Абсорбирующая структура, имеющая высокую степень использования

 

Изобретение относится к абсорбирующей структуре, такой как подгузник, защитное приспособление, применяемое при недержании, гигиеническая прокладка. Абсорбирающая структура включает в себя принимающую жидкость и распределяющую жидкость центральную часть из высокообъемного пористого материала. Центральная часть сообщается по жидкости с удерживающей жидкость частью, которая окружает центральную часть, вдоль проходящих в продольном направлении ее боковых краев. Удерживающая жидкость часть имеет средний размер пор меньше среднего размера пор высокообъемной пористой центральной части. Плотность удерживающей жидкость части увеличивается в направлении наружу к проходящим в продольном направлении боковым краям абсорбирующей структуры. Структура способна принимать большие объемы жидкости и распределять ее в направлении неиспользованных частей абсорбирующего тепла при условии повторяющегося смачивания. 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к абсорбирующей структуре в абсорбирующем изделии, таком как подгузник, защитное приспособление, применяемое при недержании, гигиеническая прокладка или аналогичное изделие. Структура включает в себя предназначенную для приема и распределения жидкости центральную часть, которая состоит из высокообъемного пористого материала и которая проходит, по меньшей мере, вдоль существенной части структуры в ее продольном направлении и сообщается по жидкости с удерживающей жидкость частью, которая окружает принимающую жидкость и распределяющую жидкость центральную часть, по меньшей мере, вдоль длинных сторон указанной центральной части и имеет эффективный средний размер пор, который меньше эффективного среднего размера пор принимающей жидкость и распределяющей жидкость центральной части.

Описание предшествующего уровня техники Абсорбирующая структура в абсорбирующем изделии, таком как подгузник, применяемое при недержании защитное приспособление или гигиеническая прокладка, которое предназначено только для одноразового использования, обычно состоит из одного или более слоев гидрофильных волокон, как правило, из вспушенной целлюлозы. Абсорбирующая структура часто включает в себя суперабсорбирующие материалы, представляющие собой полимеры, которые способны абсорбировать количество воды или выделяемой организмом текучей среды, во много раз превышающее их собственный вес. Абсорбирующая структура также может включать в себя другие компоненты для улучшения ее способности распределять жидкость или повышения ее когерентности (связности) и способности противодействовать деформированию в процессе использования.

Одна проблема, с которой сталкиваются при использовании абсорбирующих структур данного типа, и в частности при использовании таких структур в подгузниках и применяемых при недержании защитных приспособлениях, которые предназначены для приема и абсорбции сравнительно больших объемов жидкости, заключается в том, что в них часто возникают утечки еще до того, как вся их абсорбционная способность будет использована полностью. Поскольку при мочеиспускании большие объемы жидкости выделяются за несколько секунд, абсорбирующее тело часто будет временно пропитываться жидкостью локально в так называемой зоне приема жидкости, так как отсутствует время на распределение жидкости в другие части абсорбирующего тела, так что любая дополнительная выделенная жидкость будет вытекать из подгузника. Естественно, такая утечка, происходящая до того, как будет полностью использована общая абсорбционная способность, создает дополнительные неудобства как для пользователя, так и для заботягощегося о нем/ней.

В данной области известны различные способы повышения мгновенной способности таких изделий принимать жидкость в предназначенной для приема жидкости зоне, например, путем создания полостей или зон с более низкой плотностью в указанной зоне; в этой связи см., например, заявку на патент США US-A-4413996 и заявку на Европейский патент ЕР-А-0254476. Также известным является выполнение слоя пористого материала непосредственно под проницаемым для жидкости материалом оболочки изделия, например, слоем ваты из синтетических волокон, слоем нетканого материала или слоем вспененного материала, который может принимать большие объемы жидкости в течение коротких периодов времени и временно удерживать эту жидкость до тех пор, пока не пройдет достаточное время для абсорбирования этой жидкости в остальной части абсорбирующего тела.

В заявке на патент Великобритании GB-A-2124907 описана абсорбирующая структура, в которой слой высокообъемного пористого материла заделан в абсорбирующее тело. Этот слой проходит вдоль существенной части абсорбирующего тела в продольном и поперечном направлениях абсорбирующего тела. Этот слой пористого материала обеспечивает прием жидкости, после чего происходит распределение жидкости по данному слою и постепенное поглощение ее окружающим абсорбирующим материалом.

В заявке на патент США US-A-4449979 описана состоящая из слабо спрессованных целлюлозных волокон структура абсорбирующей центральной части, имеющая по существу прямоугольную форму. Структура должна быстро принимать жидкость и пропитываться жидкостью при сохранении способности удерживать жидкость в больших количествах. Это достигается за счет повышения плотности структуры от центра к поперечным концам. Существенным является то, что плотность в поперечном направлении является по существу постоянной по любой заданной линии. Согласно приведенным примерам плотность структуры изменяется от 0,040 до 0,062 г/см³ для несжатой центральной части и от 0,063 до 0,100 г/см³ для наиболее уплотненных (сжатых) поперечных концов. Предыдущие попытки уплотнить часть абсорбирующей ватной прокладки для повышения впитываемости привели к снижению способности удерживать жидкость и к наличию жестких уплотненных участков, обладающих тенденцией разрываться при сгибании ватной прокладки. Согласно заявке на патент США US-A-4449979 эта проблема была решена за счет того, что плотность повышалась только в направлении от центральной части к поперечным концам.

Тем не менее еще существует возможность повышения способности структуры принимать и распределять жидкость, в особенности это имеет отношение к изделиям, которые предназначены для приема больших объемов жидкости в течение короткого промежутка времени, как часто имеет место в случае изделий, используемых при недержании, предназначенных для использования, например, при недержании у взрослых.

Задачи и наиболее важные отличительные признаки изобретения.

Задачей настоящего изобретения является разработка абсорбирующей структуры, включающей в себя взаимно противоположные концевые края и проходящие между ними в продольном направлении боковые края, причем структура включает в себя принимающую жидкость и распределяющую жидкость центральную часть из высокообъемного пористого материала, расположенную между указанными проходящими в продольном направлении боковыми краями, проходящую, по меньшей мере, вдоль значительной части структуры в ее продольном направлении и сообщающуюся по жидкости с удерживающей жидкость частью, окружающей принимающую жидкость и распределяющую жидкость центральную часть, по меньшей мере, вдоль длинных сторон указанной центральной части и имеющей эффективный средний размер пор, который меньше эффективного среднего размера пор принимающей жидкость и распределяющей жидкость центральной части. В соответствии с изобретением плотность удерживающей жидкость части увеличивается в направлении наружу к проходящим в продольном направлении боковым краям абсорбирующей структуры.

То обстоятельство, что имеется возможность добиться повышения способности структуры принимать и удерживать жидкость за счет увеличения плотности удерживающей части в направлении наружу к продольно проходящим боковым краям, является неожиданным, принимая во внимание заявку на патент США US-A-4449979. Объяснением может служить то, что материал центральной части, рассматриваемый в заявке на патент США US-A-4449979, является хрупким и не может разбухать вследствие слишком больших сил связи между волокнами и/или слишком слабых усилий для разрыва сетчатой структуры. Поскольку более мелкие поры естественно имеют меньшую удерживающую способность по сравнению с порами большего размера, плотные участки материала, описанного в центральной части заявки на патент США US-A-4449979, будут иметь меньшую удерживающую способность. Однако при использовании материла, который может разбухать, такого как целлюлозные волокна сухого способа формования, высушенные за счет обдува горячим воздухом, или материала, содержащего суперабсорбент, сетчатая структура будет обладать способностью разбухать при поглощении жидкости, увеличивая тем самым как диаметры пор, так и удерживающую способность. Неиспользованные зоны удерживающего слоя, которые еще не абсорбировали никакой жидкости, расположены рядом с использованной, содержащей жидкость зоной. Эти неиспользованные зоны содержат мелкие поры, которые стремятся впитывать и отводить жидкость, "удерживаемую" в использованной зоне. Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением достигается лучшее перемещение жидкости и обеспечивается большая удерживающая способность.

Краткое описание чертежей Далее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на приведенный в качестве примера вариант его осуществления, а также со ссылкой на сопровождающие чертежи.

Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение подгузника при виде сверху и с той стороны подгузника, которая обращена к носителю во время использования; фиг.2 - изображение абсорбирующего тела по фиг.1 при виде сверху; фиг. 3 - изображение модифицированного абсорбирующего тела при виде сверху; фиг.4 - поперечное сечение, выполненное по линии IV-IV на фиг.2; фиг.5 - соответствующее поперечное сечение дополнительного варианта осуществления; фиг.6 - продольное сечение, выполненное по линии VI-VI на фиг.2; фиг.7 - продольное сечение, выполненное по линии VII-VII на фиг.3.

Подробное описание вариантов осуществления.

Подгузник, изображенный на фиг.1, имеет проницаемый для жидкости верхний лист 1, изготовленный, например, из нетканого материала или из перфорированной пластиковой пленки, не проницаемый для жидкости нижний лист 2, изготовленный, например, из пластиковой пленки или гидрофобного нетканого материала, и абсорбирующую структуру или абсорбирующее тело 3, заключенное между верхним и нижним листами.

Подгузник предназначен для того, чтобы охватывать нижнюю часть туловища носителя подобно паре абсорбирующих трусов. Подгузник включает в себя заднюю часть 4, которая обращена к носителю сзади при использовании, переднюю часть 5, которая обращена к носителю спереди при использовании, и более узкую промежностную часть 6, расположенную между передней и задней частями подгузника и предназначенную для размещения в промежности носителя между бедрами носителя. Подгузник выполнен со скрепляющими язычками 7, находящимися вблизи заднего поясного края 8 подгузника и предназначенными для того, чтобы удерживать части подгузника вместе в виде трусов. При использовании подгузника скрепляющие язычки 7 прикреплены к наружной стороне передней части 5 подгузника рядом с передним поясным краем 9, удерживая части подгузника вместе вокруг талии носителя. Естественно, могут быть использованы другие типы скрепляющих средств, такие как скрепляющие средства, работающие по принципу "дотронься и закрой", например ленты с крючками и петлями типа Veloro®, застежки с крючками.

Подгузник, показанный на фиг. 1, также включает в себя предварительно растянутые эластичные приспособления 10, которые могут состоять из любого пригодного материала, такого как эластичный вспененный материал, эластичная лента или покрытые эластичные ленты. Для простоты подгузник на фиг.1 показан в положении, при котором эластичные приспособления находятся в полностью растянутом состоянии. Однако эластичные приспособления 10 будут стягиваться, как только усилие натяжения будет снято, и тем самым образовывать эластичные отверстия для ног в подгузнике.

Следует понимать, что изображенный и описанный подгузник представляет собой неограничивающий пример. Таким образом, форма подгузника и его конструкция в других отношениях могут изменяться различным образом. Например, скрепляющие приспособления, то есть клеящие скрепляющие язычки 7, и возможно также эластичные приспособления могут быть исключены для таких подгузников или защитных приспособлений, используемых при недержании, которые предназначены для ношения внутри облегающих трусов. В случает гигиенических прокладок, а также в случае некоторых применяемых при недержании защитных приспособлений, предназначенных для использования при небольшом недержании, на наружной поверхности нижнего слоя предусмотрен клеящий слой, с помощью которого изделие может быть прикреплено непосредственно к трусам носителя. Таким образом, изобретение применимо ко всем типам абсорбирующих изделий, предназначенных только для одноразового использования и для поглощения выделяемых организмом текучих сред.

Что касается изображенных, приведенных в качестве примеров вариантов осуществления изобретения, то абсорбирующее тело включает в себя принимающую жидкость часть 11 в виде центральной части, состоящей из высокообъемного пористого материала, например, центральной части из ваты из синтетических волокон, из вспененного материала или нетканого материала. Материал предпочтительно имеет плотность в диапазоне 0,001-0,1 г/см³, более предпочтительно в диапазоне 0,005-0,05 г/см³. Материал предпочтительно имеет большой объем пустот, предпочтительно свыше 90%, и более предпочтительно свыше 95%.

Выбор материала не имеет решающего значения, и материал может представлять собой вспененный материал из различных полимеров, например, полиуретана, полиолефинов, сложных полиэфиров, вспененный материал на основе целлюлозы. В альтернативном варианте материал может представлять собой вату или нетканый материал из синтетических волокон, и волокна в материале могут быть полиэтиленовыми, полипропиленовыми, полиамидными, полиэфирными волокнами, волокнами из поливинилового спирта, вискозными двухкомпонентными волокнами. Поскольку некоторые из этих волокон сами по себе являются гидрофобными, может быть целесообразным придать гидрофильность поверхности волокон или вспененного материала с тем, чтобы обеспечить возможность его более быстрого смачивания и тем самым повысить его способность принимать жидкость и распределять жидкость. Материалу можно придать гидрофильность путем обработки его поверхностно-активным веществом или обработки плазмой или в коронном разряде.

Принимающая жидкость центральная часть 11 в изображенном примере проходит вдоль существенной части длины абсорбирующего тела и окружена удерживающей жидкость частью 12. В изображенном варианте осуществления удерживающая жидкость часть 12 окружает принимающую жидкость центральную часть 11 вдоль ее длинных сторон, а также вдоль ее коротких сторон. В альтернативном варианте принимающая жидкость центральная часть 11 может проходить вдоль всей длины абсорбирующего тела и в этом случае она будет окружена удерживающей частью 12 только вдоль ее длинных сторон.

Удерживающая часть 12 предпочтительно включает в себя гидрофильные волокна, такие как целлюлозные волокна, вискозные волокна или полиэфирные волокна. Согласно одному предпочтительному варианту осуществления материал в удерживающей жидкость части представляет собой вспушенную целлюлозу из целлюлозы или химико-термомеханической древесной массы.

Материал также предпочтительно включает в себя так называемые суперабсорбирующие материалы, представляющие собой полимеры, которые могут поглощать воду и выделяемые организмом жидкости в количествах, во много раз превышающие их собственный вес. Суперабсорбирующие материалы могут представлять собой полиакрилаты, альгинаты, карбоксиметилцеллюлозу или сополимеры на основе крахмала. Обычно они имеют вид порошка, гранул, волокон, хлопьевидных частиц или аналогичный вид. Процентное содержание суперабсорбирующего материала в удерживающей жидкость части 12 может изменяться от 2 до 80%, предпочтительно от 10 до 50% от общего веса этой части. Суперабсорбирующий материал можно или смешать с волокнистым материалом, или нанести в виде одного или более слоев между слоями волокон. Суперабсорбирующий материал распределен или равномерно в удерживающей жидкость части 12, или с изменением его концентраций вдоль и/или поперек указанной удерживающей жидкость части.

Естественно, удерживающая жидкость часть 12 может быть полностью свободна от суперабсорбирующего материала.

Плотность удерживающей жидкость части 12 может изменяться от 0,1 до 1,0 г/см³, предпочтительно от 0,12 до 0,6 г/см³. Приведенные значения плотности применимы для абсорбирующих тел, изготовленных на основе вспушенной целлюлозы. Для других типов абсорбирующего материала могут применяться другие значения плотности.

Таким образом, наименее плотный участок удерживающей жидкость части 12 должен иметь плотность 0,1-0,4 г/см³, предпочтительно 0,1-0,3 г/см³, и наиболее предпочтительно примерно 0,1-0,2 г/см³. Наиболее сжатый участок удерживающей жидкость части 12 должен иметь плотность 0,4-1,0 г/см³, предпочтительно плотность 0,5-0,8 г/см³, и наиболее предпочтительно плотность 0,6-0,7 г/см³ на проходящих в продольном направлении боковых краях. Плотность у проходящих в продольном направлении боковых краев всегда должна, по меньшей мере, в два раза превышать плотность в зонах, наиболее близких к принимающей жидкость центральной части, предпочтительно отношение между плотностью у боковых краев и плотностью в зонах, наиболее близких к принимающей жидкость центральной части, составляет не менее 3 и предпочтительно не менее 4. Например, удерживающая жидкость часть 12 может иметь плотность примерно 0,12 г/см³ на участке, ближайшем к принимающей жидкость центральной части 11, и плотность примерно 0,6 г/см³ у проходящих в продольном направлении боковых краев 14.

Согласно одному альтернативному варианту осуществления удерживающая жидкость часть 12 состоит из вспененного материала любого типа, аналогичного описанным выше со ссылкой на принимающую жидкость часть 11, хотя данный материал имеет более высокую плотность и меньший объем пор по сравнению с материалом центральной части.

Плотность удерживающей жидкость части 12 увеличивается в поперечном направлении от границы 13 принимающей жидкость центральной части 11 наружу к проходящим в продольном направлении боковым краям 14. Это увеличение плотности предпочтительно является непрерывным, хотя в альтернативном варианте это увеличение может быть ступенчатым. В случае варианта осуществления по фиг. 4 плотность увеличивается непосредственно в направлении наружу до боковых краев 14, в то время как в случае варианта осуществления по фиг.5 самая наружная часть 15 удерживающей жидкость части 12 сжата до по существу равномерной высокой плотности. Плотность удерживающей жидкость части в варианте осуществления по фиг.6 также имеет градиент плотности в продольном направлении указанной части и увеличивается в продольном направлении этой части от центрального участка наружу к соответствующим поперечным концевым частям 16 и 17.

В варианте осуществления, изображенном на фиг.3 и 7, значительная часть принимающей жидкость центральной части 11 со стороны, которая расположена ближе к носителю, покрыта абсорбирующим слоем 12а, который может состоять из того же материала, что и удерживающая жидкость часть 12, или из другого материала. Доступ к принимающей жидкость центральной части 11 осуществляется через отверстие 18 в указанном слое 12а, расположенное в предполагаемой зоне смачивания изделия. Подходящим материалом для абсорбирующего слоя 12а является материал, обладающий хорошей способностью принимать жидкость, такой как химико-термомеханическая древесная масса или химически упрочненные целлюлозные волокна, возможно смешанные с небольшим количеством суперабсорбирующего материала.

Предполагается, что удерживающая жидкость часть 12 во всех вышеописанных вариантах осуществления имеет по существу постоянный вес на единицу площади, в результате чего более сжатые части будут иметь меньшую толщину по сравнению с частями, сжатыми в меньшей степени. Другим способом изменения плотности является образование удерживающей жидкость части 12 сначала из слоя, который имеет изменяющийся вес на единицу площади и который впоследствии подвергается сжатию до достижения равномерной толщины, так что те части, которые имеют наименьший вес на единицу площади, будут иметь наименьшую плотность, а те части, которые имеют наибольший вес на единицу площади, будут иметь наибольшую плотность. Естественно этот альтернативный вариант также включен в концепцию изобретения.

Абсорбирующее тело предназначено для функционирования описанным ниже образом.

Выделяемая организмом жидкость быстро улавливается принимающей жидкость центральной частью 11, которая распределяет жидкость по всей длине и ширине центральной части. Жидкость может сравнительно быстро и свободно перемещаться в центральной части 11 благодаря тому обстоятельству, что материал центральной части имеет низкое гидродинамическое (гидравлическое) сопротивление. Поскольку материал имеет большой объем пустот, центральная часть способна быстро принять сравнительно большие объемы жидкости, выделенной за короткий промежуток времени. После этого жидкость поглощается окружающей, удерживающей жидкость частью 12 за счет капиллярного переноса, причем указанная удерживающая часть имеет меньший средний размер пор по сравнению с принимающей жидкость центральной частью 11.

Под средним размером пор принимается эффективный средний размер пор материала в сухом состоянии. В заявке на Европейский патент ЕР-А-0470392 описан способ определения и измерения эффективного среднего размера пор волокнистой структуры.

Жидкость перемещается за счет капиллярного действия и распределяется к боковым краям 14 удерживающей жидкость части 12, которые имеют наибольшую плотность и, следовательно, наименьший размер пор. В результате этого имеющийся в наличии абсорбирующий материал используется эффективно, и в центральных частях абсорбирующего тела создается пространство для приема дополнительной жидкости.

Следует понимать, что изобретение не ограничено описанными и изображенными, приведенными в качестве примера вариантами его осуществления, и что в рамках объема формулы изобретения можно предусмотреть ряд модификаций. Например, описанная абсорбирующая структура может быть объединена с дополнительными абсорбирующими слоями, которые выполняют функции приема, распределения и/или удержания жидкости.

Формула изобретения

1. Абсорбирующая структура в абсорбирующем изделии, таком, как подгузник, защитное приспособление, применяемое при недержании, гигиеническая прокладка или аналогичное изделие, включающая в себя взаимно противоположные концевые края (16, 17) и проходящие между ними в продольном направлении боковые края (14), причем структура включает в себя принимающую жидкость и распределяющую жидкость центральную часть (11) из высокообъемного пористого материала, расположенную между указанными проходящими в продольном направлении боковыми краями (14), проходящую, по меньшей мере, вдоль значительной части структуры в ее продольном направлении и сообщающуюся по жидкости с удерживающей жидкость частью (12), окружающей принимающую жидкость и распределяющую жидкость центральную часть (11), по меньшей мере, вдоль длинных сторон указанной центральной части и имеющей эффективный средний размер пор, который меньше эффективного среднего размера пор принимающей жидкость и распределяющей жидкость центральной части (12), отличающаяся тем, что плотность удерживающей жидкость части (12) увеличивается в направлении наружу к проходящим в продольном направлении боковым краям (14) абсорбирующей структуры (3).

2. Абсорбирующая структура по п. 1, отличающаяся тем, что принимающая жидкость и распределяющая жидкость центральная часть (11) включает в себя вспененный материал, или вату, или нетканый материал, состоящий из синтетических волокон.

3. Абсорбирующая структура по п. 2, отличающаяся тем, что принимающая жидкость и распределяющая жидкость центральная часть (11) имеет плотность от 0,001 до 0,1 г/см³, предпочтительно от 0,005 до 0,05 г/см³.

4. Абсорбирующая структура по одному или более из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что удерживающая жидкость часть (12) включает в себя гидрофильные волокна, предпочтительно вспушенную целлюлозу, и тем, что ее плотность лежит в диапазоне от 0,1 до 1,0 г/см³, предпочтительно от 0,12 до 0,6 г/см³.

5. Абсорбирующая структура по п. 4, отличающаяся тем, что удерживающая жидкость часть (12) содержит от 2 до 80%, предпочтительно от 10 до 50% суперабсорбирующего материала от общего веса.

6. Абсорбирующая структура по одному или более из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что удерживающая жидкость часть (12) имеет плотность от 0,1 до 0,4 г/см³, предпочтительно от 0,1 до 0,3 г/см³ и наиболее предпочтительно примерно 0,1-0,2 г/см³ на участке, ближайшем к принимающей жидкость центральной части (11).

7. Абсорбирующая структура по одному или более из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что удерживающая жидкость часть (12) имеет плотность от 0,4 до 1,0 г/см³, предпочтительно от 0,5 до 0,8 г/см³ и наиболее предпочтительно от 0,6 до 0,7 г/см³ на проходящих в продольном направлении боковых краях (14, 15).

8. Абсорбирующая структура по одному или более из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что в удерживающей жидкость части (12) отношение между плотностью на боковых краях и плотностью в зоне, ближайшей к принимающей жидкость центральной части, составляет не менее 2, предпочтительно не менее 3 и наиболее предпочтительно не менее 4.

9. Абсорбирующая структура по одному или более из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что удерживающая жидкость часть (12) также имеет градиент плотности в продольном направлении указанной части, так что плотность удерживающей жидкость части увеличивается от ее центрального участка в направлении наружу к проходящим поперек концевым частям (16, 17) указанной структуры.

10. Абсорбирующая структура по одному или более из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что существенная часть принимающей жидкость и распределяющей жидкость центральной части (11) покрыта абсорбирующим слоем (12а) с той стороны центральной части, которая находится ближе к носителю при использовании, причем указанный абсорбирующий слой состоит из того же материала, что и удерживающая жидкость часть (12), или из другого материала, и тем, что в абсорбирующем слое (12а) в зоне предполагаемого смачивания абсорбирующей структуры предусмотрено отверстие (18), через которое открыт доступ к принимающей жидкость и распределяющей жидкость центральной части (11).

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7