CZ287966B6

CZ287966B6 - Absorpční struktura a způsob její výroby

Info

Publication number: CZ287966B6
Application number: CZ19963187A
Authority: CZ
Inventors: Urban Widlund
Original assignee: Sca Hygiene Products Aktiebolag
Priority date: 1994-05-04
Filing date: 1995-04-10
Publication date: 2001-03-14
Also published as: NO964474D0; FI964384A; PL179213B1; NO964474L; CA2189442C; CZ318796A3; EP0758220B1; DE69507025D1; SE9401541L; US5919178A; JP3793228B2; JPH10500325A; CN1147199A; ES2128728T3; HUT77812A; SK140996A3; WO1995030396A1; NZ285472A; EP0758220A1; NO308643B1

Abstract

Absorpční struktura (11) tvořící součást absorpčního tělesa absorpčních výrobků, jako jsou pleny, hygienické vložky, kalhotkové chrániče, chrániče před inkontinencí a podobných výrobků, sestává z horní, vstupní absorpční vrstvy (14) a ze spodní absorpční vrstvy (16), mezi nimiž je uložena mezilehlá vrstva (15), obsahující superabsorpční materiál. Mezilehlá vrstva (15), obsahující superabsorpční materiál, má hustotu 0,2 až 1,0 g/cm.sup.3.n., zejména 0,3 až 0,7 g/cm.sup.3.n., vstupní absorpční vrstva (14) má hustotu 0,05 až 0,4 g/cm.sup.3.n., zejména 0,1 až 0,3 g/cm.sup.3.n., a v nejvýhodnějším provedení 0,15 až 0,25 g/cm.sup.3.n., přičemž spodní absorpční vrstva (16) má hustotu 0,1 až 0,5 g/cm.sup.3.n., zejména 0,15 až 0,4 g/cm.sup.3.n., a v nejvýhodnějším provedení 0,2 až 0,3 g/cm.sup.3.n.. Absorpční struktura se vyrábí ukládáním prostřední mezilehlé vrstvy (15), obsahující superabsorpční materiál, mezi předem zvlhčenou horní absorpční vrstvu (14) a předem zvlhčenou spodní absorpční vrŕ

Description

Absorpční struktura a způsob její výroby

Oblast techniky

Vynález se týká absorpční struktury, obsahující vrstvu superabsorpčního materiálu, použité v absorpčních výrobcích, jako jsou hygienické vložky, chrániče při inkontinenci, pleny a podobné výrobky. Dále se týká způsobu výroby této absorpční struktury.

Dosavadní stav techniky

V dosavadním stavu techniky je známo různých typů absorpčních výrobků tohoto druhu. Absorpční těleso takových výrobků se vyrábí obvykle suchým rozvlákněním celulózové buničiny, uložené v navíjecích bubnech, v balících nebo ve vrstvách, a převáděním celulózové buničiny ve stavu vlákenného chmýří do buničitého rouna, někdy se současným přimícháním tak zvaných superabsorbentů, kde těmito superabsorbenty jsou polymery, mající schopnost absorbovat kapaliny nebo tělové tekutiny v mnohanásobku své hmotnosti.

Ve spise EP 0 122 042 je popsán způsob výroby absorpční struktury, obsahující superabsorpční materiál. Celulózová buničina se nejdříve rozvlákňuje pro vytvoření celulózových vláken, tak zvaného vlákenného chmýří, načež se směs těchto vláken a hydrogelových částic, nerozpustných ve vodě, vzduchem pokládá pro vytvoření rouna, z něhož se vytváří absorpční struktura, která se následně stlačuje na hustotu 0,15 až 1,0 g/m³.

Buničité těleso se stlačuje s cílem snížení jeho objemu a také s cílem zvýšení jeho vlastnosti pro vzlínání tekutiny. U většiny hygienických výrobků se vyžaduje tenký výrobek, který by mohl být nošen co nejdiskrétněji.

Superabsorpční materiál se normálně používá ve formě granulí nebo malých částic. Přitom může být zjištěno, že tyto malé částice se obtížně spojují pro uspokojivou výrobu absorpční struktury, což představuje jeden z problémů spojený s použitím superabsorpčního materiálu. Způsob popsaný například v tomto spise EP 0 122 442 zahrnuje nebezpečí, že se superabsorpční materiál rozptýlí ve výrobním zařízení a v jeho okolí, a dále zahrnuje nebezpečí, že částice superabsorpčního materiálu budou unikat z hotového buničitého jádra při jeho balení, přepravě nebo používání. Při výrobě výrobků obsahujících superabsorpční materiál se uvedené problémy zvyšují u tenčích výrobků.

Superabsorpční částice mají často ostré hrany, a mohou tedy někdy prorazit vrstvy absorpčních výrobků, které jsou nepropustné pro tekutiny, přestože se přijímají preventivní opatření. Také je důležité, aby se dosáhlo těsného kontaktu mezi vlákny a superabsorpčním materiálem, pro dosažení účinného převádění tekutiny mezi těmito dvěma materiály.

Absorpční těleso může dále obsahovat další složky, které jsou například určeny k vstřebávání nebo rozptylování tekutiny nebo ke zvýšení jeho soudržnosti a jeho schopnosti odolávat deformacím při používání.

Velká část výrobního zařízení používaná výrobci uvedených absorpčních výrobků sestává z rozvlákňovacího zařízení, pneumatických dopravních systémů, a ze zařízení tvarujících buničité rouno. Za tímto výrobním zařízením je často uspořádáno zařízení na stlačování hotového buničitého rouna nebo hotového hygienického výrobku.

Ze spisu US 3,017,304 je známo, že povrchové vrstvy obsahující papírové spoje a mající vyšší hustotu a vyšší pevnost, než původní buničité rouno, se může dosáhnout nastříkáním vody na buničité rouno a jeho následným stlačením. Taková vrstva se někdy nazývá „Burgeniho vrstva“.

-1 CZ 287966 B6

V.

Ze spisu US 4,186,165 je dále známo stlačování buničitého rouna, obsahujícího superabsorpční materiál, pomocí ohřátých válců, a bez přidávání vody, a tím se získá v buničitém rounu vnitřní vrstva, která má vyšší hustotu a vyšší pevnost než původní buničité rouno. Částice superabsorpčního materiálu jsou v této vrstvě vázány do struktury, a tato vrstva ve struktuře může být také získána v požadované úrovni, změnou teplotních rozdílů mezi válci. Avšak při praktickém použití tohoto způsobu jsou ve struktuře jenom slabě vázány částice superabsorpčního materiálu, které jsou obsaženy ve zbývajících částech buničitého rouna. Tímto způsobem nelze dosáhnout struktury, v níž jenom jedna vrstva obsahuje superabsorpční materiál, a kde je tato vrstva obklopena jednou nebo několika vrstvami, které neobsahují takový materiál, což je žádoucí při některých použitích tohoto výrobku.

Podstata vynálezu

Cílem tohoto vynálezu je vytvoření tenké absorpční struktury, která obsahuje vázaný superabsorpční materiál, a která může být zahrnuta v absorpčním výrobku, vymezeném v úvodní části této přihlášky. Tato absorpční struktura bude vykazovat velice dobré absorpční vlastnosti, a tuto absorpční strukturu bude možné vyrábět bez rozptylování superabsorpčního materiálu v okolí výrobního zařízení, nebo bez unikání superabsorpčního materiálu z hotového absorpčního výrobku při jeho balení, přepravě nebo používání.

Uvedeného cíle se dosáhne absorpční strukturou, tvořící součást absorpčního tělesa absorpčních výrobků, jako jsou pleny, hygienické vložky, kalhotkové chrániče, chrániče před inkontinencí a podobných výrobků, která sestává z homí, vstupní absorpční vrstvy a ze spodní absorpční vrstvy, mezi nimiž je vložena mezilehlá vrstva, obsahující superabsorpční materiál, podle vynálezu, jehož podstatou je, že mezilehlá vrstva, obsahující superabsorpční materiál, má hustotu 0,2 až 1,0 g/cm³, zejména 0,3 až 0,7 g/cm³, vstupní absorpční vrstva má hustotu 0,05 až 0,4 g/cm³, zejména 0,1 až 0,3 g/cm³, a v nejvýhodnějším provedení 0,15 až 0, 25 g/cm³, přičemž spodní absorpční vrstva má hustotu 0,1 až 0,5 g/cm³, zejména 0,15 až 0,4 g/cm³, a v nejvýhodnějším provedení 0,2 až 0,3 g/cm³.

V jiném provedení je plošná hmotnost absorpční struktury 50 až 1500 g/m², zejména 100 až 1000 g/m², a v nej výhodnějším provedení 200 až 600 g/m².

V dalším provedení jsou celulózová vlákna vstupní absorpční vrstvy nebo spodní absorpční vrstvy složena z vláken z chemickotermomechanicky vyrobené buničiny.

V dalším provedení mají chemickotermomechanická buničitá vlákna koeficient zkadeření 0,20 až 0,40.

V dalším provedení jsou celulózová vlákna složena z rychle sušených celulózových vláken.

V dalším provedení jsou celulózová vlákna vstupní absorpční vrstvy nebo spodní absorpční vrstvy složena z vláken z chemicky vyrobené buničiny.

V dalším provedení obsahují alespoň některá uvedená vlákna chemicky ztužená celulózová vlákna.

V dalším provedení je procentuální obsah superabsorpčního materiálu v mezilehlé vrstvě alespoň 60 % hmotnostních, zejména alespoň 80 % hmotnostních, a v nejvýhodnějším provedení alespoň 90 % hmotnostních, počítáno na celkovou hmotnost struktury v suchém stavu.

V dalším provedení je procentuální obsah superabsorpčního materiálu ve vstupní absorpční vrstvě nižší než 10 % hmotnostních, počítáno na celkovou hmotnost struktury v suchém stavu.

-2CZ 287966 B6

V dalším provedení je procentuální obsah superabsorpčního materiálu ve spodní absorpční vrstvě nanejvýš 20% hmotnostních, zejména 10% hmotnostních, počítáno na celkovou hmotnost struktury v suchém stavu.

V dalším provedení má hotová struktura vlhkost 3 až 20 % hmotnostních, zejména 4 až 18 % hmotnostních, a v nejvýhodnějším provedení alespoň 8 až 12 % hmotnostních počítáno na hmotnost struktury.

Uvedeného cíle se dále dosáhne způsobem výroby této absorpční struktury podle vynálezu, jehož podstatou je, že absorpční struktura se vyrábí ukládáním prostřední vrstvy, obsahující superabsorpční materiál, mezi předem zvlhčenou horní absorpční vrstvu a předem zvlhčenou dolní absorpční vrstvu zrozvlákněné celulózové buničiny, zvlhčené alespoň na vlhkost 10%, nebo z tenkého papíru, zvlhčeného alespoň na vlhkost 20 %, počítáno na hmotnost celulózové buničiny nebo tenkého papíru v suchém stavu, potom se tato složená struktura stlačuje mezí jedním nebo několika páry vyhřívaných válců, přičemž se vlhkost odpařuje teplem vyhřívaných válců v jejich bezprostřední blízkosti a sráží se v chladnější prostřední vrstvě superabsorpčního materiálu, hlouběji v tomto materiálu, přičemž tato prostřední vrstva se tím zpevní pro vytvoření stabilní vrstvy a pevně se spojí s okolními absorpčními vrstvami celulózové buničiny nebo tenkého papíru.

V jiném provedení způsobu se alespoň jedna horní absorpční vrstva nebo dolní absorpční vrstva vytváří zrozvlákněné celulózové buničiny, přičemž tato rozvlákněná celulózová buničina se zvlhčuje na vlhkost 10 až 40 %, zejména 15 až 30 %, a v nejvýhodnějším provedení na 20 až 25 %, počítáno na hmotnost celulózové buničiny v suchém stavu.

V dalším provedení způsobu se alespoň jedna horní absorpční vrstva nebo dolní absorpční vrstva vytváří z tenkého papíru, přičemž tento tenký papír se zvlhčuje na vlhkost 20 až 70 %, zejména 40 až 60 %, a v nejvýhodnějším provedení na 45 až 55 %, počítáno na hmotnost tenkého papíru v suchém stavu.

V dalším provedení způsobu, prostřední vrstva, obsahující superabsorpční materiál, obsahuje původně alespoň 60 % hmotnostních, zejména alespoň 80 % hmotnostních, a v nejvýhodnějším provedení alespoň 90 % hmotnostních počítáno na hmotnost celulózové buničiny nebo tenkého papíru v suchém stavu.

Vlastnosti různých vrstev ve struktuře mohou být řízeny, aby vyhovovaly různým použitím výrobku tak, že se jako výchozího materiálu pro absorpční strukturu použije dvou oddělených vrstev vlákenného chmýří nebo vrstev papíru, mezi něž je umístěna vrstva superabsorpčního materiálu. Jedna nebo obě vrstvy vlákenného chmýří mohou být například bez obsahu superabsorpčního materiálu. Různé vrstvy vlákenného chmýří mohou být složeny z různých celulózové buničiny nebo mohou být téhož druhu, například z vláken chemickotermomechanicky vyrobené buničiny, nebo odpovídajícího produktu vyrobeného ze sulfitové nebo sulfátové buničiny. Celulózová vlákna, která byla ztužována chemicky nebo jinak, mohou být použita v jedné nebo v obou vrstvách. Když se použije vláken chemickotermomechanicky vyrobené buničiny, mohou být tato vlákna například mžikově sušena.

Přehled obrázků na výkrese

Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresu, kde na obr. 1 je schematicky znázorněno zařízení na výrobu absorpční struktury způsobem podle vynálezu a na obr. 2 je schematicky znázorněn příklad provedení absorpčního výrobku, vyrobeného podle vynálezu.

-3CZ 287966 B6

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je schematicky znázorněno zařízení na výrobu absorpční struktury způsobem podle vynálezu. Na drátěném sítu 9 se vytváří rouno 10, které má plošnou hmotnost 100 až 1000 g/m²a hustotu 0,05 až 0,2 g/cm³. Rouno 10 sestává z homí vrstvy 1 ve formě horního buničitého rouna, o plošné hmotnosti 100 až 1000 g/cm² a hustotě 0,05 až 0,2 g/cm³ a z dolní vrstvy 2, ve formě dolního buničitého rouna, o plošné hmotnosti 50 až 1000 g/m² a hustotě 0,05 až 0,2 g/cm³a ze střední vrstvy 3 v podstatě superabsorpčního materiálu, uložené mezi uvedenou homí a dolní vrstvou 1 a 2, o plošné hmotnosti 50 až 500 g/m² a hustotě 0,4 až 0,7 g/cm³. Pomocí trysek 4 a 5 se na rouno 10 stříká voda, pro dosažení vlhkosti 15 až 40 %, počítáno na celkovou hmotnost rouna 10 v suchém stavu. Rouno 10 se stlačuje na hustotu 0,1 až 0,5 g/cm³ pomocí ohřívaných válců 6 a 7, čímž se spojí střední vrstva 3 s homí a dolní vrstvou 1 a 2. Válce 6 a 7 vykazují přímkový tlak 100 až 200 kg/cm a teplotu 102 až 250 °C. Stlačené buničité rouno 8 má tloušťku 1 až 4 mm.

Na obr. 2 je na přikladu pleny schematicky znázorněno provedení absorpčního výrobku, vyrobeného způsobem podle vynálezu. Plena obvykle sestává z absorpčního tělesa U, uzavřeného mezi homí fólii 12, propustnou pro tekutiny, která je vhodně vytvořena z měkkého netkaného materiálu, jako je děrovaná plastová fólie nebo podobně, a která je při použití uložena blíže k uživateli, a mezi spodní nebo podkladovou fólií 13. Fólie 12 a 13 jsou opatřeny částmi, které přesahují přes absorpční těleso 11 a jsou těmito částmi spojeny. Spodní fólie 13 je vytvořena z vhodného plastového materiálu, například z polyethylenu. Je pochopitelné, že homí a spodní fólie 12 a 13 mohou být vytvořeny z jiných známých materiálů, v rozsahu tohoto vynálezu. Absorpční těleso 11 může být vyrobeno zcela z materiálu podle vynálezu, nebo v kombinaci materiálu podle vynálezu a jiného materiálu.

Jestliže je absorpční struktura vyrobena zcela z materiálu podle vynálezu, může mít následující konstrukci, sestávající z různých vrstev o různých vlastnostech, dosažených podle vynálezu. Absorpční struktura potom bude obsahovat homí, vstupní absorpční vrstvu 14 pro příjem tekutin, mezilehlou vrstvu 14 a spodní absorpční vrstvu ]6.

Účelem vstupní vrstvy 14 je rychlé vstřebání a rozptýlení daného množství tekutiny. Tekutina bude volně udržována ve vlákenné struktuře a bude z ní rychle odváděna. Vstupní vrstva 14 přednostně sestává z homí vrstvy z materiálu podle vynálezu a je složena z poměrně pevných nebo tuhých vláken, která vytvářejí strukturu s relativně otevřenými vlákny, dokonce i po stlačení a smáčení. Vstupní vrstva 14 může například sestávat z chemicky ztužených celulózových vláken, a bude s výhodou obsahovat méně než 10 % superabsorpčního materiálu, počítáno na hmotnost struktury v suchém stavu.

Účelem mezilehlé vrstvy 15 je vázání absorbované tekutiny uvnitř absorpční struktury, aby se tak zabránilo zpětnému proudění tekutiny a smáčení pokožky uživatele. Mezilehlá vrstva 15 obsahuje vysoký procentuální obsah superabsorpčního materiálu, přičemž vhodný procentuální obsah je 60 až 90 % hmotnostních, počítáno na hmotnost struktury v suchém stavu.

Účelem spodní vrstvy 16 je rozptýlení tekutiny, která pronikne mezilehlou vrstvou 15 do části absorpčního tělesa 1 které ještě nebyly použity. Dalším účelem spodní vrstvy 16 je ochrana spodní fólie 3 nepropustné pro tekutiny, proti proražení částicemi superabsorpčního materiálu. Spodní vrstva 16 s výhodou sestává ze spodní vrstvy materiálu, který byl konstruován podle vynálezu, a může být vytvořena z chemického vlákenného chmýří a může obsahovat 5 až 20 % hmotnostních superabsorpčního materiálu, počítáno na hmotnost struktury v suchém stavu.

Různé vrstvy mohou mít různý tvar a velikost. Absorpční struktura se normálně kombinuje s různými typy pružných stahovacích prostředků, zejména v rozkrokové oblasti, pro zlepšení uložení a funkce výrobku.

-4CZ 287966 B6

Je pochopitelné, že vynález není omezen na zobrazený příklad jeho provedení, a že jsou možná další provedení v rámci rozsahu následujících nároků.

Claims

1. Absorpční struktura (11) tvořící součást absorpčního tělesa absorpčních výrobků, jako jsou pleny, hygienické vložky, kalhotkové chrániče, chrániče před inkontinencí a podobných výrobků, která sestává z horní, vstupní absorpční vrstvy (14) a ze spodní absorpční vrstvy (16), mezi nimiž je uložena mezilehlá vrstva (15), obsahující superabsorpční materiál, vyznačující se tím, že mezilehlá vrstva (15), obsahující superabsorpční materiál, má hustotu 0,2 až 1,0 g/cm³, zejména 0,3 až 0,7 g/cm³, vstupní absorpční vrstva (14) má hustotu 0,05 až 0,4 g/cm³, zejména 0,1 až 0,3 g/cm³, a v nejvýhodnějším provedení 0,15 až 0,25 g/cm³, přičemž spodní absorpční vrstva (16) má hustotu 0,1 až 0,5 g/cm³, zejména 0,15 až 0,4 g/cm³, a v nej výhodnějším provedení 0,2 až 0,3 g/cm³.

2. Absorpční struktura podle nároku 1, vyznačující se tím, že její plošná hmotnost je 50 až 1500 g/m², zejména 100 až 1000 g/m², a v nejvýhodnějším provedení 200 až 600 g/m².

3. Absorpční struktura podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že celulózová vlákna vstupní absorpční vrstvy (14) nebo spodní absorpční vrstvy (16) jsou složena z vláken z chemickotermomechanicky vyrobené buničiny.

4. Absorpční struktura podle nároku 3, vyznačující se tím, že chemickotermomechanická buničitá vlákna mají koeficient zkadeření 0,20 až 0,40.

5. Absorpční struktura podle nároku 3 nebo 4, vyznačující se tím, že celulózová vlákna jsou složena z rychle sušených celulózových vláken.

6. Absorpční struktura podle nároků laž2, vyznačující se tím, že celulózová vlákna vstupní absorpční vrstvy (14) nebo spodní absorpční vrstvy (16) jsou složena z vláken z chemicky vyrobené buničiny.

7. Absorpční struktura podle nároků laž6, vyznačující se tím, že alespoň některá uvedená vlákna obsahují chemicky ztužená celulózová vlákna.

8. Absorpční struktura podle nároků laž7, vyznačující se tím, že procentuální obsah superabsorpčního materiálu v mezilehlé vrstvě (15) je alespoň 60% hmotnostních, zejména alespoň 80 % hmotnostních, a v nejvýhodnějším provedení alespoň 90 % hmotnostních, počítáno na celkovou hmotnost struktury v suchém stavu.

9. Absorpční struktura podle nároků laž8, vyznačující se tím, že procentuální obsah superabsorpčního materiálu ve vstupní absorpční vrstvě (14) je nižší než 10 % hmotnostních, počítáno na celkovou hmotnost struktury v suchém stavu.

10. Absorpční struktura podle nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že procentuální obsah superabsorpčního materiálu ve spodní absorpční vrstvě (16) je nanejvýš 20% hmotnostních, zejména 10 % hmotnostních, počítáno na celkovou hmotnost struktury v suchém stavu.

11. Absorpční struktura podle nároků lažlO, vyznačující se tím, že hotová struktura má vlhkost 3 až 20 % hmotnostních, zejména 4 až 18 % hmotnostních, a v nejvýhodnějším provedení alespoň 8 až 12 % hmotnostních počítáno na hmotnost struktury.

-5CZ 287966 B6

12. Způsob výroby absorpční struktury podle nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že absorpční struktura se vyrábí ukládáním prostřední vrstvy, obsahující superabsorpční materiál, mezi předem zvlhčenou horní absorpční vrstvu a předem zvlhčenou dolní absorpční vrstvu

5 zrozvlákněné celulózové buničiny, zvlhčené alespoň na vlhkost 10 %, nebo z tenkého papíru, zvlhčeného alespoň na vlhkost 20 %, počítáno na hmotnost celulózové buničiny nebo tenkého papíru v suchém stavu, potom se tato složená struktura stlačuje mezi jedním nebo několika páry vyhřívaných válců, přičemž se vlhkost odpařuje teplem vyhřívaných válců v jejich bezprostřední blízkosti a sráží se v chladnější prostřední vrstvě superabsorpčního materiálu, hlouběji v tomto 10 materiálu, přičemž tato prostřední vrstva se tím zpevní pro vytvoření stabilní vrstvy a pevně se spojí s okolními absorpčními vrstvami celulózové buničiny nebo tenkého papíru.

13. Způsob výroby absorpční struktury podle nároku 12, vyznačující se tím, že alespoň jedna horní absorpční vrstva nebo dolní absorpční vrstva se vytváří z rozvlákněné

15 celulózové buničiny, přičemž tato rozvlákněná celulózová buničina se zvlhčuje na vlhkost 10 až

40 %, zejména 15 až 30 %, a v nejvýhodnějším provedení na 20 až 25 %, počítáno na hmotnost celulózové buničiny v suchém stavu.

14. Způsob výroby absorpční struktury podle nároku 12, vyznačující se tím, že 20 alespoň jedna horní absorpční vrstva (1) nebo dolní absorpční vrstva (2) se vytváří z tenkého papíru, přičemž tento tenký papír se zvlhčuje na vlhkost 20 až 70 %, zejména 40 až 60 %, a v nej výhodnějším provedení na 45 až 55 %, počítáno na hmotnost tenkého papíru v suchém stavu.

25 15. Způsob výroby absorpční struktury podle nároků 12ažl4, vyznačující se tím, že prostřední vrstva (10), obsahující superabsorpční materiál, obsahuje původně alespoň 60 % hmotnostních, zejména alespoň 80 % hmotnostních, a v nejvýhodnějším provedení alespoň 90 % hmotnostních počítáno na hmotnost celulózové buničiny nebo tenkého papíru v suchém stavu.