FI81958B - Foer anvaendning i engaongsprodukter avsedd absorptionskropp av fibrer jaemte saett foer framstaellning av densamma. - Google Patents

Description

Imukappale, joka on tarkoitettu käytettäväksi kertakäyttö- tuotteissa ja on tehty kuiduista, sekä sen valmistustapa 1 81958 Tämä keksintö koskee imukappaletta, joka on tarkoi-5 tettu käytettäväksi kertakäyttötuotteissa, kuten vaipoissa, terveys- tai haavasiteissä,. ja joka on tehty kuiduista, ja se koskee paitsi uutta ja parannettua tällaista kappaletta myöskin sen valmistustapaa.

Kun valitaan esim. vaippojen, siteiden, pidätyskyvyt-10 tömyystuotteiden, yms. imumateriaali tai imusydän, otetaan huomioon sekä välittömät imutoiminnalliset ominaisuudet että kustannusnäkökohdat.

Imutoiminnalla tarkoitetaan tällöin sekä esim. imu-materiaalin nestettä siirtävää että pidättävää kykyä ja 15 kustannukset nähdään suhteessa siihen, kuinka paljon materiaalia käytetään tai on käytettävä tietyn nestemäärän imemiseksi. Imutoiminnallisiin ominaisuuksiin kuuluu myös yhteistoiminta valmiin tuotteen muiden materiaalien kanssa, esim. käytössä käyttäjän kanssa kosketuksessa olevan pin-20 tamateriaalin kanssa, niin että saadaan kuiva pinta, joka pysyy kuivana myös tuotteen pitkäaikaisessa käytössä.

On tunnettua, että imumateriaalilla, jonka tiheys on pieni, on suuri nesteenpidätyskyky kapillaareissaan, mutta pieni nesteensiirtokyky, kun sitä vastoin imuraate-25 riaalilla, jonka tiheys on suuri, ominaisuudet ovat päinvastaiset.

Lisäksi on tunnettua, että virtaus ja diffuusio kapillaarijärjestelmässä tapahtuvat suunnassa pois isommista kapillareista (pieni tiheys) kohti pienempiä (suuri 30 tiheys).

Kokeissa, joissa on yritetty saavuttaa toiminnallinen ja taloudellinen tasapaino nesteenpidätys- ja nes-teensiirtokyvyn välillä, so. nesteen siirrossa hyödyntää koko imukappaletta tai ainakin suurinta osaa siitä, on 35 käytetty aikaisempia rakenteita, joissa on eri kerroksia, joiden tiheys vaihtelee.

2 81 958 Tällöin on pyritty hyödyntämään mainittua siirto-kykyä nesteen imemiseksi alueista, joissa kapillaarit ovat suurempia, alueisiin, joissa ne ovat pienempiä. Tietty vaikutus on tosin saavutettu, mutta yleisesti ottaen edelly-5 tykset nesteen siirrolla eri kerrosten kesken ovat huonot, koska niiden välinen ylimenoalue toimii lähinnä nestesul-kuna. Tähän asti tunnetuissa, eri kerroksista koostuvissa imusydämissä on lisäksi imumateriaali nesteen imun yhteydessä muuttunut siten, että kerrokset, joiden tiheys on 10 pieni, ovat painuneet kokoon, ja kerrokset, joiden tiheys on suuri, ovat paisuneet. Näillä tunnetuilla imukappaleilla ei siis ole saavutettu halutunkaltaista, pysyvää vaikutusta.

Po. keksinnössä on kuitenkin kehitetty uusi ja parannettu imukappale, jolla siihen valitun imumateriaalin 15 huomioonottaen on parhaat mahdolliset imutoiminnalliset ominaisuudet ja joka on taloudellinen.

Keksinnön mukaisesti toteutettu imukappale on tätä tarkoitusta varten sellainen, että se sisältää ainakin yhden lajin imukuituja ja lämmöllä aktivoitavan sideaineen, 20 mieluiten sidekuitujen muodossa, että imukuidut on sidottu yhtenäiseksi kappaleeksi tämän sideaineen avulla sekä että tälle on puristamalla paksuuden suunnassa annettu sekä sen märässä että kuivassa tilassa pysyvä, jatkuva tiheys-gradientti mainitussa suunnassa. Näin voi keksinnön mukai-25 sesti toteutetulla imukappaleella olla pienin tiheytensä siinä kerroksessa, joka tuotteen käytössä on lähimpänä käyttäjää, ja vastakkaisen pintakerroksen suunnassa jatkuvasti kasvava tiheys. Näin saavutetaan se etu, että tehokkuus on pysyvästi suuri kastumispisteessä ja nesteen siirto 30 on nopea tästä, ja lisäksi neste tulee jaetuksi ihanteellisesti imukappaleeseen. Lisäksi saavutetaan myös kuivempi pintakerros kuin aikaisemmin tunnetuissa imukappaleissa valmiin tuotteen käytössä käyttäjään päin olevalla puolella, minkä lisäksi ns. jälleenkastumisvaara on hyvin pieni.

35 Eräässä erityisen sopivassa toteutusmuodossa on siksi keksinnön mukaisen imukappaleen tiheys pienin siinä 3 81958 kerroksessa, joka tuotteen käytössä on lähimpänä käyttäjää, ja sen tiheys kasvaa jatkuvasti vastakkaisen pintakerroksen suunnassa, minkä lisäksi siinä pintakerroksessa, joka on käytössä poispäin käyttäjästä, on samassa määrin 5 ylimääräisesti puristettu, yhtenäinen rakenne imetyn nesteen jakamiseksi paremmin tässä kerroksessa.

Keksintö koskee myös tapaa uuden ja parannetun imukappaleen valmistamiseksi. Tämä tapa tunnetaan lähinnä siitä, että imukuiduista ja niiden joukkoon sekoitetusta, 10 lämmöllä aktivoitavasta sideaineesta muodostuu pienen tiheyden omaava raina, joka lämmitetään sideaineen aktivoimiseksi ja imukuitujen sitomiseksi keskenään yhteen sideaineen avulla, minkä jälkeen se jäähdytetään juuri alle sideaineen sitomislämpötilan olevaan arvoon ja sitten se 15 puristetaan kokoon valssiparilla, jossa rainan toisella puolella oleva valssi on kylmä tai sen lämpötila alittaa sideaineen sitomislämpötilan, ja rainan vastakkaisella puolella olevan valssin lämpötila ylittää tämän sitomislämpötilan, jolloin saadaan aikaan lämpimämmästä valssista 20 kohti kylmempää valssia vähenevä sitova vaikutus, joka antaa rainaan tiheysgradientin sen kuljettua valssiparin läpi.

Välittömästi imuteknisten etujen ohella on nyt keksinnön mukaisen valmistustavan ansiosta saatu ensim-25 mäistä kertaa mahdollisuus tasapainottaa imutuotteiden vakavuus ja pehmeysominaisuudet keskenään, mikä osaltaan parantaa imuteknistä toimintaa.

Keksintöä kuvataan seuraavassa lähemmin viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa: 30 kuvio 1 esittää läpileikkausta keksinnön mukaisesta imukappaleesta; kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaista läpileikkausta ja siinä on imukappaleen imemän nesteen leviämiskuvio; kuvio 3 esittää kuviota 2 vastaavaa läpileikkausta 35 imukappaleesta, jolla on toinen tiheysgradientti; 4 81 958 kuvio 4 esittää kaaviomaisesti tapaa keksinnön mukaisten imukappaleiden valmistamiseksi; ja kuvio 5 esittää lopuksi isommassa mittakaavassa itse tiheysgradientin muodostamista kuvion 4 näyttämän 5 tavan mukaisesti.

Kuvion 1 näyttämä keksinnön mukaisen imukappaleen toteutusmuoto on tehty paperikuiduista ns. massarevinnäis-sen ja sidekuitujen muodossa/ esim. sellaisista, joita valmistaa amerikkalaisen Hercules-yhtiö kauppanimellä 10 PULPEX. Sidekuidut sulavat sitomislämpötilassaan ja tule vat tällöin sidotuiksi yhteen imukuitujen kanssa, jolloin saadaan imukappale, joka on suhteellisen muotovakaa sekä märässä että kuivassa tilassa.

Tämän imukappaleen käytössä lähimpänä käyttäjää 15 olevaa puolta osoittaa kuviossa 1 numero 1 ja sen vastakkaista puolta numero 2. Imukuidut, jotka ovat po. tapauksessa selluloosakuituja, pidetään koossa sidekuitujen avulla. Imukappale on muotoiltu niin, että sillä on käyttäjästä poispäin olevasta sivupinnasta 1 toisen sivupin-20 nan 2 suuntaan jatkuvasti kasvava tiheys. Tämän tiheysgradientin sopivalla sovituksella ja kahden pintakerroksen 1, 2 tiheyden valinnalla voidaan saada aikaan imukappale, jolla on ko. tarkoitukseen parhaat imutoiminnalliset ominaisuudet.

25 Kuvio 2 näyttää nesteen jakaantumisen ja siten tiheysgradientin keksinnön mukaisen imukappaleen paksuuden suunnassa. Nestettä on tässä tullut sisään ns. kastu-miskohdassa 4, joka on käyttäjää kohti olevassa pintakerroksessa 1, jonka tiheys on pieni. Tämän arvo on lähim-30 pänä pintakerrosta 1 olevalla alueella niin pieni, että neste leviää lähinnä kohti vastakkaista pintakerrosta 2, mistä on se etu, että lähimpänä käyttäjää oleva puoli tai pinta 1 ei kastu, vaan pysyy olennaisen kuivana ja käyttäjälle miellyttävänä.

35 Sitä mukaa kuin neste tunkeutuu kappaleen yhä ti- heämmäksi puristettuun imumateriaaliin, tapahtuu myös 5 81958 nesteen nopeampi leväminen tämän sivusuunnassa. Vasta kun neste on kyllästänyt kerroksen, joka on lähimpänä käyttäjästä poispäin olevaa sivupintaa 2, tapahtuu leviämistä tästä kerroksesta takaisin kohti lähimpänä käyttäjää ole-5 vaa sivupintaa 1. Siksi tämä pinta pysyy ainakin pääasiallisesti kuivana, kunnes neste on kyllästänyt kaiken muun imumateriaalin kappaleessa.

Kuten mainittiin, voidaan tiheysgradientti keksinnön mukaisessa imukappaleessa valita kappaleen käyttö-10 tarkoituksen mukaan. Kuvion 2 näyttämä nesteenleviämis-profiili 3, so. nesteen leviäminen lähimpänä käyttäjää olevasta sivupinnasta 1 kohti vastakkaista, käyttäjästä poispäin olevaa sivua 2 ennen kuin tapahtuu paluuleviämi-nen jo kyllästetyistä alueista takaisinpäin kohti käyttä-15 jään päin olevaa sivupintaa 1, näyttää nesteen leviämisen, joka on olennaisen optimaalinen esim. kuukautissi-teissä. Tiheysgradientin puhtaasti imuteknisen valinnan ohella imukappaleen paksuuden suunnassa voidaan tiheyden valinnassa myös ottaa huomioon lopputuotteen vakavuus ja 20 pehmeysominaisuudet.

Kuvio 3 näyttää keksinnön mukaisen imukappaleen, jonka tiheysgradientti on erittäin sopiva sellaisia imu-tuotteita varten, joissa esiintyy suuria nestemääriä, esim. vaipoissa. Vaippojen imukappaleissa on nimittäin 25 tärkeää, että nestekapasiteetti on suuri nesteen siirtä miseksi pois kastumispisteestä 4. Tähän päästään keksinnön mukaisessa imukappaleessa tiheysgradientilla, joka antaa kuvion 3 näyttämän leviämisprofiilin 5. Tiheys kasvaa tässä nopeammin kappaleen kohti käyttäjää olevasta 30 yläsivusta 1 ja alaspäin kuin kuvion 2 näyttämässä imu-kappaleessa.

Kuvio 4 näyttää kaaviomaisesti keksinnön mukaisen imukappaleen valmistustavan. Imukuidut kuidutetaan massa-revinnäisestä (ei näytetty tässä) ja syötetään rumpuun 35 6, jossa ne sekoitetaan sidekuitujen kanssa. Rummussa 6 6 81958 aikaansaatu kuituseos asetetaan ilman avulla kuljetusradalle 7 ainerainan 8 muodostamiseksi, jonka tiheys on pieni. Tämä raina 8 syötetään uunin 9 läpi, jossa kuitu-aine lämmitetään esim. mikroaaltoenergialla vähintään 5 sidekuitujen sitomislämpötilaan. Sitten lämmitettyä aine- rainaa 8 puristetaan jonkin verran uunin 9 ulosmenopuolen jälkeen sijoitettujen kahden valssin 10 välissä. Tällä puristuksella aikaansaadaan toisaalta kuitujen yhtenäinen sitoutuminen ainerainassa ja lisäksi sen avulla määrite-10 tään rainan tiheys.

Aineraina saa sitten kulkea jäähdytysvyöhykkeeseen 11, jossa se jäähdytetään sidekuitujen sitomislämpötilan juuri alittavaan lämpötilaan. Haluttu tiheysgradientti saadaan lopuksi aikaan puristamalla ainerainaa 8 valssi-15 parissa 12. Tämä sisältää lämpimän alavalssin 13 ja kylmän ylävalssin 14, joiden välistä aineraina saa kulkea. Lämpimän valssin 13 lämpötila on sellainen, että sidekuitujen sulamislämpötila jälleen saavutetaan, jolloin saadaan ainerainan paksuuden suunnassa lämpötilan gradientti, joka 20 antaa voimakkaan sidonnan lähimpänä valssia olevassa pintakerroksessa ja sitten heikentyvän sitovan vaikutuksen ainerainen läpi, minkä tuloksena on tiheyden gradientti ainerainan siinä osassa, joka on kulkenut valssiparin 12 läpi. Muuttamalla ainerainan tulolämpötilaa, so. sen lämpö-25 tilaa ennen viimeksi mainittua valssiparia 12, lämpimän valssin 13 lämpötilaa, ainerainan nopeutta ja kokoonpuris-tusastetta siinä voidaan muuttaa lämpötilan gradienttia ainerainan paksuuden suunnassa.

Kuvio 5 näyttää tiheyden gradientin muodostamisen 30 ainerainan paksuuden suunnassa. Suhteellisen paksua ainerainaa 8 puristetaan kokoon valssien 13 ja 14 välissä.

Lämpö lämpimästä valssista 13 pienenee tällöin jatkuvasti kulmän valssin 14 suunnassa. Näin saadaan aikaan lämpi-1 mästä valssista 13 jatkuvasti heikentyvä sidekuitujen 35 uusi sitoutuminen, minkä johdosta kokoonpuristus samoin 7 81958 vähenee jatkuvasti suunnassa lämpimästä valssista 13 kohti kulmää valssia 14. Tämäkin käy ilmi kuviosta 5, joka näyttää kuinka ainerainan 8 valssiparissa 12 tapahtuvan puristuksen aikana lähimpänä kulmää valssia 14 oleva aine 5 jälleen joustaa ulos kuljettuaan valssiparin läpi.

Po. keksintö ei rajoitu edellä kuvattuihin toteu-tusesimerkkeihin, koska useat muunnokset ovat mahdollisia seuraavien patenttivaatimusten puitteissa.

Edeltävän kuvauksen mukaisesti keksinnön mukainen 10 imukappale asetetaan siten, että se pintakerros, jonka tiheys on pienin, on lähimpänä käyttäjää. Tällainen imu-kappale voidaan kuitenkin myös sijoittaa päinvastoin, so. eniten puristettu pintakerros lähimmäksi käyttäjää, jolloin saadaan imukappale, joka samalla estää läpivirtauk-15 sen. Neste ei tällöin nimittäin siirry pintakerroksesta, jonka tiheys on suuri, kerroksiin, joiden tiheys on pienempi, vaan sen sijaan saadaan aikaan sulkukerros nesteelle sijoittamalla imukappale tällä tavalla.

Claims (8)

8 81958

1. Imukappale, joka on tarkoitettu käytettäväksi kertakäyttötuotteissa, kuten vaipoissa, terveys- tai haa-5 vasiteissä, joka imukappale sisältää ainakin yhden lajin imukuituja ja lämmöllä aktivoitavan sideaineen, joka edullisesti muodostuu sidekuiduista, jolloin imukuidut on sidottu yhtenäiseksi kappaleeksi tämän sideaineen avulla, tunnettu siitä, että imukuidut ja sideaine ovat 10 yhtenäisesti sekoitettuina imukappaleeseen, jolla on vähitellen kasvavan kuitusidosasteen ja kokoonpuristuksen johdosta suunnassa, joka on kohtisuoraan sen suurimpaan pintaan nähden, sekä märässä että kuivassa tilassa pysyvä, jatkuva tiheysgradientti mainitussa suunnassa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen imukappale, tunnettu siitä, että sillä on pienin tiheytensä toisessa pintakerroksessa (1), ja suunnassa kohti vastakkaista pintakerrosta (2) sen tiheys kasvaa jatkuvasti, ja että viimeksi mainitussa pintakerroksessa (2) on siihen 20 ylimääräisesti yhteenpuristettu, yhtenäinen kuvio imetyn nesteen jakamiseksi paremmin tähän kerrokseen.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen imukappale, tunnettu siitä, että tiheys sen toisessa pintakerroksessa (1) on 0,01 - 0,03 g/cm3, mieluiten noin 25 0,02 g/cm3, ja vastakkaisessa pintakerroksessa (2) 0,10 - 0,40 g/cm3, mieluiten noin 0,20 g/cm3, kun taas koko kappaleen keskiarvo on noin 0,03 - 0,12 g/cm3.

4. Tapa patenttivaatimuksen 1 mukaisen imukap-paleen valmistamiseksi, tunnettu siitä, että imu- 30 kuiduista ja niiden kanssa yhtenäisesti sekoitetusta, lämmöllä aktivoitavasta sideaineesta muodostetaan pääasiassa yhteenpuristamaton raina (8), joka lämmitetään (9) II g 81958 molemmin puolin sideaineen aktivoimiseksi ja imukuitujen sitomiseksi keskenään yhteen sideaineen avulla, minkä jälkeen raina (8) jäähdytetään lämpötilaan, joka juuri alittaa sideaineen sitomislämpötilan, ja sitten puris-5 tetaan ainakin yhden valssiparin (12) välissä, josta valssiparista toinen valssi (14) on kylmä tai sen lämpötila alittaa sideaineen sitomislämpötilan ja toisen valssin (13) lämpötila ylittää tämän sitomislämpötilan, jolloin saadaan aikaan sitova vaikutus, joka jatkuvasti vä-10 henee suunnassa pois lämpimämmästä valssista (13) kohti kylmempää (14) ja joka antaa rainaan tiheysgradientin kun se on kulkenut mainitun kahden valssin (12) läpi.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen tapa, tunnettu siitä, että kuitujen yhteensitomisen yh- 15 teydessä raina (8) puristetaan kokoon sopivaan tiheyteen ennen jäähdytystä ja sitä seuraavaa, tiheyden gradientin antavaa yhteenpuristusta valssiparissa (12).

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen tapa, tunnettu siitä, että lämmitys sideaineen aktivoi- 20 miseksi tapahtuu lämpimällä ilmalla.

7. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen tapa, tunnettu siitä, että lämmitys sideaineen aktivoimiseksi tapahtuu mikroaaltoenergian avulla.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 4-7 mukainen tapa, 25 tunnettu siitä, että rainalle (8) annetaan lämpi- mämmän valssin (13) päällä olevien meistovälineiden avulla rainan tätä valssia vasten olevaan pintakerrokseen yhtenäinen pintakuvio sen nesteenlevityskyvyn tehostamiseksi . 10 81 958