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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung
der Stabilität einer flächigen Sauglage unter
Belastung, eine Vorrichtung zur Prüfung der Stabilität
einer mit Flüssigkeit beaufschlagten flächigen
Sauglage sowie ein Verfahren zur Herstellung einer flächigen
Sauglage.
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Herkömmliche,
flächige Sauglagen, wie beispielsweise Babywindeln oder
Inkontinenzprodukte, enthalten normalerweise einen Saugkörper
aus Zellulosefasern, wie Holzstoffflaum sowie üblicherweise noch
Teile eines hochsaugfähigen Materials, welches die Absorptionskapazität
des Saugkörpers erhöht. Dieses hochsaugfähige
Material wird im Stand der Technik als „Superabsorber"
bezeichnet. Einzelheiten zu Superabsorbern sind beispielsweise in „Modern
Superabsorben Polymer Technology", F. L. Buchholz, A. T. Graham,
Wiley-VCH, 1998" offenbart.
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Neben
dem Saugkörper umfassen herkömmliche flächige
Sauglagen normalerweise noch zusätzliche, zwischen dem
Körper eines Trägers und dem Saukörper
liegende Materialschichten. Solche Materialschichten sind für
gewöhnlich so ausgeführt, dass sie den Körper
des Trägers vom Saugkörper trennen, wodurch unter
anderem die Hautnässung des Trägers vermindert
wird. Um eine solche Verminderung der Hautnässung des Trägers
zu erzielen, bestehen solche Materialschichten normalerweise aus Fasern,
die einen unterschiedlichen Grad an Hydrophilie aufweisen können.
Weiterhin umfassen herkömmliche, flächige Sauglagen
auch für Flüssigkeiten impermeable Deckschichten,
welche einen Flüssigkeitsaustritt an der der Körperseite
des Trägers abgewandten Seite verhindern sollen. Eine detaillierte Übersicht über
den Aufbau von herkömmlichen, flächigen Sauglagen,
insbesondere von Saugkörpern, ist beispielsweise in
US 5,599,335 offenbart, wobei
die Saugkörper dort als „absorbent members" bezeichnet
werden.
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Die
vorstehend beschriebenen Komponenten einer herkömmlichen,
flächigen Sauglage, wie beispielsweise die Zellulosematerialien
und Superabsorber im Saugkörper oder die den Saugkörper
begrenzenden Materialschichten sind in definierter Weise miteinander
verbunden, um der flächigen Sauglage eine bestimmte Stabilität
zu verleihen. Die Verbindung der einzelnen Komponenten, insbesondere
die Verbindung von den den Saugkörper begrenzenden Materialschichten
untereinander oder mit anderen Komponenten der flächigen
Sauglage erfolgt in der Regel mittels Klebstoffen.
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Durch
die Bewegungen des Trägers einer solchen, vorstehend beschriebenen,
flächigen Sauglage, insbesondere durch die Bewegungen eines eine
Windel tragenden Babys oder Erwachsenen, kann es in Folge der mechanischen
Belastungen zu einem Verlust der Stabilität der flächigen
Sauglage und somit zu einer nachteiligen Beeinflussung der Eigenschaften
der flächigen Sauglage kommen. Ein solcher Stabilitätsverlust äußerst
sich beispielsweise in einer verminderten Integrität der
flächigen Sauglage, also beispielsweise in zumindest teilweisem
Ablösen einzelner Komponenten oder der Veränderung der
räumlichen Anordnung einzelner Komponenten zueinander,
in einem zumindest teilweisen Herausrieseln einzelner Komponenten,
beispielsweise des Superabsorbers aus dem Saugkörper, oder
beispielsweise in einem zumindest teilweisen Zerreißen einzelner
Materialschichten der flächigen Sauglage.
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Eine
ausreichende Stabilität insbesondere von flächigen
Sauglagen auch unter Nutzungsbedingungen ist daher eine Voraussetzung
für vorteilhafte und bestimmungsgemäße
Absorptionseigenschaften. Aus dem Stand der Technik sind nun einige
Verfahren bekannt, um die Stabilität flächiger
Sauglagen unter Einsatzbedingungen zu bestimmen oder zumindest abzuschätzen.
Solche Verfahren umfassen zum einen Kundentests, bei denen beispielsweise Windeln
von Testpersonen unter üblichen Bedingungen getragen und
anschließend die Stabilität der getragenen Windeln
optisch beurteilt wird. Der Nachteil dieses Verfahrens liegt darin,
dass sich das Ausmaß der mechanischen Belastung während
des Tragens der Windeln von Träger zu Träger signifikant
unterscheiden kann.
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Um
diesen Nachteil zu überwinden, schlägt
US 2005/0258199 A1 eine
Vorrichtung in Form eines Mannequins vor, welche zur Prüfung
der Performance einer Windel eingesetzt werden kann. Die Vorrichtung
hat die Form des Torsos eines Windelträges und umfasst
die beiden Oberschenkel und den Hüftbereich. Durch die
Bewegungen der Oberschenkel können Laufbewegung und durch
das Abknicken des Hüftbereiches Beugebewegungen des Windelträges
simuliert werden. Geprüft wird mit dieser Vorrichtung der
Tragekomfort. Nachteilig an dieser Vorrichtung ist jedoch zum einen
die technisch äußerst anspruchsvolle Konstruktion
in Form eines Roboters und zum anderen die Tatsache, dass die mit
dieser Vorrichtung erzielbare mechanische Belastung auf die Windel
nicht ausreicht, um die Stabilität der Windel umfassend
beurteilen zu können. Insbesondere die Stabilität
der den Superabsorber beinhaltenden Saugkörper in einer
Windel kann mit der in der
US 2005/0258199 A1 beschriebenen Vorrichtung,
wenn überhaupt, nur unzureichend bestimmt werden.
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Der
vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die sich aus dem
Stand der Technik ergebenden Nachteile zu überwinden.
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Insbesondere
lag der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein möglichst
objektives Verfahren zur Prüfung der Stabilität
einer flächigen Sauglage bereitzustellen, welches auch
ohne den Einsatz von Robotern durchgeführt werden kann.
Dabei soll dieses Verfahren insbesondere auch die gezielte Prüfung
der Stabilität von Saugkörpern, die für die
Speicherung der in Hygieneartikel wie bei spielsweise Windeln eintretenden
Flüssigkeiten verantwortlich sind, in Hygieneartikeln ermöglichen.
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Weiterhin
lag der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine möglichst
leicht zu konstruierende Vorrichtung anzugeben, mit der unter möglichst
objektiven Bedingungen die Stabilität einer flächigen
Sauglage, insbesondere die Stabilität von Saugkörpern
in einer flächigen Sauglage bestimmt werden kann.
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Weiterhin
lag der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zur Herstellung einer flächigen Sauglage anzugeben, mit
dem möglichst stabile flächige Sauglagen erhalten
werden können.
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Einen
Beitrag zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben leistet
ein Verfahren zur Prüfung der Stabilität einer
flächigen Sauglage unter Belastung, beinhaltend die folgenden
Schritte:
- a. Fixieren der Sauglage in einem
ersten Fixierbereich und mindestens einem weiteren Fixierbereich;
- b. Bewegen des ersten Fixierbereichs relativ zu dem mindestens
einen weiteren Fixierbereich oder Bewegen mehrer Fixierbereiche
zueinander in Form eines Bewegungsmusters, wobei das gleiche Bewegungsmuster
mindestens zweimal durchlaufen wird;
- c. Prüfung der Stabilität der Sauglage.
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Im
Verfahrensschritt a. des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird zunächst eine Sauglage in einem ersten Fixierbereich
und mindestens einem weiteren Fixierbereich fixiert.
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Die
im Verfahrensschritt a. eingesetzte Sauglage kann einen Hygieneartikel
oder einen Teil eines Hygieneartikels bilden. So kann die Sauglage eine
Windel, ein Inkontinenzartikel oder ein Damenhygieneartikel oder
ein Teil einer Windel oder ein Teil eines Inkontinenzartikels oder
ein Teil eines Damenhygieneartikels sein, wobei eine Windel als
Sauglage am meisten bevorzugt ist. Es kann erfindungsgemäß weiterhin
bevorzugt sein, dass die Sauglage mindestens das Zehnfache, vorzugsweise
mindestens das 50-fache und darüber hinaus bevorzugt mindestens das
100-fache des Eigengewichts der eingesetzten Superabsorber an entionisierten
Wassers bei 20°C aufnehmen kann. Diese Wasseraufnahme wird
vorzugsweise dadurch erreicht, dass die Sauglage wasserabsorbierende
Polymergebilde beinhaltet. Diese basieren vorzugsweise zu mindestens
50 Gewichtsprozent, bevorzugt zu mindestens 70 Gewichtsprozent und
besonders bevorzugt zu mindestens 90 Gewichtsprozent auf Acrylsäure.
Somit sind schwach vernetzte, oftmals teilneutralisierte Polyacrylate
besonders bevorzugt. Im Zusammenhang mit den wasserabsorbierenden
Polymergebilden, die auch als Superabsorber bezeichnet werden, wird
auf Modern Superabsorbent Polymer Technology, Frederik L. Buchholz
und Andrew T. Graham, Wiley-VCH 1998, verwiesen. Allgemein
werden als Wasser absorbierende Polymergebilde bzw. Superabsorber
Substanzen bezeichnet, die mindestens das 30-fache ihres Eigengewichts
an entionisiertem Wasser bei 20°C aufnehmen.
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Diese
wasserabsorbierenden Polymergebilde können, gegebenenfalls
ohne weitere Komponenten, in situ, erzeugt werden. Bei einer solchen
in situ-Erzeugung wasserabsorbierender Polymergebilde werden wasserabsorbierende
Polymergebilde unmittelbar auf einem Substrat, beispielsweise auf
eine der Deckschichten eines Hygieneartikels, beispielsweise durch
Aufsprühen einer Monomerlösung auf das Substrat
erzeugt und die anschließende Polymerisation erzeugt. Es
wird so eine Sauglage erhalten, in der ein wasserabsorbierendes
Polymergebilde direkt an ein Substrat angebunden ist. Eine in situ-Erzeugung
wasserabsorbierender Polymergebilde umfasst jedoch auch Verfahren,
bei denen noch nicht vernetzte oder noch nicht vollständig
vernetzte Polyacrylate auf ein Substrat aufgebracht werden und anschließend
erst die Vernetzung der Polyacrylate unter Ausbildung wasserabsorbierender
Polymergebilde erfolgt. Derartige in situ-Verfahren haben den Vorteil, dass
durch ein solches Auftragen wasserabsorbierender Polymergebilde
auf ein Substrat auf die Ausbildung eines Verbundes aus wasserabsorbierenden Polymergebilden
und einem Matrix-Material gegebenenfalls verzichtet werden kann,
um die wasserabsorbierenden Polymergebilde zu fixieren. Es ist jedoch
erfindungsgemäß auch denkbar, dass die wasserabsorbierenden
Polymergebilde nicht in situ erzeugt, sondern als vorgefertigte
Partikel eingesetzt und dann in einer Matrix eingebettet werden,
um eine definierte Anordnung der wasserabsorbierenden Partikel in
Form einer Sauglage zu erhalten. In diesem Fall beinhaltet die Sauglage
oder vorzugsweise mindestens der Teilbereich der Sauglage, neben
einem wasserabsorbierenden Polymergebilde, eine Matrix als eine
weitere Komponente, wobei die wasserabsorbierenden Polymergebilde
zusammen mit der Matrix einen absorbierenden Verbund bilden. Dieser
absorbierende Verbund stellt den Saugkörper der Sauglage
dar, der für die Speicherung der in die Sauglage eintretenden
Flüssigkeiten verantwortlich ist. Als Matrix kommen grundsätzlich
alle dem Fachmann bekannten und insbesondere für die Herstellung
von Hygieneartikeln bekannten Stoffe und Stoffgemische in Betracht.
Eine Matrix kann beispielsweise überwiegend aus Cellulosematerialien
wie Fluff, Celluloseacetat, Kunstseide und anderen Cellulosederivaten
oder aus Kunststoffen bestehen, wobei diese Materialien als Fasern
aber auch als Schäume, Filme, Flächengebilde,
Gelege, Gewirke oder Gestricke, vorliegen können. In diese
Matrixmaterialien können die wasserabsorbierenden Polymergebilde, vorzugsweise
in Form von Teilchen mit einer Teilchengröße im
Bereich von vorzugsweise 150 bis 850 μm, eingebettet werden.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen
Matrix beinhaltet diese vornehmlich einen Stoff, der die Wasser
absorbierenden Polymergebilde fixiert, beispielsweise ein Klebstoff.
Weiterhin sind viele Mischformen der Matrixmaterial- bzw. Fluff-
und Klebstoffmatrix denkbar. Als Klebstoffe kommen insbesondere
thermoplastische Klebstoffe und so genannte Hot-Melt-Klebstoffe
in Betracht. Im Allgemeinen haben diese Klebstoffe ein Gewichtsmittel
des Molekulargewichts (M
w) von mehr als
12.500 g/Mol und eine Glastemperatur unterhalb von 20°C.
Häufig werden Homo- und Copolymere wie Blockcopolymere
als Klebstoffe verwendet, hierbei handelt es sich vorzugsweise um Ethylen-
und/oder Styrol-basierende Homo- oder Copolymere wie Polystyrolpolyacrylnitil
oder um EVA oder amorphe Polyalphaolefine (APAO) wie Polypropylen
oder Polypropylencopolymere mit Butylen oder Pentylen. Weiterhin
werden Polymamide beinhaltende Polymere als Klebstoffe eingesetzt.
Derartige Klebstoffe beinhaltende Sauglagen sind beispielsweise
in
US 2004/0167486
A1 beschrieben. Es ist erfindungsgemäß weiterhin
bevorzugt, dass das wasserabsorbierende Polymergebilde in einer
Menge in einem Bereich von mindestens 0,1 Gew.-%, besonders bevorzugt
in einem Bereich von 0,1 bis 99,9 Gew.-%, darüber hinaus
bevorzugt in einem Bereich von 10 bis 99,9 Gewichtsprozent, darüber
hinaus bevorzugt in einem Bereich von 30 bis 99 Gewichtsprozent,
darüber hinaus noch mehr bevorzugt in einem Bereich von
40 bis 90 Gewichtsprozent und am meisten bevorzugt in einem Bereich
von 45 bis 80 Gewichtsprozent, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht
des Teilbereichs bzw. der Sauglage, in dem Teilbereich oder in der
Sauglage beinhaltet ist. Weitere Einzelheiten zum Aufbau eines absorbierenden Verbundes
sind beispielsweise der
US 5,599,335 (dort
werden die absorbierenden Verbunde als „absorbent members"
bezeichnet) oder der
DE
102 49 821 A1 (dort werden die absorbierenden Verbunde als „absorbierendes
Core" bezeichnet) entnommen werden, auf die hiermit Bezug genommen
wird und deren Offenbarungsgehalt hinsichtlich des Aufbaus eines
absorbierenden Verbundes und hinsichtlich der chemischen und physikalischen
Eigenschaften der einzelnen Komponenten eines absorbierenden Verbundes
einen Teil der Offenbarung der vorliegenden Erfindung bildet.
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Wenn
es sich bei der im Verfahrensschritt a. des erfindungsgemäßen
Verfahrens eingesetzten Sauglage um eine Windel handelt, so umfasst
diese üblicherweise eine wasserundurchlässige
Unterschicht, eine wasserdurchlässige, vorzugsweise hydrophobe,
Oberschicht und eine die wasserabsorbierenden Polymere beinhaltende
Schicht, die zwischen der Unterschicht und der Oberschicht angeordnet
ist. Diese die wasserabsorbierenden Polymere beinhaltende Schicht
ist vorzugsweise ein zuvor beschriebener absorbierender Verbund.
Die Unterschicht kann alle dem Fachmann bekannten Materialien aufweisen,
wobei Polyethylen oder Polypropylen bevorzugt sind. Die Oberschicht
kann gleichfalls alle dem Fachmann bekannten und geeigneten Materialien
enthalten, wobei Polyester, Polyolefine, Viskose und dergleichen
bevorzugt sind, die eine so poröse Schicht ergeben, dass
ein ausreichender Flüssigkeitsdurchlass der Oberschicht
sichergestellt ist. In diesem Zusammenhang wird auf die Offenbarung
in
US 5,061,295 ,
US Re. 26,151 ,
US 3,592,194 ,
US 3,489,148 sowie
US 3,860,003 verwiesen. Weitere Einzelheiten
zum Aufbau einer Windel können auch der
DE 696 09 615 T2 entnommen
werden. Diese Offenbarungen werden hiermit als Referenz eingeführt und
gelten somit als Teil der Offenbarung.
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Wenn
es sich bei der im Verfahrensschritt a. eingesetzten Sauglage um
eine Windel handelt, so ist es weiterhin bevorzugt, dass der erste
Fixierbereich einer der beiden in der
1 der
DE 696 09 615 T2 mit
dem Bezugszeichen
50 versehenen Längsränder
ist, wobei in diesem Falle der weitere Fixierbereich der jeweils
andere, dem ersten Fixierbereich gegenüberliegende Längsrand
ist, der in der
1 der
DE 696 09 615 T2 ebenfalls
mit dem Bezugszeichen
50 versehen ist. Gemäß einer
anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens, bei dem im Verfahrensschritt a. eine Windel als Sauglage eingesetzt
wird, handelt es sich bei dem ersten Fixierbereich um einen der
in der
1 der
DE
696 09 615 T2 mit dem Bezugszeichen
52 versehenen
Endränder, wobei in diesem Falle der weitere Fixierbereich
der jeweils andere, dem ersten Fixierbereich gegenüberliegende
Endrand ist, der in der
1 der
DE 696 09 615 T2 ebenfalls
mit dem Bezugszeichen
52 versehen ist. Bevorzugt ist jedoch
eine Fixierung der Windel an den beiden Längsrändern
50.
Weiterhin kann es bei bestimmten Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen
Verfahrens auch vorteilhaft sein, die flächige Sauglage
im Falle einer Windel nicht an zwei gegenüberliegenden
Seiten, sondern auch an zwei benachbarten Seiten zu fixieren, beispielsweise an
einem der Längsränder
50 und an einem
der Längsränder
52. Auch kann es vorteilhaft
sein, die Windel in mehr als zwei Fixierbereichen zu fixieren, beispielsweise
an folgenden Seitenkombinationen (angegeben sind die Bezugszeichen
der entsprechenden Seitenränder aus der
1 in
der
DE 696 09 615
T2 ): 50/50/52, 50/52/52 oder 50/50/52/52. Weiterhin kann
es vorteilhaft sein, die Windel nicht über die gesamte
Länge des Längsrandes bzw. des Endrandes zu fixieren,
sondern nur in einem oder mehreren Teilbereichen dieser Ränder.
Der Umfang des fixierten Bereiches hängt dabei im Wesentlichen von
der zur Fixierung verwendeten Vorrichtung ab. Weiterhin ist es denkbar,
im Falle einer Windel als flächige Sauglage dieses nicht
in den Randbereichen, sondern in Bereichen angrenzend an den Saugkörper
zu fixieren, beispielsweise im Bereich der in der
1 der
DE 696 09 615 T2 mit
dem Bezugszeichen
56 versehenen Seitenränder,
um insbesondere die Stabilität des Saugkörpers
zu analysieren. Dabei ist es jedoch bevorzugt, dass der Abstand
zwischen dem Fixierbereich und dem Saugkörper vorzugsweise
mindestens 0,01 cm, darüber hinaus bevorzugt mindestens
0,05 cm und am meisten bevorzugt mindestens 0,1 cm erfolgt, wobei
vorzugsweise ein Abstand von 5 cm, besonders bevorzugt von 2,5 cm
und am meisten bevorzugt von 1,0 cm nicht überschritten wird.
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Wenn
im erfindungsgemäßen Verfahren nicht eine vollständige
Windel, sondern lediglich ein Teil einer Windel, beispielsweise
ein flächenförmiger absorbierender Verbund als
flächige Sauglage eingesetzt wird und diese flächige
Sauglage eine Querschnittsfläche a × b aufweist
(wobei a und b jeweils die Seitenlängen des Verbundes darstellen),
so wird dieser Verbund vorzugsweise entweder an den gegenüberliegenden
Seiten der Seitenlänge a oder an den gegenüberliegenden
Seiten der Seitenlänge b fixiert. Auch hier kann es aber
gegebenenfalls vorteilhaft sein, nicht zwei gegenüberliegende
Seiten, sondern zwei benachbarte Seiten (a/b) oder aber auch mehr
als nur zwei Seiten zu fixieren, wobei in diesem Fall folgende Kombinationen
denkbar sind: a/a/b, a/b/b oder a/a/b/b.
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Das
Fixieren der Sauglage in dem ersten Fixierbereich und dem mindestens
einen weiteren Fixierbereich kann durch alle dem Fachmann bekannten
Fixierungsmaßnahmen erfolgen. Im Falle des vorstehend beschriebenen
Einsatzes einer Windel als flächige Sauglage im Verfahrensschritt
a. werden als geeignete Fixierungsmaßnahmen das Einklemmen
von Teilbereichen der flächigen Sauglage, vorzugsweise
das Einklemmen der vorstehend genannten Seitenränder einer
Windel oder eines Verbundes mittels geeigneter Klemmen oder das
Ankleben der Seitenränder genannt, wobei das Einklemmen
besonders bevorzugt ist. Dabei ist es bevorzugt, dass die Breite,
innerhalb derer die Seitenränder eingeklemmt werden (gemeint
ist die Breite desjenigen Bereiches, der von der Fixiervorrichtung
beim Einklemmen abgedeckt wird), vorzugsweise in einem Bereich von
0,1 bis 5 cm, besonders bevorzugt in einem Bereich von 2,5 bis 5,0
cm und am meisten bevorzugt in einem Bereich von 4,0 bis 5,0 cm
liegt.
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Im
Verfahrensschritt b. des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird nun der erste Fixierbereich relativ zu dem mindestens einen
weiteren Fixierbereich oder es werden mehrere Fixierbereiche zueinander in
Form eines Bewegungsmusters bewegt, wobei das gleiche Bewegungsmuster
mindestens zweimal, besonders bevorzugt mindestens 4 mal, noch mehr bevorzugt
mindestens 10 mal, darüber hinaus bevorzugt mindestens
100 mal und am meisten bevorzugt mindestens 1.000 mal durchlaufen
wird.
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Die
relative Bewegung des ersten Fixierbereichs zu dem mindestens einen
weiteren Fixierbereich erfolgt vorzugsweise dadurch, dass der mindestens
eine weitere Fixierbereich nicht bewegt wird, während der
erste Fixierbereich ein definiertes Bewegungsmuster durchläuft.
Als Bewegungsmuster kommen dabei alle Bewegungsmuster in Frage,
welche eine mechanische Belastung der flächigen Sauglage
bewirken, die in etwa vergleichbar ist mit der mechanischen Belastung,
welcher die flächige Sauglage während ihrer bestimmungsgemäßen
Verwendung ausgesetzt ist. Handelt es sich bei der flächigen Sauglage
beispielsweise um eine Windel, so sind als Bewegungsmuster Schwingungsbewegungen,
kurbelartige Bewegungen und Kreisbewegungen bevorzugt, wobei Kreisbewegungen
besonders bevorzugt sind. Die Kreisbewegung wird derart ausgeführt, dass
der bewegte Fixierbereich relativ zum nicht bewegten Fixierbereich
eine Kreisbewegung ausführt, wobei der Durchmesser des
Kreises, dem diese Kreisbewegung folgt, vorzugsweise in eine Bereich von
0,5 bis 30 cm, besonders bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 20
cm und am meisten bevorzugt in einem Bereich von 2 bis 20 cm liegt.
Weiterhin ist es bei dieser Kreisbewegung des bewegten Fixierbereiches
relativ zu dem nicht bewegten Fixierbereich bevorzugt, dass der
Mittelpunkt des Kreises, dem der bewegte Fixierbereich durch seine
Kreisbewegung folgt, in etwa auf der gleichen Höhe liegt
wie der nicht bewegte Fixierbereich. Auf diese Art und Weise wird derjenige
Fixierbereich, der die Kreisbewegung ausführt, abwechselnd
in eine Position oberhalb und unterhalb des weiteren, nicht bewegten
Fixierbereiches geführt. Weiterhin ist es im Falle einer
Kreisbewegung bevorzugt, dass die Umdrehungsgeschwindigkeit in einem
Bereich von 50 bis 1.500 Umdrehungen pro Minute, besonders bevorzugt
in einem Bereich von 250 bis 750 Umdrehungen pro Minute und am meisten
bevorzugt in einem Bereich von 250 bis 500 Umdrehungen pro Minute
liegt.
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Wird
als Bewegungsmuster eine Schwingungsbewegung gewählt, so
kann diese dergestalt durchgeführt werden, dass der gesamte
erste Fixierbereich abwechselnd und relativ zu dem mindestens einen,
weiteren, nicht bewegten Fixierbereich nach oben und nach unten
bewegt wird, wobei zu einem beliebigen Zeitpunkt sämtliche
Punkte des ersten Fixierbereiches auf gleicher Höhe oberhalb
bzw. unterhalb des nicht bewegten, weiteren Fixierbereiches liegen.
Denkbar als Schwingungsbewegung ist jedoch auch eine Bewegung, bei
der der bewegte Fixierbereich um eine Längachse, die senkrecht
auf dem nicht bewegten, mindestens einen weiteren Fixierbereich
steht, abwechselnd hin und her bewegt wird. Diese beiden Formen
der Bewegung sind schematisch in den 2 und 3 dargestellt.
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Die
vorstehend genannten Bewegungsmuster sollen nur Grenzfälle
gleichmäßiger, harmonischer Bewegungen darstellen.
Selbstverständlich können in dem erfindungsgemäßen
Verfahren im Verfahrensschritt b. auch Kombinationen der vorstehend
genannten Bewegungsmuster gewählt werden, die gegebenenfalls
auch zu nicht harmonischen Bewegungen des ersten Fixierbereichs
relativ zu dem mindestens einen weiteren Fixierbereich führen
können.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird die flächige Sauglage vor dem Verfahrensschritt b.,
vorzugsweise noch vor dem Fixieren im Verfahrensschritt a., mit
einer wässrigen Flüssigkeit, beispielsweise mit
Wasser, mit synthetischem Urin oder mit 0,9 Gew.-%iger Kochsalzlösung
beaufschlagt, wobei diese Flüssigkeit vorzugsweise in einer
Menge in einem Bereich von 1 bis 300 g eingesetzt wird, wobei die
jeweilige Menge an eingesetzter Flüssigkeit von der Art
des überprüften Artikels abhängig ist.
Dabei ist es weiterhin bevorzugt, dass dieses Beaufschlagen mit
der Flüssigkeit im Falle des Einsatzes einer Windel als
flächige Sauglage vorzugsweise dergestalt erfolgt, dass
die Flüssigkeit unmittelbar in den Saugkörper
der Windel appliziert wird. Weiterhin ist es bevorzugt, dass zwischen
dem Applizieren der Flüs sigkeit und der Durchführung
des Verfahrensschrittes a. vorzugsweise ein Zeitraum von mindestens
einer Minute, besonders bevorzugt mindestens 5 Minuten und darüber
hinaus bevorzugt mindestens 15 Minuten liegt.
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Im
Verfahrensschritt c. des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird nach wiederholter Durchführung des Bewegungsmusters
die Stabilität, vorzugsweise die Integrität der
Sauglage beurteilt. Dabei wird vorzugsweise optisch der Zerfall
des Saugkissens betrachtet und gegebenenfalls grafisch festgehalten, beispielsweise
mittels Photographie. Denkbar ist weiterhin, die Integrität
der flächigen Sauglage über ihr Saugverhalten
zu beurteilen. Dazu wird nach Durchführung des Verfahrensschrittes
b. eine definierte Flüssigkeitsmenge, vorzugsweise eine
solche Menge, die auch gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens vor Durchführung des Verfahrensschrittes a.
in die flächige Sauglage appliziert wird (siehe vorherige
Ausführungen), wobei im Falle einer Windel als Sauglage
diese Flüssigkeit wiederum in den Bereich des Saugkörpers
appliziert wird. Sodann wird die Zeit ermittelt, die verstreicht,
bis die gesamte Flüssigkeitsmenge aufgenommen worden ist.
Je besser die Integrität einer Sauglage nach Durchführung
des Verfahrensschrittes b. erhalten geblieben ist, desto besser
ist die Sauglage noch in der Lage, eintretende Flüssigkeiten aufzunehmen.
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Einen
weiteren Beitrag zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben
leistet eine Vorrichtung zur Prüfung der Stabilität
einer vorzugsweise mit Flüssigkeit beaufschlagten Sauglage,
beinhaltend:
- a) eine erste Fixiervorrichtung
und mindestens eine weitere Fixiervorrichtung zum Fixieren der Sauglage,
- b) ein Getriebe, das zum Antrieb mit mindestens einer der beiden
Fixiervorrichtungen verbunden ist,
- c) einen Motor zum Antrieb des Getriebes.
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Mittels
der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Stabilität,
insbesondere die Integrität einer flächigen Sauglage
bestimmt werden.
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Als
Fixiervorrichtungen können alle dem Fachmann bekannten
Vorrichtungen eingesetzt werden, die es ermöglichen, einen
Teilbereich einer flächigen Sauglage, beispielsweise einen
Längsrand
50 oder einen Endrand
52 der
in der
1 der
DE
696 09 615 T2 beschriebenen Windel, zu fixieren. Vorzugsweise
handelt es sich bei dieser Fixiervorrichtung um eine Klemme umfassend
zwei oder mehr Einspannleisten, wobei der zu fixierende Bereich
der Sauglage zwischen den Einspannleisten eingeklemmt wird. Das
Einklemmen kann dabei dadurch erfolgen, dass die beiden Einspannleisten über
eine Feder miteinander verbunden sind und unter Krafteinwirkung
voneinander weg bewegt werden müssen, um den zu fixierenden
Bereich der Sauglage einzuklemmen. Denkbar ist aber auch, zwei Einspannleisten
zu verwenden, die mittels einer oder mehrerer Schrauben miteinander
verschraubt werden können. Auch durch die Verwendung solcher Einspannleisten
ist ein festes Fixieren bestimmter Bereiche einer Sauglage möglich.
Vorzugsweise sind die Einspannleisten aus Kunststoff, besonders
bevorzugt aus Plexiglas, gefertigt, doch können grundsätzlich
auch Einspannleisten aus anderen Materialien, wie etwa aus Holz
oder Metall, eingesetzt werden.
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Weiterhin
kann es bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
vorteilhaft sein, wenn mindestens eine Fixiervorrichtung so montiert
ist, dass sie relativ zu der oder den übrigen Fixierbereichen
verstellt werden kann. Dieses kann beispielsweise dadurch erfolgen,
dass diese mindestens eine Fixiervorrichtung vorzugsweise arretierbar
auf mindestens einer Schiene angeordnet ist. Auf diese Weise ist
es zum einen möglich, Sauglagen unterschiedlicher Größe hinsichtlich
der Stabilität zu analysieren, und zum anderen können
beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Bestimmung
der Stabilität einer Sauglage im Verfahrensschritt b. Bewegungsmuster
mit unterschiedlichen stark ausgeprägten Bewegungsamplituden gewählt
werden.
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Weiterhin
ist es gemäß einer besonderen Ausgestaltung der
erfindungsgemäßen Vorrichtung bevorzugt, dass
das Getriebe eine oder mehrere Kurbelräder beinhaltet.
Dabei ist es bevorzugt, dass diese Kurbelräder mit einem
der beiden Fixiervorrichtungen derart verbunden sind, dass die Kurbelräder beim
Drehen diese Fixiervorrichtung eine kreisförmige Bewegungsbahn
ausführen lassen. Gemäß einer besonders
bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung umfasst diese zwei solcher Kurbelräder, die
beide mit ein und derselben Fixiervorrichtung verbunden sind. Dabei
sind diese beiden Kurbelräder derart mit der Fixiervorrichtung
verbunden, dass, wenn beide Kurbelräder mit der gleichen
Geschwindigkeit in die gleiche Richtung gedreht werden, die mit
den beiden Kurbelrädern verbundene Fixiervorrichtung eine
harmonische Drehbewegung ausführt. In diesem Zusammenhang
ist es weiterhin bevorzugt, die beiden Kurbelräder über eine
Kraftübertragungseinrichtung, beispielsweise über
einen Riemen, miteinander zu koppeln, um eine Drehung der beiden
Kurbelräder mit der gleichen Umdrehungsgeschwindigkeit
und somit eine möglichst harmonische Bewegung der mit den
Kurbelrädern verbundenen Fixiervorrichtung sicher zu stellen. Die
Kurbelräder weisen vorzugsweise einen Durchmesser in einem
Bereich von 1 bis 30 cm, besonders bevorzugt von 5 bis 20 cm, eine
Dicke in einem Bereich von 0,1 bis 5 cm, besonders bevorzugt von
0,3 bis 1 cm auf und sind vorzugsweise aus Metall gefertigt.
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Einen
Beitrag zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben leistet
auch ein Verfahren zur Prüfung der Stabilität
einer flächigen Sauglage, bei dem eine erfindungsgemäße
Vorrichtung eingesetzt wird.
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Einen
Beitrag zur Lösung leistet auch ein Verfahren zur Herstellung
einer flächigen Sauglage, beinhaltend als Schritt
- – das Bereitstellen einer flächigen
Sauglage beinhaltend ein wasserabsorbierendes Polymergebilde und
gegebenenfalls mindestens eine weitere Sauglagekomponente;
wobei
die Auswahl des wasserabsorbierenden Polymergebildes und gegebenenfalls
der mindestens einen weiteren Sauglagekomponente anhand der Beurteilung
der flächigen Sauglage nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren erfolgt.
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Als
wasserabsorbierende Polymergebilde werden vorzugsweise diejenigen
wasserabsorbierenden Polymergebilde eingesetzt, die bereits eingangs
im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
zur Beurteilung der Stabilität einer Sauglage als bevorzugte
wasserabsorbierende Polymergebilde genannt wurden. Eine bevorzugte
Sauglagenkomponente ist insbesondere die ebenfalls im Zusammenhang
mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Beurteilung
der Stabilität einer Sauglage genannte Matrix. Beim Einarbeiten
des wasserabsorbierenden Polymergebildes in die Matrix wird ein
absorbierender Verbund (Saugkörper) erhalten.
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Ein
solcher absorbierender Verbund kann durch konventionelle, dem Fachmann
bekannte Verfahren, wie sie vom Fachmann allgemein unter Drumforming
mit Hilfe von Formrädern, – taschen und Produktformen
und entsprechend angepasste Dosiereinichtungen für die
Rohstoffe zusammengefasst werden. Daneben sind moderne, etablierte
Verfahren wie das sogenannte Airlaid-Verfahren (z. B.
EP 850 615 ,
US 4,640,810 ) mit allen Formen der
Dosierung, Ablage der Fasern und Verfestigung wie Hydrogenbonding
(z. B.
DE 197 50 890
A1 ), Thermobonding, Latexbonding (z. B.
EP 850 615 A1 ) und Hybridbonding,
das sogenannte Wetlaid-Verfahren (z. B.
WO 99/49905 A1 ), Carding-,
Meltblown-, Spunblown-Prozesse sowie ähnliche Prozesse
zur Herstellung von superabsorbierenden Non-Wovens (im Sinne der
Definition der EDANA, Brüssel) auch in Kombinationen dieser
Verfahren mit – und untereinander übliche Methoden
zur Herstellung der absorbierenden Verbunde geeignet. Als weitere
Verfahren kommen die Herstellung von Laminaten im weitesten Sinne
sowie von extrudierten und coextrudierten, nass- und trocken- sowie
nachträglich verfestigten Strukturen in Frage.
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Weiterhin
kann das erfindungsgemäße Verfahren, insbesondere
dann, wenn nicht nur Saugkörper sondern vollständige
Hygieneartikel als flächige Sauglage hergestellt werden
sollen, auch weitere Verfahrensschritte umfassen, wie etwa das in
Kontakt bringen des Saugkörpers mit anderen Windelkomponenten.
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Die
Erfindung wird nun anhand nichtlimitierender Figuren und Beispiele
näher erläutert.
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Es
zeigt die 1 eine bevorzugte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Form einer
technischen Zeichnung.
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Es
zeigen die 2 und 3 mögliche, schwingungsförmige
Bewegungsmuster, welche im Verfahrensschritt b. des erfindungsgemäßen
Verfahrens ausgeführt werden können.
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In 1 ist
eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung in Form dargestellt. Diese Vorrichtung umfasst eine
erste Fixiervorrichtung 2 und eine weitere Fixiervorrichtung 2'.
Mittels dieser beiden Fixiervorrichtungen werden Teilbereiche 4 eines
Hygieneartikels 3, der eine flächige Sauglage 1 umfasst,
in der Vorrichtung fixiert. Die flächige Sauglage beinhaltet
eine Matrix aus Fasern 11, in die wasserabsorbierende Polymergebilde 12 eingelagert
sind. Die Fixiervorrichtungen beinhalten jeweils zwei Einspannleisten 5,
zwischen die die Teilbereich 4 des Hygieneartikels 3 eingeklemmt sind.
Die Fixiervorrichtungen 2' ist auf Schienen 7 angebracht,
so dass der Abstand der Fixiervorrichtung 2' von der Fixiervorrichtung 2 variiert
werden kann.
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Die
Fixiervorrichtung 2 ist mit zwei Kurbelrädern 9, 9' verbunden,
die ihrerseits über einen Riemen oder eine Kette 8 in
Rotation versetzt werden. Die Rotation der Kurbelräder 9, 9' lässt
die Fixiervorrichtung 2 eine kreisförmige Bewegungsbahn
ausführen. Da die Fixiervorrichtung 2' nicht bewegt
wird, kommt es zu einer mechanischen Belastung des Hygieneartikels 3.
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Der
Riemen oder die Kette 8 wird über ein Getriebe 6,
welches durch einen Motor 10 angetrieben wird, in Bewegung
versetzt.
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- 1
- Sauglage
- 2,
2'
- Fixiervorrichtung
- 3
- Hygieneartikel
- 4
- Teilbereich
- 5
- Einspannleisten
- 6
- Getriebe
- 7
- Schienen
- 8
- Riemen
oder Kette
- 9,
9'
- Kurbelräder
- 10
- Motor
- 11
- Fasermatrix
- 12
- Wasserabsorbierendes
Polymergebilde
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 5599335 [0003, 0015]
- - US 2005/0258199 A1 [0007, 0007]
- - US 2004/0167486 A1 [0015]
- - DE 10249821 A1 [0015]
- - US 5061295 [0016]
- - US 26151 [0016]
- - US 3592194 [0016]
- - US 3489148 [0016]
- - US 3860003 [0016]
- - DE 69609615 T2 [0016, 0017, 0017, 0017, 0017, 0017, 0017, 0028]
- - EP 850615 [0034]
- - US 4640810 [0034]
- - DE 19750890 A1 [0034]
- - EP 850615 A1 [0034]
- - WO 99/49905 A1 [0034]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - „Modern
Superabsorben Polymer Technology", F. L. Buchholz, A. T. Graham,
Wiley-VCH, 1998 [0002]
- - Modern Superabsorbent Polymer Technology, Frederik L. Buchholz
und Andrew T. Graham, Wiley-VCH 1998 [0014]