DE69815315T3

DE69815315T3 - Absorbierende artikel mit verbesserter passform bei nässe

Info

Publication number: DE69815315T3
Application number: DE69815315T
Authority: DE
Inventors: Alfred Gerald YOUNG; Dean Gary LAVON; Ann Nancy HAYNES; Mattias Schmidt; Johannes Bruno EHRNSPERGER
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1997-03-27
Filing date: 1998-03-26
Publication date: 2007-01-11
Anticipated expiration: 2018-03-27
Also published as: HUP0000779A2; WO1998043573A1; CN1254272A; ZA982576B; EP0969785B2; BR9808294A; DE69815315T2; DE69815315D1; AU6308198A; NO994649L; US6083210A; EP0969785B1; PE67699A1; EG21577A; TR199902342T2; CA2284677A1; KR20010005694A; ATE241947T1; IL131897A0; AR011704A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf absorbierende Strukturen, die in absorbierenden Artikeln, wie Windeln, Inkontinenzeinlagen, Übungshöschen, Windelhalter und -einsätze, Frauen-Hygienewäsche und dergleichen nützlich sind. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf absorbierende Strukturen, die Artikel mit verbessertem Sitz bereit stellen, wenn sie mit Körperfluiden benäßt sind.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Kinder und andere inkontinente Personen tragen absorbierende Artikel, wie Windeln, um Urin und andere Körperausscheidungen zu absorbieren und zurück zu halten. Absorbierende Artikel funktionieren sowohl dahin gehend, die ausgeschiedenen Materialien aufzunehmen, als auch dahin gehend, diese Materialien vom Körper des Trägers und von der Wäsche des Trägers und dem Bettzeug zu isolieren. Absorbierende Einwegartikel mit vielen unterschiedlichen Grundausbildungen sind im Stand der Technik bekannt. Zum Beispiel beschreibt US Patent Re 26,152 unter der Bezeichnung "Disposable Diaper", veröffentlicht für Duncan und Baker am 31. Januar 1967 eine Einwegwindel, welche eine breite Akzeptanz und wirtschaftlichen Erfolg erreicht hat. Das US Patent 3,860,003 unter der Bezeichnung "Contractable Side Portions for Disposable Diaper", veröffentlicht für Buell am 14. Januar 1975 beschreibt eine Einwegwindel mit elastischem Beinaufschlag, welche eine breite Akzeptanz und wirtschaftlichen Erfolg erreicht hat.
Viele Windelausbildungen sind relativ breit und füllig in der Region des Artikels, der zwischen den Beinen des Trägers sitzt, wenn sie trocken sind und insbesondere, wenn sie naß sind. Dies führt zu einem bestimmten Grad an Unbequemlichkeit für den Träger, da diese Windeln dazu neigen, zu knautschen, wenn sie getragen werden. In einem Ansatz, die Unbequemlichkeit für den Träger anzugehen, beschreibt das US Patent 4,610,678 (Weisman et al.) Windeln mit verdichteten Kernen, die in dieser Region schmaler sind als frühere Ausbildungen waren. Dennoch speichern sogar diese Artikel signifikante Anteile der absorbierten Fluide in der Ausscheidungsregion des Artikels. Die Ausscheidungsregion ist innerhalb des Bereichs des Artikels positioniert, der in der Schrittregion des Trägers sitzt, wenn dieser getragen wird.
Da frühere absorbierende Artikel ein Fluid nicht wirksam verteilen, sind diese Artikel typischerweise so ausgebildet, daß sie signifikante Mengen eines Fluids in der Schrittregion der Windel speichern. So wird diese Region des Artikels bei jeder Beladung zunehmend füllig und neigt deshalb dazu, für den Träger unbequemer zu werden. Siehe z.B. das US Patent Nr. 5,098,423 für Pieniak et al., welches auf die Offenbarung des Patents von Weisman aufbaut und eine Einwegwindel mit geringer trockener Fülle beschreibt. Das Ziel des Patents '423 ist ein Artikel mit einer relativ kleinen Querschnittsfläche im trockenen Zustand, insbesondere in der "Auftreffzone" (in dem Patent als zweites und drittes Fünftel der Artikellänge definiert). Tatsächlich ist ein wichtiger Aspekt der beschriebenen Artikel die Fähigkeit des absorbierenden Materials in der Auftreffzone, ein Fluid zu absorbieren. Das Patent gibt ganz speziell an, daß wenigstens 60% des gesamten absorbierten Fluids in der Auftreffzone der Windel zurück gehalten wird. Während somit das Patent den Wunsch nach einem verbesserten Sitz im trockenen Zustand diskutiert, versagt es dahin gehend, einen verbesserten Sitz und Komfort während der gesamten Tragedauer bereit zu stellen. Darüber hinaus erfolgt die primäre Betrachtung zum Verbessern des Sitzes an dünnen und breiten Strukturen, welche sich während der Benutzung falten und knautschen, anstatt die Schmalheit und die Fülligkeit im trockenen und nassen Zustand des absorbierenden Materials in der Schrittregion zu optimieren. Demgemäß haben die in dem Patent'423 beschriebenen Artikel im trockenen Zustand eine insgesamt geringe Querschnittsfläche, die durch Bereitstellen eines relativ dünnen (das heißt, in der Z-Abmessung des Artikels), relativ breiten (das heißt, in der X-Abmessung des Artikels) Kerns herbei geführt wird. Der Kern behält jedoch 60% seiner Absorbtionskapazität in der Schrittregion. Dies führt zu einem verringerten Komfort, wenn der Artikel mit einem Körperfluid benäßt ist.
Die GB-A-2,295,321 offenbart einen absorbierenden Artikel, welcher in einer bevorzugten Ausführung einen absorbierenden Kern mit einem schmaleren Schrittabschnitt haben kann. Der absorbierende Kern enthält einen porösen elastischen Bereich, welcher aus einem Schaummaterial hergestellt sein kann, und welcher eine mittlere Porengröße von wenigstens etwa 1,5 mm hat. Der poröse elastische Bereich ist so ausgebildet, daß dieser einen erhaltenen Flüssigkeitsschwall annimmt und zeitweise hält und diesen durch seine offene Struktur zu den Kernabschnitten außerhalb der Schrittregion verteilt.
Die WO 96/23473 beschreibt ein Fluidverteilungsmaterial, welches chemisch versteifte, verdrehte und gekräuselte bauschende Fasern, Fasern mit großem Oberflächenbereich und thermoplastische Bindefasern umfaßt. Die US-A-5,147,345 offenbart Fluidannahme-/Verteilungsmaterialien, wie hydrophile, flexible, offenzellige Polymerschäume.
Es wäre deshalb vorteilhaft, eine absorbierende Struktur zu schaffen, die einen besseren Sitz und Tragekomfort liefert, selbst nachdem die Struktur mit Körperfluiden benäßt worden ist. Es wäre weiter vorteilhaft, eine absorbierende Struktur bereit zu stellen, welche in der Schrittregion sowohl im trockenen als auch im nassen Zustand eine verringerte Fülle hat. Solche Strukturen würden absorbierende Artikel mit verbessertem Sitz und Komfort schaffen, selbst wenn sie mit Körperfluiden benäßt sind.
Deshalb ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine absorbierende Struktur mit verbessertem Sitz am Träger während der Benutzung zu schaffen, indem die Schrittbreite der Struktur im trockenen Zustand und auch nachdem die Struktur mit einem Fluid benäßt worden ist, verringert wird.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine absorbierende Struktur zu schaffen, die einen verbesserten Komfort für den Träger liefert, was sich aus der Fähigkeit der Struktur ergibt, eine signifikante Menge eines Fluids ohne weiteres zu verteilen und entfernt von der Schrittregion der Struktur zu speichern.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, absorbierende Artikel mit diesen absorbierenden Strukturen zu schaffen.
Diese und weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden ohne weiteres offensichtlich, wenn sie mit Bezug auf die folgende Beschreibung und in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung liefert absorbierende Artikel, wie Windeln, Inkontinenzeinlagen, Übungshöschen, Windelhalter und -einsätze, Frauen-Hygienewäsche und dergleichen, mit absorbierenden Strukturen, die so ausgebildet sind, daß sie für den Träger einen verbesserten Sitz und Komfort liefern, während sie Körperausscheidungen adäquat halten. Ein solcher absorbierender Artikel hat eine Aufnahmeeinheit (Grundkörper), die typischerweise eine flüssigkeitsdurchlässige Innenlage und eine flüssigkeitsundurchlässige Außenlage und einen absorbierenden Kern, der der äußeren Deckschicht zugeordnet ist, umfaßt. Der absorbierende Kern ist so ausgebildet, daß dieser in der Schrittregion der Windel relativ schmal ist, selbst dann, wenn der Kern während der Benutzung signifikante Mengen eines Fluids absorbiert. Um dies zu erreichen, ist der absorbierende Kern, wie in Anspruch 1 geltend gemacht, derart ausgebildet, daß ein Fluid im Wesentlichen von der Schrittregion zu der vorderen und/oder hinteren Region des Artikels bewegt wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Obwohl die Beschreibung mit Ansprüchen konkludiert, welche den Gegenstand, welcher als die vorliegende Erfindung bildend angesehen wird, besonders herausstellen und deutlich beanspruchen, wird angenommen, daß die Erfindung aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verstanden wird, in welchen gleiche Bezeichnungen verwendet werden, um im Wesentlichen identische Elemente zu bezeichnen, und in welchen:
1 eine Draufsicht eines absorbierenden Artikels gemäß der vorliegenden Erfindung ist, wobei die Innenlage transparent ist, um so den absorbierenden Kern deutlicher zu zeigen;
2 eine Draufsicht eines absorbierenden Kerns der vorliegenden Erfindung ist;
3 eine Draufsicht eines weiteren absorbierenden Kerns der Erfindung ist;
4 darstellt, wie der Schrittpunkt eines Trägers, eines absorbierenden Artikels und des korrespondierenden absorbierenden Kerns bestimmt werden;
5 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines mehrteiligen absorbierenden Kerns ist, der in der vorliegenden Erfindung nützlich ist; und
6 eine schematische Ansicht der Vorrichtung ist, die verwendet wird, um Artikel zur Charakterisierung gemäß der anderen Verfahrensabläufe, die im Abschnitt Testverfahren diskutiert werden, zu laden.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "absorbierende Artikel" auf Vorrichtungen, welche Körperausscheidungen absorbieren und aufnehmen, und bezieht sich insbesondere auf Vorrichtungen, welche an oder in der Nähe des Körpers des Trägers angeordnet werden, um die verschiedenen Ausscheidungen, die vom Körper abgegeben werden, zu absorbieren und aufzunehmen. Absorbierende Artikel umfassen Vorrichtungen, die zum Absorbieren von Urin ausgebildet sind, welche von inkontinenten Personen benutzt werden. Solche Inkontinenzartikel umfassen, sind aber nicht beschränkt darauf, Windeln, Erwachsenen-Inkontinenzeinlagen, Übungshöschen, Windelhalter und -einsätze. Weitere absorbierende Artikel umfassen solche, die so ausgebildet sind, daß sie auf Blut basierende Fluide, wie Menstruationsfluide, absorbieren. Solche Frauen-Hygieneartikel umfassen Tampons, Katamnesepads und dergleichen. Der Ausdruck "Einweg", wird hier verwendet, um absorbierende Artikel zu beschreiben, die nicht dazu gedacht sind, gewaschen oder in anderer Weise wieder hergestellt oder als absorbierende Artikel wieder verwendet zu werden (das heißt, sie sind dazu gedacht, nach einer einmaligen Benutzung weg geworfen und vorzugsweise wieder aufbereitet, kompostiert oder in anderer Weise in einer umweltverträglichen Art deponiert zu werden). Ein "einheitlicher" absorbierender Artikel bezieht sich auf absorbierende Artikel, welche aus separaten Teilen gebildet sind, die miteinander zu einer Einheit verbunden sind, um eine koordinierte Gesamtheit zu bilden, so daß sie keine separate zu manipulierenden Teile benötigen, wie einen separaten Halter und Einsatz.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "absorbierender Kern" auf die Bereiche (z.B. Schichten) eines absorbierenden Artikels, deren Funktion das Annehmen, Verteilen, Überführen, Speichern und/oder neu Verteilen von Fluiden ist. Die Annahmematerialien umfassen Materialien, deren primäre Funktion darin besteht, dann überlassene Fluide anzunehmen. Solche Materialien umfassen Annahmeschichten, Innenlagenmaterialien, Übertragungsschichten, Flußregulierungsmodule, Hüllentissues oder Vliesstofflagen, die so ausgebildet sind, daß sie die Migration Hydrogel bildender Polymere verhindern, etc.. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Verteilungsmaterial" auf ein oder mehrere absorbierende Kernmaterialien, deren primäre Funktion darin besteht, ein Fluid zu Punkten, weg von dem Punkt der anfänglichen Fluidbeladung zu verteilen/neu zu verteilen. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Speichermaterial" auf das absorbierende Kernmaterial, das den Hauptteil des durch den Artikel absorbierten Fluids zurück hält. Es sollte so verstanden sein, daß die Ausdrücke "Verteilungsmaterial" und "Speichermaterial" sich nicht gegenseitig ausschließen. In bestimmten Ausführungsfor men kann ein einzelnes Material dahin gehend funktionieren, sowohl die Fluidverteilung als auch die Fluidspeicherung zu liefern.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Front" auf den Bereich eines Artikels oder absorbierenden Kerns, der dazu gedacht ist, nahe an der Vorderseite eines Trägers positioniert zu werden. Der Ausdruck "hinter" bezieht sich auf den Bereich eines Artikels oder absorbierenden Kerns, der dazu gedacht ist, nahe des Rückens des Trägers positioniert zu werden. Als solches bedeutet die Benutzung des relativen Ausdrucks "vor" eine Position in dem Artikel oder dem Kern mehr in Richtung auf die Vorderseite des Artikels oder Kerns, während der Ausdruck "dahinter" eine Position in dem Artikel oder dem Kern mehr zu der Rückseite des Artikels oder Kerns bedeutet.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Z-Abmessung" auf die Abmessung senkrecht zur Länge und Breite des Elements, Kerns oder Artikels. Die Z-Abmessung entspricht im Allgemeinen der Dicke des Elements, Kerns oder Artikels.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "X-Y-Abmessung" auf die Ebene senkrecht zur Dicke des Elements, Kerns oder Artikels. Die X- und Y-Abmessungen entsprechen im Allgemeinen der Breite bzw. Länge des Elements, Kerns oder Artikels.
Der "Schrittpunkt" eines Artikels und des absorbierenden Kerns des Artikels wird bestimmt durch Anlegen des Artikels an einen Träger in einer stehenden Position und dann durch Anlegen eines dehnbaren Filaments um die Beine in einer acht-förmigen Konfiguration. (Siehe 4). Der Punkt in dem Artikel und des absorbierenden Kerns, der dem Schnittpunkt des Filaments entspricht, wird als der Schrittpunkt des Artikels und des absorbierenden Kerns angesehen. Es ist so zu verstehen, daß der Schrittpunkt durch Anlegen des absorbierenden Artikels an einem Träger in der gedachten Weise und durch Bestimmen, wo das gekreuzte Filament den Artikel/Kern berühren würde, bestimmt wird.
Wie hier erwähnt, entspricht die "Schrittregion" eines absorbierenden Kerns 50% der Gesamtlänge des absorbierenden Kerns (das heißt, in der Y-Abmessung), wobei der Schrittpunkt in dem längs verlaufenden Zentrum der Schrittregion liegt. Das heißt, die Schrittregion wird bestimmt durch zuerst Orten des Schrittpunkts des absorbierenden Kerns und dann Messen einer Strecke von 25% der Gesamtlänge des Kerns nach vorne und nach hinten.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Schrittbreite" auf die Breite in der Schrittregion der absorbierenden Kernschicht, welche das meiste Fluid zurück hält, wenn der Artikel bis zu 70% der Gesamtkapazität des Artikels beladen ist, und zwar über das unten beschriebene Fluidannahmeverfahren. Wenn diese Schicht aus einer Mehrzahl von diskreten Schichten besteht, ist die Schicht mit der kleinsten Breite die Breite der Schicht und ist deshalb die Schrittbreite des absorbierenden Kerns. Falls eine Schicht in der Quer (X-)Abmessung profiliert ist, wird die Breite der Schicht bestimmt durch die Breite der Region des Profils mit höchstem Basisgewicht. Ein Verfahren zum Bestimmen der Schrittbreite ist beschrieben in dem unten stehenden Abschnitt Testverfahren.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Schichten" auf identifizierbare Komponenten der absorbierenden Struktur, und eine Struktur, die als eine "Schicht" bezeichnet ist, kann tatsächlich ein Laminat oder eine Kombination aus mehreren Lagen oder Bahnen der erforderlichen Materialtypen umfassen, wie dies nachfolgend beschrieben wird. Wie hier verwendet, umfaßt der Ausdruck "Schicht" die Ausdrücke "Schichten" und "geschichtet". Für Zwecke dieser Erfindung sollte dies auch so verstanden werden, daß der Ausdruck "ober" die Schicht des absorbierenden Kerns bezeichnet, welche der Artikel-Innenlage am nächsten ist und dieser zugewandt ist; umgekehrt bezieht sich der Ausdruck "unter" auf die Schicht des absorbierenden Kerns, welche der Artikel-Außenlage am nächsten ist und dieser zugewandt ist. Es sollte angemerkt werden, daß die verschiedenen Elemente, Schichten und Strukturen der absorbierenden Artikel gemäß der vorliegenden Erfindung nicht generell von planarer Natur sein müssen und in einer gewünschten Konfiguration geformt und profiliert sein können.
Eine Ausführungsform des einen absorbierenden Artikels in Form einer Windel 20 mit einem solchen absorbierenden Kern gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 1 gezeigt. 1 ist eine Draufsicht der Windel 20 in einem flach ausgelegten, nicht konzentrierten Zustand (das heißt, mit einer entfernten elastisch induzierten Kontraktion) mit einer Innenlage 22, einer Außenlage 24 und einem allgemein mit 28 bezeichneten absorbierenden Kern, der zwischen der Innenlage 22 und der Außenlage 24 positioniert ist. Die Innenlage 22 ist transparent dargestellt, um so den absorbierenden Kern 28 besser darzustellen.
Wie in 1 auch gezeigt ist, hat die Windel 20 eine vordere Taillenbandregion 32, eine hintere Taillenbandregion 34, eine Zentrumsregion 36 und einen Umfang 38, der durch den äußeren Rand der Außenlage 24 begrenzt ist, und welche mit 40 bezeichnete Längsränder und mit 42 bezeichnete Stirnränder hat. Die Längsachse der Windel 20 verläuft im Wesentlichen parallel zu den Längsrändern 40 und ist als längs verlaufende Mittellinie 67 gezeigt (und entspricht der Y-Richtung oder Länge), während die quer verlaufende Achse im Wesentlichen parallel zu den Stirnrändern 42 verläuft und als quer verlaufende Mittellinie 66 gezeigt ist (und der X-Richtung oder Breite entspricht). Die Taillenbandregionen 32 und 34 umfassen solche oberen Bereiche der Windel 20, welche, wenn diese getragen wird, die Taille des Trägers umschließen. Die Zentrumregion 36 ist der Bereich der Windel 20 zwischen den Taillenbandregionen 32 und 34 und umfaßt den Bereich der Windel 20, welcher, wenn diese getragen wird, zwischen den Beinen des Trägers positioniert ist und den unteren Rumpf des Trägers überdeckt. So begrenzt die Zentrumsregion 36 den Bereich der typischen Flüssigkeitsabscheidung für eine Windel 20 oder eines anderen absorbierenden Einwegartikels.
Die Innenlage 22 und die Außenlage 24 können miteinander in irgendeiner geeigneten Weise verbunden sein. Wie hier verwendet, umfaßt der Ausdruck "verbunden" Konfigurationen, in welchen die Innenlage 22 direkt mit der Außenlage 24 verbunden ist, indem die Innenlage direkt an der Außenlage befestigt ist, und Konfigurationen, in welchen die Innenlage indirekt mit der Außenlage verbunden ist, indem die Innenlage an Zwischenelementen befestigt ist, welche wiederum an der Außenlage befestigt sind. Vorzugsweise sind die Innenlage 22 und die Außenlage 24 direkt miteinander durch Anbringungsmittel (nicht gezeigt) befestigt, wie einem Haftmittel oder einem anderen Anbringungsmittel, das aus dem Stand der Technik bekannt ist. Zum Beispiel kann eine gleichförmige kontinuierliche Schicht eines Haftmittels, eine gemusterte Schicht eines Haftmittels oder eine Anordnung von separaten Linien oder Punkten eines Haftmittels verwendet werden, um die Innenlage 22 an der Außenlage 24 zu befestigen. Wie in 1 gezeigt ist, hat die Innenlage 22 eine ein wenig größere Größenausbildung als die Außenlage 24. Die Innenlage 22 und die Außenlage 24 können jedoch beide die gleiche Größenkonfiguration haben (das heißt, gleich erstreckend sein), derart, daß sie am Umfang 38 der Windel 20 miteinander verbunden werden. Die Größe der Außenlage 24 wird diktiert teilweise durch die Größe des absorbierenden Kerns 28 und der ausgewählten genauen Windelgestaltung. In der in 1 gezeigten Ausfürhrungsform hat die Außenlage 24 eine sanduhrförmige Konfiguration. Andere Konfigurationen, wie rechtwinklig, T-förmig und dergleichen, sind jedoch auch geeignet.
Obwohl nicht dargestellt, kann die Windel 20 elastische Elemente haben, die eine kontrahierende Kraft auf die Windel ausüben, so daß diese enger und komfortabler am Träger ansitzt. Diese elastischen Elemente können in einer Vielfalt allgemein bekannter Konfigurationen zusammen gebaut sein, wie solche, die beschrieben sind im Allgemeinen in US patent 3,860,003 (Buell), veröffentlicht am 14. Januar 1975. Die elastischen Elemente können angrenzend an den Umfang 38 der Windel 20 angeordnet sein, vorzugsweise entlang jedes Längsrandes 40, so daß die elastischen Elemente dazu neigen, die Windel an die Beine des Trägers zu ziehen und dort zu halten. Alternativ können die elastischen Elemente angrenzend an einen oder beide der Stirnränder 42 der Windel 20 angeordnet sind, um ein Taillenband zusätzlich zu oder anstatt der Beinaufschläge zu schaffen. Siehe z.B. US Patent 4,515,595 (Kievit et al.) veröffentlicht am 07. Mai 1985. Die elastischen Elemente werden an der Windel 20 in einem elastisch kontrahierbaren Zustand festgelegt, so daß diese elastischen Elemente in einer normal angespannten Konfiguration wirksam zusammen ziehen und die Windel 20 raffen. Die elastischen Elemente können in einem elastisch zusammenziehbaren Zustand auf wenigstens zwei Wege festgelegt werden. Zum Beispiel können die elastischen Elemente gestreckt und festgelegt werden, während sich die Windel 20 in einem nicht zusammen gezogenen Zustand befindet. Alternativ kann die Windel 20 z.B. durch Fältelung zusammen gezogen werden und die elastischen Elemente an der Windel befestigt und mit dieser verbunden werden, während sie sich in ihrem entspannten und ungestreckten Zustand befinden. Die elastischen Elemente können sich im Wesentlichen über die gesamte Länge der Windel 20 in der Zentralregion 36 erstrecken oder können sich über die gesamte Länge der Windel 20 oder irgendeine andere Länge erstrecken, die geeignet ist, eine elastisch kontrahierbare Linie zu schaffen. Die Länge dieser elastischen Elemente wird typischerweise durch die Gestaltung der Windel diktiert.
Mit Bezug auf 1 ist der absorbierende Kern 28 in einer "I"-Konfiguration gezeigt. Wie oben angegeben, umfaßt der absorbierende Kern eine vordere und eine hintere Region sowie eine Schrittregion. Diese Regionen werden definiert durch Bestimmen des Schrittpunktes des Kerns 28 in Übereinstimmung mit der hier vorliegenden Beschreibung. Wie oben diskutiert wurde, wird der Schrittpunkt bestimmt durch Bezugnahme auf die Anatomie des Trägers. Wie oben diskutiert, wird der Schrittpunkt durch Bezugnahme auf die Anatomie des Trägers bestimmt. Nur für Zwecke der Darstellung ist der Schrittpunkt des Kerns 28 als Position 27 in 1 gezeigt. Der Schrittpunkt 27 ist so gezeigt, daß er auf der längs verlaufenden Mittellinie 67 der Windel 20 und des absorbierenden Kerns 28 liegt. Dies wird im Allgemeinen der Fall sein, ungeachtet der Konfiguration der Windel und des absorbierenden Kerns. Wie angedeutet, liegt der Schrittpunkt 27 in dieser speziellen Ausführungsform jedoch nicht auf der quer verlaufenden Mittellinie 66, obwohl dies in anderen Windel/Kern-Gestaltungen der Fall sein kann. Wie oben diskutiert, wird, sobald der Schrittpunkt des absorbierenden Kerns 28 bestimmt ist, die Schrittregion durch Abmessen einer Strecke von 25% nach vorne (als Querlinie 61 gezeigt) und einer Strecke von 25% der gesamten Länge des Kerns nach hinten (als Querlinie 63 gezeigt) bestimmt. In dieser Darstellung ist die Schrittregion die Region des Kerns, die zwischen den Querlinien 61 und 63 liegt. Wie in 1 gezeigt ist, ist der absorbierende Kern 28 so gezeigt, daß er eine vordere Region 52, eine hintere Region 54 und eine Schrittregion 56 hat. Wiederum wird die Schrittregion 56 des Kerns 28 durch die Stelle des Schrittpunktes im Kern diktiert.
Die Innenlage 22 ist vorzugsweise nachgiebig, weichfühlig und nicht störend für die Haut des Trägers. Ferner ist die Innenlage flüssigkeitsdurchlässig und erlaubt Flüssigkeiten (z.B. Urin) ohne weiteres durch ihre Dicke hindurch zu dringen. Eine geeignete Innenlage kann aus einem breiten Bereich von Materialien hergestellt werden, wie aus porösen Schäumen, retikulierten Schäumen; mit Öffnungen versehenen Kunststofffilmen oder aus Gewebe- oder Vliesstoffbahnen aus natürlichen Fasern (z.B. Holz- oder Baumwollfasern), synthetischen Fasern (z.B. Polyester- oder Polypropylenfasern) oder aus einer Kombination aus natürlichen und synthetischen Fasern. Vorzugsweise wird die Innenlage aus einem hydrophoben Material hergestellt, um die Haut des Trägers gegenüber Flüssigkeiten zu isolieren, die in dem absorbierenden Kern enthalten sind, die auf wenigstens einer Seite mit einem grenzflächenaktiven Stoff behandelt ist, um Flüssigkeiten zu erlauben, ohne weiteres durch ihre Dicke hindurch zu dringen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird wenigstens ein Bereich der Innenlage einer mechanischen Streckung unterzogen, um ein "Nullspannung"-Stretchlaminat zu schaffen, welches die elastischen Seitenfelder bildet. So ist die Innenlage vorzugsweise längbar, ganz bevorzugt ziehbar, aber nicht notwendigerweise elastomer, so daß die Innenlage bei mechanischer Streckung wenigstens bis zu einem Maß dauerhaft gelängt wird, derart, daß diese nicht vollständig in ihre ursprüngliche Konfiguration zurück kehren wird. In bevorzugten Ausführungsform kann die Innenlage einer mechanischen Streckung ausgesetzt werden, ohne Bersten oder Reißen der Innenlage. So wird vorgezogen, daß die Innenlage eine niedrige Umformfestigkeit in Quer-Maschinenrichtung (seitlicher Richtung) hat.
Es gibt eine Anzahl von Herstellungstechniken, welche verwendet werden können, um die Innenlage herzustellen. Zum Beispiel kann die Innenlage eine Vliesbahn aus Fasern sein. Wenn die Innenlage eine Vliesbahn umfaßt, kann die Vliesbahn spunbonded, kandiert, naß gelegt, schmelzgeblasen, hydroverheddert, Kombinationen davon oder dergleichen sein. Eine bevorzugte Innenlage ist kandiert und thermisch durch für den Fachmann in der Textiltechnik allgemein bekannte Mittel gebunden. Eine bevorzugte Innenlage umfaßt stapellagen Polypropylenfasern mit einem Denier von etwa 2,2. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "stapellange Fasern" auf solche Fasern mit einer Länge von wenigstens etwa 15,9 mm (0,625 in). Vorzugsweise hat die Innenlage ein Basisgewicht von etwa 18 bis etwa 25 g/m². Eine geeignete Innenlage wird hergestellt durch Veratec Inc., einer Division der International Paper Company aus Walpole, Massachusetts, unter der Bezeichnung P-8.
Die Innenlage 22 ist oberhalb der körperseitigen Oberfläche des absorbierenden Kerns 28 positioniert. In bevorzugten Ausführungsformen ist ein Annahmematerial zwischen dem absorbierenden Kern 28 und der Innenlage 22 positioniert. Die Innenlage 22 kann mit dem absorbierenden Kern 28 und/oder der Außenlage 24 durch Anbringungsmittel (nicht gezeigt) verbunden sein, wie sie der Fachwelt bekannt sind. Geeignete Anbringungsmittel sind unten mit Bezug auf das Verbinden der Innenlage 22 und/oder der Außenlage 24 mit dem absorbierenden Kern 28 beschrieben. Wie hier verwendet, umfaßt der Ausdruck "verbunden" Konfigurationen, durch welche ein Element direkt an dem anderen Element festgelegt ist, indem das Element direkt an dem anderen Element befestigt wird, und Konfigurationen, durch welche das Element indirekt an dem anderen Element festgelegt ist, indem das Element an ein oder mehrere Zwischenelemente befestigt wird, welche wiederum mit dem anderen Element befestigt sind. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Innenlage und die Außenlage direkt miteinander in dem Windelumfang verbunden und können indirekt miteinander durch direktes Verbinden derselben mit dem absorbierenden Kern durch Anbringungsmittel (nicht gezeigt) verbunden sein. In einer alternativen Ausführungsform muß der absorbierende Kern (oder das bevorzugte Annahmematerial) nicht sowohl mit der Innenlage als auch mit der Außenlage verbunden sein, derart, daß der absorbierende Kern zwischen diesen "schwimmen" kann.
Die Außenlage 24 ist undurchlässig für Flüssigkeiten (z.B. Urin) und wird vorzugsweise hergestellt aus einem dünnen Kunststofffilm, obwohl andere flexible flüssigkeitsundurchlässige Materialien auch verwendet werden können. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "flexibel" auf Materialien, welche nachgiebig sind und sich ohne weiteres an die allgemeine Form und Kontur des Trägers anpassen. Die Außenlage ist dazu gedacht, Ausscheidungen, die in den absorbierenden Kern absorbiert und aufgenommen sind, Artikel zu benässen, welche die Windel berühren, wie Bettlaken und Unterwäsche. Die Außenlage kann somit ein Gewebe- oder Vliesstoffmaterial, polymere Filme, wie thermoplastische Filme aus Polyethylen oder Polypropylen oder Verbundmaterialien, wie ein filmbeschichtetes Vliesstoffmaterial, umfassen. Vorzugsweise ist die Außenlage ein thermoplastischer Film mit einer Dicke von etwa 0,012 mm (0,5 mit) bis etwa 0,051 mm (2,0 mil).
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird wenigstens ein Bereich der Außenlage einem mechanischen Streckvorgang ausgesetzt, um sowohl ein "Nullspannung"-Stretchlaminat zu schaffen, das die elastischen Seitenfelder bildet, als auch, falls dies erwünscht ist, den Bereich der Außenlage, der mit dem elastischen Taillenmerkmal oder einem anderen elastischen Merkmal zusammen fällt, vorzustrecken. So ist die Außenlage vorzugsweise längbar, ganz bevorzugt ziehbar, aber nicht notwendigerweise elastomer, so daß die Außenlage bei mechanischer Streckung wenigstens um ein Maß dauerhaft gelängt wird, derart, daß diese nicht vollständig in ihre ursprüngliche, ungezerrte Konfiguration zurückkehrt. In bevorzugten Ausführungsformen kann die Außenlage einem mechanischen Streckvorgang ausgesetzt werden, ohne zu bersten oder zu reißen. So wird bevor zugt, daß die Außenlage eine ultimative Längung bis zum Bruch hat von wenigstens etwa 400% bis etwa 700% in Quer-Maschinenrichtung, gemessen unter Verwendung eines Verfahrens gemäß ASTM D-638. Solche bevorzugten Polymerfilme für die Verwendung als Außenlage enthalten einen höheren Gehalt an Polyethylen mit linear geringer Dichte. Besonders bevorzugte Materialien für die Außenlage umfassen Mischungen, die zusammen gesetzt sind aus etwa 45 bis 90% Polyethylen mit linear niedriger Dichte und etwa 10 bis 55% Polypropylen. Beispielhafte Filme für die Verwendung als Außenlage der vorliegenden Erfindung werden hergestellt durch Tredegar Industries, Inc. aus Terre Haute, Indiana unter den Bezeichnungen X-8323, RR8220 Mischung für bestimmte geblasene Filme und RR5475 Mischung für bestimmte gegossene Filme.
Die Außenlage 24 ist vorzugsweise geprägt (typischerweise auf eine Dicke von etwa 0,127 mm (5,5 mil)) und/oder mattiert, um ein mehr kleidungsähnliches Erscheinungsbild zu schaffen. Ferner kann die Außenlage Dämpfen erlauben, aus dem absorbierenden Kern zu entweichen (das heißt, atmungsfähig sein), während sie noch Ausscheidungen daran hindert, durch die Außenlage hindurch zu gelangen.
Die Außenlage 24 ist angrenzend an die untere Oberfläche des absorbierenden Kerns 28 positioniert und kann damit durch Anbringungsmittel (nicht gezeigt), wie sie den Fachleuten bekannt sind, verbunden sein. Alternativ können zusätzliche Materialien (z.B. ein Annahmematerial) zwischen der Außenlage 24 und dem absorbierenden Kern 28 angeordnet sein. Zum Beispiel kann die Außenlagen 24 mit dem absorbierenden Kern 28 oder einem dazwischen liegenden Material durch eine gleichförmige kontinuierliche Schicht eines Haftmittels, eine gemusterte Schicht eines Haftmittels oder einer Anordnung von separaten Linien, Spiralen oder Punkten eines Haftmittels befestigt sein. Haftmittel, welche sich als zufriedenstellend herausgestellt haben, werden hergestellt durch Century Adhesives, Inc. aus Columbus, Ohio und vermarktet als Century 5227 und durch H.B. Fuller Company aus St. Paul, Minnesota und vermarktet als HL-1258. Die Anbringungsmittel umfassen vorzugsweise ein offenes Musternetzwerk aus Filamenten eines Haftmittels, wie dies offenbart ist in US Patent 4,573,986 unter der Bezeichnung "Disposable Waist-Containment Garment", veröffentlicht für Minetola und Tucker am 04. März 1986. Ein beispielhaftes Anbringungsmittel für ein offenes Musternetzwerk aus Filamenten umfaßt mehrere Linien von Haftmittelfilamenten, die in einem Spiralmuster verwirbelt sind, wie dies dargestellt ist durch die Vorrichtung und die Verfahren, die gezeigt sind in US Patent 3,911,173, veröffentlicht für Sprague, Jr. am 07. Oktober 1975; US Patent 4,785,996, veröffentlicht für Ziecker et al. am 22. November 1978 und US Patent 4,842,666, veröffentlicht für Werenicz am 27. Juni 1989. Alternativ können die Anbringungsmittel Wärmebindungen, Druckbindunge, Ultraschallbindungen, dynamisch mechanische Bindungen oder irgendein anderes geeignetes Anbringungsmittel oder Kombinationen dieser Anbringungsmittel umfassen, wie dies im Stand der Technik bekannt ist.
Der absorbierende Kern 28 umfaßt irgendein absorbierendes Material, welches in der Lage ist, Flüssigkeiten, wie Urin und andere bestimmte Körperausscheidungen, zu verteilen und/oder zurück zu halten, und welches in der Lage ist, Fluidverteilungs/Speicherungs-Eigenschaften zu schaffen, welche die vorliegende Erfindung definieren. Obwohl der absorbierende Kern 28 in 1 in einer "I"-Konfiguration gezeigt ist, kann jede Form verwendet werden.
Zum Beispiel ist in 2 ein absorbierender Kern 128 in einer "Sanduhr"-Konfiguration gezeigt, in welcher der Kern bogenförmigen Ausschnitte in seinen Längsrändern hat, die allgemein mit 142 angegeben sind. Aus Darstellungszwecken ist der Schrittpunkt durch Position 127 identifiziert. (Wie oben diskutiert, wird der Schrittpunkt des absorbierenden Kerns vom Träger aus extrapoliert.) Wie gezeigt ist, liegt der Schrittpunkt 127 im Allgemeinen auf einer längs verlaufenden Mittellinie 167 und auf einer Querlinie 168 (obwohl dies in dieser Ausführungsform nichti die quer verlaufende Mittellinie ist). Die Schrittregion wird bestimmt, indem eine Strecke von 25% der Gesamtlänge des Kerns nach vorne gemessen wird (gezeigt als Querlinie 161) und eine Strecke von 25% der gesamten Kernlänge nach hinten gemessen wird (gezeigt als Querlinie 163). Die Schrittregion 156 ist die Region des Kerns zwischen den Querlinien 161 und 163. Zusätzlich zu der Schrittregion 156 hat der Kern 128 eine Vorderregion 152 und eine Hinterregion 154.
3 zeigt eine weitere Windel und eine entsprechende Kernkonfiguration. Insbesondere ist die Windel 220 so konfiguriert, daß sie in der Zone geringer Bewegung des Trägers sitzt. (Eine Offenbarung von Artikeln geringer Bewegung und entsprechenden Kernen ist im Detail beschrieben in US Patent 5,358,500 für LaVon et al.) Der absorbierende Kern, der allgemein mit 228 angegeben ist, ist auch so konfiguriert, daß er innerhalb der Zone geringer Bewegung des Trägers sitzt.
4 zeigt das Mittel zum Bestimmen des Schrittpunktes eines Artikels und seines absorbierenden Kerns. Mit Bezug auf 4 sind die Beine eines stehenden Trägers im Querschnitt als 301 und 302 gezeigt. Ein kontinuierliches Material 303 (z.B. eine Schnur oder ein Gummiband) wird einmal gedreht und um die Beine des Trägers herum gelegt, und zwar an einem Punkt der ausreichend nahe dem Rumpf des Trägers ist, derart, daß die Schnittsstelle 304 des Materials 303 auf den getragenen Artikel extrapoliert werden kann. Der Schrittpunkt des Kerns des Artikels wird dadurch bestimmt, und die Schrittregion des Kerns wird durch die obige Beschreibung bestimmt.
Die Schrittbreite des absorbierenden Kerns an dem Schrittpunkt, im trockenen und nassen Zustand, ist wichtig beim Bereitstellen eines verbesserten Sitzes am Träger. Es wird vorgezogen, daß die Schrittbreite klein ist, selbst dann, wenn sie mit Fluid benäßt ist, so daß der absorbierende Kern sich nur einer minimalen Knautschung unterzieht, wenn die Beine des Trägers geschlossen sind. In dieser Hinsicht haben absorbierende Kerne, die für die vorliegende Erfindung nützlich sind, eine Schrittbreite im trockenen und nassen Zustand von nicht mehr als etwa 7 cm. Vorzugsweise beträgt die Schrittbreite im trockenen und nassen Zustand nicht mehr als etwa 6 cm, noch bevorzugter nicht mehr als etwa 5 cm. Die Mittel zum Messen der Schrittbreite sind beschrieben in dem Abschnitt Testverfahren, infra. Wie sich aufgrund des Auftretens einer Knautschung während des Tragens ergibt, kann die Schrittbreite relevanter sein, als die Querschnittsfläche an dem Schrittpunkt des Kerns.
Daraus folgt, daß eine Reduktion der Schrittbreite eines absorbierenden Kerns mit einer gleichförmigen Kapazität pro Einheitsoberflächenbereich notwendigerweise die Materialmenge und die Kapazität in der Flüssigkeits-Abscheidungszone reduziert. Frühere Versuche, den Sitz durch Reduzieren der Breite in der Schrittregion zu verbessern, taten dies, indem die Kapazität pro Einheitsoberflächenbereich gesteigert wurde, um so die notwendige Kapazität in der Schrittregion beizubehalten. Solche früheren Ansätze verwendeten zusätzliche Fasern in der Schrittregion für die Flüssigkeitsabsorption, und in einigen Fällen zusätzliche Hydrogel bildende Polymere für die Flüssigkeitsspeicherung. Diese Ansätze führten deshalb zu einem negativen Einfluß auf die Fülle sowohl im trockenen als auch im nassen Zustand. Im direkten Gegensatz dazu ist die vorliegende Erfindung gedacht, das in der Schrittregion abgelagerte Fluid aus der Region weg zu bringen. Dies ergibt sich aus dem reduzierten Grad an Fluidspeicherung in der Schrittregion des absorbierenden Kerns. Als solches umfaßt in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Schrittregion des absorbierenden Kerns ein oder mehrere Materialien, die dahin gehend funktionieren, Fluide aus der Schrittregion weg zu verteilen. Obwohl die Fluidverteilung eine wichtige Funktion des Schrittregionmaterials des Kerns ist, ist es im Schutzbereich der Erfindung, Materialien in die Schrittregion aufzunehmen, deren primäre Funktion die Speicherung von Fluiden ist, solange der nötige Grad an Speicherung in der Schrittregion nicht überschritten wird.
In Kombination mit den erforderlichen Schrittbreitenparametern umfassen die absorbierenden Artikel der vorliegenden Erfindung einen absorbierenden Kern, der weniger als etwa 25% der gesamten Kapazität des absorbierenden Kerns in der Schrittregion des Kerns behält. Natürlich ist die Speicherung geringerer Mengen von Fluiden in der Schrittregion des Kerns relativ zu den vorderen/hinteren Regionen des Kerns eine Widerspiegelung der Fähigkeit der Kernmaterialien, ein Fluid während des Tragens aus der Schrittregion weg zu bewegen und dadurch den Sitz und den Tragekomfort zu verbessern. In dieser Hinsicht werden absorbierende Kerne, die in der vorliegenden Erfindung nützlich sind, vorzugsweise weniger als etwa 15% zurückhalten, noch bevorzugter von 0% bis etwa 10% der Gesamtkapazität des Kerns bei Ausgeglichenheit in der Schrittregion des Kerns zurückhalten. Der absorbierende Kern wird derart konstruiert, daß wenigstens 67% der gesamten Absorptionskapazität des absorbierenden Kerns hinter dem Schrittpunkt des Kerns liegen. Ein Verfahren zum Bestimmen der gesamten Kern-Absorptionskapazität und der prozentualen Kapazität der Schrittregion des Kerns ist beschrieben unten im Abschnitt Testverfahren.
Wie oben diskutiert, umfaßt der absorbierende Kern ein Material, welches dahin gehend funktioniert, ein Fluid aus der Schrittregion des Kerns zu verteilen. Eine vertikale Ansaugung, das heißt, eine Fluidansaugung in einer Richtung entgegen gesetzt der Gravitationskraft, ist ein besonders wünschenswertes Leistungsattribut für das Verteilungsmaterial. Das Verteilungsmaterial wird häufig in absorbierenden Artikeln in einer Weise verwendet, derart, daß ein Fluid, das absorbiert werden soll, in den Artikel aus einer relativ niedrigeren Position zu einer relativ höheren Position in dem absorbierenden Kern des Artikels bewegt werden muß. Demgemäß ist die Fähigkeit dieser Materialien, ein Fluid gegen die Schwerkraft anzusaugen, besonders relevant für ihre Funktionsfähigkeit als absorbierende Materialien in den vorliegenden absorbierenden Artikeln.
Die Ansaugeigenschaften, die besonders relevant sind für die Fluidverteilung, sind: A) der Mengenstrom der vertikalen Ansaugung eines Fluids durch das Verteilungsmaterial; und B) die Absorptionskapazität des Verteilungsmaterials an spezifisch bestimmten Ansaughöhen. Eine weitere wichtige Eigenschaft des Verteilungsmaterials ist seine Fähigkeit, ein Fluid aus konkurrierenden absorbierenden Strukturen (z.B. Annahmematerialien), mit welchen das Material in Kontakt steht, abzuführen (abzutrennen).
Die vertikale Ansauggeschwindigkeit wird bestimmt durch Messen der Zeit, die für eine gefärbte Testflüssigkeit (z.B. synthetisches Urin) in einem Reservoir benötigt wird, um eine vertikale Strecke von 5 cm durch einen Teststreifen eines Materials spezifischer Größe hindurch gesaugt zu werden. Der vertikale Saugvorgang ist in größerem Detail beschrieben im Abschnitt Testverfahren des US Patents 5,387,207, wird aber bei 31°C anstatt bei 37°C durchgeführt. Um in absorbierenden Artikeln zum Absorbieren von Urin besonders nützlich zu sein, wird das Verteilungsmaterial synthetisches Urin (65 ± dyne/cm) auf eine Höhe von 5 cm in nicht mehr als etwa 30 Minuten ziehen. Insbesondere wird das Verteilungsmaterial ein synthetisches Urin auf eine Höhe von 5 cm in nicht mehr als etwa 15 Minuten ziehen, noch bevorzugter in nicht mehr als etwa 5 Minuten. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Verteilungsmaterial synthetisches Urin auf eine Höhe von 12 cm in nicht mehr als etwa 2 Minuten ziehen.
Der vertikale Ansaugtest zur Absorptionskapazität mißt die Menge des Testfluids pro Gramm Verteilungsmaterial, das in jeweils 2,54 cm (1 Inch) vertikalem Abschnitt der gleichen Standardgrößenprobe gehalten wird, die in dem vertikalen Ansaugtest verwendet wird. Eine solche Bestimmung wird im Allgemeinen durchgeführt, nachdem die Probe ein Ansaugtestfluid zur Kalibrierung ansaugen durfte (das heißt, nach etwa 18 Stunden). Der vertikale Ansaugtest zur Absorptionskapazität wird beschrieben in größerem Detail im Abschnitt Testverfahren des US Patents 5,387,207.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der absorbierende Kern, der in den Artikeln der vorliegenden Erfindung nützlich ist, ein Fluidverteilungsmaterial mit einer vertikalen Ansaugkapazität von wenigstens etwa 15 g/g, vorzugsweise wenigstens etwa 25 g/g, noch bevorzugter wenigstens etwa 40 g/g bei einer Höhe von 2 cm. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfaßt der absorbierende Kern ein Verteilungsmaterial mit einer vertikalen ansaugenden Absorptionskapazität bei einer Höhe von 20 cm von wenigstens etwa 10 g/g, vorzugsweise wenigstens etwa 20 g/g, ganz bevorzugt wenigstens etwa 30 g/g, noch bevorzugter wenigstens etwa 40 g/g. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform hat das Fluidverteilungsmaterial des absorbierenden Kerns eine vertikal ansaugende Absorptionskapazität bei einer Höhe von 25 cm von wenigstens etwa 5 g/g, vorzugsweise wenigstens etwa 20 g/g, ganz bevorzugt wenigstens etwa 30 g/g. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform hat das Fluidverteilungsmaterial eine vertikal ansaugende Absorptionskapazität bei einer Höhe von 30 cm von wenigstens etwa 0,5 g/g, vorzugsweise wenigstens etwa 10 g/g, ganz bevorzugt wenigstens etwa 20 g/g, noch bevorzugter wenigstens etwa 30 g/g.
In einer Ausführungsform umfaßt der absorbierende Kern das gleiche Material auf der Vorderseite und auf der Rückseite des Kerns, wie es in der Schrittregion desselben enthalten ist. Das heißt, das Verteilungsmaterial wird auch für die Fluidspeicherung geeignet sein. Alternativ kann der Kern ein getrenntes Speichermaterial in der vorderen und/oder der hinteren Region des Kerns aufweisen. Dieses Speichermaterial kann dann die Verteilungsmaterialien desorbieren.
Ein bevorzugtes absorbierendes Material zum Bereitstellen der benötigten Verteilungseigenschaften ist ein offenzelliges, absorbierendes Polymerschaummaterial, das durch Polymerisieren einer Wasser-in-Öl-Emulsion mit hoher innerer Phase (nachfolgend als HIPE bezeichnet) hergeleitet wird. Solche polymeren Schäume können geformt werden, um die benötigten Speichereigenschaften sowie die benötigten Verteilungseigenschaften zu liefern. Wenn getrennte Speichermaterialien in dem vorderen und dem hinteren Abschnitt des Kerns enthalten sind, zeigen polymere Verteilungsschäume vorzugsweise Desorptionseigenschaften, die diesen oder anderen Kernkomponenten erlauben, ein Fluid abzutrennen. Es ist wünschenswert, daß diese Komponente die Haut des Trägers trocken hält, selbst in "Schwall"-Situationen und selbst dann, wenn sie einer kompressiven Last ausgesetzt sind, da sie weich, flexibel und bequem für den Träger des absorbierenden Artikels ist und daß sie eine relativ hohe Kapazität für ein Fluid hat, um so Windeln und andere absorbierende Artikel zu schaffen, die die Kernkomponenten effizient nutzen.
HIPE-abgeleitete Schäume, welche sowohl die benötigten Verteilungs- als auch Speichereigenschaften für die hier vorliegende Verwendung liefern, sind beschrieben in dem parallel anhängigen US Patent Nr. 5,650,222 (DesMarais et al.), eingereicht am 25. November 1995 (nachfolgend bezeichnet als "'222 Patent"); US Patent 5,387,207 (Dyer et al.), veröffentlicht am 07. Februar 1997 und US Patent 5,260,345 (DesMarais et al.) veröffentlicht am 09. November 1993.
Polymere Schäume, die als Verteilungsmaterial in der vorliegenden Erfindung nützlich sind, sind solche, welche relativ offenzellig sind. Dies bedeutet, daß ein signifikanter Anteil der einzelnen Zellen des Schaums in Kommunikation mit angrenzenden Zellen steht. Die Zellen in solchen im Wesentlichen offenzelligen Schaumstrukturen haben interzellulare Öffnungen oder "Fenster", die groß genug sind, um einen Fluidtransfer von einer Zelle zu der anderen innerhalb der Schaumstruktur ohne weiteres zu erlauben.
Diese im Wesentlichen offenzelligen Schaumstrukturen haben im Allgemeinen einen retikulierten Charakter, wobei die einzelnen Zellen durch eine Mehrzahl von untereinander verbundenen, dreidimensional verzweigten Bahnen begrenzt sind. Die Stränge des Polymermaterials, welche diese verzweigten Bahnen aufbauen, können als "Streben" bezeichnet werden. Offenzellige Schäume mit typischer Strebenstruktur sind beispielsweise in den Mikrophotographien in den 1 und 2 in dem '222 Patent gezeigt. Wie hier verwendet, ist ein Schaummaterial "offenzellig", wenn wenigstens 80% der Zellen in der Schaumstruktur, die wenigstens 1 μm groß sind, in Fluidkommunikation mit wenigstens einer benachbarten Zelle sind.
Zusätzlich dazu, offenzellig zu sein, sind diese Polymerschäume ausreichend hydrophil, um dem Schaum zu erlauben, wäßrige Fluide in nachfolgend spezifizierten Mengen zu absorbieren. Die inneren Oberflächen der Schaumstrukturen werden hydrophil gemacht durch restliche hydrophilisierende grenzflächenaktive Stoffe, die in der Schaumstruktur nach der Polymerisierung bleiben, oder durch ausgewählte Schaumbehandlungsverfahren nach der Polymerisierung.
Die Polymerschäume können in Form von zusammengefallenen (das heißt, nicht expandierten) Polymerschäumen präpariert werden, die bei Kontakt mit wäßrigen Fluiden expandieren und solche Fluide absorbieren. Siehe z.B. das parallel anhängige US Patent 5,620,222 und das US Patent 5,387,207. Diese zusammengefallenen Polymerschäume werden gewöhnlich erhalten, indem die Wasserphase aus dem polymerisierten HIPE-Schaum durch Kompressionskräfte und/oder durch Wärmetrocknung und/oder Vakuumentwässerung ausgedrückt werden. Nach der Kompression und/oder Wärmetrocknung/Vakuumentwässerung ist der Polymerschaum in einem zusammengefallenen oder nicht expandierten Zustand. Nicht kollabierbare Schäume, wie solche, die beschrieben sind in dem parallel anhängigen US Patent 5,849,805 und dem US Patent 5,260,345 sind als Verteilungsmaterial auch nützlich.
Ein wichtiger Parameter dieser Schäume ist ihre Einfriertemperatur. Die Tg stellt den Mittelpunkt des Übergangs zwischen dem glasförmigen und gummiartigen Zustand des Polymers dar. Schäume, die höhere Tg als die Benutzungstemperatur haben, können sehr stark sein, werden aber auch sehr steif sein und potentiell zu einem Bruch neigen. Wenn solche Schäume kollabierbar sind, benötigen sie typischerweise auch eine lange Zeit, um sich wieder zu dem expandierten Zustand zu erholen, wenn die mit wäßrigen Fluiden benäßt sind, die kalter sind als die Tg des Polymers, nachdem diese in dem kollabierten Zustand für längere Zeitspannen gespeichert waren. Die gewünschte Kombination mechanischer Eigenschaften, spezifischer Festigkeit und Elastizität erfordert typischerweise einen ziemlich ausgewählten Bereich von Monomertypen und Anteilen, um diese gewünschte Eigenschaften zu erhalten.
Es hat sich herausgestellt, daß der spezifische Oberflächenbereich pro Schaumvolumen des Polymerschaums besonders nützlich ist für die empirische Definition von Schaumstrukturen, die in einem kollabierten Zustand bleiben werden. Ferner ist diese Eigenschaft wichtig für die Fähigkeit des Schaums, die hier diskutierten vertikalen Ansaugkapazitäten zu schaffen. Siehe US Patent 5,387,207, in welchem der spezifische Oberflächenbereich pro Schaumvolumen im Detail diskutiert wird. Der "spezifische Oberflächenbereich pro Schaumvolumen" bezieht sich auf den spezifischen Oberflächenbereich der kapillaren Ansaugung der Schaumstruktur durch ihre Schaumdichte in dem expandierten Zustand. Polymere Schäume mit Werten von spezifischem Oberflächenbereich pro Schaumvolumen von wenigstens etwa 0,025 m²/cm³, ganz bevorzugt wenigstens etwa 0,05 m²/cm³, ganz bevorzugt wenigstens etwa 0,07 m²/cm³ wurden empirisch ermittelt, in einem kollabierten Zustand zu bleiben und werden deshalb hier bevorzugt.
Eine weitere wichtige Eigenschaft der absorbierenden Polymerschäume, die hier nützlich sind, ist ihre freie Absorptionskapazität. Die "freie Absorptionskapazität" ist die Gesamtmenge eines Testfluids (synthetisches Urin), welche eine gegebene Schaumprobe in ihre zellulare Struktur pro Einheitsmasse Feststoffmaterial in der Probe absorbieren wird. Um in den absorbierenden Artikeln der vorliegenden Erfindung besonders nützlich zu sein, sollten absorbierende Schäume eine freie Absorptionskapazität von etwa 55 bis etwa 100 ml haben, vorzugsweise von etwa 55 bis 75 ml synthetisches Urin pro Gramm trockenes Schaummaterial. Der Vorgang zum Bestimmen der freien Absorptionskapazität des Schaums ist beschrieben im Abschnitt Testverfahren des '222 Patents.
Bei Aussetzung gegenüber wäßrigen Fluiden expandieren die hier nützlichen kollabierbaren Schäume und absorbieren die Fluide. Wenn diese Schäume kompressiv entwässert werden auf eine Dicke von etwa 1/6 (17%) oder weniger ihrer voll expandierten Dicke, bleiben sie in einem sehr dünnen Zustand, mit einer steigenden Zunahme der Speicherungseffizienz und der Flexibilität. Dies ist der geringen Dichte der expandierten Schäume zuzuschreiben. Der "Expansionsfaktor" für diese Schäume beträgt wenigstens etwa 4X, das heißt, die Dicke des Schaums in seinem expandierten Zustand beträgt etwa das Vierfache der Dicke des Schaums in seinem kollabierten Zustand. Die kollabierten Schäume haben vorzugsweise einen Expansionsfaktor im Bereich von etwa 4X bis etwa 10X.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung kann die Beziehung zwischen expandierter und kollabierter Dicke für kompressiv entwässerte kollabierfähige Schäume empririsch aus der folgenden Gleichung angenähert werden: Dickeexpandiert = Dickekollabiert × 0,133 × W:O Verhältniswobei "Dicke_expandiert" die Dicke des Schaums in seinem expandierten Zustand ist; "Dicke_kollabiert" die Dicke des Schaums in seinem kollabierten Zustand ist; und "W:O Verhältnis" das Wasser-zu-Öl-Verhältnis der Emulsion mit hoher innerer Phase ist, aus welcher der Schaum hergestellt ist. So wird ein typischer Schaum, der aus einer Emulsion mit einem Wasser-zu-Öl-Verhältnis von 60:1 hergestellt ist, einen vorher gesagten Expansionsfaktor von 8,0 haben, das heißt, einer expandierten Dicke, die dem 8-fachen der kollabierten Dicke des Schaumes entspricht. Der Vorgang zum Messen des Expansionsfaktors ist beschrieben im Abschnitt Testverfahren des '222 Patents.
Ein wichtiges mechanisches Merkmal der absorbierenden Polymerschäume, die in der vorliegenden Erfindung nützlich sind, ob sie nun kollabierbar sind oder nicht kollabierbar sind, ist ihre Festigkeit in ihrem expandierten Zustand, wie dies bestimmt wird durch den Widerstand gegen eine Kompressionsbiegung (RTCD) bestimmt wird. Die RTCD, wie durch die Schäume gezeigt wird, ist eine Funktion des Polymermoduls sowie der Dichte und der Struktur des Schaumnetzwerks. Das Polymermodul wird wiederum bestimmt durch: a) die Polymerzusammensetzung; b) die Bedingungen, unter welchen der Schaum polymerisiert wird (z.B. die Vollständigkeit der erhaltenen Polymerisierung, insbesondere im Hinblick auf die Vernetzung); und c) das Ausmaß, in welchem das Polymer durch Restmaterial weich gemacht wird, z.B. Emulgatoren, die in der Schaumstruktur nach der Behandlung zurück bleiben.
Um als Absorptionsmittel in absorbierenden Artikeln, wie Windeln, nützlich zu sein, müssen die Schäume der vorliegenden Erfindung geeignet widerstandsfähig gegenüber einer Verformung oder Kompression durch Kräfte sein, denen sie bei der Benutzung ausgesetzt sind, wenn solche absorbierenden Materialien in die Absorption und die Retention von Fluiden einbezogen werden. Schäume, welche keine ausreichende Schaumfestigkeit im Hinblick auf RTCD besitzen, können in der Lage sein, akzeptable Mengen von Körperfluid unter lastfreien Bedingungen anzunehmen und zu speichern, werden aber zu leicht ein solches Fluid unter Kompressionspannung freigeben, die durch die Bewegung und die Aktivität des Benutzers der den Schaum enthaltenden absorbierenden Artikel verursacht wird.
Die durch die polymeren Schäume, die hier nützlich sind, gezeigten RTCD-Werte können durch Bestimmen der Spannungsmenge quantifiziert werden, die in einer Probe eines gesättigten Schaumes erzeugt wird, die unter einem bestimmten Grenzdruck bei einer spezifischen Temperatur und für eine spezifische Zeitspanne gehalten wird. Das Verfahren zum Durchführen dieses speziellen Testtyps ist beschrieben im Abschnitt Testverfahren des '222 Patents. Schäume, die als Absorptionsmittel nützlich sind, sind solche, welche einen RTCD-Wert zeigen, derart, daß ein Grenzdruck von 5,1 kPa eine Spannung von typischerweise 40% oder weniger Kompression der Schaumstruktur erzeugt, wenn diese bis zu ihrer freien Absorptionskapazität mit synthetischem Urin mit einer Oberflächenspannung von 65 ± 5 dyne/cm gesättigt wurde. Vorzugsweise wird die unter solchen Bedingungen erzeugte Spannung im Bereich von etwa 2 bis etwa 25%, ganz bevorzugt von etwa 2 bis etwa 15%, äußerst bevorzugt von etwa 2 bis etwa 10% liegen.
Schaumzellen und insbesondere Zellen, die durch Polymerisieren einer ein Monomer enthaltenen Ölphase geformt werden, welches die relativ monomerfreien Wasserphasentröpfchen umgeben, werden häufig im Wesentlichen in ihrer Form sphärisch sein. Die Größe oder der "Durchmesser" solcher sphärischen Zellen wird im Allgemeinen als Parameter zum Charakterisieren der Schäume im Allgemeinen verwendet. Da Zellen in einer gegebenen Probe eines Polymerschaums nicht notwendigerweise von etwa der gleichen Größe sind, wird häufig eine mittlere Zellengröße, das heißt, ein mittlerer Zellendurchmesser, angegeben.
Ein Anzahl von Techniken ist verfügbar zum Bestimmen der mittleren Zellengröße von Schäumen. Die nützlichste Technik zum Bestimmen der Zellengröße in Schäumen umfaßt jedoch eine einfache Messung basierend auf einer abtastenden Elektronenmikrophotographie einer Schaumprobe. Die Zellgrößenmessungen, die hier gegeben werden, basieren auf der mittleren Zellgrößenzahl des Schaums in seinem expandierten Zustand. Die als Absorptionsmittel für wäßrige Fluide in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung nützlichen Schäume haben vorzugsweise eine mittlere Zellgrößenzahl von etwa 50 μm oder weniger und typischerweise von etwa 5 bis etwa 35 μm.
Die "Schaumdichte" (das heißt, in Gramm Schaum pro Kubikzentimeter Schaumvolumen in Luft) ist hier auf einer Trockenbasis angegeben. Die Menge der absorbierten, wasserlöslichen Restmaterialien, z.B. restliche Salze und Flüssigkeit, die im Schaum geblieben sind, z.B. nach der HIPE-Polymerisierung, dem Auswaschen und/oder der Hydrophilisierung, wird bei der Berechnung und beim Ausdruck der Schaumdichte nicht beachtet. Die Schaumdichte umfaßt jedoch weitere wasserunlösliche Restmaterialien, wie Emulgatoren, die in dem polymerisierten Schaum vorhanden sind. Solche Restmaterialien können tatsächlich eine signifikante Masse zum Schaummaterial beitragen.
Irgendein geeignetes gravimetrisches Verfahren, das eine Bestimmung der Masse des festen Schaummaterials pro Einheitvolumen der Schaumstruktur liefern wird, kann verwendet werden, um die Schaumdichte zu messen. Zum Beispiel ist ein ASTM-Gravimetrieverfahren, das vollständiger im Abschnitt Testverfahren des US Patent 5,387,207 beschrieben wird, ein Verfahren, das für die Dichtebestimmung verwendet werden kann. In ihren kollabierten Zuständen haben polymere Schäume der vorliegenden Erfindung, die als Absorptionsmittel nützlich sind, Dichtewerte auf trockener Basis im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 0,2 g/cm³, vorzugsweise von etwa 0,11 bis etwa 0,15 g/cm³, äußerst bevorzugt von etwa 0,12 bis etwa 0,14 g/cm³. In ihrem expandierten Zustand haben Polymerschäume der vorliegenden Erfindung, die als Absorptionsmittel nützlich sind, Dichtewerte auf Trockenbasis im Bereich von etwa 0,010 bis etwa 0,018 g/cm³, vorzugsweise von etwa 0,013 bis etwa 0,018 g/cm³.
Geeignete absorbierende Schäume zeigen im Allgemeinen eine besonders wünschenswerte und nützliche Handhabung eines wäßrigen Fluids und Absorptionseigenschaften. Insbesondere, wenn der Schaum als primäres Verteilungsmaterial in einem absorbierenden Kern der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist die Fähigkeit, ein Fluid aus der Schrittregion des Kerns zu der vorderen und/oder hinteren Region des Kerns zu bewegen, wichtig.
Eine weitere wichtige Eigenschaft für nützliche absorbierende Schäume gemäß der vorliegenden Erfindung ist ihr kapillarer Absorptionsdruck. Der kapillare Absorptionsdruck bezieht sich auf die Fähigkeit des Schaums, ein Fluid vertikal anzusaugen. [Siehe P. K. Chatterjee und H. V. Nguyen in "Aborbency", Textile Science and Technology, Band 7; P. K. Chatterjee, Ed.; Elsevier; Amsterdam, 1985; Kapitel 2.] Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist der kapillare Absorptionsdruck von Interesse, die hydrostatische Spitze, bei welcher die vertikal angesaugte Fluidlast 50% der freien Absorptionskapazität unter Gleichgewichtsbedingungen bei 31°C beträgt. Die hydrostatische Spitze wird dargestellt durch eine Fluidsäule (z.B. synthetisches Urin) der Höhe h. Um besonders nützlich in absorbierenden Artikeln für absorbierende wäßrige Fluide zu sein, werden die bevorzugten absorbierenden Schäume, die hier nützlich sind, im Allgemeinen einen kapillaren Absorptionsdruck von wenigstens etwa 24 cm haben. (Schäume, die hier nützlich sind, haben vorzugsweise einen Absorptionsdruck von wenigstens etwa 30 cm, ganz bevorzugt wenigstens etwa 40 cm.)
Ein weiteres bevorzugtes Material für die Verwendung speziell als Verteilungsmaterial in der Schrittregion der vorliegenden Artikel ist beschrieben in parallel anhängigen US Patent 5,800,416 (G. Seger et al.), eingereicht am 17. April 1996. Diese auf Faser basierenden Verteilungsmaterialien, die darin als "Fluidabsorptionsele mente" bezeichnet werden, umfassen vorzugsweise drei Grundkomponenten: chemisch versteifte, verdrehte und gekräuselte bauschende Fasern, Fasern mit hohem Oberflächenbereich und chemische Binderadditiv, von denen jedes im Detail beschrieben ist. Die beschriebenen faserigen Elemente nutzen eine Faser mit hohem Oberflächenbereich, um einen Kapillardruck (oder eine Saugung) dem Fluidabsorptionselement zu verleihen. Diese Fasern mit hohem Oberflächenbereich haben allgemein einen geringen Durchmesser und können in höchstem Maße anpaßbar sein. Sie liefern das faserige Element mit einem Kapillardruck gut über dem Kapillardruck hinaus, der in den Bausch liefernden, chemisch versteiften, verdrehten und gekräuselten Fasern (unverfeinert) alleine gefunden wird. Bevorzugte Fasern dieser Applikation mit hohem Oberflächenbereich sind Holzzellstofffasern der Eukalyptusfamilie. Besonders geeignete Eukalyptusfasern umfassen solche, der Spezies Eukalyptus Grandis.
Die Faserelemente umfassen vorzugsweise von etwa 80% bis etwa 95% der chemisch versteiften, verdrehten und gekräuselten Fasern, von etwa 3% bis etwa 20% einer Faser mit hohem Oberflächenbereich und von 0% bis etwa 5% eines chemischen, Additiv-Bindemittels zum Erhöhen der physikalischen Integrität der Bahn. (Alle Prozentangaben beziehen sich auf Gewichtsprozente basierend auf dem gesamten trockenen Bahngewicht.) Vorzugsweise umfassen die Fluidabsorptionselement zwischen etwa 80% und etwa 90% chemisch versteifte, verdrehte und gekräuselte Fasern, zwischen etwa 8% und etwa 18% einer Faser mit hohem Oberflächenbereich (nachfolgend beschrieben) und zwischen 0,25% und etwa 2% eines chemischen Additiv-Bindemittels. Ganz bevorzugt umfassen die Fluidabsorptionselemente etwa 88% chemisch versteifte, verdrehte und gekräuselte Fasern, etwa 10% Fasern mit hohem Oberflächenbereich und etwa 2% chemisch bindende Mittel.
Zusätzlich zu der Verwendung eines chemischen Bindemittels können Fluidabsorptionselemente auch einen Vorteil von der Integration einer thermisch gebundenen polymeren Mikrobahn in das Material haben. Diese Mikrobahn wird geformt durch die polymeren Bindefasern (wie die Copolyolefin-Bikomponentfaser von Hoechst- Celanese und dergleichen), die an Faserschnittstellen stark binden. In diesen Ausführungsformen liefert das thermoplastische Bindematerial Bindungsstellen an Schnittstellen der Bindefasern mit entweder anderen Bindefasern, chemisch versteiften, verdrehten und gekräuselten Zellulosefasern oder Fasern mit hohem Oberflächenbereich. Solche thermisch gebundenen Bahnen können im Allgemeinen durch Bilden einer Bahn mit den versteiften Zellulosefasern und thermoplastischen Fasern geformt werden, welche vorher gleichmäßig verteilt wurden. Das thermoplastische Fasermaterial kann mit den versteiften Zellulosefasern und feinen Fasern in dem wäßrigen Brei vor der Bahnformation vermischt werden. Sobald die Bahn geformt ist, wird sie durch Erwärmen der Bahn, bis der thermische Anteil der Fasern schmilzt, thermisch gebunden. Spezifische nicht beschränkende Beispiele geeigneter faseriger Materialien umfassen heiß schmelzende Polyesterfasern (KODEL 410), Bikomponentfasern, Trikomponentfasern, Mischungen davon und dergleichen.
In einer bevorzugten Ausführungsform unter Verwendung der faserigen Verteilungsmaterialien, die oben beschrieben wurden, wird das Fasermaterial durch wenigstens zwei Walzen hindurch geführt, jede mit umfänglichen Rippen und Rillen, welche in einer solchen engen Toleranz laufen, daß sich die Bahn einer dauerhaften Verformung unterzieht. Ähnliche Verfahren wurden entwickelt zum Behandeln von Stretchlaminatmaterialien und sind beschrieben in US 5,167,897 (Weber) mit Bezug auf Stretchmaterialien. Es ist wesentlich, daß dieses Verfahren eine mechanische Behandlung der Bahn bereitstellt.
Kurz gesagt, umfaßt das Verfahren zum Bereitstellen einer dauerhaften Verformung der faserigen Bahn das Lenken der Bahn durch ein dem Querschnitt der Bahn inkremental streckendes System, welches gegenüber liegenden Druckapplikatoren mit dreidimensionalen Oberflächen verwendet, welche wenigstens in einem gewissen Grad komplementär zueinander sind. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die unbehandelte Bahn durch Leerlaufrollen gelenkt, um zwischen die Rippen und Rillen der Oberfläche einer oberen korrugierten Walze von jeweiligen kämmenden Rillen und Rippen der Oberfläche einer unteren korrugierten Walze hindurch zu gelangen. Obwohl die genaue Ausbildung, der Abstand und die Tiefe der komplementären Rippen und Rillen auf den oberen und unteren korrugierten Rollen variieren wird, und zwar in Abhängigkeit von Faktoren, wie dem in der Bahn erwünschten Spannungsgrad und den Eigenschaften der Bahn selbst, wie das Basisgewicht und die Elastizität, hat eine spezifische bevorzugte Ausführungsform ein im Wesentliches rechtwinkliges Profil, wobei -wie bei der Behandlung einer Bahn mit einem Basisgewicht von etwa 150 g/cm² und einer Ausgangsdicke von etwa 1,5 mm – die Rillen eine Breite von 1 mm haben, die Rippen eine Breite 36 von 0,6 mm haben, einen Abstand vom Boden der Rillen bis zur Spitze der Rippen etwa 8 mm beträgt und gelättete Radien von etwa 0,1 mm haben.
Für Bahnen mit unterschiedlichen Eigenschaften sollte diese Abmessung entsprechend angepaßt werden, wobei sich als vorteilhaft herausgestellt hat, eine Breite der Rippen von zwischen 30% bis 90% der Breite der Rillen, vorzugsweise zwischen 50% und 70% zu haben. Die Breiten der Rillen sollten in Bezug zu der Dicke der behandelten Bahn stehen und nicht außerhalb des Bereichs von 40% bis 100% der Dicke liegen, vorzugsweise innerhalb von 60% bis 80%.
Der Grad der Überlappung der gegenüber stehenden Spitzen auf den korruigerten Walzen kann natürlich bedarfsweise eingestellt werden, um eine mehr oder weniger starke mechanische Behandlung in der Bahn zu erzeugen.
Die maximale Überlappung wird diktiert durch betriebsbedingte Zwänge, wie dem effektiven Lauf einer solchen Anlage, und durch Materialeigenschaften, welche zu einer Perforation oder zu einem Zerschneiden der Bahn bei einer zu starken Behandlung führen können. Es hat sich herausgestellt, daß diese Überlappung 80% der Dicke der Bahn nicht übersteigen sollte, vorzugsweise nicht mehr als 33% der Dicke der Bahn und sogar noch bevorzugter nicht mehr als 25 der Dicke.
Die minimale Überlappung ist definiert durch die Beschränkung dahin gehend, daß die Bahn tatsächlich mechanisch behandelt wird. Dies erfordert, daß der Abstand der korrugierten Walzen, welche derart angeordnet sind, daß sie kämmen könnten, wenn der Abstand verringert würde, geringer ist als die Dicke der Bahn. Dann ist die "Überlappung", wie hier verwendet, kleiner als Null und beträgt die untere Grenze der Überlappung, um für die gegenwärtige Erfindung nützlich zu sein, etwa –100%. Vorzugsweise sollte die Überlappung jedoch mehr als –15% und ganz bevorzugt mehr als +5% betragen. Eine besonders bevorzugte Einstellung für eine Überlappung, um eine Bahn von 150 g und einer Dicke von 1,5 mm zu behandeln, hat sich bei +135 herausgestellt.
Die Materialien der korrugierten Walzen können irgendein geeignetes Material sein, das die richtige Gestaltung erlaubt und dem Druck widersteht, welche die Walzen auf das Material ausüben, wie ein Metall, beispielsweise Aluminiumlegierungen oder Stahl. Im Falle von einer zu geringen oder zu hohen Reibung zwischen der Bahn und den Walzen kann die Walzenoberfläche aufgerauht oder geglättet oder in anderer Weise behandelt werden, um die Bahn daran zu hindern, zwischen der Riffelung zu rutschen oder nicht ausreichend in die Riffelungen einzudringen.
Es ist auch erkannt, daß, obwohl eine bevorzugte Ausführungsform ein Paar kämmender korrugierter Walzen aufweist, die mit ihren Riffelungen im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind, das Verfahren auch Paare korrugierter Walzen verwenden kann, in welchen die Riffelungen nicht alle parallel zueinander ausgerichtet sind. Ferner muß die Riffelung auf solche Paaren korrugierter Walzen nicht notwendigerweise parallel zu einer der Maschinenrichtungen verlaufen. Zum Beispiel können, wenn ein kurvenlinearer Fluidverteilungsweg erwünscht ist, die kämmenden Zähne auf den Paaren korrugierter Walzen, die verwendet werden, um die Bahn inkremental zu Strecken, in der gewünschten kurvenilinearen Konfiguration angeordnet sein, um benachbarte Linien entlang der gewünschten kurvenlinearen Kontur anstatt in einer geraden Linie zu erzeugen.
Obwohl das mechanische Behandlungsverfahren mit Bezug auf ein bevorzugtes Profil beschrieben wurde, können andere Profile auch verwendet werden. Die Rillen und Rippen können dreieckig, trapezoidförmig oder mehr gerundet sein, z.B. eine Sinusform haben, oder irgendeine andere Form haben, die ein Kämmen der zwei Walzen erlaubt. Es ist für solche Anordnungen offensichtlich, daß andere bevorzugte Abmessungen ohne weiteres für eine optimale Leistung heraus gearbeitet werden können.
Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform eine gleichförmige Anordnung der Rippen und Rillen sowohl in umfänglicher als auch in axialer Richtung der korrugierten Walzen hat, können spezifische Ausführungsformen Regionen mit unterschiedlichen Mustern umfassen, sei es in axialer Anordnung, z.B. Breiten der Rillen und/oder Rippen, die sich in der axialen Richtung der Walzen ändern, oder sei es in umfänglicher Richtung, z.B. Rippen und Rillen, die eine veränderliche Tiefe über den Umfang wenigstens einer Walze haben oder wenigstens eines der Walzen eine makroskopisch gekrümmte Form hat, z.B. dicker im Zentrumsbereich ist als zu den Rändern hin.
Auch die Verwendung von mehr als zwei korrugierten Walzen kann günstig sein, z.B. dann, wenn es wünschenswert ist, eine zu starke Behandlung in einem Schritt zu vermeiden. Dadurch kann eine weitere Walze mit den Kennzeichen der Walze derart positioniert werden, daß deren Riffelungen auch mit den Riffelungen der anderen Walze kämmen. Obwohl die Riffelungen dieser Walze mit denjenigen der anderen Walze ausgerichtet sein sollten, kann die Tiefe der Kämmung unterschiedlich sein oder -innerhalb der Grenzen der Ausrichtung- kann die Form der Riffelungen unterschiedlich sein, wie beispielsweise mit unterschiedlichen Radien der Rippen und Rillen. Natürlich können auch mehr als zwei Walzen oder zwei Sätze von Paaren von Walzen oder andere Kombinationen solcher Einstellungen in Betracht kommen.
Um die Flexibilität des Erreichens einer verbesserten Ausführung der Behandlung der Bahn zu erreichen, kann ein zusätzlicher Verarbeitungsschritt eingeführt werden, nämlich ein Strecken der Bahn in der Richtung der bevorzugten Fluidvertei lungsrichtung. Wie für das beschriebene Verfahren entspricht dies einem Strecken in der Längsrichtung (das heißt, Maschinenrichtung) der Bahn. Der Effekt kann die Kombination der Effekte gemäß der vorliegenden Erfindung mit Effekten sein, wie sie sich aus dem Behandeln der Bahngleichförmigkeit ergeben (das heißt, Behandeln aller Zellen in im Wesentlichen der gleichen Weise), wie dies beschrieben ist in dem Diskussionsabschnitt des Standes der Technik.
Eine weitere Verbesserung des Verfahrens kann erreicht werden, indem ein Verfahrensschritt des Erhitzens der Bahn hinzu gefügt wird, entweder durch einen separaten Verfahrensschritt, direkt nach der Postformationsbehandlung, wie dies oben offenbart wurde, oder durch Erhitzen der Mittel, welche die mechanische Spannung auf die Bahn aufbringen, z.B. eine oder beide der korrugierten Walzen. Vorzugsweise wird dies an Bahnen angewendet, die wärmeschmelzfähige Materialien aufweisen (wie die Materialien mit thermoplastischen Fasern). Der günstige Effekt dieser zusätzlichen Wärmebehandlung liegt darin, daß die Bahnen derart geformt werden können, daß eine relativ leichte plastische Verformung durch den mechanischen Prozeß erlaubt wird, dann eine gewünschte Elastizität und/oder Festigkeit durch die Wärmefixierung erreicht wird.
Es ist ferner erkannt, daß, obwohl die hier beschriebenen bevorzugten Verfahren kämmende zylindrische korrugierte Walzen verwenden, das Verfahren auch unter Verwendung eines intermittierenden Preßvorgangs unter Verwendung kämmender Platten durchgeführt werden kann, um die in Frage stehende Bahn inkremental zu strecken.
Ohne durch Theorie gebunden sein zu wollen, wird angenommen, daß der Effekt des inkrementalen Längungsverfahrens darin besteht, Kompressionszonen in der Bahn an der Spitze der Riffelungen zu erzeugen, während eine Dehnung in den Regionen zwischen den Spitzen erzeugt wird. Dies führt zu einer Modifikation der Porengrößen, der Porengrößenverteilung und/oder Porenformen, welche in diesen Zonen unterschiedlich ist.
Ein solches Verfahren steht im Gegensatz zum Prägen, wodurch nur bestimmte Regionen des Materials komprimiert werden, während andere Regionen nicht geprägt werden, und auch zu dem oben beschriebenen Verfahren des Streckens einer faserigen Bahn, wodurch im Wesentlichen alle Poren auf die gleiche Weise verformt werden (trotz eines potentiell variierenden Grades). Es muß auch im Gegensatz zu herkömmlichen Krepp/Mikrokrepp-Verfahren gesehen werden, welche – obwohl sie Regionen mit unterschiedlichen Dichten nebeneinander liefern – eine unterschiedliche Orientierung haben (CD- oder X-Richtung).
In solchen Ausführungsformen, in welchen das Verteilungsmaterial nicht besonders geeignet ist für die Speicherung absorbierter Fluide, wird der absorbierende Kern auch ein Material umfassen, oder ein Kombination aus Materialien, dessen primäre Funktion die Speicherung absorbierter Fluide ist. Das oder die Fluidspeichermaterialien wirken dahin gehend, Körperausscheidungen vom Körper des Trägers entfernt zu speichern, um so dem Träger ein Gefühl der Trockenheit zu geben. Die Speichermaterialien werden mit dem oder den Verteilungsmaterialien derart in Kontakt gehalten, das Urin oder andere wäßrige Körperfluide, die von dem Verteilungsmaterial absorbiert worden sind, durch das Fluidspeichermaterial desorbiert werden können. Wenn die Speichermaterialien in der vorderen und/oder hinteren Region des absorbierenden Kerns positioniert sind, liefert der Kern einen günstigen Sitz, indem der Hauptteil des absorbierten Fluids entfernt von der Schrittregion des Artikels gespeichert wird.
Irgendein Material, das zum Desorbieren des Verteilungsmaterials geeignet ist, kann als Speichermaterial verwendet werden. Zum Beispiel kann das Speichermaterial Hydrogel bildende Polymere umfassen, die wasserunlöslich sind, aber in Wasser quellfähig sind und in der Lage sind, große Mengen von Fluiden zu absorbieren. Solche Polymere werden im Allgemeinen als "hydrokollide" oder "superabsorbierende" Materialien bezeichnet und können enthalten Polysaccharide, wie Carboxymethylstärke, Carboxymethylzellulose und Hydroxypropylzellulose; nicht ionisie rende Typen, wie Polyvinylalkohol und Polyvinylether; kationische Typen, wie Polyvinylpyridin, Polyvinylmorpholinnion und N,N-dimethylaminoethyl oder N,N-diethylaminopropylacrylate und Methacrylate und die jeweiligen quartären Salze davon. Typischerweise haben Hydrogel bildende absorbierende Polymere, die hier nützlich sind, eine Vielzahl anionischer, funktionaler Gruppen, wie Sulfonsäure, und noch typischer Carboxygruppen. Beispiele von Polymeren, die hier für die Verwendung geeignet sind, umfassen solche, welche präpariert werden aus polymerisierfähigen, ungesättigten, Säure enthaltenden Monomeren. So umfassen solche Monomere die olefinisch ungesättigten Säure und Anhydride, die wenigstens eine olefinische Kohlenstoff-an-Kohlenstoff-Doppelbindung enthalten. Insbesondere können diese Monomere ausgewählt sein aus olefinisch ungesättigten Carboxylsäuren und Säureanhydriden, olefinisch ungesättigten Sulfonfäuren und Mischungen davon.
Einige Nicht-Säuremonomere können auch, gewöhnlich in geringeren Mengen, beim Präparieren der Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere enthalten sein. Solche Nicht-Säuremonomere können z.B. umfassen die wasserlöslichen oder wasserdispersiblen Ester der Säure enthaltenden Monomere sowie Monomere, die überhaupt keine Carboxylgruppen oder Sulfonsäuregruppen enthalten. Optional können Nicht-Säuremonomere somit Monomere enthalten, die die folgenden Typen von funktionalen Gruppen umfassen: Carboxylsäure oder Sulfonsäureester, Hydroxygruppen, Amidgruppen, Aminogruppen, Nitrilgruppen, quartäre Ammoniumsalzgruppen, Arylgruppen (z.B. Phenylgruppen, wie solche, die von Styrolmonomer abgeleitet werden). Diese Nicht-Säuremonomere sind allgemein bekannte Materialien und sind in größerem Detail beschrieben z.B. in US Patent 4,076,663 (Masuda et al.), veröffentlicht am 28. Februar 1978, und in US Patent 4,062,817 (Westerman), veröffentlicht am 13. Dezember 1977.
Olefinisch ungesättigte Carboxylsäure- und Carboxylsäure-Anhydridmonomere enthalten die durch Acrylsäure selbst typifizierten Acrylsäuren, mit Acrylsäure, Ethacrylsäure, α-Chloracrylsäure, α-Cyanoacrylsäure, β-Methylacrylsäure (Kroton säure), α-Phenylacrylsäure, β-Acryloxypropionsäure, Sorbinsäure, α-Chlorsorbinsäure, Angelicasäure, Zimtsäure, p-Chlorzimtsäure, β-Sterylacrylsäure, Itaconsäure, Citronconsäure, Mesaconsäure, Glutaconsäure, Aconitsäure, Maleinsäure, Fumarinsäure, Tricarboxyethylen- und Maleinsäureanhydrid.
Olefinisch ungesättigte Sulfonsäuremonomere enthalten alliphatische und aromatische Vinylsulfonsäuren, wie Vinylsulfonsäure, Allylsulfonsäure, Vinyltoluolsulfonsäure und Styrolsulfonsäure; acrylische und methacrylische Sulfonsäure, wie Sulfoethylacrylat, Sulfoethylmethacrylat, Sulfopropylacrylat, Sulfopropylmethacrylat, 2-hydroxy-3-methacryloxypropylsulfonsäure und 2-acrylamid-2-methylpropansulfonsäure.
Bevorzugte Hydrogel bildende absorbierende Polymere für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung enthalten Carboxygruppen. Diese Polymere enthalten hydrolysierte Stärke-Acrylonitril-Graft-Copolymere, teilweise neutralisierte, hydrolysierte Stärke-Acrylonitril-Graft-Copolymere, Stärkeacrylsäure-Graft-Copolymere, teilweise neutralisierte Stärkeacrylsäure-Graft-Copolymere, verseifte Vinylacetat-Acrylestercopolymere, hydrolysierte Acrylnitril- oder Acrylamidcopolymere, leicht vernetzte Polymere eines der vorstehenden Copolymere, teilweise neutralisierte Polyacrylsäure und leicht vernetzte Polymere der teilweise neutralisierten Polyacrylsäure. Diese Polymere können verwendet werden, entweder allein oder in Form eines Gemisches von zwei oder mehreren unterschiedlichen Polymeren. Beispiele dieser Polymermaterialien sind offenbart in US Patent 3,661,875; US Patent 4,076,663, US Patent 4,093,776, US Patent 4,666,983 und US Patent 4,734,478.
Am meisten bevorzugte Polymermaterialien für die hier vorliegende Verwendung sind leicht vernetzte Polymere aus teilweise neutralisierten Polyacrylsäuren und Stärkederivaten davon. Am meisten bevorzugt umfassen Hydrogel bildende absorbierende Polymere von etwa 50 bis etwa 95%, vorzugsweise etwa 75%, neutralisierte, leicht vernetzte Polyacrylsäure (das heißt, Poly(Natriumacrylat/Acrylsäure)). Eine Netzwerk-Vernetzung macht das Polymer im Wesentlichen wasserunlöslich und bestimmt teilweise die Absorptionskapazität und die extrahierbaren Polymergehalt-Eigenschaften der Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere. Die Verfahren für eine Netzwerk-Vernetzung dieser Polymere und typische Vernetzungsmittel sind in größerem Detail beschrieben in US Patent 4,076,663.
Hydrogel bildende Polymere können optional mit faserigen Materialien kombiniert werden, um das Speichermaterial zu bilden. Die faserigen Materialien erleichtern interalia die Aufnahme eines Fluids durch das Hydrogel bildende Polymer. Dennoch kann es bevorzugt sein, relativ hohe Konzentrationen eines Hydrogel bildenden Polymers zu verwenden, während gleichzeitig das Gelsperrenphänomen vermieden wird, welches durch viele Hydrogel bildende Polymere gezeigt wird. Die Verwendung von hohen Konzentrationen Hydrogel bildender Polymere ist beschrieben im Detail in US Patent 5,599,335 (Goldman et al.) und US Patent Nr. 5,562,646 (Goldman et al.).
Speichermaterialien mit Hydrogel bildenden Polymeren können auch faserige Materialien umfassen, um eine Faserbahn oder faserige Matrizes zu bilden. Fasern, die hier verwendet werden, enthalten solche, die natürlich auftretende Fasern sind (modifiziert oder nicht modifiziert) sowie synthetisch hergestellte Fasern. Beispiele geeigneter nicht modifizierter/modifizierter natürlich auftretender Fasern umfassen Baumwolle, spanisches Gras, Bagasse, Kampfer, Flachs, Seide, Wolle, Holzzellstoff, chemisch modifizierter Holzzellstoff, Jute, Rayon, Ethylzellulose und Zelluloseacetat. Geeignete synthetische Fasern können hergestellt sein aus Polyvinylchlorid, Polyvinylfluororid, Polytetrafluorethylen, Polyvinylidenchlorid, Polyacryle wie Orlon^®, Polyvinylacetat, Polyethylvinylacetat, nicht löslicher oder löslicher Polyvinylalkohol, Polyolefine, wie Polyethylen (z.B. PULPEX^®) und Polypropylen, Polyamide, wie Nylon, Polyester, wie DACRON^® oder KODEL^®, Polyurethane, Polystyrole und dergleichen. Die verwendeten Fasern können nur natürlich auftretende Fasern, nur synthetische Fasern oder eine kompatible Kombination aus natürlich auf tretenden und synthetischen Fasern umfassen.
Die verwendeten Fasern können hydrophil, hydrophob oder eine Kombination aus hydrophilen und hydrophoben Fasern sein. Wie hier verwendet, beschreibt der Ausdruck "hydrophil" Fasern oder Oberflächen von Fasern, die durch wäßrige Fluide (z.B. wäßrige Körperfluide), die auf diesen Fasern abgelagert werden, benäßbar sind. Die Hydrophilizität und Benäßbarkeit werden typischerweise durch den Kontaktwinkel und die Oberflächenspannung der Fluide und betreffenden Feststoffe definiert. Dies wird im Detail diskutiert in der American Chemical Society, Veröffentlichung unter der Bezeichnung Contact Angle Wettability and Adhesion, herausgegeben durch Robert F. Fould (Copyright 1964). Eine Faser oder Oberfläche einer Faser wird als durch ein Fluid benäßt bezeichnet (das heißt, hydrophil), wenn entweder der Kontaktwinkel zwischen dem Fluid und der Faser oder seiner Oberfläche weniger als 90° beträgt oder wenn das Fluid dazu neigt, sich spontan über die Oberfläche der Faser zu verteilen, wobei beide Zustände normalerweise parallel existieren. Umgekehrt wird eine Fasern oder Oberfläche als hydrophob angesehen, wenn der Kontaktwinkel größer als 90° ist und das Fluid sich nicht spontan über die Oberfläche der Faser verteilt.
Für die hier nützlichen Speichermaterialien wird die Verwendung von hydrophilen Fasern bevorzugt. Geeignete hydrophile Fasern für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung umfassen Zellulosefasern, modifizierte Zellulosefasern, Rayon, Polyesterfasern, wie Polyethylenterephthalat (z.B. DACRON^®), hydrophiles Nylon HYDROFIL^®) und dergleichen. Geeignete hydrophile Fasern können auch durch ein Hydrophilisieren hydrophober Fasern erhalten werden, wie mit einem grenzflächenaktiven Stoff behandelte oder mit Silica behandelte thermoplastische Fasern, die z.B. von Polyolefinen, wie Polyethylen oder Polypropylen, Polyacrylen, Polyamiden, Polystyrolen, Polyurethanen und dergleichen abgeleitet werden. Aus Gründen der Verfügbarkeit und Kosten werden Zellulosefasern, insbesondere Holzzellstofffasern, für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung bevorzugt.
Geeignete Holzzellstofffasern können aus allgemein bekannten chemischen Verfahren, wie Kraft- und Sulfitverfahren erhalten werden. Es wird besonders bevorzugt, diese Holzzellstofffasern von südlichen Weichhölzern herzuleiten, aufgrund deren besonders guten Absorptionseigenschaften. Diese Holzzellstofffasern können auch aus mechanischen Verfahren erhalten werden, wie gemahlenes Holz, verfeinernde mechanische, thermomechanische, chemimechanische und chemi-thermomechanische Zellstoffverfahren. Wieder aufbereitete oder sekundäre Holzzellstofffasern sowie gebleichte und ungebleichte Holzzellstofffasern können verwendet werden.
Eine gewünschte Quelle hydrophiler Fasern für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung sind chemisch versteifte Zellulosefasern. Wie hier verwendet, bedeutet der Ausdruck "chemisch versteifte Zellulosefasern" Zellulosefasern, die durch chemische Mittel versteift wurden, um die Steifigkeit der Fasern sowohl unter trocknen als auch wäßrigen Bedingungen zu erhöhen. Solche Mittel können die Hinzufügung eines chemischen Versteifungsmittels umfassen, das z.B. die Fasern beschichtet und/oder imprägniert. Solche Mittel können auch das Versteifen der Fasern durch Verändern der chemischen Struktur umfassen, z.B. durch vernetzende Polymerketten.
Polymere Versteifungsmittel, welche die Zellulosefasern beschichten oder imprägnieren umfassen: kationisch modifizierte Stärken mit Stickstoff enthaltenden Gruppen (z.B. Aminogruppen), wie solche, die erhältlich sind von National Starch and Chemical Corp., Bridegewater, NJ. USA; Latexe; naßfeste Harze, wie Polyamid-Epichlorhydrinharz (z.B. Kymene^® 557H, Hercules, Inc. Wilmington, Delaware, USA), Polyacrylamidharze, die z.B. beschrieben sind in US Patent 3,556,932 (Coscia et al.), veröffentlicht am 19. Januar 1971; im Handel erhältliche Polyacrylamide, die vermarktet werden von American Cyanamid Co., Stanford, CT, USA, unter dem Markennamen Parez^® 631 NC, Ureaformaldehyd und Melaminformaldehyd-Harze und Polyethyleniminharze. Eine allgemeine wissenschaftliche Veröffentlichung naßfester Harze, die in der Papiertechnik verwendet werden und hier allgemein anwendbar sind, kann gefunden werden in TAPPI Monograph Series Nr. 29 "Wet Strength in Paper and Paperboard", Technical Association of Pulp and Paperindustry (New York, 1965).
Die Fasern können auch durch eine chemische Reaktion versteift werden. Zum Beispiel können Vernetzungsmittel auf die Fasern aufgebracht werden, die nachfolgend auf die Aufbringung dazu veranlaßt werden, chemisch Zwischenfasern-Vemetzungsbindungen zu bilden. Diese Vernetzungsbindungenn können die Steifigkeit der Fasern erhöhen. Obwohl die Verwendung von Zwischenfaser-Vernetzungsbindungen zur chemischen Versteifung der Fasern vorgezogen wird, ist damit nicht gemeint, andere Typen von Reaktionen zur chemischen Versteifung der Fasern auszuschließen.
Fasern, die durch Vernetzungsbindungen in individualisierter Form versteift werden (das heißt, die individualisierten versteiften Fasern sowie Verfahren ihrer Präparierung) sind offenbart z.B. in US Patent 3,224,926 (Bernardin), veröffentlicht am 21. Dezember 1965; US Patent 3,440,135 (Chung), veröffentlicht am 22. April 1969; US Patent 3,932,209 (Chatterjee), veröffentlicht am 13. Januar 1976 und US Patent 4,035,147 (Sangenis et al.) veröffentlicht am 12. Juli 1977. Ganz bevorzugte versteifte Fasern sind offenbart in US Patent 4,822,453 (Dean et al.), veröffentlicht am 18. April 1989; US Patent 4,888,093 (Dean et al.), veröffentlicht am 19. Dezember 1989; US Patent 4,898,642 (Moore et al.), veröffentlicht am 06. Februar 1990 und US Patent 5,137,537 (Herrow et al.), veröffentlicht am 11. August 1992.
In den am meisten bevorzugten versteiften Fasern umfaßt die chemische Behandlung eine Intrafaservernetzung mit Vernetzungsmitteln, während sich solche Fasern in einem relativ dehydrierten, defibrierten (das heißt, individualisierten), verdrehten, gekräuselten Zustand befinden. Geeignete chemische Versteifungsmittel sind typischerweise monomere Vernetzungsmittel, enthaltend, aber nicht beschränkt darauf, C₂-C₈ Dialdehyd, C₂-C₈ Monoaldehyde mit einer Säurefunktionalität und insbesondere C₂-C₉ Polycarboxylsäuren. Diese Verbindungen sind in der Lage, mit wenigstens zwei Hydroxylgruppen in einer einzelnen Zellulosekette oder auf benachbart angeordneten Zelluloseketten in einer einzelnen Faser zu reagieren. Spezifische Beispiele solcher Vernetzungsmittel umfassen, sind aber nicht beschränkt darauf, Glutaraldehyd, Glyoxal, Formaldehyd, Glyoxylsäure, Odydisuccinsäure und Zitronensäure. Der Effekt der Vernetzung unter diesen Bedingungen besteht darin, Fasern zu bilden, die versteift sind und die dazu neigen, ihre verdrehte, gekräuselte Konfiguration während der Benutzung in den hier vorliegenden thermisch gebundenen, absorbierenden Strukturen zurück zu behalten. Solche Fasern und Verfahren zum Herstellen derselben sind beschrieben in den oben genannten Patenten.
Die bevorzugten versteiften Fasern, die verdreht und gekräuselt sind, können quantifiziert werden, indem sowohl auf eine "Verdrehungszahl" als auch auf einen "Kräuselfaktor" der Faser Bezug genommen wird. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Verdrehungszahl" auf die Anzahl der in einer bestimmten Länge einer Faser vorhandenen Drehpunkte. Die Verdrehungszahl wird verwendet als Mittel zum Messen des Grades, in welchem eine Faser um seine Längsachse verdreht ist. Der Ausdruck "Verdrehungspunkt" bezieht sich auf eine im Wesentlichen axiale Drehung von 180° um die Längsachse der Faser, wobei ein Bereich der Faser (das heißt, der "Knotenpunkt") relativ dunkel im Vergleich zum Rest der Faser erscheint, wenn er unter einem Mikroskop mit Durchlicht betrachtet wird. Der Verdrehungspunkt erscheint dunkel an Stellen, an welchen das Durchgangslicht aufgrund der vorerwähnten Drehung durch eine zusätzliche Faserwand hindurch geht. Der Abstand zwischen den Knotenpunkten entspricht einer axialen Drehung von 180°. Die Anzahl der Verdrehungspunkte in einer bestimmten Faserlänge (das heißt, die Verdrehungzahl) zeigt direkt den Grad der Faserverdrehung an, welcher ein physikalischer Parameter der Faser ist. Die Verfahren zum Bestimmen der Verdrehungspunkte und der gesamten Verdrehungszahl sind beschrieben in US Patent 4,898,642.
Die bevorzugten versteiften Fasern haben eine mittlere trockene Faserverdrehungzahl von wenigstens etwa 2,7, vorzugsweise wenigstens etwa 4,5 Verdrehungspunkten pro Millimeter. Ferner sollte die mittlere nasse Faserverdrehungszahl dieser Fasern vorzugsweise wenigstens etwa 1,8, vorzugsweise wenigstens etwa 3,0 betragen und sollte auch vorzugsweise wenigstens etwa 0,5 Verdrehungspunkte pro Millimeter weniger als die mittlere trockene Faserverdrehungzahl haben. Noch bevorzugter sollte die mittlere trockene Faserverdrehungszahl wenigstens etwa 5,5 Verdrehungspunkte pro Millimeter haben und sollte die mittlere nasse Faserverdrehungszahl wenigstens etwa 0,4 Verdrehungspunkte pro Millimeter haben und sollte auch wenigstens 1,0 Verdrehungspunkte pro Millimeter weniger als die mittlere trockne Faserverdrehungszahl haben. Äußerst bevorzugt sollte die mittlere trockene Faserverdrehungszahl wenigstens etwa 6,5 Verdrehungspunkte pro Millimeter haben und sollte die mittlere nasse Faserverdrehungszahl wenigstens etwa 5,0 Verdrehungspunkte pro Millimeter haben und sollte auch wenigstens 1,0 Verdrehungspunkte pro Millimeter weniger als die mittlere trockene Faserverdrehungszahl haben.
Zusätzlich zur Verdrehung sollten diese bevorzugten versteiften Fasern auch gekräuselt sein. Die Fasernkräuselung kann beschrieben werden als die fraktionale Verkürzung der Faser aufgrund von Knicken, Verdrehungen und/oder Biegungen in der Faser. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird Faserkräuselung gemessen in einer zweidimensionalen Ebene. Das Maß der Faserkräuselung kann quantifiziert werden, indem auf einen Faser-Kräuselungsfaktor Bezug genommen wird. Der Faser-Kräuelungsfaktor, eine zweidimensionale Messung der Kräuselung, wird bestimmt, indem die Faser in einer zweidimensionalen Ebene betrachtet wird. Um den Kräuselungsfaktor zu bestimmen, werden die projizierte Länge der Faser als die längste Abmessung eines zweidimensionalen Rechtecks, das die Fasern einschließt, L_R, und die tatsächliche Länge der Faser, L_A, beide gemessen. Der Faser-Kräuselungsfaktor kann dann aus der folgenden Gleichung berechnet werden: Kräuselungsfaktor = (LA/LR) – 1.
Ein Bildanalyseverfahren, das verwendet werden kann, um L_R und L_A zu messen, ist beschrieben in US Patent 4,898,642. Vorzugsweise haben die versteiften Fasern einen Kräuselungsfaktor von wenigstens etwa 0,30, und ganz bevorzugt haben sie einen Kräuselungsfaktor von wenigstens etwa 0,50.
Diese chemisch versteiften Zellulosefasern haben bestimmte Eigenschaften, die diese in Bezug zu urversteiften Zellulosefasern besonders nützlich machen in bestimmten absorbierenden Elementen gemäß der vorliegenden Erfindung. Zusätzlich dazu, daß sie hydrophil sind, haben diese versteiften Fasern einzigartige Kombinationen von Steifigkeit und Elastizität. Dies erlaubt, daß thermisch gebundene absorbierende Strukturen, die mit diesen Fasern hergestellt werden, hohe Niveaus an Absorptionsfähigkeit beibehalten und hohe Niveaus an Elastizität und Expansionsreaktion auf Benässung zeigen. Insbesondere versetzt die Elastizität dieser versteiften Fasern das absorbierende Element in die Lage, seine Kapillarstruktur bei Vorhandensein sowohl von Fluid- als auch Kompressionskräften, denen es normalerweise während der Benutzung ausgesetzt ist, beizubehalten und ist somit resistenter gegenüber einer Kollabierung.
Ein bevorzugtes Speichermaterial zum praktischen Durchführen der vorliegenden Erfindung umfaßt ein polymeres Schaummaterial, das von HIPEs abgeleitet wird. Diese Materialien haben vorzugsweise ausreichende Absorptionsdrucke, um das Verteilungsmaterial zu desorbieren, wodurch eine verringerte Fluidspeicherung in der Schrittregion des Artikels bereit gestellt wird. Jedoch kann, wie bereits angegeben, ein einzelnes Material sowohl als Verteilungs- als auch als Speichermaterial in den vorliegenden Artikeln funktionieren.
Die Schäume, die oben in Bezug auf die Verteilungskomponente der aktuellen absorbierenden Artikel beschrieben wurden, sind auch als Speicherkomponente der Artikel verwendbar. Speziell bevorzugt werden kollabierbare Polymerschaummaterialien, die beim Kontakt mit wässrigen Fluiden (insbesondere wässrigen Körperfluiden, wie Urin) expandieren und diese Fluide absorbieren können. Diese absorbierenden Polymerspeicherschaummaterialien umfassen eine hydrophile, flexible, nichtionogene Polymerschaumstruktur von miteinander verbundenen offenen Zellen, wie das beispielsweise im US-Patent 5,387,207 (Dyer et al.), das am 7. Februar 1995 erteilt wurde, und im US-Patent 5,650,222 (Des Marais et al.), das am 25. November 1995 eingereicht wurde, beschrieben ist. Wie oben diskutiert wurde, können die Schaummaterialien, die für das Bereitstellen der erforderlichen Fluidverteilung aus der Schrittregion heraus verwendbar sind, sowohl als Verteilungs- als auch als Speichermaterial in den vorliegenden Artikeln dienen.
Das Speicherschaummaterial, das in der vorliegenden Erfindung verwendbar ist, liefert absorbierende Schäume mit sehr geringer Dichte. Für eine vorgegebene expandierte Dicke verwenden diese Schäume geringer Dichte das verfügbare Polymermaterial effizienter. Somit liefern die absorbierenden Schäume geringerer Dichte ein ökonomisch attraktives Mittel für das Erzielen dünnerer absorbierender Kerne für absorbierende Artikel, wie Windeln, Inkontinenzkissen oder Einlagen für Erwachsene, Damenbinden und dergleichen. Dies wird erzielt, während die gewünschten Absorptionseigenschaften und mechanischen Eigenschaften bereitgestellt werden.
Die Materialien, die im absorbierenden Kern der vorliegenden Artikel verwendet werden können, können in einer Anzahl von Arten angeordnet werden, so lange wie die erforderliche Schrittbreite (im trockenen und nassen Zustand) und die Fluidretentionswerte der Schrittregion nicht überschritten werden. Wie oben diskutiert wurde, so ist es, um beide Eigenschaften zu erzielen vorteilhaft, einen relativ kleinen Fluidspeicher in der Schrittregion zu haben.
Die hier verwendbaren absorbierenden Kerne können getrennte Komponenten für die Verwendung im Schritt und in den vorderen und hinteren Teilen des absorbierenden Kerns umfassen. 5 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung, die die Elemente eines absorbierenden Kerns 428 darstellen. Wie in 5 dargestellt ist, so umfasst der absorbierende Kern 428 ein vorderes Feld 420 und ein hinteres Feld 430, die beide aus einem absorbierenden Material, vorzugsweise einem Material, das für die Fluidspeicherung geeignet ist, hergestellt sind. 5 zeigt weiter einen zentralen Abschnitt 451 des absorbierenden Materials, der über den vorderen und hinteren Feldern 420 und 430 liegt. Das Material dieses zentralen Abschnitts 451 umfasst ein Fluidverteilungsmaterial, wie es hier beschrieben wurde, oder ein Material, das erforderliche Verteilungs- und Speichereigenschaften aufweist.
Der zentrale Abschnitt 451 kann mehrere Streifen eines absorbierenden Materials umfassen, wobei jeder eine individuelle Form, Breite, Länge und Dicke aufweist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist beispielsweise ein relativ dünner, flexibler, nachgiebiger Polymerschaumstreifen 451 vorzugsweise aus demselben Fluidverteilungsmateria/Fluidspeichermaterial wie die vorderen und hinteren Felder 420 und 430 hergestellt. In 5 ist auch ein Annahmematerial 452 dargestellt.
Testverfahren
A. Gesamte Absorptionskapazität des Artikels und prozentuale Kapazität der Schrittregion
Das folgende Protokoll soll die gesamte Absorptionskapazität ("TAC") als auch die Kapazität der Schrittregion ("CRC") des Artikels liefern. Das Protokoll verwendet Daten, die man aus Gebrauchstests des Artikels durch Testteilnehmer erhält.
Auswahl der Testteilnehmer
Die Testteilnehmer sollten nach dem Gewicht innerhalb des vorgesehenen Größenbereich der zu testenden Artikel rekrutiert werden. Aktuell gestalten sich die Produktgrößen und die Babygewichte für die vermarkteten Pampers, Luvs und Huggies folgendermaßen (Stand 25. März 1997):

* 1 lbs entspricht 0,453 kg

Eine Gruppe von 100 Testteilnehmern sollte gleichförmig über den passenden Gewichtsbereich relativ zur Größe des zu testenden Artikels und der vorgesehenen Nutzergruppe rekrutiert werden. Man beachte, dass die oben angegebenen Größen für die aktuell vermarkteten Artikel gelten und sie sich ändern können, wenn die Gestaltung der Artikel und/oder die Größen modifiziert werden.
Auf den Rekrutierungsschritt werden 30 Testteilnehmer aus der Gruppe zufällig ausgewählt.
Vorbereitung des Artikels

– Die Testartikel werden gewogen, um das Gewicht des trockenen Artikels zu liefern.
– Der Testteilnehmer entfernt den Artikel, den das Kind trägt, das ist der eigene Artikel des Testteilnehmers, wenn der Test beginnt, und der Testteilnehmer legt den Testartikel in seiner ihm gewohnten Weise an.
– Wenn der Testartikel angelegt ist, platziert der Testteilnehmer den Träger in der stehenden Position, und der Schrittpunkt wird so bestimmt, wie das vorher in dieser Anmeldung beschrieben wurde.
– Der Schrittpunkt wird dann auf der Außenseite des Testartikels in dauerhafter Weise markiert.
– Die Beladungszone wird dann durch das Messen vom Schrittpunkt nach vom zum in Bezug auf das Geschlecht und die Größe des Trägers passenden Genitalpunkt bestimmt. Die Distanz vom Schrittpunkt aus nach vorne beträgt für Mädchen bei der mittleren Größe 3,2 cm (1,25 Inch). Die Distanz vom Schrittpunkt aus nach vorne beträgt für Jungen bei der mittleren Größe 6,35 cm (2,5 Inch).
– Ein Fachmann wird erkennen, dass diese Distanzen mit der Größe des Trägers zunehmen oder abnehmen können. Somit kann die Distanz für die anderen Größen durch das Platzieren des Trägers in einer stehenden Position und dem Bestimmen des Schrittpunktes, wie das vorher angegeben wurde, und dem anschließenden Messen vom Schrittpunkt zur Harnröhre oder zur Basis des Penis bestimmt werden.
– Wenn die Beladungszone bestimmt wurde, so wird die Distanz von der Taille zur Beladungszone gemessen. Diese Distanz wird verwendet, um die Länge des Beladungsrohres, das in den Artikel während der Beladung mit synthetischem Urin geschoben werden soll, zu bestimmen.

Synthetischer Urin

– Das zu verwendende Testfluid für diesen Test ist synthetischer Urin (Syn-Urin). Diese wässrige Zusammensetzung umfasst die folgenden Komponenten, die in destilliertem Wasser gelöst sind:

Komponente	Prozentsatz
KCL	2,0 g/l
Na₂SO₄	2,0 g/l
(NH₄)H₂PO₄	0,85 g/l
(NH₄)HPO₄	0,15 g/l
CaCl₂	0,19 g/l
MgCl₂	0,23 g/l

– Die Temperatur im Bad des synthetischen Urins muss auf 37°C gehalten werden. Ein geeignetes erhitztes Bad ist Lauda M20-B, das von VWR Scientific Products erhältlich ist.
– Förderpumpen sind zu verwenden, um den synthetischen Urin vom erhitzten Bad zum Artikel zu pumpen. Das Volumen und die Förderrate sollen auf 75 ml bei 15 ml/sec gehalten werden. Geeignete Pumpen umfassen Masterflex, Modelle 7550-60 oder 7524-00, die von der Cole Parmer Instrument Company erhältlich sind. Der innere Durchmesser des Beladungsrohres soll 0,318 cm (0,125 Inch) betragen.

Protokoll

– Wenn die Artikel angelegt und wie oben beschrieben markiert wurden, werden lose passende blaue Baumwollhosen gewogen, um ein Gewicht einer trockenen Hose zu liefern, und dann wird die Hose über dem Testartikel angebracht, so dass ein Auslaufen leicht identifiziert und gemessen werden kann.
– Die Testartikel werden dann durch das Einschieben des Beladungsrohres in der vorbestimmten Distanz, wie sie von der Taille gemessen wird, und das Aufbringen der spezifizierten Beladung mit der spezifizierten Rate beladen.
– Zwischen den Beladungen kehrt der Träger zur normalen Aktivität zurück.
– Die Artikel werden mit der spezifizierten Beladung und Rate alle 10 Minuten beladen, das heißt, die Intervalle zwischen den Beladungen betragen 10 Minuten.
– Diese Beladungen werden fortgesetzt, bis ungefähr 1 Gramm des Fluids aus dem Artikel auf die Baumwollhosen ausläuft. Dies kann durch das Entfernen der Hosen und ihrem Wiegen bestimmt werden.
– Wenn mindestens 1 Gramm des Fluids auf die Hosen ausgelaufen ist, wird der Testartikel entfernt und sofort gewogen.

Gesamte Kapazität und Kapazität der Schrittregion

– Die gesamte Kapazität für einen vorgegebenen Testartikel wird durch das Subtrahieren des Gewichts des trockenen Artikels des gegebenen Artikels vom nassen Gewicht desselben Artikels bestimmt.
– Die gesamte Kapazität für die Gruppe ist der Mittelwert der gesamten Kapazitäten der einzelnen Artikel.
– Die Kapazität der Schrittregion wird bestimmt, indem der beladene Artikel flach gelegt wird und die Schrittregion aus dem Artikel herausgeschnitten wird. (Die Schrittregion wird relativ zum Schrittpunkt, der vorher für den Artikel bestimmt wurden, bestimmt). Diese Region wird dann gewogen. Dieses Verfahren sollte innerhalb von 15 Minuten seit dem Entfernen des Artikels vom Träger durchgeführt werden.
– Eine entsprechende Schrittregion wird von einem trockenen Artikel geschnitten, um das Gewicht einer trockenen Schrittregion zu liefern.
– Die Schrittkapazität wird durch das Subtrahieren des Gewichts der trockenen Schrittregion vom Gewicht der nassen Schrittregion bestimmt. Dies liefert die Schrittkapazität für einen vorgegebenen Artikel.
– Die Schrittkapazität für die Gruppe der Artikel wird als der Mittelwert der einzelnen Kapazitäten der Schrittregion angesehen.
– Die Kapazität der Schrittregion als ein Prozentsatz der gesamten Kapazität wird durch das Teilen der mittleren Kapazität der Schrittregion durch die mittlere gesamte Kapazität für einen vorgegebenen Satz von Artikeln bestimmt.
– Ein ähnliches Verfahren wird verwendet, um die prozentuale Absorptionskapazität des absorbierenden Kerns hinter dem Schrittpunkt zu bestimmen.

B. Fluidannahme
Das Fluidannahmeverfahren liefert ein Mittel für das Einführen von Fluid in einen absorbierenden Artikel, das Gebrauchszustände simuliert. Der Artikel wird auf 70% seiner gesamten Absorptionskapazität beladen. Es werden gewisse andere Testverfahren, die unten beschrieben sind, einen Artikel verwenden, der gemäß diesem Verfahren benetzt wurde, für eine Kennzeichnung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Prinzip
Dieser Test simuliert das Einführen von Urin in einen Artikel unter den folgenden Bedingungen:

1) Ein Druck von ungefähr 28 g/cm² (0,4 psi) wird auf eine Artikelprobe ausgeübt
2) Synthetischer Urin wird in den Artikel in Inkrementen von 50 ml/Beladung mit einer Rate von 10 ml/sec mit einer Zeitdauer von 15 Minuten (Ausgleichszeit) zwischen jeder Beladung eingeführt. Die Anzahl der Beladungen wird durch die gesamte Absorptionskapazität des Artikels diktiert.

Vorrichtung

– Konditionierte Umgebung: Temperatur und Feuchtigkeit werden innerhalb der folgenden Grenzen gesteuert: Temperatur 31,1 ± 1,1°C (88 ± 2°F), relative Feuchtigkeit: 50 ± 2%
– Annahmetestvorrichtung: erhältlich von Concord – Renn Co., 6315 Warrick St., Cincinnati, OH 45227
– Teil
– Testbett (Plexiglas)
– Schaumbasis (15,2 cm × 50,8 cm × 2,54 cm (6'' × 20'' × 1'')) Schaum, bedeckt mit einem Polyethylenunterschichtmaterial; Schaumtyp: Dichte 0,016 g/cm³ (1,0 lb/ft³). IDL 24 psi
– Düse
– Abdeckplatte
– Messzylinder (100 ml, 1000 ml): VWR Scientific (100 ml), Katalognummer 24711-310, (1000 ml), Katalognummer 24711-364 oder ein Äquivalent
– Erlenmeyerkolben (6000 ml): VWR Scientific, Katalognummer 29135-307 oder ein Äquivalent
– Digitalpumpe: Cole Parmer Instrument Co.; Telefonnummer (800) 323-4340, Katalognummer: G-07523-20
– Leichtbeladungspumpenkopf Cole Parmer Instrument Co., Katalognummer: g-07518-02
– Destilliertes Wasser: Konventionelle Quelle
– Synthetischer Urin: Synthetischer Urin, wie er im Kapitel Testverfahren Abschnitt A hergestellt wurde

Zusammenbau der Testvorrichtung
Die Testvorrichtung sollte so zusammengebaut werden, wie das in 6 gezeigt ist. Die Testvorrichtung wird durch die Bezugszahl 520 bestimmt. Die Testvorrichtung 520 wird auf einem geeigneten Tisch oder einer Werkbank platziert. Die Testvorrichtung 520 umfasst eine Vorrat mit synthetischem Urin 524, eine Pumpe 528, ein Paar elektrischer Verbindungselemente (oder Messfühler) 536 und einen Probenhalter 546.
Die Pumpe 528 ist eine Volumendosierpumpe, die mit einem Pumpenkopf 530 und einem digitalen Timer 532 ausgerüstet ist. Die elektrischen Messfühler 536 werden mit Drähten 538 mit der Pumpe 528 verbunden. Ein Rohr 540 aus Tygon^® verläuft vom Vorrat des synthetischen Urins 524 zur Pumpe 528 und von der Pumpe 528 zum Probenhalter 546. Das Rohr 540 aus Tygon^®, das von der Pumpe 528 zum Probenhalter 546 verläuft, wird über dem Probenhalter 546 vorzugsweise durch ein (nicht gezeigtes) Stativ gehalten. Das Ende des Rohrs 540 aus Tygon^®, das zum Probenhalter 546 verläuft, enthält auch eine Düse 542 für das Lenken des synthetischen Urins auf die Testprobe.
Der Probenhalter 546 umfasst ein Testbett aus Plexiglas, eine Schaumbasis 550 und eine Abdeckplatte 552. Das Testbett 548 ist der Einfachheit halber in 6 schematisch gezeigt, wie es eine Basisplatte aus Plexiglas aufweist. Das Testbett 548 sollte auch vier Plexiglaswände aufweisen, die sich von der Basis senkrecht nach oben erstrecken und die Windelprobe 510 umgeben. Dies verhindert, dass synthetischer Urin aus dem Testbett 548 während des Testes ausläuft. Die Schaumbasis 550 wird oben auf der Basisplatte 548 aus Plexiglas so platziert, dass der Druck auf der Probe sich während des Tests ausgleicht. Eine Windelprobe 510 wird auf der Schaumbasis platziert, wobei ihre Oberschicht nach oben weist. Die Abdeckplatte 552 wird dann oben auf der Windelprobe platziert, so dass die zylindrische Flüssigkeitssäule 556 und die Öffnung 558 in der Abdeckplatte sich in Querrichtung im Zentrum der Windelprobe befinden. Gewichte 560 werden dann auf der Abdeckplatte 552 platziert, so dass ein Druck von 0,4 psi auf die Windelprobe aufgebracht wird.
Die elektrischen Messfühler 536 werden so angeordnet, dass sie gerade die Oberschicht der Windelprobe in der Region berühren, wo der synthetische Urin abgesetzt wird. Die elektrischen Messfühler sind außerhalb und auf entgegengesetzten Seiten der zylindrischen Flüssigkeitssäule 556 angeordnet. Die elektrischen Messfühler 536 detektieren das Vorhandensein des synthetischen Urins auf der Oberschicht der Windelprobe. Wenn aller synthetische Urin von der Windelprobe aufgenommen wurde, so wird die elektrische Verbindung zwischen den elektrischen Messfühlern 536 unterbrochen.
Verfahren

1) Schneide alle Gummis aus der Testwindel heraus, so dass die Windel flach daliegt. Platziere die Windel oben auf dem Schaumstück in der Basis des Annahmetestvorrichtung. Die Windel sollte so platziert werden, da s die Oberschicht der Windel nach oben weist, so dass der synthetische Urin auf die Oberschicht aufge bracht wird. Die Windel sollte so positioniert werden, dass die Urinlieferdüse sich ungefähr 7,6 cm (3 Inch) vom vorderen Rand der Windel entfernt befindet.
2) Platziere den Abdeckplattenaufbau auf der Windel.
3) Platziere die passenden Gewichte sanft auf der Abdeckplatte, so dass ein Druck von 2,76 kPa (0,4 psi) auf die Windel ausgeübt wird.
4) Bewege das Stativ in seine Position, so dass sich die Düse direkt über dem Zentrum der zylindrischen Flüssigkeitssäule befindet. Senke das Stativ ab, bis sich die Düse ungefähr 5 cm (2 Inch) über der Oberfläche der Windel erstreckt. Positioniere die Düse so, dass sie rechtwinklig zur Werkbankoberfläche verläuft.
5) Starte die Pumpe.
6) Die Pumpe beginnt das spezifizierte Volumen des synthetischen Urins abzugeben, und der Timer läuft, bis das Volumen durch die Windel absorbiert wurde.
7) Nachdem das Fluid absorbiert wurde, wird der Begrenzungsdruck weggenommen, wobei die Abdeckplatte an ihrem Platz für eine Zeitdauer von 5 Minuten gelassen wird. Der Begrenzungsdruck wird dann wieder für die verbleibenden 10 Minuten einer Ausgleichszeit aufgebracht.
8) Nachdem die Ausgleichszeit von 15 Minuten vergangen ist, wird der Testzyklus automatisch wiederholt. Der Testzyklus wird in der gewünschten Anzahl durchgeführt, so dass das spezifische Volumen des synthetischen Urins auf die Windelprobe aufgebracht wird.
9) Nach dem Beenden aller Tests lässt man destilliertes Wasser durch die Rohre laufen. Man reinige die Oberfläche der kleinen Messfühlerkontakte, die innerhalb der Basis des Rohres der oberen Platte angeordnet sind, täglich mit einer kleiner Bürste. Wenn die Annahmetestvorrichtung rund um die Uhr verwendet wird, und es nicht möglich ist, den synthetischen Urin aus den Rohren zu spülen, so müssen die Rohre monatlich ersetzt werden. Ersetze die Schaumbasis alle 3 Monte, um ihre Stützfestigkeit zu gewährleisten.

C. Schrittbreite im nassen Zustand
Die Schrittbreite eines absorbierenden Kerns eines absorbierenden Artikels wird gemessen, indem zuerst der Schrittpunkt des absorbierenden Artikels bestimmt wird. Der Artikel wird dann bis auf 70% seiner Gesamtkapazität gemäß dem Fluidannahmeverfahren benetzt. Der Artikel wird dann aus der Vorrichtung entnommen und kann während einer Stunde ins Gleichgewicht gelangen. Nachdem der Artikel sein Gleichgewicht gefunden hat, wird er quer durch seine Dicke hindurch geschnitten, um einen Abschnitt mit einer Länge von 5,1 cm (2 Inch) zu liefern, wobei sich der Schrittpunkt am Quer- und Längszentrum des Abschnitts befindet. Jeder der benetzten Schichten auf der unterteilten Probe wird dann gewogen. Die Breite der Schicht, die das meiste absorbierte Fluid enthält, entspricht der Schrittbreite des absorbierenden Kerns.
D. Vertikale Ansaugrate und vertikale Ansaugabsorptionskapazität
Die vertikale Ansaugrate eines Materials bei 5 cm und die vertikale Ansaugabsorptionskapazität des Materials für eine vorgegebene Höhe werden unter Verwendung des Test für die vertikale Ansaugrate und des Tests für die vertikale Ansaugabsorptionskapazität, die im Abschnitt TESTVERFAHREN des US-Patents 5,387,207 (Dyer et al.), das hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird, beschrieben ist, wobei der Test aber bei 31°C statt bei 37°C durchgeführt wird, gemessen. Bei Materialien, denen eine ausreichende Integrität fehlt, um dem Testprotokoll zu widerstehen, kann ein hydrophobes Gitter, dass die Ansaugleistung nicht beeinträchtigt, verwendet werden, um das Material abzustützen. Schließlich wird der Schritt des Waschens und der Schritt der wiederholten Trocknung im Patent'207 nicht durchgeführt.

Claims

Windel (20) mit einem absorbierenden Kern (28), wobei der absorbierende Kern einen Schritt-Bereich umfasst, wobei der absorbierende Kern ferner eine Schritt-Breite von nicht mehr als 7 cm aufweist, wenn dieser trocken und wenn dieser feucht ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt-Bereich des absorbierenden Kerns ein Absorptionsvermögen von nicht mehr als 25% des gesamten Absorptionsvermögens des absorbierenden Kerns aufweist; wobei mindestens 67% des gesamten Vermögens des absorbierenden Kerns hinter dem Schritt-Punkt des Kerns liegen und dass der Schritt-Bereich ein Verteilungs-Material umfasst, das synthetischen Urin vertikal auf eine Höhe von 5 cm in nicht mehr als 30 min saugt.
Windel (20) nach Anspruch 1, wobei der absorbierende Kern eine Schritt-Breite von nicht mehr als 6 cm, vorzugsweise von nicht mehr als 5 cm, aufweist, wenn dieser trocken und wenn dieser feucht ist.
Windel (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilungs-Material synthetischen Urin vertikal auf eine Höhe von 5 cm in nicht mehr als 15 min, bevorzugter in nicht mehr als 5 min saugt.
Windel (20) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Verteilungs-Material synthetischen Urin vertikal auf eine Höhe von 12 cm in nicht mehr als 2 min saugt.
Windel (20) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Verteilungs-Material ein Vertikalaufsaug-Absorptionsvermögen von mindestens 15 g/g bei einer Höhe von 2 cm, vorzugsweise von mindestens 25 g/g bei einer Höhe von 2 cm, bevorzugter von mindestens 40 g/g bei einer Höhe von 2 cm aufweist.
Windel (20) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Verteilungs-Material ein Vertikalaufsaug-Absorptionsvermögen von mindestens 10 g/g bei einer Höhe von 20 cm, vorzugsweise von mindestens 20 g/g bei einer Höhe von 20 cm, bevorzugter von mindestens 30 g/g bei einer Höhe von 20 cm, aufweist.
Windel (20) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Verteilungs-Material ein Vertikalaufsaug-Absorptionsvermögen von mindestens 5 g/g bei einer Höhe von 25 cm, vorzugsweise von mindestens 20 g/g bei einer Höhe von 25 cm, bevorzugter von mindestens 30 g/g bei einer Höhe von 25 cm, aufweist.
Windel (20) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Verteilungs-Material ein Vertikalaufsaug-Absorptionsvermögen von mindestens 0,5 g/g bei einer Höhe von 30 cm, vorzugsweise von mindestens 10 g/g bei einer Höhe von 30 cm, bevorzugter von mindestens 20 g/g bei einer Höhe von 30 cm, aufweist.
Windel (20) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der absorbierende Kern aufweist ein Material, das gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus offen-zelligem, absorbierenden, polymeren Schaummaterial; und ein faserigeres Material, das umfasst (i) chemisch versteifte, verdrehte und gekräuselte Quell-Fasern, (ii) Fasern mit einem hohen Oberflächenbereich, und (iii) ein chemisches Bindemittel-Additiv.
Windel (20) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der absorbierende Kern ein offen-zelliges, absorbierendes, polymeres Schaummaterial umfasst, welches aus einer stark dispersiven Wasser-in-Öl-Emulsion stammt und aufweist (a) einen spezifischen Oberflächenbereich-pro-Schaumvolumen-Wert von mindestens 0,025 m²/cm³, und (b) einen Kompressions-Biegungs-Widerstand von 40% oder weniger, wenn dieser unter einem Grenzdruck von 5,1 kPa (0,74 psi) gemessen wird.
Windel (20) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der absorbierende Kern ein faserigeres Material aufweist, das umfasst (i) 80% bis 90% chemisch versteifte, verdrehte und gekräuselte Fasern, (ii) 8% bis 18% von Fasern mit einem hohen Oberflächenbereich, und (iii) 0,25% bis 2% eines chemischen Additiv-Bindemittels, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das faserigere Material vorzugsweise dauerhaft über mechanische Behandlung verformt ist.