DE3685619T2

DE3685619T2 - Absorbierendes erzeugnis.

Info

Publication number: DE3685619T2
Application number: DE8686111435T
Authority: DE
Inventors: Stanley Roy Kellenberger; David Louis Zenker
Original assignee: Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc
Priority date: 1985-08-21
Filing date: 1986-08-19
Publication date: 1993-02-11
Anticipated expiration: 2006-08-20
Also published as: CN86105127A; JP2633837B2; EP0478011B1; DE3650108T2; ATE112957T1; DE3685619D1; GB8620369D0; BR8603954A; ATE77043T1; KR870001821A; JPS6245703A; AU6163886A; EP0478011A3; EP0212618A1; KR940008958B1; EP0212618B1; EP0478011A2; ZA865752B; CA1264013A; HK103092A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf absorbierende Erzeugnisse gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.
In Wegwerfartikeln, wie Windeln, Hygienebinden, Inkontinenzkleidungsstücken, Verbandmaterial und dergleichen werden Polster oder Wattelagen aus absorbierendem Material zum Aufnehmen und Zurückhalten von Flüssigkeiten, wie Körperexsudaten verwendet. Beträchtliche Mühe ist darauf verwendet worden, die Flüssigkeitsmengen zu vergrößern, die von den absorbierenden Polstern zurückgehalten werden können. Durch Erhöhen der Absorptionskapazität der Polster können die physikalischen Abmessungen, beispielsweise die Dicke der Polster mit Vorteil verkleinert werden.
In verschiedenen Arten absorbierender Polster sind hochabsorbierende Stoffe einverleibt worden, beispielsweise hochabsorbierende Polymerisate, um das Flüssigkeitshaltevermögen der Polster zu erhöhen. Bei gewissen Gestaltungsformen sind die hochabsorbierenden Stoffe wahlweise in bestimmten, getrennten Bereichen des Polsters angeordnet worden. Im US-Patent 3 888 257 ist zum Beispiel ein absorbierendes Wegwerferzeugnis beschrieben, welches eine Matrix aus zu Fasern gestalteter Zellulose enthält. In einer dreidimensionalen Dispersion in einer zentralen Zone oder einem zentralen Streifen der fasrig gestalteten Matrix befinden sich Hydrokolloidpolymerpartikel. Im US-Patent 4 333 462 ist ein absorbierendes Gebilde beschrieben, welches eine zwei Reservoire umfassende, absorbierende Wattelage enthält. Das erste Reservoir ist zur Abdeckung des Gegenstandes geöffnet, und das zweite Reservoir befindet sich unterhalb des ersten Reservoirs und enthält Teilchen aus einem Superabsorbens. US-Patent 4 381 731 beschreibt einen absorbierenden Gegenstand, der eine absorbierende Schicht enthält, die mindestens eine getrennte, innere Tasche hat. Die Tasche enthält eine gleichförmige Zumischung aus getrennten, hochabsorbierenden Teilchen und getrennten, Dissolution herbeiführenden Teilchen. Im US-Patent 4 381 782 sind stark absorbierende fasrige Gebilde von geringer Dichte, beispielsweise Bahnen oder Wattelagen offenbart, die Gemische aus pulverisierten oder mikrokristallinen Hydrogelzubereitungen mit Füllstoffen, die mit Tensiden behandelt wurden, enthalten. Die Hydrogelzubereitungen befinden sich in einem Querband oder Querstreifen, der sich über die Breite der absorbierenden Wattelage erstreckt. Im US-Patent 4 333 465 ist ein Hygienetuch offenbart, welches ein absorbierendes, hydrophiles Faserfüllmaterial enthält. In einem inneren Kern des Füllmaterials befindet sich ein Einsatz, in dem stark absorptionsfähige Polymere enthalten sind. Im britischen Patent 1 406 615 sind absorbierende Polster beschrieben, die absorptionsfähige Gelierungsmittel, beispielsweise Zelluloseäther, Zelluloseester und Azetylstärke enthalten. Ausgewählte zentrale Bereiche des Polsters sind mit dem Gelierungsmittel getränkt.
Die folgenden Patente offenbaren absorbierende Polster, die aus Material zusammengesetzte, zentralisierte Lagen oder Zonen enthalten, die absorbierender sind als die restlichen Teile des Polsters: US-Patent 1 702 530, US-Patent 3 073 309 und US-Patent 3 121 427.
Im US-Patent 3 669 103 sind absorbierende Erzeugnisse offenbart, die sich dem Körper anpassende Stützen aufweisen, welche trockene, feste, in Wasser quellbare, wasserunlösliche polymere Sorptionsmittel enthalten, die aus schwach vernetzten Polymerisaten zusammengesetzt sind. Im US-Patent 3 670 731 ist ein absorbierendes Verbandmaterial offenbart, welches eine wasserlösliche, hydrokolloidale Zusammensetzung enthält. Das Hydrokolloid kann mit den Fasern des absorbierenden Polsters vermischt oder in einer getrennten Schicht längs einer Hauptoberfläche des absorbierenden Erzeugnisses vorhanden sein.
Ferner sind absorbierende Polster bekannt, die in streifenartigen Mustern angeordnete, hochabsorbierende Teilchen enthielten. Zum Beispiel ist im US-Patent 3 968 798 ein absorbierendes Polster in C-faltiger Gestalt beschrieben, das in einem mittleren Teil mit einer gleichmäßigen Dispersion aus Hydrokolloidpolymerpartikeln beladen ist. Im US-Patent 4 410 324 ist eine Wegwerfwindel beschrieben, die ein zwischen den Enden zur Schaffung eines erhöhten absorbierenden Materials im Schrittbereich gefaltetes, absorbierendes Polster enthält. Hydrokolloidales Material kann sich in Streifen entlang von Randbereichen des absorbierenden Polsters befinden.
In der britischen Patentanmeldung GB 2 145 661A ist ein absorbierendes Erzeugnis beschrieben, welches aus mindestens zwei getrennten, hochabsorbierenden Schichten und einer Dochteinrichtung besteht. Die Dochteinrichtung erstreckt sich um die hochabsorbierenden Schichten und zwischen ihnen, um zur Verteilung von Flüssigkeit beizutragen. In GB-A-2 131 346 ist ein äußerst dünnes, absorbierendes Wegwerfprodukt beschrieben, welches als eine absorbierende Schicht eine komprimierte Faserbahn aufweist, wobei in der absorbierenden Schicht hochabsorbierende Partikel verteilt und fixiert sind, sowie eine dazugehörige Dochtschicht.
Herkömmliche absorbierende Gegenstände, wie die oben beschriebenen, konnten bisher das volle Potential der hochabsorbierenden Stoffe nicht wirksam ausnutzen. Wenn die hochabsorbierenden Stoffe Flüssigkeit absorbieren, ist es typisch, daß sie anschwellen und eine Gelstruktur bilden. Diese Gelstruktur blockiert häufig den weiteren Übergang von Flüssigkeit in das verbleibende, absorbierende Gebilde. Folglich ist die Flüssigkeit unter Umständen nicht in der Lage, das restliche hochabsorbierende Material zu erreichen, und der Wirkungsgrad des absorbierenden Erzeugnisses nimmt signifikant ab. Versuche, diese "Gelblockiererscheinung" zu überwinden, sind mit verschiedenen Techniken gemacht worden. So ist zum Beispiel die Technik angewandt worden, die hochabsorbierenden Teilchen innerhalb eines Polsters aus Absorbens gleichmäßig abzugeben wie auch die Technik getrennter Dochtmechanismen zum Verteilen der Flüssigkeit in der ganzen Menge des Superabsorbens. Allerdings sind herkömmliche Techniken zur zuverlässigen Verteilung der Flüssigkeit und vollkommenen Nutzung der Gesamtmenge des hochabsorbierenden Materials bisher noch nicht vollständig zufriedenstellend ausgefallen.
Ein weiterer Mangel, den herkömmliche, hochabsorbierende Stoffe enthaltende absorbierende Gebilde bisher aufweisen, ist ein unerwünschtes, glitschiges und gelartiges Gefühl, welches an der Oberfläche des absorbierenden Gebildes hervorgerufen wird. Dieses schleimige Gefühl ist besonders störend bei absorbierenden Polstern, die in Kleidungsstücke eingearbeitet werden, beispielsweise Windeln für Kleinkinder, Inkontinenzkleidungsstücke und Damenbinden. Bei herkömmlichen absorbierenden Gegenständen ist dies Problem dadurch angegangen worden, daß das hochabsorbierende Material wahlweise an Stellen entfernt von jenen Oberflächen des Gegenstandes isoliert wurde, die mit dem Körper eines Benutzers in Berührung treten. So ist beispielsweise das hochabsorbierende Material auf einen mittleren Kernbereich des Gebildes beschränkt und auf eine Außenschicht des Gebildes, entfernt vom Körper des Benutzers eingegrenzt worden. Diese Techniken sind allerdings gegenüber dem Gelblockierproblem empfindlich. Infolgedessen haben herkömmliche absorbierende Gebilde das vom Superabsorbens produzierte Gel nicht angemessen von den Körperoberflächen des Benutzers des Kleidungsstückes isoliert und dabei gleichzeitig die Gelblockierung angemessen reduziert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die vorstehend genannten Nachteile zu überwinden. Diese Aufgabe wird durch das absorbierende Erzeugnis gemäß den unabhängigen Ansprüchen 1 und 17 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. Die hochabsorbierenden Teilchen sind innerhalb der Schicht aus absorbierendem Material so verteilt, daß sie ein im wesentlichen kontinuierliches, nicht stufenweises und nicht geschichtetes Konzentrationsgefälle aus hochabsorbierendem Material mindestens über einen Teil der Dickendimension der absorbierenden Schicht hinweg bilden.
Durch die unverwechselbare Anordnung des Superabsorbens in einem Konzentrationsgefälle über die Dicke der absorbierenden Schicht hinweg wird das Auftreten der Gelblockierung reduziert und die Zuverlässigkeit der Verteilung von Flüssigkeit in der gesamten Menge an hochabsorbierendem Material verbessert. Darüber hinaus reduziert die Lokalisierung erhöhter Konzentrationen an Superabsorbens in ausgewählten Bereichen der absorbierenden Schicht den potentiellen Kontakt von Gelmaterial mit dem Körper des Trägers des Kleidungsstücks. Infolgedessen wird mit dem Erzeugnis der Erfindung ein absorbierendes Gebilde geschaffen, welches eine gegebene Menge an hochabsorbierendem Material wirksamer nutzt und den Komfort des Kleidungsstücks verbessert.
Die Erfindung wird besser verständlich und weitere Vorteile ergeben sich bei Betrachtung der Unteransprüche und der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung und der Zeichnungen. Es zeigt:
Fig. 1 eine repräsentative, perspektivische Darstellung eines gemäß der Erfindung aufgebauten Einmalkleidungsstücks;
Fig. 2 eine repräsentative Darstellung eines Superabsorbens-Konzentrationsgefälles, bei dem größer bemessene Teilchen sich vorwiegend in der Nähe der Körperseite der absorbierenden Wattelage befinden;
Fig. 3 eine repräsentative Darstellung eines Superabsorbens-Konzentrationsgefälles, bei dem die Konzentration ein Maximum in einem zentralen Bereich der absorbierenden Wattelage erreicht;
Fig. 4 eine graphische Darstellung von Beispielen angenäherter Konzentrationsgefälle durch die Dickendimension des absorbierenden Erzeugnisses gemäß der Erfindung;
Fig. 5 eine graphische Darstellung eines Superabsorbens- Konzentrationsgefälles, bei dem die Konzentration ein Minimum an einer Stelle zwischen der Körperseite und der Außenseite der absorbierenden Wattelage erreicht;
Fig. 6 eine im Schnitt gezeigte Seitenansicht eines bekannten Einmalkleidungsstücks mit einer im wesentlichen gleichmäßigen Dispersion aus hochabsorbierenden Teilchen in einer absorbierenden Wattelage;
Fig. 7 eine graphische Darstellung der Verteilung hochabsorbierender Teilchen in bekannten Kleidungsstücken mit einer im wesentlichen gleichmäßigen Dispersion aus hochabsorbierenden Teilchen in einer absorbierenden Wattelage oder mit Teilchen, die im wesentlichen auf getrennte, geschichtete Zonen beschränkt sind; und
Fig. 8 eine repräsentative Darstellung eines Superabsorbens-Konzentrationsgefälles, welches bei einer deutlichen Entfernung von der Körperseite der absorbierenden Schicht beginnt und bei einer deutlichen Entfernung von der Außenseite der absorbierenden Schicht endet.
Zwar wird die folgende Beschreibung im Zusammenhang mit einer Wegwerfwindel gemacht; aber es liegt ohne weiteres auf der Hand, daß das absorbierende Gebilde gemäß der vorliegenden Erfindung auch in verschiedenen anderen Arten von Erzeugnissen, beispielsweise Hygienebinden, Inkontinenzkleidungsstücken, Verbandmaterial, absorbierenden Tupfern und dergleichen verwendet werden kann. All diese Gegenstände werden als innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung liegend betrachtet.
Unter Hinweis auf Fig. 1 ist erkennbar, daß eine Wegwerfwindel 4 ein flüssigkeitsdurchlässiges Innenfutter 6, eine flüssigkeitsundurchlässige Außenschicht, beispielsweise eine Trägerfolie 8 und eine absorbierende Schicht, beispielsweise eine Wattelage 10 aufweist, wobei die Wattelage sich zwischen dem Futter und der Trägerfolie befindet. Das Innenfutter und die Trägerfolie sind größer als die absorbierende Wattelage und haben Endrandbereiche 12, die über die Enden der Wattelage 10 hinausreichen. Das Futter und die Trägerfolie haben außerdem Seitenrandbereiche 14, die sich über die Seiten der Wattelage hinaus erstrecken. Das Futter 6 und die Trägerfolie 8 sind typischerweise längs der Randbereiche 12 und 14 aneinander befestigt.
Für die einzelnen Bestandteile der Windel 4 werden herkömmliche Stoffe verwendet. Das Futter 6 kann ein beliebiges weiches, flexibles, poröses Bahnmaterial sein, welches Fluide durchläßt, und kann beispielsweise einen Vliesstoff oder eine Folie aus Polyolefinfasern, beispielsweise Polypropylenfasern aufweisen. Das Futter kann auch ein naßfestes Gazepapier, ein Flachmaterial aus Spinnwebfilamenten oder dergleichen aufweisen. Außerdem kann das Futter mit einem Tensid behandelt sein, um den Flüssigkeitsübergang zu erleichtern.
Die Trägerfolie 8 ist eine flüssigkeitsundurchlässige Schicht und kann ein dünnes Bahnmaterial oder eine Folie aus Kunststoffilm, beispielsweise Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid oder dergleichen aufweisen. Die Trägerfolie kann durchsichtig sein oder eine geprägte oder matte Oberfläche haben, um sie undurchsichtig zu machen.
Die absorbierende Wattelage 10 kann aus einem beliebigen, geeigneten Werkstoff bestehen und ist meistens ein zelluloseartiges Material, beispielsweise eine mit Luft geformte Wattelage aus Zellulosefasern, die allgemein als "Flaum" oder "Flausch" bekannt ist. Zwischen der absorbierenden Wattelage 10 und dem Futter 6 einerseits sowie der Trägerfolie 8 andererseits können absorbierende, gekreppte polsternde oder Gazetücher 9 und 11 angeordnet sein.
Das Futter 6, die Trägerfolie 8 und die absorbierende Wattelage 10 können miteinander auf beliebige geeignete Weise zur Schaffung der fertigen Windel kombiniert sein. Die Elemente können miteinander durch Streifen oder Muster eines unter Wärme schmelzenden oder auf Druck empfindlich reagierenden Klebstoffs, durch eine durchgehende oder gemusterte Wärmeversiegelung, Streifen aus doppelseitigem, druckempfindlichem Klebeband oder dergleichen verbunden sein. Bei einem besonders wirksamen Verbindungssystem sind im Abstand voneinanderliegende, parallele Linien aus Schmelzkleber an der Innenseite der Trägerfolie 8 vorgesehen. Die absorbierende Wattelage wird an der Trägerfolie längs Bereichen der Klebstofflinien angeklebt, und das Futter 6 wird an der Trägerfolie 8 längs anderer Bereiche der Klebstofflinien angeklebt, die sich innerhalb der Randbereiche 12 und 14 aber außerhalb des Bereichs der Wattelage 10 befinden.
Insgesamt hat die Windel 4 die Gestalt eines Stundenglases oder I-Form mit einem schmaleren Schrittabschnitt 16 in der Nähe der Mitte der Windel und Taillenbandabschnitte 18 an jedem Ende der Windel. Der absorbierenden Wattelage 10 benachbart sind an beiden Seiten langgestreckte Elastikeinrichtungen 20 befestigt, um zusammengefügte, elastische Beinbereiche zu bilden, die sich an die Beine eines Kleinkindes anpassen können. An einem Taillenbandabschnitt 18 sind herkömmliche, druckempfindliche Bänder 22 befestigt. Die Windel 4 wird an einem Kleinkind mit dem Innenfutter 6 in Anlage an der Haut des Kleinkindes angelegt. Ein Taillenbandteil umgibt einen Teil der Taille des Kleinkindes, und der andere Taillenbandteil umgibt den Rest der Taille des Kleinkindes. Die beiden Taillenbandteile werden überlappend gelegt und durch die druckempfindlichen Bänder 22 zusammengehalten, welche die Windel in ihrer Lage halten.
Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, hat die Windel 4 insgesamt und die absorbierende Wattelage 10 insbesondere eine Längendimension 30 in Längsrichtung und eine laterale Breitendimension 28 in Querrichtung. Darüber hinaus hat die Wattelage 10 eine Dickendimension 26, die sich im wesentlichen in z-Richtung 32 erstreckt. Wie Fig. 2 zeigt, sind Teilchen aus hochabsorbierendem Material 24 innerhalb der Schicht aus absorbierendem Material verteilt, die die Wattelage 10 aufweist. Die hochabsorbierenden Partikel sind so angeordnet, daß sie ein im wesentlichen durchgehendes, nichtstufenartiges Konzentrationsgefälle des Superabsorbens durch die Dickendimension der absorbierenden Schicht bilden. Folglich sind die hochabsorbierenden Partikel in einer im wesentlichen nichtgeschichteten Konstellation angeordnet. Das Superabsorbens ist nicht auf ein bestimmtes Niveau oder eine bestimmte Schicht innerhalb der Dicke der absorbierenden Wattelage beschränkt.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung bezieht sich der Ausdruck "Superabsorbens" auf Stoffe, die mindestens etwa das 15-fache ihres eigenen Gewichts an Körperfluiden unter einem Druck von 0,5 psi aufsaugen und beibehalten können. Solche hochabsorbierenden Stoffe schließen Gummis, beispielsweise Guar ein. Ferner gehören zu den hochabsorbierenden Stoffen auch Polymere, wie Natriumpolypropensäure, stärkegepfropfte Polypropensäure, Polypropensäureamid und dergleichen.
Die absorbierende Wattelage 10 hat zwei Hauptoberflächen. Die eine Hauptoberfläche befindet sich dem Futter 6 benachbart und wird gewöhnlich als die Körperseite der Wattelage bezeichnet. Die andere Hauptoberfläche der Wattelage 10 befindet sich der Trägerfolie 8 benachbart und wird gewöhnlich als die Außenseite der Wattelage 10 bezeichnet.
Um die Saugfähigkeit der Wattelage 10 zu verbessern, werden die hochabsorbierenden Partikel 24 so verteilt, daß sie ein Konzentrationsgefälle bei Betrachtung aufeinanderfolgender Niveaus innerhalb der Dicke der Windel 4 längs der z- Richtung bilden. Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel nimmt die Konzentration an hochabsorbierendem Material mindestens über einen Teil der Dickendimension der Windel 4 allmählich zu, um einen positiven Gradienten bei Betrachtung aufeinanderfolgender Niveaus in einer Folge von der Körperseite der Wattelage 10 aus und bis zur Außenseite der Wattelage zu schaffen. Die hochabsorbierenden Teilchen sind außerdem längs der Länge der absorbierenden Schicht, in einem bestimmten Dickenniveau der absorbierenden Wattelage gemessen, im wesentlichen gleichmäßig verteilt.
Gemäß einem bestimmten Aspekt der Erfindung ist die Konzentration an hochabsorbierendem Material an der Körperseite des Wattelage geringer als die durchschnittliche Superabsorbenskonzentration in der Wattelage, und die Konzentration an hochabsorbierendem Material an der Außenseite der Wattelage ist größer als die durchschnittliche Superabsorbenskonzentration. So nimmt zum Beispiel die Superabsorbenskonzentration bei Betrachtung der Konzentration auf verschiedenen Niveaus in der Wattelage in Bewegungsrichtung von der Körperseitenoberfläche zur äußeren Oberfläche allmählich zu.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung werden lokalisierte Konzentrationen an hochabsorbierendem Material dadurch bestimmt, daß ein Schnitt durch die absorbierende Wattelage entlang einer Ebene gelegt wird, die insgesamt rechtwinklig zur z-Richtung liegt, um eine ausgewählte Schicht innerhalb der Wattelage 10 bloßzulegen. Der Prozentsatz der freigelegten Fläche der Wattelage, der von hochabsorbierenden Teilchen bedeckt ist, wird als die prozentuale Flächenkonzentration betrachtet. Sobald die flächenmäßige, prozentuale Konzentration bestimmt ist, kann die Gewichtsprozentkonzentration errechnet werden, indem eine kugelige Teilchengestalt angenommen wird, wobei die prozentuale Flächenkonzentration zur 3/2-Potenz erhöht wird, und indem die Dichten der verschiedenen Materialien innerhalb der Schicht berücksichtigt werden. Die durchschnittliche flächenmäßige Konzentration an Superabsorbens innerhalb der Wattelage 10 wird durch Freilegen von mindestens drei Schichten innerhalb der Wattelage bestimmt, um die örtlichen flächenmäßigen Konzentrationen derselben festzulegen und dann den Durchschnitt dieser flächenmäßigen Konzentrationen zu berechnen. Die durchschnittliche Gewichtskonzentration kann auf ähnliche Weise errechnet werden, wobei die unterschiedlichen Dichten der hochabsorbierenden und der regulär absorbierenden Stoffe berücksichtigt werden.
Das dargestellte absorbierende Gefüge bietet mehrere bedeutsame Vorteile. Die geringere Konzentration an Superabsorbenspartikeln in der Nähe der körperseitigen Oberfläche der Wattelage 10 und die höhere Konzentration an Teilchen in der Nähe der Außenseite der Wattelage verringern auf vorteilhafte Weise die Migration von hochabsorbierendem Material während der Benutzung. Außerdem kann das Konzentrationsgefälle der hochabsorbierenden Teilchen die Saugfähigkeitsleistung verbessern. Die geringere Konzentration an Superabsorbens an der körperseitigen Oberfläche der Wattelage reduziert die Gelblockierung an der körperseitigen Oberfläche. Das hat eine Verringerung von Flüssigkeitsablauf und Lecken zur Folge, und das gesamte absorbierende Gefüge wird vollständiger genutzt. Die geringere Konzentration an Superabsorbens an der körperseitigen Oberfläche der Wattelage 10 kann auch als Reservoir wirken, welches einen plötzlichen Fluideingang halten und dann mit verhältnismäßig geringerer Geschwindigkeit an diejenigen Bereiche der Wattelage freisetzen kann, in denen die Konzentrationen an hochabsorbierendem Material höher sind.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die hochabsorbierenden Partikel, die sich in der Nähe der Körperseite der Wattelage 10 befinden, im Durchschnitt in ihrer Abmessung größer als die hochabsorbierenden Partikel, die sich zur Außenseite der Wattelage hin befinden. Im einzelnen reicht der durchschnittliche Durchmesser der hochabsorbierenden Partikel in der Nähe der Körperseite der Wattelage 10 von etwa 300 bis 1000 um. Die hochabsorbierenden Partikel, die sich zur Außenseite der Wattelage 10 hin befinden, haben einen durchschnittlichen Durchmesser von weniger als etwa 300 um. Auf Niveaus zwischen der Körperseite und der Außenseite der Wattelage 10 nimmt die durchschnittliche Teilchengröße bei Beobachtung der Größen von der Körperseite der Wattelage 10 in Richtung zur Außenseite der Wattelage insgesamt ab.
Gemäß einem weiteren besonderen Aspekt der Erfindung ist die Konzentration an Superabsorbens über eine deutliche Entfernung in die Wattelage 10 hinein, von der Körperseite der Wattelage gemessen, nahezu Null. Infolgedessen steigt das Superabsorbens-Konzentrationsgefälle in z-Richtung ab einem Punkt unterhalb der Oberseite, der Körperseite der Wattelage 10, von Null an, wie in Fig. 4 und 8 dargestellt. Die Superabsorbenskonzentration über eine deutliche Entfernung in die Wattelage 10 hinein kann, von der Außenseite der Wattelage gemessen, ebenfalls Null sein. Aus diesem Grund endet das Superabsorbens-Konzentrationsgefälle in z-Richtung vor dem Erreichen der Außenseite der Wattelage 10 oder fällt auf Null zurück.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird davon ausgegangen, daß der positive Konzentrationsgradient in z- Richtung an dem Punkt in der Nähe der Körperseite der Wattelage 10 beginnt, an dem die Superabsorbenskonzentration einen Wert von im wesentlichen nicht Null hat und allmählich zu steigen beginnt, wenn man aufeinanderfolgende Schichten innerhalb der Wattelage weiter von der Körperseite der Wattelage entfernt betrachtet. Ähnlich wird die Superabsorbenskonzentration in z-Richtung als an der Außenfläche der Wattelage endend betrachtet oder an demjenigen Punkt in der Nähe der Außenfläche der Wattelage 10, an dem die Konzentration auf einen Wert von im wesentlichen Null absinkt.
Gemäß besonders wirksamer Aspekte der Erfindung ist das Verhältnis zwischen der Superabsorbenskonzentration am Anfang des Gradienten und der Superabsorbenskonzentration am Ende des Gradienten mindestens 1:2, bestimmt anhand flächenmäßiger prozentualer Konzentrationen, oder mindestens etwa 1:3, bestimmt anhand prozentualer Gewichtskonzentrationen. Für eine verbesserte Wirksamkeit ist das Verhältnis zwischen Gradientenanfang und -ende mindestens etwa 1:5, bestimmt als flächenmäßiger Prozentsatz, oder mindestens etwa 1:11, bestimmt als Gewichtsprozentsatz. Noch mehr bevorzugt ist das Verhältnis des Konzentrationsgradienten vom Anfang zum Ende mindestens etwa 1:10, bestimmt als flächenmäßiger Prozentsatz oder mindestens etwa 1:30, bestimmt als Gewichtsprozentsatz.
Gemäß weiteren bevorzugten Aspekten der Erfindung hat die Konzentrationsgefällelinie eine positive Neigung innerhalb des Bereichs von etwa 0,02-0,05, hat vorzugsweise eine positive Neigung innerhalb der Geschwindigkeit von 0,03-0,4 und hat, was noch mehr bevorzugt wird, eine positive Neigung innerhalb des Bereichs von etwa 0,05-0,2. Die Neigung der Konzentrationsgefällelinie wird bestimmt, indem man die Änderung in z-Richtung (Delta) in der prozentualen flächenmäßigen Superabsorbenskonzentration hernimmt und dividiert durch die Änderung (Delta) im Prozentsatz der Dicke der Wattelage 10 in z-Richtung, über den sich die Änderung in prozentualer flächenmäßiger Konzentration einstellt. Diese Bestimmung ist in Fig. 7 veranschaulicht.
Die relativen prozentualen Konzentrationen werden durch Teilen der Wattelage 10 längs einer Ebene bestimmt, die im wesentlichen rechtwinklig zur z-Richtung verläuft. Hierdurch wird ein ausgewähltes Oberflächenniveau innerhalb der Wattelage freigelegt. Die relative flächenmäßige Konzentration wird dann durch Vergleichen des Ausmaßes an Fläche, die von hochabsorbierenden Teilchen bedeckt ist, im Verhältnis zur gesamten freigelegten Fläche der Wattelage bestimmt. Die Gewichtsprozentkonzentrationen können dann unter Verwendung der Dichte des absorbierenden Flaummaterials und der Dichte der hochabsorbierenden Teilchen berechnet werden.
Der Prozentsatz an Fläche eines bestimmten Niveaus innerhalb der Wattelage 10, der von hochabsorbierenden Teilchen bedeckt war, wurde unter Anwendung folgender Prozedur bestimmt. Durch Schneiden, Abschälen oder sonstiges Entfernen überlagerten Wattematerials wurde ein ausgewähltes Niveau exponiert. Das exponierte Niveau wurde dann mit einer Indikatorlösung angefeuchtet, um die hochabsorbierenden Teilchen zu färben und wahlweise zu erweitern. Durch die Indikatorlösung wurde ein Kontrast zwischen den hochabsorbierenden Partikeln und dem Wattematerial geschaffen, und die kontrastierenden Flächen wurden mit Bildanalysegeräten, beispielsweise dem Bildanalysesystem Cambridge Quantimet 900 gemessen, um die von hochabsorbierenden Partikeln bedeckte, relative, prozentuale Fläche zu bestimmen.
Bei einem Beispiel des vorstehenden Verfahrens enthielten die hochabsorbierenden Teilchen Stärke und wurden mit einer wässrigen Lösung aus Kaliumiodid (KI&sub2;) befeuchtet. Die wässrige Lösung wurde aus einem Ausgangsmaterial aus 10 Gramm KI, 1 Gramm I&sub2; und ausreichend Wasser zur Schaffung eines Gesamtvolumens an Flüssigkeitslösung von 100 ml zubereitet. Die tatsächliche Befeuchtungslösung enthielt 5- 10 Prozent des Ausgangsmaterials. Ein Gaschromatographzerstäuber wurde 10-12 Zoll von der Wattelagenprobe entfernt angeordnet, und die Probe wurde etwa 5-10 Sekunden befeuchtet, bis sich um die Probe herum Tröpfchen mit Kern und einem Durchmesser von 1-2 mm bildeten. Die wässrige KI&sub2;-Indikatorlösung ließ die hochabsorbierenden Partikel expandieren und vervielfachte deren Abdeckungsbereich um einen Faktor von etwa 2. Durch dieses Anschwellen und Expandieren der hochabsorbierenden Teilchen wurde die Empfindlichkeit des Tests erhöht. Um die Partikelexpansion auszugleichen und die von trockenen Partikeln bedeckte Fläche zu bestimmen, wurden an den endgültigen Ablesewerten der Bildanalyse angemessene Anpassungen vorgenommen.
Fig. 3 veranschaulicht einen Aspekt der Erfindung, bei dem die Superabsorbenskonzentration in einem zentralen Kern der Wattelage 10 größer ist als sowohl an der körperseitigen Oberfläche als auch an der Außenseite der Wattelage. Um einen erhöhten Wirkungsgrad zu erreichen, ist die flächenmäßige prozentuale Konzentration an Superabsorbens in der Mitte des Konzentrationsprofilgradienten etwa 10mal so groß wie die Superabsorbenskonzentration an den Enden des Gradientenprofils.
Fig. 5 veranschaulicht einen Aspekt der Erfindung, gemäß dem die Superabsorbenskonzentration in einem Mittelbereich der Wattelage 10 geringer ist als die Konzentration sowohl an der Körperseite wie auch an der Außenseite der Wattelage. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel nimmt die flächenmäßige prozentuale Konzentration an hochabsorbierendem Material bei Betrachtung der flächenmäßigen Konzentration auf aufeinanderfolgenden Niveaus innerhalb der Wattelage 10, beginnend an der Körperseite der Wattelage, ab. Die flächenmäßige prozentuale Konzentration erreicht ein Minimum und beginnt dann anzusteigen, um dem Konzentrationsgefälle eine positive Neigung zu geben. An der Körperseite der Wattelage ist die Superabsorbenskonzentration auch geringer als die Superabsorbenskonzentration an der Außenseite der Wattelage.
Für einen erhöhten Wirkungsgrad weist die Gesamtmenge an hochabsorbierenden Partikeln 12-15 Gewichtsprozent der zusammengesetzten, absorbierenden Wattelage auf. Die zusammengesetzte Wattelage enthält sowohl das herkömmliche absorbierende Material als auch das hochabsorbierende Material. Wenn das herkömmliche, fasrige, absorbierende Material aus Zelluloseflaum zusammengesetzt ist, wird der Flaum durch Komprimieren verdichtet, um eine Flaumdichte innerhalb des Bereichs von etwa 0,13-0,18 Gramm pro Kubikzentimeter zu erzeugen. Mengen an Superabsorbens von mehr als etwa 15 Gewichtsprozent verbessern die Absorptionsleistung nicht, können sie sogar reduzieren. Flaumdichten von weniger als etwa 0,13 Gramm pro Kubikzentimeter führen zu einer schlechten Fluidverteilung, während Flaumdichten von mehr als etwa 0,18 Gramm pro Kubikzentimeter die Fluidverteilung nicht weiter verbessern und unerwünschte Eigenschaften hervorrufen können, wie harte Stellen, Steifheit, schlechte Fluidaufnahme und schlechtes Passen.
Die folgenden Beispiele werden unterbreitet, um ein detaillierteres Verständnis der Erfindung zu ermöglichen. Die speziellen Stoffe, Mengen und sonstige dort angegebene Parameter sind beispielhaft und sollen den Umfang der Erfindung nicht speziell eingrenzen.

Beispiele

Es wurden Probewindelartikel gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut und hatten die in Tabelle 1 angegebenen Merkmale. Tabelle 1 Superabsorbensverteilung in z-Richtung durch SAM bedeckte % Fläche Probe Beschreibung Körperseite Mitte Außenseite Absorbierende Wattelage mit 12 (Gew.) % SANWET IM1000 in Flaum Konzentrationsverhältnis: Körperseite zur Außenseite Neigung Probe % Fläche % Gewicht* (% Flächenänderung/% Tiefenänderung) (Körperseite-Mitte) (Mitte-Außenseite) * Näherung durch Berechnung SAM = Superabsorbensmaterial
Probe 1 wurde bevorzugt, weil sie ein positives Superabsorbenskonzentrationsgefälle durch die Dicke der Wattelage hatte. Probe 2 war weniger wünschenswert wegen der verhältnismäßig hohen Superabsorbenskonzentration in der Nähe der Körperseite der Wattelage. Die erwünschte positive Neigung des Konzentrationsgefälles begann erst irgendwo im mittleren Bereich der Wattelage.
Im Gegensatz zu den gemäß der Erfindung konstruierten Windeln hatte eine herkömmliche Windel die in Tabelle 2 angegebenen Merkmale.
Die herkömmliche Windel enthielt hochabsorbierende Partikel im wesentlichen gleichmäßig in der ganzen absorbierenden Wattelage dispergiert. Tabelle 2 durch SAM bedeckte % Fläche Probe Beschreibung Körperseite Mitte Außenseite Absorbierende Wattelage mit 12 (Gew.) % SANWET IM1000 in Flaum Verhältnis: Körperseite zur Außenseite Neigung Probe % Fläche % Gewicht* (% Flächenänderung/% Tiefenänderung) * Näherung durch Berechnung SAM = Superabsorbensmaterial
In der Tabelle 3 sind einige Vergleichsleckversuchsdaten gezeigt. Diese Daten geben den Hinweis, daß absorbierende Gefüge mit einer geringeren Superabsorbenskonzentration in der Nähe der körperseitigen Oberfläche der Wattelage in Kombination mit einer höheren Superabsorbenskonzentration in der Nähe der äußeren Oberfläche der Wattelage im Vergleich zu absorbierenden Gefügen mit einer herkömmlichen, gleichmäßigen Dispersion eines Superabsorbens in der absorbierenden Flaumschicht weniger Urinleckverluste und weniger Wanderung des Superabsorbens auf das Innenfutter der Windel zeigen. Tabelle 3 Leistung gegenüber Superabsorbensverteilung in z-Richtung Übernachtversuchsprodukt Körperseite/Außenseite SAM Verteilungsverhältnis (Fläche) nur % Urin Windeln W/SAM auf BSL 4 g SANWET IM1000/30 g Flaum 4 g DOW DRYTECH SAM 30 g Flaum
(a) Verteilungsverhältnis auf qualitativer Analyse basierend.
(b) Ein "LKG 50"-Wert von 250 Gramm bedeutet, daß 50 % der untersuchten Windeln versagten, ehe sie 250 g Flüssigkeit während der Benutzung über Nacht absorbiert hatten.
SAM = Superabsorbensmaterial
BSL = Körperseitiges Futter
Nachdem die Erfindung nunmehr in ziemlich großer Einzelheit beschrieben wurde, liegt ohne weiteres auf der Hand, daß verschiedene Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden können, die alle als im Bereich der durch die beigefügten Patentansprüche umrissenen Erfindung liegend betrachtet werden.

Claims

1. Absorbierendes Erzeugnis, mit

(a) einer Schicht von absorbierendem Material (10) mit einer Länge (30), einer Breite (28) und einer Dicke (26);

(b) Teilchen von hochabsorbierendem Material (24), die innerhalb der Schicht von absorbierendem Material (10) verteilt sind;

dadurch gekennzeichnet, daß

(c) die hochabsorbierenden Teilchen (24) so angeordnet sind, daß sie über die Dicke (26) der absorbierenden Schicht einen im wesentlichen kontinuierlichen, nicht stufenförmigen Gradienten an hochabsorbierenden Konzentrationen bilden, wobei zumindest ein Teil der Dicke (26) der absorbierenden Schicht einen durchgehend Positiven Gradienten der hochabsorbierenden Konzentrationen aufweist;

(d) die in der Nähe der körperseitigen Oberfläche der besagten absorbierenden Schicht befindlichen hochabsorbierenden Teilchen (24) im Schnitt größer sind als die in der Nähe der äußeren Oberfläche der absorbierenden Schicht befindlichen hochabsorbierenden Teilchen (24).

2. Absorbierendes Erzeugnis nach Anspruch 1, worin die in der Nähe der körperseitigen Oberfläche der absorbierenden Schicht (10) befindlichen hochabsorbierenden Teilchen (24) in einem Größenbereich von 300-1000 um liegen.

3. Absorbierendes Erzeugnis nach Anspruch 1 oder 2, worin die an der äußeren Oberfläche der absorbierenden Schicht (10) befindlichen hochabsorbierenden Teilchen (24) eine Größe von weniger als etwa 300 um aufweisen.

4. Absorbierendes Erzeugnis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die hochabsorbierende Konzentration im Inneren der absorbierenden Schicht in einem bestimmten Abstand von deren körperseitiger Oberfläche im wesentlichen zu Null wird.

5. Absorbierendes Erzeugnis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die hochabsorbierende Konzentration im Inneren der absorbierenden Schicht in einem bestimmten Abstand von deren äußerer Oberfläche im wesentlichen zu Null wird.

6. Absorbierendes Erzeugnis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die hochabsorbierende Konzentration an bestimmten Stellen innerhalb der Dicke der absorbierenden Schicht größer ist als an der körperseitigen oder äußeren Oberfläche dieser Schicht.

7. Absorbierendes Erzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin die hochabsorbierende Konzentration an einer körperseitigen Oberfläche der absorbierenden Schicht kleiner ist als die durchschnittliche hochabsorbierende Konzentration dieser absorbierenden Schicht und, daß die hochabsorbierende Konzentration an einer äußeren Oberfläche dieser absorbierenden Schicht größer ist als die besagte durchschnittliche hochabsorbierende Konzentration.

8. Absorbierendes Erzeugnis nach Anspruch 7, worin die an der körperseitigen Oberfläche der besagten absorbierenden Schicht befindlichen hochabsorbierenden Teilchen (24) im Durchschnitt größer sind als die an der Außenseite dieser absorbierenden Schicht befindlichen hochabsorbierenden Teilchen (24).

9. Absorbierendes Erzeugnis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die hochabsorbierenden Teilchen (24), gemessen in einer bestimmten Ebene der Schichtdicke der absorbierenden Schicht, im wesentlichen gleichmäßig über die Breite (28) und/oder die Länge der besagten absorbierenden Schicht (10) verteilt sind.

10. Absorbierendes Erzeugnis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die absorbierende Schicht einen Abschnitt aufweist, in welchem der Gradient der Konzentration sich mit größer werdendem Abstand von einer körperseitigen Oberfläche dieser absorbierenden Schicht allmählich vergrößert.

11. Absorbierendes Erzeugnis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Verhältnis der hochabsorbierenden Konzentration am Anfang des besagten Gradienten zur hochabsorbierenden Konzentration am Ende des besagten Gradienten mindestens 1 : 3 beträgt, wenn die hochabsorbierende Konzentration auf der Grundlage der Gewichtsprozente gemessen wird.

12. Absorbierendes Erzeugnis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Verhältnis der hochabsorbierenden Konzentration am Anfang des besagten Gradienten zur hochabsorbierenden Konzentration am Ende des Gradienten mindestens 1 : 11 beträgt, wenn die hochabsorbierende Konzentration auf der Grundlage der Gewichtsprozente gemessen wird.

13. Absorbierendes Erzeugnis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Verhältnis der hochabsorbierenden Konzentration am Anfang des Gradienten zur hochabsorbierenden Konzentration am Ende des Gradienten zumindest 1 : 30 beträgt, wenn die hochabsorbierende Konzentration auf der Grundlage der Gewichtsprozente gemessen wird.

14. Absorbierendes Erzeugnis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die den besagten Konzentrationsgradienten der hochabsorbierenden Teilchen wiedergebende Linie innerhalb eines Bereiches von 0,02 - 0,5, vorzugsweise innerhalb eines Bereiches von 0,03 - 0,4, und besonders vorzugsweise innerhalb eines Bereiches von 0,05 - 0,2, eine Linie mit positivem Anstieg ist.

15. Absorbierendes Erzeugnis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der örtliche Prozentsatz der hochabsorbierenden Konzentration in der Mitte des Konzentrationsprofilgradienten ungefähr das zehnfache der hochabsorbierenden Konzentration an den Enden des Gradientenprofiles beträgt.

16. Absorbierendes Erzeugnis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Gesamtmenge der hochabsorbierenden Teilchen 12 - 15 Gewichts-% der kombinierten absorbierenden Schicht ausmacht.

17. Absorbierendes Erzeugnis mit

(a) einer Schicht von absorbierendem Material (10), die eine Länge (30), eine Breite (28) und eine Dicke (26) aufweist;

(b) Teilchen von hochabsorbierendem Material (24), die innerhalb der besagten Schicht von absorbierendem Material (10) verteilt sind;

dadurch gekennzeichnet, daß

(c) die besagten hochabsorbierenden Teilchen (24) so verteilt sind, daß sie einen im wesentlichen kontinuierlichen, stufenlosen, positiven Konzentrationsgradienten innerhalb wenigstens eines Teiles der Dicke (26) der besagten absorbierenden Schicht bilden, wobei ein erster körperseitiger Teil der Dicke der absorbierenden Schicht frei von hochabsorbierenden Teilchen ist und wobei anschließend die Konzentration der absorbierenden Teilchen mit sich vergrößerndem Abstand von der Körperseite mit konstantem Gradienten zunimmt und an der äußeren Seite der besagten absorbierenden Schicht die maximale Konzentration erreicht.