DE69821747T2

DE69821747T2 - Material mit hoher durchflusskapazität für absorbierende artikel

Info

Publication number: DE69821747T2
Application number: DE69821747T
Authority: DE
Inventors: Alfred Gerald YOUNG; Dean Gary LAVON
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1997-03-27
Filing date: 1998-03-26
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2018-03-27
Also published as: CA2283717A1; AU6307998A; BR9808293A; ZA982578B; AR012203A1; IL131895A0; PE70499A1; EG21904A; CO4930341A1; HUP0001229A3; CN1254275A; NO994650L; EP0969784A1; ID28109A; MY134092A; WO1998043571A1; EP0969784B1; NO994650D0; TW376314B; HUP0001229A2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf absorbierende Artikel, wie Windeln, Inkontinenzeinlagen, Übungshöschen, Windelhalter- und Einsätze, sanitäre Hygienewäsche und dergleichen und insbesondere auf absorbierende Artikel, die einen verbesserten Sitz liefern, wenn sie mit Körperfluiden benäßt sind. Ein verbesserter Sitz wird erreicht, indem ein absorbierendes Kernmaterial mit großen Flux-Fähigkeiten verwendet wird.
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 den Kleidungsstücken des Trägers und vom Bettzeug zu isolieren. Absorbierende Einwegartikel mit vielen unterschiedlichen Grundausbildungen sind im Stand der Technik allgemein bekannt. 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.
Die EP 0 410 480 A2 , welcher als sehr relevanter Stand der Technik angesehen wird, offenbart eine absorbierende Bahn, die aus luftgefüllten Zellulosefasern gebildet wird, wobei die Bahnen verbesserte vertikale Saugeigenschaften im Vergleich zu einer ähnlichen Bahn aus Zellulosefasern besitzen. Die Bahnen können in absorbierenden Produkten, wie Windeln und dergleichen, verwendet werden.
Viele Windelausbildungen sind relativ breit und voluminös in der Region des Artikels, der zwischen den Beinen des Trägers sitzt, wenn sie trocken sind und ganz besonders, wenn sie naß sind. Dies führt zu einem bestimmten Grad an Komfortverlust für den Träger, da diese Windeln dazu neigen, beim Tragen zu Knautschen. In einem Versuch, das Problem des Komfortverlustes zu beheben, beschreibt US Patent 4,610,678 (Weisman et al.) Windeln mit verdichteten Kernen, die in ihrer Region schmaler sind als dies frühere Ausbildungen waren. Dennoch speichern selbst diese Artikel signifikante Anteile absorbierter Fluide in der Ausscheidungsregion des Artikels. Diese Ausscheidungsregion ist innerhalb des Bereichs des Artikels positioniert, der beim Tragen in der Schrittregion des Trägers sitzt.
Da frühere absorbierende Artikel ein Fluid nicht effektiv 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 zunehmen voluminös und neigt daher dazu, für den Träger unkomfortabler zu werden. Siehe z.B. US Patent Nr. 5,098,423 für Pieniak et al., welches auf die Offenbarung des Patents von Weisman ausbaut und eine Einwegwindel mit geringem Trockenvolumen beschreibt. Das Ziel des '423 Patents ist ein Artikel mit einer relativ kleinen Querschnittfläche im trockenen Zustand, insbesondere in der "Auftreffzone" (definiert in dem Patent als zweites und drittes Fünftel der Länge des Artikels). Tatsächlich ist ein wichtiger Aspekt der beschriebenen Artikel die Fähigkeit des absorbierenden Materials in der Auftreffzone, ein Fluid zu absorbieren. Das Patent gibt ganz spezifisch an, daß wenigstens 60% des gesamten absorbierten Fluids in der Auftreffzone der Windel zurück gehalten wird. Obwohl das Patent den Wunsch nach einem verbesserten Sitz im trockenen Zustand diskutiert, mangelt es diesem daran, einen Artikel mit einem verbesserten Sitz und Komfort während der gesamten Tragezeit bereit zu stellen. Darüber hinaus liegt der primäre Gesichtspunkt zum Verbessern desselben auf den dünnen und breiten Strukturen, welche sich während der Benutzung falten und knautschen, statt die Schmalheit und die Fülligkeit im trockenen und nassen Zustand des absorbierenden Material in der Schrittregion zu optimieren. Demgemäß haben die im Patent '423 beschriebenen Artikel einen insgesamt engen Querschnittbereich im trockenen Zustand, der durch Bereitstellen eines relativ dünnen (das heißt, in der Z-Abmessung des Artikels), relativ breiten (das heißt, in der X-Abmessung des Artikels) Kern mit 60% Absorptionskapazität in der Schrittregion herbei geführt wird. Dies führt zu einem verringerten Komfort, wenn der Artikel mit einem Körperfluid benäßt ist.
Es wäre deshalb vorteilhaft, einen absorbierenden Artikel bereit zu stellen, der einen besseren Sitz und Tragekomfort liefert, selbst dann, wenn der Artikel mit Körperfluiden benäßt worden ist. Es wäre weiter vorteilhaft, einen absorbierenden Artikel bereit zu stellen, welcher in der Schrittregion, sowohl im trockenen als auch im nassen Zustand, eine reduzierte Fülligkeit aufweist.
Deshalb ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen absorbierenden Artikel zu schaffen, der einen erhöhten Komfort für den Träger bereitstellt, indem in der Schrittregion des Artikels ein Material enthalten ist, das die Fähigkeit aufweist, signifikante Mengen eines Fluids aus der Schrittregion über relativ lange Zeitspannen weg zu bewegen. Der Einbau eines solchen Materials ermöglicht die Bewegung des Fluids aus der Schrittregion des Schrittregion des Kerns hinaus, wodurch Artikel bereit gestellt werden, die eine verringerte Fülligkeit in der Schrittregion aufweisen, selbst dann, wenn der Artikel mit signifikanten Mengen eines Fluids benäßt ist.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen absorbierenden Artikel zu schaffen, der einen verbesserten Sitz am Träger während der Benutzung aufweist, indem die relative Menge eines in der Schrittregion zurück gehaltenen Fluids verringert wird.
Diese und weitere Aufgabe 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, Frauenhygienewäsche und dergleichen, die so ausgebildet sind, daß sie für den Träger einen verbesserten Sitz und Komfort bereitstellen, während sie Körperausscheidungen adäquat aufnehmen. Ein solcher absorbierender Artikel hat eine Aufnahmeeinheit (Chassis) mit einer äußeren Deckschicht, die typischerweise eine flüssigkeitsdurchlässige Decklage und eine flüssigkeitsundurchlässige Außenlage umfaßt, und einen absorbierenden Kern, der mit der äußeren Deckschicht verbunden ist. Der absorbierende Kern ist so ausgebildet, daß dieser in der Schrittregion relativ zu den anderen Kernregionen geringe Mengen eines Fluids zurück hält, selbst dann, wenn der Kern signifikante Mengen des Fluids während der Benutzung absorbiert. Um dies zu erreichen, ist der absorbierende Kern derart ausgebildet, daß das Fluid im Wesentlichen aus der Schrittregion zu den vorderen und/oder hinteren Enden des Artikels bewegt wird. Insbesondere umfaßt der Kern ein Material, das in der Lage ist, relativ große Mengen eines Fluids zu bewegen, selbst nach relativ langen Zeitspannen. Diese Fähigkeit wird durch den Inkremental-Flux-Wert des Materials reflektiert, welcher ein Maß der Menge eines Fluids (synthetisches Urin) ist, die aus der Schrittregion (in Einheiten von Gramm) pro cm² (das heißt, der Trocken-Querschnittsfläche des Materials) pro Minute nach 10 und 30 Minuten weg bewegt wurde. Der Inkremental-Flux wird unten im Detail beschrieben, und ein Verfahren zum Bestimmen des Inkremental-Fluxes wird im Abschnitt Testverfahren beschrieben.
In einem Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen absorbierenden Artikel mit einem absorbierenden Kern, der eine Schrittregion aufweist, wobei (i) die Schrittregion eine Absorptionskapazität von nicht mehr als etwa 40% der gesamten Absorptionskapazität des Kerns aufweist und (ii) die Schrittregion ein Material umfaßt, das einen Inkremental-Flux-Wert bei 10 Minuten (nachfolgend als "IF₁₀-Wert" bezeichnet) von wenigstens etwa 0,5 g/cm²/min umfaßt. In einem anderen Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen absorbierenden Artikel mit einem absorbierenden Kern, der eine Schrittregion aufweist, wobei (i) die Schrittregion eine Absorptionskapazität von nicht mehr als etwa 40% der gesamten Absorptionskapazität des absorbierenden Kerns aufweist und (ii) die Schrittregion ein Material umfaßt, das einen Inkremental-Flux-Wert bei 30 Minuten (nachfolgend als "IF₃₀-Wert" bezeichnet) von wenigstens etwa 0,3 g/cm²/min aufweist. In noch einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf einen absorbierenden Artikel mit einem absorbierenden Kern, der eine Schrittregion aufweist, wobei (i) die Schrittregion eine Absorptionskapazität von nicht mehr als etwa 40% der gesamten Absorptionskapazität des absorbierenden Kerns aufweist und (ii) die Schrittregion ein Material umfaßt, das einen IF₁₀-Wert von wenigstens etwa 0,5 g/cm²/min und einen IF₃₀-Wert von wenigstens etwa 0,3 g/cm²/min aufweist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Obwohl die Beschreibung mit Ansprüchen zusammen paßt, 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, wobei ähnliche 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 Decklage transparent ist, um so deutlicher den absorbierenden Kern zeigen zu können;
2 eine Draufsicht eines absorbierenden Kerns der vorliegenden Erfindung ist;
3 eine Draufsicht eines weiteren absorbierenden Kerns der vorliegenden Erfindung ist;
4 darstellt, wie der Schrittpunkt eines Trägers, eines absorbierenden Artikels und des entsprechenden absorbierenden Kerns bestimmt wird;
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 weiterer im Abschnitt Testverfahren diskutierter Vorgehensweisen zu belasten.
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 sind, um die verschiedenen Ausscheidungen, die vom Körper abgegeben werden, zu absorbieren und aufzunehmen. Absorbierende Artikel umfassen Vorrichtungen, die so ausgebildet sind, daß sie Urin absorbieren, welche von inkontinenten Personen verwendet werden. Solche Inkontinenzartikel umfassen, sind aber nicht beschränkt darauf, Windeln, Erwachsenen-Inkontinenzeinlagen, Übungshöschen, Windelhalter und -einsätze. Weitere absorbierende Artikel umfassen solche, die dazu bestimmte sind, auf Blut basierende Fluide, wie Menstruationsfluide, zu absorbieren. Solche sanitären Hygieneartikel umfassen Tampons, Katamnesepads und dergleichen. Der Ausdruck "wegwerfbar" wird hier verwendet, um absorbierende Artikel zu beschreiben, welche nicht dazu gedacht sind, gewaschen oder in anderer Weise wieder hergestellt oder als absorbierende Artikel wieder verwendet zu werden (das heißt, sie sind dazu gedacht, nach einer einmaligen Verwendung 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 werden, die zu einer Einheit verbunden sind, um eine koordinierte Gesamtheit zu bilden, so daß sie keine separat 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, welche dahin gehend funktionieren, ein Fluid anzunehmen, zu verteilen, zu überführen, zu speichern und/oder neu zu verteilen. Die Annahmematerialien umfassen Materialien, deren primäre Funktion darin besteht, Fluid anzunehmen und dann abzugeben. Solche Materialien umfassen Annahmeschichten, Decklagenmaterialien, Transferschichten, Strömungs-Regulierungsmodule, Hüllentissues oder Vliesstofflagen, die so ausgebildet sind, daß sie eine Migration Hydrogel bildender Polymere, etc. verhindern). Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Verteilungsmaterial" auf das/die absorbierenden Kernmaterial(ien), dessen deren primäre Funktion darin besteht, ein Fluid zu absorbieren zu verteilen/neu zu verteilen, zu Punkten, die vom Punkt der anfänglichen Fluidbeladung entfernt liegen. Wie hier verwendet bezieht sich der Ausdruck "Speichermaterial" auf das Material des absorbierenden Kerns, welches einen Hauptteil des zurück gehaltenen Fluids auf Gewichtsbasis zurück hält. Es sollte so verstanden sein, daß die Ausdrücke "Verteilungsmaterial" und "Speichermaterial" sich nicht gegenseitig ausschließen. In bestimmten Ausführungsformen kann ein einzelnes Material dahin gehend funktionieren, sowohl eine Fluidverteilung als auch eine Fluidspeicherung bereit zu stellen.
Wie hier verwendet bezieht sich der Ausdruck "Vorder" auf den Bereich eines Artikels oder absorbierenden Kerns, der dazu gedacht ist, nahe 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 der Rückseite des Trägers positioniert zu werden. Als solches bedeutet die Benutzung des relativen Ausdrucks "an der Vorderseite von" eine Position in dem Artikel oder dem Kern mehr hin zur Vorderseite des Artikels oder des Kerns, während der Ausdruck "eine Position in dem Artikel oder dem Kern" bedeutet, die mehr zur Rückseite des Artikels oder Kerns liegt.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Z-Abmessung" auf die Abmessung senkrecht zur Länge und zur Breite des Elements, Kerns oder Artikels. Die Z-Abmessung korrespondiert im Allgemeinen mit 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. der Länge des Elements, Kerns oder Artikels.
Der "Schrittpunkt" eines Artikels und des absorbierenden Kerns des Artikels wird bestimmt durch Anlegen des Artikels an einem Träger in einer stehenden Position und dann durch Anlegen eines dehnbaren Filaments um die Beine in einer bildlichen 8-Konfiguration. (Siehe 4) Der Punkt in dem Artikel und dem absorbierenden Kern, der dem Schnittpunkt des Filaments entspricht, wird als der Schrittpunkt des Artikels und des absorbierenden Kerns angesehen. Es sei so verstanden, daß der Schrittpunkt durch Anlegen des absorbierenden Artikels an einem Träger in der vorgesehenen Weise bestimmt wird und durch Bestimmen, wo das gekreuzte Filament den Artikel/Kern berühren würde.
Wie hier bezeichnet, entspricht die "Schrittregion" eines absorbierenden Kerns 50% der Gesamtlänge des absorbierenden Kerns (das heißt, in der Y-Abmessung), wobei der Schrittpunkt in dem Längszentrum der Schrittregion liegt. Das heißt, die Schrittregion wird bestimmt, indem zuerst der Schrittpunkt des absorbierenden Kerns lokalisiert wird und dann um eine Strecke von 25% der Gesamtlänge des Kerns nach vorne und nach hinten gemessen wird.
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 auf 70% der Gesamtkapazität des Artikels mit Hilfe des unten beschriebenen Fluid-Annahmeverfahrens beladen ist. 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 durch die Breite der höchsten Flächenmassenregion des Profils bestimmt. Ein Verfahren zum Bestimmen der Schrittbreite ist beschrieben unten im Abschnitt Testverfahren.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Schritt-Querschnittsfläche" auf eine Trocken-Querschnittsfläche in der Schrittregion der absorbierenden Kernschicht, welche das meiste Fluid zurückhält, wenn der Artikel auf 70% der Gesamtkapazität des Artikels mit Hilfe des unten beschriebenen Fluid-Annahmeverfahrens beladen ist. Wenn diese Schicht aus einer Mehrzahl von diskreten Schichten besteht, wird die Breite und die Dicke jeder der Schichten gemessen und ist die Summe ihrer einzelnen Querschnittsflächen die Schrittregion-Querschnittfläche. Ein Verfahren zum Bestimmen der Schritt-Querschnittsfläche ist unten im Abschnitt Testverfahren beschrieben.
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 des notwendigen Materialtyps umfassen, wie dies nachfolgend beschrieben wird. Wie hier verwendet, umfaßt der Ausdruck "Schicht" die Ausdrücke "Schichten" und "geschichtet". Für die Zwecke dieser Erfindung sei es so verstanden, daß der Ausdruck "obere" sich auf die Schicht des absorbierenden Kerns bezieht, welche der Decklage des Artikels am nächsten liegt und dieser zugewandt ist; umgekehrt bezieht sich der Ausdruck "untere" auf die Schicht des absorbierenden Kerns, welche der Außenlage des Artikels am nächsten liegt und dieser zugewandt ist. Es sei angemerkt, daß die verschiedenen Elemente, Schichten und Strukturen des absorbierenden Artikels gemäß der vorliegenden Erfindung von im Allgemeinen planarer Natur sein können oder nicht und in einer beliebigen gewünschten Konfiguration geformt oder profiliert sein können.
Eine Ausführungsform eines absorbierenden Artikels in der 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 zusammen gezogenen Zustand (das heißt, mit entfernter elastisch induzierter Kontraktion), mit einer Decklage 22, einer Außenlage 24 und einem allgemein als 28 angegebenen absorbierenden Kern, der zwischen der Decklage 22 und der Außenlage 24 positioniert ist. Die Decklage 22 ist als Transparent dargestellt, so daß der absorbierende Kern 28 besser dargestellt werden kann.
Wie in 1 ebenfalls 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 der mit 40 bezeichnete Längsränder und mit 42 bezeichnete Stirnränder aufweist. 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 Querachse im Wesentlichen parallel zu den Stirnrändern 42 verläuft und als quer verlaufende Mittellinie 66 gezeigt ist (und der X-Richtung oder der Breite entspricht). Die Taillenbandregionen 32 und 34 umfassen solche oberen Bereiche der Windel 20, welche beim Tragen die Taille des Trägers umgeben. Die Zentrumsregion 36 ist der Bereich der Windel 20 zwischen den Taillenbandregionen 32 und 34 und umfaßt den Bereich der Windel 20, welcher beim Tragen zwischen den Beinen des Trägers positioniert ist und den unteren Rumpf des Trägers überdeckt. So begrenzt die Zentrumsregion 36 die Fläche einer typischen Flüssigkeitsabscheidung für eine Windel 20 oder eines anderen absorbierenden Einwegartikels.
Die Decklage 22 und die Außenlage 24 können in irgendeiner geeigneten Weise miteinander verbunden sein. Wie hier verwendet, umfaßt der Ausdruck "verbunden" Konfigurationen, in welchen die Decklage 22 direkt mit der Außenlage 24 verbunden ist, indem die Decklage direkt an der Außenlage befestigt ist, und Konfigurati onen, durch welche die Decklage indirekt mit der Außenlage verbunden ist, indem die Decklage an Zwischenelementen befestigt ist, welche wiederum an der Außenlage befestigt sind. Vorzugsweise sind die Decklage 22 und die Außenlage 24 direkt durch Anbringungsmittel (nicht gezeigt), wie einem Haftmittel oder irgendeinem anderen Befestigungsmittel, das im Stand der Technik bekannt ist, befestigt 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 Decklage 22 an der Außenlage 24 zu befestigen. Wie in 1 gezeigt ist, hat die Decklage 22 eine leicht kleinere Größenausbildung als die Außenlage 24. Die Decklage 22 und die Außenalge 24 können jedoch beide die gleiche Größenausbildung haben (das heißt, gleich erstreckend sein), so daß sie an dem Umfang 38 der Windel 20 miteinander verbunden sind. Die Größe der Außenlage 24 wird diktiert zum Teil von der Größe des absorbierenden Kerns 28 und der genauen ausgewählten Windelgestaltung. In der in 1 gezeigten Ausführungsform hat die Außenlage 24 eine sanduhrförmige Konfiguration. Eine andere Konfiguration, wie rechtwinklig, I-förmig und dergleichen, ist jedoch auch geeignet.
Obwohl nicht dargestellt, kann die Windel 20 elastische Elemente haben, die eine Kontraktionskraft auf die Windel ausüben, so daß diese enger und komfortabler am Träger ansitzt. Diese elastischen Elemente können in einer Vielfalt von allgemein bekannten Konfigurationen zusammen gebaut sein, wie solchen, die allgemein beschrieben sind 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 20 an die Beine des Trägers zu ziehen und dort zu halten. Alternativ können die elastischen Elemente angrenzend an einen oder an beide der Stirnränder 42 der Windel 20 angeordnet sein, um ein Taillenband sowie zusätzlich oder statt dessen Beinaufschläge zu schaffen. Siehe z.B. US Patent 5,515,595 (Kievit et al.), veröffentlicht am 07. Mai 1985. Die elastischen Elemente sind an der Windel 20 in einem elastisch zusammenziehbaren Zustand festgelegt, so daß in einer normalerweise nicht zurück gezogenen Konfiguration diese elastischen Elemente die Windel 20 wirksam zusammen ziehen oder raffen. Die elastischen Elemente können in einem elastisch zusammenziehbaren Zustand auf wenigstens zwei Wegen 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 können die elastischen Elemente an der Windel 20 festgelegt und mit dieser verbunden werden, während sie sich in ihren unentspannten oder ungestreckten Zustand befindet. Die elastischen Elemente können sich im Wesentlichen über die gesamte Länge der Windel 20 in der Zentralregion 36 erstrecken oder können sich alternativ über die gesamte Länge der Windel 20 oder irgendeiner anderen Länge erstrecken, die geeignet ist, um eine elastisch zusammenziehbare Linie bereit zu stellen. Die Länge dieser elastischen Elemente wird typischerweise diktiert durch die Ausbildung der Windel.
Mit Bezug auf 1 ist ein absorbierender Kern 28 in einer "I"-Konfiguration dargestellt. Wie oben angegeben wurde, wird der absorbierende Kern eine vordere und eine hintere Region sowie eine Schrittregion umfassen. Diese Regionen werden definiert, indem der Schrittpunkt des Kerns 28 in Übereinstimmung mit der hier vorliegenden Beschreibung bestimmt wird. Wie oben diskutiert, wird der Schrittpunkt mit Bezug auf die Anatomie des Trägers bestimmt. Nur zu Zwecken der Darstellung ist der Schrittpunkt des Kerns 28 als Stelle 27 in 1 gezeigt. Der Schrittpunkt 27 wird so gezeigt, daß dieser auf der längs verlaufenden Mittellinie 67 der Windel 20 und des absorbierenden Kerns 28 positioniert ist. Dies wird im Allgemeinen der Fall sein, ungeachtet der Konfiguration der Windel und des absorbierenden Kerns. Wie angegeben, ist der Schrittpunkt 27 in dieser speziellen Ausführungsform jedoch nicht auf der quer verlaufenden Mittellinie 66 angeordnet, obwohl dies in anderen Windel/Kern-Gestaltungen sein kann. Wie oben diskutiert, wird, sobald der Schrittpunkt eines absorbierenden Kerns 28 bestimmt ist, die Schrittregion durch ein Abmessen einer Strecke von 25% der Gesamtlänge des Kerns (als Querlinie 61 gezeigt) vom Schrittpunkt nach vorne und um eine Strecke von 25% der Gesamtlänge des Kerns (als Querlinie 63 gezeigt) vom Schrittpunkt nach hinten bestimmt. In dieser Darstellung ist die Schrittregion die Region des Kerns, die zwischen den Querlinien 61 und 63 liegt. Wie in 1 dargestellt, ist der absorbierende Kern 28 so gezeigt, daß er eine vordere Region 52, eine hintere Region 54 und eine Schrittregion 56 aufweist. Wiederum wird die Schrittregion 56 des Kerns 28 diktiert durch die Stelle des Schrittpunkts im Kern.
Die Decklage 22 ist nachgiebig, weichfühlig und nicht störend für die Haut des Trägers. Ferner ist die Decklage flüssigkeitsdurchlässig und erlaubt Flüssigkeiten (z.B. Urin), ohne Weiteres durch ihre Dicke hindurch zu dringen. Eine geeignete Decklage kann aus einem breiten Bereich von Materialien hergestellt werden, wie aus porösen Schäumen; retikulierten Schäumen; mit Öffnungen versehenen Kunststofffilmen; oder Gewebe- oder Vliesstoffbahnen aus natürlichen Fasern (z.B. Holz- oder Baumwollfasern), synthetischen Fasern (z.B. Polyester- oder Polypropylenfasern) oder eine Kombination aus natürlichen und synthetischen Fasern. Vorzugsweise wird die Decklage hergestellt aus einem hydrophoben Material, um die Haut des Trägers gegenüber Flüssigkeiten zu isolieren, die in dem absorbierenden Kern enthalten sind, der auf wenigstens einer Seite mit einem grenzflächenaktiven Stoff behandelt wurde, um Flüssigkeiten zu erlauben, ohne Weiteres durch seine Dicke hindurch zu dringen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird wenigstens ein Teil der Decklage einem mechanischem Streckvorgang unterzogen, um ein "Nullspannung"-Strecklaminat bereit zu stellen, welches die elastischen Seitenfelder bildet. Auf diese Weise ist die Decklage vorzugsweise längbar, ganz bevorzugt ziehbar, aber nicht notwendigerweise elastomer, so daß die Decklage bei einem mechanischen Strecken wenigstens in einem gewissen Maße dauerhaft gelängt wird, derart, daß diese nicht vollständig in ihre ursprüngliche Konfiguration zurück kehren wird. In bevorzugten Ausführungsformen kann die Decklage einer mechanischen Streckung ausgesetzt werden, ohne einem unnötigen Brechen oder Reißen der Decklage. So wird vorgezogen, daß die Decklage eine geringe Streckgrenze in Quermaschinenrichtung (Querrichtung) aufweist.
Es gibt eine Anzahl von Herstellungstechniken, welche verwendet werden können, um die Decklage herzustellen. Zum Beispiel kann die Decklage eine Vliesstoffbahn aus Fasern sein. Wenn die Decklage eine Vliesstoffbahn umfaßt, kann die Bahn spunbonded, kardiert, naß gelegt, schmelzgeblasen, hydroverheddert, Kombinationen des Obigen oder dergleichen sein. Eine bevorzugte Decklage ist kardiert und thermisch durch Mittel gebunden, die den Fachleuten in der Textilstofftechnik allgemein bekannt sind. Eine bevorzugte Decklage umfaßt stapellange 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 Decklage eine Flächenmasse von 18 bis etwa 25 g/m². Eine geeignete Decklage wird hergestellt durch Veratec, Inc., einer Division der International Paper Company aus Walpole, Massachusetts, unter der Bezeichnung P-8.
Die Decklage 22 ist oberhalb der körperseitigen Oberfläche des absorbierenden Kerns 28 positioniert. In bevorzugten Ausführungsformen ist das Annahmematerial zwischen dem absorbierenden Kern 28 und der Decklage 22 positioniert. Die Decklage 22 ist vorzugsweise mit dieser und mit der Außenlage 24 durch Anbringungsmittel (nicht gezeigt) verbunden, wie sie den Fachleuten des Standes der Technik allgemein bekannt sind. Geeignete Anbringungsmittel sind unten beschrieben mit Bezug auf ein Verbinden der Außenlage 24 mit dem absorbierenden Kern 28. 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 ist, und Konfigurationen, durch welche das Element indirekt an dem anderen Element festgelegt ist, indem das Element an ein oder mehrere Zwischenelemente befestigt ist, welche wiederum an dem anderen Element befestigt sind. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Decklage und die Außenlage im Windelumfang direkt miteinander verbun den und indirekt miteinander verbunden, indem sie direkt mit dem absorbierenden Kern durch Anbringungsmittel verbunden sind (nicht gezeigt). In einer alternativen Ausführungsform muß der absorbierende Kern (oder das bevorzugte Annahmematerial) nicht mit entweder der Decklage oder 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 menschlichen Körpers anpassen werden. Die Außenlage verhindert, daß in den absorbierenden Kern absorbierte und aufgenommene Ausscheidungen Artikel 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 mil) bis etwa 0,051 mm (2,0 mil).
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird wenigstens ein Bereich der Außenlage einer mechanischen Streckung ausgesetzt, um sowohl ein "Nullspannung"-Stretchlaminat bereit zu stellen, welches die elastischen Seitenfelder bildet, und bedarfsweise um den Bereich der Außenlage, der mit dem elastischen Taillenmerkmal oder einem anderen elastischen Merkmal zusammen fällt, vorzuspannen. So ist die Außenlage vorzugsweise längbar, ganz bevorzugt ziehbar, aber nicht notwendigerweise elastomer, so daß die Außenlage bei einer mechanischen Streckung wenigstens in einem gewissen Maße dauerhaft gelängt wird, derart, daß sie nicht vollständig in ihre ursprüngliche, ungedehnte Konfiguration zurück kehren wird. In bevorzugten Ausführungsformen kann die Außenlage einer mechanischen Streckung ausgesetzt werden, ohne unnötig zu brechen oder reißen. So wird vorgezogen, daß die Außenlage eine ultimative Längung bis zum Bruch von wenigstens etwa 400% bis etwa 700% in Quermaschinenrichtung aufweist, gemessen unter Verwendung eines Verfahrens, das dem ASTM D-638 entspricht. So enthalten die bevorzugten polymeren Filme für die Verwendung als die Außenlage einen hohen Gehalt an einem Polyethylen mit linear geringer Dichte. Besonders bevorzugte Materialien für die Außenlage umfassen Gemische, die zusammen gesetzt sind aus etwa 45 bis 90% Polyethylen mit linear geringer Dichte und etwa 10 bis 55% Polypropylen. Beispielhafte Filme für die Verwendung als die Außenlage der vorliegenden Erfindung werden hergestellt durch Tredegar Industries, Inc. aus Terre Haute, Indiana, unter den Bezeichnungen X-8323, RR8220 Gemisch für bestimmte geblasene Filme und RR5475 Gemisch 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 zu sein), während sie noch verhindert, daß Ausscheidungen durch die Außenlage hindurch gelangen.
Die Außenlage 24 ist angrenzend an die untere Oberfläche des absorbierenden Kerns 28 positioniert und ist vorzugsweise mit dieser durch Anbringungsmittel (nicht gezeigt) verbunden, wie solchen, die im Stand der Technik allgemein bekannt sind. Alternativ kann ein zusätzliches Material (z.B. ein Annahmematerial) zwischen der Außenlage 24 und dem absorbierenden Kern 28 angeordnet werden. Zum Beispiel kann die Außenlage 24 an dem absorbierenden Kern 28 oder an einem Zwischenmaterial durch eine gleichförmige kontinuierliche Schicht eines Haftmittels, eine gemusterte Schicht eines Haftmittels oder eine Anordnung von separaten Linien, Spiralen oder Punkten eines Haftmittels befestigt sein. Haftmittel, welche sich als zufriedenstellend heraus gestellt 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. Das Anbringungsmittel wird vorzugsweise ein offenes Musternetzwerk aus Filamenten eines Haftmittels umfassen, 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 eines offenen Musternetzwerks aus Filamenten umfaßt mehrere Linien von Haftfilamenten, die in einem Spiralmuster verwirbelt sind, wie dies dargestellt ist durch die Vorrichtungen und 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 kann das Anbringungsmittel Wärmebindungen, Druckbindungen, Ultraschallbindungen, dynamisch mechanische Bindungen oder ein anderes geeignetes Anbringungsmittel oder Kombinationen dieser Anbringungsmittel umfassen, wie sie im Stand der Technik bekannt sind.
Der absorbierende Kern 28 wird irgendein absorbierendes Mittel umfassen, welches in der Lage ist, Flüssigkeiten, wie Urin und andere bestimmte Körperausscheidungen zu absorbieren und zurück zu halten, und welches in der Lage ist, Flüssigkeitsverteilung/Speicherung-Eigenschaften bereit zu stellen, 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 bogenförmige Ausschnitte in seinen Längsrändern aufweist, die allgemein als 142 angegeben sind. Zu Darstellungszwecken ist der Schrittpunkt mit Nummer. 127 angegeben. (Wie oben diskutiert, wird der Schrittpunkt des absorbierenden Kerns vom Träger extrapoliert.) Wie dargestellt, liegt der Schrittpunkt 127 im Allgemeinen auf der längs verlaufenden Zentrumslinie 167 und auf einer Querlinie (obwohl nicht der zentralen Querlinie in dieser Ausführungsform) 168. Die Schrittregion wird bestimmt durch Messen vom Schrittpunkt um eine Strecke von 25% der Gesamtlänge des Kerns nach vorne (gezeigt als Querlinie 161) und vom Schrittpunkt um eine Strecke von 25% der Gesamtlänge des Kerns nach hinten (gezeigt als Querlinie 163). Die Schrittregion 156 ist die Region des Kerns zwischen den Querlinien 161 und 163. Zusätzlich zur Schrittregion 156 hat der Kern 128 eine Vorderregion 152 und eine Hinterregion 154.
3 zeigt eine weitere Windel und entsprechende Kernkonfiguration. Insbesondere ist die Windel 220 so konfiguriert, daß sie in der Zone geringer Bewegung des Trägers sitzt. (Eine Offenbarung von Geringbewegung-Artikeln und entsprechenden Kernen ist beschrieben im Detail in US Patent 5,358,500 für LaVon et al. Der absorbierende Kern, der allgemein als 228 gezeigt ist, ist auch so konfiguriert, daß dieser innerhalb der Zone geringer Bewegung des Trägers sitzt.
4 zeigt die 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 an einem ausreichend nahen Punkt am Rumpf des Trägers um die Beine des Trägers herum gelegt, derart, daß der Schnittpunkt 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 bestimmt durch die obige Beschreibung.
Die Kernbreite des absorbierenden Kerns ist im trocknen und im nassen Zustand auch wichtig beim Bereitstellen eines verbesserten Sitzes am Träger. Es wird vorgezogen, daß die Schrittbreite klein ist, selbst dann, wenn sie mit einem Fluid benäßt ist, so daß sich der absorbierenden Kern nur einem minimalen Knautschen unterzieht, wenn die Beine des Trägers geschlossen sind. In dieser Hinsicht haben die in der vorliegenden Erfindung nützlichen Kerne optional eine Schrittbreite im trocknen und nassen Zustand von nicht mehr als etwa 7 cm. In solchen Volumen-Konfigurationen wird die Schrittbreite im trocknen und im nassen Zustand vorzugsweise nicht mehr als etwa 6 cm, noch bevorzugter nicht mehr als etwa 5 cm betragen. Das Mittel zum Messen der Schrittbreite ist beschrieben im Abschnitt Testverfahren, infra. Es wird ferner vorgezogen, daß am Schrittpunkt des absorbierenden Kerns der Kern eine relativ kleine Querschnittsfläche (X-Abmessung zur Z-Abmessung) aufweist. In dieser Hinsicht werden die absorbierenden Kerne, die in der vorliegenden Erfindung nützlich sind, optional eine Schritt-Querschnittsfläche im trocknen Zustand von nicht mehr als etwa 2,6 cm² haben. Vorzugsweise wird die Schritt-Querschnittsfläche im trockenen Zustand nicht mehr als etwa 1,8 cm², ganz bevorzugt nicht mehr als etwa 1 cm², noch bevorzugter nicht mehr als etwa 0,6 cm² und äußerst bevorzugt nicht mehr als etwa 0,4 cm² betragen. Das Mittel zum Messen der Querschnittsfläche ist beschrieben im Abschnitt Testverfahren, infra.
Es folgt, daß eine Reduktion der Querschnittsfläche und/oder der Schrittbreite eines absorbierenden Kerns mit einer gleichförmigen Kapazität pro Einheitsoberflächenbereich die Materialmenge, die in der Zone der typischen Flüssigkeitsabscheidung verfügbar ist, notwendigerweise reduziert. Frühere Versuche, den Sitz durch Reduzieren der Breite in der Schrittregion zu verbessern, liefen darauf hinaus, die Kapazität pro Einheitsoberflächenbereich zu erhöhen, so daß die notwendige Kapazität in der Schrittregion beibehalten wurde. Solche früheren Versuche nutzten zusätzliches Fasermaterial in der Schrittregion für die Flüssigkeitsabsorption und in einigen Fällen zusätzliche Hydrogel bildende Polymere für die Flüssigkeitsspeicherung. Diese Ansätze führen deshalb zu einem negativen Einfluß auf das Volumen sowohl im trockenen als auch im nassen Zustand. In direktem Gegensatz basiert die vorliegende Erfindung auf die Wegbewegung des in der Schrittregion abgeschiedenen Fluids aus der Region. Dies wird durch einen reduzierten Anteil der Fluidspeicherung in der Schrittregion des absorbierenden Kerns reflektiert. Als solche wird die Schrittregion des absorbierenden Kerns Materialien) umfassen, das/die dahin gehend funktionieren, Fluide aus der Schrittregion weg zu verteilen. (Obwohl die Fluidverteilung eine wichtige Funktion des Schrittregionmaterials des Kerns ist, liegt es im Schutzbereich der Erfindung, Materialien in der Schrittregion zu enthalten, während primäre Funktion die Speicherung von Fluiden ist, solange wie die erforderlichen Eigenschaften der vorliegenden Erfindung erhalten werden.) Insbesondere werden die absorbierenden Kerne der vorliegenden Artikel ein Material umfassen, welches die Fähigkeit zeigt, signifikante Mengen eines Fluids aus der Schrittregion des Artikels weg zu bewegen, selbst nach relativ langen Zeitspannen.
Die Fähigkeit, ein Fluid vertikal anzusaugen, das heißt, eine Fluidansaugung in einer Richtung entgegen gesetzt zu den Schwerkräften ist ein wichtiges Leistungsattribut, da die absorbierenden Kerne in absorbierenden Artikeln in einer Weise verwendet werden, in welche das zu absorbierende Fluid innerhalb des Artikels von einer relativ niedrigeren Position zu einer relativ höheren Position innerhalb des absorbierenden Kerns des Artikels bewegt werden muß. Die Fähigkeit, ein Fluid gegen die Schwerkraft zu bewegen, ist besonders wichtig für die vorliegende Erfindung, wenn relativ kleine Mengen eines Fluids in der Schrittregion des Kerns gespeichert werden sollen.
In dieser Hinsicht werden die absorbierenden Kerne ein Material mit einem IF₁₀-Wert von wenigstens von 0,5 g/cm²/min haben. Das Material wird vorzugsweise einen IF₁₀-Wert von wenigstens etwa 0,6 g/cm²/min, ganz bevorzugt wenigstens etwa 0,8 g/cm²/min, äußerst bevorzugt wenigstens etwa 1 g/cm²/min, noch bevorzugter wenigstens etwa 2 g/cm²/min, noch bevorzugter wenigstens etwa 3 g/cm²/min und äußerst bevorzugt wenigstens etwa 5 g/cm²/min haben.
Alternativ oder zusätzlich werden die absorbierenden Kerne der vorliegenden Erfindung ein Material mit einem IF₃₀-Wert von wenigstens etwa 0,3 g/cm²/min umfassen. In dieser Hinsicht wird das Material vorzugsweise einen IF₃o-Wert von wenigstens etwa 0,4 g/cm²/min, noch bevorzugter wenigstens etwa 0,5 g/cm²/min, noch bevorzugter wenigstens etwa 1 g/cm²/min, noch bevorzugter wenigstens etwa 1,5 g/cm²/min und äußerst bevorzugt wenigstens etwa 3 g/cm²/min haben.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird der absorbierende Kern ein Material mit einem IF₁₀-Wert von wenigstens etwa 0,5 g/cm²/min und einen IF₃₀-Wert von wenigstens etwa 0,3 g/cm²/min haben.
Die absorbierenden Artikel der vorliegenden Erfindung werden auch einen absorbierenden Kern umfassen, der beim Gleichgewicht weniger als etwa 40% der Gesamtkapazität des absorbierenden Kerns in der Schrittregion des Kerns zurück hält.
Natürlich ist die Speicherung von kleineren Mengen der Fluide in der Schrittregion des Kerns relativ zu den Vorder/Hinter-Regionen des Kerns eine Widerspiegelung der Fähigkeit der Kernmaterialien, ein Fluid aus der Schrittregion während des Tragens weg zu bewegen und dadurch den Sitz und den Trägerkomfort zu verbessern. In dieser Hinsicht wird der absorbierende Kern, der in der vorliegenden Erfindung nützlich ist, vorzugsweise weniger als etwa 25%, ganz bevorzugt weniger als etwa 15%, noch bevorzugter von 0 bis etwa 10% der Gesamtkapazität des Kerns beim Gleichgewicht in der Schrittregion des Kerns zurück halten.
Wie oben diskutiert, wird der absorbierende Kern ein Material umfassen, welches dahin gehend funktioniert, ein Fluid aus der Schrittregion des Kerns weg zu verteilen. In einer Ausführungsform wird der absorbierende Kern das gleiche Material in der Vorderseite und der Rückseite des Kerns umfassen, wie es in der Schrittregion desselben enthalten ist. Das heißt, das Verteilungsmaterial wird auch geeignet sein für die Fluidspeicherung. Alternativ kann der Kern ein unterschiedliches Speichermaterial mit höherer kapillarer Saugkraft in den vorderen und/oder hinteren Regionen des Kerns enthalten. Das Speichermaterial wird dann die Verteilungsmaterialien mit relativ geringerer kapillarer Saugkraft desorbieren.
Ein bevorzugtes absorbierendes Material zum Bereitstellen der benötigten Verteilungseigenschaften ist ein offenzelliges absorbierendes polymeres Schaummaterial, das abgeleitet wird durch Polymerisieren einer Wasser-in-Öl-Emulsion mit hoher innerer Phase (nachfolgend als HIPE bezeichnet). Solche polymeren Schäume können gebildet werden, um die nötigen Speichereigenschaften sowie die nötigen Verteilungseigenschaften bereit zu stellen. Wenn unterschiedliche Speichermaterialien in dem vorderen und hinteren Abschnitt des Kerns enthalten sind, werden die polymeren Verteilungsschäume vorzugsweise Desorptionseigenschaften zeigen, welche diesen weiteren Kernkomponenten erlauben, ein Fluid abzuführen. 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 werden; das diese weich, flexibel und komfortabel für den Träger des absor bierenden Artikels ist und eine relativ hohe Kapazität für ein Fluid aufweist, so daß Windeln und andere absorbierende Artikel bereit gestellt werden können, die Kernkomponenten wirksam nutzen.
Von HIPE-abgeleitete Schäume, welche die nötigen Verteilungseigenschaften für die hier vorliegende Verwendung bereit stellen, sind beschrieben im parallel anhängigen US Patent 5,650,222, welches basiert auf der Anmeldung, amtliches Aktenzeichen Nr. 08/563,866 (DesMarais et al.), eingereicht am 25. November 1995 (nachfolgend als "'866 Anmeldung" bezeichnet); US Patent 5,387,207 (Dyer et al.), veröffentlicht am 07. Februar 1995 und US Patent 5,260,345 (DesMarais et al.), veröffentlicht am 09. November 1993.
Polymere Schäume, die in der vorliegenden Erfindung nützlich sind, sind solche, welche relativ offenzellig sind. Dies bedeutet, daß die einzelnen Zellen des Schaumes in Kommunikation mit angrenzenden Zellen stehen. 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 zuzulassen.
Diese im Wesentlichen offenzelligen Schaumstrukturen haben im Allgemeinen einen retikulierten Charakter, wobei die einzelnen Zellen durch eine Mehrzahl von miteinander verbundenen, dreidimensional verzweigten Bahnen begrenzt sind. Die Stränge aus polymerem Material, welche diese verzweigten Bahnen bilden, können als "Streben" bezeichnet werden. Offenzellige Schäume mit einer typischen Strebstruktur sind beispielsweise in den Mikrophotographien der 1 und 2 in der '866 Anmeldung 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 stehen.
Zusätzlich dazu, daß sie offenzellig sind, diese polymeren Schäume ausreichend hydrophil, um dem Schaum zu erlauben, wässerige Fluide in den nachfolgend spezi fizierten Mengen zu absorbieren. Die inneren Oberflächen der Schaumstrukturen werden hydrophil gemacht, indem restliche hydrophilisierende grenzflächenaktive Stoffe in der Schaumstruktur nach der Polymerisation oder durch ausgewählte Post-Polymerisation-Schaumbehandlungsvorgänge belassen werden.
Die polymeren Schäume können in der Form von kollabierten (das heißt, nicht expandierten) polymeren Schäumen präpariert werden, die bei Kontakt mit wässerigen Fluiden expandieren und solche Fluide absorbieren. Siehe z.B. die parallel anhängige US Patentanmeldung Nr. 08/563,866 und US Patent 5,387,207. Diese kollabierten polymeren Schäume werden üblicherweise erhalten, indem die Wasserphase aus dem polymerisierten HIPE-Schaum durch Kompressionskräfte ausgedrückt wird und/oder durch thermische Trocknung und/oder Vakuumentwässerung. Nach der Kompression und/oder der thermischen Trocknung/Vakuumentwässerung befindet sich der polymere Schaum in einem kollabierten oder nicht expandierten Zustand. Nicht kollabierbare Schäume, wie solche, die beschrieben sind in dem parallel anhängigen US Patent 5,849, 805, welches basiert auf der Anmeldung, amtliches Aktenzeichen Nr. 08/542,497 und US Patent 5,260,345 sind auch nützlich als das Verteilungsmaterial.
Ein wichtiger Parameter dieser Schäume ist ihre Einfriertemperatur. Die Tg repräsentiert den Mittelpunkt des Übergangs zwischen den glasigen und gummiartigen Zuständen des Polymers. Schäume, die eine höhere Tg haben als die Benutzungstemperatur, können sehr stark sein werden aber auch sehr starr sein und potentiell anfällig gegenüber einem Bruch sein. Wenn solche Schäume kollabierbar sind, benötigen sie auch typischerweise eine lange Zeit, um sich in den expandierten Zustand zu erholen, wenn sie mit wässerigen Fluiden benäßt werden, die kälter sind als Tg des Polymers, nachdem sie in den kollabierten Zustand für längere Zeitspannen gelagert wurden. Die gewünschte Kombination von mechanischen Eigenschaften, speziell der Festigkeit und der Elastizität, erfordert typischerweise einen ziemlich ausgewählten Bereich von Monomertypen und -anteilen, um diese gewünschten Eigenschaften zu erhalten.
Es hat sich heraus gestellt, daß der spezifische Oberflächenbereich pro Schaumvolumen des polymeren Schaums besonders nützlich ist für das empirische Definieren von Schaumstrukturen, die in einem kollabierten Zustand bleiben werden. Ferner ist diese Eigenschaft wichtig für die Fähigkeit des Schaumes, die hier diskutierten Ansaug-Fluxwerte bereit zu stellen. Siehe US Patent 5,387,207, in welchem der spezifische Bereich pro Schaumvolumen im Detail diskutiert wird. Der "spezifische Oberflächenbereich pro Schaumvolumen" bezieht sich auf den spezifischen Oberflächenbereich mit kapillarer Saugkraft der Schaumstruktur in seiner Schaumdichte im expandierten Zustand. Polymere Schäume mit Werten von eine spezifischen Oberflächenbereich pro Schaumvolumen von wenigstens etwa 0,025 m²/cc, ganz bevorzugt wenigstens etwa 0,05 m²/cc, äußerst bevorzugt wenigstens etwa 0,07 m²/cc wurden empirisch ermittelt als in einem kollabierten Zustand verbleibend und werden deshalb hier bevorzugt.
Eine weitere wichtige Eigenschaft der hier nützlichen absorbierenden polymeren Schäume ist ihre freie Absorptionskapazität. Die "freie Absorptionskapazität" ist die Gesamtmenge eines Testfluids (synthetisches Urin), welche einen gegebene Schaumprobe in ihre zellulare Struktur pro Einheitsmasse des Feststoffmaterials in der Probe absorbieren wird. Um in den absorbierenden Artikeln der vorliegenden Erfindung besonders nützlich zu sein, sollten die absorbierenden Schäume eine freie Absorptionskapazität von etwa 55 bis etwa 100 ml, vorzugsweise von etwa 55 bis etwa 75 ml synthetisches Urin pro Gramm trocknes Schaummaterial haben. Das Verfahren zum Bestimmen der freien Absorptionskapazität des Schaumes ist beschrieben im Abschnitt Testverfahren der'866 Anmeldung.
Wenn die hier nützlichen kollabierbaren Schäume wässerigen Fluiden ausgesetzt werden, expandieren sie und absorbieren sie die Fluide. Wenn diese Schäume kompressiv auf eine Dicke von etwa 1/6 (17%) oder weniger ihrer vollständig expandierten Dicke entwässert werden, verbleiben sie in einem sehr dünnen Zustand mit einer begleitenden Zunahme der Speichereffizienz und -flexibilität. Dies ist der ge ringen Dichte der expandierten Schäume zuzuschreiben. Der "Expansionsfaktor" dieser Schäume beträgt wenigstens etwa 4X, das heißt, die Dicke des Schaumes in seinem expandierten Zustand beträgt wenigstens etwa Vierfache der Dicke des Schaumes in seinem kollabierten Zustand. Die kollabierten Schäume der vorliegenden Erfindung haben typischerweise einen Expansionsfaktor im Bereich von etwa 4X bis etwa 10X. Im Vergleich dazu haben frühere Schäume mit höherer Dichte typischerweise einen Expansionsfaktor von nur 4X bis 5X.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung kann die Beziehung zwischen einer expandierten und einer kollabierten Dicke für kompressiv entwässerte Schäume empirisch angenähert werden aus der folgenden Gleichung:

in welcher "Dicke_expandiert" die Dicke des Schaumes in seinem expandierten Zustand ist;
die "Dickek_kollabiert" die Dicke des Schaumes in seinem kollabierten Zustand ist;
und das "W:O-Verhältnis" das Wasser-zu-Öl-Verhältnis der Emulsion mit hoher innerer Phase ist, aus welchem der Schaum hergestellt ist. So würde ein typischer Schaum aus einer Emulsion mit einem Wasser-zu-Öl-Verhältnis von 60:1 einen vorher gesagten Expansionsfaktor von 8,0 haben, das heißt, einer expandierten Dicke von dem 8-fachen der kollabierten Dicke des Schaumes. Das Verfahren zum Messen des Expansionsfaktors ist beschrieben im Abschnitt Testverfahren der'866 Anmeldung.

Ein wichtiges mechanisches Merkmal der in der vorliegenden Erfindung nützlichen absorbierenden polymere Schäume ist ihre Festigkeit in ihrem expandierten Zustand, wie sie bestimmt wird durch ihren Widerstand gegenüber einer Kompressionsbiegung (RTCD). Die RTCD, die durch die Schäume gezeigt wird, ist eine Funktion des Polymermoduls sowie der Dichte und der Struktur des Schaumnetzwerkes. Das Polymermodul wird wiederum bestimmt durch: a) die Polymerzusam mensetzung; b) die Zustände, unter welchen der Schaum polymerisiert wird (z.B. die Vollständigkeit der erhaltenen Polymerisation, speziell im Hinblick auf die Vernetzung); und c) das Ausmaß, in welchem das Polymer durch Restmaterial, z.B. Emulgatoren, die in der Schaumstruktur nach der Behandlung belassen sind, weich gemacht wird.
Um als Absorptionsmittel in absorbierenden Artikeln, wie Windeln, nützlich zu sein, müssen die Schäume der vorliegenden Erfindung in geeigneter Weise beständig sein gegenüber einer Verformung unter Kompression durch Kräfte, denen sie bei der Benutzung ausgesetzt sind, wenn solche absorbierenden Materialien an der Absorption und der Retention von Fluiden beteiligt sind. Schäume, welche keine ausreichende Schaumfestigkeit hinsichtlich der RTCD besitzen, können in der Lage sein, akzeptable Mengen eines Körperfluids unter lastfreien Bedingungen anzunehmen und zu speichern, werden aber ein solches Fluid unter dem Kompressionsstress, der durch die Bewegung und durch die Aktivität des Benutzers der absorbierenden Artikel, welche den Schaum enthalten, zu leicht abgegeben werden.
Die RTCD, die von den polymeren Schäumen der vorliegenden Erfindung gezeigt wird, kann quantifiziert werden, indem der Betrag der Spannung bestimmt wird, der in einer Probe aus gesättigtem Schaum, die unter einem bestimmten Grenzdruck bei einer spezifizierten Temperatur und Zeitspanne erhalten wird, erzeugt wird. Das Verfahren zum Ausführen dieses Testtypusses ist beschrieben im Abschnitt Testverfahren der'866 Anmeldung. Schäume, die als Absorptionsmittel nützlich sind, sind solche, die eine RTCD zeigen, derart, daß ein Grenzdruck von 5,1 kPa eine Dehnung von typischerweise etwa 40% oder weniger Kompression der Schaumstruktur erzeugt, wenn sie bis zu ihrer freien Absorptionskapazität mit synthetischem Urin mit einer Oberflächenspannung von 65±5 dyne/cm (0,65±0,05 mN/cm) gesättigt wurde. Vorzugsweise wird die unter solchen Bedingungen erzeugte Dehnung im Bereich von etwa 2 bis etwa 25%, noch bevorzugter von etwa 2 bis etwa 15%, äußerst bevorzugt von etwa 2 bis 10% liegen.
Schaumzellen und insbesondere Zellen, die durch Polymerisieren einer Monomer enthaltenden Ölphase gebildet werden, welche relativ monomerfreie Wasserphasentröpfchen umgibt, werden häufig im Wesentlichen sphärisch in ihrer Form sein. Die Größe oder der "Durchmesser" solcher sphärischen Zellen ist ein allgemein verwendeter Parameter zum Charakterisieren von Schäumen im Allgemeinen. Da Zellen in einer gegebenen Probe eines polymeren Schaums nicht notwendigerweise von in etwa gleicher Größe sind, wird häufig eine mittlere Zellengröße, das heißt, ein mittlerer Zellendurchmesser, spezifiziert.
Eine Anzahl von Techniken ist verfügbar, um die mittlere Zellengröße von Schäumen zu bestimmen. Die gebräuchlichste Technik zum Bestimmen der Zellengröße in Schäumen umfaßt jedoch eine einfache Messung basierend auf der abtastenden Elektronenmikrophotographie einer Schaumprobe. Die hier gegebenen Zellgrößenmesssungen basieren auf der mittleren Zellgrößenzahl des Schaumes in seinem expandierten Zustand. Die als Absorptionsmittel für wässerige Fluide in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung nützlichen Schäume werden vorzugsweise eine mittlere Zellgrößenzahl von etwa 50 µm oder weniger und typischerweise von etwa 5 bis etwa 35 µm haben.
Die "Schaumdichte" (das heißt, in Gramm Schaum pro Kubikzentimeter Schaumvolumen in Luft) wird hier auf einer Trockenbasis spezifiziert. Die Menge von absorbierten, wasserlöslichen Reststoffmaterialien, z.B. Restsalzen und Restflüssigkeit, die im Schaum zurück gelassen wurde, z.B. nach der HIPE-Polymerisation, durch Waschung und/oder Hydrophilisierung, werden beim Berechnen und Ausdrücken der Schaumdichte nicht berücksichtigt. Die Schaumdichte umfaßt jedoch weitere wasserunlösliche, Reststoffmaterialien, wie Emulgatoren, die in dem polymerisierten Schaum vorhanden sind. Solche Reststoffmaterialien können tatsächlich eine signifikante Masse zu dem Schaummaterial beitragen.
Irgendein geeignetes gravimetrisches Verfahren, das eine Bestimmung der Masse eines festen Schaummaterials pro Einheitsvolumen 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 Patents 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 Trockenbasis im Bereich von 0,1 bis etwa 0,2 g/cc, vorzugsweise von etwa 0,11 bis etwa 0,15 g/cc und äußerst bevorzugt von etwa 0,12 bis etwa 0,14 g/cc. In ihrem expandierten Zustand haben polymere Schäume der vorliegenden Erfindung, die als Absorptionsmittel nützlich sind, Dichtewerte auf Trockenbasis im Bereich von etwa 0,010 bis etwa 0,018 g/cc, vorzugsweise von etwa 0,013 bis etwa 0,018 g/cc.
Geeignete absorbierende Schäume werden im Allgemeinen besonders wünschenswerte und nützliche Eigenschaften in Bezug auf die Fluidhandhabung und Absorptionsfähigkeit zeigen. Insbesondere dann, wenn der Schaum als das primäre 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 der hinteren Region des Kerns zu bewegen, wichtig. Die Eigenschaften der Fluidhandhabung und Absorptionsfähigkeit, die für die Fluidverteilungsschäume besonders relevant sind, sind: A) die Rate der Vertikalansaugung eines Fluids durch die Schaumstruktur; und B) die Menge des Fluids pro trockener Querschnittsfläche des Materials, die aus der Schrittregion des Kerns an relativ langen Zeitspannen abgeführt wird (z.B. 10 und 30 Minuten). Eine weitere wichtige Eigenschaft von Schäumen ist ihre Fähigkeit, ein Fluid aus zusammen wirkenden absorbierenden Strukturen, mit welchem der Schaum in Kontakt stehen kann, abzuführen (zu partitionieren).
Eine vertikale Ansaugung, das heißt, eine Fluidansaugung in einer Richtung entgegen gesetzt zur Schwerkraft, ist ein besonders wünschenswertes Leistungsattribut für hier vorliegende absorbierende Schäume. Diese Schäume werden häufig in absorbierenden Artikeln in einer Weise verwendet, derart, daß ein zu absorbierendes Fluid innerhalb des Artikels von einer relativ niedrigeren Position zu einer relativ höheren Position innerhalb des absorbierenden Kerns des Artikels bewegt werden muß. Demgemäß ist die Fähigkeit dieser Schäume, ein Fluid gegen die Schwerkräfte anzusaugen, besonders relevant für ihr Funktionieren als absorbierende Materialien in den vorliegenden absorbierenden Artikeln.
Der Vertikalansaugung-Fluxtest mißt die Menge des Testfluids pro trockener Querschnittsfläche des absorbierenden Schaumes, die aus einem Fluidreservoir pro Minute bewertet zu Zeitpunkten von 10 und 30 Minuten, entfernt wird. Eine solche Bestimmung wird gemacht, nachdem die Probe das Testfluid für die gewünschte Zeitspanne vertikal ansaugen konnte. Der Vertikalansaugung-Fluxtest ist in größerem Detail unten im Abschnitt Testverfahren beschrieben.
Eine weitere wichtige Eigenschaft von absorbierenden Schäumen, die in den Kernen der vorliegenden Erfindung nützlich sind, ist ihr kapillarer Absorptionsdruck. Der kapillare Absorptionsdruck bezieht sich auf die Fähigkeit des Schaumes, ein Fluid vertikal anzusaugen. [Siehe P. K. Chatterjee und H. V. Nguyen in "Absorbency", Textile Science and Technology, Band 7; T. 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 Fluidladung 50% der freien Absorptionskapazität unter Gleichgewichtsbedingungen bei 31 °C beträgt. Die hydrostatische Spitze wird repräsentiert durch eine Fluidsäule (z.B. synthetisches Urin) mit einer Höhe von h. Um in absorbierenden Artikeln zum Absorbieren wässeriger Fluide besonders nützlich zu sein, werden die bevorzugten absorbierenden Schäume, die hier nützlich sind, im Allgemeinen einen kapillaren Absorptionsdruck von wenigstens etwa 24 cm (9,5 Inch) haben. (Schäume der vorliegenden Erfindung haben vorzugsweise einen Absorptionsdruck von wenigstens etwa 30 cm, ganz bevorzugt wenigstens etwa 40 cm.) In solchen Ausführungsformen, in welchen das Verteilungsmaterial nicht besonders geeignet ist für die Speicherung absorbierter Fluid, wird der absorbierende Kern auch ein Material umfassen oder eine Kombination von Materialien, deren primäre Funktion die Speicherung absorbierter Fluide ist. Die ein oder mehreren Fluidspeichermaterialien wirken dahin gehend, Körperausscheidungen vom Körper des Trägers weg zu speichern, so daß dem Träger ein Gefühl der Trockenheit verliehen wird. Die Speichermaterialien werden in einem Fluidkontakt mit ein oder mehreren Verteilungsmaterialien gehalten, derart, daß das Urin oder die anderen wässerigen Körperfluide, die durch das Verteilungsmaterial absorbiert werden, durch das Fluidspeichermaterial desorbiert werden können. Wenn die Speichermaterialien in der vorderen und/oder hinteren Region des absorbierenden Kerns positioniert sind, liefert der Kern die Sitzvorteile, indem ein Hauptteil des absorbierten Fluids entfernt von der Schrittregion des Trägers 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 Fluide zu absorbieren. Solche Polymere werden im Allgemeinen als "Hydrokolloide" oder "superabsorbierende" Materialien bezeichnet und können Polysaccharide, wie Carboxymethylstärke, Carboxymethylzellulose und Hydroxypropylzellulose; nicht ionisierende Typen, wie Polyvinylalkohol und Polyvinylether, kationische Typen, wie Polyvinylpyridin, Polyvinylmorpholinion und N,N-Dimethylaminoethyl- oder N,N-Diethylaminopropylacrylate und -Methacrylate und die jeweiligen quartärnären Salze davon umfassen. Typischerweise haben die hier nützlichen Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere eine Mehrzahl von anionischen, funktionalen Gruppen, wie Sulfonsäure, und ganz typisch Carboxygruppen. Beispiele von Polymeren, die für die Verwendung hier geeignet sind, umfassen solche, welche aus polymerisierbaren, ungesättigten, Säure enthaltenden Monomeren präpariert werden. So umfassen solche Monomere die olefinisch ungesättigten Säuren und Anhydride, die wenigstens eine Kohlenstoff-an-Kohlenstoff-Olefindoppelbindung enthalten. Ganz speziell können diese Monomere ausgewählt werden aus olefinisch ungesättigten Carboxylsäuren und -Säureanhydriden, olefinisch ungesättigte Sulfonsäuren und Mischungen davon.
Einige Nicht-Säuremonomere können auch beim Präparieren der Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere aufgenommen werden, gewöhnlich in geringeren Mengen. Solche Nicht-Säuremonomere können z.B. die wasserlöslichen oder wasserdispersiblen Ester der Säure enthaltenden Monomere sowie Monomere, die keine Carboxyl- oder Sulfonsäuregruppen überhaupt enthalten, umfassen. Optional können Nicht-Säuremonomere somit Monomere enthalten, die die folgenden Typen von funktionalen Gruppen enthalten: Carboxylsäure- oder Sulfonsäureester, Hydroxylgruppen, Amidgruppen, Aminogruppen, Nitrilgruppen, quartärnäre Ammoniumsalzgruppen Arylgruppen (z.B. Phenylgruppen, wie solche, die von einem Styrolmonomer abgeleitet werden). Diese Nicht-Säuremonomere sind allgemein bekannte Materialien und werden 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, die beide durch Bezugnahme mit aufgenommen sind.
Olefinisch ungesättigte Carboxylsäure und Carboxysäure-Anhydridmonomere umfassen die Acrylsäuren, die typifiziert werden durch Acrylsäure selbst, durch Methacrylsäure, Ethacrylsäure, α-Chloracrylsäure, a-Cyanoacrylsäure, β-Methylacrylsäure (Krotonsäure), α-Phenylacrylsäure, β-Acryloxypropionsäure, Sorbinsäure, α-Chlorsorbinsäure, Angelicasäure, Zimtsäure, p-Chlorzimtsäure, β-Sterylacrylsäure, Itaconsäure, Citroconsäure, Mesaconsäure, Glutaconsäure, Aconitsäure, Maleinsäure, Fumarinsäure, Tricarboxyethylen- und Maleinsäureanhydrid.
Olefinisch ungesättigte Sulfonsäuremonomere enthalten aliphatische oder aromatische Vinylsulfonsäuren, wie Vinylsulfonsäure, Allylsulfonsäure, Vinyltoluolsulfonsäure und Styrolsulfonsäure; Acryl- und Methacrylsulfonsäuren, 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 mit hydrolysiertem Stärkeacrylnitril gepfropfte Copolymere, mit teilweise neutralisiertem hydrolysiertem Stärkeacrylnitril gepfropfte Copolymere, mit Stärkeacrylsäure gepfropfte Copolymere, mit teilweise neutralisierter Stärkeacrylsäure gepfropfte Copolymere, verseifte Acetatacrylester-Copolymere, hydrolysierte Acrylnitril- oder Acrylamid-Copolymere, leicht vernetzte Polymere eines der vorstehenden Copolymere, teilweise neutralisierte Polyacrylsäure und leicht vernetzte Polymere einer teilweise neutralisierten Polyacrylsäure. Diese Polymere können entweder alleine oder in Form eines Gemisches von zwei oder mehreren unterschiedlichen Polymeren verwendet werden. Beispiele dieser Polymermaterialien sind offenbart in US Patent 3,661,875, US Patent 4,076,663, US Patent 4,093,776, US Patent 4,666,983 und US Patent 4,734,478.
Am meisten bevorzugte Polymermaterialien für die hier vorliegende Verwendung sind leicht vernetzte Polymere teilweise neutralisierter Polyacrylsäuren und Stärkederivaten davon. Am meisten bevorzugt umfassen die Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere von etwa 50 bis etwa 95%, vorzugsweise etwa 75%, neutralisierte, leicht vernetzte Polyacrylsäure (das heißt, Poly(Natriumacrylat/Acryl-Säure)). Eine Vernetzung macht das Polymer im Wesentlichen wasserunlöslich und bestimmt teilweise die Absorptionskapazität und den extrahierbaren Polymergehaltcharakter der Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere. Verfahren für eine Vernetzung von Polymeren 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 unter anderem die Aufnahme eines Fluids durch das Hydrogel bildende Polymer. Dennoch kann es bevorzugt werden, relativ hohe Konzentrationen eines Hydrogel bildenden Polymers zu verwenden, während gleichzeitig die Gelblockierungsphänomene vermieden werden, die durch viele Hydrogel bildende Polymere gezeigt werden. Die Verwendung von einer hohen Konzentration Hydrogel bildender Polymere ist im Detail beschrieben in US Patent Nr. 5,599,335 (Goldman et al.) und US Patent Nr. 5,562,646 (Goldman et al.), die beide hier durch Bezugnahme mit aufgenommen sind.
Speichermaterialien mit Hydrogel bildenden Polymeren können auch faserige Materialien umfassen, um eine faserige Bahn oder faserige Matrizes zu bilden. Fasern, die hier nützlich sind, umfassen solche, die natürlich auftretende Fasern (modifiziert oder nicht modifiziert) sind, sowie synthetisch hergestellte Fasern. Beispiele geeigneter nicht modifizierter/modifizierter natürlich auftretender Fasern umfassen Baumwolle, Espartogras, Bagasse, Kampfer, Flachs, Seide, Wolle, Holzzellstoff, chemisch modifizierter Holzzellstoff, Jute, Rayon, Ethylzellulose und Zelluloseacetat. Geeignete synthetische Fasern können hergestellt werden aus Polyvinylchlorid, Polyvinylfluorid, Polytetrafluorethylen, Polyvinylidenchlorid, Polyacryle, wie OR-LON®, 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 auftretendes Fasern, nur synthetische Fasern oder irgendeine kompatible Kombination aus natürlich auftretenden und synthetischen Fasern umfassen.
Die verwendeten Fasern können hydrophil, hydrophob sein oder können eine Kombination aus hydrophilen und hydrophoben Fasern sein. Wie hier verwendet, beschreibt der Ausdruck "hydrophil" Fasern oder Oberflächen von Fasern, die durch wässerige Fluide benetzbar sind (z.B. wässerige Körperfluide), die auf diesen Fasern abgeschieden werden. Eine Hydrophilizität und Benetzbarkeit werden typischerweise definiert durch den Kontaktwinkel und die Oberflächenspannung der Fluide und betreffenden Feststoffe. Dies wird diskutiert im Detail in der Veröffentlichung der American Chemical Society unter der Bezeichnung Contact Anlge, Wettablility and Adhesion, herausgegeben durch Robert F. Could (Copyright 1964). Eine Faser oder die Oberfläche einer Faser soll durch ein Fluid benäßt werden (das heißt, hydrophil sein), 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 der Oberfläche der Faser auszubreiten, wobei beide Bedingungen normalerweise nebeneinander existieren. Umgekehrt wird eine Faser oder Oberfläche als hydrophob angesehen, wenn der Kontaktwinkel größer als 90° ist und das Fluid sich nicht spontan über die Oberfläche der Faser ausbreitet.
Für hier nützliche 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 erhalten werden, indem hydrophobe Fasern hydrophilisiert werden, wie mit einem grenzflächenaktiven Stoff behandelte oder mit Silica behandelte thermoplastische Fasern, die z.B. von Polyolefinen abgeleitet werden, wie von Polyethylen oder Polypropylen, von Polyacrylen, Polyamiden, Polystyrolen, Polyurethanen und dergleichen. Aus Gründen der Verfügbarkeit und der Kosten werden Zellulosefasern, insbesondere Holzzellstofffasern für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung bevorzugt.
Geeignete Holzzellstofffasern können aus allgemein bekannten chemischen Verfahren, wie den Kraft- und Sulfit-Verfahren, erhalten werden. Es wird besonders bevorzugt, diese Holzzellstofffasern von südlichen Weichhölzern abzuleiten, und zwar aufgrund ihrer sehr guten Absorptionseigenschaften. Diese Holzzellstofffasern können auch aus mechanischen Prozessen erhalten werden, wie einem Holzmehl, aus mechanischen, thermomechanischen, chemomechanischen und chemothermomechanischen Zellstoff-Verfeinerungsverfahren. Wieder aufbereitete oder sekundäre Holzzellstofffasern sowie gebleichte und ungebleichte Holzzellstofffasern können verwendet werden.
Eine wünschenswerte Quelle von hydrophilen 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 im trockenen als auch im wässerigen Zustand zu erhöhen. Solche Mittel können die Hinzugabe 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 Vernetzen von Polymerketten.
Polymere Versteifungsmittel, welche die Zellulosefasern beschichten oder imprägnieren können, umfassen: kationisch modifizierte Stärke mit Stickstoff enthaltenden Gruppen (z.B. Aminogruppen), wie solche, die erhältlich sind von National Starch and Chemical Corp., Bridgewater, NJ, USA; Latexe; naßfeste Harze, wie Polyamid-Epichlorhydrinharz (z.B. Kymene® 557H, Hercules, Inc., Wilmingston, 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, vermarktet durch American Cyanamid Co., Starrford, CT, USA unter dem Markennamen Parez® 631 NC; Ureaformaldehyd- und Melaminformaldehydharze und Polyethyleniminharze. Eine allgemeine Arbeit an naßfesten Harzen, die in der Papiertechnik verwendet werden und hier allgemein anwendbar sind, kann gefunden werden in TAPPI Monograph Reihen Nr. 29 "Wet Strength in Papier and Paperboard", Technical Association of the Pulp and Paper Industry (New York 1965).
Diese Fasern können auch durch eine chemische Reaktion versteift werden. Zum Beispiel können Vernetzungsmittel auf die Fasern aufgebracht werden, die nach der Aufbringung veranlaßt werden, chemisch Intrafaser-Vernetzungsbindungen zu bilden. Diese Vernetzungsbindungen können die Steifigkeit der Fasern erhöhen. Obwohl die Verwendung von Intrafaser-Vernetzungsbindungen, um die Faser chemisch zu versteifen, bevorzugt 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 individuell versteiften Fasern sowie Verfahren für ihre 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 noch bevorzugteren versteiften Fasern umfaßt die chemische Verarbeitung eine Intrafaser-Vernetzung mit Vernetzungsmitteln, während sich die Fasern in einem relativ dehydrierten, defibrierten (das heißt, individualisierten), verdrehten, gekräuselten Zustand befinden. Geeignete chemische Versteifungsmittel sind typischerweise monomere Vernetzungsmittel mit, aber nicht beschränkt darauf, C₂-C₈ Dialdehyd, C₂-C₈ Monoaldehyden mit einer Säurefunktionalität und insbesondere C₂-C₈ Polycarboxylsäuren. Diese Verbindungen sind in der Lage, mit wenigstens zwei Hydroxylgruppen in einer einzigen Zellulosekette zu reagieren oder auf in der Nähe liegenden Zelluloseketten in einer einzelnen Fasern zu reagieren. Spezifische Beispiele solcher Vernetzungsmittel umfassen, sind aber nicht beschränkt darauf, Glutaraldehyd, Glyoxal, Formaldehyd, Glyoxylsäure, Oxydsuccinsäure 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 beizubehalten. Solche Fasern und Verfahren zum Herstellen derselben sind beschrieben in den oben aufgenommenen Patenten.
Die bevorzugten versteiften Fasern, die verdreht und gekräuselt sind, können quantifiziert werden, indem sowohl die "Verdrehungszahl" aus auch ein "Kräuselungs faktor" der Faser bestimmt wird. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Drehungszahl" auf die Anzahl von Drehknoten, die auf einer bestimmter Länge einer Faser vorhanden sind. Die Verdrehungszahl wird als ein Mittel zum Messen des Grades verwendet, in welchem eine Faser um ihre Längsachse gedreht ist. Der Ausdruck "Verdrehungsknoten" bezieht sich auf eine im Wesentlichen axiale Drehung von 180° um die Längsachse der Faser, wobei ein Bereich der Faser (das heißt, der "Knoten") in Bezug auf den Rest der Faser dunkel erscheint, wenn er unter einem Mikroskop mit Durchgangslicht betrachtet wird. Der Drehungsknoten erscheint dunkel an Stellen, an welchen das durchgehende Licht durch eine zusätzliche Faserwand aufgrund der vorerwähnten Drehung hindurch geht. Der Abstand zwischen Knoten entspricht einer axialen Drehung von 180°. Die Anzahl der Drehungsknoten in einer bestimmten Faserlänge (das heißt, die Drehungszahl) ist ein direktes Anzeichen für den Grad der Faserdrehung, welcher ein physikalischer Parameter der Faser ist. Die Verfahren zum Bestimmen der Drehungsknoten und der gesamten Drehungszahl sind beschrieben in US Patent 4,898,642.
Die bevorzugten versteiften Fasern werden eine mittlere Trockenfaser-Drehungzahl von wenigstens etwa 2,7, vorzugsweise wenigstens etwa 4,5 Drehungsknoten pro Millimeter haben. Ferner sollte die mittlere Naßfaser-Drehungszahl dieser Fasern vorzugsweise wenigstens etwa 1,8, vorzugsweise wenigstens etwa 3,0 betragen und sollte vorzugsweise auch wenigstens etwa 0,5 Drehungsknoten pro Millimeter weniger als die mittlere Trockenfaser-Drehungzahl haben. Noch bevorzugter sollte die mittlere Trockenfaser-Drehungzahl wenigstens etwa 5,5 Drehungsknoten pro Millimeter haben und sollte die mittlere Naßfaser-Drehungszahl wenigstens etwa 4,0 Drehungsknoten pro Millimeter haben und sollte auch wenigstens 1,0 Drehungsknoten pro Millimeter weniger als die mittlere Trockenfaser-Drehungzahl haben. Noch bevorzugter sollte die mittlere Trockenfaser-Drehungszahl wenigstens etwa 5,5 Drehungsknoten pro Millimeter haben und sollte die mittlere Naßfaser-Drehungszahl wenigstens etwa 4,0 Drehungsknoten pro Millimeter haben und sollte auch wenigstens 1,0 Drehungsknoten pro Millimeter weniger als die mittlere Tockenfaser-Drehungszahl haben. Äußerst bevorzugt sollte die mittlere Trockenfaser- Drehungszahl wenigstens etwa 6,5 Drehungsknoten pro Millimeter haben und sollte die mittlere Naßfaser-Drehungszahl wenigstens etwa 5,0 Drehungsknoten pro Millimeter und sollte auch wenigstens 1,0 Drehungsknoten pro Millimeter weniger als die mittlere Trockenfaser-Drehungszahl haben.
Zudem, daß sie gedreht sind, sind diese bevorzugten versteiften Fasern auch gekräuselt. Eine Faserkräuselung kann beschrieben werden als die fraktionale Verkürzung der Faser aufgrund von Knicken, Drehungen und/oder Biegungen in der Faser. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird die Faserkräuselung gemessen mit Hilfe einer zweidimensionalen Ebene. Das Maß einer Faserkräuselung kann quantifiziert werden, indem ein Faser-Kräuselungsfaktor bestimmt wird. Der Faser-Kräuselungsfaktor, eine zweidimensionale Messung der Kräuselung wird bestimmt, indem die Faser in einer zweidimensionalen Ebene betrachtet wird. Um den Kräuselungsfaktor zu bestimmen, wird die projizierte Länge der Faser als die längste Abmessung eines zweidimensionalen Rechtecks, welches die Faser umgibt, L_R, und die tatsächliche Länge der L_A jeweils gemessen. Der Faser-Kräuselungsfaktor kann dann aus der folgenden Gleichung berechnet werden: Kräuselungsfaktor = (L_A/L_R) –1.
Ein Bildanalyseverfahren, das verwendet werden kann, um L_R und L_A zu messen, ist in US Patent 4,898,642 beschrieben. Vorzugsweise werden die versteiften Fasern einen Kräuselungsfaktor von wenigstens etwa 0,30 haben und werden ganz bevorzugt einen Kräuselungsfaktor von wenigstens etwa 0,50 haben.
Diese chemisch versteiften Zellulosefasern haben bestimmte Eigenschaften, welche diese besonders nützlich machen in bestimmten absorbierenden Elementen gemäß der vorliegenden Erfindung, und zwar in Bezug auf unversteifte Zellulosefasern. Zudem, daß sie hydrophil sind, haben diese versteiften Fasern einzigartige Kombinationen von Steifigkeit und Elastizität. Dies erlaubt thermisch gebundenen absorbierenden Strukturen, die aus diesen Fasern hergestellt sind, hohe Grade an Absorp tionsfähigkeit beizubehalten und hohe Grade an Elastizität und an expansionsmäßiger Reaktion auf eine Benässung zu zeigen. Insbesondere versetzt die Elastizität dieser versteiften Fasern das absorbierende Element in die Lage, seine kapillare Struktur bei Vorhandensein von sowohl einem Fluid als auch von Kompressionskräften, denen es normalerweise während der Benutzung ausgesetzt ist, beizubehalten und ist somit beständiger gegenüber einen Kollaps.
Ein bevorzugtes Speichermaterial zur praktischen Umsetzung 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 reduzierte 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 oben im Hinblick auf die Verteilungskomponente der vorliegenden absorbierenden Artikel beschriebenen Schäume sind auch nützlich als Speicherkomponente der Artikel. Besonders bevorzugte kollabierbare polymere Schaummaterialien, die bei Kontakt mit wässerigen Fluiden (insbesondere mit wässerigen Körperfluiden, wie Urin) kollabierbar sind, können expandieren und diese Fluide absorbieren. Diese absorbierenden polymeren Speicher-Schaummaterialien umfassen eine hydrophile, flexible, nicht ionisierende polymere Schaumstruktur aus miteinander verbundenen offenen Zellen, wie dies z.B. offenbart ist in US Patent 5,387,207 (Dyer et al.), veröffentlicht am 07. Februar 1995, und in der parallel anhängigen US Patentanmeldung, amtliches Aktenzeichen Nr. 08/563,866 (DesMarais et al.), eingereicht am 25. November 1995.
Das Speicher-Schaummaterial, daß in der vorliegenden nützlich ist, liefert absorbierende Schäume mit sehr geringer Dichte. Für eine gegebene expandierte Dicke nutzen diese weniger dichten Schäume das verfügbare polymere Material effizienter. Als Ergebnis liefern die absorbierenden Schäume mit geringerer Dichte ein wirt schaftlich interessantes Mittel zum Erhalten dünnerer absorbierender Kerne für absorbierende Artikel, wie Windeln, Erwachsenen-Inkontinenzpads oder -einlagen, Damenbinden und dergleichen. Dies wird erreicht, obwohl die gewünschte Absorptionsfähigkeit und die mechanischen Eigenschaften bereit gestellt werden.
Die in dem absorbierenden Kern der vorliegenden Artikel verwendeten Materialien können in einer Vielzahl von Wegen angeordnet werden, solange das benötigte Verteilungsmaterial in der Schrittregion enthalten ist. Wie oben diskutiert, wird vorgezogen, relativ wenig Fluidspeicherung in der Schrittregion zu haben. So wird, obwohl die Speichermaterialien, die nicht dahin gehend funktionieren, ein Fluid zu verteilen, in der Schrittregion des absorbierenden Kerns vorhanden sein können, das primäre Material der Schrittregion ein Verteilungs- oder Rückverteilungs/Speicherungsmaterial sein.
Die hier nützlichen absorbierenden Kerne können separate Komponenten für die Verwendung im Schritt-, Vorder- und Hinterbereich des absorbierenden Kerns umfassen. 5 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung, welche die Elemente eines absorbierenden Kerns 428 zeigt. Wie in 5 gezeigt, umfaßt der absorbierende Kern 428 ein vorderes Feld 420 und ein hinteres Feld 430, die beide aus absorbierendem Material hergestellt sind, vorzugsweise einem Material, das für die Fluidspeicherung geeignet ist. 5 zeigt ferner einen zentralen Abschnitt 451 des absorbierenden Materials, welcher das vordere und das hintere Feld 420 und 430 überlagert. Das Material dieses zentralen Abschnitts 451 umfaßt ein Fluidverteilungsmaterial mit den oben diskutierten Vertikal-Fluxeigenschaften oder ein Material den benötigen Verteilungs- und Speichereigenschaften.
Der zentrale Abschnitt 451 kann mehrere Streifen eines absorbierenden Materials umfassen, jeweils mit einer individuellen Form, Breite, Länge und Dickeeigenschaften. Zum Beispiel wird in einer bevorzugten Ausführungsform ein relativ dünner, flexibler, elastischer, polymerer Schaumstreifen 451 vorzugsweise hergestellt aus dem gleichen Fluidverteilung/Speicher-Material, wie das vordere und das hintere Feld 420 und 430. In 5 ist auch ein Annahmematerial 452 dargestellt.
TESTVERFAHREN
A. GESAMTABSORTIONSKAPAZITÄT UND PROZENTUALE KAPAZI-TÄT DER SCHRITTREGION DES ARTIKELS
Das folgende Protokoll ist dazu gedacht, die Gesamtabsorptionskapazität ("TAC") sowie die Schrittregionkapazität ("CRC") des Artikels zu liefern. Das Protokoll verwendet Daten, die aus einem Benutzungstest von Testartikeln durch Teilnehmer bestimmt werden.
Teilnehmerauswahl

– Teilnehmer sollten nach Gewicht rekrutiert werden, innerhalb des vorgesehenen Größenbereichs der zu testenden Artikel. Gegenwärtig sind die Artikelgrößen und Babygewichte für vermarktete Pampers, Luvs und Huggies wie folgt (Stand 25. März 1997): (1 lbs = 453 g)
– Eine Gruppe von 100 Teilnehmern sollte gleichmäßig über den geeigneten Gewichtsbereich in Bezug zu der Größe der zu testenden Artikel und der vorgesehenen Benutzergruppe rekrutiert werden. Merke: Die obigen Größen stehen für gegenwärtig vermarktete Artikel und können sich ändern, wenn Artikelausbildungen und/oder -größen modifiziert werden.
– Nach dem Rekrutierungsschritt müssen 30 Teilnehmer aus der Gruppen zufällig ausgewählt werden.

Artikeleinstellung

– Die Testartikel werden gewogen, um ein Artikel-Trockengewicht zu liefern.
– Die Teilnehmer entnehmen den Artikel, den das Kind trägt, wenn der Test beginnt, das heißt, den eigenen Artikel des Teilnehmers, und der Teilnehmer legt den Testartikel in der Weise an, wie das für den Teilnehmer normal ist.
– Wenn der Testartikel angelegt ist, stellt der Teilnehmer den Träger in die stehende Position und wird der Schrittpunkt bestimmt, wie dies vorher in dieser Anmeldung beschrieben wurde.
– Der Schrittpunkt wird dann auf der Außenseite des Testartikels in haltbarer Weise markiert.
– Die Ladezone wird dann bestimmt, indem vom Schrittpunkt nach vorne zum entsprechenden Genitalpunkt in Bezug auf das Geschlecht und die Größe des Trägers gemessen. Die Strecke vom Schrittpunkt nach vorne für Mädchen in der mittleren Größe beträgt 1,25 Inch (3,175 cm). Die Strecke nach vorne vom Schrittpunkt für Jungen im mittleren Größenbereich beträgt 2,5 Inch (6,35 cm).
– Es ist offensichtlich für den Fachmann des Standes der Technik, daß diese Strecken mit der Größe des Trägers zu- oder abnehmen können. Deshalb kann die Strecke für andere Größen bestimmt werden, indem der Träger in eine stehende Position gebracht wird und der Schrittpunkt wie vorher angegeben festgelegt wird, und dann von dem Schrittpunkt zur Urethra oder zur Basis des Penis gemessen wird.
– Wenn die Ladezone bestimmt ist, wird der Abstand von der vorderen Taille zu der Ladezone gemessen; dieser Abstand wird verwendet, um die Länge des in dem Artikel während der Beladung mit synthetischem Urin einzuführenden Laderohres festzustellen.

Synthetisches Urin

– Das für diesen Test verwendete Testfluid ist synthetisches Urin (Syn-Urin). Diese wässerige Zusammensetzung umfaßt die folgenden Komponenten, die in destilliertem Wasser gelöst sind:
– Die Temperatur in dem Syn-Urin-Bad wird auf 37°C gehalten. Ein geeignetes erhitztes Bad ist ein Lauda M20-B, erhältlich von VWR Scientific Products.
– Ausgabepumpen müssen verwendet werden, um das Syn-Urin aus dem erhitzten Bad zu dem Artikel zu pumpen. Das Volumen und die Ausgaberate so1175 ml bei 15 ml/sec betragen. Geeignete Pumpen umfassen Masterflex Models 7550-60 oder 7524-00, erhältlich von Cole Parmer Instrument Company. Der Innendurchmesser des Laderohres soll 0,125 Inch (0,3175 cm) betragen.

Protokoll

– Nachdem die Artikel angelegt und wie oben markiert wurden, werden lose sitzende blaue Baumwollhöschen ausgewogen, um ein Trockengewicht der Höschen zu erhalten, und dann werden die Höschen über dem Testartikel angebracht, so daß eine Leckage leicht identifiziert und gemessen werden kann.
– Die Testartikel werden dann beladen, indem das Laderohr über die vorbestimmte Strecke, wie sie von der Taille aus gemessen wurde, eingeführt wird und die spezifizierte Ladung mit der spezifizierten Rate eingebracht wird.
– Zwischen den Beladungen kehren die Träger zur normalen Aktivität zurück.
– Die Artikel werden mit der spezifizierten Ladung und Rate alle 10 Minuten beladen, das heißt, 10 Minunten-Intervalle zwischen Beladungen. Vor jeder Beladung werden die Baumwollhöschen hinsichtlich einer Leckage überprüft.
– Diese Beladungen werden fortgesetzt, bis etwa 1 Gramm Flüssigkeit aus dem Artikel auf die Baumwollhöschen austritt. Dies kann bestimmt werden, indem die Höschen entfernt werden und diese gewogen werden.
– Nachdem 1 Gramm Fluid aus dem Höschen ausgetreten ist, wird der Testartikel entfernt und sofort gewogen.

Gesamtkapazität und Schrittre iog n-Kapazität

– Die Gesamtkapazität für einen gegebenen Testartikel wird bestimmt, indem das Trockengewichts des gegebenen Artikels von der Naßgewicht desselben Artikels abgezogen wird.
– Die Gesamtkapazität für die Gruppe ist der Mittelwert der Gesamtkapazitäten der einzelnen Artikel.
– Die Schrittregion-Kapazität wird bestimmt, indem der beladene Artikel flach ausgelegt wird und die Schrittregion aus dem Artikel ausgeschnitten wird. (Die Schrittregion wird in Bezug zum Schrittpunkt bestimmt, welcher vorher für die Artikel identifiziert wurde.) Diese Region wird dann ausgewogen. Dieser Vorgang sollte innerhalb von 15 Minuten nach der Entfernung des Artikels vom Träger durchgeführt werden.
– Eine entsprechende Schrittregion wird aus einem trockenen Artikel ausgeschnitten, um ein Trockengewicht der Schrittregion zu erhalten.
– Die Schrittkapazität wird bestimmt, indem das Trockengewicht der Schrittregion von dem Naßgewicht der Schrittregion abgezogen wird. Dies liefert die Schrittkapazität für einen gegebenen Artikel.
– Die Schrittkapazität für die Gruppe von Artikeln wird als der Mittelwert der einzelnen Schrittregion-Kapazitäten angesehen.
– Die Schrittregion-Kapazität als Prozentanteil des Gesamten wird bestimmt durch Teilen der mittleren Schrittregion-Kapazität durch die mittlere Gesamtkapazität für einen gegebenen Satz von Artikeln.

B. FLUIDANNAHME
Das Fluid-Annahmeverfahren liefert ein Mittel zum Einführen eines Fluids in einen absorbierenden Artikel, das Benutzungsbedingungen simuliert. Der Artikel wird auf 70% seiner gesamten Absorptionskapazität beladen (in Übereinstimmung mit Abschnitt A bestimmt). Einige der anderen unten beschriebenen Testverfahren werden einen Artikel verwenden, der gemäß diesem Verfahren benäßt wurde, um diesen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zu charakterisieren.
PRINZIP
Dieser Test simuliert die Einführung von Urin in einen Artikel unter den folgenden Bedingungen.

1) Ein Druck von 0,4 psi (etwa 28 g/cm²) wird an eine Artikelprobe angelegt.
2) Synthetisches Urin wird in den Artikel in Beladungstufen von 50 ml mit einer Rat von 10 m/sec eingeführt, wobei eine 5-Minuten-Zeitspanne (Ausgleichszeit) zwischen jeder Beladung liegt. Die Anzahl von Ladungen wird diktiert werden durch gesamte Absorptionskapazität des Artikels.

Konditionierte Umgebung:	Die Temperatur und die Feuchtigkeit wird innerhalb der folgenden Grenzen kontrolliert: Temperatur: 88±2°F (31°±1°C) Relative Feuchtigkeit: 50±2%
Annahmetester:	Erhalten von Concord – Renn Co., 6315 Warrick St. Cincinnati, OH, 45227. Teil Testbett (PLEXIGLAS) Schaumbasis – 6"×20"×1" Schaum, überdeckt mit einem Polyethylen-Außenlagenmaterial – Schaumtyp: Dichte 1,0 lb/ft³ (0,016 g/cm³). IDL 24 psi Düse Abdeckplatte
Geeichte Zylinder:	VWR Scientific, (100 ml) Katalog Nummer:
(100 ml) (1.000 ml)	24711-310 (1.000 ml) Katalog Nummer: 24711-364 oder Äquivalent
Erlenmeyerkolben:	VWR Scientific Katalog Nummer: 29135-307
(6.000 ml)	oder Äquivalent
Digitale Pumpe:	Cole-Parmer Instrument Co., Tel. Nr. (800) 323-4340, Katalog Nummer: G-07523-20
Leichtlast-Pumpenkopf:	Cole-Parmer Instrument Co. Katalog Nummer:
	g-07518-02
Destilliertes Wasser:	günstige Quelle

Synthetisches Urin: SynUrin, wie präpariert im Abschnitt A unter

Testverfahren.

ANORDNUNG DER TESTVORRICHTUNG
Die Vorrichtung sollte wie in 6 gezeigt angeordnet sein. Die Testvorrichtung ist durch Bezugszeichen 520 bezeichnet. Die Testvorrichtung 520 wird auf einen geeigneten Tisch oder Arbeitsbankfläche gestellt. Die Testvorrichtung 520 umfaßt eine Zuführung von synthetischem Urin 524, eine Pumpe 528, ein Paar elektrische Verbinder (oder Meßfühler) 536 und einen Probenhalter 546.
Die Pumpe 528 ist eine volumetrische Pumpe, welche mit einem Pumpenkopf 530 und einem digitalen Zeitgeber 532 ausgestattet ist. Die elektrischen Meßfühler 536 sind mit der Pumpe 528 über Drähte 538 verbunden. Ein Tygon®-Schlauch 540 läuft von der Quelle von synthetischem Urin 524 zur Pumpe 528 und von der Pumpe 528 zum Probenhalter 546. Der Tygon®-Schlauch 540, der von der Pumpe 528 zu dem Probenhalter 546 verläuft, wird vorzugsweise über dem Probenhalter 546 durch Ringständer (nicht gezeigt) gehalten. Das Ende des Tygon®-Schlauches 540, das zu dem Probenhalter 546 verläuft, enthält auch eine Düse 542 zum Lenken des synthetischen Urins auf die Testprobe.
Der Probenhalter 546 umfaßt ein PLEXIGLAS-Testbett, eine Schaumbasis 550 und eine Abdeckplatte 552. Das Testbett 548 ist in 6 aus Gründen der Vereinfachung schematisch so dargestellt, daß es eine PLEXIGLAS-Basisplatte umfaßt. Das Testbett 548 sollte auch vier PLEXIGLAS-Wände aufweisen, welche von der Basis aufrecht abstehen und die Windelprobe 510 umgeben. Dies verhindert, daß synthetisches Urin aus dem Testbett 548 während des Tests ausläuft. Die Schaumbasis 550 wird auf der Oberseite der PLEXIGLAS-Basisplatte 548 so angeordnet, daß der Druck auf die Probe während des Tests ausgeglichen wird. Eine Windelprobe 510 wird auf die Schaumbasis gelegt, und zwar mit ihrer Decklage nach oben gewandt. Die Abdeckplatte 552 wird dann auf die Oberseite der Windelprobe gelegt, so daß die zylindrische, flüssigkeitslenkende Säule 556 und die Öffnung 558 in der Abdeckplatte im Querzentrum der Windelprobe liegen. Die Gewichte 560 werden dann auf die Abdeckplatte 552 gelegt, so daß ein Druck von 0,4 psi auf die Windelprobe aufgebracht wird.
Die elektrischen Meßfühler 536 werden so angeordnet, daß sie die Decklage der Windelprobe in der Region gerade berühren, wo synthetisches Urin abgelagert wird. Die elektrischen Meßfühler werden außen und an gegenüber liegenden Seiten der zylindrischen, flüssigkeitslenkenden Säule 556 angeordnet. Die elektrischen Meßfühler 536 erfassen das Vorhandensein von synthetischem Urin auf der Decklage der Windelprobe. Wenn das gesamte synthetische Urin von der Windelprobe angenommen worden ist, wird die elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Meßfühler 536 unterbrochen.
VERFAHREN

1) Schneide alle elastischen Elemente aus der Testwindel, so daß die Windel flach liegt. Lege die Windel auf die Oberseite des Schaumstückes in der Annahme-Testerbasis. Die Windel sollte mit der Decklage der Windel nach oben gerichtet angeordnet sein, so daß das synthetische Urin auf die Decklage aufgebracht wird. Die Windel sollte so positioniert sein, daß die Urin-Abgabedüse sich etwa 3 Inch von dem vorderen Rand der Windel befindet.
2) Lege die Abdeckplatten-Anordnung auf die Windel.
3) Lege die geeigneten Gewichte sanft auf die Abdeckplatte, so daß ein Druck von 0,4 psi (2,75 kPa) auf der Windel angeordnet ist.
4) Bewege den Ringständer in eine Position, so daß die Düse direkt über dem Zentrum der zylindrischen, flüssigkeitslenkenden Säule liegt. Senke den Ring ab, bis die Düse sich 2" (etwa 5 cm) über der Oberfläche der Windel befindet. Positioniere die Düse so, daß diese senkrecht zur Arbeitsfläche ist.
5) Starte die Pumpe.
6) Die Pumpe wird damit beginnen, das spezifizierte Volumen aus synthetischem Urin abzugeben, und der Zeitgeber wird laufen, bis das Volumen von der Windel absorbiert worden ist.
7) Nachdem das Fluid absorbiert worden ist, wird der Grenzdruck für eine Zeitspanne von 5 Minuten weg genommen, wobei die Abdeckplatte an 0rt und Stelle verbleibt. Der Grenzdruck wird dann wieder für restliche 10 Minuten der Ausgleichszeit angelegt.
8) Nachdem die 15-minütige Ausgleichszeit abgelaufen ist, wird der Testzyklus automatisch wiederholt. Der Testzyklus wird so oft wie gewünscht durchgeführt, so daß ein spezifisches Volumen von synthetischem Urin auf die Windelprobe aufgebracht wird.
9) Nach dem Beenden aller Tests wird destilliertes Wasser durch den Schlauch geschickt. Reinige die Oberfläche der kleinen Meßfühlerkontakte, die innerhalb der Basis des Deckplattenrohrs liegen, mit einer kleinen Bürste täglich. Falls der Annahmetester rund um die Uhr verwendet wird, und es nicht möglich ist, das synthetische Urin aus dem Schlauch zu spülen, ersetze den Schlauch monatlich. Ersetze die Schaumbasis alle 3 Monate, um die Festigkeit der Abstützung beizubehalten.

C. SCHRITTBREITE BEI NASSER UND TROCKNER QUERSCHNITTS-FLÄCHE
Die Schrittbreite eines absorbierenden Kerns eines absorbierenden Artikels wird gemessen, indem zuerst der Schrittpunkt des absorbierenden Artikels bestimmt wird. Der Artikel wird dann auf 70% seiner Gesamtkapazität in Übereinstimmung mit dem Fluidannahme-Verfahren benäßt. Der Artikel wird von der Vorrichtung entfernt und darf sich für 1 Stunde ausgleichen. Beim Ausgleich wird der Artikel quer durch seine Dicke geschnitten, um einen zwei (2) Inch langen Abschnitt herzustellen, in welchem der Schrittpunkt sich am Quer- und Längszentrum des Schnittes befindet. Jede der benäßten Schichten der sektionierten Probe wird dann ausgewogen. Die Breite der Schicht, welche das meiste absorbierte Fluid enthält, entspricht der Schrittbreite des absorbierenden Kerns.
Nachdem die obige Bestimmung zu der Schicht des absorbierenden Kerns gemacht worden ist, welche das meiste Fluid zurück hält, wird ein trockener Artikel quer durchgeschnitten, wie im vorstehenden Abschnitt. Die Schicht, die vorher als diejenige bestimmt worden ist, welche das meiste Fluid zurück hält, wird von den anderen absorbierenden Kernkomponenten entfernt, und es wird die trockene Stärke und Breite bestimmt. (Die Stärke wird gemessen unter einem Grenzdruck von 0,2 psi (1,37 kPa)). Wenn diese Schicht eine Mehrzahl von diskreten Schichten umfaßt, wird die Breite oder die Stärke jeder der Schichten gemessen und entspricht die Summe ihrer einzelnen Querschnittsflächen der Schrittregion-Querschnittsfläche des absorbierenden Kerns.
D. VERTIKALANSAUGUNG-FLUXTEST
VORRICHTUNG

– Ein Behälter mit synthetischem Urin (präpariert beschrieben im Abschnitt A von Testverfahren) mit einem ausreichenden Volumen, so daß eine Fluidaufnahme nicht mehr als einen 1 cm Abfall an Fluidhöhe bewirkt.
– Elektronische Waage, um den Fluidverlust aus dem Reservoir während des Experiments zu überwachen.
– Klimakammer oder ein anderes Mittel, um die relative Feuchtigkeit zu erhöhen, um die Verdunstung des Fluids während des Experiments zu minimieren.

PROTOKOLL

– Schneide einen Teststreifen von 5 cm Breite und 30 cm Länge unter Verwendung eines Mittels (z.B. einer Rasierklinge), welches die Schnittränder nicht verdichtet oder zerreißt. Die Streifenlänge muß ausreichend lang sein, derart, daß die Fluidfront nicht das Ende des Streifens nach einer 60-minütigen Ansaugzeit erreicht.
– Messe die Stärke (Dicke) des Teststreifens an wenigstens 3 Stellen entlang der Streifenlänge. Die mittlere Stärke des Streifens ist der Mittelwert von 3 (oder mehr) gemessenen Stärken in Einheiten von cm.
– Stelle ein Fluidreservoir auf die elektronische Waage und tariere die Waage.
– Hänge den Teststreifen über das Fluid, derart, daß dieses vertikal hängt. (Für Materialien, denen es an einer ausreichenden Integrität mangelt, um das Testprotokoll auszuhalten, kann ein hydrophobes Sieb, welches die Ansaugleistung nicht beeinflußt, zur Abstützung des Materials verwendet werden.)
– Senke den Streifen in das Fluid, derart, daß 2 cm des Streifens in das Fluid eingetaucht sind.
– Überwache den Gewichtsverlust des Fluidreservoirs gegenüber der Zeit für insgesamt 60 Minuten.
– Bestimmte die Fluidaufnahme Trocken-Querschnittsfläche durch Teilen des Gewichtsverlustes aus dem Reservoir durch die Trocken-Querschnittsfläche des Teststreifens (das heißt, 5 cm x mittlere Stärke).
– Plotte die Fluidaufnahme pro Trocken-Querschnittsfläche (Einheiten von g/cm²) gegenüber der Zeit (Minuten).
– Berechne die Steigung der Kurve bei 10 Minuten und bei 30 Minuten. Diese Zahlen korrelieren mit dem Inkremental-Fluxwert bei 10 Minuten (IF₁₀) bzw. mit dem Inkremental-Fluxwert bei 30 Minuten (IF₃₀).

Claims

Absorbierender Kern (28; 128; 228; 428) mit einem Schritt-Bereich (56; 156), dadurch gekennzeichnet, dass (i) der Schritt-Bereich (56; 156) ein Absorptionsvermögen von nicht mehr als 40 % des Gesamt-Absorptionsvermögens des absorbierenden Kerns aufweist; und (ii) der Schritt-Bereich (56; 156) ein Material mit einem IF₁₀-Wert von mindestens 0,5 g/cm²/min aufweist.
Absorbierender Kern (28, 128, 228; 428) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass (i) der Schritt-Bereich (56; 156) des absorbierenden Kerns (28; 128; 228; 428) ein Absorptionsvermögen von nicht mehr als 25 % des Gesamt-Absorptionsvermögens des absorbierenden Kerns, vorzugsweise von nicht mehr als 15 % des Gesamt-Absorptionsvermögens des absorbierenden Kerns, vorzugsweise von 0 bis 10 % des Gesamt-Absorptionsvermögens des absorbierenden Kerns aufweist; und (ii) das Material einen IF₁₀-Wert von mindestens 0,8 g/cm²/min, vorzugsweise von mindestens 1 g/cm²/min, vorzugsweise von mindestens 2 g/cm²/min aufweist.
Absorbierender Kern (28; 128; 228; 428) mit einem Schritt-Bereich (56; 156), dadurch gekennzeichnet, dass (i) der Schritt-Bereich (56; 156) ein Absorptionsvermögen von nicht mehr als 40 % des Gesamt-Absorptionsvermögens des absorbierenden Kerns aufweist; und (ii) der Schritt-Bereich ein Material mit einem IF₃₀-Wert von mindestens 0,3 g/cm²/min aufweist.
Absorbierender Kern (28; 128; 228; 428) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass (i) der Schritt-Bereich (56; 156) des absorbierenden Kerns (28; 128; 228; 428) ein Absorptionsvermögen von nicht mehr als 25 % desGesamt-Absorptionsvermögens des absorbierenden Kerns, vorzugsweise von nicht mehr als 15 % des Gesamt-Absorptionsvermögens des absorbierenden Kerns, vorzugsweise von 0 bis 10 % des Gesamt-Absorptionsvermögens des absorbierenden Kerns aufweist; und (ii) das Material einen IF₃₀-Wert von mindestens 0,4 g/cm²/min, vorzugsweise von mindestens 1 g/cm²/min, vorzugsweise von mindestens 1,5 g/cm²/min aufweist.
Absorbierender Kern (28; 128; 228; 428) nach Anspruch 3 mit einem Schritt-Bereich (56; 156), dadurch gekennzeichnet, dass (i) der Schritt-Bereich (56; 156) ein Absorptionsvermögen von nicht mehr als 40 % des Gesamt-Absorptionsvermögens des absorbierenden Kerns aufweist; und (ii) der Schritt-Bereich ein Material mit einem IF₁₀-Wert von mindestens 0,5 g/cm²/min aufweist.
Absorbierender Kern (28; 128; 228; 428) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt-Bereich (56; 156) des absorbierenden Kerns (28; 128; 228; 428) ein Absorptionsvermögen von nicht mehr als 25 % des Gesamt-Absorptionsvermögens des absorbierenden Kerns, vorzugsweise von nicht mehr als 15 % des Gesamt-Absorptionsvermögens des absorbierenden Kerns, vorzugsweise von 0 bis 10 % des Gesamt-Absorptionsvermögens des absorbierenden Kerns aufweist.
Absorbierender Kern (28; 128; 228; 428) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern ein offenzelliges, absorbierendes, polymeres Schaummaterial mit einem spezifischen Oberflächen pro Schaumvolumen-Wert von mindestens 0,025 m²/cc aufweist.
Absorbierender Kern (28; 128; 228; 428) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das polymere Schaummaterial einen spezifischen Oberflächen pro Schaumvolumen-Wert von mindestens 0,05 m²/cc, vorzugsweise von mindestens 0,07 m²/cc aufweist.
Absorbierender Kern (28; 128; 228; 428) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der offenzellige, absorbierende, polymere Schaum einen Druck-Biegungs-Widerstand von 40 % oder weniger, gemessen unter einem Grenzdruck von 0,74 psi, vorzugsweise von 2 % bis 25 %, gemessen unter einem Grenzdruck von 0,74 psi, vorzugsweise von 2 % bis 15 %, gemessen unter einem Grenzdruck von 0,74 psi aufweist.
Absorbierender Kern (28; 128; 228; 428) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der offenzellige, absorbierende, polymere Schaum einen Kapillar-Absorptionsdruck von mindestens 24 cm, vorzugsweise von mindestens 30 cm aufweist.
Absorbierender Artikel (20) umfassend den absorbierenden Kern nach einem der Ansprüche 1 bis 10.