FI100165B - Menetelmä hygieniatuotteen imukerroksen valmistamiseksi ja menetelmäll ä valmistettu imukerros - Google Patents

Description

100165

Menetelmä hygieniatuotteen ilmakerroksen valmistamiseksi ja menetelmällä valmistettu imukerros

Tekniikan ala 5 Tämän keksinnön kohteena on menetelmä hy gieniatuotteen imukerroksen valmistamiseksi, jossa menetelmässä muodostetaan kuivamuodostustekniikalla ainakin yksi nesteen absorbointikerros, joka käsittää luonnonkuituja, kuten puukuituja, tai luonnonkuituja ja muovikuituja 10 toisiinsa sekoitettuina sekä superabsorbenttlainetta ja joka sidotaan lämmön avulla. Keksinnön kohteena on myös menetelmällä valmistettu hygieniatuotteen imukerros, jossa on ainakin yksi kuivamuodostettu absorbointikerros, joka käsittää luonnonkuituja, kuten puukuituja, tai luonnonkui-15 tuja ja muovikuituja toisiinsa sekoitettuina sekä superab-sorbenttlainetta ja joka on sidottu lämmön avulla, ja ab-sorbointikerroksen päällä ainakin yksi nestettä läpäisevä ainekerros.

' Keksinnön tausta ·: 20 Kuivarainattujen hygieniatuotteiden valmistuksessa muodostetaan imukerros kuivamuodostustekniikalla luonnonkuiduista, johon lisätään sidosaine tai sidoskuituja, jotka lämmön vaikutuksesta sitovat muodostetun aineradan huokoiseksi materiaalikerrokseksi. Imukerros voi muodostua 25 useista päällekkäisistä kerroksista halutun paksuuden mukaan. Usein imukerrokseen on paikallisesti lisätty supe-rabsorbenttiainetta imukyvyn parantamiseksi. Tällaisia .. imukerroksia tunnetaan esimerkiksi WO-julkaisuista • t :t#*' 93/06804 ja 94/10957.

• · · '·’ 30 Tällä tavoin valmistettuja materiaalikerroksia käy- • · tetään erilaisten vaippojen, inkontinenssituotteiden ja t ;**·. kuukautissuoj ien valmistukseen. Viime aikoina tuotteiden • ; kokoa on pyritty pienentämään, jotta ne olisivat mahdolli simman huomaamattomia, ja kun toisaalta tavoitteena on : .’ 35 ollut mahdollisimman hyvä imukyky, on ongelmaa pyritty 100165 2 ratkaisemaan lisäämällä superabsorbenttiaineen määrää. Tällaiset tuotteet ovat tyypillisesti koostuneet kahdesta materiaalikerroksesta, nesteen levityskerroksesta (wicking layer) ja nesteen absorbointikerroksesta (absorbing 5 layer). Molemmat kerrokset yleensä koostuvat luonnonkuiduista tai luonnonkuitujen ja sidoskuitujen seoksesta. Lisäksi superabsorbenttiainetta yleensä lisätään käyttäjästä poispäin sijaitsevaan kerrokseen. Tällaisten tuotteiden suurena epäkohtana on käyttäjää kohti suunnatun 10 kerroksen säilyminen kosteana, jonka seurauksena lopputuotteeseen on lisättävä suhteellisen vahva nestettä hylkivä peitekerros (cover stock), jotta tuote tuntuisi kuivalta käyttäjän ihoa vasten.

Toisena epäkohtana tällaisissa tuotteissa on huo-15 koisesta kuitumaisesta rakenteesta johtuva nesteen melko hidas imeytyminen rakenteen läpi, minkä seurauksena vain osa hygieniatuotteen absorptiokyvystä käytännössä hyödynnetään tehokkaasti.

Yhteenveto keksinnöstä '· *: 20 Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada mene telmä sellaisen hygieniatuotteen imukerroksen valmistamiseksi, jolla on erittäin hyvät pintakuivuusominaisuudet, hyvä nesteen levitys-ja absorbointikyky sekä pieni koko. Tämän aikaansaamiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle 25 on tunnusomaista se, että absorbointikerroksen päälle, ennen sen sitomista lämmön avulla, kuivamuodostetaan ainakin yksi ainekerros lämmön avulla tapahtuvan sitomisen .. yhteydessä kihartuvista kuiduista. Edullisesti absorboin- • · *.,** tikerroksen alapinta, ennen sitomista lämmön avulla, kuu- • · *·[ 30 makalanteroidaan telalla halutun nesteenlevityskyvyn ai- kaansaamiseksi.

:***· Keksinnön mukainen edullinen imukerros syntyy siis I « « ; oleellisesti siten, että imukerroksessa on ainekerrokset nesteen levittämiseksi ja nesteen absorboimiseksi sekä • ·' 35 erittäin huokoinen ja pehmeä peitekerros, joka nopeasti 3 100165 läpäisee nesteet alempiin kerroksiin säilyttäen kuivuutensa ja eristäen kosteat kerrokset tuotteen käyttäjästä.

Keksinnön mukaiselle ilmakerrokselle on puolestaan tunnusomaista, että nestettä läpäisevä ainekerros on kui-5 vamuodostettu lämmön vaikutuksesta kihartuvista kuiduista ja että imukerros on muodostettu oleellisesti yhtenä kerroksena kuivamuodostustekniikalla ja absorbointikerroksen kuidut ja nestettä läpäisevän ainekerroksen kuidut on sidottu ja nestettä läpäisevän kerroksen kuidut kiharrettu 10 yhdessä ja samassa kuumennuksesssa. Lopputuloksena on siis imukerros, joka on erittäin imukykyinen ja pienikokoinen ja jossa ei ole mekaanista kestävyyttä heikentäviä partikkeli- tai muita keskittymiä.

Keksinnön mukaisen menetelmän muille edullisille 15 sovellutusmuodoille on tunnusomaista se, mitä on esitetty jäljempänä olevissa patenttivaatimuksissa. Keksinnön mukaiselle hygieniatuotteen imukerroksen muille sovellutus-. . muodoille on niinikään tunnusomaista se, mitä on esitetty ;jäljempänä olevissa patenttivaatimuksissa.

*· 20 Piirustusten lyhyt kuvaus

Keksinnön mukaista menetelmää samoinkuin sen avulla valmistettua hygieniatuotteen imukerrosta kuvataan seuraaja vassa lähemmin viitaten oheiseen piirustukseen, jossa ;' kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen hygieniatuotteen 25 imukerroksen valmistuslinjaa, kuviot 2a-2c esittävät epäkeskeisiä bikomponentti-kuituja ja kuvio 3 esittää keksinnön mukaisen hygieniatuotteen • « · *... imukerroksen poikkileikkausta.

• · 30 Edullisten suoritusmuotojen yksityiskohtainen kuvaus • · : V Kuviossa 1 on esitetty kuivamuodostuslinja, jossa :***: viiralle 1 muodostetaan ainerata 2 kahdessa vaiheessa kah- i « « ! den muodostuslaatikon eli formerin 3 ja 4 avulla. Nesteen .. absorbointikerros muodostetaan formerilla 3 luonnonkui- 35 duista, kuten puukuiduista, tai luonnonkuitujen ja muovi- 4 100165 kuitujen seoksesta ja superabsorbenttiaineesta ja peite-kerros muodostetaan formerilla 4 lämmön vaikutuksesta ki-hartuvista kuiduista. Formereihin, jotka ulottuvat poikittain viiran yli koko sen leveydeltä, puhalletaan ilma-5 kuituseosta, joka sekoitetaan ja seulotaan tasaisen aine-kerroksen muodostamiseksi alla kulkevalle viiralle l tunnetun tekniikan mukaisesti. Formereita voidaan asettaa niin monta kuin haluttu aineradan 2 vahvuus vaatii, jolloin samalle valmistuslinjalle peräkkäin sovitettujen for-10 mereiden avulla vähitellen lisätään aineradan vahvuutta, kunnes haluttu vahvuus on saavutettu. Puukuitujen ja muo-vikuitujen keskinäinen suhde eri formereiden aikaansaamissa aineradan kerroksissa voi tällöin vaihdella.

Puukuidut ovat edullisesti suhteellisen pitkäkui-15 tuista mekaanista tai kemiallista massaa ja nesteen absor-bointikerroksen muovikuidut voivat olla mitä tahansa sopivaa lämpösidontalaatua, esim. bikomponenttikuituja, joiden . . ydin on polypropyleniä ja vaippa polyeteeniä.

" Ainerataan 2 lisätään superabsorbenttipartikkeleita ’· * 20 tai superabsorbenttikuituja joko erillisen sirottelulait- ·.· ' teen 5 avulla tai lisäämällä ne formerin 3 kuitumateriaa- • t<i liin. Sopivia superabsorbenttiaineita ovat mm. aktiivihii- : li, aktivoitu savi, silikageelit, CMC-pohjaiset superab- sorbent it ja ristisilloitetut polyakrylaatit. Superabsor-25 bentti voi myös olla nestemäisessä muodossa, jolloin sirot telulaitteen sijasta käytetään suihkusuuttimia esim. vesidispersiossa olevan akryylihappomonomeerin suihkutta- .. miseksi aineradan päälle. Monomeerit ristisilloitetaan • · lämmön ja sopivan radikaalin avulla, jolloin superabsor- • · *·] ^ 30 bentti osaltaan sitoo kuituja yhteen. Tällöin muovikuituja •\ voidaan tässä kerroksessa vähentää tai ne voidaan jättää • tarpeettomina kokonaan pois.

• * i * ; Eri partikkeleiden pitoisuusrajat absorbointiker- roksessa voivat olla esim. seuraavat: puukuitua (sellukui-35 tua) 10-90 %, muovikuitua 0-70 % ja superabsorbenttipar- 5 100165 tikkeleita 0-90 %. Peitekerroksen neliömassa voi olla esim, 15-100 g/m2 ja koko imukerroksen vastaavasti esim. 80-1000 g/m2.

Muodostusvaiheen jälkeen absorbointikerroksen ala-5 pinta kalanteroidaan kuumalla telalla 8 halutun nesteenle-vityskyvyn saavuttamiseksi. Tämä absorbointikerroksen alapinnan kalanterointi tapahtuu aineradan ollessa imettynä imulaatikkoa 10 kiertävää viiraa 11 vasten. Nesteen kulkeutumista tuotteen haluttuihin kohtiin edistävä kuviointi 10 voidaan aikaansaada joko sileän kalanterointitelan ja kuvioidun viiran tai kuvioidun kalanterointitelan ja sileän viiran avulla. On osoittautunut, että neste tiettyyn rajaan asti kulkeutuu nopeammin tiiviimmässä kuitukerrokses-sa kuin huokoisemmassa kuitukerroksessa. Tämä perustuu 15 siihen, että tiiviimmin pakatuilla kuiduilla on suurempi nesteensiirtokyky kuin harvemmassa olevilla kuiduilla. Hyödyntämällä tätä ominaisuutta ja muodostamalla nesteelle . . "kanavia" joita pitkin se pääsee nopeammin etenemään tuot- ;’ teen kaikkiin osiin, aikaansaadaan optimaalinen tuotteen 20 imukyvyn hyödyntäminen. Kalanteroinnin jälkeen ainerata sidotaan lämmöllä kuivaimessa 6. Tällöin siis sidotaan yhdellä kertaa toisiinsa sekä absorbointikerroksen kuidut * · että peitekerroksen kuidut samoinkuin absorbointikerrok-seen sisältyvä superabsorbenttiaine oli se sitten kuitu-25 maista, partikkelimaista tai nestemäistä.

Kuviossa 2a on esitetty lämmön avulla kiharrettu epäkeskeinen (eccentric) bikomponenttikuitu 10. Kuviossa .. 2b on esitetty kuviosta 2 ilmenevän kuidun poikkileikkaus *... kuvion 2a linjaa A-A pitkin. Tästä kuviossa 2b esitetystä • · *\ # 30 poikkileikkauksesta ilmenee, että epäkeskeisen kuidun 10 i *. ydin 11 sijaitsee epäkeskeisesti vaippaan 12 nähden siten, :*** että ydin ulottuu ulkokehälle asti. Kuviosta 2c ilmenee ' ' puolestaan poikkileikkaus keskeisesti epäkeskeisestä ., , (centric eccentric) bikomponenttikuidusta 17, jonka ydin 35 18 myös sijaitsee epäkeskeisesti vaipassa 19 mutta siten, 6 100165 ettei se ulotu ulkokehälle asti. Sekä kuidun 10 että kuidun 17 ydin 11 ja vastaavasti 18 on edullisesti polypropy-leniä ja vaippa 12 ja vastaavasti 19 polyeteeniä. Sidottaessa kuvioiden 2a-c mukaisia epäkeskeisiä bikomponentti-5 kuituja lämmön avulla ne käyristyvät tai kihartuvat voimakkaasti muodostaen runsaasti sidospisteitä ja tuloksena on erittäin huokoinen ja kimmoisa kuitukerros. Peiteker-roksessa käytettävien epäkeskeisten bikomponenttikuitujen vahvuus on edullisesti 0,8-12 dTex ja pituus 3-12 mm.

10 Kuvio 3 esittää keksinnön mukaisen hygieniatuotteen imukerroksen poikkileikkausta, jossa on peitekerros 13, joka koostuu yksinomaan epäkeskeisistä bikomponentti-kuiduista, ja absorbointikerros 14, joka koostuu puu-kuiduista tai puukuitujen ja muovikuitujen seoksesta sekä 15 superabsorbenttiaineesta 15. Kuviossa 3 superabsorbentti-aine on esitetty partikkelimaisena. Jos partikkeleiden sijasta käytettäisiin kuitumaista tai nestemäistä superab- , . sorbenttiainetta, ko. aine ei erottuisi mainittavasti ab- * 1 ; ' sorbointikerroksen muusta rakenteesta, joten näitä vaih- ’· 2 0 toehtoja ei ole erikseen kuvattu.

I I

' Kuvion 3 mukaisesta poikkileikkauksesta havaitaan, että koko imukerros 9 on oleellisesti yksi ja sama sauma- * ; ‘ ton kerros, jonka toisena pintana on epäkeskeisistä bikom- ; ponenttikuiduista koostuva peitekerros ja toinen pintana 25 superabsorbenttiainetta sisältävä absorbointikerros. Kerroksien vahvuutta voidaan muodostusvaiheessa vaihdella ja säätää, oleellista on vain se, että kerrokset muodostetaan .· samalla linjalla ja sidotaan yhteen yhdessä vaiheessa.

* i1

Lopputuote, joka muodostetaan kuitukerroksesta, leikataan » # 30 sopivan kokoiseksi ja sen alapinta päällystetään mahdolli- t · } 1. sesti nestettä läpäisemättömällä muovikerroksella. Muut mahdollisesti tarvittavat viimeistelytoimenpiteet riippuvat lopputuotteen käyttötarkoituksesta.

,, , Edellä keksinnön mukaista menetelmää hygieaniatuot- i · 35 teen imukerroksen valmistamiseksi samoinkuin sen avulla 7 100165 valmistettua hygieniatuotteen imukerrosta on kuvattu vain joidenkin esimerikinomaisten suoritusmuotojen avulla ja alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön eri sovel-lutusmuodot eivät rajoitu yllä esitettyihin esimerkkeihin, 5 vaan että ne voivat vaihdella jäljempänä olevien patenttivaatimusten puitteissa.

• · « « • · « 1 ·

Claims (19)

1. Menetelmä hygieniatuotteen imukerroksen valmistamiseksi, jossa menetelmässä muodostetaan kuivamuodostus- 5 tekniikalla ainakin yksi nesteen absorbointikerros (14), joka käsittää luonnonkuituja, kuten puukuituja, tai luonnonkuituja ja muovikuituja toisiinsa sekoitettuina sekä superabsorbenttlainetta (15) ja joka sidotaan lämmön avulla, tunnettu siitä, että absorbointikerroksen (14) 10 päälle, ennen sen sitomista lämmön avulla, kuivamuodoste-taan ainakin yksi ainekerros (13) lämmön avulla tapahtuvan sitomisen yhteydessä kihartuvista kuiduista.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että absorbointikerroksen (14) 15 alapinta, ennen sitomista lämmön avulla, kuumakalanteroi-daan telalla (8) halutun nesteenlevityskyvyn aikaansaamiseksi .

, , 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että absorbointikerroksen alapin-20 nan kuumakalanterointi suoritetaan kuvioidulla telalla (8) nesteen siirtymistä kuitukerroksen tasossa edistävän kuvioinnin aikaansaamiseksi.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, t u n n e t t u siitä, että absorbointikerroksen alapinnan kuu- 25 makalanterointi suoritetaan sileällä telalla (8) , jonka jälkeen suoritetaan kuitukerroksen loppukalanterointi kuvioidulla telalla nesteen siirtymistä kuitukerroksen ta- .. sossa edistävän kuvioinnin aikaansaamiseksi. • · • · .

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetel- « 4 '·* # 30 mä, tunnettu siitä, että superabsorbenttiaine (15) lisätään partikkeli- tai kuitumuodossa erillisen sirotte-lulaitteen (5) avulla.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetel- ’ / mä, tunnettu siitä, että superabsorbenttiaine (15) '· 3 5 lisätään partikkeli- tai kuitumuodossa absorbointikerrok- 9 100165 sen (14) muodostavien kuitujen virtaan kerroksen muodostusvaiheessa .

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että superabsorbenttiaine 5 (15) lisätään partikkeli- tai kuitumuodossa sekä erillisen sirottelulaitteen (5) avulla että absorbointikerroksen (14) muodostavien kuitujen virtaan kerroksen muodostusvaiheessa .

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetel-10 mä, tunnettu siitä, että superabsorbenttiaine (15) lisätään nestemäisessä muodossa absorbointikerrokseen (14) välittömästi kerroksen kuivamuodostuksen jälkeen.

8 100165

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kihartuvista kuiduista 15 muodostuva ainekerros (13) kuivamuodostetaan epäkeskeisis-tä bikomponenttikuiduista (10), joissa ydin (11) ulottuu ulkokehälle asti.

, , 10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen mene- ’; telmä, tunnettu siitä, että kihartuvista kuiduis- 20 ta muodostuva ainekerros (13) kuivamuodostetaan epäkeskei-sistä bikomponenttikuiduista (17), joissa ydin (18) ei ulotu ulkokehälle asti.

11. Hygieniatuotteen imukerros, jossa on ainakin yksi kuivamuodostettu absorbointikerros (14), joka käsit-25 tää luonnonkuituja, kuten puukuituja, tai luonnonkuituja ja muovikuituja toisiinsa sekoitettuina sekä superabsor-benttiainetta (15) ja joka on sidottu lämmön avulla, ja absorbointikerroksen (14) päällä ainakin yksi nestettä • · , läpäisevä ainekerros (13), tunnettu siitä, että • ( 30 nestettä läpäisevä ainekerros (13) on kuivamuodostettu :**. lämmön vaikutuksesta kihartuvista kuiduista (10; 17) ja että imukerros on muodostettu oleellisesti yhtenä kerroksena kuivamuodostustekniikalla ja absorbointikerroksen (14) kuidut ja nestettä läpäisevän ainekerroksen (13) kui-' 35 dut (10; 17) on sidottu ja nestettä läpäisevän kerroksen 10 100165 kuidut (10; 17) kiharrettu yhdessä ja samassa kuumennuk-sesssa.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen imukerros, tunnettu siitä, että absorbointikerroksen (14) 5 alapinnassa (16) on nesteen siirtymistä edistävä kuviointi .

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen imukerros, tunnettu siitä, että absorbointikerroksen (14) alapinta (16) on kuumakalanteroitu nesteen siirtymistä 10 edistävän kuvioinnin aikaansaamiseksi.

14. Jonkin patenttivaatimuksen 11-13 mukainen imu-kerros, tunnettu siitä, että superabsorbenttiaine (15) muodostuu superabsorbenttipartikkeleista tai -kuiduista ja on tasaisena kerroksena absorbointikerroksessa.

15. Jonkin patenttivaatimuksen 11-13 mukainen imu- kerros, tunnettu siitä, että superabsorbenttiaine (15) muodostuu absorbointikerrokseen tasaisesti jakautu-. . neista superabsorbenttipartikkeleista tai -kuiduista.

16. Jonkin patenttivaatimuksen 11-13 mukainen imu-'· '· 20 kerros, tunnettu siitä, että superabsorbenttiaine '·' (15) muodostuu superabsorbenttipartikkeleista tai -kui- :... duista ja on sekä tasaisena kerroksena että tasaisesti · jakautuneena absorbointikerroksessa.

: : . 17. Jonkin patenttivaatimuksen 11-13 mukainen imu- 25 kerros, tunnettu siitä, että superabsorbenttiaine (15) muodostuu absorbointikerroksen (14) kuituihin nestemäisenä lisätystä ja ristisilloitetusta superabsorbentti- ·· aineesta. • ·

18. Jonkin patenttivaatimuksen 11-17 mukainen imu- • · *. . 30 kerros, tunnettu siitä, että nestettä läpäisevä ·· • *· ainekerros (13) muodostuu epäkeskeisistä bikomponentti- kuiduista (10), joissa ydin (11) ulottuu ulkokehälle asti.

19. Jonkin patenttivaatimuksen 11-17 mukainen imu-kerros, tunnettu siitä, että nestettä läpäisevä 35 ainekerros (13) muodostuu epäkeskeisistä bikomponentti- kuiduista (17), joissa ydin (18) ei ulotu ulkokehälle asti . 11 100165