DE10297267T5 - Composites with superabsorbent materials that have a bimodal particle size distribution and methods of making the same - Google Patents
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Abstract
Absorbierender Verbundstoff, der ein superabsorbierendes Material aufweist, wobei das superabsorbierende Material superabsorbierende Partikel aufweist mit einer bimodalen Partikelgrößenverteilung mit großen Partikeln mit einer Massenmittelwertpartikelgröße von ungefähr 850 bis ungefähr 1800 μm und kleinen Partikeln mit einer Massenmittelwertpartikelgröße von ungefähr 50 bis ungefähr 200 μm.absorbent Composite that has a superabsorbent material, wherein the superabsorbent material has superabsorbent particles with a bimodal particle size distribution with big Particles with a mass average particle size of approximately 850 to approximately 1800 μm and small particles with a mass average particle size of about 50 to approximately 200 μm.
Description
GEBIET DER ERFINDUNGAREA OF INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft Verbundstoffe mit superabsorbierenden Materialien und betrifft insbesondere Verbundstoffe mit superabsorbierenden Materialien, die eine bimodale Partikelgrößenverteilung aufweisen und die verbesserte Fluidaufnahme- und Verteilungseigenschaften zeigen.The The present invention relates to superabsorbent composites Materials and particularly affects composites with superabsorbent Materials that have a bimodal particle size distribution and which show improved fluid uptake and distribution properties.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND THE INVENTION
Die Anwendung von im Wasser aufschwellenden, im Wesentlichen wasserunlöslichen absorbierenden Materialien, die generell als superabsorbierende Materialien bekannt sind, in absorbierenden Wegwerfartikeln für die persönliche Hygiene sind gut bekannt. Derartige absorbierende Materialien werden im Allgemeinen in absorbierenden Produkten, etwa Windeln, Übungshöschen, Erwachseneninkontinenzprodukten und Frauenhygieneprodukten eingesetzt, um das Absorptionsvermögen derartiger Produkte zu erhöhen, während die Gesamtgröße reduziert wird. Derartige absorbierende Materialien liegen im Wesentlichen als ein Verbundstoff aus superabsorbierenden Partikeln (SAP) vor, die in einer faserartigen Matrix, etwa einer Matrix aus Holzzellstoffflusen verteilt sind. Eine Matrix aus Holzzellstoffflusen besitzt im Wesentlichen ein Absorptionsvermögen von ungefähr 6 g Flüssigkeit pro Gramm Flusen. Dies superabsorbierenden Materialien (SAM) weisen im Allgemeinen ein Absorptionsvermögen von mindestens ungefähr 10 g Flüssigkeit pro Gramm SAM, besser von mindestens ungefähr 20 g Flüssigkeit pro Gramm SAM und häufig bis zu ungefähr 40 g Flüssigkeit pro Gramm SAM auf. Offensichtlich kann daher der Einbau derartiger absorbierender Materialien in persönliche Pflegeprodukte die Gesamtgröße verringern, während das Absorptionsvermögen derartiger Produkte erhöht wird.The Use of water-swelling, essentially water-insoluble absorbent materials, generally called superabsorbent Materials are known in disposable absorbent articles for personal hygiene are well known. Such absorbent materials are used in Generally in absorbent products such as diapers, training pants, adult incontinence products and feminine hygiene products used to improve the absorbency of such Products to increase while reduced the overall size becomes. Such absorbent materials are essentially as a composite of superabsorbent particles (SAP), those in a fibrous matrix, such as a matrix of wood pulp fluff are distributed. A matrix of wood pulp fluff essentially has an absorbency of about 6 g of liquid per gram of fluff. This superabsorbent materials (SAM) exhibit generally an absorbency of at least about 10 g liquid per gram of SAM, better of at least about 20 g of liquid per gram of SAM and frequently up to about 40 g of liquid per gram of SAM. Obviously, the installation of such absorbent materials in personal care products reduce the overall size, while the absorbency of such products increased becomes.
Durch Kapillarwirkung in Gang gesetzte Fluidverteilung in dem absorbierenden Material wird typischerweise auf Grund der Anwesenheit des superabsorbierenden Materials verhindert. Die Fluidverteilung kann verbessert werden, indem diverse physikalische und funktionelle Eigenschaften der superabsorbierenden Materialien optimiert werden. Derartige Modi fizierungen haben üblicherweise jedoch das durch Druck bewirkte Fluidaufnahmeverhalten (Zwangsströmung) des absorbierenden Kerns verringert.By Capillary action started fluid distribution in the absorbent Material is typically created due to the presence of the superabsorbent Prevents material. The fluid distribution can be improved by diverse physical and functional properties of the superabsorbent Materials are optimized. Modifications of this type usually have however, the fluid absorption behavior (forced flow) of the absorbent core reduced.
Es wurden unterschiedliche Partikelgrößen des absorbierenden Stoffes angewendet, um unterschiedliche Eigenschaften des Verbundstoffverhaltens zu verbessern, etwa die Aufnahme und Verteilung in dem Verbundstoff. Es wurden große Partikel verwendet, um größere Hohlräume beim Aufschwellen zu schaffen, um die Fluidaufnahmerate zu verbessern; diese Partikel beeinflussen jedoch die Fluidverteilung negativ. Es wurden kleinere Partikel verwendet, um beim Aufschwellen kleinere Hohlräume zu schaffen, um damit die Kapillarwirkung und die Rate der Fluidverteilung zu verbessern. Jedoch konnte kein Ansatz die Eigenschaften der Aufnahme oder der Verteilung verbessern, ohne sich negativ auf die andere Eigenschaft auszuwirken.It were different particle sizes of the absorbent applied to different properties of composite behavior to improve, such as the uptake and distribution in the composite. There were big ones Particles used to create larger voids when Create swellings to improve the fluid uptake rate; however, these particles adversely affect fluid distribution. Smaller particles were used, smaller ones when swelling cavities to create the capillary action and the rate of fluid distribution to improve. However, no approach could improve the properties of the recording or improve the distribution without negatively impacting the other Property impact.
Es besteht daher ein Bedarf für ein Verbundmaterial mit superabsorbierendem Material, wobei das Verbundmaterial sowohl eine verbesserte Aufnahme als auch eine verbesserte Verteilung zeigt.It there is therefore a need for a composite material with superabsorbent material, the composite material both improved uptake and distribution shows.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNGOVERVIEW OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung richtet sich an einen superabsorbierenden Verbundstoff mit einem superabsorbierenden Material (SAM), wobei das superabsorbierende Material (SAM) superabsorbierende Partikel mit einer bimodalen Partikelgrößenverteilung enthalten. Die bimodale Partikelgrößenverteilung umfasst große Partikel mit einer Massenmittelwertpartikelgröße von ungefähr 850 bis ungefähr 1800 μm und kleine Partikel mit einer Massenmittelwertpartikelgröße von ungefähr 50 bis ungefähr 200 μm. Die bimodale Partikelgrößenverteilung der superabsorbierenden Partikel in der absorbierenden Struktur der vorliegenden Erfindung ermöglicht eine verbesserte durch Kapillarwirkung hervorgerufene Fluidverteilung sowie eine verbesserte Fluidaufnahme des absorbierenden Kerns.The The present invention is directed to a superabsorbent Composite with a superabsorbent material (SAM), where the superabsorbent material (SAM) superabsorbent particle with a bimodal particle size distribution contain. The bimodal particle size distribution includes large particles with a mass average particle size of approximately 850 to approximately 1800 μm and small particles with a mass average particle size of about 50 to approximately 200 μm. The bimodal particle size distribution of the superabsorbent particles in the absorbent structure of the present invention an improved fluid distribution caused by capillary action as well as improved fluid absorption of the absorbent core.
Insbesondere enthält der absorbierende Verbundstoff der vorliegenden Erfindung superabsorbierende Partikel mit einer Gesamtmassenmittelwertpartikelgröße von ungefähr 60 bis 1750 μm. Das Massenverhältnis von großen Partikel zu kleinen Partikel reicht von ungefähr 90:10 bis ungefähr 50:50, und der absorbierende Verbundstoff kann ungefähr von 20 Gewichtsprozent bis ungefähr 100 Gewichtsprozent superabsorbierendes Material aufweisen.In particular contains the absorbent composite of the present invention superabsorbent particles with a total mass average particle size of approximately 60 to 1750 μm. The mass ratio of huge Particles to small particles range from about 90:10 to about 50:50, and the absorbent composite can be from about 20 weight percent to approximately Have 100 weight percent superabsorbent material.
Die vorliegende Erfindung richtet sich ferner an einen absorbierenden Verbundstoff mit einem superabsorbierenden Material mit einer bimodalen Partikelgrößenverteilung, wobei der Verbundstoff eine Aufnahmezeit für die dritte Benetzung mit einer Flüssigkeit von weniger als ungefähr 100 Sekunden aufweist.The present invention is also directed to an absorbent composite having a superabsorbent material with a bimodal particle size distribution, the composite being a receptacle time for the third wetting with a liquid of less than about 100 seconds.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen absorbierenden Verbundstoff mit einem superabsorbierenden Material, das gleichförmig in dem Verbundstoff verteilt ist. Der Verbundstoff besitzt eine Aufnahmezeit bei einer dritten Benetzung mit einer Flüssigkeit von weniger als 100 Sekunden und eine dritte Aufnahmezeit für unterbrochenes vertikales Saugen von weniger als ungefähr 600 Sekunden.The The present invention further relates to an absorbent composite with a super absorbent material that is uniform in the composite is distributed. The composite has an exposure time a third wetting with a liquid of less than 100 Seconds and a third recording time for broken vertical Suck less than about 600 seconds.
Der absorbierende Verbundstoff ist insbesondere in Wegwerfprodukten für die persönliche Pflege verwendbar, etwa in Windeln, Übungshöschen, Damenbinden, Slipeinlagen, Inkontinenzprodukten sowie in medizinischen Produkten, etwa Wundauflagen, und Versorgungssystemen.The absorbent composite is particularly in disposable products for the personal Care can be used, for example in diapers, training pants, sanitary napkins, panty liners, Incontinence products and in medical products, such as wound dressings, and supply systems.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGURENSHORT DESCRIPTION THE FIGURES
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Bei den Anteilen an SAM, die gegenwärtig im absorbierenden Kern von Windeln verwendet werden (ungefähr 40%), beträgt das von dem superabsorbierenden Material (SAM) beim Anschwellen eingenommene Volumen einen deutlich größeren Anteil als jener, der von dem faserartigen Material eingenommen wird. Obwohl die Fasern weiterhin eine wichtige Rolle in der durch Kapillarwirkung angetriebenen Fluidbewegung bei nachfolgenden Fluidbenetzungen spielen, kann das Einstellen des Packungsanteils der angeschwollenen superabsorbierenden Partikel zur Maximierung der Kapillarwirkung zu einer deutlich verbes serten Fluidansaugung führen. Im hierin verwendeten Sinne bezeichnet der Begriff "Packungsanteil" das Verhältnis von festen Volumen zu Gesamtvolumen des Verbundstoffs.at the shares in SAM that are currently used in the absorbent core of diapers (approximately 40%), is that of the superabsorbent material (SAM) when swelling volume taken up a significantly larger proportion than that is taken up by the fibrous material. Although the fibers continues to play an important role in that driven by capillary action Play fluid movement in subsequent fluid wetting can Adjustment of the pack portion of the swollen superabsorbent Particles to maximize the capillary effect to a significantly improved Lead fluid intake. As used herein, the term "pack portion" means the ratio of fixed volume to total volume of the composite.
Die vorliegende Erfindung löst die oben beschriebene Aufgabe, indem ein absorbierender Verbundstoff mit einer verbesserten Fluidaufnahme des absorbierenden Kerns und einer verbesserten, durch Kapillarwirkung in Gang gesetzten Fluidverteilung bereitgestellt wird. Eine gleichförmige Verteilung des superabsorbierenden Materials in dem absorbierenden Verbundstoff ist vorteilhaft. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung rühren die verbesserten Eigenschaften der erfindungsgemäßen absorbierenden Verbundstoffe von der Anwendung eines SAM her, das eine bimodale Verteilung superabsorbierender Partikelgrößen in dem absorbierenden Kern aufweist.The present invention solves the task described above by using an absorbent composite with an improved fluid absorption of the absorbent core and an improved fluid distribution initiated by capillary action provided. A uniform distribution of the superabsorbent Material in the absorbent composite is advantageous. In one embodiment of the present invention the improved properties of the absorbent composites of the invention from the application of a SAM, which is a bimodal distribution superabsorbent Particle sizes in the has absorbent core.
Es werden die folgenden Begriffe verwendet, um die absorbierenden Verbundstoffe der vorliegenden Erfindung zu beschreiben. Eine allgemeine Definition jedes Begriffes wird im Folgenden gegeben.It The following terms are used to describe the absorbent composites to describe the present invention. A general definition each term is given below.
Im
hierin verwendeten Sinne bezeichnet der Begriff "bimodal" ein superabsorbierendes Material mit zwei
unterscheidbaren Spitzenwerten der Kurve für den Massenanteil gegenüber der
Partikelgröße für das superabsorbierende
Material. Ein Graph, der die Kurven des Massenanteils gegenüber der
Partikelgröße für diverse
SAM's enthält, ist
in
Im hierin verwendeten Sinne bezeichnet der Begriff "superabsorbierendes Material" ein durch Wassereinwirkung anschwellendes, wasserunlösliches organisches oder anorganisches Material, das unter den günstigsten Bedingungen mehr als das 15-fache eines Gewichtes in einer wässrigen Lösung, die 0.9 Gewichtsprozent Natriumchlorid enthält, absorbieren kann.in the As used herein, the term "superabsorbent material" refers to exposure to water swelling, water-insoluble organic or inorganic material that is among the cheapest Conditions more than 15 times a weight in an aqueous Solution, which contains 0.9% by weight sodium chloride.
Im hierin verwendeten Sinne bedeutet der Begriff "gleichförmige Verteilung" in Bezug auf das superabsorbierende Material, dass der absorbierende Verbundstoff die gleiche Menge an superabsorbierendem Material, das in allen drei Richtungen des Verbundstoffes angeordnet ist, aufweist.in the As used herein, the term "uniform distribution" means in relation to that superabsorbent material that the absorbent composite the same amount of superabsorbent material that in all is arranged in three directions of the composite.
Vorzugsweise weisen die absorbierenden Verbundstoffe der vorliegenden Erfindung ein superabsorbierendes Material in Kombination mit einer fasrigen Matrix, die eine oder meh rere Arten fasrigen Materials enthält, auf. Eine Erläuterung der absorbierenden Verbundstoffkomponenten wird im Folgenden gegeben.Preferably have the absorbent composites of the present invention a super absorbent material in combination with a fibrous Matrix containing one or more types of fibrous material. An explanation the absorbent composite components are given below.
Superabsorbierende Materialiensuperabsorbent materials
Materialien, die zur Verwendung als superabsorbierende Materialien der vorliegenden Erfindung geeignet sind, können natürliche Materialien, etwa Agar, Pektin, Guargummi und dergleichen; sowie synthetische Materialien, etwa synthetische Hydrogel-Polymere enthalten. Zu derartigen Hydrogel-Polymeren gehören, ohne einschränkend zu sein, Alkalimetallsalze von Polyacrylsäuren, Polyacrylamide, Polyvinylalkohol, Ethylenmaleinanhydridcopolymere, Polyvinylether, Hydroxypropylzellulose, Polyvinylmorpholione; und Polymere und Copolymer der Vinylschwefelsäure, Polyacrylate, Polyacrylamide, Polyvinylpyrridine und der gleichen. Zu anderen geeigneten Polymeren gehören, hydrolysierte Acrylnitrilpropfenstärke, Arcylsäurepropfenstärke und Isobutylenmaleinanhydridcopolymere und Mischungen davon. Die Hydrogel-Polymere sind vorzugsweise leicht kreuzverbunden, um das Material im Wesentlichen wasserunlöslich zu machen. Die Kreuzverbindung kann beispielsweise durch Bestrahlung hervorgerufen werden oder durch kovalente, ionische, van der Waals oder Wasserstoffverbindungen bewirkt werden. Die superabsorbierenden Materialien können in einer beliebigen Form vorliegen, die zur Verwendung in absorbierenden Verbundstoffen geeignet sind, und können beispielsweise in Form von Partikel, Flocken, Kügelchen und dergleichen vorliegen.Materials, those for use as the superabsorbent materials of the present Invention are suitable, can natural Materials such as agar, pectin, guar gum and the like; such as contain synthetic materials, such as synthetic hydrogel polymers. Such hydrogel polymers include, without limitation be alkali metal salts of polyacrylic acids, polyacrylamides, polyvinyl alcohol, Ethylene maleic anhydride copolymers, polyvinyl ether, hydroxypropyl cellulose, Polyvinylmorpholione; and polymers and copolymers of vinyl sulfuric acid, polyacrylates, Polyacrylamides, polyvinylpyrridines and the like. To others suitable polymers include hydrolyzed acrylonitrile plug starch, acrylic acid plug starch and isobutylene maleic anhydride copolymers and mixtures thereof. The hydrogel polymers are preferably lightweight cross-linked to make the material essentially water-insoluble do. The cross connection can, for example, by irradiation or caused by covalent, ionic, van der Waals or Hydrogen compounds are caused. The super absorbent Materials can be in any form for use in absorbent Composites are suitable, and can for example be in the form of particles, flakes, beads and the like.
Obwohl eine breite Bandbreite an superabsorbierenden Materialien bekannt ist, betrifft die vorliegende Erfindung in einem Aspekt die geeignete Auswahl superabsorbierender Materialien, um die Herstellung verbesserter absorbierender Verbundstoffe und absorbierender Wegwerfwäscheelemente zu ermöglichen. Die vorliegende Erfindung richtet sich an ein Verfahren, um ein optimales Verhalten in einem absorbierenden Verbundstoff zu erreichen, und gründet sich auf die Entdeckung, dass superabsorbierende Materialien mit einer speziellen bimodalen Partikelgrößenverteilung unerwartete Verbesserungen hinsichtlich der kombinierten Eigenschaften der durch Kapillarwirkung hervorgerufenen Fluidverteilung und des Aufnahmeverhaltens zeigen. Genauer gesagt, die absorbierenden Verbundstoffe der vorliegenden Erfindung enthalten vorteilhafterweise ein superabsorbierendes Material mit einer bimodalen Partikelgrößenverteilung, wobei das superabsorbierende Material große Partikel mit einer Massenmittelwertpartikelgröße von ungefähr 850 bis ungefähr 1800 μm und kleine Partikel mit einer Massenmittelwertpartikelgröße von ungefähr 50 bis ungefähr 200 μm aufweist. Vorzugsweise enthält das superabsorbierende Material große Partikel mit einer Massenmittelwertpartikelgröße von ungefähr 1000 bis 16000 μm und kleine Partikel mit einer Massenmittelwertpartikelgröße von ungefähr 65 bis ungefähr 150 μm.Even though known a wide range of superabsorbent materials the present invention relates in one aspect to the appropriate one Selection of superabsorbent materials to improve the manufacture absorbent composites and absorbent disposable laundry elements to enable. The present invention is directed to a method for a achieve optimal behavior in an absorbent composite, and founds on the discovery that using superabsorbent materials a special bimodal particle size distribution unexpected improvements regarding the combined properties of capillary action show fluid distribution and absorption behavior. More accurate said the absorbent composites of the present invention advantageously contain a superabsorbent material a bimodal particle size distribution, wherein the superabsorbent material is large particles with a mass average particle size of about 850 to approximately 1800 μm and small particles with a mass average particle size of approximately 50 to approximately 200 μm. Preferably contains the superabsorbent material is large particles with a mass average particle size of approximately 1000 up to 16000 μm and small particles with a mass average particle size of about 65 to approximately 150 μm.
Eine weitere vorteilhafte Eigenschaft der vorliegenden Erfindung ist der Unterschied zwischen der Massenmittelwertpartikelgröße der großen Partikel und der Massenmittelwertpartikelgröße der kleinen Partikel innerhalb der absorbierenden Verbundstoffe der vorliegenden Erfindung. Vorzugsweise reicht das Verhältnis der Massenmittelwertpartikelgröße der großen Partikel zu der Massenmittelwertpartikelgröße der kleinen Partikel von ungefähr 4:1 bis ungefähr 36:1. Noch bevorzugter reicht das Verhältnis der Massenmittelwertpartikelgröße der großen Partikel zu der Massenmittelwertpartikelgröße der kleinen Partikel von ungefähr 6:1 bis ungefähr 25:1.A is another advantageous property of the present invention the difference between the mass average particle size of the large particles and the mass average particle size of the small particles within of the absorbent composites of the present invention. Preferably the ratio of Mass average particle size of the large particles to the mass average particle size of the small particles of approximately 4: 1 to about 36: 1st More preferably, the ratio of the mass average particle size of the large particles is sufficient to the mass average particle size of the small particles of approximately 6: 1 to about 25: 1st
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält der absorbierende Verbundstoff ein superabsorbierendes Material mit einer bimodalen Partikelgrößenverteilung, wobei das superabsorbierende Material große Partikel mit einer Massenmittelwertpartikelgröße von weniger als ungefähr 1200 μm, und kleine Partikel mit einer Massenmittelwertpartikelgröße von weniger als ungefähr 150 μm aufweist, wobei die Differenz (dI/S) zwischen der Massenmittelwertpartikelgröße der großen Partikel und der Massenmittelwertpartikelgröße der kleinen Partikel größer als ungefähr 500 μm ist. In einer weiteren Ausführungsform enthält der absorbierende Verbundstoff ein superabsorbierendes Material mit einer bimodalen Partikelgrößenverteilung, wobei das superabsorbierende Material große Partikel mit einer Massenmittelwertpartikelgröße von weniger als ungefähr 1100 μm und kleine Partikel mit einer Massenmittelwertpartikelgröße von weniger als ungefähr 100 μm aufweist, wobei die Differenz (dI/S) zwischen der Massenwertpartikelgröße der großen Partikel und der Massenmittelwertpartikelgröße der kleinen Partikel größer als ungefähr 900 μm ist.In one embodiment of the present invention, the absorbent composite contains a superabsorbent material having a bimodal particle size distribution, the superabsorbent material comprising large particles with a mass median particle size less than about 1200 microns and small particles with a mass median particle size less than about 150 microns, which Difference (d I / S ) between the mass median particle size of the large particles and the mass median particle size of the small particles is greater than approximately 500 μm. In another embodiment, the absorbent composite includes a superabsorbent material with a bimodal particle size distribution, the superabsorbent material having large particles with a mass average particle size less than about 1100 microns and small particles with a mass average particle size less than about 100 microns, the difference (i.e. I / S ) between the mass particle size of the large particles and the mass particle size of the small particles is greater than approximately 900 μm.
Ohne sich auf eine spezielle Theorie festlegen zu wollen, wird angenommen, dass die erfindungsgemäßen Verbundstoffe eine verbesserte Fluidverteilung aus den folgenden Gründen aufweisen. In Verbundstoffen mit hohen Anteilen an superabsorbierendem Material (d. h. mehr als 30 Gewichtsprozent) wird das von dem superabsorbierenden Material beim Anschwellen eingenommene Volumen deutlich größer als jenes, das von den Fasern eingenommen wird. Wenn zuviel Platz zwischen den Partikel und den Fasern (Hohlraum) vor handen ist, wird die Kapillarwirkung des Verbundstoffsystems zu gering, um wirkungsvoll ein Fluid in höhere Bereiche in dem Verbundstoff zu saugen. Wenn jedoch die Packungsgröße der angeschwollenen superabsorbierenden Partikel so eingestellt werden kann, um den Anteil an Hohlraum zwischen den angeschwollenen superabsorbierenden Partikel zu minimieren, bleibt die Kapillarwirkung innerhalb des Systems bewahrt, woraus sich eine verbesserte Fluidansaugung ergibt. Überaschenderweise hat man festgestellt, dass die erfindungsgemäßen Verbundstoffe, die die verbesserte Fluidansaugung zeigen, auch eine verbesserte Fluidaufnahme aufweisen.Without wishing to be bound by any particular theory, it is believed that the composites of the invention have improved fluid distribution for the following reasons. In composites with high levels of superabsorbent material (ie, more than 30 percent by weight), the volume occupied by the superabsorbent material as it swells becomes significantly larger than that occupied by the fibers. If there is too much space between the particles and the fibers (cavity), the capillary action of the composite system becomes too small to effectively draw fluid into higher areas in the composite. However, if the package size of the swollen superabsorbent particles can be adjusted so as to minimize the amount of void between the swollen superabsorbent particles, the capillary action within the system is preserved, from which there is an improved fluid intake. Surprisingly, it has been found that the composites according to the invention, which show the improved fluid intake, also have an improved fluid absorption.
Somit ist es vorteilhaft, dass das superabsorbierende Material gleichförmig in dem absorbierenden Verbundstoff verteilt wird. Das superabsorbierende Material kann jedoch über den gesamten absorbierenden Verbundstoff hinweg verteilt sein oder kann innerhalb eines kleinen, lokal begrenzten Bereichs des absorbierenden Verbundstoffes verteilt sein.Consequently it is advantageous that the superabsorbent material is uniform in the absorbent composite is distributed. The super absorbent However, material can over be distributed throughout the absorbent composite or can be within a small, localized area of the absorbent Composite be distributed.
Es
wurden Zusammenhänge
erkannt zwischen dem Anteil an Hohlraum in Mehrkomponentensystemen
und dem Verhältnis
der kleinsten und der größten Partikel
in dem System. Aus diesen Beziehungen kann die maximale Packungsdichte
der Partikel in einem Zweikomponentensystem bestimmt werden. Siehe
C.C. Furnis, Industrial an Engineering Chemistry, Band 23, Nr. 9,
1052 bis 1058 (1931). Die verwendete Gleichung lautet:
Jede dieser Größen geteilt durch Φ ergibt dann den Gewichtsanteil jeder Komponente für die dichteste Packung. Das optimale Verhältnis großer Partikel zu kleinen Partikeln kann dann auf der Grundlage der maximalen Packungsdichte der Partikel bei vollständiger Sättigung berechnet werden, da bei diesem Sättigungspegel die Packungsdichte in der Struktur hauptsächlich durch das superabsorbierende Material anstatt von den Fasern bestimmt ist.each of these sizes divided is given by Φ then the weight fraction of each component for the closest packing. The optimal ratio greater Particles to small particles can then be based on the maximum Packing density of the particles at full saturation can be calculated because at this saturation level the packing density in the structure mainly due to the superabsorbent Material rather than the fibers.
Mittels der zuvor beschriebenen Berechnung wurde bestimmt, dass die absorbierenden Verbundstoffe der vorliegenden Erfindung vorteilhafterweise ein superabsorbierendes Material enthalten, wobei das Massenverhältnis von "großen" Partikeln (die Probe der Partikel, die die größere Massenmittelwertpartikelgröße aufweisen) zu "kleinen" Partikeln (d. h. die Partikelprobe, die die kleinere Massenmittelwertpartikelgröße aufweist) von ungefähr 90:10 bis ungefähr 50:50 reicht. Vorteilhafterweise enthalten die absorbierenden Verbundstoffe der vorliegenden Erfindung superabsorbierendes Material, wobei das Massenverhältnis von "großen" Partikeln zu "kleinen" Partikeln von ungefähr 90:10 bis ungefähr 80:20 reicht. Noch günstiger enthalten die absorbierenden Verbundstoffe der vorliegenden Erfindung das superabsorbierende Material mit einem Massenverhältnis von "großen" Partikeln zu "kleinen" Partikeln von ungefähr 85:15.through The calculation described above determined that the absorbent Composites of the present invention advantageously contain superabsorbent material, the mass ratio of "large" particles (the sample the particles that have the larger mass average particle size) to "small" particles (i.e. the particle sample that has the smaller mass average particle size) of approximately 90:10 to about 50:50 is enough. The absorbent composites advantageously contain the present invention superabsorbent material wherein the mass ratio of "large" particles to "small" particles is approximately 90:10 until about 80:20 is enough. Even cheaper contain the absorbent composites of the present invention the superabsorbent material with a mass ratio of "large" particles to "small" particles of approximately 85:15.
Ferner enthalten die absorbierenden Verbundstoffe der vorliegenden Erfindung vorteilhafterweise die zuvor beschriebene bimodale Partikelgrößenverteilung und eine Gesamtmassenmittelwertpartikelgröße von ungefähr 60 bis ungefähr 1750 μm. Noch vorteilhafterweise enthalten die absorbierenden Verbundstoffe der vorliegenden Erfindung die zuvor beschriebene bimodale Partikelgrößenverteilung und eine Gesamtmassenmittelwertpartikelgröße von ungefähr 800 bis ungefähr 1200 μm. Noch bevorzugter enthalten die absorbierenden Verbundstoffe der vorliegenden Erfindung vorteilhafterweise die zuvor beschriebene bimodale Partikelgrößenverteilung und eine Gesamtmassenmittelwertpartikelgröße von ungefähr 900 bis ungefähr 1100 μm.Further contain the absorbent composites of the present invention advantageously the bimodal particle size distribution described above and a total weight average particle size of about 60 to approximately 1750 μm. The absorbent composites still advantageously contain the present invention, the bimodal particle size distribution described above and a total weight average particle size of about 800 to approximately 1200 μm. Even more preferably, the absorbent composites contain the present invention advantageously the one described above bimodal particle size distribution and a total weight average particle size of about 900 to approximately 1100 μm.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das superabsorbierende Material ein Natriumsalz mit einer kreuzverbundenen Polyacrylsäure. Zu geeigneten superabsorbierenden Materialien gehören, ohne einschränkend zu sein, Dow AFA-177-140 und Drytech 2035, die beide von Dow Chemical Company, Midland, MI, erhältlich sind, Favor-SXM-880, das von Stockhausen, Inc., Greensboro, NC, erhältlich ist, Sanwet IM-632, das von Tomen America, New York, NY, erhältlich ist, und Hysorb P-7050, das von BASF, Portsmouth, VA, erhältlich ist.In one embodiment of the present invention comprises the superabsorbent material a sodium salt with a cross-linked polyacrylic acid. To suitable superabsorbent materials include, without limitation be Dow AFA-177-140 and Drytech 2035, both from Dow Chemical Company, Midland, MI are, Favor-SXM-880, available from Stockhausen, Inc., Greensboro, NC, Sanwet IM-632, available from Tomen America, New York, NY, and Hysorb P-7050, available from BASF, Portsmouth, VA.
Fasrige MaterialienFibrous materials
sVorzugsweise
enthalten die absorbierenden Verbundstoffe der vorliegenden Erfindung
die zuvor beschriebenen superabsorbierenden Materialien in Kombination
mit einer Fasermatrix, die eine oder mehrere Arten fasrigen Materials
enthält.
Das fasrige Material, das die absorbierenden Verbundstoffe der vorliegenden Erfindung
bildet, kann aus einer Reihe von Materialien ausgewählt werden,
zu denen natürliche
Fasern, synthetische Fasern und Kombinationen davon gehören. Eine
Reihe geeigneter Fasertypen sind im US-Patent
Die Auswahl der Fasern hängt beispielsweise von der beabsichtigten Endanwendung des fertiggestellten absorbierenden Verbundstoffes ab. Beispielsweise können zu geeigneten fasrigen Materialien gehören, ohne einschränkend zu sein, natürliche Fasern, etwa holzfreie Fasern, mit Baumwollfasern und Baumwollabkömmlingen, Manilahanf, Kenaf, Sabaigras, Flachs, Espartogras, Stroh, Jute, Hanf, Bagasse, Milchgras, Maiskolbenfasern und Ananasblattfasern; und holzige Fasern, etwa jene, die in Laub- und Nadelbäumen enthalten sind, einschließlich von Weichholzfasern, etwa nördliche und südliche Weichholzkraftfasern; Hartholzfasern, etwa Eucalyptus, Ahorn, Birke, Espe oder dergleichen. Holzfasern können im hoch ergiebige oder wenig ergiebige Formen hergestellt werden und können mittels beliebig bekannter Verfahren aufgeschlossen werden, und enthalten Kraft-, Sulfat-, Holzschliff-, thermomechanische Aufschließung (TMP), chemothermomechanische Aufschließung (CTMP) und gebleichtem chemothermischen Zellstoff (BCTMP). Im Schutzbereich der vorliegenden Erfindung liegen auch wieder aufbereitete Fasern. Es können beliebige zellstoffbildende Verfahren bzw. Aufschließungsverfahren und Bleichungsverfahren verwendet werden.The Selection of fibers depends for example, from the intended end use of the completed one absorbent composite. For example, too suitable fibrous materials include, without limitation be natural Fibers, such as wood-free fibers, with cotton fibers and cotton derivatives, Manila hemp, kenaf, saba grass, flax, esparto grass, straw, jute, Hemp, bagasse, milk grass, corn cob and pineapple leaf fibers; and woody fibers, such as those found in deciduous and coniferous trees, including of softwood fibers, such as northern ones and southern Softwood kraft fibers; Hardwood fibers, such as eucalyptus, maple, birch, Aspen or the like. Wood fibers can be highly productive or less productive forms are produced and can be made using any known Processes are unlocked, and contain Kraft, sulfate, Wood pulp, thermomechanical digestion (TMP), chemothermomechanical digestion (CTMP) and bleached chemothermal pulp (BCTMP). In the protected area The present invention also includes recycled fibers. It can any cellulose-forming processes or disintegration processes and bleaching processes can be used.
In gleicher Weise können regenerierte Zellulosefasern, etwa Viskose, Rayon und Kupferammoniumzelluloserayon, modifizierte Zellulosefasern, etwa Zelluloseazetat oder synthetische Fasern, wie sie aus Polyestern, Polyamiden, Polyacrylstoffen, etc. abgeleitet werden, alleine oder in Kombination miteinander verwendet werden. Chemisch behandelte natürli che Zellulosefasern können ebenso verwendet werden, etwa merzerisierte Zellstoffe, chemisch steifgemachte oder kreuzverbundene Fasern, sulphonierte Fasern und dergleichen.In same way regenerated cellulose fibers, such as viscose, rayon and copper ammonium cellulose rayon, modified cellulose fibers, such as cellulose acetate or synthetic Fibers such as those made of polyesters, polyamides, polyacrylics, etc. derived, used alone or in combination become. Chemically treated natural Cellulose fibers can can also be used, such as mercerized pulps, chemically stiffened or cross-linked fibers, sulphonated fibers and like.
Zu geeigneten papiererzeugenden Fasern können auch wieder aufbereitete Fasern, neu gebildete Fasern oder Mischungen davon gehören. Verbindungen von einer oder mehreren der oben genannten Fasern können ebenso angewendet werden, falls dies gewünscht wird.To Suitable paper-producing fibers can also be reprocessed Fibers, newly formed fibers or mixtures thereof belong. links One or more of the above fibers can also be used be applied if desired.
Absorbierende Verbundstoffeabsorbent composites
Wie zuvor beschrieben ist, enthalten die absorbierenden Strukturen gemäß der vorliegenden Erfindung vorteilhafterweise ein superabsorbierendes Material und eine fasrige Matrix zur Aufnahme des superabsorbierenden Materials. Es sollte jedoch beachtet werden, dass eine beliebige Vorrichtung, die das zuvor beschriebene superabsorbierende Material aufnehmen kann, in einigen Fällen in einem absorbierenden Wegwerfwäscheelement angeordnet sein kann, zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet ist.How The absorbent structures according to the present invention are described above Invention advantageously a superabsorbent material and a fibrous matrix to hold the superabsorbent material. However, it should be noted that any device, which absorb the superabsorbent material described above can, in some cases in a disposable absorbent garment can be arranged for use in the present invention suitable is.
Es sind viele derartige Trägereinrichtungen dem Fachmann bekannt. Beispielsweise kann die Trägereinrichtung eine faserartige Matrix aufweisen, etwa in Form von luftstromgeformten oder nass eingelagerten Gewebe aus Zellulosefasern, einem schmelzgeblasenen Gewebe aus synthetischen Polymerfasern, einem Spinnvliesmaterial aus synthetischen Polymerfasern, einer Co-geformten Matrix mit Zellulosefasern und Fasern, die aus dem synthetischen Polymermnaterial hergestellt sind, luftstromgeschichtete wärmeverschweißte Gewebe aus synthetischen Polymermaterialien, Schäume mit offenen Zellen, und dergleichen.It are many such carriers known to the expert. For example, the carrier device can be fibrous Have matrix, such as in the form of airflow molded or wet embedded tissue made of cellulose fibers, a meltblown Fabric made of synthetic polymer fibers, a spunbonded non-woven material made of synthetic polymer fibers, a co-shaped matrix with cellulose fibers and fibers made from the synthetic polymer material are airflow layered heat-welded fabrics made of synthetic polymer materials, open cell foams, and like.
Die Trägereinrichtung ist vorzugsweise eine faserartige Matrix mit einer Form, etwa einem faserartigen Netzwerk, das im Wesentlichen eine Vielzahl zufällig verteilter Fasern darstellt, die optional mit einem Binder miteinander verbunden werden können. Das faserartige Material kann alternativ die – Form eines Klumpens gesplitterter Holzzellstoffflusen, einer Gewebeschicht, einer Flusenschicht mit Wasserstoffverbindungen, eine gewebte Schicht, eine Vliesstoffschicht, eines Seils, oder einer mechanisch erweichten Zellstoffschicht annehmen. Beliebige papiererzeugende Fasern, wie sie zuvor definiert sind, oder Mischungen davon können ebenso angewendet werden, um die faserartige Matrix zu bilden.The support means is preferably a fibrous matrix with a shape such as one fibrous network that is essentially a multitude of randomly distributed ones Fibers that are optionally connected with a binder can be. The fibrous material may alternatively take the form of a lump more splintered Wood pulp fluff, a layer of fabric, a layer of fluff with Hydrogen compounds, a woven layer, a nonwoven layer, a rope, or a mechanically softened cellulose layer. Any paper-producing fibers, as previously defined, or mixtures thereof can also be used to form the fibrous matrix.
Die absorbierenden Verbundstoffe der vorliegenden Erfindung können aus einer einzelnen Schicht absorbierenden Materials oder mehreren Schichten absorbierenden Materials her gestellt werden. Im Falle von mehreren Schichten müssen die Schichten nebeneinander oder Oberfläche-an-Oberfläche angeordnet werden und die Schichten können insgesamt oder teilweise mit benachbarten Schichten verbunden sein. Wenn die absorbierenden Verbundstoffe mehrere Schichten aufweisen, kann die gesamte Dicke des absorbierenden Verbundstoffes ein oder mehrere superabsorbierende Materialien aufweisen oder es kann jede einzelne Schicht separat ein oder mehrere oder kein superabsorbierendes Material aufweisen.The absorbent composites of the present invention can be made from a single layer of absorbent material or multiple layers of absorbent material. In the case of several layers, the layers must be arranged side by side or surface-to-surface and the layers can be connected in whole or in part to adjacent layers. If the absorbent composites have multiple layers, the entire thickness of the absorbent composite may include one or more superabsorbent materials, or each Layer separately have one or more or no superabsorbent material.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält der absorbierende Verbundstoff superabsorbierendes Material und faserartiges Material, wobei der relative Anteil des superabsorbierenden Materials und des faserartigen Materials, die zur Herstellung des absorbierenden Verbundstoffs dienen, unterschiedlich sein kann in Abhängigkeit von den gewünschten Eigenschaften des resultierenden Produkts und der Anwendung des resultierenden Produkts. Vorzugsweise reicht der Anteil des superabsorbierenden Materials in dem absorbierenden Verbundstoff von ungefähr 20 Gewichtsprozent bis ungefähr 100 Gewichtsprozent und der Anteil des faserartigen Materials reicht von ungefähr 80 Gewichtsprozent bis ungefähr Null Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht des absorbierenden Verbundstoffs. Noch vorteilhafter liegt der Anteil des superabsorbierenden Materials in dem absorbierenden Verbundstoff zwischen ungefähr 30 Gewichtsprozent bis ungefähr 90 Gewichtsprozent und der Anteil des faserartigen Materials zwischen ungefähr 70 Gewichtsprozent bis ungefähr 10 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht des absorbierenden Verbundstoffs. Noch vorteilhafterweise reicht der Anteil des superabsorbierenden Materials in dem absorbierenden Verbundstoff von ungefähr 40 Gewichtsprozent bis ungefähr 80 Gewichtsprozent und der Anteil des faserartigen Materials reicht von ungefähr 60 Gewichtsprozent bis ungefähr 20 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht des absorbierenden Verbundstoffs.In one embodiment of the present invention the absorbent composite superabsorbent material and fibrous material, the relative proportion of superabsorbent Material and the fibrous material used to manufacture the absorbent composite can be different in dependence of the ones you want Properties of the resulting product and the application of the resulting product. The proportion of superabsorbent is preferably sufficient Material in the absorbent composite of about 20 weight percent until about 100 percent by weight and the proportion of fibrous material is sufficient of about 80 weight percent to about Zero weight percent based on the total weight of the absorbent Composite. The proportion of superabsorbent is even more advantageous Material in the absorbent composite between about 30 weight percent to approximately 90 percent by weight and the proportion of fibrous material between approximately 70 weight percent to approximately 10 percent by weight based on the total weight of the absorbent Composite. The proportion of superabsorbent is still advantageously sufficient Material in the absorbent composite of about 40 weight percent until about 80 percent by weight and the proportion of fibrous material is sufficient of about 60 weight percent to about 20 percent by weight based on the total weight of the absorbent Composite.
In einer weiteren Ausführungsform kann das Basisgewicht des zur Herstellung der absorbierenden Verbundstoffe der vorliegenden Erfindung verwendeten superabsorbierenden Materials in Abhängigkeit von den gewünschten Eigenschaften, etwa der gesamten zusammengesetzten Dicke und dem Basisgewicht in dem resultierenden Produkt und der Anwendung des resultierenden Produkts variieren. Beispielsweise können absorbierende Verbundstoffe für die Anwendung in Säuglingswindeln ein geringeres Basisgewicht und eine Dicke im Vergleich zu einem absorbierenden Verbundstoff für ein Inkontinenzprodukt aufweisen. Vorzugsweise ist das Basisgewicht des superabsorbierenden Materials in dem absorbierenden Verbundstoff größer als ungefähr 80 g/m2 (gsm). Noch vorteilhafterweise ist das Basisgewicht des superabsorbierenden Materials in dem absorbierenden Verbundstoff im Bereich von ungefähr 80 gsm bis ungefähr 800 gsm. Noch bevorzugter liegt das Basisgewicht des superabsorbierenden Materials in dem absorbierenden Verbundstoff zwischen ungefähr 120 gsm bis ungefähr 700 gsm. Noch vorteilhafter reicht das Basisgewicht des superabsorbierenden Materials in dem absorbierenden Verbundstoff von ungefähr 150 gsm bis ungefähr 600 gsm.In another embodiment, the basis weight of the superabsorbent material used to make the absorbent composites of the present invention may vary depending on the properties desired, such as the total composite thickness and basis weight in the resulting product and the application of the resulting product. For example, absorbent composites for use in infant diapers may have a lower basis weight and thickness compared to an absorbent composite for an incontinence product. Preferably, the basis weight of the superabsorbent material in the absorbent composite is greater than about 80 g / m 2 (gsm). Even more advantageously, the basis weight of the superabsorbent material in the absorbent composite is in the range of about 80 gsm to about 800 gsm. More preferably, the basis weight of the superabsorbent material in the absorbent composite is between about 120 gsm to about 700 gsm. More advantageously, the basis weight of the superabsorbent material in the absorbent composite ranges from about 150 gsm to about 600 gsm.
Verfahren zur Herstellung des absorbierenden Verbundstoffsmethod for the manufacture of the absorbent composite
Die absorbierenden Verbundstoffe der vorliegenden Erfindung können durch einen beliebigen dem Fachmann bekannten Prozess hergestellt werden. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Verfahren zur Herstellung des absorbierenden Verbundstoffs das Kombinieren des superabsorbierenden Materials, das superabsorbierende Partikel enthält, mit einem Substrat umfassen. Die superabsorbierenden Partikel mit einer bimodalen Partikelgrößenverteilung mit großen Partikel mit einer Massenmittelwertpartikelgröße von ungefähr 850 bis ungefähr 1800 μm und kleinen Partikel mit einer Massenmittelwertpartikelgröße von ungefähr 50 bis ungefähr 200 μm. Vorzugsweise besitzen die großen Partikel eine Massenmittelwertgröße von ungefähr 1000 bis ungefähr 1600 μm und die kleinen Partikel besitzen eine Massenmittelwertgröße von ungefähr 65 bis ungefähr 150 μm.The absorbent composites of the present invention can by any process known to those skilled in the art. In one embodiment The present invention can be the method for producing the absorbent composite combining the superabsorbent material, which contains superabsorbent particles, with a substrate. The superabsorbent particles with a bimodal particle size distribution with big Particles with a mass average particle size of approximately 850 to approximately 1800 μm and small particles with a mass average particle size of about 50 to approximately 200 μm. Preferably the big ones Particles have a mass average size of approximately 1000 until about 1600 μm and the small particles have a mass average size of about 65 to approximately 150 μm.
Alternativ kann das Verfahren das Kombinieren des superabsocbierenden Materials mit einem Substrat umfassen, wobei der Verbundstoff eine Aufnahmezeit bei einer dritten Benetzung mit einer Flüssigkeit von weniger als ungefähr 100 Sekunden und eine Aufnahmezeit für ein drittes unterbrochenes vertikales Ansaugen von weniger als ungefähr 600 Sekunden aufweist. Das superabsorbierende Material ist gleichförmig in dem Verbundstoff verteilt.alternative the method can be combining the superabsorbent material with a substrate, the composite having an exposure time with a third wetting with a liquid of less than about 100 seconds and a recording time for a third intermittent vertical aspiration of less than about 600 seconds having. The superabsorbent material is uniform in distributed the composite.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein superabsorbierendes Material mit superabsorbierenden Partikel in einem bestehenden Substrat eingebaut. Vorzugsweise enthält das Substrat fasriges Material. Zu geeigneten fasrigen Substraten gehören, ohne einschränkend zu sein, Vliesstoffe und gewebte Stoffe. In vielen Ausführungsformen, insbesondere in persönlichen Pflegeprodukten, sind bevorzugte Substrate Vliesstoffe. Im hierin verwendeten Sinne bezeichnet der Begriff "Vliesstoff" einen Stoff, der eine Struktur einzelner Fasern oder Filamente besitzt, die zufällig in einer matten-artigen Weise angeordnet sind. Vliesstoffe können durch eine Vielzahl von Prozessen hergestellt werden, zu denen gehören, ohne einschränkend zu sein, Luftstromschichtungsprozesse, Nassschichtungsprozesse, Hydrovermischungsprozesse, Heftfaserkardierungs- und Bondierungsprozesse und Lösungsspinnprozesse. Das superabsorbierende Material kann in das fasrige Substrat als ein festes körniges Material eingebaut werden. Die superabsorbierenden Materialien können in einer beliebigen Form vorliegen, die zur Verwendung in absorbierenden Verbundstoffen geeignet ist, etwa in Form von Partikel, Flocken, Kügelchen und dergleichen.In a further embodiment of the present invention, a superabsorbent material with superabsorbent particles is built into an existing substrate. The substrate preferably contains fibrous material. Suitable fibrous substrates include, but are not limited to, nonwovens and woven fabrics. In many embodiments, particularly in personal care products, preferred substrates are nonwovens. As used herein, the term "nonwoven fabric" means a fabric that has a structure of individual fibers or filaments that are randomly arranged in a mat-like manner. Nonwovens can be made by a variety of processes, including, but not limited to, airflow stratification processes, wet stratification processes, hydroblending processes, staple fiber carding and bonding processes, and solution spinning processes. The superabsorbent material can be incorporated into the fibrous substrate as a solid granular material. The superabsorbent materials can be in any form suitable for use in absorbent composites is suitable, for example in the form of particles, flakes, beads and the like.
In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden das faserartige Material und das superabsorbierende Material mit den superabsorbierenden Partikel gleichzeitig gemischt, um einen absorbierenden Verbundstoff zu bilden. Vorzugsweise werden die Verbundstoffmaterialien mittels eines luftstrombildenden Prozesses, der dem Fachmann bekannt ist, gemischt. Luftstrombildender Prozess zur Mischung der Fasern und des superabsorbierenden Materials soll die Situation kennzeichnen, in der vorgeformte Fasern und das superabsorbierende Material im Luftstrom geschichtet werden, sowie die Situation, in der das superabsorbierende Material mit den Fasern gemischt wird, wenn die Fasern hergestellt werden, etwa durch einen Schmelzblasprozess.In an alternative embodiment In the present invention, the fibrous material and the superabsorbent material with the superabsorbent particles mixed simultaneously to form an absorbent composite. The composite materials are preferably formed by means of an air flow Process known to the skilled worker mixed. Airflow Fine Process for mixing fibers and superabsorbent material should identify the situation in which preformed fibers and that superabsorbent material can be layered in the airflow, as well the situation in which the superabsorbent material with the fibers is mixed when the fibers are made, such as by a meltblowing process.
Z. B. soll die folgende Beschreibung in anschaulicher Weise einen Luftstromherstellungsprozess beschreiben, der zur Bildung von Verbundstoffen der vorliegenden Erfindung angewendet werden, wobei dies nicht als Einschränkung gedacht ist. Es können diverse Prozesskomponenten angewendet werden, um die erfindungsgemäßen absorbierenden Verbundstoffe herzustellen. Dazu gehören zunächst ein Verfahren, um Zelluloseschichten in gefaserte Flusen umzuwandeln. Diese gefaserten Flusenfasern werden mittels Luft in eine formgebende Kammer transportiert. Anschließend wird ein Verfahren zum Hinzufügen von superabsorbierenden Partikel angewendet, um superabsorbierende Partikel zu der formgebenden Kammer zu dosieren und zu transportieren. Es hat sich mehr als eine Zufuhrvorrichtung für superabsorbierende Stoffe als geeignet bei der Steuerung der einzelnen Anteile superabsorbierender Partikel unterschiedlicher Arten in der formgebenden Kammer erwiesen. Die formgebende Kammer bewirkt, dass die Flusenfasern und die absorbierenden Partikel miteinander gemischt werden. Ein bewegtes formgebendes Sieb ist an der Unterseite der Formgebungskammer angeordnet. Dieses Sieb ist luftdurchlässig und ist typischerwei se mit einer Vakuumquelle verbunden. Durch das Vakuum wird Luft aus der Formgebungskammer abgeführt und führt dazu, dass die Flusenfasern und die absorbierenden Partikel auf dem formgebenden Sieb abgelagert werden, um ein Verbundstoffgewebe zu bilden. Ein Papiertuch kann auf das formgebende Sieb abgewickelt werden, so dass die Fasern und die Partikel auf das Papiertuch geschichtet werden, um damit den Transport zu unterstützen. Die Geschwindigkeit der Zellstoffschichten, der Zufuhreinrichtungen für das superabsorbierende Material und des formgebenden Siebes können jeweils unabhängig voneinander eingestellt werden, um die Zusammensetzung und das Basisgewicht des resultierenden Verbundstoffes zu steuern. Im Anschluss an die Herstellung des Verbundstoffgewebes auf dem formgebenden Draht kann eine Walze verwendet werden, um den Verbundstoff auf einen gewünschten Betrag zu komprimieren. Am Ende des formgebenden Siebes wird das Verbundstoffgewebe in eine kontinuierliche Rolle aufgewickelt.Z. For example, the following description is illustrative of an airflow manufacturing process describe the formation of composites of the present Invention can be applied, but this is not intended as a limitation is. It can Various process components are applied to the absorbent according to the invention Manufacture composites. This initially includes a process to make cellulose layers to convert to fibred fluff. These will be fiberized lint fibers transported by air into a shaping chamber. Then will a method of adding of superabsorbent particles applied to superabsorbent Dosing and transporting particles to the shaping chamber. It has become more than a superabsorbent delivery device as suitable for controlling the individual parts superabsorbent Particles of different types have been proven in the shaping chamber. The shaping chamber causes the lint fibers and the absorbent Particles are mixed together. A moving shaping Sieve is located on the underside of the molding chamber. This Sieve is breathable and is typically connected to a vacuum source. By the Vacuum removes air from the molding chamber and causes the lint fibers and the absorbent particles are deposited on the forming screen to form a composite fabric. A paper towel can be unwound onto the forming screen so that the fibers and the particles are layered on the paper towel to use it to support the transport. The speed of the pulp layers, the feeding devices for the superabsorbent material and the forming screen can each independently be adjusted from each other to the composition and basis weight to control the resulting composite. Following the Manufacturing the composite fabric on the forming wire can A roller can be used to get the composite to a desired one Compress amount. At the end of the shaping sieve it will Composite fabric wound up in a continuous roll.
Eigenschaften der absorbierenden Verbundstoffecharacteristics of absorbent composites
Die absorbierenden Verbundstoffe der vorliegenden Erfindung besitzen eine verbesserte durch Kapillarwirkung hervorgerufene Fluidverteilung sowie eine verbesserte Fluidaufnahme während der Lebensdauer des Verbundstoffes im Vergleich zu bekannten absorbierenden Verbundstoffen. Ein Verfahren zum Messen durch Kapillarwirkung hervorgerufener Fluidverteilung eines absorbierenden Verbundstoffes besteht im Test für die unterbrochene vertikale Saugwirkung (IVW). Dieser Test misst die Rate des Ansaugens eines Materials oder eines Verbundstoffes während einer Reihe von Kontakten mit Flüssigkeiten.The possess absorbent composites of the present invention an improved fluid distribution caused by capillary action as well as improved fluid uptake over the life of the composite compared to known absorbent composites. A procedure for measuring fluid distribution caused by capillary action An absorbent composite passes the interrupted test vertical suction (IVW). This test measures the rate of suction of a material or a composite during a series of contacts with liquids.
Der IVW-Test besteht aus dem in Kontakt bringen eines unteren Randes eines vertikal aufgehängten absorbierenden Verbundstoffes mit einer Lösung und dieser Test wird im Weiteren detailliert beschrieben. Das aus dem IVW-Test erhaltene Fluidverteilungsprofil kann dann hinsichtlich der Flüssigkeitssättigung des Verbundstoffes bei unterschiedlichen Entfernungen von dem unteren Rand des Verbundstoffes analysiert werden. Vorzugsweise zeigen die absorbierenden Verbundstoffe der vorliegenden Erfindung eine Flüssigkeitssättigung bei 3 bis 3.5 inch Abstand von dem unteren Rand des Verbundstoffes, was gleich mindestens 65% der Flüssigkeitssättigung bei 0 bis 0.5 inch von dem unteren Rand des Verbundstoffes entspricht. Noch bevorzugter ist die Flüssigkeitssättigung bei 4 bis 4.5 inch von dem unteren Rand des absorbierenden Verbundstoffes gleich mindestens 50% der Flüssigkeitssättigung bei 0 bis 0.5 inch Abstand von dem unteren Rand des Verbundstoffes und noch vorteilhafter ist die Flüssigkeitssättigung bei 4.5 bis 5.0 inch Abstand von dem unteren Rand des Verbundstoffes gleich mindestens 35% der Flüssigkeitssättigung bei 0 bis 0.5 inch Abstand von dem unteren Rand des absorbierenden Verbundstoffes.The IVW test consists of bringing a bottom edge into contact a vertically suspended absorbent Composite with a solution and this test is described in detail below. The end The fluid distribution profile obtained from the IVW test can then be considered the fluid saturation of the composite at different distances from the lower one Edge of the composite are analyzed. Preferably show the absorbent composites of the present invention provide liquid saturation 3 to 3.5 inches from the bottom edge of the composite, which equals at least 65% of fluid saturation at 0 to 0.5 inches from the bottom edge of the composite. Liquid saturation is even more preferred at 4 to 4.5 inches from the bottom of the absorbent composite equal to at least 50% of the fluid saturation at 0 to 0.5 inch distance from the lower edge of the composite and liquid saturation is even more advantageous at 4.5 to 5.0 inches from the bottom edge of the composite equal to at least 35% of the fluid saturation at 0 to 0.5 inch distance from the bottom of the absorbent Composite.
Ferner ist es vorteilhaft, dass die absorbierenden Verbundstoffe der vorliegenden Erfindung eine dritte Aufnahmezeit beim unterbrochenen vertikalen Ansaugen von weniger als ungefähr 600 Sekunden aufweisen. Noch vorteilhafterweise zeigen die absorbierenden Verbundstoffe eine dritte Aufnahmezeit beim unterbrochenen vertikalen Ansaugen von weniger als ungefähr 300 Sekunden.Further it is advantageous that the absorbent composites of the present Invention a third recording time in the interrupted vertical Suck less than approximately Have 600 seconds. Even more advantageously show the absorbent Composites a third recording time when the vertical is interrupted Suck less than approximately 300 seconds.
Ein Verfahren zum Messen der Fluidaufnahme eines absorbierenden Verbundstoffes ist der Fluidaufnahmebewertungs-(FIE) Test, der nachfolgend detaillierter beschrieben ist. In diesem Test wird das Aufnahmevermögen eines Materials oder eines Verbundstoffes gemessen, wenn mehrere Flüssigkeitsbesetzungen vorliegen.On Method for measuring fluid uptake of an absorbent composite is the Fluid Intake Assessment (FIE) test, which is detailed below is described. In this test, the absorption capacity of a Material or a composite measured when there are multiple liquid occupancies.
Vorteilhafterweise besitzt ein absorbierender Verbundstoff der vorliegenden Erfindung eine dritte Aufnahmezeit bei Flüssigkeitsbenetzung von weniger als ungefähr 100 Sekunden und noch vorteilhafter von weniger als ungefähr 85 Sekunden und noch besser von weniger als ungefähr 60 Sekunden.advantageously, has an absorbent composite of the present invention a third intake time with fluid wetting of less than approximately 100 seconds and more advantageously less than about 85 seconds and even better, less than about 60 seconds.
Eine weitere einzigartige Eigenschaft der absorbierende Verbundstoffe der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die absorbierenden Partikel, die in dem Verbundstoff enthalten sind, _ unterschiedliche Anschwellzeiten auf Grund der unterschiedlichen Größen der Partikel aufweisen. Die Anschwellzeit ist definiert als die Zeitdauer, die die superabsorbierenden Partikel benötigen, um 60% ihres Flüssigkeitsaufnahmevermögens zu erreichen und dies kann unter Anwendung des Abschmutzungs-FAUZL-Tests, der detailliert nachfolgend beschrieben wird, bestimmt werden. Vorzugsweise liegt die Anschwellzeit der in dem erfindungsgemäßen absorbierenden Verbundstoff angewendeten kleinen Partikel in einem Bereich von ungefähr 15 Sekunden bis ungefähr 35 Sekunden und die Anschwellzeit der großen Partikel liegt, im Bereich von ungefähr 300 Sekunden bis ungeefähr 700 Sekunden. Noch bevorzugter reicht die Anschwellzeit der kleinen Partikel von ungefähr 20 Sekunden bis ungefähr 30 Sekunden und die Anschwellzeit der großen Partikel reicht von ungefähr 400 Sekunden bis ungefähr 600 Sekunden. Ferner ist es vorteilhaft, dass die Anschwellzeit der kleinen Partikel ungefähr 20 mal kürzer als die Anschwellzeit der großen Partikel ist.A another unique property of absorbent composites The present invention is that the absorbent Particles contained in the composite are different Swelling times due to the different sizes of the Have particles. The swelling time is defined as the length of time which the superabsorbent particles require to increase 60% of their fluid absorption capacity and this can be done using the soiling FAUZL test, which is described in detail below. Preferably is the swelling time of the absorbent composite according to the invention applied small particles in a range of approximately 15 seconds approximately 35 seconds and the swelling time of the large particles is in the range of about 300 seconds to approx 700 seconds. The swelling time of the small ones is even more preferred Particles of about 20 seconds to about 30 seconds and the swelling time of the large particles ranges from around 400 seconds until about 600 seconds. It is also advantageous that the swelling time of the small particles approximately 20 times shorter than the swelling time of the big ones Particle is.
Verfahren zur Anwendung der absorbierenden Strukturenmethod for the application of the absorbent structures
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein absorbierendes Wegwertprodukt bereitgestellt, das eine flüssigkeitsdurchlässige Oberschicht, eine an der Oberschicht angebrachte Rückseitenschicht und einen absorbierenden Verbundstoff der vorliegenden Erfindung aufweist, der zwischen der Oberschicht und der Rückseitenschicht angeordnet ist. Der Fachmann kennt Materialien, die zur Verwendung als Oberseitenschicht und Rückseitenschicht geeignet sind. Beispielhafte Materialien, die zur Verwendung als eine Oberseitenschicht geeignet sind, sind flüssigkeitsdurchlässige Materialien, etwa Spinnvliespolypropylen oder Polyethylen mit einem Basisgewicht von ungefähr 15 bis ungefähr 25 g/m2. Beispielhafte Materialien, die zur Anwendung als eine Rückseitenschicht geeignet sind, sind flüssigkeitsundurchlässige Materialien, etwa Polyolyfinfilme, sowie dampfdurchlässige Materialien, etwa mikroporöse Polyolyfinfilme.In one embodiment of the present invention, there is provided a disposable absorbent product having a liquid permeable topsheet, a backsheet attached to the topsheet, and an absorbent composite of the present invention disposed between the topsheet and the backsheet. The person skilled in the art knows materials which are suitable for use as a top layer and a back layer. Exemplary materials suitable for use as a top layer are liquid permeable materials such as spunbonded polypropylene or polyethylene with a basis weight of about 15 to about 25 g / m 2 . Exemplary materials suitable for use as a backing layer are liquid impervious materials, such as polyolefin films, and vapor permeable materials, such as microporous polyolefin films.
Absorbierende Wegwerfartikel sind entsprechend allen Aspekten der vorliegenden Erfindung im Wesentlichen während der Anwendung mehreren Benetzungen mit Körperflüssigkeiten ausgesetzt. Folglich sind die absorbierenden Wegwerfprodukte vorteilhafterweise in der Lage, mehrere Benetzungen mit Körperflüssigkeiten in solchen Mengen zu absorbieren, denen die absorbierenden Produkte und Strukturen während der Anwendung ausgesetzt sind. Die einzelnen Benetzungen sind im Wesentlichen zeitlich voneinander getrennt. Die absorbierenden Produkte der vorliegenden Erfindung sollten in einer Menge vorliegen, die wirksam ist, um eine superabsorbierende Komposition zu bilden, die zur Absorption einer gewünschten Menge an Flüssigkeit in wirksamer Weise führt.absorbent Disposable items are in accordance with all aspects of the present Invention essentially during exposed to multiple wetting with body fluids. consequently the disposable absorbent products are advantageously in the Capable of multiple wetting with body fluids absorb in such amounts that the absorbent products and structures during are exposed to the application. The individual wetting are in Essentially separated in time. The absorbent products of the present invention should be present in an amount that is effective to form a superabsorbent composition that to absorb a desired one Amount of liquid in leads effectively.
Die
absorbierenden Verbundstoffe gemäß der vorliegenden
Erfindung sind geeignet, um viele Flüssigkeiten zu absorbieren,
etwa Körperflüssigkeiten,
wie Urin, Menstruationsflüssigkeit
und Blut und sind insbesondere zur Anwendung in absorbierenden Wegwerfprodukten
geeignet, etwa in Wegwerfprodukten für die persönliche Pflege mit, ohne einschränkend zu
sein, absorbierenden Wäscheelementen,
etwa Windeln, Inkontinenzprodukte, Bettauflagen und dergleichen;
Einrichtungen, die den weiblichen Zyklus betreffen, etwa Damenbinden,
Slipeinlagen, Tampons und dergleichen; Produkte für die persönliche Gesundheit,
etwa Wundauflagen und Versorgungssysteme; sowie Wischtücher, Lätzchen,
Nahrungsmittelverpackungen und dergleichen. Daher betrifft in einem
weiteren Aspekt die vorliegende Erfindung ein absorbierendes Wäscheelement
mit einem absorbierenden Verbundstoff, wie er zuvor beschrieben
ist. Dem Fachmann sind eine Fülle
von absorbierenden Wäscheelementen
bekannt. Die absorbierenden Verbundstoffe der vorliegenden Erfindung
können
in derartige bekannte absorbierende Wäscheelemente integriert werden.
Beispielhafte absorbierende Wäscheelemente
sind im Allgemeinen beschrieben in dem US-Patent
Allgemein gilt, die absorbierenden Wegwerfwäscheelemente gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen eine körperseitige Beschichtung, die so ausgebildet ist, um die Haut eines Trägers zu berühren, eine äußere Abdeckung, die der Beschichtung in zugewandter Weise überlagert ist und einen absorbierenden Verbundstoff, etwa wie sie zuvor beschrieben sind, die der äußeren Abdeckung überlagert und zwischen der körperseitigen Beschichtung und der äußeren Abdeckung angeordnet sind.In general, the disposable absorbent liner elements according to the present invention include a body-side coating configured to contact a wearer's skin, an outer cover that overlays the coating, and an absorbent composite, such as described above, that overlies and between the outer cover body-side coating and the outer cover are arranged.
TESTVERFAHRENTEST METHODS
Zum Testen von superabsorbierenden Materialien:For testing superabsorbent Materials:
Die Verfahren zum Bestimmen der Partikelgrößenverteilung und der Massenmittelwertpartikelgröße einer gegebenen Probe eines superabsorbierenden Materials werden nunmehr im Weiteren beschrieben. Ferner wird im Folgenden das Verfahren zum Bestimmen der Anschwellzeit und des Geleinbettungshohlraumes von superabsorbierenden Partikel beschrieben.The Method for determining the particle size distribution and the mass average particle size of a given sample of a superabsorbent material now described below. Furthermore, the procedure below to determine the swelling time and the gel embedding cavity of described superabsorbent particles.
Testverfahren für die Partikelgrößenverteilung (PSD)Test procedure for particle size distribution (PSD)
Das PSD-Testverfahren, das in der vorliegenden Erfindung angewendet wird, bestimmt die Partikelgrößenverteilung eines superabsorbierenden Materials mittels einer Siebgrößenanalyse. Ein Stapel von Sieben wird verwendet, um die Partikelgrößenverteilung einer gegebenen Probe zu bestimmen. Somit wird beispielsweise in Prinzip ein Partikel, das auf einem Sieb mit Öffnungen von 710 μm zurückgehalten wird, als ein Partikel mit einer Größe von mehr als 710 μm betrachtet. Ein Partikel, das durch ein Sieb mit Öffnungen von 710 μm hindurchgeht und auf einem Sieb mit Öffnungen von 500 μm zurückgehalten wird, wird als ein Partikel mit einer Größe zwischen 500 und 710 μm betrachtet. Ferner wird ein Partikel, das durch ein Sieb mit Öffnungen von 500 μm hindurchgeht, als ein Partikel mit einer Größe von weniger als 500 μm betrachtet.The PSD test method used in the present invention determines the particle size distribution a superabsorbent material using a sieve size analysis. A stack of sieves is used to determine the particle size distribution to determine a given sample. Thus, for example, in Principle a particle that is retained on a sieve with openings of 710 μm is regarded as a particle with a size of more than 710 μm. A particle that passes through a sieve with openings of 710 μm and on a sieve with openings of 500 μm retained is considered to be a particle with a size between 500 and 710 μm. Furthermore, a particle passes through a sieve with openings of 500 μm passes as a particle with a size of less than 500 microns.
Die Siebe werden in der Reihenfolge der Größe der Öffnungen angeordnet, wobei die größten Öffnungen auf der Oberseite des Stapels und die kleinsten Öffnungen an der Unterseite des Stapels vorgesehen sind. Eine 25 g Probe mit superabsorbierenden Partikel wird auf dem Sieb mit den größten Öffnungen angeordnet. Der Siebstapel wird 10 Minuten lang mit einem Ro-Tap-mechanischen Siebschüttler, Model B, der von W. S. Tyler, Mentor, Ohio, erhältlich ist, oder mit einem ähnlichen Schüttelgerät geschüttelt. Nach dem das Schütteln beendet ist, werden die superabsorbierenden Partikel, die auf jedem Sieb zurückgehalten werden, entfernt und deren Gewicht gemessen und aufgezeichnet. Der Anteil an Partikel, die auf jedem Sieb zurückgehalten werden, wird durch Teilen des Gewichts der Partikel, die auf jedem Sieb zurückgehalten werden, durch das anfänglichen Probengewicht berechnet.The Sieves are arranged in the order of the size of the openings, being the largest openings on the top of the stack and the smallest openings on the bottom of the stack are provided. A 25 g sample with superabsorbent Particles are placed on the sieve with the largest openings. The sieve stack with a ro-tap mechanical screen shaker, model B, available from W. S. Tyler, Mentor, Ohio, or the like Shaker shaken. To which the shaking ended is the superabsorbent particles that are on each sieve retained are removed and their weight measured and recorded. The The proportion of particles that are retained on each sieve is determined by Divide the weight of the particles retained on each sieve through the initial Sample weight calculated.
Testverfahren für die Massenmittelwertpartikelgrößetest method for the Mass median particle size
Im hierin verwendeten Sinne ist der Begriff "Massenmittelwertpartikelgröße" einer gegebenen Probe aus superabsorbierenden Partikeln als die Partikelgröße definiert, die die Probe in Bezug auf die Masse halbiert, d. h. die Hälfte der Probe in Bezug auf das Gewicht besitzt eine Partikelgröße, die größer als die Massenmittelwertpartikelgröße ist und die Hälfte der Probe in Bezug auf die Masse besitzt eine Partikelgröße, die kleiner als die Massenmittelwertpartikelgröße ist. So ist beispielsweise die Massenmittelwertpartikelgröße einer Probe aus superabsorbierenden Partikeln 500 μm, wenn die Hälfte der Probe in Bezug auf das Gewicht auf einem Sieb mit Öffnungen von 500 μm zurückgehalten wird.in the As used herein, the term "mass average particle size" is a given Sample of superabsorbent particles defined as the particle size, which halves the sample in terms of mass, d. H. half of Sample in terms of weight has a particle size that larger than is the mass average particle size and the half the sample in terms of mass has a particle size that is smaller than the mass average particle size. For example the mass average particle size of a Sample of superabsorbent particles 500 μm if half of the Sample in terms of weight on a sieve with openings of 500 μm retained becomes.
Abschmutzungs-FAUZL (geflutete Absorptionsfähigkeit ohne Belastung) TestSoiling FAUZL (flooded absorbency without load) test
Die Masse eines Behälters für das Absorptionsvermögen unter Last (AUL) und eines Kolbens wird gewogen und als "Me" aufgezeichnet. Der AUL-Behälter ist aus einer thermo plastischen Röhre mit einem Innendurchmesser von 1" hergestellt, die so ausgearbeitet ist, um Konzentrizität zu erreichen. Der AUL-Behälter besitzt ein Gitter mit 400 Öffnungen aus rostfreiem Strahl, das an der Unterseite des Behälters mittels eines Klebstoffes angebracht ist. Alternativ kann das Gitter an der Unterseite des Kolbens durch Wärme festgeschweißt sein, indem das Drahtgitter in einer Flamme bis zur Rotglut erhitzt wird, woraufhin der AUL-Behälter auf das Gitter gepresst wird, bis dieses abgekühlt ist. Es kann ein Lötkolben verwendet werden, um eine Dichtigkeit zu erreichen, wenn dies nicht erfolgreich ist, oder wenn es dabei kaputtgeht. Es muss jedoch beachtet werden, eine flache, glatte Unterseite beizubehalten und das Innere des AUL-Behälters nicht zu verformen. Der Kolben ist aus einem festen Material (z. B. Plexiglas) mit einem Durchmesser von 1" hergestellt und ist so bearbeitet, dass er ohne Biegen des AUL-Behälters exakt passt. Vor dem Anordnen des superabsorbierenden Materials auf dem Gitter des AUL-Behälters wird das superabsorbierende Material auf die geeignete Größe für das Testen gesiebt.The Mass of a container for the absorbance under load (AUL) and a flask is weighed and recorded as "Me". The AUL cup is made of a thermoplastic tube with an inner diameter manufactured by 1 ", that is designed to achieve concentricity. The AUL container has a grid with 400 openings made of stainless steel, which means at the bottom of the container an adhesive is attached. Alternatively, the grille can be on be welded to the underside of the piston by heat, by heating the wire mesh to a red heat in a flame, whereupon the AUL container the grid is pressed until it has cooled. It can be a soldering iron used to achieve tightness if this is not is successful, or if it breaks. However, it must be observed be able to maintain a flat, smooth bottom and the inside of the AUL container not to deform. The piston is made of a solid material (e.g. B. Plexiglas) with a diameter of 1 "and is machined so that he without bending the AUL container fits exactly. Before placing the superabsorbent material on the grid of the AUL container the superabsorbent material will be the appropriate size for testing sieved.
Ungefähr 0.160 g superabsorbierender Material werden in dem AUL-Behälter angeordnet, wobei das superabsorbierende Material gleichmäßig über die Unterseite des Behälters verteilt wird. Ein Kolben mit einem Gewicht von 4.0 g wird auf dem trocknen superabsorbierenden Material angeordnet, wodurch ein Druck von ungefähr 0.01 psi ausgeübt wird. Die Masse des AUL-Behälters, des Kolbens und des trocknen superabsorbierenden Materials wird gewogen und als "Mo" aufgezeichnet. Es wird eine Kochsalzlösung mit 0.9 Gewichtsprozent in eine Petrischale (mit mindestens 2 inch Durchmesser) bis zu einer Höhe von ungefähr 0.5 cm eingefüllt. Ein Plastikgitter mit ungefähr 16 Öffnungen pro Quadratinch wird an der Unterseite der Petrischale angeordnet.About 0.160 g superabsorbent material are placed in the AUL container, the superabsorbent material being evenly distributed over the bottom of the container becomes. A 4.0 g flask will dry on the superabsorbent material arranged, creating a pressure of approximately 0.01 psi exercised becomes. The mass of the AUL container, of the piston and the drying superabsorbent material weighed and recorded as "Mo". It becomes a saline solution with 0.9% by weight in a petri dish (with at least 2 inch Diameter) up to a height of about 0.5 cm filled. A plastic grid with about 16 openings per square inch is placed on the bottom of the Petri dish.
Der AUL-Behälter wird in die Kochsalzlösung 15 Sekunden lang eingetaucht, so dass die Kochsalzlösung in dem superabsorbierenden Material aufgenommen werden kann. Die Unterseite des AUL-Behälters wird rasch auf ein Papiertuch aufgebracht; um Flüssigkeit in dem Gitter oder in den Zwischenräumen zwischen den superabsorbierenden Partikel zu entfernen. Die Zeitdauer von dem Entfernen des AUL-Behälters aus der Kochsalzlösung bis zum Aufbringen auf das Papiertuch sollte 3 Sekunden oder weniger betragen. Der Behälter wird auf trockene Bereiche des Papiertuches gebracht, bis keine Flüssigkeit mehr sichtbar von dem Behälter zu dem Tuch übertragen wird. Anschließend werden der AUL-Behälter, der Kolben und das superabsorbierende Material gewogen und die Masse wird als "Mt" aufgezeichnet. Die Gesamtzeit für das Entfernen der Flüssigkeit von den Zwischenräumen, für das Wiegen des AUL-Behälters und das Anordnen des AUL-Behälters wieder in der Kochsalzlösung sollte weniger als ungefähr 30 Sekunden betragen. Der AUL-Behälter wird rasch in der Kochsalzlösung für weitere 15 Sekunden angeordnet, so dass das superabsorbierende Material Kochsalzlösung aufnehmen kann. Wiederum wird die Unterseite des Behälters getrocknet und es wird Mt bestimmt. Mt wird für die folgenden kumulativen Einwirkungszeiten ermittelt, wobei die "Einwirkungszeit" als die Zeit definiert ist, in der das superabsorbierende Material in der Flüssigkeit eingetaucht ist: 0.25, 0.5, 0.75, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 4.0, 5.0, 10, 20, 40 und 60 Minuten. Der gesamte Test wird drei mal für jedes zu untersuchende superabsorbierende Material ausgeführt und es wird die mittlere Aufnahme für die drei Wiederholungen für jede Einwirkungszeit bestimmt.The AUL cup is in the saline Immersed for 15 seconds so that the saline solution is in the superabsorbent material can be absorbed. The bottom of the AUL container quickly applied to a paper towel; for liquid in the grid or in the gaps between the superabsorbent particles. The length of time from removing the AUL container from the saline solution until applied to the paper towel should be 3 seconds or less be. The container will brought to dry areas of the paper towel until no liquid more visible from the container too transferred to the cloth becomes. Subsequently become the AUL container, the piston and the superabsorbent material weighed and the mass is recorded as "Mt". The Total time for removing the liquid of the gaps, for weighing of the AUL container and placing the AUL container again in the saline solution should be less than about 30 seconds. The AUL container is quickly in the saline solution for more Arranged 15 seconds so that the superabsorbent material Saline can record. Again the bottom of the container is dried and Mt is determined. Mt is cumulative for the following Exposure times are determined, the "exposure time" being defined as the time in which the superabsorbent material is immersed in the liquid: 0.25, 0.5, 0.75, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 4.0, 5.0, 10, 20, 40 and 60 Minutes. The entire test is done three times for each superabsorbent to be examined Executed material and it becomes the middle shot for the three repetitions for each exposure time certainly.
Datenanalyse:Data analysis:
Die
Menge an Kochsalzlösung,
die während
jeder Einwirkungszeit aufgenommen wurde, wird durch die folgende
Gleichung bestimmt:
Der
g/g-Aufnahmewert bei 60 Minuten kumulativer Einwirkungszeit wird
bestimmt und als g/g(e) aufgezeichnet. Die charakteristische Zeit
für das
Erreichen von 60% des 60 Minuten g/g-Aufnahmewertes wird durch die
folgende Gleichung bestimmt:
Eine Tabelle, die die Einwirkungszeit und den Aufnahmewert darstellt, wird verwendet, um die charakteristische Zeit zur Aufnahme von 60% des 60 Minuten Aufnahmewertes zu interpolieren.A Table that shows the exposure time and the absorption value is used to record the characteristic time of 60% interpolate the 60 minute recording value.
Experimenteller Ablauf für den Geleinbettungshohlraumexperimental Process for the gel embedding cavity
Das Zentrifugenrückhaltevermögen (CRC) der superabsorbierenden Partikel wird gemessen, um die volle Sättigungskapazität der Gelpartikel zu ermitteln. 2.0 g der trocknen su perabsorbierenden Partikel werden dann gemessen. Es wird eine Menge gleich (2.0 × CRC) Gramm der Kochsalzlösung mit 0.9 Gewichtsprozent in einem 200 ml Becher abgemessen. Die 2.0 g der trocknen superabsorbierenden Partikel werden der 0.9%igen Kochsalzlösung hinzugefügt und 10 Sekunden lang umgerührt, so dass keine Verklumpung der Partikel auftritt. Der Becher wird dann mit Paraffin oder einer anderen geeigneten Abdeckung abgedeckt und das superabsorbierende Material kann dann ungestört mindestens 2 Stunden lang anschwellen, so dass der Anschwellvorgang seinen Gleichgewichtszustand erreichen kann. Nachdem das Anschwellen das superabsorbierenden Materials den Gleichgewichtszustand erreicht hat, wird die durchschnittliche Anschwellhöhe in dem Becher markiert, indem eine Acrylplatte mit geringem Gewicht (< 0.02 psi) auf der angeschwollenen Gelpackung angeordnet wird und die Höhe der Unterseite der Platte an der Seite des Bechers markiert wird. Der Inhalt des Bechers wird dann ausgeschüttet. Nachdem dann der Becher gewogen wurde, wird dieser mit Wasser bis zu der Marke aufgefüllt, die die Höhe der angeschwollenen Gelpackung bzw. der Geleinbettung kennzeichnet. Der Becher wird gewogen, um das Gesamtvolumen der angeschwollenen Gelpackung zu ermitteln, wobei die folgende Formel verwendet wird: Volumen = Gewicht (Gramm)/1.0 gm/cc. Die Hohlräume bzw. das Hohlraumvolumen wird dann bestimmt, indem das Volumen, das durch die Kochsalzlösung und das Gel hervorgerufen wird, mittels der Formel subtrahiert wird: Hohlräume = Wasservolumen – [((2.0 × CRC)/(spezifisches Gewicht der Kochsalzlösung mit 0.9 Gewichtsprozent)) + (2.0 gm des superabsorbierenden Materials/1.5 gm/cc)].The centrifuge retention capacity (CRC) of the superabsorbent particles is measured to determine the full saturation capacity of the gel particles. 2.0 g of the dry, superabsorbent particles are then measured. A quantity equal to (2.0 × CRC) grams of the saline solution with 0.9 percent by weight is measured in a 200 ml beaker. The 2.0 g of dry superabsorbent particles are added to the 0.9% saline solution and stirred for 10 seconds so that the particles do not clump together. The cup is then covered with paraffin or another suitable cover and the superabsorbent material can then swell undisturbed for at least 2 hours so that the swelling process can reach its equilibrium state. After swelling of the superabsorbent material has reached equilibrium, the average swell height in the cup is marked by placing a light weight acrylic plate (<0.02 psi) on the swollen gel pack and marking the height of the bottom of the plate on the side of the cup becomes. The contents of the cup are then poured out. After the cup has been weighed, it is filled with water up to the mark which indicates the height of the swollen gel pack or the gel embedding. The beaker is weighed to determine the total volume of the swollen gel pack using the following formula: Volume = Weight (grams) /1.0 gm / cc. The cavities or that Cavity volume is then determined by subtracting the volume caused by the saline and gel using the formula: Cavities = water volume - [((2.0 × CRC) / (specific weight of saline with 0.9% by weight)) + (2.0 gm of superabsorbent material / 1.5 gm / cc)].
Zum Testen der absorbierenden Verbundstoffe:To test the absorbent Composites:
Die Testverfahren zum Bestimmen der Sättigungskapazität (SC), der unterbrochenen vertikalen Ansagung (IVW) und der Fluidaufnahmebewertung (FIE) eines gegebenen absorbierenden Verbundstoffes werden nachfolgend beschrieben.The Test method for determining the saturation capacity (SC), the interrupted vertical announcement (IVW) and the fluid intake rating (FIE) of a given absorbent composite are as follows described.
Sättigungskapazitäts-(SC) TestSättigungskapazitäts- (SC) test
Ein Verbundstoff aus superabsorbierendem Material und Flusen oder Flusen alleine werden durch Luftstrom auf einem Gewebe bis zu einem gewünschten Basisgewicht und Dichte hergestellt. Verbundstoffproben werden in einer gewünschten Größe abgeschnitten, in diesem Falle werden die Verbundstoffproben auf 3.5 inch (8.89 cm) × 10 inch (25.40 cm) Rechtecke geschnitten. Es wird dann das Gewicht jeder Verbundstoffprobe gemessen und aufgezeichnet. Dies ist das Trockengewicht des Verbundstoffes. Die Verbundstoffproben werden dann in einem Bad mit einer NaCl-Lösung mit 0.9 Gewichtsprozent 20 Minuten lang eingetaucht. Nach 20 Minuten des Eintauchens werden die Verbundstoffproben 5 Minuten lang unter 0.5 psi (14 inch N2O) Vakuumdruck gehalten. Die Verbundstoffproben werden dann erneut gewogen. Dies ist das Verbundstoffnassgewicht. Die Kapazität bzw. das Vermögen jeder Verbundstoffprobe wird berechnet, indem das Verbundstofftrockengewicht von dem Verbundstoffnassgewicht für jede Probe abgezogen wird.A composite of superabsorbent material and lint or lint alone are made by airflow on a fabric to a desired basis weight and density. Composite samples are cut to a desired size, in which case the composite samples are cut to 3.5 inch (8.89 cm) x 10 inch (25.40 cm) rectangles. The weight of each composite sample is then measured and recorded. This is the dry weight of the composite. The composite samples are then immersed in a 0.9% by weight NaCl solution bath for 20 minutes. After 20 minutes of immersion, the composite samples are kept under 0.5 psi (14 inch N 2 O) vacuum pressure for 5 minutes. The composite samples are then weighed again. This is the composite wet weight. The capacity of each composite sample is calculated by subtracting the composite dry weight from the composite wet weight for each sample.
Test für die unterbrochene vertikale Ansaugung (IWV)Test for the broken vertical Suction (IWV)
Der Test für die unterbrochene vertikale Ansaugung (IVW) misst die Rate des Ansaugens bzw. die Rate der Dochtwirkung und des Fluidverteilungsprofils eines Materials oder eines Verbundstoffes während einer Reihe von Flüssigkeitskontakten. Der Test besteht aus drei separaten Kontakten zwischen einem unteren Rand einer vertikal aufgehängten absorbierenden Verbundstoffprobe und einer Kochsalzlösung. Jeder einzelne Kontakt bzw. Benetzung oder Flüssigkeitseintrag in den Verbundstoff repräsentiert 15% der Sättigungskapazität des absorbierenden Verbundstoffes, wie dies in dem zuvor beschriebenen SC-Test gemessen wird. Jede separate Flüssigkeitsbenetzung in dem IVW-Test ist gleich (0.15) × (mtotal), so dass der Verbundstoff ein gewünschtes Maß an Absorptionskapazität während jeder Benetzung aufweist. Die absorbierende Verbundstoffprobe kann Flüssigkeit ansaugen, wie dies im Weiteren beschrieben ist.The Intermittent Vertical Suction (IVW) test measures the rate of wicking and the rate of wicking and fluid distribution profile of a material or composite during a series of fluid contacts. The test consists of three separate contacts between a bottom of a vertically suspended absorbent composite sample and a saline solution. Each individual contact or wetting or liquid entry into the composite represents 15% of the saturation capacity of the absorbent composite, as measured in the SC test described above. Each separate liquid wetting in the IVW test is equal to (0.15) × (m total ) so that the composite has a desired level of absorption capacity during each wetting. The absorbent composite sample can aspirate liquid as described below.
Ein Verbundstoff aus superabsorbierendem Material und Flusen wird durch Luftstrom auf einem Gewebe bis zu einem gewünschten Basisgewicht und einer gewünschten Dichte gebildet. Es werden dann Verbundstoffproben auf eine gewünschte Größe geschnitten, in diesem Falle werden die Verbundstoffproben auf 3.5 inch (8.89 cm) × 10 inch (25.40 cm) Rechtecke geschnitten. Die Sättigungskapazität der Probe (mtotal) wird in der oben beschriebenen Weise bestimmt. Es wird ein Betrag gleich (0.15) × (mtotal) berechnet.A composite of superabsorbent material and fluff is formed by airflow on a fabric to a desired basis weight and density. Composite samples are then cut to a desired size, in which case the composite samples are cut to 3.5 inch (8.89 cm) x 10 inch (25.40 cm) rectangles. The saturation capacity of the sample (m total ) is determined in the manner described above. An amount equal to (0.15) × (m total ) is calculated.
Eine separate Probe wird vertikal so aufgehängt, dass die lange Abmessung der Probe in der vertikalen Richtung orientiert ist. Die aufgehängte Probe wird an einem Dehnungsmessgerät angebracht. Die Probe wird dann in einen Behälter abgesenkt, der eine 0.9%ige NaCl-Lösung enthält. Der Anteil der Probe, der mit der Lösung in Kontakt ist, sollte ¼ inch oder weniger betragen. Der Betrag der Flüssigkeitsaufnahme wird als eine Funktion der Zeit gemessen und hält an bis 15% der Sättigungskapazität des absorbierenden Verbundstoffes [(0.15) × (mtotal)] auf dem Dehnungsmessgerät abgelesen werden. Die Probe wird dann aus der NaCl-Lösung entfernt, wird jedoch in einer vertikalen Anordnung gehalten.A separate sample is suspended vertically so that the long dimension of the sample is oriented in the vertical direction. The suspended sample is attached to a strain gauge. The sample is then lowered into a container that contains a 0.9% NaCl solution. The amount of sample in contact with the solution should be 1/4 inch or less. The amount of fluid intake is measured as a function of time and continues until 15% of the saturation capacity of the absorbent composite [(0.15) × (m total )] is read on the strain gauge. The sample is then removed from the NaCl solution, but is kept in a vertical arrangement.
Nach einer Dauer von 30 Minuten wird die Probe erneut in die 0.9%ige NaCl-Lösung abgesenkt. Der Betrag der Flüssigkeitsaufnahme wird dann als eine Funktion der Zeit gemessen und dauert an bis 15% der Sättigungskapazität des absorbierenden Verbundstoffes [(0.15) × (mtotal)] auf dem Dehnungsmessgerät angezeigt werden. Die Probe wird dann aus der NaCl-Lösung entfernt, wird jedoch in einer vertikalen Anordnung gehalten.After a period of 30 minutes, the sample is again lowered into the 0.9% NaCl solution. The amount of fluid intake is then measured as a function of time and continues until 15% of the saturation capacity of the absorbent composite [(0.15) × (m total )] is displayed on the strain gauge. The sample is then removed from the NaCl solution, but is kept in a vertical arrangement.
Nach einer Dauer von 30 Minuten wird die Probe ein drittes mal in die 0.9%ige NaCl-Lösung abgesenkt. Der Betrag der Flüssigkeitsaufnahme wird als eine Funktion der Zeit gemessen und wird fortgesetzt, bis 15% der Sättigungskapazität des absorbierenden Verbundstoffes [(0.15) × (mtotal)] auf dem Dehnungsinstrument abgelesen werden. Die Probe wird dann aus der NaCl-Lösung entfernt, wird jedoch in einer vertikalen Anordnung gehalten.After a period of 30 minutes, the sample is lowered a third time into the 0.9% NaCl solution. The amount of fluid intake is measured as a function of time and continues until 15% of the saturation capacity of the absorbent composite [(0.15) × (m total )] is read on the stretching instrument. The sample is then removed from the NaCl solution, but is in a vertical Arrangement kept.
Die Probe wird dann Testverfahren unterzogen, um das Fluidverteilungsprofil der Probe zu bestimmen. Es kann ein beliebiges Testverfahren angewendet werden, um das Fluidverteilungsprofil der Probe zu bestimmen. Ein bekanntes Verfahren besteht darin, den absorbierenden Verbundstoff in Streifen mit einer Breite von ½ inch (1.27 cm) zu schneiden und die Streifen zu wiegen, um die Menge an Flüssigkeit innerhalb eines entsprechenden Streifens zu bestimmen. In der obigen Probe werden 20 Streifen mit einer Breite von ½ inch (1.27 cm) und einer Länge von 3.5 inch (8.89 cm) aus jeder Verbundstoffprobe hergestellt. Es wird ein Fluidverteilungsprofil bestimmt, indem jeder Streifen gewogen wird, um die Flüssigkeitsmenge in jedem Streifen zu bestimmen. Die Flüssigkeitsmenge für jeden Streifen wird durch die folgende Gleichung bestimmt: Flüssigkeitsmenge pro Streifen = Nassgewicht des Streifens – (Trockengewicht der gesamten Probe/20).The Sample is then subjected to test procedures to determine the fluid distribution profile to determine the sample. Any test procedure can be used to determine the fluid distribution profile of the sample. On known method is to use the absorbent composite cut into strips ½ inch (1.27 cm) wide and weigh the strips to match the amount of liquid within a Strip to determine. In the sample above, 20 strips are used ½ inch wide (1.27 cm) and a length 3.5 inch (8.89 cm) made from each composite sample. A fluid distribution profile is determined by each strip is weighed by the amount of liquid to determine in each strip. The amount of liquid for everyone Streak is determined by the following equation: amount of liquid per strip = wet weight of the strip - (dry weight of the total Sample / 20).
Die IWV-Prozedur wird mit zwei oder mehreren Verbundstoffproben, die aus dem gleichen Verbundstoffmaterial herausgeschnitten sind, wiederholt. Es wird eine durchschnittliche Aufnahmezeit für die drei ersten Flüssigkeitsaufnahmen, die drei zweiten Flüssigkeitsaufnahmen und die drei dritten Flüssigkeitsaufnahmen bestimmt. Ferner wird die mittlere Men ge an Flüssigkeit in jedem 0.5 inch Segment der drei Verbundstoffproben in der oben beschriebenen Weise bestimmt.The IWV procedure is performed using two or more composite samples are cut out of the same composite material, repeated. It becomes an average intake time for the first three fluid intakes, the three second liquid intakes and the three third fluid intakes certainly. Furthermore, the average amount of liquid in every 0.5 inch Segment of the three composite samples in the manner described above certainly.
Fluidaufnahmebewertungs-(FIE) TestFluidaufnahmebewertungs- (FIE) test
Der Fluidaufnahmebewertungs-(FIE) Test misst das Aufnahmevermögen eines Materials oder eines Verbundstoffes. Der Test besteht darin, einen absorbierenden Verbundstoff drei Flüssigkeitsbenetzungen zu unterwerfen, wobei jede Flüssigkeitsbenetzung bzw. jeder Flüssigkeitseintrag 30% des Sättigungskapazität des Verbundstoffes repräsentiert, wie sie in dem zuvor beschriebenen SC-Test bestimmt wird. Die drei Fiüssigkeitsbenetzungen liegen jeweils 15 Minuten auseinander.The Fluid Intake Assessment (FIE) test measures a person's absorption capacity Material or a composite. The test is one subjecting absorbent composite to three liquid wetting taking any liquid wetting or any liquid entry 30% of the saturation capacity of the composite represents as determined in the SC test described above. The three Fiüssigkeitsbenetzungen are 15 minutes apart.
Es wird ein Verbundstoff aus superabsorbierendem Material und Flusen durch Luftstrom auf einem Gewebe bis zu einem gewünschten Basisgewicht und einer gewünschten Dichte gebildet. Es wird eine Verbundstoffprobe auf eine gewünschte Größe geschnitten, in diesem Falle wird die Verbundstoffprobe zu einem 3.5 inch (8.89 cm) × 5 inch (12.70 cm) Rechteck geschnitten. Die Sättigungskapazität der Probe (mtotal) wird in der oben beschriebenen Weise bestimmt. Es wird ein Betrag gleich (0.30) × (mtotal) berechnet.A composite of superabsorbent material and lint is formed by air flow on a fabric to a desired basis weight and density. A composite sample is cut to a desired size, in which case the composite sample is cut into a 3.5 inch (8.89 cm) x 5 inch (12.70 cm) rectangle. The saturation capacity of the sample (m total ) is determined in the manner described above. An amount equal to (0.30) × (m total ) is calculated.
Ein
Flüssigkeitszugabeinstrument
Der Vorgang wird für zwei weitere Verbundstoffproben, die aus dem gleichen Verbundstoffmaterial herausgeschnitten werden, wiederholt. Es wird eine durchschnittliche Aufnahmezeit für die drei ersten, für drei zweiten und für die drei dritten Flüssigkeitsbenetzungen berechnet. Ferner wird eine durchschnittliche Gesamtaufnahmezeit bei Benetzung aus der Summe der ersten, zweiten und der dritten mittleren Aufnahmezeiten für die Benetzung berechnet.The Operation is for two more composite samples made from the same composite material be cut out, repeated. It will be an average Recording time for the first three, for three second and for the three third fluid wetting calculated. Furthermore, an average total recording time with wetting from the sum of the first, second and third mean recording times for the Wetting calculated.
Der Fachmann sieht leicht, dass die superabsorbierenden Materialien und die absorbierenden Verbundstoffe der vorliegenden Erfindung vorteilhafterweise bei der Herstellung einer Fülle von Produkten verwendbar sind, die einschließen, ohne jedoch einschränkend zu sein, absorbierende Produkte für die persönliche Hygiene, die für den Kontakt mit Körperflüssigkeiten gedacht sind. Derartige Produkte können lediglich eine einzelne Schicht des absorbierenden Verbundstoffes aufweisen oder können eine Kombination aus Elementen umfassen, wie sie zuvor beschrieben sind. Obwohl die superabsorbierenden Materialien und absorbierenden Verbundstoffe der vorliegenden Erfindung besonders geeignet sind für Produkte der persönlichen Hygiene, können die superabsorbierenden Materialien und absorbierenden Verbundstoffe vorteihafterweise für eine breite Fülle von Verbrauchsprodukten eingesetzt werden.It will be readily apparent to those skilled in the art that the superabsorbent materials and absorbent composites of the present invention advantageously benefit from the manufacture of an abundance of products reversible, which include, but are not limited to, personal hygiene absorbent products intended for contact with body fluids. Such products can include only a single layer of the absorbent composite or can comprise a combination of elements as previously described. Although the superabsorbent materials and absorbent composites of the present invention are particularly suitable for personal hygiene products, the superabsorbent materials and absorbent composites can be advantageously used for a wide variety of consumer products.
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter dargestellt, die nicht gedacht sind, in irgendeiner Weise Beschränkungen hinsichtlich des Schutzbereichs der Erfindung aufzuerlegen. Im Gegenteil, es ist klar, dass weitere andere Ausführungen, Modifizierungen und Äquivalente davon nach dem Studium dieser Beschreibung für den Fachmann selbstverständlich werden, ohne dass damit vom Grundgedanken der vorliegenden Erfindung und/oder dem Schutzbereich der angefügten Patentansprüche abzuweichen ist.The present invention is further illustrated by the following examples shown that are not intended to have any limitations impose on the scope of the invention. On the contrary, it is clear that other other designs, modifications and equivalents of which, after studying this description, become a matter of course for the specialist, without thereby departing from the basic idea of the present invention and / or the scope of protection of the attached claims is to deviate.
BEISPIELEEXAMPLES
In den folgenden Beispielen wurde absorbierende Verbundstoffe unter Verwendung der folgenden superabsorbierenden Materialien und faserartigen Materialien hergestellt:In The following examples have included absorbent composites Using the following superabsorbent materials and fibrous Materials made:
Superabsorbierendes Material:Super absorbent material:
AFA-177-9A, AFA-177-9B, AFA-177-140 und Drytech 2035, die von Dow Chemical Co, Midland, MI, geliefert wurden.AFA-177-9A, AFA-177-9B, AFA-177-140 and Drytech 2035, manufactured by Dow Chemical Co, Midland, MI.
Faserartiges Material:Fibrous material:
flusenartige Zellstofffasern, CR-1654, die von Alliance Forest Products, Coosa Pines, AI, geliefert wurden.lint- Cellular Fibers, CR-1654, available from Alliance Forest Products, Coosa Pines, AI, were delivered.
BEISPIEL 1EXAMPLE 1
Bestimmen der Partikelgrößenverteilung von superabsorbierenden MaterialprobenDetermine the particle size distribution of superabsorbent material samples
Es wurden zwei 100 g Proben von AFA-177-9A und AFA-177-9B von Dow Chemical Co., Midland, MI, geliefert. Die Partikelgrößenverteilung jeder Probe wurde gemessen, wobei das zuvor beschriebene PSD-Test-Verfahren angewendet wurde. Siebe mit den folgenden Öffnungsgrößen wurden für die Probe AFA-177-9A benutzt: 1680 μm, 1190 μm, 1000 μm und 850 μm. Siebe mit den folgenden Öffnungsgrößen wurden für die Probe AFA-177-9B benutzt: 150 μm, 105 μm und 63 μm. Die Partikelgrößenverteilungen der Proben AFA-177-9A und AFA-177-9B sind in den Tabellen 1 und 2 aufgeführt.It were two 100 g samples of AFA-177-9A and AFA-177-9B from Dow Chemical Co., Midland, MI. The particle size distribution of each sample was measured using the previously described PSD test method has been. Sieves with the following opening sizes were for the Sample AFA-177-9A used: 1680 μm, 1190 μm, 1000 μm and 850 μm. Sieves with the following opening sizes were for the Sample AFA-177-9B used: 150 μm, 105 μm and 63 μm. The Particle size distributions of samples AFA-177-9A and AFA-177-9B are listed in Tables 1 and 2.
Tabelle 1: Partikelgrößenverteilungen der Probe AFA-177-9A. Table 1: Particle size distributions of sample AFA-177-9A.
Tabelle 2: Partikelgrößenverteilungen der Probe AFA-177-9B. Table 2: Particle size distributions of sample AFA-177-9B.
Wie aus den Tabellen 1 und 2 oben ersichtlich ist, beträgt die Massenmittelwertpartikelgröße der Partikel in den Proben AFA-177-9A bzw. AFA-177-9B ungefähr 1100 μm bzw. 100 μm.How As can be seen from Tables 1 and 2 above, the mass average particle size of the particles is in samples AFA-177-9A and AFA-177-9B approximately 1100 μm and 100 μm, respectively.
BEISPIEL 2EXAMPLE 2
Herstellung absorbierender Verbundstoffe der vorliegenden Erfindungmanufacturing absorbent composites of the present invention
Es wurden absorbierende Verbundstoffe unter Anwendung des superabsorbierenden Materials AFA-177-140, das von Dow Chemical Co., Midland, MI, geliefert wurde, und Zellulosefasern CR-1654; die von Alliance Forest Products, Coosa Pines, AL; geliefert wurden, hergestellt. Das superabsorbierende Material AFA-177-140 besitzt im Wesentlichen die gleiche chemische Zusammensetzung wie die Proben AFA-177-9A und AFA-177-9B des Beispiels 1. Das superabsorbierende Material AFA-177-140 wurde unter Anwendung bekannter Verfahren gemahlen, um zwei Proben zu erhalten, die Probe 1A und die Probe 1B mit Partikelgrößenverteilungen, die ähnlich zu den Proben AFA-177-9A und AFA-177-9B sind, die im Beispiel 1 beschrieben sind. Die Verbundstoffe wurden mittels einer konventionellen Luftstromformierungseinheit hergestellt. Das Massenverhältnis der Probe 1A (große-Partikel) zur Probe 1B (kleine Partikel) in den Verbundstoffen wurde wie folgt variiert: 50:50, 70:30, 80:20 und 90:10. Die Verbundstoffe wiesen ein Gesamtsollbasisgewicht von 500 gsm, eine Solldichte von 0.2 g/cc und eine SAP-Konzentration von 50% in Bezug auf die Masse auf.It have been absorbent composites using the superabsorbent Materials AFA-177-140 supplied by Dow Chemical Co., Midland, MI and cellulose fibers CR-1654; Alliance Forest Products Coosa Pines, AL; were delivered, manufactured. The super absorbent Material AFA-177-140 has essentially the same chemical Composition as samples AFA-177-9A and AFA-177-9B of the example 1. The superabsorbent material AFA-177-140 was used known methods ground to obtain two samples, the sample 1A and Sample 1B with particle size distributions similar to Samples AFA-177-9A and AFA-177-9B described in Example 1 are. The composites were made using a conventional airflow forming unit manufactured. The mass ratio sample 1A (large particles) for sample 1B (small particles) in the composites was varied as follows: 50:50, 70:30, 80:20 and 90:10. The composites had a total target basis weight of 500 gsm, a target density of 0.2 g / cc and a SAP concentration of 50% in terms of mass.
Die Massenmittelwertpartikelgröße der Partikel in den Proben 1A und 1B bei einem Sättigungspegel von 30 gm mit 0.9%iger NaCl-Lösung pro gm von SAP wurde dann bestimmt. Ferner wurde der Hohlraumanteil in den gesättigten Packungen bzw. Einbettungen der superabsorbierenden Partikel und das spezifische Gewicht der Partikel experimentell bestimmt, wobei das experimentelle Verfahren zur Bestimmung des Geleinbettungshohlraums angewendet wurde. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 aufgeführt.The Mass average particle size of the particles in samples 1A and 1B at a saturation level of 30 gm 0.9% NaCl solution per gm of SAP was then determined. The void fraction in the saturated Packs or embeddings of the superabsorbent particles and the specific weight of the particles is determined experimentally, where the experimental procedure for determining the gel embedding cavity was applied. The results are shown in Table 3.
Tabelle 3: Parameter für die theoretische Partikelverhältnisberechnung Table 3: Parameters for the theoretical particle ratio calculation
Unter Anwendung der obigen Gleichungen zusammen mit den Werten für ν1 (der Hohlraumanteil in einem System mit Partikel der Probe 1A), ν2 (Hohlraumanteil in einem System aus der Partikel der Probe 1B), ρ1 ( das tatsächliche spezifische Gewicht der Partikel der Probe A1) und ρ2 (das tatsächliche spezifische Gewicht der Partikel der Probe 1B), die experimentell bestimmt wurden, wurde das theoretische optimale Verhältnis großer Partikel (Partikel der Probe 1A) zu kleinen Partikel (Partikel der Probe 1B) in der unten gezeigten Weise bestimmt.Using the above equations along with the values for ν 1 (the void fraction in a system with particles from sample 1A), ν 2 (void fraction in a system from the particles with sample 1B), ρ 1 (the actual specific weight of the particles of the Sample A1) and ρ 2 (the actual specific weight of the particles of Sample 1B), which were determined experimentally, became the theoretical optimal ratio of large particles (particles of Sample 1A) to small particles (particles of Sample 1B) in the manner shown below certainly.
Der
theoretische Anteil des Gewichts jeder Komponente sollte sein:
φ1/Φ =
Gewicht in Prozent der Komponente:
φ 1 / Φ = weight in percent of the component:
Da von beiden Komponenten angenommen wird, dass sie sich auf dem gleichen Sättigungspegel beim Gleichgewicht befinden, sind die Trockengewichtsanteile gleich den zuvor berechneten gesättigten Gewichtsanteilen.There Both components are believed to be on the same Saturation level at Equilibrium, the dry weight fractions are equal to that previously calculated saturated Weight.
BEISPIEL 3EXAMPLE 3
Herstellung von absorbierenden Verbundstoffen als Kontrollproben unter Anwendung einer konventionellen Partikelgrößenverteilungmanufacturing of absorbent composites using as control samples a conventional particle size distribution
Es wurde ein absorbierender Kontrollverbundstoff hergestellt, in dem die gleichen Materialien wie im Beispiel 2 verwendet wurden, mit der Ausnahme, dass das superabsorbierende Material eine Partikelgrößenverteilung im Bereich von 0. bis 850 Mikrometer aufwies. Diese Kontrollprobe wird im Weiteren als Kontrollprobe 1 bezeichnet. Insbesondere wurde bestimmt, dass in Kontrollprobe 1 eine Partikelgrößeverteilung in der nachfolgend gezeigten Weise vorlag.It an absorbent control composite was made in which the same materials as in Example 2 were used with except that the superabsorbent material has a particle size distribution in the range of 0 to 850 microns. This control sample is referred to below as control sample 1. In particular, was determines that in control sample 1 a particle size distribution was in the manner shown below.
Tabelle 4: Massenmittelwertpartikelgrößenverteilung der Kontrollprobe 1 Table 4: Mass average particle size distribution of control sample 1
Es wurde ein zweiter Kontrollverbundstoff hergestellt, wobei 50% Drytech 2035, das von Dow Chemical Co., Midland, MI, geliefert wurde und 50% Alliance CR-1654 Flusen, die von Alliance Forest Products, Coosa Pines, AI, geliefert wurden, benutzt wurden. Dieser Ver bundstoff wurde hergestellt, um die Verbundstoffe der vorliegenden Endung mit einem Verbundstoff mit einem repräsentativen superabsorbierenden Material, das in kommerziellen Produkten eingesetzt wird, zu vergleichen. Der Kontrollverbundstoff mit dem Drytech 2035 wird im Weiteren als Kontrollprobe 2 bezeichnet. Tabelle 5 zeigt die Partikelgrößenverteilung der Kontrollprobe 2.It a second control composite was made using 50% Drytech 2035, supplied by Dow Chemical Co., Midland, MI, and 50% Alliance CR-1654 lint made by Alliance Forest Products, Coosa Pines, AI, were used. This composite was manufactured using the composites of the present extension with a composite with a representative superabsorbent Compare material used in commercial products. The control composite with the Drytech 2035 is hereinafter referred to as Control sample 2 designated. Table 5 shows the particle size distribution the control sample 2.
Tabelle 5: Massenmittelwertpartikelgrößenverteilung der Kontrollprobe 2 Table 5: Weight average particle size distribution of control sample 2
BEISPIEL 4EXAMPLE 4
Das Saugverhalten absorbierender Verbundstoffe der vorliegenden Erfindung und der KontrollverbundstoffeThe absorption behavior more absorbent Composites of the present invention and control composites
Das Saugverhalten der Verbundstoffe der Beispiele 2 und 3 wurde bewertet, indem der Test für die unterbrochene vertikale Saugwirkung (IVW), der zuvor beschrieben ist, angewendet wurde. Es wurde die Fluidverteilung in jedem Verbundstoff nach der dritten Flüssigkeitsbenetzung analysiert, indem die Flüssigkeitsmenge in jedem 0.5 inch-Segment des Verbundstoffes bestimmt wurde. Die Flüssigkeitsmenge in jedem Abschnitt wurde durch die Flüssigkeitsmenge für diese Probe in dem 0–0.5 inch-Segment für diese Probe dividiert. Dieser Wert wurde mit 100 multipliziert, um den Prozentsatz zu erhalten; der in Tabelle 6 nachfolgend dargestellt ist.The Suction behavior of the composites of Examples 2 and 3 was evaluated, by testing for the interrupted vertical suction (IVW) described earlier is applied. There was fluid distribution in each composite after the third liquid wetting analyzed by the amount of liquid was determined in each 0.5 inch segment of the composite. The amount of liquid in each section was by the amount of liquid for this Sample in the 0-0.5 inch segment for divided this sample. This value was multiplied by 100 to get the percentage; shown in Table 6 below is.
Tabelle 6: Durchschnittliche Fluidverteilung nach der dritten Benetzung Table 6: Average fluid distribution after the third wetting
Wie aus den Daten in Tabelle 6 entnommen werden kann, wurde eine bessere Fluidverteilung und eine bessere Ansaugung bei den Verbundstoffen beobachtet, die eine bimodale Größenverteilung der superabsorbierenden Partikel enthalten. Dies wird durch die größeren Mengen an Fluid, die in den höheren Bereichen der Verbundstoffe (> 5 inch) angeordnet sind, deutlich.As can be seen from the data in Table 6, a better fluid distribution and a better suction was observed for the composites that contain a bimodal size distribution of the superabsorbent particles. This is evident from the larger amounts of fluid located in the higher areas of the composites (> 5 inches).
Die Fluidverteilung der absorbierenden Verbundstoffe der vorliegenden Erfindung wurde durch das Vorhandensein einer bimodalen Partikelgrößenverteilung verbessert, wie dies durch die erhöhte Menge an Fluid in den höheren Bereichen der Verbundstoffe verdeutlicht wird. Die Rate der Fluidaufnahme während des IVW-Test wurde ebenso in einigender bimodalen Systeme als verbessert erkannt, wie dies in den Tabellen 7 und 8 nachfolgend dargestellt ist.The Fluid distribution of the absorbent composites of the present Invention was made by the presence of a bimodal particle size distribution improved as this by the increased amount of fluid in the higher areas the composite is made clear. The rate of fluid intake while The IVW test has also been improved in some bimodal systems recognized as shown in Tables 7 and 8 below is.
Tabelle 7: Gemittelt Aufnahme bei der dritten Benetzung gegenüber der Zeit Table 7: Average absorption with the third wetting versus time
Tabelle 8: gemittelte Aufnahme nach dritter Benetzung Table 8: Average absorption after third wetting
Wie in Tabelle 7 und 8 erkennbar ist, wurden die Ansaugraten durch den Anteil großer und kleiner Partikel, die in dem absorbierenden Verbundstoff vorhanden sind, beeinflusst. Die gemittelte Fluidaufnahme nach der dritten Benetzung impliziert, dass das Vorhandensein zu vieler kleiner Partikel oder zu vieler großer Partikel sich negativ auf die Ansaugrate des Verbundstoffes auswirkt. Es wird angenommen, dass die Tendenz kleiner Partikel, eine Gel-Blockierung zu bewirken, und die reduzierte Kapillarwirkung, die durch die großen Partikel hervorgerufen wird, die Saugrate des Verbundstoffes negativ beeinflussen.How can be seen in Tables 7 and 8, the suction rates by the Share large and small particles present in the absorbent composite are influenced. The average fluid intake after the third Wetting implies that there are too many small particles or too many big ones Particle has a negative effect on the suction rate of the composite. It is believed that the tendency for small particles to gel blocking and the reduced capillary action caused by the large particles will adversely affect the suction rate of the composite.
Es sollte ferner beachtet werden, dass die Saugrate eines absorbierenden Verbundstoffes mit einer bimodalen Partikelverteilung und einem 80:20 Gewichtsverhältnis eine Verbesserung im Vergleich zu den Kontrollverbundstoffen mit einer regulären Partikelverteilung zeigten.It it should also be noted that the suction rate of an absorbent Composite with a bimodal particle distribution and a 80:20 weight ratio an improvement over the control composites with a regular Showed particle distribution.
Die obigen Daten aus den Tabellen 6 bis 8 deuten darauf hin, dass die Fluidverteilung und die Saugrate in Verbundstoffen verbessert werden kann, die das richtige Verhältnis großer Partikel und kleiner Partikel in einer bimodalen Größenverteilung superabsorbierenden Partikel enthalten.The The above data from Tables 6 to 8 indicate that the Fluid distribution and the suction rate in composites can be improved can that the right ratio greater Particles and small particles in a bimodal size distribution contain superabsorbent particles.
BEISPIEL 5EXAMPLE 5
Fluidaufnahmeverhalten absorbierender Verbundstoffe der vorliegenden Endung und der KontrollverbundstoffeFluid intake behavior absorbent composites of the present extension and control composites
Das Aufnahmeverhalten der Verbundstoffe aus Beispiel 2 und den Kontrollverbundstoffen aus Beispiel 3 wurde durch Anwenden der Fluidaufnahmebewertung (FIE), wie es zuvor in dem Abschnitt "Testverfahren" beschrieben ist, bewertet. Die FIE-Ergebnisse sind unten in Tabelle 9 aufgeführt.The Absorption behavior of the composites from Example 2 and the control composites Example 3 was determined by applying the Fluid Intake Rating (FIE), as previously described in the "Test Procedure" section rated. The FIE results are shown in Table 9 below.
Tabelle 9: FIE-Ergebnisse für absorbierende Verbundstoffe Table 9: FIE results for absorbent composites
Wie aus den Daten in Tabelle 9 zu erkennen ist, zeigten die Verbundstoffproben mit einem Gewichtsverhältnis des superabsorbierenden Materials von 80 Gewichtsprozent der Probe 1A (große Partikel) zu 20 Gewichtsprozent der Probe 1B (kleine Partikel) die geringste gemittelte Aufnahmezeit bei der gesamten Benetzung sowie die geringste durchschnittliche Aufnahmezeit bei der zweiten und bei der dritten Benetzung.How The composite samples showed from the data in Table 9 with a weight ratio of the superabsorbent material of 80 percent by weight of the sample 1A (large Particles) to 20 percent by weight of sample 1B (small particles) lowest averaged recording time for the total wetting as well the lowest average recording time for the second and with the third wetting.
BEISPIEL 6EXAMPLE 6
Bestimmung der Anschwellzeit superabsorbierender Partikel im erfindungsgemäßen absorbierenden VerbundstoffenDetermination of the swelling time superabsorbent particles in the absorbent composite according to the invention
Die Anschwellzeit der großen Partikel der Probe AFA-177-9A und der kleinen Partikel der Probe AFA-177-9B wurde bestimmt, wobei der Abschmutzungs-FAUZL-Test angewendet wurde, wie er zuvor beschrieben ist. Die Ergebnisse des Tests sind in Tabelle 10 unten aufgeführt.The Swelling time of the large Particles from sample AFA-177-9A and small particles from sample AFA-177-9B was determined using the Soil FAUZL test as previously described. The results of the test are in table 10 listed below.
Tabelle 10: Anschwellzeit der superabsorbierenden Partikel Table 10: Swelling time of the superabsorbent particles
Die zuvor dargestellten Beispiele sind bevorzugte Ausführungsformen und sollen nicht den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung in irgendeiner Weise beschränken. Diverse Modifizierungen und andere Ausführungsformen und Anwendungen der offenbarten superabsorbierenden Polymere, die für den Fachmann nunmehr deutlich werden, sind ebenso im Schutzbereich der vorliegenden Erfindung liegend zu betrachten.The Examples shown above are preferred embodiments and are not intended to limit the scope of the present invention in restrict in any way. Various modifications and other embodiments and applications of the disclosed superabsorbent polymers, which are now known to those skilled in the art are also within the scope of the present invention to look at lying.
ZusammenfassungSummary
Die vorliegende Erfindung richtet sich an einen absorbierenden Verbundstoff mit einem superabsorbierenden Material. Das superabsorbierende Material liegt in Form superabsorbierender Partikel vor mit einer bimodalen Partikelgrößenverteilung. Die Anwendung eines superabsorbierenden Materials mit einer bimodalen Größenverteilung in der absorbierenden Struktur führt zu einer verbesserten Fluidverteilung und Fluidaufnahme des absorbierenden Verbundstoffes. Der absorbierende Verbundstoff der vorliegenden Erfindung ist in Wegewerfprodukten für die persönliche Hygiene verwendbar.The The present invention is directed to an absorbent composite with a super absorbent material. The super absorbent material is in the form of superabsorbent particles with a bimodal Particle size distribution. The use of a superabsorbent material with a bimodal size distribution leads in the absorbent structure to improve fluid distribution and fluid absorption of the absorbent Composite. The absorbent composite of the present Invention can be used in disposable products for personal hygiene.
Claims (44)
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US09/974,164 | 2001-10-09 | ||
US09/974,164 US6849844B2 (en) | 2000-10-12 | 2001-10-09 | 2-D microscopic tomographic systems utilizing 2-D deflection sensors |
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