DE69737149T2

DE69737149T2 - Hocheffizientes aufnahmematerial für absorbierende artikel

Info

Publication number: DE69737149T2
Application number: DE69737149T
Authority: DE
Inventors: Norris Richard Appleton DODGE; Jackson Clifford Woodstock ELLIS; Lynn Connie Sparta HETZLER; Bandy Sylvia Marietta LITTLE; Lee Tamara Doraville MACE; Howell Lawrence Roswell SAWYER; La Hoa Appleton WILHELM
Original assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Priority date: 1996-11-22
Filing date: 1997-11-21
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2017-11-22
Also published as: DE69737149D1; PL333408A1; TR199901141T2; US5994615A; PL186316B1; AU5360198A; CN1238670A; ID22646A; EP0951265A1; BR9713385A; KR20000069072A; AU716607B2; KR100543497B1; EP0951265B1; CA2269826A1; US5879343A; CA2269826C; WO1998022066A1; AR010632A1; CN1217633C

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft absorbierende Artikel, insbesondere absorbierende Strukturen, die in Produkten für die persönliche Hygiene, wie Wegwerfwindeln, Inkontinenzschutz, Höschen zur Sauberkeitserziehung oder Damenbinden nützlich sind. Insbesondere betrifft die Erfindung absorbierende Artikel, die einen Abschnitt aufweisen, der für eine rasche Aufnahme, temporäre Flüssigkeitskontrolle und anschließende Abgabe wiederholter Flüssigkeitsbelastungen an den Rest des Artikels bestimmt ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Produkte für die persönliche Hygiene enthalten Windeln, Höschen zur Sauberkeitserziehung, Produkte für die weibliche Hygiene, wie Damenbinden, Inkontinenzprodukte und dergleichen. Diese Produkte sind dazu bestimmt, Körperexsudate zu absorbieren und zu halten und sind im Allgemeinen Einmal- oder Wegwerfartikel, die nach einer relativ kurzen Verwendungsperiode – für gewöhnlich einer Periode von Stunden – weggeworfen werden, und weder gewaschen noch wiederverwendet werden sollen. Solche Produkte werden für gewöhnlich an dem Körper oder in der Nähe des Körpers des Trägers angeordnet, um verschiedene Exsudate, die vom Körper abgegeben werden, zu absorbieren und zu halten. Alle diese Produkte enthalten für gewöhnlich eine flüssigkeitsdurchlässige, körperseitige Deckschicht oder Hülle, eine flüssigkeitsundurchlässige äußere Hülle oder Rückschicht, und eine absorbierende Struktur, die zwischen der körperseitigen Deckschicht und der äußeren Hülle angeordnet ist. Die absorbierende Struktur kann eine Aufnahmeschicht unterhalb und in flüssigkeitskommunizierendem Kontakt mit der körperseitigen Deckschicht und einen absorbierenden Kern enthalten, der häufig aus einer Mischung aus geflockten Zellstofffasern und absorbierenden Gelpartikeln gebildet und unterhalb und in flüssigkeitskommunizierendem Kontakt mit der Aufnahmeschicht ist.
Vorzugsweise bieten absorbierende Artikel für die persönliche Hygiene ein geringes Auslaufen aus dem Produkt und ein trockenes Gefühl für den Träger. Es hat sich gezeigt, dass ein Urinieren bei Raten bis zu 15 bis 20 Milliliter pro Sekunde und bei Geschwindigkeiten von bis zu 280 Zentimeter pro Sekunde auftreten kann, und dass ein absorbierendes Kleidungsstück, wie eine Windel, durch Auslaufen an dem Bein oder an den vorderen oder hinteren Taillenbereichen versagen kann. Die Unfähigkeit eines absorbierenden Produkts, Flüssigkeit rasch aufzunehmen, kann auch zu einer übermäßigen Ansammlung von Flüssigkeit an der dem Körper zugewandten Oberfläche der körperseitigen Deckschicht führen, bevor die Flüssigkeit von der absorbierenden Struktur aufgenommen wird. Eine solche angesammelte Flüssigkeit kann die Haut des Trägers benetzen und kann aus den Bein- oder Taillenöffnungen des absorbierenden Artikels auslaufen, was unangenehm ist, möglicherweise Hautprobleme verursacht und auch die Oberbekleidung oder Bettwäsche des Trägers verunreinigen kann.
Auslaufen und Ansammeln kann das Ergebnis einer Reihe von Leistungsmängeln im Design des Produkts oder einzelner Materialien in dem Produkt sein. Eine Ursache für solche Probleme ist eine unzureichende Flüssigkeitsaufnahmerate im absorbierenden Kern, der zum Absorbieren und Halten von Körperexsudaten dient. Die Flüssigkeitsaufnahme eines bestimmten absorbierenden Produkts, und insbesondere der körperseitigen Deckschicht und der Aufnahmematerialien, die in dem absorbierenden Produkt verwendet werden, muss daher die erwarteten Flüssigkeitsabgaberaten in das absorbierende Produkt möglichst erfüllen oder überschreiten. Eine unzureichende Aufnahmerate wirkt sich auf die Produktleistung bei einer zweiten, dritten oder vierten Flüssigkeitsbelastung noch nachteiliger aus. Zusätzlich kann ein Auslaufen aufgrund eines schlechten Sitzes des nassen Produktes auftreten, der entsteht, wenn sich mehrere Schwallmengen an dem Zielort ansammeln und die nasse, schwere Rückhaltematerialstruktur herabhängt und durchhängt.
Verschiedene Methoden wurden zur Verringerung oder Beseitigung des Auslaufens aus absorbierenden Artikeln für die persönliche Hygiene angewandt. Zum Beispiel wurden physikalische Sperren, wie elastifizierte Beinöffnungen und elastifizierte Rückhalteklappen, in solche absorbierenden Produkte eingearbeitet. Die Menge und Konfiguration von absorbierendem Material in der Zone der absorbierenden Struktur, in der für gewöhnlich Flüssigkeitsbelastungen auftreten (die manchmal als Zielzone bezeichnet wird) wurden auch modifiziert.
Andere Methoden zur Verbesserung der gesamten Flüssigkeitsaufnahme absorbierender Artikel haben sich auf die körperseitige Deckschicht und ihre Fähigkeit, Flüssigkeit rasch zu der absorbierenden Struktur des absorbierenden Artikels zu leiten, konzentriert. Vliesmaterialien, einschließlich gebundener kardierter Bahnen und spinngebundener Bahnen, wurden allgemein als körperseitige Deckschichten verwendet. Solche Vliesmaterialien dienen im Allgemeinen dazu, ausreichend offen und/oder porös zu sein, so dass Flüssigkeit rasch hindurchgehen kann, während sie auch die Funktion haben, die Haut des Trägers von dem benetzten Absorptionsmaterial, das unter der Deckschicht liegt, getrennt zu halten. Versuche zur Verbesserung der Flüssigkeitsaufnahme von Deckschichtmaterialien haben zum Beispiel das Perforieren des Deckschichtmaterials, das Behandeln der Fasern, die das Deckschichtmaterial bilden, mit oberflächenaktiven Substanzen zur Erhöhung der Benetzbarkeit der Deckschicht, und das Ändern der Haltbarkeit solcher oberflächenaktiven Substanzen umfasst.
Eine weitere Methode ist das Einfügen einer oder mehrerer zusätzlicher Schichten von Material, für gewöhnlich zwischen der körperseitigen Deckschicht und dem absorbierenden Kern, um die Flüssigkeitsaufnahmeleistung des absorbierenden Produkts zu verbessern und für eine Trennung zwischen dem absorbierenden Kern und der körperseitigen Deckschicht neben der Haut des Trägers zu sorgen. Eine solche zusätzliche Schicht, die allgemein als Aufnahmeschicht bezeichnet wird, kann zweckdienlich aus dicken, lockeren Vliesmaterialien gebildet werden. Aufnahmeschichten, insbesondere sehr lockere, sehr voluminöse, kompressionsbeständige, faserige Strukturen sorgen für eine temporäre Rückhalte- oder Absorptionsfunktion für Flüssigkeit, die noch nicht im absorbierenden Kern absorbiert wurde, wodurch ein Fluidrückfluss oder ein Rücknässen von dem absorbierenden Kern zu der Deckschicht eher verhindert wird.
Trotz dieser Verbesserungen besteht ein Bedarf an einer weiteren Verbesserung in der Flüssigkeitsaufnahmeleistung von Deckschichtmaterialien, die in absorbierenden Artikeln verwendet werden. Insbesondere besteht ein Bedarf an Deckschichtmaterialien, die einen Großteil eines Flüssigkeitsschwalls für einen längeren Zeitraum zwischen den Schwallmengen rasch aufnehmen und dann kontrollieren können. Diese verbesserte Bewältigung ist für das Design von absorbierenden Produkten mit schmalem Schritt kritisch, die weniger Rückhaltematerial in dem Zielbereich verwenden und Verteilungselemente als Mittel zur Verringerung eines Auslaufens enthalten, die Fluid zur Ansammlung an ferne Stellen leiten, um die Probleme bezüglich eines guten Sitzes zu mildern. Die vorliegende Erfindung stellt ein äußerst effizientes Aufnahmematerial bereit, das eine solche verbesserte Flüssigkeitsaufnahme und -rückhaltung bietet, wenn es in absorbierenden Artikeln verwendet wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gegenstand der Erfindung ist das Aufnahmematerial, das in den Ansprüchen 1 und 2 definiert ist, und ein Produkt für die persönliche Hygiene, das das Aufnahmematerial umfasst und in den Ansprüchen 3 bis 8 definiert ist.
Die Aufgaben dieser Erfindung werden durch ein Aufnahmematerial für Produkte für die persönliche Hygiene gelöst, das eine benetzbare Bahn aus Fasern mit höchstens 30 Micrometer Durchmesser ist, wobei die Bahn eine Durchlässigkeit zwischen 250 und 1500 Darcy, eine Kapillarspannung zwischen 1,5 und 5 cm, eine Dichte von 0,02 g/cm³ bis etwa 0,07 g/cm³ aufweist, und wobei die Bahn 10 bis 100 Gewichtsprozent benetzbare Fasern umfasst, wobei die benetzbaren Fasern einen dauerhaften Kontaktwinkel mit synthetischem Urin von weniger als 50 Grad haben. Ein solches Aufnahmematerial ist zur Verwendung in Produkten für die persönliche Hygiene mit schmalem Schritt besonders geeignet, zum Beispiel in Windeln mit einem Schritt von höchsten 7,6 cm Breite.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Figur ist eine Zeichnung einer Seitenansicht eines Gestells, das für den MIST-Auswertungstest verwendet wird.
DEFINITIONEN
"Wegwerfbar" bedeutet Wegwerfen für gewöhnlich nach einmaligem Gebrauch und nicht zum Waschen oder zur Wiederverwendung bestimmt.
"Vorderseite" und "Rückseite" werden in dieser Beschreibung zum Bezeichnen der Verhältnisse relativ zu dem Bekleidungsstück verwendet, und nicht zur Benennung einer Position, die das Kleidungsstück einnimmt, wenn es an einem Träger liegt.
"Hydrophil" beschreibt Fasern oder die Oberflächen von Fasern, die mit den wässerigen Flüssigkeiten in Kontakt mit den Fasern benetzt werden. Das Ausmaß der Benetzung der Materialien kann seinerseits im Sinne der Kontaktwinkel und der Oberflächenspannungen der beteiligten Flüssigkeiten und Materialien beschrieben werden. Geräte und Techniken, die zur Messung der Benetzbarkeit bestimmter Fasermaterialien geeignet sind, können durch ein Cahn SFA-222 Surface Force Analyzer System, oder ein im Wesentlichen äquivalentes System bereitgestellt werden. Bei einer Messung mit diesem System werden Fasern mit Kontaktwinkeln von weniger als 90° als "benetzbar" oder hydrophil bezeichnet, während Fasern mit Kontaktwinkeln gleich oder größer 90° als "nicht benetzbar" oder hydrophob bezeichnet werden.
"Nach innen" und "nach außen" bezieht sich auf Positionen relativ zu der Mitte eines absorbierenden Kleidungsstücks und insbesondere in Quer und/oder Längsrichtung näher zu oder weiter weg von der Längs- und Quermitte des absorbierenden Kleidungsstücks.
"Schicht", wenn im Singular verwendet, kann die Doppelbedeutung eines einzigen Elements oder mehrerer Elemente haben.
"Flüssigkeit" bezeichnet eine nicht gasförmige Substanz und/oder ein Material, das fließt, und kann die Innenform eines Behälters einnehmen, in den sie gegossen oder eingebracht wird.
"Flüssigkeitskommunikation" bedeutet, dass Flüssigkeit, wie Urin, imstande ist, sich von einer Stelle zu einer anderen Stelle zu bewegen.
"Längs" und "quer" haben ihre übliche Bedeutung. Die Längsachse liegt in der Ebene des Artikels, wenn dieser flach und vollständig ausgebreitet liegt, und ist im Allgemeinen parallel zu einer vertikalen Ebene, die einen stehenden Träger in eine linke und rechte Körperhälfte teilt, wenn der Artikel getragen wird. Die Querachse liegt in der Ebene des Artikels, die im Allgemeinen senkrecht zur Längsachse ist.
"Partikel" bezieht sich auf jede geometrisch Form, wie zum Beispiel, ohne darauf beschränkt zu sein, sphärische Körner, zylindrische Fasern oder Stränge oder dergleichen.
"Sprühen" und Variationen davon enthalten das zwangsweise Ausstoßen von Flüssigkeit, entweder als Strom, wie Wirbelfilamente, oder atomisierte Partikel durch eine Öffnung, Düse oder dergleichen, mit Hilfe eines angelegten Drucks von Luft oder einem anderen Gas, mit Hilfe der Schwerkraft oder durch Zentrifugalkraft. Das Sprühen kann kontinuierlich oder nicht kontinuierlich sein.
"Spinngebundene Fasern" bezieht sich auf Fasern mit kleinem Durchmesser, die durch Extrudieren von geschmolzenem thermoplastischen Material in Form von Filamenten aus mehreren feinen, für gewöhnlich kreisförmigen Kapillaren einer Spinndüse gebildet werden, wobei der Durchmesser der extrudierten Filamente dann rasch verringert wird, wie zum Beispiel in US Patent 4,340,563 an Appel et al. und US Patent 3,692,618 an Dorschner et al., US Patent 3,802,817 an Matsuki et. al., US Patente 3,338,992 und 3,341,394 an Kinney, US Patent 3,502,763 an Hartman und US Patent 3,542,615 an Dobo et al. Spinngebundene Fasern sind für gewöhnlich nicht klebrig, wenn sie auf einer Sammelfläche abgelegt werden. Spinngebundene Fasern sind im Allgemeinen kontinuierlich und haben durchschnittliche Durchmesser (von einer Probe von mindestens 10), die größer als 7 Micrometer sind, insbesondere zwischen etwa 10 und 20 Micrometer betragen. Die Fasern können auch Formen wie jene aufweisen, die in US Patent 5,277,976 an Hogle et al, US Patent 5,466,410 an Hills und 5,069,970 und 5,057,368 an Largman et al. beschrieben sind, die Fasern mit ungewöhnlichen Formen beschreiben.
"Schmelzgeblasene Fasern" bezeichnet Fasern, die durch Extrudieren eines geschmolzenen thermoplastischen Materials durch mehrere feine, für gewöhnlich kreisförmige, Düsenkapillaren als geschmolzene Fäden oder Filamente in konvergierende, für gewöhnlich heiße Hochgeschwindigkeitsgasströme (z.B. Luft) gebildet werden, die die Filamente aus geschmolzenem thermoplastischen Material verfeinern, um ihren Durchmesser zu verringern, der ein Mirofaser-Durchmesser sein kann. Danach werden die schmelzgeblasenen Fasern von dem Hochgeschwindigkeitsgasstrom weiterbefördert und auf einer Sammelfläche zur Bildung einer Bahn aus willkürlich verteilten, schmelzgeblasenen Fasern abgelegt. Ein solcher Prozess ist zum Beispiel in US Patent 3,849,241 offenbart. Schmelzgeblasene Fasern sind Microfasern, die kontinuierlich oder diskontinuierlich sein können, sie haben im Allgemeinen einen durchschnittlichen Durchmesser von weniger als 10 Micrometer, und sind im Allgemeinen klebrig, wenn sie auf einer Sammelfläche abgelegt werden.
Wie hierin verwendet, bezeichnet der Begriff "Materialzusammensetzung" einen Prozess, in dem mindestens ein Schmelzblas-Düsenkopf neben einer Rinne angeordnet ist, durch die andere Materialien der Bahn während ihrer Bildung hinzugefügt werden. Solche anderen Materialien können zum Beispiel Zellstoff, superabsorbierende Partikel, Zellulose- oder Stapelfasern sein. Materialzusammensetzungsprozesse sind in den gemeinsam erteilten US Patenten 4,818,464 an Lau und 4,100,324 an Anderson et al. dargestellt. Bahnen, die durch den Materialzusammensetzungsprozess gebildet werden, werden im Allgemeinen als zusammengesetzte Materialien bezeichnet.
"Konjugatfaser" bezeichnet Fasern, die aus mindestens zwei Polymerquellen gebildet wurden, die von separaten Extrudern extrudiert, aber zur Bildung einer Faser zusammengesponnen werden. Konjugatfaser werden manchmal auch als Mehrfachkomponenten- oder Zweikomponentenfasern bezeichnet. Die Polymere sind für gewöhnlich unterschiedlich, obwohl Konjugatfasern Monokomponentenfasern sein können. Die Polymere sind in im Wesentlichen konstant positionierten, getrennten Zonen über den Querschnitt der Konjugatfasern angeordnet, und erstrecken sich kontinuierlich entlang der Länge der Konjugatfasern. Die Konfiguration einer solchen Konjugatfaser kann zum Beispiel eine Hülle/Kern-Anordnung sein, wobei ein Polymer vom einem anderen umgeben ist, oder kann eine Seite-an-Seite-Anordnung sein, eine Tortenanordnung oder eine "Insel-im-Meer"-Anordnung. Konjugatfasern sind in US Patent 5,108,820 an Kaneko et al., US Patent 5,336,552 an Strack et al. und US Patent 5,382,400 an Pike et al. gelehrt. Für Zweikomponentenfasern können die Polymere in Verhältnissen von 75/25, 50/50, 25/75 und jedem anderen gewünschten Verhältnis vorhanden sein. Die Fasern können auch Formen wie jene haben, die in US Patent 5,277,976 an Hogle et al, und 5,069,970 und 5,057,368 an Largman et al. beschrieben sind, die Fasern mit ungewöhnlichen Formen beschreiben.
"Bikonstituentenfasern" bezeichnet Fasern, die aus mindestens zwei Polymeren gebildet sind, die aus demselben Extruder als Mischung extrudiert werden. Der Begriff "Mischung" ist in der Folge definiert. Bei Bikonstituentenfasern sind die verschiedenen Polymerkomponenten nicht in relativ konstant positionierten, getrennten Zonen über den Querschnitt der Fasern angeordnet, und die verschiedenen Polymere sind für gewöhnlich nicht entlang der gesamten Länge der Faser kontinuierlich, und bilden stattdessen für gewöhnlich Fibrillen oder Protofibrillen, die willkürlich anfangen und enden. Bikonstituentenfasern werden manchmal auch als Multikonstituentenfasern bezeichnet. Fasern dieser allgemeinen Art sind zum Beispiel in US Patent 5,106,827 an Gessner besprochen. Zweikomponenten- und Bikonstituentenfasern sind auch in dem Buch Polymer Blends and Composites von John A. Manson und Leslie H. Sperling, Copyright 1976 von Plenum Press, einer Abteilung der Plenum Publishing Corporation, New York, ISBN 0-306-30831-2, auf Seite 273 bis 277 beschrieben.
"Gebundene kardierte Bahnen" bezeichnet Bahnen, die aus Stapelfasern hergestellt sind, die durch eine Kamm- oder Kardiereinheit geschickt werden, die die Stapelfasern trennt oder auseinander bricht und in Maschinenrichtung ausrichtet, um eine im Allgemeinen in Maschinenrichtung orientierte, faserige Vliesbahn zu bilden. Solche Fasern werden für gewöhnlich in Ballen gekauft, die in einen Öffner/Mischer oder Picker eingebracht werden, der die Fasern vor der Kardiereinheit trennt. Sobald die Bahn gebildet ist, wird sie durch eine oder mehrere bekannte Bindungsmethoden gebunden. Eine solche Bindungsmethode ist die Pulverbindung, wobei ein pulverförmiges Haftmittel in der Bahn verteilt und dann aktiviert wird, für gewöhnlich durch Erwärmen der Bahn und des Haftmittels mit heißer Luft. Eine andere geeignete Bindungsmethode ist die Musterbindung, wobei erwärmte Kalanderwalzen oder Ultraschallbindungsgeräte zum Binden der Fasern verwendet werden, für gewöhnlich in einem lokalisierten Bindungsmuster, obwohl die Bahn über ihre gesamte Oberfläche gebunden werden kann, falls dies gewünscht ist. Eine andere geeignete und allgemein bekannte Bindungsmethode, insbesondere, wenn Zweikomponentenstapelfasern verwendet werden, ist die Durchströmbindung.
"Airlaying" (Luftablegen) ist ein allgemein bekannter Prozess, durch den eine faserige Vliesschicht gebildet werden kann. In dem Airlaying-Prozess werden Bündel kleiner Fasern mit typischen Längen, die von etwa 3 bis etwa 19 Millimeter (mm) reichen, getrennt und in einer Luftzufuhr mitgeführt und dann, für gewöhnlich mit Hilfe einer Vakuumzufuhr, auf einem Formsieb abgelegt. Die willkürlich abgelegten Fasern werden dann unter Verwendung von zum Beispiel heißer Luft oder eines Sprühhaftmittels aneinander gebunden.
"Produkte für die persönliche Hygiene" bezeichnet Windeln, Höschen zur Sauberkeitserziehung, absorbierende Unterhosen, Inkontinenzprodukte für Erwachsene und Produkte für die weibliche Hygiene.
TESTVERFAHREN
Evaluationstest mit mehrfachem Aufgießen (MIST-Auswertung): In diesem Test wird ein Stoff, ein Material, oder eine Struktur, der/das/die aus zwei oder mehreren Materialien besteht, in einem Acrylgestell angeordnet, um die Körperkrümmung eines Benutzers, wie eines Kleinkindes, zu simulieren. Ein solches Gestell ist in 2 dargestellt. Das Gestell hat eine Breite in die Seite der Zeichnung hinein, wie dargestellt, von 33 cm und die Enden sind verriegelt, eine Höhe von 19 cm und einen Innenabstand zwischen den oberen Armen von 30,5 cm und einen Winkel zwischen den oberen Armen von 60 Grad. Das Gestell hat einen 6,5 mm breiten Schlitz an dem untersten Punkt, der über die Länge des Gestells in die Seite hinein verläuft.
Das zu testende Material wird auf einem Stück Polyethylenfilm derselben Größe als Probe angeordnet und in das Gestell gelegt. Das zu testende Material wird mit 100 mL Kochsalzlösung aus 8,5 Gramm Natriumchlorid pro Liter mit einer Geschwindigkeit von 20 cm³/sec mit einer Düse normal zu der Mitte des Materials und ¼ Inch (6,4 mm) über dem Material belastet. Die Ablaufmenge wird aufgezeichnet. Das Material wird sofort von dem Gestell genommen und auf ein trockenes 40/60 Zellstoff/Superabsorbens-Kissen mit einer Dichte von 0,2 g/cm³ in horizontaler Position unter einem Druck von 69 Pa (0,01 psi) gelegt und nach 5, 15 und 30 Minuten gewogen, um die Fluiddesorption von dem Material in das superabsorbierende Kissen wie auch die Fluidrückhaltung in dem Material zu bestimmen. Der geflockte Zellstoff und das Superabsorbens, die in diesem Test verwendet werden, sind CR-2054 Zellstoff von Kimberly-Clark (Dallas TX) und FAVOR 870 Superabsorbens von der Stockhausen Company (Greensboro, NC 27406), obwohl andere vergleichbare Zellstoffe und superabsorbierende Materialien verwendet werden können, vorausgesetzt, sie ergeben ein Desorptionskissen von 500 g/m² und 0,2 g/cm³, das nach dem Eintauchen in Kochsalzlösung unter freien Quellbedingungen über 5 Minuten mindestens 20 Gramm Kochsalzlösung pro Gramm Desorptionskissen zurückhält, nachdem es einem Luftdruckdifferenzial, zum Beispiel durch Vakuumansaugen, von etwa 0,5 psi (etwa 3,45 kPa) ausgesetzt wurde, das über die Dicke des Kissens für 5 Minuten angelegt wurde. Wenn das Teststück aus anderen Komponenten besteht (z.B. ein Laminat ist), werden die Komponenten oder Schichten getrennt und gewogen, um die Flüssigkeitstrennung zwischen ihnen zu bestimmen, und dann nach jeder Wägung wieder zusammengefügt und wieder auf das Zellstoff/Superabsorbens aufgelegt. Dieser Test wird unter Verwendung frischer Desorptionskissen bei jeder Aufgießmenge wiederholt, so dass insgesamt drei Aufgießmengen zugeleitet werden, und die Fluidtrennung wird über 1,5 Stunden gemessen, mit 30 Minuten zwischen den Aufgießmengen. Fünf Tests jedes Probenmaterials sind empfohlen.
Durchlässigkeit: Die Durchlässigkeit (k) kann aus der Kozeny-Carman-Gleichung berechnet werden. Diese ist eine allgemein verwendete Methode. Zu Referenzen zählen ein Artikel von R.W. Hoyland und R.Field in dem Journal Paper Technology and Industry, Dezember 1976, S. 291–299 und Porous Media Fluid Transport and Pore Structure von F.A.L. Dullien, 1979, Academic Press, Inc. ISBN 0-12-223650-5.
wobei:

di: = Durchmesser von Komponente i (Micrometer)
pi: = Dichte der Komponente i (g/cm³)
x_i: = Massenanteil der Komponente i in der Bahn
FG: = Probengewicht/Fläche (g/m²)
t: = Probendicke (mm) unter 0,05 psi (3450 Dyne/cm²) oder 345 Pascal (N/m²) Last

Beispiel zur Berechnung der Durchlässigkeit
Für eine Struktur, die 57% südlichen Weichholzzellstoff, 40% Superabsorbens und 3% Bindefasern enthält, und die ein Flächengewicht von 617,58 g/m² und eine Bauschdicke von 5,97 mm bei 345 Pa (0,05 psi) hat, ist das Beispiel zur Berechnung der Durchlässigkeit wie folgt.
Die Komponenteneigenschaften sind wie folgt (Achtung: die Form ist genähert):
Materialstärke (Dicke) Die Stärke eines Materials ist ein Maß der Dicke und wird bei 345 Pa (0,05 psi) mit einem Bulk-Tester vom Starret-Typ in Einheiten von Millimetern gemessen.
Dichte Die Dichte der Materialien wird durch Dividieren des Gewichts pro Flächeneinheit einer Probe in Gramm pro Quadratmeter (g/m²) durch die Bauschdicke der Probe in Millimeter (mm) bei 68,9 Pascal und Multiplizieren des Ergebnisses mit 0,001 berechnet, um den Wert in Gramm pro Kubikzentimeter (g/cm³) umzuwandeln. Insgesamt werden drei Proben ausgewertet und deren Durchschnittswert für die Dichtewerte bestimmt.
Aufsaugzeit und vertikaler Flüssigkeitsfluss einer absorbierenden Struktur Ein Probenstreifen aus Material von etwa 2 Inch (5 cm) mal 15 Inch (3 8 cm) wird vertikal derart angeordnet, dass, wenn der Probenstreifen über einem Flüssigkeitsreservoir zu Beginn des Tests angeordnet ist, der Boden des Probenstreifens gerade die Flüssigkeitsoberfläche berührt. Die verwendete Flüssigkeit war 8,5 g/l Kochsalzlösung. Die relative Feuchte sollte während der Auswertung bei etwa 90 bis etwa 98 Prozent gehalten werden. Der Probenstreifen wird über der Flüssigkeit mit bekanntem Gewicht und Volumen angeordnet, und eine Stopuhr wird gestartet, sobald die Bodenkante des Probenstreifens die Oberfläche der Lösung berührt.
Der vertikale Abstand der Flüssigkeitsfront, die sich den Probenstreifen hinaufbewegt, und das Flüssigkeitsgewicht, das von dem Probenstreifen zu verschiedenen Zeitpunkten absorbiert wird, wird aufgezeichnet. Die Zeit gegenüber der Höhe der Flüssigkeitsfront wird zur Bestimmung der Aufsaugzeit bei etwa 5 Zentimeter und bei etwa 15 Zentimeter eingetragen. Das Gewicht der Flüssigkeit, die von dem Probenstreifen ab dem Beginn der Auswertung bis zu etwa 5 Zentimeter und bis zu etwa 15 Zentimeter Höhe absorbiert wird, wird ebenso aus den Daten ermittelt. Der vertikale Flüssigkeitsflusswert des Probenstreifens bei einer bestimmten Höhe wurde durch Dividieren der Gramm Flüssigkeit, die von dem Probenstreifen absorbiert wurden, durch jedes der Folgenden berechnet: Flächengewicht (g/m²) des Probenstreifens; Zeit in Minuten, die erforderlich war, damit die Flüssigkeit die bestimmte Höhe erreicht; und die Breite in Inch des Probenstreifens. Die Kapillarspannung in Materialien, die keine superabsorbierenden Materialien (z.B. Aufnahmematerialien) enthalten, wird einfach durch die vertikale Gleichgewichts-Aufsaughöhe einer 6,5 g/l Kochsalzlösung nach 30 Minuten gemessen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Herkömmliche absorbierende Systeme für Produkte für die persönliche Hygiene haben allgemein die Funktion einer Aufnahmekontrolle (Surge Control) und eines Einschlusses oder einer Rückhaltung (Containment) oder SC.
Aufnahmekontrollmaterialien, das "S" in "SC", werden bereitgestellt, um die eintretende Aufgießmenge rasch aufzunehmen und entweder zu absorbieren, zu halten, weiterzuleiten oder auf andere Weise die Flüssigkeit zu bewältigen, so dass sie nicht aus dem Artikel ausläuft. Die Aufnahmekontrollschicht kann auch als Aufnahmeschicht, Übertragungsschicht, Transportschicht und dergleichen bezeichnet werden. Ein Aufnahmematerial muss für gewöhnlich imstande sein, einen eintretenden Schwall von etwa 60 bis 100 cm³ bei einer volumetrischen Flussmenge des Schwalls von etwa 5 bis 20 cm³/sec für Kleinkinder zum Beispiel zu bewältigen.
Einschluss- oder Rückhaltematerialien, das "C" in SC, müssen die Aufgießmenge rasch und effizient aufnehmen. Sie sollten, imstande sein, die Flüssigkeit aus der Verteilungsschicht abzuziehen und die Flüssigkeit zu absorbieren, ohne signifikantes "Gelblockieren" oder Blockieren des Durchdringens der Flüssigkeit weiter in das absorbierende Material hinein durch Ausdehnung der äußeren Schichten des absorbierenden Materials. Rückhaltematerialien enthalten häufig mit hoher Rate superabsorbierende Materialien, wie Mischungen aus superabsorbierendem Polyacrylatmaterial und Zellstoff. Diese Materialien absorbieren und halten Flüssigkeit rasch.
Wie zuvor erwähnt, halten herkömmliche absorbierende Systeme mit den Funktionen einer Aufnahmekontrolle und Rückhaltung den Großteil jeder Aufgießmenge im Zielbereich, für gewöhnlich dem Schritt. Dies führt zu Produkten für die persönliche Hygiene die einen ziemlichen breiten Schritt haben. Beispiele für die Haltefähigkeit und Stelle der Rückhaltung von verschiedenen, im Handel erhältlichen Windeln sind in Tabelle 3 des US Patents 6,152,904 angeführt, das am selben Tag eingereicht und demselben Anmelder wie diese Anmeldung übertragen wurde, mit dem Titel "Absorbent Articles with Controllable Fill Patterns".
Im Gegensatz zu herkömmlichen absorbierenden Systemen stellt das Patent "Absorbent Articles with Controllable Fill Patterns" ein absorbierendes System dar, das Komponenten enthält, die so entworfen, angeordnet und zusammengefügt sind, dass sich in einer bestimmten Zeit nach jeder Aufgießmenge Flüssigkeit in einer vorbestimmten Fläche des absorbierenden Systems befindet, d.h., fern vom Zielbereich. Bei Verwendung eines absorbierenden Systems, das willkürlich in fünf Zonen geteilt ist, haben diese absorbierenden Systeme ein "Füllverhältnis" von Gramm Fluid in der zentralen Zielzone, für gewöhnlich im Schritt, zu jeder der zwei Endzonen, das geringer als 5:1 nach jeder von drei Aufgießmengen von 100 mL in Abständen von 30 Minuten ist. Es ist bevorzugt, dass dieses Füllverhältnis kleiner als 3:1 ist, insbesondere kleiner als 2,5:1. Viele gegenwärtig im Handel erhältliche Windeln haben Füllverhältnisse von 20:1, 50:1 oder höher, d.h., halten den Großteil der Flüssigkeitsaufgießmenge im Schritt.
Zusätzlich zu den Aufnahmekontroll- und Rückhaltematerialien in herkömmlichen absorbierenden Systemen wurde vor kurzem eine weitere Schicht eingeführt, die mit den S- und C-Schichten interagiert und zwischen diesen liegt. Diese neue Schicht ist eine Verteilungsschicht, die ein System mit Aufnahmekontrolle, Verteilung (Distribution) und Rückhaltung oder "SDC" ergibt.
Verteilungsmaterialien, das "D" in SDC, müssen imstande sein, Fluid von dem Punkt der anfänglichen Abgabe dorthin zu bewegen, wo dieses angesammelt werden soll. Die Verteilung muss bei einer annehmbaren Rate stattfinden, so dass die Schwallzielfläche, im Allgemeinen der Schrittbereich, für den nächsten Schwall bereit ist. Unter "für den nächsten Schwall bereit" wird verstanden, dass ausreichend Flüssigkeit aus dem Zielbereich bewegt wurde, so dass der nächste Schwall zu einer Flüssigkeitsabsorption und einem Ablauf innerhalb annehmbarer Volumina führt. Die Zeit zwischen Schwallmengen kann von einigen wenigen Minuten bis zu Stunden reichen und hängt im Allgemeinen vom Alter des Trägers ab.
Absorbierende Produkte, wie zum Beispiel Windeln, haben im Allgemeinen auch eine Deckschicht, die am Träger liegt, und eine Rückschicht, die die äußerste Schicht ist. Ein absorbierendes Produkt kann auch andere Schichten, wie multifunktionale Materialien enthalten, die in Patent 5,843,063 beschrieben sind, das am selben Tag eingereicht und demselben Anmelder wie diese Anmeldung übertragen wurde, mit dem Titel "Multifunctional Absorbent Materials and Products Made Therefrom". Obwohl es offensichtlich erscheint, sollte festgehalten werden, dass für ein effektives Funktionieren die Materialien, die in absorbierenden Systemen für Produkte für die persönliche Hygiene verwendet werden, einen ausreichenden Kontakt haben müssen, so dass Flüssigkeiten zwischen ihnen übertragen werden können.
Die Deckschicht wird manchmal als körperseitige Deckschicht oder obere Schicht bezeichnet und liegt neben dem Aufnahmematerial. In Dickenrichtung des Artikels ist das Deckschichtmaterial die Schicht, die gegen die Haut des Trägers liegt, und somit die erste Schicht in Kontakt mit Flüssigkeit oder einem anderen Exsudat von dem Träger. Die Deckschicht dient ferner zur Isolierung der Haut des Trägers von den Flüssigkeiten, die in einer absorbierenden Struktur gehalten werden, und sollte nachgiebig, von weichem Griff und nicht reizend sein.
Verschiedene Materialien können zur Bildung der körperseitigen Deckschicht der vorliegenden Erfindung verwendet werden, einschließlich perforierter Kunststofffilme, Gewebe, Vliesstoffe, poröser Schaumstoffe, netzartiger Schaumstoffe und dergleichen. Vliesmaterialien haben sich als besonders geeignet zur Verwendung in der Bildung der körperseitigen Deckschicht erwiesen, einschließlich spinngebundener oder schmelzgeblasener Bahnen aus Polyolefin-, Polyester-, Polyamidfilamenten (oder einem anderen ähnlichen faserbildenden Polymer), oder gebundener kardierter Bahnen aus natürlichen Polymeren (zum Beispiel Rayon oder Baumwollfasern) und/oder synthetischen Polymerfasern (zum Beispiel Polypropylen oder Polyesterfasern). Zum Beispiel kann die körperseitige Deckschicht eine spinngebundene Vliesbahn aus synthetischen Polypropylenfilamenten mit einer durchschnittlichen Fasergröße (von einer Probe von mindestens 10) im Bereich von etwa 12 bis etwa 48 Micrometer, und insbesondere von etwa 18 bis etwa 43 Micrometer, sein. Die Vliesbahn kann ein Flächengewicht zum Beispiel im Bereich von etwa 10,0 Gramm pro Quadratmeter (g/m²) bis etwa 68,0 g/m², und insbesondere von etwa 14,0 g/m² bis etwa 42,0 g/m², aufweisen, eine Bauschdicke oder Dicke im Bereich von etwa 0,13 Millimeter (mm) bis etwa 1,0 mm, und insbesondere von etwa 0,18 mm bis etwa 0,55 mm, und eine Dichte zwischen etwa 0,025 Gramm pro Kubikzentimeter (g/cm3) und etwa 0,12 g/cm³ und insbesondere zwischen etwa 0,068 g/cm³ und etwa 0,083 g/cm3. Zusätzlich kann die Durchlässigkeit einer solchen Vliesbahn von etwa 150 Darcy bis etwa 5000 Darcy reichen. Die Vliesbahn kann mit einer ausgewählten Menge an einer oberflächenaktiven Substanz oberflächenbehandelt sein, wie etwa 0,28% Triton X-102 oberflächenaktiver Substanz, oder auf andere Weise bearbeitet sein, um den gewünschten Wert an Benetzbarkeit und Hydrophilität zu erhalten. Wenn eine oberflächenaktive Substanz verwendet wird, kann sie ein innerer Zusatz sein oder auf die Bahn durch jedes herkömmliche Mittel, wie Sprühen, Drucken, Bürstenauftrag und dergleichen, aufgetragen werden.
Die Aufnahmeschicht ist für gewöhnlich zwischen und in engem, flüssigkeitskommunizierenden Kontakt mit der körperseitigen Deckschicht und einer anderen Schicht eingesetzt, wie einer Verteilungs- oder Rückhalteschicht. Die Aufnahmeschicht liegt im Allgemeinen unter der inneren (nicht frei liegenden) Oberfläche einer körperseitigen Deckschicht. Zur weiteren Verbesserung des Flüssigkeitstransports kann es wünschenswert sein, die obere und/oder untere Oberfläche der Aufnahmeschicht an der Deckschicht beziehungsweise der Verteilungsschicht zu befestigen. Geeignete herkömmliche Befestigungstechniken können verwendet werden, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, Haftbindung (unter Verwendung von wasserbasierten, lösemittelbasierten und thermisch aktivierten Haftmitteln), thermische Bindung, Ultraschallbindung, Nadeln und Nadelperforation, wie auch Kombinationen der obengenannten oder anderer geeigneter Befestigungsverfahren. Wenn die Aufnahmeschicht zum Beispiel an die körperseitige Deckschicht geklebt wird, sollte die Menge an Haftmittelzugabe ausreichend sein, um das gewünschte Maß an Bindung bereitzustellen, ohne übermäßige Einschränkung des Flüssigkeitsstroms von der Deckschicht zur Aufnahmeschicht. Das Aufnahmematerial dieser Erfindung wird in der Folge ausführlicher besprochen.
Wie in der zuvor genannten gemeinsamen Patentanmeldung "Multifunctional Absorbent Materials and Products Made Therefrom" beschrieben ist, wurde das multifunktionale Material so entworfen, dass es Aufnahmematerialien unterstützt, indem es 1) einen Teil des Schwalls während des starken Stroms aufnimmt, d.h., während eines tatsächlichen Schwalls, 2) das Aufnahmematerial von Flüssigkeit während und nach dem Schwall desorbiert, 3) einen Teil des Schwallvolumens (durch das multifunktionale Material selbst) zu dem Verteilungsmaterial hindurchgehen lässt, und 4) permanent einen Teil der Flüssigkeitsbelastung absorbiert. Wenn ein solches multifunktionales Material verwendet wird, sollte das multifunktionale Material und das Aufnahmematerial so entworfen sein, dass sie gemeinsam funktionieren, wie in der zuvor genannten gemeinsamen Patentanmeldung "Multifunctional Absorbent Materials and Products Made Therefrom" beschrieben ist. Die Grundstruktur des multifunktionalen Materials ist eine einzigartige Mischung aus superabsorbierendem Material, nasselastischem Zellstoff mit hohem Bausch, und einer strukturstabilisierenden Komponente, wie einer Polyolefinbindungsfaser. Das multifunktionale Material hat eine Durchlässigkeit zwischen etwa 100 und 10000 Darcy, eine Kapillarspannung zwischen etwa 2 und 15 cm und eine Ablaufrate von weniger als 25 mL pro 100 mL Aufgießmenge über ihre Haltbarkeitsdauer. Die "Haltbarkeitsdauer" des multifunktionalen Materials wird als drei Aufgießmengen von je 100 mL angesehen, wobei zwischen den Aufgießmengen 30 Minuten liegen. Um die erforderliche Kapillarspannung und Durchlässigkeit zu erreichen, ist bevorzugt, dass das multifunktionale Material 30 bis 75 Gewichtsprozent eines superabsorbierenden Materials langsamer Rate, 25 bis 70 Gewichtsprozent Zellstoff und eine positive Menge bis etwa 10 Prozent einer Bindungskomponente enthält. Das Material sollte eine Dichte zwischen etwa 0,05 und 0,5 g/cm3 aufweisen. Das Flächengewicht des Materials ist abhängig von der Produktanwendung unterschiedlich, sollte aber im Allgemeinen zwischen etwa 200 und 700 g/m² liegen. Das multifunktionale Material ist vorzugsweise zwischen der Aufnahme- und der Verteilungsschicht angeordnet.
Die Verteilungsschicht muss imstande sein, Fluid von dem Punkt der anfänglichen Abgabe dorthin zu bewegen, wo eine Ansammlung erwünscht ist. Die Verteilung muss bei einer annehmbaren Rate stattfinden, so dass der Schwallzielbereich, im Allgemeinen der Schrittbereich, für den nächsten Schwall bereit ist. Die Zeit zwischen den Aufgieß- bzw. Schwallmengen kann von einigen wenigen Minuten bis zu Stunden reichen, im Allgemeinen abhängig vom Alter des Trägers. Um diese Transportfunktion zu erreichen, muss eine Verteilungsschicht einen hohen Kapillarspannungswert haben. Die Kapillarspannung in Verteilungsmaterialien wird einfach durch das Aufsauggleichgewicht einer 8,5 g/mL Kochsalzlösung nach dem vertikalen Flüssigkeitsflussmengentest gemessen und nicht nach dem Testverfahren für Materialien, die superabsorbierende Materialien enthalten. Eine erfolgreiche Verteilungsschicht muss eine Kapillarspannung haben, die höher als jene der benachbarten Schicht ist (an der Seite zu dem Träger) und vorzugsweise eine Kapillarspannung von mindestens etwa 15 cm. Wegen des im Allgemeinen umgekehrten Verhältnisses zwischen Kapillarspannung und Durchlässigkeit, zeigt eine derart hohe Kapillarspannung an, dass die Verteilungsschicht für gewöhnlich eine geringe Durchlässigkeit hat.
Eine andere Flüssigkeitstransporteigenschaft, die für ein geeignetes Verteilungsmaterial erwünscht ist, ist, dass sie eine vertikale Flüssigkeitsflussmenge bei einer Höhe von etwa 15 Zentimeter aufweist, zweckdienlich von mindestens etwa 0,002 Gramm Flüssigkeit pro Minute pro Quadratmeter (g/m²) Verteilungsmaterial pro Inch Querschnittsbreite des Verteilungsmaterials g/(min·g/m²·Inch), bis zu etwa 0,1 g/(min·g/m²·Inch). Wie hierin verwendet, soll der Wert der vertikalen Flüssigkeitsflussmenge eines Verteilungsmaterials die Menge an Flüssigkeit, die über eine Grenze, die eine bestimmte vertikale Distanz von einer zentralen Flüssigkeitsschwallstelle entfernt ist, pro Minute pro normalisierter Menge des Verteilungsmaterials transportiert wird, darstellen. Die vertikale Flüssigkeitsflussmenge bei einer Höhe von etwa 15 Zentimetern einer Verteilung kann nach dem hierin beschriebenen Testverfahren gemessen werden.
Eine andere Flüssigkeitstransporteigenschaft, die für ein Verteilungsmaterial erwünscht ist, ist, dass es eine vertikale Flüssigkeitsflussmenge bei einer Höhe von etwa 5 Zentimetern aufweist, zweckdienlich von mindestens etwa 0,01 g/(min·g/m²·Inch) bis etwa 0,5 g/(min·g/m²·Inch). Die vertikale Flüssigkeitsflussmenge bei einer Höhe von etwa 5 Zentimetern einer absorbierenden Struktur kann nach dem hierin beschriebenen Testverfahren gemessen werden.
Materialien, aus welchen die Verteilungsschicht hergestellt werden kann, enthalten Gewebe und Vliesbahnen, Schaumstoffe und filamentöse Materialien. Zum Beispiel kann die Verteilungsschicht eine Vliesstoffschicht sein, die aus einer schmelzgeblasenen oder spinngebundenen Bahn aus Polyolefin-, Polyester-, Polyamid- (oder anderen bahnbildenden Polymer-) Filamenten besteht. Solche Vliesstoffschichten können Konjugat-, Bikonstituenten- und Homopolymerfasern in Stapel- oder anderen Längen enthalten und Gemische solcher Fasern mit anderen Arten von Fasern. Die Verteilungsschicht kann auch eine gebundene, kardierte Bahn, eine luftabgelegte Bahn oder eine nass abgelegte Zellstoffstruktur sein, die aus natürlichen und/oder synthetischen Fasern besteht, oder eine Kombination davon. Die Verteilungsschicht kann ein Flächengewicht von 35 bis 300 g/m² aufweisen, oder insbesondere von 80 bis 200 g/m², eine Dichte zwischen etwa 0,1 und 0,5 g/cm3 und eine Durchlässigkeit zwischen etwa 50 und 1000 Darcy.
Rückhaltematerialien sind für gewöhnlich Zellulosematerialien oder superabsorbierende Materialien oder Gemische davon. Solche Materialien sind für gewöhnlich so entworfen, dass sie Flüssigkeiten rasch absorbieren und diese für gewöhnlich ohne Freisetzung halten. Superabsorbierende Materialien sind im Handel von einer Reihe von Herstellern erhältlich, einschließlich der Dow Chemical Company, Midland, MI, und der Stockhausen GmbH. Wie in der zuvor genannten, gemeinsamen Patentanmeldung mit dem Titel "Absorbent Articles with Controllable Fill Patterns" beschrieben, können Rückhaltematerialien in Zonen angeordnet sein und ihre Zusammensetzung kann so gewählt werden, dass Flüssigkeiten von der Zielzone zu entfernteren Ansammlungsstellen geleitet werden. Ein solches Design nutzt den gesamten absorbierenden Artikel effizienter, und trägt im Falle einer Windel zum Beispiel dazu bei, einen Artikel mit schmälerem Schritt herzustellen. Die Füllmuster und Materialien, die in "Absorbent Articles with Controllable Fill Patterns" gelehrt werden, führen zu einer Flüssigkeit, auf das Gewicht bezogen, in der Zielzone von weniger als dem Fünffachen als jener in den fernen Ansammlungsstellen nach einem einfachen oder mehrfachen (bis zu dreimaligen) 100 mL Schwall, was eine deutliche Verbesserung gegenüber früheren Designs darstellt.
Die Rückschicht wird manchmal als Außenhülle bezeichnet und ist die Schicht, die vom Träger am weitesten entfernt ist. Die Außenhülle ist für gewöhnlich aus einem dünnen thermoplastischen Film, wie einem Polyethylenfilm, gebildet, der im Wesentlichen flüssigkeitsundurchlässig ist. Die Außenhülle dient dazu, zu verhindern, dass Körperexsudate, die in einer absorbierenden Struktur gehalten werden, die Kleidungsstücke des Trägers, die Bettwäsche oder andere Materialien, die mit der Windel in Kontakt kommen, benetzen oder verunreinigen. Die Außenhülle kann zum Beispiel ein Polyethylenfilm mit einer Anfangsdicke von etwa 0,5 mil (0,012 Millimeter) bis etwa 5,0 mil (0,12 Millimeter) sein. Die Außenhülle aus Polymerfilm kann geprägt und/oder matt glänzend sein, um ein ästhetisch ansprechenderes Erscheinungsbild zu bieten. Andere alternative Konstruktionen für eine Außenhülle enthalten Gewebe oder Vliesfaserbahnen, die so konstruiert oder behandelt wurden, dass das gewünschte Maß an Flüssigkeitsundurchlässigkeit verliehen wird, oder Laminate, die aus einem Gewebe oder Vliesstoff und einem thermoplastischen Film gebildet sind. Die Außenhülle kann wahlweise aus einem dampf- oder gasdurchlässigen, mikroporösen "atmungsfähigen" Material bestehen, das für Dämpfe und Gas durchlässig, aber für Flüssigkeit undurchlässig ist. Die Atmungsfähigkeit kann in Polymerfilmen zum Beispiel durch die Verwendung von Füllmitteln in der Filmpolymerformulierung, Extrudieren der Füllmittel/Polymerformulierung zu einem Film und anschließendes ausreichendes Strecken des Films verliehen werden, um Hohlräume um die Füllpartikel zu bilden, wodurch der Film atmungsfähig wird. Im Allgemeinen ist der Grad der Atmungsfähigkeit umso größer, je mehr Füllmittel verwendet wird und je höher das Ausmaß der Streckung ist. Rückschichten können auch die Aufgabe eines Gegenstücks für mechanische Befestigungsmittel haben, wenn zum Beispiel ein Vliesstoff die Außenfläche ist.
In Bezug auf Aufnahmematerialien können verschiedene Gewebe und Vliesbahnen zur Konstruktion einer Aufnahmeschicht verwendet werden. Zum Beispiel kann die Aufnahmeschicht eine Vliesstoffschicht sein, die aus einer schmelzgeblasenen oder spinngebundenen Bahn aus Polyolefinfilamenten besteht. Solche Vliesstoffbahnen können Konjugat-, Bikonstituenten- und Homopolymerfasern in Stapel- oder anderen Längen enthalten und Mischungen solcher Fasern mit anderen Arten von Fasern. Die Aufnahmeschicht kann auch eine gebundene kardierte Bahn oder eine luftabgelegte Bahn sein, die aus natürlichen und/oder synthetischen Fasern besteht. Die gebundene kardierte Bahn kann zum Beispiel eine pulvergebundene kardierte Bahn, eine infrarotgebundene kardierte Bahn oder eine durchströmgebundene kardierte Bahn sein. Die gebundenen kardierten Bahnen können wahlweise ein Gemisch oder einer Mischung aus verschiedenen Fasern enthalten, und die Faserlängen innerhalb einer gewählten Bahn können von etwa 3 mm bis etwa 60 mm reichen. Frühere Aufnahmeschichten hatten ein Flächengewicht von mindestens etwa 0,50 Unzen pro Quadratyard (etwa 17 Gramm pro Quadratmeter), eine Dichte von mindestens etwa 0,010 Gramm pro Kubikzentimeter bei einem Druck von 68,9 Pascal, eine Bauschdicke von mindestens etwa 1,0 mm bei einem Druck von 68,9 Pascal, eine Bauschdickenerholung von mindestens etwa 75 Prozent, eine Durchlässigkeit von etwa 500 bis etwa 5000 Darcy, und eine Oberfläche pro Hohlraumvolumen von mindestens etwa 20 Quadratzentimeter pro Kubikzentimeter. Beispiele für Aufnahmematerialien finden sich in US Patent 5,490,846 an Ellis et al. und in US Patent 5,364,382 an Latimer. Aufnahmeschichten können aus einem im Wesentlichen hydrophoben Material bestehen, und das hydrophobe Material kann wahlweise mit einer oberflächenaktiven Substanz behandelt oder auf andere Weise bearbeitet sein, um ein gewünschtes Maß an Benetzbarkeit und Hydrophilität bereitzustellen. Aufnahmeschichten können eine im Allgemeinen gleichförmige Dicke und Querschnittsfläche aufweisen.
Das Aufnahmematerial dieser Erfindung ist so gestaltet, dass es eine Reihe kritischer Aspekte der Flüssigkeitsaufnahme und -kontrolle anspricht. Zu diesen kritischen Aspekten zählen die Durchlässigkeit, Kapillarspannung, Porenstruktur, Gleichförmigkeit und Elastizität des Aufnahmematerials.
Die Strukturen des Aufnahmematerials dieser Erfindung müssen Durchlässigkeitswerte von 250 bis 1500 Darcy über die Haltbarkeitsdauer des Produkts haben, so dass eine rasche Flüssigkeitsaufnahme für mehrere Schwallmengen möglich ist. In Kombination mit dem Durchlässigkeitsbereich muss das Aufnahmematerial einen Kapillarspannungswert von 1,5 bis 5 cm haben. Dieser Kapillarspannungsbereich bietet eine hohe Kontrolle der Flüssigkeit innerhalb des Aufnahmematerials, das sich andernfalls unkontrolliert ausbreiten würde, während sich der Träger bewegt, wodurch es, insbesondere bei Designs mit schmalem Schritt, zu einem Auslaufen kommt. In Bezug auf Windel und Höschen zur Sauberkeitserziehung ist eins schmaler Schritt höchstens 7,6 cm breit, insbesondere höchsten 5 cm breit.
Der Kapillarspannungszielbereich wird durch Einarbeiten benetzbarer Fasern, wie Zellulose oder Synthetikfasern, in eine Aufnahmematerialbahn erhalten. Das Aufnahmekontrollmaterial kann eine Mischung solcher Zellulose- oder Synthetikfasern sein oder kann eine homogene Einzelfaserstruktur sein. Die Aufnahmematerialbahn muss benetzbar sein, aber nicht jede Faser muss in demselben Ausmaß benetzbar sein. Die Erfinder haben festgestellt, dass es günstig ist, wen mindestens 10 Prozent dieser Zellulose- oder Synthetikfasern stark benetzbar sind, indem sie einen kleineren als einen 50 Grad dauerhaften Kontaktwinkel mit synthetischem Urin haben. Die Benetzbarkeit kann durch innere Zugabe oder, allgemeiner gesagt, Behandlung mit einer oberflächenaktiven Substanz erreicht werden. Zusätzlich kann der Bereich der Fasergröße in der Aufnahmematerialbahn von Subdenier (0,5 Denier oder etwa 6,8 Micrometer) bis 30 Micrometer im Durchmesser (etwa 6 Denier) reichen, und insbesondere ist der Fasergrößenbereich 0,6 Micrometer bis etwa 22 Micrometer im Durchmesser. Die Bahndichte muss in dem erfindungsgemäßen Aufnahmematerial relativ gering sein und reicht von 0,02 g/cm3 bis 0,07 g/m³.
Die Kombination aus feinem Denier und geringer Dichte liefert eine hohe Faseroberfläche für eine sehr starke Kontrolle der Flüssigkeitsbewegung. Diese Kombination ergibt auch Poren innerhalb dieser Struktur, die stark verbunden sind. Dies bedeutet, dass sich Fluid entlang den feinen Fasern bewegen kann, um Zugang zu dem Hohlraumvolumen zu erlangen, das durch die Poren innerhalb der Struktur bereitgestellt ist. Die feinen Fasern erzeugen Poren, die Flüssigkeit einfangen und halten können, für eine verbesserte Flüssigkeitskontrolle im Vergleich zu Strukturen nach dem Stand der Technik. Da die Poren jedoch stark verbunden sind, kann die fest gehaltene und kontrollierte Flüssigkeit weitern ziemlich vollständig in darunter liegende Rückhaltematerialien (oder andere) desorbieren.
In einem anderen Aspekt sollten die Fasern, die das Aufnahmematerial dieser Erfindung bilden, gleichförmig dispergiert sein. Gleichförmig dispergierte Fasern sind wünschenswert, um sicherzustellen, dass die gewünschten Eigenschaften der Kapillarspannung und Durchlässigkeit in gesamten Bauschdicke der Struktur vorhanden sind. Gleichförmigkeit ist auch wichtig, um das Verbindungspotenzial von Poren sicherzustellen, das durch den spezifizierten Faserbereich und die Dichte erhalten wird.
Schließlich trägt die Elastizität des Aufnahmematerials dazu bei, Hohlraumvolumen aufrechtzuerhalten, um eingehende Flüssigkeitsbelastungen, die 100 mL überschreiten können und von 30 bis 150 mL reichen, über die Haltbarkeitsdauer des Materials aufzunehmen und zu kontrollieren. Die "Haltbarkeitsdauer des Materials" wie hier verwendet, wird durch mindestens drei Aufgießmengen von je 100 mL in Abständen von 30 Minuten simuliert, und "geeignete Hohlraumvolumina" bezeichnen Hohlraumvolumina zwischen etwa 30 und 150 mL. Die elastische Eigenschaft dieser Aufnahmematerialien wird durch die Bindung bereitgestellt, die bei der hohen Anzahl von Kreuzungspunkten eintritt, die durch Fasern mit geringem Denier gebildet werden.
Eine Reihe von Strukturen wurde in einem Test mit mehrfachem Aufgießen getestet, der ein Acrylgestell gemäß dem MIST-Evaluationstest verwendet, das zur Simulierung der Körperkrümmung tatsächlicher Benutzer, wie Kleinkinder, die Wegwerfwindeln tragen, gekrümmt ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angeführt, wo die Probendimensionen in Inch angegeben sind, n sich darauf bezieht, wie oft die Struktur getestet wurde, der Ablauf nach jeder der drei Aufgießmengen in Milliliter angegeben ist, und die Fluidrückhaltung in Gramm Fluid pro Gramm getestetem Material angegeben ist. Die Strukturen werden symmetrisch in das Gestell gelegt, so dass die Aufgießmenge zu der Mitte der Probe geleitet wird. Das Aufgießvolumen ist 100 mL und wird bei 20 mL/sec zugeführt. Die Ablaufmenge wird aufgezeichnet, dann wird die Probe aus dem Gestell entfernt und 5 Minuten unter 69 Pa (0,01 psi) auf eine absorbierende Rückhaltestruktur gelegt. Die absorbierende Struktur ist eine 40/60 Mischung aus geflocktem Zellstoff und superabsorbierendem Gel. Nach 30 Minuten wird das Aufnahmematerial wieder in das Gestell gelegt und erneut belastet, und der Ablauf wird aufgezeichnet. Das Aufgießverfahren wird dreimal wiederholt, um eine reale Umgebung mit mehreren Schwallsituationen zu simulieren. Die Beispiele 1 bis 8 sind 4" (11 cm) breite mal 8" (23 cm) lange Proben, die so geschichtet sind, dass 100 mL Hohlraumvolumen bereitgestellt ist. Die Beispiele 9 bis 11 sind 2" (5 cm) breite mal 6" (17 cm) lange Proben, die so geschichtet sind, dass 100 mL zugängliches Hohlraumvolumen bereitgestellt ist. Es ist zu beachten, dass die Testproben ein Gesamtvolumen von etwa 150 cm³ aufwiesen, berechnet durch Multiplikation der Länge mal der Breite mal der Dicke. Die Testkonfiguration ergab jedoch weniger als 10,2 cm Gesamtlänge, die für die Aufgießmengen zugänglich und nutzbar waren, wodurch ein zugängliches Hohlraumvolumen von etwa 100 cm³ erhalten wurden. Es wurde empirisch ermittelt, dass Proben im MIST-Testgestell etwa 2 Inch (5,01 cm) Länge an jeder Seite des Punktes der Aufgießmenge oder 4 Inch (10,2 cm), und nicht die gesamte Probenlänge verwenden, woraus sich das berechnete Hohlraumvolumen von 100 cm³ ergibt.
Während Tabelle 1 die Funktionsdaten für Beispiele zeigt, die in den Umfang der Erfindung fallen, zeigt Tabelle 2 die Zusammensetzungsstrukturdaten für dieselben Beispiele. Die Bahnen in Tabelle 2 sind alle mit durchströmender Luft gebunden. Denier, Gewichtsprozent und Art der Faser sind unter den Überschriften "Faser 1" und "Faser 2" angegeben und die Eigenschaften sind in den beschrifteten Spalten in den dargestellten Einheiten angegeben. Während die Beispiele nur gebundene kardierte Bahnen und Airlying-Technologien enthalten, können andere Technologien die Strukturmerkmale bereitstellen, die das gewünschte Funktionsverhalten bewirken. Es ist zu beachten, dass alle gebundenen kardierten Bahnen Fasern von BASF Fibers, 6805 Morrison Boulevard, Charlotte, NC 28211-3577 verwendeten, die Zweikomponenten-, Hülle/Kern-, Polyethylen/Polyethylenterephthalat-(PE/PET-)Fasern mit einer auf Polyethylenglycol basierenden C S-2 Veredelung als Faser 1 waren. Alle luftabgelegten Materialien verwendeten Bindefasern von Hercules Inc. Fibers Division, 7107 Alcovy Rd, Covington, GA 30209-2508, die kurzgeschnittene Zweikomponenten-, Hülle/Kern-, Polyethylen/Polypropylen-(PE/PP-)Fasern vom Typ T-245 waren, als Faser 1. Die Rayonfasern waren 1,5 Denier Merge 18453 Fasern von Courtaulds Fibers Incorporated, Axis, Alabama. Der geflockte Zellstoff war CR 1654 Zellstoff, der im Handel von der Kimberly-Clark Corporation, Dallas, TX, erhältlich ist und vorwiegend geflockter südlicher Weichholz-Zellstoff ist.
Für das Aufnahmematerial dieser Erfindung sollte der Ablaufwert der ersten Aufgießmenge gleich oder kleiner 30 mL bei einer 100 mL Aufgießmenge sein, die bei 20 mL/Sekunde abgegeben wird, wobei die übrigen Aufgießmengen jeweils gleich oder kleiner 45 mL sind. In den bevorzugtesten Ausführungsformen haben alle drei Aufgießmengen Ablaufwerte von kleiner oder gleich 25 mL.
In den folgenden Beispielen waren die Komponenteneigenschaften, die in den Berechnungen verwendet wurden, wie folgt:
Es ist zu beachten, dass das Verhältnis zwischen Denier und Durchmesser wie folgt ist: Durchmesser (Micrometer) = (Denier/ρi × Faserdichte × 9 × 105))1/2 × 104.
BEISPIELE
Beispiel 1 ist eine gebundene kardierte Bahn, die ein gutes Gleichgewicht der gewünschten Eigenschaften zeigt. Diese Struktur enthält 90 Gewichtsprozent 3 Denier Zweikomponenten-, 4,5 Inch (11,3 cm) PE/PET-Hülle/Kern-Fasern. Die dauerhafte benetzbare Eigenschaft in dieser Bahn wird durch eine Zellulose (1,5 Denier Rayon) bereitgestellt, die in 10 Gewichtsprozent vorhanden ist. Der Kapillarspannungswert ist 1,7 cm. Bei diesem Wert fällt die Zellulose bei einer Schwallmenge nicht signifikant zusammen, so dass die gewünschten Struktureigenschaften bei allen drei Aufgießmengen gleich sind und die gewünschten Fluidkontrolleigenschaften bei den mehrfachen Aufgießmengen beständig sind. Da die zwei Fasern, die in dieser Struktur vorhanden sind, 1,5 Denier oder 3 Denier sind, hält ferner der ähnliche Denierbereich den Porengrößenbereich in der gesamten Struktur gleich, was zu einer stark verbundenen Porenstruktur führt, die deutlich unter den bevorzugtesten Bereich von 2 g/g desorbiert wird. Eine gut desorbierte Bahn macht die Struktur für eine anschließende Aufgießmenge bereit, indem das Hohlraumvolumen regeneriert wird.
Die Beispiele 2 und 3 sind luftabgelegte Materialien, die höhere Werte von Zellulose (70 bis 80 Gewichtsprozent geflockter Zellstoff) enthalten, um der Bahn eine dauerhafte benetzbare Eigenschaft zu verleihen. Die anfänglichen Struktureigenschaften und anfänglichen Kapillarspannungswerte sind gut und dies zeigt sich in den sehr geringen ersten Ablaufwerten, aber der hohe Zellulosegehalt führt zu einem deutlichen Zusammenfallen im nassen Zustand. Die Endeigenschaften und -funktion sind wegen dieses Zusammenfallens im nassen Zustand schwierig aufrechtzuerhalten, und bei 80% geflocktem Zellstoff in Beispiel 3 fällt das Material bei der dritten Aufgießmenge zusammen. Die Verformung während der Verwendung durch einen Träger könnte noch ein höheres Ausmaß des Zusammenfallens bei einem Material mit einem derart hohen Zellulosegehalt bewirken und die Nässewerte wären wahrscheinlich höher als in Beispiel 1.
Beispiel 4 und 5 sind gebundene kardierte Bahnen und zeigen eine Tendenz zum Zusammenfallen im nassen Zustand und halten Fluid, da eine Komponente mit niedrigem Nässemodul in der Konzentration erhöht ist. Beispiel 4 enthält 10% 1,5 Denier Rayon, um dem Aufnahmematerial Benetzbarkeit zu verleihen, während Beispiel 5 50% 1,5 Denier Ray enthält, um dieses Merkmal zu erreichen. Beide haben annehmbare Ablaufwerte, aber die Bahn von Beispiel 5 mit höherem Zellulosegehalt fällt im nassen Zustand zusammen und hat somit einen viel höheren zweiten und dritten Ablauf.
In Beispiel 6 ist der Gehalt an (geflockter) Zellulose 40 Gewichtsprozent, viel geringer als der 80% Wert in den luftabgelegten Beispielen 3. Bei diesem 40% Wert sind bei einer 60% 6 Denier synthetischen Komponente die Ablaufwerte gering und von Aufgießmenge zu Aufgießmenge beständig, da die Strukturmerkmale der Bahn beständiger aufrechterhalten werden. Beispiel 6 zeigt das bevorzugte Gleichgewicht von Eigenschaften für die Airlaying-Technologie.
Beispiele 7 bis 9 sind wieder gebundene kardierte Bahnmaterialien, aber anders als Beispiel 1 verwenden diese Beispiele 100% synthetische Materialien mit Behandlungen zur Benetzbarkeit, um die benetzbare Eigenschaft bereitzustellen. Diese Proben besitzen die spezifizierte Kapillarspannung und Durchlässigkeit, beruhen aber darauf, dass alle synthetischen Fasern einer topischen Behandlung zur Benetzbarkeit unterzogen wurden. Die topischen Oberflächenbehandlungen mit angemessener Dauerhaftigkeit können in geeigneten Materialstrukturen der vorliegenden Erfindung eine gute Leistung zeigen.
Während alle Materialbeispiele gut funktionieren, bieten die Strukturen mit höherer Kapillarspannung und geringerer Durchlässigkeit in diesen Beispielen die beste Leistung. Die Funktionsdaten zeigen, dass die Materialstrukturen dieser Erfindung auch Ablaufwerte für schmale Schrittdesigns bereitstellen können. Eine geringere Durchlässigkeit aufgrund einer höheren Dichte führt jedoch zu möglichen Aufnahmeeinschränkungen bei hohen Hohlraumraten. Zusätzlich ist bei einer höheren Dichte eine höhere Masse erforderlich, um ein angemessenes Hohlraumvolumen zu bieten. Die bevorzugtesten Strukturen zur Bereitstellung der geringsten Abläufe bei mehrfachen Aufgießmengen, der besten Aufnahmerate und der geringsten Masse für das erforderliche Hohlraumvolumen, enthielten die Faser mit dem kleinsten Durchmesser (0,5 Denier) mit der am stärksten benetzbaren Oberfläche (≤ 30° Kontaktwinkel mit Urin) und der gleichförmigsten, stabilsten Struktur auf der Porenebene.
Die Technologie- und Rohmaterialmängel begrenzen das Zusammensetzen der erforderlichen Struktur für das optimale Gleichgewicht der Aufnahmeleistungseigenschaften, aber dieses Material kann durch gegenwärtige mathematische Modelle definiert und simuliert werden. Die vorhersagenden Beispiele von Tabelle 3 zeigen geeignete Strukturen von mathematischen Modellen, die durch Einstellen der Grenzen der Fasergröße, der Bahndichte und des Kontaktwinkels und Berechnen des anderen Wertes entwickelt wurden, um die gewünschte Durchlässigkeit zu erreichen. Die vorhersagenden Beispiele können unter Verwendung eines Durchlässigkeitsmodells, wie der Kozeny-Carmen-Gleichung, berechnet werden, die in der Technik bekannt ist. Die Übereinstimmung zwischen berechneter und gemessener Durchlässigkeit ist in Tabelle 2 erkennbar, wo die Beispiele 1 bis 16 sowohl gemessene als auch berechnete Durchlässigkeiten aufweisen, die ziemlich gut übereinstimmen. Sobald Fasergröße und Bahndichte identifiziert sind, wird der Kontaktwinkel, der zum Erreichen einer gewünschten Kapillarspannung erforderlich ist, unter Verwendung zum Beispiel der LaPlace-Gleichung berechnet, die in der Technik allgemein bekannt ist.
Unter Verwendung der Daten von Tabelle 3 und Vergleichen der vorhersagenden Beispiele A mit B, C mit D und E mit F, ist der Nutzen einer Verringerung der Fasergröße und Bahndichte auf die Masse, die zum Erreichen eines bestimmten Hohlraumvolumenwertes notwendig ist, erkennbar. Es ist wichtig hervorzuheben, dass für eine bestimmte Verringerung in der Fasergröße die Bahndichte auch verringert werden muss, um den gewünschten Durchlässigkeitswert aufrechtzuerhalten. Bei einem Vergleich des vorhersagenden Beispiels A mit C ist erkennbar, dass eine zusätzliche Masse erforderlich ist, um ein Hohlraumvolumen bei einer Struktur geringerer Durchlässigkeit zu erhalten, wenn dieselbe Fasergröße verwendet wird. Bei einem Vergleich der vorhersagenden Beispiele B, D, G ist erkennbar, dass die Bahndichte die Massenanforderungen kontrolliert, um Hohlraumvolumenanforderungen zu erreichen. Der Nutzen der Verwendung kleinerer Fasergrößen ist die Möglichkeit, eine geringere Durchlässigkeit mit derselben Fasermasse zu erzielen.
Tabelle 4 beschreibt Vergleichsbeispielmaterialien, die außerhalb des Umfangs dieser Erfindung liegen. Alle waren 4 Inch mal 8 Inch Proben. In Tabelle 4 bezieht sich "Bildungstechnik" auf die Methode zur Herstellung der Bahn, wobei GKB gebundene kardierte Bahn bedeutet und "schmelzgeblasen" und "spinngebunden" ihre übliche Bedeutung haben. Die Dichte ist in g/cm3 angegeben, K ist die berechnete Durchlässigkeit in Darcy, FG ist das Flächengewicht in Gramm pro Quadratmeter, und der Ablauf für drei Aufgießmengen ist in mL angegeben. Die ersten drei Beispiele in dieser Tabelle zeigen Materialien entsprechend US Patent 5,364,382.
Vergleichsbeispiel 1 ist eine gebundene kardierte Bahn, in der Baumwolle geringen Deniers (1,5) mit PET-Fasern hohen Deniers (40) gemischt ist. Die Breitendifferenz in den Fasergrößen erzeugt gemischte Porengrößen, die mit der Porenverbundenheit innerhalb der Struktur interferieren. Die großen Poren halten den Kapillarspannungswert gering, und außerhalb dieser Erfindung, obwohl eine benetzbare Komponente (Baumwolle) in der Struktur vorhanden ist. Ferner bewirken die gemischten Porengrößen, dass örtliche Stellen Durchlässigkeitswerte über den durchschnittlichen berechneten und in Tabelle 4 dargestellten haben. Diese Flächen in der Bahn haben eine sehr geringe Kontrolle über das Fluid. Eine geringe Kapillarspannung und einige Flächen mit hoher Durchlässigkeit führen zu hohen Ablaufwerten, die außerhalb des Umfangs dieser Erfindung liegen.
Vergleichsbeispiel 2 ist auch eine gebundene kardierte Bahn, in der ein großer Bereich von Fasergrößen gemischt ist. In diesem Fall ist in der gesamten Struktur die Kapillarspannung gering und die Durchlässigkeit hoch, was zu unannehmbaren, noch höheren Ablaufwerten führt.
Vergleichsbeispiel 3 ist von einer Schmelzblasbildungstechnologie, wieder mit einem sehr weiten Bereich von Fasergrößen, wie durch die Standardabweichung gezeigt wird, was zu örtlichen Stellen hoher Durchlässigkeit und daher verringerter Kontrolle über die Flüssigkeit führt.
Die letzten vier Strukturen in Tabelle 4 zeigen luftabgelegte und gebundene kardierte Bahnmaterialien, die auch außerhalb des Umfangs der Erfindung liegen.
Vergleichsbeispiel 4 hat zum Beispiel einen anfänglichen Kapillarspannungswert, der über dem gewünschten 5 cm Wert liegt, und eine Durchlässigkeit unter der gewünschten Grenze von 250 Darcy. Während diese Werte annehmbare Ablaufwerte bei der ersten Aufgießmenge erzeugen, kann der hohe Zellulosegehalt in Kombination mit den Fasern geringeren Deniers die Leistung nicht beibehalten. Ein Zusammenfallen im nassen Zustand bewirkt eine Erhöhung der Kapillarspannung und eine Abnahme in der Durchlässigkeit, was zu hohen und unannehmbaren Werten bei der zweiten und dritten Aufgießmenge führt. Vergleichsbeispiel 5 zeigt einen ähnlichen Mechanismus eines Zusammenfalls im nassen Zustand mit einem hohen zweiten und dritten Ablauf.
Vergleichsbeispiel 6 ist eine gebundene kardierte Bahnstruktur, die nahe den Grenzen sowohl der Kapillarspannungs- als auch Durchlässigkeitswerte ist, mischt aber große und kleine Fasern, was dazu führt, dass die zwei Eigenschaften nicht gleichförmig in der gesamten Struktur aufrechterhalten werden. Während die Differenz in den Fasergrößen nicht so groß wie in Vergleichsbeispiel 1, 2 und 3 ist, ist die Differenz groß genug, um gemischte Poren und eine unangemessene Flüssigkeitskontrolle zu bewirken.
Schließlich ist Vergleichsbeispiel 7 eine luftabgelegte Struktur, die einen sehr hohen Zellulosegehalt (80%) verwendet. Mit dieser Menge an geflocktem Zellstoff ist die anfängliche funktionale Leistung gut, aber ein Zusammenfallen im nassen Zustand verhindert eine gute Leistung bei der zweiten und dritten Aufgießmenge. Tabelle 1

Tabelle 3

* Nicht gemäß der Erfindung

Obwohl nur einige wenige beispielhafte Ausführungsformen dieser Erfindung zuvor ausführlich beschrieben wurden, ist für den Durchschnittsfachmann leicht erkennbar, dass viele Modifizierungen in den beispielhaften Ausführungsformen möglich sind, ohne im Wesentlichen von den neuartigen Lehren und Vorteilen dieser Erfindung abzuweichen. Daher sollen alle derartigen Modifizierungen im Umfang dieser Erfindung enthalten sein, wie in den folgenden Ansprüchen definiert ist. In den Ansprüchen sollen Vorrichtungs- und Funktionsansprüche die hierin beschriebenen Strukturen dahingehend abdecken, dass sie die genannte Funktion erfüllen, und nicht nur strukturelle Äquivalente, sondern auch äquivalente Strukturen. Obwohl ein Nagel und eine Schraube keine strukturellen Äquivalente sein mögen, da ein Nagel eine zylindrische Oberfläche verwendet, um Holzteile aneinander zu befestigen, während eine Schraube eine spiralförmige Oberfläche verwendet, können im Bereich der Befestigung von Holzteilen ein Nagel und eine Schraube äquivalente Strukturen sein.

Claims

Aufnahmematerial für Produkte für die persönliche Hygiene, umfassend eine benetzbare Bahn aus Fasern mit höchstens 30 Micrometer Durchmesser, wobei die Bahn eine Dichte von 0,02 g/cm3 bis 0,07 g/cm3, eine Durchlässigkeit zwischen 250 und 1500 Darcys, eine Kapillarspannung zwischen 1,5 und 5 cm aufweist, und wobei die Bahn von 10 bis 100 Gewichtsprozent benetzbare Fasern umfasst, wobei die benetzbaren Fasern einen dauerhaften Kontaktwinkel mit synthetischem Urin von weniger als 50 Grad haben.
Aufnahmematerial gemäß Anspruch 1, wobei die Bahn nach einem Verfahren hergestellt ist, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Kardieren und Bonden und Airlaying.
Produkt für die persönliche Hygiene, umfassend das Aufnahmematerial gemäß Anspruch 1 oder 2, bei welchem weniger als 25 mL Ablauf bei jeder von drei 100 mL Aufgießmengen auftritt, welche gemäß einem Evaluationstest mit mehrfachem Aufgießen (multiple insult test, MIST) mit einer Flußmenge von 20 mL/s in 30 Minuten-Intervallen zwischen jedem Aufgießen aufgebracht werden.
Produkt für die persönliche Hygiene, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Windeln, Trainingshöschen, absorbierenden Unterhosen, Inkontinenzprodukten für Erwachsene und Produkten für die weibliche Hygiene und das Material gemäß Anspruch 1 oder 2 umfasst.
Produkt für die persönliche Hygiene gemäß Anspruch 4, wobei das Produkt für die persönliche Hygiene ein Produkt für die weibliche Hygiene ist.
Produkt für die persönliche Hygiene gemäß Anspruch 4, wobei das Produkt für die persönliche Hygiene ein Inkontinenzprodukt für Erwachsene ist.
Produkt für die persönliche Hygiene gemäß Anspruch 4, wobei das Produkt für die persönliche Hygiene eine Windel ist.
Produkt für die persönliche Hygiene gemäß Anspruch 7 mit einer Schrittbreite von höchstens 7,6 cm.