DE69329674T3

DE69329674T3 - Mehrschichtiger saugfähiger verbundstoff

Info

Publication number: DE69329674T3
Application number: DE1993629674
Authority: DE
Inventors: Chris Mary WANEK; Jean Billie MATTHEWS; Howell Lawrence SAWYER; Paul Frank ABUTO; Erich Edward WERNER; William Thomas VAN DEN BOGART; Anthony William GEORGER; Frank Brendon RIBBLE
Original assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Priority date: 1992-12-18
Filing date: 1993-12-15
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2013-12-16
Also published as: EP0636017B9; CA2092605C; JP3583423B2; EP0636017B1; CA2092605A1; MX9307099A; DE69329674T2; AU678432B2; EP0636017B2; ATE197541T1; AU5952894A; JP2000516864A; US5294478A; WO1994014397A1; ES2151545T3; EP0636017A1; ZA938001B; DE69329674D1

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen saugfähigen Verbundstoff, insbesondere einen saugfähigen Verbundstoff, der in Körperhygieneprodukten zweckdienlich ist.
Beschreibung des Standes der Technik
Körperhygieneprodukte zum Aufsaugen von Körperflüssigkeiten sind bekannt. Zu solchen Produkten zählen Inkontinenzbekleidungsstücke für Erwachsene, Windeln, Trainingshosen, Damenhygieneprodukte, Wundverbände und dergleichen. Als allgemeine Regel umfassen solche Körperhygieneprodukte im Allgemeinen eine Menge an Cellulosefaser wie Zellstoffflaum. Zellstoffflaum ist als geeigneter Saugkörper für Körperflüssigkeiten bekannt. Als allgemeine Regel kann 1 Gramm Zellstoffflaum etwa 5 bis etwa 8 Gramm einer abgegebenen Körperflüssigkeit, wie Harn, aufsaugen. Ein Körperhygieneprodukt, wie eine Kinderwindel, hat im Allgemeinen eine Saugkapazität von mindestens etwa 200 bis 400 Gramm Harn. Wenn daher eine solche Kinderwindel aus Zellstoffflaum gebildet wird, muss eine relativ große Menge Zellstoffflaum verwendet werden.
Zur Verringerung der Menge an Zellstoffflaum und des entsprechenden Volumens einer solchen Kinderwindel ist bekannt, hochsaugfähige Materialien einzuarbeiten, die in der Technik als Supersaugkörper bekannt sind. Solche hochsaugfähigen Materialien sind im Allgemeinen imstande, zumindest etwa das Zehnfache, vorzugsweise mindestens etwa das Zwanzigfache und bis zum Fünfzigfachen oder mehr ihres Gewichts in Wasser aufzusaugen. Durch die Einarbeitung solch hochsaugfähiger Materialien in Kinderwindeln kann das Gesamtvolumen der Windel verringert werden, während ihre absolute Saugkapazität erhalten bleibt.
Dennoch ist die Verwendung solcher hochsaugfähiger Materialien nicht problemlos. Zum Beispiel sind einige hochsaugfähige Materialien bekannt, die eine Gelblockierung verursachen. Das heißt, wenn die hochsaugfähigen Materialien mit einer Flüssigkeit aufgequollen werden, bilden sie eine gelatinöse Masse, die den freien Durchfluss von Flüssigkeit verhindert. Während somit die hochsaugfähigen Materialien imstande sein können, eine anfängliche Belastung aufzusaugen, können anschließende Belastungen durch das nun aufgequollene hochsaugfähige Material nicht hindurchgehen. Dadurch sammeln sich folgende Belastungen an und laufen aus dem saugfähigen Produkt.
Daher wurde eine Reihe verschiedener Strukturen zur Verminderung oder Verringerung der Probleme vorgeschlagen, die mit eingearbeiteten hochsaugfähigen Materialien in Körperhygieneprodukten verbunden sind.
U.S. Patent 4,699,619, das am 13. Oktober 1987 an Bernardin erteilt wurde, beschreibt einen mehrlagigen saugfähigen Verbundstoff mit einer ersten Schicht relativ geringer Dichte und einer zweiten Schicht relativ hoher Dichte, die unter mindestens einem Abschnitt der ersten Schicht liegt. Ein hochsaugfähiges Material (Supersaugkörper) ist laut Beschreibung zwischen der ersten und zweiten Schicht angeordnet.
U.S. Patent 4,102,340, das am 25. Juli 1978 an Mesek et al. erteilt wurde, betrifft einen Wegwerfartikel mit einem partikelförmigen, hydrophilen Polymer in einem saugfähigen Bett. Beschrieben ist ein saugfähiges Kissen, das eine Faserstruktur umfasst, mit einer verdichteten Zwischenschicht und einer Schicht aus stark poröser, locker gepresster Wattierung an beiden Seiten der verdichteten Schicht. Eine der Wattierungsschichten enthält laut Beschreibung einen partikelförmigen, wasserunlöslichen, aber in Wasser quellbaren, polymeren Saugkörper.
U.S. Patent 4,269,188, das am 26. Mai 1981 an Nishizawa et al. erteilt wurde, betrifft eine Wegwerfwindel. Offenbart ist eine Wegwerfwindel mit einem saugfähigen Material, das ein Laminat umfasst, wobei ein wasserabsorbierendes, polymeres Pulver zwischen zwei Papierschichten fixiert ist.
Eine Zellstoffflaumschicht befindet sich an beiden Seiten des Laminates, enthaltend ein wasserabsorbierendes Polymer.
WO-A-92/11830 offenbart einen saugfähigen Artikel, der einen mehrschichtigen saugfähigen Kern umfasst. Der saugfähige Kern umfasst mindestens ein Paar aus einer Aufnahme/Verteilungsschicht und einer Speicherschicht. Wenn mehr als ein Faar einer Aufnahme/Verteilungsschicht und einer Speicherschicht vorhanden ist, sind die zwei verschiedenen Schichtarten abwechselnd angeordnet, d. h., eine innere Speicherschicht liegt zwischen zwei Aufnahme/Verteilungsschichten und umgekehrt. Die Aufnahme/Verteilungsschichten können verschiedene Eigenschaften aufweisen, erfüllen aber im Prinzip denselben Zweck.
EP-A-0 343 941 offenbart einen mehrschichtigen saugfähigen Kern, umfassend eine erste Schicht, die ein hydrophiles Fasermaterial umfasst, eine Flüssigkeitsweiterleitungsschicht, die unter mindestens einer Aufnahmezone der ersten Schicht angeordnet ist, wobei die Flüssigkeitsweiterleitungsschicht ein elastisches Material umfasst, und eine Speicherschicht unter der Flüssigkeitsweiterleitungsschicht.
EP-A-0 378 247 offenbart eine saugfähige Struktur, die eine körperseitige flüssigkeitsdurchlässige Deckschicht, eine äußere flüssigkeitsundurchlässige Abdeckung und ein flüssigkeitsabsorbierendes Material dazwischen enthält. Das flüssigkeitsabsorbierende Material umfasst eine Schicht geringerer Dichte aus Cellulosefasern unterhalb der inneren Deckschicht, eine Schicht höherer Dichte aus Cellulosefasern unterhalb zumindest eines Abschnittes der Schicht geringerer Dichte, und ein supersaugfähiges Material, wobei das supersaugfähige Material zwischen einer ersten und einer zweiten Komponente höherer Dichte der Schicht höherer Dichte liegt, oder neben der äußeren, flüssigkeitsundurchlässigen Abdeckung angeordnet ist.
Obwohl sich die Strukturen, die in den genannten Patenten beschrieben sind, häufig als günstig erwiesen haben, haben sie die Probleme, die mit der Verwendung hochsaugfähiger Materialien zusammenhängen, nicht vollständig gelöst. In Verwendung dient der Zellstoffflaum im Allgemeinen zum raschen Aufsaugen einer abgegebenen Körperflüssigkeit. Die Flüssigkeit wird im Allgemeinen in den Poren der Flaummatrix gehalten. Das hochsaugfähige Material in der Flaummatrix absorbiert dann die Flüssigkeit und entwässert im Prinzip die Flaummatrix. Das heißt, der Flaum dient zum Aufsaugen und Halten von Schwällen (relativ großen Mengen, die relativ rasch aufgebracht werden) von Körperflüssigkeit, bis die hochsaugfähigen Materialien die Körperflüssigkeit aufsaugen können. Des Weiteren verwenden viele bekannte Körperhygieneprodukte hochsaugfähige Materialien in relativ geringen Mengen. Der Grund ist, dass die Kosten solcher hochsaugfähiger Materialien im Allgemeinen höher als die Kosten eines Materials wie Zellstoffflaum sind. Es ist manchmal wünschenswert, eine relativ hohe Konzentration hochsaugfähiger Materialien in der Herstellung eines Körperhygieneproduktes zu verwenden. Wenn die Konzentration des hochsaugfähigen Materials in einem saugfähigen Produkt zunimmt, nimmt die Konzentration des Zellstoffflaums im Allgemeinen ab. Die hochsaugfähigen Materialien sind im Allgemeinen nicht imstande, Harn mit der Geschwindigkeit aufzusaugen, mit der dieser aufgebracht wird. Dies kann zu einem Lecken bei saugfähigen Strukturen mit hohen Konzentration saugfähiger Materialien führen.
Es ist wünschenswert, eine saugfähige Struktur bereitzustellen, die eine saugfähige Schicht mit einer relativ hohen Konzentration hochsaugfähiger Materialien enthalten kann, wobei aber die saugfähige Struktur imstande ist, aufgebrachte Körperflüssigkeiten rasch aufzusaugen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein saugfähiges Produkt, umfassend eine saugfähige Struktur, wie in den beiliegenden Ansprüchen definiert. Die Struktur besteht aus einer ersten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen, einer zweiten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen und einer saugfähigen Schicht, die zwischen der ersten und zweiten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen angeordnet ist. Die erste Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen umfasst eine Faserbahn, die 50 bis 100 Gew.-% synthetische Polymerfasern umfasst, die aus inhärent hydrophobem Material gebildet sind. Die erste Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen hat ein Flächengewicht von 20 bis 200 Gramm pro Quadratmeter und eine Dichte von 0,01 bis 0,12 Gramm pro Kubikzentimeter. Die zweite Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen umfasst eine Faserbahn, die 55 bis 100 Gew.-% hydrophile Fasern umfasst. Die zweite Schicht zur Bewältigunng von Flüssigkeitsschwällen hat ein Flächengewicht von 20 bis 200 Gramm pro Quadratmeter und eine Dichte von 0,04 bis 0,20 Gramm pro Kubikzentimeter. Die saugfähige Schicht umfasst Mittel zum Enthalten von hochsaugfähigem Material und, auf der Grundlage des Gesamtgewichts der saugfähigen Schicht, zu 50 bis 100 Gew.-% hochsaugfähiges Material, das durch die Mittel zum Enthalten von hochsaugfähigem Material aufgenommen ist. Die saugfähige Schicht hat ein Flächengewicht von 200 bis 1000 Gramm pro Quadratmeter und eine Dichte von 0,06 bis 0,40 Gramm pro Kubikzentimeter. Die Dichte der saugfähigen Schicht ist um wenigstens 30% höher als die Dichte der ersten und zweiten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen, und die Dichte der ersten und der zweiten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen unterscheidet sich um wenigstens 20% von der Dichte der Schicht mit der geringsten Dichte.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittsansicht einer saugfähigen Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine in Einzelteile aufgelöste Ansicht einer Kinderwindel, die eine saugfähige Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung enthält.
3 ist eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels einer saugfähigen Schicht gemäß der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt die Vorrichtung zur Bestimmung des Wertes des Absorptionsvermögens unter Last eines hochsaugfähigen Materials.
5 ist eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung, die bei der Durchführung der Bewertung des Flüssigkeitsauslaufs verwendet wird.
6 ist eine Querschnittsansicht der Vorrichtung, die bei der Durchführung der Bewertung des Flüssigkeitsauslaufs verwendet wird.
7 zeigt graphisch die in Tabelle 1 angeführten Ergebnisse.
8 zeigt graphisch die in Tabelle 2 angeführten Ergebnisse.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen saugfähigen Verbundstoff. Der saugfähige Verbundstoff umfasst eine erste und zweite Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen und eine saugfähige Schicht, die zwischen der ersten und zweiten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen angeordnet ist.
Die erste Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen umfasst eine Faserbahn. Die Faserbahn umfasst synthetische Polymerfasern. Die synthetischen Polymerfasern können aus jedem Polymermaterial gebildet sein, das zur Bildung von Fasern imstande ist, wobei die Fasern zu einer Faserbahn geformt werden können, welche die Eigenschaften der ersten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen, wie hierin besprochen, besitzt. Geeignete Polymermaterialien, aus welchen die synthetischen Polymerfasern der ersten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen gebildet werden können, umfassen Polyolefine, wie Polyethylen, Polypropylen und dergleichen; Polyester, wie Polyethylenterephthalat und dergleichen; Polyamide, wie Nylon 6, Nylon 6,6, Poly(iminocarboxylpentamethylen) und dergleichen; Acrylharzderivate und modifiziertes celluloseartiges Material, wie Celluloseacetat; wie auch Mischungen und Copolymere davon.
Die synthetischen Polymerfasern können durch Schmelzblasen, durch ein Spinnbindeverfahren, durch Extrusion und Strecken oder andere Nass-, Trocken- und Schmelzspinnverfahren hergestellt werden, die dem Fachmann bekannt sind. Die synthetischen Polymerfasern, aus welchen die erste Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen gebildet wird, können einzelne Längen haben oder im Wesentlichen kontinuierlich sein. Wenn die synthetischen Polymerfasern zum Beispiel durch Schmelzblasen gebildet werden, können die Fasern im Wesentlichen kontinuierlich sein (wenige sichtbare Enden aufweisen). Wenn die Fasern durch Extrusion und Strecken zur Herstellung eines Kabels geformt werden, kann das Kabel im hergestellten Zustand verwendet oder zu Stapelfasern mit einer Länge von zum Beispiel etwa 25 Millimeter bis etwa 75 Millimeter geschnitten oder in Längen von etwa 1 Millimeter bis etwa 25 Millimeter kurz geschnitten werden. Die synthetischen Polymerfasern haben zweckdienlich ein maximales Querschnittsmaß von etwa 0,5 Mikrometer bis etwa 50 Mikrometer, wie durch mikroskopische Messung unter Verwendung eines optischen Mikroskops und eines Eichmikrometers oder durch Messung aus Rasterelektronen-Photomikrographien bestimmt wird.
Die Faserbahnen können direkt durch ein Spinnbinde- oder Schmelzblasverfahren oder durch Kardieren oder Luftablegen von Stapel- oder Kurzschnittfasern gebildet werden. Andere Verfahren zur Bildung von Faserbahnen, die dem Fachmann bekannt sind, können zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sein. Die Bahn kann anschließend zur Verstärkung der Strukturintegrität gebunden werden. Verfahren zur Bindung von Faserbahnen sind dem Fachmann bekannt und umfassen die Wärmebindung, Punktbindung, Pulverbindung, Ultraschallbindung, chemische Bindung, mechanische Verschlingung und dergleichen. Die Fasern können homogene Fasern sein oder können Kern/Hüllen- oder Seite-an-Seite-Fasern sein, die dem Fachmann als Bikomponentenfasern bekannt sind.
Die erste Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen kann aus einer einzigen Art einer synthetischen Polymerfaser gebildet sein oder kann synthetische Polymerfasern enthalten, die aus verschiedenen Polymermaterialien gebildet sind, mit verschiedenen Faserlängen oder maximalen Querschnittsmaßen. Zum Beispiel kann die erste Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen eine Mischung aus (1) Bikomponentenfasern mit einer Polyethylenhülle und einem Polypropylenkern, wobei die Bikomponentenfasern ein maximales Querschnittsmaß von etwa 20 Mikrometer und eine Länge von etwa 38 Millimeter haben, und (2) Polyesterfasern (Polyethylenterephthalat) mit einem maximalen Querschnittsmaß von etwa 25 Mikrometer und einer Länge von etwa 38 Millimeter umfassen. Die Fasern 1 und 2 können in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 99 bis 99 : 1 kombiniert werden. Die Fasern können gleichförmig gemischt oder an gegenüberliegenden, ebenen Oberflächen der ersten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen konzentriert sein.
Die erste Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen der vorliegenden Erfindung umfasst zweckdienlich 50 bis 100 Gewichtsprozent synthetische Polymerfasern. Zusätzlich zu den synthetischen Polymerfasern kann die erste Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen nichtsynthetische Polymerfasern, wie Zellstoffflaum, Baumwolllinters, Baumwolle und dergleichen enthalten.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel enthält das erste Material zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen synthetische Polymerfasern, die aus einem Polymermaterial mit hohem Nassmodul gebildet sind. Die Bedeutung des Moduls eines Materials ist in dem Buch "Absorbency" besprochen, das von P. K. Chatterjee (Elsevier, New York, 1985) herausgegeben wurde. Von einem Polymermaterial wird behauptet, dass es einen hohen Nassmodul aufweist, wenn es einen Nassmodul von mehr als etwa 80 Prozent seines Trockenmoduls hat, der durch das ASTM (American Society for Testing and Materials) Testverfahren D 2101-91 unter Verwendung modifizierter Einspannlängen bestimmt wird. Es ist häufig wünschenswert, die synthetischen Polymerfasern des ersten Materials zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen aus einem Polymermaterial mit hohem Nassmodul zu bilden, da solche Materialien im Allgemeinen Faserbahnen bilden, die ein relativ hohes Maß an Nasselastizität aufweisen. Die Nasselastizität einer Faserbahn hängt mit der Porenstruktur (unter Last) der Faserbahn zusammen. Wie in der Folge ausführlicher besprochen wird, ist es häufig wünschenswert, dass die erste Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen ein relativ hohes Maß an Nasselastizität aufweist.
Die Porenstruktur (unter Last) einer Faserstruktur, die aus Fasern eines Polymermaterials gebildet ist, hängt, wie zuvor besprochen, mit dem Nass- und/oder Trockenmodul der die Struktur bildenden Fasern zusammen. Der Nassmodul der die Struktur bildenden Fasern sollte für Fasern berücksichtigt werden, die während der Verwendung wahrscheinlich nass werden. Zum Schätzen der Auswirkung einer Last auf die Porenstruktur einer Faserstruktur, die aus Fasern eines Polymermaterials gebildet ist, kann der Zugmodul der Fasern verwendet werden, der mit der Biegesteifigkeit der Faser zusammenhängt, wie in dem Buch "Physical Properties of Textile Fibers" von W. F. Morton und J. W. S. Hearl (The Textile Institute, London, 1975) dargestellt ist.
Als allgemeine Regel sind die Polymermaterialien, aus welchen die synthetischen Polymerfasern der ersten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen gebildet sind, inhärent hydrophob. Wie hierin verwendet. beschreibt der Begriff "hydrophob" ein Material, das einen Kontaktwinkel von Wasser-in-Luft von mehr als 90 Grad hat. Der Begriff "hydrophil" bezeichnet ein Material, das einen Wasser-in-Luft-Kontaktwinkel von weniger als 90 Grad hat. Der Wasser-in-Luft-Kontaktwinkel wird nach der Beschreibung in dem Buch "Absorbency", herausgegeben von P. K. Chatterjee (Elsevier, New York, 1985), richtig bestimmt. Wie hierin verwendet, wird von einem Polymermaterial behauptet, dass es "inhärent" hydrophob oder hydrophil ist, wenn das Polymermaterial, das frei von Oberflächenmodifizierungen oder -behandlungen ist, z. B. frei von oberflächenaktiven Mitteln, Spinnzusätzen, Glanzmitteln usw., hydrophob bzw. hydrophil ist.
Wenn die synthetischen Polymerfasern der ersten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen aus einem Polymermaterial gebildet sind, das inhärent hydrophob ist, ist es häufig wünschenswert, die Fasern mit einem Oberflächenmodifizierungsmaterial zu behandeln, um die Oberfläche der Faser hydrophil zu machen. Zum Beispiel kann ein oberflächenaktiver Stoff auf die Fasern aufgebracht werden.
Das erste Material zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen hat günstigenfalls ein Flächengewicht von etwa 20 bis etwa 200, vorzugsweise von etwa 30 bis etwa 150, und insbesondere von etwa 35 bis etwa 125 Gramm pro Quadratmeter.
Das erste Material zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen hat eine Dichte von etwa 0,01 bis etwa 0,12, vorzugsweise von etwa 0,015 bis etwa 0,1, und insbesondere von etwa 0,02 bis etwa 0,08 Gramm pro Kubikzentimeter.
Die zweite Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen umfasst ebenso eine Faserbahn. Die Faserbahn der zweiten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen umfasst hydrophile Fasern. Die hydrophilen Materialien können inhärent hydrophil sein, wie Cellulosefasern, Zellstoffflaum, Baumwolllinter und dergleichen; regenerierte Cellulosefasern, wie Rayon; oder gewisse Nylon-Copolymere, wie Poly(pentamethylencarbonamid)(Nylon-6)/Polyethylenoxid. Als Alternative können die hydrophilen Fasern hydrophobe Fasern sein, die behandelt wurden, um eine hydrophile Oberfläche aufzuweisen. Zum Beispiel können die Fasern aus einem Polyolefinmaterial gebildet sein, das anschließend mit einem oberflächenaktiven Mittel beschichtet wird, so dass die Faser selbst hydrophil ist, wie hierin beschrieben. Andere Verfahren zur Hydrophilisierung von Fasern, die aus hydrophoben Materialien gebildet sind, sind bekannt und zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet.
Verfahren zur Eereitstellung inhärent hydrophiler Fasern, wie Zellstoffflaum, sind bekannt. Dies trifft auch auf Verfahren zu, die regenerierte Cellulosefasern, wie Rayon, bereitstellen. Hydrophobe Fasern, die behandelt werden können, um eine hydrophile Oberfläche aufzuweisen, werden zweckdienlich auf dieselbe Weise und aus denselben Materialien gebildet, wie zuvor in Verbindung mit der ersten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen beschrieben wurde. Wenn die hydrophilen Fasern hydrophobe Fasern sind, die behandelt wurden, um eine hydrophile Oberfläche aufzuweisen, haben die Fasern günstigenfalls eine Faserlänge und ein maximales Querschnittsmaß, wie zuvor dargestellt. Wenn die hydrophilen Fasern inhärent hydrophil sind, wie Zellstoffflaum, Rayon, Baumwolle, Baumwolllinters und dergleichen, haben die Fasern im Allgemeinen eine Länge von etwa 1,0 Millimeter bis etwa 50 Millimeter, und ein maximales Querschnittsmaß von etwa 0,5 Mikrometer bis etwa 100 Mikrometer.
Die Faserbahn der zweiten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen kann auf dieselbe Weise gebildet werden, wie in Verbindung mit der ersten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen zuvor beschrieben wurde. Die zweite Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen umfasst günstigenfalls 55 bis 100 Gewichtsprozent hydrophile Fasern, vorzugsweise inhärent hydrophile Fasern. Zusätzlich zu den hydrophilen Fasern kann die zweite Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen etwa 90 bis 0 Gewichtsprozent Fasern mit hohem Nassmodul, die vorzugsweise inhärent hydrophob sind, enthalten. Die zweite Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen kann aus einer einzigen Art von hydrophilen Faser gebildet sein, oder kann hydrophile Fasern mit verschiedenen Zusammensetzungen, Längen und maximalen Querschnittsmaßen enthalten. Die zweite Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen umfasst günstigenfalls einen höheren Prozentsatz inhärent hydrophiler Fasern als die erste Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen.
Insbesondere umfasst die zweite Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen günstigenfalls wenigstens etwa 10, vorzugsweise etwa 25, und insbesondere etwa 50 Gewichtsprozent mehr inhärent hydrophile Fasern als die erste Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen, wenn die erste Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen inhärent hydrophile Fasern umfasst.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die zweite Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen aus luftabgelegten Cellulosefasern, wie Zellstoffflaum, gebildet. Zellstoffflaumfasern sind wegen ihre sofortigen Verfügbarkeit und auf Grund der Tatsache, dass die Fasern im Vergleich zu synthetischen Polymerfasern relativ kostengünstig sind, zur Verwendung bevorzugt.
Die zweite Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen hat günstigenfalls ein Flächengewicht von etwa 20 bis etwa 200, vorzugsweise von etwa 50 bis etwa 150, und insbesondere von etwa 25 bis etwa 125 Gramm pro Quadratmeter.
Das zweite Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen hat eine Dichte von etwa 0,04 bis etwa 0,20, vorzugsweise von etwa 0,06 bis etwa 0,16, und insbesondere von etwa 0,08 bis etwa 0,14 Gramm pro Kubikzentimeter.
Eine saugfähige Schicht ist zwischen der ersten und zweiten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen angeordnet. Die saugfähige Schicht steht mit der ersten und zweiten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen in flüssiger Verbindung. Wie hierin verwendet, wird von der saugfähigen Schicht behauptet, dass sie mit der ersten und zweiten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen in flüssiger Verbindung steht, wenn eine Flüssigkeit sich von der ersten oder zweiten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen in die saugfähige Schicht bewegen kann. Es ist nicht notwendig, dass die erste und zweite Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen in direktem Kontakt mit der saugfähigen Schicht stehen. Das heißt, es können zusätzliche dazwischenliegenden Schichten zwischen den Schichten zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen und der saugfähigen Schicht vorhanden sein. Dennoch muss eine Flüssigkeit imstande sein, sich von der ersten und zweiten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen durch und um jede solche dazwischenliegende Schicht und in die saugfähige Schicht zu bewegen. Wenn dies möglich ist, wird von den ersten und zweiten Schichten zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen behauptet, dass sie mit der saugfähigen Schicht in flüssiger Verbindung stehen.
Die saugfähige Schicht umfasst Mittel zum Enthalten eines hochsaugfähigen Materials, und ein hochsaugfähiges Material, das in solchen Mitteln zum Enthalten eines hochsaugfähigen Materials enthalten ist. Das hochsaugfähige Material ist in der saugfähigen Struktur in einer Menge von etwa 50 bis etwa 100, vorzugsweise von etwa 60 bis etwa 95, und insbesondere von etwa 70 bis etwa 90 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der saugfähigen Schicht, vorhanden.
Mittel zum Enthalten hochsaugfähiger Materialien sind dem Fachmann bekannt. Zum Beispiel kann das Mittel zum Enthalten des hochsaugfähigen Materials eine Faserbahn, ein poröses, schwammartiges Material, ein Substrat, an dem das hochsaugfähige Material angeheftet oder angeklebt ist, mehrfache Materialschichten, zwischen welchen das hochsaugfähige Material angeordnet ist, und dergleichen umfassen. Jedes Mittel zum Enthalten des hochsaugfähigen Materials ist zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet.
Wie hierin verwendet, bezeichnet der Begriff "hochsaugfähiges Material" ein in Wasser quellbares, im Allgemeinen wasserunlösliches Material, das wenigstens etwa das Zehnfache, vorzugsweise etwa das Zwanzigfache, und insbesondere etwa das Fünfzigfache oder mehr seines Gewichts in Wasser aufsaugen kann. Das hochsaugfähige Material kann aus organischem Material gebildet werden, das natürliche Materialien, wie Agar-Agar, Pectin und Guarmehl, wie auch synthetische Materialien, wie synthetische Hydrogelpolymere, enthalten kann. Zu synthetischen Hydrogelpolymeren zählen zum Beispiel Carboxymethylcellulose, Alkalimetallsalze der Polyacrylsäure, Polyacrylamide, Polyvinylalkohol, Ethylen-Maleinsäureanhydrid-Copolymere, Polyvinylether, Hydroxypropylcellulose, Polyvinylmorpholinon, Polymere und Copolymere der Vinylsulfonsäure, Polyacrylate, Polyacrylamide, Polyvinylpyrridin und dergleichen. Zu weiteren geeigneten Polymeren zählen hydrolysierte, mit Acrylonitril gepropfte Stärke, mit Acrylsäure gepropfte Stärke und Isobutylen-Maleinsäureanhydrid-Copolymere und Mischungen davon. Die Hydrogelpolymere sind vorzugsweise leicht vernetzt, um die Materialien im Wesentlichen wasserunlöslich zu machen. Die Vernetzung kann zum Beispiel durch Bestrahlung oder kovalente, ionische, van der Waalsche- oder Wasserstoffbrückenbindung erfolgen. Geeignete Materialien sind von verschiedenen gewerblichen Verkäufern, wie der Dow Chemical Company, Hoechst Celanese Corporation, Allied Colloid Inc. und Stockhausen Inc. erhältlich.
Das hochsaugfähige Material kann die Form von Partikeln, Kugeln, Flocken, Fasern, Stäben, Filmen oder eine beliebige geometrische Form aufweisen. Wenn es die Form von Partikeln oder Kugeln hat, kann es wünschenswert sein, dass die Partikel oder Kugeln ein maximales Querschnittsmaß von etwa 10 Mikrometer bis etwa 2000 Mikrometer, vorzugsweise von etwa 60 Mikrometer bis etwa 1000 Mikrometer haben.
In einem Ausführungsbeispiel ist gewünscht, dass das hochsaugfähige Material die Fähigkeit besitzt, Flüssigkeit unter Last aufzusaugen. Die Fähigkeit eines hochsaugfähigen Materials, Flüssigkeit unter Last aufzusaugen, wird als der Wert der Saugfähigkeit unter Last ("Absorbency under Load" – AUL) quantifiziert. Insbesondere ist der AUL-Wert die Menge (in Gramm) einer wässrigen Lösung, die 0,9 Gewichtsprozent Natriumchlorid, enthält, die ein Gramm des saugfähigen Materials in 60 Minuten unter einer Last von 0,3 Pfund pro Quadratinch aufsaugen kann. Als allgemeine Regel ist erwünscht, dass das hochsaugfähige Material einen AUL-Wert von wenigstens etwa 10, vorzugsweise wenigstens etwa 15, und insbesondere wenigstens etwa 25 aufweist. Ein Verfahren, durch welches die Saugfähigkeit unter Last bestimmt wird, ist in der Folge in Verbindung mit, den Beispielen beschrieben.
Die saugfähige Schicht hat ein Flächengewicht von etwa 200 bis etwa 1000, vorzugsweise von etwa 250 bis etwa 750, und insbesondere von etwa 300 bis 500 Gramm pro Quadratmeter. Die saugfähige Schicht hat eine Dichte von etwa 0,06 bis etwa 0,40, vorzugsweise von etwa 0,12 bis etwa 0,35, und insbesondere von etwa 0,15 bis etwa 0,30 Gramm pro Kubikzentimeter.
Die Dichte der saugfähigen Schicht ist höher als die Dichte sowohl der ersten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen als auch der zweiten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen. Die Dichte der saugfähigen Schicht ist wenigstens 30 Prozent und vorzugsweise wenigstens etwa 40 Prozent höher als die Dichte sowohl der ersten als auch der zweiten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen. Des Weiteren sind die Dichten sowohl der ersten als auch der zweiten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen unterschiedlich. Die Dichten der ersten und zweiten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen unterscheiden sich um wenigstens 20 Prozent von der Schicht geringster Dichte.
Die saugfähigen Strukturen der vorliegenden Erfindung umfassen drei Schichten. Aus dem Vorhergesagten geht hervor, dass alle drei Schichten der saugfähigen Strukturen der vorliegenden Erfindung verschiedene Dichten haben. Des Weiteren hat die saugfähige Schicht die höchste Dichte dieser drei. Von den übrigen zwei Schichten hat die zweite Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen eine mittlere Dichte (in Bezug auf die saugfähige Schicht und die andere Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen) und die erste Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen eine geringe Dichte im Vergleich zu der anderen Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen und der saugfähigen Schicht. Die saugfähige Schicht ist zwischen der ersten und der zweiten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen angeordnet. Somit wird die Dichte der verschiedenen Schichten der saugfähigen Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung in der folgenden Reihenfolge angeordnet: geringste Dichte, höchste Dichte, mittlere Dichte. Für den Zweck dieser Anmeldung bezeichnet die Dichte der ersten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen, der zweiten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen und der saugfähigen Schicht eine durchschnittliche Dichte der getesteten Schicht. Das heißt, es wird eine repräsentative Anzahl von Dichtemessungen über die Länge und Breite der getesteten Schicht vorgenommen. Von den einzelnen Dichtemessungen wird dann ein Durchschnitt zur Bestimmung der durchschnittlichen Dichte gebildet. Die Dichte wird unter einer Last von 0,05 Pfund pro Quadratinch (350 Pascal) bestimmt.
Die saugfähigen Strukturen gemäß der vorliegenden Erfindung sind zur Verwendung in saugfähigen Wegwerfprodukten wie Windeln, Trainingshosen, Inkontinenzprodukten für Erwachsene, Damenhygieneprodukten, Wundverbänden und dergleichen geeignet. Verfahren zur Bildung solcher saugfähiger Produkte und die dadurch gebildeten saugfähigen Produkte sind dem Fachmann bekannt und zum Beispiel in den folgenden U.S. Patenten beschrieben: 4,944,735, erteilt am 31. Juli 1990 an Mokry; 4,798,603, erteilt am 17. Jänner 1989 an Meyer et al.; 4,710,187, erteilt am 1. Dezember 1987 an Boland et al.; 4,770,656, erteilt am 13. September 1988 an Proxmire et al.; und 4,762,521, erteilt am 9. August 1988 an Roessler et al.; wie auch in der U.S. Patentanmeldung Seriennr. 07/757,778, eingereicht am 1. September 1991 im Namen von Proxmire et al.; und in der U.S. Patentanmeldung Seriennr. 07/757,760, eingereicht am 11. September 1991 im Namen von Hanson et al.; deren Offenbarungen werden hierin mit einbezogen in dem Maß, in dem sie hiermit übereinstimmen.
Die saugfähigen Strukturen der vorliegenden Erfindung bilden zweckdienlich den saugfähigen Kern der saugfähigen Wegwerfprodukte. Ein solcher saugfähiger Kern liegt zwischen einer körperseitigen Deckschicht und einer flüssigkeitsundurchlässigen äußeren Abdeckung. Daher befindet sich in Verwendung die erste Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen zwischen dem Körper des Trägers und der saugfähigen Schicht, während die zweite Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen so angeordnet ist, dass die saugfähige Schicht zwischen ihr und dem Körper des Trägers liegt.
In der vorliegenden Erfindung ist die erste Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen während des Gebrauchs zwischen der saugfähigen Schicht und dem Körper des Trägers angeordnet. Vorzugsweise umfasst die erste Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen etwa 10 bis etwa 100 Gewichtsprozent einer synthetischen Polymerfaser, die aus einem Polymermaterial mit hohem Nassmodul gebildet ist. Die Bahn ist so gebildet, dass sie ein relativ hohes Maß an Strukturintegrität aufweist. Zum Beispiel kann die Bahn durch Schmelzblasen gebildet werden oder eine gebundene kardierte Bahn sein. Solche Materialien können im Allgemeinen ein relativ hohes Maß an Nasselastizität aufweisen. Wenn die erste Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen elastisch ist, kann die Faserbahn eine offene poröse Struktur beibehalten, während sie unter Last ist, und einem Zusammenfallen im nassen Zustand widerstehen, so dass sie folgende Belastungen aufnehmen kann.
Insbesondere ist es in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel erwünscht, dass die Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen, die zwischen dem Körper des Trägers und der saugfähigen Schicht angeordnet ist, einen Nasselastizitätsfaktor von wenigstens 1,5, vorzugsweise wenigstens etwa 1,7 aufweist. Der Nasselastizitätsfaktor wird durch Zusammenpressen einer nassen Probe der Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen bei einem Druck von 2,0 Pfund pro Quadratinch (psi) über 60 Minuten und anschließende Messung der Dichte bei der Belastung von 2,0 Pfund pro Quadratinch (13,19 Kilopascal) bestimmt. Dann wird die Dichte der Probe bei einer Belastung von 0,2 Pfund pro Quadratinch gemessen. Der Nasselastizitätsfaktor wird durch Dividieren der Probendichte bei 2,0 psi durch die Probendichte bei 0,2 psi bestimmt.
Wenn die zweite Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen aus mehr als 50 Gewichtsprozent inhärent hydrophiler Fasern, wie Zellstoffflaum, gebildet wird, kann die zweite Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen weniger elastisch sein als die erste Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen, die synthetische Polymerfasern enthält. Wenn die zweite Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen vollständig aus Zellstoffflaum gebildet ist, weist die zweite Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen ein relativ geringes Maß an Nasselastizität auf.
Daher ist in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die erste Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen zwischen dem Körper eines Trägers und der saugfähigen Schicht angeordnet und umfasst wenigstens etwa 50 Gewichtsprozent einer synthetischen Polymerfaser. Die zweite Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen ist an der gegenüberliegenden Seite der saugfähigen Schicht angeordnet und umfasst wenigstens etwa 55 Gewichtsprozent einer Cellulosefaser, wie Zellstoffflaum. Sowohl die erste als auch die zweite Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen halten Flüssigkeitsschwälle, die auf die saugfähige Struktur aufgebracht werden, über einen ausreichenden Zeitraum, so dass die saugfähige Schicht die Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen desorbieren und die Flüssigkeit aufnehmen und halten kann. Auf diese Weise können die Schichten zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen folgende Flüssigkeitsbelastungen (Schwälle) aufnehmen und die Flüssigkeit wieder über einen Zeitraum halten, der ausreicht, dass die Flüssigkeit von der saugfähigen Schicht aufgesaugt wird.
Ein weiterer Vorteil der Anordnung der ersten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen zwischen dem Körper des Trägers und der saugfähigen Schicht besteht darin, dass das erste Material zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen sich, selbst nachdem es benässt wurde, verhältnismäßig trocken anfühlen kann. Der Grund ist, dass die erste Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen synthetische Polymerfasern enthält, elastisch ist und leichter durch die saugfähige Schicht desorbiert werden kann als die zweite Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen. Daher kann eine verhältnismäßig trockene Oberfläche für den Kontakt mit der Haut eines Trägers bereitgestellt werden. Im Gegensatz dazu kann sich die zweite Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen, die Cellulose- oder andere inhärent hydrophile Fasern enthält, verhältnismäßig nass anfühlen. Diese nasse Oberfläche ist fern vom Körper eines Trägers angeordnet und von diesem durch die erste Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen und die saugfähige Schicht getrennt.
Zur Unterstützung der zweiten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen bei der Ausführung ihrer Funktion zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen, wenn sie mit der saugfähigen Schicht und der ersten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen zwischen ihr und dem Körper eines Trägers angeordnet ist, kann es wünschenswert sein, dass einer Flüssigkeit, die auf die erste Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen aufgebracht wird, ein leichter Zugang zu der zweiten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen ermöglicht wird. Daher kann es wünschenswert sein, die saugfähige Schicht und/oder die erste Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen mit Bereichen geringeren Flächengewichts oder Löchern zu versehen, so dass eine Flüssigkeit, die auf die erste Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen aufgebracht wird, durch die Bereiche geringeren Flächengewichts oder die Löcher rasch hindurchgehen und die zweite Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen erreichen kann. Als Alternative kann es wünschenswert sein, die erste Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen und/oder die saugfähige Schicht kleiner als die zweite Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen zu machen, so dass, wenn eine Flüssigkeit, die auf die erste Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen und/oder die saugfähige Schicht aufgebracht wird, aus dieser Schicht ausläuft, diese dann mit der zweiten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen in Kontakt gelangt, die entweder breiter und/oder länger als die erste Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen oder die saugfähige Schicht ist. Es kann auch möglich sein, die erste Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen und die saugfähige Schicht mit geringer Masse zu bilden, so dass eine Flüssigkeit, die auf die erste Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen aufgebracht wird, durch die erste Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen und die saugfähige Schicht hindurchgehen kann, ohne vollständige Dissipation der kinetischen Energie. Zum Beispiel kann die saugfähige Schicht mit groben Durchgängen freien Volumens gebildet sein, in welcher das freie Volumen sogar nach einer anfänglichen Benässung erhalten bleibt.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die saugfähige Schicht aus einer luftabgelegten Mischung aus Zellstoffflaum und hochsaugfähigem Material gebildet. Das hochsaugfähige Material ist in dem luftabgelegten Zellstoffflaum enthalten. Die Mischung aus Zellstoffflaum und hochsaugfähigem Material wird zweckdienlich auf einer porösen Formungsoberfläche luftabgelegt, durch welche ein Vakuum gesaugt wird. Die poröse Formungsoberfläche kann ein Formungsdraht oder eine Formungstrommel sein. Zur Bildung von Löchern oder Bereichen verringerten Flächengewichts in der saugfähigen Schicht werden Bereiche der porösen Formungsoberfläche blockiert, so dass ein Vakuum dort nicht durchgesaugt wird. Diese blockierten Bereiche entsprechen den Bereichen verringerten Flächengewichts oder den Löchern in der saugfähigen Schicht. Die blockierten Bereiche können im Wesentlichen in jedem gewünschten Muster angeordnet werden. In einem Ausführungsbeispiel werden die blockierten Bereiche durch dreidimensionale Vorsprünge blockiert. Zum Beispiel können die Bereiche durch pyramidenförmige oder konisch geformte Vorsprünge blockiert werden. Als Alternative können Löcher in die saugfähige Schicht durch Verfahren, die dem Fachmann bekannt sind, geschnitten werden.
Die vorliegende Erfindung wird mit Bezugnahme auf die Zeichnungen verständlich, wobei 1 eine Querschnittsansicht der saugfähigen Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Eine saugfähige Struktur 10 umfasst eine erste Schicht 12 zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen, eine saugfähige Schicht 14 und eine zweite Schicht 16 zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen. Die saugfähige Schicht 14 ist zwischen der ersten Schicht 12 zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen und der zweiten Schicht 16 zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen angeordnet.
Wie zuvor besprochen, sind die saugfähigen Strukturen gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verwendung in saugfähigen Produkten, wie Windeln, geeignet. 2 zeigt eine Kinderwindel, die eine saugfähige Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Eine Windel 20 enthält für gewöhnlich eine flüssigkeitsdurchlässige, körperseitige Deckschicht 22; eine im Wesentlichen flüssigkeitsundurchlässige äußere Abdeckung 24; eine saugfähige Struktur 26, die zwischen der Deckschicht und der äußeren Abdeckung angeordnet ist; elastische Schenkelelemente 28, und elastische Taillenelemente 30. Die Deckschicht 22, die äußere Abdeckung 24, die saugfähige Struktur 26 und die elastischen Elemente 28 und 30 können in einer Vielzahl allgemein bekannter Windelformen zusammengefügt sein. Es sollte jedoch offensichtlich sein, dass in anderen Artikeln als Windeln einzelne Komponenten, wie die Deckschicht, die äußere Abdeckung, oder die elastischen Elemente, ein wahlweises Element darstellen können. Der Wunsch, bestimmte Komponenten in andere saugfähige Artikel einzuarbeiten, hinge von dem beabsichtigten Endgebrauch des saugfähigen Artikels ab.
Die saugfähige Struktur 26 umfasst eine erste Schicht 32 zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen, eine zweite Schicht 34 zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen und eine saugfähige Schicht 36, die zwischen den Schichten 32 und 34 zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen angeordnet ist. Wie mit Bezugnahme auf 2 ersichtlich ist, ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die zweite Schicht 34 zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen größer als die saugfähige Schicht 36 und die erste Schicht 32 zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen. Wenn daher eine Flüssigkeit nicht von der ersten Schicht 32 zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen gehalten oder aufgesaugt oder rasch durch die saugfähige Schicht 36 aufgesaugt werden kann und die Flüssigkeit ausläuft, kommt sie mit der zweiten Schicht 34 zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen in Kontakt und wird in der saugfähigen Struktur gehalten. Die in 2 dargestellte Windel umfasst des Weiteren Rückhalteklappen 38, die dem Fachmann bekannt sind, und Haftstreifenelemente 40 zur Befestigung der Windel um die Taille eines Kindes.
Der Fachmann wird Materialien erkennen, die zur Verwendung bei der Bildung der Komponenten der in 2 dargestellten Windel geeignet sind. Des Weiteren ist bekannt, dass die Komponenten der saugfähigen Struktur 26 einzeln oder gemeinsam in einem Material geringen Flächengewicht, wie einer Celluloseumhüllungsschicht (Flächengewicht etwa 11 Gramm pro Quadratmeter) oder einem ähnlicher Material, eingehüllt sein können.
Wenn der saugfähigen Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung die Fähigkeit verliehen werden soll, eine Verteilungsfunktion auszuführen, kann entweder die erste oder zweite Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen mit der Fähigkeit versehen werden, Flüssigkeit zu verteilen. Verfahren, mit welchen Faserbahnen die Fähigkeit der Flüssigkeitsverteilung verliehen werden kann, sind bekannt. Wenn zum Beispiel die zweite Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen aus Zellstoffflaum gebildet ist, kann der Zellstoffflaum entweder über seine gesamte Breite verdichtet werden oder es können verdichtete Kanäle vorgesehen werden, die zur Flüssigkeitsverteilung imstande sind.
Wenn die saugfähige Schicht eine relativ hohe Konzentration an supersaugfähigen Partikeln umfasst, ist es manchmal für eine Flüssigkeit, die auf eine Oberfläche der saugfähigen Schicht aufgebracht wird, schwierig, durch die saugfähige Schicht zu der anderen Oberfläche hindurchzugehen. Die Anmelder haben festgestellt, dass es zur Erleichterung des Durchganges einer Flüssigkeit durch die saugfähige Schicht günstig ist, die saugfähige Schicht mit einer Z-Gradienten- (Richtung normal zu der X-Y-Ebene der saugfähigen Schicht) Partikelgrößenverteilung zu versehen. Das heißt, wenn das hochsaugfähige Material die Form von Partikeln oder Kugeln mit verschiedenen maximalen Querschnittsmaßen aufweist, ist es wünschenswert, die größeren Partikel an der Körperseite der saugfähigen Schicht anzuordnen, während sieh die kleineren Partikel an der gegenüberliegenden Seite der saugfähigen Schicht befinden. Ein derartiger Aufbau ist in 3 dargestellt, die eine Querschnittsansicht einer saugfähigen Schicht gemäß der vorliegenden Erfindung ist, die eine solche Z-Gradienten-Partikelgrößenverteilung zeigt.
TESTVERFAHREN
Saugfähigkeit unter Last
Die Saugfähigkeit unter Last (AUL) ist ein Test, der die Fähigkeit eins saugfähigen Materials misst, eine Flüssigkeit (0,9 Gewichtsprozent Natriumchloridlösung in destilliertem Wasser) unter einer aufgebrachten Last oder Rückhaltekraft aufzusaugen.
Mit Bezugnahme auf 4 wird die Vorrichtung und das Verfahren zur Bestimmung der AUL beschrieben. Es ist eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung in Position während eines Tests dargestellt. Gezeigt wird ein Laborheber 101 mit einem einstellbaren Knopf 102 zum Heben und Senken der Plattform 103. Ein Laborständer 104 trägt eine Feder 105, die mit einer modifizierten Dickenmesssonde 106 versehen ist, die durch das Gehäuse 107 der Messvorrichtung geht, das fest von dem Laborständer gehalten wird. Ein Plastik-Probenbecher 108, der die zu testende hochsaugfähige (supersaugfähige) Materialprobe enthält, hat einen flüssigkeitsdurchlässigen Boden und ruht in einer Petrischale 109, welche die aufzusaugende Kochsalzlösung enthält. Ein Gewicht 110 ruht auf der Oberseite einer Abstandscheibe (nicht sichtbar), die auf der Oberseite der supersaugfähigen Materialprobe (nicht sichtbar) ruht.
Der Probenbecher besteht aus einem Plastikzylinder mit einem 1 Inch Innendurchmesser und einem Außendurchmesser von 1,25 Inch. Der Boden des Probenbechers wird durch Anheften eines 100-mesh Metallgitters mit 150 Mikron Öffnungen an das Ende des Zylinders gebildet, indem das Gitter über den Schmelzpunkt des Plastiks erwärmt und der Plastikzylinder gegen das heiße Gitter gepresst wird, um das Plastik zu schmelzen und das Gitter mit dem Plastikzylinder zu verbinden. Als Alternative kann das Gitter an das Ende des Zylinders geklebt werden.
Ein modifizierter Dickenmesser, der zur Messung der Ausdehnung der Probe verwendet wird, während diese die Kochsalzlösung aufsaugt, ist ein Mitutoyo Digimatic Indicator, IDC Series 543, Model 543-180, mit einem Bereich von 0–0,5 Inch und einer Genauigkeit von 0,00005 Inch (Mitutoyo Corporation, 31-19, Shiba 5-chome, Minatoku, Tokio 108, Japan). In der von Mitutoyo Corporation gelieferten Form enthält der Dickenmesser eine Feder, die an der Sonde innerhalb des Messvorrichtungsgehäuses befestigt ist. Diese Feder wird zur Bereitstellung einer freifallenden Sonde entfernt, die eine Abwärtskraft von etwa 27 Gramm aufweist. Zusätzlich wird auch der Deckel über der Oberseite der Sonde, der an der Oberseite des Messvorrichtungsgehäuses angeordnet ist, entfernt, so dass die Befestigung der Sonde an der Aufhängefeder 5 möglich ist (erhältlich von McMaster-Carr Supply Co., Chicago, Illinois, Artikelnr. 9640K41), die dazu dient, der Abwärtskraft der Sonde entgegenzuwirken oder diese auf etwa 1 Gramm, ± 0,5 Gramm, zu verringern. Ein Drahthaken kann zur Befestigung an der Aufhängefeder an die Oberseite der Sonde geklebt werden. Die untere Spitze der Sonde ist auch mit einer Verlängerungsnadel versehen (Mitutoyo Corporation, Teil Nr. 131279), so dass die Sonde in den Probenbecher eingeführt werden kann.
Zur Durchführung des Tests wird eine 0,160 Gramm Probe des hochsaugfähigen Materials, das zu einer Partikelgröße zwischen 300 und 600 Mikron gesiebt wurde, in den Probenbecher eingebracht. Die Probe wird dann mit einer Plastikabstandscheibe bedeckt, die 4,4 Gramm wiegt, die etwas kleiner als der Innendurchmesser des Probenbechers ist und dazu dient, die Probe vor einer Beeinträchtigung während des Tests zu schützen. Das 100 Gramm Gewicht wird dann auf die Oberseite der Abstandscheibe aufgebracht, wodurch eine Last von 0,3 Pfund pro Quadratinch ausgeübt wird. Der Probenbecher wird in die Petrischale auf der Plattform des Laborhebers gestellt, die angehoben wird, bis sie mit der Spitze der Sonde in Kontakt gelangt. Die Messvorrichtung wird auf Null gestellt. Eine ausreichende Menge Kochsalzlösung wird für den Beginn des Tests der Petrischale hinzugefügt (50–100 Milliliter). Die Strecke, über welche das Gewicht durch die sich ausdehnende Probe gehoben wird, während diese die Kochsalzlösung aufsaugt, wird von der Sonde gemessen. Diese Strecke, multipliziert mit der Querschnittsfläche im Inneren des Probenbechers, ist ein Maß des Ausdehnungsvolumens der Probe auf Grund der Absorption. Unter Berücksichtigung der Dichte der Kochsalzlösung und des Gewichts der Probe wird die Menge der aufgesaugten Kochsalzlösung leicht berechnet. Das Gewicht der Kochsalzlösung, das nach 60 Minuten aufgesaugt ist, ist der AUL-Wert, ausgedrückt in Gramm Kochsalzlösung absorbiert pro Gramm hochsaugfähigen Materials. Falls erwünscht, können die Ablesungen von der modifizierten Dickenmessvorrichtung kontinuierlich in einen Computer eingegeben werden (Mitutoyo Digimatic Miniprocessor DP-2 DX), um die Berechnungen durchzuführen und AUL-Ablesungen bereitzustellen. Als Gegenprüfung kann die AUL auch durch Bestimmung des Gewichtsunterschiedes zwischen dem Probenbecher vor und nach dem Test bestimmt werden, wobei der Gewichtsunterschied die Menge der Lösung ist, die von der Probe aufgesaugt wird.
Bewertung des Flüssigkeitsauslaufs
Die Bewertung des Flüssigkeitsauslaufs von Verbundstoffen gemäß der vorliegenden Erfindung und Vergleichsverbundstoffen wird wie folgt bestimmt. Insbesondere wird der Flüssigkeitsauslauf durch die Bereitstellung einer Probe, die 15 Inch lang und 4,5 Inch breit ist, bestimmt. Mit Bezugnahme auf 5 wird die Probe 302 in eine Wanne 300 mit einem eingeschlossenen Winkel (Alpha) von 60 Grad eingebracht. Die Wanne 300 definiert einen Schlitz 304, der über die gesamte Breite der Wanne 300 an ihrem tiefsten Punkt verläuft. Die Wanne 300 ist mindestens 4 Inch breiter als die Testprobe 302. Eine Sammelvorrichtung (nicht dargestellt) wird unter die Wanne 300 gestellt, um Flüssigkeit zu sammeln, die durch den Schlitz 304 aus der Wanne 300 läuft. 6 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 6-6 von 5. Wie mit Bezugnahme auf 6 ersichtlich ist, wird Testflüssigkeit an die Testprobe 302 aus einer Düse 306 abgegeben, die einen Durchmesser (a) von 3 Millimeter hat, die an einer peristaltischen Pumpe befestigt ist, die mit einem Pulsationsdämpfer versehen ist. Die Düse wird in einem Abstand (b) von 6,4 Millimetern von der Oberfläche der Testprobe mit einem Abstand (c) von etwa 5,5 Inch vom Ende der Testprobe angeordnet, so dass die Düse im Allgemeinen senkrecht zu der unmittelbar benachbarten Oberfläche der Testprobe 302 liegt. Diese Position sollte während des Tests beibehalten werden. Die Testprobe wird zehn 60 Milliliter-Belastungen mit synthetischem Harn ausgesetzt. Der Harn wird durch die Düse 306 mit einer Rate von etwa 15 Millimeter pro Sekunde und einer Geschwindigkeit von etwa 210 Zentimeter pro Sekunde aufgebracht. Jede der zehn 60 Milliliter-Belastungen wird 15 Minuten nach der unmittelbar vorangehenden Belastung aufgebracht. Die Flüssigkeitsmenge, die durch den Schlitz 304 geht und in der Sammelvorrichtung gesammelt wird, wird (in Gramm) gewogen, und für jede Belastung angegeben. Als allgemeine Regel ist eine um so bessere Wirkungsweise des Verbundstoffes in einem saugfähigen Produkt zu erwarten, je geringer die Auslaufmenge pro Belastung ist.
Die hierin genannte, synthetische Harnzusammensetzung umfasst 0,31 Gramm monobasisches Kalziumphosphatmonohydrat (CaH₄(PO₄)₂H₂O), 0,68 Gramm monobasisches Kaliumphosphat (KH₂PO₄), 0,48 Gramm Magnesiumsulphatheptahydrat (MgSO₄7H₂O), 1,33 Gramm Kaliumsulphat (K₂SO₄), 1,24 Gramm tribasisches Natriumphosphatdodecahydrat (Na₃PO₄12H₂O), 4,4 Gramm Natriumchlorid (NaCl), 3,16 Gramm Kaliumchlorid (KCl), 8,56 Gramm Harnstoff (CO)NH₂)₂, 0,1 Gramm pluronische 10R8 oberflächenaktive Substanz (eine nichtionische oberflächenaktive Substanz, die im Handel von BASF Wyandotte Corporation erhältlich ist) und 1 Gramm Methylparaben und 1 Gramm Germall 115 Koservierungsmittel (im Handel von Santell Chemical Company, Chicago, Illinois, erhältlich) pro Liter unter Verwendung von destilliertem Wasser als Lösemittel. Die Komponenten werden zu 900 Milliliter destilliertem Wasser in der genannten Reihenfolge zugegeben, und jede wird vor der Zugabe der nächsten Komponente aufgelöst. Die Lösung wird schließlich auf 1 Liter verdünnt. Es zeigt sich, dass die Lösung eine Oberflächenspannung von 55 Dyn pro Quadratzentimeter hat.
Beispiele
Die folgenden Materialien werden als erste Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen verwendet.
Probe A
Eine gebundene kardierte Bahn, gebildet aus 60 Gewichtsprozent einer Polyesterfaser mit 5,5 Denier pro Filament, die im Handel von der Tennessee Eastman Company, Kingsport, Tennessee, erhältlich ist, und 40 Gewichtsprozent einer Polyesterfaser mit 2,25 Denier pro Filament, die im Handel von Hoechst-Celanese, Spartansburg, South Carolina, unter der Warenbezeichnung T291 erhältlich ist. Die gebundene kardierte Bahn ist im Handel von Bonnar Fabrics, Greenville, South Carolina, erhältlich. Die kardierte Bahn, die aus den zuvor beschriebenen Fasern gebildet ist, ist mit 18 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Bahn, eines Polyesterbindepulvers, das im Handel von EMS-Chemie, Schweiz, unter der Warenbezeichnung EMS D1287 Polyesterbindepulver erhältlich ist, gebunden. Die gebundene kardierte Bahn hat ein Flächengewicht von 50 Gramm pro Quadratmeter und eine Dichte von etwa 0,044 Gramm pro Kubikzentimeter.
Probe B
Eine gebundene kardierte Bahn, gebildet aus 60 Gewichtsprozent einer Polyesterterephthalatfaser mit 6,0 Denier pro Filament, die im Handel von Hoechst-Celanese unter der Warenbezeichnung T295 erhältlich ist, und 40 Gewichtsprozent einer Hülle-Kern-(Polyethylenhülle/Polyethylenterephthalatkern) Bikomponentenfaser mit 1,8 Denier pro Filament, die im Handel von BASF Corporation, Fibers Division, Williamsburg, Virginia, erhältlich ist, wobei die kardierte Bahn durch ein Durchströmbindungsverfahren gebunden wird. Die Bahn hat ein Flächengewicht von etwa 50 Gramm pro Quadratmeter und eine Dichte von etwa 0,044 Gramm pro Kubikzentimeter.
Probe C
Eine Faserbahn aus spinngebundenen Seite-an-Seite-Bikomponentenfasern, die aus Polyethylen und Polypropylen (50/50) gebildet sind. Die Seite-an-Seite-Bikomponentenfasern haben eine Dicke von 3,0 Denier pro Filament. Die spinngebundene Bahn ist durchströmgebunden. Die Bahn hat ein Flächengewicht von 54 Gramm pro Quadratmeter und eine Dichte von 0,032 Gramm pro Kubikzentimeter. Die Bahn wird mit der Unterseite nach oben verwendet (der Düse 306 während des Test am nächsten).
Probe D
Eine Bahn wird gebildet, wie in Verbindung mit Probe C beschrieben wurde, mit der Ausnahme, dass die Bahn mit der Oberseite nach oben verwendet wird.
Probe E
Eine luftgebildete Bahn wird gebildet, umfassend 50 Gewichtsprozent einer Polyethylenterephthalatfaser mit 6,5 Denier pro Filament, die im Handel von Tennessee Eastman unter der Warenbezeichnung Kodel^® 431 erhältlich ist, und 50 Gewichtsprozent einer Polyethylen/Polypropylen-Bikomponentenfaser (Polyethylenhülle/Polypropylenkern) mit 3,3 Denier pro Filament und einer Länge von 6 Millimeter, die im Handel von Danaklon A/S, Dänemark, erhältlich ist. Die luftgebildete Bahn wird bei einer Temperatur durchströmgebunden, die zum Schmelzen der Polyethylenhülle der Bikomponentenfaser ausreichend ist. Die gebildete Bahn hat ein Flächengewicht von 58 Gramm pro Quadratmeter und eine Dichte von etwa 0,026 Gramm pro Kubikzentimeter.
Probe F
Eine luftabgelegte Bahn, umfassend 50 Gewichtsprozent Zellstoffflaumfasern, die im Handel von Weyerhaeuser Company, Tacoma, Washington, unter der Warenbezeichnung NF-105 erhältlich ist, und 50 Gewichtsprozent einer schmelzgeblasenen Polypropylenfaser mit einem Durchmesser von etwa 10 Mikrometer. Die luftgebildete Bahn hat ein Flächengewicht von etwa 75 Gramm pro Quadratmeter und eine Dichte von etwa 0,048 Gramm pro Kubikzentimeter.
Probe G
Eine luftabgelegte Bahn, umfassend Zellstoffflaum und schmelzgeblasene Polypropylenfaser wird wie oben beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Bahn mit einem Flächengewicht von etwa 125 Gramm pro Quadratmeter und einer Dichte von etwa 0,05 Gramm pro Kubikzentimeter gebildet wird.
Die zweite Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen umfasst eine luftabgelegte Wattierung aus Zellstoffflaum, die im Handel von der Kimberly-Clark Corporation unter der Warenbezeichnung CR-54 erhältlich ist (20 Prozent Hartholz, 80 Prozent Weichholz). Die luftabgelegte Wattierung hat ein Flächengewicht von 115 Gramm pro Quadratmeter und eine Dichte von 0,12 Gramm pro Kubikzentimeter. Die saugfähige Schicht wird mit 70 Gewichtsprozent eines hochsaugfähigen Supersaugkörpermaterials, das im Handel von Hoechst-Celanese unter der Warenbezeichnung IM-5000P erhältlich ist; 17 Gewichtsprozent Zellstoffflaum, der im Handel von der Kimberly-Clark-Corporation unter der Warenbezeichnung CR-54 erhältlich ist; und etwa 13 Gewichtsprozent Wasser gebildet. Die saugfähige Schicht wird auf eine Cellulosehüllschicht mit einem Flächengewicht von etwa 11 Gramm pro Quadratmeter luftabgelegt. Ein 4-Inch breiter Streifen aus Zellstoffflaum, supersaugfähigem Material und Wasser wird auf einer 7 Inch breiten Cellulosehüllschicht gebildet. Eine 3,5 Inch breite Cellulosehüllschicht wird auf der Oberseite der Mischung aus Flaum und Supersaugkörper abgelegt, wobei die zusätzliche Breite der unteren Hüllschicht über die Kanten der Mischung aus Flaum und Supersaugkörper gefaltet wird, so dass eine vollständig eingeschlossene saugfähige Schicht entsteht. Die Komponenten aus Zellstoffflaum, supersaugfähigem Material und Wasser werden auf der unteren Hüllschicht in der folgenden Reihenfolge gebildet: Zellstoffflaum, supersaugfähiges Material und Wasser. Im gebildeten Zustand trennen sich die supersaugfähigen Partikel mit einem größeren Partikeldurchmesser an der Seite des saugfähigen Kerns ab, die der 3,5 Inch breiten Celluloseumhüllungsschicht am nächsten liegt. Diese Seite der saugfähigen Schicht weist nach oben. Die saugfähige Schicht hat ein Flächengewicht von etwa 452 Gramm pro Quadratmeter und eine Dichte von etwa 0,25 Gramm pro Kubikzentimeter. Nach der Bildung wird die saugfähige Schicht in einen Gleichgewichtszustand gebracht, indem sie über einen Zeitraum von 30 Tagen Raumbedingungen ausgesetzt wird.
Bei der Bildung der Verbundstoffe der vorliegenden Erfindung wird eine erste Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen, die aus den zuvor beschriebenen Proben ausgewählt wird, mit einer saugfähigen Schicht und der zweiten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen, die zuvor beschrieben wurde, in Schichten angeordnet. Die saugfähige Schicht liegt zwischen der ersten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen und der zweiten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen, wobei die erste Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen während des Tests der Düse 306 am nächsten liegt. Die dreilagigen Verbundstoffe werden dann auf einen Polyethylenfilm mit einer Dicke von 1 mil gelegt und es werden Proben mit einer Länge von 15 Inch und einer Breite von 4 Inch aus den Verbundstoffen geschnitten. Die derart hergestellten Proben werden einem Bewertungstest des Flüssigkeitsauslaufs unterzogen, wie zuvor beschrieben wurde. Da die saugfähige Schicht und die zweite Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen in jedem der Verbundstoffe gleich sind, sind die Verbundstoffe durch das verwendete erste Material zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen identifiziert. Es ist offensichtlich, dass jede der Proben nicht nur die erste Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen umfasst, sondern auch eine saugfähige Schicht, eine zweite Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen und die untere Rückschicht aus Polyethylenfilm. Die Ergebnisse der Bewertung des Flüssigkeitsauslaufs sind in Tabelle 1 angeführt.
Tabelle 1 Flüssigkeitsauslauf (Gramm)
Für Vergleichszwecke werden die Verbundstoffe, die ein erstes Material zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen aus den zuvor beschriebenen Materialien, und eine saugfähige Schicht umfassen, auf der Polyethylenfilmrückschicht gebildet. Diese Verbundstoffe beinhalten nicht die zweite Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen und stellen nicht die vorliegende Erfindung dar. Diese Verbundstoffe (die auch durch die Zusammensetzung der ersten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen identifiziert sind) werden dem Bewertungstest des Flüssigkeitsauslaufs unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angeführt.
Tabelle 2 Flüssigkeitsauslauf (Gramm)
Wie mit Bezugnahme auf die Tabellen 1 und 2 ersichtlich ist, verbessert die Gegenwart der zweiten Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen die Wirkungsweise der Testverbundstoffe im Bewertungstest des Flüssigkeitsauslaufs deutlich. Natürlich ist die erwartete Wirkungsweise des Verbundstoffes in einem saugfähigen Artikel, wie einer Windel, um so besser, je geringer der Flüssigkeitsauslauf ist. Des Weiteren ist erkennbar, dass die ersten Schichten zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen, die eine relativ hohe Konzentration an synthetischen Fasern aus Polymermaterial enthalten, eins bessere Wirkungsweise zeigen als eine erste Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen, die bis zu 50 Gewichtsprozent Zellstoffflaum enthält (ohne zu einem wesentlich höheren Flächengewicht überzugehen).
7 und 8 zeigen graphisch die Ergebnisse, die in Tabelle 1 bzw. 2 angeführt sind. Wie mit Bezugnahme auf
7 und 8 erkennbar ist, stellen die verschiedenen Balkendiagramme den Auslauf für die erste Belastung, und den durchschnittlichen Auslauf pro Belastung für die ersten drei Belastungen und die ersten sechs Belastungen dar.
Obgleich die Erfindung ausführlich mit Bezugnahme auf ihre spezifischen Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist offensichtlich, dass Fachleute, angesichts des Vorhergesagten, sofort Änderungen, Variationen und Entsprechungen dieser Ausführungsbeispiele entwickeln können. Daher sollte der Umfang der vorliegenden Erfindung als jener der beiliegenden Ansprüche und deren Entsprechungen bewertet werden.

Claims

Saugfähiges Produkt, umfassend eine saugfähige Struktur (10), eine flüssigkeitsundurchlässige, körperseitige Deckschicht (22) und eine im Wesentlichen flüssigkeitsundurchlässige äußere Abdeckung (24), wobei die saugfähige Struktur (10) zwischen der Deckschicht (22) und der äußeren Abdeckung (24) angeordnet ist, wobei das saugfähige Produkt dadurch gekennzeichnet ist, dass die saugfähige Struktur aus folgendem besteht: einer ersten Schicht (12) zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen, die eine Faserbahn umfasst, wobei die Bahn 50 bis 100 Gew.-% synthetische Polymerfasern umfasst, die aus hydrophobem Material gebildet sind, wobei die erste Schicht (12) zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen ein Flächengewicht von 20 bis 200 Gramm pro Quadratmeter und eine Dichte von 0,01 bis 0,12 Gramm pro Kubikzentimeter aufweist; einer zweiten Schicht (16) zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen, die eine Faserbahn umfasst, wobei die Bahn 55 bis 100 Gew.-% hydrophile Fasern umfasst, wobei die zweite Schicht (16) zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen ein Flächengewicht von 20 bis 200 Gramm pro Quadratmeter und eine Dichte von 0,04 bis 0,2 Gramm pro Kubikzentimeter aufweist; und einer saugfähigen Schicht (14), die zwischen der ersten (12) und zweiten (16) Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen angeordnet ist, und mit ihnen in flüssiger Verbindung steht, wobei die saugfähige Schicht (14) Mittel zum Enthalten von hochsaugfähigem Material umfasst und, auf der Grundlage des Gesamtgewichts der saugfähigen Schicht (14), 50 bis 100 Gew.-% hochsaugfähiges Material umfasst, das durch die Mittel zum Enthalten von hochsaugfähigem Material aufgenommen ist, wobei die saugfähige Schicht (14) ein Flächengewicht von 200 bis 1000 Gramm pro Quadratmeter und eine Dichte von 0,06 bis 0,4 Gramm pro Kubikzentimeter aufweist, wobei die Dichte der saugfähigen Schicht (14) um wenigstens 30 höher ist als die Dichte sowohl der ersten (12) als auch der zweiten (16) Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen, die erste Schicht (12) zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen zwischen der körperseitigen Deckschicht (22) und der saugfähigen Schicht (14) angeordnet ist, die Dichte der ersten (12) und der zweiten (16) Schicht zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen sich um wenigstens 20% von der Dichte der Schicht mit der geringsten Dichte unterscheidet und die Dichte der ersten Schicht (12) zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen geringer ist als die Dichte der zweiten Schicht (16) zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen; und dass die erste Schicht (12) zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen im Gebrauch zwischen dem Körper eines Trägers und der saugfähigen Schicht (14) angeordnet ist.
Saugfähiges Produkt gemäß Anspruch 1, wobei die erste Schicht (12) zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen durch ein Verfahren gebildet wird, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Schmelzblasen, Spinnbindeverfahren, Kardieren und Luftablegen besteht.
Saugfähiges Produkt gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die synthetischen Polymerfasern aus einem Material gebildet sind, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyolefinen, Polyestern, Polyamiden und Acrylharzderivaten besteht.
Saugfähiges Produkt gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Schicht (12) zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen ein Flächengewicht von 30 bis 150 Gramm pro Quadratmeter aufweist.
Saugfähiges Produkt gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Schicht (16) zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen 100 Gew.-% Cellulosefasern umfasst.
Saugfähiges Produkt gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Schicht (16) zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen ein Flächengewicht von 50 bis 150 Gramm pro Quadratmeter aufweist.
Saugfähiges Produkt gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die saugfähige Schicht (14) 60 bis 95 Gew.-% eines hochsaugfähigen Materials umfasst, das von den Mitteln zum Enthalten von hochsaugfähigem Material aufgenommen ist.
Saugfähiges Produkt gemäß Anspruch 7, wobei die saugfähige Schicht (14) 70 bis 90 Gew.-% eines hochsaugfähigen Materials umfasst, das von den Mitteln zum Enthalten von hochsaugfähigem Material aufgenommen ist.
Saugfähiges Produkt gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die saugfähige Schicht (14) ein Flächengewicht von 250 bis 750 Gramm pro Quadratmeter aufweist.
Saugfähiges Produkt gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die saugfähige Schicht (14) Löcher ausbildet.
Saugfähiges Produkt gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die saugfähige Schicht (14) Bereiche mit reduziertem Flächengewicht umfasst.
Saugfähiges Produkt gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das hochsaugfähige Material in Form von Partikeln oder Kugeln vorliegt, die unterschiedliche maximale Querschnittsmaße aufweisen, wobei die größeren Partikel auf der Seite der saugfähigen Schicht (14) angeordnet sind, die im Gebrauch dem Träger am nächsten ist.
Saugfähiges Produkt gemäß Anspruch 1, wobei die Faserbahn der ersten Schicht (12) zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen ein Flächengewicht von 30 bis 150 Gramm pro Quadratmeter und eine Dichte von 0,015 bis 0,1 Gramm pro Kubikzentimeter aufweist, die zweite Schicht (16) zur Bewältigung von Flüssigkeitsschwällen ein Flächengewicht von 50 bis 150 Gramm pro Quadratmeter, und eine Dichte von ungefähr 0,06 bis 0,16 Gramm pro Kubikzentimeter aufweist; und die saugfähige Schicht (14) ein Flächengewicht von 250 bis 750 Gramm pro Quadratmeter und eine Dichte von 0,12 bis 0,35 Gramm pro Kubikzentimeter aufweist.
Saugfähiges Produkt gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mittel zum Enthalten des hochsaugfähigen Materials eine Faserbahn umfassen.