DE2500967A1

DE2500967A1 - Zusammengesetzte, absorbierende strukturen

Info

Publication number: DE2500967A1
Application number: DE19752500967
Authority: DE
Inventors: Gregory Joseph Husen; Hugh Amsley Thompson
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1974-03-29
Filing date: 1975-01-11
Publication date: 1975-10-09
Also published as: FR2265894A1; IT1028391B; FR2265894B1; GB1487682A; BE824432A; NL7500453A

Description

RECHTSANWÄLTE μ _η .

DR. J!.r. OiPL-CHEM-WALTER BEIL ' ^{ül üdlli}

AiFKkO :\=iP-ENifR

DR. J us«. i'i-^::.-C:-i.-M. H.-J. WOLFF

DR. JUK. HaNS CHR. BEIL

FRANKFURTAM AAAIN-HOCHST

AOELONSIKASSt 58

Unsere Nr. 19 665 P/br

The Procter & Gamble Company Cincinnati , Ohio,V.St.A.

Zusammengesetzte, absorbierende Strukturen

Vorliegende Erfindung betrifft neue absorbierende Strukturen, welche sich gleichzeitig durch Verdichtungsfestigkeit, hohe Absorptionsfähigkeit und Weichheit auszeichnen. Die neuen absorbierenden Strukturen sind insbesondere geeignet zur Verwendung in Gegenständen, welche große Feuchtigkeitsmengen direkt absorbieren, d.h. für Handtücher, Tischtücher, Betteinlagen und Wegwerfwindeln.

Bei der Herstellung von absorbierenden Produkten ist es ein bekanntes Problem, unter Bedingungen einer äußeren Belastung eine wirksame Flüssigkeitsaufnahme (fluid handling) zu erreichen und aufrechtzuerhalten. Typische

509 84 1/0940

absorbierende Produkte spiegeln einen wesentlichen Kompromiß wieder, der zwischen der Plüssxgkextsaufnahme und der Belastbarkeit geschlossen wurde, um einen Grad einer universellen Anwendbarkeit zu erreichen. Allgemeiner ausgedrückt: Bei der Benutzung von typischen absorbierenden Strukturen wird das absorbierende Material Belastungs- ^v kräften sowie Absorptionsfunktionen ausgesetzt; da jedoch die Absorption und die Belastung dazu neigen, sich gegenseitig auzuschließen, ergibt sich ein Kompromißprodukt.

Wegwerfwindeln sind für typische absorbierende Kompromißprodukte repräsentativ. Allgemein gesprochen enthalten Wegwerfwindeln ein flexibles Kunststoffsubstrat oder eine Unterlage aus flexiblem Kunststoff und einen absorbierenden Kern. Der absorbierende Kern bedingt die Absorption, Peuchtigkextsretentxon und den Widerstand gegenüber einer Verdichtung. Demgemäß muß das Kernstück von Wegwerfwindeln eine Dichte aufweisen, welche niedrig genug ist, um eine ausreichende Kapazität für große Feuchtigkeitsmengen zur Verfügung zu stellen, welche aber noch hoch genug ist, um einer Verdichtung und einem hierdurch bedingten "Auswringen" zu widerstehen. Die Anforderungen an die Absorptionsfähigkeit und die Anforderungen an die Tragkraft von Wegwerfwindeln erfordert selbstverständlich eine Struktur, welche einen Kompromiß darstellt, überdies wird die StKUktur von absorbierenden Produkten durch das Bedürfnis nach einem bequemen Produkt ebenfalls beeinflußt. Insbesondere müssen Windeln ihre Weichheit während des Gebrauchs behalten. Bei den derzeit verfügbaren Windeln sind Weichheit, Absorptions- und Tragfähigkeit in erster Linie durch die Auswahl des Kernmaterials beeinflußt. Die Hersteller von Windeln haben bislang in bestimmtem Maß_/

509841/0940

in Abhängigkeit von solchen Gesichtspunkten wie Größe und Alter des kindlichen Benutzers und der Gebrauchszeit unter jeweils den vorgenannten Qualitätskriterien, einen Kompromiß geschlossen, um zu einer Auswahl des Kernmaterials und damit zu einem Kompromißprodukt zu gelangen.

Die vorliegender Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist die Bereitstellung einer Verbesserten absorbierenden Struktur, welche sich gleichzeitig durch eine hohe Absorptionsfähigkeit, Widerstandsfähigkeit gegen Verdichtung und Weichheit auszeichnen sowie ihre Absorptionseigenschaft beibehalten soll, während sie eine Druckkraft aufnimmt.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung von verbesserten WegwerfwindeIn, welche gut absorbierend, haltbar und weich sind und die absorbierte Feuchtigkeit behalten, während sie die durch das Gewicht des Benutzers auferlegte Druckkraft tragen.

Diese Aufgaben werden durch eine zusammengesetzte absorbierende Struktur gelöst, welche umfaßt:

(1) ein flexibles Substrat mit einer Vielzahl von eingeschlossenen zellenartigen Vorsprüngen, welche aus diesem herausragen, und

(2) ein absorbierendes Material, welches in den Zwischenräumen zwischen diesen Vorsprüngen angeordnet ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt vorliegende Erfindung eine Wegwerfwindel, in die vorgenannte absorbierende Struktur einverleibt ist.

Der Erfindungsgegenstand wird anhand der Zeichnungen nachfolgend näher beschrieben:

509841 /0940

- Ij -

Figur 1 ist eine fragmentarische Draufsicht auf eine Ausführungsform einer absorbierenden Struktur gemäß der Erfindung;

Figuren 2, 3 und 4 sind fragmentarische Querschnittansichten von verschiedenen Ausführungsformen der bevorzugten absorbierenden Struktur gemäß der Erfindung; Figur 5 ist ein Schaubild, welches die Beziehung des "Lücken-Bruchteils" ("void fraction") zum Verhältnis von Abstand zu Durchmesser bei verschiedenen Anordnungen der Lage der Vorsprünge veranschaulicht, wie es nachfolgend näher erklärt wird;

Figur 6 ist eine fragmentarische Querschnittsansicht von einer weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung, welche eine bevorzugte, verstärkte absorbierende Struktur umfaßt;

Figur 7 ist eine fragmentarische perspektivische Ansicht in auseinandergezogener Anordnung einer Ausführungsform der absorbierenden Struktur gemäß der Erfindung; und

Figuren 8 und 9 sinü eine Draufsicht bzw. eine perspektivische Ansicht, teilweise im Aufriß, einer Ausführungsform der absorbierenden Struktur gemäß der Erfindung, in denen deren Anwendung in einer Wegwerfwindel gezeigt wird.

Allgemein gesagt, liegt vorliegender Erfindung die Entdeckung zugrunde, daß überlegene absorbierende Strukturen hergestellt werden können, indem man die Funktion der Flüssigkeitsaufnahme und die Absorptionsfunktion von der Stütz- oder Tragfunktion in einer zusammengesetzten absorbierenden Struktur strukturell trennt. Die hieraus resultierende Struktur zeigt eine erhöhte Absorptionsfähigkeit unter Belastung und eine verbesserte Retention von

509841/09A0

absorbierter Feuchtigkeit, und dies praktisch nicht auf Kosten der Weichheit, durch die sich in der Regel absorbierende Watte und dgl. auszeichnet. Diese und andere unerwartete Eigenschaften sind, wie zuvor erwähnt wurde, ein Ergebnis der einmaligen Struktur, wie sie im vorliegenden im einzelnen beschrieben wird.

Wie zuvor erwähnt, umfassen die zusammengesetzten absorbierenden Strukturen gemäß vorliegender Erfindung ein flexibles Substrat mit einer Vielzahl von tragenden, eingeschlossenen zellartigen Vorsprüngen, welche vorzugsweise auf dem Substrat gleichförmig verteilt sind, und ein absorbierendes Material, welches in den Zwischenräumen zwischen den Vorsprüngen angeordnet ist. Demgemäß beruht die Funktion der Flüssigkeitsaufnahme auf dem absorbierenden Material, während die Stütz- oder Tragfunktion auf dem Substrat beruht.

Wie Figuren 1 und 2 zeigen, ist das tragende Substrat der erfindungsgemäßen Struktur in einer Ausführungsform durch eine Vielzahl von eingeschlossenen zellartigen Vorsprüngen 13 gekennzeichnet. Geeignete Materialien und die Art der Substratbildung sind bekannt. Beispielsweise sind geeignete Ausführungsformen des Substrats und die Art ihrer Herstellung eingehend in den US-PSn 3 142 599; 3 208 898; 3 285, 793 und 3 616 155 beschrieben. Figuren 2 bis 4 zeigen geeignete und bevorzugte Substrate, welche aus einem flexiblen, laminierten Mehrschichtkunststoff, wie z.B. aus Polyäthylen, Polyurethan oder einem lonomeren hergestellt wurden, welche zwei oder mehrere Schichten, von denen zumindest eine durch eine Vielzahl von gebildeten Zellen gekennzeichnet ist, aufweisen.

50984 1 /0940

- fr-

Figuren 2 und 3 zeigen bevorzugte Substrate mit Unterlageteilen 10, welche geformte zellartige Teile 11 aufweisen, welche an ihre gemeinsame Ebene 12 geklebt sind. Die zellartigen Teile 11 sind mit einer Vielzahl von einander im Abstand befindlichen Vorsprüngen 13 ausgebildet, welche durch die Verbindung der Unterlageteile 10 mit den gebildeten zellartigen Teilen 11 voll umschlossen sind. Infolgedessen sind die Vorsprünge 13 voll um- und verschlossen und im Abstand voneinander angeordnet, so daß jeder einzelne Vorsprung, wenn er verschlossen ist, unabhängig von den ihn umgebenden Vorsprüngen seine Punktion ausübt. Infolgedessen verleiht das Substrat den beschriebenen Strukturen Belastungsfähigkeit aufgrund der tragenden Vorsprünge, welche, wenn sie verschlossen sind, partiell komprimierbare Substanzen einschließen, wie z.B. Gase, Flüssigkeiten, Schäume, Gele, Fasern oder Gemische derselben. Für gewisse Anwendungen kann es wünschenswert sein, innerhalb der VorSprünge eine absorbierende Substanz, wie z.B. ein Fasermaterial, einzulagern, um ein zusätzliches Absorptionsmittel zur Verfügung zu haben, falls der Vorsprung einreißen sollte.

Aus Figuren 3 und 4 kann ersehen werden, daß mehr als eine Oberfläche des Substrats durch eine Vielzahl von umschlossenen zellartigen Vorsprüngen gekennzeichnet sein kann. Figur 3 zeigt ein Substrat mit versetzten Vorsprüngen 13, bei dem zellartige Teile 11 an ein gemeinsames Unterlageteil 10 so geklebt sind, daß versetzte umschlossene zellartige Vorsprünge 13 gebildet werden. Falls gevriinscht, können jedoch selbstverständlich auch die Vorsprünge 13

S09841/0940

miteinander ausgefluchtet sein. Wenn die Vorsprünge 13

Ck

auszufluchten sind, wie es in Figur M dargstellt ist, liegt es aus Materialersparnisgründen nahe, das Unterlageteil 10 wegzulassen, indem man zwei zellartige Teile 11 an ihrer gemeinsamen Ebene 12 verklebt.

Die Größe, Form und die Lage der zellartigen Vorsprünge auf dem Substrat hängt in erster Linie von den gewünschten Eigenschaften des Endproduktes ab.

Obwohl in Figuren 1 bis *J Vorsprünge dargestellt sind, welche einen kreisförmigen horizontalen und einen rechteckigen vertikalen Querschnitt aufweisen, liegt es auf der Hand, daß im wesentlichen jede Querschnittsform oder gemischte Formen angewandt werden können. So können z.B. geeignete Vorsprünge Pilz- oder Uhrglasform aufweisen. Ferner sind geeignete Vorsprünge nicht durch die relative Größe begrenzt; infolgedessen kann ein einziger Vorsprung sich über die Länge der Struktur erstrecken, wobei der Struktur ein "geripptes" Aussehen verliehen wird. Jedenfalls ist es, da der primäre Vorteil der vorliegenden Struktur ihre erhöhte Absorptionsfähigkeit unter äußerer Belastung ist, vorteilhaft, eine ausreichende Tragfähigkeit des Vorsprungs im Substrat aufrechtzuerhalten, so daß dieses unter Belastungen, denen das Produkt während des Gebrauchs wahrscheinlich ausgesetzt ist, einem Zusammenbrechen widersteht. Demgemäß können die Vorsprünge sich in willkürlichem oder gleichen!Abstand voneinander befinden.

Ein herkömmlicher Weg zur quantitativen Beschreibung der Häufigkeit von Vorsprüngen in einem Substrat und die Anordnung der Lage a_er Vorsprünge ist die Bezugnahme auf

509841/0940

den "Lücken-Bruchteil", d.h. der Bruchteil der horizontalen Gesamtoberfläche der Struktur, welcher durch das absorbierende Material aufzunehmen ist, und, wenn die zellartigenVorsprünge den bevorzugten Kreisquerschnitt aufweisen, wie in Figur 1 gezeigt ist, die Verhältnisse des Zellabstands zum Zellendurchmesser, d.h. der durchschnittliche Abstand von Mittelpunkt zu Mittelpunkt zwischen benachbarten Vorsprüngen, geteilt durch den mittleren Durchmesser der Vorsprünge. In Figur 5 ist die Beziehung des Lücken-Bruchteils zu den Verhältnissen von Abstand zu Durchmesser bei verschiedenen Substraten als Schaubild wiedergegeben. Als allgemeine Regel wurde gefunden, daß bei einem Lücken-Bruchteil von etwa 30 bis etwa 80 % eine wirksame Flüssigkeitsaufnahme mit im allgemeinen ausreichender Tragfähigkeit erreicht wird. Dementsprechend ist eine Anordnung de.r Lage der Vorsprünge in Form von im gleichen Abstand befindlichen Dreiecken, wie in Figur 1 dargestellt ist (vgl. Kurve 1), bevorzugt, aufgrund ihrer Anwendbarkeit über den ganzen Bereich von brauchbaren Lücken-Bruchteilen. Wenn jedoch der erforderliche Lücken-Bruchteil aufgrund der Erfordernisse für eine besondere Anwendung genauer bestimmt werden soll, kann Figur 5 herangezogen werden, um Abmessungsverhältnisse für eine Vielzahl geeigneter Anordnungen der Lage der Vorsprünge zu erhalten.

Obwohl die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit Figur 5 als Richtlinie benutzt werden können, hängen in der Praxis die Form, die Abmessungen, die Häufigkeit des Auftretens und die Lage der Vorsprünge in weitem Maß von der zur Herstellung der Zellen angewandten Methode ab. Mit anderen

509841/0940

Worten, bei typischen Herstellungsverfahren wird das zellartige Teil aus einer einzigen Schicht Substratmaterial durch Vakuumziehen hergestellt. Demgemäß sind die Höhe und Dicke der Zelle durch die Dicke der Schicht begrenzt. Herkömmliche Vorrichtungen erfordern eine Schichtdicke von zumindest 12,7 U»und in ihnen werden grundsätzlich

' / von

zylindrische Vorsprünge mit einer Höhe/nicht mehr als etwa 12,7 mm gebildet.

Ferner steht die Belastungsfestigkeit einesjeden umschlossenen zylindrischen zellartigen Vorsprungs in direkter Beziehung mit dem Verhältnis seiner Höhe zu seinem Durchmesser und dem durchschnittlichen Abstand von Mittelpunkt zu Mittelpunkt zwischen benachbarten Zellen. Es liegt auf der Hand, daß, je höher das Verhältnis von Höhe zu Durchmesser oder je größer der Abstand von Mittelpunkt zu Mittelpunkt zwischen Vorsprüngen ist, desto geringer die Belastungsfestigkeit ist. Andererseits steigt mit fallendem Verhältnis von Höhe zu Durchmesser und abnehmenden Abständen von Mittelpunkt zu Mittelpunkt die strukturelle Steifheit an. Wenn strukturelle Flexibilität und verhältnismäßig hohe Belastungsfestigkeit gleichzeitig erforderlich sind, kann es nötwendig sein, benachbarte VorSprünge miteinander zu verbinden, um eine seitliche Verstärkung des Substrats zu erreichen und dadurch die Tendenz der Vorsprünge, zu "wackeln" _s auf ein Minimum herabzusetzen.

Figur 6 zeigt eine absorbierende Struktur mit einem verstärkten Substrat. Die Verstärkung kann durch eine Schicht oder Schichten von "Tragseilen" ("suspension strands")

509841/0940

. _l0_ 2500987

erreicht werden, welche sich zwischen den Vorsprüngen 13 erstrecken und an diesen bei 17 befestigt sind. Solche Seile liegen typischerweise in Form von lose verflochtenen, fadenähnlichen Materialien vor, welche in unterbrochenen Reihen oder als aus einem Stück bestehende "Deckfläche¹¹ mit der ganzen Struktur verbunden sind. Eine weitere seitliche Membranverstärkung kann durch eine vernünftige Auswahl von absorbierendem Material erhalten werden. Obgleich aus Wirtschaftlichkeitsgründen absorbierende Materialien mit niederer Dichte die Materialien der Wahl sind, liefert, wo es ausführbar ist, ein dichteres Absorptionsmittel eine Struktur mit einer größeren Gesamtstabilität und beibehaltener Flexibilität.

Wie aus Figuren 1 bis ¹J hervorgeht, ist das absorbierende Material IH der erfindungsgemäßen Strukturen in den Zwischenräumen zwischen den umschlossenen zellartigen Vorsprüngen 13 angeordnet, wo eine Vielzahl von öffnungen vorgesehen ist. Vorzugsweise sind die öffnungen 15 so ausgebildet, daß sie sich bündig um jeden Vorsprung 13 anschmiegen, obgleich dies nicht wesentlich ist. Geeignete absorbierende Materialien umfassen im wesentlichen jedes hydrophile Material, dessen Form so angepaßt werden kann, daß es auf dem Substrat die geeignete Lage einnimmt. Beispiele für-geeignete absorbierende Materialien sind eine Vielzahl von übereinanderliegenden Schichten von gekreppter Cellulosewatte und/oder hydrophiler Faseraggregate welche nach einem der bekannten Verfahren zur Herstellung von Faservliesen auf naßem Wege oder mittels Luft (wetlaying or airlaying procedures) hergestellt wurden, sowie hydrophile Schäume, Gele oder Gemische derselben.

509841/0940

•Insbesondere sind als Folge der einzigartigen strukturellen Trennung der Flüssigkeitsaufnahmefunktion von der Stützoder Tragfunktion unüblicherweise absorbierende Materialien ,

mit niederer Dichte zur Verwendung geeignet. So sind ab sorb ie—^ Wirrfaservliese geringer Dichte für die erfindungsgemäßen Strukturen bevorzugt. Unter dem Begriff absorbierende Wirrfaservliese mit niederer Dichte werden im vorliegenden unter Anwendung von Luft hergestellte Wirrfaservliese verstanden, welche zur Bildung eines absorbierenden Materials mit einer Dichte von etwa 0,02 g/cnr' bis etwa 0,20 g/cnr verdichtet wurden.

In der Regel richtet sich die Wahl der Faser oder Fasergemische, welche zur Bildung eines absorbierenden Wirrfaservlieses verwendet werden, nach den gewünschten Produkteigenschaften sowie nach der beabsichtigten Verwendung des Produktes. Allgemein gesagt, werden Fasern aufgrund ihrer Länge in Kategorien eingeteilt. Typisch für kurze Fasern sind Holzschliff-, Baumwolllinters- und Asbestfasern. Holzschliff-Fasern finden aufgrund ihrer leichten Zugänglichkeit und Preiswürdigkeit am häufigsten Verwendung. ■ Typisch für die Stapel- oder langen Fasern sind sowohl synthetische als auch Naturfasern. Beispiele für synthetische Fasern sind Glas-, Celluloseacetat-, Vinylchlorid-Vinylacetat- und Polyamidfasern, Rayon, verseifte Esterfasern, Celluloseester-, Acryl-, Polyester- und PolyYinylchloridfasern; Beispiele für natürliche Fasern sind Baumwolle, Flachs, Jute, Wolle, Seide, Hadern (rag) oder Proeftinfasern. Bei der Herstellung eines geeigneten absorbierenden Materials können auch Kombinationen von beliebigen obengenannten Fasern verwendet werden.

S09841/09A0

Ein Beispiel für eine andere Klasse bevorzugter absorbierender Materialien sind flexible, hydrophile Polyurethanschäume. In der Regel werden derartige absorbierende Schäume aus einem Reaktionsgemisch hergestellt, welches eine Polyhydroxyverbindung, welche, zumindest teilweise, ein Polyäther ist, welche -aber auch teilweise ein Polyester sein kann, und Gemische von Polyestern und Polyäthern enthält. Folgende Patentschriften, auf welche im vorliegenden Bezug genommen wird, offenbaren hydrophile Polyurethanschäume ,welche besonders brauchbar sind: US-PSn 3 586 648, 3 573 23*1, 3 560 4l6, 3 463 745, 3 457 203, 3 451 95²J, 3 451 953, 3 432 448, 3 388 08l, 3 385 803, 3 164 565, 3 O98 048, 3 042 631, 3 007 883,

2 965 584, 2 9^8 691, GB-PS 1 I80 316 sowie PR-PS 1 350 709.

Es können auch andere hydrophile Polyurethanschäume benutzt werden, einschließlich die in nachfolgenden Patentschriften, auf welche im vorliegenden Bezug genommen wird, beschriebenen Schäume:
US-PSn 3 535 143, 3 508 953, 3 458 338, 3 418 066,

3 413 245, 3 404 095, 3 382 090, 3 326 823, 3 249 465, 3 149 000, 3 094 433, 2 998 295, 2 990 378, 2 920 983 sowie 2 900 278.

Beim Zusammensetzen der erfindungsgemäßen zusammengesetzten absorbierenden Strukturen wird das absorbierende Material auf dem Substrat in den Zwischenräumen zwischen den zellartigen Vorsprüngen angeordnet. Wie Figur 7 zeigt, ist eine geeignete Weise zur Erreichung einer geeigneten Lage die Ausbildung des absorbierenden Materials 14 als eine kontinuierliche Polsterschicht, in der öffnungen 15 in geeigneter Weise angebracht sind. Die öffnungen 15

SQ3I41/0I40

werden so festgelegt, daß sie die verschiedenen Vorsprünge 13 in dem verstärkenden Substrat umgeben. Das absorbierende Material 14 wird in das Substrat eingefügt, wobei eine Struktur, wie beispielsweise in Figur 2 dargestellt, gebildet wird. Auf eine derartige Weise kann leicht eine geeignete Anordnung erreicht werden.

Das nachfolgende Beispiel dient zur Erläuterung einer der möglichen Pertigungsverfahren der erfindungsgemäßen absorbierenden Strukturen.

Beispiel 1

Eine nachfolgend im einzelnen beschriebene absorbierende Struktur wurde nach folgendem Verfahren hergestellt:

Es wurde ein Polyäthylensubstrat von 76 μ mit einer Vielzahl zylindrischer umschlossener zellartiger Vorsprünge einer Höhe von ca. 0,51 cm, eines Durchmessers von ca. 0,95 cm und Abständen von ca. 1,42 cm von. Mittelpunkt zu Mittelpunkt hergestellt, welche in einer sich wiederholenden dreieckigen Anordnung ausgerichtet waren.

Ein absorbierendes Faserpolster, welches eine Höhe von geringfügig weniger als 0,51 cm und Öffnungen aufwies, welche so verteilt waren, daß sie den Vorsprüngen des Substrats entsprachen, wurde wie folgt hergestellt: In den Luftstrom einer über einer porösen Form mit Zapfen gelegenen Luftkammer wurde zerkleinerter Holzschliff eingeführt. Das faserige Absorptionsmittel wurde in dem Luftstrom durch ein am Eingang .der Luftkammer angebrachtes Sieb dd^spergiert. Das Gemisch aus Luft und Fasern wurde durch

509841/0940

- Ill -

die Kammer nach unten abgezogen, wobei es auf die poröse Form mit Zapfen auftraf. Die Pasern wurden in den Zwischenräumen zwischen den Zapfen zurückgehalten, während die Luft durch die poröse Form abgezogen wurde. Nachdem das absorbierende Fasermaterial sich in den Zwischenräumen zwischen den Zapfen abgesetzt hatte, wurde die Form aus der Kammer genommen. Eine perforierte Verdichtungsplatte wurde über die Zapfen der Form derart gelegt, daß die Verdichtungsplatte auf dem faserigen Absorptionsmittel auflag. An die Verdichtungsplatte wurde Druck angelegt, wodurch das Wirrfaservlies aus faserigem Absorptionsmittel sich verdichtete. Die Verdichtungsplatte wurde entfernt, und das verdichtete absorbierende Faserpolster wurde aus der Form entnommen. Das absorbierende Polster und das Substrat wurden unter Bildung einer absorbierenden Struktur zusammen- ' gefügt, indem die Vorsprünge und öffnungen einfach derart ausgefluchtet wurden, daß das absorbierende Polster in den Zwischenräumen zwischen den Vorsprüngen angeordnet war,-

Die erhaltene absorbierende Struktur zeichnete sich gleichzeitig durch hohe Absorptionsfähigkeit, Verdichtungsfestigkeit und Weichheit aus.

Bei der kommerziellen Herstellung werden die erfindungsgemäßen absorbierenden Strukturen vorzugsweise durch kontinuierliche Verfahren gefertigt. Beispielsweise kann ein Wirrfaservlies aus absorbierendem Material mit Luft direkt in den Zwischenräumen zwischen den zellartigen Vorsprüngen nach einem kontinuierlichen Verfahren gebildet werden. Der Fachmann kann verschiedene andere bekannte kontinuierliche Verfahren als für die Herstellung der erfindungsgemäßer absorbierenden Strukturen geeignet erkennen.

509841/0940

"2500987

Zusätzlich zu den zuvor genannten Eigenschaften der absorbierenden Strukturen gemäß der Erfindung wurde gefunden, daß diese Strukturen die natürliche Absorptionsfähigkeit der obengenannten absorbierenden Materialien erhöhen. Bei seiner normalen Verwendung kann ein Polster aus absorbierendem Material nur eine verhältnismäßig begrenzte Feuchtigkeitsmenge wirksam absorbieren. Die absorbierte Feuchtigkeitsmenge liegt im allgemeinen aufgrund der Tendenz feuchter Fasern, zu agglomerieren, wobei das Absorptionsmittel verdichtet und die Abstände zwischen den Fasern vermindert %?erden, und der Tendenz der Gesamt struktur, sich "zusammenzuballen",unterhalb des theoretischen Maximalwerts. Die Struktur der vorliegenden Absorptionsmittel hebt diese Tendenzen auf. Die tragenden Vorsprünge auf der Oberfläche des Substrats wirken als Unterteilungen, welche das Material in weniger diskrete Absorptionsflächen mit einer proportional geringeren Verdichtungs- oder Zusammenballungstendenz trennen. Demgemäß dienen die erfindungsgemäßen absorbierenden Strukturen zur Erhöhung der Absorption, indem sie nicht nur die Verdichtungsdrucke äußerer Belastungen vermindern, sondern auch die natürlichen Absorptionseigenschaften des absorbierenden Materials optimieren. Hieraus ergibt sich, daß mit den absorbierenden Strukturen gemäß der Erfindung eine Wirksamkeit erreicht werden kann, die derjenigen von laufend zugänglichen Absorptionsmitteln gleichwertig ist, wobei jedoch weniger Absorptionsmittel verwendet zu werden braucht.

Um eine ausreichende Feuchtigkeitsretention zu gewährleisten, wird es bevorzugt, daß die äußere Fläche 18 des absorbierenden Materials 14 geringfügig unterhalb den Endflächen 19 der Vorsprünge 13 liegt (vgl. Figuren 2 bis 4). Auf

50SI41/0140

diese Weise ist aus Gründen der Annehmlichkeit ein gewisses Zusammendrücken der Vorsprünge annehmbar, ohne daß ein Verlust an Absorptionseigenschaften auftritt.

Es liegt auf der Hand, daß die absorbierenden Strukturen gemäß der Erfindung für eine Vielzahl von absorbierenden Produkten brauchbar sind. Beispiele für besonders brauchbare Ausführungsformen sind absorbierende Produkte, welche ihre Absorptionseigenschaften behalten müssen, wenn sie einer äußeren Belastung unterworfen sind. Demgemäß sind typische Produkte wie Handtücher, Tischtücher, Betteinlagen, chirurgische Verbände, Wegwerfwindeln und dgl. Ausführungsformen der erfindungsgemäßen absorbierenden Strukturen.

Figuren 8 und 9 zeigen die Anpassungsfähigkeit der erfindungsgemäßen absorbierenden Strukturen zur Verwendung in Wegwerfwindeln. Die Wegwerfwindel 20 umfaßt die üblichen Komponenten eines derartigen Artikels, welcher gewöhnlich eine dünne, wasserundurchlässige Unterlage (vorzugsweise aus dünnem Kunststoff, wie z.B. Polyäthylen) und eine Deckfläche aus Vliesstoff oder ähnlichem Material enthält, wobei zwischen der Unterlage und der Deckfläche ein absorbierender Kern oder ein absorbierendes Polster angeordnet i£. Die Windel 20 kann eingeprägte Falzlaschen (embossed fold flaps), wie die mit 21, 22, 23 und 2H bezeichneten, aufweisen, so daß sie dazu neigt, sich in ein ähnliches Muster wie die in der US-PS 3 710 797 dargestellte Windel zu falten, auf welche Bezug genommen wird. Wie in Figur 8 gezeigt, kann die verbesserte absorbierende Struktur gemäß der Erfindung in eine Windel 20 eingefügt werden, um als absorbierendes Polster und Unterlage

509841 /0940

zu dienen. In Figur 9 ist die Anordnung der Windel 20 im Gebrauch dargestellt.

Das nachfolgende Beispiel dient zur weiteren Erläuterung der Anpassungsfähigkeit der erfindungsgemäßen absorbierenden Strukturen zur Verwendung als Windeln.

Beispiel 2

Aus nach Beispiel 1 hergestellten absorbierenden Strukturen, umfassend ein Polyäthylensubstrat von 76 μ mit einer Vielzahl von zylindrischen tragenden VorSprüngen einer Höhe von ca. 0,51 cm, einem Durchmesser von ca. 0,95 cm und einem Abstand der Mittelpunkte von ca. 1,42 cm und ein absorbierendes Wirrfaservlies, welches in den Zwischenräumen zwischen den Membranen angeordnet war, wurden Wegwerfwindeln hergestellt, die in ihrer Anordnung ähnlich denjenigen waren, welche in der US-PS 3 710 797 beschrieben sind.

Die Windeln zeichneten sich gleichzeitig durch hohe Absorptionsfähigkeit, Verdichtungsfestigkeit und Weichheit

als aus. Darüberhinaus erwiesen sich die Windeln/beträchtlich weniger anfällig gegenüber Klümpchenbildung (wadding) und Verfilzung (matting), welche beide Probleme bei typischen WegwerfwindeIn darstellen.

Zusätzlich zu den zuvor genannten Eigenschaften wurde gefunden^ daß die unter Verwendung der erfindungsgemäßen

509841/0940

zusammengesetzten Struktur hergestellten Windeln ihr weiches, trockenes Anfühlen auch beibehielten, wenn sie völlig benatzt waren. Eine derartige erhöhte Annehmlichkeit wird durch eine gleichmäßige Verteilung einer Belastung über eine Vielzahl der tragenden Membranen erreicht. Der Komfort und die Tragfähigkeit können reguliert werden, indem man die Membranen nicht völlig aufbläht, wodurch das knotige Anfühlen, welches allgemein bei Membranstrukturen auftritt, vermieden wird.

509341/0940

Claims

Patentansprüche:

i. Zusammengesetzte absorbierende Struktur, enthaltend

(1) ein flexibles Substrat mit einer Vielzahl von umschlossenen zellartigen Vorsprüngen und

(2) ein absorbierendes Material, welches in den Zwischenräumen zwischen den Vorsprüngen angeordnet ist.

, Absorbierende Struktur gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat ein flexibles Unterlageteil und ein flexibles zellartiges Teil umfaßt, wobei die Teile an ihrer gemeinsamen Ebene miteinander zu einer · Vielzahl von umschlossenen zellartigen Vorsprüngen verbunden sind.

, Absorbierende Struktur gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge praktisch zylindrisch und auf dem Substrat so angeordnet sind, daß die Zellen eine im gleichen Abstand voneinander befindliche, sich wiederholende dreieckige Lage einnehmen.

, Absorbierende Struktur gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat ein mehrschichtiger, flexibler Kunststoff mit einer Vielzahl von zylindrischen umschlossenen zellartigen Vorsprüngen ist, wobei die Vorsprünge ein Verhältnis von Abstand zu Durchmesser aufweisen, welches nicht größer als 1:1 bis 3:1 ist.

509841/0940

5. Absorbierende Struktur gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Lücken-Bruchteil von etwa 30 bis etwa 80 % aufweist.

6. Absorbierende Struktur gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das absorbierende Material ein Wirrfaservlies mit einer Dichte von etwa 0,02 bis etwa 0,20 g/cnr ist.

7. Wegwerfwindel sowie Betteinlage, enthaltend (1) eine zusammengesetzte absorbierende Struktur gemäß Anspruch 1 und (2) eine Deckfläche.

8. Wegwerfwindel sowie Betteinlage gemäß Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine absorbierende Struktur gemäß Anspruch 2.

9. Wegwerfwindel sowie Betteinlage gemäß Anspruch 7» gekennzeichnet durch eine absorbierende Struktur gemäß Anspruch 3.

10. Wegwerfwindel sawie Betteinlage gemäß Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine absorbierende Struktur gemäß Anspruch M.

509841/0940

11. Wegwerfwindel sowie Betteinlage gemäß Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine absorbierende Struktur gemäß Anspruch 5.

12. Wegwerfwindel sowie Betteinlage gemäß Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine absorbierende Struktur gemäß Anspruch 6.

Für: The Procter & Gamble Company

Dr.H.J.Wolff Rechtsanwalt

509841/0940