HUT77970A - Rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet - Google Patents

Description

Rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet

Kimberly-Clark Worldwide, Inc., NEENAH, Wisconsin, US

Feltalálók: ANJUR, Sriram Padmanabhan, APPLETON, Wisconsin SHAH, Ketan Narendra, GURNEE, Illinois WISNESKI, Anthony John, KIMBERLY, Wisconsin, US

A találmány tárgya egy rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet abszorbens termékekben való használatra. Pontosabban, e találmány tárgya egy rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet, amely nedvesíthető vágott rostot és egy termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rostot tartalmaz.

Az eldobható abszorbens termékeket változatos alkalmazási területeken, széles körben használják. A tipikus eldobható abszorbens termékek közé tartoznak a pelenkák, a vizeletüket viszszatartani képtelen felnőtteknek készült inkontinens ruhadarabok és ágybetétek, a menstruáció idején használt eszközök, mint amilyenek az egészségügyi betétek és tamponok, és egyéb termékek, például törlők, előkék (partedlik), sebfedők és sebészeti köpenyek vagy szövetek. Az ilyen eldobható abszorbens termékek általában arra alkalmasak, hogy különböző folyadékokat, így vizet, fiziológiás sóoldatot és szintetikus vizeletet, vagy testi folyadékokat, így vizeletet, menstruumot és vért abszorbeáljanak.

Az eldobható abszorbens termékek rendeltetése tipikusan a kiválasztási termékek kezelése. A folyékony kiválasztási termékek kezelése érdekében az eldobható abszorbens termék jellemző módon egy abszorbens szerkezetet tartalmaz, amelynek általában képesnek kell lennie előbb a folyadék felvételére, majd a folyadék elosztására az abszorbens szerkezetben, és végül a folyadék megtartására az abszorbens szerkezetben.

Az abszorbens szerkezet és az eldobható abszorbens termék tipikusan olyan anyagokból készül, amelyek nem könnyen nyúlnak meg, különösen az olyan erők hatására, amelyeket az abszorbens szerkezet és az eldobható abszorbens termék tipikusan használat közben visel el. Az abszorbens szerkezet és az eldobható abszor2 • · bens termék könnyen történő megnyúlásra való képtelensége azzal a hátránnyal jár, hogy a szerkezet vagy termék nem illeszkedik jól a viselő testéhez az eldobható abszorbens termék használata során. Ez különösen akkor probléma, ha az eldobható abszorbens termék viselője aktív és rendszertelenül mozog. A viselő testéhez való illeszkedés ilyen hiánya általában azt eredményezi, hogy a viselő nem érzi olyan kényelmesen magát az eldobható abszorbens termékben, amint az kívánatos lenne. Ráadásul a kényelmes illeszkedés hiánya általában azt is eredményezi, hogy az eldobható abszorbens termék nem veszi fel, osztja szét és tartja magában a folyadékot azzal a hatékonysággal, mint amilyenre az eldobható abszorbens termék tervezve van. Az abszorbens szerkezet könnyen történő megnyúlásra való képtelenségéből eredő további probléma az, hogy ha az abszorbens szerkezetre mégis túlzott mértékű nyújtás hat a használat során, akkor az abszorbens szerkezet zsebekre vagy anyagcsomókra szakadozik szét, ami kényelmetlenséget okoz a viselőnek és csökkenti az abszorbens szerkezet hatékonyságát.

Találmányunk célja ezen hátrányok kiküszöbölése. Ezt a célt az 1. független igénypont szerinti abszorbens szerkezettel és a 22. független igénypont szerinti abszorbens termékekkel értük el.

Találmányunk további előnyei, tulajdonságai, megvalósításai és részletei kitűnnek a függő igénypontokból, a leírásból, és a mellékelt ábrákból. Az igénypontok célja, hogy első, nem korlátozó közelítésként, általános kifejezésekkel határozzák meg a találmány tárgyát.

Kívánatos egy olyan abszorbens szerkezet előállítása, amely képes megfelelni az ismert abszorbens szerkezetek teljesítmény-jellemzőinek vagy meghaladni azokat. Különösen kívánatos egy olyan abszorbens szerkezet előállítása, amely képes megnyúlni és a viselő testéhez idomulni, és emellett képes a kiürített folyadék gyors felvételére a használat közben tipikusan fellépő nyomás alatt és megtartani az abszorbeált folyadékot ilyen körülmények között. Az ilyen és hasonló célok egy olyan rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezettel érhetők el, amely egy nedvesíthető vágott rostot és egy termoplasztikus, rugalmasan nyújt3 ható rostot tartalmaz, ahol az abszorbens szerkezet fokozott rugalmas nyújthatóságot mutat az egyébként lényegében azonos, de termoplasztíkus, rugalmasan nyújtható rostot nem tartalmazó abszorbens szerkezetekhez képest.

Találmányunk egyik megvalósításában egy abszorbens szerkezet körülbelül 20 — 80 tömeg % nedvesíthető vágott rostot és több mint 20 tömeg %-tól körülbelül 80 tömeg %-ig terjedő mennyiségű termoplasztíkus, rugalmasan nyújtható rostot tartalmaz (a tömeg % érték alapja a rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezetben található, nedvesíthető vágott rost és termoplasztíkus, rugalmasan nyújtható rost összes tömege). Ά rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezetnek van egy specifikus telítési folyadékmegtartó kapacitása (Specific Liquid Saturated Retention Capacity), amely legalább 5 g, 1 g abszorbens szerkezetre vonatkoztatva, egy maximális rugalmas nyújthatósága száraz állapotban, ami nagyobb, mint körülbelül 60 %, egy maximális rugalmas nyújthatósága folyadékkal 100 %-ig telített állapotban, ami nagyobb, mint körülbelül 150 %, egy megnyújtásból való visszaalakulási értéke száraz állapotban, ami nagyobb, mint körülbelül 70 %, és egy megnyújtásból való visszaalakulási értéke folyadékkal 100 %-ig telített állapotban, ami nagyobb, mint körülbelül 75 %.

Más szempontból kívánatos egy olyan eldobható abszorbens termék, például egy csecsemőpelenka készítése, amely egy rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezetet tartalmaz.

Egy megvalósításban ezt a célt egy olyan abszorbens ruhadarabbal érjük el, amely egy folyadékáteresztő fedőrétegből, egy hátlapból és egy rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezetből áll, ami a fedőréteg és a hátlap között helyezkedik el, és ahol a rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet egy nedvesíthető vágott rostot és egy termoplasztíkus, rugalmasan nyújtható rostot tartalmaz.

A találmány érthetőbbé lesz, ha a találmány szerinti megvalósítások leírását együtt hivatkozzuk a mellékelt ábrákkal, amelyek a következők:

1. ábra. Egy találmány szerinti, eldobható abszorbens termék megvalósításának perspektivikus képe.

• · · ··

2. ábra. Egy anyag telítési folyadékmegtartó kapacitásának meghatározására szolgáló készülék képe.

Az egyik szempontból a találmány tárgya egy abszorbens szerkezet eldobható abszorbens termékekben való használatra, amely javított, kívánatos rugalmassági jellemzőkkel rendelkezik az ilyen abszorbens szerkezetek és eldobható abszorbens termékek kialakításához felhasznált, nedvesíthető vágott rost és termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rost körültekintő megválasztása következtében.

A „vágott rost kifejezés találmányunkban egy természetes rostot, vagy egy méretre vágott gyártott fonalat jelent. Az ilyen vágott rostoknak az a szerepe a találmány szerinti abszorbens szerkezetben, hogy átmenetileg tárolják a folyadékot, és vezető közegként vegyenek részt a folyadék elosztásában.

Ennek megfelelően a találmány szerinti abszorbens szerkezetekben használt vágott rostok hosszának körülbelül 0,1 — 15 cm, megfelelőbben körülbelül 0,2—7 cm között kell lennie. Az ilyen méretjellemzőkkel rendelkező vágott rostok segítik a kívánatos vastagsági, folyadékfelvevő, folyadéktároló és szilárdsági jellemzők, és/vagy a kívánatos hajlékonyság és rugalmasság elérését a találmány szerinti abszorbens szerkezetekben.

A találmány szerinti abszorbens szerkezetekben a vágott rostanyagok széles választéka alkalmazható. A találmányunkban használható vágott rostok készülhetnek természetes vagy szintetikus anyagokból, és ide tartozhatnak cellulóz rostok, így fapép rostok és módosított cellulózrostok, textilrostok, így gyapotvagy műselyem rostok, vagy lényegében nem abszorbens, szintetikus polimer rostok.

A beszerezhetőség és költség szempontjából gyakran a cellulóz rostokat előnyös vágott rost komponensként használni a találmány szerinti abszorbens szerkezetekben. Legelőnyösebb a fapép rost. Használhatók azonban egyéb cellulóz rostanyagok, például gyapotrostok is vágott rostként.

A találmányunkban használható másik előnyös típusú vágott rost egy lényegében nem abszorbens, göndörített, szintetikus polimer rost. Az ilyen típusú, egyedi rostok önmagukban lényegében nem =bszorbensek. Ezért az ilyen rostokat egy olyan, szintetikus polimer anyagból kell elkészíteni, amely lényegében nem duzzad meg vagy gélesedik folyadékok, például vizelet vagy menstruum jelenlétében, amelyekkel az eldobható abszorbens termékek tipikusan érintkeznek. A kívánt vágott rostok készítéséhez alkalmas polimer szintetikus anyagok közé tartoznak a poliészterek, poliolefinek, poliakrilátok, poliamidok és polisztirolok. A vágott rostokat célszerűen polietilénből, polipropilénből vagy polietilén-tereftalátból készítik.

A találmányunkban használt vágott rostok lehetnek göndörítettek, hogy a kapott abszorbens szerkezet kívánt mértékben rugalmas legyen, és ellenálljon a csomósodásnak az abszorbens termék használata során. Göndörített az a vágott rost, amely teljes hosszában, folytonosan hullámos, görbült vagy fűrészfogas. Az ilyen módon göndörített rostokat teljesebben a 4.118.531 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás ismerteti, amely leírást találmányunkban referenciaként tartunk számon.

Találmányunkban a „rost vagy „rostos kifejezéseket az olyan részecskékből álló anyagok megnevezésére használjuk, amelyek részecskéinél a hosszúság és az átmérő aránya nagyobb, mint körülbelül 10. Megfordítva, a „nem rost vagy „nem rostos kifejezéseket az olyan részecskékből álló anyagok elnevezésére használjuk, amelyek részecskéinél a hosszúság és az átmérő aránya körülbelül 10 vagy annál kisebb.

A „nedvesíthető jelző egy olyan rostra utal, amely egy folyadékkal, így vízzel, szintetikus vizelettel vagy egy 0,9 tömeg %-os, vizes nátrium-klorid-oldattal levegőn érintkezve 90°-nál kisebb kontaktszöget mutat. A kontaktszög mérése történhet például R.J. Good és R.J. Stromberg (szerk.): „Surface and Colloid Science — Experimental Methods, 11. kötet (Plenum Press, 1979) leírása szerint. Ennek megfelelően egy „nedvesíthető rost egy olyan rost, amely egy 0,9 tömeg %-os, vizes nátrium-kloridoldattal levegőn érintkezve 90°-nál kisebb kontaktszöget mutat körülbelül 0 °C és körülbelül 100 °C közötti hőmérsékleten, és célszerűen környezeti körülmények között, így körülbelül 23 °C hőmérsékleten.

Alkalmas nedvesíthető rostok készíthetők önmagukban nedvesíthető rostokból, vagy készíthetők önmagukban hidrofób rostok• ··· · · • · 99 9 • · »« ból, amelyek felszíne egy kezeléssel lett hidrofillé téve. Ha felületkezelt rostokat használunk, úgy a felületkezelés kívánatosán maradandó. Ez azt jelenti, hogy a felületkezelés kívánatosán nem mosódik le a rost felületéről az első folyadékkal való érintkezéskor. Találmányunk szempontjából egy általában hidrofób polimer felületének kezelését akkor tekintjük maradandónak, ha a rostok többsége egy folyadékkal, levegőn, 90°-nál kisebb kontaktszöget mutat három, egymást követő kontaktszög-mérésben úgy, hogy az egyes mérések között a rostokat megszárítjuk. Azaz ugyanazt a rostot vetjük alá három külön kontaktszög-mérésnek, és ha mindhárom kontaktszög-mérés az mutatja, hogy egy folyadékkal, levegőn, a kontaktszög kisebb 90°-nál, akkor a felületkezelést a roston maradandónak tekintjük. Ha a felületkezelés múlandó, úgy a felületkezelés hajlamos lemosódni a rostról az első kontaktszög-mérés során, és így feltáródván a rost hidrofób felszíne, a következő kontaktszög-mérések 90°-nál nagyobb kontaktszöget fognak mutatni.

A nedvesíthető vágott rostoknak olyan mennyiségben kell jelen lennie a rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezetben, amely az itt leírt abszorbens és rugalmassági tulajdonságokat eredményezi .

A nedvesíthető vágott rostnak, mint olyannak, egy túlzott mennyiségnél kisebb mennyiségben kell jelen lennie az abszorbens szerkezetben ahhoz, hogy az abszorbens szerkezet a megkívánt rugalmassági tulajdonságokat mutassa. Ráadásul a nedvesíthető vágott rostnak egy minimális mennyiségnél nagyobb mennyiségben kell jelen lennie az abszorbens szerkezetben ahhoz, hogy az abszorbens szerkezet a megkívánt abszorbens tulajdonságokat mutassa .

Ennélfogva a nedvesíthető vágott rost kívánatos mennyisége egy Találmány szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezetben körülbelül 20 — 80 tömeg %, előnyösen körülbelül 25 — 75 tömeg % és előnyösebben körülbelül 30 — 70 tömeg % nedvesíthető vágcrt rost, ahol az összes tömeg % érték alapja az abszorbens szerkezetben jelen lévő nedvesíthető vágott rost és termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rost együttes tömege.

• · ·

Azt találtuk, hogy egy termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rostnak egy abszorbens szerkezetbe való beépítése az abszorbens szerkezet rugalmassági tulajdonságainak lényeges javulását eredményezi, különösen egy egyébként lényegében azonos, de termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rostot nem tartalmazó abszorbens szerkezethez képest.

Különösen a találmány szerinti abszorbens szerkezeteknél találtunk igen nagyfokú rugalmas nyújthatóságot és igen nagyfokú rugalmas visszatérést a nyújtásból, összehasonlítva egy egyébként lényegesen azonos abszorbens szerkezettel, amely nem tartalmaz egy termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rostot.

Találmányunkban az „egyébként lényegében azonos abszorbens szerkezet mindenféle termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rost nélkül és a hasonló kifejezések egy kontroll abszorbens szerkezetre utalnak, amelyet lényegében azonos anyagokat felhasználva, lényegében azonos eljárással készítettünk el egy találmány szerinti abszorbens szerkezethez hasonlítva, azzal a kivétellel, hogy a kontroll abszorbens szerkezet nem tartalmazza az itt leírt termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rostot, de ahelyett további nedvesíthető vágott rostot tartalmaz azzal a termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rosttal lényegében azonos mennyiségben, amelyet a találmány szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet tartalmaz. Mint olyanoknak, az egyébként lényegében azonos, de termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rostot nem tartalmazó abszorbens szerkezeteknek és a találmány szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezetnek általában lényegében azonos a rizsmasúlya. A termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rost hiányának az a következménye, hogy az egyébként lényegében azonos abszorbens szerkezet általában nem mutatja a kívánt, itt leírt rugalmassági tulajdonságokat a találmány szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezettel összehasonlítva.

A „termoplasztikus jelzőt egy olyan anyagra használjuk, amely hőexpozíció hatására meglágyul, és lényegében eredeti állapotához tér vissza, amikor szobahőmérsékletre hűtjük le.

Találmányunkban a „rugalmas és a „rugalmasan nyújtható jelzőket egymással felcserélhető módon használjuk egy olyan anyagra, amely általában képes visszanyerni az alakját deformáció után, ha a deformáló erő megszűnik. Pontosabban, a „rugalmas vagy „rugalmasan nyújtható jelzők bármely anyagnak azt a tulajdonságát jelentik, hogy egy hajlító erő hatására — megengedve, hogy az anyag nyújtható - megnyúlik a nyugalmi, haj látatlan hosszának körülbelül 1,25-szeresére, azaz elér egy legalább körülbelül 125 %-os nyújtott, hajlított hosszúságot, majd legalább 40 %-kal visszatér a megnyúlásból a feszítő, nyújtó erő megszűntével. Egy elméleti példa szerint a fenti meghatározást kielégítő, rugalmasan nyújtható anyag 25,4 mm-es mintadarabja legalább 31,75 mm hosszúságúra nyújtható meg és felszabadítása után nem több, mint 29,29 mm hosszúságra tér vissza. Számos rugalmas anyag nyújtható meg nyugalmi hosszának sokkal több, mint 25 %-ával, és sok közülük visszanyeri az eredeti nyugalmi hoszszát, ha a feszítő, megnyújtó erő megszűnik. Az anyagok ez utóbbi csoportja általában hasznos találmányunk céljaira.

A „visszaalakul kifejezés a megfeszített anyag összehúzódására utal a deformáló erő megszűnése után, az anyagnak egy deformáló erővel történő megfeszítése után. így például, ha egy anyagot, amelynek nyugalmi, deformálatlan hossza 25,4 mm, 50 %kai megnyújtunk 38,1 mm hosszúságúra, akkor az anyag 50 %-kal lett megnyújtva, és megnyújtott hossza a nyugalmi hossz 150 %-a. Ha ez a példabeli anyag összehúzódik, azaz visszaalakul egy 27,9 mm-es hosszra a deformáló és feszítő erő alól felszabadulva, úgy az anyag visszaalakulása a megnyújtás 80 %-a (10,16 mm).

A találmány szerinti termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rostok készítéséhez alkalmas anyagok közé tartoznak a kettős, hármas vagy többszörös, rugalmasan nyújtható blokk-kopolimerek, például olefinjellegű kopolimerek, mint amilyen a sztirol-izoprér.-sztirol, a sztirol-butadién-sztirol, a sztirol-etilén/butilén-sztirol, vagy a sztirol-etilén/propilén-sztirol, amelyek a Shell Chemical Co.-tól szerezhetők be Kraton rugalmasan nyújtható műgyanta kereskedelmi néven; a poliuretánok, mint amilyen az

E.I. Du Pont de Nemours Co.-tól szerezhető be Lycra poliuretán kereskedelmi néven; a poliamidok, mint amilyenek az Alto Chemical Co.-tól kapható, Pebax kereskedelmi nevű poliéter blokk amicok; vagy a poliészterek, mint amilyen az E.I. Du Pont de Nemours Co.-tól kapható Hytrel poliészter kereskedelmi néven.

•» '· ·

Számos blokk-kopolimer használható a találmány szerinti termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rostok elkészítéséhez. Az ilyen blokk-kopolimerek általában egy rugalmasan nyújtható középblokk-részt és egy termoplasztikus végblokk-részt tartalmaznak. A találmányunkban használt blokk-kopolimereknek általában háromdimenziós, fizikailag térhálós szerkezete van a végblokkrész alatt és rugalmasan nyújthatók. A blokk-kopolimerek termőplasztikusak is abban az értelemben, hogy a végblokk üvegesedési hőmérséklete (Tg) fölött számos alkalommal megolvaszthatok, alakíthatók és újra szilárdíthatok a fizikai tulajdonságaik minimális vagy semmilyen megváltozásával (feltételezve egy minimális oxidációs lebomlást).

Az ilyen kopolimerek szintézisének egyik módja az, hogy a termoplasztikus végblokk-részt a rugalmasan nyújtható középblokk-résztől elkülönítve polimerizáljuk. Ha a középblokk- és végblokk-rész külön-külön elkészült, akkor összekapcsolhatók. A középblokk-rész tipikus módon, kétszeresen vagy háromszorosan telítetlen, 4-10 szénatomos szénhidrogének, így például diének, mint amilyen a butadién, izoprén és hasonlók, vagy triének, mint amilyen az 1,3,5-heptatrién és hasonlók, polimerizálásával állítható elő. Amikor egy A végblokk-részt egy B középblokkrészhez kapcsolunk, egy A—B blokk-kopolimer egység keletkezik, amely különböző technikákkal, vagy egy C kapcsoló reagenssel egy A—B—A szerkezetté kapcsolható össze, amelyről úgy tudjuk, hogy két A—B blokkból áll, amelyek az A—B—C—B—A vég-a-véghez elrendezésben kapcsolódnak egymáshoz. Hasonló technikával készíthető el egy (A-B)_nC s zerkezetű radiális blokk-kopolimer, ahol C a központi, polifunkciós kapcsoló reagens és n egy kettőnél nagyobb egész számot jelent. A kapcsoló reagens technika használatakor a C funkciós csoportjainak száma határozza meg az A—B oldalágak számát.

Az A végblokk-rész általában egy poli(vinil-aril) vegyület, például polisztirol, amelynek átlagos molekulatömege körülbelül

1000 — 60000. A B középblokk-rész általában egy lényegében amorf poliolefinbői, így poliizoprénből, etilén/propilén polimerekből, etilén/butilén polimerekből, polibutadiénből és hasonlókból áll, ··»· ·ν· • · * * · · * · · ·· ·*· •

V · '«I · * _Λ * *·· és átlagos molekulatömege körülbelül 5000 — 450000. A blokkkopolimer teljes molekulatömege előnyösen körülbelül 10000 — 500000, előnyösebben körülbelül 200000 — 300000. A blokkkopolimer középblokk-részében visszamaradó telítetlen kötések szelektíven hidrogénezhetek úgy, hogy a blokk-kopolimerek olefines kettős kötés tartalma 5 % alá, előnyösen körülbelül 2 % alá csökkenthető. Az ilyen hidrogénezés csökkenti az oxidatív lebomlás iránti érzékenységet és előnyös hatása lehet a rugalmas nyújthatósági tulajdonságokra.

A találmány szerinti előnyös blokk-kopolimerek legalább kettő, lényegében polisztirol végblokk-részt és legalább egy, lényegében etilén/butilén középblokk-részt tartalmaznak. Példaként az etilén/butilén tipikusan az ilyen blokk-kopolimer ismétlődő egységének nagyobb részét alkotja, és kiteheti a blokk-kopolimer tömegének például 70 %-át vagy többet. A blokk-kopolimernek — ha radiális — lehet három vagy több karja, és jó eredményt lehet elérni például négy, öt vagy hat karral. A középblokk-rész kívánt esetben hidrogénezhető.

A lineáris blokk-kopolimerek, mint amilyenek az A—B—A, A—B— —A-B-A és a hasonlók, alkalmasan a végblokk-tartalmuk alapján választhatók meg; előnyösek a nagy végblokkok. A polisztirol-etilén/butilén-polisztirol blokk-kopolimerek esetében a sztiroltartalom célszerűen több, mint körülbelül 10 tömeg %, például körülbelül 12 — 30 tömeg %. Magasabb sztiroltartalommal a poliszairól végblokk-rész molekulatömege általában viszonylag magasabb. Az ilyen lineáris blokk-kopolimerekre egy kereskedelemben is kapható példa egy sztirol-etilén/butilén-sztirol blokkkopolimer, amely körülbelül 13 tömeg % sztirol-egységet tartalmaz és többit lényegében az etilén/butilén egységek teszik ki, és amelyet a Shell Chemical Co. forgalmaz KRATON G1657 rugalmasan nyújtható műgyanta kereskedelmi néven. A KRATON G1657 rugalmasan nyújtható műgyanta megadott, tipikus tulajdonságai közé tartozik a 2 χ 10θ N/m² szakítószilárdság, a 300 %-os modulusz

1,4 x 10$ N/m²-nél, a 750 %-os megnyújthatóság a szakadásig, a 65 Shore-féle keménység, és a 4,2 Pa*s viszkozitás 25 tömeg %-os, toluolos oldatban, szobahőmérsékleten.

A termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rostok általában bármely termoplasztikus, rugalmasan nyújtható keverékből elkészíthetők, amely alkalmas a fonalakká való extrudálásra. A találmányunkhoz alkalmas termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rostok közé tartoznak az olvadva fújt rostok. Az ilyen olvadva fújt rostok tipikusan igen finom rostok, amelyeket úgy állítanak elő, hogy folyékonnyá tett vagy olvasztott, rostképző kopolimert sajtolnak át egy présszerszám nyílásain egy nagy sebességű gázáramba. A rostokat a gázáram elvékonyítja és azt követően megszilárdulnak. A megszilárdult, termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rostok így kapott árama összegyűjthető például egy rácson, amit a gázáramba helyeznek, egy kuszáit, koherens, rostos tömegként. Az ilyen kuszáit, rostos tömeget a rostok rendkívüli összekuszáltsága jellemzi. Ez az összekuszáltság biztosítja a kapott szövedékszerkezet egyneműségét és szilárdságát. Az összekuszáltság alkalmassá teszi a szövedéket arra is, hogy rögzítse vagy befogja a nedvesíthető vágott rostot a szerkezetébe, miután a nedvesíthető vágott rost inkorporálva lett a szövedékbe, akár a szövedék kialakítása alatt, akár utána. A termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rostok általában eléggé össze vannak kuszáivá ahhoz, hogy lehetetlen legyen eltávolítani egy teljes rostot, vagy nyomon követni egyet az elejétől a végéig.

A nedvesíthető vágott rost rögzítése vagy befogása a szövedékszerkezetbe találmányunkban azt jelenti, hogy a nedvesíthető vágott rost lényegében immobilizált úgy, hogy a nedvesíthető vágott rost lényegében nem mozog vagy mozdul el szabadon a szövedékben vagy ki a szövedékből. Ez a rögzítés vagy befogás megvalósulhat például adhézió útján, vagy a nedvesíthető vágott rostnak a szövedékszerkezettel való összekuszálása által.

A találmány szerinti termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rost keresztmetszete lehet kör vagy másmilyen, például ellipszis, négyszög, háromszög vagy sokkarélyú.

A termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rost előnyösen nedvesíthető. A termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rost nedvesíthetővé tehető először a termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rost előkészítésével, majd a rostra alkalmazott, hidrofilizáló felületkezeléssel.

» ··· · · • · · • · · · · · • · ♦ · « • · · ·

Más módon a termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rost úgy is elkészíthető, hogy egy hidrofilizáló polimer komponenst is tartalmazzon. Általában bármely olyan polimer komponens alkalmas a találmány szerinti felhasználásra, amely képes a termoplasztikus, rugalmasan nyújtható komponenssel együtt polimerizálódni, képes az eredményül kapott kopolimer anyagot úgy hidrofilizálni, hogy a találmányunkban meghatározott módon nedvesedjen, és ahol a hidrofilizáló komponens nem befolyásolja számottevően a kikészített rost rugalmas nyújthatósági tulajdonságait. A találmány szerinti felhasználásra alkalmas, hidrofilizáló polimer komponensek közé tartozik a poli(etilén-oxid) vagy a poli(vinil-alkohol) .

A termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rostnak olyan menynyiségben kell jelen lennie a találmány szerinti abszorbens szerkezetben, hogy a fent leírt abszorbens és rugalmas nyújthatósági tulajdonságokat eredményezze. Pontosabban, a termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rostnak olyan mennyiségben kell jelen lennie a találmány szerinti abszorbens szerkezetben, amely több, mint az a minimális mennyiség, amely már lényegesen fokozza a rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet rugalmas nyújthatóságát. Ugyanakkor a termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rostnak olyan mennyiségben kell jelen lennie a találmány szerinti abszorbens szerkezetben, amely kevesebb, mint egy felesleges mennyiség, és így a rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet folyadékabszorbciós tulajdonságait lényegesen nem befolyásolja hátrányosan.

így tehát a termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rost kívánatos mennyisége egy találmány szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezetben körülbelül 20 — 80 tömeg %, előnyösen körülbelül 25 — 75 tömeg %, és előnyösebben körülbelül 30 — 70 tömeg %, ahol a tömeg % érték alapja az abszorbens szerkezetben jelen lévő nedvesíthető vágott rost és termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rost együttes tömege.

Bár a találmány szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerrezet fő alkatrészeit az előzőekben leírtuk, az ilyen, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezetek nem korlátozódnak azokra, és tartalmazhatnak más alkatrészeket is, amennyiben azok • ·· · · • · • · · · • · ··· · • · • · · · nem befolyásolják hátrányosan a rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet megkívánt abszorbens és rugalmas nyújthatósági tulajdonságait. Korlátozás nélküli példaként említünk járulékos alkatrészként használható anyagokat, amelyek közé tartozhatnak festékanyagok, antioxidánsok, stabilizátorok, felületaktív anyagok, viaszok, áramlásfokozók, szemcsés anyagok, kötő rostok és olyan anyagok, amelyek az alkatrészek feldolgozhatóságát segítik elő.

így például ismert, hogy az abszorbens szerkezet abszorbens kapacitásának fokozása céljából egy hidrogél-képző polimer anyagot inkorporálnak az abszorbens szerkezetbe. A hidrogél-képző polimer anyag bevezetése egy abszorbens szerkezetbe általában megengedi kevesebb nedvesíthető vágott rost használatát, mert a hidrogél-képző polimer anyag g/g-ban kifejezett folyadékabszorbciós kapacitása általában nagyobb, mint a nedvesíthető vágott rosté. Ráadásul az ilyen hidrogél-képző polimer anyagok általában kevésbé nyomásérzékenyek, mint a nedvesíthető vágott rost. így tehát a hidrogél-képző polimer anyag használata általában lehetővé teszi kisebb, vékonyabb eldobható abszorbens termék készítését. Mint olyan, a találmány szerinti abszorbens szerkezet adott esetben tartalmazhat hidrogél-képző polimer anyagot.

A „hidrogél-képző polimer anyag kifejezés egy nagy abszorbcióképességű anyagot jelent, amelyet általában szuperabszorbens anyagnak neveznek. Az ilyen, nagy abszorbcióképességű anyagok általában képesek egy folyadékból, így szintetikus vizeletből,

0,9 tömeg %-os, vizes nátrium-klorid-oldatból, vagy testfolyadékokból, például menstruumból, vizeletből vagy vérből a szuperabszorbens anyag tömegének legalább körülbelül tízszerese, előnyösen körülbelül hússzorosa és körülbelül százszorosa mennyiséget abszorbeálni a szuperabszorbens anyag használati körülményei között. A tipikus körülmények közé tartoznak például a 0 — 100 °C közötti hőmérséklet és előnyösen a környezeti hőmérséklet, így a körülbelül 23 °C, és a körülbelül 30 — 60 % relatív páratartalom. A folyadék abszorbciója során a szuperabszorbens anyag tipikusan megduzzad és hidrogélt képez.

A hidrogél-képző polimer anyag elkészíthető egy szerves hidrogél-anyagból, amely tartalmazhat természetes anyagokat, így a• »· · · gart, pektint vagy guarmézgát éppúgy, mint szintetikus hidrogél polimereket. A szintetikus hidrogél polimerek közé tartozik például a karboxi-metil-cellulóz, a poliakrilsav alkálifémsói, a poliakrilamidok, a poli(vinil-alkohol), az etilén/maleinsavanhidrid kopolimerek, a poli(vinil-éter)ek, a hidroxi-propil-cellulóz, a poli(vinil-morfolinon), a vinilszulfonsav polimerjei és kopolimerjei, a poliakrilátok és a poli(vinil-piridin)ek. További alkalmas hidrogél polimerek a hidrolizált, akrilnitrillel ojtott keményítő, az akrilsavval ojtott keményítő, vagy az izobutilén/maleinsavanhidrid kopolimerek és keverékeik. A hidrogél polimerek előnyösen kis mértékben térhálósak, ami az anyagot lényegében vízoldhatatlanná, de mégis vízben duzzadóvá teszi. A térhálós szerkezet megvalósulhat besugárzás vagy kovalens, ionos, van dér Waals vagy hidrogénhíd-kötések által. Alkalmas szuperabszorbens anyagok különböző kereskedelmi forrásokból, így a Dow Chemical Co.-tól, a Hoechst Celanese-től, az Allied Colloids Ltd.-től vagy a Stockhausen, Inc.-tői szerezhetők be.

A találmány szerinti abszorbens szerkezetekben vagy termékekben alkalmazott hidrogél-képző polimer anyag előnyösen képes nyomás alatt abszorbeálni egy folyadékot. Az ilyen alkalmazás céljára a hidrogél-képző polimer anyagnak az a képessége, hogy nyomás alatt abszorbeál egy folyadékot és ezáltal munkát végez, kvantitatív módon mérhető a „nyomás alatti abszorbció (Absorbancy Under Load, AUL) értékkel. Az AUL-értéket egy 0,9 tömeg %os, vizes nátrium-klorid-oldat azon, g-ban megadott mennyiségével mérjük, amelyet a hidrogél-képző polimer 1 g-ja 60 perc alatt abszorbeál 2,0 kPa nyomás alatt úgy, hogy duzzadását az alkalmazott terhelés síkja korlátozza. A találmány szerinti abszorbens szerkezetekben használt, hidrogél-képző polimer anyag AUL-értéke előnyösen legalább körülbelül 15, előnyösebben legalább körülbelül 20, és elérheti a körülbelül 50 g folyadék/g hidrtgél-képző polimer anyag értéket. A módszer, amellyel az AUL-erték megmérhető, részletesen le van írva például az 5.149.335 vagy az 5.247.072 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásokban, amelyeket itt referenciaként tartunk számén.

A hidrogél-képző polimer anyag célszerűen szemcsés, ahol a • »· ·

szemcsék maximális keresztmetszeti átmérője száraz állapotban körülbelül 50 — 1000 pm, előnyösen körülbelül 100 — 800 pm az ASTM D-1921 számú amerikai egyesült államokbeli szabvány szitaanalízissel mérve. Magától értetődő, hogy a hidrogél-képző polimer anyag fent leírt értékhatárok közé eső méretű szemcséi lehetnek szilárd, porózus vagy agglomerátum szemcsék, amelyek számos kisebb szemcséből agglomerálódtak az adott méretű szemcsékké. A találmány szerinti abszorbens szerkezetben vagy eldobható abszorbens cikkben használt hidrogél-képző polimer anyag tipikusan olyan mennyiségben van jelen, amely hatékonyan eredményezi, hogy az abszorbens szerkezet képes abszorbeálni a megkívánt mennyiségű folyadékot. Az abszorbens szerkezetben jelen lévő hidrogél-képző polimer anyag megfelelő mennyisége körülbelül 15 — 60 tömeg %, alkalmasan körülbelül 20 — 50 tömeg % és alkalmasabban körülbelül 25 — 40 tömeg %, az abszorbens szerkezetben jelen lévő hidrogél-képző polimer anyag, nedvesíthető vágott rost és termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rost együttes tömegére vonatkoztatva.

Mivel a hidrogél-képző polimer anyag nagy koncentrációban lehet jelen a találmány szerinti abszorbens szerkezetben, a találmány szerinti abszorbens szerkezetek viszonylag vékonyak és könnyűek lehetnek, térfogatuk viszonylag kicsiny lehet, és mégis a kívánt módon működhetnek.

A találmány szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet alkalmas módon egy rostos mátrixból áll, amelyet a termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rost alkot, ahol a rostos mátrix rögzíti vagy fogva tartja a nedvesíthető vágott rostot, és — adott esetben — egy hidrogél-képző polimer anyagot.

A rostos mátrix elkészíthető a rostok levegővel történő rétegzésével egy orsós fonási vagy olvadva fúvási eljáráson keresztül, egy kártolási eljárással, egy nedvesen rétegző eljárással, vagy lényegében bármilyen más, a szakterületen jártasak által ismert módon, amely egy rostos mátrixot alakít ki.

A nedvesíthető vágott rost és adott esetben egy hidrogélképző polimer anyag beépítésének módszerei a rostos mátrixba jól ismertek a szakterületen jártasak előtt. A nedvesíthető vágott ·»· · rost és adott esetben egy hidrogél-képző polimer anyag mátrixba építésének alkalmas módszerei közé tartoznak a mátrix kialakítása során alkalmazottak, mint amilyen a rostos mátrix rostjainak és a nedvesíthető vágott rost, és/vagy a hidrogél-képző polimer anyag egyszerre történő száraz rétegzése, vagy a rostos mátrix és a nedvesíthető vágott rost, és/vagy a hidrogél-képző polimer anyag egyszerre történő nedves rétegzése. Másrészt lehetséges az is, hogy a nedvesíthető vágott rostot és/vagy a hidrogél-képző polimer anyagot a rostos mátrix kialakítása után adjuk a rostos mátrixhoz. A további módszerek közé tartozik a hidrogél-képző polimer anyag két anyaglemez közé foglalása, amelyek közül legalább az egyik rostos és folyadékáteresztő. A hidrogél-képző polimer anyag lehet általában egyenletesen elosztva a két anyaglemez között, de elhelyezkedhet diszkrét zsebekben is, amelyeket a két lemez képez. Előnyös, ha a nedvesíthető vágott rost általában egyenletesen van eloszlatva a rostos mátrixban. Lehet azonban, hogy a nedvesíthető vágott rost eloszlása nem egyenletes, amíg a rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet még megtartja a kívánt folyadékabszorbciós és rugalmas nyújthatósági tulajdonságait .

A rostos mátrix lehet egyetlen, egybefüggően kialakított réteg, vagy lehet egy összetett anyag, amely több rétegből áll. Ha a rostos mátrix több réteget tartalmaz, a rétegek előnyösen folyadékáteresztő kapcsolatban vannak egymással úgy, hogy az egyik rostos rétegben lévő folyadék átfolyhat vagy átszállítódhat a másik rostos rétegbe. így például a rostos rétegeket a szakemberek által jól ismert, cellulóz szövetburkolatok választhatják el egymástól.

A hidrogél-képző polimer anyag lehet az egyes rétegekben, általában egyenletesen elosztva, vagy lehet a rostos rétegben egy rétegként jelen, vagy más, nem egyenletes módon eloszlatva.

A találmány szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezez általában bármilyen méretű lehet, amíg a rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet a leírt, megkívánt abszorbciós és rugalmas nyújthatósági jellemzőket mutatja. A rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet térfogata tipikusan legalább körülbelül 18 ml lehet, például körülbelül 6 cm hosszú, körülbelül 6 cm széles —····r” ¹ * ··· · · *· · ····

·..· .........

és körülbelül 0,5 cm vastag. Célszerűen a rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet térfogata legalább körülbelül 60 ml, például körülbelül 6 cm hosszú, körülbelül 10 cm széles és körülbelül 1 cm vastag.

A találmány szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet rizsmasúlya előnyösen körülbelül 100 — 1000 g/m², előnyösebben körülbelül 200 — 800 g/m² és legelőnyösebben körülbelül 300 - 700 g/m².

A találmány szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet sűrűsége előnyösen körülbelül 0,03 — 0,5 g/ml, előnyösebben körülbelül 0,05 — 0,45 g/ml és legelőnyösebben körülbelül 0,08 — 0,4 g/ml.

A találmány szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet használható más abszorbens szerkezetekkel együtt vagy azokkal kombinálva úgy, hogy a találmány szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet lehet egy elkülönült réteg, vagy egy elkülönült mező vagy terület egy nagyobb, összetett abszorbens szerkezeten belül. A találmány szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet a szakemberek által ismert módon lehet kombinálva más abszorbens szerkezetekkel, így például ragasztókkal vagy egyszerűen a különböző szerkezetek egymásra lapolásával, és az összetett szerkezeteknek például egy burkoló szövetlappal való összetartásával.

A találmány szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet alkalmas számos folyadék, például víz, fiziológiás sóoldat és szintetikus vizelet, és testfolyadékok, például vizelet, menstruum és vér abszorbeálására, és így alkalmas eldobható abszorbens termékekben, például pelenkákban, felnőtt inkontinens termékekben és ágybetétekben, egészségügyi eszközökben, például egészségügyi betétekben és tamponokban, vagy más eldobható abszorbens termékekben, például törlőkben, előkékben, sebfedőkben, sebészeti köpenyekben vagy szövetekben való használatra. Ennek megfelelően találmányunk másik tárgyát az olyan eldobható abszorbens termékek képezik, amelyek az itt leírt, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezetet tartalmazzák.

Az itt leírt, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet használata egy eldobható abszorbens termékben lehetővé teszi egy ··** :♦ * · * ·..·........

olyan eldobható abszorbens termék kialakítását, amely képes a kibocsájtott folyadék gyors felvételére és ezen kívül vékony és rendelkezik a megkívánt rugalmas nyújthatóság tulajdonságával.

Találmányunk egyik megvalósítása egy olyan eldobható abszorbens termék, amely egy folyadékáteresztő fedőrétegből, egy, a fedőréteghez csatlakozó hátlapból, és egy rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezetből áll, amely a fedőréteg és a hátlap között helyezkedik el.

Noha találmányunk egyik megvalósításaként a rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet egy csecsemőpelenkában való használatát írjuk le, belátható, hogy a rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet ugyanilyen alkalmas más, a szakterületen jártasak által ismert, eldobható abszorbens termékekben való használatra.

Az 1. ábrán 11 eldobható pelenka, találmányunk egyik megvalósítása látható. A 11 eldobható pelenkát 12 hátlap, 14 fedőréteg, és 16 rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet alkotja, amely a 12 hátlap és a 14 fedőréteg között helyezkedik el. A 16 rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet egy találmány szerinti abszorbens szerkezet.

A szakterületen jártasak felismerik a fedőrétegnek és hátlapnak alkalmas anyagokat. Fedőrétegként például folyadékáteresztő anyagok, így sodorva kötött polipropilén vagy polietilén, körülbelül 15 — 25 g/m² rizsmasúlyú anyagok az alkalmasak. Hátlapként például folyadékot át nem eresztő anyagok, így poliolefin fóliák, valamint páraáteresztő anyagok, így mikroporózus poliolefin fóliák az alkalmasak.

A találmányunk összes szempontja szerinti abszorbens termékek és abszorbens szerkezetek használat közben többszöri testfolyadék-ürítésnek vannak kitéve. Ennek megfelelően az abszorbens termékek és abszorbens szerkezetek kívánatosán képesek a többszöri folyadékürítés abszorbeálására olyan mennyiségben, amely az abszorbens termékeket vagy szerkezeteket éri a használat alant. Az ürítéseket általában időintervallumok választják el egymástól.

Kívánatos, hogy a találmány szerinti, rugalmasan nyújtható arszorbens szerkezet rendelkezzen mind a kívánatos rugalmas nyújthatósági tulajdonságokkal, mind a kívánatos folyadékab- 19 szorbciós tulajdonságokkal.

A találmány szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet kívánatos folyadékabszorbciós tulajdonságai közé tartozik egy hatásos, specifikus telítési folyadékmegtartó kapacitás.

Szóhasználatunk szerint egy abszorbens szerkezet „specifikus telítési folyadékmegtartó kapacitás-a azt a folyadékmennyiséget jelenti (g folyadék/g abszorbens szerkezet mértékegységben kifejezve) , amelyet az abszorbens szerkezet magában képes tartani, ha elégséges időt biztosítunk arra, hogy elérje a 100 %-os telítettséget egy 0,9 tömeg %-os, vizes nátrium-klorid-oldattal szobahőmérsékleten úgy, hogy közben 3,45 kPa külső nyomás hat a telített szerkezetre. Egy abszorbens szerkezet specifikus telítési folyadékmegtartó kapacitását a „Mérő módszerek fejezetben leírt módon határozhatjuk meg.

A találmány szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet specifikus telítési folyadékmegtartó kapacitása legalább körülbelül 5 g/g, előnyösen legalább körülbelül 7 g/g, előnyösebben legalább körülbelül 9 g/g és legelőnyösebben legalább körülbelül 11 g/g-tól egészen körülbelül 50 g/g-ig terjed.

Egy abszorbens szerkezetet, egy eldobható abszorbens termék alakjában, a viselője általában mind száraz, mind folyadékkal telített állapotban használ. Ennek megfelelően általában kívánatos, hogy az abszorbens szerkezet hatásos rugalmas nyújthatósági tulajdonságokat mutasson mind száraz, mind folyadékkal 100 %-ig telített állapotban. így a találmány szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet kívánatos rugalmas nyújthatósági tulajdonságai közé tartozik, hogy maximálisan nyújtható legyen mind száraz, mind folyadékkal 100 %-ig telített állapotban, és hatásos rugalmas visszatérést mutasson mind száraz, mind folyadékkal 100 %-ig telített állapotban.

Egy anyag „maximális nyújthatóság-a a nyújtásnak vagy feszítésnek azt a fokát jelenti, amelyet az anyag elszakadása, vagy más szóval kohéziójának összeomlása előtt mutat. Találmányunkban az összes megnyújtást vagy feszítést az anyag megnyújtatlan vagy nyugalmi hosszának százalékában fejezzük ki. így a 100 % megnyújtás vagy feszítés azt jelenti, hogy a megnyújtatlan anyagot nyugalmi hosszának kétszeresére nyújtjuk meg. Egy anyag • · maximális nyújthatóságát a később leírandó módszerrel határozhatjuk meg.

Egy anyag gyakran különböző maximális nyújthatóságot mutat attól függően, hogy száraz vagy folyadékkal 100 %-ig telített állapotban van. Ez amiatt van, mert az anyag telítése egy folyadékkal gyakran kölcsönhat magával az anyaggal és befolyásolja az anyag rugalmas nyújthatósági tulajdonságait. Amint azt a szakterületen jártasak fel fogják ismerni, a szárazon és folyadékkal 100 %-ig telített állapotban mért maximális nyújthatósági értékek különbsége az anyag összetételétől és szerkezetétől fog függeni.

A szakterületen jártasak el fogják fogadni, hogy egy anyag, mint amilyen egy abszorbens szerkezet, megköthet egy csekély mennyiségű folyadékot, például vizet, magában az anyagban, a használat előtt. Az ilyen folyadékot az abszorbens szerkezet például a levegő páratartalmából abszorbeálhatja. Az ilyen abszorbens szerkezetet még száraz állapotban levőnek tartjuk találmányunk céljaira. így tehát egy anyag „száraz állapota azt jelenti, hogy az anyag nedvességtartalma előnyösen kevesebb, mint körülbelül 5 tömeg %, előnyösebben kevesebb, mint körülbelül 3 tömeg % és legelőnyösebben kevesebb, mint körülbelül 1 tömeg %, az anyag teljes tömegére vonatkoztatva.

Találmányunkban a „folyadékkal 100 %-ig telített állapot alatt azt értjük, hogy egy anyag az abszolút telítési folyadékmegtartó kapacitása körülbelül 100 %-ának megfelelő mennyiségű folyadékot tartalmaz.

Kívánatos, hogy a találmány szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet sem száraz, sem folyadékkal 100 %-ig telített állapotban ne mutasson túl alacsony maximális nyithatóságot, mert ez arra utalna, hogy a rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet nem kellően rugalmas.

Ennek megfelelően a találmány szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet maximális nyújthatósága száraz állapotban nagyobb, mint körülbelül 60 %, célszerűen nagyobb, mint körülbelül 50 %, előnyösen nagyobb, mint körülbelül 100 %, előnyösebben nagyobb, mint körülbelül 120 % és legelőnyösebben nagyobb, mint körülbelül 140 %.

• ·

A találmány szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet maximális nyújthatósága folyadékkal 100 %-ig telített állapotban nagyobb, mint körülbelül 150 %, előnyösen nagyobb, mint körülbelül 200 %, előnyösebben nagyobb, mint körülbelül 250 % és legelőnyösebben nagyobb, mint körülbelül 300 %.

Találmányunk egy megvalósításában a rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet maximális nyújthatósága folyadékkal 100 %-ig telített állapotban nagyobb, mint száraz állapotban. Feltételezésünk szerint ennek az az oka, hogy a rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet folyadékkal való telítése elősegíti a hidrogénhíd-kötések elszakadását a nedvesíthető vágott rostok között és ezáltal javítja a rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet rugalmas nyújthatósági tulajdonságait.

A „megnyújtásból való visszaalakulás egy anyag visszaalakulásának mértékét jelenti azután, hogy megszűnik az anyagot deformáló erő. Találmányunkban a megnyújtásból való visszaalakulás mértékét az anyag megnyújtott részének azzal a százalékban mért hosszával adjuk meg, amennyivel az anyag visszatér, ha összehúzódni hagyjuk. Találmányunkban a megnyújtásból való visszaalakulást úgy mérjük, hogy az anyagot körülbelül 20 %-kal megnyújtjuk körülbelül 20 percre, majd hagyjuk visszaalakulni. így például, ha egy anyag nyugalmi, megnyújtatlan hossza 25,4 mm, és megnyújtjuk 20 %-kal 30,48 mm-re, úgy az anyag megnyújtott hossza a nyugalmi hossz 120 %-a. Ha most ez a példabeli, megnyújtott anyag összehúzódik, azaz visszaalakul 26,4 mm hosszúságúra a feszítő erő megszűnése után, úgy az anyag megnyúlásból való viszszaalakulása 80 %-os, mert 80 %-kal (4,04 mm-rel) tért vissza a megnyúlásból. Egy anyag megnyúlásból való visszaalakulását az itt leírt módszerrel határozhatjuk meg.

A találmány szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet megnyújtásból való visszatérésének mértéke száraz állapotban nagyobb, mint körülbelül 70 %, előnyösen nagyobb, mint körülbelül 75 %, előnyösebben nagyobb, mint körülbelül 80 % és legelőnyösebben nagyobb, mint körülbelül 90 %.

A találmány szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet megnyújtásból való visszatérésének mértéke folyadékkal 100 %-ig telített állapotban nagyobb, mint körülbelül 75 %, előnyö22 sen nagyobb, mint körülbelül 80 %, előnyösebben nagyobb, mint körülbelül 85 %, legelőnyösebben nagyobb, mint körülbelül 90 %.

Mérő módszerek

Telítési folyadékmegtartó kapacitás

A telítési folyadékmegtartó kapacitást a következő módon határozzuk meg. A vizsgált anyag, amelynek nedvességtartalma kisebb, mint 7 tömeg %, tömegét megmérjük és feleslegben lévő mennyiségű, 0,9 tömeg %-os, vizes nátrium-klorid-oldatba merítjük szobahőmérsékleten (körülbelül 23 °C). A vizsgált anyagot bemerítve hagyjuk körülbelül 20 percen át. A 20 perces bemerítés után az 31 anyagot a 2. ábrán látható módon, egy teflonnal bevont üvegszál-szitára tesszük, amelynek nyílásai 0,6 cm-esek (kapható a Taconic Plastic, Inc.-tói, Petersburg, NY), amit viszont a 30 vákuum-dobozra teszünk és az egészet leborítjuk a 32 rugalmas gumilepedővel. A vákuum-dobozban körülbelül 3,5 kPa vákuumot létesítünk körülbelül 5 perces időtartamra a 36 vákuumcsővel és a 38 szivattyúval. Ezután a vizsgált anyagot levesszük a szitáról és megmérjük a tömegét. A vizsgált anyag által megtartott folyadék tömegét úgy kapjuk meg, hogy az anyag szárazon mért tömegét kivonjuk az anyag nedvesen mért tömegéből (a vákuum alkalmazása után), és az eredmény az abszolút telítési folyadékmegtartó kapacitás g-ban kifejezve. Kívánt esetben a megtartott folyadék tömegét térfogatra számoljuk át a mérőfolyadék sűrűségének felhasználásával, és az abszolút telítési folyadékmegtartó kapacitást ml-ben adjuk meg. A relatív összehasonlítás céljára az abszolút telítési folyadékmegtartó kapacitás értéke elosztható az 31 anyag tömegével, és így megkapjuk a specifikus telítési folyadékmegtartó kapacitást g megtartott folyadék/g vizsgált anyag mértékegységben. Ezt adjuk meg specifikus telítési folyadékmegtartó kapacitásként. Ha az üvegszál-szitán anyag, például hidrogél-képző polimer anyag vagy rost jut át, miközben az a vákuum-dobozon van, akkor kisebb nyílású szitát kell használni.

Más megoldásként egy darab teafiltert vagy hasonló anyagot teszünk az anyag és a szita közé, és a végső értéket korrigáljuk azzal a folyadékmennyiséggel, amit a teafilter vagy hasonló • ··· anyag visszatartott.

Maximális nyújthatóság

Egy anyag maximális nyújthatóságát egy nyúlásmérővel, például egy Model 4201 Instron/Microcon II készülékkel (Instron Corp; Canton, MA) mérhetjük meg. A műszert egy 100 g-os súllyal kalibráljuk, amit a felső kar közepére helyezünk, merőlegesen a karra, szabadon felfüggesztve. A nyújtó kamra egy 5 kg-os, elektromosan kalibrálható, önbeálló terhelő kamra. A terhelő erő a Microcon-egység leolvasóablakán látható. A mérést egy szobában, állandósított körülmények között (körülbelül 23 °C hőmérsékleten és körülbelül 50 % relatív páratartalom mellett) végezzük.

Egy téglalap alakú minta — amelynek hossza körülbelül 76,2 mm, szélessége körülbelül 25,4 mm, vastagsága körülbelül 2,54 mm és rizsmasúlya körülbelül 300-700 g/m² — tömegét megmérjük és nyomást gyakorolunk rá, hogy sűrűsége elérje a kívánt mértéket. Ezután a mintát befogatjuk a pneumatikus csíptetőbe, amelynek gumival borított fogófelszínei 25,4 x 76,2 mm-esek. A mért hossz (a minta ténylegesen terhelt hossza) körülbelül 50,8 mm, és a keresztfej sebessége körülbelül 304,8 cm/perc. A keresztfej sebessége az a sebesség, amellyel a felső csíptető húzza lefelé a mintát az elszakadásig. A csíptetők maximális elmozdulása körülbelül 355,6 mm. A maximális nyújthatóság a megnyújtott hosszúság az elszakadáskor, amit a megnyújtatlan minta eredeti hosszának (50,9 mm) százalékában adunk meg. A maximális nyújthatóságot mind száraz állapotban, mind folyadékkal 100 %-ig telített állapotban megmérjük. Az anyag nyújthatóságát folyadékkal 100 %-ig telített állapotban úgy mérjük, hogy elhelyezzük a száraz mintát a csíptetőbe, majd megnedvesítjük a kívánt mennyiségű, 0,9 %-os sóoldattal, amint azt az abszolút telítési folyadékmegtartó kapacitás mérésével meghatároztuk. A mintát 10 percig hagyjuk ekvilibrálódni.

Megnyújtásból való visszaalakulás

Egy anyag megnyújtásból való visszaalakulását egy nyúlásmérővel, például egy Model 4201 Instron/Microcon II készülékkel (Instron Corp; Canton, MA) mérhetjük meg. A műszert egy 100 g-os

súllyal kalibráljuk, amit a felső kar közepére helyezünk, merőlegesen a karra, szabadon felfüggesztve. A nyújtó kamra egy 5 kg-os, elektromosan kalibrálható, önbeálló terhelő kamra. A terhelő erő a Microcon-egység leolvasóablakán látható. A mérést egy szobában, állandósított körülmények között (körülbelül 23 °C hőmérsékleten és körülbelül 50 % relatív páratartalom mellett) végezzük .

Megmérjük egy téglalap alakú — 76,4 mm hosszú és 25,4 mm széles — minta tömegét, és nyomást gyakorolunk rá, hogy sűrűsége elérje a kívánt értéket. Ezután a mintát befogatjuk a pneumatikus csíptetőbe, amelyek gumival borított fogófelszínei 25,4 x

76,2 mm-esek. A mért hossz (a minta ténylegesen terhelt hossza) körülbelül 50,8 mm, és a keresztfej sebessége 300 mm/perc. A keresztfej sebessége az a sebesség, amellyel a felső csíptető húzza felfelé a mintát az elszakadásig. A mintát körülbelül 20 %kai vagy 10,16 mm-rel megnyújtjuk körülbelül 60,96 mm mért hosszra. A mintát ebben a helyzetben tartjuk körülbelül 20 percen át, majd hagyjuk összehúzódni úgy, hogy kivesszük a csíptetőből. A megnyújtásból való visszatérés mértékét úgy számítjuk ki, hogy a végső nyugalmi hosszból kivonjuk az eredeti nyugalmi hosszt (50,8 mm), az eredményt osztjuk az eredeti hosszal és szorozzuk százzal. A megnyújtásból való visszaalakulást mind száraz állapotban, mind folyadékkal 100 %-ig telített állapotban megmérjük. A megnyújtásból való visszatérést folyadékkal 100 %ig telített állapotban úgy mérjük, hogy elhelyezzük a száraz mintát a csíptetőbe, majd megnedvesítjük a kívánt mennyiségű,

0,9 %-os nátrium-klorid-oldattal, amint azt az abszolút telítési folyadékmegtartó kapacitás mérésével meghatároztuk. A mintát 10 percig hagyjuk ekvilibrálódni.

Példa

Az 1-3. minták olyan abszorbens szerkezetek, amelyek egy nedvesíthető vágott rostot és egy termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rostot tartalmaznak. Nedvesíthető vágott rostként egy olyan cellulóz fapép-rostot használunk, amely körülbelül 80 % puhafa és körülbelül 20 % keményfa rostból áll.

A termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rostot egy olyan blokk-kopolimerből állítjuk elő, amit körülbelül 75 tömeg % sztirol-etilén/butilén-sztirol blokk-kopolimerből (ami körülbelül 13 tömeg % sztirolegységet tartalmaz, és a maradék mennyiség lényegében az etilén/butilén egységek; a kereskedelemben a Shell Chemical Co.-tól kapható KRATON G1657 rugalmasan nyújtható műgyanta néven), és körülbelül 25 tömeg % feldolgozást elősegítő anyagból (ami egy polietilén viasz, amely a kereskedelemben a Quantum Chemical Co.-tól kapható NA 601 márkanéven és olvadékának folyékonysági indexe 2000 g/10 perc) készítünk el. Ezeket az anyagokat összekeverjük, majd körülbelül 5-30 μιη átlagos átmérőjű rostokká extrudáljuk.

A termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rostot olvadva fújással juttatjuk egy kuszáit, összetett szövedékbe a hidrogélképző polimer anyaggal együtt, amit a légáramba táplálunk, míg a vágott rostot egy verőhengerrel juttatjuk az összetett szövedékszerkezetbe. A termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rostok kialakítása után egy nedvesítőszert viszünk fel a rostok felületére. A nedvesítőszer az oktil-fenoxi-poli(etoxi-etanol) nemionos felületaktív anyag, amely a Rohm & Haas Co.-tól kapható Triton X-102 márkanéven.

A 4. minta egy kontroli-minta, amely egy hidrogél-képző polimer anyagot és egy nedvesíthető vágott rostot tartalmaz. Hidrogél-képző polimer anyagként egy nagy abszorbcióképességű poliakrilsav-készítményt használunk, amely a Stockhausen, Inc.től kapható Favor STÁB 87 0 márkanéven. Nedvesíthető vágott rostként ugyanazt a cellulóz fapép-rostot használjuk, mint az 1-3. mintákban. A 4. mintát úgy állítjuk elő, hogy a nedvesíthető vágott rostot és a hidrogél-képző polimer anyagot egy légáramban összekeverjük, majd szövedékké légrétegezzük egy vákuum-doboz tetején. Az összetett szövedéket ezután belehajtogatjuk egy alacsony rizsmasúlyú papírszövetbe, hogy lehetővé tegyük a minta kezelését és mérését.

A különböző mintákhoz használt anyagok abszolút és relatív rizsmasúly-mennyiségeit az 1. táblázatban tüntetjük fel. A rizsmasúly-mennyiségeket g/m²-ben adjuk meg az elkészített abszorbens szerkezet felületére vonatkoztatva. Az egyes minták kezdeti szá26 • · ráz sűrűsége körülbelül 0,17 g/ml.

A minták maximális nyújthatóságát és megnyújtásból való visszatérését a fent leírt módszerekkel mérjük meg. Az eredményeket a 2. táblázatban mutatjuk meg. Néhány minta esetében nem lehet elvégezni a maximális nyújthatóság és a megnyúlásból való visszatérés pontos meghatározását; ilyenkor az értékeket úgy állapítjuk meg, mint amelyek nagyobbak vagy kisebbek egy adott értéknél .

Bár találmányunkat a specifikus megvalósításokkal kapcsolatban részletesen leírtuk, a szakterületen jártasak fel fogják ismerni, hogy az előzőek megismerése és megértése alapján könnyen kigondolhatok ezen megvalósítások változatai, és azzal egyenértékű vagy attól eltérő megoldások. Ennek megfelelően találmányunk érvényességi körét az igénypontok és az azokkal egyenértékű megoldások határozzák meg.

Claims (22)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet, azzal jellemezve, hogy az alábbiakból áll:

   a) körülbelül 20 - 80 tömeg %, előnyösen körülbelül 25 — 75 tömeg % nedvesíthető vágott rost, és/vagy

   b) több mint 20 tömeg %-tól körülbelül 80 tömeg %-ig terjedő, előnyösen körülbelül 25 — 75 tömeg % termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rost;

   ahol a tömeg % értékek alapja a rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezetekben jelen lévő nedvesíthető vágott rost és termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rost összes tömege.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet, azzal jellemezve, hogy specifikus telítési folyadékmegtartó kapacitása legalább körülbelül 5 g, előnyösen körülbelül 7 g abszorbeált folyadék 1 g abszorbens szerkezetre vonatkoztatva .
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet, azzal jellemezve, hogy maximális nyújthatósága száraz állapotban nagyobb, mint körülbelül 60 %, előnyösen körülbelül 100 %.
4. 4. Az 1 - 3. igénypontok legalább egyike szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet, azzal jellemezve, hogy maximális nyújthatósága folyadékkal 100 %-ig telített állapotban nagyobb, mint körülbelül 150 %, előnyösen körülbelül 200 %.
5. 5. Az 1-4. igénypontok legalább egyike szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet, azzal jellemezve, hogy megnyújtásból való visszatérése száraz állapotban nagyobb, mint körülbelül 70 %, előnyösen körülbelül 75 %.
6. 6. Az 1 - 5. igénypontok legalább egyike szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet, azzal jellemezve, hogy megnyúj28 tásból való visszatérése folyadékkal 100 %-ig telített állapotban nagyobb, mint körülbelül 75 %, előnyösen körülbelül 80 %.
7. 7. Az 1 - 6. igénypontok legalább egyike szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet, azzal jellemezve, hogy a nedvesíthető vágott rost hossza körülbelül 0,1—15 cm.
8. 8. Az 1 - 7. igénypontok legalább egyike szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet, azzal jellemezve, hogy a nedvesíthető vágott rostot a cellulóz-rostokat, textilrostokat és szintetikus polimer rostokat magában foglaló anyagcsoportból választjuk meg.
9. 9. Az 1 - 8. igénypontok legalább egyike szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet, azzal jellemezve, hogy a nedvesíthető vágott rost fapép-rost.
10. 10. Az 1-9. igénypontok legalább egyike szerinti, rugalmasan nyújzható abszorbens szerkezet, azzal jellemezve, hogy a termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rost egy blokk-kopolimerből készített, olvadva fújt rost.
11. 11. Az 1-10. igénypontok legalább egyike szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet, azzal jellemezve, hogy a termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rost nedvesíthető.
12. 12. Az 1-11. igénypontok legalább egyike szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet, azzal jellemezve, hogy specifikus telítési folyadékmegtartó kapacitása legalább körülbelül 7 g folyadék 1 g abszorbens szerkezetre vonatkoztatva.
13. 13. Az 1-12. igénypontok legalább egyike szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet, azzal jellemezve, hogy maximális nyújthatósága száraz állapotban nagyobb, mint körülbelül 100 %.
14. 14. Az 1-13. igénypontok legalább egyike szerinti, rugalmasan • ·> > · « nyújtható abszorbens szerkezet, azzal jellemezve, hogy maximális nyújthatósága folyadékkal 100 %-ig telített állapotban nagyobb, mint körülbelül 200 %.
15. 15. Az 1 - 14. igénypontok legalább egyike szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet, azzal jellemezve, hogy megnyúlásból való visszatérése száraz állapotban nagyobb, mint körülbelül 75 %.
16. 16. Az 1 - 15. igénypontok legalább egyike szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet, azzal jellemezve, hogy megnyúlásból való visszatérése folyadékkal 100 %-ig telített állapotban nagyobb, mint körülbelül 80 %.
17. 17. Az 1 - 16. igénypontok legalább egyike szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet, azzal jellemezve, hogy tartalmaz még egy hidrogél-képző polimer anyagot.
18. 18. Az 1 - 17. igénypontok legalább egyike szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet, azzal jellemezve, hogy tartalmaz még körülbelül 15 — 60 tömeg % hidrogél-képző polimer anyagot a hidrogél-képző polimer anyag, nedvesíthető vágott rost és termőplasztikus, rugalmasan nyújtható rost együttes tömegére vonatkoztatva .
19. 19. A 17. és/vagy 18. igénypont szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet, azzal jellemezve, hogy a hidrogél-képző polimer anyag egy poliakrilát.
20. 20. Az 1 - 19. igénypontok legalább egyike szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet, azzal jellemezve, hogy a rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet egy rostos mátrix, amely a termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rostból áll, ahol a rostos mátrix tartalmazza a nedvesíthető vágott rostot és a hidrogélképző polimer anyagot.

    *»·. «
21. 21. Az 1 - 20. igénypontok legalább egyike szerinti, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet, azzal jellemezve, hogy a termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rost egy nedvesíthető, olvadva fújt, termoplasztikus, rugalmasan nyújtható rost, amely egy poliolefinből áll.
22. 22. Egy eldobható abszorbens termék, amelynek folyadékáteresztő fedőrétege (14), hátlapja (12) valamint a fedőréteg (14) és a hátlap (12) között elhelyezett, rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezete (16) van, azzal jellemezve, hogy a rugalmasan nyújtható abszorbens szerkezet (16) az előző igénypontok legalább egyike szerinti abszorbens szerkezet.