DE60307375T2

DE60307375T2 - Wasserabsorbierende Struktur und deren Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE60307375T2
Application number: DE2003607375
Authority: DE
Inventors: Technical Center Masashi Mitoyo-gun Nakashita; Technical Center Hisashi Mitoyo-gun Takai
Original assignee: Unicharm Corp
Current assignee: Unicharm Corp
Priority date: 2002-06-25
Filing date: 2003-06-23
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2023-06-24
Also published as: KR20040002648A; JP3875595B2; US20060280900A1; EP1374816A3; EP1374816B1; TW584555B; US20040013847A1; ATE335453T1; CN1468589A; US7560002B2; EP1374816A2; TW200403043A; DE60307375D1; KR100848061B1; ES2266733T3; JP2004025604A; CN100396262C; US7135215B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine wasserabsorbierende Struktur für verschiedene Artikel, die wasserabsorbierend sein müssen, zum Beispiel eine Wegwerfwindel, eine Damenbinde und Wegwerfwischtücher, sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben.
Das US-Patent 4.500.315 beschreibt einen superdünnen wasserabsorbierenden Wegwerfartikel. Dieser Artikel weist eine erste Schicht, eine zweite Schicht und eine dazwischen angeordnete Zwischenschicht auf. Die erste Schicht besteht ihrerseits aus einer synthetischen Faserbahn und einer Vielzahl von in dieser Bahn verteilten superabsorbierenden Polymerteilchen. Die zweite Schicht ist eine durch verschlungene Zellulosefasern oder dergleichen gebildete Füllung, die zur Diffusionsfähigkeit für Flüssigkeiten beiträgt. Die Zwischenschicht ist ebenfalls durch verschlungene Zellulosefasern oder dergleichen gebildet, die teilweise mit den Polymerteilchen der ersten Schicht in Berührung stehen. Dieser Artikel ist in seiner Dickenrichtung komprimiert, so dass er eine Dicke aufweist, die weniger als die Hälfte der Dicke vor dem Komprimieren beträgt, und eine Dicke wiedererlangt, die mindestens 75 % seiner anfänglichen Dicke vor dem Komprimieren entspricht, wenn der Artikel Flüssigkeiten wie zum Beispiel Körperausscheidungen absorbiert.
Die japanische Patent-Offenlegungsschrift 1990-74254A beschreibt eine absorbierende Einlage, die in dem absorbierenden Artikel verwendet wird. Diese absorbierende Einlage besteht aus einer Mischung von heißsiegelbaren Kräuselfasern, flauschigem Zellstoff und wasserabsorbierenden Polymerteilchen. Die Kräuselfasern werden wärmeverschweißt, um eine dreidimensionale Bahn mit einem mattenartigen Aussehen zu bilden. Die absorbierende Einlage wird durch Komprimieren des flauschigen Zellstoffs und der Polymerteilchen in einem benetzten Zustand zusammen mit den Kräuselfasern und anschließendes Trocknen der Anordnung erhalten. Die absorbierende Einlage ist nicht komprimiert, da der flauschige Zellstoff und die Polymerteilchen ausreichend Wasser aufnehmen, um weich zu werden, woraufhin die absorbierende Einlage wieder ihren anfänglichen mattenartigen Zustand annimmt. Nach Wiederherstellen des anfänglichen mattenartigen Zustands werden die Kräuselfasern leicht verformbar, und folglich erhält die absorbierende Einlage eine Druckelastizität.
Sowohl bei dem in US-Patent 4.500.315 beschriebenen Artikel als auch bei der in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift beschriebenen absorbierenden Einlage sind die Polymerteilchen in Zwischenräume der Fasern eingefüllt und darin gehalten. Wenn es erwünscht ist, das Herausfallen der Polymerteilchen aus dem absorbierenden Artikel oder der Einlage zu verhindern, müssen die Faserzwischenräume möglichst schmal sein. Als Folge verstopfen die Faserzwischenräume, wenn die Polymerteilchen Wasser absorbieren und anschwellen, und die Atmungsaktivität des absorbierenden Artikels oder der Einlage kann sich erheblich verschlechtern.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer wasserabsorbierenden Struktur mit einer Anordnung thermoplastischer Synthetikfasern, die ein dahingehend verbessertes wasserabsorbierendes Material enthält, dass eine gewünschte Atmungsaktivität der Struktur erhalten bleibt, auch wenn das in der Struktur enthaltene superabsorbierende Polymer Wasser absorbiert und anschwillt.
Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine wasserabsorbierende Struktur bereitgestellt, und nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung der Struktur bereitgestellt.
Der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine wasserabsorbierende Struktur mit einer tafel förmigen Anordnung thermoplastischer Synthetikfasern, die parallel zueinander verlaufend eine obere und eine untere Fläche aufweist, wobei in der Anordnung thermoplastischer Synthetikfasern als wasserabsorbierende Materialien dienend sowohl Fasern auf Zellulosebasis als auch ein superabsorbierendes Polymer, das nach Absorption von Wasser anschwellen kann, enthalten sind und wobei die obere und/oder die untere Fläche mit wasserdurchlässigen Lagen umhüllt ist.
Nach der Erfindung weist die Anordnung die Form einer Wabenkonstruktion auf, die in Dickenrichtung elastisch komprimierbar ist und mehrere Durchgangslöcher aufweist, die in Richtung parallel zur oberen und unteren Fläche parallel zueinander verlaufen und jeweils ein größeres Querschnittsmaß als irgendeiner der Zwischenräume der thermoplastischen Synthetikfasern in der Anordnung aufweisen. Die Anordnung wird normalerweise in einem in Dickenrichtung komprimierten Zustand gehalten, in dem die Durchgangslöcher abgeflacht sind, und kann in Dickenrichtung elastisch anschwellen, so dass die abgeflachten Durchgangslöcher wieder ihre anfängliche Querschnittsform annehmen, wenn das superabsorbierende Polymer Wasser absorbiert und anschwillt.
Nach ihrem ersten Aspekt umfasst die Erfindung die folgenden Ausführungsformen.
Das superabsorbierende Polymer liegt in Teilchen- oder Faserform vor.
Die Anordnung enthält mehrere dünne Wabenblätter, die in Querrichtung, in der die Durchgangslöcher verlaufen, aufeinander angeordnet sind und in Querrichtung gemessen jeweils eine Dicke von 3 bis 30 mm aufweisen.
Die Durchgangslöcher sind in jedem Paar einander benachbarter dünner Blätter zumindest teilweise miteinander verbunden.
Die thermoplastischen Synthetikfasern sind von gekräuselter Art.
Die Anordnung, die Fasern auf Zellulosebasis und das superabsorbierende Polymer sind in einem Verhältnis von 5 bis 80 Gew.-% : 5 bis 60 Gew.-% : 10 bis 80 Gew.-% gemischt.
Die Querschnittsform der Durchgangslöcher ist im Wesentlichen rechteckig, und eine Diagonale des Rechtecks fällt im Wesentlichen mit der Dickenrichtung zusammen.
Die Anordnung weist mindestens zwei in Dickenrichtung ausgerichtete Durchgangslöcher auf.
Der zweite Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer wasserabsorbierenden Struktur mit einer tafelförmigen Anordnung thermoplastischer Synthetikfasern, die parallel zueinander verlaufend eine obere und eine untere Fläche aufweist, wobei in der Anordnung thermoplastischer Synthetikfasern als wasserabsorbierende Materialien dienend sowohl Fasern auf Zellulosebasis als auch ein superabsorbierendes Polymer, das nach Absorption von Wasser anschwellen kann, enthalten sind und wobei die obere und/oder die untere Fläche mit wasserdurchlässigen Lagen umhüllt ist.
Nach der Erfindung weist die Anordnung die Form einer Wabenkonstruktion auf, die in Dickenrichtung elastisch komprimierbar ist und mehrere Durchgangslöcher aufweist, die in Richtung parallel zur oberen und unteren Fläche parallel zueinander verlaufen und jeweils ein größeres Querschnittsmaß als irgendeiner der Zwischenräume der thermoplastischen Synthetikfasern in der Anordnung aufweisen. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Komprimieren der Anordnung in Dickenrichtung, während sich die wasserabsorbierenden Materialien in benetztem Zustand befinden, so dass die Durchgangslöcher abgeflacht sind, Trocknen der wasserabsorbierenden Materialien unter Halten der Anordnung im komprimierten Zustand und Hüllen der oberen und/oder der unteren Fläche in die wasserdurchlässigen Lagen vor oder nach dem Kompressionsschritt.
Nach ihrem zweiten Aspekt umfasst die Erfindung die folgenden Ausführungsformen.
Das superabsorbierende Polymer liegt in Teilchen- oder Faserform vor.
Das Verfahren umfasst weiter Schritte zum Zuführen einer Mischung der thermoplastischen Synthetikfasern, der Fasern auf Zellulosebasis und des superabsorbierenden Polymers in ein Formwerkzeug und Verschweißen der thermoplastischen Synthetikfasern an ihren Kreuzungen unter Erwärmung in dem Formwerkzeug, um die Anordnung zu erhalten.
Die Anordnung weist mindestens zwei in Dickenrichtung ausgerichtete Durchgangslöcher auf.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer wasserabsorbierenden Struktur.
2A zeigt eine perspektivische Ansicht mit einer Stofftafel und Stofflagen, und 2B zeigt einen vergrößerten Ausschnitt eines Teils von 2A.
3 zeigt eine perspektivische Ansicht der wasserabsorbierenden Struktur nach der Absorption von Wasser.
4 zeigt eine Ansicht ähnlich wie 2 mit einer weiteren Ausführungsform der Stofftafel.
5 zeigt eine perspektivische Teilschnittansicht eines Formwerkzeugs zum Formen der Stofftafel.
Die Einzelheiten einer wasserabsorbierenden Struktur und eines Verfahrens zur Herstellung derselben nach der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen besser verständlich.
Eine in 1 in einer perspektivischen Ansicht gezeigte wasserabsorbierende Struktur 1 weist einen tafelförmigen Kern 2 und Decklagen 3 für den Kern 2 auf. Die Decklagen 3 sind durch gestrichelte Linien angedeutet. Der Kern 2 enthält eine Mischung von thermoplastischen Synthetikfasern 4, superabsorbierenden Polymerteilchen 6 und flauschigem Zellstoff 7, die zusammengepresst sind, und weist eine obere Fläche 8, eine untere Fläche 9 und eine Umfangssei tenfläche 11 auf. Die Lagen 3 bedecken den Kern 2 auf seinen oberen, unteren und Seitenflächen 8, 9 und 11, um zu verhindern, dass der Kern 2 außer Form gerät, und um gleichzeitig zu verhindern, dass die Polymerteilchen 6 und der flauschige Zellstoff 7 aus dem Kern 2 herausfallen. Die Lagen 3 sind wasserdurchlässig mindestens in einem Bereich, der die obere Fläche 8 des Kerns 2 bedeckt, und wasserdurchlässig oder wasserundurchlässig in einem Bereich, der die untere Fläche 9 und die Seitenfläche 11 des Kerns 2 bedeckt. Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Kern 2 vollständig mit einem Paar wasserdurchlässiger Decklagen 3 bedeckt.
2A zeigt eine perspektivische Ansicht mit einer Stofftafel 22 und Stofflagen 23, die für die wasserabsorbierende Struktur 1 verwendet werden, und 2B zeigt einen vergrößerten Ausschnitt eines Teils von 2A. In 2A und in 2B sind die Stofflagen 23 durch gestrichelte Linien angedeutet. Die Stofftafel 22 weist eine Wabenstruktur auf, in der eine Anordnung thermoplastischer Synthetikfasern 4, die Polymerteilchen 6 und der flauschige Zellstoff 7, beide in der Faseranordnung verteilt, Trennwände 26 bilden und mehrere Durchgangslöcher 27 definieren. Die Stofftafel 22 weist zusätzlich zu den parallel zueinander verlaufenden oberen und unteren Flächen 28 und 29 Seitenflächen 31 auf. In einer durch einen Pfeil X angegebenen Richtung auf der oberen und der unteren Fläche 28 und 29 wiederholen sich Berge und Täler, wobei die Berge und Täler jeweils in einer Richtung verlaufen, die durch einen Pfeil Y senkrecht zu der Richtung X angegeben ist. Die Seitenflächen 31 umfassen ein Paar Seitenflächen 31a, auf denen sich Berge und Täler in einer Richtung Z senkrecht sowohl zu der Richtung X als auch zu der Richtung Y wiederholen, und ein Paar Seitenflächen 31b, auf denen die Durchgangslöcher 27 frei liegen. Die Durchgangslöcher 27 verlaufen zwischen den oberen und unteren Flächen 28 und 29 parallel zueinander in einer Richtung parallel zu den oberen und unteren Flächen 28 und 29. Die Enden der jeweiligen Durchgangslöcher 27 liegen in den Seitenflächen 31b frei. Die Durchgangslöcher 27 sind zwischen den oberen und unteren Flächen 28 und 29 so angeordnet, dass mindestens zwei Durchgangslöcher 27 in der Richtung Z ausgerichtet sind. Während die Querschnittsform des Durchgangslochs 27 in der Stofftafel 22 nicht vorgeschrieben ist, ist eine bevorzugte Form desselben die eines durch ein Paar Diagonalen 30a und 30b definierten Parallelogramms, wie in 2B gezeigt. Die Diagonale 30a, eine dieser beiden Diagonalen, verläuft in der Richtung X vorzugsweise in einem Winkel A von 15 bis 45 Grad und besonders bevorzugt von 30 bis 45 Grad bezogen auf ein Paar gegenüberliegender Seiten des Parallelogramms, und die andere Diagonale 30b verläuft in der Richtung Z, das heißt zwischen den oberen und unteren Flächen 28 und 29. Mit anderen Worten, die Trennwände 26 sind in einem Winkel A von 15 bis 45 Grad zu der in der Richtung X verlaufenden Horizontalen geneigt. Die Stofftafel 22 weist vorzugsweise ein Basisgewicht im Bereich von 300 bis 3.000 g/m² auf, wovon die thermoplastischen Synthetikfasern 4 zwischen 5 und 80 Gew.-%, die superabsorbierenden Polymerteilchen 6 zwischen 10 und 80 Gew.-% und der flauschige Zellstoff 7 zwischen 5 und 60 Gew.-% ausmachen.
Die thermoplastischen Synthetikfasern 4, die die Stofftafel 22 bilden, sind miteinander verschlungen und/oder verschweißt, um eine Faseranordnung mit einem dreidimensionalen Bahnaufbau zu bilden, wobei die Polymerteilchen 6 und der flauschige Zellstoff 7 in Zwischenräumen 32 der Fasern 4 verteilt sind. Diese Zwischenräume 32 sind wesentlich kleiner als die Durchgangslöcher 27. Die thermoplastischen Synthetikfasern 4 weisen eine Feinheit im Bereich von 1 bis 20 dtx auf und können aus einer Gruppe mit Kurzfasern, Langfasern, Verbundfasern oder Verbundkräuselfasern aus einem Material gewählt werden, das wasserbeständig ist, um seine Elastizität zu behalten, zum Beispiel Polyethylen, Polypropylen, Nylon oder Polyester.
Die Durchgangslöcher 27 in der Stofftafel 22 sind so bemessen, dass die Durchgangslöcher 27 zwischen 10 und 90 der Fläche der jeweiligen Seitenflächen 31b belegen können und jeweils eine ausreichend große Öffnungsfläche aufweisen, um darin mindestens zehn Zwischenräume 32 der Fasern 4 aufzunehmen.
Die Stofflage 23 kann durch ein Tissue-Papier, ein Vlies, eine perforierte Kunststofffolie oder dergleichen gebildet werden, wenn sie wasserdurchlässig sein soll, bzw. durch ein wasserabweisendes Vlies oder einen Webstoff, eine Kunststofffolie oder dergleichen, wenn sie wasserundurchlässig sein soll.
Die auf diese Weise gebildete Stofftafel 22 wird unabhängig oder zusammen mit dem Stofflagen 23 einem Besprühen mit Wasser ausgesetzt, bis die Polymerteilchen 6 einen Feuchtigkeitsgehalt von 5 bis 20 Gew.-% erreichen. Nachdem die Polymerteilchen 6 Wasser absorbiert haben, um weich zu werden, wird die Stofftafel 22 in ihrer Dickenrichtung, das heißt der Richtung Z, auf eine Dicke komprimiert, bei der die Durchgangslöcher 27 abgeflacht sind, und dann im komprimierten Zustand getrocknet. Das Komprimieren bewirkt ein elastisches Verformen der Anordnung thermoplastischer Synthetikfasern 4 mit dem dreidimensionalen Bahnaufbau, so dass die Komponentenfasern 4 dicht beieinander liegen können. Die nebeneinander liegenden thermoplastischen Synthetikfasern 4 werden primär durch eine Haftkraft der gelartig erweichten Polymerteilchen 6 und mechanisches Verschlingen mit dem flauschigen Zellstoff 7 verbunden. Beim Trocknen der Polymerteilchen 6 und des flauschigen Zellstoffs 7 werden diese thermoplastischen Synthetikfasern 4, die Polymerteilchen 6 und der flauschige Zellstoff 7 insgesamt hart und in einem komprimierten Zustand gehalten. Vor oder nach dem Komprimieren, vorzugsweise vor dem Komprimieren, wird die Stofftafel 22 mit den Stofflagen 23 eingehüllt, und die mit den Stofflagen 23 eingehüllte Stofftafel 22 wird nach dem Komprimieren mit der Stofftafel 22 integriert. Die auf diese Weise mit den Stofflagen 23 integrierte Stofftafel 22 bildet die wasserabsorbierende Struktur 1 in 1. Wenn die Durchgangslöcher 27 in der Richtung X sowie in der Richtung Z regelmäßig angeordnet sind und die Trennwände 26 im Wesentlichen mit einer einheitlichen Dicke gebildet sind, wie bei der gezeigten Ausführungsform, weist die Stofftafel 22 nach dem Komprimieren eine im Wesentlichen gleichmäßige Dicke auf. Weil die Durchgangslöcher 27 jeweils einen rechteckigen, vorzugsweise parallelogrammförmigen Querschnitt aufweisen, bei dem eine Diagonale 30b der beiden Diagonalen 30 in der Richtung Z verläuft, verlaufen die Trennwände 26 jeweils schräg im Verhältnis zu der Richtung Z und sind in der Richtung Z im Wesentlichen abgeflacht, wenn die Stofftafel 22 in der Richtung Z komprimiert ist. Die Trennwände 26 werden in keinem Fall unter einer Druckkraft in der Richtung Z geknickt, weil die Trennwände 26 nicht in der Richtung Z verlaufen.
3 zeigt eine perspektivische Ansicht der wasserabsorbierenden Struktur 1 nach der Absorption von Wasser. In 3 sind die Decklagen 3 nicht gezeigt, sondern es ist nur der Kern 2 gezeigt. Die wasserabsorbierende Struktur 1 kann durch die Polymerteilchen 6 und den flauschigen Zellstoff 7 eine Menge Wasser absorbieren, die durch die Decklagen 3 darin eindringt. Die Polymerteilchen 6 schwellen an und werden weich, wenn diese Teilchen 6 Wasser absorbieren, und auch der flauschige Zellstoff 7 wird weich, wenn er Wasser absorbiert. Folglich sind die thermoplastischen Synthetikfasern 4 jetzt frei von Immobilisierung durch diese Polymerteilchen 6 und den flauschigen Zellstoff 7. Insbesondere die elastisch verformten Fasern 4 in dem komprimierten Kern 2 können sich jetzt bewegen, um wieder den Zustand vor dem Komprimieren anzunehmen, und das Anschwellen der in den Zwischenräumen der Fasern 4 verteilten Polymerteilchen 6 verstärkt die Vergrößerung der Zwischenräume 32 auf den anfänglichen Zustand vor dem Komprimieren. Gleichzeitig können sich die zum Abflachen der Durchgangslöcher 27 verformten Trennwände 26 elastisch bewegen, um wieder die anfängliche Form der Durchgangslöcher 27 in der Stofftafel 22 herzustellen. Eine relativ große Menge der Polymerteilchen 6 kann entlang der jeweiligen Kreuzungen der Trennwände 26 und in der Nähe dieser Kreuzungen verteilt sein, um das Aufsteigen der Trennwände 26 aus dem zusammengefallenen Zustand zu fördern, damit diese im Verhältnis zur Richtung Z schräg verlaufen, wenn diese Teilchen 6 Wasser absorbieren und anschwellen. Wenn die Trennwände 26 sich bewegen, um im Verhältnis zur Richtung Z schräg zu verlaufen, schwillt der Kern 2 zu seinen oberen und unteren Flächen 28 und 29 hin an, das heißt in der Richtung Z, wie in 3 gezeigt, und die Anordnung thermoplastischer Synthetikfasern 4 erhält wieder ihre in 2 gezeigte Wabenkonstruktion.
Bei der wasserabsorbierenden Struktur 1 ist eine Änderung ihrer Dicke zwischen dem Zustand vor und nach der Absorption von Wasser abhängig von ihrer Änderung aufgrund des Anschwellens bzw. Quellens der Polymerteilchen 6 und ihrer Änderung aufgrund der Wiederherstellung der Wabenkonstruktion. In dem in 3 gezeigten Kern 2 erscheinen die die Stofftafel 22 bildenden Trennwände 26 und die Durchgangslöcher 27 wieder, wie in 2 gezeigt. In dem Kern 2 sind die Polymerteilchen 6 angeschwollen bzw. gequollen, und ein Teil davon befindet sich in den Durchgangslöchern 27 außerhalb der Trennwände 26 in angeschwollenem Zustand. Die Durchgangslöcher 27 weisen jedoch ein ausreichend großes Querschnittsmaß auf, um ein Verstopfen der Durchgangslöcher 27 durch die angeschwollenen Polymerteilchen 6 zu verhindern. Bei der wasserabsorbierenden Struktur 1 in 3, bei der die Wabenkonstruktion wieder ihren anfänglichen Zustand angenommen hat, verlaufen mehrere Durchgangslöcher 27 parallel zueinander in der Richtung parallel zu den oberen und unteren Flächen 28 und 29. Selbst wenn die Zwischenräume 32 der thermoplastischen Synthetikfasern 4 in dem Kern 2 mit den angeschwollenen Polymerteilchen 6 ge füllt sind, behält die wasserabsorbierende Struktur 1 durch die Durchgangslöcher 27 eine hohe Atmungsaktivität. Auch wenn die anfängliche Wasseraufnahme durch die wasserabsorbierende Struktur 1 bewirkt, dass die Polymerteilchen 6 einen Gelblock bilden, kann sich die Menge des danach in die wasserabsorbierende Struktur 1 eindringenden Wassers durch die Durchgangslöcher 27 nach unten sowie seitlich in den Kern 2 verteilen und von den Polymerteilchen 6 auch an den Ecken des Kerns 2 absorbiert werden. Auf diese Weise können im Wesentlichen alle Polymerteilchen 6 effektiv genutzt werden. Die wasserabsorbierende Struktur 1 in dem in 1 gezeigten Zustand kann in ihrer Dickenrichtung elastisch komprimiert werden, so dass die Trennwände 26 selbst die Zwischenräume 32 der Fasern 4 verringern, und die Struktur 1 als Ganzes kann elastisch komprimiert werden, um die Durchgangslöcher 27 abzuflachen.
4 zeigt eine perspektivische Ansicht der Stofftafel 22 und der Stofflagen 23, die die wasserabsorbierende Struktur 1 bilden, in einer anderen Weise als in 2. Die Stofflagen 23 sind durch gestrichelte Linien, angedeutet. In diesem Fall werden mehrere dünne Wabenblätter 41 mit derselben Zusammensetzung und demselben Aufbau wie die Stofftafel 22 in 2 verwendet. Die dünnen Blätter 41 weisen jeweils die Trennwände 26 und mehrere durch diese Trennwände 26 definierte Durchgangslöcher 27 auf und haben vorzugsweise eine Breite W von 5 bis 50 mm in der Richtung, in der die Durchgangslöcher 27 verlaufen. Die Paare einander benachbarter dünner Blätter 41 sind jeweils so angeordnet, dass die Trennwände 26 des einen dünnen Blatts 41 und die Trennwände 26 des anderen dünnen Blatts 41 miteinander übereinstimmen oder dass die Trennwände 26 des einen dünnen Blatts 41 einen Teil der Trennwände 26 des anderen dünnen Blatts 41 blockieren. Das heißt die Durchgangslöcher 27 des einen dünnen Blatts 41 sind zumindest teilweise mit den Durchgangslöchern 27 des anderen dünnen Blatts 41 verbunden. Ähnlich wie in 2 sind die Stofftafel 22 und die Stofflagen 23 zusammen komprimiert, um die wasserabsorbierende Struktur 1 zu bilden.
Die Verwendung der dünnen Blätter 41 in der in 4 gezeigten Weise ermöglicht die Herstellung einer relativ großen wasserabsorbierenden Struktur 1. Wenn diese wasserabsorbierende Struktur 1 Wasser absorbiert und anschwillt, liegt außerdem ein Teil 42 der Durchgangslöcher 27 auf der oberen Fläche 28 frei, wie in 4 gezeigt, und die Menge des nach dem Anschwellen in die Struktur 1 eindringenden Wassers kann durch den Teil 42 in der Struktur nach unten fließen und ohne weiteres mit den Polymerteilchen 6 in Kontakt kommen, die in dem unteren Bereich der Struktur 1 liegen.
5 zeigt eine perspektivische Teilschnittansicht eines Formwerkzeugs 50 zur Herstellung der Stofftafel 22, wie sie in 2 und 4 gezeigt ist. Das Formwerkzeug 50 besteht aus einem kastenartigen Behälter 51 und mehreren quadratischen Stiften 52, die aus dem Behälter 51 hervorstehen. Die thermoplastischen Synthetikfasern 4, die superabsorbierenden Polymerteilchen 6 und der flauschige Zellstoff 7 werden in einem vorbestimmten Verhältnis gemischt und unter der Wirkung eines Luftstroms in den Behälter 51 gefüllt. Danach wird der Behälter 51 erwärmt oder die Mischung einschließlich der Fasern wird einem Heißluftstrom ausgesetzt, so dass die thermoplastischen Synthetikfasern 4 an ihren Kreuzungen miteinander verschweißt werden, um den dreidimensionalen Bahnaufbau zu bilden und gleichzeitig die Polymerteilchen 6 und den flauschigen Zellstoff 7 in diesem Bahnaufbau zu verteilen. Die Anordnung thermoplastischer Synthetikfasern 4 kann aus dem Formwerkzeug 50 entnommen werden, um die Stofftafel 22 in 2 zu erhalten, bei der die Durchgangslöcher 27 die den Stiften 52 entsprechenden Formen aufweisen. Bei dem Verfahren zur Herstellung der Stofftafel 22 auf diese Weise können thermoplastische Synthetikfasern 4 mit einer Länge von 5 bis 50 mm und vorzugsweise von 5 bis 30 mm verwendet werden, um die Stofftafel 22 zu erhalten, bei der die Faserausrichtung relativ einfach ist: die Fasern 4, die Polymerteilchen 6 und der flauschige Zellstoff 7 sind ziemlich gleichmäßig miteinander vermischt.
Ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, können die superabsorbierenden Polymerteilchen 6 durch ein faserartiges superabsorbierendes Polymer ersetzt werden. Es ist auch möglich, ein Tissue-Papier als die Stofflagen 23 zum Einhüllen der Stofftafel 22 zu verwenden und dieses Tissue-Papier mit einem Vlies oder einer perforierten Kunststofffolie von oben abzudecken. Die obere Fläche 28 und/oder die untere Fläche 29 der Stofftafel 22 können flach sein, anstatt die sich wiederholenden Berge und Täler aufzuweisen. Die wasserabsorbierende Struktur 1 nach der Erfindung kann direkt als ein wasserabsorbierendes Produkt wie zum Beispiel feuchte Wischtücher verwendet werden oder als ein wasserabsorbierendes Material oder ein Teil davon in einem Wegwerf-Trageartikel zum Aufnehmen und Zurückhalten von Körperflüssigkeiten wie zum Beispiel in einer Wegwerfwindel oder einer Damenbinde.
Die wasserabsorbierende Struktur nach der vorliegenden Erfindung weist die Form einer Wabenkonstruktion auf, bei der die Faseranordnung das darin verteilte superabsorbierende Polymer enthält und normalerweise in einem komprimierten Zustand vorliegt. Die Wabenkonstruktion wird wiederhergestellt, wenn das superabsorbierende Polymer nach der Absorption von Wasser anschwillt und weich wird. Dank dieser Eigenschaft kann die gewünschte Atmungsaktivität und Druckelastizität der wasserabsorbierenden Struktur erhalten bleiben.

Claims

Wasserabsorbierende Struktur mit einer tafelförmigen Anordnung thermoplastischer Synthetikfasern, die parallel zueinander verlaufend eine obere und eine untere Fläche aufweist, wobei in der Anordnung thermoplastischer Synthetikfasern als wasserabsorbierende Materialien dienend sowohl Fasern auf Zellulosebasis als auch ein superabsorbierendes Polymer, das nach Absorption von Wasser anschwellen kann, enthalten sind und wobei die obere und/oder die untere Fläche mit einer wasserdurchlässigen Lage umhüllt ist, wobei die wasserabsorbierende Struktur außerdem folgendes umfaßt: die genannte Anordnung, die die Form einer Wabenkonstruktion aufweist, die in Dickenrichtung elastisch komprimierbar ist und mehrere Durchgangslöcher aufweist, die in Richtung parallel zur oberen und unteren Fläche parallel zueinander verlaufen und jeweils ein größeres Querschnittsmaß als irgendeiner der Zwischenräume der thermoplastischen Synthetikfasern in der Anordnung aufweisen, wobei die Anordnung normalerweise in einem in Dickenrichtung komprimierten Zustand gehalten wird, in dem die Durchgangslöcher abgeflacht sind, und in Dickenrichtung elastisch anschwellen kann, so daß die abgeflachten Durchgangslöcher ihre anfängliche Querschnittsform wiederherstellen, während das superabsorbierende Polymer Wasser absorbiert und anschwillt.
Struktur nach Anspruch 1, wobei das superabsorbierende Polymer in Teilchen- oder Faserform vorliegt.
Struktur nach Anspruch 1, wobei die Anordnung mehrere dünne Wabenblätter enthält, die in Querrichtung, in die die Durchgangslöcher verlaufen, aufeinander angeordnet sind und in Querrichtung gemessen jeweils eine Dicke von 3 bis 30 mm aufweisen.
Struktur nach Anspruch 3, wobei die Durchgangslöcher in jedem Paar einander benachbarter dünner Blätter zumindest teilweise miteinander verbunden sind.
Struktur nach Anspruch 1, wobei die thermoplastischen Synthetikfasern von gekräuselter Art sind.
Struktur nach Anspruch 1, wobei die Anordnung, die Fasern auf Zellulosebasis und das superabsorbierende Polymer in einem Verhältnis von 5 bis 80 Gew-% : 5 bis 60 Gew-% : 10 bis 80 Gew-% gemischt sind.
Struktur nach Anspruch 1, wobei die Querschnittsform der Durchgangslöcher im wesentlichen rechteckig ist und eine Diagonale des Rechtecks im wesentlichen mit der Dickenrichtung zusammenfällt.
Struktur nach Anspruch 1; wobei die Anordnung mindestens zwei der Durchgangslöcher in Dickenrichtung ausgerichtet aufweist.
Verfahren zur Herstellung einer wasserabsorbierenden Struktur mit einer tafelförmigen Anordnung thermoplastischer Synthetikfasern, die parallel zueinander verlaufend eine obere und eine untere Fläche aufweist, wobei in der Anordnung thermoplastischer Synthetikfasern als wasserabsorbierende Materialien dienend sowohl Fasern auf Zellulosebasis als auch ein superabsorbierendes Polymer, das nach Absorption von Wasser anschwellen kann, enthalten sind und wobei die obere und/oder die untere Fläche mit wasserdurchlässigen Lagen eingehüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung die Form einer Wabenkonstruktion aufweist, die in Dickenrichtung elastisch komprimierbar ist und mehrere Durchgangslöcher aufweist, die in Richtung parallel zur oberen und unteren Fläche parallel zueinander verlaufen und jeweils ein größeres Querschnittsmaß als irgendeiner der Zwischenräume der thermoplastischen Synthetikfasern in der Anordnung aufweisen, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Komprimieren der Anordnung in Dickenrichtung, während sich die wasserabsorbierenden Materialien in benetztem Zustand befinden, so daß die Durchgangslöcher abgeflacht sind, Trocknen der wasserabsorbiernden Materialien unter Halten der Anordnung im komprimierten Zustand, und Hüllen der oberen und/oder der unteren Fläche in die wasserdurchlässigen Lagen vor oder nach dem Kompressionsschritt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das superabsorbierende Polymer in Teilchen- oder Faserform zur Verfügung gestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 9 mit Schritten zum Zuführen einer Mischung der thermoplastischen Synthetikfasern, der Fasern auf Zellulosebasis und des superabsorbierenden Polymers in ein Formwerkzeug und Verschweißen der thermoplastischen Synthetikfasern an ihren Kreuzungen unter Erwärmung innerhalb des Formwerkzeugs, um die Anordnung zu erhalten.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Anordnung mindestens zwei der Durchgangslöcher in Dickenrichtung ausgerichtet aufweist.