RU2344838C2

RU2344838C2 - Адсорбирующая структура и адсорбирующее изделие, содержащее адсорбирующую структуру

Info

Publication number: RU2344838C2
Application number: RU2006127421/15A
Authority: RU
Inventors: Эйе ЭСТЕРДАХЛЬ (SE); Эйе ЭСТЕРДАХЛЬ; Шарлотта ХАНСОН (SE); Шарлотта ХАНСОН; Карл КАРЛССОН (SE); Карл КАРЛССОН
Original assignee: Ска Хайджин Продактс Аб
Priority date: 2003-12-30
Filing date: 2004-12-16
Publication date: 2009-01-27
Also published as: MY137954A; EP1699498A1; IN2006DE03666A; AR047499A1; TW200520734A; NZ548151A; TNSN06206A1; RU2006127421A; ZA200605272B; BRPI0418340A; WO2005063312A1; DK1699498T3; CN1909935A; CN100581593C; AU2004308886B2; PL1699498T5; AU2004308886A1; EP1699498B1; JP2007516768A; CA2551628A1

Abstract

Изобретение относится к медицине, конкретно к адсорбирующей структуре для использования в подгузнике, прокладке для использования при недержании, гигиенической салфетке и тому подобного, при этом адсорбирующая структура имеет, по меньшей мере, один адсорбирующий слой, содержащий вспушенную целлюлозу и частицы сверхадсорбента. Средняя адсорбционная способность на частицу сверхадсорбента в адсорбирующем слое составляет больше чем 8,0 мг раствора хлорида натрия, а количество частиц сверхадсорбента в одном см³ адсорбирующего слоя составляет меньше чем 1100. Кроме того, изобретение относится к подгузнику, прокладке для использования при недержании, гигиенической салфетке и тому подобного, которые содержат вышеуказанную адсорбирующую структуру. Адсорбирующее изделие является тонким и имеет высокое содержание сверхадсорбирующего материала. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Область техники

Настоящее изобретение относится к адсорбирующей структуре для использования в адсорбирующем изделии, как, например, подгузнике, прокладке для использования при недержании, гигиенической салфетке и тому подобного, при этом адсорбирующая структура имеет, по меньшей мере, один адсорбирующий слой, содержащий вспушенную целлюлозу и частицы сверхадсорбента.

Предшествующий уровень техники

Адсорбирующая структура для адсорбирующих изделий одноразового использования, как, например, подгузников, прокладок для использования при недержании и гигиенических салфеток, обычно состоит из одного или большего числа слоев гидрофильных волокон, например вспушенной целлюлозы. Для того чтобы обеспечивать высокую адсорбционную способность и, кроме того, высокую способность удерживать жидкость, когда изделие подвергается заполнению извне, адсорбирующая структура обычно содержит частицы сверхадсорбента, который является полимером со способностью адсорбировать воду или жидкость организма во много раз больше, чем его собственный вес. Эффективность сверхадсорбента зависит от многих факторов, как, например, физической формы частиц сверхадсорбента. Другими примерами свойств, которые влияют на функционирование сверхадсорбента, являются скорость адсорбции, прочность геля и способность удерживать жидкость.

Адсорбирующая структура может, кроме того, содержать другие компоненты, например, для того, чтобы улучшить ее свойства по распределению жидкости или увеличить ее когезионную способность и способность сопротивляться деформации во время ее использования.

Большое значение имеет способность адсорбирующего изделия быстро воспринимать и адсорбировать большие количества жидкости. Кроме того, большое значение имеет возможность использования общей адсорбционной способности изделия. Для того чтобы можно было использовать общую адсорбционную способность изделия, важное значение имеет возможность распределения жидкости от места смачивания к другим частям адсорбирующей структуры.

Патент RU №2091081 раскрывает агрегаты с высокой степенью поглощения, размещенные на носителе и предпочтительно связанные с ним, таким носителем может быть нетканое полотно. Раскрытые в этом патенте агрегаты имеют среднемассовый размер частиц, по меньшей мере, на 25% больше, чем размер исходных частиц, из которых образованы агрегаты.

Одной проблемой, прежде всего, для подгузников и прокладок для использования при недержании, которые предназначены для восприятия и адсорбции сравнительно больших количеств жидкости, является то, что существует риск их подтекания до того, как полностью использована их общая адсорбционная способность. Одной причиной подтекания является то, что адсорбирующая структура, в частности, в тех случаях, когда имеет место неоднократное смачивание, имеет ухудшенную способность быстро воспринимать и адсорбировать большие количества жидкости. Главная причина того, что адсорбирующая структура испытывает трудность в удовлетворительном функционировании в тех случаях, когда имеет место неоднократное смачивание, другими словами, второе смачивание и последующие смачивания, заключается в том, что сверхадсорбирующий материал в набухшем состоянии может забивать поры в пористой волокнистой структуре и, таким образом, препятствовать перемещению жидкости от места смачивания к другим частям адсорбирующей структуры. Это явление, называемое «забиванием гелем», приводит к тому, что не обеспечивается оптимальное использование общей адсорбционной способности адсорбирующей структуры. Кроме того, это приводит к повышенному риску подтекания.

Проблема забивания гелей усиливается при высоком относительном содержании сверхадсорбирующего материала в адсорбирующей структуре, для получения изделия, которое является приятным и удобным в ношении, однако, полезно иметь тонкое изделие, которое имеет сравнительно высокое относительное содержание сверхадсорбирующего материала.

Сущность изобретения

Проблема забивания гелем во время использования тонких адсорбирующих изделий, имеющих сравнительно высокое содержание сверхадсорбирующего материала, смягчается посредством настоящего изобретения.

Адсорбирующая структура согласно изобретению отличается, главным образом, тем, что средняя адсорбционная способность на одну частицу сверхадсорбента в адсорбирующем слое составляет больше чем 8,0 мг и что количество частиц сверхадсорбента в одном см³ адсорбирующего слоя составляет меньше чем 1100. Адсорбционную способность измеряют, используя 0,9 вес.%-ный раствор хлорида натрия.

Как установлено, ограничивая количество частиц сверхадсорбента на единицу объема, можно сохранять волокнистую сетку с пористой структурой, которая может обеспечивать перемещение жидкости в адсорбирующей структуре даже после того, как структура подверглась первому смачиванию. Кроме того, установлено, что при ограниченном количестве частиц сверхадсорбента на единицу объема важное значение имеет то, что средняя адсорбционная способность на одну частицу сверхадсорбента составляет больше чем 8,0 мг. Преимущество такой адсорбирующей структуры заключается в том, что уменьшается риск забивания гелем, и в то же самое время становится возможным получение тонкой адсорбирующей структуры.

Согласно одному варианту осуществления изобретения средняя адсорбционная способность на одну частицу сверхадсорбента в адсорбирующем слое составляет больше чем 9,5 мг. Адсорбционную способность измеряют, используя 0,9 вес.%-ный раствор хлорида натрия. Кроме того, количество частиц сверхадсорбента в одном м³ адсорбирующего слоя составляет меньше чем 600.

Согласно другому варианту осуществления изобретения средняя адсорбционная способность на одну частицу сверхадсорбента в адсорбирующем слое составляет больше чем 14,0 мг. Адсорбционную способность измеряют, используя 0,9 вес.%-ный раствор хлорида натрия. В таком варианте осуществления изобретения количество частиц сверхадсорбента в одном см³ адсорбирующего слоя составляет меньше чем 450.

Согласно одному варианту осуществления изобретения частицы сверхадсорбента имеют размер, который составляет больше чем 600 мкм. В качестве частиц сверхадсорбента предпочтительно используют частицы на основе полиакрилата. Кроме того, для достижения высокой адсорбционной способности можно изменять морфологию частиц сверхадсорбента. Примером частиц сверхадсорбента с измененной морфологической структурой являются микропористые частицы сверхадсорбента. Высокая адсорбционная способность может быть также достигнута посредством особого химического состава частиц сверхадсорбента.

Частицы сверхадсорбента могут быть сшиты на поверхности или иметь постепенно увеличивающуюся сшивку по направлению к поверхности частиц. Для получения сшитого на поверхности сверхадсорбента сшивание проводят в две разные стадии. Вначале полимер сшивают так, чтобы образовался однородный сшитый гель. В тех случаях, когда полимеризация и сшивание не приводят к одновременному образованию частиц, частицы получают на последующей стадии технологического процесса. На другой последующей стадии технологического процесса в образованных частицах осуществляют вторую стадию сшивания, но только частичного сшивания. Дополнительное сшивание можно осуществлять таким образом, чтобы содержание сшивающего агента было больше вблизи поверхности частицы, чем в ее центре. Таким образом, можно получать более плотно сшитую оболочку частицы, которая окружает сердцевину частицы с меньшей степенью сшивки.

Сверхадсорбенты с низкой степенью сшивки обеспечивают высокую адсорбционную способность. Однако проблема, связанная с такими сверхадсорбентами, заключается в том, что в набухшем состоянии они являются мягкими и липкими, что приводит к риску забивания гелем в адсорбирующей структуре, уже являющемуся высоким при низком содержании сверхадсорбирующего материала. Сверхадсорбенты с высокой степенью сшивки лучше сохраняют свою форму в набухшем состоянии и также не слипаются до аналогичной большой степени. Однако проблема, связанная со сверхадсорбентом с высокой степенью сшивки, заключается в том, что он имеет значительно меньшую адсорбционную способность. Таким образом, сшивая сверхадсорбент на поверхности или, с другой стороны, создавая градиент сшивки так, чтобы поверхность частицы была сшита более прочно, чем внутренняя сердцевина частицы, получают сверхадсорбент, который и имеет высокую адсорбционную способность, и по существу сохраняет свою форму в набухшем состоянии.

В одном варианте выполнения адсорбирующей структуры согласно изобретению среднее расстояние между центрами частиц сверхадсорбента в абсорбирующем слое в сухом состоянии составляет больше чем 700 микрометров, предпочтительнее больше чем 1000 микрометров и еще предпочтительнее больше чем 1200 микрометров. Среднее расстояние между центрами частиц сверхадсорбента

_cc определяют, используя следующее уравнение:

_cc =(1/n)^1/3

где n - количество частиц сверхадсорбента на единицу объема материала.

Согласно другому варианту осуществления изобретения плотность адсорбирующего слоя составляет больше чем 0,12 г/см³, предпочтительнее больше чем 0,17 г/см³ и еще предпочтительнее больше чем 0,25 г/см³. Адсорбирующий слой, кроме того, может содержать связующее средство, как, например, связующие волокна. Примерами связующих волокон являются синтетические волокна, изготовленные из полиолефина. Для того чтобы волокна действовали в качестве связующих волокон, волокна нагревают до их температуры плавления, при которой волокна соединяются с материалом в адсорбирующем слое. Обычно применяют связующие волокна, изготовленные в виде двухкомпонентных волокон. Если в качестве связующих волокон используют двухкомпонентные волокна, то их один компонент расплавляется, в то время как другой компонент остается незатронутым, другими словами, не расплавляется, а вместо этого сохраняет структуру волокна.

Кроме того, изобретение относится к адсорбирующему изделию, как например подгузнику, прокладке для использования при недержании, гигиенической салфетке и тому подобного, которое содержит адсорбирующую структуру согласно любому из описанных вариантов осуществления изобретения.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - вид сбоку подгузника согласно изобретению, который предназначен для приложения к пользователю во время использования,

Фиг.2 - вид в разрезе по линии II-II подгузника, показанного на Фиг.1,

Фиг.3 - вид в разрезе адсорбирующего изделия согласно другому варианту осуществления изобретения.

Подробное описание чертежей

Подгузник 100, показанный на Фиг.1, содержит проницаемый для жидкости поверхностный слой 101, подкладочный слой 102, который является, по меньшей мере, по существу непроницаемым для жидкости, и абсорбирующую структуру 103, заключенную между проницаемым для жидкости поверхностным слоем 101 и подкладочным слоем 102.

Подгузник предназначен для того, чтобы окружать нижнюю часть живота пользователя подобно паре адсорбирующих трусов. С этой целью ему придана форма с задней частью 104, передней частью 105 и более узкой промежностной частью 106, которая расположена между передней частью 105 и задней частью 104 и предназначена во время использования подгузника находиться в промежности пользователя между ногами последнего. Для того чтобы можно было скреплять подгузник с приданием ему желаемой формы трусов, вблизи заднего поясного края 108 подгузника расположены ленточки (язычки) 107. Во время использования подгузника ленточки 107 прикреплены к передней части 105 подгузника вблизи переднего поясного края 109, так чтобы подгузник удерживался вокруг талии пользователя. Конечно, возможны также другие крепежные средства, как например крепление с крючками и петлями.

Подгузник 100 на Фиг.1, кроме того, содержит предварительно натянутые эластичные средства 110, которые могут состоять из эластичных лент, закрытых резиновых жилок, эластичного пеноматериала или другого подходящего материала. Для простоты эластичные средства 110 на Фиг.1 показаны в растянутом состоянии. Однако, как только прекращается растягивание, они сокращаются и образуют расположенные у ног эластичные ленты подгузника.

Проницаемым для жидкости поверхностным слоем 101 является, например, нетканый материал или перфорированная пленка либо слоистый материал из них. Примерами полимеров, из которых может быть изготовлен проницаемый для жидкости поверхностный слой 101, являются полиэтилен, полипропилен, сложный полиэфир или их сополимеры. Для того чтобы проницаемый для жидкости поверхностный слой 101 мог быстро пропускать выделившуюся жидкость организма, этот поверхностный слой обычно покрывают поверхностно-активным веществом и/или перфорируют. Другим подходящим слоем для использования в качестве проницаемого для жидкости поверхностного слоя является слой из непрерывных волокон, которые взаимно соединены с образованием точечной, линейной или участковой схемы соединения, но которые в остальном, в общем, не соединены друг с другом. Подкладочный слой 102 выполнен, например, из пластмассовой пленки, которая предпочтительно является газопроницаемой, слоя гидрофобного нетканого материала или слоистого материала из них.

Адсорбирующая структура 103 подгузника 100 состоит из верхнего, воспринимающего жидкость слоя 111 и нижнего слоя 112 для распределения и хранения жидкости. Нижний слой 112 для распределения и хранения жидкости имеет бóльшую протяженность в плане изделия, чем верхний, воспринимающий жидкость слой 111. Верхний, воспринимающий жидкость слой 111 должен быть способен быстро и за короткое время воспринимать большие количества жидкости, другими словами, иметь высокую способность мгновенно адсорбировать жидкость, в то время как нижний слой 112 для распределения и хранения жидкости должен иметь высокую впитывающую способность и высокую способность хранить жидкость, а также должен быть способен отводить жидкость из воспринимающего жидкость слоя 111. В адсорбирующей структуре 103 нижний слой 112 для распределения и хранения жидкости содержит адсорбент согласно изобретению. Следовательно, нижний слой 112 для распределения и хранения жидкости в дополнение к вспушенной целлюлозе содержит также частицы сверхадсорбента. Средняя адсорбционная способность на одну частицу в слое 112 для распределения и хранения жидкости составляет больше чем 8,0 мг раствора хлорида натрия. Кроме того, количество частиц сверхадсорбента в одном см³ слоя 112 для распределения и хранения жидкости составляет меньше чем 1100. Согласно одному варианту осуществления изобретения средняя адсорбционная способность на одну частицу сверхадсорбента в слое 112 для распределения и хранения жидкости составляет больше чем 9,5 мг, а количество частиц сверхадсорбента в одном см³ слоя для распределения и хранения жидкости составляет меньше чем 600. Согласно другому примеру средняя адсорбционная способность на одну частицу сверхадсорбента в слое 112 для распределения и хранения жидкости составляет больше чем 14,0 мг, а количество частиц сверхадсорбента в одном см³ слоя для распределения и хранения жидкости составляет меньше чем 450. Во всех случаях адсорбционную способность измеряют, используя 0,9 вес.%-ный раствор хлорида натрия.

Среднее расстояние между центрами частиц сверхадсорбента в слое 112 для распределения и хранения жидкости в сухом состоянии составляет, например, больше чем 700 микрометров, предпочтительно больше чем 1000 микрометров и еще предпочтительнее больше чем 1200 микрометров. Плотность адсорбирующей структуры в слое 112 для распределения и хранения жидкости составляет, например, больше чем 0,12 г/см³, предпочтительно больше чем 0,17 г/см³ и еще предпочтительнее больше чем 0,25 г/см³.

В число слоев, подходящих для использования в качестве слоя 111 для восприятия жидкости входит, например, слой из разрыхленного нетканого материала, изготовленного из синтетических или натуральных волокон. Различие в свойствах между слоем 112 для распределения и хранения жидкости и воспринимающим жидкость слоем 111 может вызываться, например, тем, что слой 112 для распределения и хранения жидкости спрессован более плотно, чем воспринимающий жидкость слой 111. Плотно спрессованная волокнистая структура с высокой плотностью распределяет жидкость лучше, чем соответствующая волокнистая структура с меньшей плотностью, которая вследствие своего большего размера пор имеет более высокую способность мгновенно адсорбировать жидкость, но меньшую впитывающую способность. Различия в адсорбционных свойствах между двумя слоями могут быть также вызваны разными волокнистыми структурами с разными свойствами. Таким образом, вспушенная целлюлоза, произведенная обычным химическим способом, т.е. целлюлоза, имеет более высокую способность впитывать жидкость по сравнению с древесной массой, произведенной механическим или химико-термомеханическим способом. Следовательно, вспушенная целлюлоза, произведенная обычным химическим способом, т.е. целлюлоза, является примером подходящего материала для слоя 112 для распределения и хранения жидкости, а древесная масса, произведенная механическим или химико-термомеханическим способом, является примером материала для воспринимающего жидкость слоя 111. Волокнистая структура, содержащая целлюлозные волокна с химически повышенной жесткостью, также имеет более высокую способность мгновенно адсорбировать жидкость, но более низкую способность распределять жидкость, чем обычная целлюлоза, и, следовательно, является примером материала для воспринимающего жидкость слоя 111. Другим подходящим материалом для использования в воспринимающем жидкость слое 111 является сверхадсорбирующий пенопласт, например пенопласт на основе полиакрилата. Пенопласт на основе полиакрилата производят из раствора, который состоит из, по меньшей мере, мономера, сшивающего агента, инициатора и поверхностно-активного вещества и который насыщают и поддерживают под давлением двуокисью углерода в сосуде при одновременном перемешивании. Когда раствор удаляют из сосуда через сопло, раствор вспенивается с образованием вспененной структуры. Вспененную структуру затем фиксируют полимеризацией и сшиванием, инициируемыми, например, УФ-излучением. Наконец, материал прессуют и высушивают. При смачивании такой сверхадсорбирующий пенопласт значительно увеличивается в объеме, что приводит к его способности за короткое время воспринимать большое количество жидкости. Такой воспринимающий жидкость слой может представлять собой, например, непрерывный слой, который расположен, по меньшей мере, в промежностной части изделия или, с другой стороны, состоять из ряда полосок с пустыми промежутками между полосками. Воспринимающий жидкость слой может также представлять собой волокнистый слой с частицами сверхадсорбента или иметь сверхадсорбирующее покрытие, связанное с волокнистым слоем.

Для того чтобы уменьшить вероятность нежелательного развития бактерий и появления проблем с запахом, адсорбирующая структура 103 и/или воспринимающий жидкость поверхностный слой 101 могут содержать вещества, препятствующие развитию бактерий и появлению запаха. Примером вещества, препятствующего развитию бактерий и появлению запаха, является сверхадсорбирующий материал, который имеет меньший рН, чем обычный сверхадсорбент. Сверхадсорбирующий материал с меньшим рН, чем у обычного сверхадсорбента, имеет меньшую степень нейтрализации, чем обычный сверхадсорбент, и эта степень нейтрализации находится, например, в пределах 20 и 60%. Частицы сверхадсорбента согласно изобретению могут быть, например, из сверхадсорбента со степенью нейтрализации в пределах 20 и 60%.

На Фиг.2 показан вид в разрезе по линии II-II подгузника, показанного на Фиг.1. Следовательно, подгузник 100, показанный на Фиг.2, имеет проницаемый для жидкости поверхностный слой 101, подкладочный слой 102 и адсорбирующую структуру 103, заключенную между проницаемым для жидкости поверхностным слоем 101 и подкладочным слоем 102.

Адсорбирующая структура 103 подгузника состоит из верхнего, воспринимающего жидкость слоя 111 и нижнего слоя 102 для распределения и хранения жидкости. В адсорбирующей структуре 103 нижний слой 112 для распределения и хранения жидкости представляет собой адсорбирующий слой согласно изобретению. Следовательно, слой 112 для распределения и хранения жидкости в дополнение к вспушенной целлюлозе содержит также частицы сверхадсорбента. Средняя адсорбционная способность на одну частицу сверхадсорбента в слое 112 для распределения и хранения жидкости составляет больше чем 8,0 мг раствора хлорида натрия, а количество частиц сверхадсорбента в одном см³ слоя 112 для распределения и хранения жидкости составляет меньше чем 1100.

На Фиг.3 показан вид в разрезе адсорбирующего изделия согласно другому варианту осуществления изобретения. Подгузник 300, показанный на Фиг.3, изготовлен по существу тем же самым образом, что и подгузник на Фиг.2. Следовательно, подгузник 300 имеет проницаемый для жидкости поверхностный слой 301, подкладочный слой 302 и адсорбирующую структуру 303, заключенную между проницаемым для жидкости поверхностным слоем 301 и подкладочным слоем 302.

Адсорбирующая структура 303 подгузника состоит из верхнего, воспринимающего жидкость слоя 311 и нижнего слоя 312 для распределения и хранения жидкости. В адсорбирующей структуре 303 как верхний, воспринимающий жидкость слой 311, так и нижний слой 312 для распределения и хранения жидкости представляют собой адсорбирующие слои согласно изобретению. Следовательно, верхний, воспринимающий жидкость слой 311 и нижний слой 312 для распределения и хранения жидкости имеют волокнистые структуры, которые содержат частицы сверхадсорбента, при этом средняя адсорбционная способность на одну частицу сверхадсорбента в обоих слоях 311, 312 составляет больше чем 8,0 мг раствора хлорида натрия. Кроме того, количество частиц сверхадсорбента в одном см³ адсорбирующей структуры 303 в обоих слоях составляют меньше чем 1100. Следовательно, в адсорбирующей структуре 303 как верхний, воспринимающий жидкость слой 311, так и нижний слой 312 для распределения и хранения жидкости представляют собой адсорбирующие слои согласно изобретению.

Изобретение не ограничивается показанными выше вариантами его осуществления, но, конечно, может быть применено к другим вариантам осуществления изобретения в объеме формулы изобретения. Следовательно, изобретение охватывает также подгузники в форме трусов, гигиенические салфетки, прокладки для трусов и тому подобного. Изобретение относится также к подгузникам, поддерживаемым поясом.

Кроме того, например, возможно, что вся адсорбирующая структура состоит только из одного адсорбирующего слоя, и в этом случае вся адсорбирующая структура представляет собой адсорбирующий слой согласно изобретению. Согласно другому примеру адсорбирующая структура может представлять собой многослойную структуру, в которой верхний, воспринимающий жидкость слой представляет собой адсорбирующий слой согласно изобретению. Следовательно, воспринимающий жидкость слой содержит волокна и частицы сверхадсорбента, при этом средняя адсорбционная способность для частиц сверхадсорбента в воспринимающем жидкость слое составляет больше чем 8,0 мг раствора хлорида натрия (0,9 вес.%-ного раствора хлорида натрия), а количество частиц сверхадсорбента в одном см³ воспринимающего жидкость слое составляет меньше чем 1100. В качестве слоя для распределения и хранения жидкости используют, например, слой вспушенной целлюлозы со сверхадсорбирущим материалом обычного типа. Кроме того, слой для распределения и хранения жидкости может состоять из нескольких разных слоев, при этом, по меньшей мере, один из слоев содержит сверхадсорбирующий материал и, например, один слой состоит из чистой целлюлозы для обеспечения хорошего распределения жидкости. Кроме того, разные слои могут различаться в отношении концентрации сверхадсорбирующего материала, что дает возможность получать слой для распределения и хранения жидкости, имеющий постепенно увеличивающееся/уменьшающееся содержание сверхадсорбирующего материала. Кроме того, слой для распределения и хранения жидкости может представлять собой или содержать слой, выполненный из сверхадсорбирующего пенопласта.

Кроме того, адсорбирующая структура может также содержать один или большее число слоев из ткани или из материалов или компонентов других типов, чем те, которые были описаны выше. Может также различаться выполнение слоев. Например, один или большее число слоев в адсорбирующей структуре может иметь вырезы, другими словами, полости. Вырезы простираются, например, в продольном направлении адсорбирующей структуры. Конечно, могут иметься также другие физические выполнения выреза.

Пример 1 - Определение объема и плотности адсорбирующего слоя

При измерении объема (см³) адсорбирующего слоя в адсорбирующем изделии адсорбирующий слой отделяют от остальной части материала в изделии. Если адсорбирующая структура имеет несколько разных адсорбирующих слоев со взаимно различающимися свойствами, различные адсорбирующие слои также отделяют друг от друга, после чего измеряют объем и плотность каждого адсорбирующего слоя.

Затем взвешивают адсорбирующий слой и измеряют его толщину. При измерении толщины используют толщиномер, который имеет круглую лапку диаметром 80 мм. Лапка служит для того, чтобы оказывать на изделие давление в 0,5 кПа. Толщину измеряют в пяти разных точках, которые равномерно распределены по поверхности адсорбирующего слоя. Средняя величина результатов измерения в этих пяти точках характеризует толщину адсорбирующего слоя, используемую при вычислении объема. Затем измеряют площадь адсорбирующего слоя и вычисляют объем, умножая толщину на площадь. Затем определяют плотность адсорбирующего слоя делением веса адсорбирующего слоя на объем.

Пример 2 - Определение количества частиц сверхадсорбента в единице объема и измерение адсорбционной способности частиц сверхадсорбента

Этот пример основан на адсорбирующем слое, который содержит частицы сверхадсорбента. В связи с этим описывается также то, как частицы сверхадсорбента должны отделяться от волокнистой структуры. Первостепенное значение имеет то, чтобы при нижеописанной операции не было никакой потери материала. Поэтому для предотвращения этой потери следует обеспечить принятие необходимых мер.

Вначале отделяют адсорбирующий слой от остальной части материала в изделии. Затем отделяют частицы сверхадсорбента от вспушенной волокнистой массы в адсорбирующем слое, мелко разделяя слой, другими словами, разрывая его на кусочки и затем вытряхивая частицы сверхадсорбента из волокнистой структуры. Кроме того, можно использовать устройство для отделения частиц сверхадсорбента от волокнистой структуры. Однако если используется устройство для отделения частиц сверхадсорбента от волокнистой структуры, то следует соблюдать условие, что не происходит механическое повреждение частиц сверхадсорбента. Влагосодержание частиц сверхадсорбента должно быть меньше чем 5,0%. Все указания в настоящем изобретении относятся к частицам сверхадсорбента с влагосодержанием меньше чем 5,0%. Влагосодержание определяют по методу стандарта ИСО 17190-4 «Определение влагосодержания по потере массы при нагревании». Если влагосодержание превышает 5,0%, то сверхадсорбент высушивают при 60°С до тех пор, пока влагосодержание не станет меньше чем 5,0%.

Затем отделяют частицы диаметром меньше чем 150 мкм. В настоящем изобретении все указания о количестве частиц сверхадсорбента относятся к частицам диаметром 150 мкм или больше. Следовательно, согласно изобретению выражение «частицы сверхадсорбента» не охватывает частицы диаметром меньше чем 150 мкм. Для того чтобы отделить частицы диаметром меньше чем 150 мкм, используют устройство, описанное в стандарте ИСО 17910-3 «Определение гранулометрического состава ситовым фракционированием». Отсеивают частицы диаметром меньше чем 150 мкм. Затем взвешивают оставшиеся частицы. Следовательно, этот вес составляет общий вес частиц сверхадсорбента.

Для того чтобы вычислить количество частиц сверхадсорбента на единицу объема, частицы сверхадсорбента разделяют на меньшие части. Для разделения частиц сверхадсорбента на меньшие части используют вращающийся проборазделитель «Laborette 27» от Fritsch GmbH Laborgerätebau или подобное устройство. Считается, что каждая часть имеет характерный гранулометрический состав. Затем взвешивают три части из этих частей и вручную подсчитывают количество частиц в этих трех частях. Каждая часть весила 0,1 грамма, так что, в общем, подсчитывали количество частиц сверхадсорбента в 0,3 грамма сверхадсорбента. Вес проб должен быть +/- 10% от данных значений. Точность измерения должна быть +/- 0,005 грамма. Затем вычисляют средний вес отдельных частиц сверхадсорбента делением веса пробы (около 0,3 грамма) на количество вручную подсчитанных частиц. Затем делением общего веса частиц сверхадсорбента на средний вес частиц сверхадсорбента получают общее количество частиц сверхадсорбента в адсорбирующем слое. Наконец, чтобы определить количество частиц сверхадсорбента в одном см³ адсорбирующего слоя, общее количество частиц сверхадсорбента делят на объем адсорбирующего слоя.

Затем измеряют адсорбционную способность частиц сверхадсорбента по стандарту ИСО «Гравиметрическое определение удерживания жидкости после центрифугирования». Адсорбционную способность измеряют на трех других частях. Все части имеют характерный гранулометрический состав, и поэтому адсорбционную способность на одну частицу можно вычислить делением измеренной адсорбционной способности на количество частиц, ранее подсчитанных вручную.

Жидкостью, используемой для измерения, является 0,9 вес.%-ный раствор хлорида натрия.

Испытываемыми сверхадсорбирующими материалами являются три разные по крупности фракции измельченного сверхадсорбента на основе полиакрилата, производимого фирмой «BASF», с обозначением Hysorb С 7100 и две разные по крупности фракции измельченного сверхадсорбента на основе полуакрилата, производимого фирмой «Dow», с обозначением Drytech S230R. Средний размер частиц сверхадсорбента от BASF с обозначением Hysorb С 7100 в первом случае соответствовал нормальному гранулометрическому составу, другими словами, измерение проводили на всей фракции частиц в имеющемся на рынке сорте; во втором случае размер частиц был в пределах 600 мкм и 710 мкм, а в третьем случае - в пределах 710 мкм и 850 мкм. Средний размер частиц сверхадсорбента от Dow с обозначением Drytech S230R в первом случае соответствовал нормальному гранулометрическому составу, другими словами, измерение проводили на всей фракции частиц в имеющемся на рынке сорте, и размер частиц в другом случае был больше чем 600 мкм.

Сверхадсорбент с обозначением Hysorb С 7100 и с нормальным гранулометрическим составом ниже назван как А.

Сверхадсорбент с обозначением Hysorb С 7100 и с размером частиц в пределах 600 мкм и 710 мкм ниже назван как В.

Сверхадсорбент с обозначением Hysorb С 7100 и с размером частиц в пределах 710 мкм и 850 мкм ниже назван как С.

Сверхадсорбент с обозначением Drytech S230R и с нормальным гранулометрическим составом ниже назван как Д.

Сверхадсорбент с обозначением Drytech S230R и с размером частиц больше чем 600 мкм ниже назван как Е.

Результаты

Сверхадсорбент	Абс. спос. (г/г)	Абс. спос./частица (мг/частица)
А	35,6	1,4
В	38,0	7,4
С	37,2	9,5
Д	33,6	1,7
Е	36,5	8,4

Как можно видеть из этих результатов, средняя адсорбционная способность на одну частицу для сверхадсорбентов С и Е составляет больше чем 8,0 мг раствора хлорида натрия, в то время как средняя адсорбционная способность на одну частицу для сверхадсорбентов А, В и Д составляет меньше чем 8,0 мг раствора хлорида натрия.

Пример 3 - Измерение времени поглощения в адсорбирующую структуру.

Измерение времени поглощения при первом, втором, третьем и четвертом смачиваниях проводили на пяти разных адсорбирующих структурах. Адсорбирующие структуры содержали 50 вес.% сверхадсорбента и 50 вес.% вспушенной целлюлозы. Вспушенная целлюлоза была изготовлена на Weyerhauser под названием NB 416.

В адсорбирующей структуре 1 сверхадсорбирующим материалом был сверхадсорбент А, то есть Hysorb С 7100 с нормальным гранулометрическим составом.

В адсорбирующей структуре 2 сверхадсорбирующим материалом был сверхадсорбент В, то есть Hysorb С 7100 с размером частиц в пределах 600 мкм и 710 мкм.

В адсорбирующей структуре 3 сверхадсорбирующим материалом был сверхадсорбент С, то есть Hysorb С 7100 с размером частиц в пределах 710 мкм и 850 мкм.

В адсорбирующей структуре % сверхадсорбирующим материалом был сверхадсорбент Д, то есть Drytech S230R с нормальным гранулометрическим составом.

В адсорбирующей структуре 4 сверхадсорбирующим материалом был сверхадсорбент Е, то есть Drytech S230R с размером частиц больше чем 600 мкм.

Адсорбирующие структуры 1, 2 и 3 имели плотность 0,25 г/см³, вес на единицу площади - 600 г/м² и площадь - 10 × 28 см.

Адсорбирующие структуры 4 и 5 имели плотность 0,25 г/см³, вес на единицу площади - 600 г/м² и площадь - 10 × 40 см.

Для проведения измерения адсорбирующую структуру помещали на пенопластовый тюфяк типа «темпур». Затем подвергали адсорбирующую структуру нагрузке в 0,64 кПа и добавляли четыре дозы по 80 мл раствора хлорида натрия (0,9 вес.%-ного раствора). Период времени между добавлениями доз жидкости составлял 10 минут. Измеряли время поглощения жидкости в адсорбирующую структуру. Время поглощения измеряли в секундах.

Результаты

	Абс.структ. 1(с)	Абс.структ. 2(с)	Абс.структ. 3(с)
1-е смачивание	115	103	110
2-е смачивание	210	149	146
3-е смачивание	312	230	217
4-е смачивание	354	275	259

	Абс.структ. 4(с)	Абс.структ. 5(с)
1-е смачивание	67	83
2-е смачивание	80	69
3-е смачивание	122	109
4-е смачивание	160	132

Как показывают результаты, из адсорбирующих структур, которые содержали сверхадсорбент Hysorb С 7100, то есть адсорбирующих структур 1-3, адсорбирующая структура 3 имеет самое быстрое время поглощения при повторном смачивании. Адсорбирующая структура 3 содержала частицы сверхадсорбента со средней адсорбционной способностью больше чем 8,0 мг.

Из адсорбирующих структур, которые содержали сверхадсорбент Drytech S230R, то есть адсорбирующих структур 4-5, адсорбирующая структура 5 имеет самое быстрое время поглощения при повторном смачивании. Адсорбирующая структура 5 содержала частицы сверхадсорбента со средней способностью больше чем 8,0 мг, в то время как адсорбирующая структура 4 содержала частицы сверхадсорбента со средней адсорбционной способностью меньше чем 8,0 мг.

Пример 4 - Измерение распределения жидкости в адсорбирующей структуре

Измерение распределения жидкости после первого, второго, третьего и четвертого смачивания проводили на адсорбирующей структуре 4 и адсорбирующей структуре 5. Распределение жидкости измеряли сразу же после каждого смачивания до добавления следующей дозы жидкости. Распределение жидкости измеряли в см.

Результаты

	Абс.структ. 4(см)	Абс.структ. 5(см)
1-е смачивание	20	25
2-е смачивание	22	26
3-е смачивание	29	34
4-е смачивание	34	39

Как показывают результаты, адсорбирующая структура 5, которая содержала частицы сверхадсорбента со средней адсорбционной способностью больше чем 8,0 мг, распределяет жидкость дальше, чем адсорбирующая структура 4, которая содержала частицы сверхадсорбента со средней адсорбционной способностью меньше чем 8,0 мг.

Пример 5 - Измерение повторного смачивания

Измерение повторного смачивания после четвертого смачивания проводили на адсорбирующей структуре 4 и адсорбирующей структуре 5. Измерение повторного смачивания начинали через 10 минут после нанесения четвертой дозы жидкости. Через 10 минут на место смачивания адсорбирующей структуры помещали 15 кусков фильтровальной бумаги и груз (5 кПа). Через 15 секунд удаляли груз и взвешивали стопку фильтровальной бумаги. Вычисляли повторное смачивание, вычитая сухой вес фильтровальной бумаги из ее мокрого веса. Повторное смачивание измеряли в граммах раствора хлорида натрия (0,9 вес.%-ного раствора).

Результаты

Адсорбирующая структура 4: 9,5 грамма

Адсорбирующая структура 5: 7,9 грамма

Как показывают результаты, адсорбирующая структура 5 имеет меньшее повторное смачивание, чем адсорбирующая структура 4. Следовательно, результаты показывают, что адсорбирующая структура, которая содержала частицы сверхадсорбента со средней адсорбционной способностью больше чем 8,0 мг, имеет меньшее повторное смачивание, чем адсорбирующая структура, которая содержала частицы сверхадсорбента со средней адсорбционной способностью меньше чем 8,0 мг.

Claims

1. Адсорбирующая структура (103; 303) для использования в подгузнике (100; 300), прокладке для использования при недержании, гигиенической салфетке и тому подобного, при этом адсорбирующая структура (103; 303) имеет, по меньшей мере, один адсорбирующий слой (112; 311; 312), содержащий вспушенную целлюлозу и частицы сверхадсорбента, отличающаяся тем, что средняя адсорбционная способность на частицу сверхадсорбента в адсорбирующем слое (112;311;312) составляет больше, чем 8,0 мг раствора хлорида натрия, и количество частиц сверхадсорбента в одном см³ адсорбирующего слоя (112; 311; 312) составляет меньше, чем 1100.

2. Адсорбирующая структура (103; 303) по п.1, отличающаяся тем, что средняя адсорбционная способность на частицу сверхадсорбента в адсорбирующем слое (112; 311; 312) составляет больше, чем 9,5 мг раствора хлорида натрия, и количество частиц сверхадсорбента в одном см³ адсорбирующего слоя составляет меньше, чем 600.

3. Адсорбирующая структура (103; 303) по п.2, отличающаяся тем, что средняя адсорбционная способность на частицу сверхадсорбента в адсорбирующем слое (112; 311; 312) составляет больше, чем 14,0 мг раствора хлорида натрия, и количество частиц сверхадсорбента в одном см³ абсорбирующего слоя (112;311;312) составляет меньше, чем 450.

4. Адсорбирующая структура (103; 303) по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что частицы сверхадсорбента имеют размер больше, чем 600 мкм.

5. Адсорбирующая структура (103; 303) по п.1, отличающаяся тем, что среднее расстояние между центрами частиц сверхадсорбента в адсорбирующем слое (112; 311; 312) в сухом состоянии составляет больше, чем 700 мкм.

6. Адсорбирующая структура (103; 303) по п.5, отличающаяся тем, что среднее расстояние между центрами частиц сверхадсорбента в адсорбирующем слое (112; 311; 312) в сухом состоянии составляет больше, чем 1000 мкм.

7. Адсорбирующая структура (103; 303) по п.6, отличающаяся тем, что среднее расстояние между центрами частиц сверхадсорбента в адсорбирующем слое (112; 311; 312) в сухом состоянии составляет больше 1200 мкм.

8. Адсорбирующая структура (103; 303) по п.1, отличающаяся тем, что плотность адсорбирующего слоя (112; 311; 312) в сухом состоянии составляет больше, чем 0,12 г/см³.

9. Адсорбирующая структура (103; 303) по п.8, отличающаяся тем, что плотность адсорбирующего слоя (112; 311; 312) в сухом состоянии составляет больше, чем 0,17 г/см³.

10. Адсорбирующая структура (103; 303) по п.9, отличающаяся тем, что плотность адсорбирующего слоя (112; 311; 312) в сухом состоянии составляет больше, чем 0,25 г/см³.

11. Адсорбирующая структура (103; 303) по п.1, отличающаяся тем, что адсорбирующий слой (112; 311:312) содержит связующее средство.

12. Адсорбирующая структура (103; 303) по п.1, отличающаяся тем, что частицы сверхадсорбента являются сшитыми на поверхности.

13. Адсорбирующее изделие, такое как подгузник (100; 300), прокладка для использования при недержании, гигиеническая салфетка и тому подобное, отличающееся тем, что оно содержит адсорбирующую структуру (103; 303) по п.1.