DE69730123T2

DE69730123T2 - Bewertungsmethode für wegwerfbare absorbierende Artikel

Info

Publication number: DE69730123T2
Application number: DE69730123T
Authority: DE
Inventors: Mathias K. Herrlein; Muir Charles Robertson; Plischke, (NMN) Dr., Manfred; Ulrich Kleinsteuber (Nmn); Alexander Berk
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1997-06-25
Filing date: 1997-06-25
Publication date: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2017-06-26
Also published as: WO1998058606A1; JP4201848B2; TW366279B; CN1267207A; EP0887055A1; KR20010020480A; US6446495B1; JP2002511144A; CA2294911A1; DE69730123D1; ATE272377T1; AU7669898A; ZA985507B; KR100379150B1; EP0887055B1; CA2294911C; BR9810263A

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, das eine bessere Bewertung absorbierender Einwegartikel, wie Windeln, Inkontinenzartikel, Hygienetücher, Übungshöschen und dergleichen im Hinblick auf ihr Einwirken auf dem Hydrierungszustand der Haut des Trägers zulässt.
Hintergrund der Erfindung
Absorbierende Einwegartikel, wie Windeln, Inkontinenzartikel, Hygienetücher, Übungshöschen und dergleichen sind im Stand der Technik allgemein bekannt. Typische absorbierende Einwegartikel umfassen eine flüssigkeitsdurchlässige Decklage, welche 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.
Auch allgemein bekannt im Stand der Technik sind Verfahren, um die Leistungsfähigkeit des Artikels zu bewirken, wie beispielsweise Annahmetests, Kapillar-Rücknässungstests oder Kollagen-Rücknässungstests.
Alle gegenwärtigen Verfahren bewerten entweder die Flüssigkeits-Handhabungsfähigkeit eines absorbierenden Artikels oder den Einfluss einer Flüssigkeit, die mehr oder weniger gut durch einen Artikel an der menschlichen Haut oder an Materialien, welche die menschliche Haut repräsentieren, wie beispielsweise Modelle, repräsentieren, wie dies beschrieben ist in EP-358031-A, GB 2197206-A und EP 719531-A . Die EP 640328-A beschreibt, wie absorbierende Artikel eine Flüssigkeitsabsorption haben sollen, die gut genug ist, um eine Verdunstung absor bierter Flüssigkeit, welche sich zurück an der Haut niedergeschlagen hat, zu vermeiden.
So versagen alle Verfahren dahin gehend, bedeutungsvolle Ergebnisse bereit zu stellen, wenn entweder kein direkter Kontakt zwischen der Haut des Trägers vorhanden ist, das heißt, wenn die Gas- oder Dampfphase die physikalischen Bedingungen dominiert.
So ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein leicht zu benutzendes Werkzeug zum Bewerten der Leistungsfähigkeit absorbierender Artikel, nicht nur im Hinblick auf die Flüssigkeitshandhabungs-Leistungsfähigkeit, sondern auch im Hinblick auf die Dampfphase innerhalb des Artikels, zu bewerten.
Zusammenfassung
Die vorliegende Erfindung liefert ein neues Verfahren zum Bewerten absorbierender Einwegartikel im Hinblick auf ihren Einfluss auf die Hautluftzufuhr, indem relative Feuchtigkeitswerte in einem Modell-Testaufbau gemessen wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt den Aufbau der Testeinrichtung für den Modell-Relative Feuchtigkeits-Test.
2 den Testaufbau für den Annahmetest.
3 zeigt den Testaufbau für das Nach-Annahme-Collagenrücknässungsverfahren.
Detaillierte Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, welches in einem Labor ausgeführt werden kann, um so eine Bewertung und einen Vergleich verschiedener absorbierender Artikel zu erlauben.
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 sind, um die verschiedenen Ausscheidungen, die vom Körper abgegeben werden, primär Urin, zu absorbieren und aufzunehmen.
Der Ausdruck "Einweg" wird hier verwendet, um absorbierende 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 Benutzung weg geworfen und vorzugsweise wieder aufbereitet, kompostiert oder in anderer Weise in umweltverträglicher Art deponiert zu werden).

a) – Ein absorbierender Kern (welcher Substrukturen und/oder Hüllmaterialien bestehen kann), der auf der zum Träger orientierten Seite eine Decklage aufweist, welche die innere Oberfläche bildet und welche – wenigstens in bestimmten Regionen derselben – den Ausscheidungen erlaubt, hindurch zu dringen, und der auf der entgegen gesetzten Seite eine Außenlage aufweist, welche die äußere Oberfläche des Artikels bildet und welche den absorbierenden Kern von der Außenseite trennt, wie beispielsweise der Bekleidung des Trägers.
b) – Chassiselemente mit Merkmalen, wie Verschlusselementen oder einer Elastifizierung, um den Artikel am Träger zu halten. Auch mit einer Decklage, welche die innere Oberfläche einer Außenlage bildet. Die Außenlagen und die Decklagenmaterialien des absorbierenden Kerns können mit den jeweiligen Materialien in den Chassisregionen einheitlich sein, das heißt, die Außenlage kann den absorbierenden Kern überdecken, und das gleiche Material oder Flächengebilde kann sich in die Chassisregion hinein erstrecken, um dadurch zum Beispiel Merkmale, wie die Beingummis oder dergleichen zu überdecken.

Solche Artikel können Babywindeln sein, entweder im "Streifenwindel"-Typ mit Verschlussmitteln, um so einen Artikel, welcher in einer im wesentlichen flachen Konfiguration hergestellt werden kann, um den Körper des Trägers herum zu legen, oder vom "Höschen"-Windeltyp mit geschlossenen Seitennähten oder als Erwachsenen-Inkontinenzartikel und dergleichen.
Um in der Lage zu sein, absorbierende Artikel für verschiedene Endnutzungsbedingungen oder unterschiedlich große Artikel zu vergleichen, hat sich die "Designkapazität" als ein geeignetes Maß heraus gestellt.
Zum stellen Babys eine typische Benutzergruppe dar, aber selbst innerhalb dieser Gruppe wird sich die Menge der Urinlast, die Häufigkeit der Beladung, die Zusammensetzung des Urin stark von kleineren Babys (neugeborenen Babys) bis hin zu Kleinkindern andererseits variieren, aber auch zum Beispiel unter verschiedenen einzelnen Kleinkindern.
Eine weitere Benutzergruppe können größere Kindern sein, die noch an einer bestimmten Form von Inkontinenz leiden.
Auch inkontinente Erwachsene können solche Artikel nutzen, wieder mit einem breiten Bereich von Beladungszuständen, im Allgemeinen bezeichnet als leichte Inkontinenz, die bis zu einer schweren Inkontinenz reicht.
Während der Fachmann ohne Weiteres in der Lage sein wird, die Lehren auf andere Größen zu übertragen, wird für die weitere Diskussion sich auf die Babys in Kleinkindergröße konzentriert. Bei solchen Benutzern führen Urinbeladungen von bis zu 75 ml pro Entleerung, mit einem Mittel von vier Entleerungen pro Tragedauer, zu einer Gesamtbeladung von 300 ml.
Somit sollten solche Artikel, die in der Lage sind, mit solchen Anforderungen fertig zu werden, die Fähigkeit haben, solche Mengen von Urin aufzunehmen, was in der weiteren Diskussion die "Designkapazität"" bezeichnet wird.
Diese Mengen von Fluiden müssen durch Materialien absorbiert werden, welche die Körperfluide oder wenigstens die wässrigen Teile derselben, ultimativ speichern, derart, dass – falls überhaupt – nur wenig Fluid auf der Oberfläche des Artikels in Richtung der Haut des Trägers zurückbleibt. Der Ausdruck "ultimativ" bezieht sich in einer Hinsicht auf die Situation im absorbierenden Artikel bei langen Tragezeiten, in anderer Hinsicht auf absorbierende Materialien, welche ihre "ultimative" Kapazität erreichen, wenn sie mit ihrer Umgebung im Gleichgewicht stehen. Dies kann in einem solchen absorbierenden Artikel unter realen Benutzungsbedingungen nach langen Tragezeiten der Fall sein, oder dies kann auch in einem Testverfahren für reine Materialien oder Materialzusammensetzungen der Fall sein. Da viele der unter Betracht stehenden Verfahren ein asymptotisches kinetisches Verhalten haben, wird der Fachmann des Standes der Technik ohne Weiteres "ultimative" Kapazitäten als erreicht ansehen, wenn die tatsächliche Kapazität einen Wert ausreichend nahe des asymptotischen Endpunkts erreicht hat, zum Beispiel relativ zur Messgenauigkeit der Einrichtung.
Wenn ein absorbierender Artikel Materialien umfassen kann, welche primär so ausgebildet sind, dass sie Fluide ultimativ speichern, und andere Materialien, welche primär so ausgebildet sind, dass sie andere Funktionen erfüllen, wie die Annahme und/oder Verteilung des Fluids, aber noch eine gewissen ultimative Speicherfähigkeit haben können, werden geeignete Kernmaterialien gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben, ohne dabei zu versuchen, solche Funktonen künstlich zu trennen. Dennoch kann die ultimative Speicherkapazität für den gesamten absorbierenden Kern, für Regionen desselben, für absorbierende Strukturen oder selbst Substrukturen, bestimmt werden, aber auch für Materialien, die in einer der vorstehenden verwendet werden.
In dem Falle, dass die vorliegende Erfindung auf andere Artikel angewendet wird, welche unterschiedliche Endnutzungen erfordern, wird der Fachmann des Standes der Technik in der Lage sein, die geeigneten Designkapazitäten für andere vorgesehene Benutzergruppen 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 einzelnen Elemente oder Materialien ist. Für diese einzelnen Komponenten können verschiedene gut entwickelte Techniken verwendet werden, solange diese über den gesamten Vergleich fortdauernd angewendet werden. Zum Beispiel kann die Teebeutel-Zentrifugenkapazität, wie sie für superabsorbierende Polymere entwickelt und etabliert ist, für solche SAP-Materialien verwendet werden, aber auch für andere (siehe oben).
Wenn die Kapazitäten für einzelne Materialien aber bekannt sind, kann die gesamte Artikelkapazität berechnet werden, indem diese Werte (in ml/g) mit dem Gewicht des in dem Artikel verwendeten Materials multipliziert werden.
Für Materialien mit einer anderen vorgesehenen Funktionalität als der ultimativen Speicherung von Fluiden – wie beispielsweise die Annahmeschichten und dergleichen – kann die ultimative Speicherkapazität vernachlässigt werden, entweder, weil solche Materialien tatsächlich nur sehr geringe Kapazitätswerte haben, im Vergleich zu den zur ultimativen Fluidspeicherung vorgesehenen Materialien, oder weil solche Materialien dazu gedacht sind, nicht mit einem Fluid beladen zu werden und daher ihr Fluid an andere ultimative Speichermaterialien abgeben sollten.
Mit solchen Definitionen zeigen sogenannte "Höscheneinlagen" sehr geringe ultimative Speicherkapazitäten von einigen wenigen ml oder weniger. Katamnesepads haben häufig bis zu etwa 20 ml, Artikel für eine leichte Urininkontinenz haben zum Beispiel 75 ml oder etwa 90 ml, Artikel für eine 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 Erwachseneninkontinenz haben 600 ml oder mehr ultimative Speicherkapazität.
Die vorliegende Erfindung wird besonders nützlich sein für Artikel, welche – zusätzlich zu einer guten Flüssigkeits-Handhabungsfähigkeit – auch eine gute Belüftung der Haut des Trägers erlauben, wie beispielsweise durch die Verwendung von Materialien, welche für Gase, wie Luft oder Wasserdampf, durchlässig sind.
Beispiele für solche Materialien sind sogenannte mikroporöse Filme, zum Beispiel wie sie geliefert werden können durch Mitsui Co. unter der Bezeichnung ... Solcher Filme können hergestellt werden, indem ein Polymerfilm produziert wird, beispielsweise aus Polyethylen, ferner mit Hüllteilchen, wie Kalziumcarbonat. Nachdem ein Film gebildet worden ist, in welchem diese Füllteilchen in einer Matrix aus Polymermaterial eingebettet sind, kann der Film mechanisch so behandelt werden, dass sich die Polymermaterialien dauerhaft dehnen und strecken, wodurch kleine Risse um die sich nicht verformenden Füllteilchen erzeugt werden. Die Risse sind ausreichend klein, um Gasmolekülen der Gasphase zu erlauben, hindurch zu gelangen, aber Flüssigkeiten vor einem Hindurchdringen hindern. So ist der Transportmechanismus ein langsamer Fluss in Kapillarien.
Natürlich müssen solche Materialien bestimmte Flüssigkeits-Barriereneigenschaften liefern, um so eine Durchdringung von Flüssigkeit zu verhindern.
Mit Produkten, wie sie im Obigen beschrieben wurden, machten es herkömmliche Tests möglich, die Produktdesigner dahin zu leiten, wie das Flüssigkeits-Handhabungsverhalten beurteilt werden kann, das heißt, die Flüssigkeitsretention in einer absorbierenden Struktur oder die Aufnahme der Flüssigkeit in eine absorbie rende Struktur. So wurde der Fachmann des Standes der Technik in der Ungewissheit belassen, wenn das Design des Artikels nicht zu einem 100% Kontakt zwischen dem absorbierenden Artikel oder wenigstens dem absorbierenden Kern und der Haut des Trägers geführt hatte. Es war auch schwierig, den Einfluss zu beurteilen, den atmungsfähigen Materialien auf den Hautzustand des Trägers haben könnten.
So liefert die vorliegende Erfindung einen Werkzeug, eine bessere Bewertung und somit eine bessere Gestaltung absorbierender Artikel zu erlauben.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet ein herkömmliches Testwerkzeug, ein Modell und erstreckt seine Verwendung auf das Bewerten bisher nicht vorgesehener Eigenschaften, nämlich der relativen Feuchtigkeit in der Dampfphase des Artikels.
Die Basis der Testeinrichtung ist ein "Babymodell-Tauglichkeitstester von Courtray" mit vier Maxi/Maxi Plus-Modellgrößen (Generation'ANT), verkauft von Courtray Consulting, Douai, FRAU. Für den Test, wie er auszuführen ist, hat sich der "Mädchen-Lade"-Punkt als geeignet heraus gestellt, auch bedeutende Vergleichsergebnisse für Unisex oder sogar "Jungen"-Produkte zu liefern.
Mit dieser Modellgröße mussten auch Maxi/Maxi Plus oder äquivalente Windelgrößen verwendet werden. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch an andere Modellgrößen, die für andere Artikelgrößen geeignet sind, angepasst werden.
Das zweite wesentliche Element für die vorliegende Erfindung ist eine Hygrometer, wie das Hygrometer TFH 100 (zertifiziert DIN ISO 9001) von Ebro Electronics, Ingolstadt, FRG, mit einem Messfühlerdurchmesser von etwa 13 mm und einer Messfühlerlänge von etwa 200 mm mit einer Markierung bei 135 mm weg von der Spitze des Messfühlers.
Der Teststand ist in 1 schematisch dargestellt. Die Modelle, die auf Waagen 2 angeordnet sind, werden durch Rohrleitungen 3 hindurch führen, die über Ventile 4 gesteuert werden, mit Testfluid beladen. Der Messfühler der Messeinrichtung 5 für die relative Feuchtigkeit ist innerhalb der Testwindel 6 positioniert. Das Fluid wird über ein Pumpe 7 aus dem Reservoir 8 gepumpt. Die Zeit, die Fließraten, die Modellgewichte werden registriert und durch die computerunterstützte Steuereinheit 9 gesteuert, derart, dass die Modelle in einer versetzten Weise beladen werden.
Das Testfluid, das für diesen Test aufgebracht wird, ist ein synthetisches Urin, das zusammengesetzt ist aus 9g NaCl; 1,11g Na₂HPO₄; 2,69g KH₂PHO₄, verdünnt in 1000 ml deionisiertem Wasser. Sie wurde konstant bei einer Temperatur von 37,5°C gehalten.
Der Test wird unter streng gesteuerten atmosphärischen Bedingungen bei einer Raumtemperatur (22 ± 2°C) und relativer Feuchtigkeit (50 ± 2%) gefahren.
Die Details des Testprotokolls sind wie folgt:
1. Präparationen: Um eine Testwindel anzulegen, wird das Modell umgedreht, wie beispielsweise auf einem Labortisch. Die Testwindel wird entfaltet, eine in Längsrichtung zentrierte Falte wird gebildet, um ein einfaches Anpassen in der Schrittregion des Modells zu erlauben.
Bei Anlegung der gefalteten Windel, derart, dass diese das Modell in der Schrittregion berührt, werden die Beingummis zwischen den Beinen nach oben gefaltet (das heißt, in Richtung der oberen Region, als wenn dies ein menschlicher Träger wäre), indem sie nach unten aber nicht nach innen geschoben werden.
Es ist wichtig, dass bei Anlegung das vordere Ende der Windel und das hintere Ende der Windel bündig angeordnet sind.
Das Modell wird flach mit seinem Rücken auf den Tisch gelegt und das geeignete Positionieren der Beinaufschläge oder weiterer Barrierenaufschläge wird sicher gestellt.
Die Windel wird derart geschlossen, dass ein Finger zwischen der Testprobe an den vorderen oberen Kernrand ohne unnötige Kraft eingeführt werden kann.
Das Hygrometer wird am Hinterteil der Windel am Modell derart eingeführt, dass die Markierung auf dem Hygrometer-Messfühler (13,5 cm von unteren Ende) auf einem Niveau mit der Rückseite des Taillenrandes des absorbierenden Kerns der Windel ist. Dieser sollte mit einer Position von etwa 5 cm rückseitig weg von dem "Schrittpunkt" zusammenfallen, das heißt, dem schmalsten Abstand zwischen den Beinen des Modells.
Das Modell wird in einer aufrechten (stehenden) Position positioniert.
2. Testausführung: Die automatisierte Modell-Teststation wird so aufgebaut, dass 75 ml Schwalle alle 60 Minuten über 4 Stunden mit einer Fließrate von 150 ml/min geliefert werden. Da der vollständige Teststand vier Modelle zum parallelen Testen aufweist, treten die Beladungen in einem versetzten Muster von 5 Minuten Intervallen zwischen den Modellen auf.
Während der Hygrometer-Messfühler in der Windel in der gleichen Position über die gesamten 4 Stunden Tragedauer bleibt, wird die Ablesung der relativen Feuchtigkeit alle 10 Minuten zwischen Schwallen beginnend 5 Minuten nach jedem Schwall aufgezeichnet.
Beispiele
Um die Vorteile der gegenwärtigen Erfindung beispielhaft darzustellen, wurden Proben unterschiedlicher Babywindeln, verschiedenen Testprotokollen unterzogen, wie sie hier umrissen werden. Aus Vergleichbarkeitsgründen waren alle von vergleichbarer Größe, insbesondere für Babys von etwa 9 bis 18 kg, häufig MAXI (oder MAXI PLUS Größe) oder "Größe 4" genannt.
Die Basis für ein Produkt gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein im Handel erhältliches Produkt, PAMPERS Baby Dry Plus Maxi/MAXI PLUS Größe, wie sie vermarktet wird durch Procter & Gamble in Europa.
Um die Leistung gegen Rücknässung solcher Artikel zu verbessern, wurde der Kern durch die folgenden Schritte modifiziert:
Erstens hat ein chemisch behandeltes, versteiftes Zellulosematerial (CS), geliefert von Weyerhaeuser Co., US, unter der Handelsbezeichnung "CMC", das als ein Annahme/Verteilungs-Lage funktioniert, eine Flächenmasse von etwa 590 g/m². Zweitens wird eine zusätzliche Annahmelage zwischen die Decklage und die chemisch behandelte, versteifte Zelluloselage eingeführt, nämlich einem chemisch gebundenen Vliesstoff mit hohem Loft, wie er geliefert wird durch FIBERTECH, Nord Amerika, unter der Bezeichnung Typ 6852. Es ist eine chemisch gebundene PET-Faserbahn mit einer Flächenmasse von 42 g/m² und einer Breite von 110 mm über der gesamten 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 verringert.
Viertens wird die Menge des superabsorbierenden Materials in diesem Speicherkern auf etwa 16 g pro Pad erhöht. Superabsorbierendes Material wurde geliefert durch Stockhausen GmbH, Deutschland, unter dem Markennamen FAVOR SXM, Typ T5318.
Ferner wurde die herkömmliche PE-Außenlage ersetzt durch ein Vliesstoffmaterial, nämlich einer hydrophoben kardierten PP-Bahn mit 23 g/m², wie sie geliefert wird durch SANDLER GmbH, Schwarzbach, FRG, unter der Bezeichnung VP 39522.
Als Vergleichsbeispiele wurden die folgenden Produkte bewertet:
Vergleichsbeispiel 2 unterscheidet sich vom Beispiel 1 nur darin, dass die Außenlage ein mikroporöser Film ist, wie er im Handel erhältlich ist von MITSUI Toatsu, Japan, unter der Bezeichnung EXPOIRE NO.
Das Vergleichsbeispiel 3 ist ein im Handel erhältliches Produkt wie es vermarktet wird durch UniCharm Corp. in Japan unter der Markenbezeichnung Moonyman, Größe 4. Dieses Produkt hat einen mikroporösen Film, der sowohl den Kern als auch die Chassisregionen überdeckt.
Diese Produkte wurden dem Modelltest zur relativen Absorptionsfähigkeit sowie dem PACORM-Test mit folgenden Ergebnissen unterzogen: Tabelle 1
Weitere Testverfahren Wasserdampf-Transmissionsrate
Die Wasserdampf-Transmissionsrate misst die Menge Feuchtigkeit, die durch Kalziumchlorid in einem "schalenartigen" Behälter, der mit der Testprobe abgedeckt ist, aus kontrollierten außenseitigen Luftzuständen (40 ± 3°C/75 ± 3% relative Feuchtigkeit) adsorbiert wird.
Die Probe, welche eine Schale hält, ist ein Zylinder mit einem Innendurchmesser von 30 mm und einer Innenhöhe vom Boden bis zum oberen Flansch von 49 mm. Ein Flansch mit einer Kreisöffnung, die mit der Öffnung des Zylinders zusammenpasst, kann durch Schrauben befestigt werden, und ein Silicongummi-Dichtungsring, der an den Innendurchmesser passt, sitzt zwischen dem oberseitigen Flansch und dem Zylinder. Die Testprobe muss derart positioniert werden, dass diese die Zylinderöffnung abdeckt, und kann zwischen der Silicongummidichtung und dem oberen Flansch des Zylinders ganz fest gemacht werden.
Die Einrichtung sowie die Testprobe sollten gut auf die Temperaturen eingestellt werden, und die Konstanttemperatur/-Feuchtigkeitskammer hat vorzugsweise eine Größe, um bis zu 30 Proben aufzunehmen.
Das absorbierende Trocknungsmaterial in CaCl₂, wie diese erworben werden kann von Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Richmond, VA, US, unter der Produktbezeichnung 030-00525. Falls dieses in einer dicht verschlossenen Flasche aufbewahrt wird, kann es direkt verwendet werden. Es kann auch gesiebt werden, um Klümpchen oder überschüssige Mengen von Körnern, falls diese bestehen, zu entfernen. 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 dieses zu nivellieren, derart, dass die Oberfläche etwa 1 cm von der Oberseite der Schale entfernt liegt.
Die Proben, welche auf etwa 3,2 cm mal 6,25 cm zugeschnitten sind, werden flach und mit der Dichtung über die Öffnung überlappend angeordnet, und die Dichtung und der obere Flansch werden durch Schrauben, ohne sie zu überspannen, befestigt. Das Gesamtgewicht der Schalenanordnung wird auf einer auf vier Dezimalstellen genauen Waage genau aufgezeichnet, und die Anordnung wird in der Konstanttemperatur/-Feuchtigkeits-Kammer gestellt.
Nach 5 Stunden (ohne die Kammer zu öffnen) wird die Probe entfernt und sofort dicht mit einem nicht dampfdurchlässigen Kunststofffilm bedeckt, wie eine Saran-Hülle, die in den USA üblicherweise verwendet wird. Nach etwa 30 Minuten, in denen sich die Temperatur ausgleichen durfte, wird die Kunststofffilmabdeckung entfernt und das genaue Gewicht der Anordnung aufgezeichnet.
Der MVTR-Wert wird dann aus der Feuchtigkeitszunahme während der 5 Stunden durch die 3 cm große Kreisöffnung hindurch berechnet und dann in Einheiten von "g/24h/m²" umgewandelt.
Für jeden Test sollten drei Wiederholungen gefahren werden, wobei die resultierenden Werte gemittelt werden und das Resultat auf den nächsten Wert von 100 gerundet werden.
Insgesamt ist dieses Verfahren auf dünne Filme, mehrlagige Laminate und dergleichen anwendbar. Die Erfahrung hat gezeigt, dass typische Standardabweichungen zwischen 50 und 250 g/24h/m² für gemittelte Werte von bis zu etwa 5000 g/24h/m² liegen.
Aufgrund dieses Bereichs werden Materialien als im Wesentlichen dampfundurchlässig angesehen, wie herkömmliche PE-Filme, für die ein MVTR von etwa 200 g/24h/m² festgehalten wird.
Falls die Einheiten für einen MVTR-Wert aus Gründen der Vereinfachung weg gelassen werden, sollte ein Material "mit einem MVTR-Wert von 1000" genauer gesagt, 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 Material mit relativ hoher Durchlässigkeit für Gase, wie Vliesstoffe, mit Öffnungen versehene Filme und dergleichen.
Der Test wird in einer tmperatur- und feuchtigkeitsgeregelten Umgebung bei 22 ± 2°C und 50 ± 2% relativer Feuchtigkeit durchgeführt. Die Testprobe muss für wenigstens 2 Stunden konditioniert werden.
Die Testeinrichtung, wie durch Hoppe & Schneider GmbH, Heidelberg, Deutschland, unter der Bezeichnung "Textiluhr nach Kretschmar" hergestellt wird, ist im Wesentlichen ein Balg in einer vertikalen Anordnung, wobei sein oberes Ende in einer fixierten Position montiert ist und das untere Ende an seiner oberen Position lösbar gehalten wird, welches mit Hilfe eines Lösegriffes gelöst werden kann, um unter kontrollierten Bedingungen in die untere Position zu gleiten, wodurch das Volumen innerhalb des Balges erhöht wird, indem Luft durch die Testprobe hindurch gezogen wird, welche die Lufteintrittsöffnung am oberen Ende des Balges abdeckt. Die Testprobe wird mit Hilfe eines Befestigungsringes von 5 cm² oder 10 cm², um unterschiedliche Probengrößen und/oder unterschiedliche Durchlässigkeitsbereiche, festgehalten, so dass sie die Lufteintrittsöffnung abdeckt. Falls der Ring mit 10 cm² verwendet wird, sollte die Probe wenigstens 55 mm breit sein, für den 5 cm² Ring wenigstens 35 mm. Für beide Fälle sollten die Proben eine Länge von etwa 150 mm haben.
Optional kann die Probenhaltereinrichtung ein Streckelement aufweisen, wie ein solches, das eine Messung elastischer Materialien unter gestreckten Bedingungen zulässt.
Die Einrichtung umfasst ein Stoppuhr (1/100 s), welche automatisch die Zeit zwischen der Betätigung des Lösegriffs und somit dem Starten des Gleitvorganges 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 von dem Lieferanten jeder Einrichtung geliefert wird (für die vorliegende Ausführungform K = 200.000 für eine getestete Fläche 5 cm² und 400.000 für eine Fläche von 10 cm²), durch die Zeit, gemessen in Sekunden, geteilt wird, was zu Einheiten (1/cm²/s) führt.
Der Test wird einmal für jede Testprobe wiederholt und sollte an 10 Proben wiederholt werden, um eine repräsentative Basis für Material zu liefern.
Flüssigkeitsundurchlässigkeit (Hydro-Druckhöhentest)
Das Testprinzip besteht darin, eine einstellbare Wasserhöhe von destilliertem Wasser auf der Oberseite einer Testprobe von etwa 64 cm², wie beispielsweise einem Film oder einem anderen porösen Material, zu erhöhen.
Eine Testprobe wird auf etwa 10 cm mal 10 cm zugeschnitten und über einer Probenplatte angeordnet, ebenfalls auf eine Größe von 10 cm mal 10 cm, mit einer zentrierten O-Ring-Dichtung von 8 cm Durchmesser. Die Probenplatte hat eine zentrierte Öffnung von 7,6 cm Durchmesser, um eine Beobachtung der Bodenseite der Testprobe während des Tests zu erlauben. Die Probenplatte wird sorgfältig unter einer Perspex-Säule mit einem Innendurchmesser von 7,6 cm und etwa 1 m Höhe positioniert, und zwar mit einem Montageflansch, um so ein dichtes Anziehen der die Probe tragenden Probenplatte von unten mittels Schrauben bequem zu erlauben. Optional wird ein Spiegel unter der Öffnung in der Probeplatte positioniert, um die Beobachtung zu erleichtern.
Der Zylinder hat eine zu den Seiten orientierte Öffnung von etwa 1 cm Durchmesser, um eine Verbindung mit einer Pumpe zu erlauben, und zwar 1 cm oberhalb der Probe, wenn sie angebracht ist. Optional kann ein Dreiwegeventil in diese Verbindung montiert sein, um ein leichteres Entleeren der Säule nach dem. Test zu erlauben.
Die Pumpe wird so eingestellt, dass die Flüssigkeitshöhe in dem Zylinder innerhalb von 60 ± 2 Sekunden auf 25,4 cm steigt.
Beim Starten der Pumpe wird die Bodenoberfläche der Testprobe beobachtet. Bei dem ersten Tropfen, der von der Testprobe abfällt, wird die Pumpe sofort angehalten und wird die Höhe in der Säule in Einheiten von mm aufgezeichnet.
Für jedes Material sollten fünf Tests wiederholt werden, und die Test sollten gemittelt werden.
Annahmetest
Dieser Test sollte bei etwa 22 ± 2°C und bei 35 ± 15% relativer Feuchtigkeit durchgeführt 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 von KCl; 2,0 g/l von Na₂SO₄; 0,85 g/l von (NH₄)H₂PO₄; 0,15 g/l (NH₄)H₂PO₄; 0,19 g/l von CaCl₂; und 0,23 g/l von MgCl₂. Alle die Chemikalien sind von Reagenzqualität. Der pH-Wert des synthetischen Urins liegt im Bereich von 6,0 bis 6,4.
Mit Bezug auf 2 wird eine absorbierende Struktur (410) mit einem 75 ml Schwall von synthetischem Urin mit einer Rate von 15 ml/s unter Verwendung einer Pumpe (Modell 7520-00, geliefert durch Cole Parmer Instruments, Chicago, USA) aus einer Höhe von 5 cm über der Probenoberfläche beladen. Die Zeit, um das Urin zu absorbieren, wird durch einen Zeitnehmer aufgezeichnet. Der Schwall wird in genau 5-minütigen Schwallintervallen wiederholt, bis der Artikel ausreichend beladen ist. Es werden laufende Testdaten durch das viermalige Beladen erzeugt.
Die Testprobe, welche ein vollständiger absorbierender Artikel sein kann oder eine absorbierende Struktur mit einem absorbierenden Kern, einer Decklage und einer Außenlage, ist so angeordnet, dass sie flach auf einer Schaumplattform 411 innerhalb eines Perspex-Kastens liegt (nur Basis 412 davon ist gezeigt). Eine Perspex-Platte 413 mit einer Öffnung mit einem Durchmesser von 5 cm in ihrer Mittel ist auf der Oberseite der Probe auf der Beladungszone der Spur angeordnet. Das synthetische Urin wird in die Probe durch einen Zylinder 414 eingeführt, der in die Öffnung eingepasst und eingeklebt ist. Elektroden 415 sind auf der untersten Oberfläche der Platte in Kontakt mit der Oberfläche der absorbierenden Struktur 410 angeordnet. Die Elektroden sind mit dem Zeitnehmer verbunden. Lasten 416 sind auf der Oberseite der Platte angeordnet, um zum Beispiel das Gewicht eines Babys zu simulieren. Ein Druck von 50g cm² (0,7 psi) wird erreicht, indem Gewichte 416, zum Beispiel für die allgemein erhältliche MAXI-Größe von 20 kg, positioniert werden.
Ein Testfluid wird in den Zylinder eingeführt, dieses baut sich typischerweise auf der Oberseite der absorbierenden Struktur auf und schließt dadurch einen elektrischen Schaltkreis zwischen den Elektroden. Das Testfluid wird von der Pumpe zu der Testanordnung transportiert, und zwar mit Hilfe einer Rohrleitung von etwa 8 mm Durchmesser, welche mit dem Testfluid gefüllt gehalten wird. So beginnt das Fluid, die Rohrleitung im Wesentlichen zur gleichen Zeit zu überlassen, wenn die Pumpe ihren Betrieb beginnt. Zu diesem Zeitpunkt wird auch der Zeitnehmer gestartet, und der Zeitnehmer wird angehalten, wenn die absorbierende Struktur den Urinschwall absorbiert hat und der elektrische Kontakt zwischen den Elektroden unterbrochen ist.
Die Annahmerate wird definiert als das Schwallvolumen, das pro Einheitszeit(en) absorbiert (ml) wurde. Die Annahmerate wird berechnet für jeden Schwall, der in die Probe eingeführt wird. Von speziellem Interesse im Hinblick auf die gegenwärtige Erfindung sind der erste und der letzte der vier Schwalle.
Dieser Test wird primär so ausgelegt, Produkte zu bewerten, die im Allgemeinen als Produkte in MAXI-Größe bezeichnet werden, und zwar hinsichtlich einer Designkapazität von etwa 300 ml und einer jeweiligen ultimativen Speicherkapazität von etwa 300 ml bis 400 ml. Falls Produkte mit signifikant unterschiedlichen Kapazitäten bewertet werden sollten (wie sie zum Beispiel für Erwachsenen-Inkontinenzprodukte für kleinere Babys in Betracht gezogen werden können), sollten die Einstellungen insbesondere des Fluidvolumens pro Schwall in geeigneter Weise auf etwa 20% der gesamten Artikel-Designkapazität eingestellt werden, und die Abweichung von dem Standard-Testprotokoll sollte aufgezeichnet werden.
Post-Annahme-Collagen-Rücknässungsverfahren Bezug auf 3)
Bevor der Test ausgeführt wird, wird der Collagenfilm, wie er vertrieben wird von NATURIN GmbH, Weinheim, Deutschland, unter der Bezeichnung COFFI, und mit einer Flächenmassen von etwa 28 g/m², präpariert, indem dieser in Lagen 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 konditioniert wird (es werden Pinzetten verwendet für alle Handhabungen mit dem Collagenfilm).
Wenigstens 5 Minuten, aber nicht mehr als 6 Minuten, nachdem der letzte Schwall des Urinannahmetests absorbiert worden ist, werden die Abdeckplatte und die Gewichte entfernt und wird die Testprobe (520) sorgfältig flach auf einen Labortisch angeordnet.
4 Lagen des vorgeschnittenen und konditionierten Collagenmaterials (510) werden auf wenigstens ein Milligramm Genauigkeit ausgewogen und dann zentriert auf dem Beladungspunkt des Artikels positioniert und durch die Perspexplatte (530) mit 90 mm Durchmesser und etwa 20 mm Dicke abgedeckt. Ein Gewicht (540) von 15 kg wird sorgfältig hinzu gefügt (auch zentriert). Nach 30 ± 2 Sekunden werden das Gewicht und die Perspex-Platte wieder sorgfältig entfernt und werden die Collagenfilme rückgewogen.
Das Post-Annahme-Collagen-Rücknässungsverfahren-Ergebnis ist die Feuchtigkeitsaufnahme des Collagenfilms, ausgedrückt in mg.
Es sollte weiter angemerkt, dass dieses Testprotokoll leicht entsprechend spezifischer Produkttypen eingestellt werden kann, wie beispielsweise für Babywindelgrößen oder Erwachsenen-Inkontinenzartikel oder Katamneseartikel, oder durch die Variation im Typ und in der Menge des Beladungsfluids, der Menge und der Größe des absorbierenden Materials oder durch Variationen im aufbringbaren Druck. Wenn einmal diese relevanten Parameter definiert worden sind, werden solche Modifikationen für den Fachmann des Standes der Technik offensichtlich. Wenn die Ergebnisse aus dem eingestellten Testprotokoll in Betracht gezogen werden, können die Produkte leicht mit diesen identifizierten relevanten Parametern optimiert werden, beispielsweise in einem gestalteten Experiment gemäß dem Standard-Statistikverfahren mit realistischen Benutzungs-Grenzbedingungen.
Teebeutel-Zentrifuge-Kapazitätstest (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, welcher ein Maß der Retention von Flüssigkeiten in absorbierenden Materialien sind.
Das absorbierende Material wird innerhalb eines "Teebeutels" angeordnet, in einer 0,9 Gew.% Natriumchloridlösung für 20 Minuten eingetaucht und dann für 3 Minuten zentrifugiert. Das Verhältnis des zurück gehaltenen Flüssigkeitsgewichts zu dem anfänglichen Gewicht des Trockenmaterials ist die Absorptionskapazität des absorbierenden Materials.
Zwei Liter von 0,9 Gew.% Natriumchlorid in destilliertem Wasser werden in eine Schale mit Abmessungen 25 cm × 30 cm × 5 cm gegossen. Die Flüssigkeits-Füllhöhe 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 hitzeverschweißt mit einer standardmäßigen Küchen-Kunststoffbeutel-Schweißeinrichtung (z.B. VACUPACK2 PLUS von Krups, Deutschland).
Der Teebeutel wird geöffnet, indem dieser sorgfältig teilweise eingeschnitten wird und wird dann ausgewogen. Etwa 0,200 g der Probe des absorbierenden Materials, genau auf ± 0,005 g ausgewogen, wird in dem Teebeutel platziert. Der Teebeutel wird dann mit einem Heiß-Schweißgerät verschlossen. Dies ist der sogenannte Probenteebeutel. Ein leerer Teebeutel wird dicht verschlossen und als ein Rohling verwendet.
Der Probenteebeutel und der Rohling-Teebeutel werden dann auf der Oberfläche der Salzlösung abgelegt und für etwa 5 Sekunden unter Verwendung eines Spatels eingetaucht, damit dieser vollständig benetzt werden (die Teebeutel werden auf der Oberfläche der Salzlösung schwimmen, sind dann aber vollständig benetzt). Der Zeitnehmer wird sofort gestartet. Nach 20 Minuten Vollsaugzeit werden der Probenteebeutel und der Rohling-Teebeutel aus der Salzlösung entnommen und in einer Bauknecht WS 130, Bosch 772 NZK096 oder äquivalenten Zentrifuge (230 mm Durchmesser) angeordnet, so dass jeder Beutel an der Außenwand des Zentrifugenkorbes haftet. Der Zentrifugendeckel wird geschlossen, die Zentrifuge wird gestartet und die Geschwindigkeit wird schnell auf 1.400 rpm erhöht. Sobald die Zentrifuge bei 1.400 rpm stabilisiert worden ist, wird der Zeitnehmer gestartet. Nach 3 Minuten wird die Zentrifuge angehalten.
Der Probenteebeutel und der Rohling-Teebeutel werden entnommen und separat ausgewogen.
Die Teebeutel-Zentrifugenkapazität (TCC) für die Probe des absorbierenden Materials wird wie folgt berechnet:
TCC = [(Probenteebeutelgewicht nach Zentrifugieren) – (Rohling-Teebeutelgewicht nach Zentrifugieren) – (trockenes Absorptionsmaterialgewicht)] ÷ (trockenes Absorptionsmaterialgewicht)].
Auch spezifische Teile der Strukturen oder die gesamten absorbierenden Artikel können gemessen werden, wie beispielsweise "sektionale" Ausschnitte, das heißt, Betrachten von Teilen der Struktur oder des gesamten Artikels, wobei das Ausschneiden über die gesamte Breite des Artikels an vorbestimmten Punkten der Längsachse des Artikels erfolgt. Insbesondere erlaubt die Definition der "Schrittregion", wie sie oben beschrieben wurde, die "Schrittregionkapazität" zu bestimmen. Weitere Ausschnitte können verwendet werden, um eine "Basiskapazität" zu bestimmen (das heißt, die Menge der Kapazität, die in einer Einheitsfläche der spe zifischen Region des Artikels enthalten ist. In Abhängigkeit von der Größe der Einheitsfläche (vorzugsweise 2 cm mal 2 cm) zeigen die Definitionen, wie viel Mittelung stattgefunden hat – natürlich wird je kleiner die Größe um so weniger Mittelung auftreten.

Claims

Verfahren zur Bewertung der Auswirkung eines benetzten absorbierenden Artikels mit einem gasdurchlässigen Material auf die Belüftung der Haut des Trägers durch Messen der relativen Feuchtigkeit (im englischen Text: relative humidity) in der Dampfphase innerhalb des durch eine Testpuppe getragenen Artikels mit den Schritten: a) Anbringen des absorbierenden Artikels an einer Testpuppe; b) Anbringen eines sensorischen Fühlers für relative Feuchtigkeit zwischen dem Artikel und der Oberfläche der Testpuppe, so dass das Ende des Fühlers seitlich zentriert etwa 5cm rückwärtig nach außen von dein Schritt-Punkt angebracht ist; c) Aufbringen eines Testfluids in einem oder mehreren nachfolgenden Schwällen mit dazwischen liegender Äquilibrierungs-Zeit dabei; d) Kontrollieren des RH-Messwerts.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Schwallvolumen im Schritt (c) 75ml beträgt, wenn es bei einer Maxi-Größe-Windel angewandt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (c) viermal mit 60 min Wartezeit wiederholt wird und der Messwert bezüglich der relativen Feuchtigkeit mindestens alle fünf Minuten genommen wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Testfluid-Aufbring-Rate 150 ml/min beträgt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Umgebungs-Test-Bedingungen auf 21 +/– 1 °C und 50 +/– 3% relative Luftfeuchtigkeit eingestellt sind.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei sich die Testpuppe in einer stehenden Position befindet.