DE69411002T2

DE69411002T2 - Absorbierendes material, versehen mit oberer zone niedriger dichte und niedrigem spezifischem gewicht

Info

Publication number: DE69411002T2
Application number: DE69411002T
Authority: DE
Inventors: Danny Raymond West Chester Oh 45069 Moore; Michael Cincinnati Oh 45240 Payne; Roberts William Hamilton Oh 45011 Perkins
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1993-04-05
Filing date: 1994-03-22
Publication date: 1998-10-29
Anticipated expiration: 2014-03-23
Also published as: HU219919B; NO953924D0; EP0692954B1; FI954729A0; CZ283819B6; CA2159807A1; NO953924L; ES2117265T3; CZ260495A3; SG49677A1; FI954729A; KR100322309B1; JPH08508662A; WO1994023761A2; BR9406039A; US5348547A; EP0692954A1; KR960701669A; ATE167047T1; CA2159807C

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft absorbierende Bauteile (faserige Bahnstrukturen) mit einer Erfassungsschichte, die eine homogene Zusammensetzung von hydrophilem faserigen Material umfaßt, und einer Speicherschichte, die eine Mischung von hydrophilem faserigen Material und diskreten Partikeln aus absorbierendem gelbildenden Material umfaßt. Insbesondere betrifft die Erfindung einen zweischichtigen absorbierenden Bauteil, welcher eine Effassungsschichte mit einer Erfassungszone, die eine relativ niedrigere mittlere Dichte und ein relativ niedrigeres mittleres Flächengewicht aufweist, im Bereich der typischen Flüssigkeitsablegung umfaßt, um Flüssigkeiten innerhalb des absorbierenden Bauteils rascher zu erfassen und zu verteilen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Absorbierende Artikel, wie Wegwerfwindeln, Inkontinenzkissen für Erwachsene, Hygienevorlagen und dergleichen, sind im allgemeinen mit absorbierenden Bauteilen, nämlich faserigen bahnartgen Strukturen ausgestattet, die verillzte Fasermassen umfassen, um Körperfluide zu empfangen und zu halten. Damit solche absorbierenden Artikel wirksam funktionieren, müssen die absorbierenden Bauteile die Körperfluide rasch in die Struktur vom Punkt der Aufbringung erfassen und anschließend die Fluide in dem absorbierenden Bauteil und über denselben hin verteilen, um eine maximale Flüssigkeitsaufnahme zu schaffen. Zusätzlich dazu sollten die absorbierenden Bauteile imstande sein, bei Unter-Belastung-gesetzt-sein Flüssigkeiten zurückzuhalten. Die Versuche des Stands der Technik zur Verbesserung der Wirksamkeit solcher absorbierender Bauteile inkludierten das Verteilen von Partikeln aus absorbierendem gelbildenden Material in dem absorbierenden Bauteil oder in Abschnitten desselben. Zum Beispiel offenbart das US-Patent 4,610.678 mit dem Titel "High-Density Absorbent Structures" (Hochdichte absorbierende Strukturen), das am 9. September 1986 an Paul T. Weisman und Stephen A. Goldman erteilt wurde, absorbierende Bauteile, in welchen Partikel aus absorbierendem gelbildenden Material (Hydrogel) in einer im Luftstrom gelegten Bahn aus hydrophilem Fasermaterial dispergiert und dann auf eine bestimmte Dichte komprimiert werden. Zusätzlich dazu offenbart das US-Patent 4,673.402, das den Titel "Absorbent Articles With Dual-Layered Cores" (Absorbierende Artikel mit doppelschichtigen Kernen) hat und am 16. Juni 1:987 an Paul T. Weisman, Dawn I. Houghton und Dale A. Gellert erteilt wurde, einen zweischichtigen absorbierenden Kern, in welchem eine absorbierende Erfassungsschichte oberhalb einer darunterliegen den Fluidspeicherschichte liegt, die im wesentlichen aus einer gleichmäßigen Kombination von hydrophilem faserigen Material und diskreten Partikel aus absorbierendem gelbildenden Material besteht.
Andere Literaturstellen, die zweischichtige absorbierende Bauteile in Kombination mit absorbierenden gelbildenden Materialien offenbaren, sind die veröffentlichten PCT-Anmeldungen WO 91/11162, WO 91/11163 und WO 91/11165, die alle am 8. August 1991 veröffentlicht wurden. Die veröffentlichten Patentanmeldungen sind jeweils namens von The Procter & Gamble Company angemeldet worden.
Weitere Literaturstellen, die mehrschichtige absorbierende Strukturen offenbaren, sind FR 2,618.984, GB 2,055.297 und WO 34/11830, die übereinanderliegende Schichten mit unterschiedlichen Dichten umfassen. Sie umfassen mindestens eine fluidaufnehmende Schichte mit niedrigerer Dichte, mindestens eine Fluidspeicherschichte mit einer höheren Dichte und absorbierendes gelbildendes Material.
Das US-Patent 5,047.023, das den Titel "Absorbent Members Having Low Density and Basis Weight Acquisition Zones" (Absorbierende Bauteile mit Erfassungszonen, die niedrige Dichte und niedriges Flächengewicht aufweisen) hat und am 10. September 1991 an Charles J. Berg erteilt wurde, und das US-Patent 4,834.735, das den Titel "High Density Absorbent Members Having Lower Density and Basis Weight Acquisition Zones" (Absorbierende Bauteile mit hoher Dichte, die Erfassungszonen mit niedrigerer Dichte und niedrigerem Flächengewicht aufweisen) hat und am 30. Mai 1989 an Miguel Alemany und Charles J. Berg erteilt wurde, offenbaren absorbierende Artikel, in denen solche absorbierenden gelbildenden Materialien in absorbierende Bauteile, die selektive Verdichtungen aufweisen, eingebaut sind.
Absorbierende gelbildende Materialien sind polymere Materialien, die im Verhältnis zu ihrem Gewicht zur Absorption großer Mengen von Flüssigkeiten, wie etwa Wasser und Körperausscheidungen, imstande sind und die weiters imstande sind, solche absorbierte Flüssigkeiten unter mäßigen Drükken zurückzuhalten. Diese Absorptionsmerkmale von absorbierenden gelbildenden Materialien machen dieselben zum Eingebautwerden in absorbierende Artikel, wie etwa Wegwerfwindeln, Inkontinenzkissen für Erwachsene, Hygienevorlagen und dergleichen, besonders nutzbar. Trotz der extrem guten Absorptionseigenschaften solcher absorbierender gelbildender Materialien wurde deren Leistungsfähigkeit bei Verwendung in wegwerfbaren absorbierenden Artikeln jedoch noch nicht optimiert.
Die Wirksamkeit von absorbierenden gelbildenden Materialien in wegweribaren absorbierenden Artikeln hängt stark von der Form, Position, Größe und/oder der Art und Weise, in welcher die Partikel aus absorbierendem gelbildenden Material in den absorbierenden Bauteil eingebaut sind, ab. Ein Weg, um die Absorptionskapazität eines absorbierenden Artikels theoretisch zu erhöhen, wäre die Steigerung der Menge des absorbierenden gelbildenden Materials in dem absorbierenden Bauteil. Leider kann jedoch die Wirksamkeit von absorbierenden Bauteilen, die höhere Konzentrationen von Partikeln aus absorbierendem gelbildenden Material enthalten, durch ein Phänomen nachteilig beeinflußt werden, welches Gelblockierung genannt wird. Der Ausdruck "Gelblockierung" beschreibt eine Situation, die dann auftritt, wenn ein Partikel aus absorbierendem gelbildenden Material benetzt wird, wobei die Oberfläche der Partikel aufquillt, sodaß Flüssigkeitsübertragung in das Innere des absorbierenden Bauteils verhindert wird. Die Durchnässung des Inneren des absorbierenden Bauteils findet daher über einen sehr langsamen Diffusionsprozeß statt. Praktisch gesagt bedeutet das, daß die Erfassung von Flüssigkeiten durch den absorbierenden Bauteil wesentlich langsamer erfolgt als die Ausscheidung der zu absorbierenden Flüssigkeit und daß ein Auslaufen aus dem absorbierenden Artikel sehr wohl stattfinden kann, bevor die Partikel des absorbierenden gelbildenden Materials in dem absorbierenden Bauteil vollständig gesättigt sind oder bevor die Flüssigkeit an den "blockierenden" Partikeln vorbei in den Rest des absorbierenden Bauteils diffundieren oder gesaugt werden kann. Oft bleiben die Speicherkapazitäten von Zonen des absorbierenden Bauteils, die von der Flüssigkeitsablegung weiter entfernt sind, ungenützt.
Ein anderer Grund, weshalb viele absorbierende Artikel zum Auslaufen neigen, ist die Unfähigkeit, zweite und anschließende Ausscheidungen von Fluid aufzunehmen, selbst wenn die erste Ausscheidung wirksam absorbiert wurde. Nach dem Auftreten einer Fluidausscheidung neigt das Fluid dazu, in dem dem Ausscheidungsort naheliegenden Bereich zu verbleiben. Das ist auf die Unfähigkeit des absorbierenden Kerns zurückzuführen, ausgeschiedenes Fluid von dem Bereich der Ausscheidung wegzutransportieren, sobald die Absorptionskapazität dieses Bereichs den Sättigungspunkt erreicht hat.
In absorbierenden Bauteilen, die vergleichsweise höhere Konzentrationen absorbierender gelbildender Materialien mit dem Zweck einer höheren Speicherkapazität eingebaut enthalten, wird das Problem durch die Tatsache erschwert, daß zur Steigerung der Menge des absorbierenden gelbildenden Materials bei Aufrechthaltung einer konstanten Dicke weniger hydrophiles faseriges Material in die Speicherschichte aufgenommen werden kann. Die Rolle des faserigen Materials bei der Schaffung von Saugfähigkeit innerhalb der Speicherschichte, die das absorbierende gelbildende Material enthält, und bei der Aufrechterhaltung einer Matrix aus Faser/absorbierendem gelbildenden Material wird stark herabgesetzt, wodurch eine andere Methode der Erfassung und Verteilung von Fluid innerhalb des absorbierenden Bauteils zu Bereichen der Speicherschichte, die von der Flüssigkeitseinführung abgelegen sind, notwendig wird.
Somit wäre es vorteilhaft, einen mehrschichtigen absorbierenden Bauteil vorzusehen, der Flüssigkeiten in seinem Inneren rascher erfaßt und verteilt und dabei die Gelblockierung in der Speicherschichte während der Phase der Flüssigkeitserfassung minimal hält. Daher ist es ein erstes Ziel der vorliegenden Erfindung, verbesserte absorbierende Bauteile zur Verfügung zu stellen, die besonders wirksam und wirkungsvoll in ihrer Ausnützung von absorbierenden gelbildenden Materialien sind.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, absorbierende Bauteile mit verbesserter Kapazität und Effizienz durch Nutzung einer Erfassungsschichte von selektiv verdichtetem, hydrophilem faserigen Material, um Fluid wirksam zu erfassen und in eine Speicherschichte zu verteilen, welche eine vergleichsweise höhere Konzentration von absorbierendem gelbildenden Material enthält, zur Verfügung zu stellen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung stellt absorbierende Artikel zur Verfügung, wie etwa Wegwerfwindeln, Inkontinenzkissen, Hygienevorlagen oder dergleichen, welche absorbierende Bauteile enthalten, die zum Erfassen und Halten von Flüssigkeiten in einer besonders wirksamen und wirkungsvollen Weise geeignet sind. Solche absorbierende Artikel umfassen in der Regel ein flüssigkeitsdurchlässiges Deckblatt, ein üblicherweise flüssigkeitsundurchlässiges Rückenblatt und einen absorbierenden Bauteil, der zwischen dem Deckblatt und dem Rückenblatt angeordnet ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft zweischichtige absorbierende Bauteile jener Art, die eine absorbierende Erfassungsschichte aufweisen, die eine homogene Zusammensetzung von hydrophilem faserigen Material in Fluidkommunikation mit einer Speicherschichte umfaßt, welche ihrerseits eine Mischung von hydrophilem faserigen Material und diskreten Partikeln aus absorbierendem gelbildenden Material mit spezieller Größenverteilung der Partikel enthält. Die Erfassungsschichte hat eine obere Oberfläche, die das etwa 0,70- bis etwa 1,0-fache der oberen Oberfläche der Speicherschichte ausmacht. Der absorbierende Bauteil ist in der Regel im Verhältnis zum Rückenblatt des absorbierenden Artikels so positioniert, daß mindestens etwa 75 % des absorbierenden gelbildenden Materials innerhalb des vorderen Zweidrittel-Abschnitts des absorbierenden Artikels angetroffen werden. Die Erfassungszone der Erfassungsschichte ist ebenso in der Regel im Verhältnis zum Rückenblatt so angeordnet, daß sie vollständig innerhalb des vorderen Zweidrittel-Abschnitts des absorbierenden Artikels vorgesehen ist.
Die Erfassungsschichte hat eine Verteilungszone mit einer relativ hohen Dichte und einem relativ hohen Flächengewicht zur Verteilung und Dispergierung von Flüssigkeiten, die durch die Erfassungsschichte erfaßt wurden, zu der darunterliegenden Speicherschichte und hat eine Erfassungszone mit einer relativ niedrigeren mittleren Dichte und einem relativ niedrigeren mittleren Flächengewicht als die Verteilungszone, um ausgeschiedene Flüssigkeiten rasch zu erfassen und temporär zu halten. Die Erfassungszone verteilt dann das Fluid rasch an die Speicherschichte und an die angrenzende Verteilungszone, sodaß sie frei wird, um eine anschließende Fluidausscheidung zu erfassen.
Übereinstimmend mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Erfassungszone in Richtung zum Vorderteil des absorbierenden Bauteils so ausgerichtet, daß die Erfassungszone im Bereich der typischen Flüssigkeitsablegung angeordnet werden kann. Die Erfassungszone hat auch eine solche Größe, daß die obere Oberfläche der Erfassungszone weniger als etwa 50 % der oberen Oberfläche der Erfassungsschichte des absorbierenden Bauteils ausmacht.
In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung werden Partikel von absorbierendem gelbildenden Material mit einer solchen Partikelgrößenverteilung, daß die Partikel eine massegemittelte Partikelgröße von mehr als oder gleich etwa 400 Mikron aufweisen, mit hydrophilem faserigen Material gemischt, um die Gelblockierung zu minimieren und/oder um zu helfen, eine offene kapillare Struktur innerhalb der Speicherschichte aufrechtzuerhalten, um einen ebenen Transport von Flüssigkeiten weg von dem Bereich der typischen Flüssigkeitsablegung hin zu dem Rest des absorbierenden Bauteils zu begünstigen. Zusätzlich dazu wird die Verteilung der Partikelgröße des absorbierenden gelbildenden Materials kontrolliert, um die Absorptionskapazität und Absorptionswirksamkeit der in dem absorbierenden Bauteil verwendeten Partikel zu verbessern. Die Mischung aus hydrophilem faserigen Material und relativ großen Partikein von absorbierendem gelbildenden Material in Kombination mit einer Erfassungsschichte, die eine Erfassungszone mit relativ niedriger Dichte und niedrigem Flächengewicht aufweist, liefert einen verbesserten absorbierenden Bauteil.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Obwohl die Beschreibung mit Ansprüchen schließt, die den die vorliegende Erfindung bildenden Gegenstand speziell herausarbeiten und unterscheidend beanspruchen, wird angenommen, daß die Erfindung anhand der folgenden Beschreibung zusammen mit den angeschlossenen Zeichnungen besser verstanden werden wird, in welchen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Wegwerfwindel ist, wobei ein Großteil des Deckblatts weggeschnitten wurde, um den darunterliegenden absorbierenden Bauteil der Windel deutlicher zu zeigen;
Fig. 2 ein Längsschnitt nur des absorbierenden Bauteils der Wegwerfwindel ist, der entlang der Schnittlinie 2-2 von Fig. 1 vorgenommen wurde;
Fig. 3 ein Querschnitt nur des absorbierenden Bauteils der Wegwerfwindel ist, der entlang der Schnittlinie 3-3 von Fig. 1 vorgenommen wurde;
Fig. 4 perspektivische Darstellung des absorbierenden Bauteils der in der Fig. 1 gezeigten Wegwerfwindel ist;
Fig. 5 ein Querschnitt ähnlich dem von Fig. 3 ist, der schematisch den typischen Fluidstrom innerhalb des absorbierenden Bauteils darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die erfindungsgemäßen absorbierenden Bauteile werden hierin unter Bezugnahme auf ihre Verwendung in wegwerfbaren absorbierenden Artikeln beschrieben; es versteht sich jedoch, daß die mögliche Anwendung der erfindungsgemäßen absorbierenden Bauteile nicht auf wegwerfbare absorbierende Artikel beschränkt sein soll. Wie er hierin verwendet wird, bezieht sich der Ausdruck "wegwerfbarer absorbierender Artikel" auf Artikel, die Körperexsudate absorbieren und halten, und bezieht sich insbesondere auf Artikel, die an dem Körper oder in der Nähe des Körpers des Trägers angeordnet sind, um verschiedene vom Körper ausgeschiedene Exsudate zu absorbieren und aufzunehmen, und die dazu gedacht sind, nach einer einzigen Verwendung weggeworfen zu werden (d.h. sie sind nicht dazu gedacht, gewaschen oder auf andere Weise wiederhergestellt oder wiederverwendet zu werden). Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines wegwerfbaren absorbierenden Artikels, eine Windel 20, ist in Fig. 1 dargestellt. Wie er hierin verwendet wird, bezieht sich der Ausdruck "Windel" auf ein Kleidungsstück, das im allgemeinen von Kleinkindern und inkontinenten Personen getragen wird und das um den Unterleib des Trägers getragen wird. Es versteht sich jedoch, daß die vorliegende Erfindung auch auf andere wegwerfbare absorbierende Artikel, wie etwa Inkontinenzhosen, Inkontinenzkissen, Hygienevorlagen und dergleichen, anwendbar ist.
Fig. 1 ist eine Draufsicht auf die Windel 20 gemäß der vorliegenden Erfindung in ihrem ausgestreckten unkontrahierten Zustand (d.h. wobei alle Gummi-induzierte Kontraktion entfernt wurde), wobei Abschnitte der Struktur weggeschnitten sind, um die Konstruktion der Windel 20 deutlicher zu zeigen, und wobei der Abschnitt der Windel 20, der mit dem Träger in Kontakt ist, zum Betrachter gerichtet ist. In Fig. list die Windel 20 so dargestellt, daß sie einen vorderen Taillenbandbereich 22, einen hinteren Taillenbandbereich 24, einen Schrittbereich 26 und einen Umfang 28, der durch die äußeren Ränder der Windel definiert ist, aufweist, wobei die Längsränder mit 30 und die Endränder mit 32 bezeichnet sind. Die Windel weist zusätzlich dazu eine querverlaufende Mittellinie mit der Bezeichnung 34 und eine längsverlaufende Mittellinie mit der Bezeichnung 36 auf.
Vorzugsweise umfaßt die Windel 20 ein flüssigkeitsdurchlässiges Deckblatt 38; ein in der Regel flüssigkeitsundurchlässiges Rückenblatt 40; einen absorbierenden Bauteil 42; und elastische Bauteile 44. Obwohl das Deckblatt 38, das Rückenblatt 40, der absorbierende Bauteil 42 und die elastischen Bauteile 44 in einer Vielzahl allgemein bekannter Konfigurationen zusammengebaut sein können, ist eine bevorzugte Windelkonfiguration allgemein im US-Patent 3,860.003 beschrieben, das den Titel "Contractible Side Portions für Disposable Diaper" (Kontrahierbare Seitenabschnitte für Wegwerfwindel) hat und am 14. Jänner 1975 an K. B. Buell erteilt wurde.
Fig. 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Windel 20, in welcher das Deckblatt 38 und das Rückenblatt 40 koexentensiv sind und Längen- und Breitendimensionen haben, die im allgemeinen größer sind als die des absorbierenden Bauteils 42. Das Deckblatt 38 ist mit dem Rückenblatt 40 verbunden und oberhalb desselben angeordnet, wodurch der Umfang 28 der Windel 20 gebildet wird. Der Umfang 28 definiert die äußere Umgrenzung oder die Ränder der Windel 20. Der Umfang 28 umfaßt die Endränder 32 und die Längsränder 30. Die Fig. 2 und 3 sind Längs- bzw. Querschnittansichten nur des absorbierenden Bauteils 42, der in Fig. 1 gezeigt ist.
Die Windel 20 weist vordere und hintere Taillenbandbereiche 22 bzw. 24 auf, die sich von den Endrändern 32 des Windelumfangs 28 gegen die querverlaufende Mittellinie 34 der Windel in einem Abstand von etwa 2 % bis etwa 10 %, vorzugsweise etwa 5 %, der Länge der Windel 20 erstrecken. Die Taillenbandbereiche umfassen jene oberen Abschnitte der Windel 20, die beim Tragen die Tarne des Trägers umgeben. Der Schrittbereich 26 ist jener Abschnitt der Windel 20, der zwischen den Tailienbandbereichen 22 und 24 liegt, und er umfaßt jenen Abschnitt der Windel 20, der beim Tragen zwischen den Beinen des Trägers angeordnet ist und den Unterleib des Trägers bedeckt. Somit definiert der Schrittbereich 26 die Zone der typischen Flüssigkeitsablegung für eine Windel 20 oder einen anderen wegwerfbaren absorbierenden Artikel.
Das Deckblatt 38 ist nachgiebig, fühlt sich weich an und irritiert die Haut des Trägers nicht. Weiters ist das Deckblatt 38 flüssigkeitsdurchlässig und gestattet Flüssigkeiten, rasch über seine Dicke hin einzudringen. Ein geeignetes Deckblatt 38 kann aus einer großen Vieffalt von Materialien hergestellt werden, wie etwa porösen Schaumstoffen, vernetzten Schaumstoffen, Kunststoff-Folien mit Öffnungen, natürlichen Fasern (z.B. Holz- oder Baumwollfasern), synthetischen Fasern (z.B. Polyester- oder Polypropylenfasern) oder aus einer Kombination natürlicher und synthetischer Fasern. Vorzugsweise ist das Deckblatt 38 aus einem hydrophoben Material hergestellt, um die Haut des Trägers vor den Flüssigkeiten im absorbierenden Bauteil 42 zu schützen.
Ein besonders bevorzugtes Deckblatt 38 umfaßt Polyproyplenfasern von Stapellänge mit einem Denier-Wert von etwa 1,5, wie etwa Polypropylen Hercules Typ 151, das von der Hercules Inc. in Wilmington, Delaware, auf den Markt gebracht wird. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Fasern mit Stapellänge" auf solche Fasern, die eine Länge von mindestens etwa 15,9 mm (0,62 Inch) aufweisen.
Es besteht eine Reihe von Herstellungsverfahren, die zur Herstellung des Deckblatts 38 verwendet werden können. Zum Beispiel kann das Deckblatt 38 Gewebe, Faservlies, Spinnvlies, kardiert oder dergleichen sein. Ein bevorzugtes Deckblatt ist kardiert und thermisch mit Hilfe von Mitteln gebunden, die dem Fachmann auf dem Gebiet der Textilien allgemein bekannt sind. Vorzugsweise hat das Deckblatt 38 ein Gewicht von etwa 18 bis etwa 25 Gramm pro Quadratmeter, eine minimale Trockenreißfestigkeit von mindestens etwa 400 Gramm pro Zentimeter in Maschinenrichtung und eine Naßreißfestigkeit von mindestens etwa 55 Gramm pro Zentimeter quer zur Maschinenrichtung.
Das Rückenblatt 40 ist in der Regel für Flüssigkeiten undurchlässig und ist vorzugsweise aus einer dünnen Kunststoff-Folie hergestellt, obwohl auch andere flexible flüssigkeitsundurchlässige Materialien verwendet werden können. Das Rückenblatt 40 verhindert, daß die in den absorbierenden Bauteil 42 aufgenommenen und darin enthaltenen Exsudate Gegenstände, die mit der Windel 20 in Kontakt kommen, wie etwa Bettwäsche und Unterwäsche, naß machen. Vorzugsweise besteht das Rückenblatt 40 aus einer Polyethylenfolie mit einer Dicke von etwa 0,012 mm (0,5 mil) bis etwa 0,051 mm (2,0 mil), obwohl auch andere flexible flüssigkeitsundurchlässige Materialien verwendet werden können. Wie er hierin verwendet wird, bezieht sich der Ausdruck "flexibel" auf Materialien, die nachgiebig sind und sich leicht an die allgemeine Form und den Umfang des Körpers des Trägers anpassen werden.
Eine geeignete Polyethylenfolie wird von Tredegar Industries, Inc. in Terre Haute, Ind., hergestellt und hat die Bezeichnung RR8220 Mischung für Blasfolien und RR5475 Mischung für Gußfolien. Das Rückenblatt 40 ist vorzugsweise geprägt und/oder hat ein mattes Finish, um ein textilähnlicheres Aussehen zu schaffen. Außerdem kann das Rückenblatt 40 gestatten, daß Dämpfe aus dem absorbierenden Bauteil 42 entweichen, wobei es die Exsudate immer noch daran hindert, durch das Rückenblatt 40 hindurchzutreten.
Die Größe des Rückenblatts 40 ist von der Größe des absorbierenden Bauteils 42 und dem genauen ausgewählten Design der Windel bestimmt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat das Rückenblatt 40 die Form eines modifizierten Stundenglases, das sich über den absorbierenden Bauteil 42 hinaus um einen minimalen Abstand von mindestens etwa 1,3 Zentimeter bis etwa 2,5 Zentimeter (etwa 0,5 bis etwa 1,0 Inch) rund um den gesamten Windelumfang 28 erstreckt.
Das Deckblatt 38 und das Rückenblatt 40 sind auf beliebige geeignete Weise miteinander verbunden. Wie der Ausdruck hierin verwendet wird, bezieht sich "verbunden" auf Konfigurationen, bei welchen das Deckblatt 38 direkt mit dem Rückenblatt 40 verbunden ist, indem das Deckblatt 38 direkt an dem Rückenblatt 40 fixiert ist, sowie auf Konfigurationen, bei welchen das Deckblatt 38 indirekt mit dem Rückenblatt 40 verbunden ist, indem das Deckblatt 38 an Zwischenbauteilen fixiert ist, die ihrerseits an dem Rückenblatt 40 befestigt sind. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind das Deckblatt 38 und das Rückenblatt 40 am Windelumfang 28 durch (nicht gezeigte) Bindeeinrichtungen, wie etwa durch einen Kleber oder durch beliebige andere Festhalteeinrichtungen, die in der Fachwelt bekannt sind, direkt aneinander befestigt. Zum Beispiel kann eine gleichmäßige kontinuierliche Klebstoffschichte, eine gemusterte Schichte von Klebstoff oder eine Anordnung getrennter Linien, Spiralen oder Punkte von Klebstoff zur Befestigung des Deckblatts 38 an dem Rückenblatt 40 verwendet werden. Bandlaschenbefestiger 46 werden in der Regel an dem hinteren Taillenbandbereich 24 der Windel 20 angebracht, um ein Befestigungsmittel zum Halten der Windel an dem Träger darzustellen. Es ist nur einer dieser Bandlaschenbefestiger in Fig. 1 gezeigt. Die Bandlaschenbefestiger 46 können beliebige in der Fachwelt bekannte Bandlaschenbefestiger sein, wie etwa ein Befestigungsband, wie es im US-Patent 3,848.594, erteilt an K. B. Buell am 19. November 1974, geoffenbart ist. Diese Bandlaschenbefestiger 46 oder andere Festhaltemittel für Windeln, wie etwa Haken, sind allgemein im Bereich der Ecken der Windel 20 aufgebracht.
Die elastischen Bauteile 44 sind anliegend an den Umfang 28 der Windel 28 vorgesehen, vorzugsweise entlang jedem Längsrand 30, sodaß die elastischen Bauteile 44 tendieren, die Windel 20 gegen die Beine des Trägers zu ziehen und zu halten. Andererseits können die elastischen Bauteile 44 anschließend sowohl an einen als auch an beide Endränder 32 der Windel 20 vorgesehen sein, um ein Taillenband und/oder Beinbündchen zu bilden. Zum Beispiel ist ein geeignetes Taillenband in dem US-Patent 4,515.595, erteilt an David J. Kievit und Thomas F. Osterhage am 7. Mai 1985, geoffenbart. Eine weitere geeignete Taillenbandstruktur ist eine solche, bei der elastische Taillen-Grundbestandteile eingebaut sind, um eine dynamische Paßform um den Träger sowie verbesserte Rückhalteeigenschaften zu schaffen. Eine solche Taillenbandstruktur ist in dem US-Patent 5,151.092, erteilt an Kenneth B. Buell, Sandra H. Clear und Danielia T. Falcone am 29. September 1992, geoffenbart Zusätzlich dazu sind ein Verfahren und eine Vorrichtung, die zum Herstellen einer Wegwerfwindel mit elastisch kontrahierbaren elastischen Bauteilen geeignet ist, in dem US-Patent 4,081.301 beschrieben, das den Titel "Method and Apparatus for Continuously Attaching Discrete, Stretched Elastic Strands to Predetermined Isolated Portions of Disposable Absorbent Products" (Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Befestigung diskreter, gestreckter elastischer Stränge an vorherbestimmten isolierten Abschnitten wegwerfbarer absorbierender Produkte), das an K. B. Buell am 28. März 1978 erteilt wurde, beschrieben.
Die elastischen Bauteile 44 sind an der Windel 20 in einem elastisch kontrahierbaren Zustand befestigt, sodaß die elastischen Bauteile 44 in einer normalerweise unbelasteten Konfiguration die Windel 20 wirksam zusammenziehen oder raffen. Die elastischen Bauteile 44 können in einem elastisch kontrahierbaren Zustand auf mindestens zwei Arten befestigt werden. Zum Beispiel können die elastischen Bauteile 44 gestreckt werden und können, während die Windel 20 in einem unkontrahierten Zustand vorliegt, befestigt werden. Andererseits kann die Windel 20 zum Beispiel durch Fälteln kontrahiert werden und die elastischen Bauteile 44 werden an der Windel 20 befestigt und mit ihr verbunden, während die elastischen Bauteile 44 in unentspanntem oder ungestrecktem Zustand vorliegen.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel erstrecken sich die elastischen Bauteile 44 im Schrittbereich 26 im wesentlichen über die gesamte Länge der Windel 20. Andererseits können sich die elastischen Bauteile 44 über die gesamte Länge der Windel 20 oder über irgendeine andere zur Schaffung einer elastisch kontrahierbaren Linie geeignete Länge erstrecken. Die Länge der elastischen Bauteile 44 wird durch das Design der Windel diktiert.
Die elastischen Bauteile 44 können eine Vielzahl von Konfigurationen annehmen. Zum Beispiel kann die Breite der elastischen Bauteile 44 von etwa 0,25 Millimeter (0,01 Inch) bis etwa 25 Millimeter (1,0 Inch) oder mehr variiert werden; die elastischen Bauteile 44 können einen Einzelstrang aus elastischem Material umfassen oder sie können mehrere parallele oder nichtparallele Stränge aus elastischem Material umfassen; oder die elastischen Bauteile 44 können geradlinig oder gekrümmt sein. Noch weiters können die elastischen Bauteile 44 an der Windel in beliebiger Weise, wie sie in der Fachwelt bekannt ist, befestigt werden. Zum Beispiel können die elastischen Bauteile 44 durch Ultraschall, Heiß- und Drucksiegelung an die Windel 20 gebunden werden, wobei eine Vielzahl von Bindungsmustern verwendet werden kann, oder die elastischen Bauteile 44 können einfach an der Windel 20 angeklebt werden.
Der absorbierende Bauteil 42 ist zwischen dem Deckblatt 38 und dem Rückenblatt 40 zur Bildung der Windel 20 angeordnet. Die absorbierenden Bauteile gemäß der vorliegenden Erfindung sind faserige Bahnen oder Wattelagen, die sowohl verfilzte Fasermassen als auch Partikel aus absorbierendem gelbildenden Material umfassen. Der absorbierende Bauteil 42 ist im allgemeinen komprimierbar, formbar, irritiert die Haut des Trägers nicht und ist imstande, Flüssigkeiten und bestimmte Körperexsudate zu absorbieren und zurückzuhalten. Es versteht sich, daß für die Zwecke dieser Erfindung ein absorbierender Bauteil mindestens zwei strukturelle Elemente oder Schichten aufweist, jedoch nicht notwendigerweise auf zwei Schichten oder Blätter von Materialien beschränkt sein muß. Somit kann der absorbierende Bauteil 42 tatsächlich Laminate oder Kombinationen mehrerer Blätter oder Bahnen der erforderlichen Materialarten gemäß der nachstehenden Beschreibung umfassen. Wie er hierin verwendet wird, inkludiert der Ausdruck "Bauteil" den Ausdruck "Bauteile" oder "Schichten" oder "geschichtet". Zusätzlich dazu muß nicht jedes Blatt oder jede Bahn (oder jeder Bauteil oder jede Schichte) aus einem einzigen einheitlichen Materialstück gebildet sein, sondern es bzw. sie kann aus einer Reihe kleinerer Streifen oder Bestandteile gebildet sein, die längsweise oder in der Breite verbunden sind, solange sie miteinander in Fluidverbindung stehen.
Fig. 4 ist eine perspektivische Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des absorbierenden Bauteils 42 gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie in den Fig. 1-5 gezeigt ist, umfaßt der absorbierende Bauteil 42 eine obere Erfassungsschichte 72 und eine untere Speicherschichte 82. Die obere Erfassungsschichte inkludiert weiters eine Erfassungszone 56, die schraffiert gezeigt ist, nach vorne von der doppelt-gepunkteten Linie 92 (die eine Dichte-Grenzfläche darstellt), sowie eine Verteilungszone 58. Die untere Speicherschichte 82 ist in Fig. 4 gezeigt, wobei sie ein hinteres Teilstück 48 und ein vorderes Teilstück 50 umfaßt. Es zeigt sich, daß das vordere Teilstück 50 einen Endbereich 52 und einen Ablegebereich 54 aufweist. Weiters ist das vordere Teilstück 50 quer in drei Bereiche unterteilt, die zwei quer angeordnete Ohrbereiche 60 bzw. 62 und einen Mittelbereich 64 aufweisen. Die untere Speicherschichte 82 hat zusätzlich dazu eine querverlaufende Mittellinie, die die Bezeichnung 66 trägt, sowie eine längsverlaufende Mittellinie mit der Bezeichnung 68.
Die untere Speicherschichte 82 hat ein hinteres Teilstück 48 und ein vorderes Teilstück 50, das an das hintere Teilstück 48 angrenzt. Das hintere Teilstück 48 und das vordere Teilstück 50 der unteren Speicherschichte 82 erstrecken sich jeweils von den Endrändern 70 der unteren Speicherschichte 82 gegen die querverlaufende Mittellinie 66, wobei sich das vordere Teilstück 50 in einer Distanz von etwa der Hälfte bis etwa drei Viertel, vorzugsweise etwa zwei Drittel, der Länge der unteren Speicherschichte 82 erstreckt. Das vordere Teilstück so ist vorzugsweise größer als eine Hälfte der Gesamtlänge der unteren Speicherschichte 82, sodaß er den gesamten Bereich der typischen Flüssigkeitsablegung eines absorbierenden Bauteils 42 umfaßt, wenn er in einer Windel oder in einem anderen absorbierenden Artikel eingesetzt ist.
Das vordere Teilstück 50 weist einen Endbereich 52 und einen Ablegebereich 54 auf. Der Endbereich 52 umfaßt jenen Abschnitt des vorderen Teilstücks 50, der sich von dem jeweiligen Endrand 70 der unteren Speicherschichte 82 gegen die querverlaufende Mittellinie 66 in einer Distanz von etwa 2 % bis etwa 10 %, vorzugsweise etwa 5 %, der Länge der unteren Speicherschichte 82 erstreckt. Der Ablegebereich 54 umfaßt jenen Abschnitt des vorderen Teilstückes 50, der an den Endbereich 52 anschließt und zwischen diesem und dem hinteren Teilstück 48 positioniert ist, und umfaßt den Bereich der typischen Flüssigkeitsablegung des absorbierenden Bauteils 42.
Das vordere Teilstück 50 weist weiters zwei quer angeordnete Ohrbereiche 60 bzw. 62 sowie einen mittleren Bereich 64 auf, der zwischen den Ohrbereichen 60 und 62 angeordnet ist. Die Ohrbereiche 60 und 62 umfassen jene Abschnitte, die sich im allgemeinen von den Längsrändern 30 des Umfangs 28 gegen die längsverlaufende Mittellinie in einem Abstand von etwa einem Zehntel bis etwa einem Drittel der Breite der unteren Speicherschichte 82 erstrecken. Somit sind die Ohrbereiche 60 und 62 jene Abschnitte, die die Seitenrandstreifenabschnitte der Taille und des Körpers des Trägers umfassen, wogegen der mittlere Bereich 64 den mittleren Abschnitt der Taille und des Körpers des Trägers umfaßt. Somit definiert der mittlere Bereich die querliegende Zone der typischen Flüssigkeitsablegung.
Die untere Speicherschichte 82 kann in einer großen Vielzahl von Größen und Gestalten (z.B. rechteckig, in Form eines Stundenglases, asymmetrisch, etc.) und kann aus einer großen Vielzahl von Materialien hergestellt sein. Die Gesamtabsorptionskapazität der unteren Speicherschichte 82 sollte jedoch mit dem Design der Flüssigkeitsbeladung für den beabsichtigten Verwendungszweck des absorbierenden Artikels oder der Windel kompatibel sein. Außerdem können Größe und Absorptionskapazität der unteren Speicherschichte 82 variiert werden, um für Träger geeignet zu sein, die im Bereich von Kleinkindern bis zu Erwachsenen liegen. Die obere Erfassungsschichte 72 besteht vorzugsweise aus einer homogenen Zusammensetzung von hydrophilem faserigen Material, welches selektiv verdichtet wurde. Die untere Speicherschichte 82 besteht bevorzugt aus einer Mischung von hydrophilem faserigen Material und speziellen Mengen von diskreten Partikeln aus absorbierendem gelbildenden Material, welches eine spezielle Partikelgrößenverteilung und vorzugsweise ein gleichmäßiges Dichteprofil aufweist.
Wie in Fig. 4 gezeigt, gibt es mindestens in der Zone der typischen Flüssigkeitsablegung bevorzugt Randstreifen 83 und 84 vom Seitenrand der oberen Erfassungsschichte 72 zum Seitenrand der unteren Speicherschichte 82. Solche Randstreifen sind vorzugsweise mindestens etwa 0,2 Inch (0,5 cm), bevorzugter mindestens etwa 0,5 Inch (1,25 cm), um die Wahrscheinlichkeit des Auslaufens durch Absaugen des Fluids über den ganzen Weg bis zum Rand des absorbierenden Bauteils zu minimieren. Die Randstreifen erstrecken sich vorzugsweise auf die ganze Länge des absorbierenden Bauteils, obwohl die Randstreifen auch in den wahrscheinlichsten Ausscheidungsbereichen für einen speziellen Träger vorliegen können, sowie etwa gegen den vorderen Rand bei männlichen Trägern und mehr mittig für weibliche Träger.
Es können verschiedene Arten hydrophiler faseriger Materialien in der oberen Erfassungsschichte 72 und in der unteren Speicherschichte 82 des absorbierenden Bauteils 42 verwendet werden. Jede Art von hydrophilem faserigen Material, die zur Verwendung in üblichen absorbierenden Produkten geeignet ist, ist zur Verwendung im erfindungsgemäßen absorbierenden Bauteil 42 geeignet. Spezielle Beispiele von solchem hydrophilen faserigen Material inkludieren Fasern auf Zellulosebasis, modifizierte Zellulosefasern, Rayon, Polyesterfasern, wie etwa Polyethylenterephthalat (DACRON), hydrophiles Nylon (HYDROFIL) und dergleichen. Andere Beispiele geeigneter hydrophiler faseriger Materialien inkludieren hydrophilisierte hydrophobe Fasern, wie etwa mit Tensid behandelte oder mit Silika behandelte thermoplastische Fasern, die zum Beipsiel von Polyolefinen stammen, wie etwa Polyethylen oder Polypropylen, Polyacrylics, Polyamide, Polystyrole, Polyurethane und dergleichen. (Diese Strukturen stellen ausgezeichnete Saugeigenschaften bei, die für die vorliegende Erfindung wichtig sind.) Aus Gründen der Verfügbarkeit und Kosten sind Zellulosefasern, insbesondere Holzzellstoff- Fasern, die auch als Luftfilz bezeichnet werden, bevorzugt.
Andere Fasermaterialien auf Zellulosebasis, die bei bestimmten absorbierenden Bauteilen hierin besonders verwendbar sind, sind die versteiften, verdrehten, gekräuselten Fasern auf Zellulosebasis, die durch interne Vernetzung von Zellulosefasern mit einem Vernetzungsmittel hergestellt werden können. Fasern dieser allgemeinen Art sind zum Beispiel geoffenbart im US-Patent 3,224.926, erteilt am 21. Dezember 1965 an Bernardin; im US- Patent 3,241.553, erteilt am 22. März 1966 an Steiger; im US-Patent 3,440.135, erteilt am 22. April 1969 an Chung; im US-Patent 3,658.613, erteilt am 26. April 1972 an Steiger; im US-Patent 3,932.209, erteilt am 13. Jänner 1976 an Chatterjee; und im US-Patent 4,035.147, erteilt am 12. Juli 1977 an Sangenis et al.
Eine Art von versteiften, verdrehten, gekräuselten Zellulosefasern, die als die hydrophile Faserkomponente der absorbierenden Bauteile hierin verwendbar sind, umfaßt Zellulosefasern, die intern zum Beispiel mit einem C&sub2;- C&sub8;-Dialdehyd vernetzt wurden, während solche Fasern in einem relativ entwässerten Zustand vorliegen. Solche Fasern können unter Bezugnahme auf ihre Verdrehungszahlen der trockenen Faser und der nassen Faser definiert sein (mindestens 4,5 Verdrehungsknoten pro Millimeter trocken und mindestens 0,5 Verdrehungsknoten pro Millimeter weniger als das im nassen Zustand und vorzugsweise auch mindestens etwa 3,0 Verdrehungsknoten pro Millimeter naß) sowie durch ihre Fluidretentionseigenschaften (mittlerer Retentionswert für Isopropylalkohol weniger als 30 %; mittlerer Wasserretentionswert von 28 % bis 50 %). Versteifte verdrehte gekräuselte Fasern auf Zellulosebasis dieser Art sind detaillierter im Europäischen Patent Publikations- Nr. 251.676, veröffentlicht am 7. Jänner 1988, und im Europäischen Patent Publikations-Nr. 252.650, veröffentlicht am 13. Jänner 1988, beschrieben. Diese beiden veröffentlichten Patentanmeldungen sind unter dem Namen von The Procter & Gamble Company angemeldet und es wird auf beide hierin als Literaturstelle bezug genommen. Zusätzlich dazu beschreiben auch das US-Patent 4,822.453, erteilt am 18. April 1989 an Dean et al., das US- Patent 4,888.093, erteilt am 19. Dezember 1989 an Dean et al., und das US- Patent 4,898.642, erteilt am 6. Februar 1990 an Moore et al., detaillierter dieses Vernetzungsverfahren und liefern einen weiteren Diskussionsbeitrag zur quantitativen Bestimmung von Steifheit, Verdrehung und Kräuselung, die den Fasern verliehen wurden.
Eine andere Art von versteiften, verdrehten, gekräuselten Zellulosefasern, die verwendbar sind und derzeit als die hydrophile Faserkomponente der absorbierenden Bauteile hierin bevorzugt sind, umfassen Zellulosefasern, die intern vernetzt sind, zum Beispiel mit einem C&sub2;-C&sub9;-Polycarbonsäure- Vernetzungsmittel, wie etwa Zitronensäure, während diese Fasern in einem relativ entwässerten Zustand vorliegen. Solche Fasern können ebenfalls unter Bezugnahme auf ihre Verdrehungszahlen der trockenen Faser und der nassen Faser definiert werden (mindestens 2,5 Verdrehungsknoten pro Millimeter trocken und mindestens 1,0 Verdrehungsknoten pro Millimeter weniger als im nassen Zustand und vorzugsweise auch mindestens etwa 1,5 Verdrehungsknoten pro Millimeter naß) sowie durch ihre Fluidretentionseigenschaften (mittlerer Wasserretentionswert von 28 % bis 50 %). Versteifte verdrehte gekräuselte Fasern auf Zellulosebasis dieser Art sind detaillierter im US-Patent 5,137.537, erteilt am 11. August 1992 an Carlisle M. Herron und David J. Cooper, beschrieben.
Während das hydrophile faserige Material, das in der unteren Speicherschichte 82 verwendet wird, ein oder mehrere beliebige der zuvor genannten Materialien umfassen kann, um die Vorteile der vorliegenden Erfindung zu erreichen, ist die obere Erfassungsschichte 72 vorzugsweise eine homogene Zusammensetzung von chemisch versteiften, verdrehten und gekräuselten Zellulosefasern, wie sie in dem vorhergehenden Absatz beschrieben sind. Die untere Speicherschichte 82 kann aus diesen Fasern gebildet sein, ist jedoch vorzugsweise aus einem Luftfilz hergestellt, um die Produktkosten minimal zu halten, da die Saugfähigkeit nicht eine primäre Funktion der unteren Speicherschichte 82 ist.
Es kann bei manchen Anwendungen wünschenswert sein, eine gewisse Menge von hydrophobem faserigen Material in die absorbierenden Bauteile gemäß der vorliegenden Erfindung, insbesondere in die obere Erfassungsschichte, aufzunehmen. Solche hydrophobe faserige Materialien können synthetische Fasern, wie beispielhaft etwa Rayon-, Polyethylen-, Polypropylenund Polyethylenterephthalat-Fasern, sowie Bikomponenten-, Trikomponenten- und gemischte Fasern enthalten. Die Verwendung solcher hydrophober faseriger Materialien sowie hydrophiler und hydrophilisierter hydrophober faseriger Materialien (synthetisch oder natürlich) ist ausführlicher in den zuvor angegebenen veröffentlichten PCT-Anmeldungen WO 91/11162, WO 91/11163 und WO 91/11165 beschrieben.
Andere faserige Materialien, die zum Einbau geeignet sein können, inkludieren Kapillarkanalfasern, wie etwa solche, die detaillierter im Europäischen Patent Publikations-Nr. 391.814, veröffentlicht am 10. Oktober 1990, beschrieben sind. Diese veröffentlichte Anmeldung wurde namens der Eastman Kodak Company eingereicht.
Solche zusätzliche faserige Materialien, wenn sie hydrophober Natur sind, liegen vorzugsweise in vergleichsweise geringer Menge vor, in der Regel in der Größenordnung von etwa 30 % oder weniger (bezogen auf das Gesamtgewicht der Bahn), sodaß die Bahn im wesentlichen hydrophil bleibt. Der Zusatz solcher hydrophober Fasermaterialien zu den erfindungsgemäßen absorbierenden Bauteilen kann verbesserte Saugeigenschaften sowie verbesserte Kapazität, verbesserte Struktur-Integrität und Elastizität hervorrufen.
Wie der Ausdruck hierin verwendet wird, beschreibt "hydrophil" solche Fasern oder Faseroberflächen, die von Flüssigkeiten, die auf die Fasern aufgebracht wurden, benetzt werden. Der Stand der Technik hinsichtlich der Benetzung von Materialien gestattet eine Definition der Hydrophilie (und der Benetzung) unter Bezugnahme auf die Kontaktwinkel und die Oberflächenspannung der beteiligten Flüssigkeiten und Feststoffe. Das ist detaillierter in der Veröffentlichung der American Chemical Society diskutiert, die den Titel Contact Angle, Wettability, and Adhesion trägt und von Robert F. Gould mit dem Copyright 1964 herausgegeben wurde. Eine Faser oder Faseroberfläche wird als von einer Flüssigkeit benetzt bezeichnet, wenn entweder der Kontaktwinkel zwischen der Flüssigkeit und der Faser oder der Oberfläche weniger als 900 beträgt oder wenn die Flüssigkeit die Tendenz hat, sich spontan über die Oberfläche der Fasern auszubreiten; beide Bedingungen treten normalerweise gleichzeitig auf.
Zusätzlich zu hydrophilem faserigen Material enthält die untere Speicherschichte 82 vorzugsweise spezielle Mengen an diskreten, vorzugsweise nicht-fragilen, nicht-faserigen Partikeln aus absorbierendem gelbildenden Material. (Wobei nicht-faserige Partikel hierin verwendet werden, um eine spezielle Art von "partikelförmigem" Material zu bezeichnen, in welchem das Verhältnis von Länge zu Durchmesser solchen partikelförmigen Materials bei etwa 10 oder weniger liegt.) Absorbierende gelbildende Materialien sind solche Materialien, die beim Kontakt mit Flüssigkeiten solche Flüssigkeiten in sich aufnehmen und dabei Hydrogele bilden. Auf diese Weise können Flüssigkeiten, die in die unteren Speicherschichten der vorliegenden Erfindung ausgeschieden werden, durch die Partikel erfaßt und gehalten werden, wodurch absorbierende Bauteile mit erhöhter Absorptionskapazität und/oder verbessertem Leistungsverhalten hinsichtlich der Flüssigkeitsretention versehen werden.
Die verwendeten Partikel aus absorbierendem gelbildenden Material werden im allgemeinen ein im wesentlichen wasserunlösliches, schwach vernetztes, teilweise neutralisiertes hydrogelbildendes Polymermaterial umfassen. Solche absorbierende gelbildende Materialien können aus polymerisierbaren, ungesättigten, säurehaltigen Monomeren hergestellt werden. Somit inkludieren solche Monomere die olefinisch ungesättigten Säuren und Anhydride, die mindestens eine olefinische Kohlenstoff-Kohlenstoff- Doppelbindung enthalten. Insbesondere können diese Monomeren aus olefinisch ungesättigten Carbonsäuren und Säureanhydriden, olefinisch ungesättigten Sulfonsäuren und Mischungen hievon ausgewählt werden.
Geeignete ungesättigte saure Monomere zur Verwendung bei der Herstellung der in dieser Erfindung verwendeten absorbierenden gelbildenden Materialien inkludieren jene, die im US-Patent RE 32.649, das an Kerryn A. Brandt, Stephen A. Goldman und Thomas A. Inglin am 19. April 1988 erteilt wurde und den Titel "Hydrogel-Forming Polymer Compositions For Use In Absorbent Structures" (Hydrogel-bildende Polymerzusammensetzungen zur Verwendung in absorbierenden Strukturen) trägt, aufgelistet sind. Bevorzugte Monomere inkludieren Acrylsäure, Methacrylsäure und 2-Acrylamido-2- methylpropan-sulfonsäure. Acrylsäure selbst ist zur Herstellung des absorbierenden gelbildenden Materials besonders bevorzugt.
Im hydrogelbildenden absorbierenden gelbildenden Material kann die polymere Komponente, die aus ungesättigten, säurehaltigen Monomeren gebildet ist, auf andere Arten von Polymergruppierungen, wie etwa Stärke oder Zellulose, aufgepfropft sein. Acrylsäure-gepfropfte Stärkematerialien dieser Art sind auch zur Verwendung hierin besonders bevorzugt.
Bevorzugte absorbierende gelbildende Materialien, die aus üblichen Arten von Monomeren hergestellt werden können, inkludieren hydrolysierte Acryinitril-gepfropfte Stärke, Acrylsäure-gepfropfte Stärke, Polyacrylate, Maleinsäureanhydrid-Copolymere und Kombinationen hievon. Besonders bevorzugt sind die Polyacrylate und Acrylsäure-gepfropfte Stärke.
Wie immer die Natur der grundlegenden Polymerkomponenten der in den Speicherschichten hierin verwendeten absorbierenden gelbildenden Materialien ist, werden solche Materialien im allgemeinen schwach vernetzt sein. Die Vernetzung dient dazu, die absorbierenden gelbildenden Materialien, die in dieser Erfindung eingesetzt werden, im wesentlichen wasserunlöslich zu machen, und somit bestimmt die Vernetzung teilweise das Gelvolumen und die Eigenschaften hinsichtlich des extrahierbaren Polymeren der Hydrogele, die aus dem verwendeten absorbierenden gelbildenden Material gebildet sind. Geeignete Vernetzungsmittel sind in der Fachwelt allgemein bekannt und inkludiern zum Beispiel solche, die detaillierter im US- Patent 4,076.663 beschrieben sind, das am 28. Februar 1978 an Masuda et al. erteilt wurde. Bevorzugte Vernetzungsmittel sind die Di- oder Polyester von ungesättigten Mono- oder Polycarbonsäuren mit Polyolen, die Bisacrylamide und die Di- oder Triallylamine. Besonders bevorzugte Vernetzungsmittel sind N,N'-Methylenbisacrylamid, Trimethylolpropantriacrylat und Triallylamin. Das Vernetzungsmittel kann im allgemeinen 0,001 Molprozent bis 5 Molprozent entstehendes absorbierendes gelbildendes Material ausmachen. Bevorzugter macht das Vernetzungsmittel etwa 0,01 Molprozent bis 3 Molprozent hierin verwendetes absorbierendes gelbildendes Material aus.
Die schwach vernetzten, absorbierenden gelbildenden Materialien, die in den erfindungsgemäßen Strukturen verwendet werden können, werden im allgemeinen in ihrer teilweise neutralisierten Form eingesetzt. Für die Zwekke dieser Erfindung werden solche Materialien als teilweise neutralisiert angesehen, wenn mindestens 25 Molprozent und vorzugsweise mindestens 50 Molprozent der zur Herstellung des Polymers verwendeten Monomeren Säuregruppen-haltige Monomere sind, die mit einem salzbildenden Kation neutralisiert wurden. Geeignete salzbildende Kationen sind u.a. Alkalimetall, Ammonium, substituiertes Ammonium und Amine. Dieser Prozentsatz der verwendeten Gesamtmonomeren, die neutralisierte Säuregruppen-haltige Monomere sind, wird hierin als der "Neutralisationsgrad" bezeichnet. Der Neutralisationsgrad wird vorzugsweise 98 % nicht überschreiten.
Die in den Speicherschichten hierin verwendeten absorbierenden gelbildenden Materialien müssen eine relativ hohe Kapazität zur Aufnahme von Fluiden aufweisen, die in den absorbierenden Bauteilen angetroffen werden. Die Absorptionskapazität solcher Materialien kann quantitativ unter Bezugnahme auf das "Gelvolumen" der polymeren gelbildenden Mittel bestimmt werden, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung ausgewählt werden.
Für die Zwecke dieser Erfindung kann das Gelvolumen unter Bezugnahme auf jene Menge synthetischen Urins definiert werden, die von einem beliebigen gegebenen absorbierenden gelbildenden Material absorbiert wird, und wird in Gramm synthetischer Urin pro Gramm absorbierendes gelbildendes Material angegeben. Das Gelvolumen in synthetischem Urin kann dadurch bestimmt werden, daß eine Suspension von etwa 0,1-0,2 Teilen des getrockneten absorbierenden gelbildenden Materials, das untersucht werden soll, mit etwa 20 Teilen synthetischen Urins gebildet wird. Diese Suspension wird unter sanftem Rühren etwa 1 Stunde bei Raumtemperatur gehalten, sodaß das Quellgleichgewicht erreicht wird. Unter Verwendung eines Verfahrens, das detaillierter im Abschnitt über die Testmethoden des zuvor genannten US-Patents RE 32.649 beschrieben ist, wird dann das Gelvolumen des absorbierenden gelbildenden Materials in Gramm synthetischer Urin pro Gramm absorbierendes gelbildendes Material aus dem Gewichtsanteil des absorbierenden gelbildenden Materials in der Suspension und dem Verhältnis des Flüssigkeitsvolumens, das von dem gebildeten Hydrogel ausgeschlossen ist, zu dem Gesamtvolumen der Suspension errechnet. (Die Gramm absorbierendes gelbildendes Material oder hydrogelbildendes Polymer werden bei der Berechnung des Gelvolumens auf die Basis des Trockengewichts korrigiert.)
Die erfindungsgemäßen Speicherschichten und insbesondere jene, die in Windeln, Inkontinenzprodukten für Erwachsene oder Übungshosen verwendet werden sollen, werden im allgemeinen gelbildendes absorbierendes Material verwenden, das ein Gelvolumen von mindestens etwa 20 Gramm synthetischem Urin pro Gramm absorbierendes gelbildendes Material aufweisen. Wenn die Speicherschichten hierin aus Fasern auf Zellulosebasis aufgebaut sind, wie etwa aus Holzzellstoff-Fasern, kann es wünschenswert sein, ein absorbierendes gelbildendes Material mit einem etwas höheren Gelvolumen zu verwenden, d.h. einem Gelvolumen zwischen etwa 25 und 60 Gramm synthetischer Urin pro Gramm gelbildendes Mittel.
Speicherschichten, die aus bestimmten Arten von Fasermaterial auf Zellulosebasis aufgebaut sind, wie etwa zum Beispiel aus den versteiften gekräuselten Fasern auf Zellulosebasis, die vorangehend beschrieben wurden, können tatsächlich bei der Absorption von Fluid wirksamer sein, wenn absorbierende gelbildende Materialien mit etwas geringeren Gelvolumina eingesetzt werden. Absorbierendes gelbildendes Material mit im allgemeinen geringerem Gelvolumen neigt zur Bildung von Hydrogelen mit im allgemeinen höherer Gelfestigkeit (wie durch den Schermodul quantitativ in einer Weise bestimmt wird, die in der vorgehend erwähnten US-PS 4,654.039 beschrieben ist). Somit kann es in Speicherschichten, in welchen die hydrophilen Fasern versteifte gekräuselte Zellulosefasern sind, bevorzugt sein, absorbierendes gelbildendes Material mit einem Gelvolumen von etwa 20 bis 35 Gramm synthetischer Urin pro Gramm absorbierendes gelbildendes Material zu verwenden.
Ein weiteres Merkmal der absorbierenden gelbildenden Materialien, die in den Speicherschichten hierin besonders gut verwendbar sind, bezieht sich auf die Menge an extrahierbarem polymeren Material, die in einem solchen absorbierenden gelbildenden Material vorliegt. Die Gehalte an extrahierbarem Polymer können dadurch bestimmt werden, daß eine Probe von absorbierendem gelbildenden Material mit einer Lösung von synthetischem Urin während des wesentlichen Zeitraums (z.B. mindestens 16 Stunden), der erforderlich ist, um das Extraktionsgleichgewicht zu erreichen, in Kontakt gebracht wird, worauf dann das gebildete Hydrogel von der überstehenden Flüssigkeit abfiltriert und schließlich dann der Polymergehalt des Filtrats bestimmt wird. Der spezielle Vorgang, der zur Bestimmung des Gehalts an extrahierbarem Polymer in den hierin verwendeten absorbierenden gelbildenden Materialien verwendet wird, ist auch im vorgehend genannten US- Patent RE 32.649 dargelegt. Absorbierende gelbildende Materialien, die in den Speicherschichten hierin besonders gut verwendbar sind, sind jene, die einen Gleichgewichtsgehalt an Extrahierbarem in synthetischem Urin von nicht mehr als etwa 17 %, vorzugsweise nicht mehr als etwa 10 %, bezogen auf das Gewicht des gelbildenden Materials, enthalten.
Obwohl die meisten absorbierenden gelbildenden Materialien sich in der unteren Speicherschichte 82 der vorliegenden Erfindung gut verhalten werden, sind absorbierende gelbildende Materialien mit hoher Gelfestigkeit besonders wertvoll. Die Gelfestigkeit muß eine solche sein, daß sich die Partikel aus absorbierendem gelbildenden Material nicht verformen und zu einem unakzeptierbaren Ausmaß die kapillären Hohlräume in der unteren Speicherschichte 82 auffüllen, wodurch sie sowohl die Absorptionskapazität der Struktur als auch die Fluidverteilung über die Struktur hinweg inhibieren würden.
Gelfestigkeit bezieht sich auf die Tendenz der Partikel aus absorbierendem gelbildenden Material, sich unter Belastung zu verformen oder auszubreiten, sobald die Partikel Flüssigkeiten absorbieren. Für eine gegebene Art von absorbierendem gelbildenden Material wird die Gelfestigkeit im allgemeinen mit steigendem Gelvolumen abnehmen. Es hat sich herausgestellt, daß es wünschenswert ist, eine untere Speicherschichte 82 zu verwenden, deren polymere Materialien in Übereinstimmung mit der Realisierung absorbierender gelbildender Materialien von akzeptierbar hohem Gelvolumen eine höchstmögliche Gelfestigkeit haben.
Es hat sich herausgestellt, daß Gelfestigkeit, d.h. die Tendenz zur Gelverformung (im Zusammenhang mit absorbierenden gelbildenden Materialien, die in absorbierende Bauteile und absorbierende Artikel eingebaut sind) direkt zusammenhängt mit dem Schermodul des absorbierenden gelbildenden Materials. Dementsprechend können polymere Materialien aus absorbierendem gelbildenden Material, die eine ausreichende Gelfestigkeit aufweisen, geeignet dadurch gekennzeichnet werden, daß die Gelfestigkeit unter Bezugnahme auf den Schermodul der Partikel des absorbierenden gelbildenden Materials angegeben wird.
Der Schermodul kann in üblicher Weise zum Beispiel durch ein Verfahren gemessen werden, bei welchem die Verwendung eines Spannungsrheometers vorgesehen ist, um das Verhältnis von (a) Spannung, die auf eine gegebene Probe aufgebracht ist, zu (b) der entstehenden von der Probe gezeigten Dehnung zu bestimmen. Die Probe aus absorbierendem gelbildenden Material, die auf diese Weise untersucht wird, wird mit synthetischem Urin bis zu ihrem Gelvolumen aufgequollen. Unter Verwendung eines Verfahrens, welches detaillierter in der vorgehend angegebenen US-PS RE 32.649 beschrieben ist, wird das Spannungs-/Dehnungsverhältnis bestimmt. Der Schermodul der entstehenden Probe in dyn/cm² wird anschließend aus diesem Verhältnis berechnet. Absorbierende gelbildende Materialien, bei denen es sich herausgestellt hat, daß sie in der vorliegenden Erfindung besonders gut verwendbar sind, zeigen einen Schermodul von mindestens etwa 2.000 dyn/cm². Insbesondere weisen die absorbierenden gelbildenden Materialien einen Schermodul innerhalb des Bereichs von etwa 2.500 bis etwa 92.000 dyn/cm² und am bevorzugtesten von etwa 5.000 bis etwa 35.000 dyn/cm² auf.
Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der vorangehend beschriebenen absorbierenden gelbildenden Materialien in der Speicherschichte in der Form von nicht-faserigen, vorzugsweise nicht-fragilen Partikeln, die bestimmte Eigenschaften hinsichtlich der Partikelgröße aufweisen. Insbesondere wurde entdeckt, daß eine unerwartete Verbesserung der Absorptionskapazität, der Erfassung und Verteilung innerhalb des absorbierenden Bauteils erreicht werden kann, indem absorbierendes gelbildendes Material in die bestimmten Speicherschichten der vorliegenden Erfindung in Form von Partikeln eingebaut wird, die im allgemeinen größer sind als jene, die bisher üblicherweise verwendet wurden. Im allgemeinen erfordert das Bereitstellen von Partikeln aus absorbierendem gelbildenden Material mit dieser relativ größeren Größe die Verwendung eines oder mehrerer Herstellungs- oder Bearbeitungstechniken, die den Anteil an kleineren, feineren Partikeln eliminieren oder reduzieren und/oder größere Partikel schaffen, die, gemeinsam mit dem faserigen Material, in die Speicherschichten hierin eingeführt werden. Eine obere Grenze der Partikelgröße des absorbierenden gelbildenden Materials kann auch vorgesehen sein, da zu große Partikel aus gelbildendem Mittel vom ästhetischen Standpunkt des Konsumenten her weniger wünschenswert sind.
Insbesondere inkludieren die erfindungsgemäßen Speicherschichten vorzugsweise Partikel aus absorbierendem gelbildenden Material mit einer ausgewählten massegemittelten Partikelgröße und einer bestimmten Abweichung der Partikelgröße von der massegemittelten Partikelgröße Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist die Partikelgröße definiert als die Dimension eines Partikels, die durch Siebgrößenanalyse bestimmt ist. Weiters ist die massegemittelte Partikelgröße einer gegebenen Probe von Partikeln aus absorbierendem gelbildenden Material für die Zwecke dieser Erfindung definiert als die Partikelgröße, die die Probe bezogen auf Massebasis in die Hälfte teilt. Weitere Details hinsichtlich Siebgrößenanalyse und massegemittelter Partikelgrößenanalyse sind in der vorstehend genannten US-PS 5,047.023 zu finden.
Die in der erfindungsgemäßen Speicherschichte verwendeten Partikel aus absorbierendem gelbildenden Material weisen eine massegemittelte Partikelgröße von mehr als oder gleich etwa 400 Mikron auf. Vorzugsweise wird die massegemittelte Partikelgröße der Partikel größer oder gleich etwa 420 Mikron sein. Insbesondere wird die massegemittelte Partikelgröße der Partikel größer als oder gleich etwa 500 Mikron sein. Da sehr große Partikel vom ästhetischen Standpunkt des Konsumenten her weniger wünschenswert sind, kann die massegemittelte Partikelgröße eine obere Grenze aufweisen, sodaß die massegemittelte Partikelgröße unter Bezugnahme auf einen Bereich ausgedrückt wird. Somit liegen bevorzugte massegemittelte Partikelgrößen im Bereich von etwa 400 bis etwa 1680 Mikron, bevorzugter von etwa 400 bis etwa 1410 Mikron, am bevorzugtesten von etwa 400 bis etwa 1190 Mikron.
Vorzugsweise werden die verwendeten Partikel aus absorbierendem gelbildenden Material auch eine bestimmte Abweichung der maximalen Partikelgröße von der massegemittelten Partikelgröße aufweisen. Insbesondere ist es bevorzugt, wenn nicht mehr als etwa 16 Gew.-% der Partikel aus absorbierendem gelbildenden Material eine Partikelgröße von weniger als 200 Mikron und/oder nicht mehr als etwa 16 Gew.-% dieser Partikel eine Partikelgröße über 1680 Mikron aufweisen. Bevorzugter sollten nicht mehr als etwa 16 Gew.-% dieser Partikel eine Partikelgröße von weniger als 210 Mikron und/oder nicht mehr als etwa 16 Gew.-% eine Partikelgröße von mehr als 1410 Mikron aufweisen. Am bevorzugtesten weisen nicht mehr als 16 Gew.-% eine Partikelgröße von mehr als etwa 1190 Mikron auf.
Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden die Partikel aus absorbierendem gelbildenden Material eine massegemittelte Partikelgröße von mehr als oder gleich etwa 841 Mikron aufweisen. Partikel mit einer massegemittelten Partikelgröße von mehr als oder gleich etwa 841 Mikron sind für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugt, da sie größere Kapillaren innerhalb des absorbierenden Bauteils bewirken, um eine Saugwirkung in der Ebene zu verstärken, und, bezogen auf Massebasis, im allgemeinen langsamer zu absorbieren, sodaß eine höhere Schwallkapazität für den absorbierenden Bauteil geschaffen wird. Vorzugsweise sollte die massegemittelte Partikelgröße im Bereich von etwa 841 Mikron bis etwa 1680 Mikron, bevorzugter von etwa 841 Mikron bis etwa 1410 Mikron, liegen, wobei ein Bereich von etwa 841 Mikron bis etwa 1190 Mikron am bevorzugtesten ist. Die Partikel aus absorbierendem gelbildenden Material weisen vorzugsweise auch eine bestimmte maximale Größenabweichung von der massegemittelten Partikelgröße auf. Insbesondere ist es bevorzugt, wenn zwischen 0 % und etwa 20 %, bezogen auf das Gewicht der Partikel, eine Partikelgröße von weniger als etwa 841 Mikron aufweisen. Bevorzugter weisen zwischen 0 % und etwa 10 %, am bevorzugtesten zwischen 0 % und etwa 5 % der Partikel eine Partikelgröße von weniger als etwa 841 Mikron auf.
Innerhalb der vorgehend genannten Begrenzungen für massegemittelte Partikelgröße und Partikelgrößenverteilung ist es möglich, weiterhin bevorzugte Partikelgrößenmerkmale für die hierin verwendbaren Partikel aus gelbildendem Mittel mit Hilfe von Standard-Siebanalysen zu definieren. Bei einer typischen Siebanalyse wird eine Probe oder eine Vielzahl von Partikeln aus gelbildendem Mittel durch eine bestimmte Anzahl von Sieben mit abnehmender Sieböffnungsgröße gesiebt und die Gewichtsprozent der Probe, die von jedem Sieb zurückgehalten werden und/oder durch es hindurchgehen, werden bestimmt. Standardmethoden zur Durchführung solcher Siebanalysen wurden zum Beispiel von der American Society for Testing Materials (ASTM) erstellt. Eine solche Methode verwendet einen Testsiebschüttler Ro-Tap (hergestellt von W.S. Tyler, Inc.) und eine Reihe von Sieben, die nach den Bezeichnungen von entweder der US-Siebserie oder der Tyler- Standardsiebserie identifiziert sind. Die Bestimmung von Partikelgrößenverteilung unter Verwendung eines solchen Verfahrens ist detaillierter in Perry's Chemical Engineers' Handbook, 6. Auflage, (McGraw-Hill Book Company, 1984) auf den Seiten 21 - 13 bis 21 - 19 beschrieben.
Die Partikel aus absorbierendem gelbildenden Material können auf die erforderliche Partikelgrößenverteilung eingestellt oder angenähert werden, indem die Herstellungsverfahren, die zur Herstellung des absorbierenden gelbildenden Materials verwendet werden, kontrolliert werden. Häufig wird dabei eine Veränderung und Überwachung der Bedingungen notwendig, unter welchen das absorbierende gelbildende Material polymerisiert, getrocknet, zerkleinert, gemahlen und/oder agglomeriert wird. Sobald die Partikel aus absorbierendem gelbildenden Material, durch welches Verfahren immer, herstellt wurden, kann eine weitere Behandlung, wie etwa Sieben, erforderlich sein, um die Partikel abzutrennen, die, sollten sie dabeigelassen werden, die Ursache dafür wären, daß die Partikelkomponente aus absorbierendem gelbildenden Material aus den vorgehend beschriebenen Anforderungen hinsichtlich der Partikelgröße herausfallen würde.
Die Partikel aus absorbierendem gelbildenden Material, die zur Verwendung in den zuvor genannten Größenbereichen besonders gut geeignet sind, sind interpartikulär vernetzte Aggregate. Solche Aggregat-Partikel werden gebildet, indem zwei oder mehr ursprünglich unabhängige Precursor- Partikel der zuvor genannten Arten durch darauf aufgebrachte interpartikulär wirkende Vernetzungsmittel vereinigt und Bedingungen unterworfen werden, bei welchen der physikalische Zusammenhalt der Precursor-Partikel aufrechterhalten wird und die ausreichen, um das interpartikulär wirkende Vernetzungsmittel mit dem Polyermaterial der Precursor-Partikel umzusetzen, um Vernetzungsbindungen zwischen den Precursor-Partikeln, die das Aggregat bilden, hervorzurufen. Solche Aggregate sowie Verfahren zur Herstellung derselben sind detaillierter im US-Patent 5,149.334, erteilt am 22. September 1992 an Lahrman et al., beschrieben.
Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung von Partikeln, die größer sind als die üblicherweise durch Verfahren der Polymerisation, Trocknung, Zerkleinerung von absorbierendem gelbildenden Material gewonnenen Partikel, verwendet die Aggiomerierung kleinerer Partikel zur Herstellung größerer Agglomerate. Agglomerationsverfahren können somit zur Anhebung der massegemittelten Partikelgröße der Partikel aus absorbierendem gelbildenden Material verwendet werden und können hiedureh Partikel in agglomerierter Form zur Verfügung stellen, die zur Verwendung in den Speicherschichten hierin geeignet sind. Agglomerationsverfahren sind in der Fachwelt allgemein bekannt und können gegebenenfalls die Verwendung von Feuchtigkeitszusatz zu kleineren Partikeln oder die Verwendung eines Binders oder einer anderen Art von agglomerierendem Medium erfordern.
Partikel aus absorbierendem gelbildenden Material, die in den Speicherschichten hierin verwendet werden, sollten, ob sie nun in agglomerierter Form vorliegen oder nicht, nicht-fragil sein. Für Zwecke der vorliegenden Erfindung sind solche Partikel nicht-fragil, wenn sie stabil genug sind, den bei der Herstellung und/oder Verwendung auftretenden Kräften zu widerstehen, ohne auseinanderzubrechen und sich vollständig in ihre kleineren Bestandteilspartikel aufzutrennen. Das bedeutet, daß die Partikel stabil genug sein sollten, sodaß sie nicht in kleinere Partikel in einem solchen Ausmaß auseinanderbrechen, daß die entstehenden Partikel aus dem zuvor angegebenen Bereich der Begrenzungen von Partikelgröße herausfallen.
Die relative Menge von hydrophilem faserigen Material und von Partikeln aus absorbierendem gelbildenden Material, die in der unteren Speicherschichte 82 gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann in besonders günstiger Weise bezogen auf Gewichtsprozent in der unteren Speicherschichte 82 angegeben werden. Die untere Speicherschichte 82 enthält vorzugsweise von etwa 2 % bis etwa 60 %, bevorzugter von etwa 30 % bis etwa 60 % und am bevorzugtesten etwa 40 %, bezogen auf das Gewicht der unteren Speicherschichte 82, absorbierendes gelbildendes Material. Diese Konzentration von absorbierendem gelbildenden Material kann auch als ein Gewichtsverhältnis von Fasern zu Partikelmaterial ausgedrückt werden. Diese Verhältnisse können im Bereich von etwa 40:60 bis etwa 98:2 liegen. Für die meisten absorbierenden gelbildenden Materialien mit großer Partikelgröße liegt das optimale Gewichtsverhältnis von Faser zu Partikelmasse im Bereich von etwa 40:60 bis etwa 70:30. Bezogen auf eine Kosten- /Leistungsanalyse ist derzeit ein Verhältnis von etwa 60:40 zur Verwendung in der unteren Speicherschichte 82 am meisten bevorzugt.
Zusätzlich dazu können die Partikel aus absorbierendem gelbildenden Material in verschiedenen Gewichtsverhältnissen über die unterschiedlichen Bereiche und über die Dicken der unteren Speicherschichte 82 hinweg verteilt sein. Zum Beispiel können die relativ großen Partikel aus absorbierendem gelbildenden Material nur im Ablegebereich 54 der unteren Speicherschichte 82 und nicht im hinteren Abschnitt 48 oder im Endbereich 52 angeordnet sein. Jedoch durch die Tatsache, daß die obere Erfassungsschichte 72 vorgesehen ist und eine Wechselwirkung mit ihr besteht, ist es derzeit bevorzugt, wenn die untere Speicherschichte 82 einen im wesentlichen gleichmäßigen Aufbau und gleichmäßige Zusammensetzung aufweist.
Wenn relativ große Partikel aus absorbierendem gelbildenden Material in der unteren Speicherschichte 82 enthalten sind, helfen die Partikel, eine offene Kapiliarstruktur aufrechtzuerhalten, wenn die untere Speicherschichte 82 benetzt wird, sodaß der Transport der Flüssigkeiten weg vom Ablegebereich 54 zum Rest der unteren Speicherschichte 82 begünstigt wird. Zusätzlich dazu wird die Erfassungsrate der unteren Speicherschichte 82 verstärkt, da angenommen wird, daß relativ große Partikel in bezug auf die Masse Flüssigkeit langsamer aufnehmen als kleinere Partikel, sodaß die Gelblocklerung minimal gehalten wird, was dazu führt, daß die Schwallkapazität des Ablegebereichs 54 verbessert wird, wobei angenommen wird, daß dies besonders für aufeinanderfolgende Beladungen gilt. Somit enthält mindestens der Ablegebereich 54 und vorzugsweise die gesamte untere Speicherschichte 82 eine gleichmäßig verteilte Mischung von hydrophilem faserigen Material und relativ großen Partikeln aus absorbierendem gelbildenden Material. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Partikel über die gesamte untere Speicherschichte 82 im wesentlichen gleichmäßig verteilt (vollständig verteilt) sind, obwohl die relativ großen Partikel in Bereichen oder Zonen verteilt sein können, die größere Konzentrationen an Partikeln aus absorbierendem gelbildenden Material als andere Bereiche oder Zonen aufweisen. Zum Beispiel kann ein Konzentrationsgradient über die Dickendimension mit entweder der niedrigsten Konzentration bei oder nahe jener Oberfläche der Speicherschichte, die die Flüssigkeiten empfängt- (d.h. der oberen Oberfläche), oder mit der höchsten Konzentration bei oder nahe der oberen Oberfläche der Speicherschichte, insbesondere im Ablegebereich, vorliegen.
Die obere Erfassungsschichte 72 umfaßt eine Erfassungszone 56 und eine Verteilungszone 58 in Flüssigkeitskommunikation mit mindestens einem Abschnitt der Erfassungszone 56. Die Erfassungszone 56 liegt über mindestens einem Abschnitt des Ablegebereichs 54 und ist strichliert vor der doppelt gepunkteten Linie 92 in den Fig. 1-5 dargestellt. Die Verteilungszone 58 umfaßt im allgemeinen den Rest der oberen Erfassungsschichte 72.
Es hat sich herausgestellt, daß eine relative Kapillaritätsdifferenz zwischen der Erfassungszone 56 und der Verteilungszone 58 für die gesamte Wirksamkeit und Wirkung des gesamten absorbierenden Bauteils 42 von Bedeutung ist. Während Flüssigkeitskapillarität in verschiedenen Arten definiert sein kann (z.B. Porengröße, Dichte, Flächengewicht, etc.), sind Dichte und Flächengewicht der Struktur die bevorzugten Parameter zur Definition der Flüssigkeitskapillarität in der erfindungsgemäßen oberen Erfassungsschichte 72. Somit muß die Erfassungszone 56 sowohl eine relativ niedrigere mittlere Dichte und ein relativ niedrigeres mittleres Flächengewicht pro Flächeneinheit als die Verteilungszone 58 aufweisen, um den bevorzugten Kapillarkraft-Gradienten zwischen den beiden zu errichten. Somit sollte das Verhältnis von mittlerer Dichte der Verteilungszone 58 zu mittlerer Dichte der Erfassungszone 56 vorzugsweise etwa gleich oder größer als etwa 2:1, bevorzugter etwa 2,5:1 und am bevorzugtesten etwa 3:1 sein.
Ohne durch eine Theorie gebunden sein zu wollen, wird angenommen, daß die differenzielle niedrigere Kapillarität, die niedrigere mittlere Dichte und das niedrigere mittlere Flächengewicht der Erfassungszone 56 im Vergleich zu der Verteilungszone 58 von Bedeutung sind bei der Erreichung sowohl einer optimierteren Flüssigkeitserfassungsrate in der unteren Speicherschichte 82 als auch einer relativ hohen Flüssigkeitssaugrate über den absorbierenden Bauteil 42. Wenn die Verteilungszone 58 verdichtet wird, wird die Flüssigkeitssaugrate wesentlich schneller. Es wird angenommen, daß die Verdichtung der Verteilungszone 58 wegen der höheren Kapillarkraft, die auf die kleinere Porengröße der verdichteten Fasern zurückzuführen ist, zu einer besseren Saugfähigkeit für die Flüssigkeit durch die Verteilungszone 58 (in der x-y-Richtung) führt. Eine Verdichtung der Verteilungszone 58 führt weiters zu einer Herabsetzung des Volumens der Struktur (was vom Standpunkt des Konsumenten aus ästhetischen Gründen wünschenswert ist).
Im Hinblick auf die Verwendung von absorbierendem gelbildenden Material im Ablegebereich 54 wird angenommen, daß bei Anordnung höherer Mengen von absorbierendem gelbildenden Material im Bereich der typischen Flüssigkeitsablegung ein maximaler Gelblockierungseffekt erreicht wird, wodurch eine Herabsetzung der Flüssigkeitserfassungsrate bewirkt wird. Somit ist es wesentlich, ein Mittel zur Verteilung der Flüssigkeit über die untere Speicherschichte 82 vorzusehen, welches mit einer hohen Geschwindigkeit funktioniert. Die Erfassungszone 56 mit der niedrigeren mittleren Dichte und dem niedrigeren mittleren Flächengewicht pro Flächeneinheit als dem der unteren Speicherschichte 82 oder der Verteilungszone 58 schafft ein solches Mittel, indem gewährleistet wird, daß die Flüssigkeit eher in die untere Speicherschichte 82 über einen vergleichsweise weitgestreuten Bereich eingeführt wird, als in einen kleinen Bereich oder Punkt der Einführung. Da die untere Speicherschichte 82 vorzugsweise in Zusammensetzung und Aufbau im wesentlichen gleichmäßig ist, führt die Einführung von Fluid über einen solchen weitgestreuten Bereich in einer etwa gleichmäßigen Verteilung über die obere Erfassungsschichte 72 zu einer maximalen Ausnützung der Speicherkapazität der unteren Speicherschichte 82 und hält das Auftreten der Gelblockierung auf einem Minimum.
Der an der Grenzfläche zwischen der Erfassungszone 56 und der Verteilungszone 58 geschaffene Kapillarkraft-Gradient verbessert auch die Halteeigenschaften des absorbierenden Bauteils 42. Flüssigkeiten, die auf der Erfassungszone 56 abgelegt werden, neigen dazu, durch die Wirkung der Erfassungszone 56 rasch in die Struktur erfaßt zu werden. Da die Verteilungszone 58 eine höhere Kapiliarität als die Erfassungszone 56 aufweist, neigen die erfaßten Flüssigkeiten dazu, in die Verteilungszone 58 gezogen zu werden, und werden dann zu anderen Abschnitten der Verteilungszone 58 durch die erhöhte Saugrate geliefert, die in der verdichteten Verteilungszone 58 erreicht wird.
Die folgende Diskussion beschreibt ausführlicher das verstärkte Saug-Phänomen, von dem angenommen wird, daß es ein wesentliches Merkmal in der vorliegenden Erfindung darstellt:
Die Fasern im Bereich der niedrigeren Dichte der Erfassungsschichte sind weniger eingezwängt als die Fasern im Bereich mit der höheren Dichte. Fasern, die durch Vernetzungsbindungen versteift sind, entdrehen und entkräuseln sich teilweise bei der Benetzung. Diese Fasern bleiben beim Benetzen steif und kollabieren nicht, so wie dies übliche unversteifte Fasern tun. Dadurch wird eine permanente Struktur geschaffen, die das Fluid weiterhin erfaßt und verteilt. Beim Benetzen expandiert eine Bahn, die diese vernetzten Fasern enthält. Fasern in dem Abschnitt mit der höheren Dichte der Erfassungsschichte expandieren beträchtlich stärker als Fasern in dem Bereich der niedrigeren Dichte der Erfassungsschichte. Die vernetzten Fasern entdrehen und entkräuseln sich beim Benetzen, um eine Situation zu schaffen, die die Verbreitung des Fluids aufgrund der unverdrehten und ungekräuselten Fasern begünstigt.
Wegen dieser Fluidbewegung innerhalb der Bahn, die die vernetzten Zellulosefasern enthält, wird gesagt, daß die Struktur das Fluid "aufsaugt". Der Sauggrad kann durch die Menge des Vernetzungsmittels, das zur Vernetzung der Zellulosefasern verwendet wurde, kontrolliert werden. Die Saugfähigkeit wird auch durch physikalische Veränderung der Struktur über das Ausmaß der Kompression, die den vernetzten Fasern in der Struktur zuteil wird, kontrolliert. Je höher die Dichte ist, umso mehr ist die Struktur imstande, das Fluid dadurch weiterzuleiten, daß die Fasern in einer eingezwängteren Konfiguration, als dies in einer Situation mit niedrigerer Dichte der Fall wäre, vorliegen.
In dem "verdichteten" Bereich mit höherer Dichte der Erfassungsschichte, der hierin als Verteilungszone bezeichnet wird, weisen die vernetzten Fasern mehr gespeicherte "potentielle Energie" auf als die vernetzten Fasern im Bereich niedrigerer Dichte der Erfassungsschichte, der hierin die Erfassungszone genannt wird. Der Ausdruck potentielle Energie wird hierin verwendet, um die Eigenschaft zu beschreiben, die verdrehte und gekräuselte Fasern im trockenen Zustand aufweisen, und die in Form von teilweiser Entdrehung und Entkräuselung freigesetzt wird, wenn die Fasern benetzt werden. Wenn die Bereiche niedrigerer Dichte (Erfassungszone) und höherer Dichte (Verteilungszone) in Fluidverbindung miteinander gesetzt werden, wird an der Dichtegrenzfläche, die zwischen den beiden Bereichen geschaffen wurde, ein Kapillarkraft-Gradient für eine verstärkte Fluidverteilung über diese Grenze hinweg geschaffen.
Obwohl beide Bereiche der Erfassungsschichte imstande sind, Fluid sowohl zu erfassen als auch zu verteilen, bildet die spezifische Kombination von Bereichen niedrigerer Dichte und höherer Dichte innerhalb der gleichen Struktur eine wirksamere und wirkungsvollere Methode zur Ausnützung der Struktur der vernetzten Fasern in Kombination mit einem Speicherkern. Der Bereich höherer Dichte, die Verteilungszone, wirkt so, daß das Fluid rasch von dem Bereich niedrigerer Dichte, der Erfassungszone, abgesaugt und über den Rest der Erfassungsschichte verteilt wird. Dieser Saugprozeß dient dazu, die Erfassungszone für anschließende Fluidbeladungen freizumachen, und bewirkt einen Diffusionseffekt, um das Fluid zu der Speicherschichte über eine vergleichsweise größere Fläche einzuführen. Obwohl die Erfassungszone mit der niedrigeren Dichte eine finite Dichte aufweist, da sie im allgmeinen frei von Fluid bleibt, nachdem sie das Fluid weiter an die Verteilungszone abgegeben hat, wird das hereinkommende Fluid zu der Erfassungszone gezogen, als ob diese in der Tat ein Loch oder ein Abfluß wäre, was zu einer fortgesetzten raschen Erfassung von Fluid in den absorbierenden Bauteil hinein führt.
Dieses Saugverhalten ist für eine erfolgreiche Leistung des absorbierenden Bauteils kritisch, wenn dieser in einen absorbierenden Artikel eingebaut ist. Wenn ein solcher Artikel von einer Person getragen wird, nimmt der absorbierende Bauteil unweigerlich, wenn er von einer Seite betrachtet wird, etwa eine "U"-Form an, wobei die Enden des absorbierenden Bauteils über den Schrittbereich angehoben sind, wenn sich der Träger in einer aufrechten Position befindet. Wenn sich der Träger oder die Trägerin auf seinen oder ihren Rücken legt oder insbesondere wenn er (sie) auf seinem (ihrem) Bauch liegt, ist ein Ende des absorbierenden Bauteils über dem Bereich der Flüssigkeitsablegung angehoben. Selbst wenn der Träger (die Trägerin) auf seiner (ihrer) Seite liegt, ist mindestens etwa eine Hälfte des absorbierenden Bauteils oberhalb des Bereichs der Flüssigkeitsablegung gelegen.
Die natürliche Tendenz von Flüssigkeiten ist es, unter dem Einfluß der Schwerkraft nach unten zu fließen, und diese Tendenz führt oft in den Bereichen des absorbierenden Bauteils oberhalb des Bereichs der Flüssigkeitsablegung dazu, daß wenig oder gar kein Fluid aufgenommen und gespeichert wird, wogegen die Bereiche unterhalb des Ablegebereichs bis zu ihrer Kapazität oder darüberhinaus gefüllt werden. Angestrebt ist es daher, die Wirkungen der Schwerkraft zu bekämpfen und das Fluid "bergauf" zu solchen Bereichen des absorbierenden Artikels zu transportieren, die oberhalb des Ablegebereichs lokalisiert sind.
Erfindungsgemäße absorbierende Bauteile erfüllen diese kritische Funktion durch den Einbau einer Erfassungsschichte, die vorzugsweise ausschließlich aus versteiften, verdrehten und gekräuselten Zellulosefasern besteht, und die oberhalb einer Speicherschichte liegt, die eine vergleichsweise hohe Konzentration von Partikeln absorbierenden gelbildenden Materials aufweist. Durch den Einsatz eines Dichte-Gradienten quer über die Grenze zwischen Erfassungs- und Verteilungszonen hinweg sowie durch die Verdichtung der Verteilungszone wird die Erfassungsschichte befähigt, tatsächlich das Fluid bergauf zu Bereichen des absorbierenden Bauteils, die höher liegen als der Ablegebereich, wenn der Artikel von einer Person getragen wird, zu saugen oder zu pumpen. Die Speicherkapazität der im wesentlichen ganzen Speicherschichte ist somit für das Fluid erreichbar und kann ausgenützt werden, wodurch die Leistungsfähigkeit und Wirksamkeit des absorbierenden Artikels als ein Ganzes deutlich verbessert wird.
Fig. 5 erläutert schematisch das typische Fluidtransportphänomen, das mit absorbierenden Bauteilen 42 gemäß der vorliegenden Erfindung zusammenhängt. Eine typische Fluidausscheidung wird in die Erfassungszone 56 eingeführt, wie durch den mit 100 bezeichneten Pfeil dargestellt ist, wo ihr Abstieg durch das faserige Material der Erfassungszone 56 verlangsamt wird. Etwas des Fluids bewegt sich nach unten in die untere Speicherschichte 82, eine beträchtliche Menge des Fluids wird jedoch über die doppelt gepunktete Linie 92 hingezogen, welche die Dichtediskontinuität oder Grenzfläche zwischen den beiden Zonen darstellt, und gelangt in die Verteilungszone, wo das Fluid in den Rest der unteren Speicherschichte 82 über einen weiten Bereich hinweg verteilt und eingeführt wird. Die Speicherkapazität der unteren Speicherschichte 82 wird somit deutlicher ausgenützt, wogegen die Erfassungszone 56 freigemacht wird, um den nächsten möglichen Schwall von Fluid zu erfassen.
Die untere Speicherschichte 82 speichert dann durch die Ausnützung der Partikel aus absorbierendem gelbildenden Material das Fluid und hält es zurück. Diese Partikel halten das gespeicherte Fluid selbst unter dem mäßigen Druck zurück, wie er während des normalen Tragens des absorbierenden Artikels auftritt. Daher wird das Fluid, das von der oberen Erfassungsschichte erfaßt und von der unteren Speicherschichte gespeichert wird, positiv behalten und daran gehindert, zu umgebenden Materialien zu entkommen. Somit hat es sich herausgestellt, daß eine obere Erfassungsschichte 72 mit einer Erfassungszone 56, die eine niedrigere mittlere Dichte und ein niedrigeres mittleres Flächengewicht pro Flächeneinheit aufweist als die Verteilungszone 58, das Auslaufen hintanhält, indem die Flüssigkeiten rasch in und durch den absorbierenden Bauteil 42 erfaßt und verteilt werden.
Obwohl der Einfachheit halber Fig. 5 die Erfassungsschichte und die Speicherschichte in einer ebenen Konfiguration analog den Fig. 1-4 darstellt, erwies sich die schematische Darstellung des Fluidstroms innerhalb des absorbierenden Bauteils als tatsächlich so, wie er dargestellt ist, selbst wenn der Bauteil in einer "U"-Form vorliegt, wie er bei der wirklichen Verwendung angetroffen wird.
Zusätzlich dazu wird angenommen, daß die Erfassungszone 56 einen zusätzlichen Mechanismus zur Verfügung stellt, durch welchen ein absorbierender Bauteil 42, der bereits benetzt ist, weitere ausgeschiedene Flüssigkeiten enthalten und leichter erfassen kann. Eine Eigenschaft der chemisch versteiften, verdrehten und gekräuselten Zellulosefasern ist die, daß sie beim Naßwerden expandieren. Wenn somit die obere Erfassungsschichte 72 benetzt wird, expandieren die chemisch versteiften, verdrehten und gekräuselten Zellulosefasern sowohl in der Erfassungszone 56 als auch in der Verteilungszone 58. Weil jedoch eine größere Anzahl von chemisch versteiften, verdrehten und gekräuselten Zellulosefasern pro Volumseinheit in der Verteilungszone 58 mit der höheren mittleren Dichte und dem höheren mittleren Flächengewicht vorliegt und weil solche Fasern in der Verteilungszone 58 dichter komprimiert sind, neigt die Verteilungszone 58 dazu, zu einer größeren Dicke als die Erfassungszone 56 zu expandieren. Wenn somit die Erfassungszone 56 zumindest teilweise seitlich von der Verteilungszone 58 umgeben ist, wird der Effekt einer Vertiefung oder eines Loches geschaffen. Diese "Vertiefung" ist für zweite Ablegungen von Flüssigkeiten vorteilhaft, da die Flüssigkeiten die Tendenz haben werden, in die Vertiefung eingezogen zu werden, da diese praktisch eine Erfassungszone mit null Dichte darstellt. Diese ist besonders hilfreich im Fall von Windeln für die Verwendung über Nacht, wenn der Träger auf dem Bauch schläft, da die Schwerkraft zusätzlich dazu bewirkt, daß die später ausgeschiedenen Flüssigkeiten in die Vertiefung eingezogen werden, worauf sie in die Erfassungszone 56 verteilt werden und in die Verteilungszone 58 gesaugt werden. Somit schafft die Erfassungszone 56 einen zusätzlichen Vorteil für nasse absorbierende Bauteile. Je nach der Konfiguration der oberen Erfassungsschichte 72 kann dieser Vertiefungs- oder Locheffekt auch dazu verwendet werden, das Behalten und die Isolierung feuchter oder flüssiger Darminhalte zu unterstützen.
Wie in den Fig. 1-5 dargestellt ist, umfaßt in einer derzeit bevorzugten Konfiguration die Erfassungszone die gesamte obere Erfassungsschichte im vorderen Bereich vor der Dichte-Grenzfläche, die sich im allgemeinen quer über die Erfassungsschichte erstreckt und die Erfassungsschichte entlang einer bevorzugt im allgemeinen geraden Linie unterteilt oder in Abschnitte zerlegt. Die Erfassungszone umfaßt dann die gesamte obere Erfassungsschichte im hinteren Teil ab der Dichte-Grenzfläche.
Diese Konfiguration maximiert die Antriebskraft von vorne nach hinten, die auf das transportierte Fluid ausgeübt wird, und steigert die Saugfähigkeit der Erfassungsschichte beim Transport von Fluid in den hinteren Abschnitt der unteren Speicherschichte. Wenn die Erfassungszone von einem Abschnitt der Verteilungszone umgeben wäre, würde eine gewisse Fluidmenge nach außen gegen die Ränder der unteren Speicherschichte statt zu dem verhältnismäßig großen hinteren Abschnitt gezogen, was dazu führt, daß ein gesteigertes Auslaufpotential vorliegt und die maximal verfügbare Saugfähigkeit der selektiv verdichteten Erfassungsschichte nicht vollständig ausgenützt wird.
Die Verteilungszone 58 ist somit jener Abschnitt der oberen Erfassungsschichte 72, der relativ höhere Kapillarität (höhere Dichte und höheres Flächengewicht) aufweist. Die primären Funktionen der Verteilungszone 58 bestehen darin, ausgeschiedene Flüssigkeiten zu absorbieren, die entweder direkt auf die Verteilungszone 58 ausgeschieden werden oder zu der Verteilungszone 58 über die zwischen der Erfassungszone 56 und der Verteilungszone 58 errichteten Kapillarkraft-Gradienten übertragen wurden, und solche Flüssigkeiten unter den Drücken zurückzuhalten, die als eine Folge der Bewegungen des Trägers angetroffen werden.
Die untere Speicherschichte 82 weist vorzugsweise relativ hohe Werte für die Dichte und das Flächengewicht im Verhältnis zu der Erfassungszone 56 auf. Die Werte von Dichte und Flächengewicht der unteren Speicherschichte 82 inkludieren das Gewicht der Partikel des absorbierenden gelbildenden Materials, sodaß die Werte von Dichte und Flächengewicht in Abhängigkeit von der Menge der innerhalb der unteren Speicherschichte 82 verteilten Partikel variieren werden. Somit wird die untere Speicherschichte im allgemeinen eine Dichte von etwa 0,06 bis etwa 0,4 g/cm³ und bevorzugter innerhalb des Bereichs von etwa 0,09 bis etwa 0,20 g/cm³ für eine untere Speicherschichte 82, die etwa 15 Gew.-% Partikel aus absorbierendem gelbildenden Material enthält, aufweisen. Das Flächengewicht einer solchen unteren Speicherschichte 82 kann im Bereich von etwa 0,02 bis etwa 0,186 g/cm², vorzugsweise von etwa 0,038 bis etwa 0,12 g/cm² liegen. Für eine untere Speicherschichte 82, die etwa 50 Gew.-% Partikel aus absorbierendem gelbildenden Material enthält, wird die Dichte in der Regel im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 0,68 g/cm³ liegen, wobei das Flächengewicht zwischen etwa 0,34 und etwa 0,31 g/cm² liegt. Die Dichte der unteren Speicherschichte 82 wird aus ihrem Flächengewicht und der Abgreiihöhe berechnet, die an neuen unverpackten, entfalteten und aufgeschnittenen Windeln besteht. Die Abgreifhöhe wird unter Verwendung eines Standardmeßgeräts gemessen, wobei die Probe unter einer "sanften" Belastung von 10 g/cm² steht. Das Flächengewicht wird durch Ausstanzen einer bestimmten Probengröße und Abwiegen der Probe auf einer Standardwaage gemessen, wobei das Gewicht und die Fläche der Probe das Flächengewicht bestimmen. (Es sei festgehalten, daß die Werte für Dichte und Flächengewicht das Gewicht der Partikel des absorbierenden gelbildenden Materials inkludieren.)
Die untere Speicherschichte 82 kann eine Reihe von Größen und Formen annehmen, jedoch ist es bevorzugt, wenn die untere Speicherschichte 82 eine solche Größe und Form aufweist, daß sie im wesentlichen den Bereich zwischen dem Deckblatt und dem Rückenblatt ausfüllt, um eine maximale Kapazität für eine gegebene Größe des absorbierenden Artikels zu schaffen. Obwohl das hintere Teilstück 48 und der Endbereich 52 nicht unbedingt Speicherzonen umfassen müssen, wird im besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der unteren Speicherschichte 82, wie es in den Fig. 2-5 gezeigt ist, die gesamte untere Speicherschichte 82 zur Fluidspeicherung verwendet.
Wie zuvor angegeben, kann die untere Speicherschichte 82 des zweischichtigen absorbierenden Kerns von beliebiger gewünschter Form sein, die mit bequemer Paßform übereinstimmt, inklusive zum Beispiel kreisförmiger, rechteckiger, trapezoidaler, länglicher Form, der Form eines Stundenglases, eines Hundeknochens oder ovaler Form. Gewünschtenfalls kann die untere Speicherschichte 82 in eine Hüllbahn mit hoher Naßfestigkeit eingehüllt sein, wie etwa in ein Tissue-Papier oder ein synthetisches, feinporiges, beispielsweise vliesartiges Material, um die Möglichkeit der Partikel aus absorbierendem gelbildenden Material, aus der unteren Speicherschichte 82 herauszuwandern, minimal zu halten. Ein anderes Ziel einer solchen Umhüllung ist es, in wünschenswerter Weise den physikalischen Zusammenhalt des doppelschichtigen absorbierenden Kerns während der Verwendung zu steigern. Eine solche Bahn kann in der Tat an die untere Speicherschichte 82 angeklebt sein. Geeignete Mittel zur Durchführung dieses Klebevorgangs inkludieren das Klebstoff-Sprühverfahren, welches im US-Patent 4,573.986, das an Minetola und Tucker am 4. März 1986 erteilt wurde, beschrieben ist.
In den in den Fig. 1-5 derzeit bevorzugten Ausführungsbeispielen hat die Form der unteren Speicherschichte 82 des zweischichtigen absorbierenden Kerns eine Gestalt, die als die Form eines halben Hundeknochens beschrieben werden kann. Diese Gestalt liefert eine gute Gesamtausnützung der Speicherkapazität, wobei sie eine bequeme Paßform für den Träger gewährleistet. Bei besonders bevorzugten Ausführungsbeispielen wird eine untere Speicherschichte 82, die mit einem sprühgeklebten Tissue umhüllt ist, verwendet.
Bei dem üblichen Fall, wo die untere Speicherschichte 82 allgemein die Form der Windel oder eines anderen absorbierenden Artikels definiert, wird die normale Länge des Deckblatts 38 an die längste Längsdimension der unteren Speicherschichte 82 angenähert. Bei manchen Anwendungen jedoch (z.B. Inkontinenzartikel für Erwachsene), bei welchen Volumsreduktion und minimale Kosten von Bedeutung sind, wird die untere Speicherschichte 82 nicht die allgemeine Form der Windel oder der Inkontinenzstruktur annehmen. Sie wird eher allgemein so angeordnet sein, daß sie nur den Genitalbereich des Trägers bedeckt, und könnte in diesem Fall etwa die gleiche obere Oberfläche wie die obere Erfassungsschichte 72 aufweisen. In diesem Fall würden sowohl die obere Erfassungsschichte 72 als auch die koextensive untere Speicherschichte 82 in Richtung zum Vorderteil des Artikels lokalisiert sein.
Die Erfassungszone 56 weist eine relativ niedrigere Kapillarität auf und hat daher vorzugsweise eine niedrigere mittlere Dichte und ein niedrigeres mittleres Flächengewicht pro Flächeneinheit als die Verteilungszone 58. Die Erfassungszone 56 dient dazu, ausgeschiedene Flüssigkeiten rasch aufzusammeln und temporär zu halten. Da solche Flüssigkeiten im allgemeinen gußweise ausgeschieden werden, muß die Erfassungszone 56 imstande sein, die Flüssigkeit rasch zu erfassen und zu transportieren, indem sie sie von dem Punkt des Flüssigkeitskontakts zu anderen Teilen des absorbierenden Bauteils 42 absaugt. Die Erfassungszone 56 hat vorzugsweise eine Dichte von etwa 0,03 bis 0,24 g/cm³ und bevorzugter von etwa 0,05 bis etwa 0,15 g/cm³. Das Flächengewicht einer solchen Erfassungszone 56 wird vorzugsweise im Bereich von etwa 0,015 bis etwa 0,1 g/cm² und bevorzugter von etwa 0,018 bis etwa 0,06 g/cm² liegen. Die Dichte der Erfassungszone 56 wird aus deren Flächengewicht und Abgreifhöhe berechnet, die an neuen unverpackten entfalteten und aufgeschnittenen Windeln gemessen wird. Die Abgreifhöhe wird unter Verwendung eines Standardmeßgeräts gemessen, wobei die Probe unter einer "sanften" Belastung von 10 g/cm² steht. Das Flächengewicht wird gemessen, indem eine Probe bestimmter Größe ausgestanzt und die Probe auf einer Standardwaage gewogen wird, wobei Gewicht und Fläche der Probe das Flächengewicht bestimmen. Wie zuvor besprochen, sollte das Verhältnis der mittleren Dichte der Verteilungszone 58 zu der mittleren Dichte der Erfassungszone 56 vorzugsweise gleich oder größer als etwa 2:1, bevorzugter etwa 2,5:1 und am bevorzugtesten etwa 3:1 sein. Somit sind für eine gegebene Dichte und ein gegebenes Flächengewicht der Erfassungszone die erforderliche Dichte und das erforderliche Flächengewicht für die Verteilungszone durch diese Verhältnisse fixiert. Wenn zum Beispiel die Dichte der Erfassungszone 56 bei 0,07 g/cm³ liegt, würde die Dichte der entsprechenden Verteilungszone 58 bei 0,21 g/cm³ liegen, wenn ein Verhältnis der Dichten von 3:1 verwendet wird.
Obwohl die Erfassungszone 56 begreifficherweise für Dichte und Flächengewicht Werte von null aufweisen kann, d.h. ein Hohlraum oder ein Leerraum ist, ist eine solches Ausführungsbeispiel als Erfassungszone 56, die eine gewisse minimale Dichte und ein gewisses minimales Flächengewicht aufweist, nicht bevorzugt. Der Transfer der Flüssigkeiten durch das Deckblatt 38 zeigte sich als reduziert in einem absorbierenden Bauteil 42, der eine Erfassungszone 56 mit null Dichte und null Flächengewicht aufweist, was auf den Mangel an innigem Kontakt zwischen irgendwelchen Fasern der Erfassungszone 56 und dem Deckblatt 38 zurückzuführen ist. Somit kann die Flüssigkeit dazu neigen, sich auf dem Deckblatt 38 anzureichern oder anzusammeln, wodurch ein nasses Gefühl für den Träger entsteht. Daher ist es bevorzugt, wenn die Erfassungszone 56 eine gewisse minimale Dichte und ein gewisses minimales Flächengewicht aufweist.
Obwohl die Dichte und das Flächengewicht der Erfassungszone 56 über deren Fläche und Dicke hinweg variieren können, ist ein solches Ausführungsbeispiel auch nicht bevorzugt. Die Erfassungszone 56 hat vorzugsweise eine im wesentlichen gleichförmige Dichte und ein gleichförmiges Flächengewicht über ihre Fläche und Dicke hinweg. Diese gleichförmige Dichte und das gleichförmige Flächengewicht liefern über die Grenzfläche zwischen der Erfassungszone 56 und der Verteilungszone 58 hin einen einheitlichen Kapillarkraft-Gradienten, der einen gleichmäßigen Flüssigkeitstransfer bedingt.
Die Form, Größe und Lage der Erfassungszone 56 sind von Bedeutung bei der Bestimmung der Wirksamkeit des entstehenden absorbierenden Bauteils 42 hinsichtlich einer raschen Erfassung ausgeschiedener Flüssigkeiten. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung sollte die Erfassungszone 56 in einer speziellen örtlichen Beziehung im Hinblick auf die Fläche der typischen Flüssigkeitsablegung plaziert sein. Obwohl Abschnitte der Erfassungszone 56 über dem hinteren Teilstück 48 der unteren Speicherschichte 82 gelegen sein können, ist die Erfassungszone 56 vorzugsweise allgemein über dem vorderen Teilstück 50 der unteren Speicherschichte 82 angeordnet, sodaß die Erfassungszone 56 im Bereich der typischen Flüssigkeitsablegung, d.h. dem Ablegebereich 54, angeordnet ist. Somit ist die Erfassungszone 56 im Bereich des Punkts der Flüssigkeitsausscheidung angeordnet, um imstande zu sein, an ihrer Kontaktzone solche Flüssigkeiten rasch zu erfassen.
Die im allgemeinen nach vorne gerichtete Positionierung der Erfassungszone 56 kann durch Angabe der Prozente der oberen Oberfläche der Erfassungszone 56, die vor den speziellen Punkten entlang der Länge der unteren Speicherschichte 82 angetroffen wird, angegeben werden. Obwohl die Position der Erfassungszone 56 andererseits im Hinblick auf das Volumen der Erfassungszone, die vor speziellen Punkten angeordnet ist, definiert sein kann, hat es sich gezeigt, daß die obere Oberfläche der Erfassungszone 56 eine wünschenswertere Definition darstellt, da die obere Oberfläche tatsächlich den anfänglich für die Flüssigkeitserfassung zur Verfügung stehenden Bereich definiert. Da die Dicke der oberen Erfassungsschichte 72 vorzugsweise gleichförmig ist und die Erfassungszone 56 im allgemeinen einen rechteckigen Querschnitt aufweist, ist zusätzlich die Definition der oberen Oberfläche bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gleich einer volumetrischen Definition. Somit wird durchwegs in der Beschreibung so auf die Position der Erfassungszone 56 Bezug genommen, daß sie zu ihrer oberen Oberfläche in Beziehung steht (d.h. als Prozente der oberen Oberfläche der in einer gegebenen Zone angeordneten Erfassungszone).
Somit ist in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung mindestens ein Abschnitt der Erfassungszone 56 oberhalb des Ablegebereichs 54 angeordnet, obwohl sogar der verbleibende Abschnitt irgendwo auf der unteren Speicherschichte 82, inklusive des hinteren Teilstücks 48 und der Endbereiche 52, angeordnet sein kann. Die Erfassungszone 56 ist jedoch vorzugsweise in bezug auf die untere Speicherschichte 82 so angeordnet, daß die obere Oberfläche der Erfassungszone 56 vollständig oberhalb des vorderen Teilstücks 50 der unteren Speicherschichte 82 angeordnet ist. Bevorzugter ist die Erfassungszone 56 in bezug auf die untere Speicherschichte 82 so angeordnet, daß die obere Oberfläche der Erfassungszone 56 vollständig oberhalb des Ablegebereichs 54 der unteren Speicherschichte 82 angeordnet ist. Sogar noch bevorzugter ist es, wenn mindestens 30 % der oberen Oberfläche der Erfassungszone 56 oberhalb der vorderen Hälfte des vorderen Teilstücks (etwa dem vorderen Drittel der gesamten unteren Speicherschichte 82) der unteren Speicherschichte 82 angeordnet sind.
Die Ausrichtung der Erfassungszone 56 nach vorne kann andererseits dadurch definiert werden, daß die Prozente der oberen Oberfläche der Erfassungszone 56 angegeben werden, die vor speziellen Punkten entlang der Länge der Windel 20 oder eines anderen absorbierenden Artikels angetroffen werden. Somit ist die Erfassungszone 56 vorzugsweise an der unteren Speicherschichte 82 in Bezug auf das Deckblatt 40 so angeordnet, daß mindestens ein Abschnitt der oberen Fläche der Erfassungszone 56 im Schrittbereich 26 der Windel 20 liegt. Bevorzugter ist die Erfassungszone 56 so angeordnet, daß ihre obere Oberfläche vollständig in den vorderen zwei Dritteln der Windel 20 angeordnet ist, am bevorzugtesten in der vorderen Hälfte der Windel 20; die obere Oberfläche muß vorzugsweise auch vollständig im Schrittbereich 26 der Windel 20 angeordnet sein. (Wie hierin angegeben, können "Abschnitte" der Windel 20 oder des anderen absorbierenden Artikels unter Bezugnahme auf die obere Oberfläche der entfalteten Windel 20 oder des absorbierenden Artikels definiert werden, die im Bereich vor einem gegebenen Punkt auf der Linie, die die Länge der Windel 20 definiert, liegt.)
Für die Zwecke der Bestimmung der Position einer solchen Erfassungszone 56 wird die Länge der unteren Speicherschichte 82 oder der Windel 20 als die normale längste Längsdimension der länglichen Struktur genommen. Diese normale längste Dimension kann unter Bezugnahme auf die Struktur definiert werden, wie sie von dem Träger getragen wird. Wenn sie getragen wird, werden die einander gegenüberliegenden Enden des Rückenblatts so aneinander befestigt, daß die Enden einen Kreis rund um die Taille des Trägers bilden. Die normale Länge der unteren Speicherschichte 82 oder der Windel 20 wird somit die Länge jener Linie sein, die durch die untere Speicherschichte 82 oder die Windel 20 von dem Punkt an dem Rand derselben in der Mitte der rückwärtigen Taille des Trägers über den Schritt bis zu dem Punkt am gegenüberliegenden Rand der unteren Speicherschichte 82 oder der Windel 20 in der Mitte der Vordertaille des Trägers verläuft.
Die obere Oberfläche der Erfassungszone 56 kann durch Einsatz von zwei möglichen Verfahren ermittelt werden. Der wichtigste und einfachste Weg ist es, den absorbierenden Bauteil 42 auf eine Standard-Lichtbox aufzubringen, wie etwa das Transluminator-Modell, das von Aristo grid Lamp Products Inc. hergestellt wird. Die Erfassungszone 56 wird, da sie eine niedrigere mittlere Dichte und ein niedrigeres mittleres Flächengewicht aufweist als, die daran angrenzende Verteilungszone 58, heller oder leuchtender erscheinen durch die Tatsache, daß mehr Licht durch die Erfassungszone 56 durchgeht. Die Erfassungszone 56 kann auf einem Rasterpapier kartiert werden, um die obere Oberfläche der Erfassungszone 56 zu messen.
Das andere Verfahren umfaßt die Kartierung des Dichteprofils der oberen Erfassungsschichte 72 zur Bestimmung der oberen Oberfläche der Erfassungszone 56. Die obere Erfassungsschichte 72 wird in Proben mit kleinen Flächen zerschnitten. Die Dichte und das Flächengewicht jeder Probe werden dann unter Einsatz der zuvor besprochenen Verfahren berechnet. Somit werden die Proben mit relativ niedrigerer Dichte und niedrigerem Flächengewicht gegen die Proben mit relativ höherer Dichte und höherem Flächengewicht aufgetragen, um die obere Oberfläche der Erfassungszone 56 zu messen.
Die Erfassungszone 56 kann von beliebiger gewünschter Gestalt sein, die mit den Absorptionsanforderungen des absorbierenden Bauteils 42 oder der Windel 20 übereinstimmt, inklusive zum Beispiel kreisförmige, rechtekkige, dreieckige, trapezoidale, längliche Form, Form eines Stundenglases, eines Trichters, eines Hundeknochens, Fuchsgesichtes oder ovale Form. Bevorzugte Gestalten der Erfassungszone 56 sind jene, die die Länge der Grenzfläche zwischen der Erfassungszone 56 und der Verteilungszone 58 so steigern, daß die relative Kapillardifferenz zwischen den Zonen vollständig ausgenützt wird. Eine derzeit bevorzugte Gestalt für die Erfassungszone 56 ist die, die als die Gestalt eines halben Hundeknochens beschrieben werden kann, wobei das breitere Ende zum Vorderabschnitt des absorbierenden Bauteils gerichtet ist und die gesamte Breite des schmäleren Endes an die Verteilungszone 58 anschließt, wie es insbesondere in den Fig. 1 und 4 dargestellt ist.
Zusätzlich dazu kann die Verteilungszone 58, obwohl sie die Erfassungszone 56 nicht vollständig umgeben muß (d.h. sie ist in Flüssigkeitskommunikation mit mindestens einem Abschnitt der seitlichen Zone der Erfassungszone 56), in manchen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung teilweise oder vollständig die Erfassungszone 56 seitlich umgeben, sodaß die Kapillardifferenz zwischen den beiden Zonen vollständig ausgenützt werden kann.
Die Erfassungszone 56 kann auch eine Reihe unterschiedlicher Querschnittsflächen und -konfigurationen aufweisen, inklusiver jener, bei welchen die Fläche von Abschnitten der Erfassungszone 56 geringer oder größer als deren obere Oberfläche ist (d.h. die Erfassungszone 56 ist kleiner oder breiter unterhalb der oberen Oberfläche der oberen Erfassungsschichte 72). Zum Beispiel kann die Erfassungszone 56 konische, trapezoidale Form, T-Form oder rechteckige Querschnittsform aufweisen. Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, hat die Erfassungszone 56 vorzugsweise eine rechtecklge Querschnittsfläche, sodaß eine gleichmäßige Erfassungszone 56 geschaffen wird.
Die Erfassungszone 56 kann eine andere Dicke als die angrenzende Verteilungszone 58 aufweisen und kann sich gegebenenfalls nicht durch die gesamte Dicke der oberen Erfassungsschichte 72 erstrecken. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wie es in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, erstreckt sich die Erfassungszone 56 jedoch vorzugsweise zur Gänze über die Dicke der oberen Erfassungsschichte 72 und hat eine Dicke, die der Dicke der angrenzenden Verteilungszone 58 gleich ist.
Obwohl die Erfassungszone 56 quer irgendwo entlang der oberen Oberfläche der unteren Speicherschichte 82 angeordnet sein kann, zeigte es sich, daß die Erfassungszone 56 am wirksamsten arbeitet, wenn sie oberhalb des vorderen Teilstücks 50 oder des Ablegebereichs 54 der unteren Speicherschichte 82 quer zentriert liegt. Somit ist die Erfassungszone 56 vorzugsweise um die längsverlaufende Mittellinie 68 der unteren Speicherschichte 82 zentriert. Bevorzugter ist die Erfassungszone 56 nur über dem zentralen Bereich 64 des vorderen Teilstücks 50 oder des Ablegebereichs 54 der unteren Speicherschichte 82 quer angeordnet, sodaß von der Erfassungszone 56 überhaupt nichts über den Ohrbereichen 60 und 62 liegt.
Eine solche obere Erfassungsschichte 72 wird vorzugsweise dadurch hergestellt, daß eine hinsichtlich der Dicke profilierte Vorform des absorbierenden Bauteils im Luftstrom gelegt wird und dann die obere Erfassungsschichte 72 in einer Kalanderwalze mit fixem Walzenspalt kalandriert wird, um die selektive Verdichtung der oberen Erfassungsschichte 72 zu bewirken und den Dichte-Gradienten über die Dichte-Grenzfläche 92 hinweg zu errichten. Die hinsichtlich der Dicke profilierte obere Erfassungsschichte 72 hat anfänglich Zonen von höherem Flächengewicht, die die Erfassungszone 58 definieren, und Zonen mit niedrigerem Flächengewicht, die die Erfassungszone 56 definieren. Die obere Erfassungsschichte 72 wird dann vorzugsweise zu einer gleichmäßigen Dicke kalandriert. Somit wird eine Erfassungszone 56 mit niedrigerer mittlerer Dichte und niedrigerem mittleren Flächengewicht pro Flächeneinheit im Verhältnis zu der Verteilungszone 58, die eine höhere mittlere Dichte und ein höheres mittleres Flächengewicht aufweist, geschaffen.
Die entstehende Dicke der Erfassungsschichte 72 muß jedoch nicht gleichmäßig sein. Konturierte Kalanderwalzen oder andere geeignete Verfahren könnten eingesetzt werden, die zu unterschiedlichen endgültigen Dicken für die Erfassungszone 56 und die Verteilungszone 58 führen können. Die Errichtung des Dichte-Gradienten an der Dichte-Grenzfläche 92 wird als der kritische Faktor zur Bildung der oberen Erfassungsschichte 72 angesehen. Das Kalandrieren zu gleichmäßiger Dicke wird derzeit bevorzugt, da die gleichmäßige Dicke der beiden Zonen die Kontaktfläche der beiden Zonen an der Dichte-Grenzfläche maximiert, d.h. das Verhältnis der Kontaktflächen ist 1:1.
In ähnlicher Weise wird die untere Speicherschichte 82 vorzugsweise dadurch hergestellt, daß eine Vorform eines absorbierenden Bauteils mit gleichmäßiger Dicke im Luftstrom gelegt wird. Zusätzlich dazu werden diskrete Partikel aus absorbierendem gelbildenden Material einem vom Luftstrom mitgerissenen Faserstrom zugesetzt, bevor diese auf der Vorform abgelegt werden, um eine gleichmäßige Verteilung des absorbierenden gelbildenden Materials über die vorgeformte untere Speicherschichte 82 hin zu bewirken. Somit enthält die entstehende untere Speicherschichte 82 vorzugsweise eine gleichmäßige Mischung aus hydrophilem faserigen Material und diskreten Partikeln aus absorbierendem gelbildenden Material.
Bei der Verwendung wird die Windel 20 an einem Träger angebracht, indem der hintere Taillenbandbereich 24 unter dem Rücken des Trägers angeordnet und der Rest der Windel 20 zwischen den Beinen des Trägers so hindurchgezogen wird, daß der vordere Taillenbandbereich 22 an der Vorderseite des Trägers angeordnet ist. Die Enden der Bandlaschenbefestiger 46 werden dann vorzugsweise an nach außen gerichteten Zonen der Windel 20 fixiert. Bei der Verwendung werden wegwerfbare Windeln oder andere absorbierende Artikel, die solche Erfassungsschichten 72 enthalten, die eine Erfassungszone 56 mit einer relativ niedrigeren mittleren Dichte und einem relativ niedrigeren mittleren Flächengewicht aufweist, dazu neigen, die Flüssigkeiten rascher in die Erfassungszone 56 zu erfassen und diese Flüssigkeiten zu den übrigen Abschnitten des absorbierenden Bauteils 42 zu verteilen und dabei trocken oder trockener zu bleiben, was auf die bevorzugte Kapillarität zwischen der Verteilungszone 58 und der Erfassungszone 56 der oberen Erfassungsschichte 72 sowie auf die Eigenschaften der relativ großen Partikel aus absorbierendem gelbildenden Material in der unteren Speicherschichte 82 zurückzuführen ist. Somit trägt ein solcher absorbierender Bauteil 42 dazu bei, das Auslaufen entlang der Ränder eines solchen absorbierenden Artikels zu vermindern.
Wie zuvor besprochen, ist es der primäre Zweck der oberen Erfassungsschichte 72, ausgeschiedene Flässigkeiten rasch zu sammeln und temporär zu halten und solche Flüssigkeiten zu transportieren, indem sie vom Punkt des anfänglichen Kontakts zu anderen Teilstücken der oberen Erfassungsschichte 72 gesaugt werden. Da die primäre Funktion der oberen Erfassungsschichte 72 darin liegt, Flüssigkeiten aufzunehmen, die durch das Deckblatt 38 hindurchgelangen, und solche Flüssigkeiten zu anderen Zonen der oberen Erfassungsschichte 72 und in der Folge auf die untere Speicherschichte 82 zu transportieren, ist die obere Erfassungsschichte 72 vorzugsweise gänzlich frei von absorbierendem gelbildenden Material. Da diese beiden Funktionen, nämlich Saugwirkung und Fluidspeicherung, zwei unterschiedlichen Schichten des absorbierenden Bauteils zugeordnet sind, kann die Leistungsfähigkeit jedes einzelnen somit optimiert werden, um die beste Gesamtleistung zu erzielen.
Andererseits kann die obere Erfassungsschichte 72 geringe Mengen von absorbierendem gelbildenden Material enthalten, jedoch ist es in der vorliegenden Erfindung bevorzugt, da der Fluidtransport und die Speicherfunktionen zwischen der oberen Erfassungsschichte 72 bzw. der unteren Speicherschichte 82 aufgeteilt sind, daß keine Fluidspeicherung in der oberen Erfassungsschichte 72 stattfindet. Somit ist im allgemeinen die Verwendung von absorbierendem gelbildenden Material in der oberen Erfassungsschichte nicht bevorzugt, da sie dazu neigt, das Saugverhalten der versteiften, verdrehten und gekräuselten Zellulosefasern zu behindern, wenn sie auf das Auftreffen der Flüssigkeit reagieren, und somit das Leistungspotential der oberen Erfassungsschichte herabsetzen.
Die allgemeine Form und Gestalt der oberen Erfassungsschichte 72 und ihre Beziehung zu der unteren Speicherschichte 82 sind von gewisser Bedeutung bei der Bestimmung der Wirksamkeit der entstehenden Windel 20 oder eines anderen absorbierenden Artikels. Die obere Erfassungsschichte 72 in der entfalteten Konfiguration kann von beliebiger gewünschter Form sein, zum Beispiel rechteckig, oval, länglich, asymmetrisch oder in der Form eines Stundenglases.
Wie in den Fig. 1 und 4 gezeigt, ist eine derzeit bevorzugte Form für die obere Erfassungsschichte 72 jene, die als die Form eines halben Hundeknochens beschrieben werden kann, wobei die Erfassungszone 56 von halber Hundeknochen-Form eingebaut ist und sich nach hinten gegen den hinteren Taillenbandbereich des absorbierenden Artikels erstreckt, sodaß die Verteilungszone 58 im allgemeinen in der Form rechteckig ist. Als solche ist die allgemeine Form der derzeit bevorzugten oberen Erfassungsschichte 72 ähnlich der Gesamtform der derzeit bevorzugten unteren Speicherschichte 82.
Die erfindungsgemäße obere Erfassungsschichte 72 muß nicht gleich groß sein wie die untere Speicherschichte 82 und hat tatsächlich vorzugsweise eine obere Oberfläche, die deutlich kleiner ist als die obere Oberflächeder unteren Speicherschichte 82. Im allgemeinen wird die obere Erfassungsschichte 72 eine obere Oberfläche aufweisen, die etwa das 0,7-fache bis etwa das 1,0-fache derjenigen der unteren Speicherschichte 82 ausmacht. Am bevorzugtesten wird die obere Oberfläche der oberen Erfassungsschichte 72 das etwa 0,75-fache der der unteren Speicherschichte 82 ausmachen.
Wenn sich die Größe der oberen Erfassungsschichte 72 der Größe der unteren Speicherschichte 82 annähert, besteht eine gesteigerte Wahrscheinlichkeit, daß mehr Fluid zu den Rändern der Speicherschichte abgesaugt wird, als gespeichert werden kann, wodurch eine gesteigerte Wahrscheinlichkeit des Auslaufens an den Rändern des absorbierenden Artikels stattfindet. Das gilt insbesondere dann, wenn faserige Materialien mit höheren Saugraten verwendet werden, wie etwa die versteiften, verdrehten und gekräuselten Zellulosefasern, die zuvor beschrieben sind. Die Verwendung von Seitenrandstreifen 83 und 84, wie sie in Fig. 4 gezeigt sind, unterstützt die Herabsetzung der Wahrscheinlichkeit des Auslaufens durch die Tatsache, daß das Fluid an den Rand des absorbierenden Bauteils gesaugt wird; somit bewirkt der Unterschied in der Fläche zwischen der oberen Erfassungsschichte und der unteren Speicherschichte vorzugsweise Seitenrandstreifen, zumindest in den voraussichtlichen Fluidausscheidungsbereichen. Wenn andererseits die obere Erfassungsschichte 72 viel kleiner ist als die untere Speicherschichte 82, werden die peripheren Abschnitte der unteren Speicherschichte kein Fluid bekommen und somit für die Speicherung nicht ausgenützt werden.
Die Verwendung einer oberen Erfassungsschichte, die eine obere Oberfläche von etwa dem 0,75-fachen der der unteren Speicherschichte aufweist, ergab ein gutes Gleichgewicht zwischen der Verhinderung des Auslaufens und der Ausnützung der Speicherkapazität. Um leichter zusammenbaubar zu sein, ist es derzeit auch bevorzugt, wenn die obere Erfassungsschichte und die untere Speicherschichte etwa die gleiche nominale Länge aufweisen und wenn sie in zusammengebautem Zustand praktisch übereinanderliegende Enden haben.
Zur Schaffung einer ausreichenden Erfassungskapazität erwies es sich als günstig, wenn die obere Oberfläche der Erfassungszone 56 im wesentlichen weniger als die gesamte obere Oberfläche der oberen Erfassungsschichte 72 des zweischichtigen absorbierenden Kerns ausmacht. Die obere Oberfläche (und/oder das Volumen) der Erfassungszone 56 umfassen weniger als etwa 50 % der oberen Oberfläche (und/oder des Volumens) der oberen Erfassungsschichte 72. Bevorzugter umfaßt die obere Oberfläche der Erfassungszone 56 weniger als etwa 35 % der oberen Oberfläche der oberen Erfassungsschichte 72 und bevorzugter etwa 30 % der oberen Oberfläche der oberen Erfassungsschichte 72. Die Position und Fläche der Erfassungszone im Verhältnis zu der Verteilungszone können so eingestellt werden, daß den Bedürfnissen der speziellen Träger entgegengekommen wird, wie etwa zum Beispiel männlichen oder weiblichen Trägern, Erwachsenen oder Kindern, und Tragen während des Tages gegenüber während der Nacht.
Obwohl es unter bestimmten Umständen möglich oder bevorzugt sein kann, die Porengröße der Fasern in der oberen Erfassungsschichte zur Bildung von Erfassungs- und Verteilungszonen zu variieren, ohne die Dichte der Fasern zu variieren, werden in den oberen Erfassungsschichten gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise keine solchen Variationen vorgenommen. Eine mögliche Art, die Porengröße der Fasern zu variieren, besteht darin, Hartholz-Fluff mit seiner geringeren Porengröße für die Erfassungszone zu verwenden, und Weichholz-Fluff mit seiner größeren Porengröße für die Verteilungszone zu verwenden. Der primäre Grund, warum eine solche Veränderung allgemein nicht wünschenswert ist, liegt darin, daß Hartholzfasern im allgemeinen in der Länge kürzer sind als Weichholzfasern. Wenn die Fasern versteift, verdreht und gekräuselt sind, wie zuvor beschrieben wurde, entsprechen die kürzeren Fasern einer geringeren gespeicherten potentiellen Energie, wenn die Fasern komprimiert werden, und somit einer geringeren Expansion, einer geringeren Entdrehung und Entkräuselung, wenn die Fluide mit den Fasern in Wechselwirkung treten. Ohne Verwendung der Verdichtung in der Verteilungszone wird auch die entsprechende Steigerung der gespeicherten potentiellen Energie darin nicht erreicht. Eine geringere gespeicherte potentielle Energie wirkt sich in einer geringeren Saugwirkung quer über die Dichte-Grenzfläche hin aus und das Erfassungspotential der erfindungsgemäßen absorbierenden Bauteile wird nicht maximiert.

Claims

1. Ein mehrschichtiger absorbierender Bauteil (42) mit einem hinteren Teilstück (48) und einem an das genannte hintere Teilstück (48) angrenzenden vorderen Teilstück (50), wobei das genannte vordere Teilstück (50) einen Endbereich (52) und einen an den genannten Endbereich (52) und das genannte hintere Teilstück (48) angrenzenden Ablegebereich (54) aufweist, sodaß der genannte Ablegebereich (54) zwischen dem genannten Endbereich (52) und dem genannten hinteren Teilstück (48) angeordnet ist, wobei der genannte absorbierende Bauteil (42) umfaßt:

(a) mindestens eine Speicherschichte (82), die eine Mischung aus hydrophilem faserigen Material und diskreten Partikeln von absorbierendem gelbildenden Material umfaßt, wobei die genannte Speicherschichte (82) eine erste obere Oberfläche aufweist; und

(b) mindestens eine Erfassungsschichte (72), die in Fluidverbindung mit der genannten Speicherschichte (82) angeordnet ist,

wobei der genannte mehrschichtige absorbierende Bauteil (42) dadurch gekennzeichnet ist, daß

die genannte Erfassungsschichte (72) eine homogene Zusammensetzung von hydrophilem faserigen Material umfaßt, wobei die genannte homogene Zusammensetzung versteifte, verdrehte und gekräuselte Zellulosefasern umfaßt, die genannte Erfassungsschichte (72) eine Erfassungszone (56) mit einer ersten Dichte und einem ersten mittleren Flächengewicht zur Erfassung von Fluiden umfaßt, wobei die genannte Erfassungszone (56) mindestens teilweise innerhalb des genannten Ablegebereichs (54) angeordnet ist, die genannte Erfassungsschichte (72) weiters eine verdichtete Verteilungszone (58) zur Verteilung von Fluiden in Flüssigkeitsverbindung mit der genannten Erfassungszone (56) an einer Dichte-Grenzfläche (92) umfaßt, wobei sich die genannte Dichte-Grenzfläche (92) im allgemeinen quer über die genannte Erfassungsschichte (72) erstreckt, die genannte Verteilungszone (58) eine zweite mittlere Dichte; die mindestens das 2,0-fache, vorzugsweise mindestens das 2,5-fache, noch bevorzugter das 3,0-fache, der ersten mittleren Dichte beträgt, und ein zweites mittleres Flächengewicht aufweist, welches mindestens da:, 2,0-fache, vorzugsweise mindestens das 2,5-fache, noch bevorzugter das 3,0-fache, des genannten ersten mittleren Flächengewichts beträgt, und wobei die genannte Erfassungsschichte (72) eine zweite obere Oberfläche aufweist, welche zwischen dem 0,7- fachen und dem 1,0-fachen, vorzugsweise das 0,75-fache, der ersten oberen Oberfläche ausmacht;

wobei in die genannte Erfassungsschichte (72) über die genannte Erfassungszone (56) eingeführtes Fluid über die genannte Dichte-Grenzfläche (92) hinweg und in die genannte Verteilungszone (58) durch Kapillarwirkung gezogen und anschließend zu der genannten Speicherschichte (82) verteilt wird.

2. Der absorbierende Bauteil (42) nach Anspruch 1, in welchem die genannte Speicherschichte (82) zwischen 30 Gew.-% und 60 Gew.-%, vorzugsweise 40 Gew.-%, genannte Partikel aus absorbierendem gelbildenden Material umfaßt.

3. Ein absorbierender Bauteil (42) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, der weiters dadurch gekennzeichnet ist, daß die genannte Erfassungszone (56) weniger als 50 %, vorzugsweise weniger als 35 %, noch bevorzugter 30 %, der genannten zweiten oberen Oberfläche ausmacht und daß die genannte Erfassungsschichte (72) vorzugsweise eine gleichmäßige Gesamtdikke hat.

4. Ein absorbierender Bauteil (42) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, der weiters dadurch gekennzeichnet ist, daß die genannte Erfassungsschichte (72) im wesentlichen aus einer homogenen Zusammensetzung von versteiften, verdrehten und gekräuselten Zellulosefasern besteht.

5. Ein absorbierender Bauteil (42) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, der weiters dadurch gekennzeichnet ist, daß die genannten Partikel absorbierenden gelbildenden Materials eine massegemittelte Partikelgröße im Bereich von 400 Mikron bis 1410 Mikron aufweisen.

6. Ein absorbierender Artikel (20), der einen vorderen Taillenbandbereich (22), einen hinteren Taillenbandbereich (24) und einen Schrittbereich (26) aufweist und umfaßt:

(a) ein Rückenblatt (40);

wobei der genannte absorbierende Artikel (20) dadurch gekennzeichnet ist, daß er umfaßt:

(b) einen mehrschichtigen Bauteil (42), wie er in Anspruch 1 geoffenbart ist, der anliegend an das genannte Rückenblatt (40) angeordnet ist, wobei die genannte Erfassungszone (56), bezogen auf den absorbierenden Artikel (20), so angeordnet ist, daß die genannte Erfassungszone (56) mindestens teilweise in dem genannten Schrittbereich (26) angeordnet ist.

7. Der absorbierende Artikel (20) nach Anspruch 6, der weiters dadurch gekennzeichnet ist, daß der genannte absorbierende Artikel (20) weiters ein Deckblatt (38) in Verbindung mit dem genannten Rückenblatt (40) derart umfaßt, daß der genannte absorbierende Bauteil (42) zwischen dem genannten Deckblatt (38) und dem genannten Rückenblatt (40) angeordnet ist.

8. Ein absorbierender Artikel (20) nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, der weiters dadurch gekennzeichnet ist, daß die genannte Speicherschichte (82) zwischen 30 Gew.-% und 60 Gew.-%, vorzugsweise 40 Gew.-%, genannte Partikel aus absorbierendem gelbildenden Material umfaßt.

9. Ein absorbierender Artikel (20) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, der weiters dadurch gekennzeichnet ist, daß die genannte Erfassungszone (56) weniger als 50 %, vorzugsweise weniger als 35 %, noch bevorzugter 30 %, der genannten zweiten oberen Oberfläche ausmacht und daß die genannte Erfassungsschichte (72) vorzugsweise eine gleichmäßige Gesamtdikke hat.

10. Ein absorbierender Artikel (20) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, der weiters dadurch gekennzeichnet ist, daß die genannten Partikel aus absorbierendem gelbildenden Material eine massegemittelte Partikelgröße im Bereich von 400 Mikron bis 1410 Mikron aufweisen.