непроницаемую для жидкостей подложку, присоединенную к верхнему слою, и абсорбирующую сердцевину между верхним слоем и подложкой.

Термин "абсорбирующая сердцевина" при использовании в настоящем документе относится к компоненту абсорбирующего изделия, которое первично ответственно за хранение жидкости. Абсорбирующая сердцевина в типичном случае не включает в себя верхний слой или подложку абсорбирующего изделия.

Термин "абсорбирующий компонент" при использовании в настоящем документе относится к компонентам абсорбирующего изделия, которые в типичном случае обеспечивают одну или более функциональность обращения с жидкостями, например, сбор жидкости, распределение жидкости, перенос жидкости, хранение жидкости и т.д. Если абсорбирующий компонент содержит компонент, представляющий собой абсорбирующую сердцевину, абсорбирующий компонент может содержать всю абсорбирующую сердцевину полностью или только часть абсорбирующей сердцевины.

Термины "уплотнение" и "повышение плотности" при использовании в настоящем документе относятся к шагу процесса, в котором объемная плотность полотна увеличивается.

Термин "поперечное направление" относится к направлению, которое перпендикулярно продольному направлению в плоскости полотна.

Термин "снижение плотности" при использовании в настоящем документе относится к "уменьшению плотности", при котором объемная плотность полотна снижается.

Термин "профиль плотности" при использовании в настоящем документе относится к изменению в плотности по всей толщине абсорбирующего компонента и отличен от обычных изменений в плотности абсорбирующего компонента, имеющего приблизительно однородную плотность по всей толщине. Профиль плотности может быть в любой из конфигураций, описанных в настоящем документе. Профили плотности могут быть проиллюстрированы микрофотоснимки и изображениями, полученными с помощью электронного микроскопа.

Термин "дискретные" при использовании в настоящем документе означает "различные" или "не связанные между собой". Когда термин "дискретные" используется по отношению к формующим элементам на формующем компоненте, подразумевается, что дистальные (или радиально наружные) концы формующих элементов различны или не связаны между собой как в направлении движения в машине, так и в направлении, поперечном направлению движения в машине (даже если основания формующих элементов могут быть сформированы, например, на одной и той же поверхности цилиндра). Например, гребни на кольцевом цилиндре не считаются дискретными.

Термин "одноразовые" используется в настоящем документе для описания абсорбирующих изделий, которые не предназначены подвергаться стирке или иному восстановлению или повторному использованию в качестве абсорбирующих изделий (т.е. они предназначены для утилизации после использования и, предпочтительно, для переработки, компостирования или иной утилизации экологически приемлемым способом).

Термин "целлюлозная вата" при использовании в настоящем документе относится к высушенному произведенному путем влажного формования целлюлозосодержащему волокнистому материалу, который может быть в форме рулонов или листов. Целлюлозная вата также известна как распушенная целлюлоза или измельченная волокнистая масса. Для некоторых приложений целлюлозная вата содержит волокнистую массу SBSK (крафт из отбеленной древесины южных мягких пород) или NBSK (крафт из отбеленной древесины северных мягких пород) и производится в форме листов относительно большой толщины с высокой основной массой. Листовая продукция сматывается в непрерывные рулоны или собирается в стопы листов для отгрузки производителю одноразовых изделий. На заводе производителя рулоны непрерывно подаются в устройство, такое как молотковая мельница, для превращения, насколько это возможно, в отдельные волокна с созданием тем самым целлюлозной "пыли". Альтернативно, материалы с сортностью целлюлозной ваты могут быть подвергнуты понижению плотности с помощью процесса, описанного в настоящем документе. Кроме того, в дополнение к целлюлозным волокнам целлюлозная вата может включать волокна вискозы, полиэфира, хлопка, переработанные вторичные материалы, другие волокнистые материалы или даже добавки в виде частиц, содержащие элементы такие, как минеральные наполнители, каолиновые глины или порошок целлюлозы. Материалы типа целлюлозной ваты, полезные в настоящем изобретении, включают в себя описанные в патентах США 6,074,524 и 6,296,737.

Термины "внешние" и "наружные" при использовании в настоящем документе применительно к зонам абсорбирующего компонента относятся к тем зонам, которые удалены в Z-направлении от плоскости, проходящей через центр абсорбирующего компонента.

Термин "направление движения в машине" означает путь, которым материал, в частности полотно, следует на протяжении производственного процесса.

Термины "механическое воздействие" или "механическая деформация" могут использоваться взаимозаменяемо в настоящем документе и относятся к процессам, в которых к материалам прикладывается механическое усилие.

Термин "Micro-SELF" описывает процесс, подобный по применяемым устройствам и методу процессу SELF, определяемому в настоящем документе. Зубья Micro-SELF имеют различные размеры, так чтобы они лучше способствовали формированию выпуклостей с отверстиями на переднем и заднем концах. Процесс с использованием micro-SELF для формирования выпуклостей в субстрате полотна раскрывается в опубликованной патентной заявке США номер 2006/0286343 A1. Для целей настоящего раскрытия Micro-SELF считается подмножеством технологии SELF.

Термин "картон" при использовании в настоящем документе относится к классу тяжеловесных бумаг и других древесно-волокнистых материалов с толщиной более 0,15 миллиметра, включая коробочный картон, полиграфический картон, древесно-стружечную плиту, тарный картон, гофрированный картон и облицовочный картон.

Термин "структурированный" при использовании в настоящем документе применительно к формующим компонентам включает формующие компоненты, на которых имеются дискретные элементы, а также такие, на которых имеются непрерывные элементы рельефа, такие как гребни и канавки на кольцевом цилиндре.

Термин "переработанные вторичные материалы" при использовании в настоящем документе в общем относится к материалам, которые могут происходить из вторичных источников, таких как бытовые, оптовые, розничные, промышленные и образующиеся при сносе зданий. Термин "вторичные волокна" означает волокна, получаемые из потребительских продуктов, которые были утилизированы или сданы на переработку после их полного использования по назначению, и подразумевается как подмножество переработанных вторичных материалов. Вторичные материалы могут быть получены путем сортировки материалов из потока бытовых или производственных отходов перед утилизацией. Это определение сформулировано таким образом, чтобы включить в него материалы, которые используются для транспортировки продуктов к потребителю, включая, например, гофрированную картонную тару.

Термин "область" или "области" относится к частям или разделам абсорбирующего компонента в плоскости X-Y.

Термины "цилиндр для барабанного тиснения" или "барабанное тиснение" относятся к процессу, в котором применяются деформирующие элементы, содержащие вращающиеся в противоположных направлениях цилиндры, входящие в зацепление ленты или входящие в зацепление пластины, содержащие непрерывные гребни и канавки, где входящие в зацепление гребни и канавки деформирующих элементов входят в зацепление и растягивают полотно, находящееся между ними. Для барабанного тиснения деформирующие элементы могут располагаться таким образом, чтобы растягивать полотно в направлении движения в машине или направлении, поперечном направлению движения в машине, в зависимости от ориентации зубьев и канавок.

Термин "создание апертур с помощью ротационного ножа" (RKA) относится к процессу и устройству, использующим входящие в зацепление деформирующие элементы, подобные определенному в настоящем документе в отношении SELF или micro-SELF. Процесс RKA отличается от SELF или micro-SELF тем, что относительно плоские удлиненные зубья деформирующего элемента SELF или micro-SELF изменены так, чтобы они были обычно заостренными на дистальном конце. Зубья могут быть заточены так, чтобы как прорезать насквозь, так и деформировать полотно, чтобы производить снабженное апертурами полотно или в некоторых случаях снабженное трехмерными апертурами полотно, как раскрыто в опубликованных патентных заявках США №US 2005/0064136 A1, US 2006/0087053 A1 и US 2005/021753. Зубья RKA могут иметь другие формы и профили, и процесс RKA может также использоваться для механической деформации волокнистого полотна без создания апертур. По остальным параметрам, таким в частности как высота зубьев, расстояние между зубьями, шаг, глубина зацепления и другие параметры обработки, RKA и устройство RKA может быть идентично описанному в настоящем документе в отношении SELF или micro-SELF. Термин “SELF" относится к технологии компании Procter & Gamble, в которой SELF является сокращением от Structural Elastic Like Film (структурная эластообразная пленка).

Хотя процесс был первоначально разработан для деформования полимерной пленки с целью придания ей благоприятных структурных характеристик, было обнаружено, что процесс SELF может использоваться, чтобы производить благоприятные структуры в других материалах, в частности волокнистых материалах. Процессы, устройства и расположение элементов, произведенные с помощью SELF, иллюстрируются и описываются в патентах США № 5,518,801; 5,691,035; 5,723,087; 5,891,544; 5,916,663; 6,027,483 и 7,527,615 B2.

Термин "частично расслоенный" при использовании в настоящем документе в отношении абсорбирующего компонента означает, что некоторые признаки разделения частей абсорбирующего компонента на слои является очевидным, но остается некоторое соединение между частями этих слоев, так что они остаются соединенными вместе (а не расслаиваются и рассыпаются).

Термин "единая конструкция" при использовании в настоящем документе относится к конструкции, которая содержит один слой или содержит полностью интегрированные множественные слои, которые удерживаются вместе водородными связями и механическим переплетением и не формируются путем сборки множественных слоев, которые сформированы отдельно и соединены вместе с помощью средствами крепления, такими, в частности, как клей. Пример единой конструкции представляет собой конструкция, содержащая различные типы волокон (такие как эвкалиптовые волокна, которые могут быть уложены в процессе изготовления материала на другие целлюлозные волокна, образуя наружные слои для мягкости).

Термин "верхние" относится к абсорбирующим компонентам, такие как слои, которые располагаются ближе к пользователю абсорбирующего изделия во время использования, т.е. по направлению к верхнему слою абсорбирующего изделия; напротив, термин "нижние" относится к абсорбирующим компонентам, которые располагаются дальше от пользователя абсорбирующего изделия по направлению к подложке. Термины "в боковом направлении" соответствует направлению более короткого размера изделия, который обычно во время применения соответствует ориентации слева направо относительно пользователя. Термин "продольно" в этом случае относится к направлению, перпендикулярному боковому, но не соответствующему направлению толщины.

Термин "Z-измерение" относится к измерению, ортогональному длине и ширине компонента, сердцевины или изделия. Z-измерение обычно соответствует толщине компонента, сердцевины или изделия. При использовании в настоящем документе термин "X-Y измерения" относится к плоскости, ортогональной толщине компонента, сердцевины или изделия. X-Y измерение обычно соответствует длине и ширине соответственно компонента, сердцевины или изделия.

Термин "зона" или "зоны" относится к части или разделу по Z-направлению (толщине) абсорбирующего компонента.

I. Абсорбирующие компоненты

Настоящее изобретение относится к абсорбирующим компонентам и способам их изготовления, а конкретнее к абсорбирующим компонентам с повышенной объемностью и способам их изготовления. Кроме того, при необходимости свойства абсорбирующего компонента с повышенной объемностью могут быть изменены по все длине и/или ширине абсорбирующего компонента.

Абсорбирующие компоненты изготавливаются из исходного материала, который находится в форме полотна или листов, содержащих по меньшей мере некоторое количество целлюлозного материала, который может быть материалом бумажного качества. Исходный материал может содержать любые применимые произведенные путем влажного формования материалы, включая, наряду с прочими, следующие: целлюлозная вата, облицовочный картон, полиграфический картон, переработанные вторичные материалы, фильтровальная бумага и их сочетания. В некоторых случаях абсорбирующие компоненты могут полностью состоять или состоять практически из одного из этих произведенных путем влажного формования материалов. Абсорбирующие компоненты, описанные в настоящем документе, могут, следовательно, не быть произведенными путем аэродинамического формования. Таким образом, абсорбирующие компоненты могут быть по существу свободными или полностью свободными от связующих, таких как латексные связующие, иногда используемые в изготовлении произведенных путем аэродинамического формования материалов. Абсорбирующие компоненты, описанные в настоящем документе, могут в некоторых вариантах осуществления изобретения также быть по существу не содержащими или полностью не содержащими абсорбирующих гелеобразующих материалов, которые являются другим распространенным компонентом в произведенных путем аэродинамического формования материалах.

Исходный материал в типичном случае содержит множество отдельных волокон. Большая доля целлюлозных волокон может обеспечивать различные преимущества, такие как снижение себестоимости полотна. В отдельных аспектах изобретения исходный материал имеет содержание волокон, в которых по меньшей мере около 90 вес.% волокон представляют собой целлюлозу, или волокна имеют длину не более около 0,4 дюйма (около 1 см). Альтернативно, по меньшей мере около 95 вес.%, и опционально по меньшей мере около 98 вес.% волокон представляют собой целлюлозу, или волокна имеют длину не более около 0,4 дюйма (около 1 см). В других желаемых компоновках исходное полотно может иметь состав волокон, в котором приблизительно около 100 вес.% волокон составляет целлюлоза, или волокна имеют длину не более около 0,4 дюйма (около 1 см).

Волокна, содержащие исходный материал, включают целлюлозные волокна, обычно известные как волокна древесной массы. Применимые древесные массы включают в себя химические волокнистые массы, такие как крафт, сульфитные и сульфатные волокнистые массы, а также механические волокнистые массы включая, например, измельченную древесную массу, термомеханические волокнистые массы и химически модифицированные термомеханические волокнистые массы. Химические волокнистые массы, однако, могут быть предпочтительными в определенных вариантах осуществления изобретения, поскольку они могут придавать более высокие характеристики получаемому из них исходному материалу. Могут применяться массы, получаемые как из лиственных деревьев (далее также упоминается как "древесина твердых пород"), так и хвойных деревьев (далее также упоминается как "древесина мягких пород"). Волокна древесины твердых пород и древесины мягких пород могут быть смешаны или чередоваться, могут быть выложены слоями. Патенты США 3,994,771 и 4,300,981 описывают послойное использование волокон древесины твердых пород и древесины мягких пород. Также применимы для настоящего изобретения волокна, получаемые из переработанной бумаги, которые могут содержать любые или все из вышеуказанных категорий, а также другие неволокнистые материалы, такие как наполнители и адгезивы, используемые для облегчения изготовления исходного полотна. Кроме того, в дополнение к вышесказанному, в настоящем изобретении могут использоваться волокна и/или филаменты, полученные из полимеров, в частности гидроксилполимеров. Неограничивающие примеры применимых гидроксилполимеров включают поливинилспирт, крахмал, производные крахмала, хитозан, производные хитозана, производные целлюлозы, камеди, арабинаны, галактаны и их смеси.

Волокна, содержащие исходный материал, в нормальном случае включают волокна, получаемые из древесной массы. Другие естественные волокна, такие как хлопковые очесы, жмых, волокна шерсти, волокна шелка и т.д. могут применяться и включаются в объем настоящего изобретения. Синтетические волокна, такие как волокна вискозы, полиэтилена и полипропилена, могут также применяться в сочетании с естественными целлюлозными волокнами. Одно приводимое в качестве примера полиэтиленовое волокно, которое может быть применено, это PULPEX®, поставляемое компанией Hercules, Inc. (Уилмингтон, Делавэр). Могут также применяться волокна, сформированные из биополимеров, получаемых из не связанных с нефтью источников, таких как биогенный полиэтилен (bio-PE), биогенный полипропилен (bio-PP), биогенный полиэтилентерефталат (bio-PET) и биогенный поли-(этилен-2,5-фурандикарбоксилат) (bio-PEF). Эти биополимеры могут быть частично или полностью получены из по меньшей мере одного возобновляемого ресурса, где "возобновляемый ресурс "относится к естественному ресурсу, который может быть пополнен в пределах временных рамок 100 лет. Возобновляемые ресурсы включают следующее: растения, животные, рыбы, бактерии, грибы и продукты лесного хозяйства; и могут быть природными, гибридными или полученными путем генной инженерии организмами. Такие естественные ресурсы, как сырая нефть, каменный уголь и торф, которые требуют более 100 лет для своего формирования, не считаются возобновляемыми ресурсами. Могут также использоваться волокна, имеющие в своем составе полимеры на основе крахмала и/или переработанные смолы, такие как вторично молотые r-HDPE, r-LLDPE, r-LDPE, r-PET, r-PEF или r-PP.

Волокна в типичном случае удерживаются вместе межволоконным переплетением и водородными связями. Волокна могут иметь любую применимую ориентацию. В определенных исходных материалах волокна выровнены преимущественно в направлении процесса, в котором они были сформированы (или в направлении движения в машине).

Исходный материал может содержать дополнительные слои абсорбирующего или неабсорбирующего материала для придания других свойств, таких как прочность. Они могут включать в себя, среди прочих, без ограничения, мешковину, пленки и нетканые полотна. Дополнительно исходный материал может содержать частицы или волокна суперабсорбента.

Фиг.1 представляет собой микрофотоснимок одного варианта осуществления исходного материала, содержащего целлюлозную вату. Как показано на Фиг.1, исходные материалы представляют собой однослойную структуру, которая обычно относительно плотна по всей ее толщине. Этот исходный материал неприменим для использования в качестве компонента абсорбирующего изделия вследствие отсутствия пустот и высокой жесткости. Таблица 1 в разделе примеров показывает свойства одного такого исходного материала. Как показано на Фиг.1, на поверхности исходного материала имеются некоторые менее плотные части, но они не содержат существенной части общей толщины исходных материалов. Способы, описанные в настоящем документе, снижают общую (то есть среднюю) плотность и жесткость целлюлозной ваты (или другого исходного материала) и увеличивают его пустоты по меньшей мере в некоторых областях, так что он становится применимым для использования в качестве абсорбирующего компонента в абсорбирующем изделии. Способы могут также увеличивать средний калибр исходных материалов.

Исходные материалы могут иметь любые применимые свойства. В случае исходного материала из целлюлозной ваты прочность на разрыв исходного материала может достигать 1500 кПа или более при измерении в соответствии с методикой испытаний TAPPI T 403 om-91 для прочности на разрыв. Обычно исходные материалы с меньшей прочностью на разрыв легче механически модифицировать для снижения их плотности (т.е. получения материала с пониженной плотностью путем процесса снижения плотности). Следовательно, может быть желательным, чтобы исходный материал имел прочность на разрыв менее 1500, 1400, 1300, 1200, 1100, 1000, 900, 800, 750, 700, 600, 500, 400, 300, 200 или 100 кПа или менее. Прочность на разрыв может также находиться в пределах любого диапазона между любыми из этих значений прочности на разрыв.

Исходный материал может иметь любой применимый калибр, основную массу и плотность. Целлюлозная вата обычно имеет калибр по меньшей мере около 0,04 дюйма или более, нап