DE69735757T2

DE69735757T2 - Doppelschichtiger absorbierender Einsatzkern mit verbesserter Flüssigkeitshandhabung

Info

Publication number: DE69735757T2
Application number: DE69735757T
Authority: DE
Inventors: Ute Klodt; Agustin Ramos Blance; Ivan Jean Ollivier
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1997-06-25
Filing date: 1997-06-25
Publication date: 2007-01-25
Anticipated expiration: 2017-06-26
Also published as: CA2294376A1; JP2002507903A; ATE324093T1; DE69735757D1; EP0887060A1; KR100447384B1; KR20010014225A; EP0887060B1; AU7823298A; WO1998058615A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Einwegabsorptionsmittel wie Windeln, Inkontinenzartikel, Damenbinden, Übungshosen und dergleichen und insbesondere solche Artikel, die zwei absorbierende Elemente umfassen, wobei das äußere Element das primäre Befestigungsmittel umfasst und das innere Element ein hochleistungsfähiges absorbierendes Element umfasst.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Kleidungsstücke zum Auffangen von Körperausscheidungen sind im Stand der Technik gut bekannt. Diese Kleidungsstücke sind ausgelegt, um Urin, Fäkalien und andere vom Körper ausgeschiedene Materialien aufzunehmen und diese Ausscheidungen sowohl von dem Körper als auch von der Umgebung des Trägers zu isolieren. Typischerweise weisen diese Kleidungsstücke zwei Hauptteile auf, nämlich ein absorbierendes Element und Fixierungs- und Abdichtelemente wie Klebstreifen, Gummibänder und dergleichen. In einigen Ausführungsformen bilden beide Teile einen Einheitsabsorptionsartikel wie viele Babywindeln, die gegenwärtig auf dem Markt verkauft werden, in anderen Ausführungsformen liegen die zwei Teile nicht in einer Einheit vor, wie bei der Kombination von absorbierenden Einlagen mit elastisch gemachten Unterhosen. Andere herkömmliche Ansätze verwenden einen Einheitsartikel, der sowohl absorbierende Elemente als auch Fixierungselemente in Kombination mit „Einsätzen" umfasst, um die Kapazität des ersten absorbierenden Elements zu erhöhen und sein unzulängliches Absorptionsvermögen auszugleichen. WO 96/29037 offenbart zum Beispiel einen Einsatz für einen Absorptionsartikel, der geeignet ist, um zusammen mit diesem Absorptionsartikel einen kombinierten Absorptionsartikel mit erhöhter Kapazität zu bilden.
Insgesamt lag der Schwerpunkt nicht auf der Verbesserung der Leistung des primären Elements, sondern zielte auf die Beseitigung des inneren, sekundären Absorptionselements ab.
Jedoch erkannte keine dieser Herangehensweisen den Nutzen, der erbracht wird, wenn ein äußeres Element, das mindestens ein mäßiges Absorptionsvermögen aufweist, mit hochleistungsfähigen inneren Elementen kombiniert wird.
AUFGABEN DER ERFINDUNG
Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen nicht einheitlichen Absorptionsartikel bereitzustellen, der ein äußeres absorbierendes Element umfasst, das ein primäres absorbierendes Element umfasst, und ein inneres Element umfasst, das ein sekundäres absorbierendes Element mit höherer Hauttrockenheitsleistung umfasst. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen nicht einheitlichen Absorptionsartikel bereitzustellen, wobei eines seiner Elemente bei jeder Beladung entfernt und entsorgt werden soll und das andere über mehrere Wechsel des ersten benutzt werden kann.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Absorptionsartikel, die mindestens zwei Elemente umfassen, wobei das Element, das zum Träger gerichtet positioniert ist, eine höhere ultimative Speicherkapazität aufweist als das äußere, wobei eine höhere Hauttrockenheitsleistung bereitgestellt wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 stellt die Prüfstandsanordnung der Aufnahme dar.
2 stellt die Testanordnung des Verfahrens der Collagenrücknässung nach Aufnahme dar.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Wie hier verwendet, bezeichnet der Ausdruck „Absorptionsartikel" Vorrichtungen, welche Körperausscheidungen absorbieren und enthalten, und insbesondere Vorrichtungen, die am Körper oder in der Nähe des Körpers des Trägers angeordnet werden, um die verschiedenen Ausscheidungen, die aus dem Körper ausgeschieden werden, zu absorbieren und zu enthalten. Der Ausdruck „Einweg-" wird hier verwendet, um Absorptionsartikel zu beschreiben, die als Absorptionsartikel nach der Verschmutzung oder Beladung nicht gewaschen oder anderweitig wiederhergestellt werden sollen (das heißt, sie sollen nach einer einzigen Beladung oder Verschmutzung entsorgt, vorzugsweise recycelt, kompostiert oder anderweitig umweltgerecht entsorgt werden). Im Kontext der vorliegenden Erfindung umfasst der Einwegabsorptionsartikel zwei Elemente, von denen eines – nämlich das innere, das in Richtung des Körpers des Trägers positioniert ist – nach jedem „Wechsel" durch ein frisches entsorgt werden soll, wohingegen das andere – nämlich das äußere, das heißt, das an der Kleidungsstückseite positionierte – über mehrere Tragezeiträume des inneren benutzt werden kann. Folglich ist das äußere Element noch immer ein „Einweg"-Element zur „einmaligen Benutzung", jedoch kann sich dieser Benutzungszeitraum über einen oder mehrere Benutzungszeiträume des inneren Elements erstrecken. In Anbetracht des Gesamtbenutzungszeitraums des äußeren Elements können mehrere innere Elemente in Kombination damit benutzt werden, jedoch bezeichnet der Ausdruck „ein Absorptionsartikel" im Folgenden eine Kombination eines inneren und eines äußeren Elements, die zu einem Zeitpunkt zusammen getragen werden.
Die vorgesehene Benutzergruppe für Artikel gemäß der vorliegenden Erfindung sind inkontinente Erwachsene, jedoch auch Säuglinge und Kleinkinder und dergleichen, das heißt, im Allgemeinen Benutzer, die bedeutende Urinladungen und – zumindest im Hinblick auf einen Teil der Wechsel – auch Fäkalienmaterialladungen für den Artikel bereitstellen.
Die Artikel gemäß der vorliegenden Erfindung werden im Allgemeinen am oder um den unteren Rumpf des Trägers getragen. Die beabsichtigte Benutzung ist dergestalt, dass sowohl das primäre äußere Element als auch das sekundäre innere Element an den Benutzer angelegt werden. Diese Elemente werden derart angeordnet, dass die Beladung zunächst von dem sekundären (inneren) Element aufgefangen wird. Falls gewünscht, kann dies durch ein frisches sekundäres (inneres) Element ausgewechselt und ersetzt werden. Wenn es nach einer Beschmutzung nicht schnell genug gewechselt wird oder mit größeren Mengen von Beladungen wie mit Fäkalien beladen wird, kann es passieren, dass auch das primäre Element beladen und/oder beschmutzt wird. Folglich kann da primäre (äußere) Element über einen oder mehrere Benutzungszyklen für das sekundäre (innere) Element verwendet werden.
Das primäre und das sekundäre Element der vorliegenden Erfindung umfassen sowohl Chassis- als auch Kernbestandteile, das heißt, beide Elemente stellen Absorptionsvermögen bereit und beide Elemente stellen Mittel zum Abdichten gegen die Außenseite, nämlich eine Unterschicht, bereit und beide können weitere Mittel zur Fixierung und dergleichen umfassen.
Primäres absorbierendes Element
Das primäre absorbierende Element umfasst im Allgemeinen

– einen primären Absorptionskern (der aus Unterstrukturen bestehen kann);
– eine flüssigkeitsdurchlässige Oberschicht;
– eine flüssigkeitsundurchlässige Unterschicht;
– wahlweise weitere Merkmale wie Verschlusselemente oder Elastizitätsvermögen.

Das primäre Element umfasst eine flüssigkeitsdurchlässige Oberschicht auf der zum Träger gerichteten Oberfläche des primären Elements; eine flüssigkeitsundurchlässige Unterschicht auf der entgegengesetzten Oberfläche des primären Ele ments, die von dem Träger abgewandt ist; einen Absorptionskern, der zwischen der Oberschicht und der Unterschicht positioniert ist.
Oft weisen die Oberschicht und die Unterschicht Abmessungen auf, die größer als der Absorptionskern sind, um die Kombination der zwei Randbereiche zu ermöglichen, welche den Kern umgeben, wodurch die strukturelle Integrität der Unterelemente bereitgestellt wird.
Wenngleich die Oberschicht, die Unterschicht und der Absorptionskern in verschiedenen gut bekannten Konfigurationen angeordnet werden können, sind bevorzugte Windelkonfigurationen beschrieben in US-Patent 3 860 003 mit dem Titel „Contractable Side Portions for Disposable Diaper", die am 14. Januar 1975 an Kenneth B. Buell erteilt wurde; und in der US-Patentanmeldung Seriennr. 07/715 152, „Absorbent Article With Dynamic Elastic Waist Feature Having A Predisposed Resilient Flexural Hinge", Kenneth B. Buell et al., eingereicht am 13. Juni 1991, zugelassen.
Die Unterschicht kann durch eine gleichmäßige kontinuierliche Klebstoffschicht, eine gemusterte Klebstoffschicht oder eine Anordnung von getrennten Klebstofflinien, -spiralen oder -punkten an dem Absorptionskern befestigt werden. Klebstoffe, die als zufrieden stellend befunden wurden, werden von H.B. Fuller Company aus St. Paul, Minnesota hergestellt und als HL-1258 vermarktet. Die Befestigungsmittel umfassen vorzugsweise ein offenes Musternetzwerk aus Klebstofffäden, wie in US-Patentschrift 4 573 986 mit dem Titel „Disposable Waste-Containment Garment" offenbart wird, die am 4. März 1986 an Minetola et al. erteilt wurde, mehr bevorzugt mehrere Klebstofffadenlinien, die in ein Spiralmuster gewirbelt werden, wie durch die Vorrichtung und das Verfahren erläutert wird, die in US-Patentschrift 3 911 173, die am 7. Oktober 1975 an Sprague, Jr. erteilt wurde; US-Patentschrift 4 785 996, die am 22. November 1978 an Ziecker, et al. erteilt wurde; und US-Patentschrift 4 842 666, die am 27. Juni 1989 an Werenicz erteilt wurde, dargestellt wird. Alternativ können die Befestigungsmittel Heißverklebungen, Druckbindungen, Ultraschallbindungen, dynamisch-mechanische Bindungen oder beliebige andere geeignete Befestigungsmittel oder Kombinationen dieser Befestigungsmittel, die dem Stand der Technik entsprechen, umfassen.
Die Unterschicht ist für Flüssigkeiten (zum Beispiel Urin) undurchlässig und kann aus einer dünnen Kunststofffolie hergestellt werden, obwohl andere flexible, flüssigkeitsundurchlässige Materialien ebenfalls verwendet werden können. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck „flexibel" auf Materialien, die nachgiebig sind und sich ohne weiteres an die allgemeine Form und Kontur des menschlichen Körpers anpassen. Die Unterschicht kann folglich ein gewebtes Material oder Vliesmaterial, Polymerfilme wie thermoplastische Filme aus Polyethylen oder Polypropylen oder Verbundmaterialien wie ein mit einer Filmschicht überzogenes Vliesmaterial umfassen. Folglich kann die Untersicht eine thermoplastische Schicht sein, die eine Dicke von etwa 0,012 mm bis etwa 0,051 mm aufweist. Solche Materialien für die Unterschicht schließen RR8220-Blasfolien und RR5475-Gießfolien ein, wie sie von Tredegar Industries, Inc. of Terre Haute, IN, USA hergestellt werden. Die Unterschicht kann geprägt und/oder aufgeraut sein, um eine eher stoffartige Erscheinung bereitzustellen. Vorzugsweise kann die Unterschicht 26 ermöglichen, dass Dämpfe durchdringen (das heißt, atmungsaktiv sein) und gleichzeitig immer noch verhindern, dass Ausscheidungen durch die Unterschicht dringen.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das primäre Element ein elastisch gemachtes Beinbündchen, sogar mehr bevorzugt zusätzlich ein elastisches Abdichtbündchen, wobei jedes einen oder mehrere elastische Stränge aufweist, wie in US-Patentschrift 4 695 278 beschrieben ist.
Das primäre Element umfasst ferner einen elastischen Taillenbestandteil, der eine verbesserte Anpassung und Zurückhaltung bereitstellt, und weist vorzugsweise zwei elastische Taillenbestandteile auf, von denen einer in dem vorderen Taillenbereich und der andere in dem hinteren Taillenbereich positioniert ist. Das primäre Element kann ferner andere elastische Merkmale wie ein elastisches Seitenfeld umfassen und eine verbesserte nachhaltige Anpassung des Artikels ermöglichen.
Vorzugsweise umfasst das primäre Element Fixierungsmittel, um den primären Artikel in der geeigneten Positionierung an dem Träger zu halten. Dadurch wird implizit auch das sekundäre Element befestigt, so dass diese Mittel unter Berücksichtigung des sekundären Elements konzipiert und dimensioniert werden sollten. Solche Fixierungsmittel können herkömmliche Klebebänder oder mechanische Verschlusssysteme sein, können jedoch auch topische Klebstoffe umfassen, um Teile des primären Elements an der Haut des Trägers zu befestigen.
Im Allgemeinen sind solche Elastifizierungs- oder Verschlussmerkmale im Stand der Technik gut bekannt und – zum Beispiel – in EP 0254476 (Alemany) oder WO 93/16669 beschrieben.
Das primäre Element weist als ein wesentliches Merkmal ein primäres Absorptionskernelement auf. Da nicht beabsichtigt wird, dass es den Großteil der Ausscheidungen aufnimmt, und es ebenfalls nicht beabsichtigt wird, dass es – insbesondere in den Beladungsbereichen – in direktem Kontakt mit der Haut des Trägers steht, muss es bestimmte, jedoch nicht sehr strenge Absorptionsanforderungen erfüllen. Dabei muss es eine ausreichend hohe Flüssigkeitsabsorptionsfähigkeit aufweisen. Es ist herausgefunden worden, dass eine ultimative Speicherkapazität von 75 ml für bestimmte Anwendungen angemessen sein kann, dass jedoch 90 ml im Allgemeinen mehr bevorzugt werden und 165 ml oder mehr am meisten bevorzugt werden.
Auch trägt das primäre Absorptionskernelement aufgrund seiner allgemeinen Komprimierbarkeit und Anpassungsfähigkeit zu der Gesamtweichheit des gesamten Artikels bei.
Sekundäres absorbierendes Element
Das sekundäre Element soll während der Benutzung derart positioniert werden, dass es im Inneren des primären (äußeren) Elements angeordnet wird. Solch eine Anordnung ist aus Einsätzen gut bekannt, wobei diese jedoch die Anforderung der vorliegenden Erfindung im Hinblick auf die spezifische Flüssigkeitshandhabung nicht erfüllen, wie weiter ausgeführt werden wird. Dieses sekundäre Element umfasst die Oberschicht und die Unterschicht, wobei es im Wesentlichen die gleichen oder ähnliche Anforderungen wie für das primäre Element erfüllt und Längen- und Breitenabmessungen aufweist, die im Allgemeinen größer als diejenigen des sekundären Absorptionskerns sind.
Wahlweise und vorzugsweise umfasst das sekundäre Element Fixierungs- und Abdichtmerkmale wie Verschlusselemente oder elastisch machende Elemente, die jedoch nicht die Unterstützung beider Elemente ermöglichen müssen, sondern eher darauf abzielen, die Fixierungs- und Abdichtelemente des primären Elements zu ergänzen, zum Beispiel um die Anpassung des Artikels zu erhalten und zu unterstützen. Solche Fixierungsmittel können Klebstoffanwendungen wie die gut bekannten „Unterhosenbefestigungsklebstoffe" sein, wobei in dem Kontext der vorliegenden Erfindung die Fixierung nicht mit der Unterwäsche des Trägers sondern mit dem primären Element durchgeführt wird. Solche Klebstoffe können unmittelbar vor der Verwendung freigelegt oder anderweitig aktiviert werden. Solche Klebstoffe können auch durch mechanische Fixierungsmittel wie durch das gut bekannte Kiettverschlusssystem oder einfach durch Hakenelemente ersetzt werden, die an der Unterschicht des sekundären Elements zum Eingriff mit der Oberfläche, zum Beispiel einer Vliesoberfläche, des primären Elements befestigt werden. Solche Befestigungsmittel können auch topische Klebstoffe sein, um das sekundäre Element an der Haut des Trägers zu befestigen.
Neben diesen optionalen, wenngleich teilweise bevorzugten Merkmalen ist es wesentlich, dass das sekundäre Element den strikten Leistungsanforderungen der Flüssigkeitshandhabung entspricht, welche durch die folgenden Materialien und Ausführungen erreicht werden können.
Sekundäres Absorptionskernelement
Der sekundäre Absorptionskern sollte im Allgemeinen komprimierbar, anpassbar, für die Haut des Trägers nicht reizend sein und dazu fähig sein, Flüssigkeiten wie Urin oder andere bestimmte Körperausscheidungen zu absorbieren und zurückzuhalten. Der sekundäre Absorptionskern weist eine Kleidungsstückoberfläche („unterer" Teil oder „Boden"-Teil), eine Körperoberfläche, Seitenränder und Taillenränder auf. Der Absorptionskern kann eine große Vielfalt flüssigkeitsabsorbierender Materialien oder Flüssigkeitshandhabungsmaterialien umfassen, die gewöhnlich in Einwegwindeln und anderen Absorptionsartikeln verwendet werden, wie – ohne darauf beschränkt zu sein – zerriebenen Holzzellstoff, der im Allgemeinen als Luftfilz oder Airfelt bezeichnet wird; schmelzgeblasene Polymere, einschließlich Coform; chemisch versteifte, modifizierte oder vernetzte Cellulosefasern; Zellstoff, einschließlich Zellstoffwicklungen und Zellstofflaminaten.
Beispiele absorbierender Strukturen sind in US-Patent 4 610 678 mit dem Titel „High-Density Absorbent Structures", das am 9. September 1986 an Weisman et al. erteilt wurde; US-Patent 4 673 402 mit dem Titel „Absorbent Articles With Dual-Layered Cores", das am 16. Juni 1987 an Weisman et al. erteilt wurde; US-Patent 4 888 231 mit dem Titel „Absorbent Core Having A Dusting Layer", das am 19. Dezember 1989 an Angstadt erteilt wurde; EP-A-0 640 330 von Bewick-Sonntag et al.; US-Patent 5 180 622 (Berg et al.); US-Patent 5 102 597 (Roe et al.); US-Patent 5 387 207 (LaVon) beschrieben. Solche Strukturen können angewendet werden, um den unten genannten Anforderungen zur Verwendung als Absorptionskern 28 zu entsprechen.
Der sekundäre Absorptionskern kann eine Einheitskernstruktur oder eine Kombination mehrerer absorbierender Unterstrukturen sein, die wiederum aus weiteren Unterstrukturen bestehen können. Jede der Strukturen oder Unterstrukturen kann eine im Wesentlichen zweidimensionale Ausdehnung (das heißt, eine Schicht sein) oder eine dreidimensionale Form aufweisen.
Materialien zur Verwendung in dem sekundären Absorptionskernelement
Das sekundäre Absorptionskernelement der vorliegenden Erfindung kann Fasermaterialien umfassen, um eine Faserbahn oder Fasermatrizen zu bilden.
Fasern, die in der vorliegenden Erfindung nützlich sind, umfassen jene, die natürlich vorkommende Fasern (modifiziert oder nicht modifiziert) sowie synthetisch hergestellte Fasern, wie Polyolefine wie Polyethylen und Polypropylen, sind.
Geeignete natürlich vorkommende Fasern sind Holzfaserstoffe, die aus gut bekannten chemischen Verfahren wie dem Kraft- und Sulfitverfahren erhalten werden können. Auch chemisch versteifte Cellulosefasern sind geeignet, wobei zum Beispiel Vernetzungsmittel auf die Fasern aufgetragen werden können, die nach dem Auftragen die chemische Bildung von Vernetzungsbindungen zwischen den Fasern bewirken, welche die Steifheit der Fasern erhöhen können. Wenngleich die Benutzung von Vernetzungsbindungen zwischen den Fasern zum chemischen Versteifen der Fasern bevorzugt wird, wird nicht beabsichtigt, andere Reaktionsarten zum chemischen Versteifen von Fasern auszuschließen.
Fasern, die in individualisierter Form durch Vernetzungsbindungen versteift werden (das heißt, die individualisierten versteiften Faserns sowie deren Herstellungsverfahren) sind zum Beispiel in US-A-3 224 926; US-A-3 440 135; US-A-3 932 249 und US-A-4 035 147; US-A-4 898 642d und US-A-5 137 537 offenbart.
Außerdem oder als Alternative können in den sekundären Absorptionsstrukturen synthetische oder thermoplastische Fasern wie solche, die aus jeglichem thermoplastischen Polymer hergestellt werden, das bei Temperaturen geschmolzen werden kann, welche die Fasern nicht übermäßig beschädigen, enthalten sein. Die thermoplastischen Materialien können aus verschiedenen thermoplastischen Po lymeren, wie Polyolefinen wie Polyethylen, hergestellt werden. Die Oberfläche der hydrophoben thermoplastischen Faser kann durch die Behandlung mit einem Tensid wie einem nichtionischen oder anionischen Tensid, zum Beispiel durch Besprühen der Faser mit einem Tensid, durch Eintauchen der Faser in ein Tensid oder durch Einbeziehen des Tensids als Teil der Polymerschmelze bei der Herstellung der thermoplastischen Faser hydrophil gemacht werden. Nach Schmelzen und erneuter Verfestigung neigt das Tensid dazu, an den Oberflächen der thermoplastischen Faser zu verbleiben.
Geeignete thermoplastische Fasern können aus einem einzigen Polymer (Monokomponentenfasern) oder aus mehr als einem Polymer (zum Beispiel Bikomponentenfasern) hergestellt werden. Zum Beispiel können sich „Bikomponentenfasern" auf thermoplastische Fasern beziehen, welche eine Kernfaser umfassen, die aus einem Polymer hergestellt ist, das innerhalb einer thermoplastischen Umhüllung eingeschlossen ist, die aus einem anderen Polymer hergestellt ist. Das Polymer der Hülle schmilzt häufig bei einer anderen, typischerweise geringeren Temperatur als das Polymer des Kerns. Folglich stellen diese Bikomponentenfasern aufgrund des Schmelzens des Hüllenpolymers eine thermische Bindung bereit und bewahren gleichzeitig die gewünschten Festigkeitseigenschaften des Kernpolymers.
Bei thermoplastischen Fasern kann deren Länge je nach dem bestimmten Schmelzpunkt und anderen für diese Fasern gewünschten Eigenschaften variieren. Typischerweise weisen diese thermoplastischen Fasern eine Länge von etwa 0,3 bis etwa 7,5 cm, vorzugsweise von etwa 0,4 bis etwa 3,0 cm auf. Die Eigenschaften einschließlich des Schmelzpunktes dieser thermoplastischen Fasern können ferner durch Variieren des Durchmessers (der Dicke) der Fasern eingestellt werden. Der Durchmesser dieser thermoplastischen Fasern wird typischerweise entweder in Denier (Gramm pro 9 000 Meter) oder in Dezitex (Gramm pro 10 000 Meter, dtex) definiert. Je nach der spezifischen Anordnung innerhalb der Struktur können geeignete thermoplastische Fasern einen Dezitex im Bereich von gut unter 1 Dezitex, wie 4 × 10^–5 g/m (0,4 Dezitex) bis etwa 2 × 10^–3 g/m (20 dtex) aufweisen.
Die Fasermaterialien können in individualisierter Form verwendet werden, wenn der Absorptionsartikel hergestellt wird, wobei eine luftgelegte Faserstruktur auf dem Band gebildet wird. Die Fasern können auch als eine vorgeformte Faserbahn oder Zellstoffgewebe verwendet werden. Diese Strukturen werden dann im Wesentlichen in endloser oder sehr langer Form (zum Beispiel auf einer Rolle, Spule) zur Herstellung des Artikels geliefert und dann auf die geeignete Größe geschnitten. Dies kann bei jedem solcher Materialien einzeln durchgeführt werden, bevor diese mit anderen Materialien kombiniert werden, um den Absorptionskern zu bilden, oder wenn der Kern selbst geschnitten wird und die Materialien mit dem Kern koextensiv sind. Es gibt ein breites Spektrum zur Herstellung solcher Bahnen oder Zellstoffgewebe, und solche Verfahren entsprechen dem Stand der Technik.
Zusätzlich oder als Alternative zu Faserbahnen können die Absorptionskerne andere poröse Materialien, wie Schaumstoffe, umfassen. Bevorzugte Schaumstoffe sind offenzellige, absorbierende, polymere Schaumstoffmaterialien, die aus der Polymerisation einer Wasser-in-Öl-Emulsion mit hoher innerer Phase (High Internal Phase Water-in-Oil-Emulsion, hiernach als HIPE bezeichnet) abgeleitet werden. Solche Polymerschaumstoffe können gebildet werden, um die erforderlichen Speichereigenschaften sowie die erforderlichen Verteilungseigenschaften bereitzustellen, wie sie in US-Patentschrift 5 650 222 (Anmeldung mit Seriennr. 08/563 866; DesMarais et al.), eingereicht am 25. November 1995 (hiernach als „Anmeldung '866" bezeichnet), in der gleichzeitig anhängigen US-Patentschrift 5 849 805 (Anmeldung mit Seriennr. 08/542 497, eingereicht am 13. Oktober 1995; Dyer et al.); US-Patentschrift 5 387 207 (Dyer et al.), erteilt am 7. Februar 1995; und US-Patentschrift 5 260 345 (DesMarais et al.), erteilt am 9. November 1993, beschrieben sind.
Superabsorbierende Polymere oder Hydrogele
Wahlweise und oft vorzugsweise können die absorbierenden Strukturen gemäß der vorliegenden Erfindung superabsorbierende Polymere oder Hydrogele umfassen. Die Hydrogel bildenden, absorbierenden Polymere, die in der vorliegenden Erfindung nützlich sind, schließen verschiedene im Wesentlichen wasserunlösliche, jedoch durch Wasser aufquellbare Polymere ein, die dazu in der Lage sind, große Flüssigkeitsmengen zu absorbieren. Solche Polymermaterialien werden allgemein auch als „Hydrokolloide" oder „superabsorbierende" Materialien bezeichnet. Diese Hydrogel bildenden, absorbierenden Polymere weisen vorzugsweise eine Vielzahl von anionischen funktionellen Gruppen, wie Sulfonsäure- und typischer Carboxygruppen, auf. Beispiele von Polymeren, die zur Verwendung hierin geeignet sind, umfassen solche, die aus polymerisierbaren, ungesättigten, säurehaltigen Monomeren hergestellt werden.
Hydrogel bildende, absorbierende Polymere, die für die vorliegende Erfindung geeignet sind, enthalten Carboxygruppen. Diese Polymere schließen hydrolysierte Stärke-Acrylnitril-Pfropfcopolymere, teilweise neutralisierte Stärke-Acrylnitril-Pfropfcopolymere, Stärke-Acrylsäure-Pfropfcopolymere, teilweise neutralisierte Stärke-Acrylsäure-Pfropfcopolymere, verseifte Vinylacetat-Acrylester-Copolymere, hydrolysierte Acrylnitril- oder Acrylamid-Copolymere, leicht vernetzte Polymere jeglicher der vorstehenden Copolymere, teilweise neutralisierte Polyacrylsäure und leicht vernetzte Polymere teilweise neutralisierter Polyacrylsäure ein. Diese Polymere können entweder allein oder in der Form einer Mischung von zwei oder mehr verschiedenen Polymeren verwendet werden. Beispiele für diese Polymermaterialien sind im US-Patent 3 661 875, im US-Patent 4 076 663, im US-Patent 4 093 776, im US-Patent 4 666 983 und im US-Patent 4 734 478 offenbart.
Die am meisten bevorzugten Polymermaterialien zur Verwendung bei der Herstellung von Hydrogel bildenden Teilchen sind leicht vernetzte Polymere von teilweise neutralisierten Polyacrylsäuren und Stärkederivaten davon. Am meisten bevorzugt umfassen die Hydrogel bildenden Teilchen von etwa 50 % bis et wa 95 %, vorzugsweise etwa 75 % neutralisierte, leicht vernetzte Polyacrylsäure (das heißt, Poly(natriumacrylat/acrylsäure)).
Wie oben beschrieben, sind die Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere vorzugsweise leicht vernetzt. Das Vernetzen dient dazu, das Polymer im Wesentlichen wasserunlöslich zu machen und bestimmt teilweise die Absorptionsfähigkeit und die Eigenschaften des Gehalts an extrahierbarem Polymer der Vorläuferteilchen und der resultierenden Makrostrukturen. Verfahren zum Vernetzen der Polymere und typische Vernetzungsmittel sind ausführlicher in der vorgenannten US-Patentschrift 4 076 663 und in DE-A-4020780 (Dahmen) beschrieben.
Die superabsorbierenden Materialien können in Teilchenform oder in Faserform verwendet werden und können auch mit anderen Elementen kombiniert werden, um die vorgeformten Strukturen zu bilden.
Während die einzelnen Elemente getrennt offenbart worden sind, kann eine absorbierende Struktur oder Unterstruktur durch Kombinieren eines oder mehrerer dieser Elemente hergestellt werden.
Wechselwirkung des primären und sekundären absorbierenden Elements
Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Wechselwirkung der zwei Elemente, nämlich dass das sekundäre Element während der Benutzung zuerst beladen wird. Dadurch stellt die hohe Leistung des sekundären Elements, die sich in der hohen Rücknässungsleistung, wie in dem PACORM-Testverfahren, äußert, gute Hautzustände wie die Hauttrockenheit sicher.
Für bestimmte Beladungssituationen ist jedoch sogar die hohe Leistung dieses inneren Elements nicht ausreichend, und das primäre Element wird entweder aufgrund der übermäßigen Flüssigkeitsbeladungen oder durch Fäkalien ebenfalls beladen und verhindert so ein Auslaufen.
Folglich wird die Funktionalität der Artikel des Standes der Technik im Wesentlichen umgekehrt, da gemäß der vorliegenden Erfindung das primäre Element das sekundäre Element unterstützt, während in den Konstruktionen des Standes der Technik das sekundäre Element (Einsatz) das äußere unterstützt.
In den meisten Fällen wird das sekundäre Element nach dem Laden gewechselt, entweder von dem Träger oder der Trägerin selbst oder von den Betreuern wie Pflegern oder Eltern.
In den meisten Fällen ist das primäre Element gar nicht beschmutzt und kann mehrere Male wiederverwendet werden, entweder bis eine außergewöhnliche Beladung auftritt, oder nach einer längeren Tragezeit kann ein frisches primäres Element verwendet werden.
Folglich erfordert die vorliegende Erfindung, dass der gesamte Artikel eine ultimative Speicherkapazität von mindestens 165 ml, vorzugsweise 240 ml, jedoch in den mehr bevorzugten Ausführungen mindestens 330 ml und am meisten bevorzugt mehr als 375 ml oder sogar mehr als 390 ml aufweist. Ferner ist es erforderlich, dass das sekundäre Element eine ultimative Speicherkapazität von mehr als 75 ml, vorzugsweise 90 ml, jedoch in den mehr bevorzugten Ausführungen mindestens 165 ml und am meisten bevorzugt mehr als 300 ml aufweist.
Folglich stellt das sekundäre Element mindestens 55 %, vorzugsweise mehr als 65 %, jedoch noch mehr bevorzugt mehr als 75 % und am meisten bevorzugt mehr als 80 % der ultimativen Gesamt-Speicherkapazität des Absorptionsartikels bereit.
Außerdem muss das sekundäre Element Anforderungen geringer Rücknässung erfüllen, die sich in niedrigen PACORM-Werten, wie weniger als etwa 100 mg, noch mehr bevorzugt weniger als 80 mg, jedoch am meisten bevorzugt 72 mg oder weniger, äußern.
Prüfverfahren
Aufnahmetest
Dieser Test sollte bei etwa 22 +/– 2 °C und bei 35 +/– 15 % relativer Feuchtigkeit ausgeführt werden. Der synthetische Urin in diesen Prüfverfahren ist allgemein als Jayco SynUrine bekannt und von Jayco Pharmaceuticals Company of Camp Hill, Pennsylvania, USA erhältlich. Die Formel für den synthetischen Urin ist: 2,0 g/l KCl; 2,0 g/l Na₂SO₄; 0,85 g/l (NH₄)H₂PO₄; 0,15 g/l (NH₄)H₂PO₄; 0,19 g/l CaCl₂ und 0,23 g/l MgCl₂. All diese Chemikalien sind analysenrein. Der pH des synthetischen Urins liegt im Bereich von 6,0 bis 6,4.
Mit Bezug auf 1 wird eine absorbierende Struktur (410) mit einem Strahl synthetischen Urins von 75 ml bei einer Geschwindigkeit 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 zur Absorption des Urins wird von einem Zeitmesser aufgezeichnet. Der Strahl wird in exakten Intervallen von 5 Minuten wiederholt, bis der Artikel ausreichend beladen ist. Aktuelle Testdaten werden durch viermaliges Beladen erzeugt.
Die Testprobe, die ein vollständiger Absorptionsartikel oder eine absorbierende Struktur mit einem Absorptionskern, einer Oberschicht und einer Unterschicht sein kann, wird derart angeordnet, dass sie flach auf einer Schaumplattform 411 im Inneren eines Plexiglaskastens liegt (von dem nur die Basis 412 dargestellt ist). Eine Plexiglasplatte 413 mit einer Öffnung von 5 cm Durchmesser in ihrer Mitte wird auf der Oberseite der Probe auf dem Beladungsbereich der Struktur angeordnet. Der synthetische Urin wird der Probe durch einen Zylinder 414, der in die Öffnung eingepasst und geklebt ist, zugeführt. Die Elektroden 415 werden auf der untersten Oberfläche der Platte und in Kontakt mit der Oberfläche der absorbierenden Struktur 410 angeordnet. Die Elektroden werden mit dem Zeitmesser verbunden. Die Ladungen 416 werden auf der Oberseite der Platte angeordnet, um zum Beispiel das Gewicht eines Babys zu simulieren. Ein Druck von etwa 4,8 kPa (50 g/cm² (0,7 psi)) wird durch Positionieren der Gewichte 416 erreicht, zum Beispiel für die üblicherweise erhältliche MAXI-Größe von 20 kg.
Wenn die Testflüssigkeit in den Zylinder eingeführt wird, sammelt sie sich typischerweise auf der Oberseite der absorbierenden Struktur und schließt einen elektrischen Stromkreis zwischen den Elektroden. Die Testflüssigkeit wird mit tels eines Schlauchs mit einem Durchmesser von 8 mm, der mit Testflüssigkeit gefüllt bleibt, von der Pumpe zu der Testanordnung transportiert. Auf diese Weise beginnt die Flüssigkeit, den Schlauch im Wesentlichen gleichzeitig mit Betriebsbeginn der Pumpe zu verlassen. Zu diesem Zeitpunkt wird auch der Zeitmesser aktiviert, und der Zeitmesser wird angehalten, wenn die absorbierende Struktur den Urinstrahl absorbiert hat und der elektrische Kontakt zwischen den Elektroden unterbrochen wird.
Die Aufnahmerate wird als das Strahlvolumen (ml) definiert, das pro Zeiteinheit oder Zeiteinheiten absorbiert wird. Die Aufnahmerate wird für jeden in die Probe eingeführten Strahl berechnet. In Anbetracht der vorliegenden Erfindung sind der erste und der letzte der vier Strahle von besonderer Bedeutung.
Dieser Test ist primär ausgelegt, um Produkte auszuwerten, die eine Ausführungskapazität von etwa 300 ml aufweisen und im Allgemeinen als MAXI-Größenprodukte bezeichnet werden und eine jeweilige Ultimative Speicherkapazität von etwa 300 ml bis 400 ml aufweisen. Wenn Produkte mit bedeutend unterschiedlichen Kapazitäten ausgewertet werden sollen (wie für Inkontinenzprodukte für Erwachsene in Betracht gezogen werden kann), sollten die Einstellungen insbesondere des Flüssigkeitsvolumens pro Strahl angemessen auf etwa 20 % der gesamten Artikelausführungskapazität eingestellt werden, wobei die Abweichung vom Standardtestprotokoll aufgezeichnet werden sollte.
Verfahren der Collagenrücknässung nach Aufnahme (mit Bezug auf 2)
Vor Durchführung des Tests wird die Collagenfolie, wie von NATURIN GmbH, Weinheim, Deutschland, unter der Bezeichnung COFFI erworben und mit einer flächenbezogenen Masse von ungefähr 28 g/m², vorbereitet, indem sie, z. B. mit einem Probenschneider, in Bögen von 90 mm Durchmesser geschnitten wird und indem die Folie in der gesteuerten Umgebung des Testraums (siehe oben) für mindestens 12 Stunden äquilibriert wird (für jedes Anfassen der Collagenfolie sind Pinzetten zu verwenden).
Mindestens 5 Minuten, jedoch nicht mehr als 6 Minuten, nachdem der letzte Strahl des oben genannten Aufnahmetests absorbiert worden ist, werden die Abdeckplatte und die Gewichte entfernt und die Testprobe (520) wird vorsichtig flach auf einen Labortisch gelegt.
Vier Bögen des zugeschnittenen und äquilibrierten Collagenmaterials (510) werden mit mindestens einem Milligramm Genauigkeit gewogen und dann mittig auf den Belastungspunkt des Artikels gelegt und mit einer Plexiglasplatte (530) von 90 mm Durchmesser und einer Dicke von ungefähr 20 mm bedeckt. Ein Gewicht (540) von 15 kg wird vorsichtig hinzugefügt (auch zentriert). Nach 30 +/– 2 Sekunden werden das Gewicht und die Plexiglasplatte vorsichtig wieder abgenommen, und die Collagenfolien werden erneut gewogen.
Das Ergebnis des Verfahrens der Collagenrücknässung nach der Aufnahme ist die Feuchtigkeitsaufnahme der Collagenfolie, die in mg ausgedrückt wird.
Ferner sollte angemerkt werden, dass dieses Testprotokoll entsprechend speziellen Produkttypen, wie unterschiedlichen Babywindelgrößen oder Inkontinenzartikeln für Erwachsene oder Menstruationsartikeln, oder durch Veränderung von Art und Menge der Belastungsflüssigkeit, der Menge und der Größe des Absorptionsmaterials oder durch Veränderungen im auszuübenden Druck ohne weiteres abgewandelt werden kann. Nachdem diese relevanten Parameter einmal definiert sind, werden solche Modifikationen für den Fachmann offensichtlich. Bei der Betrachtung der Ergebnisse aus dem angepassten Testprotokoll können die Produkte diese festgelegten relevanten Parameter leicht optimieren, zum Beispiel in einem vorgesehenen Experiment gemäß standardmäßiger statistischer Verfahren mit realistischen Gebrauchsbedingungen bezüglich der Grenzen.
Teebeutel-Zentrifugenkapazitätstest (TCC-Test)
Wenngleich der TTC-Test speziell für superabsorbierende Materialien entwickelt worden ist, kann er ohne weiteres auf andere absorbierende Materialien angewendet werden.
Der Teebeutel-Zentrifugenkapazitätstest gibt die Teebeutel-Zentrifugenkapazitätswerte an, die ein Maß für die Retention von Flüssigkeiten in den Absorptionsmaterialien sind.
Das Absorptionsmaterial wird in einen „Teebeutel" gegeben, der für 20 Minuten in eine 0,9-gewichtsprozentige Natriumchloridlösung eingetaucht und dann für 30 Minuten zentrifugiert wird. Das Verhältnis des Gewichts einbehaltener Flüssigkeit zum Anfangsgewicht des trockenen Materials ist das Absorptionsvermögen des Absorptionsmaterials.
Zwei Liter 0,9-gewichtsprozentiges Natriumchlorid in destilliertem Wasser werden in ein Fach mit den Abmessungen 24 cm × 30 cm × 5 cm gegossen. Die Flüssigkeitsfüllhöhe sollte etwa 3 cm betragen.
Der Teebeutel hat die Abmessungen 6,5 cm × 6,5 cm und ist von Teekanne in Düsseldorf, Deutschland erhältlich. Der Beutel ist mit einem standardmäßigen Küchen-Folienschweißgerät (z.B. VACUPACK2 PLUS von Krups, Deutschland) heißverschweißbar.
Der Teebeutel wird durch vorsichtiges teilweises Aufschneiden geöffnet und dann gewogen. Etwa 0,200 g der Probe des Absorptionsmaterials, auf +/– 0,005 g Genauigkeit abgewogen, werden in den Teebeutel gegeben. Der Teebeutel wird dann mit einem Heißsiegelgerät verschlossen. Das wird als der Probenteebeutel bezeichnet. Ein leerer Teebeutel wird verschweißt und als Blindversuch verwendet.
Der Probenteebeutel und der Blindversuchsteebeutel werden dann auf die Oberfläche der Salzlösung gelegt und mit einem Spatel ungefähr 5 Sekunden untergetaucht, um vollständige Benetzung zu ermöglichen (die Teebeutel schwimmen auf der Oberfläche der Salzlösung, sind dann aber vollständig durchnässt). Der Zeitmesser wird sofort eingeschaltet.
Nach 20 Minuten Einweichzeit werden der Probenteebeutel und der Blindversuchsteebeutel aus der Salzlösung genommen und in eine Bauknecht WS 130, Bosch 772 NZK096 oder eine gleichwertige Zentrifuge (230 mm Durchmesser) gegeben, so dass jeder Beutel an der Außenwand des Zentrifugenkorbs haftet. Der Zentrifugendeckel wird geschlossen, die Zentrifuge wird eingeschaltet und die Geschwindigkeit schnell auf 147 rad/s (1 400 U/min) erhöht. Sobald sich die Zentrifuge auf 147 rad/s (1 400 U/min) eingepegelt hat, wird der Zeitmesser eingeschaltet. Nach 3 Minuten wird die Zentrifuge angehalten.
Der Probenteebeutel und der Blindversuchsteebeutel werden entnommen und separat gewogen.
Die Teebeutel-Zentrifugenkapazität (TCC) für die Absorptionsmaterialprobe wird folgendermaßen berechnet: TCC = [(Gewicht des Probenteebeutels nach dem Zentrifugieren) – (Gewicht des Blindversuchsteebeutels nach dem Zentrifugieren) – (Gewicht des trockenen Absorptionsmaterials)] ÷ (Gewicht des trockenen Absorptionsmaterials).
Außerdem können bestimmte Teile der Strukturen oder die gesamten Absorptionsartikel gemessen werden, wie „sektionale" Ausschnitte, d.h. das Betrachten von Teilen der Struktur oder des gesamten Artikels, wobei der Schnitt an festgelegten Punkten der Längsachse des Artikels über die ganze Breite des Artikels erfolgt. Insbesondere die Definition des „Schrittbereichs", wie vorstehend beschrieben, ermöglicht die Bestimmung der „Schrittbereichskapazität". Es können andere Ausschnitte verwendet werden, um eine „flächenbezogene Kapazität" zu bestimmen (d.h. den Betrag der Kapazität, der in einer Flächeneinheit eines bestimmten Bereichs des Artikels enthalten ist). Abhängig von der Größe der Flächeneinheit (vorzugsweise 2 cm mal 2 cm) zeigen diese, wie viel gemittelt wird – je kleiner die Größe, umso weniger wird natürlich gemittelt.
Ultimative Speicherkapazität
Um die ultimative Auslegungsspeicherkapazität eines Absorptionsartikels zu bestimmen oder auszuwerten, sind eine Reihe Verfahren vorgeschlagen worden.
Im Kontext der vorliegenden Erfindung wird angenommen, dass die ultimative Speicherkapazität eines Artikels die Summe der ultimativen Absorptionskapazitäten der einzelnen Elemente oder des Materials ist. Für diese einzelnen Komponenten können verschiedene, gut etablierte Techniken angewendet werden, solange diese während des gesamten Vergleichs stetig angewendet werden. Zum Beispiel kann die Teebeutel-Zentrifugen-Kapazität, die für superabsorbierende Polymere (SAP) entwickelt und gut etabliert worden ist, für solche SAP-Materialien verwendet werden, jedoch auch für andere (siehe oben).
Sobald die Kapazitäten für die individuellen 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, die eine zweckbestimmte Funktionalität aufweisen, die nicht die ultimative Speicherung von Flüssigkeiten – wie Aufnahmeschichten und dergleichen – ist, kann die ultimative Speicherkapazität vernachlässigt werden, da solche Materialien im Vergleich zu den zweckbestimmten ultimativen Flüssigkeitspeichermaterialien tatsächlich nur sehr geringe Kapazitätswerte aufweisen oder solche Materialien nicht mit Flüssigkeit beladen werden und somit ihre Flüssigkeit für andere ultimative Speichermaterialien freisetzen sollen.

Claims

Absorptionsartikel, der eine ultimative Gesamt-Speicherkapazität von mindestens 240 ml aufweist, umfassend ein äußeres absorbierendes Element, das ein primäres Element mit einem primären Chassis- und einem primären Absorptionskern-Element umfasst; und ein inneres Element, das zum Träger gerichtet positioniert ist und ein sekundäres Element mit einem sekundären Chassis- und einem sekundären Absorptionskern-Element umfasst; dadurch gekennzeichnet, dass das sekundäre Absorptionskern-Element eine ultimative sekundäre Speicherkapazität von mehr als 75 % der ultimativen Gesamt-Speicherkapazität des Artikels und von mindestens 165 ml aufweist, und das sekundäre Absorptionskern-Element eine Rücknässung von weniger als 100 mg gemäß dem hierin erläuterten Verfahren der Collagenrücknässung nach Aufnahme liefert.
Absorptionsartikel nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass der Artikel eine ultimative Gesamt-Speicherkapazität von mehr als 330 ml aufweist.
Absorptionsartikel nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass der Artikel eine ultimative Gesamt-Speicherkapazität von mehr als 375 ml aufweist.
Absorptionsartikel nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass der Artikel eine ultimative Gesamt-Speicherkapazität von mehr als 390 ml aufweist.
Absorptionsartikel nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das sekundäre Element eine ultimative Speicherkapazität von mehr als 80 % der ultimativen Gesamt-Speicherkapazität aufweist.
Absorptionsartikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das sekundäre Element eine Rücknässung von weniger als 80 mg gemäß dem hierin erläuterten Verfahren der Collagenrücknässung nach Aufnahme aufweist.
Absorptionsartikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das sekundäre Element eine Rücknässung von weniger als 70 mg gemäß dem hierin erläuterten Verfahren der Collagenrücknässung nach Aufnahme aufweist.
Absorptionsartikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Absorptionsartikel ein Inkontinenzartikel für Erwachsene ist.
Absorptionsartikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Absorptionsartikel eine Babywindel ist.