DE20024022U1 - Einheitliches Flüssigkeitsaufnahme, Speicher- und Verteilermaterial - Google Patents

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Abstract

Einheitliche absorbierende Struktur, umfassend:
a) eine Flüssigkeitsaufnahmeschicht, die Polyester und/oder synthetische Homopolymerfasern, oder Flockenzellstoff oder synthetische Fasern, sowie ein thermisches und/oder Latexbindemittel umfasst, wobei die Flüssigkeitsaufnahmeschicht ein Basisgewicht von zwischen 20 und 120 g/m2 aufweist
b) eine Flüssigkeitsverteilungsschicht, die Flockenzellulose und/oder chemisch modifizierte Zellulosefasern sowie ein thermisches und/oder Latexbindemittel umfasst und ein Basisgewicht von zwischen 20 und 200 g/m2 aufweist; und
c) eine Flüssigkeitsspeicherschicht zwischen der Aufnahmeschicht und der Verteilungsschicht, wobei die Flüssigkeitsspeicherschicht 10 bis 75 Gew.% an superabsorbierendem Polymer umfasst und ein Basisgewicht von zwischen 60 und 400 g/m2 aufweist,
wobei die Aufnahmeschicht, die Speicherschicht und die Verteilungsschicht jeweils miteinander in Flüssigverbindung stehen und
wobei die Dichte der Verteilungsschicht größer ist als die Dichte der Aufnahmeschicht und die Dichte der Speicherschicht.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung ist auf verbesserte absorbierende Faserstrukturen mit getrennten Schichten (oder Strata) als Bereiche für die Flüssigkeitsaufnahme, -speicherung und -verteilung gerichtet. Die Strukturen dienen dazu, verbesserte entsorgbare, absorbierende Produkte wie z. B. Windeln, Inkontinenzeinlagen für Erwachsene und Damenbinden bereitzustellen.
  • Stand der Technik
  • Absorbierende Gegenstände wie z. B. Einwegwindeln, Inkontinenzeinlagen für Erwachsene, Damenbinden und ähnliches werden allgemein mit einem absorbierenden Kern oder einer Speicherschicht versehen, um Köperflüssigkeiten aufzunehmen und zu halten. Der absorbierende Kern ist gewöhnlich zwischen eine flüssigkeitsdurchlässige obere Schicht, deren Funktion es ist, den Durchtritt der Flüssigkeit zum Kern zu erlauben, und eine flüssigkeitsundurchlässige rückseitige Schicht eingelegt, welche die Flüssigkeit hält und sie daran hindert, durch den absorbierenden Gegenstand hindurch zu treten. Ein absorbierender Kern (z. B. für Windeln und Inkontinenzeinlagen für Erwachsene) enthält typischerweise Faserflore oder -gewebe, die aus zerfaserten, losen, flockengetrockneten, hydrophilen Cellulosefasern aufgebaut sind. Der Kern kann auch superabsorbierende Polymerpartikel (SAP-Partikel), Körnchen, -flocken oder -fasern enthalten. Zusätzlich kann ein absorbierender Artikel eine Verteilungsschicht enthalten, die dabei hilft, die Flüssigkeit schnell von der Aufnahmeschicht zur Speicherschicht des Kerns zu transportieren. Herkömmliche absorbierende Produkte haben separat ausgebildete Schichten für die Aufnahme, Verteilung und Speicherung verwendet, was zu komplizierten und überfrachteten Produktionsanlagen führt. Daher besteht Bedarf nach einem absorbierenden Produkt, bei dem die Aufnahme-, Verteilungs- und Speicherfunktion alle in einer einzigen integrierten Struktur durchgeführt werden.
  • Die Marktnachfrage nach dünneren und komfortableren absorbierenden Artikeln hat zugenommen. Solche Artikel können erhalten werden, indem die Dicke des Windelkerns verringert wird, indem die Menge an im Kern eingesetzten Fasermaterial verringert wird, während die Menge an SAP-Partikeln erhöht wird, und indem der Kern geglättet (kalandriert) oder komprimiert wird, um so das Endmaß zu verringern und somit die Dichte zu erhöhen. Jedoch absorbieren Kerne mit höherer Dichte Flüssigkeit nicht so schnell wie Kerne mit niedrigerer Dichte, da die Verdichtung des Kerns zu einer kleineren effektiven Porengröße führt. Um dementsprechend eine geeignete Flüssigkeitsabsorptionsrate beizubehalten, ist es notwendig, eine Schicht mit niedriger Dichte und größerer Porengröße über dem absorbierenden Kern hoher Dichte bereitzustellen, um die Aufnahmerate der auf den absorbierenden Artikel abgegebenen Flüssigkeit zu erhöhen. Aufgrund ungenügender Porengrößen haben herkömmliche absorbierende Strukturen an einer Unfähigkeit gelitten, große Schübe von Flüssigkeit zu absorbieren. Es besteht deutlicher Bedarf nach absorbierenden Strukturen, die eine Aufnahmeschicht mit ausreichender Porengröße aufweisen, um Flüssigkeitsschübe besser aufzunehmen.
  • Bei einer herkömmlichen mehrschichtigen absorbierenden Struktur mit einer Aufnahmeschicht, einer Verteilungsschicht und einer Speicherschicht nimmt die Aufnahmeschicht die anfallende Flüssigkeit auf und überträgt sie schnell durch Kapillarwirkung weg von der Haut des Trägers (in der Z-Richtung). Dann trifft die Flüssigkeit auf die Verteilungsschicht. Die Verteilungssicht besteht typischerweise aus einem Material höherer Dichte und bewirkt, dass die Flüssigkeit weg von der Haut des Trägers (in der Z-Richtung) und auch seitlich über die Struktur (in den X-Y-Richtungen) wandert. Schließlich wandert die Flüssigkeit in die Speicherschicht. Die Speicherschicht enthält im Allgemeinen Cellulosefasern hoher Dichte und SAP-Partikel. Die Flüssigkeit wird von der Speicherschicht und insbesondere von den darin enthaltenen SAP-Partikeln absorbiert.
  • Obwohl die oben beschriebene herkömmliche mehrschichtige Struktur wirkungsvoll sein kann, besteht ein Nachteil dieser Anordnung darin, dass aufgrund dessen, dass die Verteilungsschicht sich auf der der Haut des Trägers zugewandeten Seite der Speicherschicht befindet, eine Möglichkeit besteht, dass sich die Flüssigkeit aufgrund des relativ geringen Flüssigkeitshaltevermögens der Verteilungsschicht an der Haut des Trägers ansammeln kann, bevor sie von der Speicherschicht absorbiert wird. Wenn sich der Träger bewegt, wird Druck ausgeübt und kann dazu führen, dass die Flüssigkeit abgegeben wird und dadurch den Träger wieder nass macht. Dementsprechend wäre es erwünscht, eine Struktur bereitzustellen, in der die Flüssigkeit unmittelbar aufgenommen und weg von der Haut des Träger in der Z-Richtung übertragen wird, wo sie in die Speicherschicht absorbiert werden kann, während das Problem, das die Flüssigkeit die Haut des Trägers wieder berührt, minimiert oder eliminiert wird.
  • Darstellung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine einheitliche absorbierende Struktur mit einer Flüssigkeitsaufnahmeschicht; einer Flüssigkeitsverteilungsschicht; und einer Flüssigkeitsspeicherschicht zwischen der Aufnahmeschicht und der Verteilerschicht bereit. Die Aufnahme-, Verteilungs- und Speicherschichten stehen jeweils miteinander in Flüssigverbindung.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt einen schematischen Querschnitt einer herkömmlichen mehrschichtigen absorbierenden Struktur.
  • 2 zeigt einen schematischen Querschnitt einer möglichen Ausführungsform der einheitlichen, mehrschichtigen absorbierenden Strukturen der Erfindung dar.
  • 3 zeigt einen schematischen Querschnitt des Wegs der Flüssigkeitsabsorption durch die einheitlichen mehrschichtigen absorbierenden Strukturen der Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung umfasst eine einheitliche, mehrzonige oder mehrschichtige absorbierende Struktur, umfassend eine Aufnahmeschicht, die die abgegebene Flüssigkeit aufnimmt und schnell durch Kapillarwirkung weg von der Haut des Trägers (in der Z-Richtung) überträgt; eine Speicherschicht mit Matrixfasern höherer Dichte und SAP-Partikeln; und eine Verteilungssicht, die einen Teil der überschüssigen Flüssigkeit, die durch die Speicherschicht dringt, absorbiert und hält. Wie hier verwendet sollen die Begriffe „Schichten” und „Schicht” sich auf geschichtete Bereiche beziehen, aus denen die einheitliche Struktur aufgebaut ist. Die Schichten der einheitlichen Struktur sind keine Anordnung oder Laminat von vorgeformten Schichten, die eine mehrschichtige Struktur bilden. Stattdessen wird die einheitliche Struktur aufgebaut, indem die Schichten auf kontinuierliche Weise zusammengestellt werden. Die Technologie des Legens im Luftstromverfahren ist das bevorzugte Verfahren zum Zusammenführen der Schichten der einheitlichen Struktur der vorliegenden Erfindung.
  • In einer Ausführungsform umfasst die Verteilungsschicht ein Fasermatrixmaterial und bewirkt, dass die Flüssigkeit seitlich über die Struktur (in den X-Y-Richtungen) und zurück in die Speicherschicht migriert, wo die Flüssigkeit von den SAP-Partikeln in der Speicherschicht absorbiert und gehalten wird. Diese Anordnung bewirkt, dass die auf die Struktur auftreffende Flüssigkeit weg von der Haut des Benutzers und durch die gesamte Struktur gezogen wird, wo sie in der Speicherschicht absorbiert werden kann und dabei eine geringere Neigung zum Ansammeln oder Halten von Feuchtigkeit an der Grenzfläche der Struktur zur Haut des Trägers besteht. Diese Erfindung umfasst auch eine absorbierende Struktur mit einer Aufnahmeschicht, welche eine vergrößerte Porengröße besitzt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die absorbierenden Strukturen der vorliegenden Erfindung mindestens drei Schichten, von denen alle miteinander in Flüssigverbindung stehen. Diese Schichten umfassen: eine (obere) Flüssigkeitsaufnahmeschicht, eine (mittlere) Flüssigkeitsspeicherschicht, und eine (untere) Flüssigkeitsverteilungsschicht.
  • Die (obere) Flüssigkeitsaufnahmeschicht kann umfassen: Polyester (d. h. PET) und/oder synthetische Homopolymerfasern; 0–10% SAP; und thermisches oder Latexbindeharz; zudem wird sie typischerweise ein Basisgewicht von 20–120 g/m2 besitzen. Die (mittlere) Flüssigkeitsspeicherschicht kann umfassen: flockengetrocknete Cellulosefasern und/oder chemisch modifizierte Cellulosefasern; 10–75% SAP; und ein thermisches Bindeharz; zudem wird sie typischerweise ein Basisgewicht von 60–400 g/m2 besitzen. Die (untere) Flüssigkeitsverteilungsschicht kann umfassen: flockengetrocknete und/oder chemisch modifizierte Cellulosefasern; 0–10% SAP; und thermisches und/oder Latexbindeharz; zudem wird sie typischerweise ein Basisgewicht von 20–200 g/m2 besitzen.
  • Eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfasst vier Schichten: eine (oberste) Aufnahmeschicht aus Synthetikfasern, eine (obere mittlere) Aufnahmeschicht aus Cellulosefasern, eine (untere mittlere) Speicherschicht und eine (unterste) Verteilungsschicht.
  • Der Bereich des Gesamtbasisgewichts dieser Verbundstrukturen beträgt 100–720 g/m2 mit einem SAP-Gehalt von 10–75%. Der bevorzugte Basisgewichtsbereich(-bereiche) und der SAP-Gehalt variieren mit der beabsichtigten Anwendung. Für Anwendungen in der weiblichen Hygiene und bei Inkontinenzanwendungen leichter Kapazität für Erwachsene werden das Basisgewicht und der SAP-Gehalt zum unteren Ende der Bereiche neigen. Für Anwendungen in Kleinkindwindeln und bei Inkontinenzanwendungen für Erwachsene mit hoher Kapazität wird das bevorzugte Basisgewicht und der SAP-Gehalt zum oberen Ende der spezifizierten Bereiche neigen.
  • Die Aufnahmeschicht ist für eine minimale Flüssigkeitsdrückhaltung konzipiert. In einer bevorzugten Ausführungsform ist (sind) die Matrixfaser(n) der Aufnahmeschicht eine synthetische Faser (Fasern), die mindestens zwei Denier groß ist und in der Lage ist, mit Latex verbunden zu werden. Beispiele geeigneter Synthetikfasern umfassen: Polyester, Polyamide und Polyolefine, z. B. Polyethylene und Polypropylene. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die Aufnahmeschicht Matrixfasern mit 3–40 Denier großen, gekräuselten PET-Fasern mit einer Schnittlänge von 3–12 mm.
  • Die Speicherschicht ist durch eine relativ hohe Konzentration an superabsorbierendem Polymer (SAP) gekennzeichnet. Die Arten von superabsorbierenden Polymeren, die in dieser Erfindung eingesetzt werden können, umfassen z. B.: SAPs in ihrer Partikelform wie z. B. unregelmäßige Körnchen, sphärische Partikel, Kurzfasern (Spinnfasern, Stapelfasern) und andere längliche Partikel. Die US Patente Nr. 5,147,343 ; Nr. 5,378,528 ; Nr. 5,795,439 ; Nr. 5,807,916 ; und Nr. 5,849,211 beschreiben verschiedene superabsorbierende Polymere und Verfahren zur Herstellung von superabsorbierenden Polymeren. Ein Beispiel eines superabsorbierende Polymere bildenden Systems sind quervernetzte acrylische Kopolymere von Metallsalzen der Acrylsäure und Acrylamid oder andere Monomere wie z. B. 2-Acrylamid-2-Methylpropansulfonische Säure. Viele herkömmliche körnchenförmige superabsorbierende Polymere basieren auf Poly (Acrylsäure), die während der Polymerisierung mit beliebigen multifunktionalen Co-Monomer-Quervernetzungsmitteln quervernetzt wurde, welche im Stand der Technik wohlbekannt sind. Beispiele multifunktionaler Quervernetzungsmittel sind in den US Patenten Nr. 2,929,154 ; Nr. 3,224,986 ; Nr. 3,332,909 ; und Nr. 4,076,673 beschrieben. Z. B. können quervernetzte karboxylierte Polyelektrolyten verwendet werden, um superabsorbierende Polymere zu bilden. Andere wasserlösliche Polyelektrolytpolymere sind bekannterweise für die Zubereitung von Superabsorbenten durch Quervernetzung von Nutzen, wobei diese Polymere umfassen: Karboxymethyl-Stärke, Karboxymethyl-Cellulose, Chitosan-Salze, Gelatinen-Salze usw. Sie werden jedoch aufgrund ihrer höheren Kosten gewöhnlich nicht in einer kommerziellen Größenordnung eingesetzt, um die Absorptionsfähigkeit von wegwerfbaren absorbierenden Artikeln zu erhöhen. Superabsorbierende Polymerkörnchen, die in der Ausführung dieser Erfindung von Nutzen sind, sind kommerziell von einer Anzahl von Herstellern erhältlich, wie z. B. Dow Chemical (Midland, Michigan), Stockhausen (Greensboro, North Carolina) und Chemdal (Arlington Heights, Illinois). In einer bevorzugten Ausführungsform ist das SAP ein oberflächlich quervernetztes, auf Acrylsäure basierendes Pulver wie z. B. Stockhausen 9350 oder SX70.
  • Cellulose, die modifiziert wurde, um den Kräuselungsgrad und die Steifigkeit der einzelnen Fluffcellulosefasern (z. B. Buckeye HPF modifizierte Fluffcellulose) zu erhöhen, kann in der Speicherschicht an Stelle oder zusätzlich zu den Standard-Fluffcellulosefasern verwendet werden, um die Flüssigkeitsaufnahme und Rückhaltefähigkeit der Erfindung zu vergrößern.
  • Durch Verteilen der Flüssigkeit in der X-Y-Richtung erlaubt es die Verteilungsschicht, dass die superabsorbierenden Partikel in der Speicherschicht, die weit von dem Punkt des Flüssigkeitseintritts entfernt sind, Flüssigkeit absorbieren. Die Verteilungsschicht dient auch dazu, nicht unmittelbar von dem SAP der Speicherschicht absorbierte Flüssigkeit in der Z-Richtung weg von der Haut des Trägers zu ziehen.
  • Die Matrixfasern der Verteilungsschicht können Fluffzellstoff (Flockenzellstoff), modifizierte Fluffcellulose oder eine Mischung davon umfassen. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Cellulosefasern der Verteilungsschicht modifiziert, um die Steifigkeit der Fasern zu verringern und dadurch die Schicht leichter zu verdichten.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Flüssigkeitsverteilungsschicht hauptsächlich aus Cellulosefasern, die eine mittlere Porengröße besitzen, die kleiner als jene der Flüssigkeitsaufnahmeschicht ist, und eine Porengröße besitzen, die kleiner gleich der Porengröße der Speicherschicht ist. Im Allgemeinen korreliert eine kleinere mittlere Porengröße mit einer höheren Dichte. Bevorzugt ist die Dichte der Verteilungssicht größer als die Dichte der Aufnahme- und Speicherschichten. Wenn die Dichte der Verteilungsschicht größer als die Dichte der Aufnahmeschicht und der Speicherschicht ist, können eine hohe Flüssigkeitsaufnahmerate und ein geringer Fleckengrößenfaktor der absorbierenden Strukturen niedriger Dichte sowie eine hohe Flüssigkeitsrückhalteeigenschaft der Strukturen hoher Dichte erzielt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Schichten der beanspruchten absorbierenden Strukturen als im Luftstrom gelegte Gewebe (Flore) gebildet. Bevorzugt werden die absorbierenden Schichten im Luftstrom oben auf ein Cellulosetuch geringen Gewichts (d. h. 10–20 g/m2) oder eine ähnliche Trägerschicht gelegt, die dazu dient, dass SAP-Pulver während des Gewebeformvorgangs zu enthalten und somit ein Verstopfen des Fasersammelsiebs mit SAP-Partikeln zu verhindern.
  • Ein im Luftstrom gelegtes Gewebe (Flor) wird typischerweise durch Zerteilen oder Zerfasern einer Cellulosehalbstoffschicht oder -schichten zubereitet, typischerweise mit Hilfe einer Hammermühle, um vereinzelte Fasern bereitzustellen. Die vereinzelten Fasern werden dann mit Hilfe von Luft zugeführt, um Köpfe auf einer Formmaschine für im Luftstrom gelegte Gewebe (Flore) zu bilden. Beispiele mehrerer Maschinen zur Bildung von in Luftstrom gelegter Gewebe (Flore) sind im Detail um US Patent Nr. 5,527,171 (Soerensen) beschrieben. Die Formköpfe können sich drehende oder geschüttelte Trommeln umfassen, die dazu dienen, die Fasertrennung beizubehalten, bis die Fasern durch ein Vakuum auf eine kleine Löcher aufweisende Kondensiertrommel oder einen kleine Löcher aufweisenden Formförderer (oder Formsieb) gezogen werden. Andere Fasern, wie z. B. synthetische thermoplastische Fasern können in den Formkopf auch durch ein Faserdosiersystem eingeführt werden, das einen Faseröffner, eine Dosiereinheit und einen Luftförderer umfasst. Wo zwei definierte Schichten erwünscht sind, wie z. B. eine Verteilungsschicht aus Flockenzellstoff und eine Aufnahmeschicht aus synthetischen Fasern, können zwei separate Formköpfe für jede Art der Fasern eingesetzt werden. Nachdem die Fasern im Luftstrom gelegt wurden, wird die sich ergebende Struktur verdichtet und die Fasern miteinander verbunden.
  • Typischerweise wird eine Kalanderwalze verwendet, um die sich ergebende Struktur zu verdichten. Die Verdichtung kann auch stattfinden, bevor alle Schichten im Luftstrom gelegt wurden. z. B. kann ein erstes Flor aus im Luftstrom gelegten Fasern verdichtet werden, um eine Verteilungsschicht mit einer Dichte zwischen ungefähr 0,08 und ungefähr 0,20 g/cm3 vor dem Luftstromlegen nachfolgender Faserflore zu bilden.
  • Die Fasern der Aufnahme-, Verteilungs- und/oder Speicherschichten können miteinander durch Hitzeerweichen eines thermoplastischen Bindemittels mit den Gewebefasern verbunden werden. Das thermoplastische Bindemittel schließt jedes thermoplastische Polymer ein, das bei Temperaturen geschmolzen werden kann, die die Cellulosefasern nicht umfassend beschädigen. Bevorzugt wird der Schmelzpunkt des thermoplastischen Bindematerials geringer als ungefähr 175°C sein. Beispiele geeigneter thermoplastischer Materialien umfassen thermoplastische Mikrofasern, thermoplastische Pulver, Bindefasern in Spinnform und Bikomponenten-Spinnfasern (Kurzfasern). Insbesondere kann das thermoplastische Bindematerial z. B. Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid sein. Andere synthetische Fasermaterialien, die in thermisch verbundenen Geweben eingesetzt werden können, sind im Folgenden beschrieben. Die thermoplastischen Bindemittel können mit Cellulosefasern in der Formmaschine für im Luftstrom gelegte Gewebe vermischt oder den geeigneten Schichten nach ihrem Legen im Luftstrom hinzugefügt werden.
  • Alternativ oder zusätzlich können die Verteilungs- und Aufnahmeschichten miteinander durch Anwenden eines Latexsprays verbunden werden. Beispiele elastomerischer Polymere, die in Latexform erhältlich sind, umfassen Butadien-Styrol, Butadien-Acrylonitril und Chloropren (Neopren). Andere Beispiele synthetischer Polymere, die in Latex verwendet werden können, umfassen Polymere oder Copolymere der Alkylacrylate, Vinylacetate wie z. B. Ethylenvinylacetat, und Acryle wie z. B. Styrol-Butadienacryl. Zu Zwecken der industriellen Hygiene und Eliminierung eines Lösungsmittelrecyclingschritts können die synthetischen Latexe als wasserbasierte Emulsion anstatt als organische Lösungsmittel Emulsion aufgebracht werden. Latexe, die in der vorliegenden Erfindung von Nutzen sind, können durch eine Emulsionspolymerisierung gewisser oleofiner (ethylenisch nicht gesättigter) Monomere zubereitet werden.
  • Diese Emulsionspolymerisierung kann durch gewöhnliche Verfahren unter Verwendung einer beliebigen Vielzahl anionischer, nichtionischer, kationischer, zwitterionischer und/oder amphoterischer Emulsionsmittel durchgeführt werden, um das sich ergebende Latex zu stabilisieren, inklusive von Alkylsulfaten, Alkylarylalkoxysulfaten, Alkylarylsulfonaten und Alkalimetall- und/oder Ammoniumsalzen der Alkyl- und Alkylaryl-Polyglycolethersulfate; oxyethylierte fettige Alkohole oder oxyethylierte Alkylphenole sowie Blockcopolymere von Ethylenoxid und Propylenoxid; kationische Addukte von primären, sekundären oder tertiären Fettaminen oder Fettaminoxyethylaten mit organischen oder anorganischen Säuren, und quaternäre Alkylammoniumsurfaktante; und Alkylamidopropylbetaine. Das oleofine Monomer kann eine einzelne Art von Monomer sein oder kann eine Mischung verschiedener oleofiner Monomere sein, um somit Copolymerpartikel zu bilden, die in der wässrigen Phase dispergiert oder emulsifiziert sind. Beispiele oleofiner Monomere, die verwendet werden können, um Latexpolymere zu bilden, umfassen C2-C4-Alkyl- und Hydroxyalkylacrylate, wie z. B. jene, die aus der Gruppe von Propylacrylat, N-Butylacrylat, Isobutylacrylat, 2-Hydroxybutylakrylat, 2-Hydroxypropylakrylat, Ethylakrylat und deren Mischungen ausgewählt sind. Andere Beispiele sind C1-C4-Alkyl- oder Hydroxyalkylmethacrylate, die aus der Gruppe von Propylmethacrylat, n-Butylmethylacrylat, Isobutylmethacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylate, 2-Hydroxypropylmethacrylate, Ethylmethacrylat, Methylmethacrylat, Vinylacetat und Mischungen davon ausgewählt sind. Weitere sind Mischungen der zuvor genannten C2-C4-Alkyl und Hydroxyalkylacrylate und C1-C4-Alkyl- oder Hydroxyalkylmethacrylate. Verfahren zum Aufbringen des Latex umfassen Beschichten, Eintauchen, Bestreichen, Besprühen, und Schäumen. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Latex durch Sprühen aufgebracht. Das Latexharz kann vor der nach der Verdichtung des Fasergewebes aufgebracht werden.
  • Bikomponenten-Kurzfasern sind durch eine hohe Schmelztemperatur des Kernpolymers (typischerweise Polyethylenterephthalat (PET) oder Polypropylen) gekennzeichnet, das von einem Hülsenpolymer niedriger Schmelztemperatur (typischerweise Polyethylen, z. B. Hoechst-Trevira Typ 255 (Charlotte, NC)), modifiziertem Polyethylen oder Copolyestern umgeben ist.
  • Das verbundene Gewebe kann ein zweites Mal geglättet werden, um seine Festigkeit zu erhöhen oder mit einem Design oder Muster geprägt zu werden. Wenn thermoplastische Fasern vorhanden sind, kann ein Heißglätten eingesetzt werden, um dem Gewebe eine gemusterte Verbindung zu verleihen. Wasser kann dem Gewebe hinzugefügt werden, um, wenn notwendig, einen spezifizierten und erwünschten Feuchtigkeitsgehalt beizubehalten und so ein Stauben zu minimieren, oder um den Aufbau von statischer Elektrizität zu verringern. Das fertige Gewebe wird dann zur zukünftigen Verwendung aufgerollt.
  • Die folgenden Beispiele dienen dazu, die Erfindung zu veranschaulichen und nicht um ihren Schutzbereich einzuschränken.
  • Beispiele
  • Beispiele einiger bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sind in den Tabellen 1 und 2 beschrieben. Die Rohmaterialien, der in den Tabellen 1, 2 und 3 beschriebenen Ausführungsformen sind, wenn nicht anders vermerkt:
    Flockencellulose: Buckeye Foley Fluff (Buckeye Technologies Inc., Memphis, TN)
    Bindefaser: Hoechst-Trevira T-255 von Hoechst-Trevira (Charlotte, NC)
    Latexbindemittel: AirFlex 192 von Air Products (Allentown PA)
    PET-Faser: Typ D2645 6 Denier × 6 mm gekräuselte Faser von Hoechst-Trevira (Deutschland)
    Stoff: 18 Gramm pro Quadratmeter feucht gelegt
  • Beispiel 1
  • Tabelle 1 – Ausführungsform mit einfacher Verdichtung – Probe MJ998-MF-17
    Flockencellulose (g/m2) Bindefaser (g/m2) SAP-Pulver (g/m2) Latexbindeharz (g/m2) PET-Faser (g/m2)
    Aufnahmeschicht 0,0 0,0 0,0 6,0 34,0
    Speicherschicht 55 5 40 0,0 0,0
    Verteilungsschicht 57 3 0,0 0,0 0,0
  • Das Material MJ998-MF-17 wurde auf einer Luftstrom-Formanlage der M&J-Art gebildet. Die Cellulose-Verteilungsschicht wurde zuerst auf einen Stoff aufgebracht. Die Speicherschicht wurde dann auf die Verteilungsschicht aufgeformt und dann wurde die Aufnahmeschicht auf der Oberseite der Speicherschicht gebildet. Das sich ergebende dreischichtige Material wurde thermisch verbunden und dann durch Kalandern komprimiert, um eine Gesamtdichte von 0,142 g/cm3 zu erzielen.
  • Beispiel 2
  • In einer alternativen Ausführungsform wurde die Verteilungsschicht zuerst verdichtet, bevor die anderen Schichten im Luftstrom gelegt wurden, und alle Schichten wurden miteinander verdichtet. Tabelle 2 – Ausführungsform mit doppelter Verdichtung – Probe MJ998-MF-18b
    Flockencellulose (g/m2) Bindefaser (g/m2) SAP-Pulver (g/m2) Latexbindeharz (g/m2) PET-Faser (g/m2)
    Aufnahmeschicht 0,0 0,0 0,0 6,0 34,0
    Speicherschicht 55 5 40 0,0 0,0
    Verteilungsschicht 57 3 0,0 0,0 0,0
  • Das Material MJ998-MF-18b wurde auf einer Luftstrom-Formanlage der M&J-Art gebildet. Die Cellulose-Verteilungsschicht wurde zuerst auf einem Stoff gebildet und dann durch Kalandern auf eine Dichte von 0,15 g/cm3 verdichtet. Die Speicherschicht wurde dann auf die Verteilungsschichten aufgeformt, und dann wurde die Aufnahmeschicht auf der Oberseite der Speicherschicht gebildet. Das sich ergebende dreischichtige Material wurde verdichtet und dann thermisch verbunden, um eine Gesamtverbundmaterialdichte von 0,081 g/cm3 zu erzielen.
  • Beispiel 3
  • Es ist bevorzugt, dass die Cellulosefasern der Verteilungsschicht miteinander thermisch verbunden werden. Tabelle 3 beschreibt ein Verbundbeispiel, bei dem eine thermisch verbunden Flockencellulose-Verteilungsschicht über der Speicherschicht und unter der Aufnahmeschicht liegt. Tabelle 3 – Absorbierende Struktur mit der Verteilungsschicht über der Speicherschicht – Probe MJ998-MF-9 (Bezug)
    Flockencellulose (g/m2) Bindefaser (g/m2) SAP-Pulver (g/m2) Latexbindeharz (g/m2) PET-Faser (g/m2)
    Aufnahmeschicht 0,0 0,0 0,0 6,0 34,0
    Verteilungsschicht 57 3 0,0 0,0 0,0
    Speicherschicht 55 5 40 0,0 0,0
  • Das Material MJ998-MF-9 wurde ebenso auf einer Pilotanlage der M&J-Art gebildet. Dieses Material spiegelt einen zuvor beschriebenen Aufbau wieder, insofern als dass die Flüssigkeitsspeicherschicht zuerst geformt wird. Die Verteilungsschicht wird auf der Oberseite der Speicherschicht gebildet und dann wird die Aufnahmeschicht auf der Oberseite der Verteilungsschicht geformt. Die Flockencellulose in der Verteilungsschicht waren Buckeye HPF-Fasern. Diese Dreischichtstruktur wurde thermisch verbunden und verdichtet, um eine Gesamtdichte von 0,094 g/cm3 zu erzielen.
  • Flüssigkeitsaufnahme- und Flüssigkeitshaltetest
  • Die oben beschriebenen Verbundmaterialien wurden Flüssigkeitsaufnahmetests unterzogen. Jede Probe (mit den Abmessungen von 10 cm × 25 cm) wurde mit einem geeigneten Überzugsmaterial (Deckmaterial) umhüllt und auf eine untere Flüssigkeitseinlass-Testplatte („FIT”-Platte) mit nach unten gewandter Sieb- oder Trägerseite platziert. Die Mitte der Proben wurde markiert.
  • Auswertungen der Aufnahmerate wurden dadurch vorgenommen, dass die Testproben drei aufeinanderfolgenden 10 ml-Aufgüssen einer 0,9%igen Kochsalzlösung unterzogen wurden. Der erste Aufguss aus 10 ml 0,9%iger Kochsalzlösung wurde so schnell wie möglich ohne Überlaufen in das durchsichtige Zugaberöhrchen der FIT-Platte gegossen. Die Zeit vom Moment des Eingießens bis zu dem Moment, in dem die Kochsalzlösung die Testprobe erreichte, wurde gemessen. Die Stoppuhr wurde angehalten, sobald die gesamte Kochsalzlösung von der Unterkante des Röhrchens durchgetreten ist. Die aufgezeichnete Zeit war die von der oberen Schicht zur Aufnahme benötigte Zeit. Nach Intervallen von einer Minute wurde der Vorgang mit einem zweiten und dritten 10 ml-Aufguss wiederholt.
  • Die Aufnahmerate von jedem Flüssigkeitsaufguss wurde entsprechend der folgenden Formel bestimmt:
    Figure 00160001
  • Die oben beschriebenen Verbundmaterialien wurden auch Flüssigkeitshaltetests unterzogen, indem die Menge an 0,9%iger Kochsalzlösung gemessen wurde, die durch die obere Schicht der Struktur von einem Stapel Filterpapier unter einem Druck von 6,89 mbar (0,1 psi) nach jedem Flüssigkeitsaufguss zurückabsorbiert werden konnte. Proben für drei separate Messungen (die jeweils 21,59 × 27,44 cm (8½'' × 11'') maßen) wurden vorbereitet. Jede Probe wurde auf eine Kunststoffplattform mit nach unten gewandter Stoffseite platziert und ihre Mitte wurde markiert. 10 ml 0,9%iger Kochsalzlösung (erster Aufguss) wurde aus einem Trichter aus einer Entfernung von ungefähr 3,81 cm (1,5'') über der Mitte der Probe auf die Probe abgelassen. Die Probe wurde für 20 Minuten liegen gelassen. Ein Stapel aus 12 Filterpapieren wurde gewogen und auf die Mitte des benetzten Bereiches platziert und mit einem aufgelegten kreisförmigen Gewicht aufgedrückt. Nach zwei Minuten wurden die Filterpapiere entfernt und wiederum gewogen. Dieser Vorgang wurde mit einem zweiten Aufguss aus 10 ml Kochsalzlösung und einem Stapel aus 16 Filterpapieren sowie einem dritten Aufguss aus 10 ml Kochsalzlösung und einem Stapel aus 20 Filterpapieren wiederholt. Der Wiederbefeuchtungswert und die prozentuale Flüssigkeitsrückhaltung wurde aus dem ersten, zweiten und dritten Ausguss entsprechend der folgenden Formeln berechnet: Wiederbenetzung1,2 oder 3 = Gewicht der nassen Filterpapiere – Gewicht der trockenen Filterpapiere Prozentuelles Rückhaltevermögen = (50 – Wiederbenetzung)/50 × 100%
  • Weiter wurde die Größe des Flüssigkeitsflecks nach dem dritten Aufguss beim Flüssigkeitsrückhaltetest aufgezeichnet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt. Tabelle 4 – Aufnahmerate und Flüssigkeitsrückhaltetest
    Probe Aufnahmerate (ml/s) Flüssigkeitsrückhaltevermögen (%) Fleck-Fläche
    1. Aufguss 2. Aufguss 3. Aufguss 1. Aufguss 2. Aufguss 3. Aufguss cm2
    Beispiel 1 – MJ998-MF-17 3,7 1,6 1,4 99% 97% 86% 112
    Beispiel 2 – MJ998-MF-18b 7,5 6,1 4,9 99% 91% 73% 79
    Beispiel 3 – MJ998-MF-9 5,4 3,5 2,9 98% 79% 55% 95
  • Ein Vergleich von MF-9 und MF-17 zeigt, dass die Verschiebung der Flüssigkeitsverteilungsschicht von der mittleren Position (wie in MF-9) zu unteren Position der dreischichtigen Struktur (wie in MF-17) die Flüssigkeitsrückhaltefähigkeit auf Kosten einer gewissen Verringerung der Flüssigkeitsaufnahmerate und einer Zunahme in der Größe des Flüssigkeitsflecks wesentlich erhöht.
  • Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit doppelter Verdichtung, MF-18b, zeigt gegenüber MF-9 eine Verbesserung für die Flüssigkeitsaufnahmerate, die Flüssigkeitsrückhaltefähigkeit und die Fleckgröße.
  • Zusätzliche Beispiele
  • In den folgenden Beispielen sind, wenn nicht anders vermerkt, die folgenden Rohmaterialien vorhanden:
    Standardflockenzellstoff: Foley Fluff. (Buckeye Technologies Inc., Memphis, TN)
    Elastischer Flockenzellstoff: HPF (Buckeye Technologies Inc., Memphis, TN)
    Komprimierbarer Flockenzellstoff: ND416 (Weyerhaeuser Tacoma, WA)
    Superabsorbierendes Pulver: 1180 (Stockhausen Greensboro, NC)
    Bindefaser: T-255, 2,8 dtex × 4 mm (Kosa, Charlotte, NC)
    PET-Faser: T-224, 17 dtex × 6 mm (Kosa, Charlotte,. NC)
    Latexbindemittel: AirFlex 192 (Air Products, Allentown, PA)
  • Die oben beschriebenen Verbundmaterialien wurden einem Flüssigkeitsaufnahmetest und einem Flüssigkeitsrückhaltetest, wie oben beschrieben, unterworfen, wenn nicht anders vermerkt.
  • Beispiele 4 und 5 – Aufnahmeschicht-Matrixfasern
  • Die Beispiele 4 und 5 vergleichen die Latex-verbundenen Flockencellulosefasern mit Latex-verbundenen synthetischen Fasern in der Aufnahmeschicht einer absorbierenden Verbundstruktur.
  • Das Beispiel BU124-19 ist eine Ausführungsform der Erfindung mit einer Latex-verbundenen PET-Faser-Aufnahmeschicht und das Beispiel BU124-22 ist identisch zu BU124-19, außer dass die Aufnahmeschicht aus Latex verbundenen Standard-Flockencellulosefasern besteht. Tabelle A1 – Absorbierende Struktur mit Latexbindemittel und Flockenzellstoff in der Aufnahmeschicht – Beispiel BU124-22
    Verteilungsschicht Speicherschicht Aufnahmeschicht Summe
    unten Mitte oben
    (g/m2) (g/m2) (g/m2) (g/m2) Gesamt
    Komprimierbarer Zellstoff 69,3 0,0 0,0 69,3 28,5%
    Elastischer Zellstoff 0,0 43,7 0,0 43,7 18,0%
    SAP-Pulver 0,0 55,9 0,0 55,9 23,0%
    Bindefaser 6,2 7,6 0,0 13,8 5,7%
    PET-Faser 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0%
    Standardflocken-Zellstoff 0,0 0,0 38,4 38,4 15,8%
    Latexbindemittel 0,0 0,0 6,8 6,8 2,8%
    Trägerstoff 15,0 0,0 0,0 15,0 6,2%
    Gesamt 90,5 107,2 45,2 242,9 100,0%
    Tabelle A2 – Absorbierende Struktur mit Latexbindemittel und PET-Fasern in der Aufnahmeschicht – Beispiel BU124-19
    Verteilungsschicht Speicherschicht Aufnahmeschicht Summe
    unten Mitte oben
    (g/m2) (g/m2) (g/m2) (g/m2) Gesamt
    Komprimierbarer Zellstoff 69,3 0,0 0,0 69,3 28,5%
    Elastischer Zellstoff 0,0 43,7 0,0 43,7 18,0%
    SAP-Pulver 0,0 55,9 0,0 55,9 23,0%
    Bindefaser 6,2 7,6 0,0 13,9 5,7%
    PET-Faser 0,0 0,0 38,4 38,4 15,8%
    Standardflocken-Zellstoff 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0%
    Latexbindemittel 0,0 0,0 6,8 6,8 2,8%
    Trägerstoff 15,0 0,0 0,0 15,0 6,2%
    Gesamt 90,5 107,2 45,2 243 100,0%
  • Tabelle A3 zeigt die relative Flüssigkeitsaufnahme- und -rückhaltefähigkeit der Proben BU124-22 (mit einer Latexverbundenen Standard-Flockencellulose-Aufnahmeschicht) und BU124-19 (mit einer Latex-verbundenen PET-Faser-Aufnahmeschicht. Tabelle A3 – Relative Leistungsfähigkeit der absorbierenden Strukturen mit Flockenzellstoff (BU124-22) und mit PET-Fasern (BU124-19) sowie Latexbindemittel in der Aufnahmeschicht
    Sorte Flüssigkeits-Rückhaltevermögen – 7 ml-Aufgüsse Aufnahmerate 3. 5 ml-Aufguss
    1. Aufguss 2. Aufguss 3. Aufguss (ml/sec)
    BU124-22 74,1% 52,8% 38,1% 0,053
    BU124-19 95,6% 71,5% 56,1% 0,18
  • Beispiele 6 und 7 – SAP in der mittleren Schicht verglichen mit SAP in der unteren Schicht einer dreischichtigen einheitlichen Struktur.
  • Beispiele 6 und 7 vergleichen absorbierende Strukturen mit SAP in der mittleren Schicht im Vergleich zu absorbierenden Strukturen mit SAP in der unteren Schicht einer dreischichtigen einheitlichen Struktur.
  • Das Beispiel X575 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit den SAP in der mittleren Schicht, das Beispiel X572 ist ähnlich dem Beispiel X575, außer dass das superabsorbierende Pulver in der unteren Schicht platziert ist. Tabelle B1 – Absorbierende Struktur mit SAP in der mittleren Schicht – Beispiel X575
    Verteilungsschicht Speicherschicht Aufnahmeschicht Summe
    unten Mitte oben
    (g/m2) (g/m2) (g/m2) (g/m2) Gesamt
    Komprimierbarer Zellstoff 69,3 0,0 0,0 69,3 28,5%
    Elastischer Zellstoff 0,0 43,7 0,0 43,7 18,0%
    SAP-Pulver 0,0 55,9 0,0 55,9 23,0%
    Bindefaser 6,2 7,6 0,0 13,8 5,7%
    PET-Faser 0,0 0,0 38,4 38,4 15,8%
    Latexbindemittel 0,0 0,0 6,8 6,8 2,8%
    Trägerstoff 15,0 0,0 0,0 15,0 6,2%
    Gesamt 90,5 107,2 45,2 242,9 100,0%
    Dichte 0,133 g/cm3
    Tabelle B2 – Absorbierende Struktur mit SAP in der unteren Schicht – Beispiel X572
    Verteilungsschicht Speicherschicht Aufnahmeschicht Summe
    unten Mitte oben
    (g/m2) (g/m2) (g/m2) (g/m2) Gesamt
    Komprimierbarer Zellstoff 45,8 0,0 0,0 45,8 18,8%
    Elastischer Zellstoff 0,0 65,6 0,0 65,6 27,0%
    SAP-Pulver 55,9 0,0 0,0 55,9 23,0%
    Bindefaser 7,6 7,9 0,0 15,5 6,4%
    PET-Faser 0,0 0,0 38,4 38,4 15,8%
    Latexbindemittel 0,0 0,0 6,8 6,8 2,8%
    Trägerstoff 15,0 0,0 0,0 15,0 6,2%
    Gesamt 124,3 73,5 45,2 243,0 100,0%
    Dichte 0,114 g/cm3
  • Die Tabelle B3 zeigt die Flüssigkeitsaufnahme- und Rückhaltefähigkeit der Proben X575 und X572 Tabelle B3 – relative Leistungsfähigkeit der absorbierenden Strukturen mit SAP in der unteren (X572) und mittleren (X575) Schicht
    Probe Flüssigkeits-Rückhaltevermögen – 7 ml-Aufgüsse Aufnahmerate 3. 5 ml-Aufguss
    1. Aufguss 2. Aufguss 3. Aufguss (ml/sec)
    X572 99,1% 72,3% 48,1% 0,171
    X575 99,0% 90,4% 66,6% 0,255
  • Beispiele 8 und 9 – bevorzugte Ausführungsformen im Vergleich zu im Handel erhältlichen dünnen Damenbinden.
  • Beispiele 8 und 9 vergleichen mehrere bevorzugte absorbierende Strukturen dieser Anmeldung mit im Handel erhältlichen dünnen Damenbinden.
  • Die Beispiele X573 und X574 sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Sie unterscheiden sich von der Probe X575 lediglich im Basisgewicht. Tabelle C1 – dreischichtige absorbierende Struktur – Beispiel X573
    Verteilungs -schicht Speicherschicht Aufnahmeschicht Summe
    unten Mitte oben
    (g/m2) (g/m2) (g/m2) (g/m2) Gesamt
    Komprimierbarer Zellstoff 45,5 0,0 0,0 45,5 26,0%
    Elastischer Zellstoff 0,0 31,5 0,0 31,5 18,0%
    SAP-Pulver 0,0 40,3 0,0 40,3 23,0%
    Bindefaser 4,5 5,5 0,0 10,0 5,7%
    PET-Faser 0,0 0,0 27,7 27,7 15,8%
    Latexbindemittel 0,0 0,0 4,9 4,9 2,8%
    Trägerstoff 15,0 0,0 0,0 15,0 8,6%
    Gesamt 65,0 77,3 32,6 174,9 100,0%
    Dichte 0,105 g/cm3
    Tabelle C2 – dreischichtige absorbierende Struktur – Beispiel X574
    Verteilungsschicht Speicherschicht Aufnahmeschicht Summe
    unten Mitte oben
    (g/m2) (g/m2) (g/m2) (g/m2) Gesamt
    Komprimierbarer Zellstoff 59,6 0,0 0,0 59,6 27,7%
    Elastischer Zellstoff 0,0 38,7 0,0 38,7 18,0%
    SAP-Pulver 0,0 49,5 0,0 49,5 23,0%
    Bindefaser 5,5 6,7 0,0 12,2 5,7%
    PET-Faser 0,0 0,0 34,0 34,0 15,8%
    Latexbindemittel 0,0 0,0 6,0 6,0 2,8%
    Trägerstoff 15,0 0,0 0,0 15,0 7,0%
    Gesamt 80,1 94,9 40,0 215,0 100,0%
    Dichte 0,124 g/cm3
  • Tabelle C3 zeigt die Flüssigkeitsaufnahme- und -rückhaltefähigkeit der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung im Vergleich mit kommerziell erhältlichen dünnen Damenbinden. Tabelle C3 – relative Leistungsfähigkeit der Beispiele X573, X574, X575 und kommerziell erhältlicher dünner Damenbinden
    Probe Basisgewicht Flüssigkeitsrückhaltefähigkeit – 7 ml-Aufgüsse Aufnahmerate 3. 5 ml-Aufguss
    (g/m2) 1. Aufguss 2. Aufguss 3. Aufguss (ml/s)
    X573 170 95,6% 62,7% 42,4% 0,164
    X574 215 98,9% 79,4% 57,1% 0,195
    X575 243 99,0% 90,4% 66,6% 0,255
    Marke
    A 368 80,0% 58,6% 44,3% 0,040
    B 233 87,1% 68,6% 51,4% 0,068
    C 250 81,4% 58,6% 38,6% 0,018
  • Beispiele 10 und 11 – Chemisch modifizierte Flockencellulose im Vergleich mit Standardflockencellulose
  • Beispiele 10 und 11 vergleichen Strukturen mit chemisch modifizierter Cellulose und Standardflockencellulose für die Speicherschicht. Tabelle D1 – absorbierende Struktur mit Standardflockencellulose – Beispiel MJ299-MF-2
    Verteilungsschicht Speicherschicht Aufnahmeschicht Summe
    unten Mitte oben
    (g/m2) (g/m2) (g/m2) (g/m2) Gesamt
    Komprimierbarer Zellstoff 61,8 0,0 0,0 61,8 28,1%
    Elastischer Zellstoff 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0%
    Standardzellstoff 0,0 55,0 0,0 55,0 25,0%
    SAP-Pulver 0,0 40,0 0,0 40,0 18,2%
    Bindefaser 3,3 5,0 0,0 8,3 3,8%
    PET-Faser 0,0 0,0 34,0 34,0 15,4%
    Latexbindemittel 0,0 0,0 6,0 6,0 2,7%
    Trägerstoff 15,0 0,0 0,0 15,0 6,8%
    Gesamt 80,1 100,0 40,0 220,1 100,0%
    Dichte 0,127 g/cm3
    Tabelle D2 – absorbierende Struktur mit elastischem Cellulose-Zellstoff – Beispiel MJ99-MF-6
    Verteilungsschicht Speicherschicht Aufnahmeschicht Summe
    unten Mitte oben
    (g/m2) (g/m2) (g/m2) (g/m2) Gesamt
    Komprimierbarer Zellstoff 61,8 0,0 0,0 61,8 28,1%
    Elastischer Zellstoff 0,0 55,0 0,0 55,0 25,0%
    Standardzellstoff 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0%
    SAP-Pulver 0,0 40,0 0,0 40,0 18,2%
    Bindefaser 3,3 5,0 0,0 8,3 3,8%
    PET-Faser 0,0 0,0 34,0 34,0 15,4%
    Latexbindemittel 0,0 0,0 6,0 6,0 2,7%
    Trägerstoff 15,0 0,0 0,0 15,0 6,8%
    Gesamt 80,1 100,0 40,0 220,1 100,0%
    Dichte 0,126 g/cm3
  • Die Tabelle D3 gibt die Flüssigkeitsaufnahme- und Rückhaltefähigkeit für die Beispiele MJ299-MF-2 und MJ299-MF-6. Das für die Tabelle D3 verwendete Testverfahren weicht von den obigen Flüssigkeitsaufnahme- und Flüssigkeitsrückhalteverfahren insofern ab, als dass mehrere 10 ml-Aufgüsse aus 0,9%iger Kochsalzlösung sowohl im Flüssigkeitsaufnahme- als auch im Flüssigkeitsrückhaltetest verwendet werden. Tabelle D3 – Relative Leistungsfähigkeit der absorbierenden Struktur mit Standardflockencellulose (MJ299-MF-2) und elastischem Cellulosezellstoff (MJ299-MF-6)
    Sorte Flüssigkeits-Rückhaltevermögen – 7 ml-Aufgüsse Aufnahmerate 3. ml-Aufguss
    1. Aufguss 2. Aufguss 3. Aufguss (ml/sec)
    MJ299-MF-2 98,6% 76,6% 42,8% 0,9
    MJ299-MF-6 98,8% 73,9% 72,0% 1,5
  • Beispiel 12 – bevorzugte Ausführungsform im Vergleich mit herkömmlichen Kleinkinderwindeln
  • Beispiel 12 vergleicht mehrere bevorzugte absorbierende Strukturen dieser Anwendung mit im Handel erhältlichen Kleinkindwindeln.
  • Beispiel MJ998-HMF-3 ist eine Ausführungsform der Erfindung, die für einen Kern/Aufnahmeschichteinsatz einer Kleinkinderwindel konzipiert ist. Tabelle E1 – Absorbierende Struktur, die zum Einsatz in Windeln geeignet ist – Beispiel MJ998-HMF-3
    Verteilungsschicht Speicherschicht Aufnahmeschicht Summe
    unten Mitte oben
    (g/m2) (g/m2) (g/m2) (g/m2) Gesamt
    Komprimierbarer Zellstoff 95,0 0,0 0,0 95,0 20,4%
    Elastischer Zellstoff 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0%
    Standardzellstoff 0,0 105,0 0,0 105,0 22,6%
    SAP-Pulver 0,0 180,0 0,0 180,0 38,7%
    Bindefaser 5,0 15,0 0,0 20,0 4,3%
    PET-Faser 0,0 0,0 42,5 42,5 9,1%
    Latexbindemittel 0,0 0,0 8,0 8,0 1,7%
    Trägerstoff 15,0 0,0 0,0 15,0 3,2%
    Gesamt 115,0 300,0 50,5 465,5 100,0%
    Dichte 0,122 g/cm3
  • Die Tabelle E2 zeigt die Testergebnisse zur Flüssigkeitsaufnahmerate und zur Flüssigkeitsrückhaltefähigkeit für die Probe MJ998-HMF-3 und mehrere im Handel erhältliche Windeln. Die Testverfahren sind ähnlich jenen der anderen Beispiele, außer dass alle Flüssigkeitsaufgüsse 50 ml an 0,9%iger Kochsalzlösung sind und dass das MJ998-HMF-3 zu einem 10 cm × 25 cm messenden Abschnitt zugeschnitten wurde. Tabelle E2 – Leistungsfähigkeit des Beispiels MJ998-HMF-3
    mehrere 50 ml Kochsalzlösungs-Aufgüsse
    Probe Basisgewicht Flüssigkeitsrückhaltevermögen (%) Aufnahmerate (ml/s)
    MJ998-HMF-3 (g/m2) 477 1. Aufguss 99,9% 2. Aufguss 99,8% 3. Aufguss 99,5% 3. Aufguss 3,7
    kommerziell D 622 99,9% 96,8% 79,8% 2,4
    kommerziell E 792 99,9% 99,0% 95,9% 1,8
    kommerziell F 522 99,5% 96,9% 87,3% 2,9
    kommerziell G 840 96,4% 79,1% 57,2% 2,5
  • Beispiel 13
  • Tabelle F
    Kompressionskraft PET HPF Foley Fluff ND-416
    0 PSI 0,070 0,032 0,032 0,038
    450 PSI 0,094 0,099 0,100 0,113
    900 PSI 0,100 0,117 0,126 0,170
    1350 PSI 0,105 0,133 0,161 0,198
  • Die Tabelle F stellt einen Vergleich der Reaktion der verschiedenen Flockencellulosefasern und einer PET-Faser auf eine gegebene Kompressionskraft dar. Die Fasern in Tabelle F sind: eine 15 Denier × 6 mm × 1,57 Kräuselungen/cm (4 crimps per inch) messende PET-Faser von Kosa (Salisbury, NC); HPF, eine chemisch versteifte Flockencellulosefaser von Buckeye Technologies; Foley Fluff, eine Standardflockencellulosefaser von Buckeye Technologies; ND-416, eine chemisch weich gemachte Flockencellulosefaser von Weyerhaeuser (Tacoma, WA).
  • Eine Mischung mit einer 90 g/m2-Probe jeder Faser mit 10 g/m2 einer T-255 Bindefaser wurde geöffnet und im Luftstrom in ein 100 g/m2-Faserflor ausgebildet. Das Faserflor wurde in einem Heißluftofen verbunden. Separate Teile jedes der Materialien wurden einer Kompressionskraft von 0 psi, 450 psi, 900 psi und 1350 psi für eine Dauer von einer Minute unterworfen. Das Endmaß jeder komprimierten Probe wurde gemessen, um die Dichte zu bestimmen. Die Dichte als Funktion der Kompressionskraft ist in Tabelle F gezeigt. Diese Tabelle zeigt, dass die verschiedenen Fasern ein verbundenes, im Luftstrom gelegtes Material mit einer Dichte liefern werden, die von der aufgewandten Kompressionskraft abhängt.
  • Somit wird eine komprimierte einheitliche Struktur mit einer PET-Fasern umfassenden oberen Schicht und einer Buckeye HPF-Fasern umfassenden mittleren Schicht sowie einer Weyerhaeuser ND-416-Fasern umfassenden unteren Schicht keine konstante Dichte von oben nach unten aufweisen. Stattdessen zeigen die in Tabelle F enthaltenen Daten, dass ein dreistufiger Dichtegradient in der komprimierten Struktur auftreten wird, wobei die obere PET-Schicht die niedrigste Dichte besitzt und die untere ND-416-Schicht die höchste Dichte besitzt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Claims (23)

  1. Einheitliche absorbierende Struktur, umfassend: a) eine Flüssigkeitsaufnahmeschicht, die Polyester und/oder synthetische Homopolymerfasern, oder Flockenzellstoff oder synthetische Fasern, sowie ein thermisches und/oder Latexbindemittel umfasst, wobei die Flüssigkeitsaufnahmeschicht ein Basisgewicht von zwischen 20 und 120 g/m2 aufweist b) eine Flüssigkeitsverteilungsschicht, die Flockenzellulose und/oder chemisch modifizierte Zellulosefasern sowie ein thermisches und/oder Latexbindemittel umfasst und ein Basisgewicht von zwischen 20 und 200 g/m2 aufweist; und c) eine Flüssigkeitsspeicherschicht zwischen der Aufnahmeschicht und der Verteilungsschicht, wobei die Flüssigkeitsspeicherschicht 10 bis 75 Gew.% an superabsorbierendem Polymer umfasst und ein Basisgewicht von zwischen 60 und 400 g/m2 aufweist, wobei die Aufnahmeschicht, die Speicherschicht und die Verteilungsschicht jeweils miteinander in Flüssigverbindung stehen und wobei die Dichte der Verteilungsschicht größer ist als die Dichte der Aufnahmeschicht und die Dichte der Speicherschicht.
  2. Einheitliche absorbierende Struktur nach Anspruch 1, wobei die Verteilungsschicht eine Dichte besitzt, die mindestens zwei Mal die Gesamtdichte von Aufnahme- und Speicherschicht beträgt.
  3. Einheitliche absorbierende Struktur nach Anspruch 1 oder 2, wobei die einheitliche Struktur kein Aufbau oder Laminat aus vorgeformten, eine vielschichtige Struktur bildenden Schichten ist, sondern die einheitliche Struktur durch stetig zusammengefügte Schichten, bevorzugt durch Legen im Luftstrom, aufgebaut ist.
  4. Einheitliche absorbierende Struktur nach Anspruch 3, wobei die Schichten auf der Oberseite einer Trägerschicht im Luftstrom gelegt sind, bevorzugt auf der Oberseite eines Zellulosegewebes mit einem Basisgewicht von zwischen 10 und 20 g/m2.
  5. Einheitliche absorbierende Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die durchschnittliche Elastizität jeder Schicht in einem Gradienten in Richtung von der Aufnahmeschicht zur Verteilungsschicht abnimmt.
  6. Einheitliche absorbierende Struktur nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Aufnahmeschicht ein wässriges Latexbindeharz, Zwei-Komponenten-Fasern oder eine Mischung davon enthält.
  7. Einheitliche absorbierende Struktur nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Aufnahmeschicht synthetische Fasern umfasst, die eine Größe von mindestens 2 Denier besitzen.
  8. Einheitliche absorbierende Struktur nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Aufnahmeschicht weiter ein Bindemittel umfasst, welches aus der Gruppe gewählt ist, die aus Zwei-Komponenten-Fasern, Polyolefin-Pulver und deren Mischungen besteht.
  9. Einheitliche absorbierende Struktur nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Aufnahmeschicht Polyethylenterephthalat(PET)-Fasern mit einer Größe von mindestens 2 Denier umfasst.
  10. Einheitliche absorbierende Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Aufnahmeschicht gekräuselte PET-Fasern von 3–15 Denier Größe mit einer Schnittlänge von zwischen ungefähr 3 und ungefähr 12 mm umfasst.
  11. Einheitliche absorbierende Struktur nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Aufnahmeschicht eine erste Teilschicht mit Zellulosefasern und eine zweite Teilschicht mit synthetischen Fasern umfasst, und wobei sich die erste Teilschicht näher an der Speicherschicht befindet als die zweite Teilschicht.
  12. Einheitliche absorbierende Struktur nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Speicher- und Verteilerschicht jeweils thermoplastische Bindefasern enthalten.
  13. Einheitliche absorbierende Struktur nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Speicherschicht Zellulosefasern und superabsorbierendes Polymer umfasst.
  14. Einheitliche absorbierende Struktur nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Speicherschicht Zellulosefasern umfasst, die modifiziert wurden, um die Kräuselung und/oder die Steifheit der Fasern zu erhöhen.
  15. Einheitliche absorbierende Struktur nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die mittlere Porengröße der Verteilungsschicht geringer ist als die mittlere Porengröße der Aufnahmeschicht und kleiner oder gleich ist als die mittlere Porengröße der Speicherschicht.
  16. Einheitliche absorbierende Struktur nach einem der Ansprüche 1–15, wobei die durchschnittliche Porengröße der Verteilungsschicht weniger als die durchschnittliche Porengröße von sowohl der Aufnahme- als auch der Speicherschicht.
  17. Einheitliche absorbierende Struktur nach Anspruch 1, wobei die durchschnittliche Porengröße der Verteilungsschicht geringer ist als die Hälfte der durchschnittlichen Porengröße der Aufnahme- und Speicherschicht.
  18. Einheitliche absorbierende Struktur nach Anspruch 1, wobei die durchschnittliche Porengröße jeder Schicht in einem Gradienten in Richtung von der Aufnahmeschicht zur Verteilungsschicht abnimmt.
  19. Einheitliche absorbierende Struktur nach einem der Ansprüche 1–18, wobei die Verteilungsschicht Zellulosefasern umfasst, die modifiziert wurden, um die Steifheit der Fasern zu verringern.
  20. Einheitliche absorbierende Struktur nach einem der Ansprüche 1–19, weiter eine Gewebeschicht in Kontakt mit der Oberfläche der Verteilungsschicht umfassend, die von der Speicherschicht weg gewandt ist.
  21. Windel, welche die einheitliche absorbierende Struktur eines der Ansprüche 1–20 umfasst.
  22. Damenbinde, welche die einheitliche absorbierende Struktur nach einem der Ansprüche 1–20 umfasst.
  23. Inkontinenzeinlage für Erwachsene, welche die einheitliche absorbierende Struktur nach einem der Ansprüche 1–20 umfasst.
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