SE508626C2 - Ett material med hög absorptionskapacitet samt en absorberande struktur och ett absorberande alster innefattande materialet ifråga - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 508 626 material till absorptionskroppen. En metod för att tillsätta högabsorberande material till en absorberande struktur finns beskriven i Europeiska patentet 122 042, där en blandning av hydrofila fibrer och superabsorberande partiklar luftläggs till en bana och komprimeras till en densitet av 0,15 till ca 1,0 g/cm3. Det superabsorberande materialet förekommer nor- malt i form av granulat eller små partiklar, vilka kan vara svåra att på ett tillfredsställande vis binda till den absor- berande strukturen. Superabsorberande material är även dyra, varför andra lösningar har sökts. Flertalet superabsorbenter är även framställda av syntetiska icke-bionedbrytbara polyme- rer t ex polyakrylater. Det finns därför önskemål om materi- al, som har hög absorptionskapacitet, och som samtidigt är bionedbrytbara.

Ett annat problem för hygienartiklar är den så kallade åter- vätningen, dvs att redan absorberad kroppsvätska genom yttre påverkan, t ex då användaren sitter ned, pressas tillbaka mot användarens hud. Det är sålunda ett generellt önskemål, att alstrets mot användaren vända yta skall vara så torr som möjligt.

Genom att välja absorberande material, som i hög grad binder den absorberade vätskan, kan detta problem min- skas.

Ett annat problem för absorberande strukturer i hygienarti- klar är att strukturer vid de höga densiteter, som är för- delaktiga för vätskespridning tenderar att inte kunna göras tillräckligt mjuka och flexibla för att klara dagens höga komfortkrav för denna typ av artiklar.

Ett annat problem för absorberande strukturer i hygienarti- klar är att erhålla hög absorptionshastighet och snabb mot- tagning av vätska framför allt vid upprepad vätning. Vid användning av konventionella superabsorbenter uppstår lätt gelblockering i materialet, och absorptionshastigheten vid upprepad vätning minskar. Högabsorberande material utan tendens till gelblockering har därför efterfrågats. 10 15 20 25 30 35 508 626 Det är känt från Europeiska patentet, EP 444 073, att med hjälp av torrformering tillverka banformig massa för senare defibrering, så kallad torrformad rullmassa. Den pressade banan av flingtorkade fibrer med en ytvikt av 300 - 1500 g/m2, och med en densitet av 550 - 1000 kg/mahar en sådan hållfasthet, för lagring och transport. att den kan rullas upp eller hanteras i arkform Den är lätt att defibrera och är normalt avsedd att överföras i fluffad form för att användas vid framställning av absorptionskroppar i blöjor, dambindor och liknande produkter.

Beskrivning av uppfinningen Viktiga egenskaper för ett högabsorberande material i en hygienprodukt är, som tidigare nämnts, bl a absorptionshas- tighet, absorptionskapacitet och hållandeförmåga. Vidare är det väsentligt med mjukhet och flexibilitet. De vätskor som skall absorberas är främst urin, menstruationsblod och blod. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett material med hög absorptionskapacitet för användning i en absorberande struktur i ett absorberande alster av det in- ledningsvis nämnda slaget. Materialet bör bidraga till att produkten har hög absorptionshastighet med en snabb mottag- ning av vätska framför allt vid upprepad vätning. Materialet bör även ge produkten förmåga att absorbera stora kvantiteter vätska och att binda vätskan i materialet, ge produkten låg återvätning samt göra det möjligt att göra produkten mycket tunn samt mjuk och flexibel med bibehållande av en hög ab- sorptionskapacitet. Vidare är det ett önskemål, att materia- let skall vara kostnadsmässigt fördelaktigt jämfört med i dag förekommande superabsorberande material. Ett ytterligare önskemål är att åstadkomma en högabsorberande absorption- skropp, och som helt eller till huvudsaklig del är baserad på bionedbrytbart material t ex cellulosafiber.

De angivna önskemålen har genom uppfinningen lösts, genom att materialet med hög absorptionskapacitet består av fragment av ett torrformat ark innefattande minst 70% flingtorkade 10 15 20 25 30 35 508 626 cellulosafibrer och med en ytvikt av 100-1 000 g/m2 och med en densitet av 0,4 - 1,2 g/cmd, och där varje fragment har en huvudsaklig längd och bredd av 1-5 mm, en ytvikt av 100 - 1 000 g/mg och en densitet av 0,4 - 1,2 g/cmë. Materialet införlivas som en del av en absorberande struktur i ett absorberande alster. Det absorberande alstret uppvisar då bl a en hög absorptionskapacitet samtidigt som dess flexibilitet » och goda komfortegenskaper bibehålls. Fragmenten av torrfor- mat material kan därvid utgöra hela mängden absorberande material i det absorberande alstret eller blandas med andra typer av absorberande material t ex konventionella defibrera- de och fluffade cellulosafibrer. En lämplig mängd fragment av torrformat material är 10-80%, 30-40%. företrädesvis 20-50% och helst Eftersom materialet med hög absorptionskapacitet är i form av fragment med en huvudsaklig längd och bredd av 1-5 mm kan det lätt inkorporeras i absorberande alster av olika form t ex kroppsformade dambindor eller blöjor. Materalet kan även lätt inkorporeras i absorberande alster av annat slag t ex tam- ponger.

För den aktuella uppfinningen används en torrformad produkt tillverkad av mekanisk massa eller kemitermomekanisk massa (CTMP) eller en motsvarande produkt tillverkad av sulfit- eller sulfatmassa s k kemisk cellulosamassa. På kemisk väg förstyvade cellulosafibrer kan även användas. I den torrfor- made produkten kan även inkorporeras andra partikelformade beståndsdelar t ex konventionella superabsorberande material, termoplastiska bindefibrer och andra typer av fibrer. Den torrformade produkten innefattande minst 70% flingtorkade cellulosafibrer komprimeras till ett ark med en ytvikt av 100-1000 g/m¿och.med en densitet av 0,4 - 1,2 g/cmxoch finfördelas därefter till tidigare nämnda fragment med en huvudsaklig längd och bredd av 1-5 mm.

Torrformad rullmassa har i obearbetat skick mycket goda absorptions-, spridnings- och svällningsegenskaper, och materialet har visat sig mycket lämpat att finfördelat till 10 15 20 25 30 35 sus 626 fragment av en huvudsaklig längd och bredd om 1-5 mm användas som ett material med hög absorptionskapacitet i hygienarti- klar. Materialet har bl a högre absorptionshastighet än konventionella superabsorbenter.

Fragment av torrformad rullmassa har en struktur, som liknar konventionella cellulosamaterial, och fragmenten binds därför lättare till den absorberande strukturen än konventionella vilket bidrager till, fragment under den fortsatta produktionsprocessen till absor- superabsorberande material, att dessa berande hygienartiklar därför inte kommer att spridas i produktionslokalen och kommer inte heller efter tillverk- ningen att omfördelas i den färdiga hygienartikeln. Fragment av torrformad rullmassa är dessutom ekonomiskt väsentligt fördelaktigare än konventionella superabsorberande material beräknat som kostnad per mängd absorberad vätska.

Torrformad rullmassa har i normalfallet tillräcklig mattstyr- ka för de produkttillämpningar, Om nätverks- som här avses. styrkan för vissa produkttillämpningar skulle visa sig vara otillräcklig, finns möjligheten att öka nämnda nätverksstyr- ka, genom pà ett lämpligt sätt armera strukturen genom att tillsätta armeringsfibrer, bindefibrer eller bindemedel till cellulosafiberblandningen.

För att fragmenten av torrformad rullmassa skall erhålla önskade egenskaper, mäste den torrformade massamattan ha en relativt hög densitet. Lämplig densitet är 0,4 - 1,2 g/cmi, företrädesvis 0,5 - 1,1 g/cm3 och helst 0,8 - 1,0 g/cm*.

Lämplig ytvikt är 100 - 1000 g/mg, företrädesvis 200 - 800 g/mfl och helst 300 - 600 g/mï.

Ark av torrformad cellulosamassa kan tillverkas t ex genom att forma en bana av flingtorkade fibrer av pappersmassa enligt den metod, 073. som beskrivs i Europeiska patentet EP 444 10 15 20 25 30 35 508 626 Fibrer av cellulosamassa har ett curl värde, som beskriver graden av krokighet hos fibern. Fibrerna i torrformad cellu- losamassa har företrädesvis ett curl värde mellan 0,20 och 0,40. Curl värde kan mätas enligt den metod, som beskrivs av B. D Jordan, N G Nguyen i Papper och Trä 4/1986 sid 313.

Beskrivning av figurer Uppfinningen kommer i det följande att närmare beskrivas med hänvisning till bifogade figurer av vilka Fig. 1 visar en schematisk skiss av en referensprodukt (ref 1), som använts för jämförande absorptionsmätningar, och som innefattar konventionell cellulosamassa med inblandning av konventionella superabsorberande material.

Fig. 2 visar en schematisk skiss av en referensprodukt (ref 2), som använts för jämförande absorptionsmätningar, och som innefattar konventionell cellulosamassa utan inblandning av superabsorberande material.

Fig. 3 visar en schematisk skiss av en absorberande struktur (test), som använts för jämförande absorptionsmätningar, och som innefattar konventionell cellulosamassa med inblandning av ett material med hög absorptionskapacitet enligt uppfin- ningen.

Fig. 4 visar absorptionshastigheten vid upprepad vätning för referensprodukten ref 1.

Fig. 5 visar absorptionshastigheten vid upprepad vätning för referensprodukten ref 2.

Fig. 6 visar absorptionshastigheten vid upprepad vätning for testprodukten.

Fig. 7 visar återvätningen för absorberande strukturer in- nefattande ett material enligt uppfinningen och konventionell cellulosamassa (test) jämfört med produkter innefattande 10 15 20 25 30 35 508 626 konventionella superabsorberande material och konventionell cellulosamassa (ref l) repektive enbart konventionell cellu- losamassa (ref 2).

Beskrivning av utföringsexempel För att utvärdera absorptionsegenskaperna har använts följan- de testmetoder.

För att mäta absorptionshastigheten gjordes med 20 min (0,9% till en provkropp. Tiden i sekunder mättes intervall 4 tillsatser om vardera 28 ml provvätska NaCl-lösning) efter varje tillsats, till dess all vätska absorberats.

För att mäta återvätningen gjordes med 20 min intervall (0,9% NaCl- till en provkropp. Efter det att den sista 4 tillsatser om vardera 28 ml provvätska lösning) tillsatsen vätska absorberats, placerades filterpapper över vätpunkten, och filterpapperen belastades med en vikt på l,l kg under 15 sek. Filterpapperen vägdes före resp efter belastningen, och àtervätningen noterades.

För mätning av materialtjocklek vid beräkning av densie tet har använts en Mitutoyo tjockleksmätare.

Som referensprodukt nr l har använts en absorberande struktur Strukturen består av två skikt 1 och 2. Det första skiktet 1 utgörs av en 50/50 blandning av kemitermome- enligt fig. l. kanisk cellulosamassa och kemisk cellulosamassa med en ytvikt av 300 g/mzoch en densitet av 0,12 g/cml. Det andra skiktet 2 består av 50/50 blandning av kemitermomekanisk cellulosamassa och kemisk cellulosamassa med en ytvikt av 750 g/mi och en densitet av 0,17 g/cm3. I mitten av skiktet 2 finns ett lager 3 av ett polyakrylatbaserat superabsorberande material med en ytvikt av 200 g/mg.

Som referensprodukt nr 2 har använts en absorberande struktur och 2. Det första skiktet 1 utgörs av en 50/50 blandning av kemitermome- enligt fig. 2. Strukturen består av två skikt l 10 15 20 25 30 35 508 626 kanisk cellulosamassa och kemisk cellulosamassa med en ytvikt av 300 g/mloch en densitet av 0,12 g/cmi. Det andra Skiktet 4 består av en 50/50 blandning av kemitermomekanisk cellulosa- massa och kemisk cellulosamassa med en ytvikt av 750 g/mfoch en densitet av 0,17 g/cm3.

Som testprodukt har använts en absorberande struktur enligt fig. 3. Strukturen består av ett skikt 5 med en ytvikt av 1500 g/mzoch en genomsnittlig densitet av 0,17 g/cmi. Skiktet 5 består av en homogen blandning av kemisk cellulosamassa med 35% inblandning av material enligt uppfinningen 6.

Ur fig. 4, 5 och 6 samt tabell 1 framgår, att en absorberande struktur innefattande material enligt uppfinningen har av- sevärt högre absorptionshastighet vid upprepad vätning än båda referensprodukterna.

Tabell 1 Absorptionshastighet, sekunder/28 ml Vätning Ref l Ref 2 Test lta 3,7 4,4 3,8 2:a 7,7 6,2 4,9 3:e 12,2 11,8 6,8 4.e 19,2 24,1 8,7 Ur fig. 7 samt tabell 2 framgår, att en absorberande struktur innefattande material enligt uppfinningen har avsevärt lägre àtervätning än båda referensprodukterna.

Tabell 2 Återvätning, g Ref 1 Ref 2 Test 7,3 7,5 3,8 Uppfinningen är naturligtvis inte begränsad till visat utför- ingsexempel, utan är givetvis tillämpbar for andra utforings- former inom ramen för efterföljande patentkrav.

Claims (13)

10 15 20 25 30 35 508 626 Patentkrav

1. Material med hög absorptionskapacitet avsett att användas i en absorberande struktur i ett absorberande alster såsom en dambinda, sagda material består av fragment (6) blöja, tampong och liknande, kännetecknat av att av ett torrformat ark innefattande minst 70% flingtorkade cellulosafibrer och med en ytvikt av 100-1 000 g/mi och med en densitet av 0,4 - 1,2 g/cml, och där varje fragment har en huvudsaklig längd och bredd av 1-5 mm, en ytvikt av 100 -1 000 g/mf och en densitet av 0,4 1,2 g/cmi.

2. Material med hög absorptionskapacitet enligt krav l, kännetecknat av att materialet vid tillverkningen av det torrformade arket komprimeras till en densitet av 0,5-l,l g/cmi, företrädesvis 0,8-1,0 g/cmi.

3. Material med hög absorptionskapacitet enligt krav l eller 2, kännetecknat av att det torrformade arket har en ytvikt av 200-800 g/mfi företrädesvis 300-600 q/mi.

4. Material med hög absorptionskapacitet enligt något elle: nâgra av kraven 1-3, kännetecknat av att materialet i samhap: med komprimeringen vid tillverkningen av det torrformade arket uppvisar en fukthalt mellan 3-20%, företrädesvis 4-18 , och helst ll-16 % räknat pà banans totalvikt.

5. Material med hög absorptionskapacitet enligt nagot eller nagra av kraven l-4, kànnetecknat av att cellulosafibrerna huvudsakligen utgörs av fibrer av pà kemitermomekanisk väg framställd massa.

6. Material med hög absorptionskapacitet enligt krav 5, kännetecknat av att de kemitermomekaniska massafibrerna har ett curl värde mellan 0,20 och 0,40. l0 15 20 25 30 508 626 10

7. Material med hög absorptionskapacitet enligt något eller några av kraven 1-4, kännetecknat av att cellulosafibrerna huvudsakligen utgörs av fibrer av på kemisk väg framställd ITIaSSa .

8. Material med hög absorptionskapacitet enligt något eller några av kraven 4-6, kännetecknat av att minst en del av fibrerna är på kemisk väg förstyvade cellulosafibrer.

9. Absorberande struktur, kànnetecknad av att den innefattar ett material med hög absorptionskapacitet i enlighet med något eller några av kraven 1-8 enbart eller tillsammans med annat absorptionsmaterial t ex fluffmassa.

10. Absorberande struktur enligt krav 9, kännetecknad av att den andelen material med hög absorptionskapacitet ar 10-70%, företrädesvis 20-50% och helst 30-40%.

ll. Absorberande struktur enligt krav 9, kännetecknad av att den innefattar armeringsmedel exempelvis bindemedel, arme- ringsfiber eller termoplastiska bindefibrer.

12. Absorberande alster såsom en blöja, dambinda, inkonti- nensskydd och liknande, innefattande ett vätskegenomsläppligt toppskikt, ett huvudsakligen vätskeogenomsläppligt botten- skikt och en absorptionskropp mellan dessa skikt, känneteck- nat av att alstret innefattar en absorberande struktur enligt något eller några av kraven 9-ll.

l3. Absorberande alster avsett för absorption av blod, sasom en tampong eller liknande, kännetecknat av att alstret in- nefattar en absorberande struktur enligt nagot eller nagra av kraven 9-ll.