DE69730701T2

DE69730701T2 - Absorbierender Wegwerfartikel mit verbesserter Hauttrocknung und mit verbesserter Atmungsaktivität der unteren Lage im Bereich von Kern und Umgebung

Info

Publication number: DE69730701T2
Application number: DE69730701T
Authority: DE
Inventors: Mathias K. Herrlein; Muir Charles Robertson; Dr. Manfred Plischke
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1997-06-25
Filing date: 1997-06-25
Publication date: 2005-09-22
Anticipated expiration: 2017-06-26
Also published as: ATE275908T1; JP2002511004A; ZA985508B; ES2229297T3; DE69730701D1; BR9810298A; CN1267208A; KR20010014229A; WO1998058611A1; US6545196B1; AU7670498A; CA2294939A1; EP0887054B1; TW555571B; CA2294939C; EP0887054A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf absorbierende Einwegartikel, wie Babywindeln, Inkontinenzartikel, Hygienetücher und dergleichen und insbesondere auf Artikel mit einer besseren Flüssigkeitshandhabung in Verbindung mit einer verbesserten Hautbelüftung, wie beispielsweise durch eine verbesserte Außenlagen-Atmungsfähigkeit.
Hintergrund der Erfindung
Absorbierende Einwegartikel, 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, Stuhl oder Menstruationsfluide anzunehmen, muss der Artikel bestimmte Teile des Körpers des Trägers abdecken. Im Allgemeinen decken gegenwärtige Artikel sogar größere Teile des Körpers des Trägers ab, um eine adäquate Speicherung von Ausscheidungen zu erlauben. Obwohl diese Abdeckung ein wesentliches Element der Funktionalität des Artikels ist, kann der Artikel auch – über eine Beeinflussung des Komforts des Trägers hinaus – einen negativen Einfluss auf die Haut einleiten, wie beispielsweise durch Ausüben eines Druckes auf die Haut und durch Erzeugen eines Luftabschlusses für bestimmte Teile der Haut, wodurch potentiell eine Überhydrierung der Haut eingeleitet wird, ins besondere unter Bedingungen, unter welchen der Träger eine gewissen Neigung zum Schwitzen hat.
Zahlreiche Versuche wurden offenbart, die auf ein Verbessern des Hautzustandes des Trägers abzielen, indem die überhydrierte Haut auf ein akzeptables Niveau dehydrieren kann, indem entweder Luft die Haut erreichen kann, indem potentielle Abdichtungseffekt minimiert werden, und/oder, indem Wasserdampf von der Oberfläche der Haut entfernt wird. Im Allgemeinen werden solche Mechanismen als "Atmungsfähigkeit" oder "Dampf- oder Feuchtigkeitsdurchlässigkeit" bezeichnet.
Eine Anzahl solcher Anmeldungen zielen auf Frauenhygieneprodukte, wie Katamneseprodukte oder sogenannte "Höscheneinlagen", wie sie beschrieben sind in EB-A-0 104 906; EP-A-0 171 041; EP-A-0 710 471. Solche Produkte haben im Allgemeinen eine relativ geringe Fluidspeicherkapazität im Vergleich zum Beispiel zu Babywindeln oder Erwachsenen-Inkontinenzprodukten, die häufig für theoretische Kapazitäten ausgelegt sind, die signifikant diejenigen der Frauenhygieneprodukte übersteigen.
Solche atmungsfähigen Materialien können verschiedene Arten von Bahnen sein, wie Folien, welche luft/dampf-durchlässig gemacht wurden, und zwar indem sie mit Öffnungen versehen wurden, wie dies beschrieben ist in US-A-5,628,737, oder indem die "Mikroporositäts"-Eigenschaft ausgenutzt wurde, 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, wodurch kleine Lücken 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 Textil- oder Vliesstoffbahnen sein können, wobei Luft/Dampf leicht durch die relativ großen Poren der Struktur hindurch dringen kann. Solche Bahnen sind im Hinblick auf ein Verbessern ihrer Flüssigkeits-Undurchlässigkeitseigenschaften behandelt oder nicht behandelt, wie dies beschrieben ist in EP-A-0 196 654. In der WO 95/16562 ist ein Laminat eines Vliesstoffes mit einer atmungsfähigen Folie offenbart. Weitere Offenbarungen, wie in WO 95/16746, beziehen sich auf weitere Materialien, die Wassermolekülen erlauben, durch sie hindurch zu diffundieren. Auch Kombinationen von verschiedenen Materialien mit verschiedenen Schichten eines der obigen Elemente sind auch allgemein bekannt.
Im Allgemeinen zeigen alle Materialien einen gewissen Ausgleich zwischen Gasdurchlässigkeit und Flüssigkeitsundurchlässigkeit. Dies wird besonders klar, wenn man sich die Porengröße eines bestimmten Materials ansieht, wobei eine Zunahme eine leichtere Gasdurchlässigkeit aber auch eine leichtere Flüssigkeitsdurchlässigkeit erlauben wird. Die letztere kann unerwünscht sein, insbesondere dann, wenn solche Materialien verwendet werden, um für Flüssigkeits-Zurückhalteregionen des Artikels, wie in der Kernregion, abzudecken.
Insbesondere für Artikel, die zum Aufnehmen höherer Mengen von Flüssigkeiten ausgelegt sind, wie beispielsweise Baby- oder Erwachsenen-Inkontinenzwindeln, wurden andere Ziele angestrebt, durch Atmungsfähig-Halten nur eines Teils des Artikels, wie beispielsweise durch ein Abdecken der flüssigkeitsabsorbierenden Teile (häufig als absorbierender Kern bezeichnet) durch ein nicht atmungsfähiges Material, aber durch Ausbilden anderer Teile des Artikels aus atmungsfähigen Materialien.
Insgesamt zielte der Stand der Technik auf ein Verbessern der Atmungsfähigkeit der Deckmaterialien oder zielte darauf, nur Teile des Artikels überhaupt atmungsfähig zu halten.
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 indem Vorteile der Absorptionseigenschaften des absorbierenden Kerns des Artikels ausgenutzt werden.
Der absorbierende Kern eines absorbierenden Artikels muss in der Lage sein, Ausscheidungen, welche anfangs auf der Decklage des absorbierenden Artikels abgeschieden werden, anzunehmen, zu verteilen und zu speichern. Vorzugsweise ist die Ausbildung des absorbierenden Kerns derart, dass der Kern die Ausscheidungen im Wesentlichen unmittelbar annimmt, nachdem sie auf der Decklage des absorbierenden Artikels abgeschieden worden sind, mit der Absicht, dass sich die Ausscheidungen nicht auf der Oberfläche der Decklage ansammeln und ablaufen, da dies zu einer nicht effizienten Fluidaufnahme durch den absorbierenden Artikel führen kann, was zu einer Benässung der äußeren Wäsche und zu einer Unbequemlichkeit für den Träger führen kann. Nach dem Eintrag besteht eine wesentliche Funktionalität des absorbierenden Artikels darin, die ausgeschiedenen Fluide fest zurück zu halten, um so eine Überhydrierung der Haut des Trägers zu vermeiden. Falls der absorbierende Artikel in dieser Hinsicht nicht gut funktioniert, kann eine von dem absorbierenden Kern zurück zur Haut gelangende Flüssigkeit – häufig als "Rücknässung" bezeichnet – schlechte Einflüsse auf den Zustand der Haut haben, welche zu einer Überhydrierung und einer wesentlich höheren Neigung zu Hautirritationen führen kann.
Es gibt viele Versuche, die Fluidhandhabungseigenschaften von absorbierenden Artikeln oder Kernen zu verbessern, insbesondere dann, wenn weitere Anforderungen hinzu kamen, wie eine gewünschte Reduktion von Produktvolumen oder -dicke. Solche Einflüsse werden diskutiert in der europäischen Patentanmeldung EP 797 968 (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 ein Verbessern der Interaktion der zur Haut orientierten Artikeloberfläche mit der Haut des Trägers. Es wurde nicht ausreichend erkannt, dass es eine Interaktion zwischen einem guten Rücknässungs-Verhalten des Artikels und einer hohen Belüftung durch die Außenlagenmaterialien hindurch gibt. Es wurde nicht ausreichend erkannt, dass ein Kombinieren von Kernen mit einer sehr guten Flüssigkeitshandhabungseigenschaft – resultierend in einer sehr guten Hauttro ckenheit – und Außenlagenmaterialien, die eine sehr gute Atmungsfähigkeit zulassen, einen Synergieeffekt haben kann. Es wurde nicht ausreichend realisiert, dass solche gut arbeitenden Kerne eine viel größere Designflexibilität für den Artikel und die Eigenschaften des den Kern überdeckenden Außenlagenmaterialien im Hinblick auf eine Flüssigkeitsdurchlässigkeit erlauben und somit eine noch höhere Luft- oder Dampfdurchlässigkeit erlauben.
So ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, absorbierende Einwegartikel zu schaffen, die ein besonders gutes Rücknässungs-Verhalten des Kerns mit dampfdurchlässigen Außenlagenmaterialien liefern, die eine erhöhte Dampfdurchlässigkeit der den Kern umgebenden Chassisregion-Außenlagenmaterialien aufweisen.
Es eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, hoch dampfdurchlässige Materialien in der Kern- und Chassisregion bereit zu stellen. Dadurch können sogar Materialien verwendet werden, welche es erlauben, dass konvektive Transportmechanismen vorherrschen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, solche Materialien als Außenlagenmaterialien in Kombination mit einem absorbierenden Kern zu verwenden, der eine hohe Flüssigkeits-Absorptionskapazität aufweist.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein absorbierender Einwegartikel, der auf eine verbesserte Hautbelüftung abzielt, durch Kombinieren der Vorteile eines absorbierenden Kerns, welcher ein gutes Rücknässungs-Verhalten bereit stellt, und unter Verwendung von Außenlagenmaterialien, welche dort, wo sie die Kernfläche abdecken, eine Dampfdurchlässigkeit schaffen, und welche eine sogar höhere Dampfdurchlässigkeit in der/die Chassisregion(en) haben, welche die Kernregion umgeben.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt schematisch eine streifenförmige Babywindel als Beispiel für einen absorbierenden Artikel
2 zeigt schematisch eine Anzieh-Babywindel als Beispiel für einen absorbierenden Artikel.
3 zeigt den Testaufbau für den Annahmetest.
4 zeigt den Testaufbau für das Post-Annahme-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 "Einweg" wird hier verwendet, um absorbierende Artikel zu beschreiben, welche nicht dazu gedacht sind, gewaschen oder in anderer Weise als absorbierende Artikel wieder hergestellt oder wieder verwendet zu werden (das heißt, sie sind dazu gedacht, nach der Benutzung weg geworden und vorzugsweise wieder aufbereitet, kompostiert oder in anderer Weise in einer umweltverträglichen Art deponiert zu werden).
Innerhalb des Kontextes der vorliegenden Erfindung umfasst der absorbierende Artikel:

a) – einen absorbierenden Kern (welcher aus Substrukturen und/oder Hüllmaterialien bestehen kann), einschließlich einer Decklage auf der zum Träger orientierten Seite, welche die innere Oberfläche bildet und welche – wenigstens in bestimmten Regionen derselben – den Ausscheidungen erlaubt, durch sie hindurch zu dringen, und einschließlich einer Außenlage auf der entgegen gesetzten Seite, welche die äußere Oberfläche des Artikels bildet und welche den absorbierenden Kern von der Außenseite trennt, wie beispielsweise von der Kleidung 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 bildet, und einer Außenlage. Die Außenlagen- und die Decklagenmaterialien des absorbierenden Kerns können mit 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, 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 ein 1 in ihrem flach ausgelegten, nicht zusammen gezogenen Zustand gezeigt (das heißt, mit nach außen gezogener elastisch induzierter Kontraktion, mit Ausnahme in den Seitenfeldern, wo das Gummi in seinem entspannten Zustand belassen ist), wobei Bereiche der Struktur weg geschnitten sind, um den Aufbau der Windel 20 deutlicher zu zeigen, wobei der Bereich der Windel 20, welcher von dem 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 Befestigungselement 42 und ein Anlageelement 34. Das Taillenverschlusssystem 40 ist in 1 so gezeigt, dass dieses vorzugsweise ein Paar Anbringungskomponenten 46 und eine zweite Anbringungskomponente 48 zeigt. Die Windel 20 umfasst vorzugsweise auch einen Positionierflecken 50, der unten angrenzend an jede erste Anbringungskomponente 46 angeordnet ist.
Die Windel 20 ist in 1 so gezeigt, dass sie eine äußere Oberfläche 52 (dem Betrachter in 1 zugewandt), eine innere Oberfläche 54 entgegen gesetzt zu der äußeren Oberfläche 52, eine erste Taillenregion 56, eine zweite Taillenregion 58 entgegen gesetzt zu der ersten Taillenregion 56 und einen Umfang 60, der durch die äußeren Ränder der Windel 20 gebildet wird, in welchem die Längsränder mit 62 bezeichnet sind und die Stirnränder mit 64 bezeichnet sind, aufweist. Die innere Oberfläche 54 der Windel 20, welche 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, die mit der Decklage 24 verbunden sind, gebildet). Die äußere Oberfläche 52 umfasst den Bereich der Windel 20, der von dem Körper des Trägers weg positioniert ist (das heißt, die äußere Oberfläche 52 wird im Allgemeinen durch wenigstens einen Bereich der Außenlage 26 und durch andere Komponenten gebildet, 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 Region 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 ist, sind sie vorzugsweise doch Spiegelbilder zueinander. Die Seitenfelder 52, die in der zweiten Taillenregion 58 positioniert sind, können in der Querrichtung elastisch dehnbar sein (das heißt, elastisch gemachte Seitefelder 30 sein). (Die Querrichtung (x-Richtung oder Breite) wird durch die Richtung definiert, die parallel zu der quer verlaufenden Mittellinie 66 der Windel 20 verläuft; die Längsrichtung (y-Richtung oder Länge) wird als die Richtung definiert, die parallel zu der längs verlaufenden Mittellinie 67 verläuft, die axiale Richtung (Z-Richtung oder Dicke) wird als die Richtung definiert, die sich durch die Dicke der Windel 20 hindurch erstreckt).
1 zeigt eine spezifische Ausführung der Windel 20, in welcher die Decklage 24 und die Außenlage 26 gegenüber dem Kern und die 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 absorbierenden Kerns 28 hinaus, um dadurch den Umfang 60 der Windel 20 zu bilden. Der Umfang 60 bildet die äußere Kontur, oder, in anderen Worten, die Ränder der Windel 20. Der Umfangs 60 umfasst die Längsränder 62 und die Stirnränder 64.
Obwohl jeder elastisch gemachte Beinaufschlag 32 so konfiguriert sein kann, dass dieser ähnlich einem der Beinbänder, Seitenklappen, Barrierenaufschlägen oder elastischen Aufschlägen ist, die oben beschrieben wurden, wird es vorgezogen, dass jeder elastisch gemachte Beinaufschlag 32 wenigstens einen inneren Barrierenaufschlag 84 aufweist, der eine Barrierenklappe 85 und ein elastisches Abstandselement 86 umfasst, wie dies beschrieben ist in dem oben genannten US Patent 4,090,803. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der elastisch gemachte Beinaufschlag 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 elastische Taillenmerkmal 34 umfassen, das einen verbesserten Sitz und eine solche bessere 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 nach außen und bildet im Allgemeinen 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, angrenzend an die Taille des Trägers angeordnet zu werden. Wegwerfbare Windeln sind im Allgemeine 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 umfassen einen Bereich der Decklage 24, einen Bereich der Außenlage 26, der vorzugsweise mechanisch gestreckt worden ist, und eine Bilaminatmaterial, das ein elastomeres Element 76 umfasst, welches der Decklage 24 und der Außenlage 26 positioniert ist, und ein elastisches Element 77, das zwischen der Außenlage 26 und dem Elastomerelement 76 positioniert ist.
Diese sowie weitere Komponenten der Windel ist in weiteren Einzelheiten in der WO93/16669 angegeben.
2 zeigt ein weiteres Beispiel für einen absorbierenden Artikel, für welchen die vorliegende Erfindung verwendet werden kann, nämlich eine wegwerfbare Anziehwindel. Diese wegwerfbare Anziehwindel 20 umfasst einen absorbierenden Kern 22, ein Chassis 21, das die Kernregion umgibt, und Seitennähte 10.
Die äußeren oder Außenlagenschichten 26 sind diejenigen Bereiche des Chassis 21 oder des absorbierenden Kerns 22, welche das Äußere der wegwerfbaren Anziehwindeln 20 bilden, das heißt, von dem Träger abgewandt sind. Die äußeren Schichten 26 sind nachgiebig, weichfühlig und nicht störend für die Haut des Trägers. Die se äußere Schicht kann eine einheitliche Materialschicht sein, die sowohl den Kern als auch die Chassisregionen oder Teile desselben abdeckt, oder kann unterschiedliche Materialien in diesen Regionen umfassen.
Die innere Decklage oder die Schichten 24 sind diejenigen Bereiche des Chassis 21 oder des Kerns 22, welche das Innere des Artikels bilden werden 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 den elastischen Flügelklappenelementen 90, elastischen Taillenbandelementen 76 und elastischen Strängen 105 verbunden werden, können direkt miteinander in den Flächen verbunden werden, die sich über das elastische Flügelklappenelement 90, die elastischen Taillenbandelemente 76 und die elastischen Stränge hinaus erstrecken.
Das Chassis 21 der wegwerfbaren Anziehwindel 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 umfassen, um die Leckage von Körperausscheidungen in den Beinregionen zu verringern. Obwohl jeder elastisch gemachte Beinaufschlag 32 so konfiguriert sein kann, dass dieser ähnlich einem der Beinbänder, Seitenklappen, Barrierenaufschlägen oder elastischen Aufschlägen ist, die oben beschrieben wurden, wird vorgezogen, dass jeder elastisch gemachte Beinaufschlag 32 wenigstens eine Seitenklappe 104 und ein oder mehr elastische Stränge 105 umfasst.
Das Chassis 21 der wegwerfbaren Anziehwindel 20 umfasst ferner vorzugsweise ein elastisch gemachtes Taillenband 34, das angrenzend an den Stirnrand der wegwerfbaren Anziehwindeln 20 in wenigstens dem hinteren Bereich 58 angeordnet ist, und hat ganz bevorzugt ein elastisch gemachtes Taillenband 34, das sowohl in dem vorderen Bereich 56 als auch in dem hinteren Bereich 58 angeordnet ist.
Absorbierender Kern/Kernstruktur
Der absorbierende Kern sollte im Allgemeinen komprimierbar, verformbar, nicht störend für die Haut des Trägers und in der Lage sein, Flüssigkeiten, wie Urin und andere bestimmte Körperausscheidungen, zu absorbieren und zurück zu halten. Der absorbierende Kern kann eine breite Vielfalt von flüssigkeitsabsorbierenden und flüssigkeitshandhabenden Materialien umfassen, die üblicherweise in Einwegwindeln und anderen absorbierenden Artikeln verwendet werden, wie beispielsweise – 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 es al. am 09. September 1986; US Patent 4,674,402 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 können so ausgelegt werden, dass sie mit den unten umrissenen Anforderungen für die Verwendung als absorbierender Kern 28 kompatibel sind.
Der absorbierende Kern kann eine einheitliche Kernstruktur haben oder er kann eine Kombination aus mehreren absorbierenden Strukturen aufweisen, welche wiederum aus ein oder mehreren Substrukturen bestehen können. Jede der Strukturen oder Substrukturen kann eine im Wesentlichen zweidimensionale Erstreckung haben (das heißt, eine Schicht sein) oder eine dreidimensionale Form haben.
Materialien für die Verwendung in den 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 sind (modifiziert oder nicht modifiziert) sowie synthetisch hergestellte Fasern sind, wie beispielsweise Polyolefine, wie Polyethylen und Polypropylen.
Für viele absorbierende Kerne und Kernstrukturen gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Verwendung von hydrophilen Fasern vorgezogen, welche erhalten werden kann, indem hydrophile Ausgangsmaterialien verwendet werden oder indem hydrophobe Fasern hydrophilisiert werden, wie beispielsweise mit einem grenzflächenaktiven Mittel behandelte oder mit Silica behandelte thermoplastische Fasern, die zum Beispiel aus Polyolefinen abgeleitet werden.
Geeignete natürlicherweise auftretende Fasern sind Holz-Zellstofffasern, welche erhalten werden können aus allgemein bekannten chemischen Verfahren, wie die Kraft- und Sulfit-Verfahren. Auch chemisch versteifte Zellulosefasern sind geeignet, wobei zum Beispiel Vernetzungsmittel auf die Fasern aufgebracht werden können, die nach der Auftragung dann veranlassen, dass Interfaser-Vernetzungsbindungen chemisch gebildet werden, welche die Steifigkeit der Fasern erhöhen können. Obwohl die Verwendung von Interfaser-Vernetzungsbindungen, um die Faser chemisch zu versteifen, vorgezogen wird, ist damit nicht gemeint, andere Typen von Reaktionen zum chemischen Versteifen der Fasern auszuschließen.
Fasern, die durch Vernetzungsbindungen in individualisierter Form versteift werden (das heißt, die individualisiert versteiften Fasern sowie ein Verfahren für ihre Präparierung) sind zum Beispiel 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-4,898,642d und US-A-5,137,537. Zusätzlich oder alternativ können synthetische oder thermoplastische Fasern in den absorbierenden Strukturen vorhanden sein, wie sie aus einem thermoplastischen Polymer hergestellt werden, das bei Temperaturen geschmolzen wird, die die Fasern nicht übermäßig beschädigen. Die thermoplastischen Materialien können aus einer Vielfalt von thermoplastischen Polymeren hergestellt werden, wie beispielsweise aus Polyolefinen und beispielsweise Polyethylen. Die Oberfläche der hydrophoben thermoplastischen Faser kann durch Behandlung mit einem grenzflächenaktiven Stoff hydrophil gemacht werden, wie beispielsweise mit einem nicht ionischen oder anionischen grenzflächenaktiven Stoff, zum Beispiel durch Besprühen der Faser mit einem grenzflächenaktiven Mittel, durch Eintauchen der Faser in einen grenzflächenaktiven Stoff oder durch Aufnehmen des grenzflächenaktiven Stoffes als Teil der Polymerschmelze beim Herstellen der thermoplastischen Faser: Beim Schmelzen und bei der Wiederverfestigung wird der grenzflächenaktive Stoff dazu neigen, an den Oberflächen der thermoplastischen Faser zu bleiben. Geeignete grenzflächenaktive Stoffe umfassen nicht ionische grenzflächenaktive Stoffe, wie Brij^® 76, hergestellt durch ICI Americas, Inc. aus Wilmington, Delaware, und verschiedene grenzflächenaktive Stoffe, die verkauft werden unter der Marke Pegosperse^® durch Glyco Chemical, Inc. aus Greenwich, Connecticut. Neben nicht ionischen grenzflächenaktiven Stoffen, können anionische grenzflächenaktive Stoffe auch verwendet werden. Diese grenzflächenaktiven Stoffe können auf die thermoplastischen Fasern in Anteilen aufgebracht werden von zum Beispiel etwa 0,2 bis etwa 1 Gramm pro Quadratzentimeter thermoplastischer Faser.
Geeignete thermoplastische Fasern können aus einem einzelnen Polymer hergestellt werden (Monokomponentfasern) oder können hergestellt werden aus mehr als einem Polymer (zum Beispiel Bikomponentfasern). Zum Beispiel können "Bikomponentfasern" sich auf thermoplastische Fasern beziehen, die eine Kernfaser umfas sen, die aus einem Polymer hergestellt worden ist, das innerhalb einer thermoplastischen Hülle eingeschlossen ist, die aus einem unterschiedlichen Polymer hergestellt worden ist. Das Polymer mit der Hülle schmilzt häufig bei einer anderen, typischerweise niedrigeren Temperatur als das Polymer, das den Kern bildet. Als Ergebnis liefern diese Bikomponentfasern eine thermische Bindung aufgrund des Schmelzens des Mantelpolymers, während die gewünschten Festigkeitseigenschaften des Kernpolymers erhalten bleiben.
In dem Falle von thermoplastischen Fasern kann ihre Länge in Abhängigkeit von dem speziellen Schmelzpunkt und anderen für diese Fasern erwünschten 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 des Schmelzpunktes, dieser thermoplastischen Fasern können auch durch Variieren des Durchmessers (der Dicke) der Fasern eingestellt werden. Der Durchmesser von diesen thermoplastischen Fasern wird typischerweise entweder durch Denier (Gramm pro 9000 Meter) oder Decitex (Gramm pro 10.000 Meter dtex) definiert. In Abhängigkeit von der spezifischen Anordnung innerhalb der Struktur können geeignete thermoplastische Fasern einen Decitex im Bereich von gut unter 1 Decitex, wie beispielsweise 0,4 Decitex bis etwa 20 dtex haben.
Die faserigen Materialien können in einer individualisierten Form verwendet werden, wenn der absorbierende Artikel hergestellt wird und eine luftgelegte Faserstruktur wird auf der Linie ausgebildet. Die Fasern können auch als eine vorgeformte Faserbahn oder ein Tissue verwendet werden. Diese Strukturen werden dann an die Produktion des Artikels im Wesentlichen in endloser oder sehr langer Form geliefert (z. B. auf einer Rolle, Spule) und werden dann auf eine geeignete Größe zugeschnitten. Dies kann an jedem solcher Materialien einzeln durchgeführt werden, bevor diese mit anderen Materialien kombiniert werden, um den absorbierenden Kern zu bilden, oder dann, wenn der Kern selbst geschnitten wird und die Materialien mit dem Kern gleich erstreckend sind. Es gibt eine breite Vielfalt zum Herstel len solcher Bahnen oder Tissues, und solche Verfahren sind im Stand der Technik allgemein bekannt.
Zusätzlich oder alternativ zu den Faserbahnen können die absorbierenden Kerne andere poröse Materialien, wie Schäume, umfassen. Bevorzugte Schäume sind offenzellige absorbierende polymere Schaummaterialien, wie sie vom Polymerisieren einer Wasser-in-Öl-Emulsion mit hoher innerer Phase abgeleitet werden (nachfolgend als HIPE bezeichnet). Solche polymeren Schäume können gebildet werden, um die erforderlichen Speichereigenschaften zu verleihen sowie die erforderlichen Verteilungseigenschaften, 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 bevorzugt, 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 polymeren Materialien werden im Allgemeinen auch als "Hydrokolloide" oder "superabsorbierende" Materialien bezeichnet. Die Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere haben vorzugsweise eine Vielzahl von anionischen funktionellen Gruppen, wie Sulfonsäure, und ganz typischerweise Carboxygruppen. Beispiele von Polymeren, die hier für die Verwendung geeignet sind, umfassen solche, welche aus polymerisierfähigen, ungesättigten, Säure enthaltenden Monomeren präpariert werden.
Hydrogel bildende absorbierende Polymere, die für die vorliegende Erfindung geeignet sind, enthalten Carboxygruppen. Diese Polymere enthalten hydrolysierte, mit Stärke-Acrylnitril gepfropfte Copolymere, teilweise neutralisierte, mit Stärke- Acrylnitril gepfropfte Copolymere, mit Stärke-Acrylsäure gepfropfte Copolymere, teilweise neutralisierte, mit Stärke-Acrylsäure gepfropfte Copolymere, verseifte Vinylacetat-Acrylester-Copolymere, hydrolysierte Acrylnitril- oder Acrylamid-Copolymere, leicht vernetzte Polymere eines der vorstehenden Copolymere, teilweise neutralisierte Polyacrylsäure und leicht vernetzte Polymere aus teilweise neutralisierter Polyacrylsäure. Diese Polymere können entweder alleine oder in der 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 zur Verwendung beim Herstellen Hydrogel bildender Teilchen sind leicht vernetzte Polymere und teilweise neutralisierte Polyacrylsäuren und Stärkederivate davon. Am meisten 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 Eigenschaften des extrahierbaren Polymergehalts der Vorläuferteilchen und der sich ergebenden Makrostrukturen. Verfahren zum Vernetzen der Polymere und typische Vernetzungsmittel sind beschrieben in größerem Detail in 'dem hier vorerwähnten Patent 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.
Während die einzelnen Elemente separat offenbart wurden, kann eine absorbierende Struktur oder Substruktur hergestellt werden, indem eine oder mehrere dieser Elemente kombiniert werden.
Designkapazität und ultimative 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 75 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 rtikels 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/24 h/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.
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 [g/m²/24 h]
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/m²/24 h 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.
Alternativ können solche Materialien aus Vliesstoffmaterialien hergestellt werden, 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/m²/24 h bis 6000 g/m²/24 h 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 Wesentli chen 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 verbesser te 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/m²/24 h].
Dadurch bleibt es nach wie vor relevant, dass die Atmungsfähigkeit des/der Chassisregion(en) maximiert wird und auf diese Weise höher als für die Kernregion ist, so dass sie zum Beispiel einen MVTR-Wert von dem 1,2-fachen des Wertes des Kernes aufweist. Vorzugsweise sollte die Chassisregion einen MVTR-Wert von wenigstens etwa 4500 g/m²/24 h haben.
Falls das Chassis oder die Kernregion Subregionen mit variierenden MVTR-Werten aufweisen, können diese über den flächen-gewichteten Mittelwert gemittelt werden.
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/m²/24 h)] gut arbeiten und dass ein Verhältnis von weniger als 0,019 [mg/(g/m²/24 h)] oder sogar weniger als 0,016 [mg/(g/m²/24 h)] noch bevorzugter sind.
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, wobei der Kern durch die folgenden Schritte modifiziert wurde: 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 eine Folie eines mikroporösen Films, wie er geliefert wird durch MITSUI Toatsu Co., Japan, unter der Bezeichnung ESPOIR NO., mit einer Spiralkleber-Applikation klebend auflaminiert.
Beispiel 2 kann hergestellt werden durch Ersetzen des den Kern überdeckenden Mittelstreifen des Beispiels 2 durch eine hochgradig atmungsfähige Folie, wie sie geliefert wird durch EXXON Chemicals III., US unter der Bezeichnung EXXAIRE.
Auch das Beispiel 3 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.
Diese Produkte wurden dem PACORM-Test unterzogen, und die jeweiligen Materialien dem MVTR-Test, mit den folgenden Ergebnissen:
Tabelle 2
Als Vergleichsbeispiele wurden die folgenden Produkte bewertet:
Das Vergleichsbeispiel 1 basiert auf einem im Handel erhältlichen Produkt, nämlich PAMPERS PREMIUM, GRÖSSE 4, wie sie verkauft wird durch Procter & Gamble in den USA mit einem modifizierten Kernsdesign in den Beispielen 1 und 2, wobei die PE-Außenlage in dem Windel-Flügelabschnitt mit Öffnung versehen wurde, wobei die Öffnungen einen Durchmesser von 0,5 mm bei etwa 140 Öffnungen/cm² aufweisen, was zu einem Öffnungsbereich von etwa 27% führt.
Vergleichsbeispiel 2 ist ein im Handel erhältliches Produkt, wie es vermarktet wird durch UniCharm Corp. in Janpan unter der Handelsbezeichnung Moonyman, Größe 4. Dieses Produkt hat einen mittel-durchlässigen mikroporösen Film, der sowohl den Kern als auch die Chassisregionen abdeckt.
Vergleichsbeispiel 3 ist eine Anziehwindel wie in Beispiel 3, jedoch ohne den modifizierten Kern von Beispiel 3, sondern mit dem herkömmlichen Kern der PAMPERS BABY DRY PLUS.
Das Vergleichsbeispiel 4 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/24 h/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/24 h/m² für gemittelte Werte von bis zu etwa 5000 g/24 h/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/24 h/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/24 h/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 temperatur- 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 unterschiedliche Probengrößen und/oder unterschiedliche Durchlässigkeitsbereiche zu ermöglichen. 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 (Druckhöhen-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)H₂PO₄; 0,15 g/l (NH₄)H₂PO₄; 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-Co1lagen-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 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, 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, ak kurat 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 (20) mit einem absorbierenden Kern (22; 28), der einen Kern-Bereich bildet, und einer Kern-Außenlage, die den Kern-Bereich bedeckt, und einem den Kern-Bereich umgebenden Chassis-Bereich (21) umfassend eine Chassis-Außenlage, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kern-Bereich das Verhältnis des Nach-Aufnahme-Kollagen-Rücknäss-Verfahren (PACORM)-Wertes, wie hierin definiert, zu dem MVTR-Wert der Außenlage kleiner als 0,028 [mg/(g/m²/24 h)] ist; und der MVTR-Wert der Außenlage des Chassis-Bereiches, der den Kern-Bereich umgibt, größer als der MVTR-Wert der Außenlage des Kern-Bereiches ist, wobei die Außenlage umfasst a) eine mikroporöse deformierte Folie, die durch Strecken und Dehnen einer polymeren Folie erhältlich ist, umfassend eine polymere Matrix mit Füllpartikeln darin; oder b) ein Nonwoven-Material, welches flüssigkeitsundurchlässig ist und welches einen MVTR von 4500 g/m²/24 h bis 6000 g/m²/24 h aufweist.
Absorbierender Artikel (20) nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kern-Bereich das Verhältnis des PACORM-Wertes zu den MVTR-Werten kleiner als 0,019 [mg/(g/m²/24 h)] ist.
Absorbierender Artikel (20) nach Anspruch 1 oder 2, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die MVTR-Werte der Außenlage des Chassis- Bereiches (21), der den Kern-Bereich umgibt, mindestens 20% größer als die MVTR-Werte der Außenlage des Kern-Bereiches sind.
Absorbierender Artikel (20) nach Anspruch 1 oder 3, ferner dadurch gekennzeichnet, dass ein Kern-Bedeckungs-BS-Material eine Luftdurchlässigkeit von mehr als 1500 l/s/cm² aufweist.
Absorbierender Artikel (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Kern-Bedeckungs-Material eine Flüssigkeits-Undurchlässigkeit von weniger als 140 mm in dem Hydro-Druckhöhe-Test aufweist.
Absorbierender Artikel (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner dadurch gekennzeichnet, dass der absorbierende Kern (22; 28) ein maximales Speichervermögen von mindestens 75 ml aufweist.
Absorbierender Artikel (20) nach Anspruch 6, ferner dadurch gekennzeichnet, dass der absorbierende Kern (22; 28) ein maximales Speichervermögen von mindestens 90 ml aufweist.
Absorbierender Artikel (20) nach Anspruch 7, ferner dadurch gekennzeichnet, dass der absorbierende Kern (22; 28) ein maximales Speichervermögen von mindestens 165 ml aufweist.
Absorbierender Artikel (20) nach Anspruch 8, ferner dadurch gekennzeichnet, dass der absorbierende Kern (22; 28) ein maximales Speichervermögen von mindestens 300 ml aufweist.
Absorbierender Artikel (20) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Chassis Außenlagen-Materialien mit einem MVTR von mehr als 4000 g/m²/24 h aufweist.
Absorbierender Artikel (20) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Chassis ein Außenlagen-Material mit einer Luft-Durchlässigkeit von mehr als 2500 l/s/cm² aufweist.
Absorbierender Artikel (20) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Artikel eine Babywindel (20) oder ein Inkontinenzartikel für Erwachsene ist.