DE3650029T2

DE3650029T2 - Absorbierende Strukturen und wegwerfbare Saugkörper, die diese enthalten.

Info

Publication number: DE3650029T2
Application number: DE3650029T
Authority: DE
Inventors: Arthur Wong
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1985-06-28
Filing date: 1986-06-27
Publication date: 1995-03-02
Anticipated expiration: 2006-06-28
Also published as: GR861662B; IE861742L; EP0210756A2; JP2564277B2; KR940000808B1; KR870000059A; CA1296875C; IE63575B1; AU5931786A; JPS6279845A; PH25565A; DE3650029D1; EP0210756A3; US4818598A; ES2000176A6; ATE109984T1; EP0210756B1; AU590581B2

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft absorbierende Strukturen, die ein Hydrogel-Material und ein faseriges Anionentauscher-Material umfassen. Durch die Anwesenheit der Anionentauscher-Fasern weist das Hydrogel in der Struktur eine gesteigerte Absorptionskapazität für Körperfluide, insbesondere Urin, auf.
Diese Erfindung betrifft auch wegwerfbare absorbierende Produkte, die diese absorbierenden Strukturen umfassen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Stark absorbierende Hydrogel-Materialien, in der Regel schwach vernetzte hydrophile Polymere, sind bekannt und wurden zum Einsatz in absorbierenden Strukturen vorgeschlagen. Diese Materialien haben für entionisiertes Wasser eine hohe Absorptionskapazität, die in der Regel in der Größenordnung des 100-fachen ihres eigenen Gewichts oder höher liegt. Die Absorptionskapazität dieser Materialien für Körperfluide, wie Urin oder Menses, ist drastisch geringer als für entionisiertes Wasser. Es wird in der Regel angenommen, daß die deutlich niedrigere Absorptionskapazität für derartige Fluide durch den Elektrolytgehalt dieser Fluide verursacht wird, und das Phänomen wird daher als der "Salzvergiftungs-"Effekt bezeichnet. Es ist wünschenswert, die Absorptionskapazität von Hydrogelen für Körperfluide zu steigern, so daß diese Materialien wirtschaftlicher und wirksamer eingesetzt werden können.
Es ist daher ein Ziel dieser Erfindung, absorbierende Strukturen zur Verfügung zu stellen, die ein Hydrogel mit einer gesteigerten Absorptionskapazität für elektrolythaltige Fluide umfassen. Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, wegwerfbare absorbierende Produkte, wie wegwerfbare Windeln und Monatsbinden, zur Verfügung zu stellen, die die absorbierenden Strukturen der vorliegenden Erfindung umfassen.
Die US-PS 4,026.291, die am 31. Mai 1977 für Nagano et al. ausgegeben wurde, offenbart die Verwendung von Diethylaminozellulose im absorbierenden Kern eines Artikels zur Behandlung ausgeschiedener menschlicher Fluide. Der Zweck der Ionentauscher-Fasern in dem Kern liegt in der Deodorierung, Sterilisierung und Koagulation der ausgeschiedenen Fluide.
Die Japanische Patentanmeldung OPI Nr. 118.846, die am 19. Oktober 1976 veröffentlicht wurde, offenbart eine Kombination von Anionentauscher-Fasern und Kationentauscher- Fasern, wie Zellulose- und Vinylfasern, deren Funktion die Reinigung von Zuckersirupen ist.
Die Japanische Patentanmeldung OPI Nr. 45.057, die am 13. März 1982 veröffentlicht wurde, betrifft Ionentauscher- Harze in pulveriger Form oder Granulatform, die mit Hydrogel-Materialien, wie selbstvernetztem Polyacrylat, gemischt sind. Die Ionentauscher-Materialien können Anionentauscher oder Kationentauscher oder eine Mischung von beiden sein. Von der Absorptionskapazität des Materials wird angegeben, daß sie durch die Anwesenheit von Salzen weniger als übliche absorbierende Materialien beeinflußt wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine absorbierende Struktur, die, auf Gewicht bezogen, umfaßt: (a) von 1% bis 50% ein wasserunlösliches Hydrogel; (b) von 1% bis 70% ein Anionentauschermaterial; (c) von 0% bis 50% ein Kationentauschermaterial; und (d) von 0% bis 50% ein übliches faseriges Absorptionsmaterial, wobei die genannte absorbierende Struktur einen Gleichgewichts-pH-Wert von 5 bis 11 aufweist, worin das anionische und, sofern anwesend, das kationische Ionentauschermaterial in Form von modifizierten Fasern auf Zellulosebasis mit einer kleinsten Dimension von weniger als 100 um, einer zweit-kleinsten Dimension von gleicher Größenordnung wie die kleinste Dimension und einer größten Dimension von mindestens 0,5 mm vorliegen.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiters wegwerfbare absorbierende Produkte, wie Windeln oder Monatsbinden, umfassend: (a) ein hydrophobes Deckblatt; (b) ein flüssigkeitsundurchlässiges Rückenblatt; und (c) einen absorbierenden Kern, der eine erfindungsgemäße absorbierende Struktur umfaßt, wobei der genannte Kern zwischen dem Rückenblatt und dem Deckblatt angeordnet ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Unter dem Ausdruck "Hydrogel", wie er hier verwendet wird, wird eine anorganische oder organische Verbindung verstanden, die imstande ist, wässerige Fluide zu absorbieren und sie unter mäßigen Drücken zurückzuhalten. Für gute Ergebnisse müssen die Hydrogele wasserunlöslich sein. Beispiele sind anorganische Materialien, wie Silikagele, und organische Verbindungen, wie vernetzte Polymere. Die Vernetzung kann durch kovalente, ionische, van der Waals- oder Wasserstoffbrückenbindung erfolgen. Beispiele von Polymeren umfassen Polyacrylamide, Polyvinylalkohole, Ethylen-Maleinsäureanhydrid-Copolymere, Polyvinylether, Hydroxypropyl-Zellulose, Carboxymethyl-Zellulose, Polyvinylmorpholinon, Polymere und Copolymere von Vinylsulfonsäure, Polyacrylate, Polyacrylamide, Polyvinylpyridin und dergleichen. Andere geeignete Hydrogele sind jene, die in der US-PS 3,901.236, die am 26. August 1975 für Assarson et al. herausgegeben wurde, geoffenbart sind.
Besonders bevorzugte Polymere zur Verwendung hierin sind hydrolysierte Acrylnitril-gepfropfte Stärke, Stärke-Polyacrylate, vernetzte Polyacrylate und Isobutylen-Maleinsäureanhydrid-Copolymere oder Mischungen derselben. Am bevorzugtesten sind Stärke-Polyacrylate und vernetzte Polyacrylate.
Beim Hydrogel können von 0% bis 100% seiner sauren funktionellen Gruppen mit einem salzbildenden Kation neutralisiert sein. Bevorzugt sind Hydrogele, in welchen mindestens 50% und bevorzugter mindestens 70% der sauren funktionellen Gruppen des Hydrogels mit einem salzbildenden Kation neutralisiert worden sind. Bevorzugte salzbildende Kationen umfassen Alkalimetall (z. B. Kalium; Natrium), Ammonium, substituiertes Ammonium (wie Mono-, Di-, Tri- oder Tetraalkylsubstituiertes Ammonium, wobei die Alkylgruppen 1 bis 6 Kohlenstoffatome aufweisen, z. B. Triethyl- oder Trimethylammonium; Tetramethyl- oder Tetraethylammonium) sowie Amine.
Das Hydrogel-Material wird in den absorbierenden Strukturen der vorliegenden Erfindung in Form diskreter Partikel eingesetzt. Derartige Partikel können jede beliebige Form aufweisen, z. B. kugelige oder halbkugelige, kubische, stäbchenförmige, polyedrische Form etc. Formen mit einem großen Verhältnis der größten Dimension zur kleinsten Dimension, wie Nadeln, Flocken und Fasern, sind ebenfalls zur Verwendung hierin in Betracht bezogen. Ebenso können auch Konglomerate von Hydrogel-Partikeln verwendet werden.
Obwohl man annimmt, daß sich die absorbierenden Strukturen der vorliegenden Erfindung mit Hydrogel-Partikeln einer Partikelgröße, die über einen großen Bereich variiert, günstig verhalten werden, können andere Überlegungen die Verwendung von sehr kleinen oder sehr großen Partikeln ausschließen. Aus Gründen der gewerblichen Hygiene sind (Gewichts-)gemittelte Partikelgrößen von unter 30 Mikron weniger wünschenswert. Partikel mit einer kleinsten Dimension von mehr als 3 mm können auch ein Gefühl von Rauhheit in der absorbierenden Struktur verursachen, das vom ästhetischen Standpunkt des Konsumenten her unerwünscht ist. Zur Verwendung hierin bevorzugt sind Partikel mit einer (Gewichts-)gemittelten Partikelgröße von 50 Mikron bis 1 mm. Der Ausdruck "Partikelgröße", wie er hier verwendet wird, bedeutet das Gewichtsmittel der kleinsten Dimension der einzelnen Partikel.
Verfahren zur Herstellung von Hydrogelen sind geoffenbart in der US-PS 4,076.663, die am 28. Februar 1978 für Masuda et al. ausgegeben wurde; in der US-PS 4,286.082, die am 25. August 1981 für Tsubakimoto et al. ausgeben wurde, sowie weiters in den US-PSen 3,734.876, 3,661.815, 3,670.731, 3,664.343, 3,783.871 und der BE-PS 785.858.
Unter den Ausdrücken "Faser" und "faserig", wie sie hier verwendet werden, wird ein Teilchen verstanden, das eine kleinste Dimension von weniger als 100 Mikron, eine zweitkleinste Dimension der gleichen Größenordnung wie die kleinste Dimension und eine längste Dimension von mindestens 0,5 mm aufweist.
Unter "Kationentauscher-Material" wird ein wasserunlösliches Material verstanden, das zur Bildung lösbarer ionischer Bindungen mit einer Vielzahl von Kationen imstande ist, das nicht vollständig pH-neutralisiert worden ist und kein Hydrogel ist. Das Material selbst ist anionischer Natur. Bevorzugt ist es, wenn das Kationentauscher-Material zu weniger als 50% neutralisiert ist, wobei die hochprotonisierte Form dieses Materials am bevorzugtesten ist. Das Kationentauscher-Material hat eine Austauschkapazität von mehr als 0,1 meq pro Gramm Kationentauscher-Material, wobei mehr als 0,25 meq/g bevorzugt und mehr als 0,5 meq/g am bevorzugtesten sind.
Unter dem Ausdruck "Anionentauscher-Material", wie er hier verwendet wird, wird ein wasserunlösliches Material verstanden, das zur Bildung ionischer Bindungen mit einer Vielzahl von Anionen imstande ist und das nicht vollständig pH-neutralisiert worden ist. Das Material selbst ist kationischer Natur. Bevorzugt ist es, wenn das Anionentauscher-Material zu weniger als 50% neutralisiert ist, wobei die hochhydroxylierte Form dieses Materials am bevorzugtesten ist. Das Anionentauscher-Material hat eine Austauschkapazität von mehr als 0,1 meq/g des Anionentauscher-Materials, wobei mehr als 0,25 meq/g bevorzugt und mehr als 0,5 meq/g am bevorzugtesten sind.
Ionentauscher-Fasern zur Verwendung in den erfindungsgemäßen absorbierenden Strukturen können durch Einführung kationischer Gruppen oder anionischer Gruppen in Fasern auf Zellulosebasis gewonnen werden.
Gute Ergebnisse wurden durch Modifikation von Kraft-Fasern aus Südlichem Weichholz erhalten, jedoch können auch Nördliche Harthölzer, chemothermischer mechanischer Zellstoff (z. B. sulfonierter chemothermischer mechanischer Zellstoff ("sulfonierter CTMP")) etc. ebenso verwendet werden. Kationentauscher auf Zellulosebasis können durch Zusatz starker Säuregruppen vom Typ Sulfonat, Sulfoethyl, Phosphonomethyl, Phosphat, Carboxylat und dergleichen synthetisiert werden. Anionentauscher auf Zellulosebasis können durch Zusatz basischer Gruppen vom Typ Diethylaminoethyl, Aminoethyl, Triethylaminoethyl; Guanidoethyl, Paraaminobenzyl und dergleichen synthetisiert werden. Verfahren zur Herstellung faseriger Ionentauscher-Materialien sind in der Fachwelt allgemein bekannt, wobei Ionentauscher auf Zellulosebasis von Peterson in "Cellulosic Ion Exchangers", in Laboratory Techniques in Biochemistry and Molecular Biology (Elsevier/North-Holland Biomedical Press; Amsterdam, N.Y., Oxford (1970)), Bd. 2, Teil 11, S. 228-396 (1980), ausführlich beschrieben sind.
Bevorzugte Anionentauscher-Materialien in Form von modifizierten Fasern auf Zellulosebasis umfassen zum Beispiel Diethylaminoethyl-("DEAE")-Zellulose, Polyethylenimin- ("PEI")-Zellulose, Aminoethyl-Zellulose, Triethylaminoethyl- Zellulose, Guanidoethyl-Zellulose, Paraaminobenzyl-Zellulose, ECTEOLA-Zellulose (Triethanolamin, durch Glyceryl- und Polyglyceryl-Ketten an Zellulose gekuppelt), benzoylierte DEAE-Zellulose und benzoylierte-naphthoylierte DEAE-Zellulose, die durch übliche Verfahren hergestellt worden sind. DEAE-Zellulose kann zum Beispiel durch Behandlung von Zellulose mit einer Lösung von 2-(Diethylamino)-ethylchlorid hergestellt werden. Beispiele von Verfahren zur Herstellung von DEAE-Zellulose sind in Rousseau et al., Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Dev., Bd. 23, S. 250-252 (1984), und in Peterson und Sober, Biochemical Preparations, (John Wiley & Sons, Inc., N.Y.-London), Bd. 8, S. 39-42 (1961) beschrieben. Verfahren zur Herstellung anderer Anionentauscher-Fasern aus Zellulose sind in Peterson, "Cellulosic Ion Exchangers", worauf hier bereits Bezug genommen wurde, sowie in Randerath, Angew. Chem., Bd. 74, S. 780 (1962) geoffenbart.
Bevorzugte Kationentauscher-Materialien in Form von modifizierten Fasern auf Zellulosebasis umfassen zum Beispiel oxidierte Zellulose, Sulfoethylzellulose, sulfonierte Zellulose, Phosphonomethyl-Zellulose und phosphorylierte Zellulose ("Zellulosephosphat"), die durch übliche Verfahren hergestellt worden sind. Phosphorylierte Zellulose kann zum Beispiel durch Behandlung von Zellulose mit Lösungen von Harnstoff und Phosphorsäure, mit Phosphoroxychlorid und Pyridin, mit Phosphoroxychlorid und Phosphorsäure, mit Phosphoroxychlorid und Dioxan oder mit Phosphoroxychlorid allein hergestellt werden. Beispiele von Herstellungsverfahren für Ionentauscher-Fasern aus phosphorylierter Zellulose sind in Bernardin, US-PS 3,691.154, ausgegeben am 12. September 1972, sowie Bernardin, US-PS 3,658.790, ausgegeben am 25. April 1972 beschrieben.
Verfahren zur Herstellung anderer Arten von ionentauschenden Zellulosederivaten sind in Sano et al., US-PS 4,200.735, ausgegeben am 29. April 1980; Ward et al, US-PS 3,854.868, ausgegeben am 17. Dezember 1974; und Bridgeford, US-PS 3,533.725, ausgegeben am 13. Oktober 1970; Zimmerer, US-PS 3,793.299, ausgegeben am 19. Februar 1974; und Cuculo, US-PS 3,671.184, ausgegeben am 20. Juni 1972, beschrieben.
Faserige Kationentauscher-Materialien, die aus pectinhaltigen Pflanzenmaterialien stammen, können ebenfalls in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Beispiele derartiger Materialien sind absorbierende Zitrus-Materialien ("CAM") sowie Materialen, die aus Zuckerrüben stammen (z. B. succinyliertes Zuckerrüben-Material und phosphorylierter Zuckerrüben-Zellstoff, vorzugsweise in der sauren Form). Diese Materialien sind geoffenbart in der EU-Patentanmeldung Nr. 84305279.6 von Rich, Publikations-Nr. 137611, veröffentlicht am 17. April 1985 (Synthese von CAM); EU-Patentanmeldung Nr. 84305198.8 von Rich, Publikations-Nr. 137608, veröffentlicht am 17. April 1985 (absorbierende Strukturen, die CAM enthalten); sowie der gleichzeitig angemeldeten US-Patentanmeldung auf "Absorbierende Pflanzenmaterialien" von Goldman et al. (Synthese von beispielsweise succinyliertem oder phosphoryliertem Zuckerrüben-Zellstoff).
Bevorzugte faserige Anionentauscher-Materialien zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung sind DEAE-Zellulose, PEI-Zellulose, Aminoethyl-Zellulose, Triethylaminoethyl- Zellulose, Guanidoethyl-Zellulose, Paraaminobenzyl-Zellulose, ECTEOLA-Zellulose, benzoylierte DEAE-Zellulose und benzoylierte-naphthoylierte DEAE-Zellulose; wobei DEAE- Zellulose und PEI-Zellulose bevorzugter sind und DEAE-Zellulose am bevorzugtesten ist. Bevorzugte faserige Kationentauscher-Materialien zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung sind Zellulosephosphat, Sulfoethyl-Zellulose, sulfonierter CTMP, succinylierter Zuckerrüben-Zellstoff, phosphorylierter Zuckerrüben-Zellstoff und CAM, wobei Zellulosephosphat und sulfonierter CTMP am bevorzugtesten sind.
Ein typisches Hydrogelmaterial ist ein hydrophiles Polymer, das geringfügig quervernetzt ist. Der hydrophile Charakter dieser Polymeren beruht auf der Anwesenheit hydrophiler Gruppen, in der Regel von Carboxylgruppen. Wegen der ionischen Natur der hydrophilen Gruppen sind sie imstande, mit Ionen, die in den zu absorbierenden Fluiden vorliegen, in Wechselwirkung zu treten. Ein typisches Beispiel solcher Elektrolyte ist Natriumchlorid im Urin. Wegen der Wechselwirkung mit den hydrophilen Gruppen an den Polymeren verursacht der Elektrolyt in dem zu absorbierenden Fluid eine Abnahme der Absorptionskapazität des Hydrogels. Darauf wird als der "Salzvergiftungseffekt" Bezug genommen.
Die Japanische Patentanmeldung OPI Nr. 45057, die am 13. März 1982 veröffentlicht wurde, offenbart die Verwendung stark basischer Anionentauscher-Harze oder stark saurer Kationentauscher-Harze oder von Mischungen derselben (in Teilchenform oder Granulatform) in Verbindung mit einem Hydrogel. Die Literaturstelle offenbart, daß diese Kombinationen eine verbesserte Absorptionsfähigkeit für eine 0,9 %ige NaCl-Lösung aufweisen. Jedoch erlaubt der verwendete Test, daß die absorbierenden Strukturen eine Stunde lang in der Lösung ansaugen gelassen werden. Tauchbedingungen und Gleichgewichtszeiten von einer Stunde sind selbstverständlich keine realistischen Bedingungen für absorbierende Strukturen, die normalerweise in wegwerfbaren absorbierenden Produkten verwendet werden, wie z. B. in Windeln oder Monatsbinden. Tatsächlich wurde entdeckt, daß die teilchenförmigen oder granulatförmigen Ionentauscher-Harze, die in dieser Literaturstelle verwendet werden, keinen großen, wenn überhaupt einen Nutzen hervorbringen, wenn sie bei dem realistischeren Absorptionstest, der im Folgenden beschrieben wird, untersucht werden.
Im Gegensatz dazu wurde in der vorliegenden Erfindung herausgefunden, daß faserige Anionentauscher-Materialien die Absorptionsleistung von Hydrogelen für salzhaltige Fluide unter solchen Testbedingungen verbessern, die die tatsächlichen Anwendungsbedingungen sehr nahe simulieren. Zusätzlich dazu wurde gefunden, daß faserige Kationentauscher-Materialien die Absorptionsleistung von Hydrogelen für salzhaltige Fluide unter den gleichen Testbedingungen nicht verbessern oder sogar geringfügig verringern. Jedoch liegt eine zusätzliche überraschende Entdeckung der vorliegenden Erfindung darin, daß, wenn (innerhalb von später vollständig angegebenen Grenzen) sowohl faserige Kationentauscher-Materialien als auch faserige Anionentauscher-Materialien in den hydrogelhaltigen absorbierenden Strukturen eingeschlossen sind, die Absorptionsleistung des Hydrogels sogar stärker verbessert wird als bei der Verbesserung, die durch Zusatz von faserigen Anionentauscher-Materialien allein zu der hydrogelhaltigen Struktur beobachtet wird. Schließlich wurde nun entdeckt, daß die verbesserte Leistung der Hydrogele in den absorbierenden Strukturen, die faserige Anionen- (oder Anionen-/Kationen-)tauscher-Materialien enthalten, nach einem Zeitraum nicht verloren geht, wenn eine zusätzliche Fluidbeladung aufgebracht wird. Diese letzte Entdeckung ist für das Design von Windeln oder Monatsbinden, wo nach einer anfänglichen Durchfeuchtung zusätzliches Fluid auf die absorbierende Struktur aufgebracht wird, besonders wichtig.
Die Verwendung der absorbierenden Strukturen der vorliegenden Erfindung in wegwerfbaren absorbierenden Produkten, insbesondere Windeln und Inkontinenzkissen, hat gegenüber dem Stand der Technik mehrere Vorteile. Erstens sind durch die Tatsache, daß die absorbierenden Strukturen der vorliegenden Erfindung eine vergrößerte Hydrogelkapazität aufweisen (im Verhältnis zu üblichen absorbierenden Strukturen, die den gleichen Gewichtsprozentsatz Hydrogel enthalten), die wegwerfbaren absorbierenden Produkte der vorliegenden Erfindung imstande, eine größere Menge an salzhaltigen Fluiden zu halten. Daher führt ein Ersatz der üblichen absorbierenden Strukturen durch absorbierende Strukturen der vorliegenden Erfindung auf der Basis des gleichen Gewichts zu einem Gewinn an Absorptionskapazität. Ebenso kann der Ersatz durch absorbierende Strukturen der vorliegenden Erfindung in einer geringeren als der gleichen Gewichtsmenge ein gewichtsmäßig leichteres wegwerfbares absorbierendes Produkt ergeben, das eine Absorptionskapazität aufweist, die jener des schwereren üblichen wegwerfbaren absorbierenden Produkts gleich ist.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß die Gewichtsprozente des relativ teuren Hydrogelbestandteils in den absorbierenden Strukturen der vorliegenden Erfindung in bezug auf die üblichen absorbierenden Strukturen herabgesetzt werden kann, ohne daß ein Verlust an Absorptionskapazität auftritt. Das gestattet eine Herabsetzung der Herstellungskosten für die wegwerfbaren absorbierenden Produkte der vorliegenden Erfindung.
Schließlich wird beobachtet, daß die absorbierenden Strukturen der vorliegenden Erfindung einen Vorteil gegenüber dem Stand der Technik aufweisen, der auf deutlich weniger Fälle von Ausfließen in nicht vollständig gesättigtem Zustand zurückzuführen ist. Somit wird angenommen, daß die wegwerfbaren absorbierenden Produkte der vorliegenden Erfindung ein herabgesetztes Auftreten von Fehlverhalten bei niedriger Beladung aufweisen.
Ohne daß die Absicht besteht, durch eine Theorie eingeschränkt zu werden, wird angenommen, daß die beobachtete Differenz in der Hydrogel-Leistung zwischen faserigen absorbierenden Strukturen und solchen mit einem Hydrogel, das harzartigen Ionentauscher enthält, die Folge der Hydrationskinetik und/oder Ionentauscherkinetik ist. Es wird angenommen, daß die Leistungsfähigkeit des Hydrogels durch das Ionentauscher-Material nicht verbessert wird, solange das Ionentauscher-Material nicht vollständig hydratisiert ist, und daß das faserige Ionentauscher-Material schneller hydratisiert als die Ionentauscher-Harze. Somit führt unter den typischen Anwendungsbedingungen (die eine rasche Absorption großer Volumina von salzhaltigen Fluiden und einen raschen Ionentausch (d. h. Salzabtrennung) von salzhaltigen Fluiden erfordern) das schneller hydratisierte faserige Material zu der verbesserten Hydrogel-Leistung im Verhältnis zu Harzen. Zusätzlich dazu wird angenommen, daß das faserige Material zu einer besseren physikalischen Wechselwirkung mit dem Hydrogel imstande ist (d. h. einem innigeren Kontakt des Fasermaterials mit dem Hydrogel) als Harze, wodurch die Wechselwirkungen von Kation/Anion und Säure/Base zwischen dem Hydrogel und dem Fasermaterial erleichtert werden.
Es sei festgehalten, daß neben der Verbesserung der Hydrogel-Leistung die faserigen Ionentauscher-Materialien selbst Vorteile für die absorbierenden Strukturen schaffen, die die Ionentauscher-Harze nicht liefern. Die faserigen Ionentauscher-Materialien ergeben für die absorbierenden Strukturen eine Strukturfestigkeit. Zusätzlich dazu sind die faserigen Ionentauscher-Materialien wesentlich besser als Ionentauscher-Harze imstande, Fluide zu absorbieren, und somit ergeben diese Fasern für die absorbierenden Strukturen eine zusätzliche Absorptionsfähigkeit.
Die erfindungsgemäßen absorbierenden Strukturen bedienen sich des Vorteils der Säure/Basen-Wechselwirkungen zwischen dem Hydrogel und dem faserigen Anionentauscher-Material oder zwischen dem Hydrogel und den faserigen Anionen-/Kationentauscher-Materialien zur Herabsetzung des Salzvergiftungseffekts (über den Ionentausch der salzhaltigen Fluide) am Hydrogel. Es wurde nun beobachtet, daß die Hydrogel-Leistung entsprechend dem GleichgewichtspH-Wert der absorbierenden Struktur variiert. Der "Gleichgewichts-pH" der absorbierenden Struktur ist der durchschnittliche Oberflächen-pH-Wert der absorbierenden Struktur, wenn diese vollständig mit "synthetischem Urin" (ausführlich beschrieben im folgenden Abschnitt über die Untersuchung der Leistung) gesättigt ist. Dieser mittlere Oberflächen-pH-Wert ist der Mittelwert von fünf Messungen des Oberflächen-pH-Werts, die mit einer Oberflächen-pH-Sonde (Markson Science, Phoenix, Arizona, Modell Nr. H-1208) durchgeführt wurden, wobei die fünf Messungen an einer kreisförmigen Testprobe, die bei der Leistungsbestimmung (im Folgenden beschrieben) verwendet wird, an den 12-, 3-, 6- und 9-Uhr-Stellungen sowie im Mittelpunkt des Kreises durchgeführt werden. Der Gleichgewichts-pH-Wert der absorbierenden Struktur ist eine Funktion der relativen Anteile von faserigem Kationentauscher-Material, faserigem Anionentauscher-Material und Hydrogel, die in der Struktur enthalten sind.
Es ist möglich, einen bestimmten Gleichgewichts-pH-Wert in der hydrogelhaltigen absorbierenden Struktur zu erreichen, indem ein geeignetes Verhältnis von Kationenfaser/Anionenfaser (meq/g: meq/g) gewählt wird. Zum Beispiel werden Verhältnisse in der Größenordnung von 2 : 1 oder sogar 1 : 1 einen relativ niedrigen pH-Wert aufrechthalten. Die Auswahl des bevorzugten Verhältnisses von Kationen-/Anionentauscher wird schließlich von der beabsichtigten Verwendung der absorbierenden Struktur abhängen. Wenn in Abhängigkeit von der beabsichtigten Verwendung die Absorptionskapazität optimiert werden soll, würde man ein niedriges Verhältnis von Kationen-/Anionentauscher (wie etwa unter 1 : 1, vorzugsweise von 1 : 1 bis 1 : 10) oder sogar Anionentauscher-Fasern als einziges Austauscher-Material verwenden. Wenn andererseits die pH-Steuerung wichtig ist (zum Beispiel zur Verhinderung von Geruchsentwicklung bei Menstruationsfluiden), liegt das bevorzugte Verhältnis zwischen 1 : 1 und 10 : 1, bevorzugter zwischen 1 : 1 und 3 : 1 und am bevorzugtesten zwischen 1 : 1 und 2 : 1.
Es wurde beobachtet, daß eine optimale Verbesserung der Hydrogel-Leistung bei einem Gleichgewichts-pH-Wert von 6,5 bis 9 auftritt. Da die Gehalte der absorbierenden Struktur so variiert werden, daß ihr Gleichgewichts-pH-Wert verändert wird (z. B. durch Zusatz von mehr faserigem Anionenaustauscher-Material, um die absorbierende Struktur basischer zu machen, oder durch Zusatz von mehr faserigem Kationentauscher-Material oder Hydrogel, um die absorbierende Struktur saurer zu machen), nimmt die Verbesserung der Hydrogel-Leistung geringfügig ab, wenn der GleichgewichtspH-Wert über 9 ansteigt, jedoch wird beobachtet, daß die Leistungsfähigkeit unterhalb eines Gleichgewichts-pH-Werts von 5,3 dramatisch bis zu einem Punkt absinkt, wo eine geringe oder gar keine Verbesserung unterhalb etwa des Gleichgewichts-pH-Wertes von 5,0 beobachtet wird. Somit können im Lichte der beobachteten Beziehung zwischen verbesserter Hydrogel-Leistung und Gleichgewichts-pH-Wert der absorbierenden Struktur und wegen der Tatsache, daß der Gleichgewichts-pH-Wert der absorbierenden Struktur eine Funktion der Zusammensetzung der absorbierenden Struktur ist, die absorbierenden Strukturen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf ihren Gleichgewichts-pH-Wert definiert werden.
Es sei festgehalten, daß zusätzlich zu den faserigen Ionentauscher-Materialien und dem Hydrogel-Material die absorbierenden Strukturen der vorliegenden Erfindung außerdem andere Materialien enthalten können, wie sie in der Regel in absorbierenden Strukturen verwendet werden, worauf im Folgenden als "übliche absorbierende Materialien" Bezug genommen wird. Beispiele üblicher absorbierender Fasern umfassen Pflanzenfasern, wie Baumwollfasern, Holzzellstoff-Fasern (z. B. Kraft-Zellstoff-Fasern, chemothermische mechanische Zellstoff-Fasern) und Fasern von Abaca, Sisal, Henequen, Cantala, Istle, Mauritirus, Phornium, Sansevieria, Caroa, Plassava, Broom-Root, Flachs, Hemp, Ramie, Jute, Kenaf, Roselle, Urena, Kokosbast und Kapok. Typische Beispiele Üblicher absorbierender Materialien enthalten außerdem synthetisch hergestellte Fasern, wie Rayon, Zelluloseacetat, Zellulosetriacetat, Eiweißfasern, Polyamid, Nylon-6,6, Nylon-6, aromatische Polyamide, Polyester, Acrylfasern, Polyethylen- und Polypropylenfasern. Viele der synthetisch hergestellten Fasern sind hydrophob, können jedoch durch Verfahren, die in der Fachwelt bekannt sind, hydrophilisiert werden. Hydrophobe Fasern können durch Behandlung mit einem oberflächenaktiven Mittel hydrophilisiert werden, wie dies in der US-PS 3,916.447, die am 4. November 1975 für Thompson ausgegeben wurde, sowie in der US-PS 4,100.324, die am 11. Juli 1978 für Anderson et al. ausgegeben wurde, geoffenbart ist.
Thermoplastische Fasern können außerdem durch Beschichtung mit einem hydrophilem Material, z. B. Silika, oder durch Oberflächenpfropfung auf Fasern mit hydrophilen Gruppen hydrophilisert werden. Absorbierende Materialien, die Beschichtungen mit einem Silika-Film umfassen, sind in der US-PS 4,469.746, die am 4. September 1984 für Weisman et al. ausgegeben wurde, geoffenbart.
Daher betrifft die vorliegende Erfindung absorbierende Strukturen, die (bezogen auf Gewicht) umfassen: 1) von 1% bis 50% Hydrogel, wobei 1% bis 10% bevorzugt sind; 2) von 1% bis 70% ein faseriges Anionentauscher-Material auf Zellulosebasis, wobei 1% bis 60% bevorzugt sind; 3) von 0% bis 50% ein faseriges Kationentauscher-Material auf Zellulosebasis und 4) von 0% bis 50% ein übliches faseriges absorbierendes Material; wobei die genannte absorbierende Struktur einen Gleichgewichts-pH-Wert von 5 bis 11 aufweist, wobei ein pH-Wert von 5,3 bis 9 bevorzugt und ein pH-Wert von 5,3 bis 7,0 am bevorzugtesten ist. Weiters ist es bevorzugt, wenn die absorbierenden Strukturen ein faseriges Kationentauscher-Material auf Zellulosebasis enthalten; und es ist bevorzugt, wenn diese Strukturen ein Verhältnis von faserigem Kationen-/Anionenmaterial (meq/g:meq/g) im Bereich von 10 : 1 bis 1 : 10 aufweisen, wobei ein Bereich von 3 : 1 bis 1 : 10 bevorzugt und von 2 : 1 bis 1 : 3 am bevorzugtesten ist.
Es sei festgehalten, daß, je höher die Austauschkapazität (meq/g) des faserigen Anionen- oder Kationentauscher-Materials auf Zellulosebasis ist, das für die Herstellung der absorbierenden Struktur verwendet wird, umso geringer die Gewichtsprozent ionentauscher-Material sind, die in der absorbierenden Struktur erforderlich sind, um die Hydrogel-Leistung wirksam zu verbessern. Bevorzugt ist es, wenn die faserigen Kationen- und Anionentauscher-Materialien, die in den absorbierenden Strukturen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, eine Austauschkapazität von mindestens 0,25 meq/g und vorzugsweise von mindestens 0,5 meq/g aufweisen.
Die verbesserte Absorptionsleistung des Hydrogels in absorbierenden Strukturen der vorliegenden Erfindung gestattet die Verwendung eines geringeren Gewichtsprozentsatzes an Hydrogel, um zu erreichen, daß eine gleiche Fluidmenge von der absorbierenden Struktur absorbiert wird. Somit schafft die vorliegende Erfindung vom Standpunkt der Kosten-Nutzen- Rechnung eine größere Kosteneinsparung (da die Verwendung geringerer Mengen des relativ teuren Hydrogels zur Erreichung der gleichen Aufnahmefähigkeit notwendig sind), wobei sonst höhere Gewichtsprozente Hydrogel in den üblichen absorbierenden Strukturen verwendet würden. Es ist im allgemeinen nicht notwendig, oder vom wirtschaftlichen oder strukturellen Standpunkt wünschenswert, mehr als 50% Hydrogel in einer absorbierenden Struktur zu verwenden, und es ist für die meisten wegwerfbaren absorbierenden Produkte bevorzugt, wenn die absorbierenden Strukturen der vorliegenden Erfindung zwischen 1% und 10% Hydrogel enthalten. Zusätzlich dazu ist es vom Standpunkt einer Analyse der Kosten und des Nutzens bevorzugt, wenn die absorbierenden Strukturen der vorliegenden Erfindung von 1% bis 60% faseriges Aniontauscher-Material auf Zellulosebasis und 0% bis 50% faseriges Kationentauscher-Material auf Zellulosebasis sowie 0% bis 50% übliches Absorptionsmaterial enthalten.
Beim Aufbau der absorbierenden Strukturen der vorliegenden Erfindung kann die Struktur aus Schichten der verschiedenen Bestandteile bestehen oder die Struktur kann eine homogene Mischung einiger oder aller Bestandteile darstellen. Beispiele von geschichteten Strukturen der vorliegenden Erfindung sind: 1) Schichten aus gemischten Kationen-/Anionentauscher-Fasern, alternierend mit Schichten aus Hydrogel/Zellulosefaser; 2) eine Schichte von Kationentauscher-Fasern, die über einer Schichte von Anionentauscher-Fasern über einer Schichte von Hydrogel/Zellulosefasern angeordnet ist; und 3) eine Schichte von Anionentauscher-Material und eine Schichte von Hydrogel, die sandwichartig zwischen Schichten von Zellulosefasern liegen. Bevorzugt ist es, wenn die absorbierenden Strukturen eine homogene Mischung aller Bestandteile der absorbierenden Struktur sind.
Die absorbierenden Strukturen der vorliegenden Erfindung können in der Regel durch Verwendung üblicher Einrichtungen hergestellt werden, die zum Im-Luftstrom-Aufbringen von Bahnen aus hydrophilen Fasern ausgerichtet sind. Bei einer solchen Einrichtung werden die Bahnen in der Regel dadurch gebildet, daß hydrophile Fasern in einem Luftstrom aufgenommen werden und die Fasern auf einem Drahtmaschensieb abgelegt werden. Durch Eingeben der gewünschten gemessenen Mengen der Partikel aus absorbierendem Material oder der Faserpartikel in den Luftstrom bei einem Punkt knapp oberhalb des Drahtmaschensiebs kann die gewünschte Mischung von ionentauscher-Fasern, Hydrogel und anderem absorbierenden Material hergestellt werden. Die auf dem Sieb gebildete Bahn wird dann durch Kalanderwalzen geschickt, die auf einen solchen Anpreßdruck eingestellt sind, daß die gewünschte Dichte der absorbierenden Struktur entsteht. Es ist ersichtlich, daß diese Ausführungsform des Verfahrens nur geringe Modifikationen der üblichen Einrichtung für die Herstellung von absorbierenden Strukturen erfordert, d. h. das Installieren einer Meßeinrichtung für den Zusatz der absorbierenden Materialien. In bestimmten Fällen kann es notwendig sein, das Standard-Drahtmaschensieb in der Einrichtung durch ein Sieb mit geringerer Maschenweite zu ersetzen. Diese Notwendigkeit wird dann auftreten, wenn relativ kleine Partikel verwendet werden und/oder wenn die Maschengröße des Standardsiebs relativ groß ist.
Gegebenenfalls können die Strukturen durch Steigerung des Anpreßdrucks der Kalanderwalzen auf eine höhere Dichte als bei üblichen Bahnen aus luftgelegter Holzzellstoff-Faser komprimiert werden (d. h. auf eine Dichte von mehr als 0,1 g/cm³). Die verdichteten absorbierenden Strukturen haben trotz ihres verminderten Leervolumens im allgemeinen gute Absorptionseigenschaften und haben bessere Naßfestigkeiten und Trockenfestigkeiten als nicht-verdichtete Strukturen.
Das ist auf die vom Material gezeigte Naßfederung zurückzuführen. Das Material bekommt praktisch sein gesamtes Originalvolumen zurück, wenn es in einem verdichteten Zustand durchnäßt wird, und zeigt daher seine hohe Aufnahmsfähigkeit sowohl in unkomprimiertem als auch in komprimiertem Zustand (im Gegensatz zu Bahnen aus Holzzellstoff-Fasern, die bei Kompression deutlich weniger absorptionsfähig werden). Die verdichteten Strukturen haben daher Eigenschaften (niedriges Volumen, hohe Absorptionsfähigkeit), die für absorbierende Produkte, wie wegwerfbare Windeln, Inkontinenzkissen und Monatsbinden, außerordentlich wünschenswert sind. Die verdichteten Strukturen haben eine Dichte von 0,1 g/cm³ bis 1 g/cm³, vorzugsweise von 0,15 bis 0,5 g/cm³. Verdichtete Strukturen sind in der Europäischen Patentanmeldung Nr. 84301578.5 von Weisman et al., Veröffentlichungs-Nr. 122042, veröffentlicht am 17. Oktober 1984, geoffenbart.
Andererseits kann eine absorbierende Struktur durch Anlegen einer Bahn aus absorbierenden Fasern gegen ein Blatt aus einer der oben beschriebenen absorbierenden Strukturen hergestellt werden. Gegebenenfalls kann das Blatt und/oder die Bahn in ein Hüll-Tissue eingehüllt werden, um die Querfestigkeit der Struktur zu steigern. Absorbierende Strukturen der vorliegenden Erfindung umfassen auch Laminate, die ein oder mehrere Blätter aus absorbierendem Material und ein oder mehrere Blätter aus einer der oben beschriebenen absorbierenden Strukturen umfassen, z. B. ein Laminat aus einem Blatt aus wasserunlöslichem Hydrogel, das gegen ein Blatt gelegt ist, das Hydrogel und faseriges Anionentauscher-Material enthält; oder ein Laminat vom Typ "Sandwich", das ein Blatt aus wasserunlöslichem Hydrogel-Material zwischen zwei Blättern, die Hydrogel und faseriges Anionentauscher-Material umfassen, eingesetzt enthält. Es sind viele Variationen möglich, wie der Fachmann auf diesem Gebiet leicht erkennen wird.
Andererseits kann eine absorbierende Struktur durch Mischen von absorbierenden Fasern, z. B. Holzzellstoff-Fasern, Hydrogel und faserigem Ionentauscher-Material in einer wässerigen Aufschlämmung; Zumischen eines Tensids und Aufschäumen mit Luft hergestellt werden. Die aufgeschäumte Aufschlämmung wird dann auf ein Drahtsieb Übertragen und, vorzugsweise durch Anlegen von Vakuum an der Unterseite des Drahtsiebs, entwässert. Die so erhaltene aufgeschäumte Matte wird anschließend in Luft getrocknet. Eine detailliertere Beschreibung des Aufschäumverfahrens ist in der US-PS 3,871.952, die am 18. März 1975 für Robertson ausgegeben wurde, geoffenbart.
Wie oben angegeben, kann die Mischung ohne deutlichen Verlust an Absorptionskapazität auf eine Dichte von 1 g/cm³ verdichtet werden, wobei bevorzugtere Strukturen eine Dichte von 0,15 bis 0,5 g/cm³ aufweisen.
Zusätzlich dazu können die absorbierenden Strukturen der vorliegenden Erfindung andere Bestandteile aufweisen, die für die speziellen, für die Struktur erwünschten Eigenschaften Voraussetzung sind (z. B. Additive zur Erhöhung der Naßfestigkeit, Bindemittel etc.). Zum Beispiel können die Strukturen zur Erhöhung der Festigkeit der absorbierenden Strukturen der vorliegenden Erfindung mit einer geringen Menge (in der Regel von etwa 0,5% bis etwa 5%) einer langen thermoplastischen Faser gemischt werden. Wie er hier verwendet wird, bedeutet der Ausdruck lange Faser eine Faser mit einer Länge von mehr als 1 in (2,5 cm). Geeignete thermoplastische Materialien sind billige Polymere, wie Polyethylen, Polypropylen und Polyester. Polyesterfasern sind bevorzugt, da sie hydrophiler sind als Polyolefinfasern. Die Verwendung von thermoplastischen Fasern in absorbierenden Strukturen zum Zweck der Festigkeitsverbesserung derartiger Strukturen ist detaillierter beschrieben in der US-PS 4,307.721, die am 29. Dezember 1981 für Tsuchiya et al. ausgegeben wurde; der US-PS 4,219.024, die am 26. August 1980 für Patience et al. ausgegeben wurde, und der US-PS 4,100.329, die am 11. Juli 1978 für Anderson et al. ausgegeben wurde.
Andere Additive sind für den Fachmann auf diesem Gebiet offensichtlich.
Wegen ihrer speziellen Eigenschaften sind die absorbierenden Strukturen dieser Erfindung sehr wohl für die Verwendung in wegwerfbaren absorbierenden Produkten geeignet. Unter "wegwerfbarem absorbierendem Produkt" wird hierin ein Konsumgut verstanden, das zur Absorption signifikanter Mengen von Wasser und anderen Fluiden, insbesondere Körperfluiden (z. B. Urin; Menstruationsfluß) und insbesondere Urin, imstande ist. Beispiele von wegwerfbaren absorbierenden Produkten umfassen wegwerfbare Windeln, Monatsbinden, Inkontinenzkissen, Papierhandtücher, Gesichts-Tissue, Verbände und dergleichen. Die absorbierenden Strukturen der vorliegenden Erfindung sind insbesondere zur Verwendung in Produkten, wie Windeln, Verbänden, Inkontinenzkissen und Monatsbinden, geeignet. Durch ihre Verwendung ist es möglich, absorbierende Produkte zu entwerfen, die dünn sind und doch eine mehr als ausreichende Absorptionskapazität zur Vermeidung von unangenehmen Zwischenfällen und peinlichem Versagen aufweisen. Die Flexibilität der Struktur gewährleistet einen Tragekomfort und einen guten Sitz des absorbierenden Produkts.
Wegwerfbare Windeln mit den absorbierenden Strukturen der vorliegenden Erfindung können unter Einsatz üblicher Windelherstellungsverfahren erzeugt werden, wobei jedoch der Kern aus Holzzellstoff-Faserbahn, der in der Regel in Üblichen Windeln verwendet wird, durch eine absorbierende Struktur der vorliegenden Erfindung ersetzt wird. Wegwerfbare Windeln sind ausführlich beschrieben in Duncan und Baker, U.S. Patent Re 26,151, ausgegeben am 31. Jänner 1967; Duncan, US-PS 3,592.194, ausgegeben am 13. Juli 1971; Duncan und Gellert, US-PS 3,489.148, ausgegeben am 13. Jänner 1970; Buell, US-PS 3,860.003, ausgegeben am 14. Jänner 1975; und Duncan, US-PS 3,952.745, ausgegeben am 27. April 1976.
Eine bevorzugte wegwerfbare Windel zum Zweck dieser Erfindung umfaßt einen absorbierenden Kern, der eine absorbierende Struktur der vorliegenden Erfindung enthält; ein auf einer Seite des Kerns aufgelegtes oder sich in gleicher Weise erstreckendes Deckblatt; und ein flüssigkeitsundurchlässiges Rückenblatt, das auf der Seite des Kerns, die der von dem Deckblatt bedeckten Seite gegenüberliegt, aufgelegt ist oder sich in gleicher Weise wie diese erstreckt. Die Windel kann außerdem einen zweiten absorbierenden Kern, etwa eine Bahn aus Holzzellstoff-Faser, oder ein Blatt aus wasserunlöslichem Hydrogel aufweisen. Das Rückenblatt hat besonders bevorzugt eine Breite, die größer ist als die des Kerns, wodurch seitliche Randteile des Rückenblatts geschaffen werden, die sich über den Kern hinaus erstrecken. Vorzugsweise wird die Windel so aufgebaut, daß sie die Form eines Stundenglases aufweist. Inkontinenzkissen sind in ähnlicher Weise aufgebaut, enthalten jedoch in der Regel mehr Gewichtsprozente Hydrogel.
Das Stützblatt (oder Rückenblatt) der wegwerfbaren absorbierenden Produkte hierin kann zum Beispiel aus einer dünnen Kunststoff-Folie aus Polyethylen, Polypropylen oder einem anderen feuchtigkeitsabweisenden Material aufgebaut sein, das im wesentlichen wasserundurchlässig ist. Polyethylen mit einer geprägten Abgreifhöhe von etwa 0,038 mm ist besonders bevorzugt.
Das Deckblatt der wegwerfbaren absorbierenden Produkte hierin kann teilweise oder vollständig aus synthetischen Fasern, wie Polyester, Polyolefin, Rayon oder dergleichen, oder aus natürlichen Fasern, wie Baumwolle, hergestellt sein. Die Fasern sind in der Regel durch ein thermisches Bindeverfahren oder mit Hilfe eines polymeren Binders, wie Polyacrylat, aneinander gebunden. Dieses Blatt ist im wesentlichen porös und gestattet es, daß das Fluid leicht durch es hindurch in den darunterliegenden absorbierenden Kern gelangt. Das Deckblatt kann mehr oder weniger hydrophob gemacht werden, je nach Auswahl und Behandlung der Faser und des beim Aufbau desselben verwendeten Binders. Die in den Gegenständen der vorliegenden Erfindung verwendeten Deckblätter sind im Vergleich zum absorbierenden Kern der genannten Gegenstände relativ hydrophob. Der Aufbau von Deckblättern ist allgemein in Davidson, US-PS 2,905.176, ausgegeben am 22. September 1959; Del Guercio, US-PS 3,063.452, ausgegeben am 13. November 1962; und Holliday, US-PS 3,113.570, ausgegeben am 10. Dezember 1963 geoffenbart.
Bevorzugte Deckblätter werden aus Polyester, Rayon, Rayon/Polyester-Mischungen oder Polypropylen aufgebaut.
Da die absorbierenden Strukturen der vorliegenden Erfindung stark absorbierend und dennoch dünn und flexibel sind, sind sie zur Verwendung in Monatsbinden gut geeignet. Wie es der Fall bei wegwerfbaren Windeln ist, so können auch Monatsbinden, die die vorliegenden absorbierenden Strukturen verwenden, aus üblichen Monatsbinden hergestellt sein, indem einfach deren absorbierender Kern (in der Regel eine Bahn aus Holzzellstoff-Fasern) durch eine erfindungsgemäße absorbierende Struktur ersetzt ist. Ein derartiger Ersatz kann auf der Basis des gleichen Gewichts erfolgen, was zu einer Herabsetzung des Volumens und einem Kapazitätsgewinn führt; oder der Ersatz kann so sein, daß ein geringeres als das gleiche Gewicht eingeführt wird, wodurch ein Teil des Gewinns an Absorptionskapazität zugunsten einer noch größeren Herabsetzung des Volumens geopfert wird. Eine weitere Reduktion des Volumens ist möglich, indem verdichtete absorbierende Strukturen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden.
Ein Beispiel einer Monatsbinde umfaßt ein Kissen aus der absorbierenden Struktur der vorliegenden Erfindung; ein hydrophobes Deckblatt; und ein fluidundurchlässiges Rückenblatt. Das Deckblatt und das Rückenblatt werden an gegenüberliegenden Seiten der absorbierenden Struktur angeordnet. Gegebenenfalls wird die absorbierende Struktur in ein Hüll-Tissue eingeschlagen. Geeignete Materialien für Deckblätter, Grundblatt und Hüll-Tissue sind ausführlicher oben beschrieben und in der Fachwelt allgemein bekannt. Eine detailliertere Beschreibung von Monatsbinden und geeigneten Materialien zur Verwendung in denselben wird in der US-PS 3,871.378, die am 18. März 1975 für Duncan et al. ausgegeben wurde, gefunden.

Leistungsprüfung

A. Verteilungstestverfahren

Proben erfindungsgemäßer absorbierender Strukturen werden einem Verteilungstest unterworfen, der im Folgenden ausführlicher beschrieben wird. Dieser Test bezweckt die Messung der Absorptionsleistung von Hydrogel beim Einsatz in einer absorbierenden Struktur sowohl unter Bedingungen geringer Flüssigkeitsbelastung als auch solchen hoher Flüssigkeitsbelastungen. Das verwendete Absorptionsfluid ist "synthetischer Urin" (eine Lösung von 1% NaCl, 0,06% McCl&sub2;·H&sub2;O und 0,03% CaCl&sub2;·H&sub2;O in destilliertem Wasser, wobei die Oberflächenspannung der Lösung mit etwa 0,0025% eines Octylphenoxy-polyethoxyethanol-Tensids (Triton X-100 von Rohm und Haas Co.) auf 45 dyn/cm eingestellt wird). Dieser Test erlaubt eine Vorhersage der Absorptionskapazität unter typischen Verwendungsbedingungen von absorbierenden Materialien, wenn sie als absorbierende Kerne in Windeln verwendet werden.
Die Verteilungstests werden wie folgt durchgeführt. Ein Stück eines Vinylacetat-Blattes wird auf eine flache, nicht absorbierende Oberfläche aufgelegt. Eine runde Probe (57 mm Durchmesser) der absorbierenden zu untersuchenden Struktur wird auf dieses Vinylacetat-Blatt aufgelegt. Ein Stück Tissue-Papier (57 mm Durchmesser) des im allgemeinen als Hüll-Tissue in wegwerfbaren Windeln verwendeten Typs wird auf die Oberseite der Testprobe aufgelegt. Oben auf das Hüll-Tissue wird eine Probe des Bezugsmaterials (Faserbahn aus Südlichem Weichholz, 0,1 g/cm³; Foley-Fluff, der von Buckeye Cellulose Co., Memphis, Tennessee, erhalten wird) aufgelegt. Sowohl Testprobe als auch Vergleichsprobe werden so hergestellt, daß sie ein ähnliches Probengewicht, d. h. Flächengewicht, aufweisen. Die Probenoberseite wird mit einer vorherbestimmten Menge (2-fache Beladung) von synthetischem Urin benetzt und dann mit einem Stück Polyethylenblatt (76 mm Durchmesser) abgedeckt. Dieses Polyethylenblatt ist von ähnlicher Materialart, wie sie im allgemeinen in wegwerfbaren Windeln als Rückenblatt verwendet wird. Ein Sperrgewicht von 4,4 Pfund (2 kg) wird auf der Oberseite des Polyethylenblatts aufgebracht. Dieses Gewicht übt einen Sperrdruck von 1 psi (7 · 10³ N/m²) aus (unter der Absperrung haben die Proben einen Durchmesser von 60 mm). Nach 5 Minuten Aquilibrierungszeit wird das Gewicht entfernt und die beiden Proben des absorbierenden Materials werden getrennt gewogen. Die "X-Beladung", die als Menge synthetischen Urins (in Gramm), die pro Gramm absorbierenden Materials absorbiert wird, definiert ist, wird für jede der Proben berechnet. Die Probe wird dann unter das Sperrgewicht gesetzt und mit einer zusätzlichen Dosis synthetischen Urins versetzt, das Gleichgewicht wird einstellen gelassen und die Probe wird gewogen. Dieser Vorgang wird mehrere Male wiederholt (in der Regel 8 bis 10 mal), so daß die relative Absorptionsleistung des Testmaterials über einen weiten Bereich von X-Beladungen als Funktion der Beladung in der Bezugs- Deckschichte erhalten wird.

B. Verfahren zur Herstellung der Testproben

Die einzelnen Testproben werden durch homogene Vermischung verschiedener Fasermischungen miteinander in einem Galaxie Osterizer Mischgerät hergestellt, wobei eine 23,66 dl Mischflasche während 15 Sekunden bei der Mischgeschwindigkeit verwendet wird. Die Testprobe wird dann aus der Mischflasche entnommen und auf einen Dosendeckel mit 63 mm Durchmesser aufgebracht und auf die gewünschte Dichte komprimiert. Durch Verwendung einer kleinen Spatel wird die Probe abgenommen und mit einer Stanze von 57 mm Durchmesser ausgestanzt. Jede Probe wird auf korrektes Flächengewicht und korrekte Abgreifhöhe kontrolliert. Wenn die Testproben ein Flächengewicht von 0,035 g/cm² aufweisen, beträgt das Gesamtgewicht der Komponenten, die in die Mischflasche eingebracht werden, 1,1 g. Wenn die Testproben ein Flächengewicht von 0,025 g/cm² aufweisen, beträgt das Gesamtgewicht der Komponenten, die in die Mischflasche eingebracht werden, 0,75 g.

C. Verfahren zur Herstellung der Vergleichsprobe

Große Blätter von Vergleichsprobenkernen werden durch Im- Luftstrom-Aufbringen von Blättern von 10 in · 16 in (25 cm · 40 cm) aus zerfasertem Zellstoff aus Südlichem Weichholz (Foley-Fluff, erhalten von Buckeye Cellulose Co., Memphis, Tennessee) hergestellt. Die Blätter werden entsprechend dem erforderlichen Flächengewicht der Testprobe im Luftstrom aufgebracht. Dann werden die Blätter auf eine Dichte von 0,1 g/cm³ komprimiert. Vor jedem Verteilungstest werden die Proben des Vergleichsmaterials ausgestanzt (57 mm Durchmesser) und Dichte und Flächengewicht werden kontrolliert und erforderlichenfalls eingestellt.

D. Berechnung der effektiven Hydrogelkapazität

Nach Abschluß der Verteilungstests wird die relative Absorptionsleistung des Testmaterials über einen großen Bereich von X-Beladungen als Funktion der Beladung in der Bezugs- Deckschichte erhalten. Diese Ergebnisse werden mit anderen Ergebnissen von Verteilungstests verglichen, bei welchen die Probenbedingungen, d. h. Flächengewicht, Dichte und Gleichgewichtszeit, die gleichen sind. Ebenso wird zur Bestimmung der Wirksamkeit des Ionentauscher-Fasersystems hinsichtlich der Steigerung der Fähigkeit des Ionentauscher- Faser-/Hydrogel-Systems, mehr ionische Lösung als die Nicht- Ionentauscher-Faser-/Hydrogel-Systeme zu halten, angenommen, daß die Gesamtabsorptionskapazität der Testprobe aus der fraktionellen Absorptionskapazität der einzelnen Komponenten in der Testprobe zusammengesetzt ist. Aus dieser Annahme kann die "effektive Hydrogelkapazität", die ein Maß für die Absorptionsfähigkeit des Hydrogels innerhalb einer absorbierenden Struktur darstellt, durch die folgende Gleichung bestimmt werden:
Css=Csys-[(C&sub1; · X&sub1;)+(C&sub2; · X&sub2;) + . . . (Cn · Xn)]/Xss
worin
Css = effektive Hydrogelkapazität (X-Beladung)
Xss = Gewichtsfraktion Hydrogel in der Testprobe
Csys = X-Beladung der Testprobe
C&sub1; = X-Beladung der Komponente 1 in der reinen Testprobe
X&sub1; = Gewichtsfraktion von Komponente 1 in der Testprobe
C&sub2; = X-Beladung der Komponente 2 in der reinen Testprobe
X&sub2; = Gewichtsfraktion von Komponente 2 in der Testprobe
Cn = X-Beladung der Komponente n in der reinen Testprobe
Xn = Gewichtsfraktion von Komponente n in der Testprobe.
Wie aus der obigen Gleichung ersichtlich ist, kann eine beliebige Anzahl von Komponenten in der Testprobe vorliegen. Die effektive Hydrogelkapazität kann berechnet werden, solange Verteilungsdaten für die einzelnen (reinen) Bestandteile der Testprobe erhalten wurden. Diese den Hintergrund unterstützenden Daten werden für die reinen Komponenten unter den gleichen Bedingungen wie für die Testprobe erhalten, d. h. ähnliche Flächengewichte, Dichten, ähnliches Absorptionsfluid, ähnlicher Sperrdruck und ähnliche Äquilibrierungszeit. Bei Verwendung der obigen Gleichung wird die individuelle X-Beladung der reinen Komponenten bei der gleichen X-Beladung der Bezugs-Deckschichte der Testprobe verwendet. Je größer im allgemeinen der Wert der effektiven Hydrogelkapazität, um so besser ist die Fähigkeit des Systems Ionentauscher-Faser/Hydrogel hinsichtlich seiner Fähigkeit zur Steigerung der Verwendbarkeit (oder Effizienz) des Hydrogels in der Testprobe zur Haltung von Flüssigkeiten. Wenn die Ergebnisse der Verteilungstests verglichen werden, deutet auch im allgemeinen ein höherer Wert der Fluidkapazität (X-Beladung) in der Testschichte im Hinblick auf eine spezifische X-Beladung in der Bezugs-Deckschichte auf eine bessere Leistung bei einer gegebenen Testprobe hin. Wieder sollten die Vergleiche auf ähnlichen Testbedingungen beruhen, d. h. ähnliche Flächengewichte, Dichten, ähnliches Absorptionsfluid, ähnlicher Sperrdruck und ähnliche Äquilibrierungszeit.

BEISPIEL I

Absorbierende Strukturen, die Anionentauscher-Fasern enthalten

(a) Synthese von DEAE-Zellulose

2000 Gramm niemals getrockneter Naßvlies-Foley-Fluff (46% Feststoffe; Kraft-Zellstoff aus Südlichem Weichholz, erhalten von Buckeye Cellulose Co., Memphis, Tennessee) werden in 6 Liter kalter (0ºC bis 5ºC) 22%iger NaOH-Lösung 30 Minuten mercerisiert. Die vollständige Durchfeuchtung des Zellstoffs wird durch konstantes Rühren der Zellstoffaufschlämmung (11,5% Feststoffe) mit niedriger Geschwindigkeit in einem handelsüblichen Hobart-Mischer erreicht. Nach den 30 Minuten Mercerisierungszeit werden 5,3 kg 2-(Diethylamino)-ethylchlorid-Hydrochlorid-Lösung ("DEAE-Cl.HCl"; hergestellt durch Auflösen von 2,3 kg DEAE-Cl.HCl in 3,0 Liter destillierten Wassers) zu der Aufschlämmung der Zellstoffmercerisation zugesetzt. Die entstehende Zellstoff-Aufschlämmungsmischung wird in dem handelsüblichen Hobart-Mischer gemischt und 45 Minuten erhitzt, wobei die Reaktortemperatur nie über 83ºC ansteigt. Nach diesem Zeitraum wird zusätzliche Base (1,06 kg 51,2%iger NaOH-Lösung) zu der Zellstoffaufschlämmung zugesetzt. Die entstehende Mischung wird 20 Minuten bei einer Reaktortemperatur von 83ºC gerührt, worauf die Wärmequelle abgeschaltet, Base (1,06 kg 51,2%iger NaOH-Lösung) zugesetzt und weitere 2 Minuten gerührt wird.
Nachdem ein gewisses Absetzen der Zellstoffaufschlämmung gestattet wurde, werden 4,5 Liter des flüssiges Anteils aus dem Reaktorgefäß entnommen. Es wird dann zusätzliche frische Base (6,0 kg 22,1%ige NaOH-Lösung) zu der gerührten und erhitzten Reaktionsmischung zugesetzt. Unmittelbar anschließend an die Basenzugabe werden 3 Liter einer 4,5 M DEAE-Cl.HCl-Lösung zugesetzt. Nachdem 15 Minuten bei 83ºC bis 88ºC gemischt wurde, wird Base (1,06 kg 51,2%ige NaOH- Lösung) zu der Mischung zugesetzt. Nachdem weitere 20 Minuten auf 83ºC bis 85ºC unter Rühren erhitzt wurde, wird Erhitzen und Rühren abgebrochen, der Zellstoff teilweise absetzen gelassen und es werden 5,0 Liter der Reaktionslösung abgezogen. Dann wird die heiße Zellstoffaufschlämmung in einem Eisbad auf 10ºC abgekühlt und es werden 5,0 Liter 2M NaCl-Lösung zugesetzt und in die Zellstoffaufschlämmung eingemischt, um die modifizierten Zellstoff- Fasern abzuquellen.
Die Zellstoff-Aufschlämmungslösung wird von den Zellstoff- Fasern durch Filtration des modifizierten Zellstoffs in einem Buchner-Trichter unter Vakuum abgetrennt. Der modifizierte Zellstoff wird zweimal mit Wasser (2% Feststoffe) gewaschen und filtriert, um Reaktionskomponenten und Nebenprodukte zu entfernen. Der modifizierte Zellstoff wird dann mit einer 2M HCl-Lösung (2% Feststoffe) gewaschen und filtriert (Abfluß hatte pH=2), um unumgesetztes DEAE abzutrennen und überschüssige Base zu neutralisieren, worauf dreimal mit Wasser (2% Feststoffe) gewaschen und filtriert wird. Es wird dann eine Basenwäsche (2% Feststoffe) und eine Filtration durchgeführt, was aus der Zugabe von ausreichender 1N NaOH zu der Aufschlämmung besteht, um einen pH-Wert von 11 zu erreichen. Daran anschließend folgen eine Säurewäsche (2% Feststoffe) und eine Filtration, was aus der Zugabe von ausreichender 1 HCl zu der Aufschlämmung besteht, um einen pH-Wert von 1 bis 2,5 zu erreichen. Nach dreimaligem Waschen mit Wasser (2% Feststoffe) und Filtrieren werden eine endgültige Basenwäsche und Filtration durchgeführt, um sicherzugehen, daß der modifizierte Zellstoff in der Basenform vorliegt. Diese Stufe besteht aus der Herstellung einer Aufschlämmung (2% Feststoffe) und dem Zusatz von ausreichender 1 N NaOH, um einen pH-Wert von 11 zu erreichen. Dann wird der modifizierte Zellstoff mehrfach mit destilliertem Wasser gewaschen und filtriert, bis das Filtrat neutralen pH-Wert zeigt. Die nasse DEAE-Zellulose wird dann bei einer Konsistenz von 6% gefriergetrocknet. Das Verfahren liefert DEAE-Zellulose in der OH&supmin;-Form, die eine Ionentauscher-Kapazität von 2,15 meq/g aufweist (durch Titration bestimmt).

(b) Herstellung von absorbierenden Strukturen

DEAE-Zellulose, die in Übereinstimmung mit dem im obigen Teil (a) dargelegten Verfahren hergestellt wurde, wird unter Verwendung einer üblichen Einrichtung zur Bahnbildung durch Im-Luftstrom-Aufbringen mit Acrylsäure-gepfropftem Stärke- Hydrogel, das zu 70% neutralisiert ist ("Sanwet IM-1000" von Sanyo Chemical Industries Ltd., Japan), in Gewichtsverhältnissen gemischt, wie sie weiter unten angegeben sind. Die Bahnen werden dann unter Verwendung einer üblichen Druckeinrichtung zur Verdichtung der Struktur auf 0,25 g/cm³ komprimiert. Die absorbierenden Strukturen weisen ausgezeichnete Absorptionseigenschaften, insbesondere für Urin, auf und sind zur Verwendung beispielsweise in Windeln, Inkontinenzkissen und Monatsbinden geeignet.
(1) 50% DEAE-Zellulose (Austauschkapazität = 2,0 meq/g) und 50% Sanwet IM-1000, verdichtet auf 0,25 g/cm³ (Gleichgewichts-pH-Wert ist 8);
(2) 65% DEAE-Zellulose (Austauschkapazität = 2,0 meq/g), 15% Sanwet IM-1000 und 20% Foley-Fluff, verdichtet auf 0,2 g/cm³ (Gleichgewichts-pH-Wert ist 8,5).

BEISPIEL II

Absorbierende Strukturen, die Anionen- und Kationentauscher- Fasern enthalten

(a) Synthese von Zellulosephosphat

76,5 g feuchter niemals getrockneter Foley-Fluff (40,8% Feststoffe; Kraft-Zellstoff aus Südlichem Weichholz, erhalten von Buckeye Cellulose Co., Memphis, Tennessee) werden zu 3500 g einer Mischung von Harnstoff/85% Phosphorsäure/ Wasser (bezogen auf Gewicht 36,4%/23,2%/40,4%) in einem handelsüblichen Waring-Mischer zugesetzt und die entstehende Mischung wird 30 Sekunden bei niedriger Geschwindigkeit gemischt. In einer Deckel-Box von 6 in · 6 in (15 cm · 15 cm) wird eine ausreichende Menge Harnstoff/ 85% Phosphorsäure/Wasser-Lösung (bezogen auf Gewicht 36,4%/23,2%/40,4%) zugesetzt, um die Box auf das 100-Mesh-Drahtsieb aus rostfreiem Stahl zu füllen, worauf dann die obige gut gemischte Zellstoffaufschlämmung in der Deckel-Box naßgelegt wird. Nach dem Ablaufen der Lösung wird die nasse imprägnierte Zellstoffmasse aus der Deckel-Box entnommen und in einen Ofen mit Zwangsbelüftung bei 140ºF (60ºC) eingebracht, bis die Zellstoffmasse trocken ist.
Dann wird die Zellstoffmasse in einem Ofen mit Zwangsbelüftung bei 320ºF (160ºC) eine Stunde lang gehärtet, während welcher Zeit beobachtet wird, daß aus dem Ofenabzug Ammoniak ausgetrieben wird. Die gehärtete Zellstoffmasse wird dann in 2,3 Liter destillierten Wassers mit 150ºF (65ºC) eingebracht und unter Rühren erhitzt, um den gehärteten Zellstoffin dem Wasser zu dispergieren. Nachdem der Zellstoff vollständig dispergiert ist, wird er durch einen Buchner-Trichter entwässert, wobei der wässerige Ablauf sehr sauer ist (pH=1). Diese Heißwasserwäsche wird wiederholt (unter neuerlicher Verwendung von 2,3 Liter destillierten Wassers), worauf anschließend filtriert wird. Hierauf wird der Zellstoff während 10 Minuten in einer gerührten Lösung, die aus 30 ml konzentrierter HCl und 2,3 destillierten Wassers besteht, sauer gewaschen, worauf der Zellstoff durch einen Buchner-Trichter filtriert wird. Dann wird der Zellstoff mehrere Male mit destilliertem Wasser gewaschen und filtriert, bis der Abfluß pH-neutral ist. Die endgültige nasse Zellstoffmasse wird mit einer Konsistenz von 6% gefriergetrocknet, um trockenes Zellulosephosphat zu erhalten.

(b) Herstellung absorbierender Strukturen

DEAE-Zellulose (Austauschkapazität = 1,1 meq/g), Zellulosephosphat (Austauschkapazität = 2,1 meq/g) und Sanwet IM-1000 werden gemischt, wobei eine übliche Einrichtung zum Im-Luftstrom-Aufbringen zur Bildung von Bahnen in den unten gezeigten Gewichtsverhältnissen verwendet wird. Die Bahnen werden dann unter Verwendung einer Üblichen Druckvorrichtung zur Verdichtung der Strukturen auf 0,25 g/cm³ komprimiert. Diese absorbierenden Strukturen weisen ausgezeichnete Absorptionseigenschaften, insbesondere für Urin, auf und sind zur Verwendung in beispielsweise Windeln, Inkontinenzkissen und Monatsbinden geeignet.
(1) 65% DEAE-Zellulose, 20% Zellulosephosphat und 15% Sanwet IM-1000 (Gleichgewichts-pH bei etwa 5,8); (2) 60% DEAE-Zellulose, 25% Zellulosephosphat und 15% Sanwet IM-1000 (Gleichgewichts-pH bei etwa 5,4); (3) absorbierende Strukturen wie in (1) und (2), in welchen vernetztes Polyacrylat anstelle von Sanwet IM-1000 eingesetzt wird; und (4) absorbierende Strukturen, in welchen der absorbierenden Struktur 20% Foley-Fluff zugesetzt ist.
Diese absorbierenden Strukturen weisen ausgezeichnete Absorptionseigenschaften, insbesondere für Urin, auf und sind zur Verwendung in beispielsweise Windeln, Inkontinenzkissen und Monatsbinden geeignet.

BEISPIEL III

Absorbierende Strukturen, die zusätzliche Bestandteile enthalten

Eine Polyester-verstärkte absorbierende Struktur wird wie folgt hergestellt:
0,66 Tex Polyesterfaser mit einer Faserlänge von etwa 4 in (etwa 10 cm) wird gekreppt, zu einer ungebundenen Bahn geformt und anschließend auf ein Drahtsieb aufgebracht, das mit einem Tissue abgedeckt ist. Eine Mischung aus DEAE-Zellulose und Sanwet IM-1000 (85 Gew.-% : 15 Gew.-%) wird über die Polyester-Faserbahn gegossen und in die Bahn gezwungen, indem der Luftdruck unter dem Drahtsieb herabgesetzt wurde. Die entstehende Struktur wird in einer flachen hydraulischen Presse auf eine Dichte von 0,2 g/cm² komprimiert. Diese absorbierende Struktur, die Polyesterfaser:DEAE-Zellulose: Sanwet IM-1000 in einem Gewichtsverhältnis von 5% : 80,75% : 14,25% enthält, weist ausgezeichnete Absorptions- und Festigkeitseigenschaften auf und ist zur Verwendung in beispielsweise Windeln, Inkontinenzkissen und Monatsbinden geeignet.

BEISPIEL IV

Windeln, bei denen eine absorbierende Struktur verwendet wird

Wegwerfbare Windeln, die absorbierende Strukturen der vorliegenden Erfindung verwenden, werden wie folgt hergestellt:
Die nach der Beschreibung von Beispiel II hergestellte absorbierende Struktur wird in ein naßfestes Tissue-Papier mit einem Flächengewicht von 12 Pfund pro 3000 Quadratfuß (20 g/m²), einer Trockenreißfestigkeit von 700 g/in (275 g/cm) in Maschinenrichtung und 300 g/in (120 g/cm) quer zur Maschinenrichtung eingeschlagen.
Das umhüllte Kissen wird auf ein Deckblatt mit 7 in · 11 in (18 cm · 28 cm) aus geprägter Polyethylenfolie mit einem Schmelzindex von 3 und einer Dichte von 0,92 g/cm³ aufgeklebt. Die Enden des Deckblatts werden über das eingehüllte Kissen gefaltet und mit Klebstoff befestigt. Schließlich wird das absorbierende Kissen mit einem Deckblatt aus hydrophobem, jedoch für Wasser und Urin durchlässigem Material überzogen. (Webline Nr. F 6211 der Kendall Co. in Walpole, Massachusetts, aus nicht gewebtem Rayon, mit einem Acryl-Latex gebunden.) Die entstehende absorbierende Struktur ist als Windel brauchbar und hat ausgezeichnete Eigenschaften der Absorption und Rückhaltung von Urin

BEISPIEL V

Monatsbinden unter Verwendung einer absorbierenden Struktur

Monatsbinden, bei denen absorbierende Strukturen gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, werden wie folgt hergestellt:
Eine absorbierende Struktur, die nach der Beschreibung von Beispiel II hergestellt wurde, wird auf eine Dichte von 0,4 g/cm³ nach Messung unter einem Sperrdruck von 0,1 PSI (7 · 10³ N/m²) kalandriert. Die Bahn wird zu einem Kissen von 8 in · 2 in (20 cm · 5 cm) mit zulaufenden Enden zurechtgeschnitten. Von oben wird auf dieses Kissen ein zweites (rechteckiges) Kissen von 5 in · 2 in (13 cm · 5 cm) aufgelegt. Die kombinierte Kissenstruktur wird gegen ein wasserdichtes Rückenblatt (8 in · 2 in (20 cm · 5 cm) zulaufend) aus geprägtem Hartpolyethylen mit einer geprägten Abgreifhöhe von 0,038 mm angelegt. Die Struktur wird mit einem Deckblatt aus nicht gewebtem 0,33 Tex Nadel-gestanztem Polyester-Textilfabrikat mit einer Dichte von 0,03 g/cm³ und einer Abgreifhöhe von 2,3 mm abgedeckt. Die auf diese Weise abgedeckte Struktur wird auf ein Grundblatt mit 9 in · 3 in (23 cm · 7,5 cm) aus hydrophobem, nicht gewebtem Spinnvlies- Polyester mit einem gemessenen Gewicht von 15 g/cm² aufgebracht. Das Grundblatt wird mit Hilfe von Hitze und Druck, die die übereinanderliegenden Blätter aneinander binden, nach oben vorgefaltet. Die entstehende absorbierende Struktur ist als Monatsbinde verwendbar und hat ausgezeichnete Eigenschaften hinsichtlich Absorption und Rückhaltung von Menstruationsexsudat.

Claims

1. Eine absorbierende Struktur, die, auf Gewicht bezogen, umfaßt:

(a) von 1% bis 50% ein wasserunlösliches Hydrogel;

(b) von 1% bis 70% ein Anionentauschermaterial;

(c) von 0% bis 50% ein Kationentauschermaterial; und

(d) von 0% bis 50% ein übliches faseriges Absorptions-material;

wobei die genannte absorbierende Struktur einen Gleichgewichts-pH-Wert von 5 bis 11 aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das anionische und, sofern anwesend, das kationische ionentauschermaterial in Form von modifizierten Fasern auf Zellulosebasis mit einer kleinsten Dimension von weniger als 100 um, einer zweit-kleinsten Dimension von gleicher Größenordnung wie die kleinste Dimension und einer größten Dimension von mindestens 0,5 mm vorliegen.

2. Eine absorbierende Struktur nach Anspruch 1, in welcher das Verhältnis der Austauschkapazitäten von faserigem Kationentauschermaterial zu faserigem Anionentauschermaterial von 10 : 1 bis 1 : 10, vorzugsweise von 3 : 1 bis 1 : 10, beträgt.

3. Eine absorbierende Struktur nach einem der Ansprüche 1 und 2, in welcher das faserige Anionentauschermaterial ausgewählt ist aus DEAE-Zellulose, PEI-Zellulose, Aminoethylzellulose, Triethylaminoethylzellulose, Guanidoethylzellulose, para-Aminobenzylzellulose, ECTEOLA-Zellulose, benzoylierter DEAE-Zellulose, benzoylierter-naphthoylierter DEAE-Zellulose und Mischungen derselben.

4. Eine absorbierende Struktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in welcher das faserige Kationentauschermaterial ausgewählt ist aus Zellulosephosphat, Sulfoethylzellulose, sulfoniertem CTMP, succinyliertem Zuckerrüben- Zellstoff, phosphoryliertem Zuckerrüben-Zellstoff, absorbierendem Citrus-Material und Mischungen derselben.

5. Eine absorbierende Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einem Gleichgewichts-pH-Wert von 5,3 bis 9.

6. Eine absorbierende Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, in welcher Komponente (b) ein Material umfaßt, das ausgewählt ist aus DEAE-Zellulose, PEI-Zellulose oder Mischungen derselben; Komponente (c) ein Material umfaßt, das ausgewählt ist aus Zellulosephosphat, sulfoniertem CTMP oder Mischungen derselben; das Verhältnis der Austauschkapazitäten von faserigem Kationentauschermaterial zu faserigem Anionentauschermaterial im Bereich von 2 : 1 bis 1 : 3 liegt und die absorbierende Struktur einen GleichgewichtspH-Wert von 5,3 bis 7,0 hat.

7. Eine absorbierende Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, in welcher die Materialien eine homogene Mischung bilden.

8. Ein wegwerfbares absorbierendes Produkt, umfassend:

(a) ein hydrophobes Deckblatt;

(b) ein flüssigkeitsundurchlässiges Rückenblatt; und

(c) einen absorbierenden Kern, der eine absorbierende Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 7 umfaßt, wobei der genannte Kern zwischen dem Rückenblatt und dem Deckblatt angeordnet ist.