Способ формования волокнистого изделия

Способ формования волокнистого изделия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение в целом относится к способу и устройству для получения формованного волокнистого изделия и, в частности, к способу и устройству для получения формованного волокнистого изделия, которое может использоваться в качестве впитывающей сердцевины для одноразовых гигиенических изделий, таких как гигиенические прокладки, ежедневные прокладки, подгузники и т.д. Настоящее изобретение также относится к одноразовым гигиеническим изделиям, основой которых является формованное волокнистое изделие в соответствии с принципами настоящего изобретения.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Различные способы получения формованных волокнистых изделий из волокнистых материалов, таких как целлюлоза и т.п., хорошо известны специалистам в данной области. Один из распространенных способов изготовления таких формованных волокнистых изделий заключается в превращении исходного материала в волокнистую массу с последующим созданием потока волокнистой массы с вовлечением воздуха. Волокнистая масса с вовлечением воздуха может быть преобразована в формованное волокнистое изделие с помощью пористой формовочной структуры под воздействием вакуума для перемещения волоконной массы в форму.

Также известно, что формованные волокнистые изделия указанного типа могут подвергаться каландрованию для изменения механических и гигроскопических свойств изделий. Процесс каландрования, используемый в данной области, принято называть «тиснильное каландрование». При тиснильном каландровании используется множество тиснильных пуансонов для сжатия и уплотнения изделия.

С процессом тиснильного каландрования указанного типа связана проблема, которая заключается в том, что такой процесс, как правило, требует использования «несущего слоя» на этапе тиснильного каландрования. Используемый в настоящем документе термин «несущий слой» означает любой слой материала, используемый для поддержки формованного волокнистого изделия (например, транспортерная лента) или примыкающего слоя материала (например, нетканый листовой слой и т.п.). Использование такого несущего слоя усложняет производство изделий. Кроме того, если несущий слой должен быть добавлен в конечный продукт, он может вызвать увеличение стоимости конечного продукта и (или) отрицательно повлиять на гигроскопические свойства продукта.

В связи с указанным выше, авторы настоящего изобретения разработали и описали в настоящем документе способ и устройство для изготовления формованного волокнистого изделия без несущего слоя путем тиснильного каландрования. Формованные волокнистые изделия в соответствии с принципами настоящего изобретения могут использоваться в качестве впитывающей сердцевины для одноразовых гигиенических изделий, таких как гигиенические прокладки, ежедневные прокладки, подгузники и т.д.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В связи с указанным выше, в настоящем изобретении описан способ получения формованного волокнистого изделия, содержащий стадии тиснильного каландрования волокнистого изделия в тиснильном каландре между первым валком и вторым валком, при этом волокнистое изделие подается в зазор между первым валком и вторым валком без использования несущего слоя.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Примеры вариантов осуществления настоящего изобретения описаны ниже со ссылками на чертежи, а именно:

На фиг.1 представлен вид в вертикальном разрезе устройства в соответствии с принципами настоящего изобретения.

На фиг.2 представлен детальный вид в перспективе формующего барабана, являющегося частью устройства в соответствии с принципами настоящего изобретения.

На фиг.3 представлен вид в разрезе по линии 3-3 детали, изображенной на фиг.2.

На фиг.4 представлен детальный вид в перспективе части формующего барабана, изображенного на фиг.2.

На фиг.5 представлен вид в вертикальном разрезе формующего барабана и каландра, являющихся частью устройства в соответствии с принципами настоящего изобретения.

На фиг.6 представлен детальный вид в перспективе каландра, изображенного на фиг.5, на котором показаны вакуумный барабан и каландровый вал.

На фиг.7 представлен вид в разрезе по линии 7-7 детали, изображенной на фиг.6.

На фиг.8 представлен детальный вид в перспективе части вакуумного барабана каландра, обведенной на фиг.6.

На фиг.9 представлен вид в вертикальном разрезе тиснильного каландра, являющегося частью устройства в соответствии с принципами настоящего изобретения.

На фиг.10 представлен детальный вид в перспективе тиснильного каландра, изображенного на фиг.9, на котором показаны вакуумный барабан и тиснильный каландровый вал.

На фиг.11 представлен детальный вид сверху части тиснильного каландрового вала, заключенной в круг на фиг.10.

На фиг.12 представлен вид в разрезе по линии 12-12 детали, изображенной на фиг.11.

На фиг.13 представлен вид в разрезе по линии 13-13 детали, изображенной на фиг.9.

На фиг.14 представлен вид в разрезе по линии 14-14 детали, изображенной на фиг.10.

На фиг.15 представлен вид в вертикальном разрезе передаточного колеса, являющегося частью устройства в соответствии с принципами настоящего изобретения.

На фиг.16 представлен детальный вид в перспективе передаточного колеса, изображенного на фиг.15.

На фиг.17 представлен частично усеченный вид впитывающего изделия, включающего формованное волокнистое изделие в соответствии с принципами настоящего изобретения, использованное в качестве впитывающей сердцевины.

На фиг.18 представлен детальный вид в перспективе части впитывающего изделия, заключенной в круг на фиг.17.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предпочтительное устройство 10 для формования волокнистого изделия 12 в соответствии со способом настоящего изобретения представлено на фиг.1-16.

Как показано на фиг.1, устройство 10 в соответствии с принципами настоящего изобретения, как правило, состоит из формующего барабана 14, каландра 16, тиснильного каландра 18 и передаточного колеса 20. Для упрощения изображений некоторые детали устройства 10 (например, электрические цепи) на чертежах не показаны. Несмотря на это, наличие таких деталей и других основных элементов устройства будет очевидно для специалистов в данной области.

Формованное волокнистое изделие 12, разные этапы производства которого в соответствии с принципами настоящего изобретения представлены на фиг.3, 5-7, 10 и 14-16, предпочтительно получают на основе целлюлозных волокон и в одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения включает смесь целлюлозных волокон и суперабсорбирующего полимера. Целлюлозного волокна, которые могут использоваться для формованного волокнистого изделия 12, хорошо известны специалистам данной области: древесная целлюлоза, хлопок, лен и торфяной мох. Предпочтительна древесная целлюлоза. Для использования подходит целлюлоза как из мягких, так и из твердых сортов древесины. Предпочтительна древесная целлюлоза из мягких сортов древесины.

Волокнистое изделие 12 может также содержать любой суперабсорбирующий полимер («САП»), хорошо известный в данной области. Для целей настоящего изобретения термин «суперабсорбирующий полимер» (или «САП») относится к материалам, которые могут абсорбировать и удерживать количество жидкостей организма, по меньшей мере приблизительно в 10 раз превышающее их вес, под давлением 3,4 кПа (0,5 фунта на кв. дюйм). Частицы суперабсорбирующего полимера в данном изобретении могут являться неорганическими или органическими сшитыми гидрофильными полимерами, такими как поливиниловые спирты, полиэтиленоксиды, сшитые крахмалы, гуаровая камедь, ксантановая камедь и аналогичные. Частицы могут быть в форме порошка, зерен, гранул или волокон. Предпочтительно частицы суперабсорбирующего полимера, используемого в настоящем изобретении, представляют собой сшитые полиакрилаты, например, продукцию компании Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd. (Осака, Япония) под номером SA70N и продукцию компании Stockhausen Inc.

Предпочтительно для получения волокнистого изделия 12 используется беленая целлюлоза из мягких сортов древесины, получаемая в результате сульфатной варки. Как показано на фиг.1, целлюлоза поставляется производителем в виде листовой целлюлозы 22, свернутой в рулон 24. Из рулона 24 листовая целлюлоза 22 подается на устройство 26, где листовая целлюлоза 22 измельчается до состояния волокнистой целлюлозы 28. Волокнистая целлюлоза 28 из устройства для измельчения 26 поступает в камеру 30 для волокнистой целлюлозы 28. Дополнительно устройство 10 может включать приспособление 32 для введения в камеру 30 суперабсорбирующего полимера с целью образования смеси волокнистой целлюлозы и суперабсорбента. Для введения суперабсорбента в камеру 30 может использоваться любое стандартное приспособление, подходящее для этой цели и хорошо известное специалистам в данной области.

Как показано на фиг.3, камера 30 имеет частично открытую нижнюю часть 34, сообщающуюся с формующим барабаном 14. Как показано на фиг.1, формующий барабан 14 включает полый цилиндр 15, конструкция и устройство которого позволяют ему вращаться вокруг неподвижного вала 17. Для вращения цилиндра 15 могут использоваться любые стандартные средства, подходящие для вращения цилиндра 15 и хорошо известные специалистам в данной области. Как показано на фиг.1-4, на цилиндре 15 установлено множество пресс-форм 36. По мере вращения цилиндра 15 каждая из пресс-форм 36 последовательно сообщается с открытой частью 34 камеры 30, откуда в нее поступает волокнистая целлюлоза 28 из камеры 30. Как показано на фиг.1, при работе устройства 10 вращение цилиндра 15 осуществляется в направлении против часовой стрелки.

Как показано на фиг.1 и 3, формующий барабан 14 дополнительно включает вакуумную камеру 38, расположенную в цилиндре 15. Вакуумная камера 38 неподвижна относительно вращающегося цилиндра 15 и функционально связана с источником вакуума (не показан). Как показано на фиг.4, пресс-форма 36 включает элемент с пористым шаблоном 40 в виде формованного волокнистого изделия 12, формуемого в пресс-форме 36. При прохождении пресс-формы 36 над вакуумной камерой 38 формующего барабана 14 вакуум используется для всасывания волокнистой целлюлозы 28 из камеры 30 в пресс-форму 36 путем всасывания воздуха через пористый шаблон 40 пресс-формы 36.

Как показано на фиг.4, пресс-форма 36 включает непористую монтажную плиту 42, расположенную вокруг пористого шаблона 40 пресс-формы 36. Рабочая часть 42 пресс-формы 36 устанавливается на боковой поверхности 44 цилиндра 15, тем самым позволяя каждой из пресс-форм 36 вращаться вместе с вращающимся цилиндром 15.

После прохождения пресс-формы 36 под частично открытой нижней частью 34 камеры 30 пресс-форма 36 проворачивается вращающимся цилиндром 15, при этом (см. ниже более подробное описание) волокнистое изделие 12 перемещается на каландр 16.

После формования в пресс-форме 36 предпочтительная основная масса волокнистого изделия 12 составляет приблизительно 200-400 г/кв.м (г/м²), толщина - приблизительно 5-20 мм, а плотность - приблизительно 0,015-0,03 г/куб.см.

Как показано на фиг.1 и 5-7, каландр 16, как правило, включает вакуумный барабан 42 и противоположный каландровый вал 44. Как показано на фиг.6, вакуумный барабан 42 состоит из вращающегося цилиндра 46, который вращается вокруг неподвижного вала 48. Для вращения цилиндра 46 могут использоваться любые стандартные средства, используемые для вращения цилиндра 46 и хорошо известные специалистам в данной области. При работе устройства 10 вращение цилиндра 46 осуществляется в направлении по часовой стрелке, как показано на фиг.1. Как показано на фиг.6 и 8, цилиндр 46 включает множество отверстий 50, проходящих от наружной поверхности 52 цилиндра 46 до внутренней поверхности 54 цилиндра 46. Как показано на фиг.6, предпочтительной поверхностью 47 каландрового вала 44 является гладкая поверхность, однако при необходимости на поверхность 47 каландрового вала 44 может быть нанесен рельеф.

Как показано на фиг.5-7, вакуумный барабан 42 дополнительно включает вакуумную камеру 56, расположенную в цилиндре 46. Вакуумная камера 56 находится в неподвижном положении по отношению к вращающемуся цилиндру 46 и функционально соединена с источником вакуума 57 (фиг.1). Вакуумная камера 56 сообщается с множеством отверстий 50, проходящих через цилиндр 46, тем самым обеспечивая всасывание воздуха через отверстия 50.

Как показано на фиг.5, вакуумная камера 56 устроена таким образом, что ее рабочая сторона 58 по существу совмещается с задней частью 60 вакуумной камеры 38, расположенной внутри цилиндра 15 формующего барабана 14. Такое положение вакуумной камеры 56 относительно расположения вакуумной камеры 38 позволяет перемещать формованное волокнистое изделие 12 из пресс-формы 36 на формующем барабане 14 на вакуумный барабан 42.

Сразу после перемещения формованного волокнистого изделия 12 на цилиндр 46 вакуумного барабана 43 цилиндр 46 прокручивает волокнистое изделие 12 до прохождения изделием 12 через зазор 62 между вакуумным барабаном 42 и каландровым валом 44. В зазоре 62 выполняется предпочтительно равномерное по длине сжатие волокнистого изделия 12. Сжатие волокнистого изделия 12 приводит к уменьшению толщины изделия 12 и соответствующему увеличению плотности. В предпочтительном варианте осуществления изобретения значение зазора 62 d (то есть расстояние между поверхностями противоположных валков) приблизительно равна 0,9 мм. Расстояние d обозначено литерой d на фиг.7.

После прохождения через зазор 62 предпочтительная толщина формованного волокнистого изделия 12 составляет приблизительно 0,5-3,5 мм, а плотность - приблизительно 0,06-0,5 г/куб. см.

После прохождения через зазор 62 изделие 12 проворачивается в направлении по часовой стрелке цилиндром 46 вакуумного барабана 43 и подается (см. ниже более подробное описание) на тиснильный каландр 18.

Как показано на фиг.1 и 9-10, тиснильный каландр 18, как правило, включает вакуумный барабан 64 и противолежащий тиснильный каландровый вал 65. Как показано на фиг.10, вакуумный барабан 64 состоит из вращающегося цилиндра 66, который вращается вокруг неподвижного вала 68. Для вращения цилиндра 66 могут использоваться любые стандартные средства, пригодные для вращения цилиндра 66 и хорошо известные специалистам в данной области. При работе устройства 10 вращение цилиндра 66 осуществляется в направлении против часовой стрелки. Как показано на фиг.10, цилиндр 66 включает множество отверстий 70, проходящих от наружной поверхности 72 цилиндра 66 до внутренней поверхности 74 цилиндра 66. В предпочтительном варианте осуществления изобретения диаметр каждого из множества отверстий 70 составляет приблизительно 1,5 мм, а расстояние (межцентровое) между двумя соседними отверстиями - приблизительно 4 мм.

Как показано на фиг.10, конструкция и устройство тиснильного каландрового вала 65 позволяют ему вращаться вокруг неподвижного вала 67. Как показано на фиг.10-14, тиснильный каландровый вал 65 включает множество пуансонов 78, выступающих над наружной поверхностью 80 вала 65. Как показано на фиг.10, пуансоны 78 размещены в одной из нескольких матриц 82, расположенных на поверхности 80 вала 65. Каждая матрица 82 включает множество пуансонов 78 и каждая матрица 82 приспособлена для тиснения отдельного формованного волокнистого изделия 12. Как показано на фиг.10, каждая матрица 82 располагается на определенном интервале от соседней матрицы 82. В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения каждая матрица 82 приспособлена для равномерного тиснения с помощью пуансонов всей поверхности формованного волокнистого изделия 12. В другом варианте осуществления настоящего изобретения каждая матрица 82 может быть сконструирована таким образом, чтобы выполнять тиснение пуансонами только на отдельной части волокнистого изделия, например, тиснение пуансонами по центру и в продольном направлении изделия. В предпочтительных вариантах осуществления изобретения расстояние (межцентровое) между двумя соседними пуансонами 78 составляет приблизительно 4 мм, при этом высота каждого пуансона составляет приблизительно 1,5 мм, а эффективная площадь контакта - приблизительно от 0,8 мм² до 1,2 мм².

Как показано на фиг.13 и 14, размещение каждого из пуансонов 78 исключает возможность совпадения с одним из множеств отверстий 70 в цилиндре 66 вакуумного барабана 64. Такое расположение пуансонов 78 относительно отверстий 70 исключает попадание целлюлозы в любое из множеств отверстий 70, тем самым повышая как эффективность использования целлюлозы, так и процесса в целом.

Как показано на фиг.9-10 и 13-14, вакуумный барабан 64 дополнительно включает вакуумную камеру 86, расположенную внутри цилиндра 66. Вакуумная камера 86 занимает неподвижное положение по отношению к вращающемуся цилиндру 66 и функционально соединена с источником вакуума 57 (фиг.1). Вакуумная камера 86 сообщается с множеством отверстий 70, проходящих через цилиндр 66, тем самым обеспечивая всасывание воздуха через отверстия 70.

Как показано на фиг.9, вакуумная камера 86 выполнена таким образом, что ее рабочая сторона 88 по существу совмещается с задней частью 90 вакуумной камеры 56, расположенной внутри цилиндра 46 вакуумного барабана 42. Такое положение вакуумной камеры 86 относительно расположения вакуумной камеры 56 позволяет перемещать формованное волокнистое изделие 12 с вакуумного барабана 42 на вакуумный барабан 64.

Сразу после перемещения формованного волокнистого изделия 12 на цилиндр 66 вакуумного барабана 64 цилиндр 66 прокручивает волокнистое изделие 12 до прохождения изделием 12 через зазор 92 между вакуумным барабаном 64 и каландровым валом 65. Множество пуансонов 78 в каждой матрице 82 используется для сжатия волокнистого изделия 12 в местах, соответствующих расположению пуансонов 78. Выполняемое таким образом сжатие волокнистого изделия 12 приводит к уменьшению толщины изделия 12 с соответствующим увеличением плотности тех участков изделия 12, которые соответствуют местам расположения пуансонов 78.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения значение зазора 92 (то есть расстояние между поверхностями противолежащих валков) составляет приблизительно 0,8 мм. Кроме того, в предпочтительном варианте осуществления изобретения используются любые стандартные нагревательные средства для нагрева тиснильного каландрового вала 65 до температуры от приблизительно 80°C (176°F) до 100°C (212°F). Было установлено, что нагревание каландрового вала 65 помогает предотвратить прилипание формованного волокнистого изделия 12 к тиснильному каландровому валу 65.

После прохождения через зазор 92 в местах, сжатых пуансонами 78, предпочтительная толщина волокнистого изделия 12 составляет приблизительно 0,2-1,0 мм, а предпочтительная плотность - приблизительно 0,1-0,9 г/куб. см. После прохождения через зазор 92 в местах, не подвергнутых воздействию пуансонов 78, предпочтительная толщина волокнистого изделия 12 составляет приблизительно 0,8-3,5 мм, а предпочтительная плотность - приблизительно 0,06-0,5 г/куб. см.

Пройдя через зазор 92, волокнистое изделие 12 вращается в направлении против часовой стрелки цилиндром 66 вакуумного барабана 64, как показано на рисунке, и (см. ниже более подробное описание) подается на передаточное колесо 20.

Как показано на фиг.15, передаточное колесо 20 содержит вакуумный барабан 94, который образован вращающимся вокруг неподвижной оси 98 цилиндром 96. Для вращения цилиндра 96 могут использоваться любые стандартные средства, подходящие для вращения цилиндра 96 и хорошо известные специалистам в данной области. При работе устройства 10 цилиндр 96 вращается против часовой стрелки, как показано на фиг.1. Как показано на фиг.16, цилиндр 96 включает множество отверстий 100, проходящих от наружной поверхности 102 цилиндра 96 до внутренней поверхности 104 цилиндра 96.

Как показано на фиг.15 и 16, вакуумный барабан 94 включает вакуумную камеру 106, расположенную внутри цилиндра 96. Вакуумная камера 106 расположена неподвижно относительно вращающегося цилиндра 96 и функционально соединена с источником вакуума 57 (фиг.1). Вакуумная камера 106 сообщается с множеством отверстий 100, проходящих через цилиндр 96, тем самым обеспечивая всасывание воздуха через отверстия 100.

Передаточное колесо 20 включает пористую транспортерную ленту 97, проходящую вокруг цилиндра 96 и перемещающуюся вместе с цилиндром 96, то есть в направлении против часовой стрелки, как показано на фиг.16.

Как показано на фиг.15, вакуумная камера 106 выполнена таким образом, что ее рабочая сторона 108 по существу совмещается с задней частью 110 вакуумной камеры 86, расположенной внутри цилиндра 66 вакуумного барабана 64. Такое положение вакуумной камеры 106 относительно расположения вакуумной камеры 86 позволяет перемещать формованное волокнистое изделие 12 с вакуумного барабана 64 на вакуумный барабан 94. В частности, формованное волокнистое изделие 12 подается на транспортерную ленту 97 и удерживается на месте вакуумной камерой 106, всасывающей воздух через пористую транспортерную ленту 97 через отверстия 100 в цилиндре 96.

После прохождения волокнистым изделием 12 вакуумной камеры 106 пористая транспортная лента 97 подает формованное волокнистое изделие 12 дальше на обработку. Формованное волокнистое изделие 12 может подаваться на обработку для встраивания в конечные продукты, например, гигиенические прокладки, ежедневные прокладки, прокладки для лиц, страдающих недержанием мочи, подгузники и т.д.

Необходимо отметить отсутствие «несущего слоя» при формовании и каландровании с помощью пуансонов формованного волокнистого изделия 12. Также необходимо отметить, что волокнистое изделие подают от формующего барабана 14 на каландр 16 и далее на тиснильный каландр 18 без использования «несущего слоя». Используемый в настоящем документе термин «несущий слой» означает слой из любого материала, предназначенный для поддержки волокнистого изделия (например, транспортерная лента), или примыкающего слоя материала (например, нетканый листовой слой и т.д.).

Для работы с указанными в настоящем документе вакуумными камерами может использоваться любой подходящий источник вакуума. В предпочтительном варианте осуществления изобретения источником вакуума является нагнетательный вентилятор с расходом воздуха порядка 2200 куб.м/ч.

На фиг.17 изображено одноразовое впитывающее изделие 200, созданное в соответствии с принципами настоящего изобретения. Несмотря на то что описание одноразовых впитывающих изделий в соответствии с принципами настоящего изобретения представлено применительно к гигиеническим прокладкам 200, в сферу действия настоящего изобретения входят и другие одноразовые впитывающие изделия, такие как ежедневные прокладки, прокладки для лиц, страдающих недержанием мочи, и подгузники. Гигиеническая прокладка 200 состоит из поверхностного слоя 210, дополнительного транзитного слоя 212, впитывающей сердцевины 214 и защитного слоя 216. Впитывающая сердцевина 214 состоит из формованного волокнистого изделия 12 указанного типа.

Основная часть - поверхностный слой

В качестве поверхностного слоя 210 может использоваться рыхлый высоковпитывающий нетканый рулонный материал с относительно низкой плотностью. Поверхностный слой 210 может состоять только из одного типа волокна, например полиэстера или полипропилена, либо представлять собой смесь, содержащую волокна более одного типа. Поверхностный слой может состоять из двухкомпонентных или конъюгатных волокон, включающих компонент с низкой температурой плавления и компонент с высокой температурой плавления. Волокна могут быть выбраны из множества натуральных и синтетических материалов, таких как нейлон, полиэстер, вискоза (в комбинации с другими волокнами), хлопок, акриловое волокно и аналогичных, а также из комбинаций этих волокон. Предпочтительно основная масса верхнего слоя 210 находится в диапазоне от приблизительно 10 г/см² до приблизительно 75 г/см².

Двухкомпонентные волокна могут состоять из слоя полиэстера и полиэтиленовой оболочки. Использование подходящих двухкомпонентных волокон приводит к получению плавких нетканых материалов. Примеры подобных плавких материалов приведены в патенте США № 4555430, выданном Chicopee 26 ноября 1985 года. Использование плавких материалов упрощает нанесение поверхностного слоя на впитывающий слой(-и) изделия и (или) на защитный слой 216.

В предпочтительном варианте осуществления поверхностный слой 210 имеет достаточно высокую степень смачиваемости, хотя отдельные волокна, составляющие поверхностный слой, могут не быть особо гидрофильными. Материал поверхностного слоя также должен содержать множество относительно больших пор. Это необходимо, так как поверхностный слой 210 предназначен для быстрого впитывания текучей среды и удаления ее с тела и места на прокладке, в которое она попадает. Поэтому время прохождения через поверхностный слой занимает малую часть общего времени, за которое прокладка 200 впитывает определенное количество текучей среды (время проникновения).

Преимуществом является вариант, когда волокна, из которых выполнен поверхностный слой 210, не теряют своих физических свойств при намокании. Иными словами, они не должны разрушаться или утрачивать эластичность при попадании воды или текучей среды. Поверхностный слой 210 можно обработать таким образом, чтобы текучая среда легко проходила через него. Поверхностный слой 210 также предназначен для быстрого перевода текучей среды в нижние слои впитывающего изделия. Таким образом, поверхностный слой 210 является преимущественно смачиваемым, гидрофильным и пористым. Если он состоит из синтетических гидрофобных волокон, таких как полиэстер или двухкомпонентные волокна, поверхностный слой 210 можно обработать поверхностно-активным веществом (ПАВ), чтобы придать ему желаемую степень смачиваемости.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения поверхностный слой выполнен из термически связанного нетканого материала с плотностью 25 г/кв. м, на 100% состоящего из гидрофильных пропиленовых волокон и представленного в продаже под торговой маркой Multidenier Telao 25 cover компании Polystar Company (Сальвадор, Бразилия).

В другом варианте осуществления настоящего изобретения поверхностный слой 210 также может изготавливаться из полимерной пленки с большими порами. Благодаря высокой пористости пленка выполняет функцию быстрой транспортировки текучей среды в нижние слои впитывающего изделия. Подходящий поверхностный материал такого типа представлен в продаже под маркой STAYFREE Dry Max Ultrathin компании McNeil-PPC, Inc.

Возможно тиснение поверхностного слоя 210 до нижних впитывающих слоев с целью повышения гидрофильности путем сплавления поверхностного слоя с прилегающим нижним слоем. Такое сплавление может осуществляться локально, на некоторых участках или на всей контактной поверхности поверхностного слоя 210. В другом варианте осуществления настоящего изобретения возможно присоединение поверхностного слоя 210 к другим слоям изделия с использованием других способов, например, путем адгезии.

Основная часть - транзитный слой

Дополнительный транзитный слой 212 прилегает к поверхностному слою 210 с внутренней стороны и связан с поверхностным слоем 210. Транзитный слой 212 обладает способностью принимать текучую среду из поверхностного слоя 210 и удерживать ее до тех пор, пока нижняя впитывающая сердцевина 214 не впитает текучую среду полностью, и является, таким образом, транзитным, или удерживающим текучую среду, слоем. Транзитный слой 212 предпочтительно более плотный, чем поверхностный слой 210, и имеет большее количество более мелких пор. Такие свойства позволяют транзитному слою 212 удерживать текучую среду и не допускать ее попадания на наружную сторону поверхностного слоя 210, что не позволяет повторно смачивать поверхностный слой 210 и его поверхность. Тем не менее, транзитный слой предпочтительно не настолько плотный, чтобы мешать прохождению жидкости через слой 212 в нижнюю впитывающую сердцевину 214.

Транзитный слой 212 может быть изготовлен из волокнистых материалов, таких как древесная целлюлоза, полиэстер, вискозное волокно, мягкий пенопласт или аналогичных комбинаций. Транзитный слой 212 также может содержать волокна термопласта, введенные для стабилизации слоя и сохранения его структурной целостности. Транзитный слой 212 может быть обработан ПАВ с одной или обеих сторон для повышения смачиваемости, хотя, как правило, транзитный слой 212 довольно гидрофилен и может не нуждаться в такой обработке. Транзитный слой 212 предпочтительно прикрепляют с двух сторон к прилегающим слоям, то есть к поверхностному слою 210 и нижней впитывающей сердцевине 214.

Примером подходящих материалов для транзитного слоя 212 является вулканизированная воздухом целлюлоза, предлагаемая компанией Buckeye Technologies (Мемфис, штат Теннесси, США) под наименованием VIZORB 3008 с основной массой 110 г/м², под наименованием VIZORB 3042 с основной массой 100 г/м², под наименованием VIZORB 3010 с основной массой 90 г/м² и другие.

Основная часть - впитывающая сердцевина

На фиг.18 представлена впитывающая сердцевина 214 в соответствии с принципами настоящего изобретения. Впитывающая сердцевина 214 состоит из формованного волокнистого изделия 12 указанного выше типа.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения впитывающая сердцевина 214 представляет собой комбинацию или смесь целлюлозных волокон и суперабсорбента, размещенного в нем. Целлюлозные волокна, которые могут входить в состав впитывающего внутреннего слоя 214, хорошо известны специалистам в данной области техники и включают древесную целлюлозу, хлопок, лен или торфяной мох. Предпочтительна древесная целлюлоза.

Впитывающая сердцевина 214 может содержать суперабсорбирующий полимер («САП»), хорошо известный специалистам в данной области техники. Для целей настоящего изобретения термин «суперабсорбирующий полимер» (или «САП») относится к материалам, которые могут абсорбировать и удерживать количество жидкостей организма, по меньшей мере приблизительно в 10 раз превышающее их вес, под давлением 3,4 кПа (0,5 фунта на кв. дюйм). Частицы суперабсорбирующего полимера в данном изобретении могут являться неорганическими или органическими сшитыми гидрофильными полимерами, такими как поливиниловые спирты, полиэтиленоксиды, сшитые крахмалы, гуаровая камедь, ксантановая камедь и подобные им. Частицы могут быть в форме порошка, зерен, гранул или волокон. Предпочтительно частицы суперабсорбирующего полимера, используемого в настоящем изобретении, являются сшитыми полиакрилатами, например, продукция компании Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd. (Осака, Япония) под номером SA70N и продукция компании Stockhausen Inc.

Предпочтительная общая основная масса впитывающего слоя 214 составляет приблизительно 200-400 г/кв. м. В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения впитывающая сердцевина 214 включает приблизительно 50-100% вес. целлюлозы и приблизительно 0-50% суперабсорбента.

Как показано на фиг.18, впитывающая сердцевина 214 в соответствии с принципами изобретения состоит, как правило, из первого участка 218 и некоторого количества вторых участков 220. Множество вторых участков 220 представляет собой те части сердцевины 214, которые были сжаты под действием пуансонов 78, как описано выше, а первый участок 218 представляет собой ту часть сердцевины 214, которая находятся за пределами сжатых пуансонами 78 областей.

Предпочтительная толщина первичного участка 218 составляет приблизительно 0,5-3,5 мм, а предпочтительная плотность - 0,06-0,5 г/куб.см, при этом предпочтительная толщина каждого из множества вторичных участков 220 составляет приблизительно 0,15-0,7 мм, а предпочтительная плотность - 0,1-0,9 г/куб.см. Предпочтительное количество вторых участков сердцевины составляет приблизительно 8-10 на квадратный сантиметр. Предпочтительный индивидуальный размер каждого из вторых участков 220 составляет приблизительно 0,8-1,2 мм². Предпочтительная площадь множества вторых участков 220 составляет приблизительно 88-93,6 мм² (суммарная площадь, занимаемая вторыми участками 220). Предпочтительная площадь первого участка 218 составляет приблизительно 6,4-12 мм².

В одном из конкретных примеров изобретения впитывающая сердцевина 214 состоит из смеси распушенной целлюлозы 305 г/кв. м и суперабсорбента, содержащей по весу приблизительно 89% распушенной целлюлозы, выпускаемой серийно под торговой маркой Golden Isles Fluff Pulp 420#HD 7% Moisture компанией GP Cellulose (Брансвик, штат Джорджия, США), и 11% суперабсорбирующего полимера, выпускаемого серийно под торговой маркой Aqua Keep SA70N компанией Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd. (Осака, Япония).

Основная часть - барьерный слой

Ниже впитывающей сердцевины 214 расположен барьерный слой 216, содержащий непроницаемый для текучей среды пленочный материал для предотвращения протекания текучей среды, впитанной сердцевиной 214, за пределы гигиенической прокладки 200 и, следовательно, загрязнения нижнего белья пользователя. Барьерный слой 216 предпочтительно состоит из полимерной пленки, хотя может быть выполнен из непроницаемых для текучей среды, но проницаемых для воздуха материалов, таких как обработанные водоотталкивающим составом нетканые или микропористые пленки или пенистые материалы.

Барьерный слой может быть проницаемым для воздуха, то есть способствовать испарению. Известные материалы для этой цели включают нетканые материалы и микропористые пленки, микропористость которых достигается, помимо прочего, растягиванием ориентированной пленки. Одиночные или множественные слои проницаемых пленок, тканей, материалов, полученных при помощи плавления с раздувом, и их комбинации, создающие извилистый путь для текучей среды, и (или) те материалы и комбинации, поверхностные свойства которых создают жидкую поверхность, препятствующую проникновению текучей среды, также могут быть использованы для создания воздухопроницаемой нижней поверхности. Поверхностный слой 210 и барьерный слой 216 предпочтительно соединяются по краям таким образом, чтобы образовать замкнутое пространство или воротниковое уплотнение, которое замыкает внутреннюю сердцевину 214. Шов может быть выполнен с помощью клеящих материалов, термоскрепления, ультразвуковой сварки, сварки токами высокой частоты, механической гофрировки и другими аналогичными способами либо их комбинациями.

В одном из конкретных примеров изобретения барьерный слой состоит из непроницаемой для жидкости полиэтиленовой пленки 24 г/кв.м, серийно выпускаемой компанией Clopay do Brasil (Сан-Паулу, Бразилия).

Фиксирующий клейкий слой может быть нанесен на сторону барьерного слоя 216, обращенную к нижнему белью, для надежного прикрепления прокладки 200 к белью в процессе использования. Фиксирующий клейкий слой может быть закрыт до использования удаляемым кусочком прокладочной бумаги.

Впитывающие изделия, описываемые в настоящем изобретении, могут иметь или не иметь крылышки, петли или другие части для прикрепления впитывающего изделия к нижнему белью. Крылышки, которые также называют отворотами или другими терминами, а также их использование в гигиенических защитных изделиях описаны в патенте США № 4687478, выданном Van Tilburg, патенте США № 4589876, также выданном Van Tilburg, патенте США № 4900320, выданном McCoy и патенте США № 4608047, выданном Mattingly.

Гигиеническая прокладка 200 в соответствии с принципами настоящего изобретения прикрепляется к ластовице путем помещения поверхности, обращенной к нижнему белью, на внутреннюю поверхность ластовицы нижнего белья. Для прикрепления впитывающего изделия могут применяться различные способы. Например, химические средства, такие как клейкий материал, а также механические устройства крепления, такие как зажимы, шнурки, завязки и замковые приспособления, а также такие как зажимы, кнопки VELCRO (Velcro USA, Inc., Манчестер, штат Нью-Гэмпшир, США), молнии и аналогичные устройства являются примерами средств, доступных для изобретателя.

Клейкий слой может содержать контактный клей, нанесенный в виде полос, спиралей или волн и т.п. В рамках настоящего документа термин «контактный клей» относится к любому свободно отсоединяемому клейкому материалу или свободно отсоединяемым соединительным приспособлениям. Подходящи