DE69521888T2

DE69521888T2 - Absorbierendes teil für körperflüssigkeiten mit guter nassfestigkeit und relativ hoher konzentration von hydrogel bildenden absorbierenden polymeren

Info

Publication number: DE69521888T2
Application number: DE69521888T
Authority: DE
Inventors: Allen Goldman; Ann Haynes; Leon Mansfield; Manfred Plischke; Louis Retzsch; Trevor Walker; Alfred Young
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1994-03-29
Filing date: 1995-02-27
Publication date: 2001-11-15
Anticipated expiration: 2015-02-28
Also published as: MX9604409A; JPH09510889A; EP0752892B1; AU704179B2; US5562646A; DE69521888D1; EP0752892A1; PE21496A1; US5599335A; HK1013029A1; ATE203418T1; ES2158092T3; US5669894A; CO4370147A1; JP3768235B2; KR970702078A; CA2183965C; WO1995026209A1; ZA952518B; AU1934095A

Description

TECHNISCHES GEBIET

Diese Anmeldung betrifft Absorptionselemente für Körperflüssigkeiten, wie Urin und Menses, die eine gute Naßintegrität aufweisen. Diese Anmeldung bezieht sich weiter auf Absorptionselemente, die zumindest ein Gebiet mit einer relativ hohen Konzentration eines Hydrogel ausbildenden absorbierenden Polymers aufweisen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Entwicklung hoch absorbierender Elemente für die Verwendung als Einwegwindeln, Inkontinenzeinlagen für Erwachsene und Menstruationsartikel, wie Damenbinden, sind zunehmend von kommerziellem Interesse. Eine sehr erwünschte Eigenschaft dieser Produkte ist ihre Dünnheit. Beispielsweise sind dünnere Windeln für den Träger weniger voluminös, passen besser unter die Kleidung und sind weniger zu erkennen. Sie sind auch bei der Verpackung kompakter, was es für den Konsumenten leichter macht, die Windeln zu transportieren und zu lagern. Eine kompaktere Verpackung führt auch zu reduzierten Verteilungskosten für den Hersteller und den Großhändler, was einen geringeren für das Lagern notwendigen Regalplatz pro Windeleinheit ergibt.
Die Möglichkeit, dünnere absorbierende Artikel, wie Windeln, bereit zu stellen, ist abhängig gewesen von der Möglichkeit, relativ dünne absorbierende Kerne oder Strukturen zu entwickeln, die große Mengen abgegebener Körperflüssigkeiten, insbesondere Urin, aufnehmen und speichern können. Im Hinblick darauf ist insbesondere die Verwendung von gewissen absorbierenden Polymeren, die oft als "Hydrogele", "Superabsorptionsstoffe (superabsorbents)" oder als "Hydrocolloidmaterial" bezeichnet werden, interessant geworden. Siehe beispielsweise das US-Patent 3,699,103 (Harper et al.), das am 13. Juni 1972 erteilt wurde, und das US-Patent 3,770,731 (Harmon), das am 20. Juni 1972 erteilt wurde, die die Verwendung solcher absorbierenden Polymere (nachfolgend als "Hydrogel ausbildende absorbierende Polymere" bezeichnet) in absorbierenden Artikeln beschreibt. Tatsächlich ist die Entwicklung dünnerer Windeln eine direkte Konsequenz dünnerer absorbierender Kerne gewesen, die einen Vorteil aus der Fähigkeit dieser Hydrogel ausbildenden absorbierenden Polymere, große Mengen abgegebener Körperflüssigkeiten, insbesondere wenn sie in Kombination mit einer Fasermatrix verwendet werden, zu absorbieren, ziehen. Siehe beispielsweise das US-Patent 4,673,402 (Weisman et al.), das am 16. Juni 1987 erteilt wurde, und das US-Patent 4,935,022 (Lash et al.), das am 19. Juni 1990 erteilt wurde, die zweilagige Kernstrukturen, die eine Fasermatrix und Hydrogel ausbildende absorbierende Polymere, die bei der Ausbildung von dünnen, kompakten und nicht voluminösen Windeln nützlich sind, zeigen.
Vor der Verwendung dieser Hydrogel ausbildenden absorbierenden Polymere war es eine allgemeine Praxis, daß absorbierende Strukturen, wie solche, die für die Verwendung in Kinderwindeln geeignet sind, vollständig aus Zellstofffusseln hergestellt werden. Wenn man die relativ geringe Menge der Flüssigkeit, die durch von einem Gramm Zellstoffussel absorbiert werden kann, berücksichtigt, hat dies zur notwendigen Verwendung von relativ voluminösen, dicken absorbierenden Strukturen geführt. Die Einführung dieser Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere in solche Strukturen hat die Verwendung von weniger Zellstoffussel gestattet. Diese Hydrogel ausbildenden absorbierende Polymere sind gegenüber dem Zellstoff in ihrer Fähigkeit, große Mengen wässriger Körperflüssigkeiten, wie Urin, aufzunehmen überlegen (sie können mindestens 15 g/g aufnehmen), was die Herstellung kleinerer und dünnerer absorbierender Strukturen möglich macht.
Diese Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere werden oft durch eine anfängliche Polymerisierung nicht gesättigter Karbonsäuren oder Derivaten davon, wie Acrylsäure, Alkalimetall (beispielsweise Natrium und/oder Kalium) oder Ammoniumsalze der Acrylsäure, Alkylacrylaten und dergleichen, hergestellt. Diese Polymere werden wässerunlöslich, ja sogar durch Wasser aufschwellbar, durch eine leichte Vernetzung der Karboxylgruppe, die Polymerketten mit konventionellen di- oder polyfunktionalen Monomermaterialien, wie N,N'-Methylenebisacrylamid, Trimethylol-Propan-Triacrylat oder Triallylamin enthalten, gehalten. Diese leicht vernetzten absorbierende Polymere umfassen dennoch eine Vielzahl von anionischen (geladenen) Carboxylgruppen, die an der Polymerhauptkette befestigt sind. Es sind diese geladenen Carboxy- Gruppen, die es dem Polymer gestatten, Körperflüssigkeiten als Ergebnis von osmotischen Kräften zu absorbieren, und somit Hydrogele zu bilden.
Der Grad der Vernetzung bestimmt nicht nur die Wasserunlöslichkeit dieser Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere, sondern er ist auch ein wichtiger Faktor bei der Errichtung zweier andere Eigenschaften dieser Polymere: ihre Absorptionskapazität und ihre Gelstärke (gel strength). Die Absorptionskapazität oder das "Gelvolumen" ist ein Maß für die Menge des Wassers oder der Körperflüssigkeit, die eine gegebene Menge eines Hydrogel bildenden Polymers absorbiert. Die Gelstärke bezieht sich auf die Tendenz des Hydrogels, das aus diesen Polymeren gebildet ist, sich unter aufgebrachten Belastungen zu deformieren oder "zu fließen". Hydrogel ausbildende Polymere, die als Absorptionsmittel in absorbierende Strukturen und Artikeln, wie Einwegwindeln, nützlich sind, müssen ein entsprechend hohes Gelvolumen als auch eine passend hohe Gelstärke aufweisen. Das Gelvolumen muß hoch genug sein, um es dem Hydrogel ausbildenden Polymer zu gestatten, signifikante Mengen der wässrigen Körperflüssigkeiten, auf die man während der Verwendung des absorbierenden Artikels stößt, zu absorbieren. Die Gelstärke muß so ausgebildet sein, daß das gebildete Hydrogel sich nicht deformiert und in einem nicht akzeptierbaren Grad die als Kapillaren wirkenden Räume in der absorbierenden Struktur oder dem Artikel füllt, und somit die Absorptionskapazität der Struktur/des Artikels als auch die Flüssigkeitsverteilung durch die Struktur/den Artikel behindert. Siehe beispielsweise das US-Patent 4,654,039 (Brand et al.), das am 31. März 1987 erteilt wurde (erneut erteilt am 19. April 1988 als US- Reissue-Patent 32,649) und das US-Patent 4,834,735 (Alemany et al.), das am 30. Mai 1989 erteilt wurde.
Frühere absorbierende Strukturen haben im allgemeinen relativ niedrige Mengen (beispielsweise weniger als ungefähr 50 Gewichtsprozent) dieser Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere enthalten: siehe beispielsweise das US- Patent 4,834,735 (Alemany et al.), das am 30. Mai 1989 erteilt wurde (vorzugsweise zwischen ungefähr 9 bis ungefähr 50% des Hydrogel ausbildenden absorbierenden Polymers in der Fasermatrix). Dafür gibt es mehrere wichtige Gründe. Die Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere, die in früheren absorbierenden Strukturen verwendet wurden, haben im allgemeinen keine Absorptionsrate, die es ihnen erlaubt, Körperflüssigkeiten, insbesondere wenn sie in einem Schwall auftreten, schnell zu absorbieren. Dies hat den Einschluß von Fasern, typischerweise Zellstoffasern, notwendig gemacht, damit diese als vorhergehende Reservoirs dienen, um die abgegeben Flüssigkeiten zu halten, bis sie durch das Hydrogel bildende absorbierende Polymer absorbiert werden.
Noch wichtiger ist es, daß viele der bekannten Hydrogel ausbildenden Polymere eine Gelblockierung zeigten. Eine "Gelblockierung" tritt auf, wenn Teilchen des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers benetzt werden und die Teilchen so anschwellen, daß sie die Flüssigkeitsweiterleitung zu anderen Gebieten der absorbierenden Struktur behindern. Das Benetzen dieser anderen Gebiete des absorbierenden Elements findet somit über einen sehr langsamen Diffusionsprozeß statt. In der Praxis bedeutet dies, daß die Aufnahme der Flüssigkeiten durch die absorbierende Struktur viel langsamer als die Rate ist, mit der die Flüssigkeiten abgegeben werden, insbesondere wenn diese in einem Schwall abgegeben werden. Ein Auslaufen aus dem absorbierenden Artikel kann stattfinden, bevor die Teilchen des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers im absorbierenden Element vollständig gesättigt sind, oder bevor die Flüssigkeit hinter die "blockierenden" Teilchen in den Rest des absorbierenden Elements diffundieren oder saugend gelangen kann. Eine Gelblockierung kann insbesondere ein schweres Problem darstellen, wenn die Teilchen des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers keine passende Gelstärke aufweisen und sich unter Belastung deformieren oder verbreiten, wenn die Teilchen durch die absorbierte Flüssigkeit aufgequollen sind, siehe das US-Patent 4,834,735 (Alemany et al), erteilt am 30. Mai 1989.
Das Phänomen der Gelblockierung hat typischerweise die Verwendung einer Fasermatrix, in der die Teilchen des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers verteilt sind, notwendig gemacht. Die Fasermatrix hält die Teilchen des Hydrogel ausbildenden absorbierenden Polymers voneinander getrennt. Diese Fasermatrix liefert auch eine Kapillarstruktur, die es dem Fluid gestattet, jedes Hydrogel bildende absorbierende Polymer, das in Gebieten angeordnet ist, die entfernt vom Punkt der anfänglichen Abgabe des Fluids liegen, zu erreichen; siehe US-Patent 4,834,735 (Alemany et al.), das am 30. Mai 1989 erteilt wurde. Das Verteilen des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers in einer Fasermatrix in einer relativ niedrigen Konzentration, um die Gelblockierung zu minimieren oder zu vermeiden, kann die gesamte Fluidspeicherkapazität dünnerer absorbierenden Strukturen erniedrigen. Die Verwendung niedriger Konzentrationen dieser Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere begrenzt etwas den wirklichen Vorteil dieser Materialien, nämlich ihre Fähigkeit große Mengen Körperflüssigkeiten pro Volumen zu absorbieren und zu halten.
Neben einer Erhöhung der Gelstärke sind andere physikalische und chemische Eigenschaften dieser Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere manipuliert wurden, um die Gelblockierung zu erniedrigen. Eine Eigenschaft ist die Teilchengröße und insbesondere die Verteilung der Teilchengröße des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers, das in der Fasermatrix verwendet wird. Beispielsweise wurden Teilchen des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers, die eine Teilchengrößenverteilung aufweisen, so daß die Teilchen eine mittlere Teilchengröße größer als oder gleich ungefähr 400 Mikrometern aufweisen, mit hydrophilen Fasermaterialien gemischt, um die Gelblockierung zu minimieren, und um eine offene Kapillarstruktur innerhalb der absorbierenden Struktur zu halten, so daß ein verbesserte planarer Transport von Flüssigkeiten weg vom Gebiet, in das sie anfänglich abgegeben werden, zum Rest der absorbierenden Struktur ermöglicht wird. Zusätzlich kann die Teilchengrößenverteilung des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers gesteuert werden, um die Absorptionskapazität und die Effizienz der Teilchen, die in der absorbierenden Struktur verwendet werden, zu verbessern; siehe das US-Patent 5,047,023 (Berg), das am 10. September 1991 erteilt wurde. Das Einstellen der Teilchengrößenverteilung führt jedoch nicht von selbst zu absorbierenden Strukturen, die relativ hohe Konzentrationen dieser Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers aufweisen; siehe das US-Patent 5,047,023 (das superoptimale Faser-zu-Teilchen-Verhältnis auf der Basis der Kosten / der Leistung liegt im Bereich von ungefähr 75 : 25 bis ungefähr 90 : 10).
Eine andere Eigenschaft dieser Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere, die untersucht wurde, ist der Pegel der extrahierbaren Stoffe, die im Polymer selbst enthalten sind; siehe das US-Patent 4,654,039 (Brand et al.), das am 31. März 1987 erteilt wurde (erneut erteilt am 19. April 1988 als US-Reissue- Patent 32,649). Viele dieser Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere enthalten signifikante Pegel extrahierbaren Polymermaterials. Dieses extrahierbare Polymermaterial kann durch die Körperflüssigkeiten (beispielsweise Urin) während der Zeitdauer, in der solche Körperflüssigkeiten in Kontakt mit dem Hydrogel bildenden absorbierenden Polymer bleiben, herausgelaugt werden. Es wird angenommen, daß solches Polymermaterial, das auf diese Weise durch die Körperflüssigkeit extrahiert wird, sowohl die chemischen als auch die physikalischen Eigenschaften der Körperflüssigkeit so ändern kann, daß die Flüssigkeit langsamer absorbiert und schlechter durch das Hydrogel im absorbierenden Artikel gehalten wird.
Eine andere Eigenschaft, die betrachtet wurde, um die Gelblockierung zu minimieren, besteht in der Verbesserung der Kapillarfähigkeit dieser Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere. Insbesondere wurde vorgeschlagen, daß Teilchen dieser Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere in vernetzten, zwischen den Teilchen angeordneten Makrostrukturen, typischerweise in Form von Lagen oder Streifen ausgebildet werden; siehe das US-Patent 5,102,597 (Roe et al.), das am 7. April 1992 erteilt wurde, das US-Patent 5,124,188 (Roe et al.), das am 23. Juni 1992 erteilt wurde, und das US-Patent 5,149,344 (Lahrman et al.), das am 22. September 1992 erteilt wurde. Da die Teilchennatur des absorbierenden Polymers gehalten wird, liefern diese Makrostrukturen Poren zwichen benachbarten Teilchen, die so verbunden sind, daß die Makrostruktur für Flüssigkeit durchlässig ist (das heißt, daß sie Kapillartransportkanäle aufweist). Durch die vernetzten Bindungen zwischen den Teilchen, die zwischen den Teilchen ausgebildet werden, haben die sich ergebenden Makrostrukturen auch eine verbesserte strukturelle Integrität, erhöhte Flüssigkeitsaufnahme- und Verteilungsraten und minimale Gelblockiereigenschaften.
Eine nochmals andere Eigenschaft des Standes der Technik, die für einige Zeit als ein Maß für die Gelblockierung angesehen wurde, ist die geforderte Benetzbarkeit (Demand Wettability) oder die gravimetrische Absorptionsfähigkeit dieser Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere; siehe beispielsweise das US-Patent 5,147,343 (Kellenberger), das am 15. September 1992 erteilt wurde, und das US-Patent 5,149,335 (Kellenberger et al.), das am 22. September 1992 erteilt wurde, wo diese Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere als "superabsorbierende Materialien" bezeichnet werden, und wobei die geforderte Benetzbarkeit/gravimetrische Absorptionsfähigkeit als Absorptionsfähigkeit unter Last (AUL) bezeichnet wird. "AUL" wird in diesen Patenten als die Fähigkeit des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers, gegen eine aufgebrachte hindernde Kraft aufzuguellen, definiert (siehe US-Patent 5,147,343, super in Spalte 2, Zeilen 43-46). Der "AUL-Wert" wird als die Menge (in ml/g oder g/g) einer 0,9% Salzlösung, die durch die Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere absorbiert wird, während sie einer Last von 21.000 Dyn/cm² (ungefähr 0,3 psi) unterworfen wird, definiert. Der AUL-Wert kann nach 1 Stunde (siehe US-Patent 5,147,343) oder nach 5 Minuten (siehe US- Patent 5,149,335) bestimmt werden. Es wird angenommen, daß Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere gewünschte AUL-Eigenschaften aufweisen, wenn sie mindestens ungefähr 24 ml/g (vorzugsweise mindestens ungefähr 27 mlIg) der Salzlösung nach einer 1 Stunde (siehe US-Patent 5,147,343) oder mindesten ungefähr 15 g/g (vorzugsweise 18 g/g) der Salzlösung nach 5 Minuten absorbieren.
Das US-Patent 5,147,343 sagt (Spalte 5, Zeilen 49-61), daß: "Obwohl superabsorbierende Materialien des Standes der Technik und absorbierende Verbundstoffe, die daraus hergestellt werden, vorzugsweise die Fähigkeit gezeigt haben, mit der Flüssigkeit frei aufzuguellen und eine solche Flüssigkeit gegen einen aufgebrachten Druck zu halten, die Vorteile dieser Eigenschaften bis zu einem gewissen Grad illusorisch sind. Der Grund dafür ist, daß das superabsorbierende Material, um eine verbesserte Leistung bei der Verwendung zu zeigen, auch die Fähigkeit aufweisen muß, am Anfang Flüssigkeit aufzunehmen und aufzuguellen, während es einer Belastung unterworfen wird. Bei der Anwendung kann eine solche Belastung auf das superabsorbierende Material durch den Körper einer Person, die auf dem Verbundwerkstoff sitzt oder liegt und/oder durch dynamische Torsionsdrücke, beispielsweise bei der Bewegung eines Beins, während ein Kleidungsstück getragen wird, das den absorbierenden Verbundwerkstoff enthält, aufgebracht werden. Es wird später angegeben (siehe Spalte 6, Zeilen 47-57), daß "superabsorbierende Materialien", die diese minimalen AUL-Werte bei einer Stunde aufweisen, wie das oben beschrieben wurde, "fähig sind, die Menge der Arbeit auszuführen, die notwendig ist, um die hemmenden Kräfte zu überwinden, die typischerweise aufgebracht werden, wenn die Schichtkörper der vorliegenden Erfindung in persönliche Hygieneprodukte, wie Windeln, Inkontinenzkleidungsstücken, Damenbinden und dergleichen eingeschlossen werden. Als Ergebnis der Verwendung von superabsorbierenden Materialien, die eine AUL von mindestens ungefähr 24 ml/g aufweisen, hat sich herausgestellt, daß Hygieneprodukte, die solche superabsorbierende Materialien verwenden, eine bessere Leistung aufweisen. Es wurde herausgefunden, daß insbesondere Windeln, die solche superabsorbierenden Materialien mit einem hohen AUL verwenden, eine geringere Leckneigung über Nacht aufweisen".
Die AUL, wie sie in den US-Patenten 5,147,343 und 5,149,335 definiert ist, kann eine gewisse Anzeige dafür gegeben, wie Hydrogel bildende absorbierende Polymere ein Gelblockierung in einigen Fällen verhindern können. Die AUL ist jedoch für die Bestimmung, welche Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere die notwendigen Absorptionseigenschaften liefern, so daß die Konzentration dieser Polymere in absorbierenden Strukturen erhöht werden kann, ohne daß eine wesentliche Gelblockierung oder andere unerwünschte Effekte auftreten, ungeeignet. Es wurde herausgefunden, daß die Durchlässigkeit oder die Fließleitfähigkeit (flow conductivity) des Hydrogels, das ausgebildet wird, wenn diese absorbierende Polymere beim Vorhandensein von Körperflüssigkeiten aufquellen, extrem wichtig ist, um hohe Konzentrationen dieser absorbierenden Polymere in lokalisierten Gebieten oder im gesamten Absorptionselement einzuschließen. Unterschiede in der Permeabilität oder Fließleitfähigkeit des absorbierenden Polymers können einen direkten Einfluß auf die Fähigkeit der sich ergebenden Hydrogelschicht, Körperflüssigkeiten aufzunehmen und zu verteilen, haben.
Tatsächlich haben gewisse der Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere, die in den US-Patenten 5,147,343 und 5,149,335 beschrieben werden, wie sie zufriedenstellende AUL-Werte aufweisen, eine ungenügende Permeabilität oder Fließleitfähigkeit, um in hohen Konzentrationen in absorbierenden Elementen nützlich zu sein. Um einen hohen AUL-Wert zu erzielen, ist es nur notwendig, daß die ausgebildete Hydrogelschicht zumindest eine minimale Permeabilität aufweist, so daß unter einem begrenzten Druck von 0,3 psi eine Gelblockierung nicht in wesentlicher Weise auftritt. Der Grad der Permabilität, die benötigt wird, um einfach die Gelblockierung zu vermeiden, ist viel geringer als der, der benötigt wird, um gute Flüssigkeitstransportfähigkeiten zu liefern. Hydrogel bildende absorbierende Polymere, die eine Gelblockierung vermeiden, können dennoch bei diesen anderen Eigenschaften der Handhabung der Flüssigkeit sehr unzulänglich sein.
Die Permeabilität/Fließleitfähigkeit dieser Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere kann durch ihre Salzflußleitwerte (SFC-Werte) definiert werden. Der SFC mißt die Fähigkeit eines Materials, salzige Flüssigkeiten zu transportieren, wie beispielsweise die Fähigkeit der Hydrogelschicht, die aus dem aufgequollenen Hydrogel bildenden absorbierenden Polymer gebildet ist, Körperflüssigkeiten zu transportieren. Ein gutes Beispiel eines Materials, das einen relativ hohen SFC-Wert aufweist, ist ein Blasvlies aus Zellstoffasern. Typischerweise wird ein Blasvlies aus Zellstoffasern (das beispielsweise eine Dichte von 0,15 g/cc aufweist) einen SFC-Wert von ungefähr 200 · 10&supmin;&sup7; cm³ sec/g aufweisen. Im Gegensatz dazu zeigen typische Hydrogel bildende absorbierende Polymere, wie Aqualic L-74 (das von der Nippon Shokubai Co., LTD hergestellt wird) und Nalco-1180 (das von der Nalco Chemical Co. hergestellt wird) SFC-Werte von höchstens 1 · 10&supmin;&sup7; cm³ sec/g. Somit würde es sehr wünschenswert sein, Hydrogel bildende absorbierende Polymere verwenden zu können, die sich im Hinblick auf den SFC mehr einem Blasvlies von Zellstoffasern nähern. Dies trifft um so mehr zu, wenn höhere lokalisierte Konzentrationen dieser Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere wirksam im absorbierenden Element verwendet werden sollen. (Höhere SFC-Werte spiegeln auch die Fähigkeit des sich ergebenden Hydrogels wieder, Körperflüssigkeiten unter normalen Anwendungsbedingungen aufzunehmen).
Ein anderes Problem bei der Verwendung von AUL-Werten, die gemäß den US-Patenten 5,147,343 und 5,149,335 gemessen werden, besteht darin, daß sie nicht alle der möglichen Druckwerte, die auf das Hydrogel bildenden absorbierenden Polymer in der absorbierenden Struktur ausgeübt werden können, widerspiegeln. Wie oben angemerkt wurde, so wird die AUL in diesen Patenten bei einem Druck von ungefähr 0,3 psi gemessen. Es wird angenommen, daß ein viel höherer Grenzdruck von ungefähr 0,7 psi besser den vollen Bereich der lokalisierten mechanischen Druckwerte (beispielsweise beim Sitzen, Schlafen, Hocken, Wickeln, elastischen Dehnungen, Beinbewegungen anderen Spannungen und Drehbewegungen) auf die absorbierende Struktur wiedergibt; siehe das US-Patent 5,147,345 (Young et al.), das am 15. September 1992 erteilt wurde. Zusätzlich können viele der absorbierenden Strukturen, die diese Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere umfassen, andere Komponenten, wie eine Aufnahmeschicht, die die anfänglich abgegebenen Körperflüssigkeiten aufnimmt, umfassen; siehe beispielsweise das US-Patent 4,673,402 (Weisman et al.), das am 16. Juni 1987 erteilt wurde, und das US-Patent 4,935,022 (Lash et al.), das am 19. Juni 1990 erteilt wurde. Diese Aufnahmeschicht kann Fasern, wie gewisse chemisch versteifte Fasern, die eine relativ hohe kapillare Saugkraft aufweisen, umfassen; siehe beispielsweise das US-Patent 5,217,445 (Young et al.), das am 8. Juni 1993 erteilt wurde. Um diese zusätzlichen Kapillardrücke, die die Flüssigkeitsaufnahme durch diese Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere beeinträchtigen können, zu berücksichtigen, ist es realistischer, die geforderte Absorptionsleistung bei einem höheren Druck von ungefähr 0,7 psi zu messen. Dies würde nicht nur die lokalisierten mechanische Druckwerte, die während der Anwendung ausgeübt werden, sondern auch die zusätzlichen Kapillardrücke, die sich aus anderen Komponenten (beispielsweise der Aufnahmeschicht), die in der absorbierenden Struktur vorhanden sind, ergeben, besser berücksichtigen.
Ein anderer Faktor, der betrachtet werden muß, um den vollen Vorteil der Permeabilität/Fließleitfähigkeit der Hydrogelschicht, die aus diesen absorbierenden Polymeren geformt wird, zu ziehen, ist die Naßintegrität des Gebiets oder der Gebiete im absorbierenden Element, die diese Polymere umfassen. Für Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere, die relativ hohe SFC-Werte aufweisen, ist es extrem wichtig, daß das oder die Gebiete, in denen Polymere vorhanden sind, eine gute Naßintegrität aufweisen. Unter "guter Naßintegrität" soll verstanden werden, daß das Gebiet oder die Gebiete, in denen das absorbierende Element die hohe Konzentration der Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere aufweist, eine ausreichende Integrität in einem trockenen, einem teilweise nassen und/oder durchnäßten Zustand aufweist, so daß die physikalische Kontinuität (und somit die Fähigkeit Flüssigkeit durch kontinuierliche, sich zwischen den Teilchen befindliche Lücken/Kapillaren aufzunehmen und zu transportieren) des Hydrogels, das durch das Aufquellen beim Vorhandensein der Körperflüssigkeiten gebildet wird, sogar wenn man normale Nutzungsbedingungen ansetzt, nicht wesentlich unterbrochen oder geändert wird. Während der normalen Benutzung werden absorbierende Kerne in absorbierenden Artikeln typischerweise Zug- und Drehkräften variierender Intensität und Richtung unterworfen. Diese Zug- und Drehkräfte umfassen das Bauschen im Schrittbereich, Dehn- und Drehkräfte, die auftreten, wenn die Person, die den absorbierenden Artikel trägt, geht, hockt, sich beugt und dergleichen. Wenn die Naßintegrität nicht angemessen ist, können diese Dehn- und Drehkräfte möglicherweise eine wesentliche Änderung und/oder Unterbrechung der physikalischen Kontinuität des Hydrogels bewirken, so daß seine Fähigkeit des Transports von Flüssigkeiten durch die kontinuierlichen Lücken und Kapillaren verschlechtert wird, das heißt, es kann sein, daß die Hydrogelschicht teilsweise getrennt oder ganz getrennt wird, daß Lücken in ihr ausgebildet werden, daß sie Gebiete aufweist, die wesentlich dünner geworden und/oder in eine Vielzahl wesentlich kleinerer Segmente zerbrochen wurden. Eine solche Änderung könnte die vorteilhaften Permeabilität/Fließleitfähigkeits- Eigenschaften des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers minimieren oder vollständig negieren.
Somit würde es wünschenswert sein, ein absorbierendes Element bereit stellen zu können, das folgendes umfaßt: (1) einen Bereich oder Bereiche, der oder die eine relativ hohe Konzentration des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers aufweisen, (2) mit Permeabilitäts/Fließleitfähigkeits-Eigenschaften, die mehr einem Blasvlies ähneln, (3), das leicht Flüssigkeiten sogar von Aufnahmeschichten mit einer hohen Kapillarsaugwirkung unter den typischen bei der Anwendung auftretenden Druckwerten aufnehmen kann, (4) in einer Matrix, die eine ausreichende Naßintegrität liefert, so daß ihre Fähigkeit für das Aufnehmen und Transportieren von Flüssigkeiten nicht wesentlich reduziert oder minimiert wird, sogar dann wenn sie den Druckwerten, die während der normalen Benutzung auftreten, unterworfen wird.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf absorbierende Elemente, die beim Einschließen von Körperflüssigkeiten, wie Urin, brauchbar sind. Diese absorbierenden Elemente umfassen mindestens einen Bereich, der ein Hydrogel bildendes absorbierendes Polymer in einer Konzentration von ungefähr 60 bis 100 Gewichtsprozent aufweist und eine kontinuierliche Gel- Flüssigkeitstransportzone liefert, wenn es sich in einem aufgequollenen Zustand befindet. Dieses Hydrogel bildende absorbierende Polymer besitzt:
(a) einen Salzflußleitfähigkeitswert (SFC-Wert) von mindestens ungefähr 30 · 10&supmin;&sup7; cm³ sec/g;
(b) einen Leistungs-unter-Druck-Kapazitätswert (Performance under Pressure capacity value, PUP-Kapazitätswert) von mindestens ungefähr 23 g/g unter einem Grenzdruck von 0,7 psi (5 kPa);
(c) ein Basisgewicht von mindestens ungefähr 10 gsm.
Zusätzlich weist das Gebiet, in dem das Hydrogel bildende absorbierende Polymer vorhanden ist, sogar dann wenn es den Bedingungen des normalen Gebrauchs unterworfen wird, eine ausreichende Naßintegrität auf, so daß die kontinuierliche Gelzone im wesentlichen ihre Fähigkeit, Körperflüssigkeiten durch die kontinuierliche Gelzone aufzunehmen und zu transportieren, beibehält.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht eines absorbierenden Artikels, die einen absorbierenden Kern gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht eines absorbierenden Artikels, die einen anderen absorbierenden Kern gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht eines absorbierenden Artikels, die einen anderen absorbierenden Kern gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht eines absorbierenden Artikels, die einen anderen absorbierenden Kern gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht eines absorbierenden Artikels, die im Vergleich zum Kern der Fig. 4 einen alternativen absorbierenden Kern zeigt.
Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht eines absorbierenden Artikels, der im Vergleich zum Kern der Fig. 4 und 5 einen anderen alternativen absorbierenden Kern zeigt.
Fig. 7 zeigt eine schematische Ansicht einer Vorrichtung für das Messen des Salzflußleitfähigkeitswertes (SFC-Wert) des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers.
Fig. 8 stellt eine vergrößerte Schnittansicht der Kolben/Zylinder-Anordnung, die in Fig. 7 gezeigt ist, dar.
Fig. 9 stellt eine Aufsicht auf den Boden des Kolbenkopfes der Kolben/Zylinder-Anordnung, die in Fig. 8 gezeigt ist, dar.
Fig. 10 stellt eine schematische Ansicht einer Vorrichtung für das Messen der Leistung unter-Druck-Kapazität (PUP-Kapazität) der Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere dar.
Fig. 11 stellt eine vergrößerte Schnittansicht der in Fig. 10 gezeigten Kolben/Zylinder-Anordnung dar.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

A. Definitionen

Der Ausdruck "Körperflüssigkeiten", wie er hier verwendet wird, umfaßt Urin, Menses und vaginale Ausscheidungen.
Der Ausdruck "Z-Dimension", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf die Dimension rechtwinklig zur Länge und Breite des Elements, des Kerns oder des Artikels.
Der Ausdruck "X-Y-Dimension", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf die Ebene rechtwinklig zur Dicke des Elements, des Kerns oder des Artikels. Die X-Y-Dimension entspricht gewöhnlicherweise der Länge und Breite des Elements, des Kerns oder des Artikels.
Der Ausdruck "absorbierender Kern", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf die Komponente des absorbierenden Artikels, die insbesondere für die Eigenschaften der Flüssigkeitshandhabung des Artikels verantwortlich ist, wobei diese Eigenschaften das Aufnehmen, das Transportieren, das Verteilen und das Speichern von Körperflüssigkeiten einschließen. Als solches umfaßt der absorbierende Kern typischerweise nicht die Decklage oder die Außenlage des absorbierenden Artikels.
Der Ausdruck "absorbierendes Element", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf Komponenten des absorbierenden Kerns, die typischerweise eine oder mehrere der Eigenschaften der Flüssigkeitshandhabung, beispielsweise die Flüssigkeitsaufnahme, die Flüssigkeitsverteilung, den Flüssigkeitstransport, die Flüssigkeitsspeicherung etc., liefern. Das absorbierende Element kann den gesamten absorbierenden Kern oder nur einen Teil des absorbierenden Kerns umfassen, das heißt, der absorbierende Kern kann ein oder mehrere absorbierende Elemente umfassen.
Die Ausdrücke "Gebiet(e)" oder "Zone(n)", wie sie hier verwendet werden, betreffen Teile oder Abschnitte des absorbierenden Elements.
Der Ausdruck "Lage" bezieht sich auf ein absorbierendes Element, dessen primäre Dimension die X-Y-Richtung ist, das heißt die Länge und Breite. Es sollte verständlich sein, daß der Ausdruck Lage nicht notwendigerweise auf einzelne Lagen oder Schichten von Material beschränkt ist. Somit kann die Lage Laminate oder Kombinationen mehreren Schichten oder Gewebe des erforderlichen Typs von Materialien umfassen. Somit umfaßt der Ausdruck "Lage" die Ausdrücke "Lagen" und "geschichtet".
Für die Zwecke dieser Erfindung sollte auch verständlich sein, daß der Ausdruck "oberer" sich auf absorbierende Elemente, wie Lagen, bezieht, die am nächsten zur Trägerin des absorbierenden Artikels liegen, und die typischerweise zur Decklage eines absorbierenden Artikels zeigen; umgekehrt bezieht sich der Ausdruck "unterer" auf absorbierende Elemente, die am weitesten weg von der Trägerin des absorbierenden Artikels sind und typischerweise zur Außenlage weisen.
Der Ausdruck "umfassend", wie er hier verwendet wird, bedeutet daß verschiedene Komponenten, Elemente, Schritte und dergleichen gemeinsam gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Somit umfaßt der Ausdruck "umfassend" die mehr beschränkenden Ausdrücke "bestehend im wesentlichen aus" und "bestehend aus", wobei diese letzten einschränkenderen Ausdrücke ihre übliche Bedeutung, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist, aufweisen.
Alle Prozentsätze, Verhältnisse, Proportionen, die hier verwendet werden, beziehen sich, sofern nichts anderes angegeben ist, auf das Gewicht.

B. Material und Komponenten des absorbierenden Elements

1. Hydrogel bildende absorbierende Polymere

a. Chemische Zusammensetzung

Die Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere, die in der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, umfassen eine Vielzahl von wasserunlöslichen aber durch Wasser aufquellbare Polymere, die große Mengen von Flüssigkeiten absorbieren können. Solche Polymermaterialien werden gewöhnlicherweise als "Hydrokolloide" oder "superabsorbierende" Materialien bezeichnet und sie können Polysaccharide, wie Carboxymethyl-Stärke, Carboxymethyl-Zellulose und Hydroxypropyl-Zellulose, nicht ionische Typen wie Polyvinylalkohol und Polyvinyläther, kationische Typen wie Polyvinylpyridin, Polyvinylmorpholinion und N,N-Dimethylaminoethyl oder N,N-Diethylaminopropyl-Acrylate und Methacrylate und die jeweiligen quartären Salze davon umfassen. Typischerweise haben die Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, eine Vielzahl von anionischen funktionellen Gruppen, wie Schwefelsäure und noch typischer Carboxygruppen. Beispiele von Polymeren, die für die Verwendung hier geeignet sind, umfassen solche, die aus polymerisierbaren, nicht gesättigten säurehaltigen Monomeren bereitet werden. Somit umfassen solche Monomere die olefinischen ungesättigten Säuren und Anhydride, die mindestens eine olefinische Kohlenstoff-Kohlenstoff Doppelbindung enthalten. Diese Monomere können insbesondere aus olefinischen ungesättigten Carboxylsäuren und Säureanhydriden, olefinisch ungesättigten Schwefelsäuren und Mischungen daraus ausgewählt werden.
Einige nicht saure Monomere können auch, gewöhnlicherweise in geringeren Mengen, bei der Bereitung der Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere eingeschlossen werden. Solche nicht sauren Monomere können beispielsweise wasserlösliche oder in Wasser dispergierbare Ester der Säure enthaltenden Monomere als auch Monomere, die überhaupt keine Carboxyl- oder Schwefelsäuregruppen enthalten, einschließen. Optionale nicht saure Monomere können somit Monomere einschließen, die die folgenden Typen von funktionalen Gruppen enthalten: Carboxylic-Säure- oder Schwefelsäureester, Hydroxylgruppen, Amidgruppen, Aminogruppen, Nitrilgruppen, quartäre Ammoniumsalzgruppen, Arylgruppen (beispielsweise Phenylgruppen, wie sie beispielsweise von einem Styrenmonomer abgeleitet werden). Diese nicht sauren Monomere sind wohl bekannte Materialien und sie sind detaillierter beispielsweise im US- Patent 4,076,663 (Masuda et al.), das am 28. Februar 1978 erteilt wurde, und im US-Patent 4,062,817 (Westerman), das am 13. Dezember 1977 erteilt wurde, beschrieben.
Olefinisch ungesättigte Carboxylsäure und Carbocylsäure-Anhydrid-Monomere umfassen die Acrylsäuren, die durch die Acrylsäure selbst, die Methacrylsäure, die Ethaycrylsäure, die α-Cyanoacrylsäure, die β-Methylacrylsäure (Crotonsäure), die α-Phenylacrylsäure, die β-Acrylosypropionsäure, die Sorbinsäure, die α-Chlorosorbinsäure, die Angelicasäure, die Zimtsäure, die p-Chlorzimtsäure, die β-Sterylacrylsäure, die Itaconsäure, die Citroconsäure, die Mesaconsäure, die Glutaconsäure, die Aconitsäure, die Maleinsäure, die Fumarsäure, Tricarboxyethylen- und Maleinsäureanhydride typisiert ist.
Olefinisch ungesättigte Schwefelsäuremonomere umfassen aliphatische oder aromatische Vinylschwefelsäure, wie Vinylschwefelsäure, Allylschwefelsäure, Vinyltoluenschwefelsäure und Styrenschwefelsäure; Arcyl- und Methacrylschwefelsäure, wie Sulfoethylacrylat, Sulfoethylmethacrylat, Sulfopropylacrylat, Sulfopropylmethacrylat, 2-Hydroxy-3- Methycryloxypropylschwefelsäure und 2-Acrylamid-2- Methylpropanschwefelsäure.
Bevorzugte Hydrogel bildende absorbierende Polymere für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung enthalten Carboxygruppen. Diese Polymere enthalten hydrolisierte Stärke-Acrylonitril-Graftkopolymere, teilweise neutralisierte hydrolisierte Stärke-Acrylonitril-Graftkopolymere, Stärkeacrylsäure- Graftcopolymere, teilweise neutralisierte Stärkeacrylsäure-Graftkopolymere, verseifte Vinylacetat-Acryl-Ester-Kopolymere, hydrolisierte Acrylonitril- oder Acrylamidkopolymere, leicht vernetzte Polymere aus irgend einem der vorangehenden Kopolymere, teilweise neutralisierte Polyacrylsäure und leicht vernetzte Polymere einer teilweise neutralisierten Polyacrylsäure. Diese Polymere können entweder allein oder in Form einer Mischung aus zwei oder mehr unterschiedlichen Polymeren verwendet werden. Beispiele dieser Polymermaterialien sind im US-Patent 3,661,875, im US-Patent 4,076,663, im US-Patent 4,039,776, im US-Patent 4,666,983 und im US-Patent 4,734,478 beschrieben.
Die am meisten bevorzugten Polymermaterialien für die Verwendung bei der Herstellung der Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere sind leicht vernetzte Polymere aus teilweise neutralisierten Polyacrylsäure und Stärkederivate davon. Am besten umfassen die Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere von ungefähr 50 bis ungefähr 95%, vorzugsweise ungefähr 75% neutralisierte, leicht vernetzte Polyacrylsäure (das ist Poly-(Natrium-Acrylat/Acryl-Säure)). Die Vernetzung hält das Polymer im wesentlichen wasserunlöslich und bestimmt zum Teil die Absorptionskapazität und die Eigenschaften des extrahierbaren Polymerinhalts der Hydrogel ausbildenden absorbierenden Polymere. Verfahren für das Vernetzen dieser Polymere und typische Vernetzungsmittel sind detaillierter im US-Patent 4,087,663 beschrieben.
Während das Hydrogel bildende absorbierende Polymer vorzugsweise von einem Typ (das heißt homogen) ist, können auch Mischungen aus Polymeren in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Beispielsweise können Mischungen aus Stärkeacrylsäure-Graftkopolymeren und leicht vernetzten Polymere der teilweise neutralisierten Polyacrylsäure in der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Die Hydrogel bildende absorbierende Polymere, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, können eine Größe, Form und/oder Morphologie aufweisen, die über einen weiten Bereich variieren. Diese Polymere können in Form von Teilchen, die kein großes Verhältnis der größten Abmessung zur kleinsten Abmessung aufweisen (beispielsweise Granulat, Flocken, Pulverteilchen, Partikelverknüpfungsaggregate (interparticle aggregates), vernetzte Partikelverknüpfungsaggregate und dergleichen) auftreten, und sie können in Form von Fasern, Lagen, Filmen, Schäumen und dergleichen auftreten. Die Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere können auch Mischungen mit niedrigen Pegeln eines oder mehrerer Zusatzstoffe, wie beispielsweise pulversisiertes Silica, grenzflächenaktive Stoffe, Klebstoffe, Bindemittel und dergleichen, enthalten. Die Komponenten in dieser Mischung können physikalisch und/oder chemisch in einer Form verbunden sein, so daß die Hydrogel bildende Polymerkomponente und der kein Hydrogel bildender Polymerzusatzstoff physisch nicht leicht getrennt werden können.
Die Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere können im wesentlichen nicht porös oder aber so ausgebildet werden, daß sie eine wesentliche innere Porosität aufweisen.
Für die oben beschriebenen Teilchen wird die Teilchengröße als die Dimension, die man durch die Siebgrößenanalyse bestimmt, definiert. Somit wird beispielsweise ein Teilchen, das von einem USA-Normtestsieb mit Öffnungen von 710 Mikrometern (beispielsweise Nr. 25 US-Serie der alternierenden Siebbezeichnung) zurückgehalten wird, so angesehen, daß es eine Größe von mehr als 710 Mikrometern aufweist. Ein Teilchen, das durch ein Sieb mit Öffnungen von 710 Mikrometern hindurch geht und auf einem Sieb mit Öffnungen von 500 Mikrometern (beispielsweise Nr. 35 US-Serie der alternierenden Siebbezeichnung) zurück gehalten wird, wird angesehen als ein Teilchen, das eine Teilchengröße zwischen 500 und 710 Mikrometern aufweist, und ein Teilchen, das durch ein Sieb mit Öffnungen von 500 Mikrometern hindurch geht, wird als ein Teilchen angesehen, das eine Größe von weniger als 500 Mikrometern hat. Die mittlere Massenpartikelgröße (mass median particle size) einer gegebenen Probe von Hydrogel bildenden absorbierenden Polymerteilchen wird als die Teilchengröße definiert, die die Probe auf der Basis der Masse halbiert, das heißt, eine Hälfte der durch das Gewicht getrennten Probe wird eine Teilchengröße von weniger als der mittleren Massengröße aufweisen, und eine Hälfte der Probe wird eine Teilchengröße von mehr als der mittleren Massengröße aufweisen. Ein genormtes Teilchengrößenaufzeichnungsverfahren (in dem das kummulierte Gewichtsprozent der Teilchenprobe, die durch ein Sieb mit vorgegebener Öffnung zurück gehalten oder hindurch gelassen wird, über der Sieböffnungsgröße auf einem Wahrscheinlichkeits-Netzpapier aufgezeichnet wird) wird typischerweise verwendet, um die mittlere Massenpartikelgröße zu bestimmen, wenn der 50% Massenwert nicht der Sieböffnung eines genormten amerikanischen Testsiebs entspricht. Diese Verfahren für die Bestimmung der Teilchengrößen von Hydrogel bildenden absorbierenden Polymerteilchen sind weiter im US-Patent 5,061,259 (Goldman et al.), das am 29. Oktober 1991 erteilt wurde, beschrieben.
Die Teilchen der Hydrogel bildende absorbierende Polymere, die bei der vorliegenden Erfindung nützlich verwendet werden können, weisen im allgemeinen eine Größe im Bereich von ungefähr 1 bis ungefähr 2000 Mikrometern, und vorzugsweise im Bereich von ungefähr 20 bis ungefähr 1000 Mikrometern auf. Die mittlere Massenteilchengröße wird sich im allgemeinen von ungefähr 20 bis ungefähr 1500 Mikrometern, vorzugsweise von ungefähr 50 Mikrometern bis ungefähr 1000 Mikrometer und am besten von ungefähr 100 bis ungefähr 800 Mikrometern erstrecken.
Innerhalb dieser Größenbereiche kann es vorteilhaft sein, entweder größere - oder kleinere Teilchen in Abhängigkeit davon, ob schnellere oder langsamere Absorptionsgeschwindigkeiten benötigt werden, zu wählen. Beispielsweise wird bei nicht porösen Teilchen die Aufquellrate im allgemeinen mit einer zunehmenden Teilchengröße abnehmen. Es kann auch vorteilhaft sein, größere oder kleinere Teilchen oder Schnipsel (Bruchstücke) einer kleineren Größe der größeren oder kleineren Teilchen der Polymermenge zu wählen, um die Gelschichtpermeabilität zu erhöhen (das heißt, den Salzflußleitfähigkeitswert (SFC-Wert) zu erhöhen. Es wurde bei den Teilchen einiger Hydrogel bildende absorbierende Polymere herausgefunden, daß Bruchstücke in einem kleineren Größenbereich, die im allgemeinen Teilchen mit einer größeren Größe innerhalb des spezifizierten Größenbereiches aufweisen, höhere SFC-Werte aufweisen, ohne eine signifikante Verschlechterung bei anderen Eigenschaften des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers, wie der Leistungs-unter-Druck- Kapazität (PUP-Kapazität) und dem Pegel des extrahierbaren Polymers zu bewirken. Somit kann es beispielsweise nützlich sein, ein Größenbruchstück zu verwenden, das eine mittlere Massengröße im Bereich von ungefähr 500 bis ungefähr 710 Mikrometern aufweist, wobei nur minimale Massenbruchteile der Teilchen Größen von entweder mehr als 710 Mikrometern oder weniger als ungefähr 500 Mikrometern aufweisen. Altrnativ kann es nützlich sein, einen breiteren Größenquerschnitt zu verwenden, in dem die Teilchen im allgemeinen eine Größe im Bereich von ungefähr 300 Mikrometern bis ungefähr 800 Mikrometern aufweisen.

b. Physikalische Eigenschaften

(1) . Salzflußleitfähigkeit (SFC)

Eine wichtige Eigenschaft der Hydrogel bildende absorbierende Polymere, die bei der vorliegenden Erfindung nützlich verwendet werden können, ist ihre Permeabilität oder Flußleitfähigkeit, wenn sie mit Körperflüssigkeiten aufgequollen sind, um eine Hydrogelzone oder Hydrogelschicht auszubilden. Diese Permeabilität oder Flußleitfähigkeit wird anhand des Salzflußleitfähigkeitswertes (SFC-Wert) des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers definiert. Die SFC mißt die Fähigkeit der ausgebildeten Hydrogelzone oder Hydrogelschicht, Körperflüssigkeiten unter bei der Verwendung auftretenden Druckbelastungen zu transportieren und zu verteilen. Es wird angenommen, daß wenn ein Hydrogel bildendes absorbierendes Polymer in hohen Konzentrationen in einem absorbierenden Element vorhanden ist, und dann aufquillt, um ein Hydrogel unter den bei der Verwendung auftretenden Druckbelastungen zu bilden, die Grenzen des Hydrogels in Kontakt miteinander kommen, und Zwischenräume im Gebiet hoher Konzentration im allgemeinen durch das Hydrogel begrenzt werden. Wenn dies auftritt, so wird angenommen, daß die Permeabilität oder die Flußleitfähigkeitseigenschaften dieses Gebiets im allgemeinen die Permeabilität oder Flußleitfähigkeitseigenschaften einer Hydrogelzone oder einer Hydrogelschicht, die aus dem Hydrogel bildenden absorbierenden Polymer alleine gebildet wird, widerspiegelt. Es wird weiter angenommen, daß das Erhöhen der Permeabilität dieser aufgequollenen hochkonzentrierten Gebiete auf Pegel, die sich konventionellen Aufnahme/Verteilungs-Materialien, wie Zellstoffussel, annähern oder diese übersteigen, ausgezeichnete Eigenschaften der Handhabung der Flüssigkeit für das absorbierende Element und den absorbierenden Kern liefern, und somit die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Auslaufens, insbesondere bei hohen Flüssigkeitsbelastungen, vermindert wird. (Höhere SFC-Werte spiegeln auch die Fähigkeit des ausgebildeten Hydrogels, Körperflüssigkeiten unter normalen Anwendungsbedingungen aufzunehmen, wider).
Der SFC-Wert von Hydrogel bildenden absorbierenden Polymeren, die in der vorliegenden Erfindung nützlich sind, beträgt mindestens ungefähr 30 · 10&supmin;&sup7; cm³ sec/g, vorzugsweise mindestens ungefähr 50 · 10&supmin;&sup7; cm³ sec/g und am besten mindestens ungefähr 100 · 10&supmin;&sup7; cm³ sec/g. Typischerweise liegen diese SFC-Werte in einem Bereich von ungefähr 30 bis ungefähr 1000 · 10&supmin;&sup7; cm³ sec/g, noch typischer in einem Bereich von ungefähr 50 bis ungefähr 500 · 10&supmin;&sup7; cm³ sec/g und am typischten in einem Bereich von ungefähr 100 bis ungefähr 350 · 10&supmin;&sup7; cm³ sec/g. Ein Verfahren für das Bestimmen des SFC-Werts dieser Hydrogel ausbildenden absorbierenden Polymere wird nachfolgend im Abschnitt über die Testverfahren beschrieben.

2. Leistung unter Druck (PUP)

Eine andere wichtige Eigenschaft der Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere, die für die vorliegende Erfindung nützlich sind, ist ihre geforderte Absorptionskapazität unter einem hohen Grenzdruck. Diese geforderte Absorptionskapazität wird in Form der Leistung unter-Druck-Kapazität (PUP- Kapazität) des Polymers definiert. Die PUP-Kapazität mißt die Fähigkeit einer Zone oder Schicht hohen Basisgewichts des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers, Körperflüssigkeiten unter dem im Anwendungsfall auftretenden Druckbelastungen zu absorbieren. Wenn ein Hydrogel bildendes absorbierendes Polymer in ein absorbierendes Element in einer hohen Konzentration eingeschlossen wird, so muß das Polymer große Mengen von Körperflüssigkeiten in einer vernünftigen Zeitdauer unter den im Anwendungsfall auftretenden Druckbelastungen absorbieren können. Ansonsten würde das absorbierende Element beim Absorbieren von Flüssigkeiten, das heißt beim Trennen der Flüssigkeit von den Aufnahmekomponenten, die eine temporäre Haltekapazität für diese Flüssigkeit liefern, weniger effektiv sein. Wenn dies auftritt, so wird angenommen, daß der absorbierende Kern eine ungenügende vorübergehende Haltekapazität für das Halten nachfolgender Schwälle der Körperflüssigkeit zeigt, so daß die Möglichkeit besteht, daß er vorzeitig leckt. Um auch eine hohe Speicherkapazität bei einem absorbierenden Kern bei minimalem Gewicht und minimaler Dicke zu liefern, muß das Hydrogel bildende absorbierende Polymer eine relativ hohe PUP-Kapazität aufweisen. Es wird also ein Hydrogel bildendes absorbierendes Polymer mit einer relativ hohen PUP-Kapazität benötigt, um ökonomische absorbierende Kerne bereit zu stellen.
Die Druckwerte bei der Anwendung, die auf das Hydrogel bildende absorbierende Polymer ausgeübt werden, umfassen sowohl mechanische Druckbelastungen (die beispielsweise durch das Gewicht und die Bewegungen des Benutzers, Kräfte beim Wickeln etc. ausgeübt werden) als auch Kapillardruckbelastungen (die sich beispielsweise durch die Aufnahmekomponenten im absorbierenden Kern, die temporär die Flüssigkeit halten, bevor sie durch das Hydrogel bildende absorbierende Polymer aufgenommen wird, ergeben). Es wird angenommen, daß ein Gesamtdruck von ungefähr 0,7 psi (5 kPa) die Summe dieser Druckbelastungen auf das Hydrogel bildende absorbierende Polymer widerspiegelt, wenn dieses Körperflüssigkeiten unter Anwendungsbedingungen absorbiert.
Die PUP-Kapazität der Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere, die in der vorliegenden Erfindung nützlich verwendet werden können, beträgt im allgemeinen mindestens ungefähr 23 g/g, vorzugsweise mindestens ungefähr 25 g/g und am besten mindestens ungefähr 29 g/g. Typischerweise liegen diese PUP-Kapazitätswerte im Bereich von ungefähr 23 bis ungefähr 35 g/g, noch typischer im Bereich von ungefähr 25 bis ungefähr 33 g/g und am typischsten im Bereich von ungefähr 29 bis ungefähr 33 g/g. Ein Verfahren für das Bestimmen des PUP-Kapazitätswertes dieser Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere wird nachfolgend im Abschnitt über die Testverfahren beschrieben.

(3). Extrahierbares Polymer

Eine andere wichtige Eigenschaft der Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere, die nützlich bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, ist der Pegel des extrahierbaren Polymermaterials, das darin vorhanden ist; siehe das US-Patent 4,654,039 (Brand et al.), das am 31. März 1987 erteilt wurde (erneut erteilt am 19. April 1988 als Re. 32,649). Viele Hydrogel bildende absorbierende Polymere enthalten signifikante Pegel extrahierbaren Polymermaterials. Dieses extrahierbare Polymermaterial kann durch Körperflüssigkeiten (beispielsweise Urin) aus dem sich ergebenden Hydrogel ausgelaugt werden, während der Zeit, in der solche Körperflüssigkeiten in Kontakt mit dem Hydrogel bildenden absorbierenden Polymer bleiben. Es wird angenommen, daß solches extrahierte Polymermaterial sowohl die chemischen Eigenschaften (beispielsweise die Osmolarität) als auch die physikalischen Eigenschaften (beispielsweise die Viskosität) der Körperflüssigkeit so ändert, daß die Flüssigkeit durch das Hydrogel langsamer absorbiert und chlechter gehalten wird. Diese mit dem Polymer verunreinigte Flüssigkeit wird auch schlechter durch das absorbierende Element transportiert. Eine solche Situation kann zu einem unerwünschten und vorzeitigen Auslaufen der Körperflüssigkeit aus dem absorbierenden Artikel führen. Somit ist es wünschenswert, Hydrogel bildende absorbierende Polymere zu verwenden, die niedrigere Pegel extrahierbaren Polymermaterials aufweisen.
Die Bedeutung, die wirksame Absorption/Zurückhaltung der Körperflüssigkeiten durch das aufgequollene Hydrogel bildende absorbierende Polymer oder den leichten Transport der Körperflüssigkeiten durch die Gebiete des absorbierenden Elements, die das aufgequollene Polymer enthalten, nicht negativ zu beeinflussen, wird insbesondere deswegen gesehen weil: (a) die Menge des Polymers im absorbierenden Element erhöht wird; (b) die Mengen der anderen absorbierenden Komponenten (beispielsweise Fasern) erniedrigt wird; und/oder (c) die begrenzte Konzentration des Polymers im absorbierenden Element erhöht wird. Somit wird beispielsweise angenommen, daß bei höheren begrenzten Konzentrationen des Hydrogelbildendenabsorbierenden Polymers im absorbierenden Element ein kleineres Volumen der Flüssigkeit in den Zwischenräumen (das heißt außerhalb des Hydrogels) vorhanden ist, um das extrahierbare Polymermaterial zu verdünnen, so daß es dazu neigt, seine Konzentration in diesen Zwischengebieten zu erhöhen. Dies verschlimmert die Wirkung des extrahierbaren Polymers auf die absorbierten Körperflüssigkeiten innerhalb dieser Zwischenräume.
Der negative Einfluß höherer Pegel des extrahierbaren Polymers auf die Absorption/Zurückhaltung der Flüssigkeit durch das Hydrogel bildende absorbierende Polymer und den Transport der Flüssigkeit durch die Zwischengebiete in der sich ergebende Hydrogelzone oder Hydrogelschicht kann auch anhand der PUP-Kapazität und den SFC-Werten ermittelt werden. Somit ist es für Hydrogel bildende absorbierende Polymere, die höhere Pegel extrahierbaren Polymermaterials aufweisen, nicht ungewöhnlich, daß sie einen PUP-Kapazitätwert, der mit der Zeit abnimmt (das heißt, der nach 225 Minuten niedriger ist als nach 60 Minuten), aufweisen. Es wird angenommen, daß diese Abnahme der Absorption/Zurückhaltung der Flüssigkeit über der Zeit zumindest teilweise eine Folge der höheren Pegel des extrahierbaren Polymers, das vorhanden ist, um die chemischen Eigenschaften der sich in den Zwischenräumen befindlichen Flüssigkeit zu ändern, ist. Es ist ebenso für ein Hydrogel bildendes absorbierendes Polymer, das höhere Pegel extrahierbaren Polymermaterials aufweist, nicht ungewöhnlich, daß es einen SFC-Wert aufweist, der zu Anfang niedriger ist, und der dann über der Zeit in einem größeren Maße ansteigt als bei einem vergleichbaren Hydrogel bildenden absorbierenden Polymer, das einen niedrigeren Pegel des extrahierbaren Polymers aufweist. Es wird angenommen, daß ein niedrigerer anfänglicher SFC-Wert beim besser extrahierbaren Polymermaterial sich zumindest teilweise aus einer höheren anfänglichen Viskosität der Flüssigkeit in den Zwischenräumen ergibt.
Somit liegt für die Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere, die in der vorliegenden Erfindung nützlich eingesetzt werden können, der bevorzugte Pegel des extrahierbaren Polymers bei ungefähr 15% oder weniger, noch besser bei ungefähr 10% oder weniger und am besten bei ungefähr 7% oder weniger des gesamten Polymers. Verfahren für die Bestimmung der Pegel des extrahierbaren Polymers in diesen Hydrogel bildenden absorbierenden Polymeren der Erfindung werden nachfolgend im Abschnitt über die Testverfahren beschrieben.

(4.) Porosität der Hydrogelzone oder Hydrogelschicht

Eine andere wichtige Eigenschaft der Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere, die bei der vorliegenden Erfindung nützlich eingesetzt werden können, ist die Porosität der Hydrogelzone oder Hydrogelschicht, die ausgebildet wird, wenn das Polymer in den Körperflüssigkeiten unter einem Grenzdruck aufquillt. Der Ausdruck "Porosität", wie er hier verwendet wird, bedeutet das Bruchteilsvolumen (dimensionslos), das nicht von festen Material eingenommen wird; siehe J. M. Coulson et al., Chemical Engineering, Band 2, 3. Auflage, Pergamon Press, 1978, Seite 126. Bei einer Hydrogelzone oder einer Hydrogelschicht, die vollständig aus einem Hydrogel bildenden absorbierenden Polymer ausgebildet wird, ist die Porosität das Bruchteilsvolumen der Zone/Schicht, das nicht durch das Hydrogel eingenommen wird. Bei einem Gebiet eines absorbierenden Elements, das das Hydrogel als auch andere Komponenten enthält, ist die Porosität das Bruchteilsvolumen des Gebietes (das auch als Zwischenraumvolumen oder Volumen der Zwischenraumgebiete bezeichnet wird), das nicht durch das Hydrogel oder andere feste Komponenten (beispielsweise Fasern) eingenommen wird. Die Porosität eines absorbierenden Gebietes ist gleich dem Verhältnis des Zwischenraumvolumens in diesem Gebiet zum Gesamtvolumen dieses Gebiets.
Die Porosität der Hydrogelzone oder Hydrogelschicht, die unter einem Grenzdruck von 0,3 psi gemessen wird, ist wichtig, da sie einen Einfluß auf die Permeabilität (das sind die SFC-Werte) der Hydrogelzone oder Hydrogelschicht hat. Eine höhere Porosität trägt in wesentlicher Weise zu einer höheren Permeabilität bei. Umgekehrt ist es weniger wahrscheinlich, daß eine Hydrogelzone oder eine Hydrogelschicht mit einer relativ niedrigen Porosität eine sehr hohe Permeabilität aufweist. Somit ist es erwünscht, daß die Hydrogelzone oder die Hydrogelschicht, die ausgebildet wird, wenn die Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere der vorliegenden Erfindung durch die Körperflüssigkeiten aufquellen, eine relativ hohe Porosität unter einem Grenzdruck von 0,3 psi aufweist.

(5). Gelvolumen

Eine andere Eigenschaft, die für die Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere, die in der vorliegenden Erfindung nützlich eingesetzt werden können, wichtig sein kann, ist das Gelvolumen. Der Ausdruck "Gelvolumen" eines Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers, wie er hier verwendet wird, ist definiert als die frei aufgequollene Absorptionskapazität, wenn das Aufquellen in einer übermäßigen Menge synthetischen Jayco-Urins stattfindet. Es liefert ein Maß der maximalen Absorptionskapazität des Polymers unter den Anwendungsbedingungen, bei denen die Druckbelastungen auf das Polymer relativ niedrig sind. Verfahren zur Bestimmung der Gelvolumen dieser Hydrogel bildenden Polymere werden nachfolgend im Abschnitt über die Testverfahren beschrieben.
Vorzugsweise weist das Hydrogel bildende absorbierende Polymer ein relativ hohes Gelvolumen auf. Dies gestattet es dem Polymer, eine größere Menge der Körperflüssigeiten unter Anwendungsbedingungen, bei denen die Druckbelastungen auf das Polymer gering sind, zu absorbieren. Vorzugsweise beträgt das Gelvolumen der Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere der vorliegenden Erfindung mindesten ungefähr 20 g/g, besser mindestens ungefähr 25 g/g und am besten ungefähr mindestens 30 g/g. Typischerweise liegen diese Gelvolumen im Bereich von ungefähr 20 bis ungefähr 100 g/g, noch typischer im Bereich von ungefähr 25 bis ungefähr 80 g/g und am typischsten im Bereich von ungefähr 30 bis ungefähr 70 g/g.

(6). Gelstärke

Eine andere Eigenschaft, die für die Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere, die in der vorliegenden Erfindung nützlich verwendet werden können, wichtig sein kann, ist die Gelstärke. Der Ausdruck "Gelstärke", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf die Neigung des Hydrogels, das aus dem absorbierenden Polymer geformt wurde, sich unter Belastungen bei der Anwendung zu deformieren oder zu "fließen". Die Gelstärke muß so bemessen sein, daß das Hydrogel sich nicht deformiert und in einem nicht akzeptierbaren Maß die freien Räume zwischen dem Hydrogel und den anderen Komponenten im absorbierenden Element füllt. Im allgemeinen wird eine Erhöhung der Gelstärke zu einer Erhöhung der Permeabilität und Porosität einer Hydrogelzone oder Hydrogelschicht, die aus dem Hydrogel bildenden absorbierenden Polymer ausgeformt wurde, führen. Ein Verfahren für das Bestimmen der Gelstärke der Hydrogel ausbildenden absorbierenden Polymere der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend im Abschnitt über die Testverfahren beschrieben.
Obwohl die Maximierung der Gelstärke nicht so kritisch ist, wie bei den anderen Eigenschaften, beispielsweise bei der SFC- und die PUP-Kapazität, so haben die Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere der vorliegenden Erfindung vorzugsweise doch eine relativ hohe Gelstärke. Das erhöht die Fähigkeit des ausgeformten Hydrogels, einer Verformung unter den Druckbelastungen bei der Anwendung zu widerstehen. Vorzugsweise beträgt die Gelstärke der Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere der vorliegenden Erfindung mindestens ungefähr 10.000 Dyn/cm², noch besser mindestens ungefähr 20.000 Dyn/cm² und am besten mindestens ungefähr 40.000 Dyn/cm².

c. Verfahren zur Herstellung

Das Hydrogel bildende absorbierende Basispolymer kann auf irgend eine konventionelle Weise ausgebildet werden. Typische und bevorzugte Verfahren für die Herstellung dieser Polymere sind im US-Reissue-Patent 32,649 (Brandt et al.), erteilt am 19. April 1988, im US-Patent 4,666,983 (Tsubakimoto et al.), erteilt am 19. Mai 1987, und im US-Patent 4,625,001 (Tsubakimoto et al.), erteilt am 25. November 1986, beschrieben.
Bevorzugte Verfahren für das Ausbilden des Hydrogel bildenden absorbierenden Basispolymers sind solche, die eine wässrige Lösung oder Lösungspolymerisationsverfahren verwenden. Wie im oben zitierten US-Reissue-Patent 32,649 beschrieben ist, umfaßt die Polymerisation einer wässrigen Lösung die Verwendung einer wässrigen Reaktionsmischung, um die Polymerisation auszuführen. Die wässrige Reaktionsmischung wird dann Polymerisationsbedingungen unterworfen, die ausreichen, um in der Mischung im wesentlichen wasserunlösliches, leicht vernetztes Polymer auszubilden. Die Masse des ausgebildeten Polymers kann dann pulverisiert oder in einzelne Teilchen geschnetzelt werden.
Insbesondere umfaßt das Polymerisationsverfahren einer wässrigen Lösung für das Herstellen des Hydrogel bildenen absorbierenden Polymers die Bereitung einer wässrigen Reaktionsmischung, in welcher die Polymerisation ausgeführt wird. Ein Element einer solchen Reaktionsmischung ist das eine Säuregruppe enthaltende Monomer, das die "Hauptkette" des zu produzierenden Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers bilden wird. Die Reaktionsmischung wird im allgemeinen ungefähr 100 Gewichtsteile des Monomers enthalten. Eine andere Komponente der wässrigen Reaktionsmischung umfaßt ein Vernetzungsmittel. Vernetzungsmittel, die nützlich beim Ausbilden des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers gemäß der vorliegenden Erfindung sind, sind detaillierter in oben zitierten US-Reissue-Patent 32,649, dem US-Patent 4,666,983 und dem US-Patent 4,625,001 beschrieben. Das Vernetzungsmittel wird im allgemeinen in der wässrigen Reaktionsmischung in einer Größe von ungefähr 0,001 Molprozent bis ungefähr 5 Molprozent; basierend auf der gesamten Molzahl des Monomers, das in der wässrigen Mischung vorhanden ist (ungefähr 0,01 bis ungefähr 20 Gewichtsteile, basierend auf den 100 Gewichtsteilen des Monomers), vorhanden sein. Eine optionale Komponente der wässrigen Reaktionsmischung umfaßt einen freien radikalen Initiator, der beispielsweise Peroxygenverbindungen, wie Natrium, Kalium und Ammoniumpersulfate, Caprylylperoxid, Benzoylperoxid, Hydrogenperoxid, Cumenhydroperoxid, tertiäres Butyldiperphthalat, tertiäres Butylperbenzoat, Natriumperacetat, Natriumpercabonat und dergleichen einschließt. Andere optionale Komponenten der wässrigen Reaktionsmischung umfassen verschiedene nicht saure Comonomere, die Ester der im wesentlichen ungesättigten, funktionale Säuregruppen enthaltende Monomere oder andere Comonomere, die überhaupt keine carboxylische oder sulfonische Säurefunktionalitäten enthalten, umfassen.
Die wässrige Reaktionsmischung wird Polymerisationsbedingungen unterworfen, die ausreichen, um in der Mischung im wesentlichen wasserunlösliche aber durch Wasser aufquellbare Hydrogel ausbildende absorbierende leicht vernetzte Polymere zu erzeugen. Die Polymerisationsbedingungen werden detaillierter auch in den drei oben zitierten Patenten diskutiert. Solche Polymerisationsbedingungen umfassen im allgemeinen das Erhitzen (thermale Aktivierungstechniken) auf eine Polymerisationstemperatur von ungefähr 0º bis ungefähr 100 ºC, besser von ungefähr 5º bis ungefähr 40ºC. Die Polymerisationsbedingungen, unter denen die wässrige Reaktionsmischung gehalten wird, können auch beispielsweise das Aussetzen der Reaktionsmischung oder von Teilen dieser Mischung irgend einer konventionellen Form einer Polymerisationsaktivierungsstrahlung umfassen. Eine Bestrahlung mit radiaktiver, elektronischer, ultravioletter oder elektromagnetischer Strahlung stellen alternative konventionelle Polymerisationstechniken dar.
Die funktionellen Säuregruppen des Hydrogel bildenden absorbierenden Poylmere, die in der wässrigen Reaktionsmischung ausgebildet werden, werden vorzugsweise auch neutralisiert. Eine Neutralisierung kann auf irgend eine konventionelle Art ausgeführt werden, die dazu führt, daß mindestens ungefähr 25 Molprozent und noch besser mindestens ungefähr 50 Molprozent des gesamten Monomers, das verwendet wird, um das Polymer auszubilden, ein Säuregruppen enthaltendes Monomer ist, das mit einem Salz ausbildenden Kation neutralisiert wird. Solche Salz ausbildenden Kationen umfassen beispielsweise Alkalimetalle, Ammonium, substituiertes Ammonium und Aminde, wie dies detaillierter im oben zitierten US-Reissue-Patent 32,649 beschrieben ist.
Während die aus Partikeln bestehenden Versionen des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers vorzugsweise unter Verwendung eines Polymerisationsprozesses einer wässrigen Lösung hergestellt werden, ist es auch möglich, den Polymerisationsprozeß unter Verwendung von Techniken einer Mehrphasenpolymerisation, wie einer inversen Emulsionspolymerisation oder inversen Suspensionpolymerisation auszuführen. Bei der inversen Emulsionspolymerisation oder der inversen Suspensionspolymerisation wird die vorher beschriebene wässrige Reaktionsmischung in Form kleiner Tröpfchen in einer Matrix eines nicht mit Wasser mischbaren inerten organischen Lösungsmittels, wie Cyclohexan in Suspension gebracht. Die sich ergebenden Teilchen des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers weisen eine im allgemeinen sphärische Form auf. Verfahren zur inversen Suspensionspolymerisation sind detaillierter im US-Patent 4,340,706 (Obayashi et al.), das am 20. Juli 1982 erteilt wurde, im US-Patent 4,506,052 (Flesher et al.), das am 19. März 1985 erteilt wurde, und im US-Patent 4,735,987 (Morita et al.), das am 5. April 1988 erteilt wurde, beschrieben.
Eine Oberflächenvernetzung der anfänglich ausgebildeten Polymere ist ein bevorzugtes Verfahren um Hydrogel bildende absorbierende Polymere, die relativ hohe SFC und PUP-Kapazitätswerte aufweisen, zu erhalten. Hydrogel bildende absorbierende Polymere, die eine Oberflächenvernetzung erfahren haben, haben im allgemeinen höhere Werte für SFC und PUP als solche, die einen vergleichbaren Pegel von "funktionellen" Vernetzungen aber keine Oberflächenvernetzung aufweisen. Ohne theoretisch festgelegt zu werden, wird angenommen, daß die Oberflächenvernetzung den Widerstand gegenüber einer Deformation der Hydrogel bildenden absorbierenden Polymeroberflächen erhöht, um somit den Grad des Kontaktes zwischen benachbarten Polymeroberflächen zu reduzieren, wenn das sich ergebende Hydrogel unter einem äußeren Druck verformt wird. Der Grad, mit dem die SFC- und PUP- Kapazitätswerte durch die Oberflächenvernetzung verbessert werden, hängt von den relativen Pegeln und der Verteilung der inneren Vernetzung und der Oberflächenvernetzung und den spezifischen Eigenheiten der Chemie und des Verfahrens der Oberflächenvernetzung ab.
Funktionelle Quervernetzungen sind solche, die elastisch aktiv sind und zu einer Erhöhung des Modulus des aufgequollenen Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers beitragen. Das Gelvolumen liefert im allgemeinen ein vernünftiges Maß des Gesamtpegels der "funktionellen" Vernetzung in einem Hydrogel bildenden absorbierenden Polymer, wenn man annimmt, daß die einzig signifikante Variable das Niveau der Vernetzung ist. Im allgemeinen hat das Gelvolumen eine umgekehrte Leistungsgesetz-Abhängigkeit auf den Pegel der Vernetzung. Ein zusätzliches Mittel für das Bestimmen der Gesamtpegel der funktionellen Querverbindungen umfaßt die Messungen des Schermoduls und des Elastizitätsmoduls des sich ergebenden Hydrogels, das durch das aufgequollene Polymer ausgebildet wird.
An der Oberfläche vernetzte, Hydrogel bildende absorbierende Polymere haben einen höheren Pegel einer Vernetzung in der Nähe der Oberfläche als im Inneren. Der Ausdruck "Oberfläche", wie er hier verwendet wird, beschreibt die nach außen weisenden Grenzen des Teilchens, der Faser etc. Bei porösen, Hydrogel bildenden absorbierenden Polymeren (beispielsweise porösen Teilchen etc.) können auch freie innere Grenzen eingeschlossen sein. Mit einem höheren Pegel der Vernetzung an der Oberfläche ist gemeint, daß der Pegel der funktionalen Querverbindungen des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers in der Nähe der Oberfläche im allgemeinen höher als der Pegel der funktionellen Querverbindungen im Inneren des Polymers ist.
Die Abstufung der Vernetzung von der Oberfläche zum Inneren hin kann sowohl in der Tiefe als auch im Profil variieren. Somit kann die Tiefe der Oberflächenvernetzung beispielsweise gering sein und einen relativ starken Übergang zu einem geringeren Grad der Vernetzung aufweisen. Alternativ kann beispielsweise die Tiefe der Oberflächenvernetzung einen wesentlichen Bruchteil der Abmessungen des Hydrogel ausbildenden absorbierenden Polymers einnehmen, wobei dann ein breiterer Übergangsbereich existiert.
In Abhängigkeit von der Größe, der Form, der Porosität als auch von funktionellen Erwägungen kann der Grad und der Gradient der Oberflächenvernetzung innerhalb eines vorgegebenen Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers variieren. Für als Teilchen ausgebildete Hydrogel bildende absorbierende Polymere kann die Oberflächenvernetzung mit der Partikelgröße, der Porosität etc. variieren. In Abhängigkeit von den Variationen im Oberflächenvolumenverhältnis innerhalb des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers (beispielsweise zwischen kleinen und großen Teilchen) ist es für den Gesamtpegel der Vernetzung nicht ungewöhnlich, wenn sich dieser innerhalb des Materials ändert (beispielsweise bei kleineren Teilchen größer ist).
Eine Oberflächenvernetzung wird im allgemeinen erzielt, nachdem die endgültigen Grenzen des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers im wesentlichen errichtet wurden (beispielsweise durch Schleifen, Extrudieren, Schaumbilden etc.). Es ist jedoch auch möglich, die Oberflächenvernetzung gleichzeitig mit der Schaffung der endgültigen Grenzen auszubilden. Weiterhin können sich einige zusätzliche Änderungen bei den Grenzen ergeben, sogar nachdem die Oberflächenvernetzung ausgeführt wurde.
Eine Anzahl von Verfahren für das Einführen von Oberflächenvernetzungen oder Oberflächenquerverbindungen sind im Stand der Technik beschrieben. Diese umfassen solche bei denen: (i) ein di- oder polyfunktionales Reaktionsmittel oder mehrere dieser Reaktionsmittel (beispielsweise Glycerol, 1,3- Dioxolan-2-eins, polyvalente Metallionen, polyquaternäre Amine), die mit existierenden funktionellen Gruppen im Hydrogel bildenden absorbierenden Polymer reagieren können, auf die Oberfläche des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers aufgebracht werden; (ii) ein di- oder polyfunktionales Reaktionsmittel, das mit anderen hinzugefügten Reaktionsmitteln und möglicherweise existierenden funktionellen Gruppen innerhalb des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers reagieren kann, wie um den Pegel der Vernetzung an der Oberfläche zu erhöhen, auf die Oberfläche aufgebracht (beispielsweise das Hinzufügen eines Monomer-Plus-Vernetzers und die Initiierung einer zweiten Polymerisationsreaktion) wird; (iii) keine zusätzlichen polyfunktionalen Reaktionsmittel hinzugefügt werden, sondern das oder die zusätzlichen Reaktionsmittel unter den existierenden Komponenten im Hydrogel bildenden absorbierenden Polymer entweder während oder nach dem primären Polymerisationsverfahren induziert werden, um somit einen höheren Pegel der Vernetzung an oder nahe der Oberfläche zu erzeugen (beispielsweise ein Erhitzen, um die Ausbildung einer Anhydrid- oder Exterquerverbindung zwischen existierenden Polymercarboxylsäure- und/oder Hydroxylgruppen zu induzieren, und Supensionspolymerisationsverfahren, in denen der Quervernetzer inhärent in höheren Pegeln nahe der Oberfläche vorhanden ist; und (iv) andere Materialien zur Oberfläche hinzu gefügt werden, um somit einen höheren Pegel der Vernetzung zu induzieren oder anderswie die Verformbarkeit des sich ergebenden Hydrogels zu vermindern. Kombinationen dieser Oberflächenvernetzungsverfahren können gleichzeitig oder nacheinander ebenfalls verwendet werden. Zusätzlich zu Vernetzungsreaktionsmitteln können andere Komponenten der Oberfläche hinzugefügt werden, um die Verteilung der Vernetzung zu unterstützen/zu steuern (beispielsweise die Verbreitung und das Eindringen der Oberflächenvernetzungsreaktionsmittel).
Allgemein geeignete Verfahren für das Ausführen der Oberflächenvernetzung von Hydrogel bildenden absorbierenden Polymeren gemäß der vorliegenden Erfindung sind im US-Patent 4,541,871 (Obayashi), das am 17. September 1985 erteilt wurde, in der veröffentlichten PCT-Anmeldung WO 92/16565 (Stanley), die am 1. Oktober 1992 veröffentlicht wurde, in der veröffentlichten PCT-Anmeldung WO 90/08789 (Tai), die am 9. August 1990 veröffentlicht wurde, in der veröffentlichten PCT-Anmeldung WO 93/05080 (Stanley), die am 18. März 1993 veröffentlicht wurde, im US-Patent 4,824,901 (Alexander), das am 25. April 1989 erteilt wurde, im US-Patent 4,789,861 (Johnson), das am 17. Januar 1989 erteilt wurde, im US-Patent 4,587,308 (Makita), das am 6. Mai 1986 erteilt wurde, im US-Patent 4,734,487 (Tsubakimoto), das am 29. März 1988 erteilt wurde, im US-Patent 5,164,459 (Kimura et al.), das am 17. November 1992 erteilt wurde, in der veröffentlichten deutschen Patentanmeldung 4,020,780 (Dahmen), die am 29. August 1991 veröffentlicht wurde, und in der veröffentlichten europäischen Patentanmeldung 509,708 (Gartner), die am 21. Oktober 1992 veröffentlicht wurde, beschrieben.
Die Hydrogel bildenden absorbierenden Polymerteilchen, die gemäß der vorliegenden Erfindung bereitet wurden, sind typischerweise im wesentlichen trocken. Der Ausdruck "im wesentlichen trocken" wird hier verwendet, um auszudrücken, daß die Teilchen einen Fluidgehalt, typischerweise einen Wasser- oder eine anderen Lösungsgehalt, von weniger als ungefähr 50%, vorzugsweise von weniger als ungefähr 20%, und am besten von weniger als ungefähr 10% des Gewichts der Teilchen aufweisen. Im allgemeinen liegt der Fluidgehalt der Hydrogel bildenden absorbierenden Polymerteilchen im Bereich von ungefähr 0,01% bis ungefähr 5% des Gewichts der Teilchen. Die einzelnen Teilchen können durch irgend ein konventionelles Verfahren, wie durch eine Erhitzung, getrocknet werden. Alternativ kann, wenn die Teilchen unter Verwendung einer wässrigen Reaktionsmischung ausgebildet werden, Wasser aus der Reaktionsmischung durch eine azeotropische Destillation entfernt werden. Die Polymer enthaltende wässrige Reaktionsmischung kann auch mit einem Entwässerungslösungsmittel, wie Methanol, behandelt werden. Komibnationen dieser Trocknungsverfahren können ebenfalls verwendet werden. Die entwässerte Masse des Polymers kann dann zerhackt oder pulverisiert werden, um im wesentlichen trockene Teilchen des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers zu bilden.

d. Spezielle Beispiele

Nachfolgend werden einige spezielle Beispiele der Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere, die für eine Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, angegeben.

Beispiel 1: Oberflächenbehandlung von Nalco 1180 mit Ethylencarbonat

Es wird ein aus an der Oberfläche nicht vernetzten Teilchen bestehendes, teilweise neutralisiertes Hydrogel bildendes Natriumpolyacrylatpolymer, das von der Nalco Chemical Co., Naperville I11 (Nalco 1180; Lot Nr. NCGLG3C920E) erhalten werden kann, verwendet, wobei es die Eigenschaften aufweist, die unter der Probe 1-1 in nachfolgender Tabelle 1 aufgelistet sind. Eine Teilmenge von 20,0 g dieses Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers wird gleichmäßig in zwei vorher gewogene 150 · 15 mm große Einweg-Petrischalen aus Polystyren aufgeteilt. Das Polymer in jeder der Petrischalen wird über den Boden ausgebreitet, so daß die Teilchen im allgemeinen nicht übereinander aufgetürmt sind. Eine PreVal Sprühpistole (Precision Valve Corp.; Yonkers, N. Y.) wird verwendet, um 2,0 g einer wässrigen Lösung von 50 Gewichtsprozent Ethylencarbonat (1,3-Dioxolan-2-eins; Aldrich cat. Nr. E2,625-8) auf den Teilchen abzulagern. Dies entspricht einer Hinzufügung eines Gewichts von 10% zum Ausgangspolymer. Ungefähr eine Hälfte der gesamten Applikation wird über freie Oberflächen der Teilchen in den beiden Petrischalen gesprüht. Dies bewirkt, daß die Teilchen im allgemeinen in einer blattartigen Struktur haften. Die Petrischalen werden bedeckt, umgedreht und so geneigt, daß die blattartige Struktur auf die umgekehrte Abdeckung der Petrischale überführt wird, und die Bodenflächen der Teilchen freigelegt werden. Teilchen, die am Boden der Petrischale haften, werden abgekratzt und in den umgekehrten Deckel überführt. Dann wird die zweite Hälfte der Applikation aufgebracht. Die umgekehrte Abdeckung der Petrischale wird dann durch den umgekehrten Boden der Petrischale abgedeckt. Das gesamte System (der Boden der Petrischale, der Deckel der Petrischale, das Hydrogel bildende Polymer und die aufgebrachte Ethylencarbonatlösung) wird gewogen. Das gesamte Gewicht der Ethylencarbonatlösung, die in beiden Petrischalen abgesetzt wurde, wird gravimetrisch durch die Differenz aus dem kombinierten Gewicht vor dem Sprühen bestimmt.
Das behandelte Hydrogel bildenden absorbierenden Polymer wird dann auf ein USA-Standard-Testsieb Nummer 20 (mit einer Öffnungsweite von 850 Mikrometern) übertragen. Die blattartige Struktur wird sanft mit einem geringen Druck und Verwendung eines Spachtels und einer Plastikschaufel getrennt, so daß die Masse des Polymers durch das Sieb hindurch geht und in einer Schale aufgefangen wird. Während dieses Verfahrens treten gewisse physikalische Verluste auf. Das teilchenförmige Polymer wird dann in ein austariertes Becherglas gegeben und mit einem Uhrglas bedeckt. Die Probe wird dann in einen Despatch LFD-Umluftofen, der auf eine Temperatur von 195ºC vorgeheizt wurde, gebracht. Sie wird nach einer Stunde daraus entfernt, in einen Trocknungskasten über Drierit plaziert, und nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur nochmals gewogen. Der prozentuale Gewichtsverlust aufgrund der Erhitzung liegt bei 12,2%.
Die sich ergebenden oberflächenbehandelten Polymerteilchen neigen dazu, aneinander zu kleben. Die Masse der Teilchen wird sanft mit einem Spachtel getrennt und zurück zum Sieb Nr. 20 gebracht. Die Masse der Teilchen geht nach einem vorsichtigen Rühren und Pressen durch das Sieb hindurch und wird in der Schale gesammelt. Einige zusätzliche kleine physikalische Verluste treten während dieses Verfahrens auf. Die oberflächenbehandelten Polymerteilchen werden dann in ein tarriertes Becherglas für ein Wiegen und eine Lagerung gebracht. Man erhält ein Produktgewicht von 17,4 Gramm.
Die Eigenschaften dieser oberflächenbehandelten Polymerteilchen (Probe 1-2) sind in nachfolgender Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1
(1) Mittelwert von drei Bestimmungen
(2) Basispolymer für die Bereitung der Probe 1-2 (vor der Oberflächenvernetzung)
(3) Die Absorptionszeit für Jayco SynUrin wird für diese Probe auf 16 Stunden ausgedehnt

Beispiel 2: Oberflächenbehandlung von Nalco 1180 mit Ethylencarbonat bei verschiedenen Konzentrationen

Das Verfahren zur Oberflächenbehandlung des Beispiels 1 wird mit zwei zusätzlichen Teilmengen von 20,0 g des teilchenförmigen Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers Nalco 1180 durchgeführt, wobei aber die Hinzufügung der wässrigen 50% Ethylencarbonatlösung variiert und die Ofentemperatur auf 185ºC vermindert wird. Wiederum wird jede der Teilmengen von 20,0 Gramm gleichförmig in zwei Petrischalen aus Polystyren für das Absetzen der Ethylencarbonatlösung aufgeteilt. Die oberflächenbehandelten Proben werden wiederum für eine Zeitdauer von einer Stunde erhitzt. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 2 gezeigt: Tabelle 2
(1) Mittelwert aus drei Bestimmungen

Beispiel 3: Handelsübliche Hydrogel bildende absorbierende Polymere

Die Eigenschaften gewisser teilchenförmiger teilweise neutralisierter Hydrogel bildenden Natriumpolyacrylatpolymere, die aus kommerziellen Quellen erhältlicht sind, und die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind in der Tabelle 3-1 und der Tabelle 3-2 gezeigt: Tabelle 3-1
(1) Stockhausen, Chemische Fabrik Stockhausen GmbH in Krefeld, Deutschland
(2) Nalco Chemical Company in Naperville, Illinois
(3) Chemdal Corporation in Palatine, Illinois Tabelle 3-2
(1) Mittelwert aus drei Bestimmungen

Beispiel 4: Ausgewählte Teilchengrößen der Hydrogel bildenden Polymere

Ausgewählte Teilchengrößen der teilchenförmigen teilweise neutralisierten Hydrogel bildenden absorbierenden Natriumpolyacrylatpolymere werden durch eine Größenfraktionierung der voluminösen Polymere durch USA- Normtestsiebe erhalten. Die Eigenschaften dieser fraktionierten Proben sind in der nachfolgenden Tabelle 4 gezeigt: Tabelle 4
(1) Mittelwert aus drei Bestimmungen
(2) Geschätzt aus dem Wert für die Ausgangsprobe (#3-2) * Der unfraktionierte Ausgangsstoff der Probe ist L-761f Lot Nr. 2T12, erhältlich von Nippon Shokubai aus Osaka, Japan. Das Ausgangspolymer hat die folgenden Eigenschaften: mittlere Massengröße: 390 Mikrometer, Gelvolumen: 41,4 g/g, extrahierbare Stoffe: 10 Gewichtsprozent, PUP-Kapazität: 29,4 g/g, SFC-Wert 18 · 10&supmin;&sup7; cm³ sec/g

2. Faserstoffe

Die absorbierende Teile der vorliegenden Erfindung können Faserstoffe enthalten, um Fasergewebe oder Fasermatrizen zu bilden. Fasern, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen natürlich vorkommende Fasern (modifziert oder nicht modifiziert) als auch synthetisch hergestellte Fasern. Beispiele geeigneter nicht modifizierter und modifizierter natürlich vorkommender Fasern umfassen Baumwolle, Espartogras, Zuckerrohr, Grannenhaar, Flachs, Seide, Wolle, Zellstoff, chemisch modifizierter Zellstoff, Jute, Reyon, Ethylzellulose und Zelluloseacetat. Geeignete synthetische Fasern können aus Polyvinylchlorid, Polyvinylfluorid, Polytetrafluorethylen, Polyvinylidenchlorid, Polyacrylen wie Orlon®, Polyvinylacetat, Polyethylvinylacetat, nicht löslichem oder löslichem Polyvinylalkohol, Polyolefine, wie Polyethylen (beispielsweise PULPEX®) und Polypropylenen, Polyamiden, wie Nylon, Polyestern wie DACRON® oder Kodel®, Polyurethanen, Polystyrenen und dergleichen hergestellt werden. Die verwendeten Fasern können nur natürlich vorkommene Fasern, nur synthetische Fasern oder irgend eine kompatible Kombination aus natürlich vorkommenden und synthetischen Fasern umfassen.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Fasern können hydrophil oder hydrophob sein, oder sie können aus einer Kombination aus hydrophilen und hydrophoben Fasern bestehen. Der Ausdruck "hydrophil", wie er hier verwendet wird, beschreibt Fasern oder Oberflächen von Fasern, die durch wässrige Fluide (beispielsweise wässrige Körperflüssigkeiten), die auf diesen Fasern abgesetzt sind, benetzbar sind. Hydrophilie und Benetzbarkeit werden typischerweise in Ausdrücken des Kontaktwinkels und der Oberflächenspannung der beteiligten Fluide und Feststoffe definiert. Dies wird im Detail in einer Veröffentlichung der American Chemical Society mit dem Titel "Contact Angle, Wettability and Adhesion", herausgegeben von Robert F. Gould (Copyright 1964) diskutiert. Eine Faser oder die Oberfläche einer Faser wird durch ein Fluid benetzt (das heißt, sie ist hydrohil), wenn entweder der Kontaktwinkel zwischen dem Fluid und der Faser oder dessen Oberfläche weniger als 90º beträgt, oder wenn das Fluids dazu neigt, sich spontan über der Oberfläche der Faser zu verteilen, wobei beide Bedingungen normalerweise gleichzeitig vorherrschen. Umgekehrt wird eine Faser oder die Oberfläche einer Faser als hydrohob betrachtet, wenn der Kontaktwinkel größer als 90º ist und die Flüssigkeit sich nicht spontan über der Oberfläche der Faser verbreitet.
Die spezielle Auswahl der hydrophilen oder hydrophoben Fasern wird von den Handhabungseigenschaften des Fluids und anderen Eigenschaften, die beim sich ergebenden absorbierenden Element gewünscht werden, abhängen. Beispielsweise kann für absorbierende Elemente, die verwendet werden sollen, um ein hydrophobes Deckvlies vollständig oder teilweise zu ersetzen, mindestens eines der absorbierende Elemente, typischerweise das Element, das mit dem Träger des absorbierenden Artikels in Berührung kommt, wünschenswerterweise hydrophobe Fasern umfassen. Die Verwendung von hydrophoben Fasern in mindestens einem der absorbierenden Elemente kann auch nützlich sein, wenn sich das Element, das die hydrophoben Fasern umfaßt, neben einer "atmungsaktiven" aber etwas flüssigkeitsdurchlässigen Außenlage des absorbierenden Artikels, wie bei Kindertrainingshosen, befindet, wobei das Element, das die hydrophoben Fasern umfaßt, eine flüssigkeitsundurchlässige Barriere bildet.
Für viele absorbierende Elemente gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Verwendung von hydrophilen Fasern bevorzugt. Dies gilt insbesondere für absorbierende Elemente, von denen gewünscht wird, daß sie wirksam abgegebene Körperflüssigkeiten aufnehmen, und die dann die aufgenommene Flüssigkeit schnell zu entfernteren Gebieten des absorbierenden Elements oder des absorbierenden Kerns übertragen und verteilen. Die Verwendung von hydrophilen Fasern ist insbesondere für solche absorbierende Elemente wünschenswert, die die Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere umfassen.
Geeignete hydrophile Fasern für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung umfassen Zellulosefasern, modifizierte Zellulosefasern, Reyon, Polyesterfasern, wie Polyethylenterephthalat (beispielsweise DACRON®), hydrophiles Nylon (HYDROFIL®) und dergleichen. Geeignete hydrophile Fasern können auch durch das Hydrophilieren hydrophober Fasern, wie mit einem oberflächenaktiven Stoff behandelten oder mit Silica behandelten thermoplastischen Fasern, die beispielsweise aus Polyolefinen abgeleitet sind, wie Polyethylen oder Polypropylen, Polyacrylen, Polyamiden, Polystyrene, Polyurethane und dergleichen, erhalten werden. Aus Gründen der Verfügbarkeit und der Kosten werden Zellulosefasern, insbesondere Zellstoffasern, für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung bevorzugt.
Geeignete Zellstoffasern können aus wohlbekannten chemischen Prozessen, wie Kraft-Prozessen und Sulfit-Prozessen erhalten werden. Es wird insbesondere bevorzugt, diese Holzzellstoffasern aus südlichen Weichhölzern herzustellen, da diese ausgezeichnete Absorptionseigenschaften aufweisen. Die Holzzellstoffasern können auch aus mechanischen Prozessen, wie durch das Schleifen von Holz, mechanischen Reinigungsanlagen, thermomechanischen, chemomechanischen und chemo-thermomechanischen Zellstoffprozessen gewonnen werden. Recycelte oder sekundäre Holzzellstoffasern als auch gebleichte oder ungebleichte Holzzellstoffasern können verwendet werden.
Einen wünschenswerter Rohstoff für hydrophile Fasern zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung, insbesondere für die absorbierenden Elemente, der sowohl eine Flüssigkeitsaufnahme als auch eine Flüssigkeitsverteilung bietet, bilden chemisch versteifte Zellulosefasern. Der Ausdruck "chemisch versteifte Zellulosefasern", wie er hier verwendet wird, bezeichnet Zellulosefasern, die mittels chemischer Mittel versteift wurden, um die Steifheit der Fasern sowohl unter trockenen als auch wässrigen Bedingungen zu erhöhen. Solche Mittel können das Hinzufügen eines chemisches Versteifungsmittels, das beispielsweise die Fasern bedeckt und/oder imprägniert, umfassen. Ein solches Mittel kann auch das Versteifen der Fasern durch das Ändern der chemischen Struktur, beispielsweise durch das Vernetzen von Polymerketten, einschließen.
Polymerversteifungsmittel, die die Zellulosefasern bedecken oder imprägnieren können, umfassen: kationisch modifizierte Stärken, die Stickstoff enthaltende Gruppen (beispielsweise Aminogruppen) aufweisen, wie sie von der National Starch and Chemical Corp., Bridgewater, NJ, USA erhältlich sind, Latexe, naßfeste Harze, wie Polyamidepichlorohydrinharz (beispielsweise Kymene® 557H, Hercules, Inc. Wilmington, Delaware, USA), Polyacrylamidharze, die beispielsweise im US-Patent 3,556,932 (Coscia et al), erteilt am 19. Januar 1971 beschrieben sind, kommerziell erhältliche Polyacrylamide, die von der American Cyanamid Co., Stamford, CT, USA unter dem Markennamen Parez® 631 NC vermarktet werden, Harnstofformaldehyde und Melaminformaldehydharze und Polyethyleniminharze. Eine allgemeine Abhandlung über naßfeste Harze, die bei der Papierherstellung verwendet werden und hier im allgemeinen anwendbar sind, kann in den TAPPI Monographien Seriennummer 29 "Wet Strength in Paper and Paperboard", Technical Association of the Pulp and Paper Industry (New York, 1965) gefunden werden.
Diese Fasern können auch durch eine chemische Reaktion versteift werden. Beispielsweise können Vernetzungsmittel auf die Fasern angewandt werden, die nach der Anwendung chemische Querverbindungen zwischen den Fasern ausbilden. Diese Querverbindungen können die Steifigkeit der Fasern erhöhen. Während die Verwendung von Querverbindungen zwischen den Fasern, um die Faser chemisch zu versteifen, bevorzugt wird, sollen andere Typen von Reaktionen für ein chemisches Versteifen der Fasern nicht ausgeschlossen werden.
Fasern, die durch Vernetzungsbindungen in individuellen Formen versteift wurden (das heißt die einzelnen versteiften Fasern als auch die Verfahren für ihre Herstellung) sind beispielsweise beschrieben im US-Patent 3,224,926 (Bernadin), das am 21. Dezember 1965 erteilt wurde, im US-Patent 3,440,135 (Chung), das am 22. April 1969 erteilt wurde, im US-Patent 3,932,209 (Chatterjee), das am 13. Januar 1976 erteilt wurde, und im US-Patent 4,035,147 (Sangenis et al.), das am 12. Juli 1977 erteilt wurde. Stärker bevorzugte versteifte Fasern sind im US-Patent 4,822,435 (Dean et al), das am 18. April 1989 erteilt wurde, im US-Patent 4,888,093 (Dean et al), das am 19. Dezember 1989 erteilt wurde, im US-Patent 4,898,642 (Moore et al.), das am 6. Februar 1990 erteilt wurde, und im US-Patent 5,137,537 (Herrow et al), das am 11. August 1992 erteilt wurde, beschrieben.
Bei den stärker bevorzugten versteiften Fasern umfaßt die chemische Verarbeitung eine Vernetzung zwischen den Fasern mit Vernetzungsmitteln, während sich solche Fasern in einem relativ dehydrierten, aufgefaserten (das heißt vereinzelten), verdrehten, gekräuselten Zustand befinden. Solche chemischen Versteifungsmittel sind typischerweise monomere Vernetzungsmittel, die in nicht einschränkender Weise C&sub2;-C&sub8; Dialdehyd, C&sub2;-C&sub8; Monoaldehyde, die eine saure Funktionalität aufweisen, und insbesondere C&sub2;-C&sub9; Polycarboxylsäuren umfassen. Diese Verbindungen können mit mindestens zwei Hydroxylgruppen in einer einzelnen Zellulosekette oder mit nahe beieinander liegenden Zelluloseketten in einer einzelnen Faser reagieren. Spezielle Beispiele solcher Vernetzungsmittel umfassen in nicht einschränkender Weise Glutaraldehyd, Glyoxal, Formaldehyd, Glyoxalsäure, Oxydisuccinicsäure und Zitronensäure. Die Wirkung der Venetzung unter diesen Bedinungen besteht darin, Fasern auszubilden, die versteift sind und die dazu neigen, ihre verdrehte, gekräuselte Konfiguration während der Verwendung in thermisch verbundenen absorbierenden Strukturen beizubehalten. Solche Fasern und Verfahren zur Herstellung dieser Fasern sind in den obigen Patenten beschrieben.
Die bevorzugten versteiften Fasern, die verdreht und gekräuselt sind, können unter Bezugnahme auf einen "Verdrehzählwert (twist count)" und einen "Kräuselfaktor (curl factor)" der Faser quantifiziert werden. Der Ausdruck "Verdrehzählwert", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf die Zahl der Verdrehungsknoten, die auf einer gewissen Länge der Faser vorhanden sind. Der Verdrehzählwert wird als ein Mittel für das Messen des Grades, mit dem eine Faser um ihre Längsachse gedreht ist, verwendet. Der Ausdruck "Verdrehungsknoten" bezieht sich auf eine im wesentliche axiale Rotation von 180º um die Längsachse der Faser, wobei ein Teil der Faser (das ist ein "Knoten") im Vergleich zum Rest der Faser dunkel erscheint, wenn diese unter einem Mikroskop im Durchlicht betrachtet wird. Der Verdrehungsknoten erscheint dunkel an Orten, an denen das Durchlicht durch eine zusätzliche Faserwand wegen der vorher erwähnten Rotation hindurch geht. Die Distanz zwischen den Knoten entspricht einer axialen Drehung von 180º. Die Anzahl der Verdrehungsknoten auf einer gewissen Länge der Fasern (das ist der Verdrehzählwert) zeigt direkt den Grad der Verdrehung der Faser, der einen physikalischen Parameter der Faser darstellt, an. Die Verfahren für die Bestimmung von Verdrehungsknoten und dem gesamten Verdrehzählwert sind im US-Patent 4,898,642 beschrieben.
Die bevorzugten versteiften Fasern werden einen mittleren Verdrehzählwert der trockenen Faser von umindestens ungefähr 2,7, vorzugsweise von mindestens ungefähr 4,5 Verdrehungsknoten pro Millimeter aufweisen. Weiterhin sollte der mittlere Verdrehzählwert der nassen Faser dieser Fasern vorzugsweise mindestens ungefähr 1,8 und vorzugsweise mindestens ungefähr 3,0 betragen, und sollte vorzugsweise um mindestens ungefähr 0,5 Verdrehungsknoten pro Millimeter niedriger sein als der mittlere Verdrehzählwert der trockenen Faser. Noch besser ist es, wenn der mittlere Verdrehzählwert der trockenen Faser mindestens ungefähr 5,5 Verdrehungsknoten pro Millimeter aufweist, und wenn der mittlere Verdrehzählwert der nassen Faser mindestens ungefähr 4,0 Verdrehknoten pro Millimeter aufweist, wobei er mindestens 1,0 Verdrehungsknoten pro Millimeter weniger als der mittlere Verdrehzählwert der trockenen Faser aufweisen soll. Am besten ist es, wenn der mittlere Verdrehzählwert der trockenen Faser mindestens ungefähr 6,5 Verdrehungsknoten pro Millimeter beträgt, und wenn der mittlere Verdrehzählwert der nassen Faser mindestens ungefähr 5,0 Verdrehungsknoten pro Millimeter beträgt, wobei er auch mindestens um 1,0 Verdrehungsknoten pro Millimeter kleiner als der mittlere Verdrehzählwert der trockenen Faser sein sollte.
Diese bevorzugten versteiften Fasern sind verdreht und sie sind zusätzlich gekräuselt. Eine Faserkräuselung kann als das bruchteilsmäßige Verkürzen der Faser durch Knicke, Verdrehungen und/oder Biegungen in der Faser beschrieben werden. Für die Zwecke dieser Erfindung wird die Faserkräuselung in Ausdrücken einer zweidimensionalen Ebene gemessen. Das Maß der Faserkräuselung kann durch Bezugnahme auf einen Faserkräuselfaktor quantifiziert werden. Der Faserkräuselfaktor, ein zweidimensionaler Meßwert der Kräuselung, wird durch das Betrachten der Faser in einer zweidimensionalen Ebene bestimmt. Um den Kräuselfaktor zu bestimmen, werden die projezierte Länge der Faser als die längste Dimension eines zweidimensionalen Rechtecks, das die Faser einschließt LR und die tatsächliche Länge der Faser LA beide gemessen. Der Faserkräuselfaktor kann dann nach der folgenden Gleichung berechnet werden:
Kräuselfaktor = (LA/LR) - 1.
Ein Bildanalyseverfahren, das verwendet werden kann, um LR und LA zu messen, ist im US-Patent 4,898,642 beschrieben. Vorzugsweise werden die versteiften Fasern einen Kräuselfaktor von mindestens ungefähr 0,30 haben, wobei es noch besser ist, wenn sie einen Kräuselfaktor von mindestens ungefähr 0,50 aufweisen.
Diese chemisch versteiften Zellulosefasern haben gewisse Eigenschaften, die sie in gewissen absorbierenden Elementen gemäß der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu nicht versteiften Zellulosefasern besonders vorteilhaft machen. Zusätzlich dazu, daß sie hydrophil sind, weisen diese versteiften Faser einzigartige Kombinationen der Steifheit und der Nachgiebigkeit auf. Dies gestattet es, daß thermisch verbundene absorbierende Strukturen, die aus diesen Fasern hergestellt werden, hohe Pegel der Absorptionsfähigkeit aufrecht halten, und daß sie hohe Pegel der Nachgiebigkeit und einer Ausdehnung, wenn sie benäßt werden, zeigen. Insbesondere gestattet die Nachgiebigkeit dieser versteiften Fasern, daß das absorbierende Element sein Kapillarstruktur beim Vorhandensein eines Fluids und von Druckkräften, auf die man nochmalerweise während der Benutzung stößt, besser beibehält, und daß es besser einem Zusammenbrechen widersteht.

3. Thermoplastische Materialien

Im Falle von thermisch verbundenen, absorbierenden Elementen gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Element zusätzlich zu den Fasern ein thermoplastisches Material enthalten. Beim Schmelzen wandert zumindest ein Teil dieses thermoplastischen Materials, typischerweise verursacht durch die Kapillargradienten zwischen den Fasern, zu den Kreuzungen der Fasern. Diese Kreuzungen werden zu Verbindungsstellen für das thermoplastische Material. Wenn das Element abgekühlt wird, so verfestigt sich das thermoplastische Material an diesen Kreuzungen, um Verbindungsstellen zu bilden, die die Matrix oder das Gewebe der Fasern in jeder der jeweiligen Schichten zusammen hält.
Unter den verschiedenen Wirkungen erhöht die Verbindung an diesen Faserkreuzungen das gesamte Kompressionsmodul und die Festigkeit des sich ergebenden thermisch verbundenen Elements. Im Falle von chemisch versteiften Zellulosefasern hat das Schmelzen und die Migration des thermoplastischen Materials auch die Wirkung, daß diese die mittlere Porengröße des sich ergebende Gewebes erhöhen, während die Dichte und das Basisgewicht des Gewebes so beibehalten werden, wie sie ursprünglich ausgeformt wurden. Dies kann die Flüssigkeitsaufnahmeeigenschaften des thermisch verbundenen Elements nach seinem anfänglichen Ausströmen durch die verbesserte Flüssigkeitsdurchlässigkeit, und nach aufeinanderfolgendem Ausströmereignissen durch die kombinierte Fähigkeit der versteiften Fasern, ihre Steifheit beim Benässen beizubehalten und der Fähigkeit des thermoplastischen Materials, an den Faserkreuzungen beim Benässen und bei einem Zusammenpressen im nassen Zustand, verbunden zu bleiben, verbessern. Im Netz behalten thermisch verbundene Gewebe aus versteiften Fasern ihr ursprüngliches Gesamtvolumen bei, wobei aber die Volumengebiete, die vorher durch das thermoplastische Material belegt wurden, offen werden, um somit die mittlere Kapillarporengröße zwischen den Fasern zu erhöhen.
Thermoplastische Materialen, die in der vorliegenden Erfindung nützlich sind, können in verschiedenen Formen, die Teilchen, Fasern oder Kombinationen aus Teilchen und Fasern einschließen, vorliegen. Thermoplastische Fasern stellen eine speziell bevorzugte Form dar, da sie vielfache Verbindungsstellen zwischen den Fasern ausbilden können. Geeignete thermoplastische Materialien können aus irgend einem thermoplastischen Polymer, das bei Temperaturen geschmolzen werden kann, die die Fasern, die das primäre Gewebe oder die Matrix jeder Schicht bilden, nicht übermäßig schädigt, hergestellt werden. Vorzugsweise wird der Schmelzpunkt dieses thermoplastischen Materials bei weniger als ungefähr 190ºC und vorzugsweise zwischen ungefähr 75ºC und ungefähr 175ºC liegen. In jedem Fall sollte der Schmelzpunkt des thermoplastischen Materials nicht niedriger als die Temperatur sein, bei der die thermisch verbundenen absorbierenden Strukturen, wenn sie in absorbierenden Artikeln verwendet werden, gelagert werden. Der Schmelzpunkt des thermoplastischen Materials liegt typischerweise nicht niedriger als bei ungefähr 50ºC.
Die thermoplastischen Materialien und insbesondere die thermoplastischen Fasern können aus einer Vielzahl thermoplastischer Polymere hergestellt werden, wobei diese Polyolefine, wie Polyethylen (beispielsweise PULPEX®) und Polypropylene, Polyester, Copolyester, Polyvinylacetate, Polyethylvinylacetate, Polyvinylchloride, Polyvinylidenchloride, Polyacryle, Polyamide, Copolyamide, Polystyrene, Polyurethane und Copolymere der vorangehenden Stoffe, wie Vinylchlorid/Vinylacetat und dergleichen umfassen. Eine bevorzugte thermoplastische Bindefaser sind die PLEXAFIL® Polyethylenmikrofasern (die von DuPont hergestellt werden), die auch als eine ungefähr 20% Mischung mit 80% Zellulosefasern, die unter dem Markennamen KITTYHAWK® (hergestellt von Weyerhaeuser Co.) verkauft werden, erhältlich ist. In Abhängigkeit von den gewünschten Eigenschaften des sich ergebenden thermisch verbundenen absorbierenden Elements umfassen geeignete thermoplastische Materialien hydrophobe Fasern, die hydrophil gemacht wurden, wie beispielsweise oberflächenbehandelte oder mit Silica behandelte thermoplastische Fasern, die beispielsweise aus Polyolefinen, wie Polyethylen oder Polypropylen, Polyacrylen, Polyamiden, Polystyrenen, Polyurethanen und dergleichen hergestellt sind. Die Oberfläche der hydrophoben thermoplastischen Faser kann durch die Behandlung mit einem oberflächenaktiven Stoff, wie einem nicht ionischen oder anionischen oberflächenaktiven Stoff, hydrophil gemacht werden, indem beispielsweise die Faser mit einem oberflächenaktiven Stoff eingesprüht wird, indem die Faser in einen oberflächenaktiven Stoff eingetaucht wird, oder indem der oberflächenaktive Stoff als Teil der Polymerschmelze beim Herstellen der thermoplatischen Faser eingeschlossen wird. Nach dem Schmelzen und der erneuten Verfestigung wird der oberflächenaktive Stoff dazu neigen, an den Oberflächen der thermoplastischen Faser zu verbleiben. Geeignete oberflächenaktive Stoff umfassen nicht ionische oberflächenaktive Stoffe, wie Brij® 76, das von ICI Americas, Inc. aus Wilmington, Delaware hergestellt wird, und verschiedene oberflächenaktive Stoffe, die unter dem Markennamen Pegosperse® von der Glyco Chemical Inc. aus Greenwich, Connecticut verkauft werden. Neben nicht ionischen oberflächenaktiven Stoffen können auch anionische oberflächenaktive Stoffe verwendet werden. Diese oberflächenaktiven Stoffe können auf die thermoplastischen Fasern in einem Maß von beispielsweise ungefähr 0,2 bis ungefähr 1 g pro Quadratzentimeter der thermoplastischen Faser aufgebracht werden.
Geeignete thermoplastische Fasern können aus einem einzelnen Polymer (Einkomponentenfasern) hergestellt werden, oder sie können aus mehr als einem Polymer (beispielsweise als Zweikomponentenfasern) hergestellt werden. Der Ausdruck "Zweikomponentenfasern", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf thermoplastische Fasern, die eine Kernfaser, die aus einem Polymer hergestellt ist, die in einer thermoplastischen Hülle, die aus einem anderen Polymer hergestellt ist, eingeschlossen ist, umfassen. Das Polymer, das die Hülle bildet, schmilzt oft bei einer anderen, typischerweise einer niedrigeren Temperatur als das Polymer, das den Kern bildet. Somit liefern diese Zweikomponentenfasern durch das Schmelzen des Polymers der Hülle eine thermische Verbindung, während die gewünschten Festigkeitseigenschaften des Polymers des Kerns beibehalten werden.
Geeignete Zweikomponentenfasern, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, können Hüllen/Kern-Fasern umfassen, die die folgenden Polymerkombinationen aufweisen: Polyethylen/Polypropylen, Polyethylvinylacetat/Polypropylen, Polyethylen/Polyester, Polypropylen/Polyester, Copolyester/Polyester und dergleichen. Speziell geeignete thermoplastische Zweikomponentenfasern, die hier verwendet werden können, sind solche, die einen Kern aus Polypropylen oder Polyester und eine Hülle aus einem niedriger schmelzenden Copolyester, Polyethylvinylacetat oder Polyethylen (beispielsweise DANAKLON®, CELBOND® oder CHISSO® Zweikomponentenfasern) aufweisen. Diese Zweikomponentenfasern können konzentrisch oder exzentrisch ausgebildet sein. Die Ausdrücke "konzentrisch" und "exzentrisch", wie sie hier verwendet werden, beziehen sich darauf, ob die Hülle eine Dicke aufweist, die im Querschnittsgebiet der Zweikomponentenfaser gleichförmig oder nicht gleichförmig ist. Exzentrische Zweikomponentenfasern können wünschenswert sein, wenn eine größere Druckfestigkeit bei einer geringen Faserdicke bereit gestellt werden soll. Geeignete Zweikomponentenfasern, die hier verwendet werden können, können entweder nicht gekräuselt (das heißt nicht gebogen) oder gekräuselt (das heißt gebogen) sein. Zweikompoentenfasern können durch typische Mittel der Textiltechnik, wie beispielsweise einem Stauchkammerverfahren oder der Zahnradtexturierung, gekräuselt werden, um eine vorherrschend zweidimensionale oder "flache" Kräuselung zu erhalten.
Im Falle von thermoplastischen Fasern kann ihre Länge in Abhängigkeit vom speziellen Schmelzpunkt und anderen gewünschten Eigenschaften dieser Fasern variieren. Typischerweise haben diese thermoplastischen Fasern eine Länge von ungefähr 0,3 bis ungefähr 7,5 cm, noch besser von ungefähr 0,4 bis 3,0 cm und am besten von ungefähr 0,6 bis ungefähr 1,2 cm. Die Eigenschaften dieser thermoplastischen Fasern, die den Schmelzpunkt einschließen, können auch durch das Variieren des Durchmessers (der Stärke) der Fasern eingestellt werden. Der Durchmesser der thermoplastischen Fasern wird typischerweise in entweder Denier (Gramm pro 9000 Meter) oder Decitex (Gramm pro 10000 Meter) definiert. Geeignete thermoplastische Zweikomponentenfasern können ein Decitex im Bereich von ungefähr 1,0 bis ungefähr 20, vorzugsweise von ungefähr 1,4 bis ungefähr 10 und am besten von ungefähr 1,7 bis ungefähr 3,3 aufweisen.
Das Kompressionsmodul dieser thermoplastischen Materialien und insbesondere der thermoplastischen Fasern kann auch wichtig sein. Das Kompressionsmodul der thermoplastischen Fasern wird nicht nur durch ihre Länge und ihren Durchmesser beeinflußt, sondern auch durch die Zusammensetzung und die Eigenschaften des Polymers oder der Polymere, aus denen sie hergestellt sind, die Form und die Konfiguration der Fasern (beispielsweise konzentrisch oder exzentrisch, gekräuselt oder nicht gekräuselt) und ähnlichen Faktoren. Unterschiede im Kompressionsmodul dieser thermoplastischen Fasern können verwendet werden, um die Eigenschaften und insbesondere die Dichteeigenschaften der jeweiligen absorbierende Elemente während der Herstellung des absorbierenden Kerns zu ändern.

4. Andere Komponenten und Materialien

Absorbierende Elemente gemäß der vorliegenden Erfindung können andere optionale Komponenten, die in den absorbierenden Geweben vorhanden sind, enthalten. Beispielsweise kann eine Verstärkungsgasze im absorbierenden Element oder zwischen den jeweiligen absorbierenden Elementen des absorbierenden Kerns angeordnet werden. Eine solche Verstärkungsgaze sollte eine Konfiguration ausbilden, die keine Grenzflächenbarrieren gegenüber dem Flüssigkeitstransport ausbildet, insbesondere wenn sie zwischen den jeweiligen absorbierenden Elementen des absorbierenden Kerns plaziert ist. Wenn die Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere in einem oder mehreren absorbierenden Elementen des absorbierenden Kerns vorhanden sind, kann das jeweilige absorbierende Element oder der gesamte absorbierende Kern auch mit einer flüssigkeitsdurchlässigen Schicht, wie einer Tissuepapierschicht, eingehüllt werden, um zu vermeiden, daß der Benutzer lose Teilchen des absorbierenden Polymers erkennt. Andere optionale Komponenten, die eingeschlossen werden können, sind Materialien zur Geruchskontrolle, Haftmittel, Fäkalmaterialien etc.
Absorbierende Elemente gemäß der vorliegende Erfindung können auch absorbierende Elemente auf Schaumbasis enthalten. Geeignete Schaumabsorptionsmittel umfassen solche Mittel, die im US-Patent 5,260,345 (DesMarais et al), das am 9. November 1993 erteilt wurde, und im US-Patent 5,147,345 (Young et al.), das am 15. September 1992 erteilt wurde, beschrieben wurden.

C. Absorbierende Elemente, die Hydrogel bildende absorbierende Polymere enthalten

1. Konzentration, Basisgewicht und Flüssigkeitshandhabungseigenschaften

Mindestens eines der absorbierenden Elemente gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt die vorher beschriebenen Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere mit oder ohne andere optionale Komponenten, wie Fasern, thermoplastischem Material etc. Diese absorbierenden Elemente, die diese absorbierenden Polymere umfassen, können als Flüssigkeitsspeicherelemente im absorbierenden Kern funktionieren. Die prizipielle Funktion solcher Flüssigkeitsspeicherelemente besteht darin, die abgegebene Körperflüssigkeit entweder direkt oder von anderen absorbierenden Elementen (beispielsweise Flüssigkeitsaufnahmeelementen oder Flüssigkeitsverteilungselementen) zu absorbieren, und dann solche Flüssigkeit zu speichern, sogar wenn Druckbelastungen ausgeübt werden, die sich in normaler Weise als Ergebnis der Bewegungen der Trägerin ergeben. Es sollte jedoch verständlich sein, daß solche Polymer enthaltenden absorbierenden Elemente andere Funktionen als die Flüssigkeitsspeicherung übernehmen können.
Ein wichtiger Aspekt dieser absorbierenden Elemente gemäß der vorliegenden Erfindung ist der, daß sie ein oder mehrere Gebiete enthalten, die eine hohe Konzentration dieser Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere aufweisen. Um relativ dünne absorbierende Artikel, die größe Mengen von Körperflüssigkeiten absorbieren und speichern können, zur Verfügung zu stellen, ist es wünschenswert, die Menge dieser Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere zu erhöhen und die Menge der anderen Komponenten, insbesondere der Faserkomponenten, zu erniedrigen. Um diese Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere in relativ hohen Konzentrationen verwenden zu können, ist es jedoch wichtig, daß diese Polymere eine relative Permeabilität unter Druckbelastung (das ist der SFC-Wert) als auch eine relativ hohe geforderte Absorptionskapazität unter einem relativ hohen Grenzdruck (das ist der PUP-Kapazitätswert) aufweisen. Es ist so, daß das Polymer, wenn es beim Vorhandensein von Körperflüssigkeiten aufquillt, eine passende Möglichkeit bietet, diese abgegebenen Körperflüssigkeiten aufzunehmen und dann diese Flüssigkeiten durch die kontinuierliche Gelflüssigkeitstransportzone oder Schicht zu anderen Gebieten des absorbierenden Elements und/oder dem absorbierenden Kern zu transportieren.
Beim Messen der Konzentration des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers in einem gegebenen Gebiet eines absorbierenden Elements wird der prozentuale Gewichtsanteil des Hydrogel bildenden Polymers relativ zum kombinierten Gewicht des Hydrogel bildenden Polymers und den anderen Komponenten (beispielsweise Fasern, thermoplastisches Material etc.), die im Gebiet, das das Polymer enthält, vorhanden sind, verwendet. Wenn man dies berücksichtigt, kann die Konzentration der Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere in einem gegeben Gebiet eines absorbierenden Elements gemäß der vorliegenden Erfindung im Bereich von ungefähr 60 bis 100%, vorzugsweise im Bereich von ungefähr 70 bis 100%, noch besser im Bereich von ungefähr 80 bis 100% und am besten im Bereich von ungefähr 90 bis 100% liegen.
Ein anderer wichtiger Aspekt ist das Basisgewicht des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers in einem gegeben Gebiet des absorbierenden Elements. Die Gelpermeabilität und die geforderten hohen Absorptionskapazitätseigenschaften dieses Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers beeinflussen die Absorptionsleistung des absorbierenden Elements und des absorbierenden Kerns bei gewissen minimalen Basisgewichtswerten des Polymers am meisten. Beim Messen des Basisgewichts des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers in einem gegebenen Gebiet eines absorbierenden Elements werden die Gramm des Polymers, das pro Quadratmeter des Gebiets (gsm) vorhanden ist, verwendet. Wenn man dies berücksichtigt, so beträgt das Basisgewicht des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers in einem gegebenen Gebiet des absorbierenden Elements gemäß der vorliegenden Erfindung mindestens ungefähr 10 gsm, vorzugsweise mindestens ungefähr 20 gsm, noch besser mindestens ungefähr 50 gsm und am besten mindestens ungefähr 100 gsm. Typischerweise bewegen sich diese Basisgewichtswerte im Bereich von ungefähr 10 bis ungefähr 1000 gsm, noch typischer im Bereich von ungefähr 50 bis ungefähr 800 gsm und am typischsten im Bereich von ungefähr 100 gsm bis ungefähr 600 gsm.
Wenn ein Hydrogel bildendes absorbierendes Polymer in ein absorbierendes Speicherelement in einer ausreichend hohen Konzentration und mit einem ausreichend hohen Basisgewicht eingefügt wird, so bringt das Aufquellen durch die Körperflüssigkeiten unter Druck die Grenzen des sich ergebenden Hydrogels innerhalb eines gegebenen Gebietes miteinander in Kontakt (das heißt, das Hydrogel in diesem Gebiet wird kontinuierlich). Innerhalb dieser expandierten/aufgequollenen Gebiete hoher Konzentration, sind die Leerräume und Kapillaren im allgemeinen durch das Hydrogel begrenzt, um somit eine kontinuierliche Gelflüssigkeitszone oder Schicht zu bilden. Bei diesen Gebieten wird angenommen, daß die Fluidpermeabilität sich der einer vergleichbaren Hydrogelschicht, die unter Druck aus dem Polymer allein ausgebildet wurde, nähert. Darüberhinaus verleiht diese Verwendung der vorher beschriebenen Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere, die relativ hohe SFC-Werte aufweisen, dieser kontinuierlichen Gelfluidtransportzonen oder Schichten eine höhere Permeabilität und somit gute Eigenschaften der Flüssigkeitsaufnahme und des Transports.

2. Naßintegrität des absorbierenden Elements und/oder des absorbierenden Kerns

Während der anfänglichen Flüssigkeitsaufnahme findet die Verwendung des absorbierenden Kerns in der direkten Umgebung des Schwalls statt. Es gibt mehrere Wege für die Verwendung des absorbierenden Kerns nach diesem anfänglichen Punkt der Flüssigkeitsaufnahme. Die Flüssigkeit kann sich über die Decklage bewegen und über einem großen Gebiet in den Kern eindringen. Dies ist keine gewünschte Situation, da diese Flüssigkeit sich in Kontakt mit der Haut befindet und leicht aus dem absorbierenden Artikel austreten kann. Gewisse Merkmale des absorbierenden Artikels, wie Barrierebeinmanschetten können dem abhelfen. Es wurden auch spezielle Flüssigkeitsaufnahmeelemente verwendet, um die Flüssigkeit unter die Decklage vor dem Eintritt in die Speichergebiete des absorbierenden Kerns zu bewegen. Trotz dieser Maßnahme zur Verbesserung der Flüssigkeitshandhabungsleistung, besteht dennoch ein Bedürfnis, so viel wie möglich seitliche (das ist die X-Y-Dimension) Fluidbewegung in den Speichergebieten des Kerns zu erzielen, was um so mehr gilt, je dünner die absorbierenden Kerne werden.
Die möglichen Verbesserungen bei der seitlichen Flüssigkeitsbewegung, die durch absorbierende Elemente, die die oben beschriebenen relativ hoch permeablen Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere umfassen, geboten werden, erfordern eine gewisse Größe einer physikalischen Kontinuität im Hydrogel enthaltenden Gebiet (das ist die kontinuierliche Gelfluidtransportzone oder Schicht), damit eine passende Flüssigkeitsbewegung durch kontinuierliche Zwischenräume und Kapillaren ermöglicht wird. Die Verwirklichung der Vorteile dieser hoch permeablen Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere wird durch absorbierende Elemente und absorbierende Kerne erleichtert, wobei die so gestaltet sind, daß sie das Auftreten von Unterbrechungen in den kontinuierlichen Gelfluidtransportzonen oder Schichten, die ausgebildet werden, wenn das Polymer durch Körperflüssigkeiten aufgequollen wird, reduzieren oder minimieren. Absorbierende Elemente und/oder Kerne, die solche Eigenschaften zeigen, werden hierin als Elemente, die eine gute Naßintegrität aufweisen, bezeichnen. Mit dem Ausdruck "gute Naßintegrität" ist gemeint, daß das Gebiet oder die Gebiete im absorbierenden Element, die die hohe Konzentration des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers aufweisen, eine ausreichende Integrität in einem trockenen, teilweise nassen und/oder nassem Zustand aufweisen, so daß die physikalische Kontinuität (und somit die Fähigkeit, Flüssigkeit durch kontinuierliche Zwischenräume und/oder Kapillaren aufzunehmen und zu transportieren) der kontinuierlichen Gelfluidtransportzone oder Schicht, die beim Aufquellen des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers beim Vorhandensein von Körperflüssigkeiten ausgebildet wird, nicht wesentlich unterbrochen oder geändert wird, sogar wenn das Element den normalen Nutzungsbedingungen unterworfen wird.
Während der normalen Benutzung werden absorbierende Kerne in absorbierenden Artikeln typischerweise Zug- und Drehkräften variierender Intensität und Richtung unterworfen. Diese Zug- und Drehkräfte umfassen ein Aufbauschen im Schrittbereich, Dehn- und Drehkräfte, wenn die Person, die den absorbierenden Artikel trägt, geht, nieder hockt, sich beugt und dergleichen. Wenn die Naßintegrität nicht passend ausgelegt ist, können diese Dehn- und Drehkräfte möglicherweise eine wesentliche Änderung und/oder Unterbrechung der physikalischen Kontinuität des Hydrogels verursachen, so daß seine Fähigkeit, Flüssigkeiten durch die kontinuierlichen Zwischenräume und Kapillaren zu transportieren, verrschlechtert wird, das heißt, die kontinuierliche Gelzone oder Schicht kann zum Teil oder vollständig getrennt werden, es können Lücken auftreten, es können Gebiete auftreten, die wesentlich dünner geworden sind und/oder die in eine Vielzahl wesentlich kleinerer Segmente aufgebrochen sind. Eine solche Änderung reduziert oder minimiert die vorteilhaften Permeabilitäts- und Flußleitfähigkeitseigenschaften, die durch das oben beschriebene Hydrogel bildende absorbierende Polymer gewährt werden.
Eine gute Naßintegrität kann gemäß der vorliegenden Erfindung durch verschiedene Gestaltungen, Konfigurationen, Zusammensetzungen etc. im absorbierenden Element, das die hohe Konzentration des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers aufweist, der anderen Komponenten im absorbierenden Kern (beispielsweise die Flüssigkeitsaufnahmeelemente), die anderen Komponenten im absorbierenden Artikel (beispielsweise die Decklage und/oder Außenlage) oder irgend eine Kombination dieser Komponenten erzielt werden. Diese umfassen
a. Modifikation der Komponenten im absorbierenden Element: Beispielsweise können Faserkomponenten im absorbierenden Element physikalisch, chemisch oder ansonsten modifiziert werden, um die Naßfestigkeit zu erhöhen. Die Faserkomponenten können auch modifiziert werden, damit sie sich gegenseitig verriegelnde Fasern, Teile von Fasern oder Unregelmäßigkeiten der Oberfläche die sich verzahnen oder ansonsten dem absorbierenden Element Integrität hinzufügen, vergleiche beispielsweise das US-Patent 4,935,022 (Lash et al), das am 19. Juni 1990 erteilt wurde, bieten. Das Hydrogel bildende absorbierende Polymer kann auch selbst modifziert werden, wie im Falle der faserförmigen Formen oder durch ein Verdrehen, ein Kräuseln, ein Einstellen der Faserlänge oder ein Einstellen der Oberflächeneigenschaften, die das Verzahnen bewirken oder dem absorbierenden Element ansonsten Integrität hinzu fügen, vergleiche US-Patent 4,861,539 (Allen et al), das am 29. August 1989 erteilt wurde, US- Patent 4,997,714 (Farrar et al.), das am 5. März 1991 erteilt wurde, US-Patent 4,962,172 (Allen et al), das am 9. Oktober 1990 erteilt wurde, und das US- Patent 5,147,956 (Allen et al.), das am 15. September 1992 erteilt wurde.
b. Anordnen des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers in speziellen Gebieten des absorbierenden Elements: Das absorbierende Element kann beispielsweise profilierte Konzentrationen des Polymers aufweisen, um so Gebiete, die wenig oder kein Polymer enthalten, zu liefern und somit den unterbrechenden Einfluß des geschwollenen Polymers auf die Naßintegrität zu minimieren, vergleiche das US-Patent 5,047,023 (Berg), das am 10. September 1991 erteilt wurde, die US-Anmeldung mit der Seriennummer 141,156 (Richards et al), die am 21. Oktober 1993 eingereicht wurde.
c. Hinzufügen von Faserkomponenten zum das Hydrogel bildende absorbierenden Polymer enthaltende absorbierende Element, die nicht durch Wasser plastifiziert werden: Diese Faserkomponenten können zur Integrität durch das Verwickeln beitragen, oder sie können durch ein geeignetes Erhitzen Bindungen zwischen den Fasern, beispielsweise durch ein thermisches Verbinden, ausbilden, insbesondere wenn thermoplastische Zweikomponentenfasern verwendet werden.
d. Die Verwendung von Haftmitteln: Diese umfassen Mikrofaserklebstoffe, Harze, die die Integrität beibehalten, wenn sie naß sich (beispielsweise naßfeste Harze), und Heißschmelzhaftmittel, beispielsweise elastische Heißschmelzhaftmittel.
e. die Verwendung von einem einzigen oder mehren blattartigen Komponenten oder Schichten, die ihre Integrität beibehalten, wenn sie naß sind: Es können beispielsweise eine oder mehrere durchlässige Vliesstoffschichten und/oder hoch naßfeste Tücher verwendet werden. Die Vliesstoffschichten oder Tücher können kontinuierlich oder nicht kontinuierlich im das Hydrogel bildenden absorbierenden Polymer enthaltenden absorbierenden Element angeordnet sein. Sie können an einer oder mehreren Komponenten des Polymer enthaltenden absorbierenden Elements oder an anderen Elementen des absorbierenden Kerns durch ein thermisches Verbinden oder durch Haftmittel für eine zusätzliche Integrität befestigt werden, wie das im US-Patent 4,798,603 (Meyer et al.), das am 17. Januar 1989 erteilt wurde, beschrieben ist.
f. Befestigung des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers an einer oder mehreren blattartigen Komponenten oder Schichten oder zwischen solchen Komponenten oder Schichten (beispielsweise durch Laminieren): Diese Schichten können behandelt werden, damit sie die passende Naßfestigkeit zeigen. Beispielsweise können die Gewebeschichten mit Wasser gemischt oder ansonsten so ausgebildet werden, daß sie kleine Mengen Feuchtigkeit absorbieren, um das Polymer zu befestigen. Nach dem Trocknen hat das laminierte absorbierende Element eine passende trockene Integrität und Stabilität, so daß das Polymer nicht lose vorliegt und nicht so leicht herausgeschüttelt werden kann. Beim Benässen zeigt das Element eine Naßintegrität durch die Naßfestigkeit der Gewebeschichten, die das Polymer umgeben. Das absorbierende Element kann auch so ausgebildet werden, daß das Polymer durch Kleben mit einem naßfesten Kleber oder anderswie in einer im Nassen stabilen Art in die Schicht oder die Gewebeschichten um den Umfang des Polymer enthaltendes Gebiets enthalten oder eingekapselt werden kann, um somit eine zusätzliche trockene und nasse Integrität zu liefern und das Herauswandern des Polymers aus der so geformten Tasche zu vermeiden. Alternativ kann das absorbierende Element so ausgebildet werden, daß das Polymer weiter in spezielle Gebiete eingekapselt oder eingeschlossen wird, oder daß es durch naßfeste Bindungen an speziellen Punkten oder Gebieten zwischen den Schichten des Gewebes gehalten wird, um so weiter die trockene und nasse Integrität des Elements zu verbessern und weiter das Herauswandern des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers aus dem Element zu verhindern; vergleiche US-Patent 4,935,022 (Lash et al), das am 19. Juni 1990 erteilt wurde, US-Patent 5,149,335 (Kellenberger et al.), das am 22. September 1992 erteilt wurde.

D. Absorbierende Kerne

Absorbierende Elemente gemäß der vorliegenden Erfindung, die hohe Konzentrationen Hydrogel bildender absorbierender Polymere umfassen, sind alleine oder in Kombination mit anderen absorbierenden Elementen in einer Vielzahl von absorbierenden Kernen nützlich. Diese anderen absorbierenden Elemente können solche Elemente umfassen, die für das anfängliche Aufnehmen der abgegeben Körperflüssigkeiten, bevor diese Flüssigkeiten zum Flüssigkeitsspeicherelement des absorbierenden Kerns verteilt werden, nützlich sind. Diese umfassen absorbierende Elemente, die mehrere Flüssigkeitshandhabungseigenschaften (beispielsweise die Flüssigkeitsaufnahme und die Flüssigkeitsverteilung) oder nur eine einzelne Flüssigkeitshandhabungseigenschaft (beispielsweise die Flüssigkeitsverteilung) bereit stellen. Diese anderen absorbierenden Elemente können auch niedrigere Konzentrationen der Hydrogelbildenden absorbierenden Polymere, die die vorher angegebenen physikalischen Eigenschaften aufweisen (beispielsweise relativ hohe SFC- und PUP-Kapazitätwerte, wie in B(1)(b) oben beschrieben wurde), umfassen, oder sie können Hydrogel bildende absorbierende Polymere, die verschiedene physikalische Eigenschaften aufweisen (beispielsweise niedrigere SFC- und/oder PUP-Kapazitätwerte) umfassen.
Ein geeigneter absorbierender Kern gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt: (1) einen oberen Aufbau, umfassend: (a) eine Aufnahmeschicht, die im wesentlichen frei vom Hydrogel bildenden absorbierenden Polymer ist, und (b) eine absorbierende Polymerschicht, die hauptsächlich ein erstes Hydrogel bildendes absorbierendes Polymer, das einen SFC-Wert von mindestens ungefähr 4 · 10&supmin;&sup7; cm³ sec/g, vorzugsweise von mindestens ungefähr 6 · 10&supmin;&sup7; cm³ sec/g, noch besser von mindestens 9 · 10&supmin;&sup7; cm³ sec/g und am besten von mindestens 15 · 10&supmin;&sup7; cm³ sec/g aufweist, und das in einer Menge von mindestens ungefähr 20 gsm vorhanden ist, umfaßt; und (2) einen unteren Aufbau, umfassend: (a) eine obere Schicht, die freie Räume für das Speichern und die erneute Verteilung der Körperflüssigkeiten aufweist, und (b) eine untere Schicht, die eine hohe Konzentration eines zweiten Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers, das mindestens die SFC- und PUP-Kapazitätwerte, die oben in B(1)(b) beschrieben wurden, aufweist, umfaßt, und wobei mindestens ungefähr 70% der gesamten Menge des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers, das sich in den oberen und unteren Schichten befindet, sich in der unteren Hälfte der kombinierten Dicke der oberen und unteren Schichten befindet, aufweist.
Ein solcher absorbierender Kern ist in Fig. 1 gezeigt. Fig. 1 zeigt einen Querschnitt eines absorbierenden Artikels, der mit 10 bezeichnet ist, wobei dieser eine Decklage 12, eine Außenlage 16 und einen absorbierenden Kern, der mit 20 bezeichnet ist, und der zwischen der Decklage 12 und der Außenlage 16 angeordnet ist, umfaßt. Wie in dieser Figur gezeigt ist, umfaßt der Kern 20 einen oberen Aufbau 24 und einen unteren Aufbau 28. Der obere Aufbau 24 umfaßt eine obere Aufnahme- und Verteilschicht 32 und eine Schicht 40, die das erste Hydrogel bildende absorbierende Polymer getrennt von der Aufnahmeschicht 32 durch eine Gewebeschicht 36, die zwei Falten in der Z-Richtung aufweist, umfaßt. Der untere Aufbau 28 umfaßt eine obere Faserschicht 44, eine untere Schicht 48, die das zweite Hydrogel bildende absorbierende Polymer umfaßt, und eine Gewebeschicht 52. Die Schichten 32 und 40 können getrennte Schichten sein, wie das in Fig. 1 gezeigt ist, oder sie können in einer einzigen Schicht ausgebildet sein und als eine Speichervorrichtung und als eine Vorrichtung für die erneute Verteilung dienen. Wie man aus Fig. 1 sieht, ist es nicht wesentlich, daß die Schichten sich gemeinsam erstrecken.
Die Aufnahmeschicht 32 des oberen Aufbaus 24 ist die obere effektive Schicht des absorbierenden Kerns und sie ist typischerweise im wesentlichen frei vom Hydrogel bildenden absorbierenden Polymer. Wenn das Hydrogel bildende absorbierende Polymer eingeschlossen ist, so sollte die Menge relativ niedrig gehalten werden, wobei die Schicht vorzugsweise im wesentlichen frei vom superabsorbierenden Material ist, zumindest in der oberen Schichthälfte 32 und im allgemeinen durch den größten Teil seiner Dicke; siehe US-Patent 5,217,445 (Young et al.), das am 8. Juni 1993 erteilt wurde, und die US- Patentanmeldung mit der Seriennummer 625,776 (Cook et al.), die am 17. Dezember 1990 eingereicht wurde, wobei diese durch Bezugnahme eingeschlossen werden. Die Schicht 32 kann aus Schaum oder einem anderen geeigneten porösen oder Kapillaren aufweisenden Material sein, wobei sie gewöhnlicherweise aus einem Fasermaterial ausgebildet wird. Das Fasermaterial kann ein Fasermaterial sein, das eine ausreichenden Belastbarkeit im nassen Zustand aufweist, das heißt, das ein zufriedenstellendes freies Volumen unter solchen Bedingungen beibehalten kann. Speziell bevorzugte Fasermaterialien für die Schicht 32 sind die chemisch versteiften Fasern, wie sie in B(2) oben beschrieben sind, wobei sie typischerweise in einer Menge von 50 bis 100% des Gewichts der Schicht 32 vorliegen.
Die Schicht 40 des oberen Aufbaus 24 kann integral mit dem unteren Teil der Schicht 32 ausgebildet sein, aber sie ist vorzugsweise eine getrennte Schicht und sie kann von der Schicht 32 durch ein Gewebe oder eine andere Komponente getrennt sein, wobei diese als eine Aufnahmebarriere für das Hydrogel bildende absorbierende Polymer dient. Es ist wichtig, daß die Schicht 40 es den Körperflüssigkeiten, die durch die Schicht 32 aufgenommen wurden, gestattet, schnell durch sie hindurch zu gehen und jenseits der Schicht 40 verteilt zu werden. Die Menge des ersten Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers in Schicht 40 sollte ausreichend sein, um eine Hydrogelschicht zu liefern, wenn sie durch die Absorption der Körperflüssigkeiten bei der Anwendung aufgequollen wird. Das erste Hydrogel bildende absorbierende Polymer liegt gewöhnlicherweise in Teilchenform vor und ist üblicherweise in einer Menge von mindestens ungefähr 20 gsm, noch typischer in einer Menge von ungefähr 50 gsm vorhanden. Im allgemeinen sollte die Schicht 40 nicht zu dick sein; normalerweise liegt die Menge des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers unter ungefähr 320 gsm und noch typischer unter ungefähr 200 gsm.
Der untere Aufbau 28 dient als Speicher und Wiederverteilungskomponente des Kerns 20 und umfaßt eine obere, gewöhnlicherweise faserförmige Schicht und eine Schicht des zweiten Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers. Die obere Schicht 44 des unteren Aufbaus 28 ist im allgemeinen faserförmig, aber sie kann auch aus Schaum oder einem anderen Kapillaren aufweisenden oder porösen Material ausgebildet werden, und sie kann aus denselben oder anderen Materialien wie die Schicht 32 ausgebildet werden.
Die obere Schicht 44 kann im wesentlichen oder vollständig frei vom Hydrogel bildenden absorbierenden Polymer sein. Es ist jedoch oft wünschenswert, daß die oberen und unteren Schichten 44 und 48 so ausgebildet werden, daß sie eine Fasermatrix liefern, in der mehr als die Hälfte und gewöhnlicherweise mindestens ungefähr 70% des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers in diesen Schichten sich in deren unterer Hälfte befindet. Beispielsweise befinden sich ungefähr 70 bis 100%, noch typischer ungefähr 75 bis ungefähr 90% des zweiten Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers in den unteren 50% der kombinierten Schichten 44 und 48. Es kann eine kleine Menge, beispielsweise bis zu ungefähr 30% des zweiten Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers, in der oberen Hälfte der kombinierten Schichten 44 und 48 vorhanden sein.
Das erste Hydrogel bildende absorbierende Polymer und manchmal auch das zweite Hydrogel bildende absorbierende Polymer ist als eine Schicht, die hauptsächlich das absorbierende Polymer umfaßt, vorgesehen. Mit "hauptsächlich" ist gemeint, daß mindestens ungefähr 50%, noch typischer mindestens ungefähr 70 oder ungefähr 80% der Schichten 40 oder 48 aus dem Hydrogel bildenden absorbierenden Polymer bestehen. Diese Schichten des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers können mit einer Stützschicht verbunden oder sonstwie von dieser gestützt werden. Die Verteilung innerhalb der Schichten 40 oder 48 kann gleichförmig sein, oder sie kann variiert werden, um beispielsweise ein Gestalt zu liefern, die in der Schicht streifenförmig oder profiliert ausgebildet ist; siehe beispielsweise das US-Patent 4,935,022 (Lash et al.) Die Schichten 40 oder 48 können ein Hydrogel bildendes absorbierenden Polymer, das in einer Stützschicht, wie einem Gewebe auf Zellulosebasis oder einem anderen Vliesmaterial, integriert oder verteilt ist, umfassen. Das Hydrogel bildende absorbierende Polymer kann in der Stützschicht durch ein Verbinden oder durch mechanische Mittel, wie Prägen oder Kalandern integriert werden. Alternativ können die Schichten 40 oder 48 im wesentlichen nur die Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere enthalten.
Zusätzliche Schichten können in den absorbierenden Kern 20 eingeschlossen werden, und es können, wie oben erwähnt wurde, Gewebeschichten eingeschlossen werden. Beispielsweise kann eine Gewebeschicht verwendet werden, um das erste Hydrogel bildende absorbierende Polymer und/oder das zweite Hydrogel bildende absorbierende Polymer einzukappseln.
Ein anderer geeigneter absorbierender Kern gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Mehrlagenstruktur, die vorzugsweise folgendes umfaßt: (1) eine Aufnahmeschicht; (2) eine Speicherschicht, deren absorbierende Schichten eine hohe Konzentration des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers, das die oben spezifizierten physikalischen Eigenschaften (die relativ hohe SFC- und PUP-Kapazitätwerte einschließen) aufweist, umfaßt, und die neben der Aufnahmeschicht angeordnet ist, und optional eine flüssigkeitsdurchlässige flüssigkeitsstabile dazwischen liegende Integritätsschicht, die zwischen der Aufnahmeschicht und der Speicherschicht angeordnet ist. Die Aufnahmeschicht und die Speicherschicht umfassen zumindestens einige gegen Feuchtigkeit (das ist Fluid) unempfindliche Fasern, wie gekräuselte synthetische Fasern, die die Naßintegrität dieser beiden Schichten erhöht und stabile Bindungen mit den anderen Komponenten des absorbierenden Kerns oder des absorbierenden Artikels bildet; siehe US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/153,739 (Dragoo et al.), die am 16. November 1993 eingereicht wurde, und US- Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/164,049 (Dragoo et al.), die am 8. Dezember 1993 eingereicht wurde, wobei diese durch Bezugnahme eingeschlossen werden.
Das Einschließen der gekräuselten synthetischen Fasern in die Aufnahmeschicht verbessert die Integrität, die Aufnahmerate, die Absorptionskapazität und die Nachgiebigkeit der Aufnahmeschicht. Die gekräuselten synthetischen Fasern liefern eine verbesserte Integrität zwischen den Schichten und in der Schicht. Das ergibt sich durch das Verzahnen der gekräuselten synthetischen Fasern in der Aufnahmeschicht und der Speicherschicht, und der Verfügbarkeit der gekräuselten synthetischen Fasern auf den Oberflächen dieser Schichten für das Ausbilden flüssigkeitsstabiler Bindungen mit den flüssigkeitsstabilen Komponenten des absorbierenden Kerns. Der absorbierende Kern liefert somit eine Vielzahl von Schichten, die verzahnende Matrizen von flüssigkeitsstabilen Fasern, die durch flüssigkeitsstabile Bindungen mit benachbarten flüssigkeitsstabilen Komponenten verbunden sind, umfassen. Der absorbierende Kern ist auch durch flüssigkeitsstabile Bindungen zwischen der Decklage und der Außenlage des absorbierenden Kerns verbunden, um ein Herausrutschen des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers zwischen der Decklage und der Außenlage zu verhindern (mit anderen Worten, ein Verrutschen innerhalb der Form des absorbierenden Artikels).
Ein solcher mehrlagiger Kern ist in Fig. 2 gezeigt. Fig. 2 zeigt einen Querschnitt eines absorbierenden Artikels, der mit 110 bezeichnet ist, wobei der eine Decklage 112, eine Außenlage 116 und einen absorbierenden Kern 120, der zwischen der Decklage 112 und der Außenlage 116 angeordnet ist, umfaßt. Wie in dieser Figur gezeigt ist, umfaßt der Kern 120 vorzugsweise eine Aufnahme/Verteil-Schicht ("Aufnahmeschicht") 130, eine Speicherkernschicht ("Speicherschicht") 132, die vorzugsweise unter der Aufnahmeschicht 130 angeordnet ist, und eine dazwischen liegende flüssigkeitsstabile Schicht (oder "Integritätsschicht") 134, die zwischen der Aufnahmeschicht 130 und der Speicherschicht 132 angeordnet ist, wobei sich alle in Flüssigkeitsverbindung miteinander verbinden. Die Aufnahmeschicht 130 kann jede geeignete Größe aufweisen und muß sich nicht über die gesamte Länge oder Breite der Speicherschicht 132 erstrecken. Die Aufnahmeschicht 130 kann beispielsweise in Form eines Streifens oder Fleckens ausgebildet sein. In der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist die Aufnahmeschicht 130 als einzelner Flecken (das ist ein Gewebe oder ein Blatt) eines Vliesmaterials gezeigt. Es sollte jedoch verständlich sein, daß die Aufnahmeschicht 130 nicht aus einem einzelnen Blatt bestehen muß.
Zusätzlich kann in anderen Ausführungsformen die Aufnahmeschicht, statt daß sie als getrennte Schicht, die auf der Speicherschicht 132 angeordnet ist, ausgebildet ist, als eine integrale Schicht (oder Komponente), die die Decklage einer laminierte Speicherschicht 132 umfaßt, ausgebildet sein. Im Hinblick darauf sollte es auch verständlich sein, daß der mehrlagige absorbierende Kern 120 als gesamter Kern verwendet werden kann, oder daß er als eine von mehreren Lagen bei einer mehrlagigen Kernkonstruktion verwendet werden kann. Der mehrlagige absorbierende Kern 120 kann auch ohne die Aufnahmeschicht 130 ausgebildet sein.
Die gesamte Aufnahmeschicht 130 ist vorzugsweise hydrophil, aber sie kann auch hydrophobe Komponenten aufweisen. Die Aufnahmeschicht 130 kann ein gewobenes Material, ein Vliesmaterial oder einen anderen geeigneten Typ eines Materials umfassen. Vorzugsweise umfaßt die Aufnahmeschicht 130 ein Vliesmaterial. Wenn die Aufnahmeschicht 130 ein Vliesmaterial umfaßt, so kann sie durch eine Anzahl unterschiedlicher Verfahren hergestellt werden. Diese umfassen in nicht einschränkender Weise Naßlegen, Aufbringung im Luftstrom, Aufbringung in der Schmelze, Ausbildung als Spinnvlies, Kardieren (dies umfaßt thermisch Verbinden, Verbinden mittels Durchluft, Verbinden mit Pulver, Verbinden mit Latex, Verbinden mit Lösungsmittel oder Verbinden mit dem Schmelzspinnverfahren). Die letzten Prozesse (Ausbildung als Spinnvlies und Kardieren) werden bevorzugt, wenn es gewünscht wird, die Fasern in der Aufnahmeschicht auszurichten, da es in solchen Prozessen leichter ist, die Fasern in einer einzigen Richtung auszurichten.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Aufnahmeschicht 130 mindestens einige Fasern, die flüssigkeitsstabile Bindungen bilden. Der Ausdruck "flüssigkeitsstabile Bindungen", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf Bindungen, die durch das Vorhandensein von Körperflüssigkeiten nicht beinflußt werden. Bevorzugte Fasern für das Ausbilden flüssigkeitsstabiler Bindungen sind synthetische Fasern, wobei gekräuselte synthetische Fasern speziell bevorzugt werden, da sie der Aufnahmeschicht 130 eine Weichheit und Nachgiebigkeit verleihen. Gekräuselte synthetische Fasern werden auch bevorzugt, weil sie sich verzahnen können, um die Aufnahmeschicht 130 mit einer erhöhten Integrität zu versehen. Die Aufnahmeschicht 130, die in Fig. 2 gezeigt ist, umfaßt vorzugsweise eine Mischung aus gekräuselten synthetischen Fasern und entweder natürlichen Fasern oder vernetzten Zellulosefasern.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Aufnahmeschicht 130 eine gemischte Schicht, die eine homogene im Luftstrom aufgebrachte Mischung von ungefähr 20% gekräuselten hydrophoben Polyethylenterephthalat-Fasern (PET-Fasern) und ungefähr 80% eines Filzes (airfelt) oder chemisch versteifter Zellulosefasern aufweist. Die PET-Fasern haben vorzugsweise ein Denier pro Faser von ungefähr 40, eine nicht gekräuselte Länge von ungefähr 0,5 Inch (ungefähr 1,3 cm), eine Kräuselfrequenz von ungefähr 6 Kräuseln pro linearem Inch (2,54 cm) und einen Kräuselwinkel von ungefähr 88º.
Während das bevorzugte Material für die gekräuselten Fasern in dieser Ausführungsform PET ist, können alternative Ausführungsformen ein nicht Wasser absorbierendes Material, das eine Naßsteifigkeit, die ähnlich PET ist, umfassen. Andere für die Verwendung als gekräuselte Fasern geeignete Materialien umfassen in nicht einschränkender Weise Polypropylen, Nylon, Polyethylen und Zweikomponentenfasern. Zusätzlich bewegt sich der Denier der Fasern vozugsweise im Bereich von ungefähr 1¹/&sub2; oder 2 dpf bis ungefähr 30 dpf. Die nicht gekräuselte Länge der Fasern bewegt sich vorzugsweise in Bereichen von ungefähr 0,25 Inch (ungefähr 0,6 cm) bis ungefähr 2 Inch (ungefähr 5 cm). Die Kräuselfrequenz beträgt vorzugsweise ungefähr 5 bis ungefähr 15 Kräusel pro linearem Inch. Der Kräuselwinkel liegt vorzugsweise in einem Bereich von ungefähr 60º bis ungefähr 100º. Die Menge der gekräuselten Fasern in der Aufnahmeschicht kann von ungefähr 5% bis ungefähr 90% gehen, und damit sie für die Verwendung in absorbierenden Einwegartikeln geeignet ist, bewegt sie sich im Hinblick auf die Kosten im Bereich von ungefähr 10% bis ungefähr 50% und am besten im Bereich von ungefähr 20% bis ungefähr 40%.
Die Aufnahmeschicht 130 kann während des Verfahrens zur Herstellung der Windel im wesentlichen unverdichtet bleiben. In alternativen Ausführungformen kann die Aufnahmeschicht 130 durch das Pressen auf Dichten, die bis zu ungefähr 4,8 g/ Kubikinch (ungefähr 0,3 g/cm³) oder mehr reichen, komprimiert werden.
Weitere Variationen können wünschenswert sein, wenn die Aufnahmeschicht 130 in gewissen Typen von absorbierenden Artikeln verwendet wird. In einer Ausführungsform wird es, wenn der absorbierende Artikel eine Damenbinde darstellt, bevorzugt, daß die Aufnahmeschicht 130 vorzugsweise ein Spinnvlies, das aus permanent benetzbaren Fasern besteht, umfaßt. Vorzugsweise ist die Aufnahmeschicht 130 ein PET-Spinnvlies mit einem Gewicht von 30 g/Yard² (35 g/m²). Spinnvliese dieses Typs werden von der Veratec Company in Walpole, Massachusetts hergestellt. Das Spinnvlies (spunlace nonwoven web) wird so ausgebildet, daß wegen einer bevorzugten Saugwirkung die meisten Fasern in einer einzigen Richtung, wie der Längsrichtung, ausgerichtet sind. Die Fasern dieser bevorzugten Aufnahmeschicht 130 sind vorzugsweise aus PET-Harz hergestellt und mit einer eigenen permanent benetzbaren Deckschicht, die als CELWET bekannt ist, beschichtet. Diese Fasern werden von der Hoechst Celanese Corporation in Charlotte, North Carolina hergestellt.
Eine optionale dazwischen liegende flüssigkeitsstabile Schicht 134 ist vorzugsweise zwischen der Aufnahmeschicht 130 und der Speicherschicht 132 angeordnet. Die Schicht 134 dient zwei Hauptzwecken: (1) als Stützsubstrat für die benachbarte Aufnahmeschicht 130 und die Speicherschicht 132, und (2) als eine Struktur, zu der flüssigkeitsstabile Bindungen mit den synthetischen Fasern in der Aufnahmeschicht 130 und der Speicherschicht 132 ausgebildet werden können. Die Schicht 134 behält vorzugsweise einen hohen Grad ihrer Integrität, wenn sie naß ist, und sollte keine Behinderung der Bewegung der Flüssigkeit von der Aufnahmeschicht 130 in die Speicherschicht 132 verursachen, und sie ist vorzugsweise auch flexibel, so daß die Flexibiltät des absorbierenden Artikels im wesentlichen durch das Vorhandensein der flüssigkeitsstabilen Schicht 134 nicht beeinträchtigt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Schicht 134 ein Polyester-Spinnvlies.
Ein kommerziell erhältliches Polyester-Spinnvlies, das für die Verwendung als flüssigkeitsstabile Schicht 134 geeignet ist, ist ein Material, das als REEMAY® 2055, das von Reemay Incorporated in Old Hickory, TN verkauft wird, bekannt ist. Diese Material hat ein Basisgewicht von ungefähr 0,55 oz./yd² (ungefähr 18,6 g/m²) und besteht aus Fasern mit einem dreikeuligen (tri-lobal) Querschnitt von 4 Denier pro Faser. Das REEMAY-Gewebe ist ähnlich dem Material, das in BOUNCE® Trockentüchern, die von der Procter & Gamble Company in Cincinnati, Ohio unter den US-Patenten 4,073,996; 4,237,155 und 5,094,761 hergestellt werden, enthalten ist. Ein Schlüsselfaktor bei der Auswahl des Polyestervlieses ist dessen Durchlässigkeit. Das REEMAY-Gewebe enthält auch Räume zwischen den Fasern, die eine ausreichende Größe haben, damit es ermöglicht wird, daß einige der Fasern in der Aufnahmeschicht 130 in die Speicherschicht 132 eindringen, und daß einige der Fasern in der Speicherschicht 132 in die Aufnahmeschicht 130 eindringen.
In alternativen Ausführungsformen kann die Schicht 134 aus anderen nicht Wasser absorbierenden Materialien, die Polyester ähnlich sind, bestehen. Beispiele für die Verwendung als Schicht 134 geeigneter Materialien umfassen in nicht einschränkender Weise Polypropylen, Nylon und Polyethylen. Zusätzlich kann in anderen Ausführungsformen die Schicht 134 statt synthetischen Materialien ein hoch naßfestes, gering dehnbares (von geringer Dehnbarkeit) Gewebe umfassen, das in einer Struktur vorgesehen wird, in der die Bindungen zwischen dem hoch naßfesten Gewebe und der benachbarten Aufnahmeschicht 130 und der Speicherschicht 132 fest bleiben, wenn sie naß sind.
In alternativen Ausführungsformen kann ein hoch naßfestes Haftmittel mit irgend einer der anderen Typen der flüssigkeitsstabilen Schichten 134, die in nicht einschränkender Weise das REEMAY® Material umfassen, verwendet werden. Zusätzlich kann in anderen alternativen Ausführungsformen die Schicht 134 aus einem Vliesmaterial, das durch einen anderen geeigneten Prozeß hergestellt wird, bestehen. In nochmals anderen Ausführungsformen kann die Schicht 134 aus einem anderen Material, bei dem es sich nicht um ein Vliesmaterial handelt, bestehen. Beispielsweise kann die Schicht 134 Heftgaze oder ein Netz umfassen.
Weiterhin kann der Ort der flüssigkeitsstabilen Schicht 134 im absorbierenden Kern in den verschiedenen Ausführungsformen variieren. Die Schicht 134 ist vorzugsweise zwischen der Aufnahmeschicht 130 und der Speicherschicht 132 angeordnet. In anderen Ausführungsformen kann die Schicht 134 jedoch neben anderen Flächen der Komponenten des mehrlagigen absorbierenden Kerns 120 angeordnet sein. Wenn weiter die Komponenten des mehrlagigen absorbierenden Kerns 120, wie die Aufnahmeschicht und die Speicherschicht, mehr als eine Schicht umfassen, so kann die flüssigkeitsstabile Schicht 134 zwischen den Schichten, die solche Komponenten bilden, angeordnet werden. In nochmals anderen alternativen Ausführungsformen kann die Schicht 134 mehr als eine Schicht umfassen. In diesem Fall könnten die zusätzlichen Schichten zwischen irgend welchen der Komponenten des absorbierenden Artikels eingeschoben werden.
In nochmals anderen alternativen Ausführungsformen kann die flüssigkeitsstabile Schicht 134 eliminiert werden, wobei die synthetischen Fasern in der Aufnahmeshicht 130 und der Speicherschicht 132 direkt miteinander verbunden werden können. In diesen späteren Ausführungsformen werden die gegen Feuchtigkeit unempfindlichen Fasern in der Aufnahmeschicht 130 mit anderen gegen Feuchtigkeit unempfindlichen Fasern, den synthetischen Fasern in der Speicherschicht 132, verbunden.
Die Speicherschicht 132 ist vorzugsweise zwischen der Aufnahmeschicht 130 und der Außenlage des absorbierende Artikels angeordnet. Die Speicherschicht 132 bietet das Mittel für das Absorbieren und Halten der Körperflüssigkeiten und ist im allgemeinen zumindest leicht nachgiebig komprimierbar (aber vorzugsweise nicht kollabierbar), anpaßungsfähig und reizt die Haut der Benutzerin nicht. Diese Speicherschicht 132 kann als "gemischte" Schicht bezeichnet werden. Die Speicherschicht 132 umfaßt ein Gewebe oder einen Ballen von Fasern, vorzugsweise in Form einer homogenen Mischung der Fasern. Die gemischte Speicherschicht 132 besteht aus mindestens zwei Gruppen (oder Typen) von Fasern. Diese umfassen eine erste Gruppe (oder Typ) von Fasern und eine zweite Gruppe (oder Typ) von Fasern. Die erste Gruppe der Fasern umfaßt relativ kurze hydrophile Fasern mit einem niedrigen Denier. Die zweite Gruppe der Fasern umfaßt ungefähr 5% vorzugsweise mindestens ungefähr 10 oder 20% bis ungefähr 90% der Fasern in der Speicherschicht gegen Feuchtigkeit unempfindliche längere synthetische Fasern mit einem höheren Denier. (Der Prozentsatz der Fasern in der Speicherschicht 132 bezieht sich auf das relative Gewicht der Fasern allein und umfaßt nicht das Gewicht irgend eines Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers). Das Mischungsverhältnis der beiden Gruppen der Fasern kann variiert werden, um die speziellen Eigenschaften, die für die unterschiedlichen Typen der absorbierenden Artikel gewünscht werden, zu erzeugen. Diese Komponenten und die Eigenschaften der Speicherschicht 132 werden nachfolgend detaillierter diskutiert.
Die Fasern in der ersten Gruppe der Fasern können verschiedene Länge und Denier aufweisen, vorausgesetzt daß diese Eigenschaften der Fasern kleiner als die der Fasern in der zweiten Gruppe von Fasern sind. Die Fasern in der ersten Gruppe der Fasern weisen vorzugsweise eine Länge von weniger oder gleich ungefähr ¹/² Inch (ungefähr 1,3 cm), noch besser von weniger oder gleich ungefähr ¹/&sup4; Inch (ungefähr 0,6 cm) auf. Die Fasern in der ersten Gruppe der Fasern haben vorzugsweise ein Denier pro Faser (oder pro Filament) von weniger oder gleich ungefähr 15, besser von weniger oder gleich ungefähr 10, und am besten von weniger oder gleich ungefähr 2.
Die erste Gruppe der Fasern kann natürliche Fasern, wie Baumwolle oder Zellulose umfassen. Die zellulosefasern können in Form von zerkleinerten Holzzellstoffasern, die als Airfelt bekannt sind, vorliegen. Die erste Gruppe der Fasern kann alternativ oder zusätzlich synthetische Fasern umfassen, die in nicht einschränkender Weise PET, Polypropylen, Polyethylen, Reyon, chemisch thermisch mechanische Pulpe (oder "CTMP" oder "TMP"), Holzschliff oder vernetzte Zellulosefasern umfassen. Die Fasern in der ersten Gruppe der Fasern sind entweder inhärent hydrophil, oder sie können durch eine Behandlung, wie sie vorher beschrieben wurde, hydrophil gemacht werden.
Die Leistung wird durch das Auswählen relativ steifer Fasern, die einen wesentlichen Teil ihrer Druckfestigkeit beibehalten, wenn sie benäßt werden, als Fasern der ersten Gruppe verbessert. (Das heißt, die Fasern sollten ein hohes Kompressionsmodul aufweisen). Vorzugsweise sind beide ausgewählte Fasern unter nassen und trockenen Bedingungen druckfest und sie sind naß und trocken nachgiebig (das heißt, sie neigen dazu, einem Druck zu widerstehen, und sie springen zurück, wenn sie komprimiert werden). Chemisch versteifte Fasern werden aufgrund dieser Kriterien besonders bevorzugt.
Die Fasern in der zweiten Gruppe der Fasern sind im allgemeinen länger als die Fasern in der ersten Gruppe der Fasern. Die Fasern in der zweiten Gruppe der Fasern sollten auch ein hohes Kompressionsmodul aufweisen und sie sollten ein relativ hohes Modul beibehalten, wenn sie benetzt werden. Die Fasern in der zweiten Gruppe der Fasern sollten auch im nassen und trockenen Zustand nachgiebig sein. Geeignete Fasern für die Aufnahme in die zweite Gruppe der Fasern umfassen in nicht einschränkender Weise alle Materialien, die oben als Fasern spezifiziert wurden, die für die Verwendung als Fasern der Aufnahmeschicht 130 geeignet sind. (Die Faserlängen, Denier etc. können gleich sein, aber sie müssen nicht gleich sein. Beispielsweise können die synthetischen Fasern in der Aufnahmeschicht einen Denier (beispielsweise einen Denier von ungeführ 15) aufweisen, um die Aufnahme der Flüssigkeiten zu unterstützen und um eine größere Nachgiebigkeit zu zeigen, und die synthetischen Fasern in der Speicherschicht können einen niedrigeren Denier, wie beispielsweise ungefähr 2 aufweisen. Einige bevorzugte Faserlängen etc. für die synthetischen Fasern in der Speicherschicht werden nachfolgend beschrieben).
Vorzugsweise haben die Fasern in der zweiten Gruppe der Fasern eine nicht gekräuselte Länge von mehr oder gleich ungefähr ¹/&sub4; Inch (ungefähr 0,6 cm), noch besser von mehr oder gleich ungefähr ¹/&sub2; Inch (ungefähr 1,3 cm). Der Denier der Fasern in der zweiten Gruppe der Fasern ist vorzugsweise größer als der Denier der Fasern in der ersten Gruppe der Fasern. Die Fasern in der zweiten Gruppe der Fasern haben vorzugsweise einen Denier pro Faser zwischen ungefähr 1, 1¹/&sub2; oder 2 und ungefähr 50 oder 60, und besser noch zwischen ungefähr 6 und ungefähr 40. Noch besser ist es, wenn der Denier der Fasern in der zweiten Gruppe der Fasern zwischen ungefähr 12 oder 15 und ungefähr 30 und am besten zwischen ungefähr 12 und ungefähr 25 liegt.
Die Fasern in der zweiten Gruppe der Faserin sind gegen Flüssigkeiten unempfindlich. Das heißt, die Faserin in der zweiten Gruppe der Fasern werden durch das Vorhandensein von Feuchtigkeit nicht beeinträchtigt (und werden somit nicht kollabieren, wenn sie benetzt werden). Diese Fasern können jedoch Flüssigkeiten entlang ihren Oberflächen transportieren. Die Fasern in der zweiten Gruppe können hydrophil, hydrophob oder teilweise hydrophil und teilweise hydrophob sein. Die Fasern in der zweiten Gruppe der Fasern weisen vorzugsweise mindesten eine hydrophile Komponente (wobei es sich dabei um eine Zellulosekomponente handeln kann) auf. Die Fasern in der zweiten Gruppe der Fasern können mit einer hydrophilen Komponente durch eine Anzahl von geeigneten Wegen versehen werden. Diese umfassen in nicht einschränkender Weise ein Beschichten oder Behandeln der Fasern, um sie oder zumindest ihre Oberflächen hydrophil zu machen.
Ein geeigneter Typ von synthetischen Fasern für die Verwendung in der zweiten Gruppe der Fasern sind gekräuselte Polyesterfasern. Geeignete synthetische Fasern sind solche, die früher von der Eastman Kodak Textile Fibers Division Kingsport TN als KODEL® 200 und 400 der PET-Faserserie erhältlich waren. Ein anderer geeigneter Typ der synthetischen Bindungsfaser ist die KODELO 410 Faser. Eine geeignete Polyesterfaser ist die KODEL® 431 Faser. Diese KODEL® Fasern haben einen Denier von 15 pro Filament und eine Länge von ungefähr 0,5 Inch (ungefähr 1,3 cm) und sie sind vorzugsweise mit einer Kräuselfrequenz von ungefähr 5 bis 8, vorzugsweise von ungefähr 6, am besten von ungefähr 6,3 Kräuseln pro linearem Inch (das ist pro 2,5 cm) gekräuselt. Die Fasern werden vorzugsweise mit einem Kräuselwinkel zwischen ungefähr 70º und ungefähr 91º, noch besser von ungefähr 88º gekräuselt. Das Kräuseln liefert Fasern, die unter anderen gewünschten Eigenschaften eine verbesserte Nachgiebigkeit aufweisen. Diese Fasern können mit einer hydrophilen oder hydrophoben Beschichtung durch irgend ein aus dem Stand der Technik bekanntes Verfahren versehen werden.
In alternativen Ausführungsformen ist es möglich, die natürlichen Fasern in der ersten Gruppe der Fasern durch sehr kurze synthetische Fasern mit geringem Denier (mit hydrophilen Oberflächen) zu ersetzen. Die gemischte Speicherschicht 132 in solchen Ausführungsformen würde aus kurzen hydrophilen Fasern mit geringem Denier der ersten Gruppe der synthetischen Fasern (wie Polyesterfasern mit einer CELWET® Beschichtung) und aus langen gekräuselten synthetischen Fasern mit einem höheren Denier der zweiten Gruppe bestehen.
Die gemischte Speicherschicht 132 enthält auch Hydrogel bildendes absorbierendes Polymer in den Mengen, die weiter oben in C(1) angegeben wurden. Die gemischte Speicherschicht 132 wird vorzugsweise auch auf eine Dichte von mindestens ungefähr 1,5 g/Kubikinch (ungefähr 0,09 g/cm³) komprimiert.
Die gemischte Schicht 132 kann auf Dichtungswerte komprimierten werden, die mindestens ungefähr 4,0 g/Kubikinch (ungefähr 0,25 g/cm³) betragen, um die Flüssigkeitssaugwirkung (das ist die Verteilung der Flüssigkeiten zu anderen Teilen der Speicherschicht) zu verbessern, während dennoch eine gute Weichheit und Flexibilität aufrecht gehalten wird. Die gemischte Speicherschicht 132 kann auf Dichten bis zu ungefähr 5,6 g/in³ bis ungefähr 6,4 g/in³ (ungefähr 0,35 g/cm³ bis ungefähr 0,40 g/cm³) komprimiert werden. Diese Kerne höherer Dichte können jedoch ziemlich steif werden. Somit wird, wenn die Speicherschicht 132 auf Dichtwerte von ungefähr 0,35 g/cm³ bis ungefähr 0,40 g/cm³ verdichtet wird, sie vorzugsweise mechanisch gebogen oder ansonsten behandelt, um sie flexibler zu machen, bevor sie für die Verwendung plaziert wird. (Aus Gründen der Einfachheit umfassen die oben angegeben Dichtewerte nicht das Gewicht irgend welcher Teilchen des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers. Die Gesamtdichte der Speicherschicht wird somit stark durch die Menge des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers in der Speicherschicht beeinflußt, was es in der Praxis unmöglich macht, einen Gesamtbereich der Dichte für die Speicherschicht auszudrücken).
Die drei Komponenten des bevorzugten mehrlagigen absorbierenden Kerns 120, die Aufnahmeschicht 130, die flüssigkeitsstabile Schicht 134 und die Speicherschicht 132, werden vorzugsweise durch Haftmittel, die zwischen die Flächen der Komponenten aufgebracht wurden, zusammen gehalten. Die Bindungen zwischen den Komponenten des mehrlagigen absorbierenden Kerns 120 sind in Fig. 2 gezeigt. Die zum Körper weisende Seite der Aufnahmeschicht 130 wird an der Unterseite (oder zur Kleidung zeigenden Seite) der Decklage 112 durch ein Haftmittel 166 befestigt. Die zur Kleidung zeigende Seite der Aufnahmeschicht 130 wird an der zum Körper weisenden Seite der flüssigkeitsstabilen Schicht 134 durch das Haftmittel 167 befestigt. Die zur Kleidung zeigende Seite der flüssigkeitsstabilen Schicht 134 wird wiederum an der zum Körper zeigenden Seite der Speicherschicht 132 durch das Haftmittel 168 befestigt. Der mehrlagige absorbierende Kern 120 wird also vorzugsweise zwischen der Decklage 112 und der Außenlage 116 durch Haftmittel, die als Lagen 166 und 169 gezeigt sind, befestigt. Die Haftmittel werden zwischen dem mehrlagigen absorbierenden Kern 120 und der jeweils nach innen weisende Oberfläche (oder der Kleiderseite) der Decklage 112 (wie das oben beschrieben wurde) und der zum Körper weisenden Seite der Außenlage 116 aufgebracht.
Die Haftmittel sind in Fig. 2 der Einfachheit halber schematisch als Schichten gezeigt. Die Haftmittel müssen jedoch nicht in Form von Schichten aufgebracht werden. Die Haftmittel können auf irgend welche Arten, die in Bezug auf die Haftmittel beschrieben wurden, die verwendet wurden, um die Aufnahmeschicht an der Decklage zu befestigen (beispielsweise in Spiralen etc.), aufgebracht werden. Zusätzlich können andere Typen von Befestigungsmitteln verwendet werden. Die Komponenten des mehrlagigen absorbierenden Kerns können durch irgend welche der Befestigungsmittel, die oben in Bezug auf das Befestigen der Aufnahmeschicht and der Decklage beschrieben wurden, befestigt werden. Es sollte auch verständlich sein, daß verschiedene unterschiedliche Schichten des mehrlagigen absorbierenden Kerns nicht alle durch die gleichen Befestigungsmittel befestigt werden müssen. Die Schichten des mehrlagigen absorbierenden Kerns können aneinander durch unterschiedliche Befestigungsmittel befestigt werden, und/oder wenn Haftmittel verwendet werden, so können verschiedene Typen von Aufbringungen und Muster der Haftmittel zwischen den Schichten verwendet werden. In der bevorzugten Ausführungsform, die in Fig. 2 gezeigt ist, werden die Schichten des mehrlagigen absorbierenden Kerns vorzugsweise durch ein offenes Musternnetz aus Haftmittelstreifen, die mehrere Linien von Haftmittelstreifen, die in einem Spiralmuster angeordnet sind, umfassen, zusammen gehalten.
Die gekräuselten synthetischen Fasern in der Aufnahmeschicht 130 und der Speicherschicht 132 spielen eine wichtige Rolle bei der Naßintegrität der Komponenten des mehrlagigen absorbierenden Kerns 120. Die gekräuselten synthetischen Fasern in der Aufnahmeschicht 130 und der Speicherschicht 132 sollten vorzugsweise lang genug sein, um mindestens Teile der Oberflächen der jeweiligen Komponenten zu bilden. Die synthetischen Fasern werden typischerweise lang genug sein, um mindesten einen Teil der Oberfläche einer gegebenen Lage zu bilden, wenn sie Längen aufweisen, die sich im Bereich der Längen bewegen, die gleich der Dicke der Schicht, die sie bilden, sind, bis zu Längen, die größer als oder gleich einem 50% höheren Wert als der Wert der Dicke der Schicht, die sie bilden, sind.
Die synthetischen Fasern (oder Teile davon), die den Teil der Oberfläche der Aufnahmeschicht und der Speicherschicht bilden, sind verfügbar, um mit Haftmitteln an die benachbarten Schichten gebunden zu werden. Da die synthetischen Fasern gegenüber Feuchtigkeit unempfindlich sind, können sie (nicht gezeigte) flüssigkeitsstabile Bindungen zur Decklage 112 bilden. Dies gewährleistet, daß die Verbindungen sich nicht lösen, wenn der absorbierende Artikel 110 durch die Körperausscheidungen benäßt wird. Flüssigkeitsstabile Bindungen werden auch zwischen der zur Kleidung weisenden Oberfläche der Aufnahmeschicht 130 und der flüssigkeitsstabilen Schicht 134 (oder wenn keine dazwischen liegende flüssigkeitsstabile Schicht vorhanden ist, zur zum Körper weisenden Oberfläche der Speicherschicht 132) ausgebildet. Die gekräuselten synthetischen Fasern werden auch flüssigkeitsstabile Bindungen zwischen der zur Kleidung weisenden Oberfläche der flüssigkeitsstabilen Schicht 134 und der zum Körper weisenden Oberfläche der Speicherschicht 132 ausbilden. Flüssigkeitsstabile Bindungen werden auch zwischen der zur Kleidung weisenden Oberfläche der Speicherschicht 132 und der zum Körper weisenden Oberfläche der Außenlage 116 ausgebildet.
Die Decklage, die flüssigkeitsstabile Schicht und die Außenlage sind ebenfalls flüssigkeitsstabil, dadurch daß sie am allgemeinen einem Dehnen widerstehen, wenn sie naß sind, und sie auch als Stützsubstrate für die anderen Schichten, wie die Aufnahmeschicht 130 und die Speicherschicht 132, dienen können. Die Aufnahmeschicht 130 und die Speicherschicht 132 werden einem Dehnen unterworfen und sie werden weggezogen unter den Kräften, die vom Tragen und vom Beladen des absorbierenden Artikels 110 mit Körperflüssigkeiten herrühren. Die Aufnahmeschicht 130 und die Speicherschicht 132 sind jedoch mit diesen flüssigkeitsstabilen Schichten an festen flüssigkeitsstabilen Verbindungspunkten verbunden. Die Aufnahmeschicht und die Speicherschicht sind somit im Effekt an der Decklage, der Außenlage und der dazwischen liegenden flüssigkeitsstabilen Schicht in einer Art verankert, daß die Bindung diese Vlieschichten zu flüssigkeitsstabilen Schichten macht. Die Aufnahmeschicht und die Speicherschicht sind somit fähig, den Widerstand gegenüber dem Dehnen der benachbarten Substrate zu verwenden, um einer Trennung der Schichten (einem Ausfall durch eine Ausdehnung oder einem sich auf das Strecken beziehenden Fehlermechanismus) durch die Kräfte, die mit dem Tragen des absorbierenden Artikels 110 verbunden sind, wie dem Biegen, der Aktivität der Trägerin und der Beladung des Artikels mit Körperflüssigkeiten, zu widerstehen.
Die Konstruktion des mehrlagigen absorbierenden Kerns, der oben beschrieben wurde, liefert somit eine sich verzahnende, gegen Komprimierung widerstandsfähige, flüssigkeitsstabile Matrix synthetischer Fasern und flüssigkeitsstabiler Komponeten, die miteinander verbunden sind, und die während der Verwendung miteinander verbunden bleiben. Der mehrlagige absorbierende Kern 120 widersteht somit sowohl einem Zusammendrücken als auch Zugkräften (Dehnungskräften), so daß er sein Hohlraumvolumen beibehält und in seinem Zustand vor der Benutzung, wenn er benetzt wird und unter den Belastungen, denen er im Zusammenhang mit dem Tragen des absorbierenden Artikels ausgesetzt wird, verbleibt.
Ein anderer geeigneter absorbierender Kern gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt eine primäre Kernintegritätsschicht, die vorzugsweise aus einem kontinuierlichen Gitter eines schmelzgeblasenen (meltblown) Materials, das den Kern einhüllt, ausgebildet ist, um die Kernintegrität insbesondere im nassen Zustand zu verbessern; siehe die US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/097,634 (Ashon et al.), eingereicht am 26. Juli 1993, die hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird. Die primäre Kernintegritätsschicht, die vorzugsweise mit einer Chassiskomponente des absorbierenden Artikels verbunden ist, ist vorzugsweise direkt mit der Decklage verbunden. Die Bindung zwischen der primären Kernintegritätsschicht und der Chassiskomponente ist vorzugsweise relativ fest zusammenhängend und neigt dazu, ihre Festigkeit bei der Anwendung beizubehalten, so daß der absorbierende Kern eine reduzierte Neigung aufweist, sich von der Chassiskomponente zu trennen. Zusätzlich weisen die Komponenten des absorbierenden Kerns eine verminderte Neigung auf, im nassen Zustand weg zu rutschen und/oder sich voneinander zu trennen.
Der absorbierende Kern, der von der primären Kernintegritätsschicht eingehüllt ist, umfaßt vorzugsweise mehrere absorbierende Schichten (eine der absorbierenden Schichten umfaßt eine hohe Konzentration des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers, das mindestens SFC- und PUP-Kapazitätswerte aufweist, die oben in B(1)(b) beschrieben sind), wobei mindestens eine zweite Kernintegritätsschicht zwischen einer oder mehreren der absorbierenden Schichten positioniert ist. In einer speziell bevorzugten Ausführungsform umfaßt dieser absorbierende Kern eine Aufnahme/Verteil-Schicht, eine Speicherschicht und eine Gewebeschicht, die zwischen der Aufnahme/Verteil-Schicht und der Speicherschicht angeordnet ist. Die zweite Kernintegritätsschicht ist vorzugsweise zwischen der Aufnahme/Verteil-Schicht und der Gewebeschicht plaziert.
Die primären und sekundären Kernintegritätsschichten werden vorzugsweise aus einem thermoplastischen Material ausgebildet, noch besser aus einem Heißschmelzhaftmittel, so daß die Kernintegritätsschichten leicht in der Produktionslinie während der Produktion des absorbierenden Artikels ausgebildet werden können. Noch besser ist es, wenn die Kernintegritätsschichten aus einem Heißkleber-Elastomer-Haftmittel ausgebildet werden. Elastomere Heißkleber-Haftmittel neigen dazu, flexibel zu sein, so daß eine verminderte Tendenz (relativ zu nicht elastischen Haftmitteln) besteht, daß das Haftmittel und/oder ein Haftungsausfall der Bindungen eine Fuge im Artikel bewirkt. Somit weist der absorbierende Kern eine größere Tendenz auf, an seinem Platz zu bleiben und seine Integrität beizubehalten. Am besten ist es, wenn die Kernintegritätsschichten aus einem elastischen in der Hitze schmelzenden druckempfindlichen Haftmittel ausgebildet werden. Die Ziehfähigkeit des druckempfindlichen Haftmittels vermindert weiter die Tendenz der absorbierenden Kernkomponenten neben den primären oder sekundären Kernintegritätsschichten, sich von anderen Komponenten des absorbierenden Artikels zu lösen, und sie ist insbesondere bei der Reduktion des Rutschens/Trennens der Aufnahme/Verteil-Schicht von der Speicherschicht wirksam.
Ein solcher absorbierender Kern ist in Fig. 3 gezeigt. Fig. 3 zeigt einen Querschnitt eines absorbierenden Artikels, der mit 210 bezeichnet ist, wobei dieser eine Decklage 212, eine Außenlage 216 und einen absorbierenden Kern, der mit 220 bezeichnet ist, und der zwischen der Decklage 212 und der Außenlage 216 angeordnet ist, aufweist. Wie in dieser Figur gezeigt ist, so umfaßt der Kern 220 eine Speicherschicht 280, die die hohe Konzentration des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers umfaßt, eine Gewebeschicht 270 und eine Aufnahme/Verteil-Schicht 250. Wie man in Fig. 3 sieht, so weist der Kern 220 auch eine primäre Kernintegritätsschicht 230 und eine sekundäre Kernintegritätsschicht 240 auf. Die primäre Kernintegritätsschicht 230 ist zwischen der Außenlage 216 und der Speicherschicht 280 angeordnet. Die sekundäre Integritätsschicht 240 ist zwischen der Aufnahme/Verteil-Schicht 250 und der Gewebeschicht 270 angeordnet. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, so erstreckt sich die primäre Kernintegritätsschicht 230 über die Seitenkanten der Aufnahme/Verteil-Schicht 250, die Seitenkanten der Gewebeschicht 270, die Seitenkanten der Speicherschicht 280 und der zur Kleidung weisenden Oberfläche des absorbierenden Kerns 220 hinaus und hüllt diese ein. Fig. 3 zeigt auch die Konstruktion von Haftmittelschichten 290, 292, 294 und 296.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist die sekundäre Kernintegritätsschicht 240 mit der Gewebeschicht 270 durch die Haftmittelschicht 292 verbunden. Die sekundäre Kernintegritätsschicht 240 ist neben der Aufnahme/Verteil-Schicht 250 angeordnet. In Abhängigkeit von der Bindungsfestigkeit des Materials der zweiten Kernintegritätsschicht 240 mit der Aufnahme/Verteil-Schicht 250 kann die sekundäre Kernintegritätsschicht 240 mit der Aufnahme/Verteilschicht 250 durch die Heißschmelzeigenschaften oder die druckempfindlichen Eigenschaften des bevorzugten Materials der sekundären Kernintegritätsschicht 240 verbunden sein. Wie weiter in Fig. 3 gezeigt ist, so ist die Gewebeschicht 270 mit der Speicherschicht 280 durch die Haftmittelschicht 294 verbunden. Die primäre Kernintegritätsschicht 230 ist neben der Speicherschicht 280 angeordnet. In Abhängigkeit von der Bindungsfestigkeit des Materials der primären Kernintegritätsschicht 230 mit der Speicherschicht 280 kann die primäre Kernintegritätsschicht 230 mit der Speicherschicht 280 durch die Heißschmelzeigenschaften oder die druckempfindlichen Eigenschaften des bevorzugten Materials der primären Kernintegritätsschicht 230 verbunden werden.
Wie weiter in Fig. 3 gezeigt ist, so ist die Aufnahme/Verteil-Schicht 250 mit der Decklage 212 durch die Haftmittelschicht 290 verbunden. Die primäre Kernintegritätsschicht 230 ist mit der Außenlage 216 durch die Haftmittelschicht 296 und mit der Decklage 212 durch die Heißschmelzeigenschaften oder die druckempfindlichen Eigenschaften des Materials der primären Kernintegritätsschicht 230 verbunden.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, so erstreckt sich die Haftmittelschicht 290 über die Seitenkanten der Aufnahme/Verteil-Schicht 250 hinaus und bis innerhalb von den Seitenkanten der Gewebeschicht 270. Die Haftmittelschicht 290 kann breiter als die Gewebeschicht 270 sein, um so eine Verbindung der primären Kernintegritätsschicht 230 mit der Decklage 212 zu bewirken. Aus ökonomischen Gründen wird eine getrennte Aufbringung eines Haftmittels gewöhnlicherweise vorgenommen, um eine solche Verbindung herzustellen. Die Haftmittelschicht 292 ist in Fig. 3 gezeigt, wie sie sich in derselben Art wie die Haftmittelschicht 290 erstreckt. Die Haftmittelschicht 294 erstreckt sich bis innerhalb der Seitenkanten der Speicherschicht 280, und sie erstreckt sich aus ökonomischen Gründen in einer maximalen seitlichen Distanz bis ungefähr zur engsten Stelle der Speicherschicht 280 im Schrittbereich des absorbierenden Kerns. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, erstreckt sich die Haftmittelschicht 296 bis innerhalb der Seitenkanten der primären Kernintegritätsschicht 230. Die Haftmittelschicht 296 kann sich alternativ bis außerhalb der Seitenkanten der primären Kernintegritätsschicht 230 erstrecken, um eine Verbindung der Außenlage 116 mit der Decklage 212 zu bewirken. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Haftmittelschichten 290, 292, 294 und 296 über der (nicht gezeigten) gesamten Länge von mindestens einer der Schichten, die die Aufnahme/Verteil-Schicht 250, die Gewebeschicht 270, die Speicherschicht 280, die Außenlage 216 und die Decklage 212 umfassen, aufgebracht.
Die primäre Kernintegritätsschicht 230 hüllt vorzugsweise mindestens eine Schicht des absorbierenden Kerns 220 ein, wobei sie verbunden ist, vorzugsweise direkt verbunden, mit einer Chassiskomponente (beispielsweise der Decklage 212 oder der Außenlage 216) des absorbierenden Artikels. Die primäre Kernintegritätsschicht 230 neigt dazu, die Integrität der absorbierenden Schichten, die sie einhüllt, zu verbessern. Somit hüllt in einer bevorzugten Ausführungsform die primäre Kernintegritätsschicht 230 jede der Schichten des absorbierenden Kerns 220 ein. Die folgende Beschreibung ist daher auf eine primäre Kernintegritätsschicht gerichtet, die jede der Schichten des absorbierenden Kerns 220 einhüllt. Es sollte jedoch verständlich sein, daß Verbesserungen in der Integrität des absorbierenden Kerns durch die Verwendung einer Konfiguration erzielt werden können, in welcher die primäre Kernintegritätsschicht nur eine oder einige der absorbierenden Schichten des absorbierenden Kerns 220 einhüllt. Beispielsweise kann die Integrität der Aufnahme/Verteil- Schicht 250 und somit des absorbierenden Kerns 220, der diese einschließt, durch das Einhüllen nur der Aufnahme/Verteil-Schicht 250 mit der primären Kernintegritätsschicht 230 erreicht werden. Zusätzlich kann eine primäre Kernintegritätsschicht verwendet werden, die keine der Schichten des absorbierenden Kerns einhüllt, um die Integrität des absorbierenden Kerns zu verbessern. Beispielsweise kann die Oberflächendimensionen der primären Kernintegritätsschicht kleiner als die jeder Schicht des absorbierenden Kerns sein (die primäre Kernintegritätsschicht würe dann positioniert und verbunden, wie das hier für die zweite Kernintegritätsschicht, die keine der Schichten des absorbierenden Kerns einhüllt, beschrieben ist). Es wird jedoch angenommen, daß eine verbesserte Integrität des absorbierenden Kerns erzielt wird, wenn die primäre Kernintegritätsschicht mindestens eine Schicht des absorbierenden Kerns einhüllt, so daß diese Ausführungsform bevorzugt wird.
Mit "einhüllen" ist gemeint, daß die primäre Kernintegritätsschicht 230 mindestens einen Teil des absorbierenden Kerns 220 (oder seinen Schichten) einschließt oder umgibt. In einer bevorzugten Ausführungsform umhüllt die primäre Kernintegritätsschicht 230 mindestens einen Teil der Seitenkanten des absorbierenden Kerns 220 und mindestens eine der Oberflächen des absorbierenden Kerns. Die primäre Kernintegritätsschicht 230 wird typischerweise die Seitenkanten von einer oder mehreren Schichten in der Y-Z-Dimension einhüllen.
Die primäre Kernintegritätsschicht 230 dient zusätzlich dazu, den absorbierenden Kern 220 in einer relativ stabilen Position zu halten, da der absorbierende Kern physikalisch durch die primäre Kernintegritätsschicht begrenzt wird. Es wird auch angenommen, daß die primäre Kernintegritätsschicht 230 hilft, die Haftmittelbindungen, die typischerweise den absorbierenden Kern und die Chassiskomponente des absorbierenden Artikels verbinden, aufrecht zu halten, wenn beispielsweise ein Haftmittel verwendet wird, um diese Komponenten zu verbinden. Die primäre Kernintegritätsschicht ist insbesonder nützlich bei der Aufrechthaltung der Integrität der Haftmittelbindungen, die typischerweise Zellulosefasern des absorbierenden Kerns 220 mit einem Polymerchassis, insbesondere einem Chassis, das aus einem synthetischen Polymermaterial ausgebildet oder mit diesem beschichtet ist (nachfolgend als "synthetisches Polymerchassis" bezeichnet), verbinden.
Da die primäre Kernintegritätsschicht 230 eine relativ feste Bindung ausbildet und physikalisch den absorbierenden Kern 220 festhält, neigt die primäre Kernintegritätsschicht dazu, die Kräfte, auf die man bei den relativ schwachen Zellulosefasern-Haftmittel-Polymerchassisbindungen stößt, zu vermindern, so daß diese Bindungen eine verminderte Neigung zum Brechen aufweisen. Weiterhin neigt, wenn die Zellulosefaser-Haftmittel-Polymerchassisbindungen versagen, die relativ starke Bindung zwischen der primären Kernintegritätsschicht und dem Chassis dazu, den absorbierenden Kern in einer relativ stabilen Position zu halten. Somit weist der absorbierende Kern eine verminderte Tendenz auf, sich von der Chassiskomponente zu trennen. Dieser positive Effekt auf die Haftung kann insbesondere dann wichtig werden, wenn der absorbierende Artikel befeuchtet wird. Wenn die Zellulosefasern und das Hydrogel bildende absorbierende Polymer, die im absorbierenden Kern eingeschlossen sind, beim Naßmachen expandieren, so neigen die Kräfte, die durch die sich expandieren Zellulosefasern und das Hydrogel bildende absorbierende Polymer ausgeübt werden, dazu, einen Verlust der Haftung zwischen den Fasern, dem Hydrogel bildenden absorbierenden Polymer und dem Chassis zu bewirken (ein Ausfall der Haftung tritt vorzugsweise zwischen den Fasern und/oder dem Hydrogel bildenden absorbierenden Polymer und dem Haftmittel statt zwischen dem Chassis und dem Haftmittel auf).
Durch das wirksame Festhalten des absorbierenden Kerns reduziert die primäre Kernintegritätssschicht 230 auch die Tendenz der anderen Schichten im absorbierenden Kern 220 weg zu rutschen und/oder sich voneinander zu trennen. Diese Tendenz des Wegrutschens und/oder der Trennung wird weiter reduziert, wenn die primäre Kernintegritätsschicht ein klebriges durckempfindliches Material umfaßt. Es wird angenommen, daß das oben beschriebene physikalische Festhalten, die relativ starke Bindung zwischen der primären Kernintegritätsschicht und dem Chassis und/oder die Klebrigkeit die Tendez des absorbierenden Kerns oder seiner Komponenten für ein Verrutschen, Brechen und/oder Reißen reduziert. Somit wird der absorbierende Kern effektiver verwendet, so daß der absorbierende Artikel verbesserte Absorptionseigenschaften und eine verminderte Neigung zum Auslaufen zeigt.
Die primäre Kernintegritätsschicht 230 umfaßt ein kontinuierliches flüssigkeitsdurchlässiges Netz eines thermoplastischen Materials. Das thermoplastische Material ist vorzugsweise ein Schmelzkleber und noch besser ein druckempfindliches Haftmittel. Das thermoplastische Material ist vorzugsweise auch elastisch.
Mit "Netz" ist gemeint, daß das thermoplastische Material in der Form von Fasern vorliegt, die miteinander verbunden sind, um Öffnungen zu bilden. Da sie durch ein Schmelzblasverfahren ausgebildet sind, sind die einzelnen Fasern vorzugsweise gewunden (wellig) und im wesentlichen in derselben Richtung ausgerichtet, wobei zumindest eine gewisse Querverbindung vorliegt, um ein verschlungenes Netz der Fasern zu bilden. Der Ausdruck "Fasern" soll Fasern, Fäden, Filamente und andere Formen, die eine im Verhältnis zum Durchmesser relativ große Längserstreckung aufweisen, umfassen. Mit dem Ausdruck "flüssigkeitsdurchlässiges Netz" ist gemeint, daß das Netz eine ausreichende Anzahl von Öffnungen einer ausreichenden Größe pro Flächeneinheit aufweist, so daß ein relativ unbehinderter Flüssigkeitstransport durch das Netz möglich ist. Somit hat das Netz typischerweise ein hier beschriebenes Basisgewicht.
Mit einem "kontinuierlichen" Netz ist gemeint, daß im wesentlichen alle Fasern mit mindestens einer anderen Faser verbunden sind. Typischerweise sind die Fasern kohäsiv an jedem der Punkte, an dem sich die Fasern verschlingen, verbunden. (Im Stand der Technik bezieht sich die Kohäsion auf die Kraft, die benachbarte Moleküle eines einzigen Materials zusammen hält. Der Ausdruck "eine relativ kohäsive Bindung", wie er hier verwendet wird, soll sich als Ergebnis aus der Anziehungskraft zwischen zwei oder mehr ähnlichen Materialien, beispielsweise zwei oder mehr synthetischen Polymermaterialien ergeben).
Verschiedene thermoplastische Materialien, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, können für die Herstellung der primären Kernintegritätsschicht 230 verwendet werden. Beispiele der thermoplastischen Materialien umfassen Polymere aus ethylenisch ungesättigten Monomeren, wie Polyethylen, Polypropylen, Polystyren, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polymethylmethacrylat, Polyethylacrylat, Polyacrylonitril und dergleichen, Copolymere aus ethylenisch ungesättigten Monomeren, wie Copolymere aus Ethylen und Propylen, Styren oder Polyvinylacetat, Styren und Maleinsäureanhydrid, Methylmethacrylat, Ethylacrylat oder Acrylonitril, Methylmethacrylat und Ethylacrylat und dergleichen, Polymere und Copolymere konjugierter Diene, wie Polybutadien, Polyisopren, Polychloropren, Styren-Butadien-Kautschuk, Ethylen-Propylen-Dien- Kautschuk, Acrylonitril-Styren-Butadien-Kautschuk und dergleichen, gesättigte und ungesättigte Polyester, die Alkyde und andere Polyester einschließen, Nylon und andere Polyamide, Polyesteramide und Polyurethane, chlorierte Polyether, Epoxy-Polymere und Zelluloseester wie Zelluloseacetatbutyrat und dergleichen. Mischungen aus thermoplastischen Materialien können ebenfalls verwendet werden, wobei diese in nicht einschränkender Weise physikalische Mischungen und Copolymere umfassen. Besonders geeignete thermoplastische Materialien umfassen Polyethylene, Polypropylene, Polyester, Ethylenvinylacetat und Mischungen daraus.
Es können auch verschiedene Heißklebehaftmittel, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, verwendet werden. Heißkleber basieren typischerweise auf einem oder mehreren Typen thermoplastischer Materialien, wie sie oben beschrieben wurden. Somit können die hier verwendeten Heißkleber aus einem thermoplastischen Material oder einer Zusammensetzung, die ein thermoplastisches Material umfaßt, bestehen. Die verschiedenen Heißkleber, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, sind für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet.
Das thermoplastische Material ist vorzugsweise elastisch. Es wird angenommen, daß elastische Materialien für das Aufrechthalten der Integrität des absorbierenden Kern, während der absorbierende Kern Biege- oder Drehkräften unterworfen wird, auf die man bei der Benutzung stößt, besonders vorteilhaft sind. Es wird insbesondere angenommen, daß elastische Haftmittel eine bessere Haftung an den Komponenten des absorbierenden Artikels als nicht elastische Haftmittel aufweisen, insbesondere wenn man die dynamischen Bedingungen betrachtet, auf die man während der Verwendung stößt. Mit dem Ausdruck "elastisch" ist gemeint, daß sich das Material zumindest auf das Zweifache seiner ursprünglichen Länge dehnen kann und sich dann, wenn die Belastung weggenommen wird, ungefähr auf seine ursprüngliche Länge zurückzieht. Beispielhafte elastische Heißkleber umfassen thermoplastische Elastomere, wie Ethylenvinylacetate, Polyurethane, Polyolefinmischungen aus einer harten Komponente (im allgemeinen ein kristallines Polyolefin, wie Polypropylen oder Polyethylen) und einer weichen Komponente (wie Ethylen-Propylen- Kautschuk), Copolyester wie Poly (Ethylenterephthalat-Co-Ethylen-Azelat) und thermoplastische elastische Blockcopolymere, die thermoplastische Endblöcke und Kautschukmittelblöcke, die als A-B-A Blockkopolymere bezeichnet werden, Mischungen aus strukturell verschiedenen Homopolymeren oder Copolymeren, beispielsweise eine Mischung aus Polyethylen oder Polystyren mit einem A-B-A Blockcopolymer, Mischungen eines thermoplastischen Elastomers und eines Harzmodiziermittels mit geringem Molekulargewicht, beispielsweise eine Mischung aus einem Styren-Isopren-Styren-Block-Copolymer mit Polystyren, und die hier beschriebenen elastischen Heißkleber und druckempfindlichen Haftmittel. Elastische Heißkleber dieses Typs sind detaillierter im US-Patent 4,731,066 (Korpman), das am 15. März 1988 erteilt wurde, beschrieben.
Bevorzugte Heißkleber für das Ausbilden der primären Kernintegritätsschicht sind druckempfindliche Heißklebehaftmittel. Druckempfindliche Heißklebehaftmittel haben, wie Fachleute verstehen werden, einen gewissen Grad einer Klebrigkeit an der Oberfläche bei den Temperaturen, bei denen sie verwendet werden. Diese klebrigen Materialien haben bei Raumtemperatur (ungefähr 20ºC bis ungefähr 25ºC) eine Viskosität, die ausreichend niedrig ist, um einen guten Oberflächenkontakt zu gestatten, die dennoch hoch genug ist, daß sie einem Auftrennen unter Belastung widersteht, wobei die Viskosität typischerweise im Bereich von 10&sup4; bis 10&sup6; Zentipoise liegt. Durch die Klebrigkeit ihrer Oberfläche neigen die hier verwendeten druckempfindlichen Haftmittel dazu, den Reibungskoeffizienten zwischen den Komponenten des absorbierenden Artikels, die sich neben dem druckempfindlichen Haftmittel befinden, beispielsweise den Schichten des absorbierenden Kerns, zu erhöhen. Zusätzlich liefern die druckempfindlichen Haftmittel eine Flexibilität bei der Herstellung, da die Verbindung der primären Kernintegritätsschicht mit den Komponenten des absorbierenden Kerns über die druckempfindlichen Eigenschaften stattfinden kann, nachdem sich das Haftmittel verfestigt hat. Verschiedene druckempfindliche Heißkleberhaftmittel sind aus dem Stand der Technik bekannt und für eine Verwendung hier geeignet.
Bevorzugte druckempfindliche Heißklebehaftmittel sind ebenfalls elastisch. Elastische druckempfindliche Heißklebehaftmittel sind im oben angegebenen und eingeschlossenen US-Patent 4,731,066 beschrieben und sie umfassen Materialien auf der Basis thermoplastischer Blockcopolymere, Polyacrylate und Ethylenvinylacetate. Geeignete elastische druckempfindliche Heißklebehaftmittel umfassen Haftmittel auf der Basis eines A-B-A Blockcopolymers, die als H-2085 und H-2031 der Findley Adhesives Inc. aus Wauwatosa, WI spezifiziert sind.
Die primäre Kernintegritätsschicht 230 kann unter Verwendung eines Schmelzblasfaserprozesses ausgebildet werden. Schmelzblasfaserprozesse und die zugehörige Ausrüstung sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt. Im allgemeinen wird das thermoplastische Material erhitzt und auf einer Temperatur gehalten, die ausreicht um, eine Schmelzblasverarbeitung zu ermöglichen, typischerweise zumindest so lange, bis sich das Material in einem flüssigen oder geschmolzenen Zustand befindet (Schmelztemperatur/Verflüssigungstemperatur). (Im allgemeinen ist die Auswahl einer Temperatur im Schmelzblasprozeß durch die Zersetzungstemperatur des speziellen verarbeiteten thermoplastischen Materials begrenzt). Das geschmolzene/verflüssigte Material wird unter Druck (Pistolendruck) durch Öffnungen in einer Schmelzblasklebepistole extrudiert. Beim Extrudieren wird das geschmolzene/flüssige Material einer Luft, die unter Druck fließt (einem Luftdruck) unterworfen, wobei diese das Material in Fasern auflöst (Fasern werden gebildet). Die Schmelzblasklebepistolle und die Luft werden auf eine gewünschte Pistolentemperatur beziehungsweise Lufttemperatur erhitzt, um die Faserausbildung zu erleichtern. Während und/oder nach der Faserausbildung kühlt das thermoplastische Material ab, um stabiliserte Fasern des thermoplastischen Materials zu bilden. Die Vorrichtung ist so gestaltet, daß die Fasern auf ein gewünschtes Substrat gelegt werden.
Die Parameter des Schmelzblasprozesses werden vorzugsweise so gewählt, daß ein Netz geliefert wird, das eine gewisse Orientierung und einen gewissen Denierwert der Fasern aufweist. Diese Parameter umfassen die Schmelz/Verflüssigungstemperatur, die Pistolentemperatur, den Luftdruck und die Lufttemperatur. In einer bevorzugten Ausführungsform werden diese Parameter variiert, um die Ausbildung von gewellten (welligen) Fasern, die im wesentlichen in derselben Richtung ausgerichtet sind, zu ermöglichen, wobei Querverbindungen vorhanden sind, um ein verschränktes Netz der Faseren zu bilden. Zusätzlich ist es im allgemeinen wünschenswert, Fasern mit einem relativ großen Denier auszubilden, da der Grad der Benetzung des thermoplastischen Materials zum absorbierenden Kern und somit der Grad der Verbesserung der Integrität des absorbierenden Kerns dazu neigt, sich mit einem größeren Denier der Faser zu erhöhen. Die Fasern weisen vorzugsweise einen Denier von mindestens ungefähr 60 Mikrometer, vorzugsweise von ungefähr 80 Mikrometer bis ungefähr 200 Mikrometer, noch besser von ungefähr 90 bis ungefähr 200 Mikrometer und am besten von ungefähr 100 bis ungefähr 200 Mikrometer auf.
Im allgemeinen tritt, wenn die Viskosität des thermoplastischen Materials, das schmelzgeblasen wird, abnimmt, leichter eine Faserausbildung auf, mit dem Ergebnis, daß die sich ergebenden Fasern dazu neigen, einen feiner Denierwert aufzuweisen. Die Viskosität beeinflußt auch die Orientierung der Fasern, wobei die Orientierung dazu neigt, mit sinkender Viskosität zufälliger zu werden. Die Viskosität für ein gegebenes Material nimmt typischerweise mit einem Erhöhen der Schmelz/Verflüssigungstemperatur und insbesondere der Pistolentemperatur ab. Somit werden die Schmelz/Verflüssigungstemperatur und die Pistolentemperatur so ausgewählt, daß sie eine Viskosität ergeben, die eine gewünschte Faserausbildung gestattet.
Die Schmelz/Verflüssigungstemperatur liegt typischerweise im Bereich von ungefähr 121ºC (250ºF) bis ungefähr 204ºC (400ºF), vorzugsweise im Bereich von ungefähr 149ºC (300ºF) bis ungefähr 190ºC (375ºF). Die Haftmittel, die mit H-2031 und H-2085 bezeichnet sind, werden typischerweise auf einer Temperatur im Bereich von ungefähr 135ºC (275ºF) bis ungefähr 204ºC (400ºF), vorzugsweise im Bereich von ungefähr 149ºC (300ºF) bis ungefähr 177ºC (350ºF), und noch besser bei ungefähr 165ºC (330ºF) gehalten.
Die Pistolentemperatur liegt typischerweise bei oder über der Schmelz/Verflüssigungstemperatur, vorzugsweise über der letzten Temperatur, um die Faserausbildung zu erleichtern. Die Pistolentemperatur liegt typischerweise im Bereich von ungefähr 149ºC (300ºF) bis ungefähr 204ºC (400ºF), vorzugsweise im Bereich von 163ºC (325ºF) bis ungefähr 190ºC (375ºF), und noch besser bei ungefähr 182ºC (360ºF).
Der Luftdruck beeinflußt sowohl die Orientierung der Fasern als auch ihren Denierwert. Für ein gegebenes Material und einen Satz von Prozeßtemperaturen (insbesondere die Pistolentemperatur und die Lufttemperatur) neigen, wenn der Luftdruck zunimmt, die Fasern dazu, sich in einer mehr zufälligen Ausrichtung und mit einem feineren Denierwert auszubilden. Der Luftdruck ist vorzugsweise mindestens hoch genug, um Fasern des geschmolzenen/verflüssigten thermoplastischen Materials, die sich berühren und somit fähig sind, sich zu verbinden, auszubilden, während das thermoplastische Material in einem ausreichend geschmolzenen/flüssigen Zustand ist, wie das nachfolgend beschrieben wird. In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Luftdruck so gewählt, daß die Ausbildung welliger Fasern in im wesentlichen derselben Richtung mit einigen Querverbindungen ermöglicht wird, um ein verschränktes Netz von Fasern zu bilden. Somit ist der Luftdruck vorzugsweise nicht so hoch, daß er eine Ausbildung von Fasern in einer zufälligen Ausrichtung bewirkt. Typischerweise liegt der Luftdruck im Bereich von ungefähr 4 psi bis ungefähr 15 psi, vorzugsweise im Bereich von ungefähr 6 bis ungefähr 10 psi, noch besser im Bereich von ungefähr 7 bis ungefähr 9 psi, und am besten bei ungefähr 8 psi.
Die Lufttemperatur wird im allgemeinen so gewählt, daß sie das extrudierte thermoplastische Material in einem geschmolzenen/verflüssigten Zustand hält. Somit wird die Lufttemperatur gewöhnlicherweise größer als oder gleich wie die Pistolentemperatur sein, um alle Kühlungseffekte, die ansonsten auftreten könnten, auszugleichen. Vorzugsweise ist die Lufttemperatur ausreichend hoch, um die Verbindung der einzelnen Fasern des thermoplastischen Materials auf dem Substrat zu gewährleisten (obwohl das extrudierte Material nicht in demselben Schmelz/Flüssigkeitszustand sein muß, in dem es ist, wenn es zunächst extrudiert wurde, weist es vorzugsweise einen Schmelz/Flüssigkeitszustand auf, der ausreicht, um eine Verbindung der Fasern zu ermöglichen). Typischerweise liegt die Lufttemperatur im Bereich von ungefähr 204ºC (400ºF) bis ungefähr 238ºC (460ºF), vorzugsweise im Bereich von ungefähr 215ºC (420ºF) bis ungefähr 227ºC (440ºF) und noch besser bei ungefähr 221ºC (430ºF). Nach dem Abkühlen auf eine Temperatur, die ausreicht, das thermoplastische Material wieder fest werden zu lassen, wird das sich ergebende Netz der verbundenen Fasern stabilisiert.
Das thermoplastische Material wird auf das Substrat aufgebracht (beispielsweise eine Komponente des absorbierenden Kerns), so daß es im wesentlichen die Absorption des absorbierenden Kerns nicht stört. Somit bewegt sich das Basisgewischt des Netzes des thermoplastischen Materials typischerweise im Bereich von ungefähr 2 bis ungefähr 8 Gramm/Quadratmeter (g/m²), vorzugsweise im Bereich von ungefähr 3 bis ungefähr 7 g/m², noch besser im Bereich von ungefähr 4 bis ungefähr 6 g/m², und am besten bei ungefähr 5 g/m².
Die spezielle Schmelzblasausrüstung, die hier verwendet wird, wird typischerweise gemäß der Breite des absorbierenden Kerns (oder, der Komponente des absorbierenden Kerns), der eingehüllt werden soll, ausgewählt. Im allgemeinen wird eine Ausrüstung gewählt, die in einem Schritt eine Breite des Netzes des thermoplastischen Materials liefert, die ausreicht, den absorbierenden Kern einzuhüllen. (Wenn eine primäre Kernintegritätsschicht oder eine sekundäre Kernintegritätsschicht, wie sie hier beschrieben ist, nicht mindestens einen Teil der Seitenkanten einer Komponente des absorbierenden Kerns einhüllen soll, so wird die Schmelzblasklebepistole so gewählt, daß sie eine Netzbreite liefert, die kleiner als die Breite der Komponente des absorbierenden Kerns ist). Für die hier angesprochenen absorbierenden Artikel ist eine zweimodulige Schmelzblasklebepistole mit einer Breite von 3,0", die als AMBI-3.0-2 bezeichnet wird, und eine viermodulige Schmelzblasklebepistole mit einer Breite von 6", die mit AMBI-6.0-4 bezeichnet ist, die beide von den J und M Laboratories in Dawsonville, GA erhältlich sind, geeignet.
Die primäre Kernintegritätsschicht 230 wird vorzugsweise durch das Schmelzblasverfahren in einem kontinuierlichen Verfahren (online) während der Herstellung des absorbierenden Artikels ausgebildet. Alternativ kann die primäre Kernintegritätsschicht durch das obige Schmelzblasverfahren oder durch konventionelle Verfahren in einem dazwischenliegenden Prozeß für eine spätere Aufnahme in den absorbierenden Artikel ausgebildet werden. Somit kann die primäre Kernintegritätsschicht eine vorgeformtes, vliesartiges, flüssigkeitsdurchlässiges Netz, das Fasern aus thermoplastischem Material umfaßt, sein. Da die Verwendung vorgeformter Vliesstoffe eine Erhöhung der Kosten des absorbierenden Artikels bewirkt, wird diese Alternative nicht bevorzugt.
Wie oben beschrieben wurde, wird die primäre Kernintegritätsschicht 230 vorzugsweise so positioniert, daß sie den absorbierenden Kern 220 einhüllt. Die primäre Kernintegritätsschicht ist auch mit mindestens einer der Chassiskomponenten (beispielsweise der Decklage 212 und der Außenlage 216) des absorbierenden Artikels 210 verbunden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die primäre Kernintegritätsschicht 230 direkt mit einer Chassiskomponente, vorzugsweise der Decklage 212, verbunden. Die primäre Kernintegritätsschicht kann mit einer Chassiskomponente durch ein Konstruktionshaftmittel (construction adhesive) verbunden werden. Alternativ kann die primäre Kernintegritätsschicht mit einer Chassiskomponente durch die Heißschmelzeigenschaften oder die druckempfindlichen Eigenschaften des thermoplastischen Materials der primären Kernintegritätsschicht, sofern solche Materialien verwendet werden, verbunden werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die primäre Kernintegritätsschicht 230 direkt mit der Chassiskomponente durch eine Konstruktionshaftmittel verbunden. Geeignete Konstruktionshaftmittel umfassen irgend welche der Haftmittelmaterialien, wie sie aus dem Stand der Technik der Verbindung von absorbierenden Kernen mit Chassiskomponenten bekannt sind, wobei solche Arten, die hier in Bezug auf das Verbinden der Außenlage 216 und des absorbierenden Kerns 220 beschrieben wurden, eingeschlossen sind. Das Konstruktionshaftmittel kann irgend eines der Heißschmelzhaftmittel, die hier in Bezug auf die thermoplastischen Materialien für das Ausbilden der primären Kernintegritätsschicht beschrieben wurden, umfassen.
Das Konstruktionshaftmittel kann auf ein gegebenes Substrat (beispielsweise auf die primäre Kernintegritätsschicht, eine Komponente des absorbierenden Kerns oder eine Chassiskomponente) durch konventionelle Verfahren, wie sie hier in Bezug auf die Verbindung der Außenlage und des absorbierenden Kerns beschrieben wurden, aufgebracht werden. Vorzugsweise wird das Konstruktionshaftmittel in einem offenen Muster aufgebracht. Der Ausdruck "offenes Muster des Konstruktionshaftmittels", wie er hier verwendet wird, bedeutet, daß das Konstruktionshaftmittel auf einem Substrat in einem Muster vorhanden ist, das einen relativ ungehinderten Flüssigkeitstransport in und/oder durch den absorbierenden Kern gestattet. Geignete offene Muster und Verfahren zu deren Herstellung sind in den US-Patenten 4,573,986; 3,911,173; 4,785,996 und 4,842,666 beschrieben. Somit kann das offene Muster des Konstruktionshaftmittels ein feines Muster aus Kügelchen des Konstruktionshaftmittels oder netzförmige Filamente des Konstruktionshaftmittels, einschließlich Spiralmuster und/oder Wulstmuster umfassen. Die Kügelchen und die Filamente können Durchmesser, die in etwa dem wirksamen mittleren Durchmesser der Fasern, die den absorbierenden Kern 220 bilden, entsprechen, aufweisen. Das Konstruktionshaftmittel kann auch durch ein Schmelzblasverfahren aufgebracht werden, wobei das Verfahren, das für die Herstellung der primären Kernintegritätsschicht beschrieben wurde, eingeschlossen ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der absorbierende Kern 220 eine sekundäre Kernintegritätsschicht 240, die zwischen den absorbierenden Schichten, vorzugsweise Gewebe oder Wickel, des absorbierenden Kerns angeordnet ist. (Wie Fachleute verstehen werden, können solche absorbierenden Schichten, wie der absorbierende Kern, eine zur Kleidung weisende Oberfläche, eine zum Körper weisende Oberfläche, Seitenkanten und Endkanten aufweisen). Die sekundäre Kernintegritätsschicht 240 in bevorzugten absorbierenden Artikeln 210 wird somit zwischen der primären Kernintegritätsschicht 230 und der Chassiskomponente, mit der die primäre Kernintegritätsschicht verbunden ist, angeordnet. (Wenn jedoch die primäre Kernintegritätsschicht nur einen Teil der Schichten des absorbierenden Kerns 220 einhüllt, so kann eine sekundäre Kernintegritätsschicht 240 zwischen den Schichten des absorbierenden Kerns, die nicht durch die primäre Kernintegritätsschicht eingehüllt werden, angeordnet werden). Die sekundäre Kernintegritätsschicht 240 umfaßt ein kontinuierliches Netz eines thermoplastischen Materials, wie es in Bezug auf die primäre Kernintegritätsschicht definiert wurde. Die sekundäre Kernintegritätsschicht 240 wird mit einer Chassiskomponente verbunden, und sie kann direkt damit verbunden werden, beispielsweise dort wo die sekundäre Kernintegritätsschicht die Schichten des absorbierenden Kerns, die zwischen der sekundären Kernintegritätsschicht und dem Chassis angeordnet sind, einhüllt.
Die sekundäre Kernintegritätsschicht 240 kann eine oder mehrere absorbierende Schichten des absorbierenden Kerns 220 einhüllen oder auch nicht. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, so ist die seitliche Breite der sekundären Kernintegritätsschicht 240 kleiner als die seitliche Breite jeder der verschiedenen absorbierenden Schichten des absorbierenden Kerns, das heißt, die seitliche Breite der sekundären Kernintegritätsschicht 240 ist kleiner als die seitliche Breite sowohl der Aufnahme/Verteilschicht 250, der Gewebeschicht 270 als auch der Speicherschicht 280. Somit umhüllt die sekundäre Kernintegritätsschicht 240 nicht die Seitenkanten der Aufnahme/Verteilschicht 250, der Gewebeschicht 270 beziehungsweise der Speicherschicht 280.
Die sekundäre Kernintegritätsschicht 240 kann alternativ die absorbierenden Schichten einhüllen, wie das bei der primären Kernintegritätsschicht 230 beschrieben wurde. Das Ausmaß der Einhüllung kann dasselbe wie bei der primären Kernintegritätsschicht oder einer anderen sekundären Kernintegritätsschicht sein, aber es kann sich davon auch unterscheiden. Somit kann die sekundäre Kernintegritätsschicht 240 relativ verschiedene Längsteile der Seitenkanten einer absorbierenden Schicht und/oder einer anderen Oberfläche und/oder eines relativen Teil einer Oberfläche einer absorbierenden Schicht einhüllen.
Die sekundäre Kernintegritätsschicht 240 kann aus einem thermoplastischen Material und durch ein Verfahren, wie es bei der primären Kemintegritätsschicht beschrieben wurde, hergestellt werden. Die sekundäre Kernintegritätsschicht kann aus demselben thermoplastischen Material wie die primäre Kernintegritätsschicht 230 oder aus einem anderen thermoplastischen Material ausgebildet werden. Für eine leichte Verarbeitung wird die sekundäre Kernintegritätsschicht vorzugsweise aus demselben thermoplastischen Material wie die primäre Kernintegritätsschicht ausgebildet. Zusätzlich kann die sekundäre Kernintegritätsschicht unter Verwendung von Prozeßparamentern ausgebildet werden, die dieselben sind, wie die, die für die primäre Kernintegritätsschicht verwendet wurden, oder die sich von diesen unterscheiden. Vorzugsweise werden dieselben Prozeßparamenter verwendet, so daß die sekundäre Kernintegritätsschicht ein Basisgewicht aufweist, und so daß ihre Fasern des thermoplastischen Materials einen Denierwert und eine Ausrichtung aufweisen, die im wesentlichen dieselben sind wie bei der primären Kernintegritätsschicht.
Die sekundäre Kernintegritätsschicht 240 kann mit einer oder mehreren Schichten des absorbierenden Kerns und/oder einer Chassiskomponente verbunden werden. Die Verbindung kann unter Verwendung eines Konstruktionshaftmittels und/oder durch die Heißschmelzeigenschaften und/oder die druckempfindlichen Eigenschaften des Materials der sekundären Kernintegritätsschicht ausgebildet werden, wie dies für die Verbindung der primären Kernintegritätsschicht mit einer Chassiskomponente beschrieben wurde.
Der absorbierende Artikel 210, der in Fig. 3 gezeigt ist, kann in der folgenden Weise ausgebildet werden. Eine sekundäre Kernintegritätsschicht 240 wird auf der zur Kleidung weisenden Oberfläche einer Aufnahme/Verteilschicht 250 ausgebildet. Die sekundäre Kernintegritätsschicht 240 wird mit der Gewebeschicht 270 durch die Konstruktionshaftmittelschicht 292, die vorzugsweise auf die zum Körper weisende Oberfläche der Gewebeschicht 270 aufgebracht wurde, verbunden. Die zur Kleidung weisende Oberfläche der Gewebeschicht 270 wird dann mit der Speicherschicht 280 durch die Konstruktionshaftmittelschicht 294, die vorzugsweise auf der zur Kleidung weisenden Oberfläche der Gewebeschicht 270 aufgebracht ist, verbunden. Das sich ergebende Laminat wird dann mit der Decklage 212 durch eine Konstruktionshaftmittelschicht 290 verbunden, die die Aufnahme/Verteilschicht 250 mit der Decklage 212 verbindet. Die primäre Kernintegritätsschicht 230 wird auf der zur Kleidung weisenden Oberfläche der Speicherschicht 280, einem Teil der zur Kleidung weisenden Oberfläche der Gewebeschicht 270 (entsprechend der unterschiedlichen seitlichen Distanz zwischen den Seitenkanten der Speichersschicht 280 und den Seitenkanten der Gewebeschicht 270) und einem Teil der zur Kleidung weisenden Oberfläche der Decklage 112 (entsprechend der unterschiedlichen seitlichen Distanz zwischen den Seitenkanten der Gewebeschicht 270 und den Seitenkanten der primären Kernintegritätsschicht 230) aufgebracht. Die Außenlage 216 wird dann mit der primären Kernintegritätsschicht 230 durch eine Konstruktionshaftmittelschicht 296 und mit der Decklage 212 durch eine (nicht gezeigte) Konstruktionshaftmittelschicht verbunden.
Ein anderer geeigneter absorbierender Kern gemäß der vorliegenden Erfindung kann in Form einer Schicht eines Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers, das zwischen zwei anderen Faserschichten enthalten ist, beispielsweise einem laminierten absorbierenden Kern, ausgebildet werden. Geeignete laminierte absorbierende Kerne gemäß der vorliegenden Erfindung können unter Verwendung von Prozeduren hergestellt werden, die ähnlich denen sind, die im US-Patent 4,260,443 (Lindsay et al.), im US-Patent 4,467,012 (Pedersen et al.), das am 21. August 1984 erteilt wurde, im US-Patent 4,715,918 (Lang), das am 29. Dezember 1987 erteilt wurde, im US-Patent 4,851,069 (Packard et al.), das am 25. Juli 1989 erteilt wurde, im US-Patent 4,950,264 (Osborn), das am 21. August 1990 erteilt wurde, im US-Patent 4,994,037 (Bernardin), das am 19. Februar 1991 erteilt wurde, im US-Patent 5,009,653 (Osborn), das am 23. April 1991 erteilt wurde, im US-Patent 5,128,082 (Makoui), das am 7. Juli 1992 erteilt wurde, im US-Patent 5,149,335 (Kellenberger et al.), das am 22. September 1992 erteilt wurde, und im US-Patent 5,176,668 (Bernardin), das am 5. Januar 1993 erteilt wurde, beschrieben sind, wobei aber ein Hydrogel bildendes absorbierendes Polymer, das mindestens die oben in B(1)(b) beschriebenen SFC- und PUP-Kapazitätwerte aufweist, verwendet wird.
Andere geeignete laminierte absorbierende Kerne gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen thermisch gebundene Schichten. Diese thermisch gebundenen absorbierenden Kerne umfassen: (1) eine primäre thermisch verbundene Flüssigkeitsverteilschicht; (2) optional aber bevorzugt eine sekundäre Flüssigkeitsverteilschicht in Flüssigkeitsverbindung mit der primären Verteilschicht, wobei sie wässrige Körperflüssigkeiten von dieser aufnehmen kann; (3) eine Flüssigkeitsspeicherschicht, die sich in Flüssigkeitsverbindung mit entweder der primären oder der sekundären Flüssigkeitsverteilschicht befindet, wobei sie eine hohe Konzentration des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers, das mindestens die oben in B(1)(b) beschriebenen SFC- und PUP-Kapaziätswerte aufweist, umfaßt; und (4) optional eine "Staubschicht (dusting layer)" neben der Speicherschicht. Diese absorbierenden Kerne werden typischerweise in Verbindung mit einer thermisch verbundenen Aufnahmeschicht (die als "sekundäre Decklage" bezeichnet wird) verwendet.
Eine Ausführungsform dieser thermisch verbundenen absorbierenden Kerne ist in Fig. 4 gezeigt. Fig. 4 zeigt einen Querschnitt eines absorbierenden Artikels, der insbesondere als Damenbinde geeignet ist, wobei er mit der Bezugszahl 310 bezeichnet ist, und eine flüssigkeitsdurchlässige primäre Decklage 312, eine flüssigkeitsundurchlässige Außenlage 316 und eine absorbierende Struktur, die zwischen der Decklage 312 und der Außenlage 316 angeordnet ist, umfaßt, wobei diese eine Flüssigkeitsaufnahmeschicht 314, die gemeinhin als "sekundäre Decklage" bezeichnet wird, und einen absorbierenden Kern, der mit 320 bezeichnet ist, umfaßt. Wie in dieser Figur gezeigt ist, so ist der absorbierende Kern 320 in der Fig. 4 gezeigt, wie er drei Komponenten umfaßt: eine Flüssigkeitsverteilschicht 324, eine Flüssigkeitsspeicherschicht 326 und eine fasrige "Staubschicht" 328. Bei der Ausbildung dieses absorbierenden Kerns liefert die "Staubschicht" 328 die anfängliche Schicht, auf der das Hydrogel bildende absorbierende Polymer der Speicherschicht 326 abgesetzt wird. Die Verteilschicht 324 wird dann über dem abgelagerten Hydrogel bildenden absorbierenden Material positioniert, um somit eine Laminatstruktur zu bilden. Obwohl es möglich ist, die Staubschicht 328 und die Verteilschicht 326 durch die Verwendung eines Haftmittels zu verbinden, werden diese beiden Schichten typischerweise durch eine thermisches Verbinden miteinander verbunden, da jede dieser Schichten etwas thermoplastisches Material, typischerweise thermoplastische Bindungsfasern umfaßt.
Eine alternative Ausführungsform dieses thermisch verbundenen absorbierenden Kerns ist in Fig. 5 gezeigt. Fig. 5 zeigt einen Querschnitt eines absorbierenden Artikels, der insbesondere als Damenbinde geeignet ist, wobei er mit 410 bezeichnet ist und eine Decklage 412, eine Außenlage 16 und einen absorbierenden Kern, der mit 420 bezeichnet ist und der zwischen der Decklage 412 und der Außenlage 416 positioniert ist, umfaßt. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, umfaßt der absorbierende Kern 420 vier Komponenten: eine primäre Flüssigkeitsverteilschicht 424, eine sekundäre Flüssigkeitsverteilschicht 430, eine Flüsigkeitsspeicherschicht 426 und eine fasrige "Staubschicht" 428. Wiederum liefert die Staubschicht 428 den Punkt für das Ablagern des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers der Speicherschicht 426. Die sekundären und primären Verteilschichten 430 und 424 werden dann über dem abgelagerten absorbierenden Polymer angeordnet, um eine Laminatstruktur auszubilden. Dieses Laminat wird typischerweise durch ein thermisches Verbinden verbunden.
Fig. 6 zeigt eine Kombination der Ausführungsformen, die in den Fig. 4 und 5 gezeigt sind. Wie in der Ausführungsform, die in Fig. 4 gezeigt ist, umfaßt der absorbierende Artikel 510 eine Decklage 512, eine Außenlage 516 und eine absorbierende Struktur, die zwischen der Decklage 512 und der Außenlage 516 plaziert ist, wobei sie eine sekundäre Decklage 514 und einen absorbierenden Kern 520 umfaßt. Wie in der Ausführungsform, die in Fig. 5 gezeigt ist, umfaßt der absorbierende Kern 520 der Fig. 6 vier Komponenten: eine primäre Flüssigkeitsverteilschicht 524, eine sekundäre Flüssigkeitsverteilschicht 530, eine Flüssigkeitsspeicherschicht 526 und eine fasrige "Staubschicht" 528.
Andere geeignete absorbierende Kerne gemäß der vorliegenden Erfindung können aus schmelzgeblasenen synthetischen Fasern und konformen Mischungen (das sind Mischungen aus Zellulosefasern und schmelzgeblasenen synthetischen Fasern und dergleichen), wie sie im US-Patent 5,149,335 (Kellenberger et al.), das am 22. September 1992 erteilt wurde, das hier durch Bezugnahme eingeschlossen wird, beschrieben sind, hergestellt werden. Beispielsweise kann ein coformtes Netz, das 75% Hydrogel bildendes absorbierendes Polymer, das mindestens die oben in B(1)(b) beschriebenen SFC- und PUP-Kapazitätswerte aufweist, und 25% feiner schmelzgeblasener HYDROFIL® LCFX Copolymerfasern (mit einem Durchmesser von weniger als 5 Mikrometer) aufweist, ausgebildet werden. Diese schmelzgeblasene Netz wird dann auf einer Oberfläche mit einer Schicht eines schmelzgeblasenen HYDROFIL® Netzes bedeckt (siehe die Beispiele 2 und 3 des US-Patents 5,149,335), wobei das das Spinnvliesmaterial durch Hitze um den Umfang der absorbierenden Struktur verschweißt wird.
Absorbierende Kerne, die eine Schicht schmelzgeblasener Fasern und Teilchen des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers, das mindestens die oben in B(1)(b) beschriebenen SFC- und PUP-Kapazitätswerte aufweist, enthalten, können auch gemäß dem Verfahren, das im US-Patent 4,429,001 (Kolpin et al.), das am 31. Januar 1984 erteilt wurde, beschrieben ist, ausgebildet werden. Für einige absorbierende Artikel können zwei oder mehr getrennt ausgebildete Schichten dieser schmelzgeblasenen Fasern und der absorbierenden Polymerpartikel zusammen gefügt werden, um einen dickeren absorbierenden Kern zu bilden. Auch kann der Strom der schmelzgebloasenen Fasern und der absorbierenden Polymerteilchen auf einem anderen Material als dem porösen Vliesstoff, das einen Teil des endgültigen absorbierenden Kerns bilden soll, abgesetzt werden. Es können auch andere Fasern als die schmelzgeblasenen Fasern in den absorbierenden Kern eingeführt werden. Beispielsweise können gekräuselte voluminöse Fasern mit schmelzgeblasenen Fasern zusammen mit den absorbierenden Polymerteilchen gemischt werden, um einen luftigeren oder leichteren absorbierenden Kern auszubilden.

E. Absorbierende Artikel

Durch die einzigartigen absorbierenden Eigenschaften der absorbierenden Kerne der vorliegenden Erfindung sind sie insbesondere für die Verwendung in absorbierenden Artikeln, insbesondere in absorbierenden Einwegartikeln geeignet. Der Ausdruck "absorbierender Artikel", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf Artikel, die Körperflüssigkeiten absorbieren und einschließen, und insbesondere auf Artikel, die am Körper oder in der Nähe des Körpers des Trägers plaziert werden, um die verschiedenen Flüssigkeiten, die vom Körper abgegeben werden, zu absorbieren und einzuschließen. Zusätzlich sind "absorbierende Wegwerfartikel" solche Artikel, die nach einer einzigen Verwendung weggeworfen werden sollen (das heißt, der ursprüngliche absorbierende Artikel soll als ganzes nicht gewaschen oder sonstwie wieder hergestellt oder erneut als absorbierender Artikel verwendet werden, obwohl gewisse Materialien oder der gesamte absorbierende Artikel recycelt, erneut verwendet oder kompostiert werden können). Eine bevorzugte Ausführungsform eines absorbierenden Wegwerfartikels gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Windel. Der Ausdruck "Windel", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf ein Kleidungsstück, das allgemein von Kleinkindern und Personen mit Inkontinenzproblemen getragen wird, wobei es um den unteren Körperbereich des Trägers herum getragen wird. Es sollte jedoch verständlich sein, daß die vorliegende Erfindung auch auf andere absorbierende Artikel, wie Inkontinenzunterlagen, Inkontinenzeinlagen, Trainingshosen, Windeleinlagen, Monatsbinden, Damenbinden, Gesichtstücher, Papiertücher und dergleichen anwendbar ist.
Diese absorbierenden Artikel umfassen typischerweise eine flüssigkeitsundurchlässige Außenlage, eine damit verbundene oder sonstwie zugeordnete flüssigkeitsdurchlässige Decklage und einen absorbierenden Kern gemäß der vorliegenden Erfindung, der zwischen der Außenlage und der Decklage angeordnet ist. Die Decklage wird neben der Körperoberfläche des absorbierenden Kerns angeordnet. Die Decklage ist vorzugsweise mit dem absorbierenden Kern und der Außenlage durch Befestigungsvorrichtungen, die aus dem Stand der Technik wohl bekannt sind, verbunden. Der Ausdruck "verbunden", wie er hier verwendet wird, umfaßt Konfigurationen, bei denen ein Element direkt am anderen Element befestigt ist, indem das Element direkt am anderen Element befestigt ist, und Konfigurationen, bei denen das Element indirekt am anderen Element befestigt ist, indem das Element an einem oder mehreren dazwischenliegenden Teilen befestigt wird, wobei dieses dazwischenliegende Teil oder diese dazwischenliegenden Teile am anderen Element befestigt werden. In bevorzugten absorbierenden Artikeln sind die Decklage und die Außenlage direkt miteinander an ihrem Umfang verbunden. Die Decklage und die Außenlage können auch indirekt durch ein direktes Verbinden dieser Lagen mit dem absorbierenden Kern mittels Befestigungsvorrichtungen verbunden sein.
Die Außenlage ist typischerweise gegenüber Körperflüssigkeiten undurchlässig, und sie wird vorzugsweise aus einem dünnen Kunststoffilm hergestellt, obwohl andere flexible flüssigkeitsundurchlässige Materialien ebenfalls verwendet werden können. Der Ausdruck "flexibel", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf Materialien, die nachgiebig sind und die sich leicht der allgemeinen Form und den Konturen des menschlichen Körpers anpassen. Die Außenlage verhindert, daß Körperflüssigkeiten, die im absorbierenden Kern absorbiert wurden und in diesem enthalten sind, Artikel, die diesen berühren, wie Hosen, Pyjamas, Unterwäsche und dergleichen, benässen. Die Außenlage kann ein gewobenes oder nicht gewobenes Material, Polymerfilme, wie thermoplastische Filme aus Polyethylen oder Polypropylen oder Verbundmaterialien, wie mit einem Film beschichtete Vliesmaterialien, umfassen. Vorzugsweise ist die Außenlage ein Polyethylenfilm, der eine Dicke von ungefähr 0,012 mm (0,5 mil) bis ungefähr 0,051 mm (2,0 mil) aufweist. Beispielhafte Polyethylenfilme werden von der Clopay Corporation aus Cincinnati, Ohio unter der Bezeichnung P18-0401 und von der Ethyl Corporation, Visqueen Division aus Terre Haute, Indiana unter der Bezeichnung XP-39385 hergestellt. Die Außenlage ist vorzugsweise geprägt und/oder mit einem Filz versehen, um ein kleiderartigeres Aussehen zu liefern. Weiterhin kann es sein, daß es die Außenlage ermöglicht, daß Dämpfe aus dem absorbierenden Kern entweichen können (das heißt, daß sie atmungsaktiv ist), während sie dennoch verhindert, daß Körperflüssigkeiten durch die Außenlage hindurch gehen.
Die Decklage ist nachgiebig, fühlt sich weich an und reizt die Haut des Trägers nicht. Weiterhin ist die Decklage flüssigkeitsdurchlässig und ermöglicht es Körperflüssigkeiten leicht durch sie hindurch zu dringen. Eine geeignete Decklage kann aus einem breiten Bereich von Materialien, wie gewobenen und nicht gewobenen Materialien, Polymermaterialien, wie mit Öffnungen ausgebildeten thermoplastischen Filmen, mit Öffnungen versehen Kunststoffilmen und hydroformierten thermoplastischen Filmen, porösen Schäumen, netztförmigen Schäumen, netztförmigen thermoplastischen Filmen und thermoplastischen Mull hergestellt sein. Geeignete gewobene und nicht gewobene Materialien können aus natürlichen Fasern, (wie beispielsweise Zellstoff- oder Baumwollfasern), synthetischen Fasern (beispielsweise Polymerfasern, wie Polyester, Polypropylen oder Polyethylenfasern) oder einer Kombination aus natürlichen und synthetischen Fasern bestehen.
Bevorzugte Decklagen für die Verwendung in den absorbierenden Artikeln der vorliegenden Erfindung werden aus luftigen nicht gewobenen Decklagen und Decklagen aus mit Öffnungen versehenen Vliesstoffen ausgewählt. Mit Öffnungen versehende Vliesstoffe werden für die Decklage besonders bevorzugt, da sie gegenüber Körperflüssigkeiten durchlässig und zugleich nicht absorbierend sind, und eine vermindert Tendenz aufweisen, Flüssigkeiten durch sie zurück passieren zu lassen und die Haut des Trägers erneut zu benässen. Somit bleibt die Oberfläche des Vliesstoffes, die sich in Kontakt mit dem Körper befindet, trocken, um somit die Verschmutzung des Körpers zu reduzieren und für den Träger ein komfortableres Gefühl zu erzeugen. Geeignete Vliesstoffe sind im US-Patent 3,929,135 (Thompson), das am 30. Dezember 1975 erteilt wurde, im US-Patent 4,324,246 (Mullane et al.), das am 13. April 1982 erteilt wurde, im US-Patent 4,342,314 (Radel et al.), das am 3. August 1982 erteilt wurde, im US-Patent 4,463,045 (Ahr et al.), das am 31. Juli 1984 erteilt wurde, und im US-Patent 5,006,394 (Baird), das am 9. April 1991 erteilt wurde, beschrieben. Speziell bevorzugte mit Mikroöffnungen versehene Decklagen aus Vliesstoff sind im US-Patent 4,609,518 (Curro et al.), das am 2. September 1986 erteilt wurde, und im US-Patent 4,629,643 (Curro et al.), das am 16. Dezember 1986 erteilt wurde, beschrieben. Die bevorzugte Decklage für die Verwendung in Damenbinden der vorliegenden Erfindung ist der Vliesstoff, der in einem oder mehreren der obigen Patente beschrieben ist, und der für Damenbinden von der Procter & Gamble Company in Cincinnati, Ohio als "DRI- WEAVE®" verkauft wird.
Die Körperoberfläche des Decklage aus Vliesstoff kann hydrophil sein, um so den Körperflüssigkeiten zu helfen, schneller durch die Decklage hindurch zu gelangen, als wenn die Körperoberfläche nicht hydrophil wäre, um so die Wahrscheinlichkeit zu verringern, daß die Flüssigkeit von der Decklage weg fließt, statt daß sie in sie hinein fließt und von der absorbierenden Struktur absorbiert wird. In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein oberflächenaktiver Stoff in die Polymermaterialien der Decklage aus Vliesstoff eingefügt. Alternativ kann die Körperoberfläche der Decklage hydrophil gemacht werden, indem sie mit einem oberflächenaktiven Stoff behandelt wird, wie er im oben angegebenen US-Patent 4,950,254 beschrieben ist.

F. Testverfahren

1. Salzflußleitfähigkeit (SFC)

Dieser Test bestimmt die Salzflußleitfähigkeit (Saline Flow Conductivity, SFC) der Gelschicht, die aus dem Hydrogel bildenden absorbierenden Polymer, das in synthetischem Jayco-Urin aufgequollen wird, unter einem begrenzenden Druck ausgebildet wird. Das Ziel dieses Tests ist es, die Fähigkeit der Hydrogelschicht, die aus einem Hydrogel bildenden absorbierenden Polymer ausgebildet wird, Körperflüssigkeiten aufzunehmen und zu verteilen, wenn das Polymer in hohen Konzentrationen in einem absorbierenden Element vorhanden ist, und es durch die Anwendung mechanischen Druckbelastungen ausgesetzt ist, zu beurteilen. Verfahren nach Darcys Gesetz und Stationärflußverfahren werden verwendet, um die Salzflußleitfähigkeit zu bestimmen. (Siehe beispielsweise "Absorbency", herausgegeben von P. K. Chatterjee, Elsevier, 1985, Seiten 42-43 und "Chemical Engineering" Vol. II, dritte Auflage, J. M. Coulson und J. F. Richardson, Pergamon Press, 1978, Seiten 125-127).
Die Hydrogelschicht, die für die SFC-Messungen verwendet wird, wird durch das Aufquellen eines Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers in synthetischem Jayco-Urin während einer Zeitdauer von 60 Minuten ausgebildet. Die Hydrogelschicht wird ausgebildet, und ihre Flußleitfähigkeit wird unter einem mechanischen Begrenzungsdruck von 0,3 psi (ungefähr 2 kPa) gemessen. Die Flußleitfähigkeit wird unter Verwendung einer 0,118 M NaCl-Lösung gemessen. Für ein Hydrogel bildendes absorbierendes Polymer, dessen Aufnahme des synthetischen Jayco-Urins über der Zeit im wesentlichen in einen Sättigungszustand gegangen ist, wurde herausgefunden, daß es die Dicke der Hydrogelschicht während der Messung im wesentlichen konstant hält. Bei einigen Hydrogel bildenden absorbierenden Polymeren können geringe Änderungen in der Dicke der Hydrogelschicht als Ergebnis des Aufquellens des Polymers, des abnehmenden Quellens und/oder Änderungen in der Porosität der Hydrogelschicht auftreten. Für die Messungen wird ein konstanter hydrostatischer Druck von 4920 dyne/cm² (5 cm der 0,0018 M NaCl) verwendet.
Die Flußrate wird durch das Messen der Menge der Lösung, die durch die Hydrogelschicht fließt, als Funktion der Zeit bestimmt. Die Flußrate kann während der Dauer der Messung variieren. Gründe für eine Variation der Flußrate umfassen Änderungen in der Dicke der Hydrogelschicht und Änderungen in der Viskosität der Porenflüssigkeit, wenn die Porenflüssigkeit, die anfänglich in den Poren vorhanden ist (die beispielsweise gelöstes extrahierbares Polymer enthalten kann) durch die NaCl-Lösung ersetzt wird. Wenn die Flußrate zeitabhängig ist, wird die anfängliche Flußrate, die man typischerweise durch ein Extrapolieren der gemessenen Flußraten auf den Zeitpunkt 0 erhält, verwendet, um die Flußleitfähigkeit zu berechnen. Die Salzflußleitfähigkeit wird aus der anfänglichen Flußrate, den Abmessungen der Hydrogelschicht und dem hydrostatischen Druck berechnet. Bei Systemen, bei denen die Flußrate im wesentlichen konstant ist, kann ein Permeabilitätskoeffizient der Hydrogelschicht aus der Salzflußleitfähigkeit und der Viskosität der NaCl-Lösung berechnet werden.
Eine geeignete Vorrichtung 610 für diesen Test ist in Fig. 7 gezeigt. Diese Vorrichtung umfaßt ein konstant hydrostatisches Kopfreservoir, das allgmein mit 612 bezeichnet ist, das auf einem Laborständer, der allgmein mit 614 bezeichnet ist, sitzt. Das Reservoir 612 hat einen Deckel 616 mit einer Stopfenentlüftung, die mit 618 bezeichnet ist, so daß zusätzliche Flüssigkeit dem Reservoir 612 hinzugefügt werden kann. Ein Rohr 620 mit offenen Ende wird durch den Deckel 616 eingeschoben, um es zu ermöglichen, daß Luft in das Reservoir 612 eindringen kann, um Flüssigkeit mit einem konstanten hydrostatischen Druck zu liefern. Das untere Ende des Rohrs 620 ist so angeordnet, daß es die Flüssigkeit im Zylinder 634 auf einer Höhe von 5,0 cm über dem Boden der Hydrogelschicht 668 hält (siehe Fig. 8).
Das Reservoir 612 ist mit einem L-förmigen Ablaufrohr 622, das einen Einlaß 622a, der unterhalb der Oberfläche der Flüssigkeit im Reservoir liegt, aufweist, versehen. Das Abgeben der Flüssigkeit durch das Rohr 622 wird durch den Absperrhahn 626 gesteuert. Das Rohr 622 liefert Flüssigkeit vom Reservoir 612 zu einer Kolben/Zylinderanordnung, die allgemein mit 628 bezeichnet ist. Unterhalb der Anordnung 628 ist ein (nicht gezeigtes) Stützgitter und ein Sammelreservoir 630, das auf einer Laborwaage 632 sitzt, angeordnet.
Betrachtet man Fig. 7, so besteht die Anordnung 628 grundsätzlich aus einem Zylinder 634, einem Kolben, der allgemein mit 636 bezeichnet ist, und einer Abdeckung 637, die mit Löchern für den Kolben 636 und das Ablaufrohr 622 versehen ist. Wie in Fig. 7 gezeigt ist, ist der Auslaß 622b des Rohrs 622 unter dem unteren Ende des Rohrs 620 angeordnet und wird sich so auch unter der (nicht gezeigten) Oberfläche der Flüssigkeit im Zylinder 634 befinden. Wie in Fig. 8 gezeigt ist, besteht der Kolben 636 aus einem im allgemeinen zylindrischen LEXAN®-Schaft 638, der ein konzentrisches zylindrisches Loch 640, das entlang der Längsachse des Schafts abwärts gebohrt wurde, aufweist. Beide Enden des Schafts 638 sind bearbeitet, um Enden 642 und 646 zu liefern. Ein Gewicht, das mit 648 bezeichnet ist, ruht auf dem Ende 642 und weist ein zylindrisches Loch 648a, das durch sein Zentrum gebohrt ist, auf.
Auf dem anderen Ende 646 ist ein im allgemeinen kreisförmiger Kolbenkopf 650 aus Teflon, der eine ringförmige Vertiefung 652 in seinem Boden aufweist, eingeschoben. Der Kolbenkopf 650 weist eine solche Größe auf, daß er sich gleitend im Zylinder 634 bewegen kann. Wie insbesondere in Fig. 9 gezeigt ist, ist der Kolbenkopf 650 mit vier konzentrischen Ringen mit vierundzwanzig zylindrischen Löchern versehen, wobei jeder der Ringe allgemein mit 654, 656, 658 und 660 bezeichnet ist. Wie man in Fig. 9 sieht, passen die konzentrischen Ringe 654 und 660 in das Gebiet, das durch die Vertiefung 652 definiert wird. Die Löcher in jeder dieser konzentrischen Ringe sind von oben bis unten durch den Kolbenkopf 650 gebohrt. Die Löcher in jedem Ring sind ungefähr 15 Grad voneinander entfernt und um ungefähr 7,5 Grad gegenüber den Löchern in den benachbarten Ringen versetzt. Die Löcher in jedem Ring haben einen zunehmend kleineren Durchmesser, der vom Ring 654 (0,204 Inch Durchmesser) zum Ring 660 (0,111 Inch Durchmesser) geht. Der Kolbenkopf 650 hat auch ein zylindrisches Loch 662, das in seinem Zentrum gebohrt ist, um das Ende 646 des Schafts 638 aufzunehmen.
Wie in Fig. 8 gezeigt ist, paßt eine kreisförmige Filterplatte 664 in die Vertiefung 652. Am unteren Ende des Zylinders 634 ist ein Sieb 666 mit der Maschenweite Nr. 400 aus rostfreiem Stahl, das vor der Befestigung biaxial fest gespannt wurde, befestigt. Die Probe des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers, die mit 668 bezeichnet ist, wird auf dem Sieb 666 abgestützt.
Der Zylinder 634 ist aus einem transparenten LEXAN®-Stab oder einem äquivalenten Gegenstand geformt und hat einen inneren Durchmesser von 6,00 cm (eine Fläche von 28,27 cm²), eine Wanddicke von ungefähr 0,5 cm und eine Höhe von ungefähr 6,0 cm. Der Kolbenkopf 650 ist aus einem soliden Teflonstab hergestellt. Er hat eine Höhe von 0,625 Inch und einen Durchmesser, der leicht kleiner als der innere Durchmesser des Zylinders 634 ist, so daß er in den Zylinder mit einem minimalen Spiel paßt, aber dennoch frei gleiten kann. Die Vertiefung 652 weist einen Durchmesser von ungefähr 56 mm und eine Tiefe von 4 mm auf. Das Loch 662 im Zentrum des Kolbenkopfes 650 hat eine mit einem Gewinde versehene 0,625 Inch Öffnung (18 Umdrehungen pro Inch) für das Ende 646 des Schafts 638. Die Filterplatte 646 wird so gewählt, daß sie eine hohe Permeabilität aufweist (beispielsweise Chemglass Cat. Nr. CG-201- 40, 60 mm Durchmesser, X-Grobe Porosität) und ist so geschliffen, daß sie sauber in die Vertiefung 652 des Kolbenkopfes 650 paßt, wobei der Boden der Scheibe mit dem Boden des Kolbenkopfes fluchtet. Der Schaft 638 wird aus einem LEXAN®-Stab hergestellt und hat einen äußeren Durchmesser von 0,875 Inch und einen inneren Durchmesser von 0,250 Inch. Das Ende 646 ist ungefähr 0,5 Inch lang und ist mit einem Gewinde versehen, damit es in das Loch 662 im Kolbenkopf 650 paßt. Das Ende 642 ist ungefähr ein Inch lang und weist einen Durchmesser von 0,623 Inch auf, um eine kreisförmige Schulter zu bilden, um das Gewicht 648 aus rostfreiem Stahl abzustützen. Flüssigkeit, die durch das Loch 640 im Schaft 638 geht, kann direkt zur Filterplatte 664 gelangen. Das kreisförmige Gewicht 648 aus rostfreiem Stahl hat einen inneren Durchmesser von 0,625 Inch, so daß es auf das Ende 642 des Schafts 638 rutscht und auf der darin ausgebildeten ringförmigen Schulter ruht. Das kombinierte Gewicht der Filterglasplatte 664, des Kolbens 636 und des Gewichts 648 beträgt 596 g, was einem Druck von 0,3 psi für ein Gebiet von 28,27 cm² entspricht. Die Abdeckung 637 ist aus LEXAN® oder einem Äquivalent hergestellt und sie ist so dimensioniert, daß sie das Oberteil des Zylinders 634 bedeckt. Sie hat eine Öffnung von 0,877 Inch in ihrem Zentrum für den Schaft 638 des Kolbens 636 und eine zweite Öffnung nahe ihrer Kante für das Zuführrohr 622.
Der Zylinder 634 ruht auf einem (nicht gezeigten) starren Stützsieb mit 16 Maschen aus rostfreiem Stahl oder einem Äquivalent. Das Stützsieb ist ausreichend durchlässig, so daß er den Fluß der Flüssigkeit in das Sammelreservoir 630 nicht behindert. Das Stützsieb wird allgemein verwendet, um den Zylinder 634 abzustützen, wenn die Flußrate der Salzlösung durch den Aufbau 628 größer als ungefähr 0,02 g/sec ist. Für Flußraten von weniger als ungefähr 0,02 g/sec ist vorzugsweise ein kontinuierlicher Flußpfad zwischen dem Zylinder 634 und dem Sammelreservoir vorgesehen. Dies kann erreicht werden, indem das Stützsieb, das Sammelreservoir 630 und die Analysewaage 632 durch eine Analysewaage 716, ein Reservoir 712, einen Filtertrichter 718 und die jeweiligen Verbindungsrohre und Ventile der Vorrichtung 710 (siehe Fig. 10) ersetzt wird, und der Zylinder 634 auf der Filterplatte im Filtertrichter 718 angeordnet wird.
Synthetisches Jayco-Urin, das bei diesem Verfahren verwendet wird, wird durch das Lösen einer Mischung aus 2,0 g KCL, 2,0 g Na&sub2;SO&sub4;, 0,85 g NH&sub4;H&sub2;PO&sub4;, 0,15 g (NH&sub4;)&sub2;HPO&sub4;, 0,19 g CaCl&sub2; und 0,23 g MgCl&sub2; in einem Liter destilliertem Wasser hergestellt. Die Salzmischung kann dann von Endovations, Reading, Pa (Katalognummer JA-00131-000-01) gekauft werden.
Die 0,118 M NaCl-Lösung wird durch das Lösen von 6,896 g NaCl (Baker analysiertes Reagens oder ein Äquivalent) in 1,0 Liter destilliertem Wasser hergestellt.
Eine Analysenwaage 632 mit einer Genauigkeit von 0,01 g (beispielsweise eine Mettler PM4000 oder eine äquivalente Waage) wird typischerweise verwendet, um die Menge der Flüssigkeit, die durch die Hydrogelschicht 668 fließt, wenn die Flußrate bei ungefähr 0,02 g/sec liegt oder höher ist, zu messen. Es kann sein, daß eine genauere Waage (beispielsweise eine Mettler AE200 oder eine äquivalente Waage) für weniger durchlässige Hydrogelschichten, die geringere Flußraten aufweisen, benötigt wird. Die Waage wird vorzugsweise mit einem Computer verbunden, um die Flüssigkeitsmenge über der Zeit zu überwachen.
Die Dicke der Hydrogelschicht 668 im Zylinder 634 wird mit einer Genauigkeit von ungefähr 0,1 mm gemessen. Jedes Verfahren, das die erforderliche Genauigkeit aufweist, kann verwendet werden, solange die Gewichte nicht entfernt werden und die Hydrogelschicht während der Messung nicht zusätzlichem Druck ausgesetzt oder gestört wird. Die Verwendung einer Schieblehre (beispielsweise Manostat 15-100-500 oder eines Äquivalents), um die vertikale Distanz zwischen dem Boden des Gewichts 648 aus rostfreiem Stahl und dem oberen Teil der Abdeckung 637 relativ zu dieser Distanz, bei der sich keine Hydrogelschicht 668 im Zylinder 634 befindet, zu messen, ist akzeptabel. Auch die Verwendung eines Tiefenmessers (beispielsweise Ono Sokki EG-225 oder eines Äquivalents), um die Position des Kolbens 636 oder des Gewichts 648 aus rostfreiem Stahl relativ zu irgendeiner festen Oberfläche im Verhältnis zu seiner Position, bei der sich keine Hydrogelschicht im Zylinder 634 befindet, zu messen, ist akzeptabel.
Die SFC-Messung wird bei Umgebungstemperatur (das sind 20-25ºC) auf die folgende Weise durchgeführt:
eine Teilmenge von 0,9 gm des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers (die einem Basisgewicht von 0,032 gm/cm² entspricht) wird dem Zylinder 634 zugegeben und gleichförmig auf dem Gitter 666 verteilt. Bei den meisten Hydrogel bildenden Polymeren beträgt der Feuchtigkeitsgehalt typischerweise weniger als 5%. Für diese kann die Menge des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers, die hinzugefügt werden soll, auf einer Basis des Naßgewichts (so wie es ist) erfolgen. Für Hydrogel bildende absorbierende Polymere, die einen Feuchtigkeitsgehalt von mehr als ungefähr 5% aufweisen, sollte das zugefügte Polymergewicht im Hinblick auf die Feuchtigkeit korrigiert werden (das heißt, das zugefügte Polymer sollte 0,9 g betragen, wenn es im trockenen Zustand gewogen wird). Es muß aufgepaßt werden, daß das Hydrogel bildende absorbierende Polymer nicht an den Zylinderwänden haftet. Der Kolben 636 (minus dem Gewicht 648) mit der Scheibe 664, die in der Vertiefung 652 des Kolbenkopfes 650 positioniert wird, wird in den Zylinder 634 eingeschoben und auf dem trockenen Hydrogel bildenden absorbierenden Polymer 668 angeordnet. Wenn es notwendig ist, so kann der Kolben 636 vorsichtig gedreht werden, um das Hydrogel bildende absorbierende Polymer gleichmäßiger auf dem Gitter 666 zu verteilen. Der Zylinder 634 wird mit der Abdeckung 637 abgedeckt und das Gewicht 648 wird dann auf dem Ende 642 des Schafts 638 positioniert.
Eine Filterscheibe (grob oder extra grob), die einen Durchmesser hat, der größer als der Durchmesser des Zylinders 634 ist, wird in einem breiten/flachen Behälter mit ebenem Boden, der bis zum oberen Teil der Filterscheibe mit synthetischem Jayco-Urin gefüllt wird, positioniert. Die Kolben/Zylinder- Anordnung 628 wird dann oben auf der Filterglasscheibe plaziert. Flüssigkeit vom Behälter geht durch die Filterscheibe und wird dann durch das Hydrogel bildende absorbierende Polymer 668 absorbiert. Wenn das Polymer Flüssigkeit absorbiert, so wird eine Hydrogelschicht im Zylinder 634 ausgebildet. Nach einer Zeitdauer von 60 Minuten wird die Dicke der Hydrogelschicht bestimmt. Es muß darauf geachtet werden, daß die Hydrogelschicht während dieser Prozedur keine Flüssigkeit verliert oder Luft herein genommen wird.
Die Kolben/Zylinder-Anordnung 628 wird dann zur Vorrichtung 610 gebracht. Das (nicht gezeigte) Stützgitter und jede Lücke zwischen ihm und der Kolben/Zylinder-Anordnung 628 wird im Vorhinein mit Salzlösung gesättigt. Wenn der Filtertrichter 718 der PUP-Vorrichtung 710 verwendet wird, um den Zylinder 634 abzustützen, sollte die Oberfläche des Filtertrichters minimal gegenüber der Höhe der Flüssigkeit im Sammelreservoir angehoben sein, wobei die Ventile zwischen dem Filtertrichter und dem Sammelreservoir sich in der offenen Position befinden. (Die Anhebung des Filtertrichters sollte so groß sein, daß die Flüssigkeit, die durch die Hydrogelschicht hindurch geht, sich nicht im Trichter sammelt).
Die SFC-Messung wird durch das Hinzufügen der NaCl-Lösung durch das Loch 640 im Schaft 638, um Luft aus dem Kolbenkopf 650 zu entfernen, und dem Drehen des Absperrhahns 626 in eine offene Position, so daß das Ablaufrohr 622 Flüssigkeit in den Zylinder 634 bis zu einer Höhe von 5,0 cm über dem Boden der Hydrogelschicht 668 liefert, gestartet. Obwohl angenommen wird, daß die Messung begonnen wurde zu der Zeit (t0), zu der die NaCl- Lösung zum ersten Mal hinzugefügt wurde, wird die Zeit (tS), bei der ein stabiler hydrostatischer Druck, der 5,0 cm einer Salzlösung entspricht, und bei der eine stabile Flußrate erzielt wird, notiert. (Diese Zeit tS sollte typischerweise bei einer Minute oder weniger liegen). Die Menge der Flüssigkeit, die durch die Hydrogelschicht 668 hindurch geht, wird über der Zeit gravimetrisch für eine Zeitdauer von 10 Minuten bestimmt. Nachdem die Zeit vergangen ist, wird die Kolben/Zylinder-Anordnung 628 entfernt, und es wird die Dicke der Hydrogelschicht 668 gemessen. Im allgemeinen beträgt die Änderung der Dicke der Hydrogelschicht weniger als ungefähr 10%.
Im allgemeinen braucht es nicht zu sein, daß die Flußrate konstant ist. Die zeitabhängige Flußrate durch das System FS(t) wird in der Einheit g/s durch das Teilen des zunehmenden Gewichts (in Gramm) der Flüssigkeit, die durch das System hindurch geht, durch die zunehmende Zeit (in Sekunden), bestimmt. Es werden nur Daten, die für die Zeit zwischen tS und 10 Minuten gesammelt wurden, für die Berechnung der Flußrate verwendet. Die Ergebnisse der Flußrate zwischen tS und 10 Minuten werden verwendet, um einen Wert für FS(t = 0), der anfänglichen Flußrate durch die Hydrogelschicht, zu berechnen. FS(t = 0) wird durch das Extrapolieren der Ergebnisse nach der Methode der kleinsten passenden Quadrate von FS(t) über der Zeit bis t = 0 berechnet.
Für eine Schicht, die eine sehr hohe Permeabilität (beispielsweise eine Flußrate von größer als ungefähr 2 g/sec) aufweist, kann es sein, daß es nicht praktikabel ist, Flüssigkeit während der vollen Zeitdauer von 10 Minuten zu sammen. Für Flußraten, die größer als ungefähr 2 g/sec sind, kann die Sammelzeit im Verhältnis zur Flußrate verkürzt werden.
Bei einigen Hydrogel bildenden absorbierenden Polymeren, die eine extrem geringe Permeabilität aufweisen, konkurriert die Absorption der Flüssigkeit durch das Hydrogel mit dem Transport der Flüssigkeit durch die Hydrogelschicht, und es tritt entweder kein Fluß der Flüssigkeit durch die Hydrogelschicht und in das Reservoir auf, oder es gibt möglicherweise sogar eine Nettoabsorption der Flüssigkeit aus dem PUP-Reservoir heraus. Für diese Hydrogelschichten mit dieser extrem geringen Permeabilität kann die Zeit für die Absorption des synthetischen Jayco-Urins verlängert werden (beispielsweise auf 16 Stunden).
In einer getrennten Messung wird die Flußrate durch die Vorrichtung 610 und die Kolben/Zylinder-Anordnung 628 (Fa) wie oben gemessen, wobei aber keine Hydrogelschicht vorhanden ist. Wenn Fa sehr viel größer als die Flußrate FS durch das System, wenn die Hydrogelschicht vorhanden ist, ist, so ist keine Korrektur für den Flußwiderstand der SFC-Vorrichtung und der Kolben/Zylinder-Anordnung notwendig. Es läuft im Grenzfall auf die Gleichung Fg = FS hinaus, wobei Fg der Beitrag der Hydrogelschicht zur Flußrate des Systems ist. Wenn diese Bedingung jedoch nicht erfüllt wird, so wird die folgende Korrektur verwendet, um den Wert von Fg aus den Werten FS und Fa zu berechnen:
Fg = (Fa · FS)/(Fa - FS)
Die Salzflußleitfähigkeit (K) der Hydrogelschicht wird unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet:
K = {Fg(t = 0) · L0}/{ρ · A · ΔP}
wobei Fg(t = 0) die Flußrate in g/sec ist, die aus der Regressionsanalyse der Ergebnisse der Flußrate und jeglicher Korrektur durch den Flußwiderstand der Anordnung/Vorrichtung bestimmt wird, L&sub0; die anfängliche Dicke der Hydrogelschicht in cm und ρ die Dichte der NaCl-Lösung in gm/cm³ ist. A ist das Gebiet der Hydrogelschicht in cm², ΔP ist der hydrostatische Druck in dyn/cm² und K die Salzflußleitfähigkeit in Einheiten von cm³ sec/gm.
Ein Mittelwert von drei Bestimmungen sollte festgehalten werden.
Bei Hydrogelschichten, bei denen die Flußrate im wesentlichen konstant ist, kann ein Permeabilitätskoeffizient (κ) aus der Salzflußleitfähigkeit unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet werden:
κ = K η,
wobei η die Viskosität der NaCl-Lösung in Poise ist, und der Permeabilitätskoeffizient κ in Einheiten von cm² bestimmt wird.
Nachfolgend wird ein Beispiel einer Berechnung von SFC gemäß der vorliegenden Erfindung gegeben:
Der gemessene Wert von Fa beträgt 412 g/min = 6,87 g/sec. Für eine einzelne Bestimmung der teilchenförmigen Hydrogel bildenden Polymerprobe 3-5 (Beispiel 3) beträgt der extrapolierte Wert für FS(t = 0) 33,9 g/min = 0,565 g/sec, mit einem sehr niedrigen Verhältnis von Steigung Schnittpunkt von 9 · 10&supmin;&sup5; sec&supmin;¹. Die Korrektur für den Widerstand der Vorrichtung beträgt:
Fg = (6,87 · 0,565)/(6,87 - 0,565) = 0,616 g/sec
Es sei eine Dichte der 0,118 M Salzlösung von 1,003 g/cm³ (CRC Handbook of Chemistry and Physics, 61. Auflage), eine Dicke der Hydrogelschicht von 1,134 cm, eine Fläche der Hydrogelschicht von 28,27 cm² und ein hydrostatischer Druck von 4920 dyn/cm² gegeben.
K = (0,616 · 1,134)/(1,003 · 28,27 · 4920) = 5,0 · 10&supmin;&sup6; cm³ sec/gm
Betrachtet man die im wesentlichen konstante Flußrate und eine gegebene Viskosität der 0,118 M Salzlösung von 0,01015 Poise (CRC Handbook of Chemistry and Physics, 61. Auflage):
κ = K η = (5,0 · 10&supmin;&sup6;) · 0,01015 = 5,1 · 10&supmin;&sup8; cm²

2. Leistung-Unter-Druck-Kapazität (PUC-Kapazität)

Dieser Test bestimmt die nach 60 Minuten stattgefundene Gramm/Gramm Absorption des synthetischen Urins für ein Hydrogel bildendes absorbierendes Polymer, das seitlich in einer Kolben/Zylinder-Anordnung unter einem Einschließungsdruck von 0,7 psi (ungefähr 5 kPa) eingeschlossen ist. Das Ziel des Tests besteht darin, die Fähigkeit einer Hydrogel bildenden absorbierenden Polymerschicht, Körperflüssigkeiten zu absorbieren über eine praxisgerechte Zeitdauer zu bestimmen, wenn das Polymer mit hohem Basisgewicht und hohen Konzentrationen im absorbierenden Element vorhanden ist und den Druckwerten, die bei der Anwendung auftreten, unterworfen wird.
Die Druckwerte bei der Anwendung, gegen die ein Hydrogel bildendes Polymer Urin absorbieren soll, umfassen mechanische Druckwerte, die sich aus dem Gewicht und/oder den Bewegungen des Trägers ergeben, mechanische Druckwerte, die sich aus Gummibändern und Befestigungssystemen ergeben, und den Unterdruck, der sich aus benachbarten kapillaren (beispielsweise fasrigen) Schichten und/oder Strukturen, wenn sie frei von Flüssigkeit (drained of fluid) sind, ergibt.
Die Testflüssigkeit für den PUP-Kapazitätstest ist synthetischer Jayco-Urin. Diese Flüssigkeit wird durch das Hydrogel bildende absorbierende Polymer unter den geforderten Absorptionsbedingungen bei einem hydrostatischen Druck nahe null absorbiert.
Eine geeignete Vorrichtung 710 für diesen Test ist in Fig. 10 gezeigt. An einem Ende dieser Vorrichtung ist ein Flüssigkeitsreservoir 712 (wie eine Petrischale), die eine Abdeckung 714 aufweist, vorgesehen. Das Reservoir 712 ruht auf einer Analysenwaage, die allgemein mit 716 bezeichnet ist. Das andere Ende der Vorrichtung 710 ist ein Filtertrichter, der allgemein mit 718 bezeichnet ist, eine Kolben/Zylinder-Anordnung, die allgemein mit 720 bezeichnet ist und die in den Trichter 718 paßt, und eine zylindrische Filtertrichterabdeckung aus Kunststoff, die allgemein mit 722 bezeichnet ist, wobei diese über den Trichter 718 paßt, am Boden offen und oben geschlossen ist, wobei das Oberteil ein Loch aufweist. Die Vorrichtung 710 besitzt ein System für das Befördern einer Flüssigkeit in jeder Richtung, wobei diese aus Abschnitten einer Glaskapillarröhre, die mit 724 und 731 bezeichnet sind, einem flexiblen Plastikrohr (beispielsweise ¹/&sub4; Inch Innendurchmesser und 3/8 Inch Außendurchmesser Tygon- Rohr), das mit 731 bezeichnet ist, Absperrventilen 726 und 738 und Teflon- Verbindungsstücken 748, 750 und 752, um das Glasrohr 724 und 731a und die Absperrventile 726 und 738 zu verbinden, besteht. Ein Absperrventil 726 besteht aus einem Dreiwegeventil 728, einem Glaskapillarrohr 730 und 734 im Hauptflußsystem und einem Abschnitt des Glaskapillarrohres 732 für das Auffüllen des Reservoirs 712 und das Spülen der Filterscheibe im Filtertrichter 718 in Vorwärtsrichtung. Das Absperrventil 738 besteht in ähnlicher Weise aus einem Dreiwegeventil 740, Glaskapillarröhren 742 und 746 in der Hauptflußlinie und einem Abschnitt des Glaskapillarrohrs 744, der als Abfluß für das System dient.
Betrachtet man die Fig. 11, so besteht die Anordnung 720 aus einem Zylinder 754, einem becherförmigen Kolben, der mit 756 bezeichnet ist, und einem Gewicht 758, das in den Kolben 756 paßt. Am unteren Ende des Zylinders 754 ist ein Tuchsieb 759 der Maschenweite Nr. 400 aus rostfreiem Stahl, das vor dem Befestigen biaxial fest gedehnt wurde, befestigt. Das Hydrogel bildende absorbierende Polymer, das allgemein mit 760 bezeichnet ist, ruht auf dem Sieb 759. Der Zylinder 754 ist aus einem transparenten LEXAN®-Stab (oder einem Äquivalent) hergestellt und weist einen inneren Durchmesser von 6,00 cm (Fläche = 28,27 cm²) mit einer Wanddicke von ungefähr 5 mm und einer Höhe von ungefähr 5 cm auf. Der Kolben 756 ist in Form eines Teflon-Bechers ausgebildet und er ist so dimensioniert, daß er mit enger Toleranz in den Zylinder 754 paßt. Ein zylindrisches Gewicht 758 aus rostfreiem Stahl ist so ausgebildet, daß es eng in den Kolben 756 paßt, und es wird mit einem Handgriff auf dem (nicht gezeigten) Oberteil befestigt, damit es leicht wieder gelöst werden kann. Das kombinierte Gewicht des Kolbens 756 und des Gewichts 758 beträgt 1390 g, was einem Druck von 0,7 psi auf einer Fläche von 28,27 cm² entspricht.
Die Komponenten der Vorrichtung 710 sind so dimensioniert, daß die Flußrate des synthetischen Urins durch die Vorrichtung unter einem hydrostatischen Druck von 10 cm mindestens 0,01 g/cm²/sec beträgt, wobei die Flußrate durch die Fläche des Filtertrichters normiert wird. Faktoren, die die Flußrate speziell beeinflussen, sind die Permeabilität der Filterscheibe im Filtertrichter 718 und die inneren Durchmesser der Glasröhren 724, 730, 734, 742, 746 und 731a und der Absperrventile 728 und 740.
Das Reservoir 712 wird auf einer Analysenwaage 716 positioniert, wobei diese eine Genauigkeit von mindestens 0,01 g mit einer Auswanderung von weniger als 0,1 g/h aufweist. Die Waage ist vorzugsweise mit einem Computer mit Software verbunden, die (i) die Änderung des Wagengewichts zu voreingestellten Zeitintervallen von der Initiierung des PUP-Test an überwachen kann, und die (ii) so eingestellt ist, daß sie sich bei einer Gewichtsänderung von 0,01- 0,05 g in Abhängigkeit von der Genauigkeit der Waage selbst initiiert. Das Kapillarrohr 724, das in das Reservoir 712 ragt, sollte weder den Boden noch die Abdeckung 714 berühren. Das Volumen der (nicht gezeigten) Flüssigkeit im Reservoir 712 sollte so groß sein, daß während der Messung keine Luft in das Kapillarrohr 724 gezogen wird. Der Flüssigkeitspegel im Reservoir 712 sollte zu Beginn der Messung ungefähr 2 mm unter der oberen Oberfläche der Filterscheibe im Filtertrichter 718 liegen. Dies kann durch das Plazieren eines kleinen Tropfens der Flüssigkeit auf der Filterscheibe und das gravimetrische Überwachen seines langsamen Rückflußes in das Reservoir 712 bestätigt werden. Dieser Pegel sollte sich nicht wesentlich ändern, wenn die Kolben/Zylinder-Anordnung 720 im Trichter 718 positioniert wird. Das Reservoir sollte einen ausreichend großen Durchmesser (beispielsweise ungefähr 14 cm) aufweisen, so daß ein Abziehen einer Portion von 40 ml eine Änderung der Flüssigkeitshöhe von weniger als 3 mm bewirkt.
Der synthetische Jayco-Urin, der in diesem Test verwendet wird, wird durch das Lösen einer Mischung aus 2,0 g KCL, 2,0 g Na&sub2;SO&sub4;, 0,85 g NH&sub4;H&sub2;PO&sub4;, 0,15 g (NH&sub4;)&sub2;HPO&sub4;, 0,19 g CaCl&sub2; und 0,23 g MgCl&sub2; in einem Liter destilliertem Wasser hergestellt. Die Salzmischung kann von Endovations, Reading, Pa (Katalognummer JA-00131-000-01) gekauft werden.
Vor der Messung wird die Anordnung mit synthetischem Urin gefüllt. Die Filterscheibe im Filtertrichter 718 wird in Vorwärtsrichtung gespült, so daß sie mit frischem synthetischem Urin gefüllt wird. So gut wie möglich werden Luftblasen von der Unterseite der Filterscheibe und dem System, das den Trichter mit dem Reservoir verbindet entfernt. Die folgenden Prozeduren werden durch das sequentielle Betätigung der Dreiwegeventile durchgeführt:
1. Überschüssige Flüssigkeit auf der oberen Oberfläche der Filterscheibe wird aus dem Filtertrichter entfernt (beispielsweise abgegossen).
2. Die Höhe/das Gewicht der Lösung im Reservoir 712 wird auf den passenden Pegel/Wert eingestellt.
3. Der Filtertrichter 718 wird in der korrekten Höhe relativ zum Reservoir 712 positioniert.
4. Der Filtertrichter 718 wird dann mit der Filtertrichterabdeckung 722 abgedeckt.
5. Das Reservoir 712 und der Filtertrichter 718 werden abgeglichen, wobei sich die Ventile 728 und 740 der Absperrventile 726 und 738 in einer Position der offenen Verbindung befinden.
6. Die Ventile 728 und 740 werden dann geschlossen.
7. Das Ventil 740 wird dann so gedreht, daß der Trichter zum Abflußrohr 744 hin offen ist.
8. Dem System werden 5 Minuten gegeben, in denen es in seinen Gleichgewichtszustand übergehen kann.
9. Das Ventil 740 wird dann wieder in seine geschlossene Position zurück gebracht.
Die Schritte 7 bis 9 "trocknen" vorübergehend die Oberfläche des Filtertrichters 718, indem sie diesen einem kleinen hydrostatischen Unterdruck von ungefähr 5 cm aussetzen. Dieser Unterdruck wird aufgebracht, wenn sich das offene Ende des Rohrs 744 ungefähr 5 cm unter das Niveau der Filterscheibe im Filtertrichter 718 erstreckt und mit synthetischem Urin gefüllt wird. Während dieses Verfahrens werden typischerweise ungefähr 0,2 g der Flüssigkeit aus dem System abgezogen. Dieses Verfahren verhindert die vorzeitige Absorption des synthetischen Urins, wenn die Kolben/Zylinder-Anordnung 720 im Filtertrichter 718 positioniert wird. Die Menge der Flüssigkeit, die aus dem Filtertrichter in diesem Verfahren abfließt (die das Korrekturgewicht des Filtertrichters genannt wird) wird durch das Durchführen des PUP-Tests (siehe die Beschreibung weiter unten) während einer Zeitdauer von 15 Minuten ohne die Kolben/Zylinder-Anordnung 720 gemessen. Es wird im wesentlichen die ganze Flüssigkeit, die aus dem Filtertrichter durch dieses Verfahren abgezogen wird, sehr schnell durch den Trichter wieder absorbiert, wenn der Test begonnen wird. Somit ist es notwendig, dieses Korrekturgewicht von den Gewichten der Flüssigkeit, die während des PUP-Tests (siehe unten) aus dem Reservoir entfernt wurde, zu subtrahieren.
0,9 g des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers 760 (die einem Basisgewicht von 0,032 g/cm² entsprechen) werdendem Zylinder 754 hinzugefügt und gleichförmig auf dem Sieb 759 verteilt. Bei den meisten Hydrogel bildenden absorbierenden Polymeren beträgt der Feuchtigkeitsgehalt typischerweise weniger als 5%. Für diese Polymere kann das hinzugefügte Polymergewicht auf einer Basis des nassen Gewichts (so wie es ist) bestimmt werden. Bei Polymeren, die einen Feuchtigkeitsgehalt von mehr als ungefähr 5% aufweisen, sollte das hinzugefügte Polymergewicht in Bezug auf die Feuchtigkeit korrigiert werden (das heißt, das hinzugefügte Polymer sollte eine Masse von 0,9 g aufweisen, wenn es im trockenen Zustand gewogen wird). Es muß darauf geachtet werden, daß das Hydrogel bildende absorbierende Polymer 760 nicht an den Innenwänden des Zylinders 754 haftet. Der Kolben 756 wird in den Zylinder 754 geschoben und auf dem Hydrogel bildenden absorbierenden Polymer 760 positioniert. Der Kolben kann vorsichtig gedreht werden, um das Hydrogel bildende absorbierende Polymer zu verteilen. Die Kolben/Zylinder-Anordnung 720 wird auf dem Filterteil des Filters 718 plaziert, das Gewicht 758 wird in den Kolben 756 gebracht, und die Oberseite des Trichters 718 wird dann mit der Abdeckung 722 des Filtertrichters bedeckt. Nachdem die Waage einen stabilen Wert anzeigt, wird der Test durch das Öffnen der Ventile 728 und 740 gestartet, um so den Trichter 718 und das Reservoir 712 zu verbinden. Mit diesem selbstständigen Start beginnt sofort das Sammeln der Daten, wenn der Trichter 718 erneut beginnt, Flüssigkeit zu absorbieren.
Die Daten werden für eine Zeitdauer von 60 Minuten aufgezeichnet.
Der Feuchtigkeitsgehalt des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers wird getrennt durch das Messen des prozentualen Gewichtsverlust nach 3 Stunden bei 105ºC bestimmt. Der gemessene Feuchtigkeitsgehalt wird verwendet, um das Trockengewicht des Hydrogel bildenden Polymers, das im PUP-Test verwendet wird, zu berechnen.
PUP-Kapazität (gm/gm) = [Wr(t = 0) - Wr(t = 60 min) - Wfc]/{Whfap;Trockenbasis} wobei Wr(t = 0) das Gewicht des Reservoirs 712 in Gramm vor dem Start ist, wobei Wr(t 0 60 min) das Gewicht des Reservoirs 712 in Gramm nach 60 Minuten ist, wobei Wfc das Korrekturgewicht des Filtertrichters in Gramm (getrennt gemessen) ist, und wobei Whfap,Trockenbasis das Trockengewicht des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers in Gramm ist.

3. Gelvolumen

Bei den meisten Hydrogel bildenden absorbierenden Polymeren wird das Gelvolumen durch das Verfahren bestimmt, das im US-Reissue-Patent 32,649 (Brand et al.), das am 19. April 1988 einem Reissue-Verfahren unterzogen wurde, beschrieben ist, wobei aber ein synthetischer Urin, der als synthetischer Jayco-Urin bekannt ist, verwendet wird. Der synthetisches Jayco-Urin wird durch das Lösen einer Mischung aus 2,0 g KCL, 2,0 g Na&sub2;SO&sub4;, 0,85 g NH&sub4;H&sub2;PO&sub4;, 0,15 g (NH&sub4;)&sub2;HPO&sub4;, 0,19 g CaCl&sub2; und 0,23 g MgCl&sub2; in einem Liter destilliertem Wasser hergestellt. Alle Chemikalien sind analysenrein. Der pH- Wert des synthetischen Urins bewegt sich im Bereich von 6,0 bis 6,4. Die Mischung des synthetischen Urins kann von Endovations, Reading, Pa (Katalognummer JA-00131-000-01) gekauft werden. Das Gelvolumen wird auf der Basis des Trockengewichts berechnet. Das Trockengewicht, das bei der Berechnung des Gelvolumens verwendet wird, wird durch eine Ofentrocknung des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers bei 105ºC für 3 Stunden bestimmt.
Ein alternatives Verfahren für das Messen des Gelvolumens kann bei Hydrogel bildenden absorbierenden Polymeren, die Blue Dextran an den Oberflächen des gebildeten Hydrogels (beispielsweise bei Polymeren, die aus kationischen Monomeren hergestellt wurden) absorbieren (siehe das obige Gelvolumenverfahren), verwendet werden. Für diese Hydrogel bildenden Polymere wird der Absorptions-Kapazität-Test verwendet, wobei aber das Trockengewicht des Hydrogel bildenden Polymers statt des Gewichts, so wie es ist, in der Berechnung verwendet wird. Für die Beschreibung des Absorptions-Kapazitäts-Tests betrachte man das die Spalten 27-28 des US-Patents 5,124,188 (Roe et al.), das am 23. Juni 1992 erteilt wurde.

4. Extrahierbare Stoffe

Der Prozentsatz des extrahierbaren Polymers in den Hydrogel bildenden Polymeren auf Carboxylsäurebasis wird durch das Verfahren "Extractable Polymer Content Determination - Carboxylic Acid Based Hydrogel-Forming Polymers", das im US-Reissue-Patent 32,649 (Brand et al.), das am 19. April 1988 erneut erteilt wurde, beschrieben ist, bestimmt, wobei aber eine 0,9% Salzlösung verwendet wird, wobei aber der Flüssigkeitsüberstand durch ein Whatman 0,7 Mikrometer GF/F Glasmikrofaserfilter (mit beispielsweise der Katalognummer 1825-125) oder ein äquivalentes Filter gefiltert wird, und das extrahierbare Polymer auf der Basis des Trockengewichts berechnet wird. Es sei auch angemerkt, daß im US-Reissue-Patent 32,649 der Wert Va sich auf das Volumen der Base und der Wert Vb auf das Volumen der Säure beziehen soll.
Der Prozentsatz des extrahierbaren Polymers in Hydrogel bildenden absorbierenden Polymeren, die nicht auf einer Carboxylsäurebasis hergestellt werden, wird durch das Gravimetrieverfahren mit destillierten Wasser mit der Bezeichnung "Extractable Polymer Content Determination - Sulfonic Acid-Containing Hydrogel-Forming Polymers", das im US-Reissue-Patent 32,649 angegeben ist, bestimmt, wobei aber das extrahierbare Polymer auf der Basis des Trockengewichts bestimmt wird.

5. Gelstärke

Die Gelstärke oder das Schermodul des ausgebildeten Hydrogels wird unter Verwendung des Bestimmungsverfahrens für die Gelstärke/das Schermodul, wie es im angegebenen US-Reissue-Patent 32,649 beschrieben ist, bestimmt, wobei folgende Modifikationen vorgenommen werden: (i) das Hydrogel bildende absorbierende Polymer wird in synthetischem Jayco-Urin aufgequollen, (ii) ein Schwingströmungsmesser der eine parallele Plattenkonfiguration aufweist, bei dem die Lücke auf einen Wert von 1,0 mm eingestellt wird, wird verwendet, (iii) die Formel für die Berechnung des Schermoduls wird für die obige parallele Plattenkonfiguration modifiziert, (iv) die Dehnamplitude beträgt weniger als ungefähr 0,3%, und (v) das Hydrogel bildende Polymer wird zerkleinert, sofern es notwendig ist (beispielsweise so daß daß es durch ein Nr. 45 USA-Standardtestsieb (mit Öffnungen von 350 Mikrometern) hindurch geht), so daß das ausgebildet Hydrogel sich mit einem hohen Lastfaktor zwischen den Platten des Schwingungsströmungsmessers verdichtet.

Claims

1. Absorbierendes Element für das Einschließen wässriger Körperflüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens ein Gebiet umfaßt, das ein Hydrogel bildendes absorbierendes Polymer in einer Konzentration von 60 bis 100 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 70 bis 100 Gewichtsprozent und am besten von 80 bis 100 Gewichtsprozent aufweist, wobei dieses Hydrogel bildende Polymer eine gelkontinuierliche Flüssigkeitstransportzone bildet, wenn es in einem aufgequollenen Zustand vorliegt, und folgende Werte aufweist:

(a) einen Salzflußleitfähigkeitswert (SFC-Wert) von mindestens 30 · 10 cm³ sec/g, vorzugsweise von mindestens 50 · 10&supmin;&sup7; cm³ sec/g, und noch besser von mindestens 100 · 10&supmin;&sup7; cm³ sec/g;

(b) einen Leistungs-Unter-Druck-Kapazitätswert (PUP-Kapazitätswert) von mindestens 23 g/g, vorzugsweise von mindestens 25 g/g, am besten von mindestens 29 g/g bei einem Begrenzungsdruck von 0,7 psi (5 kPa);

(c) ein Basisgewicht von mindestens 10 gsm, vorzugsweise von mindestens 20 gsm, noch besser von mindestens 50 gsm und am besten von mindestens 100 gsm.

2. Absorbierendes Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebiet, wenn es normalen Nutzungsbedingungen unterworfen wird, eine ausreichende Naßintegrität zeigt, so daß die Gelkontinuitätszone ihre Fähigkeit, die Körperflüssigkeiten aufzunehmen und durch sich hindurch zu transportieren, im wesentlichen beibehält.

3. Absorbierendes Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydrogel bildende Polymer anionische funktionelle Gruppen, vorzugsweise Carboxygruppen, aufweist.

4. Absorbierendes Element nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydrogel bildende Polymer oberflächenvernetzt ist und vorzugsweise aus einer Gruppe ausgewählt wird, die besteht aus: hydrolisierten Stärke-Acrylonitril-Graftcopolymeren; teilweise neutralisierten hydrolisierten Stärke-Acrylonitril-Graftcopolymeren; Stärke-Acryl-Säure-Graftcopolymeren; teilweise neutralisierten Stärke-Acryl-Säure-Graftcopolymeren; verseiften Vinylacetat-Acryl-Exter-Copolymeren; hydrolisierten Acrylonitril-Copolymeren; hydrolisierten Acrylamid-Copolymeren; leicht vernetzten Produkten aus irgend welchen der vorangegangen Copolymere; teilweise neutralisierter Polyacrylsäure; leicht vernetzten Produkten der teilweise neutralisierten Polyacrylsäure; und Mischungen davon.

5. Absorbierendes Element nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydrogel bildende Polymer in Form von Teilchen vorliegt, wobei diese Teilchen vorzugsweise eine Teilchengröße im Bereich von 20 bis 1500 Mikrometern, noch besser eine mittlere Massenteilchengröße von 100 bis 800 Mikrometern aufweisen.

6. Absorbierendes Element nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydrogel bildende Polymer einen SFC-Wert von 30 bis 1000 · 10&supmin;&sup7; cm³ sec/g, vorzugsweise von 50 bis 500 · 10&supmin;&sup7; cm³ sec/g und einen PUP-Kapazitätswert von 23 bis 35 g/g, vorzugsweise von 25 bis 33 g/g aufweist.

7. Absorbierendes Element nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydrogel bildende Polymer 15% oder weniger, vorzugsweise 10% oder weniger, und am besten 7% oder weniger extrahierbares Polymer aufweist.

8. Absorbierendes Element nach einem der Anspüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydrogel bildende Polymer ein Gelvolumen von mindestens 20 g/g, vorzugsweise im Bereich von 25 bis 70 g/g, und am besten im Bereich von 30 bis 70 g/g aufweist.

9. Absorbierendes Element nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydrogel bildende Polymer eine Gelstärke von mindestens 10.000 dyn/cm², vorzugsweise von mindestens 20.000 dyn/cm² aufweist.

10. Absorbierendes Element nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeitsspeichergebiet das Hydrogel bildende Polymer umfaßt, wobei das Basisgewicht des Hydrogel bildenden absorbierenden Polymers in diesem mindestens einen Gebiet mindestens 50 gsm, vorzugsweise mindestens 100 gsm beträgt.

11. Absorbierenden Kern für das Aufnehmen, Verteilen und Speichern von Körperflüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß er das absorbierende Element nach einem der Ansprüche 1-10 in Form einer Flüssigkeitsspeicherschicht umfaßt.

12. Absorbierender Kern nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß er weiter eine Flüssigkeitsaufnahmeschicht umfaßt, wobei diese Flüssigkeitsaufnahmeschicht vorzugsweise chemisch versteifte Zellulosefasern umfaßt.

13. Absorbierender Kern nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherschicht eine Schicht des Hydrogel bildenden Polymers, das zwischen einer ersten Faserschicht und einer zweiten Faserschicht eingeschlossen ist, umfaßt.

14. Absorbierender Kern nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherschicht weiter thermoplastisches Material, vorzugsweise thermoplastische Bindefasern, umfaßt, und daß sie vorzugsweise thermisch verbunden ist.

15. Absorbierender Artikel, der eine flüssigkeitsdurchlässige Decklage, eine Außenlage und den absorbierenden Kern nach einem der Ansprüche 11 bis 14 umfaßt, wobei dieser zwischen der Decklage und der Außenlage angeordnet ist, wobei der absorbierende Artikel vorzugsweise eine Windel, eine Trainingshose oder eine Damenbinde ist.