DE2432722A1

DE2432722A1 - Mehrschichten-windel und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE2432722A1
Application number: DE2432722A
Authority: DE
Inventors: Frederick Mesek
Original assignee: Johnson and Johnson
Current assignee: Johnson and Johnson
Priority date: 1973-07-09
Filing date: 1974-07-08
Publication date: 1975-01-30
Also published as: FR2236433A1; FI209274A; GB1438413A; FR2236433B1; CH580926A5; AU7069174A; BR7405655D0; US3975222A; NL7409268A; GB1438412A; SE7408941L; DK364474A; US3848598A; BE817458A; NO742260L; ZA744357B; ES221723U; ES221723Y; ES427932A1; JPS5037545A

Description

DR. MÜLLER-BORE · DIPL.-ING. GROENIJVG 2432722

DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL · DIPL.-CIIEM. DR. SCHÖN DIPL.-PHYS. HERTEL

PATENTANWÄLTE

J/J 10-12

Johnson & Johnson 501 George Street, New Brunswick,N.J. U.S.A.

Mehrschichten-Windel und Verfahren zu ihrer

Herstellung

In den letzten Jahren haben Wegwerf-Windeln zunehmend an Bedeutung gewonnen, hauptsächlich-wegen ihrer Bequemlichkeit. Solche Windeln bestehen normalerweise aus einer Auflage die mit der Kinderhaut in Berührung gebracht wird, einer dieser benachbarten Absorptionsschicht und einer wasserundurchlässigen oder wasserabstoßenden Außenschicht.

Die bekannten Arten von Wegwerf-Windeln weisen eine Reihe

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MÜNCHEN 8β. SIEBERTSTH. 4. POSTFACH 880 720. KABEL·: RHEINPATENT. TEL·: (089) 471070/78 TELEX: 3-!ί8β5β

von zweckbedingten Nachteilen auf, einschließlich einer ungenügenden Saugfähigkeit und Unfähigkeit, die Feuchtigkeit von der Oberfläche der Windel, die in Berührung mit der Kinderhaut kommt, abzuhalten. Ein weiterer ernster Nachteil der bekannten Windeln besteht in der Neigung der Flüssigkeit, an den Rändern der Windel auszulaufen, insbesondere während der Nacht in Perloden großen Flüssigkeitsanfalls.

Ein bedeutender Fortschritt in der einschlägigen Technologie wurde durch die Windelkonstruktion erzielt, wie sie in der US-PS 3 612 055 (Mesek) offenbart wird. Die dort gezeigte Windelstruktur umfasst nacheinander: eine faserige Auflageschicht, die in Berührung mit der Kinderhaut gebracht wird; ein absorbierendes Polster, bestehend aus einem Wattekissen aus hochporösen, lose gepressten Cellulosefasern, mit einer papierähnlichen, verdichteten, zusammengepressten Cellulosefaserschicht, die einstückig mit dem lose gepressten Wattekissen verbunden ist; und eine wasserundurchlässige Außenschicht, die an der verdichteten Schicht des Wattekissens durch die Berührungsfläche zwischen beiden hindurch festhaftet. Die Auflageschicht ist porös und ihre Fasern zeigen eine weniger große Benetzbarkeit mit Wasser als die Fasern des lose gepressten Wattekissens, woraus sich eine Neigung der Flüssigkeit ergibt, von dem aufliegenden Vlies in das Innnere des Kissens zu fließen. Die verdichtete Faserschicht hat eine kleinere durchschnittliche Porengröße als das lose gepresste Kissen,, was dazu führt, daß die Flüssigkeit von dem Wattepolster in die verdichtete Schicht fließt.

Nach einer Ausführungsform der Windel.nach dem erwähnten Patent , die besondere Vorteile während starken Flüssigkeitsanfalls bietet/ umfasst das Absorptionspolster der Windel .

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ein relativ kleines zweites Kissen, ähnlich zu dem bereits erwähnten Kissen, das dem größeren erstgenannten Kissen überlagert ist. Dieser Aufbau führt nicht nur zu einer vergrößerten Saugfähigkeit der Windel, sondern auch zu einer größeren Kompressibilität in der Mitte der Windel aufgrund der vergrößerten Polsterdicke. Wenn der Polsterteil der Windel durch das Gewicht des Kindes komprimiert wird, nimmt die Entfernung zwischen den einander benachbarten Fasern ab, d.h. der wirksame Kapillarradius zwischen einander benachbarten Fasern wird kleiner, insbesondere im Mittelbereich des Windelpolsters. Im Ergebnis ergibt sich im stärker zusammengedrückten Mittelbereich des Polsters eine größere Flüssigkeitsleitfähigkeit, verglichen mit den weniger stark zusammengedrückten seitlichen Bereichen. Dieser Aufbau hält die Flüssigkeit im mittleren Bereich der Windel und verhindert ihren Austritt an den Rändern.

In der oben erwähnten Windelausführung befindet sich der einstückige, verdichtete Schichtbereich des größeren Polsters direkt gegenüber der Außenschicht, wodurch eine Ausbreitung des Urins über die gesamte Länge und Breite des Polsters über die Ränder des kleineren Polsters hinaus unterstützt wird. Die schnelle Ausbreitung des Urins mittels der verdichteten Schicht ist wünschenswert, jedoch steigert der Transport der Flüssigkeit an die äußeren Ränder des größeren Polsters die Wahrscheinlichkeit eines Auslaufens an den Rändern, der Windel.

Eine Verbesserung von Mehrschichten-Wattewindeln ist in der ebenfalls dem Anmelder überschriebenen anhängigen US-Anmeldung Nr. 187 248 (Mesek) offenbart. Der hierbei verwendete Windelaufbau besteht aus einer absorbierenden Verkleidung, die aus zwei übereinanderliegenden Watteschichten verschiedener Größe aus hochporösen, lose zusammengepressten

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Cellulosefaser!! besteht, die zwischen eine poröse Auflageschicht und eine wasserundurchlässige Schicht eingeschoben sind, wobei die kleinere der Watteschichten an der Außenschicht anliegt und die größere Watteschicht über der kleineren Watteschicht angeordnet ist.

In dieser letztgenannten Ausfuhrungsform wird durch die infolge des kleineren Polsters geschaffene zusätzliche Dicke ein großes Volumen ausgeschiedenen Urins auf Flächen begrenzt, die keine Berührung mit der Kinderhaut haben. Infolge des zweiteiligen Aufbaus der Polster dieser Windel muß jedoch eine große Menge Cellulosefasern verwendet werden. Diese Ausführungsform erfordert daher eine komplexe Herstellungsvorrichtung, um die zwei Polster auf geeignete Weise zurechtzuschneiden und in Bezug aufeinander und zu den anderen Bestandteilen der Windel richtig zu plazieren.

Die Windel gemäß der Erfindung stellt eine Verbesserung gegenüber der große Mengen aufnehmenden Windel mit einem einzigen Polster dar, da sie die Wahrscheinlichkeit eines Auslaufens von Urin an den Rändern der Windel auf ein Minimum verringert. Um dieses wichtige Ergebnis zu erreichen, umfaßt die erfindungsgemäße Windel ein absorbierendes Polster, bestehend aus einer Polsterschicht mit einer doppelten Oberflächenkontur aus hochporösen, lose zusammengepressten Cellulosefasern, die zwischen einer porösen Auflageschicht und einer wasserundurchlässigen Schicht liegt.

Als Folge des erfindungsgemäßen Windelaufbaus läuft der Urin durch die Oberflächenschicht in das absorbierende Polster mit der doppelten Querschnittskontur, fließt vorzugsweise in die verdichtete Schicht des Polsters und zieht die Flüssigkeit von der Kinderhaut ab. Der Urin, der in die verdichtete Schicht fließt, neigt dazu, sich

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wegen der Dochtwirkung der verdichteten Schicht nach den Seiten auszubreiten. Die gesteigerte Kompressibilität, die von dem im inittleran Bereich der Windel befindlichen Polster mit doppelter Querschnittskontur kombiniert mit der Kompression herrührt, die durch das Gewicht des Kindes bewirkt wird, sorgt für eine größere Dochtwirkung in Längs- und Querrichtung im Mittelbereich der Windel, so daß in Verbindung mit der verdichteten Schicht der OrJn in Abstand von den Seitenrändern der Windel konzentriert wird. Weiterhin stellen die nicht mit einer überflächenkontur versehenen äußeren Bereiche des Polsters (die weniger Cellulosefasern als die mit einer Kontur versehenen Bereiche aufweisen) eine Schranke dar, die ebenfalls zum Zurückhalten des Urins im Mittelbereich der Windel beiträgt.

Der Aufbau der erfindungsgemäßen Windel als ein Ganzes führt zu einem Mechanismus für den schnellen Transport des Urins von der Ausscheidestelle des Kindes und für das Ausbreiten des Urins über den größten Teil des absorbierenden Polsters, während zur gleichen Zeit der Fluß verlangsamt wird, bevor der Urin die Ränder des Polsters erreicht. Der Aufbau sieht weiterhin einen Mechanismus vor, durch den eine Urinabgabe begrenzten Umfangs innerhalb der mittleren Bereiche der Windel gehalten wird. Dies wird durch die Kombination einer verdichteten Schicht mit einer größeren Getarnt polsterdichte in den mittleren Bereichen erzielt, die sich durch die Wirkung des Gewichtes des Kindes auf die Querschnittsbereiche der Windel mit doppelter Oberflächenkontur eryibt.

Zusätzlich zu den oben beschriebenen Vorteilen dor besonderen Art der Urinaufnahme durch die erfindungb-r^mäße

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Windel weist diese eine verbesserte strukturelle Stabilität auf, verglichen mit den obenerwähnten Zweischicht-Polsterwindeln, bei denen eine relative Bewegung zwischen den Polstern an ihrer Trennfläche ebenso möglich ist wie eine leistungsfähigere und leichtere Herstellung. Das Polster haftet direkt an der Außenschicht, welche normalerweise der kräftigste Bauteil der Windel ist, im Bereich der gemeinsamen Berührungsfläche fest. Das Polster ist daher positiv mit der Außenschicht gegen Bewegung und gegen Verlagerung gesichert. Die gesteigerte Gefügeeinheitlichkeit ist von spezieller Bedeutung bei einer Windel, die ein großes Volumen an Urin halten kann, da das vergrößerte Gewicht der mit Urin gesättigten Windel diese, und insbesondere ihr relativ schwaches, absorbierendes Polster einer vergrößerten Belastung aussetzt. Mehr noch, da das Polster einstückig ausgebildet ist (im Gegensatz zu den bekannten Zweischicht-Polstern) bewegen sich die im Querschnitt konturierten mittleren Teile des Polsters nicht gegenüber dessen Randteilen. Da außerdem das Polster eine einzige Einheit ist, wird die Menge der Fasern, die in einem Polster bei einer gegebenen größten Querschnittsfläche verwendet wird in Vergleich zu dem Zweischicht-Polsteraufbau vermindert. Außerdem führt der erfindungsgemäße Aufbau zu einer Verringerung der Herstellungskosten sowie der Justierprobleme, die bei Windeln mit einem Zweischicht-Polster auftreten.

Darüber hinaus schafft die glatte Polsterkontur eine bessere Bequemlichkeit und Paßfähigkeit für das Kind als eine Windel mit einem zweistückigen Polster. Das Polster nach der vorliegenden Erfindung ergibt weiche Übergänge an ihrer Oberfläche, aber keinen plötzlichen Unterschied in der Dicke, wie bei Windeln mit zweiteiligem Polster, der in der Haut des Kindes eine Druckstelle hervorrufen kann, wenn dessen Gewicht auf der Fläche zwischen

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dem großen und dem kleinen Polster liegt. Wenn die Windel dem Kind angelegt wird, neigt eine Windel mit einem zweistückigen Polster auch dazu, sich um die Ränder des kleineren Polsters infolge der gleichmäßigen Dicke des größeren Polsters und des darin hervorgerufenen überkragenden Biegeeffektes herumzubiegen. Ein mit Oberflächenkonturen versehenes Polster biegt sich dagegen gleichförmig wegen seiner von den Rändern her anwachsenden Dicke und schafft daher eine bessere Paßfähigkeit der Windel für das Kind.

In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht mit bestimmten, weggebrochenen Bereichen einer offenen, nicht gefalteten Windel gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Wattepolsters, dessen Querschnitt zwei Konturen aufweist,

Fig. 3 einen Querschnitt längs der Ebene 3-3 in Fig. 2, der die Längsschnitt-Kontur des Polsters zeigt,

Fig. 4 einen Querschnitt längs der Ebene 4-4 in Fig. 2, der die querverlaufende Kontur des absorbierenden Polsters zeigt,

Fig. 5 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Bildung der erfindungsgemäßen Windel,

Fig. 6 eine Draufsicht auf zwei Rollen Zellstoffpappe, die verwendet werden, um den Querschnitt der doppelten Kontur des absorbierenden Polsters herzustellen,

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Fig. 7 einen schematischen Querschnitt längs der Ebene 7-7 in Fig. 5, und

Fig. 7a einen schematischen, der Fig. 7 ähnlichen Querschnitt, der jedoch eine andere Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Gemäß den Zeichnungen, insbesondere den Fig. 1 und 2, besteht eine Windel 10, wenn diese voll geöffnet und flach ausgelegt ist, aufeinanderfolgend aus einer faserigen Auflageschicht 16, die auf der Haut des Kindes liegt, aus einer absorbierenden faserigen Schicht oder einem Polster 14 und aus einer wasserundurchlässigen Außenschicht 12. Die faserige Auflageschicht 16 ist rechtwinkelig und hat die gleiche Abmessung und gleiche Begrenzung wie die Außens ch i cht 12.

Das Polster 14 besteht aus einem Abschnitt mit einer doppelten Kontur, z.B. einer mittleren Kontur in Quer- und Längsrichtung, um eine weiche Erhöhung im Bereich einer Hauptfläche 14a zu bilden. Die andere Hauptfläche 14b des Polsters, die von einer verdichteten Schicht 18 gebildet werden kann, wie weiter unten noch beschrieben wird (Fig.2, 3 und 4) ist eben und liegt an der Außenschicht 12 unmittelbar an. Das Polster 14 ist- rechtwinkelig, jedoch kleiner als die Außenschicht 12 und die Auflageschicht 16 und ist mittig zu diesen angeordnet. Die Randteile 12a und 16a (z.B. die Bereiche, die sich außerhalb des Polsters 14 erstrecken) der Außenschicht 12 bzw. der Auflageschicht 16 liegen einander direkt gegenüber. Die Außenschicht 12 haftet an der Berührungsfläche mit den Schichten 14 und 16 fest an, wie nachstehend noch beschrieben wird.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht

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die feuchtigkeitsundurchlässige Außenschicht 12 aus Polyäthylen mit einer Dicke von ungefähr 25,4/v (0,001 in.). Die Außenschicht kann glatt oder geprägt sein_r um ihr Aussehen und ihren Griff zu verbessern. Erfindungsgemäß können auch andere geeignete biegsame feuchtigkeitsundurchlässige Schichten verwendet werden, wie beispielsweise Polyäthylenterephthalat-Schicnten mit einer Dicke von ca. 12,5/u (0,0005 in.).

Das Polster 14 ist aus lose gepressten kurzen Cellulosefasern, wie Holzschnitzelfasern oder Baumwollabfällen oder Mischungen daraus gebildet, die primär infolge der Bindungen zwischen den Fasern zusammenhalten und keinen zusätzlichen Klebstoff benötigen, wie es in der Technik bekannt ist. Kurz gesagt ist das Polster ein zusammenhängendes Vlies niedriger Dichte von lose zusammengepressten Cellulosefasern, vorzugsweise pulverisierten Holzschnitzelfasern in der Form von sogenannten "Flocken " ("fluff").

Der Ausdruck "kurze Fasern", wie er hier benutzt wird, bezieht sich auf Fasern mit einer Länge von weniger als ungefähr 6,35 mm ( 1/4 in.) im Gegensatz zu "langen Fasern" oder "Fasern textiler Länge", die länger als 6,35 mm (1/4 in.) sind und im allgemeinen eine Länge zwischen 1,27 cm (1/2 in,) und 6,35 cm (1 1/2 in.) aufweisen. Die ersteren sind wesentlich weniger teuer als die letzteren. Die Einteilung der Fasern nach ihrer Länge kann mit dem "Clark"-Klassifizierungsverfahren durchgeführt werden, wie es in dem "Test Manual" der"Technical Association of Pulp and Paper Industry" (TAPPI-T233 SU64) beschrieben ist.

Die papierähnliche verdichtete Schicht 18 des Polsters ist durch ein leichtes Anfeuchten einer Oberfläche des

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Polsters und darauffolgende Druckanwendung gebildet. Die allgemeine Beschaffenheit des Polsters und seiner verdichteten Schicht und das Verfahren zu seiner Herstellung sind in der US-PS Nr. 3 017 304 vom 16.Januar 1962 beschrieben.

Die zusammengesetzte Dichte des Polsters, einschließlich der verdichteten Schicht 18 des Polsters, sollte oberhalb ca. 0,07 g/cm und vorzugsweise zwischen ca. 0,1 und 0,15 g/cm liegen. Die vorangegangenen Dichtewerte beziehen sich auf die Windel nach ihrer Herstellung. Während der Lagerung und Handhabung wächst die Höhe oder die Dicke des Polsters noch um einiges an, was zu niedrigeren Dichten führt.

Die Auflageschicht 16 ist aus einer Mischung von Fasern hergestellt, die vorherrschend aus kurzen Cellulosefasern, wie Holzschnitzelfasern oder Bauntwollabfällen, in Mengen von ungefähr 75 ibs 9 8 Prozent bestehen, wobei der Rest aus Fasern textiler Länge, wie Kunstseide, gebildet wird. Kurze Cellulosefasern, wie Holzschnitzelfasern oder Baumwollabfälle, sind wesentlich billiger als Cellulosefasern textiler Länge, wie Baumwolle oder Kunstseide. Diese niedrigen Kosten stellen einen Faktor bei der Verringerung der Kosten der Auflageschicht-Komponente der erfindungsgemäßen Windel dar.

In der Auflageschicht 16 liegen die kurzen Fasern in einer gleichförmigen Mischung zwischen 2 und 25 Gewichtsprozent der Fasern textiler Länge vor, wie gleichmäßig auf eine Länge von 3,81 cm (1,5 in) geschnittene Kunstseidefasern und 1,5 Denier. Die kurzen und langen Fasern sind zufällig und im wesentlichen gleichmäßig vermischt und mit einem

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Bindemittel, wie einer selbstvernetzenden Acrylemulsion, untereinander verbunden. Ein Bindemittel, das mit großem Erfolg angewandt wurde, ist eine Dispersion eines Polyäthyl-Acrylat-Copolymeren, das kleine Mengen Von Acrylnitril und einem vernetzenden Monomeren enthält und unter dem Handelsnamen HYCAR 2600 X 120. verkauft wird. Das Bindemittel sollte eine geringe Viskosität unterhalb von 5 Centipoise aufweisen. Die Auflageschicht ist ebenso mit einem Netzmittel wie mit einem anionischen Oberflächenmittel behandelt, um teilweise der wasserabstoßenden Wirkung des Bindemittels entgegenzuwirken und die Auflageschicht auf den erwünschten Grad der Benetzbarkeit zu bringen. Typische Oberflächenbehandlungsmittel, die hier geeignet sind, sind ionische sulfonierte Acrylester, die unter dem Handelsnamen TRITON GR-5 vertrieben werden, und nicht-ionische Polyoxyäthylen-Sorbitanmonolaureate, die unter dem Handelsnamen TWEEN 20 vertrieben werden. Auflageschichten dieser Art sind mit größerer Genauigkeit in der ebenfalls dem Anmelder gehörenden US-PS 3 66 3 348 beschrieben.

Auflageschichten, die zur erfindungsgemäßen Verwendung geeignet sind, haben ein Gewicht im Bereich von 33,75

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bis 166,76 g/m (1 bis 5 oz./yd. ) und Dichten unterhalb 0,15 g/cm , im allgemeinen im Bereich zwischen 0,05 und 0,1 g/cm . Die Trockenfestigkeit der Auflageschicht beträgt für ein Vlies mit einem Gewicht von ungefähr 50,61 g/m² (1,5 oz./yd.²), wenigstens 26,78 g/cm (0,15 lbs./in) der Breite in Richtung der Maschine und wenigstens 14,3 g/cm (0,08 lbs./in.) der Breite in Querrichtung. Die Vliese zeigen eine ungewöhnlich gute Längenausdehnung, Höhe, Weichheit und Faltungseigenschaften im Vergleich zu bekannten Erzeugnissen, die einen wesentlichen Anteil kurzer Fasern enthalten.

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Für eine genauere Beschreibung der Auflageschichten und der Verfahren ihrer Herstellung wird auf die bereits oben erwähnte US-PS 3 612 055 Bezug genommen, deren Offenbarungsgehalt durch die Bezugnahme vollständig in der vorliegenden Anmeldung eingeschlossen sein soll.

Wahlweise kann die Auflageschicht auch aus einem durchlöcherten, nicht-gewebten Vlies gebildet werden, z.B. in Übereinstimmung mit den Lehren der dem Anmelder gehörenden US-PSen 2 862 251, 3 081 514 und 3 081 515, deren Offenbarungsgehalte hiermit zum Gegenstand dieser Beschreibung gemacht werden. Kurz gesagt handelt es sich hierbei um solche Erzeugnisse durchlöcherter Gefüge, bei denen Gruppen oder Gruppierungen von Fasern eines faserigen, nicht-gewebten Ausgangsvlieses in eine Lage gebracht werden, in welcher sie weniger dichte Bereiche des Erzeugnisses umgeben, indem eine Flüssigkeit durch das Ausgangsmaterial durchgeleitet wird. Die Fasern innerhalb der Gruppierungen sind mechanisch gebunden und können in verschiedensten Mustern angeordnet sein, wie es dem Fachmann geläufig ist. Ein geeignetes Bindemittel kann verwendet werden, um die Fasern in ihrer umgeordneten Stellung zu halten, wie es ebenfalls den Fachleuten klar ist. Das Erzeugnis kann entweder aus natürlich vorkommenden Fasern, synthetischen Fasern oder Mischungen daraus hergestellt sein. Typische Auflageschichten sind aus Polyester-Material hergestellt und können ein Gewicht von 25,3 g/m² (3/4 oz./yd ) haben. In Fällen, in denen die Löcher relativ groß-sind und insbesondere, wenn die Auflageschicht aus Polyester-Material besteht, kann eine Gewebeschicht oder ähnliches zwischen der Auflageschicht und dem Polster angeordnet werden, um ein Entweichen der kurzen Papierfasern des Polsters durch die Auflageschicht zu verhindern.

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Es ist offensichtlich, daß die Auflageschicht auch aus einem nicht mit Löchern versehenen Material hergestellt werden kann, wie einem nicht-gewebten isotropischen Vlies, Schwamm oder ähnlichem.

In jeder der vorerwähnten Auflageschichten sollten die Materialien relativ hydrophob sein, um die in der Auflageschicht auftretende Dochtwirkung möglichst zu verlangsamen.

Wie in der US-PS 3 612 055 beschrieben wird, besteht ein wichtiger Aspekt der verbesserten Windel in der Schaffung einer ausgewählten Benetzbarkeit der oben beschriebenen faserigen Komponenten, so daß die Feuchtigkeit selektiv aus der Auflageschicht in den Polsterkörper gezogen wird und von da in dessen verdichtete Bodenschicht. Insbesondere wenn Flüssigkeit wie Urin auf eine kleine Fläche auf der äußeren Oberfläche der Auflageschicht 16 trifft, fließt diese vorzugsweise in das darunterliegende Polster, und nicht in andere Flächen der Auflageschicht, so daß die Benässung der Auflageschicht auf einen kleinen Bereich begrenzt wird und die Flüssigkeit von der Haut des Kindes abgezogen wird.

Wenn das Gewicht des Kindes auf der vorher beschriebenen Windel-Konstruktion mit der doppelten Oberflächenkontur aufliegt, neigt das unkomprimierte absorbierende Material des Polsters 14 dazu, unter dem Gewicht komprimiert zu werden. Da das Material in den längs- und quergerichteten mittleren Bereichen der Windel eine größere Dicke als an den Rändern aufweist, ist der Druck in der Mitte größer (und daher auch die Kompression)-. Dies führt zu einem kleineren effektiven Kapillarradius im mittleren Bereich

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und einer größeren Leitfähigkeit des stärker komprimierten Mittelbereichs, verglichen mit den weniger stark komprimierten Randteilen 14c. Im Ergebnis wird der Urin,der in den mittleren Bereich des Polsters 14 läuft, vorzugsweise eher in die tiefer liegenden Bereiche des Polsters laufen als in die Seitenbereiche 14c des Polsters.

Die Flüssigkeit, die durch das Polster 14 fließt, fließt vorzugsweise in die daruntergelegene verdichtete Schicht 18, und weniger in andere Bereiche des lose zusammengepressten Polsters, wobei sich die Flüssigkeit weiter von der Haut des Kindes entfernt. Die Flüssigkeit, welche in die verdichtete Schicht 18 einfließt, neigt wegen der Dochtwirkung dieser Schicht dazu, sich seitlich auszubreiten, und Flüssigkeit, welche während des Flüssigkeitsanfalls (wenn die Strömung schnell ist) durch die verdichtete Schicht hindurchtritt, wird von der wasserundurchlässigen Außenschicht für eine genügend lange Zeit aufgehalten, bis eine Absorption stattgefunden hat.

Da die verdichtete Schicht auf den mittleren Bereich der Windel beschränkt ist, ist die Fähigkeit der Windel, Flüssigkeit in diesem Bereich zu sammeln und zu halten, verglichen - mit bekannten Windeln,deutlich verbessert. Flüssigkeit, welche die Absorptionsfähigkeit der verdichteten Schicht 18 überschreitet, wird von der undurchlässigen Außenschicht 12 in die trockenen Bereiche des lose zusammengepressten Polsters 14 zurückgeleitet, wodurch die in diesen Bereichen vorhandene zusätzliche Absorptionskapazität genutzt wird. Es ist von Vorteil, daß die Flüssigkeit anfänglich erst in die trockenen Bereiche der relativ stark zusammengepressten mittleren Konturbereiche des Polsters einfließt, bevor sie in die weniger stark zusammengedrückten Randteile 14c fließt. Infolgedessen wirken die lose

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zusammengepressten Seitenteile 14c als dammähnliche Barrieren, die mit dem verdichteten Bereich 18 des Polsters 14 zusammenwirken, um die Flüssigkeit in den zentralen Bereichen der Windel einzuschließen. Nur nach der Sättigung der relativ stark zusammengedrückten zentralen Bereiche des Polsters 14 fließt Flüssigkeit in die Randteile 14c, was insofern vorteilhaft ist, als mit der erfindungsgemäßen Windel die Wahrscheinlichkeit, daß Flüssigkeit entlang der Ränder der Windel entweicht, auf ein Minimum gebracht wird.

Wie bereits erwähnt, ist die vorbeschriebene Windel wegen ihrer gesteigerten Aufnahmefähigkeit infolge ihrer Polsterkonstruktion mit der Doppekontur besonders geeignet für Zeiträume, in denen viel Flüssigkeit anfällt· Bei bekannten Typen von Windeln für eine hohe Beanspruchung sind Probleme dahingehend aufgetaucht, wie die verschiedenen Polsterschichten an ihrem Platz gehalten werden können, wenn die Windel gesättigt wird, da das infolge des großen Absorptionsvolumens gestiegene Gewicht die Windel größeren Belastungen aussetzt, die bei einer Windel mit einer kleineren Saugfähigkeit nicht auftreten. Dieses Problem ist besonders akut, wenn im Vergleich mit der Auflageschicht und.insbesondere mit der Außenschicht, die gewöhnlich eine größere strukturelle Festigkeit als die anderen Schichten der Windel besitzt» die lose gepressten Faserschichten, die üblicherweise als das Absorptionspolster der Windel verwendet werden, gewöhnlich verhältnismäßig schwach und einer stärkeren Belastung nicht gewachsen sind.

Die erfindungsgemäße Windel beseitigt die im vorangegangenen Abschnitt angesprochenen Probleme dadurch, daß das absorbierende Polster und die Auflageschicht mit der Außen-

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schicht im wesentlichen auf der gesamten Berührungsfläche fest haftet. In Fig. 1 werden parallele Klebstofflinien 22 angewandt, um die verdichtete Schicht 18 oder das Polster 14 ebenso wie die Seitenbereiche 16a der Auflageschicht 16 mit der Außenschicht 12 zu verbinden. Andere Klebemuster können ebenfalls verwendet werden, wie für den Fachmann offensichtlich ist. In jedem Fall ist, da das Polster 14 vollständig an der Außenschicht 12 befestigt ist, das Polster gegen jede Bewegung und gegen eine Verlagerung an seinem Platz fest verankert.

Die erfindungsgemäße Windel kann hergestellt werden, wie es schematisch in Fig. 5 gezeigt ist. Zwei Rollen aus gepresster Holzfaser 41a und 41b bilden eine Quelle kurzer Cellulosefasern zur Speisung einer Schleifmühle 42, von der ein Faserstrom abwärts durch eine Leitung 42a auf ein Band 43 als eine Schicht 44 geblasen wird, die zwischen 67,5 g/m² (2oz./yd.²) und ca. 330,75 g/m² (10 oz./yd.²) wiegt. Die Leitung 42a ist von im wesentlichen rechtwinkligem Querschnitt, wie in Fig. 7 gezeigt ist.

Zur Herstellung des mit einer Kontur versehenen Querschnitts quer zum Vlies können, wie oben beschrieben wird, zwei Rollen von gepressten Holzfasern verwendet werden. Die Rolle 41a entspricht der Breite des zu formenden Polsters 14, und die Rolle 4Ib ist schmaler als die Rolle 41a_f um die quer.verlaufende Kontur (siehe Fig. 4) zu bilden. Während des SchleifVerfahrens werden die Rollen 41a und 41b miteinander vermischt, um eine weichkonturierte Querschnittsfläche zu erzeugen, wie sie in Fig. 4 gezeigt ist.

Der konturierte Querschnitt, der quer zum Vlies verläuft, kann auch nach verschiedenen anderen Verfahren erzeugt werden.

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Eine solche Methode besteht aus dem Einspeisen von Fasern in eine Schleifstation, die mit einer Leitung verbunden ist, an deren Ende Leitbleche angebracht sind, damit mehr Fasern im mittleren Bereich des Vlieses konzentriert werden. In Fig. 7a ist solch eine Leitung 42b mit Leitblechen 45 gezeigt, welche die Ecken des Rechtecks von dem vorhandenen Leitungsquerschnitt abtrennen. Ein weiteres Verfahren zur Erzeugung eines konturierten Querschnitts quer zum Vlies besteht darin, die Fasern an einer Station zu mahlen und sie so abzulagern, daß ein durchgehendes Vlies mit der maximal erwünschten Breite entsteht, und die Fasern an einer anderen Station zu mahlen und sie stromab auf der Oberseite eines Bandes geringerer Breite abzulagern, das auf der Oberseite und entlang der Mitte des erstgenannten fortlaufenden Vlieses angeordnet ist.

Die längsgerichtete Kontur, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, wird von der Schleifmühle durch Veränderung der Geschwindigkeit erreicht, mit welcher die Fasern von den Rollen 41a und 41b auf dem Band 43 abgelegt werden. Durch Herabsetzen der Ablegegeschwindigkeit v/erden seitliche Flächen verminderter Dicke 14c erzeugt und entsprechend durch Steigern der Ablagegeschwindigkeit wird ein verdickter zentraler Konturbereich I4d erzeugt.

Alternativ kann die längsgerichtete Kontur auch wie folgt erzeugt werden: (1) Veränderung der Geschwindigkeit desjenigen Bandteiles auf welchem die Fasern abgelagert werden, oder (2) Aufmahlen der Fasern an einer Station zur Erzeugung eines durchgehenden Vlieses mit einer querverlaufenden Kontur und anschließendes nacheinander erfolgendes Aufmahlen bestimmter Fasermengen an einer anderen Station, die auf dem durchlaufenden Vlies abgelegt werden, wodurch eine

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sich wiederholende, längsgerichtete Kontur erzeugt wird.

Die Dicke der Kontur oder des Profils ist vorzugsweise so, daß das Verhältnis der Scheiteldicke zur Dicke an einer Ecke im Bereich von 1,5 bis 4 liegt.

Die Mühle 42 mahlt die Zellstoffpappen zu einzelnen kurzen Fasern. Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden jedoch einige der Zellstoffpappenfasern nicht völlig vermengt und bleiben mit anderen Fasern in kleinen Klumpen verbunden, im allgemeinen kleiner als ungefähr 6,35 mm (1/4 in.) im Durchmesser. Es wurde gefunden, daß diese kleinen Faserklumpen im Polster 14 Inseln mit größerer Fähigkeit zum Halten der Flüssigkeit schaffen. Wenn ein Teil der Windel durch das Gewicht des Kindes verdichtet wird, besteht eine Tendenz zur Konzentrierung der Flüssigkeit in dem verdichteten Teil,wobei die in dem Pcibter irgendwo vorhandenen Faserklumpen dazu neigen, die Flüssigkeit an Ort und Stelle zu halten. Vorzugsweise sollten ungefähr 2 bis ungefähr 10 Prozent der Fasern in Form solcher Klumpen vorliegen.

Die luftgeblasene, mit einer Kontur versehene Schicht wird dann unter eine Verdichterwalze 46 geleitet, unter der sie mit genügend Stabilität hervorkommt, um sich selbst als ein Vlies, ohne die Unterstützung von Band 43, zu tragen. Das Vlies läuft dann für eine weitere Zusammenpressung durch ein Paar von Kalanderwalzen 47 und dann um Rollen 52 und 53, welche die Richtung des Vlieses umkehren, so daß die ebene Oberfläche nach oben gerichtet ist. Das Vlies läuft dann unter einer Düse 4 8 durch , welche einen feinen Feuchtigkeitsnebel auf die Oberseite des Vlieses aufbringt. Das angefeuchtete Vlies durchläuft dann einen weiteren Satz von Kalanderwalzen 49, die einen großen

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Druck auf das Vlies ausüben, um auf seiner Oberseite eine Haut 18 auszubilden.

Die Menge der auf das Vlies aufgebrachten Feuchtigkeit kann in geeigneter Weise zwischen ungefähr 0,0005 bis ungefähr 0,03 cm Wasser/cm Vliesoberfläche in Abhängigkeit von der gewünschten Dicke der papierähnlichen verdichteten Haut 18 variieren, wobei kleinere Mengen Feuchtigkeit für dünnere Vliese und eine sehr dünne papierähnliche Haut und größere Mengen für dickere Vliese und Häute größerer Dicke angewandt werden. Die Größe des von den Rollen 49 aufgebrachten Druckes kann von ungefähr 0,35 kg/cm² bis ungefähr 7,03 kg/cm² (5 bis 100 lbs./in.²) variieren, wobei der wirtschaftlich bevorzugte Bereich

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von ungefähr 0,7 kg/cm bis ungefähr 3,52 kg/cm

(10 bis 50 lbs./in. )reicht. Bei einer typischen Ausführungsform wird das Vlies mit ungefähr 0,0015 cm

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Wasser/cm Vliesoberfläche besprüht und einem Druck

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von ca. 2,81 kg/cm (40 lbs./in. ) ausgesetzt, um eine verdichtete, zusammenhängende papierähnliche Haut gleichmäßiger Dicke an der Oberfläche des Vlieses zu erhalten, die angefeuchtet worden ist.

In dem absorbierenden Vlies und in den davon geschnittenen Polstern existieren schwache Wasserstoffbrücken in dem lose zusammengepressten Körper des Polsters, die eine genügende Festigkeit geben, um dem Polster seine Unversehrtheit bei der normalen Handhabung zu erhalten, und es existieren starke Wasserstoffbrücken in der verdichteten Hautschicht, welche die Bindefestigkeit des Verbund-Materials steigern. Nach dem Formen der Haut kommt das absorbierende Vlies mit einem Vlies 55 des Auflagematerials in Berührung und wird, während es von der Schneidvorrichtung 56 in einzelne Polster 14 zerschnitten wird, von diesen

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unterstützt. Das Auflagematerial wird von Rollen 57 zugeführt.

Von einer Rolle 58 wird ein Polyäthylenfilm 12 der Einrichtung zugeführt, wobei Klebstofflinien von einer Aufbringvorrichtung 59 aufgetragen werden. Wie ο fen beschrieben, wird der Klebstoff in Form von parallelen durchbrochenen Linien 22 zwischen der wasserundurchlässigen Außenschicht 12 und der verdichteten Schicht 18 des Polsters (oder der Auflageschicht an den Rändern der Windel ) aufgebracht. Der Klebstoff kann, wenn dies gewünscht wird, als durchgehende Schicht zwischen dem Polyäthylen oder dem Polster aufgebracht werden, eine solche Aufbringung führt jedoch zu einer übermäßigen Steifheit. Der Klebstoff kann ebenso in anderen Mustern aufgebracht werden, wie z.B. voneinander entfernten Punkten oder anderen Gebilden sogenannter "Insel"-Bindungen. Es ist jedoch eine ziemlich enge Gesamtverklebung zwischen der Außenschicht und dem Polster erforderlich, und kein Teil des Polyäthylens sollte mehr als 5,8 cm (2 in.) von einer Klebstelle entfernt sein. Beim Fehlen einer solchen Gesamtverklebung kann sich der Polyäthylenfilm 12 von der verdichteten Schicht 18 ablösen und größere Räume bilden, in denen sich unkontrollierbar große Mengen von flüssigem Urin sammeln können. Nachdem das Auflagematerial 16 und das Polyäthylen 12 mit den einander entgegengesetzt gerichteten Flächen des absorbierenden Polsters in Berührung gebracht worden sind, wird der Windelrohling durch die Rollen 60 und 61 zusammengedrückt, um den Windelaufbau auszuformen, wonach die einzelnen Windeln von der Schneidevorrichtung 62 abgeschnitten werden.

Nach Wunsch kann die Klebstoffaufbring-Vorrichtung 59 weggelassen werden und die Verklebung zwischen der Polyäthy-

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lenschicht und den faserigen Schichten kann durch eine Heißsiegelung unter Verwendung eines geeigneten Siegelelementes in der Fertigungsstraße erfolgen.

Die Windel wird normalerweise im gefalteten Zustand abgepackt und verkauft, wie es im Detail in der oben erwähnten US-PS 3 612 05.5 beschrieben ist. Kurz gesagt, es werden die entgegengesetzten Seiten der Windel einwärts gegeneinander gefaltet, mit den gefalteten Bereichen wiederum nach auswärts gefaltet, um einen dreischichtigen Aufbau zu bilden. Die übergefalteten Bereiche werden mit dem Hauptkörper der Windel durch in der Mitte angeordnete Klebstoff stellen befestigt, und bei einem erwünschten Gebrauch der Windeln werden die Falten der Windel auf den den Klebstoffsteilen entgegengesetzten Seiten der Windel geöffnet und die Endbereiche der Windel um die Hüfte des Kindes gelegt. Die überlappenden Ecken der Endbereiche der Windeln werden zusammengesteckt oder durch Klebebänder, die an der Außenschicht befestigt sind, zusammengehalten.

Es ist für den Fachmann selbstverständlich, daß Variationen und Veränderungen der jeweiligen oben beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, wie er in den Ansprüchen beansprucht ist.

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Claims

Patentansprüche

1. Mehrschichten-Windel, gekennzeichnet durch folgende Bestandteile:

eine wasserundurchlässige Außenschicht (12), ein an der Außenschicht (12> anliegendes absorbierendes Polster (14) , das aus einer einheitlichen hochporösen, lose gepressten Cellulosefaserschicht durchgehender Dicke besteht und in verschiedenen Bereichen seiner Fläche verschiedene Fasermengen aufweist, eine poröse Auflageschicht (16), die über dem Polster (14) liegt, wobei das lose gepresste Polster eine größere Benetzbarkeit mit Wasserbesitzt als die Auflageschicht.

2. Windel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der das Polster bildenden Fasern von den Rändern zum Mittelbereich des Polsters anwächst.

3. Windel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der Fasern in besagtem Polster so angeordnet ist, daß eine konvexe Kontur an einer Oberfläche des Polsters gebildet wird.

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4. Windel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Polster in der die Längsachse enthaltenden Vertikalebene und in der die Querachse enthaltenden
Vertikalebene eine konvexe Kontur aufweist.

5. Windel rech Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Fasermenge so angeordnet ist, daß das Verhältnis der Dicke im Scheitelbereich zur Dicke an den Ecken im Bereich von 1,5 bis 4 liegt.

6. Windel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschicht (12) und die Auflageschicht (16)

im wesentlichen rechtwinklig und von im wesentlichen gleicher Ausdehnung sind, und das Polster ebenfalls im wesentlichen rechtwinklig, aber schmaler als die Außenschicht und die Auflageschicht bemessen und
mittig zu diesen angeordnet ist, so daß Randbereiche der Windel gebildet werden, in denen die Außenschicht (12) und die Auflageschicht (16) in direkter Berührung miteinander stehen.

7. Windel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Polster und die Randbereiche der Auflageschicht mit der Außenschicht durch einen ungleichmäßig über der gesamten dazwischenliegenden Trennfläche verteilten Klebstoff verbunden sind.

8. Windel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Polster und die Seitenbereiche der Auflageschicht mit der Außenschicht durch parallele Linien von Klebstoff verklebt sind.

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9. Windel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polster aus Cellulosefasern eine papierähnliche, verdichtete, zusammengedrückte Cellulosefaserschicht (18) von relativ hoher Benetzbarkeit und relativ hohem Flüssigkeitshaltevermögen aufweist, die einstückig mit dem Polster verbunden ist , und diese verdichtete Schicht (18) unmittelbar an der Außenschicht (12) angeordnet ist.

10. Windel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polster über seine gesamte Dicke eine gleichförmige Dichte aufweist.

11. Mehrschicht-Windel, gekennzeichnet durch folgende Bestandteile:

eine wasserundurchlässige Außenschicht (12), ein an der Außenschicht unmittelbar anliegendes absorbierendes Polster (14), das aus einer einheitlichen hochporösen, lose gepressten Cellulosefaserschicht mit einer papierähnlichen, verdichteten, zusammengepressten Cellulosefaserschicht relativ hoher Benetzbarkeit und relativ hohem Flüssigkeitshaltevermögen besteht, welche beide eine Einheit bilden, wobei die verdichtete Schicht (18) unmittelbar an der Außenschicht (12) anliegt, und die Menge der in dem Polster enthaltenen Fasern von den Rändern zum Mittelbereich des Polsters anwächst, wodurch in den Vertikalebenen durch die Längs- und Querachsen des Polsters auf der der verdichteten Schicht (18) entgegengesetzten Oberfläche des Polsters (14) eine konvexe Kontur erzeugt wird, und eine poröse Auflageschicht über dem mit der Kontur versehenen Teil des Polsters angeordnet ist, und das lose zusammengepresste Polster eine größere Benetzbarkeit mit Wasser aufweist als die Auflageschicht.

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12. Verfahren zur Herstellung eines Faservlieses,von dem Teile abgeschnitten werden können, die Polster bilden, bei denen die Menge der Fasern von den Rändern zum Mittelbereich des Polsters hin ansteigt, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

Bereitstellen mindestens zweier durchgehender Streifen zusammengepresster Fasern, wobei ein Streifen schmaler als der andere Streifen ist und auf dessen in Längsrichtung verlaufender Mittellinie angeordnet ist; gleichzeitiges Vereinzeln der Fasern jedes Streifens an einer einzigen Vereinzelungsstation, um einen einzigen Faserstrom zu schaffen, dessen Fasergehalt quer zum Strom anwächst und wieder abnimmt; Ablegen der Fasern auf einem sich bewegenden durchbrochenen Band, zur Bildung eines Vlieses mit einer ebenen Oberfläche an der Bandseite und einer konvexen Oberfläche an der entgegengesetzten Seite, und nacheinander erfolgende Veränderung der Geschwindigkeit der Ablagerung zur Erzeugung eines Vlieses mit längsgerichteten Bereichen von abwechselnd ansteigendem und abnehmendem Fasergehalt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Ablagerung durch abwechselndes Steigern und Senken der Geschwindigkeit erfolgt, mit welcher die Streifen von zusammengepressten Fasern in die Vereinzelungs-Station eingeführt werden.

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14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Ablagerung durch abwechselndes Steigern und Senken der Geschwindigkeit des durchbrochenen Bandes geändert wird.

15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die ebene Oberfläche des Vlieses mit Wasser besprüht wird, und das benetzte Vlies zusammengepresst wird, um eine verdichtete, zusammengepresste Schicht an der ebenen Oberfläche zu bilden.

16. Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch folgende weitere Schritte:

Schneiden des Vlieses zur Formung des Polsters; Bereitstellung einer größeren porösen Oberflächenschicht für das Polster; Anordnung des Polsters in der Mitte der Auflageschicht, wobei die ebene Oberfläche des Polsters der Auflageschicht abgekehrt ist; Bereitstellung einer wasserundurchlässigen Außenschicht, die im wesentlichen die gleiche Erstreckung wie die Auflageschicht aufweist; und Verkleben der Außenschicht mit der ebenen Oberfläche des Polsters und den Randteilen der Auflageschicht, die sich über das Polster hinauserstrecken.

17. Verfahren zur Bildung eines Faservlieses, von dem Teile abgeschnitten werden können, die Polster bilden, deren Fasermengen von den Rändern zum mittleren Bereich des Polsters anwachsen, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

Vereinzeln der Fasern von wenigstens einer Faserquelle; Ablagern der einzelnen Fasern auf einem sich bewegenden

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durchbrochenen Band derart, daß ein Vlies erzeugt wird, dessen Fasertiefe längs der Bandmitte in Vergleich zu den Bandzeiten größer bemessen ist; nacheinander folgendes Variieren der Geschwindigkeit der Ablagerung der vereinzelten Fasern auf das Band, um ein Vlies mit sich längs erstreckenden Abschnitten von abwechselnd ansteigendem und abnehmendem Fasergehalt zu erzeugen.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die vereinzelten Fasern auf dem sich bewegenden durchbrochenen Band nach dem Durchgang durch eine Leitung, welche ein Auslaßende oberhalb des Bandes besitzt, abgelegt werden, und die Leitung einen Querschnitt hat, welcher unter dem Auslaßende der Leitung für den Mittelbereich des Bandes einen längeren Durchlauf als für die Seitenbereiche des Bandes ergibt.

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