close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

PL172704B1

код для вставкиСкачать
RZECZPOSPOLITA
POLSKA
(12) OPIS PATENTOWY (19)PL (11) 172704
(13) B1
( ) Numer zgłoszenia 3 0 9 0 0 7
21
(22) D
i
atzgłosen
1 5 .1 1 .1 9 9 3
(51)
(86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego.
Urząd Patentowy
Rzeczypospolitej Polskiej
(
( 30 )
5
4
(87) Data i numer publikacji zgłoszenia
międzynarodowego
26.05.1994, WO94/10954,
PCT Gazette nr 12/94
)
Wkład chłonny do wyrobu absorpcyjnego
i sposób wytwarzania wkładu chłonnego do wyrobu absorpcyjnego
Pierwszeństwo:
(73)
(72)
PL 172704
B1
(5 7 )
O udzieleniu patentu ogłoszono:
28.11.1997 WUP 11/97
1. Wkład chłonny do wyrobu absorpcyjnego,
zawierający materiał cząsteczkowy zawierający co
najmniej 30% włókien celulozowych uformowanych
na sucho we wstęgę 1 sprasowanych do gęstości
pomiędzy 0,2 - 0,8 g/cm3, znamienny tym, ze,zawiera włókna celulozowe suszone pneumatycznie, a
końcowy wkład chłonny (11, 41) stanowi uformowana pneumatycznie wstęga o gramaturze pomiędzy 50 - 1500 g/m2.
Twórcy wynalazku:
Urban W idlund, Mö lnlycke, SE
Eje Ȯ sterdah l, Vä stra Frö lunda, SE
R oy H a n sso n , M olndal, SE
Milan Kolar, S u n d sv a ll, SE
Zgłoszenie ogłoszono:
18.09.1995 BUP 19/95
(45)
Uprawniony z patentu:
MȮ LNLYCKE AB, G oteb org, SE
17.11.1992,SE,9203445-3
(43)
IntCl6
A61F 13/15
15.11.1993, PCT/SE93/00972
( 74 )
Pełnomocnik:
S ło m iń sk a -D ziu b ek A nna, POLSERVICE
FIG 10
W kład chłonny do wyrobu absorpcyjnego
i sposób wytwarzania
wkładu chłonnego do wyrobu absorpcyjnego
Zastrzeżenia
patentowe
1. Wkład chłonny do wyrobu absorpcyjnego, zawierający materiał cząsteczkowy zawierający co najmniej 30% włókien celulozowych uformowanych na sucho we wstęgę i sprasowanych do gęstości pomiędzy 0,2 - 0,8 g/cm3, znamienny tym, że zawiera włókna celulozowe
suszone pneumatycznie, a końcowy wkład chłonny (11, 41) stanowi uformowana pneumatycznie
wstęga o gramaturze pomiędzy 50 - 1500 g/m2.
2. Wkład chłonny według zastrz. 1, znamienny tym, że gramatura wkładu (11, 41)
w
y
n
o
s i
p
o
m
i ę d
z y
8
0
- 1
0
0
0
g
/ m
2
.
3. W kład chłonny według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że włókna celulozowe
(61, 62) składają się głównie z włókien pulpy roztwarzanej chemotermomechanicznie.
4. Wkład chłonny według zastrz. 3, znamienny tym, że włókna (61, 62) pulpy roztwarzanej chemo-termomechanicznie mają wskaźnik kędzierzawości wynoszący pomiędzy 0,20 i
0,40.
5. W kład chłonny według zastrz. 4, znamienny tym, że co najmniej pewną ilość włókien
(61, 62) stanowią chemicznie usztywniane włókna celulozowe.
6. Wkład chłonny według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że włókna celulozowe (61, 62)
składają się głównie z włókien pulpy roztwarzanej chemicznie.
7. Wkład chłonny według zastrz. 6, znamienny tym, że co najmniej pewną ilość włókien
(61, 62) stanowią chemicznie usztywniane włókna celulozowe.
8. W kład chłonny według zastrz. 1, znamienny tym, że w jego skład wchodzi
pomiędzy 0 - 20% materiału superchłonnego, korzystnie pomiędzy 0,5 - 10%, a najbardziej
korzystnie 1 - 5%, obliczonego w stosunku do całkowitej wagi wkładu w stanie suchym.
9. Wkład chłonny według zastrz. 1, znamienny tym, że w jego skład wchodzą środki
wzmacniające, na przykład środek wiążący, włókna wzmacniające lub termoplastyczne włókna
wiążące.
10. Wkład chłonny według zastrz. 1, znamienny tym, że w jego skład wchodzi warstwa
wzmacniająca, na przykład z włókniny, bibułki, tworzywa sztucznego lub siatki.
11. Sposób wytwarzania wkładu chłonnego do wyrobu absorpcyjnego, w którym z
materiału cząsteczkowego zawierającego co najmniej 30% włókien celulozowych formuje się
na sucho wstęgę z włókien celulozowych i prasuje się ją do gęstości pomiędzy 0,2 - 0,8 g/cm3,
znamienny tym, że przed uformowaniem wstęgi (11, 41) suszy się pneumatycznie włókna
celulozowe, a następnie formuje się je pneumatycznie we wstęgę (11, 41) o wadze jednostki pola
powierzchni pomiędzy 50 - 1500 g/m2, po czym wstęgę (11, 41), bez dalszego rozwłókniania i
spulchniania, wprowadza się jako wkład chłonny do wyrobu.
12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że wstęgę (11, 41) prasuje się do gęstości
pomiędzy 0,25 - 0,8 g/cm3, korzystnie 0,3 - 0,7 g/cm3.
13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że wstęgę (11, 41) prasuje się do uzyskania
w niej wilgoci w ilości 3 - 20%, korzystnie 4 -18% , a najbardziej korzystnie 11 -16% , obliczonej
w odniesieniu do jej całkowitej wagi.
14. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że wstęgę (1 1 , 41), przed wprowadzeniem
jako wkład chłonny do wyrobu rozwarstwia się, poprzez zmiękczanie mechanicznie, na liczne,
częściowo oddzielone cienkie warstwy włókien (62), których gęstość odpowiada pierwszej
gęstości.
* * *
172 704
3
Przedmiotem wynalazku jest wkład chłonny do wyrobu absorpcyjnego i sposób wytwarzania wkładu chłonnego do wyrobu absorpcyjnego. Wynalazek dotyczy wkładu chłonnego
stosowanego w wyrobie absorpcyjnym, t a k i m jak podpaska higieniczna, tampon, ochraniacz
majtek, wyrób absorpcyjny dla osób nie będących w stanie opanować wydalania, pielucha,
opatrunki na rany lub owrzodzenia, pochłaniacze śliny i podobne.
Znane jest wiele różnych odmian wyrobów absorpcyjnych tego typu. Wkłady chłonne do
takich wyrobów zazwyczaj wytwarza się, przykładowo, techniką suchego rozwłókniania lub
spluchniania pulpy celulozowej w postaci zwojów, bel lub arkuszy, w wyniku czego powstaje
mata, czasami z domieszką tak zwanego materiału superchłonnego, którym są polimery zdolne
do wchłaniania wody lub płynów ustrojowych w ilościach wielokrotnie przewyższających ich
własną wagę.
Często pulpę prasuje się w celu zwiększenia jej własności związanych z przesączaniem
płynów, a także w celu zmniejszenia jej wymiarów, a tym samym uzyskania w miarę możliwości
zwartego wyrobu.
W wyrobie absorpcyjnym mogą również znajdować się inne składniki, na przykład
poprawiające jego własności do wnikania w niego płynów lub do ich przesączania, albo
zwiększające jego spoistość, tj. spójność, i jego odporność na odkształcanie się podczas
użytkowania.
Jedną z poważnych wad wyrobów tego typu jest ich całkowita chłonność, a także
przeciekanie przez nie płynów przed pełnym wykorzystaniem ich całkowitej chłonności. Wynika
to między innymi z tego, ze wydalane przez użytkowniczkę płyny ustrojowe nie są w stanie
wniknąć w materiał chłonny i dostatecznie szybko rozprzestrzenić się w nie wykorzystane strefy
wyrobu, w związku z czym przeciekają bokami podpaski, pieluchy lub ochraniacza dla osób nie
będących w stanie opanować wydalania. Jak zatem widać, bardzo istotne znaczenie ma zdolność
materiałów, używanych w wyrobach absorpcyjnych, do rozprowadzania wchłoniętych płynów
po całym wyrobie absorpcyjnym.
Innym problemem jest tak zwana zwilżalność powrotna, tj. przepływ wchłoniętych już
płynów ustrojowych z powrotem ku skórze użytkowniczki w wyniku działania sił zewnętrznych,
na przykład podczas jej siadania. Generalnie, pożądane jest, żeby powierzchnia wyrobu, znajdująca się podczas jego unoszenia w pobliżu skóry użytkowniczki, była możliwie sucha. Do
ważnych własności materiału stosowanego do produkcji wyrobów higienicznych należy jego
pojemność chłonna, szybkość wchłaniania, pojemność nasączenia, zdolność do rozprowadzania
płynów, pojemność retencji, zwilżalność powrotna, miękkość i gładkość.
Płyny, o jakie chodzi w tym przypadku, to mocz, krew pochodzenia menstruacyjnego,
płyny wydzielane z ran i wrzodów, płyny do płukania i ślina.
Innym wymogiem stawianym większości wyrobów higienicznych jest to, żeby były
możliwie cienkie, a tym samym można je było nosić możliwie dyskretnie.
Dużą część instalacji do produkcji wspomnianych wyrobów higienicznych zajmują urządzenia do rozwłókniania, pneumatyczne urządzenia do transportu i urządzenia do formowania
mat. Urządzenia te są również źródłem poważnych awarii instalacji produkcyjnych. Ponadto
urządzenia do prasowania gotowych mat z pulpy lub gotowych wyrobów higienicznych często
instaluje się za instalacjami produkcyjnymi.
Oddzielny problem stanowi stosowanie materiału superchłonnego w wyrobach absorpcyjnych. Zazwyczaj materiał supcrchłonny ma postać granulek, które trudno związać z wkładem
chłonnym.
Z międzynarodowego zgłoszenia patentowego PCT, publikacja nr WO 90/05808, znane
jest wytwarzanie wstęgi z pulpy celulozowej techniką formowania suchego, następnie rozwłóknianej, tak zwanej formowanej pneumatycznie pulpy w zwojach. Suszone pneumatycznie włókna pulpy papierowej, którą może być roztwarzana termomechanicznie, chemotermomechnicznie,
4
172 704
CTMP, lub chemicznie, pulpa papierowa, pulpa siarczynowa lub siarczanowa, zawierająca około
80% cząstek stałych, doprowadza się za pomocą strumienia powietrza o regulowanym przepływie do głowicy formującej znajdującej się nad sitem formującym i formuje z niej wstęgę o
gramaturze pomiędzy 300 - 1500 g/m2 i gęstości pomiędzy 550 - 1000 kg/m3. Powietrze odsysa
się za pomocą skrzynki ssącej znajdującej się pod sitem. Ilość wilgoci w tej technologii wynosi
pomiędzy 5 - 30%.
Następnie wstęgę prasuje się wstępnie do gęstości pomiędzy 550 - 1100 kg/m3 w celu
nieznacznego zmniejszenia jej wymiarów przed prasowaniem końcowym. Wytrzymałość mechaniczna sprasowanej wstęgi jest na tyle duża, iż można ją składować lub transportować w
postaci zwojów lub arkuszy. Wstęgę można łatwo rozwłóknić i przetworzyć na spulchnioną masę
z przeznaczeniem do produkcji wyrobów absorpcyjnych lub wkładów do pieluch, podpasek
higienicznych i podobnych artykułów.
Inny sposób wytwarzania wkładów chłonnych opisano w europejskim opisie patentowym
0 122 042, według którego z mieszanki włókien hydrofilowych i nierozpuszczalnych w wodzie
cząstek nierozpuszczalnego hydrożelu wytwarza się za pomocą strumienia powietrza wstęgę,
którą następnie prasuje się do gęstości 0,15 do około 1,0 g/cm3. Jednakże sposób ten składa się
z kilku etapów, podczas których suchy materiał wyjściowy najpierw rozdrabnia się w młynie
bijakowym we włókna celulozowe, a te z kolei osadza na sicie i wytwarza z nich wkład chłonny,
prasowany w następnym etapie. Tego typu etapy produkcyjne komplikują i podrażniają tę
technologię. Jeden ze sposobów zmiękczania arkusza z materiału chłonnego ujawniono w
Europejskim Zgłoszeniu Patentowym EP 0 360 472, według którego sprasowany materiał
chłonny obrabia się pomiędzy częściowo ponacinanymi walcami nadającymi mu miękkość. Jednakże skutkiem takiego sposobu jest między innymi zmniejszenie wytrzymałości mechanicznej
zmiękczonego materiału.
Wkład chłonny do wyrobu absorpcyjnego, według wynalazku, zawierający materiał
cząsteczkowy zawierający co najmniej 30% włókien celulozowych uformowanych na sucho we
wstęgę i sprasowanych do gęstości pomiędzy 0,2 - 0,8 g/cm3, charakteryzuje się tym, że zawiera
włókna celulozowe suszone pneumatycznie, a końcowy wkład chłonny stanowi uformowana
pneumatycznie wstęga o gramaturze pomiędzy 50 - 1500 g/m 2.
Gramatura wkładu wynosi pomiędzy 80 - 1000 g/m2, korzystnie 100 - 800 g/m2. Włókna
celulozowe składają się głównie z włókien pulpy roztwarzanej chemo-termomechanicznie.
W innym wariancie włókna pulpy roztwarzanej chemotermomechanicznie mają wskaźnik
kędzierzatości wynoszący pomiędzy 0,20 i 0,40.
Co najmniej pewną ilość włókien stanowią chemicznie usztywniane włókna celulozowe.
W łókna celulozowe w pewnym przypadku składają się głównie z włókien pulpy roztwarzanej
chemicznie.
Co najmniej pewną ilość włókien stanowią chemicznie usztywniane włókna celulozowe.
W skład wkładu chłonnego wchodzi pomiędzy 0 - 20% materiału superchłonnego,
korzystnie pomiędzy 0,5 - 10%, a najbardziej korzystnie 1 - 5%, obliczonego w stosunku do
całkowitej wagi wkładu w stanie suchym.
W innym przykładzie w skład wkładu chłonnego wchodzą środki wzmacniające, na
przykład środek wiążący, włókna wzmacniające lub termoplastyczne włókna wiążące.
Wkład chłonny zawiera także korzystnie warstwę wzmacniającą, na przykład z włókniny,
bibułki, tworzywa sztucznego lub siatki.
Według wynalazku, sposób produkcji wkładu chłonnego do higienicznego wyrobu absorpcyjnego, w którym z materiału cząsteczkowego zawierającego co najmniej 30% włókien
celulozowych formuje się na sucho wstęgę z włókien celulozowych i prasuje się ją do gęstości
pomiędzy 0,2 - 0,8 g/cm3, charakteryzuje się tym, że przed uformowaniem wstęgi suszy się
pneumatycznie włókna celulozowe, a następnie formuje się je pneumatycznie we wstęgę o wadze
jednostki pola powierzchni pomiędzy 50 - 1500 g/m2, po czym wstęgę, bez dalszego rozwłókniania i spulchniania, wprowadza się jako wkład chłonny do wyrobu.
172 704
5
Wstęgę prasuje się do gęstości pomiędzy 0,25 - 0,8 g/cm3, korzystnie 0,3 - 0,7 g/cm3, a
korzystnie prasuje się do uzyskania w niej wilgoci w ilości 3 - 20%, korzystniej 4 - 18%, a
najbardziej korzystnie 11 - 16%, obliczonej w odniesieniu do jej całkowitej wagi.
K o rz y s tn ie
w s tę g ę , p rz e d
w p ro w a d z e n ie m
ja k o
w k ła d
c h ło n n y
d o
w k ła d u
ro z w a rs tw ia
się, poprzez zmiękczanie mechanicznie, na liczne, częściowo oddzielone cienkie warstwy
włókien, których gęstość odpowiada pierwszej gęstości.
Wkład chłonny według wynalazku ma znakomite własności chłonne, zarówno z punktu
widzenia szybkiego wchłaniania przez niego płynów jak również zdolności do ich rozprowadzania w materiale. Materiał ten wykazuje słaba tendencję do zwilżania powrotnego, jak również
daje się formować z niego wyroby bardzo cienkie. Sposób wytwarzania wkładu chłonnego jest
uproszczony.
Stwierdzono, że nie rozwłókniona, uformowana na sucho pulpa jest znakomitym materiałem chłonnym i można ją bezpośrednio używać jako materiał chłonny w artykułach higienicznych, bez konieczności rozwłókniania. Materiał ten ma również dobre własności z punktu
widzenia przesączania płynów i spęczania, co ma istotne znaczenie dla funkcji, jakie spełnia
wyrób. M ata z pulpy tego typu jest bardzo cienka, dzięki czemu nie trzeba jej dalej prasować w
wyrobie lub artykule.
W przypadku pewnych zastosowań w produkcji artykułów higienicznych, wygodne jest
zmiękczanie formowanej na sucho pulpy przed jej użyciem jako materiału chłonnego. Tego typu
proces zmiękczania nie wpływa w znaczniejszym stopniu na wspomniane wcześniej dobre
własności chłonne, własności przesączające ani spęczanie. Gotowy materiał chłonny w postaci
zwoju, można stosować bez konieczności rozwłókniania, co zmniejsza również częściowo
zapotrzebowanie na wspomniane już urządzenia do rozwłókniania, pneumatyczne urządzenia
transportowe i urządzenia do wytwarzania mat.
Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania w odniesieniu do
rysunku, na którym fig. 1 przedstawia własności chłonne formowanej na sucho pulpy roztwarzanej chemo-termomechanicznie pomiędzy walcami o różnym rozstawie, dla porównania
przedstawiono odpowiednie własności mat z pulpy roztwarzanej chemo-termomechanicznie i
chemicznej, formowanych w sposób konwencjonalny, a następnie prasowanych, fig. 2 - własności chłonne formowanej na sucho pulpy roztwarzanej chemo-termomechanicznie po zmiękczaniu, dla porównania przedstawiono odpowiednie własności mat z pulpy roztwarzanej
chemo-termomechanicznie i chemicznej, formowanych w sposób konwencjonalny, a następnie
prasowanych, fig. 3 - własności chłonne gotowego wyrobu absorpcyjnego wykonanego z
formowanej na sucho pulpy roztwarzanej chemo-termomechanicznie, dla porównania przedstawiono odpowiednie własności dla wyrobów produkowanych konwencjonalnie o odpowiednich
składach, fig. 4 - czas wchłaniania płynów przez gotowy wyrób absorpcyjny zawierający wkład
chłonny z formowanej na sucho pulpy roztwarzanej chemo-termomechanicznie, dla porównania
przedstawiono odpowiednie własności dla wyrobów produkowanych konwencjonalnie o odpowiednich składach, fig. 5 przedstawia stopień wykorzystania gotowego wyrobu absorpcyjnego
z wkładem chłonnym z formowanej na sucho pulpy roztwarzanej chemo-termomechanicznie,
dla porównania przedstawiono odpowiednie własności dla wyrobów produkowanych konwencjonalnie o odpowiednich składach, fig. 6 - własności chłonne gotowego wyrobu absorpcyjnego
z wkładem z formowanej na sucho pulpy roztwarzanej chemotermomechanicznie z domieszką
i bez domieszki materiału superchłonnego, dla porównania przedstawiono odpowiednie własności dla wkładów w pulpy produkowanej konwencjonalnie z domieszką i bez domieszki
materiału superchłonnego, fig 7 - zwilżalność powrotną gotowego wyrobu absorpcyjnego z
wkładem chłonnym wykonanym z formowanej na sucho pulpy roztwarzanej chemo-termomechanicznie, dla porównania przedstawiono odpowiednie własności dla wyrobów produkowanych
konwencjonalnie o odpowiednich składach, fig. 8 - odpowiednią zwilżalność powrotną nie
zmiękczanego i zmiękczanego wyrobu absorpcyjnego w odniesieniu do wchłaniania krwi, z
wkładem wykonanym z formowanej na sucho pulpy roztwarzanej chemotermomechanicznie,
zarówno z domieszką jak i bez domieszki materiału superchłonnego, fig. 9 - odpowiednią
zwilżalność powrotną gotowego wyrobu absorpcyjnego w odniesieniu do wchłaniania krwi, z
6
172 704
wkładem wykonanym z formowanej na sucho pulpy roztwarzanej chemotermomechanicznie,
dla porównania przedstawiono odpowiednie własności dla wyrobów produkowanych konwencjonalnie o odpowiednich składach, fig. 10 - 11 przedstawiają schematycznie skład wyrobów
a b so rp c y jn y ch w e d łu g n in ie jsze g o w y n a laz k u d la ró ż n y c h p rz y k ła d ó w
w y k o n an ia, fig . 1 2 -
przekrój poprzeczny przez wkład chłonny w stanie nie zmiękczonym, fig. 13 - przekrój poprzeczny
przez wkład chłonny w stanie zmiękczonym.
Sposób wytwarzania wkładu chłonnego według wynalazku polega na tym, że z
materiału w postaci cząstek, zawierającego 30 - 100%, korzystnie co najmniej 50%, a
najbardziej korzystnie co najmniej 70%, suszonych pneumatycznie włókien celulozowych,
formuje się wstęgę o gram aturze z przedziału w artości pom iędzy 50 - 1500 g/m 2 i prasuje
do gęstości rzędu 0,2 - 0,8 g/cm 3, a następnie utw orzoną w ten sposób w stęgę, bez
rozw łókniania i spulchniania, układa jako wkład chłonny do elementu absorpcyjnego.
Według wynalazku, wkład chłonny formuje się na sucho z materiału rozdrobnionego,
takiego jak pulpa roztwarzana mechanicznie lub pulpa roztwarzana chemotermomechanicznie
(CTMP) lub z pulpy siarczynowej lub siarczanowej, stanowiącej pulpę celulozową roztwarzaną
chemicznie. Do formowanego na sucho wkładu korzystnie dodaje się również inne surowce o
strukturze rozdrobnionej, takie jak materiały superchłonne, spoiwa termoplastyczne w postaci
włókien i inne typy włókien.
Nie obrabiana, formowana na sucho pulpa ma znakomite własności chłonne, przesączalność i zdolność do pęcznienia, i stwierdzono, że istnieje możliwość bezpośredniego jej
użycia jako m ateriału chłonnego w wyrobach higienicznych, bez konieczności rozw łókniania. W przypadku pewnych materiałów chłonnych, stwierdzono użyteczność lekkiego
ich zmiękczania przed zastosowaniem. Poniżej przedstawiono jeden ze sposobów takiego
zmiękczania.
Mata z formowanej na sucho pulpy ma dobrą spoistość, co oznacza, że w przypadku
wprowadzania do niej materiałów superchłonnych, granulki takich materiałów dobrze zwiążą
się z wkładem chłonnym i nie będą rozprzestrzeniały się podczas dalszej obróbki i przetwarzania
na chłonne wyroby higieniczne.
Formowaną na sucho pulpę celulozową można wytwarzać, przykładowo, formując wstęgę
z suszonych pneumatycznie włókien pulpy papierowej sposobem ujawnionym w Międzynarodowym Zgłoszeniu Patentowym WO 90/05808.
Włókna pulpy celulozowej mają tak zwany wskaźnik kędzierzatości, definiujący ich
zakrzywienie. Wskaźnik kędzierzatości można mierzyć sposobem opisanym przez B. D. Jordana i N. G. Nguyena w Papper och Trä 4/1986, strona 313.
Zmiękczanie materiału
Materiał można zmiękczyć, dzięki czemu bardzo dobrze nadaje się do stosowania jako
materiał chłonny w większości wyrobów higienicznych, obrabiając uformowaną na sucho pulpę
pomiędzy, na przykład, walcami fałdującymi. Materiał można zmiękczać w różnym stopniu w
zależności od zastosowań, obrabiając go pomiędzy różnymi typami walców i stosując różne
rozstawy walców.
Zmiękczona w ten sposób, uformowana na sucho pulpa, ma bardzo dobre własności
materiałowe, a proces zmiękczania nie wpływa w istotniejszy sposób na wspomniane wcześniej
jej znakomite własności chłonne.
Na figurze 12 przedstawiono fragment wkładu chłonnego przed procesem zmiękczania, a
na fig. 13 - po procesie zmiękczania. Jak widać na fig. 12 i 13, podczas procesu zmiękczania
materiał wkładu chłonnego rozwarstwia się. Wkład chłonny nie zmiękczony ma włókna 61
ułożone zazwyczaj z równomierną gęstością wzdłuż całej grubości. W wyniku procesu zmiękczania
materiał wkładu chłonnego ulega rozwarstwieniu na liczne, częściowo oddzielne cienkie warstwy włókien 62, pomiędzy którymi są odstępy 63. Zmiękczanie i rozwarstwianie materiału
zmniejsza w pewnym stopniu jego gęstość całkowitą, ale w zasadzie bez zmiany wartości jego
gęstości pierwotnej w każdej poszczególnej warstwie. W związku z tym, że każda pojedyncza
warstwa zachowuje bardzo wysoką gęstość, utrzymują się dobre własności przesączalne materiału pomimo wzrostu objętości materiału w wyniku procesu zmiękczania. Rezultatem procesu
172 704
7
zmiękczania jest wzrost całkowitej objętości o około 300%, zazwyczaj pomiędzy do 100%, w
zależności od zastosowanego sposobu oraz intensywności zmiękczania.
Rozumie się samo przez się, że wspomniany sposób zmiękczania materiału przytoczono
wyłącznie dla przykładu oraz że podobne w y n i k i można uzyskać innymi sposobami. Przykładowo, materiał można zmiękczać za pomocą ultradźwięków, mikrofal, zwilżając go albo za
pomocą dodatków chemicznych.
Badania własności materiałowych
Do określania własności chłonnych wkładu chłonnego stosowano urządzenia opisane
poniżej.
Test 1. Własności chłonne w płaszczyźnie pochylonej
Z badanego materiału wycięto prostokątny wkład testowy i w jego poprzek, w punkcie
odległym o 11 cm od jego krótszego boku poprowadzono linię. W pobliżu wagi laboratoryjnej
umieszczono naczynie z cieczą, po czym zarówno wagę jak i naczynie wyregulowano do
położenia poziomego. Następnie na wadze umieszczono pod kątem 30° do poziomu płytkę z
p lek sig lasu w taki sposób, że je d en jej sw obodny koniec w ch o d ził lekko do n aczy nia. W odległości 11 cm od dolnej krawędzi płytki poprowadzono poprzecznie linię Do
naczynia nalano ciecz testową (0,9% roztwór NaCl) w takiej ilości, żeby 20 mm płytki z
pleksiglasu znalazło się pod jej powierzchnią. Do płytki z pleksiglasu przymocowany testowany
wkład w taki sposób, żeby narysowana na nim linia pokryła się z linią narysowaną na płytce,
podwijając równocześnie jego dolną części w taki sposób, żeby nie stykała się z cieczą testową.
Równocześnie z położeniem wkładu testowego na płytce i zanurzeniem go w roztworze na taką
samą głębokość jak płytka, uruchomiono zegar. Rejestrowano wzrost wagi wkładu testowego w
funkcji czasu.
Test 2. Pomiar pojemności chłonnej i stopnia je j wykorzystania
Badany wkład umieszczono w uchwycie Ciecz testową (0,9% roztwór NaCl) doprowadzano do punktu zwilżania wyrobu w ciągu 60 minut z prędkością, z jaką była wchłaniana. Ciągle
mierzono ilość wchłanianej cieczy, a łączna ilość cieczy wchłoniętej przez testowany wyrób
stanowi jego użyteczną pojemność chłonną. Następnie badany wyrób umieszczano w kąpieli z
cieczą, w której miał on możliwość maksymalnego wchłonięcia cieczy testowej. Następnie
ponownie ważono badany wyrób i obliczano jego łączną pojemność chłonną. Stopień wykorzystania określano jako iloraz wykorzystanej pojemności chłonnej testowanego wyrobu i całkowitej pojemności chłonnej.
Test 3. Pomiary zwilżalności powrotnej, przesiąkalności cieczy i czasu wchłaniania
Do wyrobu doprowadzano w odstępach co 20 minut cztery partie cieczy testowej (0,9%
roztworu NaCl), każda o wielkości 28 ml. Pomiar czasu prowadzono do chwili całkowitego
wchłonięcia cieczy. Po doprowadzeniu każdej partii cieczy rejestrowano stopień rozprzestrzenienia się jej w pielusze. Po doprowadzeniu ostatniej partii cieczy, w miejscu zwilżania
umieszczano bibułę filtracyjną i obciążano ją odważnikiem o masie 1,1 kg przez 15 sekund. Bibułę filtracyjną ważono zarówno przed jak i po przyłożeniu odważnika i rejestrowano zwilżalność powrotną.
Test 4. Pomiary zwilżalności powrotnej
Ważono pieluchę przeznaczoną dla dzieci o wadze z danego przedziału wartości, a
następnie umieszczano ją na płaskiej powierzchni nośnej. Do punktu zwilżania pieluchy doprowadzano określoną ilość cieczy testowej (0,9% roztworu NaCl, 100 ml w przypadku pieluch dla
dzieci i wadze w zakresie 7 - 1 5 kg). Po 20 minutach doprowadzano kolejne 100 ml cieczy. Po
wchłonięciu całej cieczy, w miejscu zwilżania umieszczano bibułę filtracyjną i obciążano ją w
przeciągu 15 sekund odważnikiem o masie 1,1 kg. Bibułę filtracyjną ważono zarówno przed jak
i po obciążeniu, a uzyskane wyniki rejestrowano jako zwilżalność powrotną pierwszego rzędu. Po kolejnych 20 minutach do pieluchy doprowadzano następnie 100 ml cieczy i po jej
całkowitym wchłonięciu całą procedurę powtarzano używając do tego celu świeżą bibułę
filtracyjną, a uzyskane wyniki rejestrowano jako zwilżalność drugiego rzędu.
Test 5. Wyznaczanie wchłanialności krwi
8
172 704
Z materiału wycięto wkład testowy o wymiarach 65 x 200 mm. Do miejsca zwilżania
wkładu testowego doprowadzono 5 ml cieczy testowej (0,9% roztwór NaCl). Po około 30
minutach mierzono stopień rozprowadzenia cieczy. Następnie do miejsca zwilżania doprowadzono kolejne 5 ml cieczy testowej (0,9% roztwór NaCl) i po dalszych około 30 minutach
mierzono stopień rozprowadzenia cieczy. Po ostatnim zwilżaniu, w miejscu zwilżania umieszczono osiem bibuł filtracyjnych i obciążono je odważnikiem o masie 4,875 kg na czas 15
sekund. Zarówno przed jak i po obciążeniu mierzono wagę bibuł filtracyjnych i rejestrowano
zwilżalność powrotną.
Wyniki badań. Zmiękczanie
W celu określenia wpływu na materiał różnego rozstawienia walców zmiękczających
używanych do jego zmiękczania, badano go w różnych warunkach zmiękczania. Przykładowo,
w przypadku formowanej na sucho pulpy roztwarzanej chemotermomechanicznie o gramaturze
900 g/m2 i gęstości 0,63 g/cm3, właściwe rozstawienie walców podczas procesu zmiękczania
wynosi 1,7 - 2,4 mm. Dla tych rozstawień walców proces zmiękczania nie ma istotniejszego
wpływu na własności materiału. Na fig. 1 przedstawiono własności chłonne dla różnych
r o z s t a w
i e ń
w
a l c ó w
.
Przedstawione wyniki uzyskano podczas pomiarów sposobem 1.
A Materiał według wynalazku, rozstawienie walców 1,7 mm.
B Materiał według wynalazku, rozstawienie walców 2,0 mm.
C Materiał według wynalazku, rozstawienie walców 2,4 mm.
D Materiał według wynalazku, rozstawienie walców 2,0 mm, dwukrotnie zmiękczany.
E Materiał według wynalazku, rozstawienie walców 2,0 mm, czterokrotnie zmiękczany.
F Pulpa roztwarzana chemotermomechanicznie, gęstość 0,125 g/cm3.
G Pulpa siarczanowa roztwarzana chemicznie, gęstość 0,125 g/cm3.
Własności chłonne wkładów chłonnych
Na figurze 2 przedstawiono własności chłonne pulpy roztwarzanej chemotermomechanicznie
według wynalazku posiadającej gramaturę 900 g/m i gęstość 0,63 g/cm3 w porównaniu z
własnościami odpowiadającymi wkładom z pulpy wytwarzanym z rozwłóknionej i mającej
postać wstęgi pulpa roztwarzana chemotermomechanicznie i odpowiedniej pulpy roztwarzanej
chemicznie. Wobec braku materiału superchłonnego pojemność chłonna wynosi około 9 g
cieczy na każdy gram materiału chłonnego. Wyniki uzyskano w teście 1.
A Materiał według wynalazku.
B Pulpa roztwarzana chemotermomechanicznie, gęstość 0,125 g/cm3.
C Pulpa siarczanowa roztwarzana chemicznie, gęstość 0,125 g/cm3.
Własności gotowego wyrobu absorpcyjnego
W celu zbadania pozostałych własności gotowych wyrobów absorpcyjnych, sporządzono
wyroby testowe w postaci konwencjonalnych pieluch dla dzieci, zawierających wkład chłonny
w kształcie litery T (wkład T-owy), leżący najbliżej użytkownika, oraz prostokątny wkład
chłonny (wkład R-owy), leżący pod wkładem T-owym, przy czym prostokątny wkład chłonny
w testowanych wyrobach był wykonany z pulpy roztwarzanej chemotermomechanicznie według
wynalazku. W wyrobach konwencjonalnych, T-owy wkład chłonny (wkład T-owy) i prostokątny wkład chłonny (wkład R-owy) były wykonane z konwencjonalnej rozwłóknionej pulpa
roztwarzana chemotermomechanicznie i pulpy chemicznej.
Pomiary pojemności chłonnej
Wyroby zawierające pulpę roztwarzaną chemotermomechanicznie według wynalazku
posiadały chłonność w gramach równoważną wyrobom porównawczym z odpowiednimi wkładami z pulpy wykonanymi z konwencjonalnie rozwłóknionego i mającego postać mat pulpa
roztwarzana chemotermomechanicznie i pulpy roztwarzanej chemicznie. Uzyskane wyniki przedstawiono na fig. 3. Wyniki uzyskano w teście 2.
A Porównawcza pielucha Libero Girl.
B Porównawcza pielucha Libero Boy.
C Pielucha dla dzieci zawierająca materiał według wynalazku.
172 704
9
Pomiary czasu wchłaniania cieczy
Czas wchłaniania cieczy przez wyroby zawierające wkład R-owy wykonany z pulpy
roztwarzanej chemotermomechanicznie według wynalazku był krótszy niż czas wchłaniania dla
w y ro b ó w p o r ó w n a w c z y c h . S k u tk ie m te g o je s t ró w n ie ż w ię k s z a s k u te c z n o ś ć w k ła d u R - o w e g o ,
wykonanego z pulpy roztwarzanej chemotermomechanicznie według wynalazku, z punktu
widzenia odprowadzania cieczy z wkładu T-owego. Uzyskane wyniki można obejrzeć na fig.
4. Wyniki uzyskano w teście 3.
A Porównawcza pielucha Libero Girl.
B Porównawcza pielucha Libero Boy.
C Pielucha dla dzieci zawierająca materiał według wynalazku.
Pomiary wykorzystania wkładu chłonnego
Porównanie stopnia wykorzystania wkładu chłonnego w wyrobie chłonnym zawierającym
pulpę roztwarzaną chemotermomechanicznie według wynalazku oraz w odpowiednim wyrobie
chłonnym zawierającym konwencjonalną pulpa roztwarzana chemotermomechanicznie i pulpę
roztwarzaną chemicznie, wykazały prawie taki sam stopień wykorzystania, chociaż z lekką
przewagą wyrobów z pulpą roztwarzaną chemotermomechanicznie według wynalazku. Wyniki,
które uzyskano testem 2, przedstawiono na fig. 5.
A Porównawcza pielucha Libero Girl.
B Porównawcza pielucha Libero Boy.
C Pielucha dla dzieci zawierająca materiał według wynalazku.
Domieszkowanie materiałem superchłonnym
Obecność materiału superchłonnego we wkładzie chłonnym wpływa na jego własności
chłonne. Materiał superchłonny można wprowadzać do wkładu chłonnego na różne sposoby. Przykładowo, można go domieszkować do materiału, z jakiego jest wykonany wkład,
układać w nim warstwowo, albo umieszczać w nim w dowolny inny sposób. Domieszkowanie
materiału superchłonnego można wykonać na etapie produkcji materiału formowanego na sucho,
ale również podczas niektórych innych etapów procesu produkcji. Własności chłonne porównano z pulpą roztwarzaną chemotermomechaniczne według wynalazku, do którego dodano materiał superchłonny, a także z odpowiednimi wkładami z pulpy zawierającymi konwencjonalną
rozwłókniona pulpa roztwarzana chemotermornechanicznie i pulpę roztwarzania chemicznie. Wyniki tych porównań, uzyskane w teście 1, przedstawiono na fig. 6.
A Pulpa siarczanowa roztwarzana chemicznie, zawierająca 30% materiału superchłonnego
i posiadająca gęstość 0,125 g/cm3.
B Materiał według wynalazku zawierający 30% materiału superchłonnego.
C Pielucha porównawcza zawierająca 30% materiału superchłonnego.
D Materiał według wynalazku nie zawierający materiału superchłonnego.
Pomiary zwilżalności powrotnej
Wyroby zawierające pulpę roztwarzaną chemotermomechanicznie według wynalazku we
wkładzie R-owym posiadały lepsze własności z punktu widzenia zwilżalności powrotnej niż
wyrób porównawczy. Wynika z tego również, że wkład R-owy zawierający pulpę roztwarzaną
chemotermomechanicznie według wynalazku, jest w stanie bardziej skutecznie odprowadzać
ciecz z wkładu T-owego. Wyniki te, uzyskane w teście 4. przedstawiono na fig. 7.
A Porównawcza pielucha Libero Girl.
B Porównawcza pielucha Libero Boy.
C Pielucha dla dzieci zawierająca materiał według wynalazku.
Pomiary zwilżalności powrotnej dla wchłaniania krwi
W przypadku wchłaniania krwi, wyroby, zawierające zmiękczoną pulpę roztwarzaną
chemotermomechanicznie według wynalazku, miały lepsze własności z punktu widzenia zwilżalności powrotnej niż wyroby nie zmiękczone. Z uzyskanych rezultatów wynika, że w przypadku wchłaniania krwi wyroby bez materiału superchłonnego wykazywały niższe wartości
zwilżalności powrotnej niż materiał zawierający materiał superchłonny. Materiał, w którym nie
było materiału superchłonnego, również skuteczniej rozprowadzał krew. Uzyskane wyniki
przedstawiono na fig. 8 i 9. Wyroby porównawcze zawierały dwa różne produkty często
10
172 704
znajdujące się na rynku. Wyniki uzyskiwano w teście 5. Wstępnym warunkiem takiego zjawiska jest
istnienie co najmniej jednej warstwy maty z pulpy nie zawierającej materiału superchłonnego. Oczywiście nie wyklucza to obecności takiego materiału w innych częściach wkład.
Figura 8
A M ateriał według wynalazku o gramaturze 350 g/m2.
B Materiał według wynalazku o gramaturze 350 g/m2, zmiękczany.
C Materiał według wynalazku o gramaturze 350 g/m2 + 5% materiału superchłonnego.
D Materiał według wynalazku o gramaturze 350 g/m2 + 5% materiału superchłonnego,
zmiękczany.
Figura 9
A W yrób porównawczy 1.
B Wyrób porównawczy 2.
C W yrób zawierający materiał według wynalazku.
Wytrzymałość mechaniczna siatki
Zazwyczaj wytrzymałość mechaniczna maty wykonanej z formowanej na sucho pulpy jest
wystarczająca z punktu widzenia rozważanych tu zastosowań. W przypadku stwierdzenia niedostatecznej wytrzymałości mechanicznej siatki dla pewnych typów zastosowań, można ją
zwiększyć wzmacniając jej strukturę w odpowiedni sposób, dodając do mieszanki włókien
celulozowych włókna wzmacniające, włókna spajające lub środek wiążący. Wytrzymałość
mechaniczną siatki można również zwiększyć wprowadzając do wkładu chłonnego warstwę
wzmacniającą z, na przykład, tworzywa sztucznego, włókniny, siatki lub nitek, albo mocując
warstwę wzmacniającą lub arkusz zewnętrzny z jednej lub z obu stron materiału.
Gęstość i gramatura
Zmiękczona mata z pulpy jest nadal bardzo cienka, w związku z czym w wielu przypadkach
nie ma potrzeby dalszego jej prasowania przed zastosowaniem w wyrobie chłonnym. Odpowiednia gęstość wynosi pomiędzy 0,2 - 0,8 g/cm3, korzystnie 0,25 - 0,7 g/cm3, a najbardziej korzystnie
0,3 - 0,6 g/cm3. Odpowiednia gramatura wynosi pomiędzy 50 -1500 g/m3, korzystnie 80 -1000 g/m2,
a najbardziej korzystnie, 100 - 800 g/cm2. Do obliczania gęstości grubość materiału mierzono za
pomocą grubościomierza Mitutoyo.
Na figurze 10 p rzedstawiono pierwszy przykład wykonania pieluchy według wynalazku. Pielucha ta zawiera, konwencjonalnie, wkład chłonny 11, zawarty pomiędzy przepuszczalną
dla płynów warstwą wierzchnią 12, składającą się, wygodnie, z miękkiej włókniny, perforowanej
folii z tworzywa sztucznego lub podobnego materiału, który podczas noszenia ma znajdować
się w pobliżu użytkowniczki, a nieprzepuszczalną dla płynów warstwą spodnią 13. Warstwy 12
i 13 mają pewne części wystające poza wkład chłonny 11 i są ze sobą spojone w strefie tych
wystających części. Warstwa spodnia 13 zawiera odpowiedni materiał z tworzywa sztucznego,
na przykład polietylenu. Rozumie się jednak samo przez się, że warstwę wierzchnią i spodnią
można wykonać z innych znanych materiałów w zakresie według wynalazku.
Wkład chłonny składa się z dwóch lub więcej warstw, górnej warstwy odbierającej płyny 14
oraz jednej lub dwóch dolnych warstw przesiąkalnych i warstw magazynujących 15 i 16. Materiał według wynalazku używa się głównie na warstwę odbierającą 14. Te warstwy, w których
nie używa się materiału według wynalazku, można wykonać z innych typów materiałów, na
przykład z materiału z konwencjonalnych włókien celulozowych.
Zadaniem warstwy odbierającej 14 jest szybkie wchłonięcie danej ilości cieczy. Ciecz ta
może być tylko luźno utrzymywana w strukturze włókien i szybko z niej odprowadzana. Warstwa odbierająca 14 składa się z formowanego na sucho materiału według wynalazku i ma
stosunkowo otwartą strukturę włókien o stosunkowo małej gęstości oraz zawiera 0 - 10%
materiału superchłonnego. Korzystnie, materiał superchłonny stosowany w warstwie odbierającej 14 ma wysoką odporność żelu na ścinanie, dzięki czemu warstwa ta po zwilżeniu zachowuje
otwartą trójwym iarową strukturę włókien. Odpowiedni zakres gęstości dla warstwy odbierającej 14 wynosi pomiędzy 0,20 - 0,70 g/cm3. Odpowiedni zakres gramatur dla warstwy
odbierającej 14 wynosi 80 - 1000 g/m2.
172 704
11
Głównym zadaniem warstwy przesiąkalnej 15 jest skuteczny transport cieczy, odebranej
przez warstwę odbierającą 14, do warstwy magazynującej 16 znajdującej się pod warstwą
przesiąkalną 15 oraz zapewnienie wykorzystania możliwie największej części warstwy magaz y n u ją c e j 1 6 d o
c e ló w
w c h ła n ia n ia . W a rstw a p rz e sią k a ln a 1 5
m o ż e sk ła d a ć się z ró ż n y c h ty p ó w
materiałów i zawiera stosunkowo mało materiału superchłonnego.
Zadaniem warstwy magazynującej 16 jest wchłonięcie i związanie cieczy doprowadzonej
do niej przez warstwę przesiąkalną 15. Warstwa magazynująca 16 może składać się z różnych
typów materiałów i może zawierać stosunkowo dużo materiału superchłonnego.
Opcjonalnie, warstwę przesiąkalną 15 można połączyć w jedną warstwę z warstwą
magazynującą 16. W takim przypadku, zarówno zawartość materiału superchłonnego w pojedynczej warstwie jak i jej gęstość będą stosunkowo duże.
W przypadku połączenia warstwy przesiąkalnej 15 z warstwą magazynującą 16 w jedną
warstwę pojedynczą, zawartość materiału superchłonnego w warstwie można zmieniać w całym
wyrobie w taki sposób, żeby uzyskać pewien jego gradient wzdłuż głębokości, długości i/lub
szerokości wyrobu.
Różne w arstwy mogą mieć różne kształty i wymiary. Zazwyczaj w c e lu poprawy skuteczności wyrobu, wkładowi chłonnemu nadaje się pewien stopień elastyczności, między innymi
w krokowej części wyrobu.
Na figurze 11 przedstawiono przykład wykonania opatrunku według wynalazku do ran i
na owrzodzenia. W jego skład wchodzi, konwencjonalnie, wkład chłonny 41, umieszczony
pomiędzy przepuszczalną dla płynów warstwą wierzchnią 42, składającą się odpowiednio z
miękkiej włókniny, perforowanej folii z tworzywa sztucznego lub podobnego materiału, i
znajdującą się podczas noszenia w pobliżu ciała użytkownika, oraz odpornej na płyny warstwy
spodniej 43. Warstwy 42 i 43 mają części wystające poza wkład chłonny 41 i są ze sobą w tych
częściach połączone. Warstwa spodnia 43 składa się z odpowiedniego materiału odpornego na
płyny, na przykład z włókniny, której nadano własności hydrofobowe. Rozumie się jednak samo
przez się, że warstwę wierzchnią i spodnią można wykonać z innych znanych materiałów, w
zakresie wynalazku.
Wkład chłonny 41 składa się tylko z jednej warstwy. W arstwa ta może być wykonana z
formowanego na sucho materiału według wynalazku i może być wykonana w taki sposób, że
ma stosunkowo otwartą strukturę włókien o stosunkowo małej gęstości i zawiera 0 - 10%
materiału superchłonnego. Odpowiedni przedział wartości gęstości w przypadku wkładu chłonnego 41 wynosi 0,20 - 0,50 g/cm3, a odpowiednia gramatura 200 - 700 g/m2.
Rozumie się samo przez się, że zastosowania niniejszego wynalazku nie ograniczają się
do pokazanych i opisanych przykładów wykonania oraz, że w zakresie niniejszych zastrzeżeń
możliwa jest również realizacja innych przykładów wykonania. Wkład chłonny może być
stosowany w wyrobach absorpcyjnych, takich jak pielucha, podpaska higieniczna, tampon,
ochraniacz majtek, wkład chłonny dla osób nie będących w stanie opanować wydalania,
ochraniacz bielizny pościelowej, opatrunek na rany lub owrzodzenia, wchłaniacz śliny i podobne
wyroby.
172 704
172 704
FIG. 4
FIG.5
FIG.6
172 704
FIG.7
FIG.8
FIG.9
172 704
FIG. 10
FIG.11
FIG. 12
FIG.13
172 704
FIG.1
FIG.2
FIG.3
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.
Cena 4,00 zł
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2
Размер файла
915 Кб
Теги
pl172704b1
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа