DE69729181T2

DE69729181T2 - Absorbierender Wegwerfartikel mit einer atmungsaktiven unteren Schicht, die sich wie Gewebe anfühlt

Info

Publication number: DE69729181T2
Application number: DE69729181T
Authority: DE
Inventors: Mathias K. Herrlein; Muir Charles Robertson; Dr. Manfred Plischke (NMN)
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1997-06-25
Filing date: 1997-06-25
Publication date: 2004-11-11
Anticipated expiration: 2017-06-26
Also published as: EP0887058B1; AU7670098A; CA2293307A1; EP0887058A1; CN1261263A; ZA985511B; US6429352B1; JP2002511001A; DE69729181D1; ATE266989T1; WO1998058608A1; KR20010014146A; TW406024B; BR9810271A

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf absorbierende Einwegartikel, wie Babywindeln, Inkontinenzartikel, Hygienetücher und dergleichen, und insbesondere auf Artikel, die verbesserte atmungsfähige und sich textilartig anfühlende Außenlagenmaterialien haben, in Kombination mit einem besseren Verhalten bei der Flüssigkeitshandhabung.
Hintergrund der Erfindung
Wegwerfare, absorbierende Artikel, wie Windeln, Inkontinenzartikel, Hygienetücher, Übungshöschen und dergleichen, sind im Stand der Technik allgemein bekannt. Typischerweise umfassen absorbierende Einwegartikel eine flüssigkeitsdurchlässige Decklage, die dem Körper des Trägers zugewandt ist, eine flüssigkeitsundurchlässige Außenlage, die der Bekleidung des Trägers zugewandt ist, einen zwischen der flüssigkeitsdurchlässigen Decklage und der Außenlage angeordneten absorbierenden Kern und Mittel, um den Kern in einer festen Beziehung zum Körper des Trägers zu halten.
Um die Körperausscheidungen, wie Urin, Stuhlgänge oder Menstruationsfluide aufzunehmen, muss der Artikel bestimmte Teile des Körpers des Trägers abdecken. Im Allgemeinen decken gegenwärtige Artikel sogar größere Teile des Körpers des Trägers ab, damit eine adäquate Speicherung der Ausscheidungen zugelassen werden kann. Während diese Abdeckung eines wesentliches Element der Funktionalität des Artikels ist, kann der Artikel auch – neben einem Einfluss auf den Komfort des Trägers – einen negativen Einfluss auf die Haut ausüben, wie beispielsweise durch das Ausüben eines Drucks auf die Haut oder durch Erzeugen eines Luftabschlusses für bestimmte Teile der Haut, wodurch potentiell eine Überfeuchtung der Haut induziert wird, insbesondere unter Bedingungen, bei welchen der Träger eine gewissen Neigung zum Schwitzen hat.
Zahlreiche Ansätze wurden offenbart, die auf eine Verbesserung des Hautzustandes des Trägers ausgerichtet waren, indem der überfeuchteten Haut erlaubt wurde, sich um einen akzeptablen Grad zu dehydrieren, indem entweder Luft an die Haut heran gelassen wurde, um so potentielle Luftabschlusseffekte zu minimieren, und/oder indem Wasserdampf von der Oberfläche der Haut abgeführt wurde. Im Allgemeinen werden solche Mechanismen als "Atmungsfähigkeit" oder "Dampf- oder Feuchtigkeitsdurchlässigkeit" bezeichnet.
Eine Anzahl solcher Anwendungen zielen auf Frauen-Hygieneprodukte ab, wie Katamneseprodukte oder sogenannte "Höscheneinsätze", wie sie beschrieben sind in EP-A-0 104 906; EP-A-0 171 041; EP-A-0 710 471. Solche Produkte haben im Allgemeinen eine relativ geringe Fluid-Speicherkapazität, wenn sie zum Beispiel mit Babywindeln oder Erwachsenen-Inkontinenzprodukten verglichen werden, die häufig für theoretische Kapazitäten ausgebildet werden, welche diejenigen der Frauen-Hygieneprodukte signifikant übersteigen.
Solche atmungsfähigen Materialien können verschiedene Arten von Bahnen sein, wie beispielsweise Folien, welche luft/dampf-durchlässig gemacht wurden, indem sie mit Öffnungen versehen wurden, wie dies beschrieben ist in US-A-5,628,737, oder indem die "Mikroporositäts"-Eigenschaft ausgenutzt wird, wie dies beschrieben ist in EP-A-0 238 200; EP-A-0 288 021; EP-A-0 352 802; EP-A-0 515 501; US-A-4 713 068, wobei kleine Lückenräume innerhalb der Folie ähnlich sehr kleiner Risse erzeugt werden. Die WO 94/23107; WO 94/28224; US-A-4,758,239; EP-A-0 315 013 beschreiben alle alternative atmungsfähige Materialien, welche faserige Gewebe- oder Vliesstoffbahnen sein können, bei denen Luft/Dampf leicht durch die relativ großen Poren der Struktur hindurch dringt. Solche Bahnen werden in Bezug auf eine Verbesserung ihrer Flüssigkeits-Undurchlässigkeitseigenschaften behandelt oder nicht behandelt, wie dies beschrieben ist in EP-A-0 196 654. In der WO 95/16562 wird ein Laminat eines Vliesstoffes mit einem atmungsfähigen Film offenbart. Weitere Offenbarungen, wie in der WO 95/16746 beziehen sich auf andere Materialien, die Wassermolekülen erlauben, durch sie hindurch zu diffundieren. Materialien mit einem Nicht-Plastikgefühl wurden offenbart als vorzuziehen, wenigstens in bestimmten Teilen des Artikels.
Im Allgemeinen zeigen alle Materialien eine bestimmte Grenze der Gasdurchlässigkeit und Flüssigkeitsundurchlässigkeit. Dies wird besonders deutlich, wenn man die Porengröße des Materials betrachtet, wobei eine Zunahme einen leichteren Gasdurchgang erlauben wird, aber auch einen leichteren Flüssigkeitsdurchgang. Letzterer kann unerwünscht sein, insbesondere dann, wenn solche Materialien verwendet werden, um Flüssigkeits-Halteregionen des Artikels abzudecken, wie beispielsweise in der Kernregion. Insbesondere wurden für Artikel, die zum Aufnehmen hoher Mengen von Flüssigkeiten ausgebildet sind, wie beispielsweise Baby- oder Erwachsenen-Inkontinenzwindeln, andere Ansätze darauf gerichtet, nur einen Teil des Artikels atmungsfähig zu halten, wie beispielsweise durch Abdecken der flüssigkeitsabsorbierenden Teile (häufig als absorbierender Kern bezeichnet) durch ein nicht atmungsfähiges Material, andere Teile des Artikels aber durch atmungsfähige Materialien herzustellen.
Insgesamt zielte der Stand der Technik darauf ab, die Atmungsfähigkeit der Deckmaterialien zu verbessern, und er zielte darauf ab, nur Teile des Artikels atmungsfähig zu erhalten.
Der Stand der Technik versagte jedoch dahin gehend, zu erkennen, dass spezielle Vorteile erreicht werden können, indem Materialien in bestimmten Regionen des Artikels wahlweise kombiniert werden, und insbesondere darin, Vorteile der Absorptionseigenschaften des absorbierenden Kerns des Artikels auszunutzen.
Der absorbierenden eines absorbierenden Artikels muss in der Lage sein, Ausscheidungen anzunehmen, zu verteilen und zu speichern, welche anfänglich auf der Decklage des absorbierenden Artikels abgeschieden werden. Vorzugsweise erfolgt die Ausbildung des absorbierenden Kerns derart, dass der Kern die Ausscheidungen, im Wesentlichen unmittelbar nachdem sie auf der Decklage des absorbierenden Artikels abgeschieden worden sind, annimmt, und zwar mit der Intention, dass sich die Ausscheidungen nicht auf der Oberfläche der Decklage ansammeln oder von dieser abfließen, da dies zu einer ineffizienten Fluidaufnahme durch den absorbierenden Artikel führen würde, was zu einer Benässung der äußeren Wäsche und zu einem Komfortverlust für den Träger führen kann. Nach dem Eintrag besteht eine wesentlichen Funktionalität des absorbierenden Artikels darin, die ausgeschiedenen Fluide fest zurückzuhalten, sodass eine Überfeuchtung der Haut des Trägers vermieden wird. Falls der absorbierende Artikel in dieser Hinsicht nicht gut funktioniert, kann Flüssigkeit, die von dem absorbierenden Kern zurück zur Haut gelangt – häufig auch als "Rücknässung" bezeichnet – schädliche Auswirkungen auf den Zustand der Haut haben, was zu einer Überfeuchtung und im Wesentlichen einer höheren Wahrscheinlichkeit von Hautirritationen führen kann.
Es gab viele Versuche, die Fluidhandhabungseigenschaften absorbierender Artikel oder Kerne zu verbessern, insbesondere dann, wenn weitere Anforderungen aufkamen, wie beispielsweise eine gewünschte Reduktion der Produkt-Fülligkeit oder -Dicke. Solche Effekte werden diskutiert in der europäischen Patentanmeldung EP 797968 (96105023.4, eingereicht am 29. März 1996), aber auch in der US-A-4,898,642; EP-A-0 640 330; EP-A-0 397 110; EP-A-0 312 118.
Alle Versuche zielten auf eine Verbesserung der Interaktion der zur Haut orientierten Artikeloberfläche mit der Haut des Trägers. Es wurde nicht ausreichend erkannt, dass es eine Interaktion zwischen einem guten Rücknässungsverhalten des Artikels und einer hohen Belüftung durch die Decklagenmaterialien hindurch gibt. Insbesondere wurde nicht ausreichend erkannt, dass ein Kombinieren von Kernen mit einem sehr guten Flüssigkeits-Handhabungsverhalten – das zu einer sehr guten Haut-Trockenheit führt – und stoffartigen Außenlagenmaterialien, die eine sehr gute Atmungsfähigkeit erlauben, einen Synergieeffekt haben kann. Es wurde nicht ausreichend realisiert, dass solche gut arbeitenden Kerne eine viel porösere Gestaltungs-Flexibilität für den Artikel und für die Eigenschaften der den Kern abdeckenden Außenlagenmaterialien im Hinblick auf eine Flüssigkeits-Durchlässigkeit erlauben und somit eine noch höhere Luft- oder Dampfdurchlässigkeit erlauben.
So ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, absorbierende Einwegartikel zu schaffen, die ein gutes Rücknässungsverhalten des Kerns mit dampfdurchlässigen, stoffartigen Außenlagenmaterialien bereit stellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dampfdurchlässige, stoffartige Außenlagenmaterialien zu schaffen, welche erlauben, dass sogar Konvektions-Transportmechanismen dominieren.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, solche Materialien als Außenlagenmaterialien in Kombination mit einem absorbierenden Kern zu verwenden, welcher eine hohe Flüssigkeits-Absorptionskapazität aufweist.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein absorbierender Einwegartikel, der auf eine verbesserte Hautbelüftung durch Kombinieren der Vorteile eines absorbierenden Kerns mit guten Rücknässungsverhalten mit stoffartigen Außenlagenmaterialien abzielt, welche eine hohe Dampfdurchlässigkeit bereit stellen, wie dies in Anspruch 1 beansprucht wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Ansicht, welche eine streifenförmig anlegbare Babywindel als Beispiel für einen absorbierenden Artikel zeigt.
2 ist eine schematische Ansicht, welche eine Baby-Anziehwindel als ein Beispiel für einen absorbierenden Artikel zeigt.
3 zeigt den Testaufbau für den Annahmetest.
4 zeigt den Testaufbau für das Nach-Aufnahme-Collagen-Rücknässungsverfahren.
Detaillierte Beschreibung
Absorbierende Artikel-Allgemeines
Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "absorbierende Artikel" auf Vorrichtungen, welche Körperausscheidungen absorbieren und aufnehmen, und bezieht sich insbesondere auf Vorrichtungen, welche an oder in der Nähe des Körpers des Trägers angeordnet werden, um die verschiedenen vom Körper abgegebenen Ausscheidungen zu absorbieren und aufzunehmen.
Der Ausdruck "wegwerfbar", wird hier verwendet, um absorbierend Artikel zu beschreiben, welche nicht dazu gedacht sind, gewaschen oder in anderer Weise wieder hergestellt oder als absorbierende Artikel wieder verwendet zu werden (das heißt, sie sind dazu gedacht, nach einer Benutzung weggeworfen zu werden und vorzugsweise wieder aufbereitet, kompostiert oder in einer anderen umweltverträglichen Art deponiert zu werden).
Innerhalb des Kontextes der vorliegenden Erfindung umfasst ein absorbierender Artikel:

(a) einen absorbierenden Kern (welcher aus Substrukturen und/oder Hüllmaterialien bestehen kann), einschließlich aus der zum Träger orientierten Seite einer Decklage, welche die innere Oberfläche bildet und welche – wenigstens in bestimmten Regionen derselben – den Ausscheidungen erlauben, durch sie hindurch zu dringen, und einschließlich auf der entgegen gesetzten Seite einer Außenlage, welche die äußere Oberfläche des Artikels bildet und welche den absorbierenden Kern von der Außenseite trennt, wie beispielsweise der Bekleidung des Träges.
(b) Chassiselemente mit Merkmalen, wie Verschlusselementen oder einer Elastifikation, um den Artikel am Träger zu halten. Auch mit einer Decklage, welche die innere Oberfläche bildet, und einer Außenlage. Die Außenlagen- und Decklagenmaterialien des absorbierenden Kerns können mit jeweiligen Materialien in den Chassisregionen einheitlich sein, das heißt, die Außenlage kann den absorbierenden Kern abdecken und das gleiche Material oder die gleiche Lage kann sich in die Chassisregion hinein erstrecken, wodurch zum Beispiel Merkmale, wie die Beingummis oder dergleichen, überdeckt werden.

1 ist eine Draufsicht einer Ausführungsform eines absorbierenden Artikels der Erfindung, welche eine Windel ist.
Die Windel 20 ist in 1 in ihrem flach ausgelegten, nicht zusammengezogenen Zustand gezeigt (das heißt, mit ausgezogener elastisch induzierter Kontraktion, mit Ausnahme in den Seitenfeldern, in welchen das Gummi in seinem entspannten Zustand belassen ist), wobei Bereiche der Struktur weg geschnitten sind, um deutlicher den Aufbau der Windel 20 zu zeigen, und wobei der Bereich der Windel 20, welcher vom Träger abgewandt ist, die äußere Oberfläche 52, dem Betrachter zugewandt ist. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst die Windel 20 eine flüssigkeitsdurchlässige Decklage 24, eine flüssigkeitsundurchlässige Außenlage 26, die mit der Decklage 24 verbunden ist, und einen absorbierenden Kern 28, der zwischen der Decklage 24 und der Außenlage 26 positioniert ist; elastisch gemachte Seitenfelder 30; elastisch gemachte Beinaufschläge 32; ein elastisches Taillenmerkmal 34; und ein Verschlusssystem mit einem Doppelspannungs-Befestigungssystem, das allgemein mehrfach mit 36 bezeichnet ist. Das Doppelspannungs-Befestigungssystem 36 umfasst vorzugsweise ein primäres Befestigungssystem 38 und ein Taillen-Verschlusssystem 40. Das primäre Befestigungssystem 38 umfasst vorzugsweise ein Paar Befestigungselemente 42 und ein Anlegeelement 44. Das Taillen-Verschlusssystem 40 ist in 1 so dargestellt, dass es vorzugsweise ein Paar erster Anbringungskomponenten 46 und eine zweite Anbringungskomponente 48 umfasst. Die Windel 20 umfasst vorzugsweise auch einen Positionierungsflecken 50, der unter jeder ersten Anbringungskomponente 46 positioniert ist.
Die Windel 20 ist in 1 so gezeigt, dass sie eine äußere Oberfläche 52 aufweist (in 1 dem Betrachter zugewandt), eine innere Oberfläche 54, die der äußeren Oberfläche 52 entgegen gesetzt ist, eine erste Taillenregion 56, eine zweite Taillenregion 58, entgegen gesetzt zu der ersten Taillenregion 56, und einen Umfang 60, welcher durch die äußeren Ränder der Windel 20 begrenzt ist, in welchem die Längsränder mit 62 bezeichnet sind und die Stirnränder mit 64 bezeichnet sind. Die innere Oberfläche 54 der Windel 20 umfasst den Bereich der Windel 20, welcher während der Benutzung angrenzend an den Körper des Trägers positioniert ist (das heißt, die innere Oberfläche 54 wird im Allgemeinen durch wenigstens einen Bereich der Decklage 24 und durch andere Komponenten gebildet, die mit der Decklage 24 verbunden sind). Die äußere Oberfläche 52 umfasst den Bereich der Windel 20, welcher vom Körper des Trägers weg positioniert ist (das heißt, die äußere Oberfläche 52 wird im Allgemeinen durch wenigstens einen Bereich der Außenlage 26 gebildet und durch andere Komponenten, die mit der Außenlage 26 verbunden sind). Die erste Taillenregion 56 und die zweite Taillenregion 58 erstrecken sich jeweils von den Stirnrändern 64 des Umfangs 60 zu der quer verlaufenden Mittellinie 66 der Windel 20. Die Taillenregionen umfassen jeweils eine zentrale Region 68 und ein Paar Seitenfelder, welche typischerweise die äußeren Querbereiche der Taillenregionen umfassen. Die Seitenfelder, die in der ersten Taillenregion 56 positioniert sind, sind mit 70 bezeichnet, während die Seitenfelder in der zweiten Taillenregion 58 mit 72 bezeichnet sind. Obwohl es nicht notwendig ist, dass die Paare von Seitenfeldern oder jedes Seitenfeld identisch sind, sind sie vorzugsweise Spiegelbilder zueinander. Die Seitenfelder 72, die in der zweiten Taillenregion 58 positioniert sind, können in der Querrichtung elastisch dehnbar sein (das heißt, elastisch gemachte Seitenfelder 30 sein). (Die Querrichtung (x-Richtung oder Breite) ist als die Richtung definiert, die parallel zu der quer verlaufenden Mittellinie 66 der Windel 20 verläuft; die Längsrichtung (y-Richtung oder Länge) ist als die Richtung definiert, die parallel zu der längs verlaufenden Mittellinie 67 verläuft; und die axiale Richtung (Z-Richtung oder Dicke) ist als die Richtung definiert, die durch die Dicke der Windel 20 hindurch verläuft).
1 zeigt eine spezifische Ausführung der Windel 20, in welcher die Decklage 24 und die Außenlage 26 über der Kern- und der Chassisregion einheitlich sind und Längen- und Breitenabmessungen haben, die im Allgemeinen größer sind als diejenigen des absorbierenden Kerns 28. Die Decklage 24 und die Außenlage 26 erstrecken sich über die Ränder des absorbierende Kerns 28 hinaus, um dadurch den Umfang 60 der Windel 20 zu bilden. Der Umfang 60 begrenzt die äußere Kontur oder, in anderen Worten, die Ränder der Windel 20. Der Umfang 60 umfasst die Längsränder 62 und die Stirnränder 64.
Obwohl jeder elastisch gemachte Beinaufschlag 32 so konfiguriert sein kann, dass er ähnlich ist zu einem der Beinbänder, Seitenklappen, Barrierenaufschlägen oder elastischen Aufschlägen, die oben beschrieben wurden, wird vorgezogen, dass jeder elastisch gemachte Beinaufschlag 32 wenigstens einen inneren Barrierenaufschlag 84 mit einer Barrierenklappe 85 und ein elastisches Abstandselement 86 umfasst, wie dies beschrieben ist in dem oben genannten US Patent 4,909,803. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der elastisch gemachte Beinaufschlag 32 zusätzlich einen elastischen Dichtungsaufschlag 104 mit ein oder mehreren elastischen Strängen 105, die außenseitig des Barrierenaufschlags 84 positioniert sind, wie dies beschrieben ist in dem oben genannten US Patent 4,695,278.
Die Windel 20 kann ferner ein elastisches Taillenmerkmal 34 umfassen, das einen verbesserten Sitz und eine verbesserte Aufnahme liefert. Das elastische Taillenmerkmal 34 erstreckt sich wenigstens in Längsrichtung von wenigstens einem der Taillenränder 83 des absorbierenden Kerns 28 in wenigstens der zentralen Region 68 nach außen und bildet im Wesentlichen wenigstens einen Bereich des Stirnrandes 64 der Windel 20. So umfasst das elastische Taillenmerkmal 34 den Bereich der Windel, der sich wenigstens von dem Taillenrand 83 des absorbierenden Kerns 28 zu dem Stirnrand 64 der Windel 20 erstreckt und dazu gedacht ist, an der Taille des Trägers angeordnet zu werden. Einwegwindeln sind im Allgemeinen so konstruiert, dass sie zwei elastische Taillenmerkmale haben, eines in der ersten Taillenregion positioniert und eines in der zweiten Taillenregion positioniert.
Das elastisch gemachte Taillenband 35 des elastischen Taillenmerkmals 34 kann einen Bereich der Decklage 24, einen Bereich der Außenlage 26, der vorzugsweise mechanisch gestreckt worden ist, und ein Bilaminat-Material mit einem elastomeren Element 76, das zwischen der Decklage 24 und der Außenlage 26 positioniert ist und ein elastisches Element 77, das zwischen der Außenlage 26 und dem elastomeren Element 76 positioniert ist, umfassen.
Diese sowie andere Komponenten der Windel sind in der WO 93/16669 in größerem Detail angegeben.
2 zeigt ein weiteres Beispiel für einen absorbierenden Artikel, für welchen die vorliegende Erfindung verwendet werden kann, nämlich eine wegwerfbar Anziehwindel. Die wegwerfbare Anziehwindel 20 umfasst einen absorbierenden Kern 22, einen Chassis 21, das die Kernregion umgibt, und Seitennähte 10.
Die Außen- oder Außenlagenschichten 26 sind diejenigen Bereiche des Chassis 21 oder des absorbierenden Kerns 22, welche das Äußere der wegwerfbaren Anziehwindeln 20 bilden werden, das heißt, vom Träger abgewandt sind. Die Außenschichten 26 sind nachgiebig, weichfühlig und nicht störend für die Haut des Trägers. Diese Außenschicht kann eine einheitliche Materialschicht sein, welche sowohl die Kern- als auch Chassisregionen oder Teile derselben abdeckt, oder kann unterschiedliche Materialien in diesen Regionen umfassen.
Die innere Decklage oder Innenschichten 24 sind diejenigen Bereiche des Chassis 21 oder des Kerns 22, welche das Innere des Artikels bilden und den Träger berühren werden. Die innere Schicht ist auch nachgiebig, weichfühlig und nicht störend für die Haut des Trägers. In der Chassisregion können die innere Schicht 24 und die äußere Schicht 26 indirekt miteinander verbunden sein, indem sie direkt mit elastischen Flügelklappenelementen 90, elastischen Taillenbandelementen 76 und elastischen Strängen 105 verbunden werden und direkt miteinander in den Bereichen verbunden werden, die sich über das elastische Flügelklappenelement 90, die elastischen Taillenbandelemente 76 und die elastischen Stränge hinaus erstrecken.
Das Chassis 21 der wegwerfbaren Anziehwindeln 20 umfasst ferner vorzugsweise elastisch gemachte Beinaufschläge 32 zum Bereitstellen einer verbesserten Aufnahme von Flüssigkeiten und anderen Körperausscheidungen. Jeder elastisch gemachte Beinaufschlag 32 kann mehrere unterschiedliche Ausführungsformen zum Reduzieren der Leckage von Körperausscheidungen in den Beinregionen umfassen. Obwohl jeder elastisch gemachte Beinaufschlag 32 so konfiguriert sein kann, dass dieser ähnlich einem der Beinbänder, Seitenklappen, Barrierenaufschläge oder elastischen Aufschläge ist, die oben beschrieben wurden, wird vorgezogen, dass jeder elastisch gemachte Beinaufschlag 32 wenigstens einen Seitenklappe 104 und ein oder mehrere elastische Stränge 105 umfasst.
Das Chassis 21 der wegwerfbaren Anziehwindeln 20 umfasst ferner vorzugsweise ein elastisch gemachtes Taillenband 34, das angrenzend an den Stirnrand der wegwerfbaren Anziehwindeln in wenigstens dem hinteren Bereich 58 angeordnet ist und hat bevorzugt ein elastisch gemachtes Taillenband 34, das sowohl im vorderen Bereich 56 als auch im hinteren Bereich 58 angeordnet ist.
Absorbierender Kern/Kernstruktur
Der absorbierende Kern sollte im Wesentlichen komprimierbar, verformbar, nicht störend für die Haut des Trägers und in der Lage sein, Flüssigkeiten, wie Urin und andere bestimmte Körperausscheidungen, zu absorbieren und zurückzuhalten. Der absorbierende Kern könnte eine breite Vielfalt von flüssigkeitsabsorbierenden oder flüssigkeitshandhabenden Materialien umfassen, die in Einwegwindeln und anderen absorbierenden Artikeln üblicherweise verwendet werden, wie – aber nicht beschränkt darauf – zermahlener Holzzellstoff, welcher allgemein als Luftfilz bezeichnet wird; schmelzgeblasene Polymere, einschließlich Coform; chemisch versteifte, modifizierte oder vernetzte Zellulosefasern; Tissue, einschließlich Tissuehüllen und Tissuelaminate.
Beispiele für absorbierende Strukturen sind beschrieben in US Patent 4,610,678 unter der Bezeichnung "High-Density Absorbent Structures", veröffentlicht für Weisman et al. am 09. September 1986; US Patent 4,673,402 unter der Bezeichnung "Absorbent Articles With Dual-Layered Cores", veröffentlicht für Weisman et al. am 16. Juni 1987; US Patent 4,888,231 unter der Bezeichnung "Absorbent Core Having A Dusting Layer", veröffentlicht für Angstadt am 19. Dezember 1989; EP-A-0 640 330 von Bewick-Sonntag et al.; US 5 180 622 (Berg et al.); US 5 102 597 (Roe et al.); US 5 387 207 (LaVon). Solche Strukturen könnten so verändert werden, dass sie mit den Anforderungen kompatibel sind, die unten beschrieben werden, damit sie in dem absorbierenden Kern 28 verwendet werden können.
Der absorbierende Kern kann eine einheitliche Kernstruktur sein oder kann eine Kombination aus mehreren absorbierenden Strukturen sein, welche wiederum aus ein oder mehren Substrukturen bestehen können. Jede der Strukturen oder Substrukturen kann eine im Wesentlichen zweidimensionale Ausdehnung sein (das heißt, eine Schicht sein) oder eine dreidimensionale Form haben.
Materialien für die Verwendung in absorbierenden Kernen der Erfindung
Der absorbierende Kern für die vorliegende Erfindung kann faserige Materialien umfassen, um eine faserige Bahn oder faserige Matrizes zu bilden.
Fasern, die in der vorliegenden Erfindung nützlich sind, umfassen solche, die natürlicherweise auftretende Fasern (modifiziert oder nicht modifiziert) sind, sowie synthetisch hergestellte Fasern, wie Polyolefine, wie Polyethylen und Polypropylen.
Für viele absorbierende Kerne oder Kernstrukturen gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Verwendung von hydrophilen Fasern vorgezogen, welche unter Verwendung hydrophiler starker Materialien oder hydrophober Fasern, wie beispielsweise mit einem grenzflächenaktiven Stoff behandelte oder mit Silica behandelte thermoplastische Fasern, die zum Beispiel von Polyolefinen abgeleitet werden, erhalten werden können.
Geeignete natürlich auftretende Fasern sind Holz-Zellstofffasern, welche aus allgemein bekannten chemischen Verfahren, wie Kraft- und Sulfitverfahren, erhalten werden können. Auch chemisch versteifte Zellulosefasern sind geeignet, bei welchen zum Beispiel Vernetzungsmittel auf die Fasern aufgebracht werden können, die nach der Aufbringung dann dafür sorgen, dass in chemischer Weise Intrafaser-Vernetzungsbindungen gebildet werden, welche die Steifigkeit der Fasern erhöhen können. Obwohl die Verwendung von Intra-Vernetzungsbindungen zum chemischen Versteifen der Faser vorgezogen wird, soll dies nicht andere Reaktionstypen zum chemischen Versteifen der Fasern ausschließen.
Fasern, die durch Vernetzungsbindungen in individualisierter Form versteift werden (das heißt, die einzeln versteiften Fasern sowie ein Verfahren für ihre Herstellung) sind offenbart in US-A-3,224,926; US-A-3,440,135; US-A-3,932,209 und US-A-4,035,147; US-A-4,898,642 und US-A-5,137,537. Zusätzlich dazu oder alternativ dazu können synthetische oder thermoplastische Fasern in den absorbierenden Strukturen enthalten sein, wie sie beispielsweise hergestellt werden aus einem beliebigen thermoplastischen Polymer, das bei Temperaturen geschmolzen werden kann, die die Fasern nicht übermäßig schädigen. Die thermoplastischen Materialien können aus einer Vielfalt von thermoplastischen Polymeren hergestellt werden, wie beispielsweise Polyolefinen und beispielsweise Polyethylen. Die Oberfläche der hydrophoben thermoplastischen Faser kann durch eine Behandlung mit einem grenzflächenaktiven Stoff hydrophil gemacht werden, wie beispielsweise mit einem nichtionischen oder anionischen grenzflächenaktiven Stoff, zum Beispiel durch Besprühen der Faser mit einem grenzflächenaktiven Stoff, durch Eintunken der Faser in einen grenzflächenaktiven Stoff oder durch Aufnehmen des grenzflächenaktiven Stoffs als Teil der Polymerschmelze beim Herstellen der thermoplastischen Faser. Beim Schmelzen und Wiederverfestigen wird der grenzflächenaktive Stoff dazu neigen, an den Oberflächen der thermoplastischen Faser zurückzubleiben. Geeignete grenzflächenaktive Stoffe enthalten nichtionische grenzflächenaktive Stoffe, wie Brij^® 76, hergestellt durch ICI Americas, Inc. aus Wilmington, Delaware, und verschiedene grenzflächenaktive Stoffe, die verkauft werden unter der Marke Pegosperse^® von Glyco Chemical, Inc. aus Greenwich, Connecticut. Neben nicht-ionischen grenzflächenaktiven Stoffen können auch anionische grenzflächenaktive Stoffe verwendet werden. Diese grenzflächenaktiven Stoffe können auf die thermoplastischen Fasern in Anteilen von zum Beispiel etwa 0,2 bis etwa 1 Gramm pro Quadratzentimeter der thermoplastischen Faser aufgebracht werden.
Geeignete thermoplastische Fasern können aus einem einzelnen Polymer hergestellt werden (Monokomponentfasern) oder können aus mehr als einem Polymer hergestellt werden (z. B. Bikomponentfasern). Zum Beispiel können sich "Bikomponentfasern" auf thermoplastische Fasern beziehen, die eine Kernfaser umfassen, die aus einem Polymer hergestellt ist, das in einem thermoplastischen Mantel aus einem anderen Polymer eingeschlossen ist. Das den Mantel bildende Polymer schmilzt häufig bei einer anderen, typischerweise geringeren Temperatur als das den Kern bildende Polymer. Als Ergebnis liefern diese Bikomponentfasern eine thermische Bindung aufgrund eines Schmelzens des Mantelpolymers, wobei sie die gewünschten Festigkeitseigenschaften des Kernpolymers beibehalten.
Im Falle von thermoplastischen Fasern kann ihre Länge in Abhängigkeit von dem speziellen Schmelzpunkt und anderen für diese Fasern gewünschten Eigenschaften variieren. Typischerweise haben diese thermoplastischen Fasern eine Länge von etwa 0,3 bis etwa 7,5 cm, vorzugsweise von etwa 0,4 bis etwa 3,0 cm Länge. Die Eigenschaften, einschließlich dem Schmelzpunkt dieser thermoplastischen Fasern können auch eingestellt werden, indem der Durchmesser (die Dicke) der Fasern variiert wird. Der Durchmesser dieser thermoplastischen Fasern wird typischerweise definiert durch entweder den Denier (Gramm pro 900 Meter) oder Decitex (Gramm pro 10.000 Meter dtex). In Abhängigkeit von der spezifischen Anordnung innerhalb der Struktur können geeignete thermoplastische Fasern einen Decitex im Bereich von gut unter 1 Decitex haben, wie beispielsweise 0,4 Decitex bis etwa 20 dtex.
Solche faserigen Materialien können in einer individualisierten Form verwendet werden, wenn der absorbierende Artikel hergestellt wird und eine luftgelegte faserige Struktur auf der Anlage gebildet wird. Solche Fasern können auch als eine vorgeformte faserige Bahn oder ein Tissue verwendet werden. Diese Strukturen werden dann für die Herstellung des Artikels im Wesentlichen in endloser oder sehr langer Form geliefert (z. B. auf einer Rolle, Spule) und werden dann auf die geeignete Größe zugeschnitten. Dies kann an jedem solcher Materialien individuell durchgeführt werden, bevor diese mit anderen Materialien kombiniert werden, um den absorbierenden Kern zu bilden, oder wenn der Kern selbst geschnitten wird und die Materialien mit dem Kern gleich erstreckend sind. Es gibt eine breite Vielfalt der Herstellung solcher Bahnen oder Tissues, und solche Verfahren sind im Stand der Technik allgemein bekannt.
Zusätzlich oder alternativ zu faserigen Bahnen können die absorbierenden Kerne andere poröse Materialien umfassen, wie Schäume. Bevorzugte Schäume sind offenzellige absorbierende polymere Schaummaterialien, wie sie abgeleitet werden durch ein Polymerisieren einer Wasser-In-Öl-Emulsion mit hoher innerer Phase (nachfolgend als HIPE bezeichnet). Solche polymeren Schäume können gebildet werden, um die erforderlichen Speichereigenschaften sowie die erforderlichen Verteilungseigenschaften zu schaffen, wie sie beschrieben sind in US Patent 5,387,207 (Dyer et al.), veröffentlicht am 07. Februar 1995 und US Patent 5,260,345 (DesMarais et al.), veröffentlicht am 09. November 1993.
Superabsorbierende Polymere oder Hydrogele
Optional und häufig vorzugsweise können die absorbierenden Strukturen gemäß der vorliegenden Erfindung superabsorbierende Polymere oder Hydrogele umfassen. Die Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere, die in der vorliegenden Erfindung nützlich sind, umfassen eine Vielfalt von im Wesentlichen wasserunlöslichen aber in Wasser quellfähigen Polymeren, die in der Lage sind, große Mengen von Flüssigkeiten zu absorbieren. Solche Polymermaterialien werden gewöhnlich auch als "hydrokolloide" oder "superabsorbierende" Materialien bezeichnet. Diese Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere haben vorzugsweise eine Vielzahl von anionischen funktionalen Gruppen, wie beispielsweise Sulfonsäuren, und noch typischer Carboxygruppen. Beispiele von Polymeren, die für die Verwendung hier geeignet sind, umfassen solche, welche aus polymerisierbaren, ungesättigten, Säure enthaltenden Monomeren hergestellt werden.
Hydrogel bildende absorbierende Polymere, die für die vorliegende Erfindung geeignet sind, enthalten Carboxygruppen. Diese Polymere enthalten hydrolysierte, mit Stärke-Acrylonitril gepfropfte Copolymere, mit partiell neutralisiertem Stärke-Acrylonitril gepfropfte Copolymere, mit Stärke-Acrylsäure gepfropfte Copolymere, mit teilweiser neutralisierter Stärke-Acrylsäure gepfropften Copolymeren, verseifte Vinylacetat-Acrylester-Copolymere, hydrolysierte Acrylonitril- oder Acrylamid-Copolymere, leicht vernetzte Polymere eines der vorstehenden Copolymere, teilweise neutralisierte Polyacrylsäure und leicht vernetzte Polymere der teilweise neutralisierten Polyacrylsäure. Diese Polymere können entweder alleine oder in Form eines Gemisches aus zwei oder mehr unterschiedlichen Polymeren verwendet werden. Beispiele dieser Polymermaterialien sind offenbart in US Patent 3,661,875, US Patent 4,076,663, US Patent 4,093,776, US Patent 4,666,983 und US Patent 4,734,478.
Am meisten bevorzugte Polymermaterialien für die Verwendung beim Herstellen von Hydrogel bildenden Teilchen sind leicht vernetzte Polymere von teilweise neutralisierten Polyacrylsäuren und Stärkederivaten davon. Äußerst bevorzugt umfassen Hydrogel bildende Teilchen von etwa 50 bis etwa 95%, vorzugsweise etwa 75%, neutralisierte, leicht vernetzte Polyacrylsäure (das heißt, Polynatriumacrylat/Acrylsäure).
Wie oben beschrieben, sind die Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere vorzugsweise leicht vernetzt. Eine Vernetzung dient dazu, das Polymer im Wesentlichen wasserunlöslich zu machen und bestimmt zum Teil die Absorptionskapazität und die aus dem Polymergehalt extrahierbaren Eigenschaften der Vorläuferteilchen und der resultierenden Makrostrukturen. Verfahren zum Vernetzen der Polymere und typische Vernetzungsmittel sind beschrieben in größerem Detail in dem hier vorher erwähnten US Paten 4,076,663 und in DE-A-40 20 780 (Dahmen).
Die superabsorbierenden Materialien können in Teilchenform oder in faseriger Form verwendet werden und können auch mit anderen Elementen kombiniert werden, um vorgeformte Strukturen zu bilden.
Obwohl die einzelnen Elemente separat offenbart wurden, kann eine absorbierende Struktur oder Substruktur durch eine Kombination von ein oder mehreren dieser Elemente hergestellt werden.
Designkapazität und Höchst-Speicherkapazität
Um in der Lage zu sein, absorbierende Artikel für variierende Endnutzungsbedingungen oder unterschiedlich große Artikel zu vergleichen, hat sich die "Designkapazität" als ein geeignetes Maß heraus gestellt.
Zum Beispiel stellen Babys eine typische Benutzergruppe dar, aber selbst innerhalb dieser Gruppe wird die Menge der Urinladung, die Häufigkeit der Ladung, die Zusammensetzung des Urins von kleinen Babys (neugeborenen Babys) bis zu Kleinkindern einerseits aber auch zum Beispiel unter verschiedenen einzelnen Kleinkindern stark variieren.
Eine weitere Benutzergruppe können größere Kinder sein, die noch an einer bestimmten Form in Inkontinenz leiden.
Auch inkontinente Erwachsene können solche Artikel verwenden, wieder mit einem Bereich von Beladungszuständen, die allgemein als leichte Inkontinenz bis zu starker Inkontinenz bezeichnet werden.
Obwohl der Fachmann des Standes der Technik ohne Weiteres in der Lage sein wird, die Lehren auf andere Größen zu übertragen, wird in der weiteren Diskussion der Schwerpunkt auf Babys in Kleinkindgröße gerichtet. Für solche Benutzer haben sich Urinladungen von bis zu 85 ml pro Lückenfüllung mit einem Mittelwert von vier Lückenfüllungen pro Tragedauer, was zu einer Gesamtladung von 300 ml führt, und mit Lückenfüllraten von 15 ml/sec als ausreichend repräsentativ heraus gestellt.
So sollten solche Artikel, die in der Lage sind, mit solchen Anforderungen fertig zu werden, die Fähigkeit haben, solche Mengen Urin aufzunehmen, was in der weiteren Diskussion als die "Designkapazität" bezeichnet wird.
Diese Mengen von Fluiden müssen durch Materialien absorbiert werden, welche die Körperfluide oder wenigstens die wässrigen Teile derselben ultimativ speichern können, derart, dass – falls überhaupt – nur wenig Flüssigkeit auf der Oberfläche des Artikels auf Seiten der Haut des Trägers zurück bleibt. Der Ausdruck "ultimativ" bezieht sich in einer Hinsicht auf die Situation in dem absorbierenden Artikel bei langen Tragezeiten und in anderer Hinsicht auf absorbierende Materialien, welche ihre "ultimative" Kapazität erreichen, wenn sie mit ihrer Umgebung im Ausgleich stehen. Die kann in einem solchen absorbierenden Artikel unter echten Benutzungsbedingungen nach langen Tragezeiten sein, oder dies kann auch in einem Testverfahren für reine Materialien oder Material-Verbundstoffe sein. Da viele der betreffenden Verfahren ein asymptotisches kinetisches Verhalten haben, wird der Fachmann des Standes der Technik ohne Weiteres annehmen, dass "ultimative" Kapazitäten erreicht sind, wenn die tatsächliche Kapazität einen Wert erreicht hat, der dem asymptotischen Endpunkt ausreichend nahe ist, zum Beispiel in Bezug auf die Anlagen-Messgenauigkeit.
Da ein absorbierender Artikel Materialien umfassen kann, welche primär so ausgebildet sind, dass sie Flüssigkeiten ultimativ speichern, und andere Materialien, welche primär so ausgebildet sind, dass sie andere Funktionen erfüllen, wie die Annahme und/oder die Verteilung der Flüssigkeit, aber noch eine gewisse ultimative Speicherfähigkeit haben, werden geeignete Kernmaterialien gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben, ohne zu versuchen, solche Funktionen künstlich zu trennen. Dennoch kann die ultimative Speicherkapazität für den gesamten absorbierenden Kern für Regionen bestimmt werden, für absorbierende Strukturen oder selbst für Substrukturen, aber auch für Materialien, die in den vorstehenden verwendet werden.
Im Falle eines Aufbringens der vorliegenden Erfindung auf andere Artikel, die andere Endnutzungen mit sich bringen, wird der Fachmann des Standes der Technik in der Lage sein, die geeigneten Designkapazitäten für andere vorgesehene Benutzergruppen ohne Weiteres anzupassen.
Um die Ultimative-Design-Speicherkapazität eines absorbierenden Artikels zu bestimmen oder zu bewerten, wurde eine Anzahl von Verfahren vorgeschlagen.
Im Kontext der vorliegenden Erfindung wird angenommen, dass die Ultimative-Speicherkapazität eines Artikels die Summe der ultimativen absorbierenden Kapazitäten der Einzelelemente oder des Materials ist. Für diese Einzelkomponenten können verschiedene gut eingeführte Techniken verwendet werden, solange diese während des Vergleichs dauerhaft angewendet werden. Zum Beispiel kann die Teebeutel-Zentrifugenkapazität, wie sie für superabsorbierende Polymere entwickelt wurde und gut eingeführt ist, für solche Materialien verwendet werden, aber auch für andere (siehe oben).
Sobald die Kapazitäten für einzelne Materialien bekannt sind, kann die gesamte Artikelkapazität durch Multiplizieren dieser Werte (in ml/g) mit dem Gewicht des in dem Artikel verwendeten Materials berechnet werden.
Für Materialien mit einer anderen vorgesehenen Funktionalität als der ultimativen Speicherung von Fluiden – beispielsweise Annahmeschichten und dergleichen – kann die ultimative Speicherkapazität vernachlässigt werden, dass entweder solche Materialien tatsächlich nur sehr geringe Kapazitätswerte haben im Vergleich zu den Materialien, die für eine ultimative Fluidspeicherung vorgesehen sind, oder dass solche Materialien nicht dazu gedacht sind, mit einem Fluid beladen zu werden und deshalb ihr Fluid an andere ultimative Speichermaterialien geben sollten.
Mit solchen Definitionen zeigen sogenannten "Höscheneinlagen" sehr geringe ultimative Speicherkapazitäten von wenigen ml oder weniger. Katamnesepads haben häufig bis zu etwa 20 ml, Artikel für die leichte Urininkontinenz haben zum Beispiel 75 ml oder etwa 90 ml, Artikel für die mittlere Urininkontinenz oder auch eine kleinere Babywindel können etwa 165 ml haben und Babywindeln in Kleinkindergröße erreichen 300 ml oder mehr und Artikel für eine starke Erwachsenen-Inkontinenz haben 600 ml oder mehr ultimative Speicherkapazität.
Atmungsfähige Außenlagenmaterialien
Ein wesentliches Element der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Materialien, welche für Gase, wie Luft, oder für Dampf, wie Wasserdampf durchlässig sind. Außer durch Diffusion können Gase oder Dämpfe durch ein festes Material durch einen Transport durch kleine Kapillaren (langsam) oder durch einen Konvektionstransport (schnell) hindurch gelangen.
Die Permeabilität kann beurteilt werden durch die allgemein bekannte Feuchtigkeitsdampf-Transmissionsrate (MVTR) beurteilt werden, ausgedrückt in Einheiten von [g/24h/m²] unter verschiedenen antreibenden Transportkräften. Für den Kontext der vorliegenden Erfindung bezieht sich das Verfahren, wie es unten ausgeführt ist, auf Kalziumchlorid, welches eine Feuchtigkeit der Testprobe unter relativer Feuchtigkeit von 75% bei 40°C hindurch adsorbiert.
Das Außenlagenmaterial der absorbierenden Artikel der Erfindung haben ein MVTR in der Region des Kerns von wenigstens 4000 g/m²/24h oder mehr.
Ein weiterer Weg, die Gasdurchlässigkeit zu beurteilen, besteht darin, einen Luftdurchlässigkeitstest auszuführen, bei welchem Luft durch eine Testprobe unter definierten Bedingungen, wie einer Vakuum-Saugung, hindurch gesaugt wird. Da sich dieser Test auf hohe Durchdringungsraten bezieht, ist dieser mehr anwendbar auf Materialien, welche den (schnellen) konvektiven Luftstrom statt der (langsameren) durch den langsameren Diffusions- oder Kapillartransport dominierten erlauben.
Beispiele solcher Materialien sind sogenannte mikroporöse Filme, wie sie zum Beispiel geliefert werden können durch Mitsui Toatsu Co., Japan, unter der Bezeichnung ESPOIR NO. Solche Filme können erzeugt werden durch Herstellen eines polymeren Filmes, wie beispielsweise aus Polyethylen, ferner mit Füllteilchen, wie Kalziumcarbonat. Nachdem ein Film geformt worden ist, in welchem diese Füllteilchen in einer Matrix aus polymerem Material eingebettet sind, kann der Film mechanisch behandelt werden, sodass die polymeren Materialien sich dauerhaft spannen und strecken, wodurch kleine Risse um die sich nicht verformenden Füllteilchen erzeugt werden. Die Risse sind ausreichend klein, um Gasmolekülen der Gasphase zu erlauben, durch sie hindurch zu gelangen, aber Flüssigkeiten an einer Durchdringung zu hindern. So besteht der Transportmechanismus in einem langsamen Fluss in Kapillaren.
Diese Verformung kann auf einer Anzahl von unterschiedlichen Wegen erreicht werden, in der Maschinenrichtung des Materials, wie beispielsweise durch herkömmliches Strecken zwischen zwei Quetschwalzen-Anordnungen, die mit einer unterschiedlichen Geschwindigkeit laufen, oder in CD-Richtungen, wie beispielsweise durch ein Einspannen der Ränder des Materials in divergierenden Rahmen oder durch ein Durchlaufenlassen desselben durch eng kämmende Walzen oder durch eine Kombination davon. Alle diese Schritte können ausgeführt werden während das Material erhitzt ist (das heißt, bei einer Temperatur, welche die Umgebungstemperatur übersteigt, das heißt, am häufigsten bei einer Temperatur von mehr als etwa 40°C) oder "kalt", das heißt, unter der Temperatur.
Die Mikroporosität solcher Materialien kann als ein integraler Verfahrensschritt des Film-Herstellungsverfahrens verliehen werden, sie kann ein separater Verfahrensschritt sein oder sie kann ein Verfahrensschritt sein, welcher in eine weitere Konversion solcher Materialien integriert ist, wie beispielsweise dann, wenn solche Filme dazu verwendet werden, absorbierende Artikel herzustellen.
Wenn Kunststoff-Filmmaterialien verwendet werden, hat sich oft heraus gestellt, dass das Plastikgefühl von Verbrauchern nicht vorgezogen wird. So ist ein wichtiges Element der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Handhabung solcher Materialien zu haben, welche darin besteht, eine Schicht eines faserigen Materials mit dem Film zu kombinieren, beispielsweise mit einem Vliesstoff mit geringer Flächenmasse. Solche Schichten können an dem Film durch verschiedene Verfahren angebracht werden, wie beispielsweise durch Verwenden von Haftmitteln oder durch ein thermisches Anbringen derselben aneinander.

Innerhalb des Kontextes der vorliegenden Erfindung können Filme, die, wie durch das Vorstehende beschrieben, hergestellt oder behandelt wurden, wie folgt klassifiziert werden: Tabelle 1

Bereich der Durchlässigkeit	MVTR [ m²/24h]
Nicht durchlässig	Bis zu etwa 200
Geringe Durchlässigkeit	Bis zu etwa 2000
Mittlere Durchlässigkeit	Bis zu etwa 4000
Hohe Durchlässigkeit	Bis zu etwa 6000
Sehr hohe Durchlässigkeit	Bis mehr als etwa 6000

Diese Werte sollten mit einem Wert von etwa 12.000 g/m²/24h verglichen werden, welcher erforderlich wäre, um die menschliche Haut ohne Bereitstellung eines signifikanten zusätzlichen Widerstandes gegenüber der Feuchtigkeitsübertragung weg von der Haut abzudecken, oder sich alternativ ergeben würde, wenn der MVTR-Test ohne ein Testmaterial betrieben würde.
So werden solche Materialien aus Vliesstoffmaterialien hergestellt, welche flüssigkeitsundurchlässig gemacht wurden, wie entweder durch ein Minimieren der Vliesstoff-Porengröße (z. B. durch Kombinieren von spunbonded Bahnen mit schmelzgeblasenen Schichten SMS) oder durch andere Behandlungen. Weitere Materialien können mit Öffnungen versehene Filme sein, durch welche diese Materialien weiterhin eine unidirektionale Flüssigkeitsundurchlässigkeit zeigen können, wie dies beschrieben ist in EP-A-0 710 471.
Solche Materialien haben oft hohe oder sehr hohe Durchlässigkeitswerte, wie beispielsweise etwa 4500 g/m²/24h bis 6000 g/m²/24h für Vliesstoffbahnen, derart, dass sie auch sinnvoll beschrieben werden können durch die Luftdurchlässigkeitswerte (siehe unten), wobei sich etwa 1500 bis 2500 l/cm²/s für herkömmliche SMS-Materialien ergeben, 2000 bis 2300 l/cm²/s für übliche kardierte Bahnen und mehr als 2500 l/cm²/s für spunbonded Bahnen mit geringer Flächenmasse ergeben.
Regionen des Artikels
Jedoch neben der Auswahl der geeigneten Materialien sind die Anordnungen der Materialien innerhalb des Artikels von hoher Wichtigkeit. Für den Bereich der folgenden Beschreibung soll der Artikel im Wesentlichen aus zwei Regionen bestehen, nämlich einem Teil des Artikels mit dem absorbierenden Kern und dem anderen Teil, der den Rest des Artikels ausmacht.
So deckt die "Kernregion" die Regionen ab, welche bei der Benutzung die Körperöffnung überdecken werden, aus welcher die Ausscheidungen abgegeben werden, und wird sich weiter bis in die Taillenregion oder -regionen erstrecken.
Neben den Flüssigkeitshandhabungsmitteln und Hilfsmitteln, wie Elementen, welche die verschiedenen weiteren Elemente zusammenhalten (z. B. Haftmittel), wird diese Kernregion ein oder mehrere Materialien umfassen, welche dazu gedacht sind, während der Benutzung der Haut des Trägers zugewandt zu sein, und welche im Allgemeinen als Decklagenmaterialien bezeichnet werden, und ein oder mehrere Materialien, welche dazu gedacht sind, die entgegen gesetzte Oberfläche des Artikels (das heißt, die Außenseite) abzudecken und so zum Beispiel darauf abzielt, den Bekleidungen des Trägers zugewandt zu sein.
Die "Chassisregion" umfasst die Gestaltungselemente des Artikels, um den Artikel am Träger zu halten (das heißt, Befestigungsmittel), die Elemente, um Ausscheidungen an einer Leckage aus dem Artikel zu hindern (z. B. die Beinverschluss-Elastifizierungsmittel oder die Taillenmerkmale) und Mittel, um die verschiedenen Elemente zu verbinden. Die Chassisregion wird auch ein oder mehrere Materialien umfassen, welche dazu gedacht sind, während der Benutzung der Haut des Trägers zugewandt zu sein und welche im Allgemeinen als Decklage bezeichnet werden, und ein oder mehrere Materialien, welche dazu gedacht sind, die entgegen gesetzte Oberfläche des Artikels (das heißt, die Außenseite) abzudecken und so zum Beispiel darauf abzielen, zu den Bekleidungsstücken des Betrachters orientiert zu sein, welche im Allgemeinen als Außenlagenmaterialien bezeichnet werden.
Im Hinblick auf die Fluiddurchdringungseigenschaften, das heißt, die Gasdurchlässigkeit und Flüssigkeitsdurchlässigkeit, gibt es unterschiedliche Anforderungen an die Außenlagenmaterialien im Chassis und in der Kernregion des Artikels.
In dem Chassisbereich sollte das Außenlagenmaterial eine Verhinderung eines Abschlusses der Haut erlauben und somit zulassen, dass Schweiß der leicht verdunsten kann, das heißt, eine hohe Gasdurchlässigkeit vorliegt, das Material muss aber nicht spezifische Anforderungen für die Flüssigkeitsundurchlässigkeit erfüllen.
In dem Kernbereich gibt es die zusätzliche Anforderung für das Außenlagenmaterial, eine freie Flüssigkeit zurückzuhalten, wie beispielsweise bevor diese absorbiert wird, oder, wenn die absorbierende Struktur eine Sättigung erreicht.
So haben in herkömmlichen Gestaltungen, die herkömmliche Materialien verwenden, diese hohe Flüssigkeits-Undurchlässigkeitsanforderungen zu erfüllen, nämlich dahin gehend, eine Flüssigkeit an einem Durchdringen durch diese Materialien zu hindern. So sind herkömmliche Kernregion-Außenlagenmaterialien im Wesentlichen Flüssigkeitsundurchlässig, wie dies beispielsweise beurteilt werden kann durch den Hydro-Kopftest, in welchem einer Wasserhöhe von wenigstens 140 mm widerstanden wird.
Wenn in solchen Artikeln atmungsfähige Materialien verwendet werden und insbesondere in Artikeln mit relativ hohen Flüssigkeits-Retentionskapazitäten, existierten im Wesentlichen zwei herkömmliche Gestaltungen: entweder werden im Wesentlichen dampfundurchlässige Materialien in der Kernregion verwendet (ungeachtet dessen, ob in Kombination mit anderen Materialien, welche für Dämpfe durchlässig sein könnten), oder indem mikroporöse Materialien in nicht mehr als einem moderten Anteil sowohl im Kern als auch in der Chassisregion verwendet werden.
Kernleistung und Atmungsfähigkeit
Die jüngste Entwicklung von absorbierenden Kernen mit einer hohen Flüssigkeits-Retentionsfähigkeit erlaubt jedoch einen anderen Ansatz, indem die Flüssigkeits-Undurchlässigkeitsanforderung für das Außenlagenmaterial der Kernregion reduziert wird.
Solche gut arbeitenden Artikel können durch ein geringes Rücknässungs-Verhalten beschrieben werden. Es hat sich heraus gestellt, dass das Nach-Annahme-Collagen-Rücknässungsverfahren (PACORM) diese Verhalten gut beschreibt, wobei sich für leistungsschwache Kerne Werte von 150 mg und mehr ergeben, für Kerne in der Leistungsmitte von zwischen etwa 110 mg und 140 mg ergeben, für leistungsstarke Kerne von zwischen 110 mg und etwa 80 mg ergeben und für sehr leistungsstarke Kerne weniger als 80 mg ergeben. Noch geringere Werte, wie 72 mg oder weniger werden noch mehr vorgezogen.
Solche guten und besser arbeitenden Kerngestaltungen – wie beschrieben in größerem Detail in EP 797968-A (EP-Anmeldung 96105023.4) – erlauben eine verbesserte Auswahl der Materialien, nämlich dahin gehend, dass höhere Atmungsfähigkeitswerte auf dem Außenlagenmaterial in der Kernregion ermöglicht werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann diese Auswahl am besten getroffen werden, indem ein Parameter berücksichtigt wird, der die zwei Effekte kombiniert, nämlich das Verhältnis der PACORM-Werte des absorbierenden Kerns zu den MVTR-Werten des Außenlagenmaterials, welches den Kern überdeckt, welcher hergeleitet werden kann, wenn dies als eine Annäherung erster Ordnung des Atmungsfähigkeits-Verhaltens und sowohl des Trockenheits-Verhaltens des Kerns und der Atmungsfähigkeit der Außenlagenmaterialien in der Kernregion berücksichtigt wird. Mit diesem linearisierten Ansatz führt dieses Verhältnis zu Einheiten von mg/[g/m²/24h].
Der Verhältnis der PACORM-Werte und der MVTR-Werte sollte minimiert werden, wie dies erreicht werden kann durch kleine PACORM-Werte und/oder MVTR-Werte. Es hat sich heraus gestellt, dass Verhältnisse von 0,028 mg/(g/m²/24h) gut arbeiten und dass ein Verhältnis von weniger als 0,019 mg/(g/m²/24h) oder sogar weniger als 0,012 mg/(g/m²/24h) noch bevorzugter sind.
Dadurch bleibt es nach wie vor relevant, dass das kleidungsartige Anfühlen der äußeren Oberfläche des Artikels nicht beeinträchtigt wird. Deshalb muss wenigstens die Kernregion eine faserige Schicht oder Subschicht auf der wäscheseitigen Oberfläche aufweisen.
Beispiele
Um die Vorteile der vorliegenden Erfindung weiter darzustellen, wurden Proben verschiedener Babywindeln verschiedenen Testprotokollen unterzogen, wie dies oben umrissen wurde. Aus Gründen der Vergleichbarkeit wurden alle Proben von vergleichbarer Größe, nämlich für Babys von 9 bis 18 kg, häufig MAXI (oder MAXI PLUS Größe) oder "GRÖSSE 4" bezeichnet.
Die Basis für mehrere Proben ist ein im Handel erhältliches Produkt, PAMPERS Baby Dry Plus Maxi/MAXI PLUS Größe, wie sie vermarktet wird durch Procter & Gamble in Europa.
Um das Rücknässungsverhalten solcher Artikel zu verbessern, wurde der Kern durch die folgenden Schritte modifiziert:
Erstens hat das chemisch behandelte, versteifte Zellulosematerial (CS), das durch Weyerhaeuser Co., US, unter der Handelsbezeichnung "CMC" geliefert wird und als eine Annahme/Verteilungs-Schicht funktioniert, eine Flächenmasse von etwa 590 g/m².
Zweitens ist eine zusätzliche Annahmeschicht zwischen die Decklage und die chemisch behandelte, versteifte Zelluloseschicht eingesetzt, nämlich ein chemisch gebundener Vliesstoff mit großem Loft, wie dieser geliefert wird durch FIBERTECH, North America, unter der Bezeichnung Typ 6852. Dieser ist eine chemisch gebundene PET-Faserbahn mit einer Flächenmasse von 42 g/cm² und einer Breite von 110 mm über die gesamte Länge des absorbierenden Kerns.
Drittens wird die Benutzung des Zellulosematerials in dem Speicherkern unterhalb des chemisch behandelten, versteiften Zellulosematerials auf etwa 11,5 g pro Pad reduziert.
Viertens wird die Menge des superabsorbierenden Materials in diesem Speicherkern auf etwa 16 g pro Pad gesteigert. Das superabsorbierende Material wurde geliefert durch Stockhausen GmbH, Deutschland, unter dem Markennamen FAVOR SXM, Typ T5318.
Solche Kerne wurden dazu verwendet, folgende Proben herzustellen:
Für das Beispiel 1 wurde die herkömmliche PE-Außenlage ersetzt durch ein Vliesstoffmaterial, nämlich einer hydrophoben kardierten PP-Bahn mit 27 gm², wie sie geliefert wird durch SANDLER, Schwarzenbach, Deutschland, unter der Bezeichnung VP 39522. Im Zentrum des Artikels wurde ein Film eines mikroporösen Films, wie er geliefert wird durch MITSUI Toatsu Co., Japan, unter der Bezeichnung ESPOIR NO., mit einer Spiralkleber-Applikation klebend auflaminiert.
Auch das Beispiel 2 basiert auf dem gleichen modifizierten Kern. Dieses Produkt ist jedoch eine sogenannte "Anzieh"-Windel, bei welcher die Seitennähte miteinander schmelzverbunden sind, sodass ein höschenartiger Artikel erzeugt wird. Die Außenlage, welche den gesamten Artikel überdeckt, ist aus einem Vliesstoff des Typs sie im Beispiel 1 hergestellt, und die Kernregion umfasst zudem einen mikroporösen Filmstreifen, der zwischen der Außenlage und dem Kern positioniert ist und vom Typ wie in Beispiel 1 ist.
In weiteres Beispiel 3 kann hergestellt werden, indem das kernabdeckende Material des Beispiels 2 durch einen Film ersetzt wird, wie dieser geliefert wird durch EXXON Chemicals, III., US, unter der Bezeichnung EXXAIRE.
Diese Produkte wurden dem PACORM-Test unterzogen, und die jeweiligen Materialien dem MVTR-Test, mit den folgenden Ergebnissen:
Tabelle 2
Die Beispiele 1 und 2 fallen nicht in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung, da ihre Außenlage ein MVTR von weniger als 4000 g/m²/24h hat.
Als Vergleichsbeispiele wurden die folgenden Produkte bewertet:
Das Vergleichsbeispiel 1 ist eine Anziehwindel wie in Beispiel 2, jedoch enthält nicht den modifizierten Kern von Beispiel 3, aber den herkömmlichen Kern der PAMPERS BABY DRY PLUS.
Das Vergleichsbeispiel 2 ist ein im Handel erhältliches Produkt, wie ein durch Kimberly-Clark unter dem Markennamen HUGGIES Flexifit in Großbritannien mit einem mechanischen Befestiger, Größe 4 vermarktetes Produkt. Als Außenlagenmaterialien hat das Produkt einen Vliesstoff auf der Außenseite und ist die Kernregion durch einen mikroporösen Film mit geringer Durchlässigkeit überdeckt.
Tabelle 3
Testverfahren
Wasserdampf-Transmissionsrate
Die Wasserdampf-Transmissionsrate misst die Menge Feuchtigkeit, die durch Kalziumchlorid in einem "schalenartigen" Behälter, der mit der Testprobe überdeckt ist, von kontrollierten außenseitigen Luftzuständen (40 ± 3°C/75 ± 3% relative Feuchtigkeit) adsorbiert wird.
Die eine Schale haltende Probe ist ein Zylinder mit einem Innendurchmesser von 30 mm und einer innenseitigen Höhe vom Boden zum oberen Flansch von 49 mm. Ein Flansch mit einer Kreisöffnung, die an die Öffnung des Zylinders passt, kann durch Schrauben befestigt werden, und ein Silicongummi-Dichtungsring, der mit dem Innendurchmesser zusammenpasst, sitzt zwischen dem oberen Flansch und dem Zylinder. Die Testprobe soll derart positioniert werden, dass diese die Zylinderöffnung überdeckt und kann zwischen dem der Silicongummidichtung und dem oberen Flansch des Zylinders festgelegt werden.
Die Anlage sowie die Testprobe sollten gut auf die Temperaturen eingestellt sein, und die Kammer mit konstanter Temperatur/Feuchtigkeit hat vorzugsweise eine Größe, um bis zu 30 Proben aufzunehmen.
Das absorbierende Entfeuchtungsmaterial ist CaCl₂, wie dieses erhältlich ist von Vako Pure Chemical Industries Ltd., Richmond, VA, US, unter der Produktbezeichnung 030-00525. Falls in einer dicht verschlossenen Flasche gehalten wird, kann es direkt verwendet werden. Es kann auch gesiebt werden, um Klümpchen zu entfernen oder übermäßige Mengen von Abriebstoffen, falls diese bestehen. Es kann auch bei 200°C für etwa 4 Stunden getrocknet werden.
15,0 ± 0,02 g von CaCl₂ werden in die Schale ausgewogen und leicht angeklopft, um es zu nivellieren, derart, dass die Oberfläche 1 cm von der Oberseite der Schale entfernt ist.
Die Proben, welche auf etwa 3,2 cm mal 6,25 cm zugeschnitten sind, werden flach und mit der Dichtung über der Öffnung liegend aufgelegt, und die Dichtung und der obere Flansch werden durch die Schrauben ohne eine Überspannung befestigt. Das Gesamtgewicht der Schalenanordnung wird auf vier Dezimalstellen genauen Skala genau abgelesen und die Einheit wird in die Kammer mit konstanter Temperatur/Feuchtigkeit gestellt.
Nach 5 Stunden (ohne Öffnen der Kammer) wird die Probe entnommen und sofort dicht mit einem nicht dampfdurchlässigen Kunststofffilm abgedeckt, wie einer Saran-Hülle, die gewöhnlich in den USA verwendet wird. Nach etwa 30 Minuten für den Temperaturausgleich wird die Kunststofffilmabdeckung entfernt und das genaue Gewicht der Einheit aufgezeichnet.
Der MVTR-Wert wird dann aus der Feuchtigkeitszunahme während dieser 5 Stunden durch die 3 cm Kreisöffnung hindurch berechnet und dann auf Einheiten von "g/24h/m²" konvertiert.
Für jeden Test sollten drei Wiederholungen gefahren werden, die sich ergebenden Werte werden gemittelt und das Ergebnis auf den nächsten Hunderter-Wert gerundet.
Insgesamt ist dieses Verfahren auf dünne Filme, mehrschichtige Laminate und dergleichen anwendbar. Die Erfahrung hat gezeigt, dass typische Standardabweichungen im Bereich zwischen 50 und 250 g/24h/m² für gemittelte Werte von bis zu etwa 5000 g/24h/m² liegen.
Aufgrund dieses Bereichs werden Materialien, die als im Wesentlichen dampfdurchlässig angesehen werden, wie herkömmliche PE-Filme, mit einem MVTR-Verhältnis von etwa 200 g/24h/m² festgehalten.
Falls die Einheiten für einen MVTR-Wert aus Gründen der Vereinfachung weg gelassen werden, sollte ein Material "mit einem MVTR-Wert von 1000" genau genommen ein Material "mit einem MVTR-Wert von 1000 g/24h/m²" gemäß dieses Verfahrens sein.
Luftdurchlässigkeit
Die Luftdurchlässigkeit wird bestimmt durch Messen der Zeit, in welcher ein Standardvolumen von Luft durch die Testprobe bei einem konstanten Druck und konstanter Temperatur hindurch gezogen wird. Dieser Test ist besonders geeignet für Materialien mit relativ hoher Durchlässigkeit für Gase, wie Vliesstoffe, mit Öffnungen versehene Filme und dergleichen.
Der Test wird in einer tmperatur- und feuchtigkeitskontrollierten Umgebung bei 22 ± 2°C und 50 ± 2% relativer Feuchtigkeit durchgeführt. Die Testprobe muss für wenigstens 2 Stunden konditioniert werden.
Die Testeinrichtung, wie sie hergestellt wird durch Hoppe & Schneider GmbH, Heidelberg, Deutschland, unter der Bezeichnung "Textiluhr nach Kretschmar", ist im Wesentlichen ein Balg in einer vertikalen Anordnung, dessen oberes Ende in einer festen Position angebracht ist und dessen unteres Ende lösbar an seiner oberen Position gehalten ist, welches mit Hilfe eines Lösehandgriffs gelöst werden kann, sodass es unter kontrollierten Bedingungen zu der unteren Position gleitet, wodurch das Volumen innerhalb des Balges zunimmt, indem Luft durch die Testprobe gezogen wird, welche die Lufteintrittsöffnung am oberen Ende des Balges überdeckt. Die Testprobe wird festgehalten, sodass die Lufteintrittsöffnung mit Hilfe eines Befestigungsringes von 5 cm² oder 10 cm² überdeckt wird, um für unterschiedliche Probengrößen und/oder unterschiedliche Durchlässigkeitsbereiche geeignet zu sein. Falls der Ring von 10 cm² verwendet wird, sollte die Probe wenigstens 55 mm breit sein, für den Rind von 5 cm² wenigstens 35 mm. In beiden Fällen sollten die Proben eine Länge von etwa 150 mm haben. Optional kann die Probenhalteeinrichtung ein Streckelement aufweisen, um so in der Lage zu sein, elastische Materialien unter gestreckten Bedingungen zu messen.
Die Anlage umfasst eine Stoppuhr (1/100 s), welche automatisch die Zeit zwischen der Betätigung des Lösehandgriffs und somit dem Start der Gleitbewegung des Balges und dem Boden des Balges, wenn dieser seine untere Endposition erreicht, misst.
Die Luftdurchlässigkeit des Materials kann dann berechnet werden, indem eine Konstante, wie sie vom Lieferanten für jede Einrichtung geliefert wird (für die vorliegende Einrichtung K = 200.000 für eine getestete Fläche von 5 cm² und 400.000 für eine Fläche von 10 cm²) durch die Zeit geteilt wird, gemessen in Sekunden, was zu Einheiten von 1/cm²/s führt.
Der Test wird einmal für jede Testprobe wiederholt und sollte an 10 Proben wiederholt werden, um eine repräsentative Basis für ein Material zu erhalten.
Flüssigkeitsundurchlässigkeit (Hydro-Spitzen-Test)
Das Testprinzip besteht darin, eine einstellbare Wasserspitze von destilliertem Wasser auf der oberen Seite einer Testprobe von etwa 64 cm², wie einem Film oder einem anderen porösen Material, zu steigern.
Eine Testprobe wird auf etwa 10 cm mal 10 cm zugeschnitten und über eine Probenplatte gelegt, auch auf ein Größe von 10 cm mal 10 cm mit einer zentrierten O-Ring-Dichtung von etwa 8 cm Durchmesser. Die Probenplatte hat eine zentrierte Öffnung von etwa 7,6 cm Durchmesser, um eine Beobachtung der Bodenseite der Testprobe während des Tests zu erlauben. Die Probenplatte wird sorgfältig unter einer Perspexsäule von etwa 1 m Höhe mit einem Innendurchmesser von 7,6 cm positioniert, und zwar mit einem Montageflansch, sodass die Probenplatte, welche die Probe trägt, unten mit Hilfe von Schrauben bequem fest anzuziehen. Optional wird ein Spiegel unter die Öffnung in der Probenplatte positioniert, um die Beobachtung zu erleichtern.
Der Zylinder hat eine zur Seite orientierte Öffnung von etwa 1 cm Durchmesser, um eine Verbindung zu einer Pumpe zu erlauben, und zwar etwa 1 cm oberhalb der Probe, wenn diese montiert ist. Optional kann ein Dreiwegeventil in diese Verbindung montiert sein, um die Säule nach dem Test leichter entleeren zu können.
Die Pumpe wird so eingestellt, dass die Flüssigkeitsspitze in dem Zylinder innerhalb von 60 ± 2 Sekunden auf 25,4 cm steigt.
Beim Starten der Pumpe wird die bodenseitige Oberfläche der Testprobe beobachtet. Wenn der erste Tropfen von der Testprobe fällt, wird die Pumpe sofort abgestellt und die Höhe in der Säule in Einheiten von mm aufgezeichnet.
Für jedes Material sollten fünf Tests wiederholt werden und die Ergebnisse sollten gemittelt werden.
Annahmetest
Dieser Test sollte bei etwa 22 ± 2°C und bei 35 ± 15% relativer Feuchtigkeit ausgeführt werden. Das in diesem Testverfahren verwendete synthetische Urin ist allgemein bekannt als Jayco SynUrine und ist erhältlich von Jayco Pharmaceuticals Company aus Camp Hill, Pennsylvania. Die Formel für das synthetische Urin ist: 2,0 g/l KCl; 2,0 g/l Na₂SO₄; 0,85 g/l (NH₄)HP₂O₄; 0,15 g/l (NH₄)HP₂O₄; 019 g/l CaCl₂; und 0,23 g/l MgCl₂. Alle diese Chemikalien sind von Reagenzqualität. Der pH-Wert des synthetischen Urins liegt im Bereich von 6,0 bis 6,4.
Mit Bezug auf 3 wird eine absorbierende Struktur (410) mit einem 75 ml Schwall synthetischen Urins mit einer Rate von 15 ml/s unter Verwendung einer Pumpe (Modell 7520-00, geliefert von Cole Parmer Instruments, Chicago, USA) aus einer Höhe von 5 cm über der Probenoberfläche beladen. Die Zeit, um das Urin zu absorbieren, wird mit einem Zeitnehmer aufgezeichnet. Der Schall wird in Schwall-Intervallen von genau 5 Minuten wiederholt, bis der Artikel ausreichend beladen ist. Es werden durch ein viermaliges Beladen laufend Testdaten erzeugt.
Die Testprobe, die ein vollständiger absorbierender Artikel oder eine absorbierende Struktur mit einem absorbierenden Kern, eine Decklage und eine Außenlage sein kann, wird so angeordnet, dass sie flach auf einer Schaumplattform 411 innerhalb eines Perspex-Kastens liegt (von welchem nur die Basis 412 gezeigt ist). Eine Perspex-Platte 413 mit einer Öffnung von 5 cm Durchmesser in ihrer Mitte wird auf die Oberseite der Probe auf der Beladezone der Struktur gelegt. Das synthetische Urin wird durch einen Zylinder 414 in die Probe eingeführt, der in der Öffnung sitzt und darin eingeklebt ist. Die Elektroden 415 werden auf der untersten Oberfläche der Platte angeordnet, in Kontakt mit der Oberfläche der absorbierenden Struktur 410. Die Elektroden werden mit dem Zeitnehmer verbunden. Lasten 416 werden auf der Oberseite der Platte angeordnet, um zum Beispiel das Gewicht eines Babys zu simulieren. Ein Druck von etwa 50 gcm^–2 (0,7 psi) wird erreicht, indem Gewichte 416 zum Beispiel für die üblicherweise erhältliche MAXI-Größe 20 kg positioniert werden.
Wenn ein Testfluid in den Zylinder eingeführt wird, staut sich dieses typischerweise auf der Oberfläche der absorbierenden Struktur zurück, wodurch ein elektrischer Schaltkreis zwischen den Elektroden geschlossen wird. Das Testfluid wird von der Pumpe zu der Testeinheit transportiert, und zwar mit Hilfe einer Verrohrung von etwa 8 mm Durchmesser, welche mit dem Testfluid gefüllt gehalten wird. So startet das Fluid, die Verrohrung im Wesentlichen zur gleichen Zeit zu verlassen, in welcher die Pumpe ihren Betrieb startet. Zu diesem Zeitpunkt wird auch der Zeitnehmer gestartet, und der Zeitnehmer wird gestoppt, wenn die absorbierende Struktur den Urinschwall absorbiert hat und der elektrische Kontakt zwischen den Elektroden unterbrochen wird.
Die Annahmerate wird definiert als das pro Einheitszeit(en) absorbierte Schwallvolumen (ml). Die Annahmerate wird berechnet für jeden in die Proben eingeführten Schwall. Von besonderem Interesse im Hinblick auf die gegenwärtige Erfindung sind der erste und der letzte der vier Schwalle.
Dieser Test ist primär so ausgelegt, Produkte zu bewerten, die allgemein als Produkte in Maxi-Größe für eine Designkapazität von etwa 300 ml und mit einer jeweiligen ultimativen Speicherkapazität von etwa 300 ml bis 400 ml bezeichnet werden. Falls Produkte mit signifikant unterschiedlichen Kapazitäten bewertet werden sollten (wie sie für Erwachsenen-Inkontinenzprodukte oder für kleinere Babys in Betracht gezogen werden können), sollten die Einstellungen insbesondere des Fluidvolumens pro Schwall entsprechend auf etwa 20% der gesamten Artikel-Designkapazität eingestellt werden, und die Abweichung von dem Standard-Testprotokoll sollte aufgezeichnet werden.
Nach-Annahme-Collagen-Rücknässungsverfahren (siehe 4)
Vor dem Ausführen des Tests wird der Collagenfilm, wie er verkauft wird von NATURIN GmbH, Weinheim, Deutschland, unter der Bezeichnung COFFI und mit einer Flächenmasse von etwa 28 g/m² präpariert, indem dieser in Flächengebilde von 90 mm Durchmesser geschnitten wird, zum Beispiel unter Verwendung einer Proben-Schneideeinrichtung, und indem der Film in der kontrollierten Umgebung des Testraumes (siehe oben) für wenigstens 12 Stunden (Pinzetten sind für alle Handhabungen des Collagen-Films zu verwenden) konditioniert wird. Wenigstens 5 Minuten, aber nicht mehr als 6 Minuten, nachdem der letzte Schwall des obigen Annahmetests absorbiert worden ist, werden die Deckplatte und die Gewichte entfernt und wird die Testprobe (520) sorgfältig flach auf einen Labortisch gelegt.
4 Flächengebilde des vorgeschnittenen und konditionierten Collagenmaterials (510) werden auf wenigstens 1 Milligramm Genauigkeit ausgewogen und dann zentral auf dem Beladepunkt des Artikels positioniert und durch eine Perspexplatte (530) von 90 mm Durchmesser und etwa 20 mm Dicke abgedeckt. Ein Gewicht (540) von 15 kg wir sorgfältig hinzu gefügt (auch zentriert). Nach 30 ± 2 Sekunden werden das Gewicht und die Perspex-Platte sorgfältig wieder entfernt und werden die Collagenfilme rückgewogen.
Das Ergebnis des Nach-Annahme-Collagen-Rücknässungsverfahrens ist die Feuchtigkeitsaufnahme des Collagenfilms, ausgedrückt in mg.
Es sei ferner angemerkt, dass dieses Testprotokoll leicht gemäß den spezifischen Produkttypen eingestellt werden kann, wie beispielsweise auf unterschiedliche Babywindelgrößen oder Erwachsenen-Inkontinenzartikel oder Katamneseartikel, oder durch die Variation im Typ und in der Menge eines Beladungsfluids, der Menge und der Größe des absorbierenden Materials oder durch Variationen in dem beaufschlagten Druck. Wenn diese relevanten Parameter einmal definiert sind, werden solche Modifikationen für den Fachmann des Standes der Technik offensichtlich. Unter Berücksichtigung der Ergebnisse aus dem eingestellten Testprotokoll können die Produkte leicht diese identifizierten relevanten Parameter optimieren, wie beispielsweise in einem vorgesehenen Experiment gemäß den statistischen Standardverfahren mit realen Benutzungs-Grenzbedingungen.
Teebeutel-Zentrifugen-Kapiazitätstest (TCC-Test)
Obwohl der TCC-Test spezifisch für superabsorbierende Materialien entwickelt worden ist, kann dieser ohne Weiteres auf andere absorbierende Materialien angewendet werden.
Der Teebeutel-Zentrifugen-Kapazitätstest misst die Teebeutel-Zentrifugen-Kapazitätswerte, welche ein Maß der Retention von Flüssigkeiten in den absorbierenden Materialien ist.
Das absorbierende Material wird in einem "Teebeutel" angeordnet, der in einer 0,9 Gew.-% Natriumchloridlösung für 20 Minuten eingetaucht wird und dann für 3 Minuten zentrifugiert wird. Das Verhältnis des zurückerhaltenen Flüssigkeitsgewichts zu dem Anfangsgewicht des trockenen Materials ist die Absorptionskapazität des absorbierenden Materials.
Zwei Liter von 0,9 Gew.-% Natriumchlorid in destilliertem Wasser wird in eine Schale mit den Abmessungen von 24 cm × 30 cm × 5 cm gegossen. Die Füllstandshöhe der Flüssigkeit sollte etwa 3 cm betragen.
Der Teebeutel hat Abmessungen von 6,5 cm × 6,5 cm und ist erhältlich von Teekanne in Düsseldorf, Deutschland. Der Beutel ist mit einer standardmäßigen Küchen-Plastikbeutel-Verschließeinrichtung (z. B. VACUPACK2 PLUS von Krups, Deutschland) zugeschweißt.
Der Teebeutel wird geöffnet, indem dieser sorgfältig teilweise aufgeschnitten wird und dann gewogen wird. Etwa 0,200 g der Probe des absorbierenden Materials, akkurat ausgewogen auf ± 0,005 g, wird in den Teebeutel gelegt. Der Teebeutel wird dann mit einer Schweißeinrichtung verschlossen. Dies ist der sogenannte Proben-Teebeutel. Ein leerer Teebeutel wird verschlossen und als ein Leerbeutel verwendet.
Der Proben-Teebeutel und der Leer-Teebeutel werden dann auf die Oberfläche der Salzlösung gelegt und für etwa 5 Sekunden unter Verwendung eines Spatels eingetaucht, damit eine komplette Benässung möglich ist (die Teebeutel werden auf der Oberfläche der Salzlösung schwimmen, sind dann aber vollständig benässt). Der Zeitnehmer wird sofort gestartet. Nach 20 Minuten Vollsaugzeit werden der Proben-Teebeutel und der Leer-Teebeutel aus der Salzlösung entnommen und in einer Bauknecht WS130, Bosch 772 NZK096 oder einer äquivalenten Zentrifuge (230 mm Durchmesser) angeordnet, sodass jeder Beutel an der Außenwand des Zentrifugenkorbes klebt. Der Zentrifugendeckel wird geschlossen, die Zentrifuge wird gestartet und die Geschwindigkeit wird schnell auf 1.400 rpm erhöht. Sobald sich die Zentrifuge bei 1.400 rpm stabilisiert hat, wird der Zeitnehmer gestartet. Nach 3 Minuten wird die Zentrifuge angehalten.
Der Proben-Teebeutel und der Leer-Teebeutel werden entfernt und separat ausgewogen.
Die Teebeutel-Zentrifugenkapazität (TCC) für die Probe des absorbierenden Materials wird wie folgt berechnet:
TCC = [(Proben-Teebeutelgewicht nach Zentrifugieren) – (Leer-Teebeutelgewicht nach Zentrifugieren) – (trockenes absorbierendes Materialgewicht)) ÷ (trockenes absorbierendes Materialgewicht)].
Es können auch spezifische Teile der Strukturen oder die gesamten absorbierenden Artikel gemessen werden, wie beispielsweise "sektionale" Ausschnitte, das heißt, indem man sich Teile der Struktur oder den gesamten Artikel anschaut, wobei der Schneidevorgang über die gesamte Breite des Artikels an vorbestimmten Punkten der Längsachse des Artikels durchgeführt wird. Insbesondere erlaubt die Definition der "Schrittregion", wie oben beschrieben, dass die "Schrittregion-Kapazität" bestimmt wird. Weitere Ausschnitte können verwendet werden, um eine "Basis-Kapazität" (das heißt, die Menge der Kapazität, die in einer Einheitsfläche der spezifischen Region des Artikels enthalten ist) zu bestimmen. In Abhängigkeit von der Größe der Einheitsfläche (vorzugsweise 2 cm mal 2 cm) zeigen die Definitionen, wie viel Mittelwertbildung stattfindet – natürlicherweise gilt, je kleiner die Größe, desto weniger Mittelwertbildung wird auftreten.

Claims

Absorbierender Artikel mit einem absorbierenden Kern, der eine Höchst-Flüssigkeits-Speicherkapazität aufweist, wodurch ein Nach-Aufnahme-Kollagen-Rücknässungsverfahrens(PACORM)-Wert gemäß dem hierin beschriebenen Test von weniger als 100 mg gebildet wird, und mit einem Wasserdampf-durchlässigen, laminierten Außenlagenmaterial, das zumindest teilweise den Artikel in dem Bereich des Kerns auf der Kleidungsstückseite des Artikels bedeckt und eine Wasserdampfdurchlässigkeitsrate (MVTR) aufweist, wobei die Außenlage eine faserige Lage in ihrer Kleidungsstück-ausgerichteten Oberfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die MVTR mindestens 4000 g/m²/24h beträgt und dass in dem Kernbereich das Verhältnis des PACORM-Wertes des Artikels zu dem MVTR-Wert der Außenlage kleiner als 0,028 [(mg/(g/m²/24h)] ist.
Absorbierender Artikel nach Anspruch 1, wobei in dem Kernbereich das Verhältnis des PACORM-Wertes zu dem MVTR-Wert kleiner als 0,019 [(mg/(g/m²/24h)] oder noch kleiner als 0,012 [(mg/(g/m²/24h)] ist.
Absorbierender Artikel nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend einen Kernbereich, der durch den absorbierenden Kern gebildet ist, und einen Chassisbereich, der den Kernbereich umgibt, ferner dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine untere Lage des laminierten Außenlagenmaterials mindestens Abschnitte des Kernbereiches und des Chassisbereiches bedeckt.
Absorbierender Artikel nach Anspruch 3, wobei mindestens die untere Lage eine faserige Lage ist.
Absorbierender Artikel nach Anspruch 3, wobei mindestens die untere Lage eine Folie ist, welche dampf- oder gasdurchlässig ist.
Absorbierender Artikel nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Kern-bedeckende Außenlagenmaterial eine Luftdurchlässigkeit von mehr als 1500 l/cm²/s aufweist.
Absorbierender Artikel nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Kern-bedeckende Material eine Flüssigkeitsundurchlässigkeit von weniger als 140 mm in dem Hydro-Druckgefälle-Test aufweist.
Absorbierender Artikel nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner dadurch gekennzeichnet, dass der absorbierende Kern eine Höchst-Speicherkapazität von mindestens 75 ml aufweist.
Absorbierender Artikel nach Anspruch 8, ferner dadurch gekennzeichnet, dass der absorbierende Kern eine Höchst-Speicherkapazität von mindestens 90 ml aufweist.
Absorbierender Artikel nach Anspruch 9, ferner dadurch gekennzeichnet, dass der absorbierende Kern eine Höchst-Speicherkapazität von mindestens 165 ml aufweist.
Absorbierender Artikel nach Anspruch 10, ferner dadurch gekennzeichnet, dass der absorbierende Kern eine Höchst-Speicherkapazität von mindestens 300 ml aufweist.
Absorbierender Artikel nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der absorbierende Artikel eine Babywindel oder ein Inkontinenzartikel für Erwachsene ist.