DE112008000012T5

DE112008000012T5 - Einwegabsorptionsartikel mit verbesserten Absorptionseigenschaften mit im Wesentlichen kontinuierlich verteiltem Polymerteilchen-Absorptionsmaterial

Info

Publication number: DE112008000012T5
Application number: DE200811000012
Authority: DE
Inventors: Harald Hermann Hundorf; Holger Beruda; Horst Chincinnati Blessing; Peter Dziezok; Axel Krause; Matthias Schmidt; Lutz Stelzig
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 2007-06-18
Filing date: 2008-06-13
Publication date: 2009-04-23
Also published as: CA2690937C; GB2454304B; CN101677890A; GB2454304A8; GB2454304C; GB2454304B8; EP2157951A2; CA2690937A1; JP2010529877A; GB0817853D0; US20080312625A1; WO2008155701A2; WO2008155701A3; EP2157951B1; GB2454304A

Abstract

Einwegabsorptionsartikel, umfassend:
eine Grundeinheit, die eine Oberschicht und eine Unterschicht einschließt; und
einen im Wesentlichen cellulosefreien Absorptionskern, der sich zwischen der Oberschicht und der Unterschicht befindet und Folgendes einschließt:
eine erste und eine zweite Absorptionsschicht, wobei die erste Absorptionsschicht ein erstes Substrat enthält und die zweite Absorptionsschicht ein zweites Substrat enthält;
Polymerteilchen-Absorptionsmaterial, das auf dem ersten und dem zweiten Substrat angelagert ist, wobei das Polymerteilchen-Absorptionsmaterial eine Kochsalzlösungs-Fließleitfähigkeit von mehr als 100 × 10^–7 cm³·s/g, mehr als 70 × 10^–7 cm³·s/g und eine Zentrifugenretentionskapazität von mehr als 20 g/g, größer als 25 g/g aufweist; und
thermoplastisches Klebstoffmaterial, das das Polymerteilchen-Absorptionsmaterial auf dem jeweiligen ersten und zweiten Substrat bedeckt,
wobei die erste und die zweite Absorptionsschicht miteinander so kombiniert sind, dass mindestens ein Teil des thermoplastischen Klebstoffmaterials der ersten Absorptionsschicht mindestens einen Teil des thermoplastischen Klebstoffmaterials der zweiten Absorptionsschicht berührt, das absorbierende teilchenförmige Polymermaterial zwischen dem...

Description

RÜCKVERWEISUNG AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 60/936,150, eingereicht am 18. Juni 2007.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft generell einen Absorptionsartikel und spezieller einen Einwegabsorptionsartikel, wie eine Windel, mit verbesserten Absorptionseigenschaften.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Absorptionsartikel, wie Einwegwindeln, Übungshöschen und Inkontinenzunterwäsche für Erwachsene, absorbieren Körperausscheidungen und halten diese zurück. Sie sollen auch verhindern, dass Körperausscheidungen Kleidung oder andere Artikel, wie Bettwäsche, die mit dem Träger in Kontakt kommen, verschmutzen, benässen oder anderweitig verunreinigen. Ein Einwegabsorptionsartikel, wie eine Einwegwindel, kann für mehrere Stunden in einem trockenen Zustand oder in einem mit Urin beladenen Zustand getragen werden. Dementsprechend sind Bemühungen unternommen worden, um den Sitz und Komfort des Absorptionsartikels für den Träger zu verbessern, sowohl wenn der Artikel trocken ist, als auch wenn der Artikel vollständig oder teilweise mit flüssigen Ausscheidungen beladen ist, wobei die Absorptions- und Einbehaltungsfunktionen des Artikels bewahrt oder verbessert werden.
Einige Absorptionsartikel, wie Windeln, enthalten ein polymeres Absorptionsmaterial, wie ein absorbierendes teilchenförmiges Polymermaterial. Polymeres Absorptionsmaterial absorbiert Flüssigkeit und quillt. Absorptionsartikel können relativ dünn und flexibel gemacht werden, wenn sie mit polymerem Absorptionsmaterial hergestellt werden, und dünne und flexible Absorptionsartikel können besser und komfortabler passen und können ordentlicher und praktischer verpackt und gelagert werden. Generell gilt, je effektiver das Polymerteilchen-Absorptionsmaterial als Absorptionsmittel ist, umso dünner und flexibler kann der Absorptionsartikel, der das Polymerteilchen-Absorptionsmaterial enthält, sein.
Somit bleibt eine Notwendigkeit nach einem noch effektiveren polymeren Absorptionsmaterial und noch dünneren und flexibleren Absorptionsartikeln.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein oder mehrere vorstehend beschriebene technische Probleme und stellt einen Einwegabsorptionsartikel bereit, der eine Grundeinheit und einen im Wesentlichen cellulosefreien Absorptionskern, der sich zwischen der Oberschicht und der Unterschicht und polymeres Absorptionsmaterial enthält, umfassen kann, wobei das Polymerteilchen-Absorptionsmaterial eine Kochsalzlösungs-Weiterleitung von mehr als ungefähr 100 × 10^–7 cm³·s/g und eine Zentrifugenretentionskapazität von mehr als ungefähr 20 g/g aufweist.
Gemäß einem anderen Gesichtspunkt dieser Erfindung wird ein Absorptionskern wie vorstehend beschrieben bereitgestellt.
Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung können beim Lesen der folgenden ausführlichen Beschreibung, der Zeichnungen und der Ansprüche offensichtlich werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Draufsicht einer Windel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Querschnittsansicht der in 1 dargestellten Windel, vorgenommen entlang der Schnittlinie 2-2 von 1.
3 ist eine Teilquerschnittsansicht einer Absorptionskernschicht gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung.
4 ist eine Teilquerschnittsansicht einer Absorptionskernschicht gemäß einer anderen Ausführungsform dieser Erfindung.
5 ist eine Draufsicht der Absorptionskernschicht, die in 3 dargestellt ist.
6 ist eine Draufsicht einer zweiten Absorptionskernschicht gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung.
7a ist eine Teilschnittansicht eines Absorptionskern, der eine Kombination der ersten und der zweiten Absorptionskernschichten, die in 5 und 6 dargestellt sind, umfasst.
7b ist eine Teilschnittansicht eines Absorptionskerns, der eine Kombination der ersten und der zweiten Absorptionskernschichten, die in 5 und 6 dargestellt sind, umfasst.
8 ist eine Draufsicht des Absorptionskerns, der in 7a und 7b dargestellt ist.
9 ist eine schematische Darstellung eines Rheometers.
10 ist eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Herstellen eines Absorptionskerns gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung.
11 ist eine Teilschnittansicht einer Vorrichtung zum Herstellen eines Absorptionskerns gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung.
12 ist eine perspektivische Ansicht der in 11 dargestellten Druckwalze.
13 ist eine Teilschnittansicht der in 12 dargestellten Druckwalze, die ein Reservoir für absorbierendes teilchenförmiges Polymermaterial zeigt.
14 ist eine perspektivische Ansicht der in 12 abgebildeten Stützwalze.
15 ist eine perspektivische Ansicht einer „Windelschüttelmaschine" zum Gebrauch beim Durchführen eines Nassimmobilisierungstests.
16 ist eine Teilquerschnittsseitenansicht eines geeigneten Durchlässigkeitsmesssystems zum Durchführen des Kochsalzlösungs-Weiterleitungstests.
17 ist eine Querschnittsseitenansicht einer Kolben/Zylinder-Anordnung zum Gebrauch beim Durchführen des Kochsalzlösungs-Weiterleitungstests.
18 ist eine Draufsicht eines Kolbenkopfes, der zum Gebrauch in der Kolben/Zylinder-Anordnung, die in 17 dargestellt ist, geeignet ist.
19 ist eine Querschnittsseitenansicht der Kolben/Zylinder-Anordnung von 17, die für die Quellphase auf einer gefritteten Platte angeordnet ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
„Absorptionsartikel" bezieht sich auf Vorrichtungen, die Körperausscheidungen absorbieren und zurückhalten, und bezieht sich genauer auf Vorrichtungen, die gegenüber dem Körper oder in der Nähe des Körpers des Trägers platziert werden, um die verschiedenen vom Körper abgegebenen Ausscheidungen zu absorbieren und zurückzuhalten. Absorptionsartikel können Windeln, Übungshöschen, Inkontinenzunterwäsche für Erwachsene, Damenhygieneprodukte, Stilleinlagen, Betteinlagen, Lätzchen, Wundverbandsprodukte und dergleichen einschließen. Wie hier verwendet, schließt der Begriff „Körperfluide" oder „Körperausscheidungen", ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Urin, Blut, Vaginalausscheidungen, Muttermilch, Schweiß und Fäkalmaterial ein.
„Absorptionskern" bezeichnet eine Struktur, die in der Regel zwischen einer oberen Lage bzw. Oberschicht und einer unteren Lage bzw. Unterschicht eines Ab sorptionsartikels angeordnet ist, um Flüssigkeit, die vom Absorptionsartikel empfangen wird, zu absorbieren und einzubehalten, und kann ein oder mehrere Substrate, polymeres Absorptionsmaterial, das auf dem einen oder den mehreren Substraten angeordnet ist, und eine thermoplastische Zusammensetzung auf dem absorbierenden teilchenförmigen Polymermaterial und mindestens einen Teil des einen oder der mehreren Substrate zum Immobilisieren des absorbierenden teilchenförmigen Polymermaterials auf dem einen oder den mehreren Substraten umfassen. In einem mehrschichtigen Absorptionskern kann der Absorptionskern auch eine Deckschicht beinhalten. Das eine oder die mehreren Substrate und die Deckschicht können einen Vliesstoff umfassen. Außerdem ist der Absorptionskern im Wesentlichen cellulosefrei. Der Absorptionskern enthält kein Aufnahmesystem, keine Oberschicht und keine Unterschicht des Absorptionsartikels. In einer bestimmten Ausführungsform würde der Absorptionskern im Wesentlichen aus dem einen oder den mehreren Substraten, dem polymeren Absorptionsmaterial, der thermoplastischen Zusammensetzung und wahlweise der Deckschicht bestehen.
„Polymeres Absorptionsmaterial", „gelierendes Absorptionsmaterial", „AGM", „Superabsorber" und „Superabsorber-Material" werden hierin austauschbar verwendet und beziehen sich auf vernetzte Polymermaterialien, die mindestens das Fünffache ihres Gewichts an 0,9%-iger wässriger Salzlösung absorbieren können, wie mit dem Zentrifugenretentionskapazitätstest (Edana 441.2-01) gemessen.
„Absorbierendes teilchenförmiges Polymermaterial" wird hierin verwendet, um ein polymeres Absorptionsmaterial zu bezeichnen, das in Teilchenform vorliegt, so dass es in trockenem Zustand fließfähig ist.
„Bereich für absorbierendes teilchenförmiges Polymermaterial", wie hier verwendet, bezieht sich auf den Bereich des Kerns, worin das erste Substrat 64 und das zweite Substrat 72 durch eine Vielzahl von Superabsorber-Teilchen voneinander getrennt werden. In 8 wird die Grenze des Bereichs für das absorbierende teilchenförmige Polymermaterial durch den Umfang der sich überschneidenden Kreise definiert. Es können einige unerhebliche Superabsorber-Teilchen außerhalb dieses Umfangs zwischen dem ersten Substrat 64 und dem zweiten Substrat 72 vorliegen.
„Luftfilz" bzw. „Airfelt" wird hierin verwendet, um sich auf zerriebenen Holzzellstoff, der eine Form von Cellulosefaser ist, zu beziehen.
„Umfassen", „umfassend" und „umfasst" sind offene Ausdrücke, welche jeweils das Vorhandensein von dem was folgt, z. B. einen Bestandteil, bezeichnen, die aber das Vorhandensein von anderen Merkmalen, z. B. Elementen, Schritten, Bestandteilen, die in der Technik bekannt sind oder hierin offenbart sind, nicht ausschließen.
„Bestehend im Wesentlichen aus" wird hierin verwendet, um den Umfang des zugrundeliegenden Gegenstands, beispielsweise in einem Anspruch, auf die angegebenen Materialien oder Schritte und jene, die die grundlegenden und neuartigen Eigenschaften des zugrundeliegenden Gegenstands nicht wesentlich beeinflussen, zu beschränken.
„Einweg-" wird in seinem herkömmlichen Sinn verwendet und bezeichnet einen Artikel, der nach einer begrenzten Anzahl von Gebrauchsereignissen über variierende Zeitspannen, zum Beispiel weniger als ungefähr 20 Ereignisse, weniger als ungefähr 10 Ereignisse, weniger als ungefähr 5 Ereignisse oder weniger als ungefähr 2 Ereignisse, entsorgt oder weggeworfen wird.
„Windel" bezieht sich auf einen Absorptionsartikel, der im Allgemeinen von Kleinkindern und inkontinenten Personen so um den Unterleib herum getragen wird, dass er die Taille und die Beine des Trägers umschließt, und der speziell angepasst ist, um Urin- und Fäkalexkremente aufzunehmen und einzubehalten. Wie hier verwendet, umfasst der Begriff „Windel" auch „Windelhosen", wie nachstehend definiert.
„Faser" und „Faden" bzw. „Filament" werden austauschbar verwendet.
Ein „Vliesstoff" ist eine gefertigte Lage, Bahn oder Matte aus richtungsmäßig oder zufällig ausgerichteten Fasern, die durch Reibung und/oder Kohäsion und/oder Ad häsion aneinander gebunden sind, ausschließlich Papier und Produkten, die gewebt, gestrickt, getuftet, unter Einschluss von Bindegarnen oder -fäden nähgewirkt oder durch Nassmahlen gefilzt wurden, gleich, ob sie zusätzlich genadelt sind oder nicht. Die Fasern können natürlichen oder künstlichen Ursprungs sein und können Stapel- oder kontinuierliche Fäden oder in situ gebildet sein. Im Handel erhältliche Fasern besitzen Durchmesser im Bereich von weniger als etwa 0,001 mm bis mehr als etwa 0,2 mm und liegen in mehreren verschiedenen Formen vor: Kurze Fasern (bekannt als Stapel- oder Schnittfaser), Endloseinzelfasern (Filamente oder Monofilamente), unverdrehte Bündel von Endlosfäden (Kabel) und verdrehte Bündel von Endlosfäden (Garn). Vliesstoffe können durch viele Verfahren hergestellt werden, wie Schmelzblasen, Schmelzspinnen, Lösungsmittelspinnen, Elektrospinnen und Kardieren. Das Basisgewicht der Vliesstoffe wird üblicherweise in Gramm pro Quadratmeter ausgedrückt. „Hose" oder „Übungshöschen", wie hier verwendet, bezieht sich auf Einwegkleidungsstücke mit einer Taillenöffnung und Beinöffnungen, die für Kleinkinder oder erwachsene Träger ausgelegt sind. Eine Hose kann durch Stecken der Beine des Trägers in die Beinöffnungen und Hochziehen der Hose in ihre Position um den Unterleib eines Trägers am Träger positioniert. Eine Hose kann durch jede geeignete Technik vorgefertigt werden, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf Verbinden von Abschnitten des Artikels mit wiederverschließbaren und/oder nicht wiederverschließbaren Bindungen (z. B. Naht, Schweißung, Klebstoff Bindung, Befestigungsmittel usw.). Eine Hose kann an einer beliebigen Stelle entlang des Umfangs des Artikels vorgefertigt werden (z. B. seitlich befestigt, im vorderen Taillenbereich befestigt). Obwohl hierin die Begriffe „Hose" oder „Höschen" verwendet werden, werden Hosen allgemein auch als „geschlossene Windeln", „vorbefestigte Windeln", „Anziehwindeln", „Übungshöschen" und „Windelhosen" bezeichnet. Geeignete Hosen sind in US-Patent Nr. 5,246,433 , erteilt an Hasse et al. am 21. September 1993, US-Patent Nr. 5,569,234 , erteilt an Buell et al. am 29. Oktober 1996; US-Patent Nr. 6,120,487 , erteilt an Ashton am 19. September 2000; US-Patent Nr. 6,120,489 , erteilt an Johnson et al. am 19. September 2000; US-Patent Nr. 4,940,464 , erteilt an Van Gompel et al. am 10. Juli 1990; US-Patent Nr. 5,092,861 , erteilt an Nomura et al. am 3. März 1992; US-Patent Veröffentlichungsnr. 2003/0233082 A1 mit dem Titel „Highly Flexible And Low Deformation Fastening Device", eingereicht am 13. Juni 2002; US-Patent Nr. 5,897,545 , erteilt an Kline et al. am 27. April 1999; US-Patent Nr. 5,957,908 , erteilt an Kline et al. am 28. September 1999, offenbart.
„Im Wesentlichen cellulosefrei" wird hierin verwendet, um einen Artikel, wie einen Absorptionskern, zu beschreiben, der zu weniger als 10 Gew.-% Cellulosefasern, zu weniger als 5 Gew.-% Cellulosefasern, zu weniger als 1 Gew.-% Cellulosefasern, keine Cellulosefasern oder nicht mehr als eine unerhebliche Menge an Cellulosefasern enthält. Eine unerhebliche Menge an Cellulosematerial würde die Dünnheit, Flexibilität oder das Absorptionsvermögen eines Absorptionskerns nicht erheblich beeinflussen.
„Im Wesentlichen kontinuierlich verteilt", wie hier verwendet, gibt an, dass innerhalb des Bereichs für absorbierendes teilchenförmiges Polymermaterial das erste Substrat 64 und das zweite Substrat 72 durch eine Vielzahl von Superabsorber-Teilchen voneinander getrennt sind. Es versteht sich, dass es gelegentliche kleinere Kontaktflächen zwischen dem ersten Substrat 64 und dem zweiten Substrat 72 innerhalb des Bereichs für absorbierendes teilchenförmiges Polymermaterial geben kann. Gelegentliche Kontaktflächen zwischen dem ersten Substrat 64 und dem zweiten Substrat 72 können beabsichtigt oder unbeabsichtigt (z. B. herstellungsbedingt) sein, bilden jedoch keine Geometrien wie Kissen, Taschen, Röhren, Steppmuster und dergleichen.
Es versteht sich, dass „thermoplastisches Klebstoffmaterial", wie hier verwendet, eine Polymerzusammensetzung umfasst, aus der Fasern gebildet und auf das Superabsorber-Material aufgetragen werden, um das Superabsorber-Material in sowohl trockenem als auch nassem Zustand zu immobilisieren. Das thermoplastische Klebstoffmaterial der vorliegenden Erfindung bildet ein faseriges Netzwerk über dem Superabsorber-Material.
„Dicke” und „Dickenmaß" werden hierin austauschbar verwendet.
1 ist eine Draufsicht einer Windel 10 gemäß einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Windel 10 ist in ihrem flach ausgebreiteten, unkontrahierten Zustand (d. h. ohne elastisch induzierte Kontraktion) dargestellt, und Teile der Windel 10 sind weggeschnitten, um die darunter liegende Struktur der Windel 10 deutlicher zu zeigen. Ein Teil der Windel 10, der einen Träger berührt, weist in 1 zum Betrachter. Die Windel 10 kann generell eine Grundeinheit 12 und einen Absorptionskern 14, der in der Grundeinheit angeordnet ist, umfassen.
Die Grundeinheit 12 der Windel 10 in 1 kann den Hauptkörper der Windel 10 umfassen. Die Grundeinheit 12 kann eine Außenabdeckung 16 umfassen, einschließlich einer Oberschicht 18, die flüssigkeitsdurchlässig sein kann, und/oder einer Unterschicht 20, die flüssigkeitsundurchlässig sein kann. Der Absorptionskern 14 kann zwischen der Oberschicht 18 und der Unterschicht 20 eingeschlossen sein. Die Grundeinheit 12 kann auch Seitenfelder 22, elastisch gemachte Beinbündchen 24 und ein elastisches Taillenelement 26 beinhalten.
Die Beinbündchen 24 und das elastische Taillenelement 26 können in der Regel jeweils Elastikelemente 28 umfassen. Ein Endabschnitt der Windel 10 kann als erster Taillenbereich 30 der Windel 10 konfiguriert sein. Ein gegenüberliegender Endabschnitt der Windel 10 kann als zweiter Taillenbereich 32 der Windel 10 konfiguriert sein. Ein Zwischenabschnitt der Windel 10 kann als Schrittbereich 34 konfiguriert sein, der sich in Längsrichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Taillenbereich 30 und 32 erstreckt. Die Taillenbereiche 30 und 32 können Elastikelemente enthalten, so dass sie sich um die Taille des Trägers herum raffen, um verbesserten Sitz und verbesserte Einbehaltung bereitzustellen (elastisches Taillenelement 26). Der Schrittbereich 34 ist der Teil der Windel 10, der, wenn die Windel 10 getragen wird, generell zwischen den Beinen des Trägers angeordnet ist.
Die Windel 10 ist in 1 mit ihrer Längsachse 36 und ihrer Querachse 38 abgebildet. Der Umfang 40 der Windel 10 wird durch die Außenränder der Windel 10 definiert, wobei die Längsränder 42 generell parallel zur Längsachse 36 der Windel 10 verlaufen und die Endränder 44 zwischen den Längsrändern 42 generell parallel zur Querachse 38 der Windel 10 verlaufen. Die Grundeinheit 12 kann auch ein Befestigungssystem umfassen, das mindestens ein Befestigungselement 46 und mindestens einen bereitgehaltenen Anlegebereich 48 beinhalten kann.
Die Windel 20 kann auch solche anderen Merkmale einschließen, wie sie dem Stand der Technik entsprechen, einschließlich vorderer und hinterer Flügelfelder, Taillenverschlussmerkmalen, Gummibändern und dergleichen, um für bessere Sitz-, Einbehaltungs- und Ästhetikeigenschaften zu sorgen. Solche zusätzlichen Merkmale sind in der Technik gut bekannt und sind z. B. in US-Patent Nr. 3,860,003 und US-Patent Nr. 5,151,092 beschrieben.
Um die Windel 10 am Träger an Ort und Stelle zu halten, ist mindestens ein Abschnitt des ersten Taillenbereichs 30 mit dem Befestigungselement 46 an mindestens einem Abschnitt des zweiten Taillenbereichs 32 befestigt, um Beinöffnung(en) und eine Artikeltaille zu bilden. Bei Befestigung trägt das Befestigungssystem eine Zuglast um die Artikeltaille herum. Das Befestigungssystem kann es einem Benutzer des Artikels ermöglichen, ein Element des Befestigungssystems, wie das Befestigungselement 46, zu halten und den ersten Taillenbereich 30 mit dem zweiten Taillenbereich 32 an mindestens zwei Stellen zu verbinden. Dies kann durch Beeinflussung von Bindungsstärken zwischen den Befestigungseinrichtungselementen erreicht werden.
Gemäß bestimmten Ausführungsformen kann die Windel 10 mit einem wiederverschließbaren Befestigungssystem versehen sein oder kann als Alternative in der Form einer hosenartigen Windel bereitgestellt sein. Wenn der Absorptionsartikel eine Windel ist, kann diese ein wiederverschließbares Befestigungssystem umfassen, das mit der Grundeinheit verbunden ist, um die Windel an einem Träger zu befestigen. Wenn der Absorptionsartikel eine hosenartige Windel ist, kann der Artikel mindestens zwei Seitenfelder umfassen, die mit der Grundeinheit und miteinander verbunden sind, um eine Hose zu bilden. Das Befestigungssystem und jeglicher Bestandteil davon können ein beliebiges Material einschließen, das für eine solche Verwendung geeignet ist, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf, Kunststoffe, Folien, Schäume, Vliesstoff, Gewebe, Papier, Laminate, faserverstärkte Kunststoffe und dergleichen oder Kombinationen davon. In bestimmten Ausführungsformen können die Materialien, die die Befestigungseinrichtung ausmachen, flexibel sein. Die Flexibilität ermöglicht es dem Befestigungssystem, sich an die Form des Körpers anzupassen und so die Wahrscheinlichkeit zu senken, dass das Befestigungssystem die Haut des Trägers reizt oder verletzt.
Bei einstückigen Absorptionsartikeln können die Grundeinheit 12 und der Absorptionskern 14 die Hauptstruktur der Windel 10 bilden, wobei andere Merkmale hinzugefügt werden, um die Windelgesamtstruktur zu bilden. Obwohl die obere Lage 18, die untere Lage 20 und der Absorptionskern 14 in einer Vielfalt an wohl bekannten Konfigurationen zusammengefügt werden können, sind bevorzugte Windelkonfigurationen allgemein in US-Patent Nr. 5,554,145 mit dem Titel „Absorbent Article With Multiple Zone Structural Elastic-Like Film Web Extensible Waist Feature", erteilt an Roe et al. am 10. September 1996; US-Patent Nr. 5,569,234 mit dem Titel „Disposable Pull-On Pant", erteilt an Buell et al. am 29. Okt. 1996; und US-Patent Nr. 6,004,306 mit dem Titel „Absorbent Article With Multi-Directional Extensible Side Panels", erteilt an Robles et al. am 21. Dez. 1999, beschrieben.
Die Oberschicht 18 in 1 kann vollständig oder teilweise elastisch gemacht sein oder kann verkürzt sein, um einen Hohlraum zwischen der Oberschicht 18 und dem Absorptionskern 14 bereitzustellen. Beispielhafte Strukturen, die elastisch gemachte oder verkürzte Oberschichten enthalten, sind ausführlicher in US-Patent Nr. 5,037,416 mit dem Titel „Disposable Absorbent Article Having Elastically Extensible Topsheet", erteilt an Allen et al. am 6. Aug. 1991; und US-Patent Nr. 5,269,775 mit dem Titel „Trisection Topsheets for Disposable Absorbent Articles and Disposable Absorbent Articles Having Such Trisection Topsheets", erteilt an Freeland et al. am 21. Dez. 1993, beschrieben.
Die Unterschicht 26 kann mit der Oberschicht 18 verbunden werden. Die Unterschicht 20 kann verhindern, dass Ausscheidungen, die vom Absorptionskern 14 absorbiert und innerhalb der Windel 10 einbehalten werden, andere äußere Artikel, die die Windel 10 berühren können, wie Bettlaken und Unterwäsche, verschmutzen. In bestimmten Ausführungsformen kann die Unterschicht 26 im Wesentlichen undurchlässig für Flüssigkeiten (z. B. Urin) sein und ein Laminat aus einem Vliesstoff und einer dünnen Kunststofffolie, wie einer thermoplastischen Folie mit einer Dicke von ungefähr 0,012 mm (0,5 mil) bis ungefähr 0,051 mm (2,0 mil), umfassen. Geeignete Unterschichtenfolien schließen diejenigen ein, die von Tredegar Industries Inc. aus Terre Haute, Ind. hergestellt und unter den Handelsnamen X15306, X10962 und X10964 vertrieben werden. Andere geeignete Unterschichtmaterialien können atmungsaktive Materialien einschließen, die Dämpfe aus der Windel 10 entweichen lassen und trotzdem verhindern, dass flüssige Ausscheidungen durch die Unterschicht 10 gelangen. Beispielhafte atmungsaktive Materialien können Materialien wie gewebte Bahnen, Vliesbahnen, Verbundstoffe, wie mit einer Schicht überzogene Vliesbahnen, und mikroporöse Folien, wie sie von Mitsui Toatsu Co., Japan unter der Bezeichnung ESPOIR NO und von EXXON Chemical Co., Bay City, Texas, USA, unter der Bezeichnung EXXAIRE, hergestellt werden, einschließen. Geeignete atmungsaktive Verbundstoffe, die Polymermischungen umfassen, sind von Clopay Corporation, Cincinnati, Ohio, USA unter der Bezeichnung HYTREL-Blend P18-3097 erhältlich. Solche atmungsaktiven Verbundstoffe sind in PCT-Anmeldung Nr. WO 95/16746 , veröffentlicht am 22. Jun. 1995 im Namen von E. I. DuPont, ausführlicher beschrieben. Andere atmungsaktive Unterschichten, einschließlich Vliesbahnen und mit Öffnungen geformten Folien, sind in US-Patent Nr. Nr. 5,571,096 , erteilt an Dobrin et al. am 5. Nov. 1996, beschrieben.
In bestimmten Ausführungsformen kann die Unterschicht der vorliegenden Erfindung eine größere Wasserdampfübertragungsrate (WVTR) von mehr als ungefähr 2000 g/24 h/m², mehr als ungefähr 3000 g/24 h/m², mehr als ungefähr 5000 g/24 h/m², mehr als ungefähr 6000 g/24 h/m², mehr als ungefähr 7000 g/24 h/m², mehr als ungefähr 8000 g/24 h/m², mehr als ungefähr 9000 g/24 h/m², mehr als ungefähr 10000 g/24 h/m², mehr als ungefähr 11000 g/24 h/m², mehr als ungefähr 12000 g/24 h/m², mehr als ungefähr 15000 g/24 h/m² aufweisen, gemessen gemäß WSP 70,5 (08) bei 37,8°C und 60% relative Feuchtigkeit.
2 zeigt einen Querschnitt von 1, vorgenommen entlang der Schnittlinie 2-2 von 1. Ausgehend von der zum Träger weisenden Seite kann die Windel 10 die Oberschicht 18, die Bestandteile des Absorptionskerns 14 und die Unterschicht 20 umfassen. Gemäß einer bestimmten Ausführungsform kann die Windel 10 auch ein Aufnahmesystem 50 umfassen, das zwischen der flüssigkeitsdurchlässigen Oberschicht 18 und einer zum Träger weisenden Seite des Absorptionskerns 14 angeordnet ist. Das Aufnahmesystem 50 kann in direktem Kontakt mit dem Absorptionskern sein. Das Aufnahmesystem 50 kann eine einzige Schicht oder mehrere Schichten umfassen, wie eine obere Aufnahmeschicht 52, die zur Haut des Trägers weist, und eine untere Aufnahmeschicht 54, die zur Kleidung des Trägers weist. Gemäß einer bestimmten Ausführungsform kann das Aufnahmesystem 50 so funktionieren, dass es einen Flüssigkeitsschwall, wie einen Strahl Urin, aufnimmt. Mit anderen Worten kann das Aufnahmesystem 50 als temporäres Reservoir für Flüssigkeit dienen, bis der Absorptionskern 14 die Flüssigkeit absorbieren kann.
In einer bestimmten Ausführungsform kann das Aufnahmesystem 50 chemisch vernetzte Cellulosefasern umfassen. Solche vernetzten Cellulosefasern können wünschenswerte Absorptionsvermögenseigenschaften haben. Beispielhafte chemisch vernetzte Cellulosefasern in US-Patent Nr. 5,137,537 offenbart. In bestimmten Ausführungsformen sind die chemisch vernetzten Cellulosefasern mit zwischen ungefähr 0,5 Mol-% und ungefähr 10,0 Mol-% C₂- bis C₉-Polycarb oxyl-Vernetzungsmittel oder zwischen ungefähr 1,5 Mol-% und ungefähr 6,0 Mol-% C₂- bis C₉-Polycarboxyl-Vernetzungsmittel auf der Basis von Glucoseeinheit vernetzt. Citronensäure ist ein beispielhaftes Vernetzungsmittel. In anderen Ausführungsformen können Polyacrylsäuren verwendet werden. Ferner haben gemäß bestimmten Ausführungsformen die vernetzten Cellulosefasern ein Wasserrückhaltevermögen von ungefähr 25 bis ungefähr 60 oder ungefähr 28 bis ungefähr 50 oder ungefähr 30 bis ungefähr 45. Ein Verfahren zur Bestimmung des Wasserrückhaltevermögens ist in US-Patent Nr. 5,137,537 offenbart. Gemäß bestimmten Ausführungsformen können die vernetzten Cellulosefasern gekrimpt, gedreht oder gekräuselt sein oder eine Kombination davon, einschließlich gekrimpt, gedreht und gekräuselt.
In einer bestimmten Ausführungsform können eine oder beide der oberen und der unteren Aufnahmeschicht 52 und 54 einen Vliesstoff umfassen, der hydrophil sein kann. Ferner können gemäß einer bestimmten Ausführungsform eine oder beide der oberen und der unteren Aufnahmeschicht 52 und 54 die chemisch vernetzten Cellulosefasern umfassen, die Teil eines Vliesmaterials sein können, aber nicht müssen. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann die obere Aufnahmeschicht 52 einen Vliesstoff ohne die vernetzten Cellulosefasern umfassen, und die untere Aufnahmeschicht 54 kann die chemisch vernetzten Cellulosefasern umfassen. Ferner kann gemäß einer Ausführungsform die untere Aufnahmeschicht 54 die chemisch vernetzten Cellulosefasern gemischt mit anderen Fasern, wie natürlichen oder synthetischen Polymerfasern, umfassen. Gemäß beispielhaften Ausführungsformen können solche anderen natürlichen oder synthetischen Polymerfasern Fasern mit hohem Oberflächenbereich, thermoplastische Bindefasern, Polyethylenfasern, Polypropylenfasern, PET-Fasern, Rayonfasern, Lyocellfasern und Mischungen davon einschließen. Gemäß einer bestimmten Ausführungsform hat die untere Aufnahmeschicht 54 ein Gesamttrockengewicht, die vernetzten Cellulosefasern sind auf Trockengewichtsbasis in der oberen Aufnahmeschicht in einer Menge von ungefähr 30 Gew.-% bis ungefähr 95 Gew.-% der unteren Aufnahmeschicht 54 vorhanden, und die anderen natürlichen oder synthetischen Polymerfasern sind auf Trockengewichtsbasis in der unteren Aufnahmeschicht 54 in einer Menge von ungefähr 70 Gew.-% bis ungefähr 5 Gew.-% der unteren Aufnahmeschicht 54 vorhanden. Gemäß einer anderen Ausführungsform sind die vernetzten Cellulosefasern auf Trockengewichtsbasis in der ersten Aufnahmeschicht in einer Menge von ungefähr 80 Gew.-% bis ungefähr 90 Gew.-% der unteren Aufnahmeschicht 54 vorhanden, und die anderen natürlichen oder synthetischen Polymerfasern sind auf Trockengewichtsbasis in der unteren Aufnahmeschicht 54 in einer Menge von ungefähr 20 Gew.-% bis ungefähr 10 Gew.-% der unteren Aufnahmeschicht 54 vorhanden.
Gemäß einer bestimmten Ausführungsform hat die untere Aufnahmeschicht 54 wunschgemäß ein hohes Fluidaufnahmevermögen. Die Fluidaufnahme wird in Gramm absorbiertes Fluid pro Gramm Absorptionsmaterial gemessen und wird durch den Wert der „maximalen Aufnahme" ausgedrückt. Eine hohe Fluidaufnahme entspricht daher einer hohen Kapazität des Materials und ist vorteilhaft, da sie die vollständige Aufnahme von Fluiden, die von einem Aufnahmematerial absorbiert werden sollen, sicherstellt. Gemäß beispielhaften Ausführungsformen hat die untere Aufnahmeschicht 54 eine maximale Aufnahme von ungefähr 10 g/g.
Ein relevantes Attribut der oberen Aufnahmeschicht 54 ist ihr mittlerer Desorptionsdruck, MDP. Der MDP ist ein Maß für den Kapillardruck, der erforderlich ist, um die untere Aufnahmeschicht 54 auf ungefähr 50% ihrer Kapazität bei 0 cm Höhe der Kapillarsaugwirkung unter einem angelegten mechanischen Druck von 2 kPa (0,3 psi) zu entwässern. Generell kann ein relativ niedrigerer MDP geeignet sein. Der niedrigere MDP kann es der unteren Aufnahmeschicht 54 ermöglichen, das obere Aufnahmematerial effektiver zu entwässern. Ohne an eine Theorie gebunden sein zu wollen, kann ein gegebenes Verteilungsmaterial eine definierbare Kapillarsaugwirkung aufweisen. Die Fähigkeit der unteren Aufnahmeschicht 54, Flüssigkeit vertikal mittels Kapillarkräften zu bewegen, wird durch Schwerkraft und die entgegengesetzten Kapillarkräfte, die mit der Desorption der oberen Aufnahmeschicht verbunden sind, direkt beeinflusst. Minimieren dieser Kapillarkräfte kann die Leistung der unteren Aufnahmeschicht 54 positiv beeinflussen. Jedoch kann in einer bestimmten Ausführungsform die untere Aufnahmeschicht 54 auch eine adäquate Absorptionssaugwirkung der Kapillaren aufweisen, um die Schichten darüber (speziell die obere Aufnahmeschicht 52 und die Oberschicht 18) zu entwässern und Flüssigkeit temporär zu halten, bis die Flüssigkeit von den Bestandteilen des Absorptionskerns eingeschlossen werden kann. In einer bestimmten Ausführungsform kann die untere Aufnahmeschicht 54 deshalb einen Mindest-MDP von mehr als 5 cm aufweisen. Ferner hat gemäß beispielhaften Ausführungsformen die untere Aufnahmeschicht 54 einen MDP-Wert von weniger als ungefähr 20,5 cm H₂O oder weniger als ungefähr 19 cm H₂O oder weniger als ungefähr 18 cm H₂O, um schnelle Aufnahme bereitzustellen.
Die Verfahren zur Bestimmung des MDP und der maximalen Aufnahme sind in US-Patentanmeldung 11/600,691 (Flohr et al.) offenbart. Zum Beispiel kann gemäß einer ersten Ausführungsform die untere Aufnahmeschicht 54 ungefähr 70 Gew.-% chemisch vernetzte Cellulosefasern, ungefähr 10 Gew.-% Polyester (PET) und ungefähr 20 Gew.-% unbehandelte Zellstofffasern umfassen. Gemäß einer zweiten Ausführungsform kann die untere Aufnahmeschicht 54 ungefähr 70 Gew.-% chemisch vernetzte Cellulosefasern, ungefähr 20 Gew.-% Lyocellfasern und ungefähr 10 Gew.-% PET-Fasern umfassen. Gemäß einer dritten Ausführungsform kann die untere Aufnahmeschicht 54 ungefähr 68 Gew.-% chemisch vernetzte Cellulosefasern, ungefähr 16 Gew.-% unbehandelte Zellstofffasern und ungefähr 16 Gew.-% PET-Fasern umfassen. In einer Ausführungsform kann die untere Aufnahmeschicht 54 ungefähr 90–100 Gew.-% chemisch vernetzte Cellulosefasern umfassen.
Zu geeigneten Vliesmaterialien für die obere und die untere Aufnahmeschicht 52 und 54 gehören, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, SMS-Material, das eine schmelzgesponnene, eine schmelzgeblasene und eine weitere schmelzgesponnene Schicht umfasst. In bestimmten Ausführungsformen sind permanent hydrophile Vliesstoffe und insbesondere Vliesstoffe mit dauerhaft hydrophilen Beschichtungen wünschenswert. Eine andere geeignete Ausführungsform umfasst eine SMMS-Struktur. In bestimmten Ausführungsformen sind die Vliesstoffe porös.
In bestimmten Ausführungsformen gehören zu geeigneten Vliesmaterialien, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, synthetische Fasern, wie PE, PET und PP. Da Polymere, die für die Vliesherstellung verwendet werden, naturgemäß hydrophob sein können, können sie mit hydrophilen Beschichtungen überzogen werden. Ein Weg zum Herstellen von Vliesstoffen mit dauerhaft hydrophilen Beschichtungen ist mittels Auftragen eines hydrophilen Monomers und eines Initiators für radikalische Polymerisation auf den Vliesstoff und Durchfahren einer Polymerisation, die mit UV-Licht aktiviert wird, was dazu führt, dass Monomer chemisch an die Oberfläche des Vliesstoffes gebunden wird, wie im gleichzeitig anhängigen US-Patent Veröffentlichungsnr. 2005/0159720 beschrieben ist. Ein anderer Weg zum Herstellen von Vliesstoffen mit dauerhaft hydrophilen Beschichtungen ist das Beschichten des Vliesstoffes mit hydrophilen Nanoteilchen, wie in den gleichzeitig anhängigen Anmeldungen US-Patent Nr. 7,112,621 , an Rohrbaugh et al., und in der PCT-Anmeldung Veröffentlichungsnr. WO 02/064877 beschrieben.
In der Regel haben Nanoteilchen eine größte Abmessung von unter 750 nm. Nanoteilchen mit Größen im Bereich von 2 bis 750 nm können wirtschaftlich hergestellt werden. Ein Vorteil von Nanoteilchen besteht darin, dass viele von ihnen leicht in wässriger Lösung dispergiert werden können, um eine Beschichtungsauftragung auf den Vliesstoff zu ermöglichen, sie in der Regel transparente Beschichtungen bilden und die aus wässrigen Lösungen aufgetragenen Beschichtungen in der Regel bei Kontakt mit Wasser beständig genug sind. Nanoteilchen können organisch oder anorganisch, synthetisch oder natürlich sein. Anorganische Nanoteilchen liegen generell als Oxide, Silicate und/oder Carbonate vor. Typische Beispiele geeigneter Nanoteilchen sind Schichttonmineralien (z. B. LAPONITE^TM von Southern Clay Products, Inc. (USA) und Böhmit-Aluminiumoxid (z. B. Disperal P2^TM von North American Sasol. Inc.). Gemäß einer bestimmten Ausführungsform ist ein geeigneter, mit Nanoteilchen be schichteter Vliesstoff der, der in der gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung Serien- Nr. 10/758,066 mit dem Titel „Disposable absorbent article comprising a durable hydrophilic core wrap", an Ekaterina Anatolyevna Ponomarenko und Mattias NMN Schmidt, offenbart ist.
Weitere geeignete Vliesstoffe sind in US-Patent Nr. 6,645,569 , an Cramer et al., US-Patent Nr. 6,863,933 , an Cramer et al., US-Patent Nr. 7,112,621 , an Rohrbaugh et al., und den gleichzeitig anhängigen Patentanmeldungen 10/338,603, an Cramer et al., und 10/338,610, an Cramer et al., beschrieben.
In einigen Fällen kann die Vliesstoffoberfläche vor dem Auftragen der Nanoteilchenbeschichtungen mit einer hochenergetischen Behandlung (Corona, Plasma) vorbehandelt werden. Hochenergetische Vorbehandlung erhöht in der Regel temporär die Oberflächenenergie einer Oberfläche mit geringer Oberflächenenergie (wie PP) und ermöglicht somit eine bessere Benetzung eines Vliesstoffes durch die Nanoteilchendispersion in Wasser.
Es ist anzumerken, dass permanent hydrophile Vliesstoffe auch in anderen Teilen eines Absorptionsartikels geeignet sind. Zum Beispiel hat sich herausgestellt, dass Oberschichten und Absorptionskernschichten, die permanent hydrophile Vliesstoffe wie vorstehend beschrieben umfassen, gut funktionieren.
Gemäß einer bestimmten Ausführungsform kann die obere Aufnahmeschicht 52 ein Material umfassen, das gute Erholung bereitstellt, wenn externer Druck angelegt und entfernt wird. Ferner kann gemäß einer bestimmten Ausführungsform die obere Aufnahmeschicht 52 eine Mischung aus unterschiedlichen Fasern umfassen, die zum Beispiel aus den vorstehend beschriebenen Arten von Polymerfasern ausgewählt sind. In einigen Ausführungsformen kann mindestens ein Teil der Fasern eine Spiralkrimpung mit einer Helixform aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann die obere Aufnahmeschicht 52 Fasern mit unterschiedlichen Graden oder Arten der Krimpung oder beides umfassen. Zum Beispiel kann eine Ausführungsform eine Mischung von Fasern mit ungefähr 3,1 bis ungefähr 4,7 Krimpun gen pro Zentimeter (ungefähr 8 bis ungefähr 12 Krimpungen pro Inch) (cpi) oder ungefähr 3,5 bis ungefähr 3,9 Krimpungen pro Zentimeter (ungefähr 9 bis ungefähr 10 cpi) und anderen Fasern mit ungefähr 1,5 bis ungefähr 3,1 Krimpungen pro Zentimeter (ungefähr 4 bis ungefähr 8 cpi) oder ungefähr 1,9 bis ungefähr 2,7 Krimpungen pro Zentimeter (ungefähr 5 bis ungefähr 7 cpi) einschließen. Zu anderen Arten von Krimpungen gehören, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, eine 2D-Krimpung oder „Flachkrimpung" und eine 3D- oder Spiralkrimpung. Gemäß einer bestimmten Ausführungsform können die Fasern Bikomponentenfasern einschließen, die einzelne Fasern sind, die jeweils unterschiedliche Materialien umfassen, gewöhnlich ein erstes und ein zweites Polymermaterial. Es wird angenommen, dass die Verwendung von Seite-an-Seite-Bikomponentenfasern vorteilhaft ist, um den Fasern eine Spiralkrimpung zu verleihen.
Die obere Aufnahmeschicht 52 in einer bestimmten Ausführungsform mit einem Latexbindemittel, zum Beispiel einem Styrol-Butadien-Latexbindemittel (SB-Latex) stabilisiert werden. Verfahren zum Erhalten solcher Gitter sind zum Beispiel aus EP 149 880 (Kwok) und US 2003/0105190 (Diehl et al.) bekannt. In bestimmten Ausführungsformen kann das Bindemittel in der oberen Aufnahmeschicht 52 zu mehr als ungefähr 12 Gew.-%, ungefähr 14 Gew.-% oder ungefähr 16 Gew.-% vorhanden sein. Für bestimmte Ausführungsformen ist SB-Latex unter dem Handelsnamen GENFLO^TM 3160 (OMNOVA Solutions Inc.; Akron, Ohio, USA) erhältlich.
Der Absorptionskern 14 in 1–8 ist generell zwischen der Oberschicht 18 und der Unterschicht 20 angeordnet und umfasst zwei Schichten, eine erste Absorptionsschicht 60 und eine zweite Absorptionsschicht 62. Wie am besten in 3 dargestellt ist, umfasst die erste Absorptionsschicht 60 des Absorptionskerns 14 ein Substrat 64, ein absorbierendes teilchenförmiges Polymermaterial 66 auf dem Substrat 64 und eine thermoplastische Zusammensetzung 68 auf dem absorbierenden teilchenförmigen Polymermaterial 66 und zumindest Teilen des ersten Substrats 64 als Klebstoff zum Abdecken und Immobilisieren des absorbierenden teil chenförmigen Polymermaterials 66 auf dem ersten Substrat 64. Gemäß einer anderen Ausführungsform, die in 4 dargestellt ist, kann die erste Absorptionsschicht 60 des Absorptionskerns 14 auch eine Deckschicht 70 auf der thermoplastischen Zusammensetzung 68 beinhalten.
Wie am besten in 2 dargestellt ist, kann die zweite Absorptionsschicht 62 des Absorptionskerns 14 gleichermaßen auch ein Substrat 72, ein absorbierendes teilchenförmiges Polymermaterial 74 auf dem zweiten Substrat 72 und eine thermoplastische Zusammensetzung 66 auf dem absorbierenden teilchenförmigen Polymermaterial 74 und mindestens einem Teil des zweiten Substrats 72 einschließen, um das absorbierende teilchenförmige Polymermaterial 74 auf dem zweiten Substrat 72 zu immobilisieren. Obwohl dies nicht dargestellt ist, kann die zweite Absorptionsschicht 62 auch eine Deckschicht, wie die Deckschicht 70, die in 4 dargestellt ist, beinhalten.
Das Substrat 64 der ersten Absorptionsschicht 60 kann als Stäubeschicht bezeichnet werden und hat eine erste Oberfläche 78, die zur Unterschicht 20 der Windel 10 weist, und eine zweite Oberfläche 80, die zum absorbierenden teilchenförmigen Polymermaterial 66 weist. Gleichermaßen kann das Substrat 72 der zweiten Absorptionsschicht 62 als Kernabdeckung bezeichnet werden und hat eine erste Oberfläche 82, die zur Oberschicht 18 der Windel 10 weist, und eine zweite Oberfläche 84, die zum absorbierenden teilchenförmigen Polymermaterial 74 weist. Das erste und das zweite Substrat 64 und 72 können um den Umfang herum mit Klebstoff aneinander angebracht werden, um eine Umhüllung um die absorbierenden teilchenförmigen Polymermaterialien 66 und 74 zu bilden, um das absorbierende teilchenförmige Polymermaterial 66 und 74 innerhalb des Absorptionskerns 14 zu halten.
Gemäß einer bestimmten Ausführungsform können die Substrate 64 und 72 der ersten und der zweiten Absorptionsschicht 60 und 62 ein Vliesmaterial wie die vorstehend beschriebenen Vliesmaterialien sein. In bestimmten Ausführungs formen sind die Vliesstoffe porös, und in einer Ausführungsform haben sie eine Porengröße von ungefähr 32 Mikrometern.
Wie in 1–8 dargestellt, wird das absorbierende teilchenförmige Polymermaterial 66 und 74 auf den jeweiligen Substraten 64 und 72 der ersten und der zweiten Absorptionsschicht 60 und 62 in Cluster 90 von Teilchen aufgetragen, um ein Rastermuster 92 zu bilden, das Inselbereiche 94 und Verbindungsbereiche 96 zwischen den Inselbereichen 94 bildet. Wie hierin definiert, sind Inselbereiche 94 Bereiche, in denen das thermoplastische Klebstoffmaterial das Vliessubstrat oder den Hilfsklebstoff nicht direkt berührt; Verbindungsbereiche 96 sind Bereiche, in denen das thermoplastische Klebstoffmaterial das Vliessubstrat oder den Hilfsklebstoff direkt berührt. Die Verbindungsbereiche 96 in dem Rastermuster 92 enthalten wenig oder kein absorbierendes teilchenförmiges Polymermaterial 66 und 74. Die Inselbereiche 94 und Verbindungsbereiche 96 können in einer Vielfalt von Formen vorliegen, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf kreisförmig, oval, quadratisch, rechteckig, dreieckig und dergleichen.
Das in 8 dargestellte Rastermuster ist ein quadratisches Raster mit regelmäßigem Abstand und regelmäßiger Größe der Inselbereiche. Andere Rastermuster, einschließlich sechseckiger, rhombischer, orthorhombischer, Parallelogramme, dreieckiger, rechteckiger und Kombinationen davon, können ebenfalls verwendet werden. Der Abstand zwischen den Rasterlinien kann regelmäßig oder unregelmäßig sein.
Die Größe der Inselbereiche 94 in den Rastermustern 92 kann variieren. Gemäß bestimmten Ausführungsformen liegt die Breite 119 der Inselbereiche 94 in den Rastermustern 92 im Bereich von ungefähr 8 mm bis ungefähr 12 mm. In einer bestimmten Ausführungsform beträgt die Breite der Inselbereiche 94 ungefähr 10 mm. Andererseits haben die Verbindungsbereiche 96 in bestimmten Ausführungsformen eine Breite oder Spannweite von weniger als ungefähr 5 mm, weniger als ungefähr 3 mm, weniger als ungefähr 2 mm, weniger als ungefähr 1,5 mm, weniger als ungefähr 1 mm oder weniger als ungefähr 0,5 mm.
Wie in 8 dargestellt, hat der Absorptionskern 14 eine Längsachse 100, die von einem hinteren Ende 102 zu einem vorderen Ende 104 verläuft, und eine Querachse 106, die senkrecht zur Längsachse 100 ist und von einem ersten Rand 108 zu einem zweiten Rand 110 verläuft. Das Rastermuster 92 aus Clustern von absorbierendem teilchenförmigem Polymermaterial 90 ist so auf den Substraten 64 und 72 der jeweiligen Absorptionsschichten 60 und 62 angeordnet, dass das Rastermuster 92, das durch die Anordnung von Inselbereichen 94 und Verbindungsbereichen 96 gebildet wird, einen Musterwinkel 112 bildet. Der Musterwinkel 112 kann 0, größer als 0 oder 15 bis 30 Grad sein, oder von ungefähr 5 bis ungefähr 85 Grad oder von ungefähr 10 bis ungefähr 60 Grad oder von ungefähr 15 bis ungefähr 30 Grad. Wie am besten in 7a, 7b und 8 zu sehen ist, können die erste und die zweite Schicht 60 und 62 kombiniert werden, um den Absorptionskern 14 zu bilden. Der Absorptionskern 14 hat einen Polymerteilchen-Absorptionsmaterial 114, der durch eine Musterlänge 116 und eine Musterbreite 118 begrenzt ist. Die Größe und die Form des Bereichs für das absorbierende teilchenförmige Polymermaterial 114 können abhängig von der gewünschten Anwendung des Absorptionskerns 14 und des bestimmten Absorptionsartikels, in den er eingebracht wird, variieren. In einer bestimmten Ausführungsform erstreckt sich der Polymerteilchen-Absorptionsmaterial 114 jedoch im Wesentlichen über den gesamten Absorptionskern 14, wie in 8 dargestellt.
Die erste und die zweite Absorptionsschicht 60 und 62 können so miteinander kombiniert werden, um den Absorptionskern 14 zu bilden, dass die Rastermuster 92 der ersten bzw. zweiten Absorptionsschicht 62 und 64 entlang der Länge und/oder Breite des Absorptionskerns 14 voneinander versetzt sind. Die jeweiligen Rastermuster 92 können so versetzt sein, dass das absorbierende teilchenförmige Polymermaterial 66 und 74 im Wesentlichen kontinuierlich über den Bereich für das absorbierende teilchenförmige Polymer 114 verteilt ist. In einer bestimmten Ausführungsform ist absorbierendes teilchenförmiges Polymermaterial 66 und 74 im Wesentlichen kontinuierlich über den Polymerteilchen-Absorptionsmaterial 114 verteilt, obwohl die einzelnen Rastermuster 92, die absorbierendes teilchenför miges Polymermaterial 66 und 74 umfassen, diskontinuierlich über das erste und das zweite Substrat 64 und 72 in Cluster 90 verteilt sind. In einer bestimmten Ausführungsform können die Rastermuster so versetzt sein, dass die Inselbereiche 94 der ersten Absorptionsschicht 60 zu den Verbindungsbereichen 96 der zweiten Absorptionsschicht 62 weisen und die Inselbereiche der zweiten Absorptionsschicht 62 zu den Verbindungsbereichen 96 der ersten Absorptionsschicht 60 weisen. Wenn die Inselbereiche 94 und Verbindungsbereiche 96 geeignet bemessen und angeordnet sind, ist die resultierende Kombination von absorbierendem teilchenförmigem Polymermaterial 66 und 74 eine im Wesentlichen kontinuierliche Schicht aus absorbierendem teilchenförmigem Polymermaterial über dem Polymerteilchen-Absorptionsmaterial 114 des Absorptionskerns 14 (d. h. das erste und das zweite Substrat 64 und 72 bilden nicht mehrere Taschen, von denen jede ein Cluster 90 von absorbierendem teilchenförmigem Polymermaterial 66 dazwischen enthält). In einer bestimmten Ausführungsform können die jeweiligen Rastermuster 92 der ersten und der zweiten Absorptionsschicht 60 und 62 im Wesentlichen gleich sein.
In einer bestimmten Ausführungsform, wie in 8 dargestellt, kann die Menge an absorbierendem teilchenförmigem Polymermaterial 66 und 74 entlang der Länge 116 des Rastermusters 92 variieren. In einer bestimmten Ausführungsform kann das Rastermuster in Absorptionszonen 120, 122, 124 und 126 unterteilt sein, wobei die Menge an absorbierendem teilchenförmigem Polymermaterial 66 und 74 von Zone zu Zone variiert. Wie hier verwendet, bezieht sich „Absorptionszone" auf eine Region des Bereichs für das absorbierende teilchenförmige Polymermaterial, die Begrenzungen aufweist, die senkrecht zur in 8 dargestellten Längsachse sind. Die Menge an absorbierendem teilchenförmigem Polymermaterial 66 und 74 kann in einer bestimmten Ausführungsform allmählich von einer der mehreren Absorptionszonen 120, 122, 124 und 126 zu einer anderen übergehen. Dieser allmähliche Übergang in der Menge an absorbierendem teilchenförmigem Polymermaterial 66 und 74 kann die Möglichkeit verringern, dass sich Risse in dem Absorptionskern 14 bilden.
Die Menge an absorbierendem teilchenförmigem Polymermaterial 66 und 74, das im Absorptionskern 14 vorhanden ist, kann variieren, jedoch ist es in bestimmten Ausführungsformen im Absorptionskern in einer Menge von mehr als ungefähr 80 Gew.-% des Absorptionskerns oder mehr als ungefähr 85 Gew.-% des Absorptionskerns oder mehr als ungefähr 90 Gew.-% des Absorptionskerns oder mehr als ungefähr 95 Gew.-% des Kerns vorhanden. In einer speziellen Ausführungsform besteht der Absorptionskern 14 im Wesentlichen aus dem ersten und dem zweiten Substrat 64 und 72, dem absorbierenden teilchenförmigen Polymermaterial 66 und 74 und der thermoplastischen Klebstoffzusammensetzung 68 und 76. In einer Ausführungsform kann der Absorptionskern 14 im Wesentlichen cellulosefrei sein.
Gemäß bestimmten Ausführungsformen kann das Gewicht von absorbierendem teilchenförmigem Polymermaterial 66 und 74 in mindestens einem frei ausgewählten ersten Quadrat mit den Maßen 1 cm × 1 cm um mindestens ungefähr 10% oder 20% oder 30%, 40% oder 50% größer sein als das Gewicht von absorbierendem teilchenförmigem Polymermaterial 66 und 74 in mindestens einem frei ausgewählten zweiten Quadrat mit den Maßen 1 cm × 1 cm. In einer bestimmten Ausführungsform sind das ersten und das zweite Quadrat um die Langsachse zentriert.
Gemäß einer Ausführungsform behindert ein geeignetes Polymerteilchen-Absorptionsmaterial 66 und 74, sogar im gequollenen Zustand, d. h. wenn Flüssigkeit absorbiert wurde, den Flüssigkeitsfluss in dem Material nicht wesentlich, besonders wenn das Material eine Durchlässigkeit, wie durch die Kochsalzlösungs-Weiterleitung des polymeren Absorptionsmaterials ausgedrückt, von mehr als ungefähr 10, 40, 80, 100, 110, 120, 150 oder 200 × 10^–7 cm³·s/g und eine Zentrifugenretentionskapazität (CRC) von mehr als ungefähr 20 g/g, mehr als ungefähr 25 g/g oder weniger als ungefähr 40 g/g, weniger als ungefähr 35 g/g aufweist. In einer Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung hat das Polymerteilchen-Absorptionsmaterial eine Kochsalzlösungs-Weiterleitungs von mehr als ungefähr 100 × 10^–7 cm³·s/g und eine Zentrifugenretentionskapazität von mehr als ungefähr 20 g/g. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung hat das Polymerteilchen-Absorptionsmaterial eine Kochsalzlösungs-Weiterleitung von mehr als ungefähr 70 × 10^–7 cm³·s/g und eine Zentrifugenretentionskapazität von mehr als ungefähr 25 g/g. Die Kochsalzlösungs-Weiterleitung ist ein in der Technik gut bekannter Parameter und ist gemäß dem Test, der in US-Patentanmeldung Eingangsnr. 11/724,341, eingereicht am 15. März 2007, offenbart ist, zu messen. Die Zentrifugenretentionskapazität ist ein anderer in der Technik gut bekannter Parameter und ist gemäß dem nachfolgend offenbarten Test zu messen. Gemäß einer bestimmten Ausführungsform hat das polymere Absorptionsmaterial eine Absorption unter Druck (AAP) von mindestens ungefähr 20 g/g, mehr als ungefähr 23 g/g oder mehr als ungefähr 25 g/g, wie gemäß dem nachstehend beschriebenen Test gemessen. Polymere Absorptionsmaterialien zum Gebrauch in bestimmten Ausführungsformen haben ein Flächengewicht von mindestens ungefähr 200 g/m², mindestens ungefähr 400 g/m² oder mindestens ungefähr 600 g/m². Um die Flexibilität zu bewahren, beträgt das Flächengewicht wunschgemäß weniger als ungefähr 2000 g/m².
In bestimmten Ausführungsformen, in denen der Absorptionskern 14 im Wesentlichen cellulosefrei ist, hat der Absorptionskern 14 eine Dichte von mehr als ungefähr 0,4 g/m³, mehr als ungefähr 0,5 g/m³ oder mehr als ungefähr 0,6 g/m³.
Der Polymerteilchen-Absorptionsmaterial kann gemäß einer beispielhaften Ausführungsform für erhöhten Tragekomfort eine relativ schmale Breite im Schrittbereich des Absorptionsartikels aufweisen. Somit kann der Polymerteilchen-Absorptionsmaterial gemäß einer Ausführungsform eine Breite haben, wie entlang einer Querlinie gemessen, die sich in gleichem Abstand zum vorderen Rand und zum hinteren Rand des Absorptionsartikels befindet, die weniger als ungefähr 100 mm, 90 mm, 80 mm, 70 mm, 60 mm oder sogar weniger als ungefähr 50 mm beträgt.
Es hat sich gezeigt, dass bei den meisten Absorptionsartikeln, wie Windeln, die Flüssigkeitsausscheidung vorwiegend in der vorderen Hälfte der Windel auftritt. Die vordere Hälfte des Absorptionskerns 14 sollte deshalb das meiste des Absorptionsvermögens des Kerns umfassen. Gemäß bestimmten Ausführungsformen kann also die vordere Hälfte des Absorptionskerns 14 mehr als ungefähr 60% des Superabsorber-Materials oder mehr als ungefähr 65%, 70%, 75%, 80%, 85% oder 90% des Superabsorber-Materials umfassen. In bestimmten Ausführungsformen kann der Absorptionskern 14 ferner jedes Absorptionsmaterial umfassen, das generell komprimierbar ist, anpassbar ist, die Haut des Trägers nicht reizt und in der Lage ist, Flüssigkeiten wie Urin und bestimmte andere Körperausscheidungen zu absorbieren und einzubehalten. In solchen Ausführungsformen kann der Absorptionskern 14 eine große Vielfalt an flüssigkeitsabsorbierenden Materialien umfassen, die in Einwegwindeln und anderen Absorptionsartikeln gebräuchlich sind, wie zerriebener Holzzellstoff, der generell als Luftfilz oder Airfelt bezeichnet wird, Cellulosekreppwatte, schmelzgeblasene Polymere, einschließlich Coform, chemisch versteifte, modifizierte oder vernetzte Cellulosefasern, Zellstoff, einschließlich Zellstoffwicklungen und Zellstofflaminaten, absorbierende Schaumstoffe, absorbierende Schwämme oder jedes andere bekannte Absorptionsmaterial oder Kombinationen von Materialien. Der Absorptionskern 14 kann ferner geringfügige Mengen (typischerweise weniger als ungefähr 10%) an Materialien wie Klebstoffen, Wachsen, Ölen und dergleichen umfassen.
Beispielhafte Absorbensstrukturen zum Gebrauch als die Absorbensaggregate sind in US-Patent Nr. 4,610,678 (Weisman et al.); US-Patent Nr. 4,834,735 (Alemany et al.); US-Patent Nr. 4,888,231 (Angstadt); US-Patent Nr. 5,260,345 (DesMarais et al.); US-Patent Nr. 5,387,207 (Dyer et al.); US-Patent Nr. 5,397,316 (LaVon et al.); und US-Patent Nr. 5,625,222 (DesMarais et al.) beschrieben.
Das thermoplastische Klebstoffmaterial 68 und 76 kann dazu dienen, das absorbierende teilchenförmige Polymermaterial 66 und 74 zu bedecken und mindes tens teilweise zu immobilisieren. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das thermoplastische Klebstoffmaterial 68 und 76 im Wesentlichen gleichmäßig innerhalb des absorbierenden teilchenförmigen Polymermaterials 66 und 74 zwischen den Polymeren angeordnet sein. Jedoch kann in einer bestimmten Ausführungsform das thermoplastische Klebstoffmaterial 68 und 76 als Faserschicht bereitgestellt sein, die mindestens teilweise in Kontakt mit dem absorbierenden teilchenförmigen Polymermaterial 66 und 74 und teilweise in Kontakt mit den Substratschichten 64 und 72 der ersten und der zweiten Absorptionsschicht 60 und 62 ist. 3, 4 und 7 zeigen eine solche Struktur, und in der Struktur ist das absorbierende teilchenförmige Polymermaterial 66 und 74 als diskontinuierliche Schicht bereitgestellt, und eine Schicht aus faserigem thermoplastischen Klebstoffmaterial 68 und 76 wird so auf die Schicht aus absorbierendem teilchenförmigem Polymermaterial 66 und 74 gelegt, dass das thermoplastische Klebstoffmaterial 68 und 76 in direktem Kontakt mit dem absorbierenden teilchenförmigen Polymermaterial 66 und 74 ist, jedoch auch in direktem Kontakt mit den zweiten Oberflächen 80 und 84 der Substrate 64 und 72, wobei die Substrate nicht von dem absorbierenden teilchenförmigen Polymermaterial 66 und 74 bedeckt werden. Dies verleiht eine im Wesentlichen dreidimensionale Struktur für die Faserschicht aus thermoplastischem Klebstoffmaterial 68 und 76, die selbst im Wesentlichen eine zweidimensionale Struktur relativ kleiner Dicke ist im Vergleich zu der Abmessung in Längen- und Breitenrichtung. Mit anderen Worten verläuft das thermoplastische Klebstoffmaterial 68 und 76 wellenförmig zwischen dem absorbierenden teilchenförmigen Polymermaterial 68 und 76 und den zweiten Oberflächen der Substrate 64 und 72.
Dadurch kann das thermoplastische Klebstoffmaterial 68 und 76 Hohlräume bereitstellen, um das absorbierende teilchenförmige Polymermaterial 66 und 74 abzudecken, und immobilisiert dadurch dieses Material. In einem weiteren Aspekt bindet sich das thermoplastische Haftmaterial 68 und 76 an die Substrate 64 und 72 und fi xiert so das absorbierende teilchenförmige Polymermaterial 66 und 74 an den Substraten 64 und 72. Also immobilisiert gemäß bestimmten Ausführungsformen das thermoplastische Haftmaterial 68 und 76 das absorbierende teilchenförmige Polymermaterial 66 und 74, wenn es nass ist, so dass der Absorptionskern 14 einen Verlust von absorbierendem teilchenförmigem Polymermaterial von nicht mehr als ungefähr 70%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20%, 10% gemäß dem hierin beschriebenen Nassimmobilisierungstest erreicht. Einige thermoplastische Haftmaterialien dringen auch sowohl in das absorbierende teilchenförmige Polymermaterial 66 und 74 als auch die Substrate 64 und 72 ein, wodurch weitere Immobilisierung und Fixierung bereitgestellt wird. Während die hierin offenbarten thermoplastischen Haftmaterialien eine weitaus verbesserte Nassimmobilisierung (d. h. Immobilisierung von Absorptionsmaterial, wenn der Artikel nass oder mindestens teilweise beladen ist) bereitstellen, können diese thermoplastischen Haftmaterialien auch eine sehr gute Immobilisierung von Absorptionsmaterial bereitstellen, wenn der Absorptionskern 14 trocken ist. Das thermoplastische Haftmaterial 68 und 76 kann auch als Schmelzkleber bezeichnet werden.
Ohne an eine Theorie gebunden sein zu wollen, hat es sich gezeigt, dass die thermoplastischen Haftmaterialien, die zum Immobilisieren des absorbierenden teilchenförmigen Polymermaterials 66 und 74 am besten geeignet sind, gutes Kohäsion- und gutes Adhäsionsverhalten kombinieren. Gute Adhäsion kann guten Kontakt zwischen dem thermoplastischen Haftmaterial 68 und 76 und dem absorbierenden teilchenförmigen Polymermaterial 66 und 74 und den Substraten 64 und 72 fördern. Gute Kohäsion reduziert die Wahrscheinlichkeit, dass der Klebstoff bricht, insbesondere infolge externer Kräfte und namentlich infolge von Dehnung. Wenn der Absorptionskern 14 Flüssigkeit absorbiert, quillt das absorbierende teilchenförmige Polymermaterial 66 und 74 und setzt das thermoplastische Haftmaterial 68 und 76 externen Kräften aus. In bestimmten Ausführungsformen kann das thermoplastische Haftmaterial 68 und 76 solche Quellung zulassen, ohne zu brechen und ohne zu vie le Druckkräfte zu verleihen, die das absorbierende teilchenförmige Polymermaterial 66 und 74 am Quellen hindern würden.
Gemäß bestimmten Ausführungsformen kann das thermoplastische Haftmaterial 68 und 76 in seiner Gesamtheit ein einziges thermoplastisches Polymer oder eine Mischung von thermoplastischen Polymeren umfassen, die einen Erweichungspunkt, wie mit der ASTM-Methode D-36-95 "Ring and Ball" bestimmt, im Bereich zwischen 50°C und 300°C aufweisen, oder als Alternative kann das thermoplastische Haftmaterial ein Schmelzkleber sein, der mindestens ein thermoplastisches Polymer in Kombination mit anderen thermoplastischen Verdünnungsmitteln, wie klebrig machenden Harzen, Weichmachern und Zusatzstoffen, wie Antioxidationsmitteln, umfasst. In bestimmten Ausführungsformen hat das thermoplastische Polymer in der Regel ein Molekulargewicht (MG) von mehr als 10.000 und eine Glasübergangstemperatur (Tg), die gewöhnlich unter der Raumtemperatur oder –6°C > Tg < 16°C ist. In bestimmten Ausführungsformen liegen typische Konzentrationen des Polymers in einem Schmelzkleber im Bereich von ungefähr 20 bis ungefähr 40 Gew.-%. In bestimmten Ausführungsformen können die thermoplastischen Polymere wasserunempfindlich sein. Beispielhafte Polymere sind (styrolische) Blockcopolymere, einschließlich A-B-A-Triblockstrukturen, A-B-Diblockstrukturen und (A-B)n-Radialblockcopolymerstrukturen, wobei die A-Blöcke nichtelastomere Polymerblöcke sind, die in der Regel Polystyrol umfassen, und die B-Blöcke ungesättigtes konjugiertes Dien oder (teilweise) hydrierte Versionen davon sind. Der B-Block ist in der Regel Isopren, Butadien, Ethylen/Butylen (hydriertes Butadien), Ethylen/Propylen (hydriertes Isopren) und Mischungen davon.
Andere geeignete thermoplastische Polymere, die verwendet werden können, sind Metallocenpolyolefine, die Ethylenpolymere sind, die mit Single-Site- oder Metallocenkatalysatoren hergestellt werden. Darin kann mindestens ein Comonomer mit Ethylen polymerisiert werden, um ein Copolymer, Terpolymer oder höheres Polymer herzustellen. Ebenfalls anwendbar sind amorphe Polyolefine oder amorphe Polyalphaolefine (APAO), die Homopolymere, Copolymere oder Terpolymere von C2- bis C8-alpha-Olefinen sind.
In beispielhaften Ausführungsformen hat das klebrig machende Harz in der Regel ein MG unter 5.000 und eine Tg, die gewöhnlich über der Raumtemperatur liegt, typische Konzentrationen des Harzes in einem Schmelzkleber liegen im Bereich von ungefähr 30 bis ungefähr 60%, und der Weichmacher hat eine niedrige MG von in der Regel weniger als 1.000 und eine Tg unter Raumtemperatur, bei einer typischen Konzentration von ungefähr 0 bis ungefähr 15%.
In bestimmten Ausführungsformen ist das thermoplastische Haftmaterial 68 und 76 in der Form von Fasern vorhanden. In einigen Ausführungsformen haben die Fasern eine durchschnittliche Dicke von ungefähr 1 bis ungefähr 50 Mikrometer oder ungefähr 1 bis ungefähr 35 Mikrometer und eine durchschnittliche Länge von ungefähr 5 mm bis ungefähr 50 mm oder ungefähr 5 mm bis ungefähr 30 mm. Zum Verbessern der Adhäsion des thermoplastischen Haftmaterials 68 und 76 an den Substraten 64 und 72 oder an irgendeiner anderen Schicht, insbesondere einer anderen Vliesschicht, können solche Schichten mit einem Hilfsklebstoff vorbehandelt werden.
In bestimmten Ausführungsformen erfüllt das thermoplastische Haftmaterial 68 und 76 mindestens einen oder mehrere oder alle der folgenden Parameter:
Ein beispielhaftes thermoplastisches Haftmaterial 68 und 76 kann einen Speichermodul G', gemessen bei 20°C, von mindestens 30.000 Pa und weniger als 300.000 Pa oder weniger als 200.000 Pa oder zwischen 140.000 Pa und 200.000 Pa oder weniger als 100.000 Pa haben. Unter einem weiteren Gesichtspunkt kann der Speichermodul G', gemessen bei 35°C, größer als 80.000 Pa sein. Unter einem weiteren Gesichtspunkt kann der Speichermodul G', gemessen bei 60°C weniger als 300.000 Pa und mehr als 18.000 Pa oder mehr als 24.000 Pa oder mehr als 30.000 Pa oder mehr als 90.000 Pa betragen. Unter einem weiteren Gesichtspunkt kann der Speichermodul G', gemessen bei 90°C weniger als 200.000 Pa und mehr als 10.000 Pa oder mehr als 20.000 Pa oder mehr als 30.000 Pa betragen. Der Speichermodul, gemessen bei 60°C und 90°C, kann ein Maß für die Formstabilität des thermoplastischen Haftmaterials bei erhöhten Umgebungstemperaturen sein. Dieser Wert ist besonders wichtig, wenn das Absorptionsmittelprodukt in einem heißen Klima verwendet wird, in dem das thermoplastische Haftmaterial seine Integrität verlieren würde, wenn der Speichermodul G' bei 60°C und 90°C nicht hoch genug ist.
G' wird mit einem Rheometer gemessen, wie schematisch in 9 lediglich für den Zweck der allgemeinen Veranschaulichung dargestellt ist. Das Rheometer 127 ist in der Lage, eine Scherspannung an den Klebstoff anzulegen und die resultierende Dehnung (Scherverformung) bei konstanter Temperatur zu messen. Der Klebstoff wird zwischen ein Peltier-Element, das als untere, fixierte Platte 128 fungiert, und eine obere Platte 129 mit einem Radius R von z. B. 10 mm, die mit der Antriebswelle eines Motors verbunden ist, gegeben, um die Scherspannung zu erzeugen. Der Spalt zwischen beiden Platten hat eine Höhe H von z. B. 1500 Mikrometern. Das Peltier-Element ermöglicht die Steuerung der Temperatur des Materials (±0,5°C). Die Dehnungsgeschwindigkeit und Frequenz sollten so ausgewählt sein, dass alle Messungen in dem linearen viskoelastischen Bereich erfolgen.
Der Absorptionskern 14 kann auch einen Hilfsklebstoff umfassen, der in den Figuren nicht dargestellt ist. Der Hilfsklebstoff kann auf dem ersten und dem zweiten Substrat 64 und 72 der ersten bzw. zweiten Absorptionsschicht 60 und 62 vor dem Aufbringen des absorbierenden teilchenförmigen Polymermaterials 66 und 74 angelagert werden, um die Haftung des absorbierenden teilchenförmigen Polymermaterials 66 und 74 und des thermoplastischen Haftmaterials 68 und 76 an den Substraten 64 und 72 zu verstärken. Der Hilfsklebstoff kann auch beim Immobilisieren des absorbierenden teilchenförmigen Polymermaterials 66 und 74 helfen und kann das gleiche thermoplastische Haftmaterial wie vorstehend beschrieben umfassen oder kann auch andere Klebstoffe umfassen, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf sprühfähige Schmelzkleber, wie von H. B. Fuller Co. (St. Paul, MN, USA) Produkt Nr. HL-1620-B. Der Hilfsklebstoff kann durch jedes geeignete Mittel auf die Substrate 64 und 72 aufgetragen werden, kann jedoch gemäß bestimmten Ausführungsformen in ungefähr 0,5 bis ungefähr 1 mm breiten Streifen mit einem Abstand von ungefähr 0,5 bis ungefähr 2 mm aufgetragen werden.
Die in 4 dargestellte Deckschicht kann das gleiche Material wie die Substrate 64 und 72 umfassen oder kann ein anderes Material umfassen. In bestimmten Ausführungsformen sind geeignete Materialien für die Deckschicht 70 die Vliesmaterialien, in der Regel die vorstehend beschriebenen Materialien, wie sie für die Substrate 64 und 72 geeignet sind.
Ein Drucksystem 130 zum Herstellen eines Absorptionskerns 14 gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung ist in 10 dargestellt und kann generell eine erste Druckeinheit 132 zum Bilden der ersten Absorptionsschicht 60 des Absorptionskerns 14 und eine zweite Druckeinheit 134 zum Bilden der zweiten Absorptionsschicht 62 des Absorptionskerns 14 umfassen.
Die erste Druckeinheit 132 kann einen ersten Hilfsklebstoffapplikator 136 zum Auftragen eines Hilfsklebstoffes auf das Substrat 64, das eine Vliesbahn sein kann, eine erste drehbare Stützwalze 140 zum Aufnehmen des Substrats 64, einen Trichter 142 zum Enthalten des absorbierenden teilchenförmigen Polymermaterials 66, eine Druckwalze 144 zum Übertragen des absorbierenden teilchenförmigen Polymermaterials 66 auf das Substrat 64 und einen Applikator für thermoplastisches Haftmaterial 146 zum Auftragen des thermoplastischen Haftmaterials 68 auf das Substrat 64 und das absorbierende teilchenförmige Polymermaterial 66 darauf umfassen.
Die zweite Druckeinheit 134 kann einen zweiten Hilfsklebstoffapplikator 148 zum Auftragen eines Hilfsklebstoffes auf das zweite Substrat 72, eine zweite drehbare Stützwalze 152 zum Aufnehmen des zweiten Substrats 72, einen zweiten Trichter 154 zum Enthalten des absorbierenden teilchenförmigen Polymermaterials 74, eine zweite Druckwalze 156 zum Übertragen des absorbierenden teilchenförmigen Polymermaterials 74 von dem Trichter 154 auf das zweite Substrat 72 und einen zweiten Applikator für thermoplastisches Haftmaterial 158 zum Auftragen des thermoplastischen Haftmaterials 76 auf das zweite Substrat 72 und das absorbierende teilchenförmige Polymermaterial 74 darauf umfassen.
Das Drucksystem 130 enthält auch eine Führungswalze 160 zum Führen des gebildeten Absorptionskerns aus einem Walzenspalt 162 zwischen der ersten und der zweiten drehbaren Stützwalze 140 und 152.
Der erste und der zweite Hilfsklebstoffapplikator 136 und 148 und der erste und der zweite Applikator für thermoplastisches Haftmaterial 146 und 158 können ein Düsensystem sein, das einen relativ dünnen, aber breiten Vorhang aus thermoplastischem Haftmaterial bereitstellen kann.
In 11 sind Teile des ersten Trichters 142, der ersten Stützwalze 140 und der ersten Druckwalze 144 dargestellt. Wie ebenfalls in 14 dargestellt, umfasst die erste drehbare Stützwalze 140, die die gleiche Struktur hat wie die zweite drehbare Stützwalze 152, eine drehbare Trommel 164 und ein peripheres belüftetes Stützgitter 166 zum Aufnehmen des ersten Substrats 64.
Wie ebenfalls in 12 dargestellt ist, umfasst die erste Druckwalze 144, die die gleiche Struktur hat wie die zweite Druckwalze 156, eine drehbare Trommel 168 und mehrere Reservoire für absorbierendes teilchenförmiges Polymermaterial 170 in einer peripheren Oberfläche 172 der Trommel 168. Die Reservoire 170, die am besten in 13 dargestellt sind, können eine Vielfalt von Formen aufweisen, einschließlich zylindrischer, kegelförmiger oder jeder anderen Form. Die Reservoire 170 können zu einem Luftkanal 174 in der Trommel 168 führen und eine belüftete Abdeckung 176 zum Halten des haftenden teilchenförmigen Polymermaterials 66 in dem Reservoir und zum Verhindern, dass das haftende teilchenförmige Polymermaterial 66 herausfällt oder in den Luftkanal 174 gezogen wird, umfassen.
Bei Betrieb empfängt das Drucksystem 130 das erste und das zweite Substrat 64 und 72 in der ersten bzw. der zweiten Druckeinheit 132 und 134, das erste Substrat 64 wird durch die sich drehende erste Stützwalze 140 am ersten Hilfsklebstoffapplikator 136 vorbeigezogen, der den ersten Hilfsklebstoff auf das erste Substrat 64 in einem wie vorstehend beschriebenen Muster aufträgt. Ein Vakuum (nicht dargestellt) innerhalb der ersten Stützwalze 140 zieht das erste Substrat 64 gegen das vertikale Stützgitter 166 und hält das erste Substrat 64 gegen die erste Stützwalze 140. Dies ergibt eine unebene Oberfläche auf dem ersten Substrat 64. Aufgrund von Schwerkraft oder durch Vakuummittel folgt das Substrat 64 den Konturen der unebenen Oberfläche, und dadurch nimmt das Substrat 64 eine Form mit Erhebungen und Vertiefungen an. Das absorbierende teilchenförmige Polymermaterial 66 kann sich in den Vertiefungen, die das Substrat 64 aufweist, ansammeln. Die erste Stützwalze 140 trägt dann das erste Substrat 64 an der sich drehenden ersten Druckwalze 144 vorbei, die das absorbierende teilchenförmige Polymermaterial 66 von dem ersten Trichter 142 auf das erste Substrat 64 in dem Rastermuster 92 überträgt, das am besten in 5 und 6 dargestellt ist. Ein Vakuum (nicht dargestellt) in der ersten Druckwalze 144 kann das absorbierende teilchenförmige Polymermaterial 66 in den Reservoiren 170 halten, bis das absorbierende teilchenförmige Polymermaterial 66 an das erste Substrat 64 abgegeben werden soll. Das Vakuum kann dann abgenommen werden, oder der Luftstrom durch die Luftkanäle 174 kann umgekehrt werden, um das absorbierende teilchenförmige Polymermaterial 66 aus den Reservoiren und auf das erste Substrat 64 auszustoßen. Das absorbierende teilchenförmige Polymermaterial 66 kann sich in den Vertiefungen, die das Substrat 64 aufweist, ansammeln. Die Stützwalze 140 trägt dann das bedruckte erste Substrat 64 an dem Applikator für thermoplastisches Haftmaterial 136 vorbei, der das thermoplastische Haftmaterial 68 aufträgt, um das absorbierende teilchenförmige Polymermaterial 66 auf dem ersten Substrat 64 zu bedecken.
Somit bestimmt die unebene Oberfläche des belüfteten Stützgitters 166 der Stützwalzen 140 und 152 die Verteilung des absorbierenden teilchenförmigen Polymermaterials 66 und 74 auf dem Absorptionskern 14 und bestimmt damit das Muster der Verbindungsbereiche 96.
Inzwischen zieht die zweite drehbare Stützwalze das zweite Substrat 72 an dem zweiten Hilfsklebstoffapplikator 148 vorbei, der einen Hilfsklebstoff auf das zweite Substrat 72 in einem Muster, wie es vorstehend beschrieben ist, aufträgt. Die zweite drehbare Stützwalze 152 trägt dann das zweite Substrat 72 an der zweiten Druckwalze 156 vorbei, die das absorbierende teilchenförmige Polymermaterial 74 aus dem zweiten Trichter 154 auf das zweite Substrat 72 überträgt und das absorbierende teilchenförmige Polymermaterial 74 in dem Rastermuster 92 auf dem zweiten Substrat 72 auf gleiche Weise anlagert wie vorstehend im Hinblick auf die erste Druckeinheit 132 beschrieben. Der zweite Applikator für thermoplastisches Haftmaterial 158 trägt dann das thermoplastische Haftmaterial 76 auf, um das absorbierende teilchenförmige Polymermaterial 74 auf dem zweiten Substrat 72 anzulagern. Das bedruckte erste und zweite Substrat 64 und 72 laufen dann durch den Walzenspalt 162 zwischen der ersten und der zweiten Stützwalze 140 und 152, um die erste Absorptionsschicht 60 und die zweite Absorptionsschicht 62 aneinander zu drücken, um den Absorptionskern 14 zu bilden.
In einem fakultativen weiteren Verfahrensschritt kann eine Deckschicht 70 auf die Substrate 64 und 72, das absorbierende teilchenförmige Polymermaterial 66 und 74 und das thermoplastische Haftmaterial 68 und 76 gelegt werden. In einer anderen Ausführungsform können die Deckschicht 70 und das jeweilige Substrat 64 und 72 aus einer einstückigen Materiallage bereitgestellt sein. Das Legen der Deckschicht 70 auf das Substrat 64 bzw. 72 kann dann das Falten des einstückigen Materialstücks beinhalten.
Die Prüfmethode und Vorrichtungen, die nachstehend beschrieben sind, können beim Prüfen von Ausführungsformen dieser Erfindung geeignet sein:
1. Nassimmobilisierungstest
Vorrichtung

– Zylinder mit Skala
– Stoppuhr (±0,1 s)
– Schere
– Lichtkasten
– Stift
– Testlösung: 0,90%-ige Salzlösung bei 37°C
– Metalllineal, mit dem nach NIST, DIN, JIS oder einer anderen vergleichbaren nationalen Norm gemessen werden kann
– PVC-/Metallschalen mit einer flachen Oberfläche innen und einer Mindestlänge, die der Kernbeutellänge (n) entspricht, die zu messen ist, und einer maximalen Länge n + 30 mm, einer Breite von 105 ± 5 mm, einer Höhe von 30–80 mm oder äquivalent
– Elektronischer Kraftmesser (Bereich 0 bis 50 kg)
– Vorrichtung für Nassimmobilisierungs-Aufpralltest (WAIIT), Packungsnummer: BM-00112.59500-R01, erhältlich von T. M. G. Technisches Büro Manfred Gruna

Einrichtungen:

Standardgemäße Laborbedingungen, Temperatur: 23°C ± 2°C, relative Feuchtigkeit: < 55%

Probenstückvorbereitung

1. Man öffnet das Produkt, Oberschicht weist nach oben.
2. Man faltet die Windel auseinander und schneidet die Elastikteile der Bündchen ungefähr alle 2,5 cm durch, um Spannung in der Grundeinheit zu vermeiden.
3. Bei Produkten zum Hochziehen öffnet man die Seitennähte und entfernt die Taillenbänder.
4. Man legt den Kernbeutel flach und mit der rechteckigen Oberschicht nach oben faltenfrei auf die Oberfläche des Lichtkastens.
5. Man schaltet den Lichtkasten ein, um die Außenränder des Absorptionskerns deutlich zu erkennen.
6. Mit einem Lineal zieht man eine Linie am vorderen und hinteren Außenrand des Absorptionskerns.
7. Man misst den Abstand (A) zwischen den zwei Markierungen und teilt den Wert durch 2, dies ist der errechnete Abstand (B).
8. Man misst den errechneten Abstand (B) von der vorderen Markierung zur Mitte des Kernbeutels und markiert ihn. An dieser Markierung zieht man eine Linie in der Querrichtung.

Testverfahren
WAIIT-Kalibrierung:

1. Man stellt sicher, dass die Schiebeplatte in der unteren Position ist. Man öffnet die vordere Tür des WAIIT-Testers und verbindet den Haken des Kraftmessgeräts mit der oberen Probenklemme des WAIIT. Man stellt sicher, dass die Klemme geschlossen ist, bevor die Federwaage angeschlossen wird.
2. Mit beiden Händen an der Federwaage hebt man kontinuierlich und so langsam wie möglich die Schiebeplatte zur oberen Position. Man notiert den durchschnittlichen Wert (m₁) während der Ausführung, gerundet auf die nächsten 0,02 kg.
3. Man bringt die Schiebeplatte so langsam wie möglich in die untere Position und notiert den durchschnittlichen Wert (m₂), der während der Ausführung abgelesen wurde, gerundet auf die nächsten 0,02 kg.
4. Man berechnet und notiert den Delta-Wert m₁–m₂, gerundet auf die nächsten 0,01 kg. Wenn der Delta-Wert 0,6 kg ± 0,3 kg beträgt, setzt man die Messung fort. Anderenfalls ist eine Justierung der Schiebeplatte erforderlich. Man stellt sicher, dass die Schiebeplatte in der unteren Position ist und überprüft den Weg der Schiebeplatte auf Verunreinigung oder Beschädigung. Man überprüft, ob die Position der Schiebeplatte zum Schiebeweg korrekt eingestellt ist, indem man die Schiebeplatte rüttelt. Für einfaches Gleiten ist ein gewisser Spielraum notwendig. Wenn dieser nicht vorhanden ist, stellt man das System neu ein.

WAIIT-Testeinstellungen:

– Die Fallhöhe beträgt 50 cm.
– Die Windelbeladung (l_D) beträgt 73% der Kapazität des Kerns (cc); l_D = 0,73 × cc.
– Die Kapazität des Kerns (cc) wird berechnet als: cc = m_SAP × SAP_GV, worin m_SAP die Masse des Superabsorber-Polymers (SAP), das in der Windel vorhanden ist, ist, und SAP_GV das freie Quellvermögen des Superabsorber-Polymers ist. Das freie Quellvermögen des Superabsorber-Polymers wird mit der in WO 2006/062258 beschriebenen Methode bestimmt. Die Masse des Superabsorber-Polymers, das in der Windel vorhanden ist, ist die durchschnittliche Masse in zehn Produkten.

Testausführung:

1. Man stellt die Waage auf null (Tara), legt den trockenen Kernbeutel auf die Waage, wiegt und notiert den Wert auf die nächsten 0,1 g gerundet.
2. Man misst das geeignete Volumen an Salzlösung (0,9%-iges NaCl in entionisiertem Wasser) mit dem Messzylinder ab.
3. Man legt den Kernbeutel mit der Oberschicht nach oben flach in die PVC-Schale. Man gießt die Salzlösung gleichmäßig über den Kernbeutel.
4. Man nimmt die PVC-Schale und hält sie in unterschiedliche Richtungen geneigt, damit jegliche freie Flüssigkeit absorbiert werden kann. Produkte mit einer Mehrfach-Unterschicht müssen nach einer Mindestwartezeit von 2 Minuten umgedreht werden, so dass Flüssigkeit unter der Unterschicht absorbiert werden kann. Man wartet 10 Minuten (+/– 1 Minute), damit die gesamte Salzlösung absorbiert werden kann. Ein paar Tropfen können in der PVC-Schale bleiben. Man verwendet nur die definierte PVC-/Metallschale, um homogene Flüssigkeitsverteilung und weniger verbleibende Flüssigkeit zu garantieren.
5. Man stellt die Waage auf null (Tara), legt den nassen Kernbeutel auf die Waage. Man wiegt und notiert den Wert auf die nächsten 0,1 g gerundet. Man faltet den Kernbeutel nur ein Mal, damit er auf die Waage passt. Man prüft, ob das Gewicht des nassen Kernbeutels außerhalb der Grenze liegt (definiert als „Gewicht des trockenen Kernbeutels + Windellast ± 4 ml"). Zum Beispiel 12 g Gewicht des trockenen Kernbeutels + 150 ml Last = 162 g Gewicht des nassen Kernbeutels. Wenn das tatsächliche Nassgewicht auf der Waage zwischen 158 g und 166 g liegt, kann das Pad zum Schütteln verwendet werden. Anderenfalls wirft man das Pad weg und verwendet das nächste.
6. Man nimmt den beladenen Kernbeutel und schneidet das Pad entlang der markierten Linie in der Querrichtung.
7. Man legt die Rückseite des nassen Kernbeutels auf die Waage (m₁). Man wiegt und notiert den Wert auf die nächsten 0,1 g gerundet.
8. Man nimmt den nassen Kern und klemmt die Seite der Endversiegelung in die obere Klemme des Probenhalters des WAIIT (wobei das offene Ende des Kerns nach unten zeigt). Als nächstes klemmt man beide Seiten des Kerns in die seitlichen Klemmen des Probenhalters und stellt sicher, dass das Produkt entlang der gesamten Produktlänge an dem Probenhalter befestigt ist. Man stellt sicher, dass der Absorptionskern nicht festgeklemmt ist, sondern nur der Vliesstoff; bei einigen Produkten bedeutet dies, das Produkt nur am Sperrbeinbündchen zu befestigen.
9. Man hebt die Schiebeplatte mit beiden Händen in die obere Position, bis die Schiebeplatte einrastet.
10. Man schließt die vordere Sicherheitstür und löst die Gleitklinge.
11. Man stellt die Waage auf null (Tara), nimmt den getesteten Kernbeutel aus dem WAIIT und legt die auf die Waage (m₂). Man notiert das Gewicht auf die nächsten 0,1 g gerundet.
12. Man wiederholt die Schritte 7 bis 11 mit der Vorderseite des nassen Kernbeutels.

Aufzeichnung:

1. Man notiert das Gewicht des trockenen Kernbeutels auf die nächsten 0,1 g gerundet.
2. Man notiert das Nassgewicht vor (m_1front/back) und nach (m_2front/back) dem Test, jeweils auf die nächsten 0,1 g gerundet.
3. Man berechnet und notiert den durchschnittlichen Gewichtsverlust (Δm) auf die nächsten 0,1 g gerundet: Δm = (m_1front + m_1back) – (m_2front + m_2back)
4. Man berechnet und notiert den Gewichtsverlust in Prozent auf die nächsten 1% gerundet, (Δm_rel): (Δm_rel) = (((m_1front + m_1back) – (m_2front + m_2back)) × 100)/(m_1front + m_1back)
5. Man berechnet und notiert die Nassimmobilisierung (WI) als: WI = 100% – Δm_rel

2. Kochsalzlösungs-Weiterleitung
Die Methode zur Bestimmung der Durchlässigkeit einer gequollenen Hydrogelschicht 718 ist die „Kochsalzlösungs-Weiterleitung", ebenfalls bekannt als „Gelschichtdurchlässigkeit", und ist in mehreren Literaturstellen beschrieben, einschließlich EP A 640 330 , eingereicht am 1. Dezember 1993, USSN 11/349,696, eingereicht am 3. Februar 2004, USSN 11/347,406, eingereicht am 3. Februar 2006, USSN 06/682,483, eingereicht am 30. September 1982, und USPN 4,469,710, eingereicht am 14. Oktober 1982. Die für diese Methode verwendete Vorrichtung ist nachstehend beschrieben.
Durchlässigkeitsmesssystem
16 zeigt den Aufbau des Durchlässigkeitsmesssystems 408 mit Behälter mit konstantem hydrostatischem Kopf 414, offenem Rohr für Luftzufuhr 410, mit einem Stopfen verschlossener Lüftung zum Nachfüllen 412, Laborhebebühne 416, Ablassrohr 418, Absperrhahn 420, Ringstativstütze 422, Aufnahmegefäß 424, Waage 426 und Kolben/Zylinder-Anordnung 428.
17 zeigt die Kolben/Zylinder-Anordnung 428, die ein Metallgewicht 512, einen Kolbenschaft 514, einen Kolbenkopf 518, einen Deckel 516 und einen Zylinder 520 umfasst. Der Zylinder 520 besteht aus transparentem Polycarbonat (z. B. Lexan^®) und hat einen Innendurchmesser p von 6,00 cm (Fläche = 28,27 cm²) mit Zylinderinnenwänden 550, die glatt sind. Der Boden 548 des Zylinders 520 ist mit einem Edelstahl-Gittertuch (nicht dargestellt) der US-Standard-Maschenweite 400 bespannt, das vor Befestigung am Boden 548 des Zylinders 520 biaxial auf Straffheit gedehnt wird. Die Kolbenwelle 514 besteht aus transparentem Polycarbonat (z. B. Lexan^®) und hat eine Gesamtlänge q von ungefähr 127 mm. Ein mittlerer Abschnitt 526 des Kolbenschafts 514 hat einen Durchmesser r von 21,15 mm. Ein oberer Abschnitt 528 des Kolbenschafts 514 hat einen Durchmesser s von 15,8 mm und bildet eine Stufe 524. Ein unterer Abschnitt 546 des Kolbenschafts 514 hat einen Durchmesser t von ungefähr 1,6 cm (5/8 Inch) und hat ein Gewinde zum festen Einschrauben in das Mittelloch 618 (siehe 17) des Kolbenkopfes 518. Der Kolbenkopf 518 ist perforiert, besteht aus transparentem Polycarbonat (z. B. Lexan^®) und weist ebenfalls ein gedehntes Edelstahl-Gittertuch (nicht dargestellt) der US-Standard-Maschenweite 400 auf. Das Gewicht 512 ist Edelstahl, hat eine Mittelbohrung 530, gleitet über dem oberen Abschnitt 528 des Kolbenschafts 514 und ruht auf der Stufe 524. Das kombinierte Gewicht des Kolbenkopfes 518, des Kolbenschafts 514 und des Gewichts 512 beträgt 596 g (±6 g), was 2,06 kPa (0,30 psi) über der Fläche des Zylinders 520 entspricht. Das kombinierte Gewicht kann durch Bohren eines Blindlochs durch eine Mittelachse 532 des Kolbenschafts 514, um Material zu entfernen und/oder einen Hohlraum zum Hinzufügen von Gewicht bereitzustellen, eingestellt werden. Der Zylinderdeckel 516 hat eine erste Deckelöffnung 534 in der Mitte zum vertikalen Ausrichten des Kolbenschafts 514 und eine zweite Deckelöffnung 536 in der Nähe des Randes 538 zum Einführen von Fluid aus dem Behälter mit konstantem hydrostatischem Kopf 414 in den Zylinder 520.
Eine erste lineare Indexmarkierung (nicht dargestellt) wird radial an der oberen Oberfläche 552 des Gewichts 512 gezogen, wobei die erste lineare Indexmarkierung quer zur Mittelachse 532 des Kolbenschafts 514 verläuft. Eine entsprechende zweite lineare Indexmarkierung (nicht dargestellt) wird radial entlang der oberen Oberfläche 560 des Kolbenschafts 514 gezogen, wobei die zweite lineare Indexmarkierung quer zur Mittelachse 532 des Kolbenschafts 514 verläuft. Eine entsprechende dritte lineare Indexmarkierung (nicht dargestellt) wird entlang des mittleren Abschnitts 526 des Kolbenschafts 514 gezogen, wobei die dritte lineare Indexmarkierung parallel zur Mittelachse 532 des Kolbenschafts 514 verläuft. Eine entsprechende vierte lineare Indexmarkierung (nicht dargestellt) wird radial entlang der oberen Oberfläche 540 des Zylinderdeckels 516 gezogen, wobei die vierte lineare Indexmarkierung quer zur Mittelachse 532 des Kolbenschafts 514 verläuft. Ferner wird eine entsprechende fünfte lineare Indexmarkierung (nicht dargestellt) entlang einer Lippe 554 des Zylinderdeckels 516 gezogen, wobei die fünfte lineare Indexmarkierung parallel zur Mittelachse 532 des Kolbenschafts 514 verläuft. Eine entsprechende sechste lineare Indexmarkierung (nicht dargestellt) wird entlang der Zylinderaußenwand 542 gezogen, wobei die sechste lineare Indexmarkierung parallel zur Mittelachse 532 des Kolbenschafts 514 verläuft. Die lagemäßige Übereinstimmung der ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften und sechsten linearen Indexmarkierung ermöglicht, dass das Gewicht 512, der Kolbenschaft 514, der Zylinderdeckel 516 und der Zylinder 520 für jede Messung wieder mit der gleichen Ausrichtung relativ zueinander positioniert werden können.
Die Spezifikationsdetails des Zylinders 520 lauten:
Außendurchmesser u des Zylinders 520: 70,35 mm
Innendurchmesser p des Zylinders 520: 60,0 mm
Höhe v des Zylinders 520: 60,5 mm
Die Spezifikationsdetails des Zylinderdeckels 516 lauten:
Außendurchmesser w des Zylinderdeckels 516: 76,05 mm
Innendurchmesser x des Zylinderdeckels 516: 70,5 mm
Dicke y des Zylinderdeckels 516 einschließlich Lippe 554: 12,7 mm
Dicke z des Zylinderdeckels 516 ohne Lippe: 6,35 mm
Durchmesser a der ersten Deckelöffnung 534: 22,25 mm
Durchmesser b der zweiten Deckelöffnung 536: 12,7 mm
Abstand zwischen den Mittelpunkten der ersten und der zweiten
Deckelöffnung 534 und 536: 23,5 mm
Die des Gewichts 512 lauten:
Außendurchmesser c: 50,0 mm
Durchmesser d der Mittelbohrung 530: 16,0 mm
Höhe e: 39,0 mm
Die Spezifikationsdetails des Kolbenkopfes 518 lauten
Durchmesser f: 59,7 mm
Höhe g: 16,5 mm
Äußere Löcher 614 (14 insgesamt) mit einem Durchmesser h von 9,65 mm, wobei die äußeren Löcher 614 einen gleichmäßigen Abstand zueinander aufweisen, wobei die Mittelpunkte 47,8 mm von der Mitte des Mittellochs 618 entfernt sind
Innere Löcher 616 (7 insgesamt) mit einem Durchmesser h von 9,65 mm, wobei die inneren Löcher 616 einen gleichmäßigen Abstand zueinander aufweisen, wobei die Mittelpunkte 26,7 mm von der Mitte des Mittellochs 618 entfernt sind
Das Mittelloch 618 hat einen Durchmesser j von 1,6 cm (5/8 Inch) und weist ein Gewinde auf, um einen unteren Abschnitt 546 des Kolbenschafts 514 aufzunehmen.
Vor Gebrauch sollten die Edelstahlsiebe (nicht dargestellt) von Kolbenkopf 518 und Zylinder 520 auf Verstopfung, Löcher oder Überdehnung überprüft und gegebenenfalls ersetzt werden. Eine SFC-Vorrichtung mit beschädigtem Sieb kann fehlerhafte SFC-Ergebnise liefern und darf nicht verwendet werden, bis das Sieb ersetzt wurde.
Auf dem Zylinder 520 wird eine 5,00 cm-Markierung 556 bei einer Höhe k von 5,00 cm (±0,05 cm) über dem Sieb (nicht dargestellt), das am Boden 548 des Zylinders 520 angebracht ist, gezogen. Diese markiert den Flüssigkeitspegel, der während der Analyse beibehalten werden soll. Die Beibehaltung eines korrekten und konstanten Fluidpegels (hydrostatischer Druck) ist für die Genauigkeit der Messung entscheidend.
Ein Behälter mit konstantem hydrostatischem Kopf 414 wird verwendet, um Salzlösung 432 in den Zylinder 520 abzugeben und den Pegel der Salzlösung 432 bei einer Höhe k von 5,00 cm über dem Sieb (nicht dargestellt), das am Boden 548 des Zylinders 520 befestigt ist, zu halten. Der Boden 434 des Lufteinlassrohrs 410 ist so positioniert, dass der Pegel der Salzlösung 432 in dem Zylinder 520 während der Messung bei der erforderlichen Höhe k von 5,00 cm gehalten wird, d. h. der Boden 434 des Luftrohrs 410 ist in ungefähr derselben Ebene 438 wie die 5,00-cm-Markierung 556 auf dem Zylinder 520, wenn es auf dem Stützsieb (nicht dargestellt) auf dem Ringstativ 440 über dem Aufnahmegefäß 424 sitzt. Korrekte Höhenausrichtung des Lufteinlassrohrs 410 und der 5,00-cm-Markierung 556 des Zylinders 520 ist für die Analyse entscheidend. Ein geeigneter Behälter 414 besteht aus einem Gefäß 430, das folgendes enthält: ein horizontal ausgerichtetes L-förmiges Ablassrohr 418 zur Fluidabgabe, ein vertikal ausgerichtetes offenes Rohr 410 zum Einlassen von Luft bei einer festen Höhe innerhalb des Behälters mit konstantem hydrostatischem Kopf 414 und eine mit einem Stopfen verschlossene Lüftung 412 zum Nachfüllen des Behälters mit konstantem hydrostatischem Kopf 414. Das Rohr 410 hat einen Innendurchmesser von xx mm. Das Ablassrohr 418, das in der Nähe des Bodens 442 des Behälters mit konstantem hydrostatischem Kopf 414 positioniert ist, enthält einen Absperrhahn 420 zum Beginnen/Beenden der Abgabe der Salzlösung 432. Der Auslass 444 des Ablassrohrs 418 ist so bemessen, dass er durch die zweite Deckelöffnung 536 in dem Zylinderdeckel 516 eingeführt werden kann, wobei sein Ende unter der Oberfläche der Salzlösung 432 in dem Zylinder 520 positioniert ist (nachdem die Höhe von 5,00 cm der Salzlösung 432 in dem Zylinder 520 erreicht wurde). Das Lufteinlassrohr 410 wird mit einem O-Ring (nicht dargestellt) an Ort und Stelle gehalten. Der Behälter mit konstantem hydrostatischem Kopf 414 kann auf einer Laborhebebühne 416 positioniert sein, um seine Höhe relativ zu der des Zylinders 520 einzustellen. Die Bestandteile des Behälters mit konstantem hydrostatischem Kopf 414 sind so bemessen, um den Zylinder 520 schnell auf die erforderliche Höhe zu füllen (d. h. hydrostatischer Kopf) und diese Höhe über die Dauer der Messung beizubehalten. Der Behälter mit konstantem hydrostatischem Kopf 414 muss in der Lage sein, für mindestens 10 Minuten Salzlösung 432 mit einer Fließgeschwindigkeit von mindestens 3 g/s abzugeben.
Die Kolben/Zylinder-Anordnung 428 ist auf einem steifen Edelstahlstützsieb (nicht dargestellt) der Maschenweite 16 (oder äquivalent) angeordnet, gestützt auf einem Ringstativ 440 oder einem geeigneten alternativen steifen Stativ. Dieses Stützsieb (nicht dargestellt) ist durchlässig genug, um den Fluss der Salzlösung 432 nicht zu behindern, und steif genug, um das Edelstahlsieb (nicht dargestellt) zu stützen und Dehnung zu verhindern. Das Stützsieb (nicht dargestellt) sollte flach und eben sein, um Neigung der Kolben/Zylinder-Anordnung 428 während des Tests zu vermeiden. Die Salzlösung 432, die durch das Stützsieb (nicht dargestellt) gelangt, wird in einem Aufnahmegefäß 424 aufgefangen, das unter dem Stützsieb (nicht dargestellt) positioniert ist (dieses jedoch nicht stützt). Das Aufnahmegefäß 424 steht auf der Waage 426, die auf mindestens 0,01 g genau wiegt. Die digitale Ausgabe der Waage 426 ist mit einem Computer-Datenerfassungssystem (nicht dargestellt) verbunden.
Vorbereitung der Reagenzien (nicht abgebildet)
Synthetischer Jayco-Urin (JSU) 712 (siehe 19) wird für eine Quellphase verwendet (siehe SFC-Verfahren unten) und 0,118 M Natriumchloridlösung (NaCl-Lösung) werden für die Fließphase verwendet (siehe SFC-Verfahren unten). Die folgenden Vorbereitungen beziehen sich auf ein Standardvolumen von 1 Liter. Zur Herstellung von anderen Volumina als 1 Liter werden alle Mengen entsprechend angepasst.
JSU: Ein 1-Liter-Messkolben wird mit destilliertem Wasser auf 80% seines Volumens gefüllt, und ein Magnetrührstab wird in den Kolben eingeführt. Separat werden mit einem Wägepapier oder -becher mithilfe einer Analysenwaage die folgenden Mengen trockener Bestandteile auf innerhalb von ±0,01 g genau abgewogen und in derselben Reihenfolge wie unten aufgeführt quantitativ in den Messkolben gegeben. Die Lösung wird auf einer geeigneten Rührplatte gerührt, bis alle Feststoffe aufgelöst sind, der Rührstab wird entfernt und die Lösung mit destilliertem Wasser auf ein Volumen von 1 l verdünnt. Es wird erneut ein Rührstab eingeführt und die Lösung auf einer Rührplatte für einige weitere Minuten gerührt.
Mengen an Salzen zum Herstellen von 1 Liter synthetischem Jayco-Urin:
Kaliumchlorid (KCl) 2,00 g
Natriumsulfat (Na₂SO4) 2,00 g
Ammoniumdihydrogenphosphat (NH₄H₂PO₄) 0,85 g
Ammoniumphosphat, zweibasisch ((NH₄)₂HPO₄) 0,15 g
Calciumchlorid (CaCl₂) 0,19 g – [oder hydratisiertes Calciumchlorid (CaCl₂·2H₂O) 0,25 g]
Magnesiumchlorid (MgCl₂) 0,23 g – [oder hydratisiertes Magnesiumchlorid (MgCl₂·6H₂O) 0,50 g]
Um die Zubereitung zu beschleunigen, wird jedes Salz vollständig aufgelöst, bevor das nächste zugegeben wird. Synthetischer Jayco-Urin kann in einem sauberen Glasbehälter 2 Wochen aufbewahrt werden. Die Lösung sollte nicht mehr verwendet werden, wenn sie trüb wird. Die Haltbarkeitsdauer in einem sauberen Kunststoffbehälter beträgt 10 Tage.
0,118 M Natriumchloridlösung (NaCl-Lösung): 0,118 M Natriumchlorid werden als Salzlösung 432 verwendet. Mit einem Wägepapier oder -becher werden 6,90 g (±0,01 g) Natriumchlorid abgewogen und quantitativ in einen 1-Liter-Messkolben gegeben; und der Kolben wird bis zu dem Volumen mit destilliertem Wasser aufgefüllt. Ein Rührstab wird eingeführt, und die Lösung wird auf einer Rührplatte gemischt, bis alle Feststoffe gelöst sind.
Vorbereitung des Tests
Mit einem festen Referenzzylindergewicht (nicht dargestellt) (40 mm Durchmesser; 140 mm Höhe) wird ein Dickenmesser (nicht dargestellt) (z. B. Mitotoyo Digimatic Height Gage) auf einen Anzeigewert von null eingestellt. Dieser Vorgang wird praktischerweise auf einem glatten und ebenen Labortisch 446 durchgeführt. Die Kolben/Zylinder-Anordnung 428 ohne Superabsorber wird unter dem Dickenmesser (nicht dargestellt) positioniert, und ein Anzeigewert, L₁, wird auf die nächsten 0,01 mm gerundet notiert.
Der Behälter mit konstantem hydrostatischem Kopf 414 wird mit Salzlösung 432 gefüllt. Der Boden 434 des Lufteinlassrohrs 410 wird so positioniert, dass der obere Teil (nicht dargestellt) des Flüssigkeitsmeniskus (nicht dargestellt) in dem Zylinder 520 während der Messung bei der 5,00-cm-Markierung 556 gehalten wird. Korrekte Höhenausrichtung des Lufteinlassrohrs 410 an der 5,00-cm-Markierung 556 auf dem Zylinder 520 ist für die Analyse entscheidend.
Das Aufnahmegefäß 424 wird auf die Waage 426 gestellt, und die digitale Ausgabe der Waage 426 wird mit einem Computer-Datenerfassungssystem (nicht dargestellt) verbunden. Das Ringstativ 440 mit einem steifen Edelstahl-Stützsieb (nicht dargestellt) der Maschenweite 16 wird über dem Aufnahmegefäß 424 positioniert. Das Sieb (nicht dargestellt) der Maschenweite 16 sollte steif genug sein, um die Kolben/Zylinder-Anordnung 428 während der Messung zu stützen. Das Stützsieb (nicht dargestellt) muss flach und eben sein.
SFC-Verfahren
0,9 g (±0,05 g) Superabsorber werden mit einer Analysenwaage auf ein geeignetes Wägepapier abgewogen. 0,9 g (±0,05 g) Superabsorber werden mit einer Analysenwaage auf ein geeignetes Wägepapier abgewogen. Der Feuchtigkeitsgehalt des Superabsorbers wird gemäß der Edana-Testmethode zum Feuchtigkeitsgehalt 430.1-99 („Superabsorbent materials – Polyacrylate superabsorbent powders – MOISTURE CONTENT – WEIGHT LOSS UPON HEATING” (February 99)) gemessen. Wenn der Feuchtigkeitsgehalt des Polymers größer als 5% ist, sollte das Polymergewicht auf Feuchtigkeit korrigiert werden (d. h. das hinzugefügte Polymer sollte 0,9 g auf Trockengewichtsbasis betragen).
Der leere Zylinder 520 wird auf eine ebene Labortischfläche 446 gestellt, und der Superabsorber wird quantitativ in den Zylinder 520 übertragen. Die Superabsorber-Teilchen werden gleichmäßig auf dem Sieb (nicht dargestellt), das am Boden 548 des Zylinders 520 befestigt ist, verteilt durch leichtes Schütteln, Drehen und/oder Klopfen des Zylinders 520. Es ist wichtig, eine gleichmäßige Verteilung der Teilchen auf dem Sieb (nicht dargestellt), das am Boden 548 des Zylinders 520 befestigt ist, zu erreichen, um Ergebnisse höchster Genauigkeit zu erzielen. Nachdem der Superabsorbergleichmäßig auf dem Sieb (nicht dargestellt), das am Boden 548 des Zylinders 520 befestigt ist, verteilt wurde, dürfen die Teilchen nicht an den Zylinderinnenwänden 550 haften. Der Kolbenschaft 514 wird durch die erste Deckelöffnung 534 eingeführt, wobei die Lippe 554 des Deckels 516 zum Kolbenkopf 518 weist. Der Kolbenkopf 518 wird vorsichtig bis auf eine Tiefe von einigen Zentimetern in den Zylinder 520 eingeführt. Der Deckel 516 wird dann auf den oberen Rand 544 des Zylinders 520 gesetzt, während darauf geachtet wird, den Kolbenkopf 518 vom Superabsorber entfernt zu halten. Der Deckel 516 und der Kolbenschaft 526 werden dann vorsichtig gedreht, um die dritte, vierte, fünfte und sechste lineare Indexmarkierung aufeinander auszurichten. Der Kolbenkopf 518 wird dann (mittels des Kolbenschafts 514) vorsichtig abgesenkt, so dass er auf dem trockenen Superabsorber ruht. Das Gewicht 512 wird so auf dem oberen Abschnitt 528 des Kolbenschafts 514 positioniert, dass es auf der Schulter 524 ruht, so dass die erste und die zweite lineare Indexmarkierung aufeinander ausgerichtet sind. Korrektes Aufsetzen des Deckels 516 verhindert das Binden und sichert eine gleichmäßige Verteilung des Gewichts auf der Hydrogelschicht 718.
Quellphase: Eine gefrittete Platte mit einem Durchmesser von 8 cm (7 mm dick; z. B. Chemglass Inc. Nr. CG 201-51, grobe Porosität) 710 wird durch Hinzufügen von JSU 712 im Überschuss zur gefritteten Platte 710, bis die gefrittet Platte 710 gesättigt ist, gesättigt. Die gesättigte gefrittete Platte 710 wird in eine breite Petrischale 714 mit flachem Boden gegeben, und JSU 712 wird hinzugefügt, bis es die obere Oberfläche 716 der gefritteten Platte 710 erreicht. Die JSU-Höhe darf die Höhe der gefrittete Platte 710 nicht übersteigen.
Das Sieb (nicht dargestellt), das am Boden 548 des Zylinders 520 befestigt ist, lässt sich leicht dehnen. Um das Dehnen zu verhindern, wird mit dem Zeigefinger ein seitlicher Druck an den Kolbenschaft 514 angelegt, direkt über dem Deckel 516, während der Zylinder 520 der Kolben/Zylinder-Anordnung 428 ergriffen wird. Dies „verrastet" den Kolbenschaft 514 an Ort und Stelle am Deckel 516, so dass die Kolben/Zylinder-Anordnung 428 ohne übermäßige Kraftausübung auf das Sieb (nicht dargestellt) angehoben werden kann.
Die gesamte Kolben/Zylinder-Anordnung 428 wird auf diese Weise angehoben und auf der gefritteten Platte 710 in der Petrischale 714 platziert. JSU 712 aus der Petrischale 714 gelangt durch die gefrittete Platte 710 und wird von dem Superabsorber-Polymer (nicht dargestellt) absorbiert, um eine Hydrogelschicht 718 zu bilden. Der JSU 712, der in der Petrischale 714 vorhanden ist, sollte für die gesamte Quellphase reichen. Falls nötig, kann mehr JSU 712 während des Zeitraums der Hydratation in die Petrischale 714 gegeben werden, um den Pegel des JSU 712 an der oberen Oberfläche 716 der gefritteten Platte 710 zu halten. Nach einem Zeitraum von 60 Minuten wird die Kolben/Zylinder-Anordnung 428 von der gefritteten Platte 710 genommen, wobei darauf geachtet wird, den Kolbenschaft 514 an dem Deckel 516 wie vorstehend beschrieben zu verrasten und sicherzustellen, dass die Hydrogelschicht 718 während dieses Verfahrens keinen JSU 712 verliert und keine Luft aufnimmt. Die Kolben/Zylinder-Anordnung 428 wird unter den Dickenmesser (nicht dargestellt) gegeben, und ein Anzeigewert, L₂, wird auf die nächsten 0,01 mm gerundet notiert. Wenn sich der Wert mit der Zeit verändert, wird nur der Anfangswerts notiert. Die Dicke der Hydrogelschicht 718, L₀ wird von L₂–L₁ auf die nächsten 0,01 mm gerundet bestimmt.
Die gesamte Kolben/Zylinder-Anordnung 428 wird auf diese vorstehend beschriebene Weise angehoben und auf das Stützsieb (nicht dargestellt), das auf dem Ringstativ 440 befestigt ist, gesetzt. Es sollte sorgsam vorgegangen werden, damit die Hydrogelschicht 718 während dieses Vorgangs den JSU 712 nicht verliert und keine Luft aufnimmt. Der in der Petrischale 714 vorhandene JSU 712 sollte für die gesamte Quellphase reichen. Falls nötig, kann mehr JSU 712 während des Zeitraums der Hydratation in die Petrischale 714 gegeben werden, um den Pegel des JSU 712 an der 5,00-cm-Markierung 556 zu halten. Nach einem Zeitraum von 60 Minuten wird die Kolben/Zylinder-Anordnung 428 entnommen, wobei darauf geachtet wird, den Kolbenschaft 514 an dem Deckel 516 wie vorstehend beschrieben zu verriegeln. Die Kolben/Zylinder-Anordnung 428 wird unter den Dickenmesser (nicht dargestellt) gegeben, und die Dicke (nicht dargestellt) wird als L₂ auf die nächsten 0,01 mm gerundet gemessen. Die Dicke der Hydrogelschicht 718, L₀ wird von L₂ – L₁ auf die nächsten 0,01 mm gerundet bestimmt. Wenn sich der Wert mit der Zeit verändert, wird nur der Anfangswerts notiert.
Die Kolben/Zylinder-Anordnung 428 wird auf das Stützsieb (nicht dargestellt), das auf dem Ringstativ 440 befestigt ist, übertragen, wobei vorsichtig den Kolbenschaft 514 an Ort und Stelle an dem Deckel 516 verrastet wird. Der Behälter mit konstantem hydrostatischem Kopf 414 wird so positioniert, dass das Ablassrohr 418 durch die zweite Deckelöffnung 536 gegeben wird. Die Messung wird in der folgenden Reihenfolge initiiert:

a) Der Absperrhahn 420 des Behälters mit konstantem hydrostatischem Kopf 410 wird geöffnet, damit die Salzlösung 432 die 5,00-cm-Markie rung 556 auf dem Zylinder 520 erreichen kann. Dieser Pegel der Salzlösung 432 sollte innerhalb von 10 Sekunden nach Öffnen des Absperrhahns 420 erreicht werden.
b) Sobald 5,00 cm Salzlösung 432 erreicht sind, wird das Datenerfassungsprogramm initiiert.

Mithilfe eines Computers (nicht dargestellt), der mit der Waage 426 verbunden ist, wird die Menge der Salzlösung 432, die durch die Hydrogelschicht 718 gelangt, für einen Zeitraum von 10 Minuten in Intervallen von 20 Sekunden aufgezeichnet. Am Ende von 10 Minuten wird der Absperrhahn 420 auf dem Behälter mit konstantem hydrostatischem Kopf 410 geschlossen. Die Kolben/Zylinder-Anordnung 428 wird sofort entnommen, unter den Dickenmesser (nicht dargestellt) gegeben, und ein Anzeigewert, L₃, wird auf die nächsten 0,01 mm gerundet notiert. Die Enddicke der Hydrogelschicht 718, L_f, wird aus L₃ – L₁ auf die nächsten 0,1 mm gerundet, wie vorstehend beschrieben, bestimmt. Die prozentuale Änderung in der Dicke der Hydrogelschicht 718 wird aus (L_f/L₀) × 100 bestimmt. Generell liegt die Änderung in der Dicke der Hydrogelschicht 718 innerhalb von ungefähr ±10%.
Die Daten ab 60 Sekunden vor Ende des Versuchs werden in der SFC-Berechnung verwendet. Die Daten, die vor den 60 Sekunden erfasst werden, werden nicht in die Berechnung einbezogen. Die Strömungsrate F_s (in g/s) ist die Kurve einer linearen Regression der Methode der kleinsten Quadrate eines Diagramms des Gewichts der aufgefangenen Salzlösung 432 (in Gramm) als Funktion der Zeit (in Sekunden) von 60 Sekunden bis 600 Sekunden.
In einer separaten Messung wird die Strömungsrate durch das Durchlässigkeitsmesssystem 408 (F_a) wie vorstehend beschrieben gemessen, mit der Ausnahme, dass keine Hydrogelschicht 718 vorhanden ist. Wenn F_a viel größer ist als die Strömungsrate durch das Durchlässigkeitsmesssystem 408, wenn die Hydrogelschicht 718 vorhanden ist, F_s, dann ist keine Korrektur für den Strömungswiderstand des Durchlässigkeitsmesssystems 408 (einschließlich der Kolben/Zylin der-Anordnung 428) notwendig. In dieser Einschränkung gilt, F_g = F_s, wobei F_g der Beitrag der Hydrogelschicht 718 zu der Strömungsrate des Durchlässigkeitsmesssystems 408 ist. Wenn jedoch diese Anforderung nicht erfüllt wird, wird die folgende Korrektur verwendet, um den Wert von F_g aus den Werten von F_s und F_a zu berechnen: Fg = (Fa × Fs)/(Fa – Fs)
Die Kochsalzlösungs-Weiterleitung (K) der Hydrogelschicht 718 wird mit der folgenden Gleichung berechnet: K = [Fg(t = 0) × L0]/[ρ × A × ΔP],wobei F_g die Strömungsrate in g/s, die aus der Regressionsanalyse der Ergebnisse der Fließgeschwindigkeit und jeglicher Korrektur aufgrund von Strömungswiderstand im Durchlässigkeitsmesssystem 408 bestimmt wird, ist, L₀ die Anfangsdicke der Hydrogelschicht 718 in cm ist, ρ die Dichte der Salzlösung 432 in gm/cm³ ist. A (in der vorstehenden Gleichung) ist die Fläche der Hydrogelschicht 718 in cm², ΔP ist der hydrostatische Druck in Dyn/cm², und die Kochsalzlösungs-Weiterleitung, K, ist in Einheiten von cm³ s/g angegeben. Es sollte der Durchschnittswert von drei Bestimmungen notiert werden.
Für Hydrogelschichten 718, bei denen die Strömungsrate im Wesentlichen konstant ist, kann anhand folgender Gleichung ein Durchlässigkeitskoeffizient (κ) aus der Kochsalzlösungs-Weiterleitung berechnet werden: κ = Kη wobei η die Viskosität der Salzlösung 432 in Poise ist und der Durchlässigkeitskoeffizient, κ, in Einheiten von cm² angegeben ist.
Im Allgemeinen muss die Strömungsrate nicht konstant sein. Die zeitabhängige Strömungsrate durch das System, F_S (t), wird, in Einheiten von g/s, durch Teilen des inkrementellen Gewichts der Salzlösung 432, die durch das Durchlässigkeitsmesssystem 408 gelangt, (in Gramm) durch die inkrementelle Zeit (in Sekunden) bestimmt. Es werden nur Daten für Zeiten zwischen 60 Sekunden und 10 Minuten für die Berechnungen der Strömungsrate verwendet. Es werden Ergebnisse der Strömungsrate zwischen 60 Sekunden und 10 Minuten verwendet, um einen Wert für F_s (t = 0), die Anfangsströmungsrate durch die Hydrogelschicht 718, zu berechnen. F_s (t = 0) wird durch Extrapolieren der Ergebnisse einer Methode der kleinsten Quadrate von F_S (t) als Funktion der Zeit bis t = 0 berechnet.
3. Zentrifugenretentionskapazität (CRC)
Bei den meisten hydrogelbildenden Absorptionspolymeren wird das Gelvolumen als Messung des Absorptionsvermögens durch die Methode, die im neuerteilten US-Patent 32,649 (Brandt et al), erneut erteilt am 19. April 1988, beschrieben ist, bestimmt, wobei jedoch 0,9%-ige Salzlösung statt synthetischem Urin verwendet wird. Das Gelvolumen sowie die CRC-Kapazität werden auf Trockengewichtsbasis berechnet. Diese Methode ist für alle hydrogelbildenden Absorptionspolymere zu verwenden, die kein Blue Dextran absorbieren.
Die Methode zum Messen des Gelvolumens zur Verwendung für SAP, die kein Blue Dextran (siehe Gelvolumenmethode in Re 32,649) an die Oberflächen des gebildeten Hydrogels absorbieren (z. B. Polymere aus kationischen Monomeren), ist folgende: Für diese hydrogelbildenden Polymere wird der Absorptionsvermögenstest verwendet, jedoch wird bei der Berechnung das Trockengewicht des hydrogelbildenden Polymers anstelle des tatsächlichen Gewichts verwendet. Siehe z. B. US-Patent Nr. 5,124,188 (Roe et al), erteilt am 23. Juni 1992, Spalten 27–28 für eine Beschreibung des Absorptionsvermögenstests.
Für die Bewertung der Zentrifugenretentionskapazität hat es sich gezeigt, dass die sogenannte Teebeutel-Bewertung oder -Messung (nachstehend CRC-Messung) am besten geeignet ist, um die Bewahrung des Kapillardrucks in Situationen nahe der Sättigung des Absorptionsvermögens eines SAP-Materials widerzuspiegeln. Für den Test werden Standard-Laborbedingungen (21–23°C, 50% relative Feuchtigkeit) verwendet. SAP-Probenmaterial wird in einem dicht schließenden Kolben oder anderen Behälter, der erst zu Beginn der Bewertung geöffnet wird, trocken gehalten. Anderes bei der Bewertung verwendetes Material (Papiertücher, Geräte usw.) wird vor den Messungen für 24 Stunden bei den vorstehenden Laborbedingungen konditioniert.
Für die CRC-Messung werden 0,2 +/– 0,0050 g SAP-Teilchen in einen Teebeutel gegeben (der Beutel muss frei flüssigkeitsdurchlässig sein und muss die Teilchen einbehalten, d. h. die Poren des Teebeutels dürfen nicht größer sein als die kleinsten Teilchen. Der Teebeutel sollte eine Größe von 60 mm × 85 mm aufweisen und wird nach dem Füllen durch Schweißen verschlossen. Der Teebeutel wird dann für 30 Minuten in eine 0,9%-ige Salzlösung eingetaucht, so dass mindestens 0,83 l Lösung pro Gramm SAP vorhanden sind; dieses Verhältnis kann weit überschritten werden. Nach dem 30-minütigen Eintauchen wird der Teebeutel für 3 Minuten bei 250 g zentrifugiert, um überschüssige Salzlösung zu entfernen. Der Beutel wird auf die nächsten 0,01 g gerundet gewogen, und die absorbierte Flüssigkeit wird berechnet. Das Ergebnis wird unter Verwendung der Menge an trockenem SAP, die in den Teebeutel gegeben wurde, als Gramm absorbierten Materials pro Gramm SAP-Teilchen aufgezeichnet.
Alle hierin genannten an The Procter & Gamble Company übertragenen Patente und Patentanmeldungen (einschließlich jeglicher Patente, die daraufhin erteilt werden), sind hiermit in dem damit konsistenten Umfang durch Bezugnahme eingeschlossen.
Die hierin offenbarten Abmessungen und Werte sind nicht als streng auf die exakten genannten Zahlenwerte begrenzt zu verstehen. Statt dessen soll, wenn nicht anders angegeben, jede solche Abmessung sowohl den genannten Wert als auch einen funktionell äquivalenten Bereich, der diesen Wert umgibt, bedeuten. Zum Beispiel soll eine Abmessung, die als „40 mm" offenbart ist, „ungefähr 40 mm" bedeuten.
Alle Dokumente, die unter Ausführliche Beschreibung der Erfindung zitiert sind, sind in ihren relevanten Teilen durch Bezugnahme hierin aufgenommen; die Zitierung eines Dokuments bedeutet kein Eingeständnis dafür, dass dieses einen Stand der Technik für die vorliegende Erfindung darstellt. Sollte irgendeine Bedeutung oder Definition eines Begriffes in diesem Dokument mit irgendeiner Bedeutung oder Definition desselben Begriffes in einem durch Bezugnahme eingeschlossenen Dokument in Zwiespalt stehen, gilt die Bedeutung oder Definition, die dem Begriff in diesem Dokument zugewiesen wurde.
Obwohl spezielle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben wurden, ist es für den Fachmann offensichtlich, dass verschiedene weitere Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Daher sollen in den beiliegenden Ansprüchen alle solchen Änderungen und Modifikationen, die im Schutzumfang der Erfindung liegen, abgedeckt sein.
ZUSAMMENFASSUNG
Im Wesentlichen cellulosefreier Absorptionskern, umfassend Absorptionspolymermaterial mit einer Salzlösungsfluss-Leitfähigkeit von größer als ungefähr 100 × 10^–7 cm³·s/g und einer Zentrifugenretentionskapazität von mehr als ungefähr 20 g/g. Es wird auch ein Einwegabsorptionsartikel offenbart.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 5246433 [0040]
- US 5569234 [0040, 0052]
- US 6120487 [0040]
- US 6120489 [0040]
- US 4940464 [0040]
- US 5092861 [0040]
- US 2003/0233082 A1 [0040]
- US 5897545 [0040]
- US 5957908 [0040]
- US 3860003 [0049]
- US 5151092 [0049]
- US 5554145 [0052]
- US 6004306 [0052]
- US 5037416 [0053]
- US 5269775 [0053]
- WO 95/16746 [0054]
- US 5571096 [0054]
- US 5137537 [0057, 0057]
- US 2005/0159720 [0063]
- US 7112621 [0063, 0065]
- WO 02/064877 [0063]
- US 6645569 [0065]
- US 6863933 [0065]
- EP 149880 [0069]
- US 2003/0105190 [0069]
- US 4610678 [0086]
- US 4834735 [0086]
- US 4888231 [0086]
- US 5260345 [0086]
- US 5387207 [0086]
- US 5397316 [0086]
- US 5625222 [0086]
- WO 2006/062258 [0109]
- EP 640330 A [0110]
- US 32649 [0143]
- US 5124188 [0144]

Claims

Einwegabsorptionsartikel, umfassend: eine Grundeinheit, die eine Oberschicht und eine Unterschicht einschließt; und einen im Wesentlichen cellulosefreien Absorptionskern, der sich zwischen der Oberschicht und der Unterschicht befindet und Folgendes einschließt: eine erste und eine zweite Absorptionsschicht, wobei die erste Absorptionsschicht ein erstes Substrat enthält und die zweite Absorptionsschicht ein zweites Substrat enthält; Polymerteilchen-Absorptionsmaterial, das auf dem ersten und dem zweiten Substrat angelagert ist, wobei das Polymerteilchen-Absorptionsmaterial eine Kochsalzlösungs-Fließleitfähigkeit von mehr als 100 × 10^–7 cm³·s/g, mehr als 70 × 10^–7 cm³·s/g und eine Zentrifugenretentionskapazität von mehr als 20 g/g, größer als 25 g/g aufweist; und thermoplastisches Klebstoffmaterial, das das Polymerteilchen-Absorptionsmaterial auf dem jeweiligen ersten und zweiten Substrat bedeckt, wobei die erste und die zweite Absorptionsschicht miteinander so kombiniert sind, dass mindestens ein Teil des thermoplastischen Klebstoffmaterials der ersten Absorptionsschicht mindestens einen Teil des thermoplastischen Klebstoffmaterials der zweiten Absorptionsschicht berührt, das absorbierende teilchenförmige Polymermaterial zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat in einem Bereich für Polymerteilchen-Absorptionsmaterial angeordnet ist und das Polymerteilchen-Ab sorptionsmaterial im Wesentlichen kontinuierlich über den Bereich für Polymerteilchen-Absorptionsmaterial verteilt ist.
Einwegabsorptionsartikel nach Anspruch 1, wobei: das Polymerteilchen-Absorptionsmaterial auf dem ersten und dem zweiten Substrat in jeweiligen Mustern von Inselbereichen und Verbindungsbereichen zwischen den Inselbereichen so angelagert ist, dass das Polymerteilchen-Absorptionsmaterial diskontinuierlich auf dem ersten und dem zweiten Substrat verteilt ist; und die erste und die zweite Absorptionsschicht so miteinander kombiniert sind, dass die jeweiligen Muster aus Polymerteilchen-Absorptionsmaterial voneinander versetzt sind.
Einwegabsorptionsartikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Absorptionskern zu weniger als 10 Gew.-% Cellulosefasern, weniger als 5 Gew.-% Cellulosefasern, weniger als 1 Gew.-% Cellulosefasern, keine Cellulosefasern oder nicht mehr als eine unerhebliche Menge an Cellulosefasern enthält.
Einwegabsorptionsartikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Absorptionskern ein vorderes Ende und ein hinteres Ende und eine Längsachse, die vom hinteren Ende zum vorderen Ende verläuft, und mehrere Absorptionszonen aufweist, wobei in jeder der mehreren Absorptionszonen Polymerteilchen-Absorptionsmaterial in unterschiedlichen Mengen vorhanden ist, wobei vorzugsweise ein allmählicher Übergang der Menge an Polymerteilchen-Absorptionsmaterial von einer von der mehreren Absorptionszonen zu einer anderen stattfindet.
Einwegabsorptionsartikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Polymerteilchen-Absorptionsmaterial in dem Absorptionskern in einer Menge von mehr als 80 Gew.-% des Absorptionskerns, mehr als 85 Gew.-% des Ab sorptionskerns, mehr als 90 Gew.-% des Absorptionskerns, mehr als 95 Gew.-% des Absorptionskerns vorhanden ist.
Einwegabsorptionsartikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei sich der Polymerteilchen-Absorptionsmaterialbereich im Wesentlichen quer über den gesamten Absorptionskern erstreckt oder sich der Polymerteilchen-Absorptionsmaterialbereich im Wesentlichen ganz von vorn nach hinten über den Absorptionskern erstreckt.
Einwegabsorptionsartikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Absorptionsartikel eine Windel ist, die ein wiederverschließbares Befestigungssystem aufweist, das an die Grundeinheit angefügt ist, um die Windel am Träger zu befestigen, oder der Absorptionsartikel eine hosenartige Windel ist, die mindestens zwei Seitenfelder aufweist, die mit der Grundeinheit und miteinander verbunden sind, um eine Hose zu bilden.
Im Wesentlichen cellulosefreier Absorptionskern, umfassend: eine erste und eine zweite Absorptionsschicht, wobei die erste Absorptionsschicht ein erstes Substrat enthält und die zweite Absorptionsschicht ein zweites Substrat enthält; Polymerteilchen-Absorptionsmaterial, das auf dem ersten und dem zweiten Substrat angelagert ist, wobei das Polymerteilchen-Absorptionsmaterial eine Kochsalzlösungs-Fließleitfähigkeit von mehr als 100 × 10^–7 cm³·s/g, mehr als 70 × 10^–7 cm³·s/g und eine Zentrifugenretentionskapazität von mehr als ungefähr 20 g/g, größer als 25 g/g aufweist; und thermoplastisches Klebstoffmaterial, das das Polymerteilchen-Absorptionsmaterial auf dem jeweiligen ersten und zweiten Substrat bedeckt, wobei die erste und die zweite Absorptionsschicht miteinander so kombiniert sind, dass mindestens ein Teil des thermoplastischen Klebstoffmaterials der ersten Absorptionsschicht mindestens einen Teil des thermoplasti schen Klebstoffmaterials der zweiten Absorptionsschicht berührt, das Polymerteilchen-Absorptionsmaterial zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat in einem Bereich für Polymerteilchen-Absorptionsmaterial angeordnet ist und das Polymerteilchen-Absorptionsmaterial im Wesentlichen kontinuierlich über den Bereich für Polymerteilchen-Absorptionsmaterial verteilt ist.
Absorptionskern nach Anspruch 8, wobei: das Polymerteilchen-Absorptionsmaterial auf dem ersten und dem zweiten Substrat in jeweiligen Muster von Inselbereichen und Verbindungsbereichen zwischen den Inselbereichen so angelagert ist, dass das Polymerteilchen-Absorptionsmaterial diskontinuierlich auf dem ersten und dem zweiten Substrat verteilt ist; und die erste und die zweite Absorptionsschicht so miteinander kombiniert sind, dass die jeweiligen Muster aus Polymerteilchen-Absorptionsmaterial voneinander versetzt sind.
Absorptionskern nach Ansprüchen 8 oder 9, wobei sich der Polymerteilchen-Absorptionsmaterialbereich im Wesentlichen über den gesamten Absorptionskern erstreckt.