DE69518663T2

DE69518663T2 - Zusammengesetzte absorbierende materialien und diese enthaltende absorbierende artikel

Info

Publication number: DE69518663T2
Application number: DE69518663T
Authority: DE
Inventors: Albert Ahr
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1994-12-09
Filing date: 1995-12-06
Publication date: 2001-05-03
Anticipated expiration: 2015-12-07
Also published as: JPH10512183A; WO1996017573A3; TW464515B; AU710648B2; DE69518663D1; USH1909H; CN1095643C; EP0796070B1; ZA9510458B; MY129138A; BR9509869A; KR100244608B1; CA2205917A1; AU4415696A; US5800418A; GR3034205T3; HK1003362A1; CN1174499A; WO1996017573A2; MX9704269A

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft absorbierende Verbundstoffe, die ein oder mehrere in individueller Form vorliegende Partikel aus absorbierendem gelbildenden Material enthalten, wobei die Partikel mit chemisch versteiften Fasern auf Zellulosebasis umhüllt sind und diese an die Partikel geklebt sind, und betrifft Verfahren zur Herstellung der absorbierenden Verbundstoffe. Die absorbierenden Verbundstoffe sind besonders gut zur Verwendung in dem absorbierenden Kernbestandteil von wegwerfbaren absorbierenden Artikeln, wie etwa Damenhygieneartikeln und Windeln, geeignet.

Hinterrund der Erfindung

Absorbierende gelbildende Materialien (die auch als Hydrogele, Superabsorbentien oder hydrokolloide Materialien bezeichnet werden und im folgenden andererseits auch als "AGM" oder, in der Mehrzahl, als "AGMs" angegeben sind) sind imstande, große Mengen an Flüssigkeiten, wie etwa Wasser und Körperexsudate, zu absorbieren (aufzusaugen) und solche absorbierte Flüssigkeiten unter mäßigen Drücken festzuhalten. Diese Absorptionseigenschaften machen sie zur Verwendung in wegwerfbaren absorbierenden Artikeln, wie etwa Windeln, Hygienevorlagen, Inkontinenzeinrichtungen und dergleichen, besonders gut geeignet. Partikelförmige AGMs sind in der Regel in und/oder auf Bahnen aus absorbierenden Fasern in dem absorbierenden-Kern-Bestandteil solcher Artikel angeordnet. Zum Beispiel offenbaren sowohl das US-Patent 3,699.103, erteilt an Harper et al. am 13. Juni 1972, als auch das US-Patent 3,670.731, erteilt an Harmon am 20. Juni 1972, die Verwendung von partikelförmigem AGM in absorbierenden Artikeln.
Übliche partikelförmige AGMs zeigen jedoch die Beschränkung, daß die Partikel nicht immobilisiert sind und es ihnen frei steht, während der Bearbeitung und/oder der Verwendung zu wandern. Die Wanderung der Partikel während der Bearbeitung kann zu Verlusten bei der Behandlung der Materialien während der Herstellungsvorgänge und, noch deutlicher, zur nicht-homogenen Einverleibung der Partikel in die Strukturen, in welchen die Partikel verwendet werden sollen, führen. Die nicht-homogene Einverleibung der Partikel kann zu Bereichen mit relativ hoher Konzentration des partikelförmigen Materials führen. Wenn die Partikel benetzt werden, neigen solche Bereiche hoher Konzentration dazu, für den Flüssigkeitsstrom einen hohen Widerstand zu zeigen, d. h. Gelblockierung aufzuweisen. Gelblockierung ist ein spezielles Problem, wo AGMs mit relativ hohem Gelvolumen und niedriger Gelfestigkeit verwendet werden. Als ein Ergebnis davon wird die Erfassung und/oder Verteilung von Flüssigkeiten durch den absorbierenden Artikel herabgesetzt, was zu einer ineffizienten Ausnützung des Artikels und/oder zum Auslaufen führt.
Als ein Ergebnis des Produktdesigns oder der Wanderung können die Partikel in der Nachbarschaft des Deckblatts oder des Rückenblatts vorliegen. Die Anwesenheit der absorbierenden Partikel in diesen Bereichen kann dazu führen, ein körniges Gefühl für den Träger zu verursachen, eine Durchlöcherung des Rülckenblatts zu bewirken, was zu ästhetisch negativen Wirkungen und/oder zum Auslaufen führt, und/oder kann Wanderung durch das Deckblatt bewirken, wodurch das Gel auf die Haut des Trägers gelangt.
Ein Versuch, die Migration von partikelförmigen Hydrogelen in den absorbierenden Artikeln zu bekämpfen, ist in dem US-Patent 3,901.236, erteilt an Assarsson et al. am 26. August 1975, geoffenbart. Assarsson offenbart partilcelförmige Hydrogele, die im wesentlichen mit Fasern, zum Beispiel mit üblichen Holzzellstoff-Fasern, überzogen sind. Die DE-U-88 15 855 offenbart synthetische Fasern, die an partikelförmige Hydrogele angeheftet sind, um die Partikel zu immobilisieren. Dieses Dokument bildet die Einleitung des unabhängigen Anspruchs 1. Andere Verbundstoffe, die partilcelförmige absorbierende Materialien mit Fasern, wie etwa synthetischen polymeren Fasern oder üblichen Holzzellstoff-Fasern, daran angeheftet oder darin eingebettet enthalten, sind in US 5,230.959, erteilt an Young Sr. et al. am 27. Juli 1993, bzw. in US 5,002.814, erteilt an Knack et al. am 26. März 1991, geoffenbart.
Obwohl einige der mit der Herabsetzung der Migration von partikelförmigen AGM-Materialien zusammenhängenden Probleme mindestens teilweise durch früher geoffenbarte Technologien verbessert wurden, hat keine derselben die Probleme in der Weise oder in dem Ausmaß der vorliegenden Erfindung gelöst. Zum Beispiel wurde herausgefunden, daß bei der Minimierung der Migration von AGM- Partikeln übliche Holzzellstoff-Fasern weniger wirksam als chemisch versteifte, auf Zellulosebasis beruhende Fasern sind. Zusätzlich dazu neigt die Absorptionswirkung der zuvor erwähnten Materialien dazu, im Vergleich zu den absorbierenden Verbundstoffen der vorliegenden Erfindung begrenzt zu sein. Insbesondere neigen die chemisch versteiften Fasern auf Zellulosebasis dazu, im Vergleich zu üblichen Holzzellstoff-Fasern oder synthetischen polymeren Fasern raschere Erfassungszeiten, höhere Fluidabsorptionsraten und höhere Fluidretentionen für die Verbundstoffe zu bewirken.
Somit besteht ein fortdauernder Bedarf daran, die Wanderung von partikelförmigen AGMs in absorbierenden Artikeln zu minimieren. Außerdem besteht ein fortdauernder Bedarf daran, die Absorptionswirksamkeit (inklusive der Fluiderfassungsraten und der Fluidretentionen) von absorbierenden Partikeln, in denen partikelförmige AGMs einverleibt sind, zu verbessern. Besonders wünschenswert ist es, absorbierende Artikel von möglichst dünner Konfiguration bei einer solchen Absorptionswirksamkeit zur Verfügung zu stellen.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, partikelförmige absorbierende gelbildende Materialien zur Verfügung zu stellen, die relativ immobil sind und daher nicht frei in den oder aus den absorbierenden Kernen der absorbierenden Artikel, insbesondere aus absorbierenden Kernen, die hydrophile Fasern enthalten, wandern können. Ein anderes Ziel ist es, absorbierende Bauteile zur Verfügung zu stellen, die aus solchen partikelförmigen absorbierenden gelbildenden Materialien gebildet sind oder dieselben enthalten. Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, absorbierende Artikel zur Verfügung zu stellen, die diese absorbierenden gelbildenden Materialien enthalten, wobei diese Artikel keine Probleme ästhetischer Natur, Probleme mit der Lochbildung und/oder mit Gel auf der Haut zeigen. Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, absorbierende Artikel mit relativ dünner Konfiguration zur Verfügung zu stellen, die die Absorptionswirksamkeit von bisher bekannten absorbierenden Artikeln einholen oder übersteigen.
Diese Ziele werden durch einen absorbierenden Verbundstoff gemäß der Definition in Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundstoffs gemäß der Definition in Anspruch 7 erreicht.
Die vorliegende Erfindung betrifft absorbierende Verbundstoffe, die partikelförmiges AGM und chemisch versteifte Fasern auf Zellulosebasis enthalten, und betrifft absorbierende Bauteile sowie Artikel, die einen solchen Verbundstoff umfassen. Ein Verbundstoff gemäß der vorliegenden Erfindung enthält ein oder mehrere AGM-Partikel und chemisch versteifte Fasern auf Zellulosebasis, welch letztere die Partikel einhüllen und an sie in individueller Form geklebt sind, wobei ein beträchtlicher Anteil der Faserenden von der Oberfläche der Partikel absteht. Die Fasern können an die Partikel durch Einbetten in das polymere Material der Partikel, durch ein Bindemittel oder durch eine Kombination hievon geklebt werden. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Fasern an die AGM- Partikel durch Verwendung eines Bindemittels angeklebt.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel haben in dem Verbundstoff die chemisch versteiften auf Zellulosebasis beruhenden Fasern Intrafaser- Vernetzungsbindungen, die durch Vernetzung der Fasern gebildet wurden, während diese in einem relativ entwässerten, defibrierten (d. h. individualisierten), verdrehten, gekräuselten Zustand vorliegen.
Die absorbierenden Verbundstoffe werden vorzugsweise durch ein Verfahren hergestellt, welches folgende Schritte umfaßt: (1) Aufbringen eines Bindemittels in flüssiger Form auf die chemisch versteiften auf Zellulosebasis beruhenden Fasern, zur Bildung von behandelten Fasern; (2) physikalisches Assoziieren der Partikel aus polymerem absorbierenden gelbildenden Material und der behandelten Fasern, während sich das Bindemittel in flüssiger Form befindet und die Partikel in im wesentlichen individueller Form vorliegen, sodaß die Fasern die genannten Partikel umhüllen und die Faserenden von den Partikeln abstehen; und (3) Verkleben der Partikel und der Fasern. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Bindemittel auf eine Bahn aufgebracht, die die chemisch versteiften auf Zellulosebasis beruhenden Fasern enthält. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Fasern, die ein gegebenes AGM-Partikel umhüllen und an dieses geklebt sind, im wesentlichen mechanisch von den Fasern getrennt, die andere AGM- Partikel umhüllen.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch absorbierende Bauteile, die den Verbundstoff umfassen. Der absorbierende Bauteil kann im wesentlichen aus dem Verbundstoff bestehen oder er kann andere absorbierende Materialien enthalten. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt der absorbierende Bauteil den Verbundstoff und ein absorbierendes Trägermittel, z. B. eine Bahn aus hydrophilen Fasern, wobei der Verbundstoff in dem absorbierenden Trägermittel im wesentlichen homogen dispergiert, bevorzugter homogen dispergiert ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch absorbierende Artikel, zum Beispiel Damenhygieneartikel und Windeln, die den absorbierenden Verbundstoff umfassen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der absorbierende Artikel einen absorbierenden Bauteil auf, der den Verbundstoff und ein absorbierendes Trägermittel, vorzugsweise wie dies zuvor beschrieben wurde, umfaßt.
Die AGM-Partikel des absorbierenden Verbundstoffs neigen dazu, durch die faserige Hülle immobilisiert zu werden, wenn der absorbierende Verbundstoff in die faserigen absorbierenden Strukturen einverleibt wird. Somit werden die Probleme, die mit der Wanderung der AGM-Partikel im Zusammenhang stehen, auf ein Minimum reduziert. Außerdem werden die Partikel einzeln von den Fasern abgefedert, wodurch sie dazu neigen, negative, ästhetische Ergebnisse und Durchlöcherung zu vermindern und den Komfort des Trägers zu verbessern.
Die erfindungsgemäßen absorbierenden Verbundstoffe liefern verbesserte Absorptionseigenschaften im Verhältnis zu bisher bekannten Verbundstoffen aus Faser/AGM. Es wurde von den vorliegenden Erfindern herausgefunden, daß die in den erfindungsgemäßen absorbierenden Verbundstoffen verwendeten chemisch versteiften auf Zellulosebasis beruhenden Fasern Vorteile ergeben, die mit üblichen Holzzellstoff-Fasern oder synthetischen polymeren Fasern nicht zu erreichen waren.
Insbesondere wurde herausgefunden, daß die relativ steifen synthetischen polymeren Fasern einen höheren Widerstand gegen das Umhüllen der AGM- Partikel als die in der vorliegenden Erfindung verwendeten chemisch versteiften auf Zellulosebasis beruhenden Fasern haben. Zusätzlich dazu sind die synthetischen Fasern zylindrisch geformt, während die chemisch versteiften auf Zellulo sebasis beruhenden Fasern sehr dünn und flach sind. Infolgedessen neigen die synthetischen polymeren Fasern dazu, an verschiedenen diskreten Punkten an den AGM-Partikeln, in der Regel an einem oder zwei Punkten, zu kleben, wogegen die chemisch versteiften Fasern auf Zellulosebasis dazu neigen, sich an die Gestalt der AGM-Partikel anzupassen. Somit neigt jeder Befestigungspunkt der chemisch versteiften Fasern auf Zellulosebasis dazu, eine höhere Kontaktoberfläche von AGM und Fasern im Verhältnis zu synthetischen polymeren Fasern aufzuweisen. Als eine Folge hievon ist eine geringere Anzahl an chemisch versteiften Fasern auf Zellulosebasis im Vergleich zu synthetischen polymeren Fasern erforderlich, um die AGM-Partikel zu umhüllen und dadurch die Vorteile der Faserumhüllung zu ergeben. Somit kann die vorliegende Erfindung es möglich machen, absorbierende Bauteile zu ergeben, die relativ hohe AGM-Konzentrationen enthalten, die in dünnen Designs absorbierender Artikel besonders wertvoll sind.
Andererseits sind übliche Holzzellstoff-Fasern sehr weich und biegbar im Verhältnis zu den chemisch versteiften Fasern auf Zellulosebasis, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Solche Holzzellstoff-Fasern neigen dazu, die AGM-Partikel vollständig zu umhüllen oder sich an sie anzulegen, sodaß die Faserenden nicht abstehen oder nur zu einem relativ minimalen Grad abstehen. Beim Kontakt mit Fluiden muß das Fluid zuerst die Umhüllung aus Holzzellstoff- Faser durchdringen, bevor es mit dem AGM-Partikel in Kontakt kommt. Sobald das AGM-Partikel benetzt ist, neigt es dazu, eine gewisse Resistenz gegenüber dem Aufquellen zu zeigen, da es von der Holzzellstoff-Faser eingeengt wird. Im Gegensatz dazu passen sich die chemisch versteiften Fasern auf Zellulosebasis weniger innig an die Gestalt der AGM-Partikel an, sodaß eher größere Leerräume innerhalb der Faserumhüllung vorliegen. Als ein Ergebnis davon zeigen die AGM- Partikel, die mit chemisch versteiften Fasern auf Zellulosebasis umhüllt sind, eine raschere Fluidabsorptionsrate und eine höhere Fluidabsorptionskapazität unter Druck sowie eine höhere Fluidretention.
Die Fähigkeit der Faserenden der chemisch versteiften auf Zellulosebasis beruhenden Fasern, von den AGM-Partikel abzustehen, bewirkt eine minimale Migration der Partikel in den absorbierenden Artikeln, in denen der erfindungsgemäße Verbundstoff eingebaut ist, im Verhältnis zu Verbundstoffen aus absorbierenden Partikeln und üblichen Holzzellstoff-Fasern. Das Abstehen bewirkt auch eine Steigerung der Absorptionseigenschaften (inklusive der Fluidretention, der Erfassungszeit und der Absorptionsrate) der absorbierenden Artikel im Vergleich zu jenen, die Verbundstoffe aus AGM-Partikeln und üblichen Holzzellstoff-Fasern enthalten.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Mikrofotografie eines erfindungsgemäßen absorbierenden Verbundstoffs.
Fig. 2 ist eine Vorrichtung, die zur Verwendung bei der Herstellung der erfindungsgemäßen absorbierenden Verbundstoffe geeignet ist.
Fig. 3 ist ein absorbierender Artikel in der Form einer Hygienevorlage gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 4-4 von Fig. 3.
Fig. 5 ist ein absorbierender Artikel in der Form einer Windel gemäß der vorliegenden Erfindung.

Detaillierte Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen

Die erfindungsgemäßen absorbierenden Verbundstoffe enthalten Partikel aus absorbierendem gelbildenden Material (AGM) und chemisch versteifte Fasern auf Zellulosebasis.
Unter "Partikeln", "partikelförmig" und dergleichen wird verstanden, daß das absorbierende gelbildende Material in der Form diskreter Einheiten vorliegt. Die Partikel können körniges Material, Pulver, Kugeln, Flocken oder Fasern umfassen. Somit können die Partikel jede beliebige Gestalt aufweisen, wie etwa kubische, stäbchenartige, polyedrische, sphärische, abgerundete, winkelige, unregelmäßige Formen, unregelmäßige Formen mit unregelmäßigen Größen (z. B. pulverige Produkte eines Mahl- oder Pulverisierungsschritts) oder Formen mit einem großen Verhältnis von größter Dimension zu kleinster Dimension, wie nadelartig, flockenartig und faserige Formen und dergleichen. Obwohl die Partikel Größen haben können, die über einen weiten Bereich variieren, liegt die Partikelgröße in der Regel im Bereich von etwa 1 Mikron bis etwa 2000 Mikron im Durchmesser oder im Querschnitt und liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 50 Miltron bis etwa 1000 Mikron.
Absorbierende gelbildende Materialien sind imstande, große Mengen an Flüssigkeiten, wie etwa Wasser und Körperexsudate, zu absorbieren und solche absorbierte Flüssigkeiten unter mäßigen Drücken zurückzuhalten. Obwohl die Auswahl des absorbierenden gelbildenden Materials für die vorliegende Erfindung nicht kritisch ist, sind typische und bevorzugte absorbierende gelbildende Materialien beschrieben in: US-Patent Re. 32.649, wiedererteilt an Brandt et al. am 19. April 1988; US-Patent 4,666.983, erteilt an Tsubakimoto et al. am 19. Mai 1987; und US-Patent 4,625.001, erteilt an Tsubakimoto et al. am 25. November 1986. Die AGMs sind in der Regel im wesentlichen wasserunlösliche, absorbierende, hydrogelbildende, polymere Materialien. Es können auch Mischungen von absorbierenden gelbildenden Materialien verwendet werden.
Bevorzugte absorbierende gelbildende Materialien zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung weisen eine Carboxylgruppe auf. Diese Materialien inkludieren hydrolysiertes Stärke-Acrylnitril-Pfropfcopolymer, teilweise neutralisiertes Stärke-Acrylnitril-Pfropfcopolymer, Stärke-Acrylsäure-Pfropfcopolymer, teilweise neutralisiertes Stärke-Acrylsäure-Pfropfcopolymer, Vinylacetat-Acrylester- Copolymere, verseifte Vinylacetat-Acrylester-Copolymere, hydrolysierte Acrylnitril- oder Acrylamid-Copolymere, schwach netzartig vernetzte Produkte beliebiger der zuvor genannten Polymeren, teilweise neutralisierte Polyacrylsäure und schwach netzartig vernetzte Produkte von teilweise neutralisierter Polyacrylsäure. Diese Polymeren können entweder unabhängig oder in Mischung von zwei oder mehreren der Polymeren verwendet werden. Beispiele dieser Polymermaterialien sind geoffenbart in den US-Patenten 3,661.875; 4,076.663; 4,093.776; 4,666.983 und 4,734.498. Besonders bevorzugt ist es, wenn das absorbierende gelbildende Material ein schwach netzartig vernetztes Produkt von teilweise neutralisierter Polyacrylsäure oder ein Stärkederivat hievon ist.
Das absorbierende gelbildende Material wird vorzugsweise durch Polymerisationsverfahren in wässeriger Lösung oder in anderer Lösung hergestellt, wie dies in dem zuvor genannten US-Patent Re. 32.649 beschrieben ist. Jedoch ist es auch möglich, absorbierende gelbildende Materialien zu verwenden, die durch andere in der Fachwelt gut bekannte Verfahren hergestellt wurden, wie zum Beispiel durch mehrphasige Polymerisationsverfahren, Polymerisationsverfahren mit inverser Emulsion oder mit inverser Suspension. Inverse Emulsionspolymerisationsverfahren sind zum Beispiel beschrieben in: US-Patent 4,340.706, erteilt an Obayashi et al. am 20. Juli 1982; US-Patent 4,506.052, erteilt an Fletcher et al. am 19. März 1985, und US-Patent 4,735.987, erteilt an Morita et al. am 15. April 1988.
Die Partikel aus absorbierendem gelbildenden Material können gegebenenfalls oberflächenbehandelt werden. Zum Beispiel offenbart das US-Patent 4,824.901, das an Alexander et al. am 25. April 1989 erteilt wurde, die Oberflächenbehandlung von polymeren Partikeln mit einem poly-quaternären Amin.
Wenn die Partikel oberflächenbehandelt werden, werden sie vorzugsweise nach der Beschreibung im US-Patent 4,734.478, das an Tsubakimoto et al. am 29. März 1988 erteilt wurde, und im zuvor genannten US-Patent 4,666.983 oberflächenbehandelt.
Bevorzugte absorbierende gelbildende Materialien zeigen eine hohe Absorptionskapazität. Absorptionskapazität bezieht sich auf die Fähigkeit eines gegebenen Polymermaterials, Flüssigkeiten, mit welchen es in Kontakt kommt, zu absorbieren, und die Absorptionskapazität kann sehr deutlich mit der Natur der zu absorbierenden Flüssigkeit und mit der Art und Weise, in welcher die Flüssigkeit mit dem Polymermaterial in Kontakt kommt, variieren. Für Zwecke dieser Erfindung ist die Absorptionskapazität definiert durch die Menge des Synthetischen Urins, der von einem gegebenen Polymermaterial absorbiert wird, ausgedrückt in Gramm Synthetischer Urin pro Gramm Polymermaterial. Bevorzugte absorbierende gelbildende Materialien gemäß der vorliegende Erfindung sind jene, die eine Absorptionskapazität von mindestens etwa 20 Gramm, bevorzugter von mindestens etwa 25 Gramm Synthetischer Urin pro Gramm Polymermaterial aufweisen. In der Regel haben die Polymermaterialien hierin eine Absorptionskapazität von etwa 40 bis etwa 70 Gramm Synthetischer Urin pro Gramm Polymermaterial. Ein Verfahren zur Bestimmung der Absorptionskapazität für partikelförmige absorbierende polymere Zusammensetzungen, die hierin verwendet werden können, ist im US-Patent 5,300.565, das an Berg et al. am 5. April 1994 erteilt wurde, beschrieben.
Der erfindungsgemäße absorbierende Verbundstoff enthält auch chemisch versteifte Fasern auf Zellulosebasis. Fasern, die auf Zellulosebasis beruhen, sind allgemein bekannt und inkludieren zum Beispiel aufgeschlossene Fasern aus Weichholz, Hartholz oder Baumwoll-Linters, Esparto-Gras, Bagasse, Hanf und Flachs. Fasern aus anderen ligninhaltigen und Zellulose-Quellen können ebenso hierin verwendet werden. Die absorbierenden Verbundstoffe können eine oder mehrere Arten chemisch versteifter Fasern auf Zellulosebasis enthalten.
Wie der Ausdruck "chemisch versteifte Fasern auf Zellulosebasis" hierin verwendet wird, bedeutet er auf Zellulosebasis beruhende Fasern, die durch chemische Mittel versteift wurden, um die Steifheit der Fasern sowohl unter trockenen als auch unter wässerigen Bedingungen zu erhöhen. Solche Mittel inkludieren die Zugabe von chemischen Versteifungsmitteln, die zum Beispiel die Fasern überziehen und/oder imprägnieren. Solche Mittel inkludieren das Versteifen der Fasern durch Veränderung der chemischen Struktur der Fasern selbst, z. B. durch Vernetzung der Polymerketten.
Für beispielhafte Zwecke inkludieren polymere Versteifungsmittel, die die auf Zellulosebasis beruhenden Fasern überziehen oder imprägnieren können, folgende: kationische modifizierte Stärke mit stickstoffhaltigen Gruppen (z. B. Aminogruppen), wie etwa jene, die von der National Starch and Chemical Corp., Bridgewater, NJ, USA, erhältlich ist; Latex; Naßfestigkeitsharze, wie etwa Polyamid- Epichlorhydrin-Harz (z. B. Kymene® 557H, Hercules, Inc., Wilmington, Delaware, USA); Polyacrylamid-Harze (die z. B. im US-Patent 3,556.932 beschrieben sind, das am 19. Jänner 1971 an Coscia et al. erteilt wurde, sowie zum Beispiel das im Handel erhältliche Polyacrylamid, das von der American Cyanamid Co., Stanford, CT, USA, unter dem Handelsnamen ParezTM 631 NC auf den Markt gebracht wird); Harnstoff-Formaldehyd und Melamin-Formaldehyd-Harze sowie Polyethylenimin- Harze. Eine allgemeine Abhandlung über Naßfestigkeitsharze, die auf dem Gebiet des Papiers verwendet und im allgemeinen hierin anwendbar sind, findet sich in der TAPPI-Monografienreihe Nr. 29, "Wet Strength in Paper and Paperboard", Technical Association of the Pulp and Paper Industry (New York, 1965).
Die in den Verbundstoffen hierin verwendeten Fasern können auch mit Hilfe einer chemischen Reaktion versteift werden. Zum Beispiel können Vernetzungsmittel auf die Fasern aufgebracht werden, die im Anschluß an diese Aufbringung dazu veranlaßt werden, auf chemische Weise Intrafaser-Vernetzungsbindungen zu bilden. Diese Vernetzungsbindungen können die Steifheit der Fasern erhöhen. Obwohl die Verwendung von Intrafaser-Vernetzungsbindungen zur chemischen Versteifung der Fasern bevorzugt ist, ist nicht daran gedacht, andere Arten von Reaktionen zur chemischen Versteifung der Fasern auszuschließen.
Fasern, die durch Vernetzungsbindungen in individualisierter (d. h. gefluffter) Form versteift wurden, sind zum Beispiel geoffenbart in: Bernardin, US-Patent 3,224.926, erteilt am 21. Dezember 1965; Chung, US-Patent 3,440.135, erteilt am 22. April 1969; Chatterjee, US-Patent 3,932.209, erteilt am 13. Jänner 1976, und Sangenis et al., US-Patent 4,035.147, erteilt am 12. Juli 1977. Bevorzugtere Fasern sind geoffenbart in: Dean et al., US-Patent 4,822.453, erteilt am 18. April 1989; Dean et al., US-Patent 4,888.093, erteilt am 19. Dezember 1989; Schoggen et al., US-Patent 4,889.596, erteilt am 26. Dezember 1989; Herron et al., US- Patent 4,889.595, erteilt am 26. Dezember 1989; Moore et al., US-Patent 4,898.642, erteilt am 6. Februar 1990; Herron et al., US-Patent 5,183.707, erteilt am 2. Februar 1993; und Herron et al., US-Patent 5,190.563, erteilt am 2. März 1993.
In den bevorzugteren versteiften Fasern umfaßt die chemische Bearbeitung die Intrafaser-Vernetzung mit Vernetzungsmitteln, während solche Fasern in einem relativ dehydratisierten, defibrierten (d. h. individualisierten), verdrehten, gekräuselten Zustand vorliegen. Die Wirkung der Vernetzung, während solche individualisierte (d. h. gefluffte) Fasern in diesem Zustand vorliegen, ist die Bildung von Fasern, die versteift sind und die dazu neigen, ihre verdrehte, gekräuselte Konfiguration während der Verwendung in den absorbierenden Artikeln hierin beizubehalten. Solche Fasern und Verfahren zur Herstellung derselben sind in den zuvor aufgenommenen Patenten beschrieben.
Geeignete chemische Versteifungsmittel, die für solche Intrafaser-Vernetzungen verwendet werden können, inkludieren monomere Vernetzungsmittel, inklusive, jedoch ohne Beschränkung hierauf, C&sub2;-C&sub8;-Dialdehyde, C&sub2;-Ca-Monoaldehyde mit einer Säurefunktionalität, Säure-Analoga von C&sub2;-C&sub8;-Dialdehyden mit mindestens einer funktionellen Aldehydgruppe und Oligomere beliebiger der zuvor genannten Verbindungen. Diese Verbindungen sind imstande, mit mindestens zwei Hydroxylgruppen in einer einzigen Zellulosekette oder an benachbart lokali sierten Zelluloseketten in einer einzelnen Faser zu reagieren. Solche Vernetzungsmittel, die zur Verwendung bei der Herstellung der versteiften Zellulosefasern in Betracht gezogen werden, inkludieren, sind jedoch nicht darauf beschränkt, Glutaraldehyd, Glyoxal, Formaldehyd und Glyoxylsäure. Fasern auf Zellulosebasis, die durch solche Vernetzungsmittel versteift sind, sowie Verfahren zur Herstellung derselben sind in den zuvor genannten US-Patenten 4,888.093, 4,898.642, 4,889.595 und 4,889.596 beschrieben.
Am bevorzugtesten ist das für die Intrafaser-Vernetzung verwendete chemische Versteifungsmittel ein Polycarboxylat. Geeignete Polycarboxylate inkludieren C&sub2;-C&sub9;&submin;Polycarbonsäuren, inklusive aliphatische und alicyclische C&sub2;-C&sub9; Polycarbonsäuren, die entweder olefinisch gesättigt oder ungesättigt sind und mindestens drei Carboxylgruppen pro Molekül enthalten; sowie aliphatische und alicyclische C&sub2;-C&sub9;-Polycarbonsäuren, die zwei Carboxylgruppen pro Molekül aufweisen und eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung haben, die in alpha, beta zu einer oder beiden der Carboxylgruppen lokalisiert ist. Eine gegebene Carboxylgruppe in solchen C&sub2;-C&sub9;-Polycarbonsäure-Vernetzungsmitteln ist von einer zweiten Carboxylgruppe durch nicht weniger als zwei und nicht mehr als drei Kohlenstoffatome getrennt. Bevorzugte Vernetzungsmittel dieser Art sind Zitronensäure; 1,2,3-Butantetracarbonsäure; 1,2,3-Propantricarbonsäure; Oxidibernsteinsäure; Tartrat-Monobernsteinsäure; Tartrat-Dibernsteinsäure oder eine Mischung hievon. Bevorzugter ist das Vernetzungsmittel Zitronensäure. Die mit einer C&sub2;-C&sub9;- Polycarbonsäure vernetzten Fasern werden in der Regel zwischen etwa 0,5 Mol% und etwa 10,0 Mol% Vernetzungsmittel, berechnet auf einer molaren Basis von Zellulose-Anhydroglucose, bevorzugter zwischen etwa 1,5 Mol% und etwa 6,0 Mol% Vernetzungsmittel, berechnet auf einer molaren Basis von Zellulose- Anhydroglucose, damit umgesetzt in der Form von Intrafaser-Estervernetzungsbindungen enthalten. Fasern auf Zellulosebasis, die durch ein Vernetzungsmittel dieser Art versteift sind, und Verfahren zur Herstellung derselben sind in den zuvor genannten US-Patenten 5,183.707 und 5,190.563 beschrieben.
Die bevorzugten versteiften Fasern, die verdreht und gekräuselt sind, können quantitativ bestimmt werden unter Bezugnahme sowohl auf eine Faser- "Verdrehungszahl" als auch einen Faser-"Kräuselfaktor". Wie der Ausdruck "Verdrehungszahl" hierin verwendet wird, bezieht er sich auf die Anzahl der Verdrehungsknoten, die in einer bestimmten Länge der Faser vorliegen. Die Verdrehungszahl wird als ein Mittel zur Messung des Ausmaßes verwendet, bis zu welchem eine Faser um ihre Längsachse verdreht ist. Der Ausdruck "Verdrehungsknoten" bezieht sich auf eine im wesentlichen axiale Rotation von 180º um die Längsachse der Faser, wobei ein Abschnitt der Faser (d. h. der "Knoten") im Verhältnis zum Rest der Faser dunkel erscheint, wenn er unter einem Mikroskop mit durchgehendem Licht betrachtet wird. Der Verdrehungsknoten erscheint an jenen Stellen dunkel, an welchen das durchgehende Licht durch eine zusätzliche Faserwand aufgrund der zuvor erwähnten Rotation hindurchgeht. Der Abstand zwischen den Knoten entspricht einer axialen Rotation von 180º. Die Anzahl der Verdrehungsknoten in einer bestimmten Länge der Fasern (d. h. die Verdrehungszahl) ist ein direktes Maß für den Grad der Faserverdrehung, die ein physikalischer Parameter der Faser ist. Die Vorschriften zur Bestimmung der Verdrehungsknoten und die Gesamtverdrehungszahl sind in dem zuvor genannten US- Patent 5,183.707 beschrieben.
Die bevorzugten versteiften Zellulosefasern, die unter Verwendung eines Vernetzungsmittels auf der Basis von C&sub2;-C&sub9;-Polycarbonsäure hergestellt wurden, werden eine durchschnittliche Trockenfaser-Verdrehungszahl von mindestens etwa 2,5, vorzugsweise mindestens etwa 3,0 Verdrehungsknoten pro Millimeter haben. Weiters sollte die durchschnittliche Naßfaser-Verdrehungszahl dieser Fasern vorzugsweise bei mindestens 1,5, vorzugsweise bei mindestens etwa 2,0, liegen und sollte auch vorzugsweise mindestens etwa 1,0 Verdrehungsknoten pro Millimeter weniger betragen als die durchschnittliche Trockenfaser- Verdrehungszahl.
Zusätzlich zu der Tatsache, verdreht zu sein, sind die bevorzugten chemisch versteiften Fasern auf Zellulosebasis, die in den erfindungsgemäßen Verbundstoffen verwendet werden, auch gekräuselt. Faserkräuselung kann als die anteilsweise Verkürzung der Faser aufgrund von Knicken, Verdrehungen und/oder Biegungen in der Faser beschrieben werden. Für die Zwecke dieser Erfindung wird die Faserkräuselung unter Bezugnahme auf eine zweidimensionale Ebene gemessen. Das Ausmaß der Faserkräuselung kann quantitativ dadurch bestimmt werden, daß auf einen Faser-Kräuselfaktor Bezug genommen wird. Der Faser- Kräuselfaktor, eine zweidimensionale Messung der Kräuselung, wird beim Betrachten der Faser in einer zweidimensionalen Ebene bestimmt. Um den Kräuselfaktor zu bestimmen, werden sowohl die projizierte Länge der Faser als auch die längste Dimension eines zweidimensionalen Rechtecks, das die Faser umfaßt, LR, und die tatsächliche Länge der Faser, LA, gemessen. Der Faser-Kräuselfaktor kann dann aus der folgenden Gleichung berechnet werden:
Kräuselfaktor = (LA/LR)-1
Ein Bildanalyseverfahren, das zur Messung von LR und LA verwendet werden kann, ist im US-Patent 5,183.707 beschrieben. Vorzugsweise werden die chemisch versteiften auf Zellulosebasis beruhenden Fasern, die in den erfindungsgemäßen absorbierenden Verbundstoffen verwendet werden, einen Kräuselfaktor von mindestens etwa 0,30 und bevorzugter von mindestens etwa 0,50 haben.
Das Ausmaß der Versteifung, in Abhängigkeit von der Art und der Menge des verwendeten Versteifungsmittels (d. h. Vernetzungsmittel), das Ausmaß der Dehydrierung der Fasern während der Härtung des Vernetzungsmittels und die Härtungszeit und die Härtungsbedingungen beeinflussen die Fähigkeit der Faser, Fluid aufzunehmen, sowie die Tendenz der Faser zur Quellung. Da die Fasersteifheit mit dem Widerstand gegen eine Quellung der Faserwand zusammenhängt, kann dieselbe quantitativ durch Bezugnahme auf den Wasserretentionswert (WRV) der versteiften Fasern auf Zellulosebasis, die in den absorbierenden Verbundstoffen hierin verwendet werden, bestimmt werden. Der WRV ist ein Maß für die Wassermenge, die von einer Fasermasse zurückgehalten wird, nachdem praktisch das gesamte Interfaser-Wasser entfernt worden ist. Ein weiterer Parameter, der zur Charakterisierung der Natur der durch Vernetzung der Fasern in relativ dehydratisierter Form hergestellten versteiften Fasern verwendet werden kann, ist der Alkohol-Retentionswert (ARV). Der ARV ist ein Maß für das Ausmaß, bis zu welchem ein Fluid, z. B. Isopropylalkohol, das praktisch keine Faserquellung verursacht, von den versteiften Fasern aufgenommen wird. Der ARV der versteiften Fasern steht in direktem Zusammenhang mit dem Ausmaß, bis zu welchem die Fasern mit der Lösung des Vernetzungsmittels während des Versteifungsvorgangs gequollen werden. Relativ höhere ARVs bedeuten, daß die Fasern während der Vernetzung im allgemeinen in einem relativ höheren Grad gequollen werden. Vorschriften zur Bestimmung von WRV und ARV sind im US-Patent 4,898.642 beschrieben.
Der WRV für die versteiften verdrehten gekräuselten Fasern, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, wird vorzugsweise bei weniger als etwa 60% betragen, bevorzugter im Bereich von etwa 28% bis etwa 60% und sogar noch bevorzugter im Bereich von etwa 28% bis etwa 50% liegen. In bevorzugteren Ausführungsformen kann der WRV der Fasern im Bereich von etwa 30% bis 45% liegen. Von Fasern mit einem WRV innerhalb dieser Bereiche wird angenommen, daß sie ein optimales Gleichgewicht von quellinduzierter Entdrehung und Fasersteifheit ergeben.
Die versteiften Zellulosefasern, die zur Verwendung hierin bevorzugt sind, sind solche, die einen ARV (Isopropylalkohol) von weniger als etwa 30% haben. Die Begrenzung, daß solche Fasern einen ARV (Isopropylalkohol) von weniger als etwa 30% haben, ist ein Hinweis auf den relativ dehydratisierten ungequollenen Zustand dieser Fasern während des Versteifungsverfahrens. Bevorzugter wird der ARV (Isopropylalkohol) der hierin verwendbaren Fasern bei weniger als etwa 27% liegen.
Die versteiften Zellulosefasern hierin, die die bevorzugte Verdrehungszahl, den bevorzugten Kräuselfaktor, die zuvor angegebenen Eigenschaften von WRV und ARV aufweisen, können durch interne Vernetzung solcher Fasern in relativ dehydratisierter Form, während oder nachdem solche Fasern getrocknet und dellbriert (d. h. "geflufft") werden oder wurden, hergestellt werden, wie in den US- Patenten 4,888.093, 4,898.642, 4,889.595, 4,889.596, 5,183.707 und 5,190.563 beschrieben ist. Das bedeutet jedoch nicht, daß andere chemisch versteifte Fasern auf Zellulosebasis aus dieser Erfindung notwendigerweise ausgeschlossen sein sollen, wie etwa andere Fasern, die (ohne Beschränkung darauf) in den früher angegebenen US-Patenten 3,224.926, 3,440.135, 4,035.147 und 3,932.209 beschrieben sind.
Die relativen Mengen von partikelförmigem absorbierenden gelbildenden Material und chemisch versteiften Fasern in dem erfindungsgemäßen Verbundstoff liegen in Bereichen von etwa 90% bis etwa 30% AGM und von etwa 10% bis etwa 70% chemisch versteifte Fasern auf Zellulosebasis. Vorzugsweise enthält der Verbundstoff etwa 70% bis etwa 30% AGM und etwa 30% bis etwa 70% chemisch versteifte Fasern auf Zellulosebasis. Bevorzugter enthält der Verbundstoff etwa 65% bis etwa 35% AGM und etwa 35% bis etwa 65% chemisch versteifte Fasern auf Zellulosebasis. Jeder der genannten Prozentbereiche von AGM und Fasern basiert auf dem Gesamtgewicht des Verbundstoffs.
Die absorbierenden Verbundstoffe können auch andere Fasern enthalten als die chemisch versteiften auf Zellulosebasis beruhenden Fasern. Zum Beispiel können die Verbundstoffe andere hydrophile Fasern enthalten, wie sie in der Fachwelt bekannt sind, inklusive üblicher Holzzellstoff-Fasern oder synthetischer polymerer Fasern, inklusive Polyolefin-Mono- oder Multikomponentenfasern. Die mehrbestandteiligen Fasern können zwei oder mehrere unterschiedliche Polymere enthalten. Wenn sie verwendet werden, werden solche anderen Fasern in der Regel in Mengen von bis zu etwa 50% des Gesamtgewichts der Fasern in dem absorbierenden Verbundstoff eingesetzt. Solche andere Fasern können an den AGM- Partikeln so angeklebt sein, daß die Faserenden von den Partikeln abstehen.
Die chemisch versteiften Fasern auf Zellulosebasis (und andere Fasern, die in dem absorbierenden Verbundstoff vorliegen können) sind an die einzelnen Partikel des absorbierenden gelbildenden Materials angeklebt. Das Ankleben sollte ausreichen, um zu ermöglichen, daß die chemisch versteiften Fasern auf Zellulosebasis die AGM-Partikel im wesentlichen immobilisieren, wenn sie gemäß der vorliegenden Beschreibung in einem absorbierenden Bauteil einverleibt sind. Somit wird Gelblockierung und das Auftreten von Gel auf der Haut minimiert oder vermieden. Das Ankleben der Fasern an dem AGM kann durch eine Reihe von Verfahren verursacht werden. Zum Beispiel können die Fasern an das AGM während der Polymerisation des AGM oder durch Verwendung eines Bindemittels angeklebt werden. Das AGM-Polymerisationsverfahren führt in der Regel zu einem An teil des polymeren Materials des AGM, der mechanisch in einen ausreichenden Abschnitt einer einzelnen Faser eingreift, die mit dem AGM-Partikel in Kontakt stehen kann, sodaß ein Haften hervorgerufen wird. Verfahren unter Verwendung eines Bindemittels können auch einen solchen mechanischen Eingriff mit sich bringen und können weiters die mechanische und/oder chemische Haftung der AGM-Partikel und der Fasern, die durch das Bindemittelmaterial verursacht wird, mit sich bringen.
Somit werden gemäß einem Verfahren zur Herstellung des Verbundstoffs die Fasern während des Polymerisationsverfahrens zur Bildung des AGM an die AGM- Partikel angeheftet. Wie zuvor angegeben, können die absorbierenden gelbildenden Materialien durch Verfahren der Lösungspolymerisation oder durch Umkehrphasen-Polymerisationsmethoden gebildet werden. Die Reaktanten, die das AGM bilden, liegen in einer homogenen kontinuierlichen Lösung (Lösungspolymerisation) oder in einer Phase einer mehrphasigen, in der Regel zweiphasigen, Lösung (Umkehrphasenpolymerisation) vor. Die Fasern können zu jeder solchen Lösung vor Beendigung der Polymerisationsreaktion zur Bildung des AGM zugesetzt werden. Nach der Polymerisation der Reaktanten sind die Fasern zumindest teilweise von dem entstehenden Polymer eingeschlossen. Bei den Verfahren der Lösungspolymerisation kann das entstehende polymere Produkt durch in der Fachwelt bekannte Verfahren gemahlen werden, um AGM-Partikel zu bilden. Das polymere Produkt wird vorzugsweise vor jeder Mahlung durch bekannte Verfahren getrocknet. Bei den Verfahren der Umkehrphasenpolymerisation wird das polymere Produkt durch bekannte Methoden gewonnen, zum Beispiel durch Zentrifugieren, Filtrieren und/oder Abdampfen. Externe Kräfte, wie sie später beschrieben werden, werden vorzugsweise während oder nach der Polymerisation angelegt, um die Umhüllung der AGM-Partikel durch die eingebetteten Fasern zu begünstigen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das Verkleben der Fasern mit dem AGM unter Verwendung eines Bindemittels erreicht. Im allgemeinen umfaßt das Bindemittel Substanzen, die in flüssiger Form auf die Fasern aufgebracht werden können, um seine Anwesenheit auf den Fasern zu ermöglichen und eine Bindung zwischen dem AGM und den Fasern zu verursachen. Das Bindemittel muß auch zum Verkleben des AGM-Materials mit dem Fasermaterial geeignet sein. Im allgemeinen verursacht das Bindemittel die mechanische und/oder chemische Haftung der AGM-Partikeln und der Fasern. Ohne durch eine Theorie gebunden sein zu wollen, wird angenommen, daß das Bindemittel das AGM für eine Benetzung empfänglich macht. Als ein Ergebnis dessen bewirkt das Bindemittel eine Verbesserung der absorbierenden (d. h. Absorptions-) Kapazität und der Ab sorptionsgeschwindigkeit der absorbierenden Bauteile, in denen erfindungsgemäße Verbundstoffe eingebaut sind.
Die Auswahl eines speziellen Bindemittels wird in der Regel von der chemischen Zusammensetzung des AGM und des Fasermaterials abhängen und kann von einem Fachmann auf diesem Gebiet mit Kenntnis hievon durchgeführt werden. Vorzugsweise ist das Bindemittel zur Verwendung in Anwendungen geeignet, bei welchen Menschen zum Beispiel mit den wegwerfbaren absorbierenden Artikeln hierin in Kontakt kommen. Somit sollte das Bindemittel nicht toxisch und für Menschen nicht-reizend sein. Mischungen von Bindemitteln können verwendet werden.
Es sind mehrere Arten von Bindemitteln zur Verwendung hierin geeignet. Ohne durch eine Theorie gebunden sein zu wollen, wird angenommen, daß eine Art von Bindemittel die Ursache dafür ist, daß das Polymermaterial der Partikel an den Fasern durch die Wirkung von Fluid-Oberflächenspannungskräften und/oder durch die Verfilzung der Polymerketten durch externe Weichmachung haftet. Bindemittel dieser Art inkludieren (1) hydrophile organische Lösungsmittel, in der Regel Alkohole mit niedrigem Molekulargewicht, zum Beispiel Methanol, Ethanol, Isopropanol und dergleichen, oder Polyole, zum Beispiel Propylenglykol, Glycerin und dergleichen; (2) Wasser; (3) flüchtige hydrophobe organische Verbindungen, zum Beispiel Hexan, Octan, Benzol, Toluol und dergleichen; sowie (4) Mischungen hievon. Bevorzugte Bindemittel dieser Art sind hydrophile organische Lösungsmittel, Wasser und eine Mischung hievon. Diese Bindemittel neigen speziell dazu, das AGM für die Benetzung empfänglich zu machen, sodaß sie zu einer Verbesserung der Absorptionskapazität und der Absorptionsgeschwindigkeit der Verbundstoffe führen. Bevorzugter sind Bindemittel dieser Art aus Wasser, Glycerin, Propylenglykol und Mischungen hievon ausgewählt.
Andere Bindemittel beruhen weniger oder gar nicht auf den Oberflächenspannungskräften des Fluids und/oder der Verfilzung der Polymerketten der gequollenen AGM-Partikel hinsichtlich der Klebung an den Fasern. Diese Art von Bindemittel beruht in der Regel auf mechanischer und/oder chemischer Wechselwirkung zwischen dem Bindemittel, der Faser und den AGM-Partikeln. Zum Beispiel kann das Bindemittel Brücken zwischen dem AGM und den Fasern hervorrufen. Diese Art von Bindemittel ist zur Verwendung hierin bevorzugt, da sie eher dazu führt, daß eine festere Haftung zwischen den Fasern und dem AGM stattfindet. Bindemittel dieser Art inkludieren zum Beispiel kationische Polyacrylamide, kationische Amino-Epichlorhydrin-Addukte und Mischungen hievon. Solche Bindemittel werden vorzugsweise in einer wässerigen Mischung verwendet.
Bei den bevorzugtesten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung inkludiert das Bindemittel Wasser. Die Anwesenheit von Wasser in dem Bindemittel ist besonders wirksam, um das AGM für die Benetzung empfänglich zu machen. Das Bindemittel enthält vorzugsweise mindestens etwa 60%; bezogen auf das Gewicht des Bindemittels, an Wasser, wobei der Rest im wesentlichen aus mindestens einem nicht-wässerigen Bindemittel besteht. Nicht-wässerige Bindemittel inkludieren die zuvor erwähnten hydrophilen organischen Lösungsmittel, flüchtige hydrophobe Verbindungen, kationische Polyacrylamide und kationische Amino-Epichlorhydrin-Addukte. Das Bindemittel enthält bevorzugter zu etwa 80% bis etwa 90% Wasser und zu etwa 20% bis etwa 10% mindestens ein nicht- wässeriges Bindemittel, bezogen auf das Gesamtgewicht des Bindemittels.
Kationische Polyacrylamide sind in der Fachwelt allgemein bekannt. Zum Beispiel sind kationische Polyacrylamide, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung einsetzbar sind, in Pulp and Paper: Chemistry and Chemical Technology, 3. Auflage, Bd. III, herausgegeben von James P. Casey, S. 1458-1471 (John Wiley & Sons, 1981), worauf hierin als Literaturstelle Bezug genommen wird, beschrieben. Geeignete kationische Polyacrylamide sind im Handel von der American Cyanamid Company in Wayne, NJ, unter dem Handelsnamen ACCO- STRENGTH® erhältlich. Zum Beispiel sind die Harze ACCOSTRENGTH® 410, 711, 200, 85 und 86 erhältlich. Diese Harze sind in der technischen Broschüre Nummer PCT-729/1-1027-4K-11/81 mit dem Titel "ACCOSTRENGTH®-Harze", der American Cyanamid Company, November 1981, beschrieben, die hierin als Literaturstelle aufgenommen ist.
Wie der Ausdruck "kationisches Amino-Epichlorhydrin-Addukt" hierin verwendet wird, bezieht er sich auf das Reaktionsprodukt zwischen Epichlorhydrin und einem monomeren oder polymeren Amin, sodaß das entstehende Reaktionsprodukt mindestens zwei kationische funktionelle Gruppen enthält. Diese Addukte können in der Form von monomeren Verbindungen (z. B. das Reaktionsprodukt von Epichlorhydrin und Ethylendiamin) vorliegen oder sie können in polymerer Form vorliegen (z. B. das Reaktionsprodukt zwischen Epichlorhydrin und Polyamid-Polyaminen oder Polyethyleniminen). Die polymeren Versionen dieser kationischen Amino-Epichlorhydrin-Addukte werden in der Regel als "Harze" bezeichnet.
Monomere Amine, die mit Epichlorhydrin zur Bildung eines kationischen Amino-Epichlorhydrins umgesetzt werden können, inkludieren monomere Di-, Tri- und höhere Amine, die primäre oder sekundäre Aminogruppen in ihren Strukturen aufweisen. Beispiele von verwendbaren Diaminen dieser Art inkludieren bis-2-Aminoethylether, N,N-Dimethylethylendiamin, Piperazin und Ethylendiamin. Beispiele verwendbarer Triamine dieser Art inkludieren N- Aminoethylpiperazin und Dialkylentriamine, wie etwa Diethylentriamin und Dipropylentriamin. Die Herstellung dieser Addukte sowie eine vollständigere Be schreibung der Addukte selbst kann im US-Patent 4,310.593 (Gross), erteilt am 12. Jänner 1982, und in Ross et al., J. Organic Chemistry, Bd. 29, S. 824-826 (1964), gefunden werden.
Polymere Amine, wie etwa Polyethylenimine, können ebenso bei der Herstellung des Addukts als die Aminoverbindung verwendet werden. Eine besonders wünschenswerte Aminoverbindung, die mit Epichlorhydrin zur Bildung bevorzugter, hierin verwendbarer kationischer polymerer Adduktharze umgesetzt werden kann, umfaßt bestimmte Polyamid-Polyamine, die von Polyallcylen-Polyarninen und gesättigten dibasischen C&sub3;-C&sub1;&sub0;-Carbonsäuren stammen. Epichlorhydrin/Polyamid-Polyamin-Addukte dieser Art sind wasserlösliche, thermisch härtende kationische Polymere, die in der Fachwelt als Naßfestigkeitsharze für Papierprodukte gut bekannt sind.
Bei der Herstellung von Polyamid-Polyaminen, die zur Bildung dieser bevorzugten Klasse kationischer polymerer Harze verwendet werden, wird zuerst eine Dicarbonsäure mit einem Polyalkylen-Polyamin, vorzugsweise in wässeriger Lösung, unter solchen Bedingungen umgesetzt, daß ein wasserlösliches langkettiges Polyamid gebildet wird, welches die wiederkehrenden Gruppen -NH(CnH2nHN)x- CORCO- enthält, worin n und x jeweils 2 oder mehr bedeuten und R die C&sub1;-C&sub8;- Alkylengruppe der Dicarbonsäure darstellt.
Es kann eine Vielzahl von Polyalkylen-Polyaminen verwendet werden, inklusive Polyethylen-Polyamine, Polypropylen-Polyamine, Polybutylen-Polyarnine und so weiter, um das Polyamid-Polyamin herzustellen, von denen die Polyethylen- Polyamine eine wirtschaftlich bevorzugte Klasse darstellen. Insbesondere sind bevorzugte Polyalkylen-Polyamine, die zur Herstellung der kationischen polymeren Harze hierin verwendet werden, solche Polyamine, die zwei primäre Aminogruppen und mindestens eine sekundäre Aminogruppe enthalten, wobei die Stickstoffatome durch Gruppen der Formel -CnH2n- verbunden sind, worin n eine kleine ganze Zahl größer als eins ist und die Anzahl solcher Gruppen im Molekül im Bereich von zwei bis etwa acht und vorzugsweise bis etwa vier liegt. Die Stickstoffatome können an die angrenzenden Kohlenstoffatome in der Gruppe -CnN2n- oder an weiter weg liegende Kohlenstoffatome, jedoch nicht an das gleiche Kohlenstoffatom, gebunden sein. Ebenso in Betracht gezogen wird die Verwendung solcher Polyamine, wie Diethylentriamin, Triethylentetramin, Tetraethylenpentamin, Dipropylentriamin und dergleichen, die in annehmbar reiner Form erhalten werden können. Von all den zuvor genannten sind die am meisten bevorzugten die Polyethylen-Polyamine, die zwei bis vier Ethylengruppen, zwei primäre Aminogruppen und ein bis drei sekundäre Aminogruppen enthalten.
Auch zur Verwendung hierin in Betracht gezogen werden Polyamin- Präcursor-Materialien, die mindestens drei Aminogruppen enthalten, wobei min destens eine dieser Gruppen eine tertiäre Aminogruppe ist. Geeignete Polyamine dieser Art inkludieren Methyl-bis-(3-aminopropyl)-amin, Methyl-bis-(2-aminoethyl)- amin, N-(2-Aminoethyl)-piperazin, 4,7-Dimethyltriethylentetramin und dergleichen.
Die Dicarbonsäuren, die mit den zuvor genannten Polyaminen zur Bildung der Polyamid-Polyamin-Präcursoren der hierin verwendbaren bevorzugten kationischen Polymerharze umgesetzt werden können, umfassen vorzugsweise die gesättigten aliphatischen C&sub3;-C&sub1;&sub0;-Dicarbonsäuren. Bevorzugter sind jene, die 3 bis 8 Kohlenstoffatome enthalten, wie etwa Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure und so weiter, gemeinsam mit Diglycolsäure. Von diesen sind Diglycolsäure und die gesättigten aliphatischen Dicarbonsäuren mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen im Molekül, insbesondere Bernsteinsäure, Glutarsäure und Adipinsäure, am meisten bevorzugt. Mischungen von zwei oder mehr dieser Dicarbonsäuren können auch verwendet werden, ebenso wie Mischungen einer oder mehrerer derselben mit höheren gesättigten aliphatischen Dicarbonsäuren, wie etwa Azelainsäure und Sebacinsäure, solange das entstehende langkettige Polyamid- Polyamin wasserlöslich oder zumindest wasserdispergierbar ist.
Die aus den zuvor genannten Polyaminen und Dicarbonsäuren hergestellten Polyamid-Polyamin-Materialien werden mit Epichlorhydrin zur Bildung der kationischen polymeren Amino-Epichlorhydrin-Harze umgesetzt. Die Herstellung solcher Materialien ist detaillierter beschrieben in: US-Patent 2,926.116 (Keim), erteilt am 23. Februar 1960; US-Patent 2,926.154 (Keim), erteilt am 23. Februar 1960, und US-Patent 3,332.901 (Keim), erteilt am 25. Juli 1967.
Die kationischen Polyamid-Polyamin-Epichlorhydrin-Harze, die zur Verwendung hierin als Bindemittel bevorzugt sind, sind im Handel von Hercules Inc. unter dem Handelsnamen Kymene® erhältlich. Besonders gut verwendbar sind Kymene® 557H, Kymene® 557LX und Kymene® 557 Plus, die die Epichlorhydrin- Addukte von Polyamid-Polyaminen sind, die die Reaktionsprodukte von Diethylentriamin und Adipinsäure darstellen. Sie sind in der Regel in der Form von wässerigen Lösungen des kationischen Harzmaterials, die etwa 10 Gew.-% bis etwa 33 Gew.-% aktives Harz enthalten, im Handel erhältlich.
Die Dicarbonsäure, die mit den zuvor genannten Polyaminen zur Bildung der Polyamid-Polyamin-Präcursoren der bevorzugten hierin verwendbaren kationischen polymeren Harze umgesetzt werden kann, kann andererseits auch ungesättigt sein. In der Regel werden die ungesättigten Dicarbonsäuren, die zur Verwendung hierin geeignet sind, aus C&sub4;-C&sub1;&sub0;-Dicarbonsäuren ausgewählt. Zum Beispiel kann die Dicarbonsäure aus Itaconsäure, Citraconsäure, Mesaconsäure, Maleinsäure, Fumarsäure und Mischungen hievon ausgewählt werden.
Die Aminoverbindung, die mit Epichlorhydrin zur Bildung eines hierin verwendbaren kationischen polymeren Adduktharzes umgesetzt werden kann, kann andererseits Polyamid-Polyamine umfassen, die aus Polyalkylen-Polyaminen und gesättigten oder ungesättigten dreibasischen C&sub4;-C&sub1;&sub0;-Carbonsäuren stammen. Geeignete Tricarbonsäuren inkludieren zum Beispiel Zitronensäure und Aconitsäure. Zusätzliche Bindemittel, die zur Verwendung hierin geeignet sind, sind beschrieben in: US-Patent 3,901.236, erteilt an Assarsson et al. am 26. August 1975, US-Patent 5,002.814, erteilt an Knack et al. am 26. März 1991, und US-Patent 5,230.959, erteilt an Young Sr. et al. am 27. Juli 1993.
Im allgemeinen können die erfindungsgemäßen Verbundstoffe, die ein Bindemittel verwenden, in der folgenden Weise hergestellt werden. Das Bindemittel wird auf die Fasern, die individualisiert oder nicht individualisiert sein können, wie hierin beschrieben wird, aufgebracht. Die Fasern, die auf diese Weise mit dem Bindemittel behandelt werden, werden dann physikalisch mit den AGM-Partikeln so zusammengebracht, daß sich die chemisch versteiften auf Zellulosebasis beruhenden Fasern um das AGM legen und eine Haftung der Fasern an dem AGM gestatten. Externe Kräfte werden angelegt, um eine Umhüllung des AGM durch die Fasern zu gewährleisten. In Abhängigkeit von dem ausgewählten Bindemittel kann die Klebung ohne weitere zusätzliche Schritte stattfinden oder es kann ein weiterer Trocknungsschritt oder ein Reaktionsschritt erforderlich sein. Auf den Klebeschritt folgt ein mechanischer Behandlungsschritt, sofern dies notwendig ist, um die ein gegebenes AGM-Partikel umhüllenden Fasern von jenen Fasern zu trennen, die andere AGM-Partikel umhüllen.
Die chemisch versteiften auf Zellulosebasis beruhenden Fasern wer den in der Regel vor dem Aufbringen des Bindemittels individualisiert. Wie der Ausdruck "individualisiert" hierin verwendet wird, bedeutet er, daß die Fasern mechanisch getrennt (d. h. "defibriert") werden, sodaß ein relativ geringes Ausmaß an Faserverfilzung im Vergleich zu einer Massefaserquelle, wie etwa einem Faserblatt oder einem Ballen, vorliegt. Diese mechanische Defibrierung kann durch eine Vielzahl von Verfahren vorgenommen werden, die derzeit in der Fachwelt bekannt sind oder die auch später noch bekannt werden. Die mechanische Defibrierung erfolgt vorzugsweise nach einem Verfahren, bei welchem Knotenbildung und Faserschädigung auf einem Minimum gehalten werden. Eine Art von Vorrichtung, die sich als besonders gut zur Defibrierung der chemisch versteiften Fasern erwiesen hat, ist die dreistufige Fluff Einrichtung, die im US-Patent 3,987.968, das an Moore et al. am 26. Oktober 1976 erteilt wurde, beschrieben ist. Die in dem US-Patent 3,987.968 beschriebene Fluff-Vorrichtung unterwirft ein faseriges Material einer Kombination von mechanischem Schlag, mechanischer Bewegung, Luftbewegung und einem begrenzten Ausmaß an Lufttrocknung, um einen im wesentlichen knotenfreien Fluifzu bilden. Andere verwendbare Verfahren zur Defibrierung der Fasern inkludieren, sind jedoch nicht darauf beschränkt, eine Behandlung mit einem Waring-Mischer und tangentielles Kontaktieren der Fasern mit einem rotierenden Scheiben-Refiner oder einer Drahtbürste. Vorzugsweise wird ein Luftstrom auf die zu defibrierenden Fasern gelenkt, um die Auftrennung der Fasern zu unterstützen.
Das Bindemittel kann auf die Fasern in einem beliebigen Verfahren zur Aufbringung von Lösungen auf Materialien, inklusive Beschichtung, Auftrag, Aufgießen, Auftropfen, Besprühen, Versprühen, Kondensation oder Eintauchen der Fasern, aufgebracht werden. Wie der Ausdruck "aufgebracht" hierin verwendet wird, bedeutet er, daß mindestens ein Abschnitt der Manteloberfläche mindestens einiger der Fasern eine wirksame Menge des Bindemittels an sich hat, um ein Verkleben der Fasern und des AGM zu bewirken. Mit anderen Worten kann das Bindemittel auf einen Abschnitt der Oberfläche oder auf die gesamte Oberfläche einiger oder aller Fasern aufgebracht werden. Vorzugsweise wird das Bindemittel auf die gesamte Oberfläche der meisten, vorzugsweise aller Fasern als Beschichtung aufgebracht, sodaß die Effizienz, Festigkeit und Dichte der Bindungen zwischen den AGM-Partikeln und den Fasern verstärkt wird. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Bindemittel auf eine Bahn der Fasern aufgebracht.
Das Bindemittel wird vorzugsweise auf die Fasern in einer Menge von etwa 0,10% bis etwa 25%, bezogen auf das Gewicht der Fasern in dem Verbundstoff, aufgebracht, wobei das Gewicht der Fasern sich auf knochentrockene Basis bezieht. Bevorzugter wird das Bindemittel in einer Menge von etwa 10% bis etwa 15 %, bezogen auf das Gewicht der Fasern in dem Verbundstoff, aufgebracht, wobei das Gewicht der Fasern auf knochentrockene Basis bezogen ist. Wie der Ausdruck "knochentrockene Basis" hierin verwendet wird, bedeutet er das tatsächliche Gewicht der Fasern minus dem Gewicht jeglicher Feuchtigkeit oder anderer flüchtiger Stoffe, die in den Fasern vorliegen können. Zum Beispiel hat eine 100 g Probe von Fasern, die 10% Feuchtigkeit enthalten, ein Fasergewicht, bezogen auf knochentrocken, von 90 g.
Wenn das Bindemittel Wasser enthält, muß Sorgfalt walten gelassen werden, um eine übermäßige Quellung der Fasern zu vermeiden. Eine übermäßige Quellung der Fasern wird durch einen deutlichen Verlust der Faserkräuselung bewiesen. Ohne die Absicht zu haben, durch eine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, daß beim Auftreten einer solchen Quellung die Faseroberflächen relativ rund werden im Vergleich zu einer im wesentlichen flachen Oberfläche in ungequollenem Zustand. Als Folge davon neigt die Bindungsfläche zwischen jeder einzelnen Fasern und jedem einzelnen AGM-Partikel dazu, bei Faserquellung abzunehmen, sodaß das Ausmaß der Klebung verringert wird. Die Quellung der Fa sern wird durch die Wassermenge beeinflußt, die auf die Fasern aufgebracht wird, und durch den Zeitraum, während dessen die Fasern dem Wasser ausgesetzt werden. Eine Steuerung dieser Bedingungen, um eine übermäßige Faserquellung zu vermeiden, wird ein Fachmann auf diesem Gebiet leicht verstehen. In der Regel wird die Kontaktzeit zwischen den Fasern und dem wässerigen Bindemittel auf sehr kurz, z. B. von etwa 5 Minuten bis etwa 5 Sekunden, beschränkt bleiben, wobei Wärme zugeführt wird, um die Mischung zu trocknen oder zu härten. Die Mischung wird zu diesem Zweck in der Regel Temperaturen von etwa 100ºC bis etwa 177ºC, vorzugsweise etwa 121ºC bis etwa 177ºC, ausgesetzt.
Nach dem Aufbringen des Bindemittels auf die Fasern und während das Bindemittel immer noch in flüssiger Form vorliegt, werden die Partikel und die Fasern physikalisch miteinander zusammengeführt, sodaß die einzelnen Partikel von einer deutlichen Anzahl der chemisch versteiften auf Zellulosebasis beruhenden Fasern umhüllt werden und die Fasern imstande sind, an den Partikeln zu haften. Somit werden die AGM-Partikel und die Fasern zusammengebracht und in einer Weise zum Kontakt veranlaßt, die ein Umhüllen der Partikel durch die Fasern gestattet, und die Partikel und die Fasern bleiben miteinander als Bestandteile zumindest an dem Punkt in Kontakt, wo Verklebung der Fasern mit dem AGM stattfindet. Die physikalische Assoziierung der AGM-Partikel und der Fasern findet vorzugsweise unter physikalischem Kontakt der Fasern und des AGM an mindestens einem Abschnitt der Oberfläche der Fasern, auf die das Bindemittel aufgebracht wurde, statt.
Die Fasern und die AGM-Partikel werden physikalisch miteinander assoziiert, wobei die AGM-Partikel, in im wesentlichen individueller Form vorliegen. Unter dem Ausdruck "im wesentlichen individuelle Form" wird verstanden, daß im wesentlichen alle, vorzugsweise tatsächlich alle, AGM-Partikel nicht in physikalischem Kontakt mit anderen AGM-Partikeln sind. Somit sind die AGM-Partikel im wesentlichen nicht-agglomeriert oder nicht-aggregiert. Vorzugsweise sind mindestens etwa 80%, bevorzugter mindestens etwa 90%, der AGM-Partikel nicht in physikalischem Kontakt mit einem anderen AGM-Partikel.
Die AGM-Partikel und die chemisch versteiften Fasern auf Zellulosebasis können in einer Reihe unterschiedlicher Arten physikalisch assoziiert sein, um zu ermöglichen, daß eine deutliche Anzahl der Fasern die Partikel umhüllen. Zum Beispiel können die Fasern und das AGM physikalisch in Anwesenheit externer Kräfte assoziiert sein, die dahingehend wirken, daß die Fasern um die einzelnen AGM-Partikel gezogen werden, z. B. durch Druck, Vakuum, elektrostatische Kräfte, Schlagkräfte oder Stoßkräfte. Somit können die Partikel und die Fasern dadurch physikalisch assoziiert werden, daß es den Partikeln ermöglicht wird, auf den behandelten Fasern, zum Beispiel auf einer Bahn der behandelten Fasern, aufzulie gen, wobei eine oder mehrere solcher externen Kräfte einwirken, um die Fasern rund um die einzelnen AGM-Partikel zu ziehen. Externe Druckkräfte können zum Beispiel durch (eine) Kompaktierungs- (d. h. Kalander-)-Walze(n) aufgebracht werden. Stoß- oder Schlagkräfte können durch Mischen der behandelten Fasern und der AGM-Partikel aufgebracht werden. Jede geeignete Methode zur Mischung der behandelten Fasern mit dem AGM kann verwendet werden. Zum Beispiel können die Fasern und Partikel durch einen Luftstrom mitgerissen oder mit Hilfe von Gebläserädern oder Luftschrauben gemischt werden.
Während die AGM-Partikel und die Fasern physikalisch miteinander assoziiert sind, wird das Bindemittel getrocknet oder zur Reaktion gebracht, um eine Haftung zwischen den Partikeln und den Fasern zu bewirken. Je nach der chemischen Zusammensetzung des speziellen Bindemittels, des AGM und des Fasermaterials, das ausgewählt wurde, kann die Reaktion des Bindemittels eine Reaktion des Bindemittels selbst, zum Beispiel Polymerisation, oder eine Reaktion des Bindemittels mit dem Polymermaterial des AGM, mit den Fasern oder mit beiden umfassen.
Je nach dem verwendeten speziellen Bindemittel kann die Trocknung und/oder die Reaktion ohne zusätzlichen Schritt erfolgen oder sie kann thermisches Erhitzen und/oder Bestrahlung (z. B. Ultraviolett-, Gamma- oder Röntgenstrahlung) erfordern. Die speziellen notwendigen Bedingungen, um das Bindemittel zu trocknen und/oder umzusetzen, werden von der chemischen Zusammensetzung des speziellen Bindemittels, des AGM und des ausgewählten Fasermaterials abhängen. In der Regel erfolgt die Trocknung oder Reaktion durch Erhitzen auf eine Temperatur von etwa 100ºC bis etwa 177ºC, vorzugsweise von etwa 121ºC bis etwa 177ºC, während eines Zeitraums von etwa einigen wenigen Sekunden bis zu etwa 5 Minuten.
Die entstehende Zusammensetzung, die die faserumhüllten AGM-Partikel inkludiert, kann eine mechanische Behandlung erfordern, um die Fasern, die ein gegebenes AGM-Partikel umhüllen, von den Fasern, die andere AGM-Partikel umhüllen, zu trennen (d. h. Defibrierung), damit die erfindungsgemäßen absorbierenden Verbundstoffe erhalten werden. Eine solche Defibrierung wird in der Regel dort erforderlich sein, wo die Faserumhüllung der AGM-Partikel durch Anwendung von Druck-, Vakuum- oder elektrostatischen Kräften verursacht ist, zum Beispiel wo eine Kompaktierwalze verwendet wird, um die Faserumhüllung zu bewirken. Wo solche Kräfte angewendet wurden, sind die Fasern der entstehenden Zusammensetzung im wesentlichen gleichmäßig mit anderen Fasern in der Zusammensetzung verfilzt, um eine im wesentlichen homogene Masse mit relativ hoher Dichte zu bilden. Durch die Tatsache, daß eine solche Masse einer mechanischen Behandlung unterworfen wird, werden die Fasern, die ein gegebenes AGM-Partikel umhüllen, im wesentlichen von den Fasern, die andere AGM- Partikel umhüllen, getrennt, um die erfindungsgemäßen Verbundstoffe zu bilden. Unter "im wesentlichen getrennt" wird verstanden, daß ein relativ geringes Ausmaß an physikalischer oder chemischer Bindung zwischen den Fasern, die ein gegebenes AGM-Partikel umhüllen, und den Fasern, die andere AGM-Partikel umhüllen, besteht. Vorzugsweise sind weniger als etwa 50% der Anzahl der Fasern, die ein gegebenes Partikel umhüllen, an die Fasern, die andere AGM-Partikel umhüllen, gebunden. Bevorzugter sind weniger als etwa 25% der Anzahl der Fasern, die ein gegebenes Partikel umhüllen, mit den Fasern, die andere AGM-Partikel umhüllen, verbunden. Am bevorzugtesten sind weniger als etwa 10% der Anzahl der Fasern, die ein gegebenes Partikel umhüllen, mit den Fasern, die andere AGM- Partikel umhüllen, verbunden. Die absorbierenden Verbundstoffe bestehen somit im wesentlichen aus einzelnen AGM-Partikeln ("Kernen"), die von den chemisch versteiften Fasern auf Zellulosebasis umhüllt sind, wobei das Ausmaß der Faserbindung in der Nachbarschaft der Partikeloberflächen dazu neigt, am größten zu sein, und kleiner wird mit zunehmender Distanz von der Oberfläche eines gegebenen Partikels. Die absorbierenden Verbundstoffe haben eine geringere Dichte als die Masse vor der mechanischen Behandlung. Die Verbundstoffe haben in der Regel eine Dichte von etwa 0,02 g/cm³ bis etwa 0,06 g/cm³, im allgemeinen von etwa 0,05 g/cm³. Zusätzlich dazu nähert sich die Reißfestigkeit des Verbundstoffs dem Wert Null, wobei die Reißfestigkeit einer beliebigen gegebenen Faser in dem Verbundstoff nicht berücksichtigt wird.
Der mechanische Defibrierungsschritt kann in einer Vielzahl von Verfahren vorgenommen werden, wie zuvor unter Bezugnahme auf die Individualisierung der chemisch versteiften Fasern auf Zellulosebasis beschrieben wurde.
Wo die behandelten Fasern und das AGM physikalisch durch Mischen assoziiert werden, wird der Bedarf an Defibrierung von den Bedingungen des Mischens, inklusive der Konzentration der Fasern und des AGM in dem System und der Scherung beim Mischen, abhängen. Je höher die Konzentration und je geringer die Scherung ist, umso wahrscheinlicher wird im allgemeinen die Notwendigkeit eines Defibrierungsschritts sein, um die absorbierenden Verbundstoffe, wie sie hierin beschrieben sind, zur Verfügung zu stellen.
Eine wirtschaftlich bevorzugte Vorrichtung 20 zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbundstoffe ist in Fig. 2 gezeigt. Im allgemeinen zeigt Fig. 2 ein System zur Individualisierung chemisch versteifter Fasern auf Zellulosebasis zur Behandlung der Fasern mit einem Bindemittel, zur physikalischen Assoziierung der AGM-Partikel und der behandelten Fasern, zum Verkleben der Fasern mit dem AGM sowie zur Defibrierung der entstehenden Masse zur Bildung der erfindungsgemäßen Verbundstoffe.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, werden die chemisch versteiften Fasern auf Zellulosebasis von einem Ballen, einem Blatt oder einer anderen Quelle der versteiften Fasern und gegebenenfalls andere (nicht gezeigte) Fasern unter Verwendung eines Faseröffners 212, z. B. eines Faseröffners vom Picker-Typ, wie er von LaRoche Company in Cours La Ville, Frankreich, erhältlich ist, entnommen. Der Faseröffner 212 entnimmt Fasern aus dem Ballen in im wesentlichen individueller Form. Wie von einem Fachmann auf diesem Gebiet verstanden wird, können einige Faserknöpfe oder -bündel nach dem Durchgang durch den Faseröffner 212 vorliegen.
Die Fasern, die in im wesentlichen individueller Form vorliegen, werden, z. B. durch ein erstes Materialbehandlungsgebläse 210a, durch ein System von Fasertransportleitungen, die in Fig. 2 mehrfach mit 214 bezeichnet sind, transportiert und gelangen zu einem Refiberizer 216. Das Materialbehandlungsgebläse 210a öffnet, wie die anderen Materialbehandlungsgebläse in der Vorrichtung 20, die Fasern noch weiter und transportiert sie zu der nächsten Stufe der Vorrichtung. Ein geeignetes Materialbehandlungsgebläse ist erhältlich von Northern Blower Inc., Winnipeg, Manitoba, Canada als Modell LS WHL. Der Refiberizer 216 öffnet die Fasern noch weiter, d. h. er bildet einen "Fluff" der Fasern mit niedrigerer Dichte und trachtet, die Fasern in allen Faserknoten oder Bündeln, die gegebenenfalls vorliegen, zu individualisieren. Eine geeignete Refiberizer-Vorrichtung 216 zur Verwendung hierin ist ein Ospray Surge Bin, erhältlich von der Ospray Corporation in Atlanta, GA.
Die Fasern werden dann, z. B. durch Fasertransportleitungen 214 über ein zweites Materialbehandlungsgebläse 210b zu einer Faserkompaktiervorrichtung 215 transportiert. Die Faserkompaktiervorrichtung 215 bewirkt die Schaffung einer im wesentlichen gleichmäßigen Dichte in den in geöffneter Form vorliegenden Fasern. Die gewünschte Dichte wird von dem gewünschten Gewicht der Fasern abhängen, das in dem endgültigen Verbundstoff gewünscht wird. Die Anordnung der Faserkompaktiervorrichtung und tatsächlich der Bedarf an dieser Vorrichtung kann von einem durchschnittlichen Fachmann auf diesem Gebiet in Abhängigkeit von der speziellen gewünschten Dichte ausgewählt werden. Eine geeignete Faserkompaktiervorrichtung 215 ist der LaRoche Vertical Mat Former, der von der La-Roche Company in Cours La Ville, Frankreich, erhältlich ist.
Der Faseröffner 212, die Materialbehandlungsgebläse 210a und 210b, die Refiberizer-Vorrichtung 216 und die Kompaktiervorrichtung 215 dienen dazu, die Fasern in einer im wesentlichen homogenen geöffneten Form zur Verfügung zu stellen (d. h., die Fasern werden in einer im wesentlichen gleichmäßigen Dichte mit einem niedrigen Gehalt an Knöpfen oder Knoten bereitgestellt). Die spezielle Vorrichtung, die zur Bereitstellung der Fasern verwendet wird, wird von dem Ge wicht und dem Zustand der Fasern abhängen, die man in dem endgültigen Verbundstoff wünscht. In der Regel wird es erwünscht sein, die Fasern mindestens teilweise zu defibrieren, vorzugsweise sie im wesentlichen zu individualisieren, um ein niedriges Ausmaß an Knoten und Knöpfen zu gewährleisten und um sicherzustellen, daß eine gleichmäßige Verteilung des Bindemittels auf den Fasern vorliegt. Der Fachmann auf diesem Gebiet kann aus den verschiedenen Defibrierungs- und Kompaktierungsvorrichtungen auswählen, die bekannt sind oder in der Fachwelt bekannt werden, um die Fasern in der gewünschten Form zur Verfügung zu stellen.
Die individualisierten kompaktierten Fasern werden dann z. B. über ein drittes Materialbehandlungsgebläse 210c durch Fasertransportleitungen 214 zu Vorrichtungen zum Faserablegen im Luftstrom 218a und 218b, wie sie in der Fachwelt bekannt sind, transportiert. Die Vorrichtungen zum Ablegen der Fasern im Luftstrom 218a und 218b dienen dazu, eine im wesentlichen gleichmäßige im Luftstrom gelegte Bahn der Fasern zu bilden. Eine bevorzugte Faserablegevorrichtung 218 zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung ist eine Dan-Web- Faserablegevorrichtung, wie sie von Dan-Web-Air-Forming Systems, Dan-Web- Forming International, Ltd., Risskov, Dänemark, erhältlich ist. Die Dan-Web- Faserablegevorrichtung ist in der Fachwelt allgemein dafür bekannt, daß sie eine erste perforierte Walze und eine zweite Walze mit Spießen oder Nadeln hat. Die Walzen rotieren gegeneinander in der Weise üblicher kombinierter Walzen. Wenn die Fasern von den Fasertransportleitungen 214 durch die Dan-Web-Vorrichtung gelangen, werden die Fasern weiter geöffnet, d. h. die Dichte des "Fluffs" wird weiter herabgesetzt. Die Faserbahn kann andererseits auch durch andere Verfahren hergestellt werden, wie sie in der Fachwelt bekannt sind oder bekannt werden, zum Beispiel durch Naßlegen.
Ein Bindemittel wird auf die Fasern aufgebracht, während sich diese in den Vorrichtungen zum Ablegen im Luftstrom 218a und 218b befinden. Das Bindemittel wird durch die Bindemittelaufbringstation 222 aufgebracht, die jede beliebige Vorrichtung sein kann, die zum Transport des Bindemittels zu der Vorrichtung zum Ablegen im Luftstrom geeignet ist, z. B. Befeuchtungskammern oder Sprühkammern, wie sie in der Fachwelt bekannt sind. Die Vorrichtung zum Ablegen im Luftstrom 218 dient dazu, das Bindemittel auf den chemisch versteiften auf Zellulosebasis beruhenden Fasern gleichmäßig zu verteilen.
Die Fasern, an denen Bindemittel aufgebracht ist, werden in der ersten Vorrichtung zum Faserablegen 218a auf einem Transportband 220 abgelegt, um eine Bahn 217 aus den Fasern auf dem Transportband 220 zu bilden. Das Transportband 220 kann ein beliebiges in der Fachwelt zur Bahnbildung bekanntes Band sein, zum Beispiel ein Vakuumtransportband oder ein elektrostatisches Transportband.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, befindet sich ein AGM-Verteiler 224 in der Mitte zwischen den Vorrichtungen zum Ablegen im Luftstrom 218a und 218b. Der AGM- Verteiler 224 legt Partikel von AGM auf die Faserbahn 217 ab, die von der ersten Vorrichtung zum Ablegen im Luftstrom 218a gebildet wurde. Der AGM-Verteiler 224 gibt die AGM-Partikel in im wesentlichen individueller Form auf die Bahn 217 ab. Der AGM-Verteiler 224 kann eine beliebige Vorrichtung sein, wie sie in der Fachwelt zum Ablegen von Partikeln bekannt ist. Zum Beispiel ein Nordson AGM- Verteiler; der von der Nordson Corporation in Duluth, Georgia, erhältlich ist, ist zur Verwendung hierin geeignet.
Die Fasernbahn 217, auf welcher AGM-Partikel abgelegt sind, gelangt dann durch die zweite Vorrichtung zum Ablegen im Luftstrom 218b, wo eine zweite Schichte aus chemisch versteiften Fasern auf Zellulosebasis mit Bindemittel darauf verteilt angrenzend an die Schichte der AGM-Partikel abgelegt wird, um dadurch eine dreischichtige Bahn 219 aus zwei Faserbahnen mit darauf verteiltem Bindemittel und dazwischen angeordneten AGM-Partikeln zu bilden.
Mittel zur Bewegung der dreischichtigen Bahn während ihrer Bildung (nicht dargestellt) können verwendet werden, um das Bewahren der Fasern in relativ offener Form zu unterstützen. Zum Beispiel können Schlagarme, wie sie in der Fachwelt bekannt sind, entlang dem Transportband 220 angeordnet sein, welche Schlagarme die Bahnbestandteile zum Vibrieren bringen.
Die dreischichtige Bahn 219 bewegt sich dann durch eine Gruppe von Kalanderwalzen 226. Die Kalanderwalzen 226 vereinigen und kompaktieren die Faserbahnen und gewährleisten dadurch einen innigen Kontakt zwischen den Fasern, dem Bindemittel und den AGM-Partikeln und bewirken eine Umhüllung der AGM-Partikel mit den Fasern.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, wird die entstehende kompaktierte Bahn 227 dann mit Hilfe eines Trocknungstransportbands 230 durch eine Trocknungsstation 228 transportiert. In der Trocknungsstation 228 wird die Bahn 227 Bedingungen von in der Regel erhöhten Temperaturen und/oder Vakuum ausgesetzt, die ausreichen, um das Bindemittel zu trocknen oder zu härten. Die Trocknungsstation 228 kann eine beliebige Vorrichtung sein, die zur Durchführung dieser Funktion imstande ist, zum Beispiel ein beliebiger Ofen, wie er in der Fachwelt bekannt ist. Eine bevorzugte Art von Trocknungsstation ist ein Durchblase-Troclcnungsofen, wie er zum Beispiel von ASEA Brown Boveri in Knoxville, TN, erhältlich ist.
Von der Trocknungsstation 228 wird die Bahn 227 zu einem anderen Faseröffner 212 transportiert. Der Faseröffner kann jede beliebige Art von Gerät sein, das zum Öffnen der Fasern geeignet ist, z. B. vom Gebläsetyp (Stoß) oder vom Pilc ker-Typ. Vorzugsweise ist der Faseröffner 212 einer vom Picker-Typ. Der Faseröffner 212 öffnet die Bahn, indem er im wesentlichen die Fasern auftrennt, an welchen die AGM-Partikel haften, um die erfindungsgemäßen absorbierenden Verbundstoffe zu bilden (es versteht sich, daß beliebige Mittel, die zur Auftrennung der Fasern nach der Trocknungsstation geeignet sind und dadurch die vorliegenden absorbierenden Verbundstoffe bilden können, verwendet werden können). Somit werden im wesentlichen individuelle Einheiten gebildet, die aus im wesentlichen individuellen AGM-Partikeln, die mit chemisch versteiften Fasern auf Zellulosebasis umhüllt sind, bestehen. (Unter "im wesentlichen individuellen Einheiten" wird verstanden, daß die Fasern, die ein AGM-Partikel umhüllen, im wesentlichen von anderen Fasern getrennt sind, die andere AGM-Partikel umhüllen, wie dies zuvor beschrieben wurde, damit relativ diskrete Einheiten von Faser- umhülltem AGM gebildet werden. Es versteht sich, daß eine gewisse Faserbindung zwischen Fasern, die unterschiedliche AGM-Partikel umhüllen, auftreten kann.) Das Material wird dann vorzugsweise, zum Beispiel durch ein anderes (nicht gezeigtes) Materialbehandlungsgebläse, welches die Fasern, die an den AGM-Partikeln haften, weiter voneinander trennt, transportiert. Aus dem Materialbehandlungsgebläse können die Verbundstoffe zum Beispiel in Ballen oder in einem Container (nicht gezeigt) aufgefangen werden.
Andererseits kann die Bahn 227 zu einer Rolle aufgewickelt werden. Die Bahn 227 kann abgewickelt und zu einem späteren Zeitpunkt durch einen Faseröffner und vorzugsweise ein Materialbehandlungsgebläse, wie zuvor beschrieben, geführt werden, um die erfindungsgemäßen Verbundstoffe zu bilden. In beiden Fällen können die absorbierenden Verbundstoffe direkt in einem In-Line- Verfahren verwendet oder für spätere Verwendung aufbewahrt werden.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel bringt die Herstellung des absorbierenden Verbundstoffs die Bildung einer Bahn aus chemisch versteiften Fasern auf Zellulosebasis, zum Beispiel durch Legen im Luftstrom oder durch ein anderes geeignetes Verfahren, mit sich, worauf das Aufbringen des Bindemittels auf die Bahn folgt und weiters das Ablegen der AGM-Partikel auf die Bahn sowie Kompaktierung der Bahn und der Partikel stattfinden, um eine Umhüllung der Partikel mit Fasern zu bewirken. Der Verbundstoff gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann unter Verwendung einer Vorrichtung hergestellt werden, wie sie im wesentlichen in Fig. 2 gezeigt ist, wobei jedoch nur eine Station zum Aufbringen des Bindemittels erforderlich und zwischen der ersten Vorrichtung zum Ablegen im Luftstrom und dem AGM-Abgeber angeordnet ist, sodaß die Faserbahn vor der Aufbringung des Bindemittels gebildet wird, worauf die AGM-Partikel auf die Bahn abgelegt werden. Die Faserbahn mit dem Bindemittel und den AGM-Partikeln, die darauf abgelegt sind, bewegt sich durch die Kalanderwalzen, die die Umhüllung der Partikel mit den Fasern bewirken, und bewegt sich durch eine Trocknungsstation und einen Faseröffner, wie er zuvor unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben wurde, um die erfindungsgemäßen Verbundstoffe zu bilden. Die Verbundstoffe gelangen vorzugsweise durch ein Materialbehandlungsgebläse, wie es zuvor unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben wurde.
Bei noch einem anderen Ausführungsbeispiel werden zwei oder mehr Faserbahnen gebildet, worauf anschließend das Bindemittel auf die Bahnen aufgebracht wird und AGM-Partikel darauf abgelegt werden und die Vereinigung der Bahnen anschließt, zum Beispiel durch Verwendung von Vereinigungswalzen, wie sie in der Fachwelt allgemein bekannt sind. Die vereinigten Bahnen werden dann vor der Trocknungsstation kompaktiert, um eine Umhüllung der Partikel durch die Fasern zu bewirken, wobei zum Beispiel eine Gruppe von Kalanderwalzen verwendet wird. Die kompaktierten Bahnen bewegen sich dann durch die Trocknungsstation und den Faseröffner, wie diese zuvor unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben wurden, um die erfindungsgemäßen absorbierenden Verbundstoffe zu bilden. Die Verbundstoffe werden vorzugsweise durch ein Materialbehandlungsgebläse geführt, wie es zuvor unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben wurde.
Der geübte Fachmann wird verstehen, daß jede Anzahl von Faserbahnen und AGM-Schichten in der zuvor genannten Weise vereinigt werden kann, um, in Übereinstimmung mit den vorliegenden Lehren die erfindungsgemäßen absorbierenden Verbundstoffe zu bilden. Die erfindungsgemäßen Verbundstoffe können auch durch mehrere andere Verfahren hergestellt werden. Geeignete andere Verfahren sind in den zuvor genannten US-Patenten 3,901.236, 5,002.814 und 5,230.959 geoffenbart.
Bei einer anderen erfindungsgemäßen Methode wird der Verbundstoff dadurch gebildet, daß die AGM-Partikel mit den Fasern gemischt werden, die mit dem Bindemittel behandelt worden sind. Die Mischung kann zum Beispiel durch Verwendung einer beliebigen Rührvorrichtung, wie sie in der Fachwelt bekannt ist, oder durch Mitnahme im Luftstrom verursacht werden. Geeignete Mischvorgänge sind zum Beispiel in den zuvor genannten US-Patenten 3,901.236; 5,002.814 und 5,230.959 beschrieben. Das Mischen bewirkt, daß die Fasern die AGM-Partikel umhüllen. Die Bindung wird dann, wie hier beschrieben, zum Beispiel durch Trocknen der Mischung und/oder dadurch, daß das Bindemittel mit den Fasern und den Partikeln reagieren gelassen oder zur Reaktion gebracht wird, bewirkt werden. Der Verbundstoff wird vorzugsweise entweder während oder nach dem Stattfinden der Bindung getrocknet. Die Trocknung kann auf beliebige Weise erreicht werden, zum Beispiel durch Anwendung von Hitze oder durch Einwirkung von Infrarotbestrahlung auf den Verbundstoff.
Der entstehende Verbundstoff enthält chemisch versteifte Fasern, die die AGM-Partikel umhüllen und an ihnen kleben. Ein absorbierender Verbundstoff 10 gemäß der vorliegenden Erfindung, der nach einem Verfahren hergestellt wurde, das in dem zuvor genannten US-Patent 5,002.814 beschrieben ist, ist in Fig. 1 gezeigt, die eine Aufnahme eines Rasterelekronenmikroskops des absorbierenden Verbundstoffs bei einer Vergrößerung von 85X ist. Wie gezeigt und vorher beschrieben wurde, sind die Verbundstoffe im wesentlichen individuelle Einheiten, die aus im wesentlichen individuellen AGM-Partikeln ("Kernen") bestehen, die von chemisch versteiften Fasern auf Zellulosebasis eingehüllt sind.
Durch den relativ großen Durchmesser oder Querschnitt der AGM-Partikel im Verhältnis zu den Fasern haften die Fasern tatsächlich an den AGM-Partikeln in dem entstehenden Verbundstoff. Die einzelnen Fasern sind im wesentlichen ungebunden mit Ausnahme an die AGM-Partikel. In ähnlicher Weise sind die einzelnen AGM-Partikel im wesentlichen ungebunden mit Ausnahme an die Fasern.
Zumindest ein Teil von im wesentlichen allen, vorzugsweise von tatsächlich allen chemisch versteiften Fasern auf Zellulosebasis sind an oder in der Nähe mindestens eines Abschnitts der Oberfläche der einzelnen Partikel aus absorbierendem gelbildenden Material angeordnet. Die Fasern sind so angeordnet, daß mindestens ein Faserende, vorzugsweise beide Faserenden, von der Oberfläche der Partikel abstehen. Ohne die Absicht zu haben, durch eine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, daß das Abstehen der Faser die Migration des Verbundstoffs in den absorbierenden Artikeln, die den Verbundstoff enthalten, zu minimieren hilft. Die ein gegebenes AGM-Partikel umhüllenden Fasern sind im wesentlichen getrennt von den Fasern, die andere AGM-Partikel umhüllen, wie dies zuvor beschrieben wurde.
Die erfindungsgemäßen absorbierenden Verbundstoffe sind besonders gut in absorbierenden Bauteilen für wegwerfbare absorbierende Artikel verwendbar. Es versteht sich jedoch, daß die Verbundstoffe und die absorbierenden Bauteile, die dieselben enthalten, für viele Zwecke in vielen anderen Verwendungsgebieten eingesetzt werden können. Zum Beispiel können die erfindungsgemäßen absorbierenden Verbundstoffe für Verpackungscontainer, Medikamentenabgabevorrichtungen, Wundreinigungsmittel, Mittel zur Behandlung von Verbrennungen, Materialien für Ionentauschersäulen, Baumaterialien, landwirtschaftliche Materialien oder Gartenbaumaterialien, wie etwa Samenabdeckungen oder Wasserrückhaltematerialien, und für industrielle Verwendungen, wie etwa als Schlamm- oder Ölentwässerungsmittel, Materialien zur Verhinderung von Taubildung, Trocknungsmittel und Materialien zur Feuchtigkeitssteuerung verwendet werden.
Wie der Ausdruck "absorbierender Artikel" hierin verwendet wird, bezieht er sich auf Gegenstände, die Körperexsudate absorbieren und halten, und bezieht sich insbesondere auf Gegenstände, die an die Haut eines Trägers angelegt werden, um die verschiedenen vom Körper ausgeschiedenen Exsudate zu absorbieren und zu halten. Der Ausdruck "wegwerfbar" wird hierin verwendet, um absorbierende Artikel zu beschreiben, von denen es nicht gedacht ist, daß sie gewaschen oder auf andere Weise wiederhergestellt oder als absorbierender Artikel nach einer einmaligen Verwendung wiederverwendet werden. Beispiele von wegwerfbaren absorbierenden Artikeln umfassen Damenhygienekleidungsstücke, wie etwa Hygienevorlagen und Slipeinlagen, Windeln, Inkontinenzhosen, Windelhalter, Übungshöschen und dergleichen.
Wegwerfbare absorbierende Artikel enthalten im allgemeinen ein flüssigkeitsdurchlässiges Deckblatt, ein flüssigkeitsundurchlässiges Rückenblatt, das mit dem Deckblatt verbunden ist, und einen absorbierenden Kern, der zwischen dem Deckblatt und dem Rückenblatt angeordnet ist. Wegwerfbare absorbierende Artikel und Bestandteile hievon, inklusive Deckblatt, Rückenblatt, absorbierender Kern und alle einzelnen Schichten dieser Bestandteile, haben eine Körper- Oberfläche und eine Kleidungs-Oberfläche. Wie der Ausdruck "Körper-Oberfläche" hierin verwendet wird, bedeutet er jene Oberfläche des Artikels oder Bestandteils, die in Richtung zu dem oder anliegend an den Körper des Trägers getragen werden soll, während "Kleidungs-Oberfläche" die gegenüberliegende Seite bedeutet und dazu gedacht ist, in Richtung zu der oder anliegend an die Unterkleidung getragen zu werden, wenn der wegwerfbare absorbierende Artikel getragen wird.
Die erfindungsgemäßen Verbundstoffe sind besonders gut zur Verwendung in dem absorbierenden Kern von wegwerfbaren absorbierenden Artikeln brauchbar. Im allgemeinen können die Verbundstoffe in der gleichen Weise verwendet werden, für welche die üblichen absorbierenden gelbildenden Materialien eingesetzt wurden, zum Beispiel in Laminaten, in Kernen mit relativ hoher Dichte (d. h. kompaktierten, kalandrierten, verdichteten, etc. Kernen) oder in Kernen mit relativ niedriger Dichte (d. h. nicht-kompaktierten, zum Beispiel im Luftstrom gelegten Kernen). Jedoch ergibt der absorbierende Verbundstoff bestimmte Vorteile gegenüber üblichen partikelförmigen absorbierenden Materialien. Insbesondere hat der absorbierende Verbundstoff eine verminderte Tendenz zur Migration innerhalb des absorbierenden Artikels und/oder aus demselben heraus und hat eine verminderte Tendenz, die Bildung von Durchlöcherungen (pinholes) zu verursachen. Mit üblichen partikelförmigen absorbierenden Materialien ist in der Regel eine starke Kalandrierung erforderlich, um die Wanderung der Partikel auf einem Minimum zu halten. Als Folge hievon werden die mögliche Absorptionskapazität und die mögliche Absorptionsrate des absorbierenden Kerns, bezogen auf die theoretischen Absorptionskapazitäten und -raten der Bestandteile des absorbierenden Kerns, nicht erreicht. Zusätzlich dazu neigt der kalandrierte absorbierende Kern dazu, steif oder "pappeartig" zu sein, und es tritt noch eher die Bildung von Durchlöcherungen auf. Außerdem kann das partikelförmige Material immer noch innerhalb des absorbierenden Artikels und/oder aus demselben heraus wandern. Daher wird oft ein zweites Deckblatt verwendet, um die Möglichkeit für das Auftreten von Gel auf der Haut zu minimieren und/oder den Komfort des Trägers zu erhöhen. Im Gegensatz dazu haben die erfindungsgemäßen absorbierenden Verbundstoffe eine geringere Migrationstendenz innerhalb des absorbierenden Kerns und aus demselben heraus. Daher ist es möglich, daß die die erfindungsgemäßen absorbierenden Verbundstoffe enthaltenden absorbierenden Kerne keine starke Kalandrierung zur Minimierung der Migration der Partikel des absorbierenden gelbildenden Materials erfordern. Der nicht-kalandrierte absorbierende Kern neigt dazu, eine gleichmäßige relativ niedrige Faserdichte zu haben, d. h. der Kern hat eine relativ offene Struktur. Somit hat der nicht-kalandrierte Kern bessere Fluiderfassungseigenschaften (z. B. Rate und Menge des absorbierten Fluids in einem gegebenen Zeitraum) als ein kalandrierter Kern. Solche Kerne sind auch bequemer zu tragen als kalandrierte Kerne, die übliches AGM enthalten. Die Notwendigkeit eines zweiten Deckblatts wird minimiert, da die Wanderung minimiert wird und da die Partikel des AGM durch die Fasern abgepolstert sind. Zusätzlich dazu kann das Problem der Durchlöcherungen in Kombination mit der Kalandrierung vermieden werden.
Die folgende Beschreibung diskutiert im allgemeinen den absorbierenden Kern, die Deckblatt- und die Rückenblattmaterialien, die in wegwerfbaren absorbierenden Artikeln verwendet werden können. Es soll verstanden werden, daß sich diese allgemeine Beschreibung auf diese Bestandteile der speziellen absorbierenden Artikel, die in den Fig. 3 bis 5 und nachstehend gezeigt sind, zusätzlich zu jenen anderer wegwerfbarer absorbierender Artikel, die hierin im allgemeinen beschrieben sind, bezieht.
Der absorbierende Kern umfaßt den erfindungsgemäßen absorbierenden Verbundstoff. Der absorbierende Kern enthält mindestens einen absorbierenden Bauteil, der den Verbundstoff inkludiert. Wie der Ausdruck "absorbierender Bauteil" hierin verwendet wird, bedeutet er eine absorbierende Struktur, die imstande ist, Flüssigkeiten zwischen ihren Strukturelementen zu transportieren. Der Ausdruck "Strukturelemente", wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf die einzelnen absorbierenden erfindungsgemäßen Verbundstoffe und auf andere Materialien, die die absorbierende Struktur ausmachen, zum Beispiel Fasern, Garne, Stränge, lose Partikel und dergleichen. Wie er hierin verwendet wird, inkludiert der Ausdruck "Struktur" den Ausdruck "Strukturen" und die Ausdrücke "Schichte", "Schichten" und "geschichtet". Ein absorbierender Bauteil ist nicht notwendigerweise auf eine Bahn oder dergleichen in der Form einer einzelnen Schichte oder eines Materialblatts beschränkt. Der absorbierende Bauteil kann tatsächlich Laminate, Bahnen oder Kombinationen mehrerer Blätter oder Bahnen der Arten der hierin beschriebenen absorbierenden Materialien umfassen.
Der absorbierende Bauteil kann im wesentlichen aus dem erfindungsgemäßen absorbierenden Verbundstoff, zum Beispiel einer Bahn des Verbundstoffs, bestehen. Andererseits können die erfindungsgemäßen absorbierenden Bauteile andere Materialien enthalten, zum Beispiel absorbierende Materialien, die im allgemeinen in wegwerfbaren absorbierenden Artikeln verwendet werden, wie etwa die weiter unten beschriebenen Materialien. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel enthält der absorbierende Bauteil den absorbierenden Verbundstoff und ein Trägermittel für den Verbundstoff. Das Trägermittel ist eine Struktur oder eine Matrix, in welcher oder auf welcher der absorbierende Verbundstoff angeordnet oder verteilt sein kann. Das Trägermittel enthält vorzugsweise ein absorbierendes Material, bevorzugter hydrophile Fasern, wie etwa die hierin beschriebenen. Der absorbierende Verbundstoff kann im wesentlichen homogen (gleichmäßig) über das ganze Trägermittel oder einen Teil des Trägermittels verteilt sein. Andererseits kann der absorbierende Verbundstoff in verschiedenen Gewichtsverhältnissen über verschiedene Bereiche und über die Dicke des Trägermittels hinweg verteilt sein. Bei noch einem anderen Ausführungsbeispiel kann der absorbierende Verbundstoff in Bereichen oder Zonen verteilt sein, die höhere Konzentrationen des absorbierenden Verbundstoffs aufweisen als andere Bereiche oder Zonen des Trägermittels.
Die erfindungsgemäßen absorbierenden Bauteile können nach jedem beliebigen Verfahren oder jeder beliebigen Technik hergestellt werden, die eine integrale absorbierende Struktur zur Verfügung stellen. Zum Beispiel können die absorbierenden Bauteile durch ein Verfahren oder eine Technik hergestellt werden, die eine Bahn des absorbierenden Verbundstoffs oder eine Bahn, die eine Kombination des absorbierenden Verbundstoffs mit Fasermaterial (für den Fall eines faserigen Trägermittels) umfaßt, bereitstellt. Geeignete Verfahren inkludieren Partikelablegeverfahren, Naßlegen und Legen im Luftstrom. Die absorbierenden Bauteile werden vorzugsweise durch Legen des absorbierenden Verbundstoffs, der Fasermaterialien oder einer Mischung hievon im Luftstrom hergestellt, um eine Struktur zu bilden, die im wesentlichen aus dem absorbierenden Verbundstoff besteht, oder um eine Struktur zu bilden, in der der absorbierende Verbundstoff in oder an den Fasern verteilt ist. Ein Vorgang zum Legen im Luftstrom einer Mischung von Fasern und Partikeln aus superabsorbierendem hydrogelbildenden Material, der leicht vom Fachmann zur Verwendung hierin angepaßt werden kann, ist ausführlicher im US-Patent 4,610.678 beschrieben, das den Titel "High- Density Absorbent Structures" (Absorbierende Strukturen mit hoher Dichte) trägt und an Weisman et al. am 9. September 1986 erteilt wurde. Es können auch mehrere Schichten des absorbierenden Verbundstoffs und eines geeigneten Trägermittels gebildet werden.
Wie vom geschulten Fachmann verstanden werden wird, wird das Ausmaß der Faserbindung zwischen den Fasern, die ein gegebenes AGM-Partikel umhüllen, und Fasern, die andere AGM-Partikel umhüllen, von dem Ausmaß der Kalandrierung oder der Buckelprägung des absorbierenden Bauteils sowie von der Anwesenheit von anderen Bestandteilen als dem absorbierenden Verbundstoff in dem Bauteil abhängen. Wenn zum Beispiel ein absorbierender Bauteil im wesentlichen aus einer Bahn des absorbierenden Verbundstoffs besteht und kalandriert oder mit Buckelprägung versehen wird, kann ein deutliches Ausmaß an Faserbindung zwischen den Fasern, die verschiedene AGM-Partikel umhüllen, in dem mit Buckelprägung versehenen oder kalandrierten Bereich vorliegen. Wenn der absorbierende Verbundstoff im wesentlichen homogen über eine hydrophile Fasern enthaltende Bahn verteilt ist, neigen die ein gegebenes AGM-Partikel umhüllenden Fasern dazu, im wesentlichen getrennt von den Fasern zu bleiben, die andere Partikel umhüllen. Das Ausmaß der Faserbindung neigt dazu anzusteigen, wenn die Menge des absorbierenden Verbundstoffs in der Bahn zunimmt oder wenn die Bahn kalandriert wird oder eine Buckelprägung erhält.
Im allgemeinen ist der absorbierende Kern imstande, Flüssigkeiten (z. B. Menstruationsblut, Urin und/oder andere Körperexsudate) zu absorbieren (aufzusaugen) oder zurückzuhalten. Der absorbierende Kern ist vorzugsweise komprimierbar, verformbar und irritiert die Haut des Trägers nicht. Der absorbierende Kern kann in einer großen Vielzahl von Größen und Gestalten hergestellt werden (z. B. rechteckig, oval, in der Form eines Stundenglases "T"-förmig, in der Form eines Hundeknochens, asymmetrisch, etc.). Zusätzlich zu den erfindungsgemäßen absorbierenden Verbundstoffen kann der absorbierende Kern beliebige aus einer Vielzahl von flüssigkeitsabsorbierenden Materialien enthalten, die üblicherweise in absorbierenden Artikeln verwendet werden, wie etwa zerkleinerten Holzzellstoff, der im allgemeinen als Luftfilz bezeichnet wird. Beispiele anderer geeigneter absorbierender Materialien zur Verwendung in dem absorbierenden Kern inkludieren gekreppte Zellulosewattierung; schmelzgeblasene Polymere, inklusive Coform; chemisch versteifte modifizierte oder vernetzte Fasern auf Zellulosebasis; synthetische Fasern, wie etwa gekräuselte Polyesterfasern; Torfmull, Tissue, inklusive Tissue-Hüllen und Tissue-Laminate; absorbierende Schaumstoffe; absorbierende Schwämme; superabsorbierende Polymere; absorbierende gelbildende Materialien oder beliebiges äquivalentes Material oder Kombinationen von Materialien oder Mischungen derselben. Die Konfiguration und der Aufbau des absorbierenden Kerns können ebenso variiert werden (z. B. kann der absorbie rende Kern Bereiche unterschiedlicher Abgreifhöhe und/oder ein Profil, sodaß er in der Mitte dicker ist; hydrophile Gradienten; Gradienten des erfindungsgemäßen absorbierenden Verbundstoffs, Superabsorbens-Gradienten; oder Erfassungszonen mit niedrigerer mittlerer Dichte und niedrigerem mittleren Flächengewicht aufweisen, oder der Kern kann eine oder mehrere Schichten oder Strukturen umfassen). Die Gesamtabsorptionskapazität des absorbierenden Kerns sollte jedoch mit der zu erwartenden Beladung und der beabsichtigten Verwendung des absorbierenden Artikels kompatibel sein. Weiters können die Größe und die Absorptionskapazität des absorbierenden Kerns unterschiedlich gemacht werden, um verschiedenen Verwendungen, wie etwa als Windeln, Inkontinenzkissen, Slipeinlagen, normale Hygienevorlagen und Hygienevorlagen für die Nacht, zu entsprechen und sich an Träger anzupassen, die im Bereich von Kleinkindern bis zu Erwachsenen liegen.
Der absorbierende Kern umfaßt mindestens einen absorbierenden Bauteil, der den erfindungsgemäßen absorbierenden Verbundstoff enthält. Somit kann der absorbierende Kern im wesentlichen aus dem erfindungsgemäßen absorbierenden Verbundstoff bestehen. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat der absorbierende Kern mindestens einen absorbierenden Bauteil, welcher den absorbierenden Verbundstoff und ein Trägermittel für den Verbundstoff umfaßt, wie dies zuvor beschrieben wurde. Das Trägermittel umfaßt vorzugsweise eine faserige Bahn oder einen Bausch, die bzw. der verfilzte Massen hydrophiler Fasern enthält. Der absorbierende Verbundstoff ist vorzugsweise im wesentlichen homogen (gleichmäßig) über das Trägermittel oder einen Teil des Trägermittels verteilt. Die Absorptionseigenschaften solcher absorbierender Bauteile können somit im allgemeinen gleichmäßig über den ganzen Bauteil sein. Andererseits können der absorbierende Verbundstoff und die hydrophilen Fasern so verteilt sein, daß sie Gradienten oder Bereiche mit unterschiedlicher Absoprtionskapazität und/oder Absorptionsrate in dem absorbierenden Bauteil bilden. Der absorbierende Bauteil kann kalandriert werden oder er kann eine Buckelprägung erhalten.
Wie der Ausdruck "hydrophil" hierin verwendet wird, beschreibt er Fasern oder die Oberflächen von Fasern, die durch die Flüssigkeiten, die auf den Fasern abgelegt werden, benetzt werden. Wie im Detail in der Veröffentlichung der American Chemical Society mit dem Titel Contact Angle, Wetability, and Adhesion, die von Robert F. Gould herausgegeben und das Copyright von 1964 hat, detailliert besprochen wird, wird von einer Faser oder der Oberfläche einer Faser gesagt, daß sie durch eine Flüssigkeit benetzt werden, wenn entweder der Kontaktwinkel zwischen der Flüssigkeit und der Faser oder der Oberfläche weniger als 90º beträgt, oder wenn die Flüssigkeit dazu neigt, sich spontan über die Oberfläche der Faser auszubreiten; normalerweise treten beide Bedingungen gleichzeitig auf.
Jede Art von hydrophilem Fasermaterial, die zur Verwendung in üblichen absorbierenden Produkten geeignet ist, ist zur Verwendung in dem absorbierenden Kern hierin geeignet. Spezielle Beispiele solcher hydrophiler faseriger Materialien inkludieren Zellulosefasern, modifizierte Zellulosefasern, chemisch versteifte Zellulosefasern, wie die hierin zur Herstellung der erfindungsgemäßen absorbierenden Verbundstoffe beschriebenen, Rayon, Polyesterfasern, wie etwa Polyethylenterephthalat (DACRON), hydrophiles Nylon (HYDROFIL), polymere Bikomponentenfasern und dergleichen. Andere Beispiele geeigneter hydrophiler faseriger Materialien umfassen hydrophilisierte hydrophobe Fasern, wie etwa mit Tensid behandelte oder mit Silica behandelte thermoplastische Fasern, die zum Beispiel von Polyolefinen stammen, wie etwa von Polyethylen oder Polypropylen, Polyacrylics, Polyamide, Polystyrole, Polyurethane und dergleichen. Aus Gründen der Verfügbarkeit und der Kosten sind Zellulosefasern, insbesondere zerkleinerter Holzzellstoff (d. h. Luftfilz) zur Verwendung in dem absorbierenden Kern, insbesondere in der hierin beschriebenen Speicherschichte, bevorzugt.
Die Menge des in dem absorbierenden Kern enthaltenen Verbundstoffs wird im allgemeinen auf der Basis der Menge des absorbierenden gelbildenden Materials ausgewählt, das in dem Artikel gewünscht wird, welches seinerseits hinsichtlich der Absorptionskapazität und der Absorptionsrate, die für den Artikel gewünscht werden, ausgewählt wird. Die relative Menge des absorbierenden gelbildenden Materials und der hydrophilen Fasern, die in den absorbierenden Bauteilen verwendet werden, kann am günstigsten unter Bezugnahme auf Gewichtsprozente des absorbierenden Bauteils ausgedrückt werden. In der Regel werden absorbierende gelbildende Materialien mit hydrophilen Fasern in einer Menge im Bereich von etwa 2% bis etwa 90%, vorzugsweise etwa 30% bis etwa 85%, bevorzugter etwa 30% bis etwa 70%, am bevorzugtesten von etwa 40% bis etwa 70%, AGM und dementsprechend etwa 10% bis etwa 98%, vorzugsweise etwa 70% bis etwa 15%, bevorzugter etwa 70% bis etwa 30%, am bevorzugtesten etwa 60% bis etwa 30%, hydrophile Fasern verwendet. Die relativen Mengen des absorbierenden Verbundstoffs und beliebiger hydrophiler Fasern (inklusive jener, die den Verbundstoff darstellen) können zur Erzielung dieser Bereiche ausgewählt werden. Um die Dicke des absorbierenden Artikels auf einem Minimum zu halten, mag es wünschenswert sein, die Konzentration an AGM in bestimmten absorbierenden Bauteilen zu maximieren, insbesondere in einem absorbierenden Bauteil, der zur Fluidspeicherung verwendet wird.
Der absorbierende Kern kann andere absorbierende Bestandteile inkludieren, die oft in absorbierenden Artikeln verwendet werden, zum Beispiel eine staubhemmende Schichte, eine Saug- oder Erfassungsschichte oder ein sekundäres Deckblatt zur Steigerung des Komforts des Trägers.
Das Deckblatt ist vorzugsweise nachgiebig, fühlt sich weich an und irritiert die Haut des Trägers nicht. Weiters ist das Deckblatt flüssigkeitsdurchlässig, gestattet Flüssigkeiten (z. B. Menstruationsblut und/oder Urin), leicht über seine Dicke hinweg einzudringen. Ein geeignetes Deckblatt kann aus einem großen Bereich von Materialien ausgewählt werden, wie etwa Gewebe- oder Faservliesmaterialien (z. B. eine Faservliesbahn); polymere Materialien, wie etwa mit Öffnungen versehene thermoplastische Folien, mit Öffnungen versehene Kunststoff-Folien und hydrogeformte thermoplastische Folien; poröse Schaumstoffe; vernetzte Schaumstoffe; vernetzte thermoplastische Folien und thermoplastischer Mull. Geeignete gewebte und nicht-gewebte Materialien können aus natürlichen Fasern (z. B. Holz- oder Baumwollfasern), synthetischen Fasern (z. B. polymeren Fasern, wie etwa Polyester-, Polypropylen- oder Polyethylenfasern) oder aus einer Kombination von natürlichen und synthetischen Fasern bestehen. Wenn das Deckblatt eine Faservliesbahn darstellt, kann die Bahn durch eine große Anzahl bekannter Verfahren hergestellt sein. Zum Beispiel kann die Bahn Spinnbindung aufweisen, kann cardiert, naßgelegt, schmelzgeblasen, hydroverfilzt sein, kann Kombinationen dieser Möglichkeiten aufweisen oder dergleichen.
Das Rückenblatt ist für Flüssigkeiten (z. B. Menstruationsblut und/oder Urin) undurchlässig und wird vorzugsweise aus einer dünnen Kunststoff-Folie hergestellt, obwohl auch andere flexible flüssigkeitsundurchlässige Materialien verwendet werden können. Wie der Ausdruck "flexibel" hierin verwendet wird, bezieht er sich auf Materialien, die nachgiebig sind und leicht die allgemeine Gestalt und die Konturen des menschlichen Körpers annehmen werden. Das Rückenblatt verhindert, daß Exsudate, die in dem absorbierenden Kern aufgenommen und gehalten werden, jene Artikel benetzen, die mit dem absorbierenden Kern in Kontakt kommen, wie etwa Bettwäsche, Slips, Pyjamas und Unterwäsche. Das Rückenblatt kann somit ein Gewebe- oder Faservliesmaterial, polymere Folien, wie etwa thermoplastische Folien aus Polyethylen oder Polypropylen, oder Verbundmaterialien, wie etwa ein folienbeschichtetes Faservliesmaterial, umfassen. Ein geeignetes Rückenblatt ist eine Polyethylenfolie mit einer Dicke von etwa 0,012 mm (0,5 mil) bis etwa 0,051 mm (2,0 mil). Beispielhafte Polyethylenfolien werden von der Clopay Corporation in Cincinnati, Ohio, unter der Bezeichnung P18-0401, und von Tredegar Film Products in Terre Haute, Indiana, unter der Bezeichnung XP-39385 hergestellt. Das Rückenblatt hat vorzugsweise eine Buckelprägung und/oder ein mattes Finish, um ein textilartigeres Aussehen zu ergeben. Weiters kann das Rückenblatt Dämpfen ein Entweichen aus dem absorbierenden Kern gestatten (d. h. das Rückenblatt ist atmungsaktiv), wobei es immer noch verhindert, daß Exsudate durch das Rückenblatt hindurchtreten. Die Größe des Rückenblatts wird durch die Größe des absorbierenden Kerns bestimmt sowie durch das ausgewählte genaue Design des absorbierenden Artikels.
Das Rückenblatt und das Deckblatt werden angrenzend an die Kleidungs- Oberfläche bzw. an die Körper-Oberfläche des absorbierenden Kerns angelegt. Der absorbierende Kern wird vorzugsweise mit dem Deckblatt, dem Rückenblatt oder beiden in irgendeiner bekannten Weise durch (in den Fig. 3-5 nicht gezeigte) Klebemittel verbunden, wie sie in der Fachwelt allgemein bekannt sind. Es werden jedoch auch Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Betracht gezogen, bei welchen Abschnitte des gesamten absorbierenden Kerns weder an das Deckblatt noch an das Rückenblatt oder an beiden befestigt werden.
Zum Beispiel können das Rückenblatt und/oder das Deckblatt an dem absorbierenden Kern oder aneinander durch eine gleichmäßige kontinuierliche Klebstoffschichte, eine gemusterte Klebstoffschichte oder eine Anordnung getrennter Linien, Spiralen oder Flecken von Klebstoff befestigt werden. Klebstoffe, die sich als zufriedenstellend herausgestellt haben, werden von der H. B. Fuller Company in St. Paul, Minnesota unter der Bezeichnung HL-1258 oder H-2031 hergestellt. Die Befestigungsmittel werden vorzugsweise ein Netzwerk von Klebstoff- Filamenten mit offenem Muster umfassen, wie im US-Patent 4,573.986 geoffenbart ist, das am 4. März 1986 an Minetola et al. erteilt wurde. Ein Befestigungsmittel, das ein Beispiel eines Filament-Netzwerks mit offenem Muster ist, umfaßt mehrere Linien von Klebstoff-Filamenten, die zu einem Spiralmuster verwirbelt sind, wie durch die Vorrichtung und das Verfahren illustriert wird, die in US- Patent 3,911.173, erteilt an Sprague Jr. am 7. Oktober 1975; US-Patent 4,785.996, erteilt an Zwieker et al. am 22. November 1978, und US-Patent 4,842.666, erteilt an Werenicz am 27. Juni 1989, gezeigt sind. Andererseits können die Befestigungsmittel Hitzebindungen, Druckbindungen, Ultraschallbindungen, dynamische mechanische Bindungen oder beliebige andere geeignete Befestigungsmittel oder Kombinationen dieser Befestigungsmittel, wie sie in der Fachwelt bekannt sind, umfassen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines einstückigen wegwerfbaren absorbierenden Artikels gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Monatshygienekissen, die Hygienevorlage 30, die in Fig. 3 gezeigt ist. Wie der Ausdruck "Hygienevorlage" hierin verwendet wird, bezieht er sich auf einen absorbierenden Artikel, der von Frauen anliegend an den Schambereich, im allgemeinen außen am Urogenitalbereich anliegend getragen wird und die dazu gedacht ist, Menstruationsfluide und andere Vaginalausscheidungen aus dem Körper der Trägerin (z. B. Blut, Menses und Urin) aufzunehmen und zu halten. Interlabial- Vorrichtungen, die teilweise innerhalb und teilweise außerhalb des Vorhofs der Trägerin zu liegen kommen, liegen auch innerhalb des Rahmens dieser Erfin dung. Wie der Ausdruck "Scham" hierin verwendet wird, bezieht sich auf die von außen sichtbaren weiblichen Genitalien. Es soll jedoch verstanden werden, daß die vorliegende Erfindung auch auf andere Damenhygiene- oder Monatshygienekissen anwendbar ist, wie etwa Slipeinlagen, oder auf andere absorbierende Artikel, wie etwa Inkontinenzkissen, inklusive Windeln und dergleichen.
Fig. 3 ist eine Draufsicht auf die Hygienevorlage 30 gemäß der vorliegenden Erfindung in deren ausgebreitetem Zustand, wobei Abschnitte der Struktur weggeschnitten sind, um den Aufbau der Hygienevorlage 30 deutlicher zu zeigen, und wobei der Abschnitt der Hygienevorlage 30, der zur Trägerin gerichtet ist oder mit ihr in Kontakt steht, zum Betrachter orientiert ist. Die Hygienevorlage 30 hat zwei Oberflächen, eine mit dem Körper in Kontakt stehende Oberfläche 302 oder "Körper-Oberfläche" und eine Kleidungs-Oberfläche 304. Die Hygienevorlage 30 ist in Fig. 3 so gezeigt, wie sie von ihrer Körper-Oberfläche aus betrachtet wird. Die Körper-Oberfläche soll anliegend an den Körper der Trägerin getragen werden, wogegen sich die Kleidungs-Oberfläche an der gegenüberliegenden Seite befindet und dazu gedacht ist, anliegend an der Unterwäsche der Trägerin angeordnet zu sein, wenn die Hygienevorlage 30 getragen wird. Wie in Fig. 3 gezeigt wird, umfaßt die Hygienevorlage 30 vorzugsweise einen mittleren absorbierenden Körper 310 und ein Unterwäsche-Schutzsystem 350.
Der mittlere absorbierende Körper 310 umfaßt ein flüssigkeitsdurchlässiges Deckblatt 320, ein flüssigkeitsundurchlässiges Rückenblatt 330, das mit dem Deckblatt 320 verbunden ist, und einen absorbierenden Kern 340, der zwischen dem Deckblatt 320 und dem Rückenblatt 330 angeordnet ist. Fig. 3 zeigt auch, daß der mittlere absorbierende Körper 310 einen Umfang hat, der durch die äußeren Ränder des mittleren absorbierenden Körpers 310 definiert ist, worin die Längsränder mit 312 bezeichnet sind und die Endränder mit 314 bezeichnet sind. Der mittlere absorbierende Körper 310 hat weiters eine Längsmittellinie 316 und eine Quermittellinie 318. Der Ausdruck "längs", wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf eine Linie, Achse oder Richtung in der Ebene des absorbierenden Artikels, die im allgemeinen axial mit (z. B. etwa parallel zu) einer vertikalen Ebene, die eine stehende oder aufrechte Trägerin in eine linke und eine rechte Körperhälfte teilt, wenn der absorbierende Artikel getragen wird, ausgerichtet sind. Die Ausdrücke "quer" oder "seitlich", wie sie hierin verwendet werden, sind gegeneinander austauschbar und beziehen sich auf eine Linie, Achse oder Richtung, die innerhalb der Ebene des absorbierenden Artikels liegt, die im allgemeinen senkrecht zu der Längsrichtung liegt. Wie in Fig. 3 gezeigt wird, hat der absorbierende Kern 340 eine Körper-Oberfläche 342, eine Kleidungs-Oberfläche 344, Seitenränder 346 und Endränder 348.
Im allgemeinen ist der Aufbau von Deckblatt 320, Rückenblatt 330 und absorbierendem Kern 340 so wie dies zuvor beschrieben wurde. Das Deckblatt, das Rückenblatt und der absorbierende Kern können in einer Vielzahl allgemein bekannter Konfigurationen zusammengebaut sein (inklusive sogenannter "Schlauch"-Produkte), wobei der absorbierende Kern dazu ausgerichtet ist, die erfindungsgemäßen absorbierenden Verbundstoffe zu enthalten. Bevorzugte Konfigurationen von Hygienevorlagen sind allgemein beschrieben in: US-Patent 4,950.264, "Thin, Flexible Sanitary Napkin" (Dünne flexible Hygienevorlage), erteilt an Osborn am 21. August 1990; US-Patent 4,425.130, "Compound Sanitary Napkin" (Verbund-Hygiene-Vorlage), erteilt an DesMarais am 10. Jänner 1984; US- Patent 4,321.924, "Bordered Disposable Absorbent Article" (Gebördelter wegwerfbarer absorbierender Artikel), erteilt an Ahr am 30. März 1982; US-Patent 4,589.876, "Shaped Sanitary Napkin With Flaps" (Geformte Hygienevorlage mit Lappen), erteilt an Van Tilburg am 18. August 1987, US-Patent 5,009.653, "Thin, Flexible Sanitary Napkin" (Dünne, flexible Hygienevorlage), erteilt an Osborn am 23. April 1991, und US-Patent 5,308.346, "Elasticized Sanitary Napkin", erteilt an Sneller et al. am 3. Mai 1994. Fig. 3 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Hygienevorlage 30, in welcher das Deckblatt 320 und das Rückenblatt 330 Längen- und Breitendimensionen haben, die im allgemeinen größer als die des absorbierenden Kerns 340 sind. Das Deckblatt 320 und das Rückenblatt 330 erstrecken sich über die Ränder des absorbierenden Kerns 340 hinaus und bilden somit Teile des Umfangs.
Beispielhafte absorbierende Strukturen zur Verwendung als der absorbierende Kern in Hygienevorlagen, die für die vorliegende Erfindung adaptiert werden können, sind im bereits genannten und hierin aufgenommenen US-Patent 4,610.678 sowie im US-Patent 4,834.735 mit dem Titel "High Density Absorbent Members Having Lower Density and Lower Basis Weight Acquisition Zones" (Hochdichte absorbierende Bauteile mit Erfassungszonen niedrigerer Dichte und niedrigeren Flächengewichts), erteilt an Alemany et al. am 30. Mai 1989; sowie in der Europäischen Patentanmeldung Nr. 0 198 683, The Procter & Gamble Company, veröffentlicht am 22. Oktober 1986 unter dem Namen von Duenk et al., beschrieben. Die in diesen Patenten beschriebenen absorbierenden Kerne können leicht so ausgerichtet werden, daß sie die absorbierenden Verbundstoffe als ein hierin beschriebenes absorbierendes gelbildendes Material enthalten. Eine bevorzugtes Ausführungsbeispiel des absorbierenden Kerns gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Schichte aus superabsorbierendem Material, die zwischen zwei im Luftstrom gelegten Tissues gemäß der Beschreibung des bereits genannten und hierin aufgenommenen US-Patents 4,950.264 und gemäß dem US-Patent 5,009ß53 angeordnet ist, wobei das superabsorbierende Material die erfindungs gemäßen absorbierenden Verbundstoffe inkludiert. Der absorbierende Kern kann andererseits eine Bahn umfassen, die hydrophile Fasern und den absorbierenden Verbundstoff enthält, wie zuvor unter allgemeiner Bezugnahme auf absorbierende Artikel beschrieben wurde.
Ein bevorzugtes Deckblatt 320 für die Hygienevorlage 30 umfaßt eine mit Öffnungen versehene geformte Folie. Mit Öffnungen versehene geformte Folien sind für das Deckblatt bevorzugt, da sie für Körperexsudate durchlässig und dennoch nicht absorbierend sind und eine verminderte Tendenz dazu haben, den Flüssigkeiten einen Durchgang zurück zu gestatten und eine Rücknässung der Haut der Trägerin zu verursachen. Somit bleibt die Oberfläche der geformten Folie, die mit dem Körper in Kontakt ist, trocken und vermindert dadurch das Beschmutzen des Körpers und schafft ein angenehmeres Gefühl für die Trägerin. Geeignete geformte Folien sind beschrieben im US-Patent 3,929.135 mit dem Titel "Absorptive Structure Having Tapered Capillaries" (Absorbierende Struktur mit spitz zulaufenden Kapillaren), welches an Thompson am 30. Dezember 1975 erteilt wurde; im US-Patent 4,324.236 mit dem Titel "Disposable Absorbent Article Having A Stain Resistent Topsheet" (Wegwerfbarer absorbierender Artikel mit fleckenresistentem Deckblatt), welches an Mullane et al. am 13. April 1982 erteilt wurde; im US-Patent 4,342.314 mit dem Titel "Resilient Plastic Web Exhibiting Fiber-Like Properties" (Nachgiebige Kunststoffbahn, die faserartige Eigenschaften zeigt), welches an Radel et al. am 3. August 1982 erteilt wurde; im US-Patent 4,463.045 mit dem Titel "Macroscopically Expanded Three-Dimensional Plastle Web Exhibiting Non-Glossy Visible Surface and Cloth-Like Tactile Impression" (Makroskopisch expandierte dreidimensionale Kunststoffbahn, die eine nicht- glänzende sichtbare Oberfläche zeigt und einen textilartigen Gefühlseindruck aufweist), welches an Ahr et al. am 31. Juli 1984 erteilt wurde; und im US-Patent 5,006.394 "Multilayer Polymeric Film" (Mehrschichtige polymere Folie), erteilt an Baird am 9. April 1991. Das bevorzugte Deckblatt für die vorliegende Erfindung ist die in einem oder mehreren der zuvor genannten Patente beschriebene geformte Folie und wird an Hygienevorlagen von The Procter & Gamble Company in Cincinnati, Ohio, als "DRI-WEAVE" auf den Markt gebracht.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hygienevorlage 30 ist die Körper-Oberfläche des Deckblatts 320 aus geformter Folie hydrophil, sodaß der Flüssigkeitstransfer durch das Deckblatt rascher erfolgen kann, als wenn die Körper-Oberfläche nicht hydrophil wäre, sodaß die Wahrscheinlichkeit verringert wird, daß Menstruationsfluid von dem Deckblatt eher abläuft als in den absorbierenden Kern zu fließen und dort absorbiert zu werden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann das Deckblatt hydrophil gemacht werden, indem es mit einem Tensid behandelt wird, wie dies in den zuvor genannten US- Patenten 4,950.254 und 5,009.653 beschrieben ist.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das in Fig. 4 gezeigt ist, kann ein Erfassungsbestandteil 360 (oder -bestandteile) entweder zwischen dem Deckblatt 320 und dem absorbierenden Kern 340 angeordnet sein oder kann (können) die untere Oberfläche eines Verbunddeckblatts darstellen. Der Erfassungsbestandteil kann mehrere Funktionen erfüllen. Diese Funktionen inkludieren die verbesserte Aufsaugung der Exsudate über den absorbierenden Kern hinweg und in denselben hinein. Die verbesserte Aufsaugung der Exsudate ist wichtig, da sie eine gleichmäßigere Verteilung der Exsudate über den absorbierenden Kern hinweg ergibt und es erlaubt, daß die Hygienevorlage 30 relativ dünn gemacht wird. (Das hierin bezeichnete Aufsaugen kann den Transport von Flüssigkeiten in einer, zwei oder allen Richtungen umfassen (d. h. in der x-y-Ebene und/oder in der z-Richtung)). Der Erfassungsbestandteil 360 kann aus mehreren verschiedenen Materialien bestehen, inklusive Faservlies- oder Gewebe-Bahnen aus synthetischen Fasern, inklusive Polyester, Polypropylen oder Polyethylen; natürlichen Fasern, inklusive Baumwolle oder Zellulose; Mischungen solcher Fasern oder beliebigen äquivalenten Materialien oder Materialkombinationen. Beispiele von Hygienevorlagen, die einen Erfassungsbestandteil aufweisen, sind ausführlicher beschrieben in den zuvor genannten US-Patenten 4,950.264 und 5,009.653 sowie in der PCT-Patentveröffentlichung WO 93/11725 "Absorbent Article Having Fused Layers" (Absorbierender Artikel mit verschmolzenen Schichten), veröffentlicht unter dem Namen von Cree et al. am 24. Juni 1993; sowie in der schwebenden US-Patentanmeldung Ser. Nr. 08/289.084, angemeldet am 6. Mai 1994 unter dem Namen von Cree et al. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann der Erfassungsbestandteil 360 mit dem Deckblatt 320 durch ein beliebiges übliches Mittel zur Vereinigung von Bahnen verbunden sein, am bevorzugtesten durch Schmelzbindungen, wie dies ausführlicher in der zuvor genannten Patentanmeldung und PCT-Veröffentlichung von Cree et al. beschrieben ist.
Bei der Verwendung kann die Hygienevorlage 30 durch beliebige Befestigungsmittel 370 an Ort und Stelle gehalten werden, wie dies für solche Zwecke allgemein bekannt ist. Vorzugweise wird die Hygienevorlage in den Slip oder die Unterhose der Benützerin eingesetzt und daran durch ein Befestigungsmittel, wie etwa einen Klebstoff, befestigt. Der Klebstoff liefert ein Mittel zur Befestigung der Hygienevorlage im Schrittbereich der Unterhose. Somit kann ein Abschnitt der oder die gesamte Kleider-Oberfläche 304 der Hygienevorlage 30 mit Klebstoff beschichtet sein. Für das in Fig. 3 gezeigte bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Abschnitt sowohl in dem mittleren absorbierenden Körper 310 als auch in dem Unterwäscheschutzsystem 350 der Hygienevorlage 30 angeordnet. Der Abschnitt des Klebstoffs, der an dem mittleren absorbierenden Körper vorgesehen ist, ist als der Kissenklebstoff 372 identifiziert, und der Abschnitt, der an dem Unterwäscheschutzsystem vorgesehen ist, ist als der Lappenklebstoff 374 identifiziert, je nach dem Element des Unterwäscheschutzsystems, auf welchem der Klebstoff angeordnet ist. Beliebiger Klebstoff oder Leim, der in der Fachwelt für solche Zwecke verwendet wird, kann als Klebstoff hierin verwendet werden, wobei druckempfindliche Klebstoffe bevorzugt sind. Geeignete Klebstoffe sind Century A-305-IV, hergestellt von der Century Adhesives Corporation in Columbus, Ohio; sowie Instant Lock 34-2823, hergestellt von der National Starch and Chemical Company in Bridgewater, NJ. Geeignete klebende Befestigungsmittel sind auch im US-Patent 4,917.697 beschrieben, das an Osborn et al. am 17. April 1990 erteilt wurde. Der druckempfindliche Klebstoff ist in der Regel mit einer abnehmbaren Abzieh-Kaschierung abgedeckt, um zu verhindern, daß der Klebstoff vor der Verwendung an einer anderen Oberfläche als dem Schrittbereich der Unterwäsche haften bleibt. Diese werden in Fig. 4 als Kissen-Abzieh- Kaschierung 376 und als Lappen-Abzieh-Kaschierung 378 bezeichnet. Es können beliebige im Handel erhältliche Abzieh-Kaschierungen, die üblicherweise für solche Zwecke verwendet werden, auch hierin eingesetzt werden. Nicht- beschränkende Beispiele von geeigneten Abzieh-Kaschierungen sind BL30 MG-A Silox E1/0 und BL30 MG-A Silox 4P/0, die beide von der Akrosil Corporation in Menasha, W1, hergestellt werden. Geeignete Abzieh-Kaschierungen sind auch in dem zuvor genannten US-Patent 4,917.697 beschrieben. Die erfindungsgemäße Hygienevorlage 30 wird verwendet, indem die Abzieh-Kaschierung abgenommen und die Hygienevorlage anschließend in eine Unterhose so eingesetzt wird, daß der Klebstoff mit der Unterhose in Kontakt kommt. Der Klebstoff hält während der Verwendung die Hygienevorlage innerhalb der Unterhose in ihrer Position fest.
Die erfindungsgemäße Hygienevorlage kann weiters ein Unterwäscheschutzsystem 350 umfassen, zum Beispiel Seitenlappen. Die Lappen dienen mindestens zwei Zwecken. Zuerst helfen die Lappen mit, das Beschmutzen des Körpers der Trägerin und der Unterwäsche durch Menstruationsfluid zu verhindern, indem vorzugweise eine doppelte Wandbarriere entlang der Ränder der Unterhose gebildet wird. Zweitens sind die Lappen vorzugsweise mit einem Abschnitt der Befestigungsmittel 370, dem Lappenklebstoff 374, an ihrer Kleider-Oberfläche ausgestattet, sodaß die Lappen unter der Unterhose umgefaltet werden können und an der zur Kleidung gerichteten Seite der Unterhose oder aneinander befestigt werden. Auf diese Weise dienen die Lappen dazu, die Hygienevorlage ordentlich positioniert in der Unterhose zu halten. Die Lappen können aus verschiedenen Materialien aufgebaut sein, inklusive Materialien, die ähnlich dem Deckblatt, dem Rückenblatt, einem Tissue oder einer Kombination dieser Materialien sind. Eine Anzahl von Hygienevorlagen mit Lappen, die zur Verwendung mit den erfindungsgemäßen Hygienevorlagen geeignet oder daran anpaßbar sind, ist geoffenbart in dem zuvor genannten US-Patent 4,589.876 sowie im US-Patent 4,687.478 mit dem Titel "Shaped Sanitary Napkin With Flaps" (Geformte Hygienevorlage mit Lappen), welches an Van Tilburg am 18. August 1987 erteilt wurde, sowie schließlich im US-Patent 4,608.047 mit dem Titel "Sanitary Napkin Attachment Means" (Befestigungsmittel für Hygienevorlage), welches an Mattingly am 26. August 1986 erteilt wurde.
Ein anderer wegwerfbarer absorbierender Artikel, in welchem die absorbierenden Verbundstoffe hierin verwendet werden können, sind Windeln. Wie der Ausdruck "Windel" hierin verwendet wird, bezieht er sich auf einen absorbierenden Artikel, der im allgemeinen von Kleinkindern und inkontinenten Personen getragen wird und der um den Unterleib des Trägers getragen wird.
Fig. 5 ist eine Draufsicht auf die Windel 50 gemäß der vorliegenden Erfindung in deren ausgebreitetem unkontrahierten Zustand (d. h. wo die durch elastische Mittel hervorgerufene Kontraktion ausgedehnt ist), wobei Abschnitte der Struktur weggeschnitten sind, um den Aufbau der Windel 50 deutlicher zu zeigen und wobei der Abschnitt der Windel 50, der vom Träger abgewandt ist, nämlich die äußere Oberfläche, zum Betrachter gerichtet ist. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, umfaßt die Windel 50 vorzugsweise ein flüssigkeitsdurchlässiges Deckblatt 520; ein flüssigkeitsundurchlässiges Rückenblatt 530, das mit dem Deckblatt 520 verbunden ist; einen absorbierenden Kern 540, der zwischen dem Deckblatt 520 und dem Rückenblatt 530 angeordnet ist, wobei der absorbierende Kern 540 eine zur Kleidung gerichtete Oberfläche 542, eine zum Körper gerichtete Oberfläche 544, Seitenränder 546, Taillenränder 548 und Ohren 549 aufweist. Die Windel 50 umfaßt weiters vorzugsweise elastisch gemachte Beinmanschetten 550; ein elastisches Taillenmerkmal, das mehrfach mit 560 bezeichnet ist; und ein Befestigungssystem, das im allgemeinen mehrfach mit 570 bezeichnet ist.
Die Windel 50 ist in Fig. 5 so gezeigt, daß sie eine äußere Oberfläche 52, eine innere Oberfläche 54 gegenüber der äußeren Oberfläche 52, einen ersten Taillenbereich 56, einen zweiten Taillenbereich 58 und einen Umfang 51 aufweist, der durch die äußeren Ränder der Windel 50 definiert ist, wobei die Längsränder die Bezeichnung 55 und die Endränder die Bezeichnung 57 tragen. (Obwohl der Fachmann erkennen wird, daß eine Windel in der Regel unter Bezugnahme auf paarweise Taillenbereiche und einen Schrittbereich zwischen den Taillenbereichen beschrieben wird, wird in dieser Anmeldung aus Gründen der Einfachheit der Terminologie die Windel 50 so beschrieben, daß sie nur Taillenbereiche aufweist, die einen Abschnitt der Windel inkludieren, der in der Regel als Abschnitt des Schrittbereiches bezeichnet würde). Die innere Oberfläche 54 der Windel 50 umfaßt jenen Abschnitt der Windel 50, der während der Verwendung anliegend an den Körper des Trägers angeordnet ist (d. h. die innere Oberfläche 54 wird im allgemeinen durch mindestens einen Abschnitt des Deckblatts 520 und andere Bestandteile gebildet, die mit dem Deckblatt 520 verbunden sein können). Die äußere Oberfläche 52 umfaßt jenen Abschnitt der Windel 50, der vom Körper des Trägers weggerichtet ist (d. h. die äußere Oberfläche 52 wird im allgemeinen durch mindestens einen Abschnitt des Rückenblatts 530 und andere Bestandteile gebildet, die mit dem Rückenblatt 530 vereinigt sein können). (Wie dies hierin verwendet wird, wird der Abschnitt der Windel 50 oder der Bestandteil derselben, der zum Träger gerichtet ist, auch als die zum Körper gerichtete Oberfläche bezeichnet. In ähnlicher Weise wird der Abschnitt, der vom Träger abgewendet ist, hierin auch als die zur Kleidung gerichtete Oberfläche bezeichnet.) Der erste Taillenbereich 56 und der zweite Taillenbereich 58 erstrecken sich jeweils von den Endrändern 57 des Umfangs 51 bis zur Quermittellinie 53 der Windel 50. Fig. 5 zeigt auch die längsverlaufende Mittellinie 59.
Fig. 5 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Windel 50, in welchem das Deckblatt 520 und das Rückenblatt 530 Längen- und Breitendimensionen haben, die im allgemeinen größer als die des absorbierenden Kerns 540 sind. Die elastisch gemachten Beinbündchen 550 und das Rückenblatt 530 erstrecken sich über die Ränder des absorbierenden Kerns 540 hinaus, um dadurch den Umfang 51 der Windel 50 zu bilden.
Erfindungsgemäße Windeln können eine Reihe gut bekannter Konfigurationen aufweisen, wobei die absorbierenden Kerne derselben an die vorliegende Erfindung angepaßt sind. Beispielhafte Konfigurationen sind allgemein beschrieben in: US-Patent B1 3,860.003, erteilt an Buell am 18. April 1989; US-Patent 5,151.092, erteilt an Buell et al. am 29. September 1992; und US-Patent 5,221.274, erteilt an Buell am 22. Juni 1993. Eine andere Windelkonfiguration, für die die vorliegende Erfindung leicht adaptiert werden kann, ist in der schwebenden US-Patentanmeldung Ser.Nr. 08/203.456 beschrieben, die am 28. Februar 1994 unter dem Namen von Roe et al. angemeldet wurde. Die in diesen Patenten beschriebenen absorbierenden Windelkerne können im Licht der Lehre hierin so gestaltet werden, daß sie den erfindungsgemäßen absorbierenden Verbundstoff als ein absorbierendens gelbildendes Material, wie es hierin beschrieben ist, enthalten.
Ein Deckblatt 520, das besonders gut zur Verwendung in der Windel 50 geeignet ist, ist kardiert und thermisch gebunden durch Mittel, die dem Fachmann auf dem Gebiet der Textilien allgemein bekannt sind. Ein zufriedenstellendes Deckblatt umfaßt Polypropylenfasern von Stapellänge und mit einem Denier von etwa 2,2. Wie der Ausdruck "Fasern von Stapellänge" hierin verwendet wird, be zeichnet er solche Fasern, die eine Länge von mindestens etwa 15,9 mm (0,625 Inch) haben. Vorzugsweise hat das Deckblatt ein Flächengewicht von etwa 14 bis etwa 25 Gramm pro Quadratmeter. Ein geeignetes Deckblatt wird von Veratec Inc., einer Abteilung der International Paper Company in Walpole, Mass., unter der Bezeichnung P-8 hergestellt.
Das Deckblatt 520 der Windel 50 ist vorzugsweise aus hydrophobem Material hergestellt, um die Haut des Trägers von Flüssigkeiten zu isolieren, die durch das Deckblatt hindurchgegangen sind und die in dem absorbierenden Kern enthalten sind (d. h. Verhinderung von Rücknässung). Wenn das Deckblatt aus einem hydrophoben Material hergestellt ist, wird mindesten die obere Oberfläche des Deckblatts behandelt, damit sie hydrophil ist, sodaß Flüssigkeiten durch das Deckblatt rascher hindurchtreten werden. Das vermindert die Wahrscheinlichkeit, daß Körperexsudate von dem Deckblatt eher abfließen, als durch das Deckblatt hindurchgezogen und von dem absorbierenden Kern absorbiert zu werden. Das Deckblatt kann durch Behandlung mit einem Tensid hydrophil gemacht werden. Geeignete Verfahren zur Behandlung des Deckblatts mit einem Tensid sind u. a.: Besprühen des Deckblattmaterials mit dem Tensid und Eintauchen des Materials in das Tensid. Eine detailliertere Diskussion einer solchen Behandlung und von Hydrophilie ist enthalten in: US-Patent 4,988.344 mit dem Titel "Absorbent Articles with Multiple Layer Absorbent Layers" (Absorbierende Artikel mit mehrfachen Schichten absorbierender Schichten), erteilt an Reising et al. am 29. Jänner 1991, und US- Patent 4,988.345 mit dem Titel "Absorbent Articles with Rapid Acquiring Absorbent Cores" (Absorbierende Artikel mit rasch erfassenden absorbierenden Kernen), erteilt an Reising am 29. Jänner 1991.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel einer Windel gemäß der vorliegenden Beschreibung hat das Rückenblatt 530 eine modifizierte Form eines Stundenglases, die sich über den absorbierenden Kern mit einer minimalen Distanz von etwa 1,3 cm bis etwa 6,4 cm (etwa 0,5 bis etwa 2,5 Inch) rund um den gesamten Windelumfang erstreckt.
Der absorbierende Kern 540 kann jede Form oder Gestalt annehmen, die mit der Windel 50 kompatibel ist. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Windel 50 hat einen asymmetrischen modifizierten T-förmigen absorbierenden Kern 540 mit Ohren in dem ersten Taillenbereich, jedoch einer im allgemeinen rechteckigen Form im zweiten Taillenbereich. Beispielhafte absorbierende Strukturen zur Verwendung als der absorbierende Kern der vorliegenden Erfindung, die allgemein gute Akzeptanz und kommerziellen Erfolg erreicht haben, sind beschrieben in dem zuvor genannten US-Patent 4,610.678 und im US-Patent 4,673.402 mit dem Titel "Absorbent Articles With Dual-Layered Cores" (Absorbierende Artikel mit doppelschichtigen Kernen), erteilt an Weisman et al. am 16. Juni 1987; im US- Patent 4,888.231 mit dem Titel "Absorbent Core Having A Dusting Layer" (Absorbierender Kern mit einer staubhemmenden Schichte), erteilt an Angstadt am 19. Dezember 1989; und in dem zuvor genannten US-Patent 4,834.735. Der absorbierende Kern kann weiters das doppelte Kernsystem aufweisen, das einen Erfassungs-/Verteilungskern aus chemisch versteiften Fasern über einem absorbierenden Speicherkern angeordnet enthält, wie detailliert im US-Patent 5,234.423 mit dem Titel "Absorbent Article With Elastic Waist Feature and Enhanced Absorbency" (Absorbierender Artikel mit elastischem Taillenmerkmal und verstärkter Absorptionsfähigkeit), erteilt an Alemany et al. am 10. August 1993, und im US-Patent 5,147.345 mit dem Titel "High Efficiency Absorbent Articles For Incontinence Management" (Hochwirksame absorbierende Artikel zur Versorgung von Inkontinenz), erteilt an Young, LaVon und Taylor am 15. September 1992, detailliert beschrieben ist. Die in diesen Patenten beschriebenen absorbierenden Kerne können so ausgerichtet werden, daß sie als ein absorbierendes gelbildendes Material die absorbierenden Verbundstoffe gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten. Vorzugsweise wird der absorbierende Verbundstoff in einem Bestandteil des absorbierenden Kerns enthalten sein, der primär dahingehend wirkt, daß er Fluide zurückhält oder speichert, zum Unterschied von der Erfassung und/oder Verteilung von Fluiden (was in der Regel als die Speicherschichte oder der Speicherkern bezeichnet wird). Bevorzugter enthält der absorbierende Kern hydrophile Fasern und den absorbierenden Verbundstoff, der zuvor unter allgemeiner Bezugnahme auf absorbierende Artikel beschrieben wurde.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt die Windel 50 weiters elastifizierte Beinbündchen 550, um eine bessere Zurückhaltung der Flüssigkeiten und anderen Körperexsudate zu ergeben; ein elastisches Taillenmerkmal 560, das eine verbesserte Paßform und Rückhaltung ergibt; und ein Befestigungssystem 570, das Seitenabschlüsse bildet und den ersten Taillenbereich 56 sowie den zweiten Taillenbereich 58 in überlappender Konfiguration hält, sodaß seitliche Zugspannungen rund um den Umfang der Windel aufrechterhalten werden, um die Windel an dem Träger zu halten. Die Windel 50 kann auch elastifizierte Seitenfelder (nicht gezeigt) in den Taillenbereichen 56 und 58 aufweisen, um ein elastisch dehnbares Merkmal zu ergeben, das eine bequemere und rundum passende Paßform und eine wirksamere Anwendung der Windel 50 ergibt.
Die elastifizierten Beinbündchen 550 können in einer Reihe unterschiedlicher Konfigurationen aufgebaut sein, inklusive jenen, die im zuvor genannten US- Patent B1 3,860.003, US-Patent 4,909.803, erteilt an Aziz et al. am 20. März 1990; US-Patent 4.695.278, erteilt an Lawson am 22. September 1987; und US-Patent 4,795.454, erteilt an Dragoo am 3. Jänner 1989, beschrieben sind.
Das elastifizierte Taillenmerkmal umfaßt vorzugsweise ein elastifiziertes Taillenband (nicht gezeigt), das in einer Reihe unterschiedlicher Konfigurationen aufgebaut sein kann, inklusive jenen, die in US-Patent 4,515.595, erteilt an Kieviet et al. am 7. Mai 1985; US-Patent 5,026.364, erteilt an Robertson am 25. Juni 1991, und im zuvor genannten US-Patent 5,151.092, erteilt an Buell et al. am 29. September 1992, beschrieben sind.
Die elastifizierten Seitenfelder können in einer Reihe von Konfigurationen aufgebaut sein. Beispiele von Windeln mit elastifizierten Seitenfeldern, die in den Ohren (Ohrlappen) der Windel angeordnet sind, sind geoffenbart in: US-Patent 4,857.067, erteilt an Wood et al. am 15. August 1989; US-Patent 4,381.781, erteilt an Sciaraffa et al. am 3. Mai 1983; US-Patent 4,938 : 753, erteilt an Van Gompel et al. am 3. Juli 1990; und US-Patent 5,151.092, erteilt an Buell et al. am 29. September 1992.
Beispielhafte Befestigungssysteme 570 sind geoffenbart in: US-Patent 4,846.815, erteilt an Scripps am 11. Juli 1989; US-Patent 4,894.060, erteilt an Nestegard am 16. Jänner 1990; US-Patent 4,946.527, erteilt an Battrell am 7. August 1990; US-Patent 3,848.594, erteilt an Buell am 19. November 1974; US- Patent 4,662.875, erteilt an Hirotsu et al. am 5. Mai 1987; und US-Patent 5,151.092, erteilt an Buell et al. am 29. September 1992.
Die Windel 50 wird an einem Träger vorzugsweise so angebracht, daß einer der Taillenbereiche der Windel, vorzugsweise der zweite Taillenbereich 58, unter den Rücken des Trägers gelegt wird und der Rest der Windel zwischen den Beinen des Trägers hindurchgezogen wird, sodaß der andere Taillenbereich, vorzugsweise der erste Taillenbereich 56, über der Vorderseite des Trägers angeordnet wird. Dann wird das Befestigungssystem fixiert, um einen seitlichen Abschluß zu bewirken.
Die erfindungsgemäßen Verbundstoffe sind in den absorbierenden Kernen von Slipeinlagen verwendbar. Beispielhafte Slipeinlagen, für welche die vorliegende Erfindung ausgerichtet werden kann, sind im US-Patent 4,738.676 mit dem Titel "Pantiliner" (Slipeinlage) geoffenbart, welches an Osborn am 19. April 1988 erteilt wurde.
Die erfindungsgemäßen Verbundstoffe sind auch in dem absorbierenden Kern von Übungshosen verwendbar. Der Ausdruck "Übungshose", wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf wegwerfbare Kleidungsstücke mit fixen Seiten und Beinöffnungen. Übungshosen werden am Träger dadurch angebracht, daß die Beine des Trägers in die Beinöffnungen eingesetzt und die Übungshose um den Unterleib des Trägers in Position gebracht wird. Übungshosen, an welche die vorliegende Erfindung leicht angepaßt werden kann, sind geoffenbart im US-Patent 5,246.433, das an Hasse et al. am 21. September 1993 erteilt wurde.
Andere wegwerfbare absorbierende Artikel, für welche die erfindungsgemäßen Verbundstoffe wertvoll sind, sind Inkontinenzartikel. Der Ausdruck "Inkontinenzartikel" bezieht sich auf Kissen, Unterwäsche (Kissen, die durch ein Hängesystem der gleichen Art, wie etwa einen Gürtel oder ähnliches an Ort und Stelle gehalten werden), Einlagen für absorbierende Artikel, Kapazitätsverstärker für absorbierende Artikel, Hosen, Betteinlagen und dergleichen, unabhängig davon, ob sie von Erwachsenen oder anderen inkontinenten Personen getragen werden. Inkontinenzartikel, an welche die vorliegende Erfindung leicht angepaßt werden kann, sind geoffenbart in: US-Patent 4,253.461, erteilt an Strickland et al. am 3. März 1981; US-Patente 4,597.760 und 4,597.761, beide erteilt an Buell am 1. Juli 1986; US-Patent 4,704.115, erteilt an Buell am 3. November 1987; US- Patent 4,909.802, erteilt an Ahr et al. am 20. März 1990; US-Patent 4,964.860, erteilt an Gipson et al. am 23. Oktober 1990, und US-Patent 5,304.161, "Absorbent Article Having Rapid Acquiring Multiple Layer Absorbent Core" (Absorbierender Artikel mit rasch erfassendem mehrschichtigen absorbierenden Kern), erteilt an Ahr am 19. April 1994. Die in diesen Patenten beschriebenen absorbierenden Kerne können so ausgerichtet werden, daß sie die erfindungsgemäßen absorbierenden Verbundstoffe als ein absorbierendes gelbildendes Material enthalten.

Beispiele

Absorbierende Verbundstoffe werden aus Nalco 1180 (Partikel aus absorbierendem gelbildenden Material, erhältlich von Stockhausen GmbH in Krefeld, Deutschland (die im folgenden in den Beispielen als AGM bezeichnet werden)), mehreren Fasermaterialien und einer 10%igen wässerigen Lösung von Kymene® 557 als Bindemittel zur Bindung des AGM und der Fasern hergestellt. Die Fasern werden wie folgt abgekürzt:
CSF chemisch versteifte Fasern auf Zellulosebasis, gebildet aus Foley Fluff (südlicher Kraftzellstoff, Buckeye Cellulose Co., Memphis, TN, USA) mit einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 7%, die mit Zitronensäure in einem Ausmaß von etwa 3,8 Mol% Zitronensäure, bezogen auf Trockenfaser-Basis von Zellulose- Anhydroglucose, gemäß US-Patent 5,137.537 vernetzt sind;
PP POLYSTEEN Polypropylen-Fasern, erhältlich von Steen & Co. GmbH in Schwarzenbek, Deutschland, mit 2 Denier und 6 mm Länge;
PE POLYSTEEN Polyethylen-Fasern, erhältlich von Steen & Co. GmbH in Schwarzenbek, Deutschland, mit 4 Denier und 4,6 mm Länge;
BiCo POLYSTEEN Fasern mit einem Polypropylenkern, einer äußeren Schichte aus Polyethylen, erhältlich von Steen & Co. GmbH in Schwarzenbek, Deutschland, mit 2,5 Denier und 4,6 mm Länge.
Die Prozente von Fasern und AGM-Partikeln der Verbundstoffe sind in Tabelle I gezeigt. In Tabelle I stellen die Beispiele 1-5 erfindungsgemäße absorbierende Verbundstoffe dar.
Die Verbundstoffe werden wie folgt unter Verwendung der beschriebenen Einrichtung und in einer Konfiguration unter Bezugnahme auf Fig. 2 hergestellt. Die Fasern werden von einem Faserballen unter Verwendung eines Faseröffners abgenommen, der von LaRoche Company erhältlich ist. Die geöffneten Fasern werden weiters durch einen Ospray Surge Bin geöffnet und dann unter Verwendung eines Wright Vertical Matten-Herstellers kompaktiert. Zu diesem Zeitpunkt sind die Fasern zu 95% bis 99% offen und haben eine Dichte von 0,1 g/cm³. Die entstehenden individualisierten Fasern werden dann zu zwei Dan-Web-Faserablegevorrichtungen transportiert.
Die Kymene®-Lösung wird unter Verwendung einer üblichen Befeuchtungskammer auf die Fasern aufgebracht, während diese sich in den Dan-Web- Vorrichtungen befinden. Die Kymene®-Lösung wird in einer Menge von 10-15 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Fasern, aufgebracht. Fasern mit der darauf aufgebrachten Kymene®-Lösung werden von der ersten Dan-Web-Vorrichtung auf ein Vakuum-Transportband abgelegt. Die Dan-Web-Vorrichtung legt die Mischung aus Faser/Kymene®-Lösung mit einem Flächengewicht von 18 g/m²-25 g/m² ab.
Dann werden AGM-Partikel auf der ersten Faserbahn unter Verwendung eines Nordson-AGM-Verteilers abgelegt. Die AGM-Partikel werden mit einem Flächengewicht von 0,054 g/cm²-0,070 g/cm² abgelegt. Die Faserbahn mit den darauf abgelegten AGM-Partikeln gelangt dann zu der zweiten Dan-Web-Vorrichtung, wo eine Schichte aus Fasern mit darauf verteilter Kymene®-Lösung aufliegend auf der Schichte der AGM-Partikel abgelegt wird. Die Mischung aus Faser/Kymene®- Lösung wird mit einem Flächengewicht von 18 g/m²-25 g/m² abgelegt.
Die Faserbahnen mit der darauf verteilten Kymene®-Lösung und den dazwischen abgelegten AGM-Partikeln bewegen sich dann durch eine Gruppe von Kalandrierwalzen, die die Faserbahnen vereinigen und kompaktieren, um innigen Kontakt zwischen den Fasern, der Kymene®-Lösung und den AGM-Partikeln zu gewährleisten. Die entstehende kompaktierte Bahn wird dann zu einem Durchblase-Trocknungsofen transportiert, der von ASEA Brown Boveri erhältlich ist. Die Bahn wird einer Temperatur von etwa 300ºF während eines Zeitraums von 1-2 Minuten ausgesetzt, um die Kymene®-Lösung zu trocknen oder zu härten.
Die entstehende Bahn wird zu einem weiteren Faseröffner (LaRoche) transportiert, der die Bahn öffnet und die Fasern trennt, die die AGM-Partikel an sich haften haben. Das Material wird dann durch ein Materialbehandlungsgebläse (Northern Blower Inc., Winnipeg, Manitoba, Canada, Modell LS WHL) transpor tiert, das die Fasern mit den daran haftenden AGM-Partikeln weiter trennt, um hierbei die absorbierenden Verbundstoffe zu bilden.
Erfindungsgemäße absorbierende Verbundstoffe werden gemäß der Beschreibung in den Beispielen 1-5 hergestellt, mit der Ausnahme, daß 10 Gew.-% wässerige Lösungen von Propylenglykol, Glycerin oder ACCOSTRENGTH 711 als Bindemittel verwendet werden.

Tabelle I

(EMI-TB)
Die folgenden Tests werden, wenn nicht anders angegeben, bei Raumtemperatur vorgenommen.

Absorptionskapazität und Fluidretention der Verbundstoffe

Die Absorptionskapazität und die Fluidretention der absorbierenden Verbundstoffe werden wie folgt bestimmt. 0,3 Gramm des Verbundstoffs werden in einem trockenen vorgewogenen Teebeutel von 6 cm · 6 cm aus Faservlies eingeschlossen. Der Teebeutel wird 10 Minuten in überschüssiges Schafsblut eingetaucht und dann entnommen und ablaufen gelassen. Nach einer Ablaufzeit von 10 Sekunden wird der Teebeutel gewogen und das Gewicht mit dem anfänglichen Teebeutelgewicht verglichen, um das Gewicht des von dem Verbundstoff absorbierten Fluids, die Absorptionskapazität, zu bestimmen. Das Gewicht wird nicht auf die Menge des von dem Teebeutel selbst absorbierten Fluids eingestellt. Der Teebeutel wird dann bei 1400 Upm 10 Minuten lang zentrifugiert. Der Teebeutel wird neuerlich gewogen und das Gewicht wird mit dem anfänglichen Teebeutelgewicht verglichen, um die Menge des Fluids, die durch den Verbundstoff zurückgehalten wird (Fluidretention) zu bestimmen. Die Absorptionskapazität (AC) und die Fluidretention (FR) in Gramm Schafsblut/Gramm Verbundstoff werden wie folgt berechnet:
AC = (Teebeutelgewicht nach 10 Minuten - leeres Teebeutelgewicht) : (Gewicht des trockenen Verbundstoffs, der in dem Teebeutel enthalten ist)
FR = (Teebeutelgewicht nach dem Zentrifugieren - leeres Teebeutelgewicht) : (Gewicht des trockenen Verbundstoffs, der in dem Teebeutel enthalten ist)

Absorptionskapazität Unter Druck der Verbundstoffe

Die Absorptionskapazität Unter Druck der absorbierenden Verbundstoffe wird wie folgt bestimmt. Eine vorgewogene Probe des Verbundstoffs (etwa 0,9 Gramm) wird in einen kleinen Behälter mit einem Sieb im Boden eingebracht (Gewicht der Probe ist W). Ein geeignetes Gewicht wird oben auf die Probe aufgebracht, um einen Druck von 0,25 psi auf die Probe auszuüben. Der Behälter und sein Inhalt werden gewogen und auf eine Filterplatte in einer Petri-Schale eingebracht, die mit Schafsblut von Raumtemperatur (20 bis 25ºC) gefüllt ist, sodaß das Sieb mit dem Blut leicht in Kontakt kommt. Nach 1 Stunde wird die Probe aus dem Behälter entnommen und neuerlich gewogen (Gewicht der Probe nach 1 Stunde ist Ws). Die Absorptionskapazität Unter Druck (ACUP) in Gramm Schafsblut/Gramm Verbundstoff wird wie folgt berechnet:
ACUP = We - Wi/Wi

Erfassungszeit und Erfassungsrate der Verbundstoffe

Die Erfassungszeit (AT) des Verbundstoffs wird wie folgt bestimmt. 5,00 ± 0,15 ml Schafsblut werden auf den Verbundstoff durch eine Öffnung mit fixer Fläche in 3,4 Sekunden unter einer Belastung von 0,25 psi aufgebracht. Die Zeit zur Erfassung des Schafsbluts, d. h. die Erfassungszeit, wird unter Verwendung einer elektronischen Durchschlagsplatte und eines Zeitmessers festgehalten. Eine eingebaute sensorische Sonde stellt die Anwesenheit des Schafsbluts fest, die die Einschaltung des Zeitmessers bewirkt. Nach vollständigem Ablaufen stoppt der Zeitmesser. Die Erfassungsrate (AR) wird wie folgt berechnet:
AR = ml Schafsblut, auf den Verbundstoff aufgebracht/Erfassungszeit
Die Fluidretention, Absorptionskapazität Unter Druck, Erfassungszeit und Erfassungsrate der Verbundstoffe 1-5 und des Vergleichsbeispiels Verbundstoff 1 sind in Tabelle 11 gezeigt. Ähnliche Ergebnisse werden dort erhalten, wo PE oder Bico anstelle von PP in den Verbundstoffen 1-5 oder im Vergleichsbeispiel Verbundstoff 1 eingesetzt sind.

Tabelle 11

(EMI-TB)
Die angegebenen Daten zeigen, daß absorbierende Verbundstoffe, die unter Verwendung der chemisch versteiften Fasern auf Zellulosebasis hergestellt sind, Erfassungszeiten und Erfassungsraten ergeben, die deutlich geringer sind als jene, die mit absorbierenden Verbundstoffen erreicht werden, welche keine chemisch versteiften Fasern auf Zellulosebasis enthalten. Zusätzlich dazu zeigen die tabellarischen Werte, daß die Verbundstoffe 1-3, die chemisch versteifte Fasern auf Zellulosebasis enthalten, Fluidretentionen ergeben, die deutlich höher sind als die von absorbierenden Verbundstoffen, die keine chemisch versteiften Fasern auf Zellulosebasis enthalten. Das ist überraschend, da die absorbierenden Verbundstoffe 1-3 weniger AGM-Material enthielten als die Verbundstoffe 4-5 und CE1 und angenommen wird, daß die Fluidretention mit Anstieg der AGM-Konzentration ansteigt.
Es werden Laminate aus den Verbundstoffen hergestellt und auf die Absorptionskapazität Unter Druck, Fluidretention und Erfassungszeit getestet. Die Laminate werden durch Legen im Luftstrom von etwa 7 Gramm eines einzigen Verbundstoffmaterials auf einer vorgewogenen Schichte von 5 cm · 20 em eines Windel-Standard-Tissues (Flächengewicht 0,063-0,070 oz/sq. foot (19,4 bis 21,3 g/m²)) und Abdecken des Verbundstoffs mit einer anderen vorgewogenen Schichte von 5 cm · 20 cm von Windel-Standard-Tissue gebildet (die tatsächliche Menge des Verbundstoffs in Gramm, Wi, wird gemessen). Der Verbundstoff ist im wesentlichen gleichförmig im Luftstrom auf die untere Tissue-Schichte aufgelegt und die Ränder der Tissue-Schichten sind aufeinander ausgerichtet.

Absorptionskapazität Unter Druck der Laminate

Die Absorptionskapazität Unter Druck des Laminats wird wie folgt bestimmt. Eine Probe des Laminats mit 5 cm · 7 cm wird in flacher ungefalteter Konfigura tion in einen Behälter eingelegt, in dem am Boden ein Sieb vorgesehen ist. Ein geeignetes Gewicht wird von oben auf das Laminat aufgelegt, um einen Druck von 0,25 psi über die gesamte Fläche des Laminats zu erzeugen. Der Behälter und sein Inhalt werden gewogen und auf eine Filterplatte in einer Petri-Schale aufgesetzt, die mit Schaftsblut von Raumtemperatur (20-25ºC) gefüllt ist, sodaß das Sieb mit dem Blut leicht in Kontakt kommt. Nach einer Stunde wird das Laminat aus dem Behälter entnommen. Die Menge des Blutes, die von dem Laminat absorbiert wird, wird durch Zurückwiegen des Behälters gemessen.
Die Absorptionskapazität Unter Druck (ACUP) des Laminats in Gramm Schafsblut pro Gramm Verbundstoff wird dann wie folgt berechnet:
ACUP = (Wl-Wt): Wac
worin Wl die von dem Laminat absorbierte Menge Blut ist,
Wt die von dem Tissue absorbierte Menge Blut ist und
Wac das Trockengewicht des absorbierenden Verbundstoffs im Laminat ist, nämlich 7 Gramm.
Die Menge des von dem Tissue absorbierten Blutes wird wie folgt berechnet:
(Tissuefläche im Laminat) · (Flächengewicht des Tissue) · (die Absorptionskapazität Unter Druck des Tissues für Schafsblut, die 3 Gramm Schafsblut/Gramm Tissue beträgt) · 2
Erforderlichenfalls wird die Absorptionskapazität Unter Druck des Tissues in der gleichen Weise für das Laminat unter Verwendung von Berechnungen bestimmt, die vom Fachmann im Hinblick auf die unter Bezugnahme auf die absorbierenden Verbundstoffe beschriebenen Berechnungen verstanden werden können.
Die Erfassungszeit, Absorptionskapazität und Fluidretention der Laminate werden in jener Weise bestimmt, wie unter Bezugnahme auf die absorbierenden Verbundstoffe beschrieben wurde, mit Ausnahme dessen, daß die Probe des Laminats anstelle des absorbierenden Verbundstoffs eingesetzt wird. Die zu untersuchende Laminatprobe wiegt das gleich wie für den absorbierenden Verbundstoff angegeben wurde.
Die Absorptionskapazität Unter Druck, die Erfassungsrate und die Fluidretention der Laminate, die die Verbundstoffe 1-5 enthalten, sowie des Vergleichsbeispiels Verbundstoff 1 sind in Tabelle III angegeben.

Tabelle III

(EMI-TB)
Die tabellarischen Werte zeigen, daß die absorbierenden Verbundstoffe, die chemisch versteifte Fasern auf Zellulosebasis enthalten, Laminate ergeben, deren Erfassungszeiten deutlich geringer sind als die der Laminate, die absorbierende Verbundstoffe enthalten, die keine chemisch versteiften Fasern auf Zellulosebasis enthalten. Die relativ hohe Erfassungszeit für das Laminat, das den Verbundstoff 1 des Vergleichsbeispiels enthält, deutet darauf hin, daß Gelblockierung in einem deutliche größeren Ausmaß als bei den anderen Laminaten auftritt. Zusätzlich dazu zeigen die tabellarischen Werte, daß die absorbierenden Verbundstoffe 1-3, die chemisch versteifte Fasern auf Zellulosebasis enthalten, Laminate ergeben, deren Fluidretentionen deutlich höher sind als die der Laminate, die absorbierende Verbundstoffe enthalten, die keine chemisch versteiften Fasern auf Zellulosebasis enthalten. Das ist überraschend, da die absorbierenden Verbundstoffe 1-3 weniger AGM-Material enthielten als die Verbundstoffe 4-5 und CE1 und angenommen wird, daß die Fluidretention mit ansteigender AGM-Konzentration ansteigt.

Claims

1. Ein absorbierender Verbundstoff (10), der Partikel aus polymerem absorbierenden gelbildenden Material in im wesentlichen individueller Form und Fasern enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Fasern chemisch versteifte Fasern auf Zellulosebasis sind, die Enden aufweisen, wobei die genannten Fasern die genannten Partikel so umhüllen und so an sie geklebt sind, daß die genannten Faserenden von den genannten Partikeln abstehen, wobei die Fasern, die ein gegebenes Partikel aus polymerem absorbierenden gelbildenden Material umhüllen, von den Fasern, die andere Partikel aus polymerem absorbierenden gelbildenden Material des Verbundstoffs umhüllen, im wesentlichen getrennt sind, wobei vorzugsweise die genannten Fasern mit einem Bindemittel an die genannten Partikel geklebt sind.

2. Der absorbierende Verbundstoff (10) nach Anspruch 1, der zusätzlich synthetische polymere Fasern enthält, die Enden aufweisen, wobei die genannten synthetischen polymeren Fasern an die genannten Partikel so geklebt sind, daß die genannten Enden der genannten synthetischen polymeren Fasern von den genannten Partikeln abstehen.

3. Der absorbierende Verbundstoff nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, in welchem die genannten Fasern des genannten Verbundstoffs durch die Reaktion eines Vernetzungsmittels mit den Fasern zur Bildung von Intrafaser- Vernetzungsbindungen chemisch versteift sind.

4. Der absorbierende Verbundstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der weiters synthetische polymere Fasern umfaßt, die Enden aufweisen, wobei die genannten synthetischen polymeren Fasern so an die genannten Partikel geklebt sind, daß die genannten Enden der genannten synthetischen polymeren Fasern von den genannten Partikeln abstehen, wobei der Verbundstoff vorzugsweise zu etwa 90% bis etwa 30%, bezogen auf das Gewicht des Verbundstoffs, die genannten Partikel aus absorbierendem gelbildenden Material und zu etwa 10% bis etwa 70%, bezogen auf das Gewicht des Verbundstoffs, die genannten chemisch versteiften Fasern auf Zellulosebasis enthält.

5. Der absorbierende Verbundstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in welchem das genannte Bindemittel aus der Gruppe, die aus hydrophilen organischen Lösungsmitteln; flüchtigen hydrophoben organischen Lösungsmitteln; Wasser; kationischen Polyacrylamiden; kationischen Amino- Epichlorhydrin-Addukten; und Mischungen hievon besteht, ausgewählt ist und vorzugsweise eine Mischung von Wasser und einer Verbindung ist, die aus der aus kationischen Polyacrylamiden, kationischen Amino-Epichlorhydrin-Addukten und Mischungen hievon bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

6. Ein absorbierender Artikel (30, 50), der ein flüssigkeitsdurchlässiges Deckblatt (320, 520), ein flüssigkeitsundurchlässiges Rückenblatt (330, 530) und einen absorbierenden Kern (340, 540) dazwischen angeordnet enthält, wobei der genannte absorbierende Kern (340, 540) den absorbierenden Verbundstoff (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfaßt.

7. Ein Verfahren zur Herstellung eines absorbierenden Verbundstoffs (10), der Partikel aus polymerem absorbierenden gelbildenden Material in im wesentlichen individueller Form und chemisch versteifte Fasern auf Zellulosebasis enthält, die Enden aufweisen, wobei die genannten Fasern die genannten Partikel so umhüllen und so an die genannten Partikel geklebt sind, daß die genannten Faserenden von den genannten Partikeln abstehen, und wobei die Fasern, die ein gegebenes Partikel aus polymerem absorbierenden gelbildenden Material umhüllen, von den Fasern, die andere Partikel aus polymerem absorbierenden gelbildenden Material des Verbundstoffs umhüllen, im wesentlichen getrennt sind, welches Verfahren folgende Schritte umfaßt:

(a) Bereitstellen von Partikeln aus polymerem absorbierenden gelbildenden Material und von chemisch versteiften Fasern auf Zellulosebasis, die Enden aufweisen;

(b) Aufbringen eines Bindemittels in flüssiger Form auf die genannten Fasern, um behandelte Fasern zu bilden;

(c) physikalisches Assoziieren der genannten Partikel aus polymerem absorbierenden gelbildenden Material und der genannten behandelten Fasern, während das genannte Bindemittel in flüssiger Form vorliegt, wobei die genannten Partikel in im wesentlichen individueller Form vorliegen, sodaß die genannten Fasern die genannten Partikel umhüllen und die genannten Faserenden von den genannten Partikeln abstehen; und

(d) Verkleben der genannten Partikel und der genannten Fasern.

8. Das Verfahren nach Anspruch 7, bei welchem die genannten Fasern vor dem genannten Schritt (b) des Aufbringens des genannten Bindemittels individualisiert werden oder die genannten Fasern in Form einer Bahn bereitgestellt werden und das genannte Bindemittel auf die genannte Bahn aufgebracht wird.

9. Das Verfahren nach Anspruch 7, bei welchem der genannte Schritt (c) des physikalischen Assoziierens das Anlegen einer äußeren Kraft umfaßt, die aus der aus Druck, Vakuum, elektrostatischen Kräften, Schlag, Aufprall oder Kombinationen hievon bestehenden Gruppe ausgewählt ist.