Materiał włókninowy

RZECZPO SPO LITA
PO LSK A
(12) OPIS PATENTOWY (19)PL (11)184644
(21) N um er zgłoszenia:
(2 2 ) D ata zgłoszenia:
328124
04.02.1997
(86) D ata i num er zgłoszenia m iędzynarodow ego:
U rząd Patentow y
Rzeczypospolitej Polskiej
04.02.1997, PCT/US97/01997
(87) D ata i num er publikacji zgłoszenia
m iędzynarodow ego:
(13) B1
(51) IntCl7
D04H 13/00
A 61F 1 3 /15
21.08.1997, W O97/30202,
PCT Gazette nr 36/97
(54)
( 30)
Materiał włókninowy
Pierwszeństwo:
(73)
KIMBERLY-CLARK WORLDWIDE, INC.
Neenah, US
20.02.1996,US,08/602548
(43)
Zgłoszenie ogłoszono:
(72)
O udzieleniu patentu ogłoszono:
29.11.2002 WUP 11/02
(5 7 )
Twórcy wynalazku:
Susan E. Shawver, Roswell, US
Leslie W. IV Collier, Roswell, US
Paul W. Estey, Cumming, US
Susan C. Paul, Alpharetta, US
18.01.1999 BUP 02/99
(45)
Uprawniony z patentu:
( 74)
Pełnomocnik:
Szafruga Anna, POLSERVICE
1. M ateriał włókninow y na części wyrobu higieny osobistej, zw łaszcza na klapkę barierow ą lub w yściółkę, zawierający w łókninow ą w stęgę z w łókien, znam ienny tym, że
w łókna są wykonane z elastycznego materiału poliolefinowego, a w łókninow a w stęga posiada gramaturę poniżej 6 8 gram ów na m etr kwadratowy oraz obszary o zw iększonym
stopniu przepuszczalności płynu i obszary stanowiące barierę dla przejścia płynu, w których w ysokość słupa wody w ynosi co najmniej 400 Pa, przy czym w stęga je st spojona z co
najmniej je d n ą dodatkow ą w arstw ą włókninową.
Materiał włókninowy
Zastrzeżenia
patentowe
1. M ateriał włókninowy na części wyrobu higieny osobistej, zw łaszcza na klapkę bariero w ą lub wyściółkę, zawierający w łókninow ą wstęgę z w łókien, znam ienny tym, że w łókna
są wykonane z elastycznego m ateriału poliolefinowego, a w łókninow a w stęga posiada gram aturę poniżej 6 8 gram ów na m etr kwadratowy oraz obszary o zw iększonym stopniu przepuszczalności płynu i obszary stanowiące barierę dla przejścia płynu, w których w ysokość
słupa wody wynosi co najm niej 400 Pa, przy czym w stęga je st spojona z co najmniej je d n ą
dodatkow ą w arstw ą włókninową.
2. M ateriał w edług zastrz. 1, znam ienny tym, że w ym ieniona co najmniej jedna dodatkow a warstwa w łókninow a m a pomarszczenia.
3. M ateriał według zastrz. 1 albo 2, znam ienny tym, że w ym ieniona dodatkowa w arstw a włókninowa składa się z m ateriału typu spunbond, który m a pom arszczenia, przy czym
m ateriał typu spunbond je st spojony z w łókninow ą wstęgą.
4. M ateriał w edług zastrz. 1, znam ienny tym, że w ym ieniona dodatkow a warstwa
w łókninow a składa się z m ateriału typu spunbond, który je st spojony z w łókninow ą w stęg ą
przy czym w łókninow a w stęga m a pomarszczenia.
5. M ateriał w edług zastrz. 1, znam ienny tym, że średnia średnica w łókien jest m niejsza
niż 1 0 mikrometrów.
6 . Materiał w edług zastrz. 1, znam ienny tym, że w łókninow a w stęga zawiera otwory
w pewnych obszarach.
7. M ateriał w edług zastrz. 1, znam ienny tym, że w łókninow a w stęga w pew nych obszarach je st pokryta środkiem zw ilżającym miejscowo.
*
*
*
Przedm iotem w ynalazku je st materiał włókninowy do zastosow ania w różnych w yrobach higieny osobistej, takich ja k pieluchy, spodenki sportowe, w yroby dla osób dorosłych
nie panujących nad w ydalaniem , dam skich wyrobów higienicznych oraz wszelkich innych
typów wyrobów stosowanych do wchłaniania płynów ustrojowych. W szczególności, wyroby
higieny osobistej zaw ierają na ogół klapki barierowe, które służą do uniemożliwiania płynom
ustrojowym ucieczki z w yrobu i zabrudzenia odzieży lub pościeli użytkownika. W yroby higieny
osobistej również zaw ierają zwykle wyściółki przylegające do skóry użytkownika i służące do
przemieszczania płynów od skóry do warstw chłonnych wyrobu. W spomniane klapki barierowe
i wyściółki szczególnie odpowiednim zastosowaniem niniejszego wynalazku.
W arunkiem praw idłow ego funkcjonowania takich w yrobów pow strzym ujących w yciek
płynów są odpowiednie w łaściw ości barierowe m ateriału um ożliw iające m u realizację jego
głównego zadania, jakim je st m agazynow anie płynów, ale rów nież konieczność zachowania
przewietrzalności ze w zględu na w ygodę skóry. M ateriał taki idealnie pow inien być elastyczny ze względu na dopasow anie się do ciała użytkownika i odzyskiw anie swojego kształtu po
rozciągnięciu w yw ołanym rucham i użytkownika, a jednocześnie pow inien cały czas realizować swoje podstawowe zadanie jako element barierowy. W przeszłości klapy barierowe w ytwarzano z oddzielnych m ateriałów zapewniających różnorodne potrzebne fu nkcje. Przykładowo, łączono elastyczne nitki z materiałami nieelastycznym i, uzyskując w ym aganą elastyczność. Tego typu próby rozw iązania problem u przewietrzalności i barierowości za pom ocą
elementów elastycznych cieszyły się pewnym powodzeniem, ale nadał poszukuje się pojedynczego m ateriału cechującego się barierowością i przew ietrzalnością, a jednocześnie ela-
184 644
3
stycznością. Ponadto zaleca się, żeby materiał miał właściwości tego typu bez żadnej dodatkowej obróbki.
W razie stosowania takiego m ateriału na wy ściółkę, m usi on być odczuw any przez skórę jako w ygodny, a także musi szybko przepuszczać przez siebie w szelkie ciecze do następnej
w arstw y chłonnej (lub warstw). Poniew aż taki materiał je st m ateriałem barierow ym , korzystne byłoby poddanie go obróbce w celu zwiększenia jego zwilżalności albo też stosowanie na
w yściółki m ateriałów o naturalnej hydrofilowości. Znane są takie techniki obróbki jak środki
zwilżające.
W stosow anym tu znaczeniu, term in „materiał lub w stęga w łókninow a” oznacza wstęgę
o budow ie w postaci pojedynczych w łókien lub nici, które są poprzeplatane, ale nie w sposób
dający się rozróżnić, ja k m a to m iejsce w dzianinie. M ateriały lub w stęgi w łókninow e w ytw arza się różnym i technikami, na przykład technika rozdm uchiwania m ateriału w stanie stopionym (m eltblown), spajania podczas przędzenia (spunbond) i spajania m ateriału gręplowanego.
Gramaturę m ateriałów w łókninow ych określa się zazwyczaj w uncjach m ateriału na jard
kw adratow y (osy) lub gramach n a m etr kwadratowy (g/m2), a średnice w łókien w yraża się
zazwyczaj w m ikrom etrach (w celu przejścia z jednostek osy na g/m 2 trzeba jednostki osy
pom nożyć przez 33,91).
W stosow anym tu znaczeniu, term in „m ikrowłókna” oznacza w łókna o małej średnicy,
której przeciętna wartość je st nie w iększa niż około 75 m ikrom etrów , na przykład mające
średnią średnicę od około 0,5 m ikrom etra do około 50 m ikrom etrów , a zw łaszcza mające
średnią średnicę od około 2 m ikrom etrów do około 40 mikrom etrów. Inną, często stosow aną
m iarą określania średnicy włókna, je st denier, który definiuje się jako liczbę gram ów na 9000
m etrów włókna, i który można obliczyć jako średnicę w łókna w m ikrom etrach podniesioną
do kw adratu i pom nożoną przez gęstość w gramach na centym etr sześcienny, pomnożone
następnie przez 0,00707. Im m niejsza w artość denier tym cieńsze w łókno, natom iast im w iększa w artość denier tym grubsze lub cięższe włókno. Przykładowo, średnicę w łókna polipropylenow ego o wartości 15 m ikrom etrów m ożna przekształcić na liczbę denier podnosząc j ą
do kw adratu i m nożąc uzyskany w ynik przez 0,89 g/cm 3, a następnie m nożąc całość przez
0,00707. Zatem wartość denier dla w łókna polipropylenowego o średnicy 15 mikrometrów
w ynosi około 1,42 (152 x 0,89 x 0,00707 = 1,415). Poza Stanami Zjednoczonym i Ameryki
bardziej pow szechną jednostką m iary je st „teks”, który definiuje się jako liczbę gramów na
kilom etr długości włókna, i który m ożna obliczyć z wzoru denier/9.
W stosow anym tu znaczeniu, term in „elastyczny m ateriał k o m p o z y to w y ” odnosi się
do m ateriału elastycznego, który m oże być m ateriałem w ielo sk ład n ik o w y m lub w ielow arstw ow ym , w którym je d n a w arstw a je s t elastyczna. M ateriałam i tak im i m o g ą być, na
przykład, lam inaty „spajane podczas ro zciąg an ia” (SB L) oraz lam inaty „spajane podczas
przew ężania” (N B L).
Typow o, term in „spajane podczas rozciągania” odnosi się do elastycznego elementu
spajanego z innym elementem podczas rozciągania elastycznego elem entu. „Lam inat spajany
podczas rozciągania” lub SBL odnosi się do m ateriału kom pozytow ego z co najmniej dwiema
w arstw am i, w którym jedna w arstw a je st w arstw ą m arszczącą się, a druga w arstw ą elastyczną. W arstwy te łączy się ze sobą w sytuacji kiedy warstwa elastyczna je st w stanie rozciągniętym tak, że po zwolnieniu w arstw , w arstw a marszcząca się ulega zm arszczeniu. Taki
w ielow arstw ow y, kompozytowy m ateriał elastyczny m ożna rozciągać w takim stopniu, że
zm arszczony pomiędzy miejscami spojenia materiał nieelastyczny um ożliw ia wydłużanie się
m ateriału elastycznego. Jeden z typów wielowarstwowego, kom pozytow ego m ateriału elastycznego ujawniono, na przykład, w am erykańskim opisie patentow ym nr 4,720,415, który tu
przywołujemy w całości i w którym stosuje się wiele warstw tego samego polim eru wytwarzanego
w różnych zespołach wytłaczarek. Inne kompozytowe materiały elastyczne ujawniono w amerykańskich opisach patentowych nr 4,789,700, nr 4,781,966, nr 4,657,802 i 4,652,487 oraz
4,655,760 i 4,692.
Typow o, term in „spajany podczas przewężania” odnosi się do elastycznego elementu
spajanego z elementem nieelastycznym podczas gdy element nieelastyczny je st wydłużony
lub przew ężony. „Lam inat spajany podczas przewężania” lub N BL odnosi się do materiału
4
184 644
kom pozytow ego z co najmniej dwiem a warstwami, w którym jedna w arstw a je st przewężoną,
nieelastyczną w arstw ą, a druga w arstw a je st w arstw ą elastyczną. W arstw y te łączy się ze
sobą kiedy w arstw a nieelastyczna je st w stanie w ydłużonym . Przykładam i lam inatów spaja n y ch podczas p rzew ężan ia są m ateriały opisane w am ery k ań sk ich opisach p atentow ych
nr 5,226,992, nr 4,981,747, nr 4,695,122 i nr 5,336,545.
W stosowanym tu znaczeniu term in „spunbond - w łókna spajane podczas przędzenia”
odnosi się do w łókien o małej średnicy form ow anych poprzez wytłaczanie stopionego m ateriału term oplastycznego w postaci w łókienek z w ielu drobnych, zazwyczaj okrągłych otw orów kapilarnych we w łośnicy o średnicy w ytłaczanych w łókien, którą następnie gwałtownie
zmniejsza się takim sposobem , jaki na przykład ujaw niono w am erykańskich opisach patentowych nr 4,340,563, nr 3,692, nr 3,802,817, nr 3,338,992, nr 3,341,394, nr 3,505,763 oraz nr
3,542,615. W zasadzie w łókna spunbond nie są kleiste podczas ich osadzania na powierzchni
zbiorczej. W łókna spunbond są mikrowłóknami, które s ą na ogół ciągłe i m ają średnie średnice (od w ym iaru próbkow ego co najmniej 10) większe niż 7 mikrometrów, a korzystniej od
około 10 do 30 m ikrom etrów .
W stosow anym tu znaczeniu, term in „w łókna m eltblow n - form ow ane podm uchowe
z materiału w stanie stopionym ” oznacza w łókna w ytw arzane techniką w ytłaczania stopionego materiału term oplastycznego przez wiele drobnych, zazwyczaj okrągłych otw orów kapilarowych, w postaci stopionych nitek lub włókienek, do zbieżnego strum ienia gazu o dużej
prędkości (np. pow ietrza), który zacieśnia w łókienka ze stopionego m ateriału term oplastycznego w celu zm niejszenia ich średnicy, która m oże osiągnąć tak ą w artość ja k w m ikrow łoknach. N astępnie uform ow ane w ten sposób w łókna przenosi się za pom ocą strum ienia gazu o
dużej prędkości i osadza na powierzchni zbiorczej, tw orząc wstęgę w form ie chaotycznie
rozłożonych włókien. Technikę tę ujawniono, na przykład, w am erykańskim opisie patentowym
nr 3,849,241. W łókna m eltblow n są mikrowłóknami, które m ogą być ciągłe lub nieciągłe, są
na ogół przeciętnie cieńsze niż 1 0 mikrometrów, i są na ogół, chociaż nie je st to konieczne,
kleiste podczas osadzania na powierzchni zbiorczej.
Z m ateriałów z w łókien spunbond i m eltblow n m ożna w ytwarzać, łącząc je ze so b ą
„laminaty SM S” , w których pewne warstwy są z m ateriałów spunbond, a inne z m ateriałów
meltblown, na przykład lam inat spunbond/m eltblow n/spunbond (SM S), ja k ujawniono
w am erykańskich opisach patentow ych nr 4,041,203, nr 5,169,706 i nr 4,374,888. Lam inat
tego typu m ożna w ytw arzać osadzając kolejno na biegnącej wstędze formującej najpierw w arstwę m ateriału spunbond, następnie warstwę w łókien m eltblow n, a na końcu jeszcze je d n ą
warstwę m ateriału spunbond, a następnie spajając lam inat w sposób opisany dalej. A lternatywnie, warstwy tych m ateriałów m ożna w ytw arzać pojedynczo, zbierać w postaci zwojów,
a następnie łączyć w oddzielnym etapie spajania. Zazwyczaj gram atura takich m ateriałów
wynosi od około 0,1 do 12 osy ( 6 do 400 g/m 2), a zw łaszcza od około 0,75 do około 3 osy (25
do około 1 0 2 g/m 2) .
W stosow anym tu znaczeniu, term in „polim er” obejm uje w zasadzie, ale nie wyłącznie,
homopolimery, kopolim ery, takie jak, na przykład, kopolim ery blokowe, szczepione, bezładne i przem ienne, terpolim ery, itp. oraz ich mieszanki i modyfikacje. Ponadto, o ile specjalnie
nie ograniczono, term in „polim er” pow inien obejm ow ać w szystkie m ożliw e geom etryczne
konfiguracje materiału. Do konfiguracji tych n ależą ale nie wyłącznie, sym etrie izotaktyczne,
syndiotaktyczne i chaotyczne.
W stosow anym tu znaczeniu, term in „w łókna sprzężone” odnosi się do w łókien utw orzonych z co najm niej dw óch polim erów w ytłaczanych na osobnych w ytłaczarkach, ale przędzonych razem, w w yniku czego powstaje jedno włókno. W łókna sprzężone określa się czasami włóknam i w ieloelem entow ym i lub dw uelem entow ym i. Zazwyczaj polim ery te różnią się
między so b ą chociaż w łókna sprzężone m ogą być w ykonane z włókien jednoelem entow ych.
Polimery są rozm ieszczone we w zasadzie stale rozm ieszczonych w yraźnych strefach w zdłuż
przekroju poprzecznego w łókien sprzężonych i biegną w sposób ciągły w zdłuż ich długości.
Układ tego typu w łókien sprzężonych może mieć, na przykład, charakter typu osłona/rdzeń,
gdzie jeden polim er je st otoczony przez drugi, albo też może to być układ typu jeden przy
184 644
5
drugim, układ przekładany lub układ typu „w yspa na m orzu” . W łókna sprzężone ujawniono
w am erykańskich opisach patentow ych nr 5,108,820, nr 5,336,552, oraz nr 5,382,400.
W przypadku w łókien dwuelem entow ych, proporcje poszczególnych polim erów m o g ą w ynosić 75/25, 50/50, 25/75 lub każda inna nadająca się do tego celu.
W stosow anym tu znaczeniu, term in „w łókna dw uskładnikow e” odnosi się do włókien,
które uformowano z co najmniej dwóch polim erów w ytłoczonych z tej samej w ytłaczarki
w postaci mieszanki. W łókna dwuskładnikowe nie posiadają różnych składników polim erowych rozm ieszczonych w odpowiednio stale rozm ieszczonych w yraźnych strefach w zdłuż
pola powierzchni przekroju poprzecznego w łókna oraz różne polim ery nie biegną w sposób
ciągły w zdłuż całej długości włókna, ale zazwyczaj tw orzą fibryle lub protofibryle, które rozpoczynają się i kończą chaotycznie. W łókna dw uskładnikow e są czasami nazyw ane rów nież
włóknami w ieloskładnikow ym i. W łókna tego typu om ów iono, na przykład, w am erykańskim
opisie patentow ym nr 5,108,827. W łókna dw uelem entow e i dw uskładnikow e om ów iono rów nież w podręczniku „Polym er Blends and Com posites” (M ieszanki polim erow e i kom pozyty)
autorstwa Johna A. M ansona i Leslie H. Sperlinga, w ydanym w 1976 przez Plenum Press,
oddział Plenum Publishing Corporation z Nowego Jorku, IBSN 0-306-30831-2, na stronach
273 do 277.
W stosow anym tu znaczeniu, term in „kierunek m aszynow y” lub MD, oznacza długość
materiału w kierunku, w jak im je st wytwarzany. Term in „kierunek poprzeczny do m aszynow ego” lub CD oznacza szerokość materiału, tj. kierunek zasadniczo prostopadły do MD.
W stosow anym tu znaczeniu, term in w łókno „jednoskładnikow e” oznacza w łókno w ykonane na jednej lub więcej w ytłaczarek, ale z jednego polim eru. N ie oznacza to w ykluczenia
włókien uform ow anych z jednego polimeru, do którego dodano małe ilości dodatków w celu
zabarwienia go, nadania m u właściwości antystatycznych, sm arności, hydrofilow ości, itp.
Dodatków tych, np. dw utlenku tytanu do barw ienia m ateriału, je st na ogół poniżej 5 procent
wagowych, a bardziej typow o około 2 procent w agow ych.
W stosowanym tu znaczeniu, spajanie pneum atyczne lub „TA B ” oznacza proces spajania wstęgi z dw uskładnikow ych włókien w łókninow ych, w którym przez w stęgę przepuszcza
się powietrze o tem peraturze dostatecznie wysokiej do stopienia jednego z polim erów , z ja kich jest w ykonana wstęga. Prędkość pow ietrza w ynosi od 100 do 500 stóp na m inutę (30,5
do 152,5 m etra na m inutę), a czas jego oddziaływ ania w ynosi naw et 6 sekund. Spajanie następuje dzięki stopieniu polimeru, a następnie jego ponow nem u stwardnieniu. Spajanie pneumatyczne m a ograniczona liczbę param etrów sterujących i na ogół traktuje się je jako drugi
etap spajania. TAB w ym aga do realizacji spajania stopienia co najmniej jednego składnika,
więc można go tylko stosować do wstęg z dw om a składnikam i, takich ja k dw uskładnikow e
wstęgi włókniste.
W stosow anym tu znaczeniu, term in „spajanie techniką igłowania” oznacza, na przykład, zszywanie m ateriału zgodnie z am erykańskim opisem patentow ym nr 4,891,957 lub
nr 4,631,933.
W stosow anym tu znaczeniu, term in „spajanie ultradźw iękow e” oznacza realizację procesu poprzez, na przykład, przepuszczanie m ateriału pom iędzy dźw iękow ym ram ieniem
zgrzewarki a w alcem oporow ym , jak przedstawiono w am erykańskim opisie patentow ym
nr 4,374,888.
W stosow anym tu znaczeniu, term in „punktowe spajanie term iczne” obejm uje przepuszczanie m ateriału lub w stęgi z włókien, jakie m ają być spojone, pomiędzy ogrzanym cylindrem kalandrującym a w alcem oporowym. Cylinder kalandrujący jest zw ykle, ale nie zaw sze, w pew ien sposób urzeźbiony tak, że nie cały m ateriał je st spajany na całej pow ierzchni.
W w yniku tego opracow ano różnorodne wzory urzeźbienia dla w alców kalandrujących, zarówno ze w zględów funkcjonalnych, jak i estetycznych. Jeden z przykładów w zoru składa się
z punktów i je st w zorem H ansen Pennings lub „H & P” z około 30% pola pow ierzchni spojonej z około 2 0 0 punktam i spojenia na cal kwadratowy (około 31 punktów spojenia na centym etr kwadratowy) w edług danych z am erykańskiego opisu patentow ego nr 3,855,046. Pola
spojenia w zoru H& P m ają kształt kwadratow ych punktów lub kołków, przy czym każdy kołek ma w ym iar boczny 0,038 cala (0,965 mm), odstęp pom iędzy kołkami w ynosi 0,070 cala
184 644
6
(1,778 m m ), oraz głębokość spajania 0,023 cala (0,584 mm). W zór w ynikow y m a pole spojonej pow ierzchni wynoszące około 29,5%. Innym typow ym wzorem punktow ego spajania jest
rozszerzony w zór H ansena i Penningsa lub „EH P”, który daje 15% pole pow ierzchni spojonej
za pom ocą kw adratow ego kołka z bokiem o długości 0,037 cala (0,94 mm ), odstępam i pom iędzy kołkam i 0,097 cala (2,464 mm ) i głębokością 0,039 cala (0,991m m). W innym typow ym w zorze spajania punktowego oznaczonym „714” pola spojone za pom ocą kołków m ają
kształt kw adratow y z bokiem o długości 0,023 cala, odstępam i pomiędzy kołkam i 0,062 cala
(1,575 m m ), i głębokością spajania 0,033 cala (0,838 mm). Pole spojenia w ynikające z tego
w zoru stanow i 15%. Jeszcze innym pow szechnie stosowanym wzorem je st w zór C-Star, którego pole pow ierzchni spojenia w ynosi 16,9%. W zór C -Star m a układ poprzecznie biegnących bruzd lub „sztruksu” poprzecinanych rozgałęziającym i się gwiazdami. Do innych pow szechnie stosow anych należy układ rom bowy z pow tarzającym i się i nieco przesuniętym i
rom bam i oraz w zór falisty wyglądający w sposób sugerowany n azw ą np. podobnie jak siatka
ochronna. T ypow o, procentowe pole spojenia zm ienia się od około 10% do około 30% pola
pow ierzchni włóknistej wstęgi laminatowej. Jak pow szechnie w iadom o w tej dziedzinie,
punktow e spajanie trzym a razem w arstw y laminatu, a także nadaje każdej pojedynczej w arstwie spoistość dzięki spajaniu w każdej w arstw ie włókienek i/lub włókien.
W stosow anym tu znaczeniu, term in „wyrób higieny osobistej” oznacza pieluchy,
spodenki treningow e, wkłady chłonne do majtek, w yroby dla osób dorosłych nie panujących
nad w ydalaniem oraz damskie wyroby higieniczne.
W stosow anym tu znaczeniu, term in „w yrób ochronny przed infekcją” oznacza przedm ioty do stosow ania w medycynie, takie ja k fartuchy chirurgiczne i serwety, m aski na twarze,
przykrycia głow y, takie jak czepki, kapturki i kaptury chirurgiczne, przykrycia stóp, na przykład nakładki na obuwie, pokrycia i nakładki na obuwie i pantofle dom owe, opatrunki, bandaże, ow inięcia sterylne, wycieraczki, odzież, jak na przykład fartuchy laboratoryjne, kom binezony, fartuchy i kurtki, pościel pacjentów, prześcieradła i w kłady prześcieradłow e do łóżeczek
dziecinnych, i podobne.
Metody badań
W ysokość słupa wody (hydrohead): Pom iar barierow ych właściwości m ateriału w ykonuje się za pom o cą testu wysokości słupa wody. Test ten um ożliw ia określenie ciśnienia w ody (w m ilibarach), jakie w ytrzym uje m ateriał przed przepłynięciem przez niego określonej
ilości cieczy. M ateriał o większej w ysokości słupa wody m a większe w łaściw ości barierowe
dla przenikania cieczy niż materiał o mniejszej w ysokości słupa wody. Test w ysokości słupa
wody je st w ykonyw any zgodnie z Federalną N orm ą Badań nr 191A, M etoda 5514.
D o w ytw arzania folii, w łókien i w stęg na różnorodne w yroby, takie ja k w yroby higieny
osobistej, w yroby ochronne przed infekcją, odzież i pokrycia ochronne, bardzo przydatne są
polim ery term oplastyczne. W wielu zastosow aniach w ym aga się, żeby folia w łókna lub w stęga były elastyczne w takim stopniu, żeby w ykonane z takiej folii, w łókien lub w stęgi wyroby
m ogły dopasow yw ać się kształtem do obiektu lub żeby m ożna je było w pew nym stopniu
rozciągać bez niszczenia.
M ateriały elastyczne m ają zastosow anie zwłaszcza w dziedzinie w yrobów higieny osobistej, takich ja k dam skie wyroby higieniczne, w yroby dla osób nie panujących nad w ydalaniem, pieluchy i m ajtki treningowe oraz w dziedzinie w yrobów ochronnych przed infekcją.
W szczególności, w sferze w yrobów higieny osobistej je st zapotrzebowanie na dokładnie dopasow ujące się m ateriały barierowe dla cieczy, pełniące rolę bariery, a jednocześnie pasujące
do ciała. Specyficznym i przykładami takiego zastosowania są klapki barierow e do pieluch
a także m ateriały pokryciowe. Jest rów nież pożądane, aby taki materiał nadaw ał się na wyściółki do w yrobów higieny osobistej, w których potrzebny jest szybki przepływ cieczy.
W zastosow aniach tego typu potrzebna je st praw dopodobnie obróbka zw iększająca hydrofilowość materiału.
K lapki barierow e do pieluch w ytw arza się obecnie z, na przykład, nie elastycznych m ateriałów w łókninow ych z przym ocow anym i do nich paskam i z m ateriału elastycznego
LYCRA®. M ateriał ten je st skuteczny, ale jego w adą jest pozostaw ianie czerw onych śladów
na nóżkach dzieci, poniew aż w ykonane z niego paski znajdują się tylko w kilku m iejscach i są
184 644
7
bardzo silnie rozciągnięte. Paski z elastycznego m ateriału LY C R A ® są w ykonane z materiału
typu spunbond.
Innym elastycznym m ateriałem nadającym się do w yrobów higieny osobistej s ą wyroby
typu spunbond lub m eltblow n w ykonane z elastom eru poliuretanow ego. M ateriał ten można
zakupić w korporacji Kanebo.
Jeszcze innym m ateriałem elastycznym jest m ateriał ty p u m eltblow n z kopolim eru eteru
z estrami, który m ożna zakupić w firm ie K im berly-Clark C orporation z Dallas, Tx, pod nazw ą
handlow ą D EM IQUE® . M ateriał elastom erow y D EM IQ U E® w ytw arza się z polim eru o nazwie ARNITEL® , poprzednio sprzedawany przez firm ę A kzo Plastics z A rnhem , H olandia,
a obecnie przez firm ę D SM z Sittard, Holandia. M ateriał elastom erow y D EM IQ U E® je st stosunkowo gorszy, poniew aż w dotyku je st odczuwany ja k guma.
Jeszcze innym m ateriałem używ anym w w yrobach higieny osobistej je st m ateriał typu
m eltblown z elastom eru z kopolim eru blokow ego, który m ożna zakupić pod nazw a handlow ą
KRATON® w firm ie Shell Chem ical Co. z H ouston, TX. W stęgi z w łóknin elastom erow ych
można formować z, na przykład, elastom erow ych kopolim erów blokow ych ty p u (polistyren/poli(etylen-butylen)/polistyren). Kopolim ery blokow e K R A TO N ® m ożna zakupić w kilku różnych odm ianach, z których w iele wskazano w am erykańskich opisach patentow ych
nr 4,663,220 i 5,304,599, do których tu się odw ołujem y. M ateriał K RATON® , podobnie jak
DEM IQUE® jest odczuwany jak guma, co nie je st pożądane w przypadku w yrobów , które
m uszą stykać się ze skórą i dlatego stosuje się go w form ie otoczonej obustronnie m ateriałem
pokryciowym.
Stwierdzono, że tradycyjne elastyczne m ateriały ty p u m eltblow n m ają nieodpow iednie
właściwości barierowe w zastosow aniu do klapek barierow ych.
O dpow iedni m ateriał do zastosow ania w w yrobie hig ien y osobistej, ja k o k lap k a barierow a, m usi m ieć dobre w łaściw ości barierow e, m usi być przew ietrzalny i m usi być
całkow icie elastyczny, a je d n o cześn ie nie m oże być nieprzy jem n ie odczuw any (np. ja k
gum a) w dotyku.
Celem w ynalazku je st zapewnienie jednolitego, całkow icie elastycznego, przew ietrzalnego, barierowego m ateriału w łókninow ego, który m ożna używ ać w w yrobach higieny osobistej, zwłaszcza na klapki barierowe i w yściółkę, i który będzie w ygodnym i skutecznym środkiem do m agazynow ania cieczy w ew nątrz wyrobu.
M ateriał włókninow y na części w yrobu higieny osobistej, zw łaszcza na klapkę barierow ą lub wyściółkę, zawierający w łókninow ą w stęgę z w łókien, w edług w ynalazku charakteryzuje się tym, że w łókna s ą w ykonane z elastycznego m ateriału poliolefinowego, a w łókninow a wstęga posiada gram aturę poniżej 6 8 gram ów na m etr kw adratow y oraz obszary o zw iększonym stopniu przepuszczalności płynu i obszary stanow iące barierę dla przejścia płynu,
w których w ysokość słupa w ody w ynosi co najmniej 400 Pa, przy czym w stęga je st spojona
z co najmniej je d n ą dodatkow ą w arstw ą włókninową.
Korzystnie w ym ieniona co najmniej jedna dodatkow a w arstw a w łókninow a m a pomarszczenia.
Korzystnie w ym ieniona dodatkow a w arstw a w łókninow a składa się z m ateriału typu
spunbond, który m a pom arszczenia, przy czym m ateriał ty p u spunbond je st spojony z w łókninow ą wstęgą.
Korzystnie w ym ieniona dodatkow a w arstw a w łókninow a składa się z m ateriału typu
spunbond, który je st spojony z w łókninow ą w stę g ą przy czym w łókninow a w stęga m a pomarszczenia.
K orzystnie średnia średnica w łókien je st m niejsza niż 10 mikrometrów.
Korzystnie w łókninow a w stęga zaw iera otwory w pew nych obszarach.
Korzystnie w łókninow a w stęga w pew nych obszarach je st pokryta środkiem zw ilżającym miejscowo.
W łaściwości barierowe m ateriałów m ożna m ierzyć za pom ocą testu w ysokości słupa
wody. Test ten um ożliw ia określenie ciśnienia wody (w m ilibarach), jakie w ytrzym uje m ateriał przed przepłynięciem przez niego określonej ilości cieczy. M ateriał o większej w ysokości
słupa wody w iększą barierowość dla przenikania cieczy niż m ateriał o niższej w ysokości słu-
8
184 644
pa wody. N a wartość w ysokości słupa wody materiału w pływ ają takie czynniki, jak wymiary
włókien, we w łóknach drobniejszych są mniejsze pory, przez które może przepływać ciecz,
oraz hydrofilowość włókien. N a przykład, w klapkach barierow ych w w yrobach higieny osobistej, wartość w ysokości słupa wody dla materiału musi być na tyle duża, żeby uniemożliwić
cieczy przepływ poza m ateriał i wyciekanie na zewnątrz. W ynalazcy uw ażają że w klapkach
barierow ych jest konieczne zastosowanie materiału, dla którego wartość w ysokości słupa w ody wynosi co najmniej 4 m ilibary (400 Pa) i dla którego wartość ta, nie będąc nadmiernie
wysoka, je st w ystarczająca w większości sytuacji.
M ateriał według w ynalazku można stosować w klapkach barierowych i mocować do
w yściółek w w yrobach higieny osobistej w sposób podobny ja k to się robi w przypadku klapek stosowanych obecnie. A lternatyw nie, materiał według w ynalazku m ożna stosować w je d nolitej wyściółce zespolonej z klapkam i barierowymi do w yrobów higieny osobistej, w których w yściółka może obejm ow ać integralne klapki barierowe, dzięki czemu unika się etapu
spajania oddzielnej klapki z w yściółką. Część w yściółkow ą takiego przykładu w ykonania
m ożna rów nież poddać obróbce zwiększającej jej hydrofilowość. Stanowi to zaletę ekonom iczn ą ponieważ unika się w ten sposób jednego z etapów produkcji, oraz popraw ia się rów nież wygodę elim inując szew w wyrobie.
N ie jest konieczne, aby m ateriał według wynalazku, gdy stosuje się go jako klapkę barierow ą musiał być poddany obróbce. Natom iast wyściółki do w yrobów higieny osobistej
często poddaje się obróbce w pew ien sposób, zazwyczaj od góry, w pew nych obszarach,
w celu intensyfikacji konkretnych właściwości. W yściółkę m ożna poddać m iejscow o obróbce
zwiększającej jej zw ilżalność w pew nych obszarach w celu zw iększenia prędkości, z ja k ą
ciecz przepływ a przez w yściółkę do znajdującego się pod nią m ateriału chłonnego. Znane są
środki do takiej obróbki chem icznej, np. Triton® X-102. M ateriał na wyściółkę może być
rów nież aperturowany lub perforow any w pewien sposób w celu zwiększenia również jego
przepuszczalności. Zakres w ynalazku obejmuje również takie przykłady w yściółek, klapek
barierowych i klapek barierow ych zespolonych z w y śció łk ą poddaw anych obróbce i/lub
aperturowanych.
Korzystnie, m ateriał w edług wynalazku można rów nież używ ać samodzielnie jako pojedynczą warstwę m ateriału. N atom iast w pewnych zastosowaniach może okazać się pożądane kombinowanie takiego m ateriału z innymi w struktury typu N BL, SBL lub SMS. W ynalazek rów nież obejmuje swoim zakresem takie struktury.
Elastyczność je st rów nież kluczow ą właściwością w takich zastosow aniach jak klapki
barierowe, ponieważ m ateriał m a stykać się ze skórą i m usi być w stanie w yginać się i rozciągać przy norm alnych ruchach użytkow nika (lub nawet w przypadku typow ych ruchów dwulatka), a jednocześnie pow inien zachować inne właściwości bez pozostaw iania „czerwonych
śladów ” . W takich sytuacjach m ateriały nieelastyczne rozciągają się nie w racając potem do
swoich poprzednich kształtów i zapadają się, i z tego w zględu w m ałym stopniu zapobiegają
przeciekaniu na zewnątrz, albo nie zapobiegają wcale. M ateriał, którem u nadano elastyczność
za pom ocą tylko kilku pojedynczych pasków, może pozostawiać czerwone ślady, i też jest
daleki od ideału. M ateriał całkowicie elastyczny może dopasow ywać się do ciała użytkow ników bez pozostaw iania czerw onych śladów, szczelin lub zapadania się w sobie.
Trzy z najbardziej krytycznych, omówionych powyżej w arunków (barierowość, przewietrzalność, elastyczność) spełnia materiał według wynalazku, dając ponadto stosunkowo przyjem ne wrażenie w dotyku w porównaniu z, na przykład, materiałami Kraton® i Demique®. M ateriał według wynalazku cechuje się w ysokością słupa wody powyżej 4 m barów (400 Pa), jest
elastyczny i, co ważne, m ożna go używać na klapki barierowe bez konieczności mocowania
do niego żadnych innych w arstw wzmacniających lub o innych funkcjach.
W przeszłości w zastosow aniach tego typu stosowano polim ery elastomerowe, które
m ają nieco ograniczone m ożliw ości ze względu na swoje w spom niane powyżej cechy naturalne (np. wrażenie gum y w dotyku, słabe właściwości barierowe). M ateriały te łączy się
ostatnio z polimeram i nowej klasy, które, przetworzone na materiał w łóknisty, m ają znakomite właściwości barierowe, przewietrzalność, elastyczność i s ą przyjem ne w dotyku. N ow ą
184 644
9
klasą polim erów są polim ery określane jako „m etalocenow e” lub w ytw arzane technikami
metalocenowymi.
W technikach m etalocenow ych stosuje się zazwyczaj katalizator m etalocenow y aktywowany, np. jonizow any, za pom ocą kokatalizatora. Do katalizatorów m etalocenow ych należ ą między innym i, dw uchlorek bis(n-butylocyklopentadienylo) tytanu, dw uchlorek bis(nbutylocyklopentadienylo) cyrkonu, chlorek bis(cyklopentadienylo) skandu, dwuchlorek
bis(indenylo) cyrkonu, dw uchlorek bis(m etylocyklopentadienylo) tytanu, dwuchlorek
bis(m etylocyklopentadienylo) cyrkonu, kobaltocen, trójchlorek cyklopentadienylo tytanu,
ferrocen, dw uchlorek hafnocenu, dw uchlorek isopropylo(cyklopentadienylo-1-flourenylo)
cyrkonu, dw uchlorek m olibdocenu, niklocen, dwuchlorek niobocenu, rutenocen, dwuchlorek
tytanocenu, uw odniony chlorek cyrkonocenu, dwuchlorek cyrkonocenu. Bardziej obszerną
listę takich związków zam ieszczono w am erykańskim opisie patentow ym nr 5,374,696.
Związki tego typu om ów iono rów nież w am erykańskim opisie patentow ym nr 5,064,802.
Proces m etalocenow y, a zw łaszcza system y katalityczne i w spom agane katalitycznie są
przedmiotem w ielu patentów . W am erykańskim opisie patentow ym nr 4,542,199 ujawniono
procedurę, w której do toluenu dodaje się m etyloglinooxan (M AO), następnie dodaje się katalizator m etalocenowy o ogólnym w zorze (cyklopentadienylo)2M eRH al, gdzie Me jest m etalem przejściowym, Hal je st chlorowcem, a R je st cyklopentadienylem lub rodnikiem alkalicznym C l do C 6 lub chlorowcem, po czym dodaje się etylen w celu utw orzenia polietylenu.
W am erykańskim opisie patentow ym nr 5,189,192 ujawniono proces sporządzania dodatkowych katalizatorów polim eryzacyjnych za pośrednictwem m etalicznych ośrodków utleniania.
W am erykańskim opisie patentow ym nr 5,352,749 ujawniono sposób polim eryzow ania m onomerów w złożu fluidalnym . W am erykańskim opisie patentow ym nr 5,349,100 ujawniono
chiralne związki m etalocenow e oraz ich sporządzanie poprzez tw orzenie ośrodka chiralnego
za pom ocą enancjoselektywnego transferu wodorku.
Kokatalizatorami są takie m ateriały ja k m etyloglinooksan (M AO), który je st najbardziej
powszechny, inne związki zawierające alkilogliny i bor, takie ja k tris(pentafluorofenylo) bor,
litotetrakis(pentafluorofenylo) bor, oraz dw um etyloanilinotetrakis(pentafluorofenylo) bor.
Trw ają badania innych system ów katalitycznych lub możliw ości m inim alizow ania albo nawet
eliminowania alkiloglinów ze w zględu na możliw ości m anipulow ania nim i i zanieczyszczania
przez nie w yrobów. W ażnym punktem je st możliwość aktyw ow ania katalizatorów m etalocenowych lub jonizow ania do postaci kationowej w celu reagow ania z polim eryzow anym m onomerem lub monom erami.
Polimery w ytw arzane za pom ocą katalizatorów m etalocenow ych m ają unikalne zalety
ze względu na swój w ąski przedział m as m olekularnych. W przypadku polim erów w ytw arzanych za pom ocą m etalocenów m ożliw e są liczby polidyspersyjności (M w/M n) poniżej 4
a nawet poniżej 2. Polim ery te m ają rów nież wąski przedział rozkładu krótkich łańcuchów
odgałęziających w porów naniu z innym i podobnym i typam i polim erów w ytw arzanych techniką Ziegler-Natta.
M ożliwe je st rów nież stosowanie system u katalizatorów m etalocenow ych do bardzo
dokładnego regulow ania izotaktyczności polim eru w przypadku używ ania stereo selektyw nych katalizatorów metalocenowych. Istotnie, w ytwarzano polim ery o izotaktyczności ponad
99 procent. M ożliwe je st rów nież w ytw arzanie za pom ocą tego system u w ysoko syndiotaktycznego polipropylenu. R egulow ania izotaktyczności polim eru m oże rów nież umożliwić
w ytwarzanie polim erów zaw ierających bloki m ateriału izotaktycznego i bloki m ateriału ataktycznego zm ieniające się w zdłuż łańcucha polimeru. W rezultacie m ożliw e je st uzyskanie
elastycznego polim eru dzięki jego ataktycznej części. Tego typu syntezę polim erów omawia
się w czasopiśmie Science, vol. 267, (13 stycznia 1995) na stronie 191 w artykule K.B. W agnera. Wagner, om awiając pracę C oates'a i W aym outha, w yjaśnia, że katalizator oscyluje
pomiędzy form am i stereochem icznym i, w w yniku czego otrzym uje się łańcuch polimerowy
mający odcinki stereocentrów izotaktycznych połączone z odcinkam i centrów ataktycznych.
Zmniejsza to przewagę izotaktyczności, dając w rezultacie elastyczność. G oeffrey W. Coates
i Robert M. W aym outh om aw iają w artykule zatytułow anym „O scillating Stereocontrol:
A Strategy for the Synthesis o f Therm oplastic Elastom eric Polypropylene” (O scylująca ste-
10
184 644
reokontrola: strategia do syntezy term oplastycznego elastom erow ego polipropylenu) na stronie 217 w tym sam ym wydaniu, sw oją pracę, w której stosowali dw uchlorek cyrkonu bis(2fenylindenylo) m etalocenu w obecności metyloglinooksanu (M AO) i, zm ieniając ciśnienie
i temperaturę w reaktorze, oscylow ali postać polimeru pomiędzy izotaktyczną, a ataktyczną.
Przem ysłow a produkcja polim erów metalocenowych jest dość ograniczona, ale rośnie.
Polimery tego typu m ożna dostać w firm ie Exxon Chemical Com pany z Baytown, Texas, pod
nazw ą handlow ą A CHIEVE® do polim erów na bazie polipropylenu i EX A CT® do polim erów na bazie polietylenu. D ow Chem ical Company z M idland, M ichigan, sprzedaje na rynku
polimery tego ty p u pod nazw ą ENGAGE® . Utrzymuje się, że materiały te w ytw arza się za
pom ocą nie stereo selektyw nych katalizatorów metalocenowych. Exxon nazyw a w zasadzie
sw oją technologię opartą na katalizatorach metalocenowych jako kataliza „jedno m iejscowa”,
natomiast D ow nazyw a swoje katalizatoram i o „wymuszonej geom etrii” pod nazw ą INSITE®
dla ich odróżnienia od tradycyjnych katalizatorów Ziegler-Natta, które m ają wiele miejsc reakcji. Inni producenci, tacy jak Fina Oil, BASF, Amoco, H oechst i M obil prow adzą również
działania na tym polu i należy oczekiwać, iż w następnym dziesięcioleciu stale będzie rosła
dostępność polim erów w ytw arzanych tą technologią. W praktyce w ynalazku, zaleca się stosowanie elastycznych tw orzyw poliolefinowych, takich jak polipropylen i polietylen,
a zwłaszcza elastyczny polipropylen.
Jeżeli chodzi o elastom erowe polimery na bazie metalocenów, to w am erykańskim opisie patentow ym nr 5,204,429 ujawniono proces umożliwiający w ytw arzanie elastycznych
kopolim erów z żyw ic cykloolefinow ych za pom ocą katalizatora będącego stereosztywnym
chiralnym m etalocenow ym związkiem metalu przejściowego i glinooksanu. Polim eryzację
przeprowadza się w obojętnym rozpuszczalniku, takim jak w ęglow odór alifatyczny lub cykloalifatyczny, na przykład w toluenie. Reakcja może również w ystąpić w fazie gazowej przy
użyciu jako rozpuszczalnika m onom erów przeznaczonych do polim eryzacji. W am erykańskich opisach patentow ych nr 5,278,272 i 5,272,236 zatytułow anych „Elastyczne, w zasadzie
liniowe polim ery olefinowe” opisano polimery o szczególnych w łaściw ościach elastycznych.
Przebadano wiele próbek m ateriału w celu określenia ich właściw ości barierowych. Poniżej opisano te materiały, a uzyskane wyniki podano w tabeli 1. Zw racam y uwagę, że je d y nie „Przykłady” są uważane przez tw órców jako mieszczące się w ich wynalazku.
P r z y k ł a d p o r ó w n a w c z y 1- Jest to materiał elastom erow y D EM IQU E® typu m eltblown w ykonany z polim eru ARNITEL®. Materiał ten m a gramaturę 35 g/m 2 i w łókna o średniej średnicy poniżej 1 0 mikrometrów.
P r z y k ł a d p o r ó w n a w c z y 2 - Jest elastyczny m ateriał poliuretanow y typu
meltblown firmy Kanebo. Jego gram atura wynosi 54 g/m 2, a średnia średnica w łókien poniżej
1 0 mikrometrów.
P r z y k ł a d p o r ó w n a w c z y 3 - Jest to materiał elastyczny typu m eltblown w ykonany z polim eru KRATON®. Ten materiał elastyczny jest kopolim erem blokow ym styrenu/etylenu/propylenu/styrenu (SEPS) o natężeniu przepływu w stanie stopionym 16 gramów/10 m inut w tem peraturze 230°C i 2160 gramów według testu A STM 1238-90b, przy
czym konkretne oznakowanie num eru gatunkowego wynosiło KRATON ® G-2755. Gramatura tego m ateriału w ynosiła 34 g/m 2.
P r z y k ł a d
p o r ó w n a w c z y 4 - Jest to lam inat m ateriałów typu spunbond/m eltblow n/spunbond (SM S) stosowany na skalę przem ysłow ą w klapkach barierowych
w pieluchach, sprzedaw anych przez firm ę Kimberly-Clark Corporation jako pieluchy jednorazowego użytku Huggies®. W skład tego materiału wchodzi w arstw a spunbond z polim eru
polipropylenowego spojona term icznie punktowo z w arstw ą polipropylenu typu meltblown.
Stosunek gram atur w arstw z m ateriału typu spunbond do w arstw m ateriału typu meltblown
wynosił od około 1:1 do 1:4.
P r z y k ł a d 1 - M ateriał je st elastycznym m ateriałem typu m eltblow n wykonanym
z polimeru dostępnego w firmie D ow Chemical Co. z M idland, M I, pod nazw ą handlow ą polimer elastyczny ENGAGE®. Gram atura tego materiału wynosi 1 osy (34 g/m 2). M ateriał ten
jest kopolimerem polietylenu o liczbie stopowej 30 gram ów /l 0 m inut w tem peraturze 190°C
i 2160 gram ów w edług testu A ST M 1238-90b. Średnica otw orów w e w łośnicy w ynosiła
184 644
11
0,145 cala (3,683 m m ) przy w y d ajn o ści polim eru 0,52 funtó w /cal/g o d zin ę (PIH ) tj.
0,093 kg/cm /godzinę przy w ysokości 8 cali (20 cm) nad sitem form ującym . W łókna przędzono w temperaturze 420°F (215°C ), przy szczelinie powietrznej 0,090 cala (2,286 mm)
i w układzie cofniętym 0,125-0,150 cala (3,175-3,81 mm). C iśnienie pierw otne powietrza
wynosiło 0,9 psig (6210 Pa), a tem peratura pierw otna 567°F (2 9 7 ° C ).
P r z y k ł a d 2 - M ateriał ten je st m ateriałem elastycznym typu m eltblow n wykonanym
z polim eru polietylenowego oznaczonego EXACT® 4014 firmy Exxon Chem ical Company
z Houston, TX. Jego gram atura w ynosi 1 osy (34 g/m 2). Ś rednica otw o ró w w e w łośnicy w yno siła 0,145 cala (3,683 m m ) przy w y d ajn o ści polim eru 0,56 funtó w /cal/g o d zin ę (PIH ) tj.
0,1 kg/cm /godzinę przy w ysokości 9 cali (23 cm) nad sitem form ującym . W łókna przędzono
w temperaturze 480°F (249°C), przy szczelinie powietrznej 0,090 cala (2,286 mm) i w układzie cofniętym 0,125-0,150 cala (3,175-3,81 mm). Ciśnienie pierw otne pow ietrza wynosiło
0,9 psig (6210 Pa), a tem peratura pierw otna 510°F (266°C).
Tabela 1
W ysokość słupa w ody
P rzykład porów naw czy 1*
N ie dostrzegalne (N .D .)
Przykład porów naw czy 2*
N. D.
Przykład porów naw czy 3*
N. D.
Przykład porów naw czy 4*
33,6 m b ar (3360 Pa)
P rzykład 1**
5,2 m bar (520 P a)
P rzykład 2*
7,2 m bar (720 P a)
*Średnia z 5 odczytów
* * Średnia z 3 odczytów. Dwa dodatkowe odczyty dały N.D.
Zwracam y uwagę, że przebadano jed en kawałek m ateriału z przykładu 2 uzyskując pięć
odczytów N .D., ale w ynalazcy u trzy m u ją że kawałek ten był uszkodzony ze w zględu na problem y produkcyjne.
Przedstawione w tabeli 1 w yniki świadczą, że materiał w edług w ynalazku m a właściwości barierowe. M ateriał ten je st rów nież elastyczny. Ponadto, m ateriał ten nie jest odczuwany w dotyku jako gum ow y i w rzeczyw istości daje wrażenie bardziej zbliżone w dotyku do
tkanin odzieżowych niż w iększość innych nie pokrytych m ateriałów elastom erow ych, tj. tych
bez m ateriałów wierzchnich. Jest to unikalne, ponieważ powierzchnie w iększości materiałów
elastom erow ych o takim poziom ie zdolności do spajania i rozciągania d ają w dotyku wrażenie
gumy lub kleistości. M ateriał w edług w ynalazku je st miękki, w ygodny, nie gum ow y, podobny do m ateriału tekstylnego w dotyku ręk ą i wyglądem .
Stwierdzono również, że m ateriał w edług w ynalazku zapewnia w iele innych zalet, których nie widać wyraźnie przy pobieżnym badaniu. W szczególności, stwierdzono, że materiał
w edług w ynalazku dobrze spaja się z m ateriałam i poliolefinow ym i, i ze w zględu na dobre
w łaściwości barierowe i przew ietrzalność, m ateriał ten może być cieńszy niż materiały konkurencyjne, zachowując jed n ak praw ie takie same właściwości, ja k m ateriały konkurencyjne,
co daje m niejszą masę w yrobów do usuw ania po ich użyciu.
Zdolność do spajania je st bardzo w ażna w przypadku takich m ateriałów ja k te, których
używ a się w w yrobach higieny osobistej, poniew aż przekształcenie w gotow y w yrób wymaga
spojenia m ateriału w jak iś sposób z innym i częściami wyrobu. W iele m ateriałów , w przypadku ich stosowania w w yrobach higieny osobistej, trzeba przyklejać do w yrobu. M ateriał według wynalazku, ze w zględu na to, że składa się z m ateriału poliolefinow ego takiego ja k nieelastyczny m ateriał olefinowy z w łókniny polim erowej, z jakiego w ytw arza się większość
w yrobów higieny osobistej, m ożna spajać term icznie z pozostałą częścią wyrobu. Termiczne
techniki spajania, takie ja k spajanie punktow e lub powietrzne spajanie przelotow e, są znacznie prostsze i bardziej bezobsługow e niż igłow anie lub sklejanie.
K rytycznym i param etram i dla w yrobów higieny osobistej są ich m ała grubość i lekkość,
ponieważ stykają się one bezpośrednio z ciałem. M ateriał według w ynalazku może być cień-
12
184 644
szy i lżejszy od m ateriałów konkurencyjnych, takich ja k m ateriały typu SMS, ponieważ
w jego skład może wchodzić tylko warstwa materiału typu meltblown. M a to tę dodatkową zaletę, że w porównaniu z materiałami konkurencyjnymi, w każdym wyrobie higieny osobistej
zużywa się mniej materiału według wynalazku, można obniżyć koszt dla użytkownika oraz
koszt usuwania zużytych wyrobów, zarówno w kategorii ekonomicznej, jak i ekologicznej.
Zatem stw ierdzono, że doskonale dopasowujący się, przew ietrzalny, barierowy materiał
elastyczny w edług w ynalazku zapewnia zespół parametrów, który je st inny i lepszy niż parametry znanych m ateriałów konkurencyjnych. M ateriał w edług w ynalazku cechuje się również
znakom itym i w łaściw ościam i z punktu widzenia spajania go z innym i polim eram i stosowanymi w w yrobach higieny osobistej, oraz może być cieńszy i lżejszy w porów naniu ze swoimi
konkurentami. Szczególne znaczenie ma to, że materiał m a w iększą m iękkość i jest bardziej
podatny do dopasow yw ania się niż konkurencyjne materiały, poniew aż może być materiałem
tylko jednow arstw ow ym .
Powyżej szczegółow o opisano tylko kilka przykładów w ykonania w ynalazku, ale rozumie się samo przez się, że m ożliw e są różnorodne m odyfikacje tych przykładów w ykonania
bez w ychodzenia poza zakres i zalety wynalazku. W związku z tym , w szystkie takie m odyfikacje należy traktow ać jak o mieszczące się w zakresie w ynalazku, zdefiniow anym w załączonych zastrzeżeniach.
D epartam ent W ydaw nictw U P RP. N ak ład 60 egz.
Cena 4,00 zł.