DE69618582T2

DE69618582T2 - Artikel mit weicher absorbierender zellstoffschicht

Info

Publication number: DE69618582T2
Application number: DE69618582T
Authority: DE
Inventors: Fung-Jou Chen; Joseph Kamps; Louis Robinson; Francis Sallee; Warren Tanzer
Original assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Priority date: 1995-05-31
Filing date: 1996-05-15
Publication date: 2002-09-12
Anticipated expiration: 2016-05-16
Also published as: KR100426288B1; ES2166443T3; EP0828468B1; BR9609490A; MX9709249A; JPH11506503A; WO1996038111A1; EP0828468A1; DE69618582D1; US5562645A; CA2220186A1; ZA964380B; KR19990022140A; AU695951B2; AR002185A1; AU5793196A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft Artikel, insbesondere Strukturen, die zur Verwendung in absorbierenden Produkten nützlich sind. Genauer gesagt betrifft die Erfindung absorbierende Artikel, die eine absorbierende Struktur umfassen, die aus einer oder mehreren Lagen eines charakteristischen Vliesstoffes bestehen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Absorbierende Artikel, wie etwa Wegwerfwindeln, wiesen absorbierende Strukturen auf, die aus herkömmlichen Materialien bestanden, wie etwa gekreppter Wattierung, Zellulose-Zellstoffflusen, zusammengesetzten Fasermaterialien, hochsaugfähigen Partikeln, Tissues und Kombinationen davon. Herkömmliche absorbierende Strukturen bestanden z. B. aus Mischungen von hochsaugfähigem Polymermaterial und Zellstoffflusen und Mischungen von hochsaugfähigen Partikel in zusammengesetzten Vliesstoffen.
Aus der US-Patentschrift 5,019,063 ist ein absorbierender Kern bekannt, der zwischen einer Oberschicht und einer Rückschicht angeordnet ist, der eine Staublage (dusting layer) aus mechanischen Zellstofffasern, eine durchgehende Hauptlage aus mechanischen Zellstofffasern, die von ungefähr 8% bis ungefähr 60% - bezogen auf das gesamte Trockengewicht der Hauptlage - Partikel aus gelierendem Polymermaterial enthält, und eine wasserdurchlässige Kernverstärkungslage, die zwischen der Staublage (dusting layer) und der Hauptlage angeordnet ist, aufweist.
Aus der EP-Druckschrift 0 615 736 ist ein absorbierender Verbundstoff für ein absorbierendes Wegwerfbekleidungsstück bekannt, der Mittel, um ein hochsaugfähiges Material zurückzuhalten, und ein von den Rückhaltemitteln zurückgehaltenes hochsaugfähiges Material umfasst. Die Rückhaltemittel umfassen eine Fasermatrix, wobei die Fasern im Allgemeinen eine Länge von mindestens ungefähr 1 Millimeter und eine Höchstlänge gegen unendlich aufweisen. Die Fasern können im Wesentlichen durchgehend sein, etwa wie Fasern, die durch ein Schmelzblasverfahren gebildet werden.
Herkömmliche absorbierende Strukturen, wie etwa die oben beschriebenen, haben jedoch nicht die erwünschten Kombinationen von Gesamtabsorptionskapazität, Dimensionsstabilität, hoher Festigkeit, einfacher Herstellung und niedrigen Kosten bereitgestellt. Gekreppte Wattierung und Tissues z. B. weisen ein niedriges Flächengewicht auf und benötigen zahlreiche Schichten, um einen erwünschten Grad an Absorptionskapazität und/oder Gesamtflächengewicht hervorzubringen. Nicht gefaserte Zellstoffpappe weist eine zu hohe Dichte und Steifheit auf, während gefaserte, luftabgelegte Zellstoffflusen eine geringe Festigkeit und eine geringe Dimensionsstabilität aufweist. Typischerweise ist eine luftabgelegte Flusenbahn mit einer zusätzlichen Trägerlage, wie etwa Tissue, verstärkt, um ihre Bewegung durch das Herstellungsverfahren für den zusammengesetzten absorbierenden Artikel zu ermöglichen. Ein hoch verdichtetes Vlies aus luftabgelegten Zellstoffflusen kann eine zu hohe Steifheit aufweisen und kann unerwünschte harte Stellen umfassen. Zusätzlich ist die Flusenbahn dimensional unstabil gewesen und hat dazu geneigt, an Dicke zuzunehmen, jedes Mal wenn sie entspannt ist. Luftabgelegte zusammengesetzte Vliese können mit einer Kombination aus Natur- und Chemiefasern gestaltet sein, um die Vliesfestigkeit zu steigern. Das Einfassen von Chemiefasern kann jedoch die Kosten des zusammengesetzten Vlieses übermäßig erhöhen. Ähnlich benötigen hydroverschlungene Vliese typischerweise ausreichende Anteile relativ langer Fasern, wie etwa 1,27 cm (0,5 Inch) lange oder längere Fasern, um die verschlungenen Vliesstrukturen zu erzeugen. Das Einfassen langer Fasern und die Kompliziertheit des Hydroverwicklungsverfahrens kann die Kosten der gebildeten Faservliese übermäßig erhöhen.
Infolgedessen hat ein fortwährender Bedarf an einem Vliesstoff mit geringer Dichte und hoher Festigkeit bestanden, das kostengünstig hergestellt werden kann und das sich zur Anwendung bei ausgewählten Artikeln eignen kann, wie etwa bei Artikeln, die absorbierend und wegwerfbar sein können. Es hat auch ein fortwährender Bedarf an Vliesstoffen bestanden, welche erwünschte Parameter eines hohen Flächengewichts und geringer Steifheit für die Anwendung bei den ausgewählten Artikeln aufweisen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung stellt einen Artikel bereit, der mindestens eine absorbierende Vliesstofflage aufweist, die im Wesentlichen nicht hydroverschlungen ist. Gemäß besonderen Gesichtspunkten weist die Vliesstofflage ein hohes Flächengewicht, eine niedrige Dichte und eine hohe Spitzenzugfestigkeit auf. Gemäß anderen Gesichtspunkten kann die Vliesstofflage auch einen Fasergehalt aufweisen, bei dem ein Großteil des Fasergehalts kurze Fasern sind.
Gemäß noch anderen Gesichtspunkten kann die erfindungsgemäße Vliesstofflage in einen absorbierenden Artikel eingearbeitet werden, der eine Rückschichtlage und eine flüssigkeitsdurchlässige Oberschichtlage, die in gegenüberliegender Beziehung zur Rückschichtlage angeordnet ist, umfasst. Ein absorbierender Rückhaltebereich ist zwischen der Rückschichtlage und der Oberschichtlage angeordnet, und der Rückhaltebereich hat eine Gesamtabsorptionskapazität von mindestens ungefähr 300 g Salzlake.
Gemäß ihren verschiedenen Gesichtspunkten kann die vorliegende Erfindung vorteilhaft einen kostengünstigen Vliesstoff bereitstellen, der eine relativ hohe Zugfestigkeit und hohe Biegsamkeit aufweist, und kann erwünschte Absorptionskapazitätsstufen bereitstellen. Die hohe Vliesfestigkeit kann dem Vlies die Verarbeitung in einer Fertigungskette erleichtern, um einen Endartikel zu bilden. Das hohe Flächengewicht und die hohe Biegsamkeit des Vlieses können dazu beitragen, die Wirkungsweise und den Nutzen des Vlieses in ausgewählten Artikeln, wie etwa absorbierenden Artikeln, zu verbessern.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung wird besser verständlich sein, und weitere Vorteile werden unter Bezugnahme auf die nachstehende ausführliche Beschreibung und die beiliegenden Zeichnungen ersichtlich.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht eines repräsentativen Artikels der Erfindung;
Fig. 2 zeigt repräsentativ eine perspektivische, auseinandergezogene Ansicht eines erfindungsgemäßen Artikels, der einen Rückhaltebereich aufweist, der aus einer oder mehreren Schichten der erfindungsgemäßen Vliesstofflage besteht;
Fig. 3 zeigt repräsentativ eine Querschnitts-Längsansicht, durch einen Artikel der in Fig. 2 gezeigten Art;
Fig. 4 zeigt repräsentativ eine perspektivische, auseinandergezogene Ansicht eines erfindungsgemäßen Artikels, der einen Rückhaltebereich aufweist, der einen Saugkörper umfasst, der aus einer Mischung von Zellstoffflusenfasern und hochsaugfähigen Partikeln besteht;
Fig. 5 zeigt repräsentativ eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Artikels, der einen Rückhaltebereich aufweist, der ein in getrennten Taschenbereichen enthaltenes, hochsaugfähiges Material umfasst;
Fig. 6 zeigt repräsentativ eine Querschnitts-Längsansicht durch einen Artikel der in Fig. 5 gezeigten Art;
Fig. 7 zeigt repräsentativ ein Prägemuster, das an der Oberfläche einer Prägewalze ausgestaltet ist, die verwendet wird, um Probezellstoffschichtmaterialien zuzubereiten;
Fig. 8 zeigt repräsentativ ein anderes Prägemuster, das an der Oberfläche einer Prägewalze ausgestaltet ist, die verwendet wird, um andere Probezellstoffschichtmaterialien zuzubereiten;
Fig. 9 ist eine Tabelle, die repräsentativ besondere physikalische Eigenschaften ausgewählter Probematerialien zeigt;
Fig. 10 ist eine Tabelle, die repräsentativ zusätzliche physikalische und funktionelle Eigenschaften der ausgewählten Probematerialien zeigt;
Fig. 11 ist eine Tabelle, die Daten zusammenfasst, die sich auf die Werte des geometrischen Mittelwerts der Zugfestigkeit für besondere Probematerialien beziehen;
Fig. 12 ist eine grafische Darstellung, die ein repräsentatives Diagramm des Logarithmus besonderer Werte des geometrischen Mittelwerts der Spitzenzugfestigkeit als Funktion der Dichte für besondere Probematerialien zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Strukturen der vorliegenden Erfindung sollen hier im Zusammenhang mit ihrer Verwendung bei absorbierenden Wegwerfartikeln beschrieben werden. Zum Zweck der vorliegenden Erfindung ist ein absorbierender Wegwerfartikel ein Artikel, der Flüssigkeiten, wie Körperexsudate, aufsaugt und zurückhält, und ist dazu gedacht, nach einer begrenzten Verwendungszeit entsorgt zu werden. Die Artikel sind nicht dazu gedacht, gewaschen oder anderweitig für eine Wiederverwendung wiederhergestellt zu werden. Obwohl die vorliegende Beschreibung insbesondere im Zusammenhang eines absorbierenden Wegwerfartikels, insbesondere einer Wegwerfwindel, gemacht werden soll, versteht sich, dass die verschiedenen Strukturen der vorliegenden Erfindung auch auf andere Artikel, wie etwa Inkontinenzbekleidungsstücke für Erwachsene, Damenbinden, Kindertrainingshöschen, Betteinlagen, absorbierende Wischtücher und ähnliches, anwendbar sind.
Mit Bezug auf Fig. 1 umfasst ein erfindungsgemäßer Artikel mindestens eine Vliesstofflage 40, die eine oder mehrere Faserarten, wie etwa hydrophile Fasern, umfassen kann. Die Vliesstofflage ist absorbierend, und die hydrophilen Fasern können beispielsweise aus Zellulosefasern bestehen. Die Vliesstofflage 40 weist ein hohes Flächengewicht, nämlich ein Flächengewicht von mindestens ungefähr 60 g/m² (Gramm pro Quadratmeter) auf und weist eine niedrige Dichte, nämlich eine Dichte von nicht mehr als ungefähr 0,25 g/cm³, auf. Die Vliesstofflage weist außerdem eine hohe Zugfestigkeit auf, nämlich einen geometrisches Mittelwert (GM) der Spitzenzugfestigkeit von mindestens ungefähr 2,5 N (250 Pond) pro Zentimeter Breite der Vliesstofflage, und weist einen Fasergehalt auf, bei dem ein Großteil, nämlich mindestens ungefähr 90 Gewichtsprozent des Fasergehalts kurze Fasern sind. Die kurzen Fasern weisen eine Faserlänge von nicht mehr als ungefähr 1 cm (ungefähr 0,4 Inch) auf.
Die Vliesstofflage 40 ist im Wesentlichen nicht hydroverschlungen. Die Vliesstofflage kann z. B. aus Fasern bestehen, die im Wesentlichen auf zufällige Art und Weise aus einer wässrigen Suspension abgeschieden und anschließend getrocknet wurden. Die Vliesstofflage wird somit im Wesentlichen gebildet, ohne die Fasern auszurichten.
Besondere Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung können einen absorbierenden Artikel bereitstellen, wie etwa die repräsentativ gezeigte Windel 10, der eine quergehende Seitenabmessung 24 und eine längsgehende Längenabmessung 26 aufweist. Die Windel 10 weist einen vorderen Taillenbundabschnitt 12, einen hinteren oder Rücktaillenbundabschnitt 14 und einen Zwischenabschnitt 16 auf, der die Vorder- und Hintertaillenbundabschnitte miteinander verbindet. Der Artikel umfasst auch eine Rückschichtlage 30, die eine sich seitlich erstreckende Breite und eine sich längs erstreckende Länge aufweist. Eine poröse, flüssigkeitsdurchlässige Oberschichtlage 28 weist eine sich seitlich erstreckende Breite und eine sich längs erstreckende Länge auf und ist in gegenüberliegender Beziehung mit der Rückschichtlage 30 überlagert. Ein Saugkörper, wie etwa eine absorbierende Struktur 32, ist zwischen der Rückschichtlage 30 und der Oberschichtlage 28 angeordnet, und die absorbierende Struktur umfasst einen Rückhaltebereich 48. Nach besonderen Gesichtspunkten kann die absorbierende Struktur ein gesamtes Faserflächengewicht aufweisen, das mindestens ungefähr 300 Gramm pro Quadratmeter (g/m²) beträgt, und kann nach anderen Gesichtspunkten eine Gesamtabsorptionskapazität von mindestens ungefähr 400 Gramm Salzlake aufweisen. Nach weiteren Gesichtspunkten kann der Rückhaltebereich 48 alleine ein gesamtes Faserflächengewicht aufweisen, das mindestens ungefähr 300 Gramm pro Quadratmeter (g/m²) beträgt, und kann eine Gesamtabsorptionskapazität von mindestens ungefähr 400 Gramm Salzlake aufweisen.
Bei besonderen Anordnungen kann die Vliesstofflage 40 verwendet werden, um eine oder mehrere ausgewählte Abschnitte oder Bestandteile des Rückhaltebereichs zu gestalten oder anderweitig bereitzustellen. Weitere Anordnungen der Vliesstofflage 40 können einen ausgewählten Gurley- Steifheit-zu-Dicke-Quotienten aufweisen. Wenn die Steifheit in Standard Gurley Einheiten ausgedrückt ist, kann der Gurley-Steifheit-zu-Dicke-Quotient nicht mehr als ungefähr 2000 SGU/mm (Standard Gurley Einheiten pro Millimeter) betragen. Nach anderen Gesichtspunkten kann die Vliesstofflage 40 einen Fasergehalt aufweisen, bei dem mindestens ungefähr 95 Gewichtsprozent des Fasergehalts Fasern sind, die eine Faserlänge von nicht mehr als ungefähr 3 cm (ungefähr 1, 2 Inch) aufweisen. Zusätzliche Gesichtspunkte der Erfindung können eine Faserlage 40 bereitstellen, die aus einer Vielzahl einstückig gebildeter Zonen besteht, die mit anderen Zonen, die andere Eigenschaften aufweisen, zusammenwirken.
Die verschiedenen Gesichtspunkte der erfindungsgemäßen Vliesstofflage 40 können vorteilhaft ein kostengünstiges Material bereitstellen, das ein großes Volumen zusammen mit hoher Festigkeit und Biegsamkeit aufweist. Die Vliesstofflage kann auch verbesserte Widerstandsfähigkeit gegen Knicken, Rillenbilden und Verwinden aufweisen und kann mit kostengünstigeren Fertigungsschritten hergestellt werden.
Fig. 1 zeigt repräsentativ eine Draufsicht der Windel 10 in ihrem ausgebreiteten, nicht zusammengezogenen Zustand (also ohne jegliches, durch elastische Elemente herbeigeführtes Raffen und Zusammenziehen). Gewisse Bereiche der Struktur sind teilweise weggeschnitten, um den inneren Aufbau der Windel 10 deutlicher zu zeigen, und die Hauptvorderfläche der Windel, die den Träger berührt, ist dem Betrachter zugewandt. In der gezeigten Ausführungsform weist die Windel 10 einen vorderen Taillenbundbereich 12, einen hinteren Taillenbundbereich 14, einen dazwischenliegenden Schrittbereich 16, der die vorderen und hinteren Taillenbundbereiche verbindet, auf. Die Außenkanten der Windel definieren einen Umfang 18, in dem die sich längs erstreckenden Seitenkantränder mit 20 bezeichnet sind und die sich seitlich erstreckenden Endkantränder mit 22 bezeichnet sind. Die Seitenkanten definieren Beinöffnungen für die Windel und sind wahlweise gekrümmt und konturiert. Die Endkanten sind als geradlinig gezeigt, können aber wahlweise gekrümmt sein. Die Windel weist zusätzlich eine sich quer erstreckende, seitliche Breitenabmessung 24 und eine längliche Längenabmessung 26 auf.
Die Windel 10 umfasst typischerweise eine poröse, flüssigkeitsdurchlässige Oberschicht 28; eine im Wesentlichen flüssigkeitsundurchlässige Rückschicht 30; eine absorbierende Struktur 32, die zwischen der Oberschicht und der Rückschicht angeordnet ist; einen Schwallmanagementbereich 46; und elastische Elemente, wie die Beinelastik 34 und die Taillenelastik 42. Der Schwallmanagementbereich ist in flüssiger Verbindung mit der absorbierenden Struktur angeordnet, und die absorbierende Struktur umfasst einen Rückhaltebereich 48. Die Oberschicht 28, die Rückschicht 30, die absorbierende Struktur 32, der Schwallmanagementbereich 46 und die elastischen Elemente 34 und 42 können in verschiedenartigen wohlbekannten Windelformen zusammengesetzt sein. Zusätzlich kann die Windel ein Rückhalteklappensystem 62, ein System aus Seitenbahnelementen 56 und 58 und geeignete Verschlussmittel, wie etwa durch die Verschlusslaschen 36 bereitgestellt, umfassen. Eine mit elastischen Elementen versehene Seitenbahn kann mit dem Artikel an jedem seitlich gegenüberliegenden Endbereich 72 und 74 mindestens eines der vorderen und hinteren Taillenbundabschnitte verbunden sein. Die Seitenbahnen 56 und 58 sind gestaltet, um durch elastische Elemente mindestens entlang einer sich seitlich erstreckenden Querrichtung 24 des Artikels streckbar zu sein, und die Verschlussmittel, etwa wie durch die Klebebandverschlüsse 36 bereitgestellt, sind ausgestaltet, um den Artikel an einem Träger zu befestigen. Ein Bandverschluss ist mit einem seitlich distalen Endbereich mindestens einer der Seitenbahnen, und möglichst beiden, verbunden. Bei der abgebildeten Ausführungsform ist z. B. ein erster Klebebandverschluss 36 mit dem distalen Endbereich 76 der Seitenbahn 56 verbunden, und ein zweiter Klebebandverschluss ist mit dem distalen Endbereich 78 der mit elastischen Elementen versehenen Seitenbahn 58 verbunden.
Wie repräsentativ gezeigt, können die Oberschicht 28 und die Rückschicht 30 im Allgemeinen gleich ausgedehnt sein und können Längen- und Breitenabmessungen aufweisen, die im Allgemeinen größer sind als die entsprechenden Abmessungen der absorbierenden Struktur 32. Die Oberschicht 28 ist mit der Rückschicht 30 verknüpft und überlagert diese, wodurch der Umfang 18 der Windel 10 definiert wird. Der Umfang begrenzt den Außenperimeter der Windel 10 und umfasst bei der abgebildeten Ausführungsform seitliche Randendkanten 22 und konturierte, sich längs erstreckende Randseitenkanten 20. Die Windel 10 weist jeweils vordere und hintere Taillenbundbereiche 12 und 14 auf, die sich von den sich seitlich erstreckenden Endkanten 22 des Windelumfangs 18 auf die Quermittellinie der Windel zu über eine Entfernung von ungefähr 2 Prozent bis ungefähr 10 Prozent der Gesamtlänge der Windel 10 erstrecken. Die Taillenbundbereiche umfassen diejenigen oberen Bereiche der Windel 10, die beim Tragen ganz oder teilweise die Taille oder den mittleren-unteren Rumpf des Trägers bedecken oder umgeben. Der Zwischenbereich 16 befindet sich zwischen den Taillenbundbereichen 12 und 14 und verbindet diese miteinander und umfasst denjenigen Bereich der Windel 10, der beim Tragen im Schrittbereich zwischen den Beinen des Trägers angeordnet ist und den unteren Rumpf des Trägers bedeckt. Somit ist der Zwischenbereich 16 eine Fläche, auf der bei der Windel oder einem anderen absorbierenden Wegwerfartikel typischerweise wiederholte Flüssigkeitsschwalle auftreten.
Die Oberschicht 28 weist eine körperseitige Oberfläche auf, die anschmiegsam, sich weich anfühlend und für die Haut des Trägers nicht reizend ist. Außerdem kann die Oberschicht 28 weniger hydrophil als der Rückhaltebereich 48 sein und ist porös genug, um flüssigkeitsdurchlässig zu sein, so dass Flüssigkeit durch seine Dicke dringen kann.
Eine geeignete Oberschicht 28 kann aus einer breiten Wahl von Vliesmaterialen, wie etwa porösen Schäumen, vernetzten Schäumen, gelöcherten Kunststofffilmen, Naturfasern (z. B. Holz- oder Baumwollfasern), Chemiefasern (z. B. Polyester- oder Polypropylenfasern), oder einer Kombination von Natur- und Chemiefasern hergestellt werden. Die Oberschicht 28 wird typischerweise verwendet, um dazu beizutragen, die Haut des Trägers von in der absorbierenden Struktur 32 enthaltenen Flüssigkeiten zu isolieren. Verschiedene Web- und Vliesstoffe können für die Oberschicht 28 verwendet werden. Die Oberschicht kann z. B. aus einem schmelzgeblasenen oder spinngebundenen Vlies aus Polyolefinfasern bestehen. Die Oberschicht kann auch ein gebundenes kardiertes Vlies sein, das aus Natur- und/oder Chemiefasern besteht.
In der vorliegenden Beschreibung bedeutet der Begriff "Vliesstoff" eine Materialbahn, die ohne Zuhilfenahme eines Textilweb- oder wirkverfahrens gebildet ist. Der Begriff "Textilien" wird verwendet, um sich auf alle Web-, Wirk- und Vliesstoffe zu beziehen.
Die Oberschichttextilien können aus einem im Wesentlichen hydrophoben und im Wesentlichen nicht befeuchtbaren Material bestehen, und das hydrophobe Material kann wahlweise mit einem oberflächenaktiven Stoff oder anderweitig behandelt sein, um eine erwünschte Befeuchtbarkeits- und Hydrophiliestufe zu übermitteln. Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung kann die Oberschicht 28 z. B. ein spinngebundener Polypropylenyliesstoff sein, der aus ungefähr 2,8- bis 3,2-Denier-Fasern besteht, die als eine Bahn gebildet sind, die ein Flächengewicht von ungefähr 22 g/m² und eine Dichte von ungefähr 0,06 g/cm³ aufweist. Der Stoff kann mit einer ausgewählten Menge eines oberflächenaktiven Stoffes oder eines Befeuchtungsmittels, wie etwa ungefähr 0,28% des oberflächenaktiven Stoffes Triton X-102, oberflächenbehandelt sein. Der oberflächenaktive Stoff kann mit beliebigen herkömmlichen Mitteln, wie etwa Spritzen, Drucken, Bürstenstreichen oder ähnlichem, aufgetragen werden.
Der oberflächenaktive Stoff kann auf einem Mittelabschnitt der Oberschichtlage 28 aufgetragen werden, um eine größere Befeuchtbarkeit des Mittelabschnitts im Vergleich mit einem Rest der Oberschichtlage 28 bereitzustellen. Bei besonderen Formen kann die quergerichtete Breite des mit oberflächenaktivem Stoff behandelten Mittelabschnitts im Wesentlichen gleich groß oder kleiner als die quergerichtete Breite des Schwallmanagementbereichs 46 sein. Der mit oberflächenaktivem Stoff behandelte Mittelabschnitt kann annähernd im Verhältnis zu der Längsmittellinie der Windel zentriert sein und kann sich im Wesentlichen über die ganze Länge der Oberschichtlage erstrecken. Als andere Möglichkeit kann der mit oberflächenaktivem Stoff behandelte Mittelabschnitt gestaltet sein, um sich nur über einen vorgegebenen Bereich der Oberschichtlänge zu erstrecken.
Die verschiedenen Formen der Erfindung können mit elastischen Elementen versehene Rückhalteklappen 62 umfassen. Die repräsentativ gezeigte Form umfasst zwei Rückhalteklappen 62, die z. B. mit der körperseitigen Oberfläche der Oberschichtlage 28 verbunden sein können. Geeignete Ausführungen und Anordnungen für Rückhalteklappen 62 werden z. B. in der US-Patentschrift 4,704,116, ausgegeben am 3. November 1987, von K. Enloe, beschrieben, deren gesamte Offenbarung hierin durch Bezugnahme miteinbezogen, und zwar auf hiermit übereinstimmende (und nicht widersprüchliche) Art und Weise. Andere Formen der Rückhalteklappen 62 werden in der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 208.816 von R. Everett et al., eingereicht am 4. März 1994, und mit dem Titel "ABSORBENT ARTICLE HAVING AN IMPROVED SURGE MANAGEMENT" (Anwaltsregister Nr. 11.375) (US-Patentschrift Nr. 5,562,650), beschrieben.
Die Rückhalteklappen können an der Oberschichtlage 28 entlang den sich längs erstreckenden feststehenden Bereichen, wie etwa den feststehenden Kanten 64, der Klappen befestigt sein. Eine bewegliche Kante 66 jeder Rückhalteklappe umfasst ein elastisches Klappenelement 68, das eine oder mehrere einzelne Litzen aus Elastomermaterial umfasst. Z. B. kann eine Vielzahl von Gummilitzen in einer räumlich getrennten, allgemein parallelen Anordnung ausgestaltet sein, und eine geeignete Gummilitze kann z. B. aus einem 470-Dezitex-Lycra-Elastomer bestehen. Das elastische Element 68 ist mit der beweglichen Kante der Rückhalteklappe in einem elastisch zusammenziehbaren Zustand verbunden, so dass das Zusammenziehen seiner elastischen Bestandteile die Kante der Rückhalteklappe rafft und kürzt. Infolgedessen neigt die bewegliche Kante jeder Rückhalteklappe dazu, sich selbst in einer beabstandeten Beziehung von den körperseitigen Oberflächen der Oberschicht 28 und/oder des Schwallmanagementbereichs 46 in Richtung auf eine allgemein aufgerichtete und annähernd rechtwinklige Form, besonders im Schrittbereich der Windel, anzuordnen. Bei besonderen Ausführungsformen ist die bewegliche Kante der Sperrklappe mit den elastischen Klappenelementen verbunden, indem das Klappenmaterial teilweise um eine beschränkte Menge umgeschlagen ist, die ausreicht, um die elastischen Klappenelemente 68 einzuschließen.
Mindestens ein Paar Rückhalte- oder Sperrklappen 62 können mit bestimmten, seitlich gegenüberliegenden, sich längs erstreckenden Bereichen der Oberschichtlage 28 verbunden sein, und die verbundenen Oberschichtbereiche können sich allgemein zu den seitlich gegenüberliegenden Seitenkantbereichen des Mittelabschnitts der Oberschichtlage benachbart befinden. Die verbundenen Oberschichtbereiche können sich im Wesentlichen seitlich innerhalb der mit elastischen Elementen versehenen Seitenränder des Windelartikels 10 befinden. Wahlweise können die Rückhalteklappen mit der Windel in Bereichen verbunden sein, die sich außerhalb der Beinelastik befinden.
Die Rückhalteklappen können z. B. aus einem Fasermaterial gestaltet sein, das dem Material ähnlich ist, das die Oberschicht 28 umfasst, oder das dem Material ähnlich ist, das den Schwallmanagementbereich 46 umfasst. Andere herkömmliche Materialien, wie etwa Polymerfilme, können ebenfalls verwendet werden. Nach anderen Gesichtspunkten der Erfindung werden die Sperrklappen 62 aus einem Material gestaltet, das für Gas, wie etwa Umgebungsluft, durchlässig ist. Anderweitige Formen der Erfindung können Sperrklappen umfassen, die aus einem Material gestaltet sind, das einem Durchgang einer wässrigen Flüssigkeit, wie etwa Urin, dort hindurch widersteht. Die Sperrklappen 62 können z. B. aus einem spinngebundenen-schmelzgeblasenen-spinngebundenen (SMS) Laminatmaterial gestaltet sein. Die Sperrklappen können z. B. aus einem SMS-Material gestaltet sein, das ein Flächengewicht von ungefähr 28 g/m² (ungefähr 0,85 osy) aufweist. Die spinngebundenen Lagen können aus Polypropylenfasern bestehen, und die schmelzgeblasene Lage besteht aus schmelzgeblasenen Polypropylenfasern.
Bei den verschiedenen Formen der Erfindung, wie etwa wenn die Sperrklappen 62 ausgestaltet sind, um für Gas durchlässig zu sein, und dabei eine Widerstandsfähigkeit und begrenzte Durchlässigkeit für wässrige Flüssigkeit aufweisen, kann das flüssigkeitsbeständige Material einen Aufbau aufweisen, der in der Lage ist, eine Wasserhöhe von mindestens ungefähr 45 cm Wasser im Wesentlichen ohne Auslaufen dort hindurch auszuhalten. Eine geeignete Technik zur Bestimmung der Widerstandsfähigkeit eines Materials gegen Flüssigkeitseindringen ist die Federal Test Method Standard FTMS 191, Methode 5514, vom 31. Dezember 1968.
Die Rückschicht 30 kann aus einem flüssigkeitsdurchlässigen Material bestehen, umfasst aber bevorzugt ein Material, das ausgestaltet ist, um im Wesentlichen für Flüssigkeiten undurchlässig zu sein. Eine typische Rückschicht kann z. B. aus einem dünnen Kunststofffilm oder einem anderen biegsamen, flüssigkeitsundurchlässigen Material hergestellt werden. In der vorliegenden Beschreibung bezieht sich der Begriff "biegsam" auf Materialien, die anschmiegsam sind und die sich leicht der allgemeinen Form und den Konturen des Körpers des Trägers anpassen. Die Rückschicht 30 trägt typischerweise dazu bei, die in der absorbierenden Struktur 32 zurückgehaltenen Exsudate daran zu hindern, Artikel, wie etwa Bettwäsche und Oberbekleidungsstücke, die mit der Windel 10 in Kontakt stehen, zu befeuchten.
Bei besonderen Ausführungsformen ist die Rückschicht 30 ein Polyethylenfilm, der eine Dicke von ungefähr 0,012 Millimetern (0,5 mil) bis ungefähr 0,051 Millimetern (2,0 mils) aufweist. Bei besonderen Ausführungsformen kann die Rückschicht ein Film sein, der eine Dicke von ungefähr 1,25 mil aufweist. Anderweitige Ausführungen der Rückschicht können eine Web- oder Vliesstofflage umfassen, die ganz oder teilweise gestaltet oder behandelt wurde, um die erwünschten Grade an Flüssigkeitsundurchlässigkeit an ausgewählte Bereiche, die an den Saugkörper angrenzen oder ihm nahe sind, zu übermitteln. Die Rückschicht 30 stellt typischerweise die Außenabdeckung des Artikels bereit. Wahlweise kann der Artikel jedoch ein getrenntes Außenabdeckungselement umfassen, das zu der Rückschicht hinzukommt.
Die Rückschicht 30 kann wahlweise aus einem mikroporösen "atmungsaktiven" Material bestehen, dass es den Dämpfen erlaubt, aus der absorbierenden Struktur 32 zu entweichen, und dabei immer noch die flüssigen Exsudate daran hindert, durch die Rückschicht zu treten. Die atmungsaktive Rückschicht kann z. B. aus einem mikroporösen Polymerfilm oder einem Vliesstoff bestehen, der überzogen oder anderweitig behandelt wurde, um einen gewünschten Grad an Flüssigkeits- undurchlässigkeit zu übermitteln. Ein geeigneter mikroporöser Film ist z. B. ein PMP-1-Material, das bei Mitsui Toatsu Chemicals, Inc., einer Firma mit Geschäftssitz in Tokio, Japan, erhältlich ist; oder ein XKO-8044-Polyolefinfilm, der bei 3M Company aus Minneapolis, Minnesota, erhältlich ist. Die Rückschicht kann auch geprägt oder anderweitig mit einer matten Appretur bereitgestellt werden, um ein ästhetisch angenehmeres Aussehen vorzuweisen.
Die Größe der Rückschicht 30 wird typischerweise durch die Größe der absorbierenden Struktur 32 und das bestimmte gewählte Windelmodell bestimmt. Die Rückschicht 30 kann z. B. allgemein T-förmig, allgemein I-förmig sein oder eine abgeänderte Sanduhrform aufweisen, und kann sich über die Endkanten der absorbierenden Struktur 32 um einen gewählten Abstand hinaus erstrecken, um Seitenränder bereitzustellen. Die Oberschicht 28 und die Rückschicht 30 sind zusammen verbunden oder anderweitig auf betriebsfähige Art und Weise verknüpft. In diesem Zusammenhang umfasst der Begriff "verknüpft" Formen, bei denen die Oberschicht 28 unmittelbar mit der Rückschicht 30 zusammengefügt ist, indem die Oberschicht 28 unmittelbar an der Rückschicht 30 befestigt ist, und Formen, bei denen die Oberschicht 28 mit der Rückschicht 30 zusammengefügt ist, indem die Oberschicht 28 an Zwischenelementen befestigt ist, die ihrerseits an der Rückschicht 30 befestigt sind. Die Oberschicht 28 und die Rückschicht 30 können unmittelbar miteinander im Windelumfang 18 durch (nicht gezeigte) Befestigungsmittel, wie etwa Klebstoff, Schallbindungen, Wärmebindungen oder beliebige andere auf diesem Gebiet bekannte Befestigungsmittel, befestigt sein. Z. B. kann eine gleichmäßige, durchgehende Klebstofflage, eine gemusterte Klebstofflage, ein gespritztes Klebstoffmuster oder eine Gruppe getrennter Linien, Wirbel oder Punkte aus Konstruktionsklebstoff oder andere Bindungen verwendet werden, um die Oberschicht 28 an der Rückschicht 30 zu befestigen. Es sollte leicht verständlich sein, dass die oben beschriebenen Arten von Befestigungsmitteln auch verwendet werden können, um die verschiedenen anderen Bestandteile des endgültigen, gestalteten Artikels miteinander zu verbinden und zusammenzusetzen.
In der repräsentativ gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist die Oberschichtlage 28 in gegenüberliegender Beziehung zur Rückschichtlage 30 angeordnet und befestigt, um den Rückhaltebereich 48 und den Schwallmanagementbereich 46 zwischen der Rückschichtlage und der Oberschichtlage zurückzuhalten und festzuhalten. Die Randseitenbereiche der Oberschichtlage 28 können z. B. betriebsfähig mit den entsprechenden Randseitenbereichen der Rückschichtlage 30 verbunden sein. Jeder der befestigten Randseitenbereiche der Oberschicht- und Rückschichtlagen befindet sich seitlich außerhalb seines entsprechenden, dazugehörigen Seitenkantenbereichs des Schwallmanagementbereichs 46. Ähnlich kann die Oberschicht 28 und/oder die Rückschicht 30 Randendbereiche umfassen, die sich der Länge nach außerhalb der Endkantenbereiche des Rückhaltebereichs 48 und/oder des Schwallmanagementbereichs 46 befinden.
In der repräsentativ gezeigten Anordnung sind die elastischen Elemente 34 zum Umfang 18 der Windel 10, entlang jeder der Längsseitenkanten 20 benachbart angeordnet, um mit elastischen Elementen versehene Beinöffnungen bereitzustellen. Die elastischen Beinelemente 34 können mit einer der Oberschicht- und Rückschichtlagen, oder beiden, verbunden sein, um mit elastischen Elementen versehene Seitenränder des Windelartikels bereitzustellen, und können angeordnet sein, um die Windel 10 an die Beine des Trägers zu ziehen und daran festzuhalten. Die elastischen Taillenelemente 42 können ebenfalls zu einer oder beiden Endkanten der Windel 10 benachbart angeordnet sein, um mit elastischen Elementen versehene Taillenbünde bereitzustellen.
Die elastischen Elemente 34 und 42 werden an der Windel 10 in einem elastisch zusammenziehbaren Zustand befestigt, so dass sich die elastischen Elemente in einer normalen belasteten Form wirksam an der Windel 10 zusammenziehen. Die elastischen Elemente können in einem elastisch zusammenziehbaren Zustand auf mindestens zwei Arten befestigt werden. Die elastischen Elemente können z. B. ausgestreckt und befestigt werden, während die Windel 10 sich in einem nicht zusammengezogenen Zustand befindet. Als andere Möglichkeit kann die Windel 10 zusammengezogen werden, z. B. durch Falten, und die elastischen Elemente können an der Windel 10 befestigt und damit verbunden werden, während die elastischen Elemente sich in ihrem nicht entspannten oder unausgestreckten Zustand befinden. Es können auch noch andere Mittel, wie etwa ein elastisches Wärmeschrumpfmaterial, verwendet werden, um das Bekleidungsstück zusammenzuraffen.
In dem Beispiel der abgebildeten Form erstrecken sich die elastischen Beinelemente 34 im Wesentlichen über die ganze Länge des Schrittbereichs der Windel 10. Als andere Möglichkeit können sich die elastischen Elemente 34 über die ganze Länge der Windel 10 oder über eine beliebige andere Länge erstrecken, die geeignet ist, die Anordnung elastisch zusammenziehbarer Linien bereitzustellen, die für das besondere Windelmodell erwünscht ist.
Die elastischen Elemente 34 und 42 können eine beliebige Form aus einer Vielzahl von Formen aufweisen. Z. B. kann die Breite der einzelnen elastischen Elemente 34 von 0,25 Millimetern (0,01 Inch) bis 25 Millimetern (1,0 Inch) oder mehr variieren. Die elastischen Elemente können eine einzelne Gummilitze umfassen oder können mehrere parallele oder nicht parallele Gummilitzen umfassen oder können in einer geradlinigen oder gekrümmten Anordnung angebracht werden. Wenn die Litzen nicht parallel sind, können sich zwei oder mehrere Litzen überschneiden oder anderweitig innerhalb des elastischen Elements miteinander verbunden sein. Die elastischen Elemente können auf eine beliebige von mehreren Arten, die auf diesem Gebiet bekannt sind, an der Windel befestigt sein. Z. B. können die elastischen Elemente ultraschallgebunden, heißversiegelt oder druckversiegelt sein, wobei ein beliebiges von verschiedenen Verbindungsmustern verwendet wird, oder können durch Klebstoff mit der Windel 10 verbunden werden, und zwar mit gespritzten oder gewirbelten Mustern eines Heißschmelzklebers oder einer anderen Klebstoffart.
Die elastischen Beinelemente 34 können z. B. eine Trägerschicht umfassen, an der ein gruppierter Satz elastischer Elemente, die aus einer Vielzahl einzelner Gummilitzen bestehen, befestigt ist. Die Gummilitzen können sich überschneiden oder miteinander verbunden sein oder können gänzlich voneinander getrennt sein. Die gezeigte Trägerschicht kann z. B. einen 0,002 cm dicken Film eines ungeprägten Polypropylenmaterials umfassen. Die gezeigten Gummilitzen können z. B. aus dem Elastomer LYCRA (Warenzeichen) bestehen, das bei DuPont, einer Firma mit Geschäftssitz in Wilmington, Delaware, erhältlich ist. Jede Gummilitze liegt typischerweise im Bereich von ungefähr 620 bis 1050 Dezitex (dtx) und beträgt bevorzugt ungefähr 940 dtx in einer Ausführungsform der Erfindung, bei der drei Litzen für jedes mit elastischen Elementen versehene Beinbund verwendet werden. Zusätzlich kann die Beinelastik 34 im Allgemeinen gerade oder wahlweise gekrümmt sein. Die gekrümmten elastischen Elemente können z. B. nach innen in Richtung auf die Längsmittellinie der Windel hin gebogen sein, wobei der innerste Punkt (oder Scheitelpunkt, in Bezug auf die Querrichtung des Artikels) des Satzes gekrümmter Gummilitzen innerhalb von der äußersten Kante des Gummilitzensatzes angeordnet ist. Die gekrümmten elastischen Elemente können wahlweise eine nach innen gebogene und nach außen gebogene, überstumpfartige Krümmung aufweisen. Bei besonderen Anordnungen kann die Krümmung der elastischen Elemente nicht symmetrisch im Verhältnis zur seitlichen Mittellinie der Windel ausgestaltet oder angeordnet sein. Entsprechend kann die längs orientierte Mitte der elastischen Elemente um einen ausgewählten Abstand entweder auf den vorderen oder hinteren Taillenbund der Windel hin verschoben sein, um den erwünschten Sitz und das erwünschte Aussehen bereitzustellen.
Ein Saugkörper, wie etwa durch die absorbierende Struktur 32 bereitgestellt, ist typischerweise zwischen der Oberschicht 28 und der Rückschicht 30 angeordnet. Der Saugkörper weist einen Aufbau auf, der allgemein zusammendrückbar, anpassbar, für die Haut des Trägers nicht reizend und fähig ist, flüssige Körperexsudate, wie etwa Urin, aufzusaugen und zurückzuhalten. Es versteht sich, dass die absorbierende Struktur zum Zweck dieser Erfindung ein einzelnes einstückiges Materialstück umfassen kann oder ansonsten eine Vielzahl einzelner, getrennter Materialstücke, die betriebsfähig zusammengesetzt sind, umfassen kann. Wenn die absorbierende Struktur ein einzelnes, im Wesentlichen einstückiges Materialstück umfasst, könnte das Material die erwünschten strukturellen Merkmale als in ausgewählten räumlichen Bereichen davon gebildet umfassen. Wenn die absorbierende Struktur mehrere Stücke umfasst, können die Stücke als getrennte Lagen oder Schichten ausgestaltet sein oder können in anderen nicht geschichteten Gestalten und Formen ausgestaltet sein. Außerdem können die einzelnen Stücke den Produktanforderungen entsprechend gleich oder nicht gleich ausgedehnt sein. Es wird jedoch bevorzugt, dass jedes der einzelnen Stücke in einem betriebsfähigen, engen Kontakt entlang mindestens einem Abschnitt seiner Grenze mit mindestens einem anderen benachbarten Stück der absorbierenden Struktur angeordnet ist. Bevorzugt ist jedes Stück mit einem benachbarten Bereich der absorbierenden Struktur über einen geeigneten Verbindungs- und/oder Faserverwicklungsmechanismus, wie etwa Ultraschall- oder Klebebindung, oder mechanische oder hydraulische Vernadelung verbunden.
Die absorbierende Struktur 32 kann in vielen verschiedenen Größen und Formen (z. B. rechteckig, trapezförmig, T-förmig, I-förmig, sanduhrförmig, usw.) hergestellt werden und kann viele verschiedene Materialien umfassen. Größe und Absorptionskapazität der absorbierenden Struktur 32 müssen mit der Größe des beabsichtigten Trägers und der Flüssigkeitsbelastung, die durch die beabsichtigte Verwendung des absorbierenden Artikels übermittelt wird, kompatibel sein. Außerdem können die Größe und die Absorptionskapazität der absorbierenden Struktur 32 geändert werden, um sich Trägern anzupassen, die von Kleinkindern bis zu Erwachsenen reichen. Zusätzlich können die Dichten und/oder Flächengewichte der jeweiligen Schwallmanagement- 46 und Rückhaltebereiche 48, so wie ihre relativen Verhältnisse, geändert werden, um besonderen Leistungsanforderungen gerecht zu werden.
Nach einem besonderen Gesichtspunkt der Erfindung weist die absorbierende Struktur eine Absorptionskapazität von mindestens ungefähr 300 g synthetischen Urins auf. Als andere Möglichkeit kann die absorbierende Struktur eine Absorptionskapazität von mindestens ungefähr 400 g synthetischen Urins aufweisen und kann wahlweise eine Absorptionskapazität von mindestens ungefähr 500 g synthetischen Urins aufweisen, um verbesserte Leistung bereitzustellen.
Es können verschiedene befeuchtbare, hydrophile Fasermaterialarten verwendet werden, um die Bestandteile der absorbierenden Struktur 32 zu bilden. Beispiele geeigneter Fasern umfassen natürlich auftretende organische Fasern, die aus inhärent befeuchtbarem Material bestehen, wie etwa Zellulosefasern; Chemiefasern, die aus Zellulose oder Zellulosederivaten bestehen, wie etwa Kunstseidenfasern; anorganische Fasern, die aus einem inherent befeuchtbaren Material bestehen, wie etwa Glasfasern; Chemiefasern, die aus inherent befeuchtbaren, thermoplastischen Polymeren hergestellt werden, wie etwa besondere Polyester- oder Polyamidfasern; und Chemiefasern, die aus einem nicht befeuchtbaren thermoplastischen Polymer bestehen, wie etwa Polypropylenfasern, die mit geeigneten Mitteln hydrophilisiert wurden. Die Fasern können hydrophilisiert werden, z. B. durch eine Behandlung mit Silika, eine Behandlung mit einem Material, das einen geeigneten hydrophilen Anteil aufweist und nicht leicht von der Faser entfernt werden kann, oder indem die nicht befeuchtbare, hydrophobe Faser mit einem hydrophilen Polymer während oder nach der Faserbildung ummantelt wird. Es wird auch in Erwägung gezogen, dass ausgewählte Mischungen verschiedener Arten der oben genannten Fasern ebenfalls verwendet werden können.
In der vorliegenden Beschreibung beschreibt der Begriff "hydrophil" Fasern oder die Oberflächen von Fasern, die durch die mit den Fasern in Kontakt stehenden wässrigen Flüssigkeiten befeuchtet werden. Die Befeuchtungsstufe der Materialien kann wiederum anhand der Kontaktwinkel und Oberflächenspannungen der betreffenden Flüssigkeiten und Materialien beschrieben werden. Ausrüstung und Techniken, die sich zum Messen der Befeuchtbarkeit besonderer Fasermaterialien oder Fasermaterialmischungen, die für den Schwallmanagementbereich 46 verwendet werden, eignen, können durch ein Cahn SFA-222 Oberflächenkraft-Analysesystem oder ein im Wesentlichen gleichwertiges System bereitgestellt werden. Wenn mit diesem System gemessen wird, werden Fasern mit Kontaktwinkeln von weniger als 90º als "befeuchtbar" oder hydrophil bezeichnet, während Fasern mit Kontaktwinkeln von mehr als 90º als "nicht befeuchtbar" oder hydrophob bezeichnet werden.
Der Rückhaltebereich 48 kann ausgewählte Mengen eines hochsaugfähigen Materials umfassen, und das hochsaugfähige Material kann absorbierende gelierende Materialien, wie etwa Superabsorptionsmittel, umfassen. Die absorbierenden gelierenden Materialien können natürliche, künstliche und modifizierte natürliche Polymere und Materialien sein. Zusätzlich können die absorbierenden gelierenden Materialien anorganische Materialien, wie etwa Kieselgele, oder organische Verbundstoffe, wie etwa vernetzte Polymere, sein. Der Begriff "vernetzt" bezieht sich auf ein beliebiges Mittel, um wirksam normalerweise wasserlösliche Materialien im Wesentlichen wasserunlöslich aber anschwellbar zu machen. Derartige Mittel umfassen z. B. mechanisches Verwickeln, Kristalldomänen, kovalente Bindungen, Ionenkomplexe und -assoziationen, hydrophile Assoziationen, wie etwa Wasserstoffbindungen, und hydrophobe Assoziationen oder von der Waalssche Kräfte.
Zu den Beispielen künstlicher absorbierender gelierende Polymermaterialien gehören Alkalimetalle und Ammoniumsalze von (Poly-)Akrylsäure und (Poly-)methylakrylsäure, (Poly-) Akrylamide, (Poly-)Vinylether, Maleinsäureanhydridcopolymere mit Vinylether und Alpha-Olefinen, (Poly-)Vinylpyrolidon, (Poly-)Vinylmorpholinon, (Poly-)Vinylalkohol, und deren Mischungen und Copolymere. Weitere Polymere, die sich zur Verwendung in der absorbierenden Struktur eignen, umfassen natürliche und modifizierte Naturpolymere, wie etwa hydrolysierte, mit Akrylonitril gepfropfte Stärke, mit Akrylsäure gepfropfte Stärke, Methylzellulose, Carboxymethylzellulose, Hydroxypropylzellulose und die Naturgummis, wie etwa Alginate, Xanthan, Johannisbrotharz, und ähnliches. Mischungen natürlicher und vollständig oder teilweise künstlicher absorbierender Polymere können ebenso für die vorliegende Erfindung nützlich sein. Andere geeignete absorbierende gelierende Materialien werden von Assarsson et al. in der US-Patentschrift Nr. 3,901,236, ausgegeben am 26. August 1975, offenbart. Verfahren zum Zubereiten künstlicher absorbierender gelierender Polymere werden in der US-Patentschrift Nr. 4,076,663, ausgegeben am 28. Februar 1978, von Masuda et al., und der US- Patentschrift Nr. 4,286,082, ausgegeben am 25. August 1981, von Tsubakimoto et al., offenbart.
Künstliche absorbierende gelierende Materialien sind typischerweise Xerogele, die beim Befeuchten Hydrogele bilden. Der Begriff "Hydrogel" ist jedoch gewöhnlich verwendet worden, um sich sowohl auf die befeuchteten als auch auf die unbefeuchteten Formen des Materials zu beziehen.
Das hochsaugfähige Material, das im Rückhaltebereich 48 verwendet wird, kann in Form von gesonderten Partikeln vorliegen. Die Partikel können eine beliebige Form aufweisen, z. B. spiralförmig oder halbspiralförmig, würfelförmig, stabartig, polyhedrisch, usw.. Formen, die ein großes Verhältnis zwischen größter und kleinster Abmessung aufweisen, wie Nadeln, Flocken und Fasern, werden ebenfalls zur Verwendung in diesem Zusammenhang in Erwägung gezogen. Partikelkonglomerate des absorbierenden gelierenden Materials können ebenfalls im Rückhaltebereich 48 verwendet werden.
Für die Verwendung werden Partikel bevorzugt, die eine durchschnittliche Partikelgröße von ungefähr 20 Mikrometern bis ungefähr 1 Millimeter aufweisen. In diesem Zusammenhang meint "Partikelgröße" den gewichteten Mittelwert der kleinsten Abmessung der einzelnen Partikel.
Geeignete hochsaugfähige Materialien können besondere Eigenschaften der Absorptionskapazität (manchmal "AC" genannt), der Verformung unter Last (manchmal "DUL" genannt) und des Dochtwirkungsindexes (manchmal "WI" genannt) aufweisen. Diese Parameter werden ausführlich in der US- Patentanmeldung mit der Seriennummer 757.787 von S. Byerly et al., mit dem Titel "ABSORBENT COMPOSITES AND ABSORBENT ARTICLES CONTAINING SAME", und ausgegeben am 11. September 1991, (Anwaltsregister Nr. 10.174) (EP 0 532 002), beschrieben.
Nach einem besonderen Gesichtspunkt der Erfindung können die Partikel des hochsaugfähigen Materials ausgewählt werden, um einen Absorptionskapazität unter-Last-Wert (AUL) bereitzustellen, der im Bereich von ungefähr 25 bis 40 liegt, und einen Absorptionskapazitätswert (AC) bereitzustellen, der im Bereich von ungefähr 32 bis 48 liegt. Die Flüssigkeitsaufnahmerate durch das hochsaugfähige Material liegt im Bereich von ungefähr 3 bis 15 g/g (Gramm Flüssigkeit pro Gramm Superabsorptionsmittel) bei 30 Sekunden Absorptionskapazität unter Last, 6,5 bis 21 g/g bei 5 Minuten Absorptionskapazität unter Last und 25 bis 40 g/g bei 60 Minuten Absorptionskapazität unter Last.
Ein geeignetes Verfahren zur Bestimmung der AUL ist ausführlich in der europäischen Patentanmeldung EP 0 339 461 A1, veröffentlicht am 2. November 1989, beschrieben. Ein Beispiel eines hochsaugfähigen Polymers, das sich für die Verwendung bei der vorliegenden Erfindung eignet, ist das Polymer SANWET IM 3900, das bei Hoechst Celanese, einer Firma mit Geschäftssitz in Portsmouth, Virginia, erhältlich ist. Andere geeignete Superabsorptionsmittel können das Polymer W45926 umfassen, das bei Stockhausen, einer Firma mit Geschäftssitz in Greensboro, North Carolina, erhältlich ist.
Wegen der erwünschten Dünne der Rückhaltebereiche 48 und/oder der hohen Superabsorptionsmittelkonzentrationen innerhalb des Rückhaltebereichs können die Flüssigkeitsaufnahmeraten des Rückhaltebereichs alleine zu niedrig sein oder können nicht angemessen über drei Flüssigkeitseinschüsse in die absorbierende Struktur hinweg aufrechterhalten werden. Das Hinzufügen eines porösen, flüssigkeitsdurchlässigen Bereichs aus Schwallmanagementmaterial kann jedoch die Gesamtaufnahmerate der absorbierenden Verbundstruktur vorteilhaft verbessern. Der Schwallmanagementbereich 46 kann weniger hydrophil als die Rückhaltebereiche 48 sein und weist eine betriebsfähige Dichte- und Flächengewichtsstufe auf, um schnell Flüssigkeitsschwalle aufzusammeln und zeitweise festzuhalten, um die Flüssigkeit von ihrem ursprünglichen Eingangspunkt weg zu transportieren und um die Flüssigkeit im Wesentlichen vollständig an anderen Teilen der absorbierenden Struktur 32, insbesondere den Rückhaltebereichen 48, freizugeben. Diese Form kann dazu beitragen, die Flüssigkeit daran zu hindern, in dem Bereich des absorbierenden Bekleidungsstückes, der an der Haut des Trägers angeordnet ist, zusammenzulaufen und sich dort anzusammeln, wodurch das Feuchtegefühl des Trägers reduziert wird.
Verschiedene Web- und Vliesstoffe können verwendet werden, um den Schwallmanagementbereich 46 zu gestalten. Der Schwallmanagementbereich kann z. B. eine Lage sein, die aus einem schmelzgeblasenen Vlies oder einem spinngebundenen Vlies aus Polyolefinfasern besteht. Die Schwallmanagementlage kann auch ein gebundenes kardiertes Vlies oder ein luftabgelegtes Vlies sein, das aus Natur- oder Chemiefasern besteht. Das gebundene kardierte Vlies kann z. B. eine pulvergebundenes kardiertes Vlies, ein infrarotgebundenes kardiertes Vlies oder ein durchluftgebundenes kardiertes Vlies sein. Die infrarot- und durchluftgebundenen kardierten Vliese können wahlweise eine Mischung verschiedener Fasern umfassen, und die Faserlängen innerhalb einer ausgewählten Textilbahn können im Bereich von ungefähr 2,54 bis 7,6 cm (ungefähr 1,0 bis 3,0 Inch) liegen. Der Schwallmanagementbereich kann aus einem im Wesentlichen hydrophoben Material bestehen, und das hydrophobe Material kann wahlweise mit einem oberflächenaktiven Stoff oder anderweitig behandelt sein, um eine erwünschte Befeuchtbarkeits- oder Hydrophiliestufe zu übermitteln.
Der Schwallmanagementbereich 46 ist typischerweise in unmittelbarer, berührender flüssiger Verbindung mit einem benachbarten absorbierenden Rückhaltebereich 48 angeordnet. Wie repräsentativ gezeigt kann der Schwallmanagementbereich 46 ausgestaltet sein, um zu einer nach außen gerichteten, Hauptaußenoberfläche der Oberschicht 28 benachbart angeordnet zu werden. Wahlweise kann der Schwallmanagementbereich zu einer nach innen gerichteten körperseitigen Oberfläche der Oberschichtlage 28 benachbart angeordnet sein. Die gezeigte Form des Schwallmanagementbereichs ist betriebsfähig mit der Oberschichtlage über einen herkömmlichen Befestigungsmechanismus, wie etwa ein Wirbelklebemuster, verbunden. Ähnlich kann der Schwallmanagementbereich betriebsfähig mit der körperseitigen Lage der Wickelschicht 70 verbunden sein. Die Menge des Klebstoffzusatzes muss ausreichend sein, um die erwünschten Verbindungsmengen bereitzustellen, muss aber gering genug sein, um zu vermeiden, dass die Flüssigkeitsbewegung von der Oberschichtlage, durch den Schwallmanagementbereich und in den Rückhaltebereich übermäßig eingeschränkt wird.
In den verschiedenen Formen der Erfindung ist der Rückhaltebereich 48 in flüssiger Verbindung mit dem Schwallmanagementbereich 46 angeordnet, um Flüssigkeiten aufzunehmen, die von dem Schwallmanagementbereich freigegeben werden, und um die Flüssigkeit anzuhalten und zu speichern. In den gezeigten Ausführungsformen umfasst der Schwallmanagementbereich 46 eine getrennte Lage, die über einer anderen getrennten Lage, die den Rückhaltebereich umfasst, angeordnet ist. Der Schwallmanagementbereich dient dazu, ausgeschiedene Flüssigkeiten schnell aufzusammeln und zeitweise anzuhalten, um solche Flüssigkeiten vom ursprünglichen Kontaktpunkt weg zu transportieren und die Flüssigkeit auf andere Teile des Schwallmanagementbereichs zu verteilen, und dann um solche Flüssigkeiten im Wesentlichen vollständig in die Lage oder Lagen, die den Rückhaltebereich 48 umfassen, zu entlassen.
Die repräsentativ gezeigte Form des Schwallmanagementbereichs enthält im Wesentlichen kein absorbierendes gelierendes Material. Der Schwallmanagementbereich 46 kann jedoch eine sehr kleine Menge des partikelförmigen gelierenden Materials enthalten, um dazu beizutragen, einen anfänglichen Flüssigkeitsschwall aufzunehmen, aber die Menge darf nicht übermäßig sein. Übermäßige Mengen des aus partikelförmigen gelierenden Materials können die Struktur dazu veranlassen, unannehmbar große Flüssigkeitsmengen zurückzuhalten und festzuhalten, und können den Flüssigkeitstransport in den Rückhaltebereich 48 beeinträchtigen.
Der Schwallmanagementbereich kann jede beliebige Form aufweisen, die mit den Absorptionsanforderungen der absorbierenden Struktur 32 übereinstimmt. Zu den geeigneten Formen gehören z. B. kreisförmige, rechteckige, dreieckige, trapezförmige, längliche, knochenförmige, sanduhrförmige oder ovale Formen. Bevorzugte Formen des Schwallmanagementbereichs sind diejenigen, welche den berührenden, in flüssiger Verbindung stehenden Oberflächenbereich zwischen dem Schwallmanagementbereich 46 und dem Rückhaltebereich 48 vergrößern, so dass der relative Kapillaritätsunterschied zwischen den Bereichen ganz ausgenutzt werden kann. In gewissen Ausführungsformen kann der Schwallmanagementbereich z. B. allgemein rechteckig sein.
In den verschiedenen Formen der Erfindung kann sich der Schwallmanagementbereich 46 über die Gesamtlänge erstrecken, die der Rückhaltebereich 48 einnimmt, oder kann sich nur über einen Teil der gesamten Rückhaltebereichlänge erstrecken. Wenn sich der Schwallmanagementbereich nur teilweise über die Gesamtlänge des Rückhaltebereichs erstreckt, kann der Schwallmanagementbereich selektiv an einer beliebigen Stelle entlang der absorbierenden Struktur 32 angeordnet sein. Der Schwallmanagementbereich 46 kann z. B. wirksamer funktionieren, wenn er in Richtung auf das vordere Taillenbund des Bekleidungsstückes hin verschoben und quer innerhalb eines Vorderabschnitts der absorbierenden Struktur 32 zentriert ist. Somit kann der Schwallmanagementbereich 46 annähernd um die Längsmittellinie der absorbierenden Struktur 32 zentriert und hauptsächlich in einem Mittelbereich eines Vorderabschnitts der absorbierenden Struktur 32 angeordnet sein.
Nach anderen Gesichtspunkten der Erfindung können die Endkanten des Schwallmanagementbereichs der Länge nach von den Abschlussendkanten des gesamten Rückhaltebereichs aus nach innen beabstandet sein. Bei besonderen Formen der Erfindung kann die entsprechende, relativ benachbarte Vorderendkante des Schwallmanagementbereichs 46 um einen vorgegebenen gesonderten Abstand von einer vorderen Taillenbundendkante des gesamten Rückhaltebereichs beabstandet sein.
Es hat sich herausgestellt, dass wirksame Textilien für den Aufbau des Schwallmanagementbereichs ausgeprägt durch besondere Parameter gekennzeichnet sein können; wie etwa das Flächengewicht, die Durchlässigkeit, das spezifische Volumen, die Porosität, den Oberflächenbereich pro Hohlraumvolumen (SA/VV), die Kompressionsrückfederung und das Sättigungsvermögen. Weitere Parameter können eine Bindematrix umfassen, die dazu beitragen soll, die Porengrößenstruktur und die Hydrophilie zu stabilisieren. Die Bindematrix und die Faserdeniermischung können vorteilhaft eine erwünschte Porengrößenstruktur bereitstellen und im Wesentlichen aufrechterhalten.
Zusätzliche Details über das Schwallmaterial und geeignete Techniken zur Bestimmung der oben beschriebenen Parameter werden in der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 206.986, von C. Ellis und D. Bishop, mit dem Titel "FIBROUS NONWOVEN WEB SURGE LAYER FOR PERSONAL CARE ABSORBENT ARTICLES AND THE LIKE", und eingereicht am 4. März 1994 (Anwaltsregister Nr. 11.256) US-Patentschrift Nr. 5,486,166; und der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 206.069, von C. Ellis und R. Everette, mit dem Titel "IMPROVED SURGE MANAGEMENT FIBROUS NONWOVEN WEB FOR PERSONAL CARE ABSORBENT ARTICLES AND THE LIKE", und eingereicht am 4. März 1994 (Anwaltsregister Nr. 11.387) US- Patentschrift Nr. 5,490,846; EP 0 672 774, dargelegt.
Um eine schnelle Flüssigkeitsaufnahme zu gewährleisten weist die Gesamtstruktur des Schwallbereichs 46 hydrophile Tendenzen auf. Mindestens ein Teil der Fasern kann einen Kontaktwinkel von weniger als 90 Grad aufweisen, um eine Vliesstoffbahn bereitzustellen, die ausreichende hydrophile Tendenzen aufweist, wenn das Vlies ein Sättigungsvermögen von mehr als 55 Gramm 0,9%ige Salzlake pro Gramm Vlies aufweist.
Ein anderes Merkmal des Schwallmaterials ist seine Rückfederung, sowohl im nassen als auch im trockenen Zustand. Das Schwallmaterial ist ausgestaltet, um schnell eine große Menge Flüssigkeit ohne übermäßiges Zusammenbrechen aufzunehmen. Übermäßiges Zusammenbrechen wäre schädlich, da das Zusammenbrechen des Schwallmaterials zu einer reduzierten Kapazität für das Zurückhalten von Flüssigkeit führen würde. Entsprechend weisen die bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Schwallmaterialien eine Nassrückfederung auf, die es ihnen erlaubt, im Wesentlichen ihr Volumen sowohl im nassen als auch im trockenen Zustand zu behalten.
In der gezeigten Form der Windel 10 sind die Seitenbahnelemente 56 und 58 getrennte Elemente, die betriebsfähig verbunden und an seitlich gegenüberliegenden Endabschnitten des hinteren Taillenbundbereichs der Rückschicht 30 befestigt sind. Die Seitenbahnen können aus einem im Wesentlichen nicht elastomerischen Material, wie etwa Polymerfilmen, Webstoffen, Vliesstoffen oder ähnlichem, sowie aus deren Kombinationen bestehen. Nach besonderen Gesichtspunkten der Erfindung können die Seitenbahnen aus einem im Wesentlichen elastomerischen Material, wie etwa einem streckgebundenen Laminatmaterial (SBL), einem einhalsgebundenen Laminatmaterial (NBL), einem Elastomerfilm, einem Elastomerschaumstoff oder ähnlichem bestehen. Geeignete schmelzgeblasene Elastomervliesstoffe werden z. B. in der US-Patentschrift 4,663,220, ausgegeben am 5. Mai 1987, von T. Wisneski et al., beschrieben. Beispiele von Verbundstoffen, die mindestens eine Lage Vliestextilstoff umfassen, der an einer elastischen Faserlage befestigt ist, werden in der europäischen Patentanmeldung EP 0 110 010, veröffentlicht am 8. April 1987, wobei als Erfinder J. Taylor et al. aufgeführt sind, beschrieben. Beispiele von NBL-Materialien werden in der US-Patentschrift Nr. 5,226,992, ausgegeben am 13. Juli 1993, von Mormon, beschrieben.
Das Verschlusssystem, wie etwa durch die Bandverschlüsse 36 bereitgestellt, ist typischerweise an dem hinteren Taillenbundbereich 14 der Windel 10 angebracht, um einen Mechanismus zum Festhalten der Windel am Träger bereitzustellen. Die Bandverschlüsse 36 können beliebige von der auf diesem Gebiet bekannten Art sein und sind typischerweise an den Ecken der Windel 10 angebracht. Es können z. B. Klebverschlüsse, mechanische Verschlüsse, Klettverschlüsse, Druckknöpfe, Nadeln oder Schnallen einzeln oder kombiniert verwendet werden. Bei der gezeigten Form sind die Verschlüsse Klebverschlüsse, die gestaltet sind, um lösbar an einer Auflagezonenstelle 52 zu kleben, die an dem vorderen Taillenbundabschnitt der Windel befestigt ist, um ein verstellbares Klebverschlusssystem bereitzustellen. Insbesondere sind die Verschlussbänder 36 mit dazugehörigen, seitlich äußeren Kantenbereichen der Seitenbahnen 56 und 58 entlang einem bestimmten, fabrikfertig verbundenen Bereich der Bandverschlüsse verbunden. Nach besonderen Gesichtspunkten der Erfindung können die Verschlussbänder einen relativ breiten vom Benutzer verbundenen Abschnitt zusammen mit einem relativ engeren Zwischenabschnitt aufweisen. Das Zwischenabschnitt ist zwischen den vom Benutzer und den fabrikfertig verbundenen Abschnitten des Verschlussbandes angeordnet.
Artikel, die Elastomerseitenbahnen und ausgeprägt ausgestaltete Verschlüsse umfassen, werden in der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 168.615, von T. Roessler et al., mit dem Titel "DYNAMIC FITTING DIAPER", und eingereicht am 16. Dezember 1993 (Anwaltsregister Nr. 10.961) EP 0 734 243 A, und der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 366.080, von G. Zehner et al., US-Patentschrift Nr. 5,605,735, eingereicht am 28. Dezember 1994, und mit dem Titel "HIGH PEEL TAB FASTENER" (Anwaltsregister Nr. 11.571), beschrieben. Die Verschlusssysteme können ein Spannungsträgerelement zum Verteilen der auf die Fläche des Seitenbahnmaterials ausgeübten Spannungen umfassen und können Verschlussbänder umfassen, die einen eingeschnürten Zwischenbereich zusammen mit einem relativ breiteren, vom Benutzer verbundenen Abschnitt davon beinhalten. Techniken zum Bilden der erwünschten Verschlusssysteme werden in der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 200.593, von T. Roessler et al., mit dem Titel "METHOD FOR MAKING A FASTENING SYSTEM FOR A DYNAMIC FITTING DIAPER", und eingereicht am 23. Februar 1994 (Anwaltsregister Nr. 11.186), US-Patentschrift Nr. 5,399,219, beschrieben.
Die bei der vorliegenden Erfindung verwendete Vliesstofflage 40 besteht aus einem Fasermaterial, das im Wesentlichen nicht hydroverschlungen ist. Die Vliesstofflage 40 kann erwünschte Volumen-, Biegsamkeits- und Festigkeitsstufen aufweisen, ohne die komplizierten Verfahren des Hydroverwickelns und die dazugehörigen Nachbehandlungen, wie etwa weiteres Trocknen, durchzumachen. Die Vliesstofflage 40 weist ein Flächengewicht von mindestens ungefähr 60 g/m² auf. Die Vliesstofflage 40 kann ansonsten ein Flächengewicht von mindestens ungefähr 100 g/m² aufweisen und kann wahlweise ein Flächengewicht von mindestens ungefähr 125 g/m² aufweisen, um die erwünschten Leistungsstufen bereitzustellen.
Nach anderen Gesichtspunkten der Erfindung kann die Vliesstofflage 40 eine relativ geringe Dichte aufweisen, um die Biegsamkeits- und/oder Absorptionseigenschaften des Vlieses zu verbessern. Die Vliesstofflage 40 weist z. B. eine Dichte von nicht mehr als ungefähr 0,25 g/cm³ auf. Als andere Möglichkeit kann die Vliesstofflagendichte nicht mehr als ungefähr 0,23 g/cm³ betragen und kann wahlweise nicht mehr als ungefähr 0,2 g/cm³ betragen, um verbesserte Leistung bereitzustellen. Zusätzlich kann die Vliesstofflagendichte nur 0,1 g/cm³ betragen und kann wahlweise nur 0,05 g/cm³ betragen.
Die Vliesstofflage 40 kann auch eine hohe Festigkeit aufweisen, die es der Vliesstofflage erlaubt z. B. über eine herkömmliche Fertigungskette verarbeitet zu werden, und zwar im Wesentlichen ohne zusätzliche Verstärkungs- oder Trägerlagen zu benötigen. Die Vliesstofflage 40 weist einen geometrischen Mittelwert der Spitzenzugfestigkeit von mindestens ungefähr 250 Pond pro Zentimeter Breite der Vliesstofflage auf. Die Vliesstofflage 40 kann ansonsten einen geometrischen Mittelwert der Spitzenzugfestigkeit von mindestens ungefähr 300 Pond pro Zentimeter Breite aufweisen und kann wahlweise einen geometrischen Mittelwert der Spitzenzugfestigkeit von mindestens ungefähr 350 Pond pro Zentimeter Breite aufweisen. Bei anderen Anordnungen kann die Vliesstofflage 40 einen geometrischen Mittelwert der Spitzenzugfestigkeit aufweisen, der bis zu ungefähr 2500 Pond pro Zentimeter Breite beträgt, und kann wahlweise einen geometrischen Mittelwert der Spitzenzugfestigkeit aufweisen, der bis zu ungefähr 5000 Pond pro Zentimeter Breite beträgt. Eine geeignete Technik zur Bestimmung des geometrischen Mittelwerts der Zugfestigkeit ist nachstehend bei den "BEISPIELEN" beschrieben.
Der große Anteil kurzer Fasern in der Vliesstofflage 40 kann für verschiedene Vorteile sorgen, wie etwa die Niedrighaltung der Vlieskosten und die Ermöglichung einer höheren Verarbeitungsgeschwindigkeit. Die Vliesstofflage 40 weist einen Fasergehalt auf, bei dem mindestens ungefähr 90 Gewichtsprozent des Fasergehalts Fasern sind, die eine Faserlänge von nicht mehr als ungefähr 1 cm (ungefähr 0,4 Inch) aufweisen. Als andere Möglichkeit sind mindestens ungefähr 95 Gewichtsprozent, und wahlweise mindestens ungefähr 98 Gewichtsprozent, des Fasergehalts Fasern, die eine Faserlänge von nicht mehr als ungefähr 1 cm (ungefähr 0,4 Inch) aufweisen. Bei anderen Anordnungen kann die Vliesstofflage 40 einen Fasergehalt aufweisen, bei dem im Wesentlichen ungefähr 100 Gewichtsprozent des Fasergehalts Fasern sind, die eine Faserlänge von nicht mehr als ungefähr 1 cm (ungefähr 0,4 Inch) aufweisen.
Um weiter die Wirksamkeit und Preisgünstigkeit der Vliesfaserlage 40 zu fördern, kann die Vliesstofflage einen Fasergehalt aufweisen, bei dem nicht mehr als ungefähr 5 Gewichtsprozent des Fasergehalts Fasern sind, die eine Faserlänge von mindestens ungefähr 3 cm (ungefähr 1,2 Inch) aufweisen. Als andere Möglichkeit sind nicht mehr als ungefähr 2 Gewichtsprozent des Fasergehalts, und wahlweise im Wesentlichen Null Gewichtsprozent, des Fasergehalts Fasern, die eine Faserlänge von mindestens 3 cm (ungefähr 1,2 Inch) aufweisen.
Um einen Artikel bereitzustellen, der leicht an den Körper des Trägers anpassbar ist, kann die Vliesstofflage 40 gestaltet sein, um eine Gurley-Steifheit von nicht mehr als ungefähr 10.000 SGU aufzuweisen. Als andere Möglichkeit kann die Gurley-Steifheit nicht mehr als ungefähr 5.000 SGU betragen und kann wahlweise nicht mehr als ungefähr 2.000 SGU betragen, um die erwünschten Leistungsstufen bereitzustellen. Nach anderen Gesichtspunkten der Erfindung kann die Vliesstofflage 40 gestaltet sein, um eine Gurley- Steifheit von nicht weniger als ungefähr 100 SGU aufzuweisen. Als andere Möglichkeit kann die Gurley-Steifheit nicht weniger als ungefähr 150 SGU betragen und kann wahlweise nicht weniger als ungefähr 200 SGU betragen, um andere Aspekte verbesserter Leistung bereitzustellen.
Nach anderen Gesichtspunkten der Erfindung kann die Vliesstofflage 40 ausgestaltet sein, um einen Gurley-Steifheitzu-Dicke-Quotienten von nicht mehr als ungefähr 4.000 SGU/mm aufzuweisen. Die Vliesstofflage 40 kann außerdem gestaltet sein, um einen Gurley-Steifheit-zu-Dicke- Quotienten aufzuweisen, der ansonsten nicht mehr als ungefähr 2.000 SGU/mm beträgt und wahlweise nicht mehr als ungefähr 1.000 SGU/mm beträgt, um verbesserte Biegsamkeits- und Anpassbarkeitsstufen bereitzustellen.
Eine geeignete Technik zur Bestimmung der Gurley-Steifheit ist in TAPPI T 543 dargelegt. Zum Zweck der vorliegenden Erfindung werden die Steifheitswerte in Standard-Gurley- Einheiten (SGU) gemessen und ausgedrückt.
Bei verschiedenen Formen der Erfindung kann die Vliesstofflage 40 vorteilhaft hohe Zugfestigkeitsstufen bereitstellen, ohne große zusätzliche Bindematerialmengen, wie etwa Bindefasern, zu verwenden. Nach besonderen Gesichtspunkten der Erfindung ist die Vliesstofflage 40 im Wesentlich frei von Bindematerial. Als andere Möglichkeit kann die Vliesstofflage nicht mehr als ungefähr 1,5 Gewichtsprozent Bindematerial umfassen und kann wahlweise nicht mehr als ungefähr 5 Gewichtsprozent Bindematerial umfassen.
Die Vliesstofflage 40 kann im Wesentlichen frei von hochsaugfähigem Polymermaterial sein und kann aus Zellulosefasern bestehen, die hauptsächlich miteinander wasserstoffgebunden sind. Erwünschte Formen der Vliesstofflage 40 können aus mindestens ungefähr 95 Gewichtsprozent Zellulosefasern bestehen. Als andere Möglichkeit kann der Vliesstoff aus im Wesentlichen 100 Gewichtsprozent Zellulosefasern bestehen. Die Verbindung zwischen den Fasern innerhalb der Vliesstofflage wird zum Großteil durch Wasserstoffbindung bereitgestellt. Bei besonders erwünschten Anordnungen werden mindestens 95 Prozent der Bindungen durch Wasserstoffbindungen bereitgestellt. Bei anderen erwünschten Anordnungen werden mindestens ungefähr 98 Prozent, und möglichst im Wesentlichen 100 Prozent der Bindungen durch Wasserstoffbindungen bereitgestellt.
Nach anderen Gesichtspunkten der Erfindung ist die Vliesstofflage 40 nicht hydroverschlungen und ist im Wesentlichen frei von Schmelzbindungen, wie etwa Wärmebindungen. Möglichst werden nicht mehr als ungefähr 15% der faserinternen Bindungen innerhalb des Vliesstoffes 40 durch Schmelzbindungen bereitgestellt. Als andere Möglichkeit werden nicht mehr als ungefähr 5%, und wahlweise nicht mehr als ungefähr 1%, der faserinternen Bindungen durch Schmelzbindungen bereitgestellt.
Bei erwünschten Anordnungen der Erfindung umfasst die Vliesstofflage 40 im Wesentlichen keine hinzugefügten oder zusätzlichen chemischen Haftvermittler. Nach anderen Gesichtspunkten der Erfindung kann die Vliesstofflage 40 eine ausgewählte Menge eines hinzugefügten chemischen Haftvermittlers, wie etwa Haftvermittler, die aus Vinylakrylcopolymeren, Polyvinylazetat, vernetzbaren Polyamiden, Polyvinylalkohol und ähnlichem bestehen, umfassen. Bei besonderen Formen kann die Vliesstofflage 40 nicht mehr als ungefähr 5 Gewichtsprozent, und wahlweise nicht mehr als ungefähr 2 Gewichtsprozent, des chemischen Haftvermittlers enthalten, um die erwünschten Vorteile bereitzustellen. Ist die Menge des chemischen Haftvermittlers zu groß, so kann der Vliesstoff unerwünscht übermäßige Kosten, kompliziertere Verarbeitung, geringere Absorptionsraten, geringere Weichheit und geringere Biegsamkeit aufweisen.
Die Vliesstofflage 40 ist ein einstückiger, einheitlicher Vliesstoff, der nach besonderen Gesichtspunkten eine Vliesdicke von mindestens ungefähr 0,5 mm aufweist. Als andere Möglichkeit beträgt die Vliesdicke mindestens ungefähr 0,6 mm und beträgt wahlweise mindestens ungefähr 0,7 mm, um die erwünschten Vorteile bereitzustellen. Zusätzlich kann die Vliesstofflage eine Vliesdicke von nicht mehr als ungefähr 4 mm aufweisen. Als andere Möglichkeit kann die Lagendicke nicht mehr als ungefähr 3,6 mm betragen und kann wahlweise nicht mehr als 2,8 mm betragen, um die erwünschte Leistung bereitzustellen. Zum Zweck der vorliegenden Erfindung wird die Dicke der Vliesstofflage bei einem Rückhaltedruck von 1,4 kPa (0,2 psi) bestimmt.
Die Faserlage 40 der Erfindung kann aus einer Vielzahl einstückig gebildeter, zusammenwirkender Zonen bestehen, wobei verschiedene Zonen ausgestaltet sind, um verschiedene Eigenschaften aufzuweisen. Die Zonen erstrecken sich im Wesentlichen entlang der allgemeinen Ebene der Faserlage, und die verschiedenen Zonen können unterschiedliche, ausgewählte physikalische Merkmale durch die Dicke der Faserlage 40 bereitstellen. Z. B. kann die erfindungsgemäße Faserlage 40 eine relativ hochdichte Kernzone umfassen, die in einer geschichteten Anordnung zwischen zwei relativ weniger dichten Zonen eingearbeitet ist, wobei die weniger dichten Zonen ein größeres Volumen und eine größere Zonendicke als die hochdichte Zone aufweisen. Die hochdichte Zone kann erwünschte Festigkeitsstufen, wie etwa einen höheren geometrischen Mittelwert der Zugfestigkeit, und andere Eigenschaften, wie etwa erwünschte Kapillardochtwirkungssstufen, übermitteln. Die weniger dichten Zonen können erwünschte Massen- und Hohlraumvolumenstufen übermitteln. Die sich ergebende, einstückige Verbundstruktur kann aus einer einzelnen, einheitlichen Grundlage zu niedrigeren Kosten und mit größerer Wirksamkeit gebildet werden.
Bei besonderen Formen der Erfindung kann die Vliesstofflage 40 aus einem Vliesstoffmaterial bestehen, das mechanisch bearbeitet oder anderweitig behandelt wurde, um eine ausgeprägte Kombination von Festigkeit, Biegsamkeit und großem Flächengewicht, sowie andere ausgewählte Eigenschaften zu übermitteln. Das Fasermaterial kann einer Behandlung unterzogen werden, die eine Vielzahl örtlich begrenzter Kleinstflächen mechanischer Belastung übermittelt, und bei besonderen Formen der Erfindung kann die Vliesstofflage 40 einer mechanischen Behandlung unterzogen werden, die ein vorgegebenes Muster örtlich begrenzt belasteter Flächen, die über die Fläche der Vliesstofflage verteilt sind, übermittelt. Auf die Faserlage angewandte örtlich begrenzte Zugbelastungen können dadurch Kleinstbelastungen, wie etwa Kleinstbindungsbrüche oder verdichtete Kleinstflächen, innerhalb des behandelten Vliesstoffes erzeugen. Die Belastungen können dem Vlies erwünschte Weichheits- und Biegsamkeitsstufen übermitteln und können erzeugt werden und doch im Wesentlichen eine Faserbildung oder Bruchbildung des Vlieses vermeiden.
Die Vliesstofflage 40 kann z. B. durch ein mechanisch bearbeitetes, Zellulosefasermaterial bereitgestellt werden, und das Material kann als mikrobelastete Flusen bezeichnet werden. Eine geeignete Technik zur Herstellung der mikrobelasteten Flusen ist in der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 259.824, eingereicht am 15. Juni 1994, von R. Kamps et al., und mit dem Titel "METHOD FOR MAKING SOFT TISSUE" (Anwaltsregister Nr. 10.939,1), US-Patentschrift Nr. 5,743,999, beschrieben.
Mit Bezug auf Fig. 2 und 3 können besondere Gesichtspunkte des absorbierenden Artikels der vorliegenden Erfindung einen Rückhaltebereich 48 aufweisen, der eine oder mehrere einzelne Lagen oder Schichten der Vliesstofflage 40 umfasst. Die Vliesstofflage oder -lagen können angeordnet sein, um eine Verbundflächengewicht im Bereich von ungefähr 120 bis 1200 g/m² bereitzustellen. Nach besonderen Gesichtspunkten der Erfindung, wobei der Rückhaltebereich mehrere Schichten der Vliesstofflage 40 umfasst, können die einzelnen Schichten mit verschiedenen Eigenschaften ausgestaltet sein, wie etwa einer ausgewählten Kombination von Festigkeits- und/oder Absorptionseigenschaften. Verschiedene Schichten der Vliesstofflage 40 können z. B. unterschiedliches Schichtflächengewicht, Schichtdichte und/oder Schichtzugfestigkeit aufweisen. Die verschiedenen Schichten können sich benachbart oder durch dazwischenkommende Bestandteile einzeln getrennt befinden (z. B. Fig. 5). Infolgedessen können die einzelnen Schichten, wenn man durch die Dicke des Verbundrückhaltebereichs geht, verschiedene Absorptionseigenschaften und verschiedene Zugfestigkeitseigenschaften an ihren diversen Stellen innerhalb der absorbierenden Struktur beisteuern.
Mit Bezug auf Fig. 4 kann der Rückhaltebereich 48 ansonsten eine Mischung von hydrophilen Fasern und hochsaugfähigen Partikeln umfassen, und eine Vliesstofflage 40 kann zu einer oder beiden der sich gegenüberliegenden Hauptoberflächen des Rückhaltebereichs 48 benachbart angeordnet sein. Bei dem abgebildeten Beispiel befindet sich der Vliesstoff 40 auf der außenseitigen Oberfläche des Rückhaltebereichs, und der Rückhaltebereich besteht aus einer Mischung von Zellstoffflusenfasern und hochsaugfähigen Partikeln. Bei anderen Anordnungen kann der Rückhaltebereich 48 eine Mischung von hochsaugfähigen hydrogelbildenden Partikeln und schmelzgeblasenen Chemiepolymerfasern oder eine Mischung von hochsaugfähigen Partikeln mit einem Faserverbundmaterial, das eine Mischung von Naturfasern und/oder Chemiepolymerfasern umfasst, umfassen.
Die hochsaugfähigen Partikel können im Wesentlichen gleichmäßig mit hydrophilen Fasern gemischt sein oder können ungleichmäßig gemischt sein. Z. B. können die Konzentrationen von hochsaugfähigen Partikeln in einem nicht gestuften Gradienten durch einen wesentlichen Bereich der Dicke (Z-Richtung) der absorbierenden Struktur hindurch angeordnet sein, und zwar mit niedrigen Konzentrationen in Richtung auf die Körperseite der absorbierenden Struktur und relativ höheren Konzentrationen in Richtung auf die Außenseite der absorbierenden Struktur hin. Geeignete Z-Gradienten-Formen werden in der US-Patentschrift 4,699,823, ausgegeben am 13. Oktober 1987, von Kellenberger et al., beschrieben. Die hochsaugfähigen Partikel können auch in einer allgemein gesonderten Lage innerhalb der Matrix aus hydrophilen Fasern angeordnet sein oder können als gesonderte, getrennte Taschenbereiche des hochsaugfähigen Materials ausgestaltet sein. Zusätzlich können zwei oder mehrere unterschiedliche Arten eine Superabsorptionsmittels selektiv an verschiedenen Stellen innerhalb oder entlang der Fasermatrix angeordnet sein.
Das Flusenflächengewicht kann z. B. über die Breitenabmessung des Rückhaltebereichs 48 variieren. Als andere Möglichkeit können relativ größere Flusenmengen in Richtung auf das vordere Taillenbundende des Rückhaltebereichs angeordnet sein. Siehe z. B. US-Patentschrift 4,585,448, ausgegeben am 29. April 1986, von K. Enloe. Bei der abgebildeten Ausführungsform kann die Mehrheit des hochsaugfähigen Materials nach unten in einen Mittelbereich des Rückhaltebereichs 48 verteilt sein, der sich entlang der Längenabmessung des Rückhaltebereichs erstreckt und ungefähr 8,9 bis 11,4 cm (ungefähr 3,5 bis 4,5 Inch) breit sein kann. Zusätzlich kann das hochsaugfähige Material eine ausgewählte in Zonen unterteilte Anordnung aufweisen, um die Menge des hochsaugfähigen Materials zu reduzieren, die sich in der Nähe der Seiten- und Endkanten des Rückhaltebereichs 48 befindet. Die reduzierten Mengen des hochsaugfähigen Materials an den Kanten des Rückhaltebereichs können das Zurückhalten der hochsaugfähigen Partikel innerhalb der Faserflusenmatrix des Rückhaltebereichs verbessern. Die pulsierte in Zonen unterteilte Anordnung des hochsaugfähigen Materials kann z. B. durch das Verfahren und die Vorrichtung erreicht werden, die in der US-Patentschrift Nr. 5,028,224, von C. Pieper et al., mit dem Titel "METHOD AND APPARATUS FOR INTERMITTENTLY DEPOSITING PARTICULATE MATERIAL IN A SUBSTRATE", und ausgegeben am 2. Juli 1991 (Anwaltsregister Nr. 8761), beschrieben sind.
Die hydrophilen Fasern und hochsaugfähigen Partikel können in einem Faser-zu-Partikel-Verhältnis bereitgestellt werden, das dem Gewicht nach nicht mehr als ungefähr 75 : 25 beträgt, ansonsten nicht mehr als ungefähr 70 : 30 beträgt und wahlweise nicht mehr als ungefähr 55 : 45 beträgt. Nach weiteren Gesichtspunkten der Erfindung beträgt das Faserzu-Partikel-Verhältnis dem Gewicht nach nicht mehr als ungefähr 25 : 75, beträgt ansonsten nicht mehr als ungefähr 30 : 70 und beträgt wahlweise nicht mehr als ungefähr 45 : 55. Derartige Faser-zu-Partikel-Verhältnisse können besonders in der Zielzone der absorbierenden Struktur wünschenswert sein.
Die hydrophilen Fasern und hochsaugfähigen Partikel können ein durchschnittliches Verbundflächengewicht bilden, das im Bereich von ungefähr 200 bis 900 g/m² liegt. Ein derartiges Flächengewicht ist wiederum besonders wünschenswert in der Zielzone der absorbierenden Struktur. Nach gewissen Gesichtspunkten der Erfindung kann das durchschnittliche Verbundflächengewicht in einem Bereich von ungefähr 300 bis 800 g/m² liegen und kann wahlweise im Bereich von ungefähr 400 bis 750 g/m² liegen, um die erwünschte Leistung bereitzustellen.
Aufgrund der hohen Konzentrationen von hochsaugfähigen Partikeln oder anderem hochsaugfähigem Material im Rückhaltebereich 48 kann es schwieriger sein, die hochsaugfähigen Partikel innerhalb des Rückhaltebereichs zurück zu halten und die Bewegung oder den Übergang des Superabsorptionsmittels auf die Körperseite der Windel einzuschränken. Um das Fassungsvermögen des hochsaugfähigen Materials zu verbessern, kann die absorbierende Struktur 32 einen Außenwickel, wie etwa die Wickelschicht 70, umfassen, der unmittelbar benachbart zu und um den Rückhaltebereich 48 herum angeordnet ist, wie es Fig. 1 repräsentativ zeigt. Der Außenwickel kann eine hydrophobe hochnassfeste Umschlagbahn umfassen, wie etwa ein hochnassfestes Tissue oder ein Chemievliesstoff. Dieses Überwickeln kann auch die Einheit der absorbierenden Struktur beim Gebrauch erhöhen. Die Wickelschicht kann geeignet, wie etwa mit Klebstoff, mit der absorbierenden Struktur 32 und anderen Bestandteilen des Produktaufbaus wie gewünscht verbunden sein.
Die Wickelschicht ist bevorzugt eine flüssigkeitsdurchlässige Materiallage, welche die Hauptkörperseite und die außenseitigen Oberflächen des Rückhaltebereichs bedeckt und umschließt bevorzugt im Wesentlichen alle Umfangskanten des Rückhaltebereichs, um einen im Wesentlichen vollständigen Umschlag darum zu bilden. Als andere Möglichkeit kann die Wickelschicht einen absorbierenden Wickel bereitstellen, der die Hauptkörperseite und die außenseitigen Oberflächen des Rückhaltebereichs 48 bedeckt und umschließt im Wesentlichen nur die seitlichen Seitenkanten des Rückhaltebereichs. Entsprechend wären sowohl die geradlinigen als auch die nach innen gebogenen Abschnitte der seitlichen Seitenkanten der Wickelschicht um den Rückhaltebereich geschlossen. Bei einer solchen Anordnung können jedoch die Endkanten der Wickelschicht nicht vollständig um die Endkanten des Rückhaltebereichs 48 an den Taillenbundbereichen des Artikels herum geschlossen sein.
Die Wickelschicht 70 kann wahlweise eine Wickelschicht aus mehreren Elementen umfassen, die eine getrennte körperseitige Wickellage und eine getrennte außenseitige Wickellage umfasst, von denen sich jede über alle oder einige der Umfangskanten des Rückhaltebereichs 48 hinaus erstreckt. Eine derartige Wickelschichtform kann z. B. die Bildung einer im Wesentlichen vollständigen Abdichtung und Abschließung um die Umfangskanten des Rückhaltebereichs 48 herum erleichtern und kann dazu beitragen, dem endgültigen Artikel mehr Lichtundurchlässigkeit und Festigkeit zu verleihen. Bei der abgebildeten Ausführungsform erstrecken sich die körperseitigen und außenseitigen Lagen des absorbierenden Wickels 70 über die Umfangskanten des Rückhaltebereichs 48 hinaus, um eine nach außen hervorragende, flanschartige Bindefläche bereitzustellen, über die der Umfang des körperseitigen Bereichs des absorbierenden Wickels vollständig oder teilweise mit dem Umfang des außenseitigen Bereichs des absorbierenden Wickels verbunden sein kann.
Die körperseitigen und außenseitigen Lagen der Wickelschicht 70 können im Wesentlichen aus demselben Material bestehen oder können aus verschiedenen Materialien bestehen. Um die Bindung zwischen den körperseitigen und außenseitigen Bereichen des absorbierenden Wickels 70 bereitzustellen, kann ein Klebstoff, wie etwa der Klebstoff National Starch 33-9156, z. B. mit einem tiefdruckartigen System auf die bestimmten Bindeflächen des absorbierenden Wickels gedruckt werden. Der Klebstoff ist erhältlich bei National Starch and Chemical Co., einer Firma mit Geschäftssitz in Bridgewater, New Jersey, und tiefdruckartige Klebstoffauftragsgeräte sind erhältlich bei Egan Machinery Division, einer Firma mit Geschäftssitz in Oconto Falls, Wisconsin. Der Rückhaltebereich 48 kann dann zwischen den körperseitigen und außenseitigen Bereichen des absorbierenden Wickels 70 angeordnet sein, und die zusammenpassenden Kanten der absorbierenden Wickelbereiche können zusammen verbunden werden, um eine allgemein vollständige Umfangsabdichtung entlang im Wesentlichen dem ganzen Umfang des Rückhaltebereichs 48 bereitzustellen. Bei der abgebildeten Ausführungsform wird der Klebstoff mit einer Zusatzmenge von ungefähr 5 Gramm Feststoffe pro Quadratmeter Bindung aufgetragen, um die überlappenden Kanten der körperseitigen und außenseitigen Bereiche des absorbierenden Wickels 70 zusammen zu befestigen.
Anderweitige Anordnungen können einen absorbierenden Wickel aufweisen, der aus einem schmelzgeblasenen Vliesstoff besteht. Die Umfangsabdichtung der körperseitigen und außenseitigen Wickellagen, die aus schmelzgeblasenen Vliesen bestehen, kann man erreichen, indem man ein Heißkalendrierverfahren verwendet, um einen abgedichteten Streifenbereich um den Umfang des Rückhaltebereichs 48 herum bereitzustellen.
Mit Bezug auf Fig. 5 kann der Rückhaltebereich 48 der Windel 10 ein hochsaugfähiges absorbierendes Laminat 80 umfassen, und eine Vliesstofflage 40 kann sich entweder auf der Außenseite oder auf der Körperseite des absorbierenden Laminats befinden oder sich sowohl auf der Außenseite als auch auf der Körperseite des absorbierenden Laminats befinden. Das absorbierende Laminat 80 umfasst Partikel des hochsaugfähigen Materials, wie etwa hochsaugfähiges Polymer, die in einer Vielzahl einzelner, gesonderter Taschenbereiche 82 enthalten sind. Die Taschenbereiche sind auf einer Hauptvorderoberfläche zumindest eines flüssigkeitsdurchlässigen Vlieses von einander beabstandet, und bei besonderen Anordnungen können die Taschenbereiche jeweils zwischen den ersten und zweiten flüssigkeitsdurchlässigen Vliesen 84 und 86 gebildet und eingelegt sein (Fig. 6). Bei erwünschten Anordnungen kann entweder eines der flüssigkeitsdurchlässigen Vliese, oder beide, durch eine Vliesstofflage 40 bereitgestellt werden. Beispiele geeigneter hochsaugfähiger Laminatstrukturen mit gesonderten Taschenbereichen werden in der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 145.926, von R. Tanzer et al., die am 29. Oktober 1993 eingereicht wurde, und mit dem Titel "ABSORBENT ARTICLE WHICH INCLUDES SUPERABSORBENT MATERIAL LOCATED IN DISCRETE, ELONGATE POCKETS ARRANGED IN SELECTED PATTERNS" (Anwaltsregister Nr. 10.902), (US-Patentschrift Nr. 5,593, 399 und EP 0 725 625), beschrieben.
Um die erwünschte Dünne für die verschiedenen Formen des endgültigen absorbierenden Artikels bereitzustellen, kann der Rückhaltebereich 48 mit einer Gesamtbauschdichte von nicht mehr als ungefähr 0,6 cm ausgestaltet sein. Bevorzugt beträgt die Bauschdichte nicht mehr als ungefähr 0,53 cm, und beträgt noch lieber nicht mehr als ungefähr 0,5 cm, um verbesserte Vorteile bereitzustellen. Die Bauschdichte wird bei einem Rückhaltedruck von 1,4 kPa (0,2 psi) bestimmt.
Es sollte leicht ersichtlich sein, dass die Dichte des Rückhaltebereichs 48 oder eines anderen Bestandteils des absorbierenden Artikels von seinem Flächengewicht und seiner Dicke ausgehend berechnet werden kann. Was Windeln anbetrifft, werden Gewicht und Dicke z. B. bei gerade ausgepackten, aufgeklappten und trockenen Windeln bei einem Rückhaltedruck von 1,4 kPa (0,2 psi) gemessen. Herkömmliche Dickemessvorrichtungen können verwendet werden, um die Dicke zu bestimmen, die zur Berechnung der Dichte benötigt wird.
Nach besonderen Gesichtspunkten der Erfindung kann die absorbierende Struktur 32 allgemein T-förmig sein, wobei der sich quer erstreckende Querbalken des "T" für verbesserte Leistung allgemein dem vorderen Taillenbundbereich des absorbierenden Artikels entspricht, besonders für männliche Kleinkinder. Bei den abgebildeten Ausführungsformen kann der Rückhaltebereich quer über den Zipfelabschnitt des vorderen Taillenbundbereichs des Artikels eine Querrichtungsbreite von ungefähr 22,8 cm (ungefähr 9,0 Inch) aufweisen, der engste Bereich des Schrittabschnitts kann eine Breite von ungefähr 8,9 cm (ungefähr 3,5 Inch) aufweisen, und der hintere Taillenbundbereich kann eine Breite von ungefähr 11,4 cm (ungefähr 4,5 Inch) aufweisen.
Die folgenden Beispiele werden vorgestellt, um ein ausführlicheres Verständnis der Erfindung bereitzustellen. Die BEISPIELE, von denen einige nur Vergleichsbeispiele und nicht Teil der Erfindung sind, sollen repräsentativ sein und sind nicht dazu gedacht, den Umfang der Erfindung spezifisch einzuschränken.

BEISPIELE

Beispiel 1 bis 9

Probe 1 war ein 100% flaumiges, luftabgelegtes Vlies, das aus gefasertem, gebleichtem Kraftzellstoff bestand. Der Zellstoff war die Coosa River CR-2054 Flusenmasse von Kimberley-Clark, die eine Mischung von 20% südländischem Hartholz und 80% südländischem Weichholz war. Der Grundzellstoff wurde aus der Holzschleiferei von Kimberley-Clark Corporation in Coosa Pines, AL 35044-0555, erhalten. Der Zellstoff war trocken gefasert und verdichtet, um das endgültige luftabgelegte Vlies zu bilden.
Probe 2 war eine gekreppte Wattierung, die aus einem hochporösen, gekreppten Weichholztissue mit geringem Flächengewicht bestand, das bei Kimberly-Clark Corporation unter der Kimberly-Clark Rohmaterialbezeichnung RM-7088 erhältlich ist, und wurde typischerweise mit "Formtissue" bezeichnet. Das gekreppte Tissue hatte eine Porosität nach Frazier von ungefähr 300 Standardkubikfuß pro Minute pro Quadratfuß getesteten Oberflächenbereichs (scf/min/ft²) und wies ein Flächengewicht von ungefähr 17 g/m² auf. Die gekreppte Wattierung wies ebenfalls einen Höchstharzanteil von ungefähr 0,5% Gew./Gew. (10 Pfund trockenes Polymer/ Tonne Trockenfaser) auf.
Probe 3 war ein nassgeformtes, durchluftgetrocknetes, erstklassiges Gebrauchspapierhandtuch, das von Procter and Gamble Company (Cincinnati, OH) hergestellt und unter dem Warenzeichen BOUNTY verkauft wurde.
Probe 4 war ein herkömmliches, nassgepresstes, Sparmodell- Papierhandtuch, das von Kimberly-Clark Corporation hergestellt und unter dem Warenzeichen HI-DRI® verkauft wurde.
Probe 5 war ein doppeltes, wiedergekrepptes, Hochleistungs- Gebrauchspapierhandtuch, das von Scott Paper Corp.
(Philadelphia, PA) hergestellt und unter dem Warenzeichen JOB SQUAD verkauft wurde.
Probe 6 war ein hydroverschlungener, vliesstoffverstärkter, wegwerfbarer, künstlicher Lappen, der von Kimberly-Clark Corporation hergestellt und unter dem Warenzeichen WORKHORSE® verkauft wurde.
Probe 7 war ein zusammengesetztes Vlies, das aus einer durchgehenden schmelzgeblasenen Polypropylenmikrofaser (35 Gewichtsprozent) und Zellstoffflusen (65 Gewichtsprozent) bestand.
Probe 8 war ein luftgebildetes Vlies, das aus einer Mischung von hochsaugfähigen Partikeln (6 Gewichtsprozent) und Weichholzflusen (92 Gewichtsprozent) bestand, die mit 2 Gewichtsprozent schmelzgespritzten Polypropylenmikrofasern verstärkt würde. Die Vliesstruktur wurde verwendet, um den saugfähigen Kern des Inkontinenzunterbekleidungsstückes zu gestalten, das von Kimberly-Clark Corporation hergestellt und unter dem Warenzeichen DEPEND® verkauft wurde.
Probe 9 war ein luftgebildetes Vlies, das aus einer Mischung von hochsaugfähigen Partikeln (40 Gewichtsprozent) und Zellstoffflusen (60 Gewichtsprozent) bestand. Das Vlies wurde verwendet, um den saugfähigen Kern der Wegwerfbabywindel zu gestalten, die von Kimberly-Clark Corporation hergestellt und unter den Warenzeichen HUGGIES® UltraTrim verkauft wurde.
Die Proben 1 bis 9 wiesen die Parameter und Eigenschaften auf, die in Fig. 7 aufgeführt sind.

Beispiel 10 bis 13, 15, 16 und 19

Die Proben 10 bis 13, 15, 16 und 19 bestanden aus Zellstoffpappen, die durch ein herkömmliches Nassform- und Nasspressverfahren hergestellt wurden. Insbesondere wurden die nassgepressten Grundschichten aus Zellstoffpappe auf einer ungefähr 61 cm (24 Inch) großen Pilotlangsiebmaschine an der Universität von Western Michigan, McCracken Hall, Kalamazoo, M1 49008-5060, hergestellt. Nach dem Pressen wurden die Grundschichten auf herkömmliche Weise auf dampfgeheizten Trockentrommeln getrocknet. Die Proben 12, 16 und 19 wurden außerdem durch Mikroverformung gemäß den Parametern, die ausführlicher in der nachstehenden Tabelle 1 dargelegt sind, verarbeitet. Tabelle 1 Mustereingriffe (Inch)
(cm = Inch · 2,54)

Beispiel 14, 17, 18 und 20 bis 23

Die Proben 14, 17, 18 und 20 bis 23 wurden durch eine herkömmliche Durchlufttrockentechnik hergestellt. Insbesondere wurden die durchluftgetrockneten Grundschichten aus Zellstoffpappe auf einer ungefähr 61 cm (24 Inch) großen Rotationsformmaschine im Forschungs- und Entwicklungszentrum der Herty-Stiftung, P. O. Box 7798, Savannah, GA 31418, hergestellt. Das Trocknen wurde ohne Pressen durchgeführt, indem die Schicht über einen Wabendurchlufttrockner geführt wurde. Die Proben 20 bis 23 wurden außerdem durch Mikroverformung gemäß den Parametern, die ausführlicher in der nachstehenden Tabelle 2 dargelegt sind, verarbeitet. Tabelle 2 Mustereingriffe (Inch)
(cm = Inch · 2,54)

Mikroverformungsprozess und Bedingungen, unter denen die Zellstoffschichten verformt wurden:

Die Zellstoffrollen wurden mikroverformt, indem die Zellstoffschicht durch den Walzenspalt zwischen Paaren von entgegengesetzt drehenden Metallgravurdruckwalzen, die aufgespalten worden waren, um die Schicht ohne Schneiden oder Reißen mechanisch zu erweichen, geformt wurde. Oft waren mehrere Durchgänge notwendig, um einen gewünschten Schichterweichungsgrad zu ergeben. Ein typischer Durchgang bestand darin, die Schicht zwischen den Elementen der 1804- und SZ-Mustern zu formen. Die Eingriffe und Geschwindigkeiten für die bei dieser Untersuchung verwendeten mikroverformten Zellstoffe sind in den obenstehenden Tabellen 1 und 2 gezeigt.
Sowohl das 1804- als auch das S/Z-Muster werden durch ein zusammenpassendes Paar von Außen- und Innenwalzen, die in einem Festspaltenverfahren betrieben werden, bereitgestellt. Mit Bezug auf Fig. 7 weist die Außenwalze des 1804- Musters Außenelemente auf, die eine Höhe von 2,54 Millimetern, einen Seitenwandwinkel von 30º, eine Länge von 4 Millimetern und eine Breite von 1,0 Millimeter aufweisen, die also ein Länge-zu-Breite-Verhältnis von 4 : 1 aufweisen. Die Elemente werden so ausgerichtet, dass die Hauptachse der Elemente parallel zur Axialrichtung der Walze liegt. Es gibt durchschnittlich 0,13 Außenelemente pro Millimeter in der Axialrichtung der Walze und durchschnittlich 0,5 Außenelemente pro Millimeter in der Umfangsrichtung der Walze, woraus sich eine Elementdichte von 6,2 Elementen pro Quadratzentimeter ergibt. Die Außenelemente sind in einem sinusförmigen Muster angeordnet, das eine Musterwiederholung von 94 Millimetern ergibt. Die Innenwalze wies zusammenwirkende Hohlräume mit entsprechenden Abmessungen und Ausrichtungen auf.
Mit Bezug auf Fig. 8 weist das Außenelement des S/Z-Wurmmusters eine Höhe von 8,6 Millimetern, einen Seitenwandwinkel von 33º, einen Elementoberflächenbereich von 0,035 Quadratzentimetern, eine Elementdichte von 8,5 Elementen pro Quadratzentimeter, eine Prägefläche von ungefähr 30% und eine Musterwiederholungslänge von 7,6 Millimetern auf. Die Außenelemente bestehen aus zwei unterschiedlichen Musterelementen. Die Innenwalze weist zusammenwirkende Hohlräume mit entsprechenden Abmessungen und Ausrichtungen auf.

Testverfahren

Die folgenden Testverfahren wurden verwendet, um die Proben zu bewerten.

45-Grad-Flüssigkeitsaufnahme:

Ungefähr 5,1 cm · 25 cm (2" · 10") große Proben des absorbierenden Materials wurden ausgeschnitten und auf eine Plexiglasplatte mit einer Schräge von 45 Grad gelegt. Fünfzig (50) Milliliter 0,9%ige Salzlake (z. B. Baxter Scientific, Katalognummer B3158-3) wurden gewogen und in einen Trichter gelegt, der über der Probe an einer Stelle angeordnet war, die sich ungefähr 5,1 cm (2 Inch) vom obersten Ende des Absorptionsmittels entfernt befand. Der Sperrhahn wurde geöffnet, damit die ganze 50-ml-Dosis mit der Probe in Berührung kommen konnte. Das ursprüngliche (Trocken-) Gewicht und das endgültige (Nass-) Gewicht der Proben wurden erreicht, und die in der Probe zurückgehaltene Flüssigkeitsmenge wurde durch den Unterschied bestimmt.

Zugversuch:

Der Zugversuch wurde an einem Zugprüfgerät ausgeführt, wie etwa einem Instron Modell Nr. 4201. Die Testproben wurden auf eine Breite von 2,54 cm (1") zugeschnitten, die Backenweite betrug 7,6 cm (3"), und die Kopfteilgeschwindigkeit betrug 1,27 cm/mn (0,5 in/min).

Fließmaterialprüfung:

Die Fähigkeit der Proben, Flüssigkeit aufzusaugen und sie unter Belastung festzuhalten, wurde durch Eintauchen der Proben in überschüssige Salzlake und dann durch Abtupfen der Flüssigkeit von den Proben mit saugfähigem Papier bei einer auferlegten Belastung nach dem folgenden Verfahren bestimmt.
Eine trockene, ungefähr 7,6 cm · 17,8 cm (3" · 7") große Probe wurde gewogen, auf ein grobes Sieb als physikalischen Untersatz gelegt und 2 Minuten lang in überschüssiger 0,9%iger Salzlake eingeweicht. Nach dem Einweichen wurde die Probe aus der Kochsalzlösung genommen und konnte an einer 45º-Platte abgetropften, bis keine Flüssigkeit mehr aus der Probe tropfte (60 bis 180 Sekunden). Die abgetropfte Probe wurde dann gewogen. Jede Probe wurde anschließend zwischen ein Paar von ungefähr 10,1 cm · 20,3 cm (4" · 8") großen Schichten aus James River Verigood (Nr. 411-01-13) saugfähigem Fließmaterialpapier unter ein Gewicht gelegt, um einen Druck von ungefähr 2,4 kPa (0,35 psi) aufzuerlegen. Drei Paar Fließmaterialschichten wurden nacheinander in Zeitabständen von 60 bis 90 Sekunden verwendet. Nach dem Abtupfen wurde die Probe wieder gewogen.
Die flüssige Salzlakenmenge, die aus der Probe gepresst wurde, ist der Unterschied zwischen dem Trockenprobengewicht (W) und dem abgetupften Probengewicht (B). Dieser Unterschied wird durch das ursprüngliche Trockenprobengewicht (D) geteilt, um die ausgepresste Flüssigkeitsmenge auf einer "Gramm-Flüssigkeit-pro-Gramm-Probe"-Basis anzugeben.
Gramm Flüssigkeit pro Gramm Probe = (W - B)/D

Dimensionsprüfung:

Die Dimensionen (Dicken) der Proben wurden anhand der folgenden Vorrichtung erzielt:
Digimatic Dickenmesser
Modell Nummer 543-445-1
Typ ID-1050ME
Mitutoyo Mfg. Co. Ltd.
Dieses Messgerät hat einen Bereich von 0,00254 cm bis 5,1 cm (0,001" bis 2") und eine Auflösung von 0,01 mm.
Nachdem das Instrument auf Null eingestellt wurde, wurde der gewichtete Fuß behutsam auf die Probe gelegt und die Dicke der digitalen Anzeige notiert. Pro Probe wurden drei Messungen notiert. Der kreisförmige Fuß des Digimatic Messgeräts wies eine Masse von 633 Gramm und einen Durchmesser von 76 cm auf und stellte einen Druck von ungefähr 1,4 kPa (0,2 psi) bereit.

Eigenschaften und Parameter der Proben:

Die Zusammenstellungs- und physikalischen Eigenschaften der Proben wurden bestimmt und sind in den Tabellen der Fig. 9 und 10 zusammengefasst. Mit Bezug auf Fig. 9 und 10 ist ersichtlich, dass die aufgeweichten Schichten der Erfindung hohe Absorptionsstufen zusammen mit niedrigen Steifheiten und relativ hohen Zugfestigkeiten aufrechterhalten können.
Die Zugfestigkeiten wurden mit dem oben beschriebenen Zugversuchsverfahren anhand einer 100-Pfund-wägezelle gemessen, und der geometrische Mittelwert, die Spitzenzugfestigkeitswerte wurden folgendermaßen für die verschiedenen Proben bestimmt:
Es sei Ci; C&sub1;, C&sub2;, ... Cn; stellen die Spitzenzugfestigkeitswerte in Maschinenquerrichtung (c. d.) des Versuchs für eine bestimmte Probe dar, wobei sich die c.d. entlang der allgemeinen Probenebene erstreckt.
Es sei Mj; M&sub1;, M&sub2;, ... Mp; stellen die Spitzenzugfestigkeitswerte in Maschinenrichtung (m. d.) des Versuchs für eine bestimmte Probe dar, wobei sich die Maschinenrichtung entlang der allgemeinen Probenebene erstreckt und rechtwinklig zur Maschinenquerrichtung liegt.
Berechnen der durchschnittlichen geometrischen Mittelwertszugfestigkeit, G, aus allen Umstellungen der Zugfestigkeiten in Maschinenquerrichtung und Maschinenrichtung:
G = Durchschnitt von Gij
= > Durchschnitt von: G&sub1;&sub1;, G&sub1;&sub2;, G&sub2;&sub1;, G&sub2;&sub2;, ... Gnp
= > Durchschnitt von; (C&sub1;·M&sub1;)1/2, (C&sub1;·M&sub2;)1/2,
(C&sub2;·M&sub1;)1/2, (C&sub2;·M&sub2;)1/2, ... (Cn·MP)1/2
Die Mengen "n" und "p" betragen mindestens 3 und sind typischerweise identisch und liegen im Bereich von 3 bis 5.
Die Berechnung der durchschnittlichen geometrischen Mittelwertszugfestigkeit kann durch folgende Formel dargestellt werden:
Die Daten des geometrischen Mittelwerts der Spitzenzugfestigkeit für die angegebenen Probennummern ist in der in Fig. 11 gezeigten Tabelle zusammengefasst. Für jede der Proben führt die Tabelle die Mindest- (min) und Höchst- (max) Werte auf, sowie den arithmetischen Mittelwert (avg) der gemessenen Werte. Die Werte werden als Pond pro Zentimeter Probenbreite ausgedrückt, und die Probenkennzeichnungsnummern entsprechen den in Fig. 9 vorgelegten Proben.
Fig. 12 zeigt repräsentative Aufzeichnungen des Logarithmus (Basis 10) der Werte des geometrischen Mittelwert der Spitzenzugfestigkeit als Funktion der Dichte für besondere Probematerialien, und die Probenkennzeichnungsnummern entsprechen den in Fig. 11 vorgelegten Proben. Der mittlere Querstrich für jede gekennzeichnete Probe stellt den Logarithmus (log&sub1;&sub0;) des arithmetischen Durchschnitts der Werte des geometrischen Mittelwerts der Spitzenzugfestigkeit dar, die für die gekennzeichnete Probe bestimmt wurden. Die oberen und unteren Querstriche stellen jeweils die Logarithmen der Höchst- und Mindestwerte der geometrischen Mittelwerte der Spitzenzugfestigkeit, die für die Probe bestimmt wurden, dar.
Mit Bezug auf Fig. 11 und 12 ist ersichtlich, dass erfindungsgemäße Materialproben mit verschiedenen Formen, wie etwa die Proben 19, 20, 21, 22 und 23, eine vorteilhafte Kombination von Festigkeit und Dichte aufwiesen. Die Proben 19 bis 23 wiesen z. B. viel größere Zugfestigkeiten auf als gewisse normale absorbierenden Materialien, wie z. B. die Proben 1, 8 und 9, ohne die hohe Dichte der Proben 12 und 15. Insbesondere stellten repräsentative Materialproben der vorliegenden Erfindung eine hohe Festigkeit bereit, obwohl die Dichten der Materialien weniger als ungefähr 0,25 g/cm³ betrugen. Die Kombination von relativ hoher Festigkeit und geringer Dichte in einem hauptsächlich zellulosischen Vlies kann die Materialien der vorliegenden Erfindung besonders wünschenswert für absorbierende Produkte machen.
Nachdem die Erfindung recht ausführlich beschrieben wurde, ist es offensichtlich, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne sich vom Geist der Erfindung zu entfernen. Alle diese Änderungen und Modifikationen werden als innerhalb des Umfangs der Erfindung liegend angesehen, wie er in den beigefügten Ansprüchen zum Ausdruck kommt.

Claims

1. Artikel umfassend:

wenigstens eine absorbierende Vliesstofflage (40), die im Wesentlichen nicht hydroverschlungen ist, wobei die Vliesstofflage ein Flächengewicht von wenigstens etwa 60 g/m² (gsm), eine Dichte von nicht mehr als etwa 0,25 g/cm³, einen geometrischen Mittelwert der Spitzenzugfestigkeit von wenigstens etwa 2,5 N (250 Pond) pro Zentimeter Breite der Vliesstofflage aufweist, und wobei sie einen Fasergehalt aufweist, in dem wenigstens etwa 90 Gewichtsprozent des Fasergehalts Fasern sind, die eine Faserlänge von nicht mehr als etwa 1 cm (etwa 0,4 Inch) aufweisen.

2. Artikel gemäß Anspruch 1, wobei der Artikel umfasst:

eine Rückschichtlage (30);

eine flüssigkeitsdurchlässige Oberschichtlage (28), die in gegenüberliegender Beziehung zu der Rückschichtlage (30) angeordnet ist; und

eine absorbierende Struktur (32), die zwischen der Rückschichtlage (30) und der Oberschichtlage (28) angeordnet ist und eine Gesamtabsorptionskapazität von wenigstens etwa 300 Gramm Salzlake aufweist, wobei die absorbierende Struktur (32) die wenigstens eine Vliesstofflage (40) umfasst.

3. Artikel gemäß Anspruch 1, wobei wenigstens etwa 95 Gewichtsprozent des Fasergehalts Fasern mit einer Faserlänge von nicht mehr etwa 1 cm (etwa 0,4 Inch) sind.

4. Artikel gemäß Anspruch 1, wobei wenigstens etwa 98 Gewichtsprozent des Fasergehalts Fasern mit einer Faserlänge von nicht mehr als etwa 1 cm (etwa 0,4 Inch) sind.

5. Artikel gemäß Anspruch 1, wobei nicht mehr als etwa 5 Gewichtsprozent des Fasergehalts der Vliesstofflage Fasern mit einer Faserlänge von wenigstens etwa 3 cm (etwa 1,2 Inch) sind.

6. Artikel gemäß Anspruch 1, wobei die Vliesstofflage (40) ferner einen Gurley-Steifheit-zu-Dicke-Quotient von nicht mehr als 4000 SGU/mm (Standard Gurley Einheiten pro Millimeter) aufweist.

7. Artikel gemäß Anspruch 1, wobei die Vliesstofflage (40) ferner einen Gurley-Steifheit-zu-Dicke-Quotient von nicht mehr als 2000 SGU/mm (Standard Gurley Einheiten pro Millimeter) aufweist.

8. Artikel gemäß Anspruch 1, wobei die Vliesstofflage (40) ferner einen Gurley-Steifheit-zu-Dicke-Quotient von nicht mehr als 1000 SGU/mm (Standard Gurley Einheiten pro Millimeter) aufweist.

9. Artikel gemäß Anspruch 1, wobei die Vliesstofflage (40) im Wesentlichen frei von Bindematerial ist.

10. Artikel gemäß Anspruch 1, wobei die Vliesstofflage (40) nicht mehr als etwa 1,5 Gewichtsprozent Bindematerial umfasst.

11. Artikel gemäß Anspruch 1, wobei die Vliesstofflage (40) nicht mehr als etwa 5 Gewichtsprozent Bindematerial umfasst.

12. Artikel gemäß Anspruch 1, wobei die Vliesstofflage (40) ein Flächengewicht von wenigstens etwa 100 g/m² (gsm) aufweist.

13. Artikel gemäß Anspruch 1, wobei die Vliesstofflage (40) ein Flächengewicht von wenigstens etwa 125 g/m² (gsm) aufweist.

14. Artikel gemäß Anspruch 1, umfassend eine Mehrzahl an Vliesstofflagen (40).

15. Artikel gemäß Anspruch 1, umfassend einen Rückhaltebereich (48), der eine Mischung aus Zellstoffflusen und Partikel aus superabsorbierendem Material umfasst.

16. Artikel gemäß Anspruch 1, umfassend einen Rückhaltebereich (48), der Partikel aus superabsorbierendem Material in einer Mehrzahl an gesonderten Taschenbereichen des Rückhaltebereichs hält.

17. Artikel gemäß Anspruch 1, umfassend einen Rückhaltebereich (48), der Partikel aus superabsorbierendem Material in einer Mehrzahl an individuellen, gesonderten Taschenbereichen hält, die durch die wenigstens eine Vliesstofflage bereitgestellt sind.

18. Artikel gemäß Anspruch 1, wobei der Artikel Partikel aus superabsorbierendem Material umfasst, die in einer Mehrzahl an individuellen Taschenbereichen (82) gehalten werden, wobei die Taschenbereiche (82) zwischen ersten und zweiten flüssigkeitsdurchlässigen, nicht hydroverschlungenen Bahnen (84 und 86) geschichtet sind, wobei jede der ersten und zweiten Bahnen Vliesstofflagen (40) sind.

19. Artikel gemäß Anspruch 18, wobei die ersten und zweiten Bahnen (84 und 86) miteinander verbunden sind, um die Taschenbereiche (82) zu begrenzen.

20. Artikel gemäß Anspruch 1, wobei der Fasergehalt der Bahnlage (40) wenigstens etwa 95 Gewichtsprozent Zellulosefasern beträgt.

21. Artikel gemäß Anspruch 1, wobei der Fasergehalt der Bahnlage (40) im Wesentlichen 100 Gewichtsprozent Zellulosefasern beträgt.