DE69833127T2

DE69833127T2 - Geschichtete absorbierende Struktur mit einem heterogenen Schichtbereich

Info

Publication number: DE69833127T2
Application number: DE69833127T
Authority: DE
Inventors: David Rob Appleton EVERETT; Gerald Thomas Appleton BOLWERK; Norris Richard Appleton DODGE; May Violet Greenville GRUBE; Yong Appleton LI; Kathleen Shannon Appleton MELIUS; Sridhar Suwanee RANGANATHAN; Louis David Neenah ZENKER; Xiaomin Appleton ZHANG; Michael Stanley Woodstock GRYSKEIWICZ; Bandy Sylvia Marietta LITTLE; Jean Billie Woodstock MATTHEWS; Jean Debra Neenah MCDOWALL; Howell Lawrence Neenah SAWYER
Original assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Priority date: 1997-10-08
Filing date: 1998-10-08
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2018-10-09
Also published as: EP1019003A1; JP2001518419A; CA2303304A1; MXPA00003458A; EP1019003B1; WO1999017696A1; DE69833127D1; BR9815245A; AR017305A1; AU1073299A; IL134973A0; KR20010015718A; CO5261577A1; AU728738B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine geschichtete absorbierende Struktur. Im Speziellen bezieht sich die Erfindung auf eine geschichtete, absorbierende Verbundstoffstruktur mit einzelnen Schichten, welche aufgebaut und angeordnet sind, um selektiv zusammenzuwirken, um gewünschte Funktionsparameter in der geschichteten Verbundstoffstruktur zur Verfügung zu stellen.
Funktionsziele von absorbierenden Einwegartikeln, wie zum Beispiel Säuglingswindeln, umfassen die Dichtigkeit des Produktes, ein trockenes Gefühl am Träger und eine komfortable Passform während der Produktlebensdauer. Entsprechend enthalten absorbierende Artikel typischerweise einen absorbierenden Kern, um eine Flüssigkeitsbehandlung und andere absorbierende Funktionseigenschaften zur Verfügung zu stellen, die erforderlich sind, um die Produktfunktionsziele zu erfüllen. Der absorbierende Kern von absorbierenden Artikeln ist gewöhnlich aus holzhaltigen Fasern zusammengesetzt, und ein superabsorbierendes Material ist oft in dem absorbierenden Kern verteilt, um die Flüssigkeitsabsorptionskapazität zu erhöhen. Der absorbierende Kern ist gewöhnlich sanduhrförmig, T-förmig oder auf ähnliche Weise mit einer reduzierten absorbierenden Breite und dem zentralen Leistenbeugenbereich für Trägeranpassung und -komfort ausgebildet.
Die WO 98/22065 offenbart ein absorbierendes Multifunktionsmaterial mit einem Niedrigrate-Superabsorbermaterial, Zellstoff und einem Verbinder. Die WO 98/22067 offenbart einen Absorber mit einem steuerbaren Füllraster. Die Ansprüche der vorliegenden Erfindung sind gegenüber dieser Offenbarung gekennzeichnet.
Absorbierende Artikel laufen häufig aus, bevor die Flüssigkeitsabsorptionskapazität des gesamten absorbierenden Kerns voll genutzt ist. Ein Problem, aus dem ein Auslaufen resultiert, ist die Unfähigkeit des absorbierenden Kerns, Flüssigkeiten rasch und vollständig aufzunehmen, wenn große Flüssigkeitsmengen in den absorbierenden Artikel abfließen. Ein anderes damit verbundenes Problem, das zum Auslaufen beiträgt, ist das Unvermögen des absorbierenden Kerns, ausreichende Flüssigkeitsmengen zwischen Abflüssen von einem Zielbereich des absorbierenden Artikels zu weiter distalen und abgelegeneren Endbereichen des absorbierenden Kerns, welche nicht verwendet werden, zu bewegen oder zu ver teilen. Dies resultiert in einer Sättigung nur des zentralen Zielbereiches des absorbierenden Kerns und einer überhöhten Dicke, Sperrigkeit und einem Durchhängen des nassen, schweren absorbierenden Materials, was in einer schlechten Leistung, Produktpassform und einem Trägerunbehagen resultiert. Diese Nachteile eines absorbierenden Kerns werden speziell akut bei dünnen, absorbierenden Ausführungen für einen Schritt, mit einer Schrittbreite von weniger als 4 Zoll, was eine geringere absorbierende Masse und Größe in dem Zielbereich für eine verbesserte Produktpassform zur Verfügung stellt.
Der absorbierende Kern von derzeitigen absorbierenden Artikeln erfüllt nicht adäquat momentane Funktionsziele. Die erwünschte Flüssigkeitsaufnahme des absorbierenden Kerns und Verteilungsfunktionseigenschaften, die für absorbierende Artikelausführungen für ansteigend engere Schrittweiten und höhere Effektivität erforderlich sind, sind auch jenseits der derzeitigen Leistungsmöglichkeiten. Folglich verbleibt hier ein Bedarf an absorbierenden Strukturen, welche eine verbesserte Flüssigkeitsaufnahme von flüssigen Insulten und eine verbesserte Flüssigkeitsverteilung zur Verfügung stellen, um eine Flüssigkeit aus dem Zielbereich zwischen flüssigen Insulten zu bewegen, um dieses erwünschte Flüssigkeitsaufnahmeverhalten für die Lebensdauer des Produktes aufrecht zu erhalten.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird hier ein absorbierender Artikel gemäß Anspruch 1 zur Verfügung gestellt. Der absorbierende Artikel umfasst mehrere absorbierende Schichtbereiche. Die zwei oder mehreren absorbierenden Schichtbereiche können vorteilhafterweise in einer Weise miteinander Wechselwirken, welche vorzugsweise eine bestimmte Flüssigkeit in einem ausgewählten Schichtbereich festgelegt. Diese Festlegung der Flüssigkeit in diesem Schichtbereich kann das Potential dieses Schichtbereiches erhöhen, eine Flüssigkeit durch Kapillarwirkung, durch das höhere Sättigungsniveau und eine erhöhte Menge an verfügbarer Flüssigkeit, zu bewegen. Die Aufnahmefähigkeit des absorbierenden Systems kann aufrechterhalten oder gegenüber derzeitigen Systemen verbessert werden, indem ein zweiter Schichtbereich des absorbierenden Systems bei geringen Sättigungsniveaus bei so vielen Insulten des Produktes wie möglich gehalten wird, wobei eine optimale Aufnahmeleistungsfähigkeit durch eine geeignete Steuerung der Zusammensetzungseigenschaften zur Verfügung gestellt wird. Die geringe Sättigung in diesem Schichtbereich stellt ein Hohlraumvolumen für den ankommenden Insult sowie eine hohe Permeabilität zur Verfügung, was die Aufnahmerate des absorbierenden Systems im Ganzen erhöht. Die Eigenschaften dieses Schichtbereiches können vorteilhafterweise mit einem geeignet hohen Niveau an Kapillarspannung ausgeglichen werden, um eine genügende Kontrolle der Flüssigkeit zur Verfügung zu stellen, um im wesentlichen ein unerwünschtes Auslaufen zu stoppen. Dieser Schichtbereich geringfügiger Sättigung kann zusätzlich zu einer Schicht aus einem Schubführungsmaterial verwendet werden und kann eine Aufnahmefunktionalität zusätzlich zu der zur Verfügung stellen, die durch das Schubmaterial bereitgestellt wird.
In speziellen Ausführungsformen der Erfindung kann eine Körperseitenschicht der absorbierenden Struktur sich nicht über die gesamte Oberfläche des absorbierenden Systems erstrecken und kann ausgebildet sein, um einen Aufnahmeschichtbereich zur Verfügung zu stellen, welcher zusätzlich zu dem Hochsättigungs-Dochtwirkungsschichtbereich ist. Diese Anordnung kann den Aufnahmeschichtbereich so festlegen, dass er in einem im wesentlichen direkten Kontakt mit der ankommenden Flüssigkeit ist, und dadurch einen unmittelbareren Zugriff auf die ankommende Flüssigkeit und eine verbesserte Flüssigkeitsaufnahmefunktion erlauben.
In zusätzlichen Ausführungsformen kann wenigstens ein primärer Schichtbereich eine heterogene Struktur haben. in speziellen Ausführungsformen kann der wenigstens eine primäre Schichtbereich eine Mehrzahl von zwei oder mehreren Teilschichten umfassen.
In anderen Ausführungsformen der Erfindung können Schichtbereiche des absorbierenden Systems zusammenwirken, um einen Flüssigkeitsdochtwirkungspotentialwert, wie zum Beispiel einen Flüssigkeitsdochtwirkungswert von wenigstens 16 % zur Verfügung zu stellen. Die Ausführungsformen können auch einen gewünschten Flussleitwert, wie zum Beispiel einen Flussleitwert von wenigstens etwa 7·10^–6 cm³ zur Verfügung stellen. In zusätzlichen Ausführungsformen kann die Erfindung einem kombinierten Leitfähigkeits-Dochtwirkungswert von wenigstens etwa 14·10^–6 cm³ zur Verfügung stellen. Weitere Ausführungsformen der Erfindung können ein System zur Verfügung stellen, welches den gewünschten Flussleitwert zur Verfügung stellt und auch wenigstens einen Schichtbereich mit dem gewünschten Flüssigkeitsdochtwirkungswert umfasst. In Übereinstimmung mit der Erfindung ist ein superabsorbierendes Polymer-(SAP)-Material vorgesehen, welches eine spezielle Absorptionsrate, den Tauwert, wie zum Beispiel einen Tauwert von wenigstens 0,4 min aufweist. In Übereinstimmung mit der Erfindung ist eine Kombination von superabsorbierenden Materialien vorgesehen, welche ein spezielles Verhältnis von Tauwerten haben.
Die vorliegende Erfindung kann in ihren verschiedenen Ausführungsformen einen Artikel mit einer effektiveren absorbierenden Struktur zur Verfügung stellen, welche dünn mit einer geringen Größe ist, eine hohe Absorptionskapazität hat und auslaufresistent ist. Die Konfigurationen der Erfindung können vollständiger die gesamte potentielle Absorptionskapazität der absorbierenden Struktur verwenden und effektiver eine erfasste Flüssigkeit weg von dem ursprünglichen Aufnahmebereich zu entfernteren Bereichen bewegen und verteilen, welche sich näher an den distalen Endbereichen der absorbierenden Struktur befinden. Zusätzlich können die Strukturen der Erfindung die Fähigkeit zur Verfügung stellen, eine Flüssigkeit schnell zu erfassen und aufzunehmen, und können die erwünschte Aufnahmerate aufrecherhalten, nachdem die absorbierende Struktur eingenässt wurde und einen bedeutenden Bereich ihrer potentiellen Gesamtabsorptionskapazität erreicht hat.
Die Erfindung wird vollständiger verstanden und weitere Vorteile werden ersichtlich im Hinblick auf die folgende detaillierte Beschreibung der Erfindung und die Zeichnungen, in welchen
1 beispielsweise eine Draufsicht eines absorbierenden Artikels zeigt, welcher einen absorbierenden Artikel in Übereinstimmung mit der Erfindung umfasst;
1A beispielsweise eine seitliche Querschnittsansicht des Artikels von 1 zeigt;
1B beispielsweise eine Längsquerschnittsansicht des Artikels von 1 zeigt;
2 beispielsweise eine Draufsicht der Struktur eines absorbierenden Kerns in Übereinstimmung mit der Erfindung mit einem ersten oberen Schichtbereich zeigt, welcher sich über einen mittleren Bereich des Gesamtbereiches des absorbierenden Kerns erstreckt, und einem zweiten unteren Schichtbereich, welcher sich im wesentlichen über den gesamten Bereich des absorbierenden Kerns erstreckt, wobei die gegenüberliegenden Längsendgrenzen des ersten Schichtbereiches von jeder der gegenüberliegenden Längsendgrenzen des zweiten Schichtbereichs beabstandet sind;
2A beispielsweise eine Längsquerschnittsansicht des absorbierenden Kerns von 2 zeigt;
3 eine Draufsicht einer anderen absorbierenden Kernstruktur der Erfindung mit einem ersten oberen Schichtbereich, welcher sich über einen mittleren Bereich des Gesamtbereiches des absorbierenden Kerns erstreckt, und einem zweiten unteren Schichtbereich zeigt, welcher sich im wesentlichen über den gesamten Bereich des absorbierenden Kerns erstreckt, wobei der zweite Schichtbereich eine ungleichmäßige abgegrenzte Basisgewichtsverteilung mit einem relativ größeren Basisgewicht an seinen längs gegenüberliegenden Endbereichen hat, um eine rückseitige Längsbegrenzung der unteren Schicht zur Verfügung zu stellen;
3A beispielsweise eine Längsquerschnittsansicht des absorbierenden Kerns von 3 zeigt, wobei ein ausgewählter mittlerer Bereich des zweiten Schichtbereiches ein Basisgewicht hat, das niedriger als das der benachbarten längs gegenüberliegenden Endbereiche der zweiten Schicht ist, um ein rückseitig abgegrenztes Basisgewicht der zweiten Schicht in dem Zielbereich zur Verfügung zu stellen;
4 eine Draufsicht einer anderen absorbierenden Kernstruktur mit einem oberen Schichtbereich zeigt, welcher einen ganzen Vorderbereich des unteren Schichtbereiches abdeckt, aber weniger als den gesamten hinteren Bereich des unteren Schichtbereiches abdeckt;
4A beispielsweise eine Längsquerschnittsansicht des absorbierenden Kerns von 4 zeigt;
5 eine Draufsicht einer anderen absorbierenden Kernstruktur mit einem oberen Schichtbereich zeigt, welcher einen unteren Schichtbereich ganz abdeckt;
5A beispielsweise eine Längsquerschnittsansicht des absorbierenden Kerns von 5 zeigt;
6 beispielsweise eine Draufsicht eines anderen absorbierenden Kerns mit einem oberen Schichtbereich zeigt, welcher sowohl eine geringere, engere laterale Ausdehnung als auch eine geringere kürze Längsausdehnung als der untere Schichtbereich hat;
7 beispielsweise eine Längsquerschnittsansicht eines absorbierenden Kerns der Erfindung zeigt, welcher einen unteren Schichtbereich umfasst, der aus einem Laminat mit superabsorbierenden Partikeln aufgebaut ist, die sandwichartig zwischen Schichtbereichen aus flüssigkeitsdurchlässigem Material gehalten werden;
8 beispielsweise eine Längsquerschnittsansicht eines anderen absorbierenden Kerns der Erfindung zeigt, welcher einen zweiten unteren Schichtbereich umfasst, der aus einer Mehrzahl von heterogenen Teilschichtlaminaten aufgebaut ist, die angeordnet sind, um ein ungleichmäßiges, abgegrenztes Basisgewicht in dem unteren Schichtbereich zur Verfügung zu stellen;
9 beispielsweise eine Längsquerschnittsansicht eines anderen absorbierenden Kerns der Erfindung zeigt, welcher einen unteren Schichtbereich umfasst, der aus einem heterogenen Laminat aufgebaut ist, wobei die Verteilung des absorbierenden Materials so angeordnet ist, dass ein ungleichmäßiges, abgegrenztes Basisgewicht des Superabsorbers in dem unteren Schichtbereich zur Verfügung gestellt wird;
10 eine schematische Darstellung einer Testvorrichtung zum Bestimmen spezieller Eigenschaften eines superabsorbierenden Materials zeigt;
11 eine beispielhafte Querschnittsansicht einer Zylindergruppe zeigt, die in einem Becken platziert ist, wobei ein Gewicht an einer Kolbenscheibe angebracht ist;
12 eine beispielhafte Querschnittsansicht einer Zylindergruppe zeigt, die in einem Becken platziert ist, wobei eine Kolbenscheibe für ein Klopfen gegen eine Kolbenscheibe positioniert ist;
13 eine beispielhafte Querschnittsansicht einer Zylindergruppe mit einem Gewicht zeigt, das an einer Kolbenscheibe angebracht ist und an einer Vakuumspannvorrichtung platziert ist;
14 eine beispielhafte Querschnittsansicht einer Zylindergruppe zeigt, die an einer Vakuumspannvorrichtung platziert ist.
Die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung werden im Zusammenhang mit einem absorbierenden Einwegartikel, wie zum Beispiel einer Einwegwindel, beschrieben. Es ist jedoch sofort ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung auch bei anderen Artikeln, wie zum Beispiel Kindertrainingshosen; Frauenpflegeartikeln, Inkontinenzbekleidung, schützenden Abdeckpolstern und dergleichen, angewendet werden könnte, welche als Einwegartikel ausgebildet sein können. Typischerweise sind Einwegartikel, wie zum Beispiel Einwegbekleidung, für eine beschränkte Anwendung beabsichtigt und sollen nicht gewaschen oder auf andere Weise für eine Wiederverwendung gereinigt werden. Eine Wegwerfwindel wird beispielsweise weggeworfen, nachdem sie durch den Träger verunreinigt wurde. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist ein mechanisches Befestigungssystem ein System, welches zusammenwirkende Komponenten umfasst, welche mechanisch ineinander eingreifen, um eine erwünschte Absicherung zur Verfügung zu stellen.
Die vorliegende Erfindung stellt einen absorbierenden Artikel mit einem absorbierenden Kern zur Verfügung, welcher mehrere Schichtbereiche umfasst und ein beträchtlich verbessertes Hohlraumvolumen, Permeabilität und Flüssigkeitsaufnahmeleistungsfähigkeit in einem bestimmten Zielbereich zur Verfügung stellen kann. Das absorbierende System, speziell ein absorbierender Kernbereich des Systems, kann im wesentlichen die gewünschte Größe eines Hohlraumvolumens durch einen Transport der Flüssigkeit aus dem Zielbereich, wie zum Beispiel eine Dochtwirkung oder andere Mechanismen, regenerieren. Die Flüssigkeit kann vorteilhafterweise in dem Schichtbereich des absorbierenden Kerns konzentriert werden, welcher bestimmt ist, die erwünschte relativ hohe Verteilung von Flüssigkeiten zur Verfügung zu stellen, während die Schichtregion, die bestimmt ist, ein Hohlraumvolumen und eine Aufnahme zur Verfügung zu stellen, in einer relativ niedrigen Sättigung bleiben kann. Die relativen Basisgewichte oder superabsorbierenden Konzentrationen der Schichtbereiche können so konfiguriert und angeordnet sein, dass geeignete zusammenwirkende Materialien mit geeigneten Eigenschaften in der Lage sind, in dem System zu arbeiten und eine gute Leistungsfähigkeit zur Verfügung zu stellen. Es wurde herausgefunden, dass jedoch spezielle Kombinationen beträchtlich bessere Funktionseigenschaften als andere zur Verfügung stellen können. Es sollte auch beachtet werden, dass die Basisgewichte oder andere Eigenschaften der Komponenten in spezifischen Bereichen der absorbierenden Struktur (zum Beispiel Vorderseite gegenüber Rückseite) modifiziert werden können, um Kosten zu optimieren, andere Kunden anzusprechen oder um erwünschte Verteilungen der absorbierten Flüssigkeit zu begünstigen.
In der vorliegenden Erfindung können die absorbierenden Schichtbereiche unterscheidungsfähig ausgebildet sein, um miteinander in einer Weise wechselzuwirken, welche vorzugsweise eine Flüssigkeit in einer oder mehreren ausgewählten oder bestimmten Schichtbereichen festgelegt. Diese Festlegung der Flüssigkeit in einem ausgewählten Schichtbereich kann das Potential dieses Schichtbereiches erhöhen, Flüssigkeit durch Kapillarwirkung, durch das relativ höhere Sättigungsniveau und eine erhöhte Menge an Flüssigkeit, die in der ausgewählten Schicht verfügbar ist, zu bewegen und zu verteilen.
Die Aufnahmefähigkeit des absorbierenden Systems, speziell die Aufnahmefähigkeit des absorbierenden Kerns, kann gegenüber herkömmlichen Systemen aufrechterhalten oder verbessert werden, indem ein primärer Aufnahmeschichtbereich des absorbierenden Systems auf niedrigem Sättigungsniveau bei so vielen Insulten des Produktes wie möglich gehalten wird, während eine optimale Aufnahmeleistungsfähigkeit durch eine geeignete Steuerung der Zusammensetzungseigenschaften zur Verfügung gestellt wird. Das relativ niedrige Niveau der Flüssigkeitssättigung in diesem Aufnahmeschichtbereich stellt ein Hohlraumvolumen für den ankommenden Insult sowie eine hohe Permeabilität zur Verfügung, was die Aufnahmerate des absorbierenden Systems im Ganzen efrhöht. Der Aufnahmeschichtbereich kann vorteilhafterweise so aufgebaut sein, dass ein geeignet hohes Kapillarspannungsniveau zur Verfügung gestellt wird, um die Bewegung der Flüssigkeit angemessen zu steuern und im wesentlichen ein unerwünschtes Auslaufen zu verhindern. Dieser Aufnahmeschichtbereich mit geringer Sättigung wird wünschenswerterweise zusätzlich zu einem separat vorgesehenen Schubführungsbereich oder einer Schicht angewendet, und kann eine Aufnahmefunktionalität zur Verfügung stellen, welcher zusätzlich zu der bereitgestellt wird, die durch das Material der Schubschicht zur Verfügung gestellt wird.
In speziellen Konfigurationen kann sich der Aufnahmeschutzbereich an der Körperseite der absorbierenden Struktur befinden und kann so aufgebaut sein, dass er sich nicht über die gesamte Schichtfläche der gesamten überall absorbierenden Struktur erstreckt. Entsprechend wird der primäre körperseitige Schichtbereich als ein Aufnahmeschichtbereich verwendet und wird nicht als der Hochsättigungs-, Dochtwirkungsschichtbereich angewendet. Diese Anordnung erlaubt also dem Aufnahmeschichtbereich in einem im wesentlichen direkten Kontakt mit der ankommenden Flüssigkeit zu sein, wodurch ein sofortigerer Zugriff auf die ankommende Flüssigkeit und eine effektivere Aufnahmefunktion erlaubt wird.
Diese Schichtbereiche können einzeln oder in Kombination aufgebaut sein, um ein verbessertes Gleichgewicht von Aufnahme- und Verteilungsfunktionen, speziell der Aufnahme und Verteilung von wässrigen Flüssigkeiten, zur Verfügung zu stellen. Die verbesserte Leistungsfähigkeit kann zum Beispiel durch Modifizieren der physikalischen und/oder chemischen Zusammensetzung der Teilmaterialien oder durch Modifizieren der physikalischen Konfigurationen der Komponenten zur Verfügung gestellt werden.
Derzeitige Faser- und superabsorbierende Polymer-(SAP)-Zusammensetzungen, die in herkömmlichen Gestaltungen von absorbierenden Artikeln, wie zum Beispiel Windeln, verwendet werden, können einfache Kombinationen von Aufnahme-, Verteilungs- und Rückhaltefunktionen zur Verfügung stellen. Es gibt jedoch einen fortgesetzten Bedarf an verbesserten Materialien und verbesserten Systemen und Strukturen, welche verbesserte Kombinationen mit verbesserten Niveaus an Aufnahme-, Verteilungs- und Rückhaltefunktionen zur Verfügung stellen. Um einen verbesserten Auslaufwiderstand zur Verfügung zu stellen, beinhaltet die Erfindung verbesserte Materalien, wobei die Materialien verbesserte Eigenschaften in wenigstens einem der funktionalen Bereiche aufweisen. Im Ergebnis kann die Gesamtleistungsfähigkeit des Systems verbessert werden.
Die Aufnahmefunktion kann zum Beispiel durch Steuern von Faktoren wie zum Beispiel der Faser- und Partikelgröße der Materalien in dem relevanten Schichtbereich, der Schichtbereichsporosität, dem Schichtbereichsbasisgewicht und dem Schichtbereichsaufbau eingestellt werden. Die Verteilung oder die Verteilungsfunktion kann zum Beispiel durch Steuern von Faktoren, wie zum Beispiel Faser- und Partikelgrößen der Teilmaterialien, der Flüssigkeitskontaktwinkel, die durch die Materialien zur Verfügung gestellt werden, der Flüssigkeitsoberflächenspannungen, die durch die Flüssigkeit zur Verfügung gestellt werden, und der Basisgewichte der Materialien eingestellt werden.
Um weiter das gewünschte Gleichgewicht von absorbierenden Eigenschaften zu verbessern, wurde hier eine Anzahl wichtiger Faktoren ermittelt, welche es den Schichtbereichen erlauben können, besser in Kombination zu arbeiten, und dadurch eine verbesserte Gesamtsystemleistungsfähigkeit zur Verfügung zu stellen. Die Faktoren umfassen einen gewünschten Flussleitwert und einen gewünschten Flüssigkeitsdochtwirkungswert, der durch das absorbierende System zur Verfügung gestellt wird. Ein zusätzlicher Faktor ist ein kombinierter Leitfähigkeits-Dochtwirkungswert, der durch das System zur Verfügung gestellt wird.
Der Flussleitwert ist ein Wert, welcher auf den physikalischen Eigenschaften der absorbierenden Materalien, speziell der absorbierenden Materialien, welche in dem Zielbereich des absorbierenden Systems vorgesehen sind, basiert, und bezieht sich auf die Aufnahmefähigkeit, die durch die absorbierende Kernstruktur zur Verfügung gestellt wird. Wünschenswerterweise hat der Flussleitwert ein Minimum von nicht weniger als 2,5·10^–6 cm³. Alternativ ist der Flussleitwert nicht geringer als 3·10^–6 cm³, und optional ist er nicht geringer als etwa 3,5·10^–6 cm³, um eine verbesserte Leistungsfähigkeit zur Verfügung zu stellen. In anderen Aspekten der Erfindung kann der Flussleitwert bis zu etwa 5·10^–6 cm³ sein. Alternativ kann der Flussleitwert bis zu etwa 7·10^–6 cm³, und optional bis zu etwa 9·10^–6 cm³ oder größer sein, um eine verbesserte Leistungsfähigkeit zur Verfügung zu stellen.
Der Flüssigkeitsdochtwirkungspotentialwert (Flüssigkeitsdochtwirkungswert) ist ein Leistungsfähigkeitsparameter, welcher die Menge an Flüssigkeit betrifft, die aus dem beschriebenen Zielbereich der absorbierenden Struktur während eines vertikalen Dochtwirkungsvorganges entfernt wird. Dieser Wert repräsentiert die Fähigkeit der absorbierenden Struktur, eine Flüssigkeit aus dem Zielbereich zwischen Insulten zu entfernen, und wenigstens ein Schichtbereich des absorbierenden Systems ist konfiguriert, um den erwünschten Flüssigkeitsdochtwirkungspotentialwert zur Verfügung zu stellen. Wünschenswerterweise kann wenigstens eine Schicht des absorbierenden Systems, speziell wenigstens ein primärer Schichtbereich des absorbierenden Kerns, einen Flüssigkeitsdochtwirkungswert von nicht weniger als einem Minimum von etwa 10 % zur Verfügung stellen. Alternativ ist der bereitgestellte Flüssigkeitsdochtwirkungswert nicht geringer als etwa 15 % und optional ist er nicht geringer als etwa 20 %. In weiteren Aspekten der Erfindung kann das absorbierende System einen Flüssigkeitsdochtwirkungswert von bis zu etwa 60 % zur Verfügung stellen. Alternativ kann der zur Verfügung gestellte Flüssigkeitsdochtwirkungswert bis zu etwa 65 % sein, und optional bis zu etwa 70 % oder höher sein, um eine weiter verbesserte Leistungsfähigkeit zur Verfügung zu stellen.
Der kombinierte Leitfähigkeits-Dochtwirkungswert (C) des Systems kann wenigstens etwa 14·10^–6 cm³ sein. Alternativ kann der kombinierte Leitfähigkeits-Dochtwirkungswert wenigstens etwa 17·10^–6 cm³ sein, und kann optional wenigstens etwa 20·10^–6 cm³ sein, um einen verbesserten Ausgleich der Leistungsfähigkeit zur Verfügung zu stellen. In anderen erwünschten Anordnungen kann der kombinierte Leitfähigkeits-Dochtwirkungswert wenigstens etwa 15·10^–6 cm³ sein, kann alternativ wenigstens etwa 16·10^–6 cm³ sein, und kann optional wenigstens etwa 18·10^–6 cm³ sein, um erwünschte Vorteile zur Verfügung zu stellen.
In dünnen absorbierenden Ausführungsformen mit engen Schrittbereichen hat der Zielbereich des Produktes in seinem trockenen Zustand gewöhnlich nicht genügend Hohlraumvolumen zur Verfügung, um effektiv den Anfangsinsult einer Flüssigkeit, wie zum Beispiel Urin, zu absorbieren. Dieser Mangel an Hohlraumvolumen kann durch Einbau eines speziell konfigurierten SAP in einer Menge kompensiert werden, die ausreichend ist, um die ankommende Flüssigkeit während der Zeit des Insultes zu absorbieren. Das eingebaute SAP ist konfiguriert, um die Menge an Flüssigkeit, welche während des Insultes zu absorbieren ist, zu erfassen und zu halten, um den gewünschten Auslaufwiderstand zu Verfügung zu stellen.
Obwohl einige dieser Parameter einzeln in der Vergangenheit diskutiert wurden, blieb es schwierig, eine effektive Kombination dieser Eigenschaften in einer einzelnen zusammengesetzten Struktur zur Verfügung zu stellen, während die gewünschten Kundenmerkmale aufrechterhalten werden. Diese Schwierigkeiten, die in der Vergangenheit bestanden, haben typischrweise den Wunsch umfasst, einen relativ niedrigen SAP-Inhalt, entweder in der gesamten Struktur oder in einer einzelnen Schicht, zu haben, um die Dochtwirkungsfähigkeit zu erhöhen. Wo eine niedrige SAP-Konzentration im gesamten Produkt verwendet wird, kann eine übermäßig hohe Produktdicke erforderlich sein, um die erwünschte Absorptionskapazität zur Verfügung zu stellen. Versuche wurden unternommen, um eine absorbierende Schicht mit einer niedrigen SAP-Konzentration zur Verfügung zu stellen, um die Dochtwirkung zu begünstigen, während hohe SAP-Konzentrationen in einer anderen Schicht aufrecht erhalten wurden, um ein dünnes Produkt mit der erwünschten Höhe an Absorptionskapazität zu erreichen. Solche Systeme haben nicht die gewünschten Leistungsfähigkeitsniveaus zur Verfügung gestellt, da die Flüssigkeit vorzugsweise sich in die Bereiche bewegen kann, die relativ höhere Konzentrationen an SAP enthalten. In dem Schichtbereich, der die relativ niedrige Konzentration an SAP enthält, kann die Menge an verbleibender Flüssigkeit nicht ausreichend sein, um die gewünschten Dochtwirkungsgrade zur Verfügung zu stellen.
Um diese Mängel zu überwinden, kann die Erfindung ein SAP mit gesteuerter Rate in dem absorbierenden System umfassen. Durch die Verwendung eines SAP's mit gesteuerter Rate, wie zum Beispiel einem SAP mit ausgewählter, schwächer werdender Rate, kann die Flüssigkeitskonzentration in einer Faserstruktur eines bestimmten verteilenden Schichtbereiches hoch gehalten werden, auch wenn der verteilende Schichtbereich ausgewählte Mengen an SAP enthält. In speziellen Anordnungen befindet sich das SAP mit gesteuerter geringer Rate primär in einem Schichtbereich, welcher ein anderer als die verteilende Schicht ist. Im Ergebnis kann die Niedrigrte-SAP-Schicht selektiv gesättigt werden, während die Gesamtabsorptionskapazität innerhalb einer dünnen Produktausführung bei einem erwünschten hohen Niveau aufrechterhalten wird. Es wird erwägt, dass ein alternativer Mechanismus, der anders als der Einbau des Niedrigrate-SAP ist, verwendet werden kann, um die erwünschte Aufteilung und Konzentrationsdifferenzen der absorbierten Flüssigkeit zwischen den ausgewählten Schichtbereichen zur Verfügung zu stellen. Beispielsweise kann die erwünschte Aufteilung durch selektives Konfigurieren der relativen Benetzbarkeit und/oder Dichte der Schichtbereiche erzeugt werden.
Im Hinblick auf die 1 und 2 umfasst ein absorbierendes zusammengesetztes System 26 der Erfindung einen Schubführungsbereich 84 und eine absorbierende Polster- oder Kernstruktur 30. Der absorbierende Kern 30 hat mehrere absorbierende Schichtbereiche, und die Eigenschaften der einzelnen Schichtbereiche sind ausgewählt und angeordnet, um eine verbesserte Auslaufleistungsfähigkeit durch Ausgleichen der Aufnahme- und Dochtwirkungseigenschaften der absorbierenden Komponenten zur Verfügung zu stellen.
Allgemein gesagt, beginnt der absorbierende Kern der vorliegenden Erfindung an der ersten Schicht, welche einen Superabsorber umfasst (wenn man sich von der innersten, körperseitigen Oberfläche des Artikel zu der äußersten Oberfläche des Artikels bewegt), zusammen mit jeder unmittelbaren Komponente, die benötigt wird, um die Unversehrtheit einer solchen Schicht während eines Funktionstests aufrecht zu erhalten. Solch eine erste Schicht umfasst ein Minimum von nicht weniger als etwa 25 Gew.-% Superabsorber. Der absorbierende Kern endet an der letzten Absorptionsschicht, welche direkt vor der im wesentlichen flüssigkeitsundurchlässigen Schicht positioniert ist, welche bestimmt ist, ein Auslaufen aus der Windel zu verhindern, ermittelt durch Bewegen von der innersten, körperseitigen Oberfläche des Artikels zu der äußersten Oberfläche des Artikels. Entsprechend umfasst der absorbierende Kern 30 der gezeigten Konfigurationen die erste primäre absorbierende Schicht 48, die äußerste Schicht einer Umhüllungslage 28 oder 36, und die Komponenten, die dazwischen sandwichartig angeordnet sind. Der absorbierende Kern der gezeigten Konfiguration schließt die Decklagenschicht 24, die Schubführungsschicht 84, welche keinen Superabsorber enthält, und die Rücklagenschicht 22 aus.
Der geeignete Ausgleich von Aufnahme- und Dochtwirkungseigenschaften kann durch verschiedene Bestimmungsfaktoren, wie zum Beispiel den Flussleitwert, den Dochtwirkungspotentialwert (Flüssigkeitsdochtwirkungswert), das Basisgewicht, die Dichte, die Partikelgröße, die Fasergröße, die relative Fasermenge und dergleichen als auch durch Kombinationen davon dargestellt werden. Der Flussleitwert des Absorbers bezieht sich auf das verfügbare Hohlraumvolumen und die Permeabilität der Struktur bei verschiedenen Sättigungsniveaus, die typischerweise während einer einfachen Verwendung vorliegen. Um eine verbesserte Leistungsfähigkeit des absorbierenden Systems zur Verfügung zu stellen, sollte es der Flüssigkeit erlaubt werden, in die absorbierende Struktur mit einer Rate einzudringen, welche so nahe wie möglich an der Rate ist, bei welcher die Flüssigkeit auf die absorbierende zusammengesetzte Struktur abgegeben wird. Der Flussleitwert kann helfen, das Aufnahmepotential des ganzen absorbierenden Systems 26 zu charakterisieren, und kann im speziellen helfen, das Aufnahmepotential des absorbierenden Kerns 30 zu charakterisieren. Zusätzlich ist es wichtig, die Flüssigkeit weg von dem Eintrittsbereich für eine Speicherung in entfernteren Bereichen des absorbierenden Systems zu bewegen, um hierdurch den Eintrittsbereich wieder herzustellen und vorzubereiten, um effektiver den nächsten Insult von Flüssigkeit zu empfangen. Der Flüssigkeitsdochtwirkungswert kann helfen, die Fähigkeit der absorbierenden Struktur zu charakterisieren, eine Flüssigkeit aus dem Eintrittszielbereich zwischen Insulten zu entfernen.
Im Hinblick auf die 2 und 2A hat der absorbierende Kern 30 eine gesamte Verbundstoffkernlänge 66, eine gesamte Verbundstoffkernbreite 68, eine gesamte Verbundstoffkerndicke 70, eine Schrittkernbreite 58 und eine bestimmte vorderste Grenze. Die vorderste Grenze wird für ein Platzieren in einem vorderen Bundabschnitt des Artikels bestimmt. Die gesamte Verbundstoffanordnung des absorbierenden Kerns 30 erstreckt sich über und bedeckt einen gesamten Kernbereich, wie in 2 gezeigt. Die einzelnen Kernkomponentenschichten und optionalen Teilschichten können sich über den gesamten absorbierenden Kernbereich erstrecken, oder können sich über einen ausgewählten Bereich des Kernbereiches erstrecken, wenn es erwünscht ist, um eine erwünschte Leistungsfähigkeit zur Verfügung zu stellen. Zusätzlich hat jeder der einzelnen Schichtbereiche einzelne Ausdehnungen. In der beispielhaft gezeigten Anordnung hat zum Beispiel ein erster Schichtbereich 48 eine erste Dicke oder Höhe 72, eine erste Länge 73 und eine erste Breite 74. Ein zweiter Schichtbereich hat eine zweite Dicke oder Höhe 75, eine zweite Länge 66 und eine zweite Breite 68.
Im Hinblick auf die Gesamtlänge 66 des absorbierenden Kerns 30 ist der beabsichtigte Aufnahmezielbereich 52 der absorbierenden Struktur ein Bereich des absorbierenden Kerns, welcher an einer sich lateral erstreckenden, quer gerichteten Linie beginnt, die sich bei 24 % der Länge der Absorberzusammensetzungskernlänge 66 weg von einer vordersten Endgrenze des absorbierenden Kerns befindet, und sich bis zu einer quer gerichteten Linie erstreckt, die sich bei 59 % der Absorberzusammensetzungslänge weg von der vordersten Grenze des absorbierenden Kerns befindet. In der gezeigten Anordnung kann zum Beispiel der Zielbereich des absorbierenden Kerns ein Bereich der absorbierenden Struktur sein, welcher an einer sich lateral erstreckenden Linie beginnt, die sich etwa bei 3,5 Zoll (89 mm) von der vordersten Endgrenze des absorbierenden Kerns befindet, und sich zu einer sich lateral erstreckenden Linie erstreckt, die sich etwa 8,5 Zoll (216 mm) von der vordersten Grenze des absorbierenden Kerns befindet.
Es ist nicht wünschenswert, den Flussleitwert durch Erhöhen der Größe der absorbierenden Kernstruktur zu erhöhen, da die Produktdicke in Artikeln mit einer engen Schrittbreite zu groß werden kann. Im Ergebnis besteht hier ein fortgesetzter Bedarf an Konfigurationen, welche die gewünschte Aufnahmeleistungsfähigkeit zur Verfügung stellen können, wie sie durch den Flussleitwert repräsentiert wird, während ein dünner absorbierender Kern 30 und ein dünnes absorbierendes System 26 aufrecht erhalten werden. Wünschenswerterweise ist die Gesamtdicke des trockenen absorbierenden Kerns 30 nicht größer als etwa 6 mm. Alternativ kann die Dicke des absorbierenden Kerns nicht größer als etwa 5,3 mm sein, und optional kann die Dicke des absorbierenden Kerns nicht größer als etwa 5 mm sein, um die gewünschten Vorteile zur Verfügung zu stellen. In einem anderen Aspekt der Erfindung kann die Dicke des trockenen absorbierenden Kerns 30 nicht größer als etwa 25 % der Schrittbreite des absorbierenden Kerns sein. Alternativ kann die Dicke des trockenen absorbierenden Kerns nicht größer als etwa 20 % der Schrittbreite des absorbierenden Kerns sein, und optional kann sie nicht größer als etwa 15 % der Schrittbreite des absorbierenden Kerns sein, um die verbesserten Vorteile zur Verfügung zu stellen. Für die Zwecke der vorliegenden Offenbarung wird die Schrittbreite des absorbierenden Kerns an einer engsten (kleinsten) lateralen Ausdehnung des Schrittbereiches bestimmt, der sich in dem Zielbereich 52 des Kerns befindet.
Wünschenswerteeweise ist die Gesamtdicke des trockenen absorbierenden Systems 26 nicht größer als etwa 8 mm. Alternativ kann die Dicke des absorbierenden Systems nicht größer als etwa 7,3 mm sein, und optional kann die Dicke des absorbierenden Systems nicht größer als etwa 7 mm sein, um die gewünschten Vorteile zur Verfügung zu stellen. In einem anderen Aspekt der Erfindung kann die Gesamtdicke des trockenen absorbierenden Systems 26 nicht größer als etwa 30 % der Schrittbreite des absorbierenden Systems sein. Alternativ kann die Dicke des trockenen absorbierenden Kerns nicht großer als etwa 25 % der Schrittbreite des absorbierenden Systems sein, und optional kann sie nicht größer als etwa 20 % der Schrittbreite des absorbierenden Systems sein, um die verbesserten Vorteile zur Verfügung zu stellen.
Für die Zwecke der vorliegenden Offenbarung wird die trockene Dicke bei einem Grenzdruck von 0,2 psi (1,38 KPa) gemessen.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung kann das geringvolumige absorbierende System 26 und speziell der absorbierende Kern 30 einen Schrittbereich 54 haben, der für ein Platzieren zwischen den Beinen eines Trägers bestimmt ist, wobei eine engste (kleinste) laterale Ausdehnung des Schrittbereiches, der sich in dem Zielbereich 52 befindet, eine minimale Schrittbreite 58 zur Verfügung stellt. Entsprechend kann ein Produkt für Erwachsene (beabsichtigt für eine Verwendung durch eine Person im Alter von über 13 Jahren) eine Schrittbreite mit einer minimalen lateralem Ausdehnung von nicht mehr als etwa 5,5 Zoll (etwa 14 cm) haben, wenn die Absorberzusammensetzung trocken ist. Alternativ kann die minimale Schrittbreite 54 nicht größer als etwa 4,5 Zoll (etwa 11,4 cm) sein, und optional kann sie nicht größer als etwa 3,5 Zoll (etwa 8,9 cm) sein, um eine verbesserte Passform und einen Komfort zur Verfügung zu stellen. Ein Produkt, dass nicht für Erwachsene ist (beabsichtigt für eine Verwendung durch eine Person im Alter von 13 Jahren oder weniger), kann eine Schrittbreite mit einer minimalen lateralen Ausdehnung von weniger als etwa 4 Zoll (etwa 10 cm) haben, wenn die Absorberzusammensetzung trocken ist. Alternativ kann die minimale Schrittbreite 54 nicht größer als etwa 3 Zoll (7,6 cm) sein, und optional kann sie nicht größer als etwa 2 Zoll (5,1 cm) sein, um eine verbesserte Passform und einen Komfort für nichterwachsene Personen zur Verfügung zu stellen.
Es ist auch wichtig, Flüssigkeit aus dem Zielbereich 52 des absorbierenden Systems zu entfernen, um effektiv eine Übersättigung dieses Bereiches und ein Auslaufen aus dem Artikel zu verhindern. Die Fähigkeit des absorbierenden Systems, Flüssigkeit weg von dem Zielbereich zu bewegen, kann durch den Flüssigkeitsdochtwirkungswert repräsentiert werden, der durch das System zur Verfügung gestellt wird. Der Dochtwirkungspotentialwert bezieht sich auf die Menge an Flüssigkeit, die das System aus dem Zielbereich herausbe wegen kann, wenn der Zielbereich ein Flüssigkeitslade-/Sättigungsniveau von 1,0 Gramm Flüssigkeit pro Quadratzentimeter des Zielbereichs der Absorberzusammensetzung hat. Daher stellt die vorliegende Erfindung ein unverwechselbares geschichtetes absorbierendes System zur Verfügung, welches dünn ist, eng in dem Schrittbereich ist und eine geringe Größe besitzt.
Die Schichtbereiche in dem absorbierenden System sind so angeordnet, dass sie einen körperseitigen ersten Schichtbereich umfassen, welcher aus verschiedenen geeigneten Konfigurationen sein kann, aber typischerweise eine Größe hat, die nicht größer als die Größe des äußersten zweiten absorbierenden Schichtbereiches ist. Dieser erste oberste Schichtbereich kann ein niedriges Sättigungsniveau während der Verwendung des absorbierenden Artikels aufrechterhalten, und kann einen hohen Flussleitwert aufrechterhalten, wenn er in Kombination mit dem zweiten unteren Schichtbereich verwendet wird. Der untere Schichtbereich kann wahlweise geformt sein, wie zum Beispiel als eine Sanduhr- oder „T"-Konfiguration, und ist ausgebildet, um effizient Flüssigkeit zu verteilen und aus dem Zielbereich der Absorberzusammensetzung zu bewegen. In speziellen Ausführungsformen ist der zweite untere Schichtbereich in der Lage, die erwünschten Werte des Flüssigkeitsdochtwirkungspotentials, wie es durch das Flüssigkeitsdochtwirkungswertverfahren, das unten beschrieben ist, bestimmt werden kann, zur Verfügung zu stellen.
Im Hinblick auf die 1, 1A und 1B kann die Erfindung einen absorbierenden Bekleidungsartikel, wie zum Beispiel eine Windel 20, mit einer längslaufenden Längsrichtung 86 und einer lateralen Querrichtung 88 zur Verfügung stellen. Der Artikel hat einen ersten Bundabschnitt, wie zum Beispiel einen hinteren Bundabschnitt 40, einen zweiten Bundabschnitt, wie zum Beispiel einen vorderen Bundabschnitt 38, und einen Zwischenabschnitt 42, welcher die ersten und zweiten Bundabschnitte verbindet. Der vordere Bundabschnitt 38 hat ein sich lateral gegenüberliegendes vorderes Paar von Seitengrenzbereichen 118, der hintere Bundabschnitt 40 hat ein sich lateral gegenüberliegendes hinteres Paar von Seitengrenzbereichen 116, und der Zwischenabschnitt 42 stellt einen Artikelschrittbereich für ein Platzieren zwischen den Beinen eines Trägers zur Verfügung.
1 ist eine beispielhafte Draufsicht auf eine beispielhafte Wegwerfwindel 20 der vorliegenden Erfindung in einem ausgebreiteten, nicht zusammengezogenen Zustand (d. h., wobei im wesentlichen alle elastisch induzierten Ansammlungen und Einschnürungen entfernt sind). Bereiche des Aufbaus sind teilweise weggeschnitten, um klarer den Innenaufbau des Windelartikels zu zeigen, und die körperseitige Oberfläche der Windel, welche den Träger kontaktiert, ist dem Betrachter zugewendet. Die äußeren Grenzen der Windel definieren einen Rand mit sich längs erstreckenden Seitengrenzenrändern 110 und sich längs erstreckenden Endgrenzrändern 112. Die Seitengrenzen definieren Beinöffnungen für die Windel und sind optional gekrümmt und konturiert Die Endgrenzen sind als Gerade gezeigt, können aber optional gekrümmt sein.
Eine flüssigkeitspermeable Decklagenschicht 24 ist überlagernd und gegenüber einer Rücklagenschicht 22, und das absorbierende System ist im Betrieb zwischen der Rücklagenschicht 22 und der Decklagenschicht 24 verbunden und befestigt. Die beispielhaft gezeigte Konfiguration hat ein absorbierendes zusammengesetztes System 26, welches einen Schubführungsbereich 84 und einen Rückhaltebereich zum Haften und Speichern einer Flüssigkeit umfasst. Der Rückhaltebereich des gezeigten absorbierenden Systems umfasst den absorbierenden Kern 30. In der gezeigten Konfiguration ist der Schubführungsbereich 84 eine Schicht, die zwischen dem absorbierenden Kern 30 und der Decklagenschicht 24 positioniert ist. Andere Anordnungen können auch verwendet werden. Zum Beispiel kann die Schubschicht 84 optional zwischen dem absorbierenden Kern und der Decklagenschicht 22 oder an der körperseitigen Oberfläche der Decklage positioniert sein.
Der Artikel umfasst typischerweise elastomere Elemente, wie zum Beispiel Beingummibänder 34 und Bundgummibänder 32, und der Schubführungsbereich ist in einer wirksamen Flüssigkeitsverbindung mit dem Rückhaltebereich des absorbierenden Artikels. Die Decklage 24, die Rücklage 22, der absorbierende Kern 30, der Schubführungsbereich 84 und die elastischen Elemente 34 und 32 können zusammen in einer Vielfalt von gut bekannten Windelkonfigurationen angeordnet werden. Die Windel kann zusätzlich ein System von Sicherheitseinschlussklappen 82 und Seitenplattenelemente 90 aufweisen, welche elastizisiert werden können oder auf andere Weise elastomer gemacht werden können.
Verschiedene Techniken zum Ausbilden der erwünschten Befestigungssysteme sind in dem US-Patent Nr. 5,399,219 von T. Roessler und anderen; in der US-Patentanmeldung Nr. 5,540,796 von D. Fries; und in der US-Patentanmeldung Nr. 5,595,618 von D. Fries beschrieben.
Die Windel 20 definiert allgemein die sich längs erstreckende Längenrichtung 84 und die sich lateral erstreckende Breitenrichtung 88, wie es beispielsweise in 1 gezeigt ist. Die Windel kann jede gewünschte Form haben, wie zum Beispiel rechteckig, I-förmig, in einer allgemeinen Sanduhrform oder einer T-Form sein. Bei der T-Form kann der Querbalken des "T" den vorderen Bundbereich der Windel aufweisen oder kann alternativ den hinteren Bundbereich der Windel aufweisen.
Die Decklage 24 und die Rücklage 22 können allgemein flächengleich sein und können Längen- und Breitenausdehnungen haben, welche allgemein größer als die entsprechenden Ausdehnungen der absorbierenden Struktur 26 sind und darüber hinausgehen, um für die entsprechende Strukturseitenränder 110 und Endränder 112 zur Verfügung zu stellen, welche sich nach den Endgrenzen der absorbierenden Struktur erstrecken. Die Decklage 24 ist in Verbindung mit und überlagert auf der Rücklage 22, wodurch der Rand der Windel 20 definiert wird. Die Bundbereiche weisen solche Bereich der Windel auf, welche, wenn sie getragen sind, ganz oder teilweise den Bund oder den mittleren-unteren Rumpf des Trägers abdecken oder umgeben. Der dazwischen befindliche Schrittbereich 42 liegt zwischen den Bundbereichen 38 und 40 und verbindet diese und weist den Bereich der Windel auf, welcher, wenn er getragen ist, sich zwischen den Beinen des Trägers befindet und den unteren Rumpf des Trägers abdeckt. Damit ist der dazwischen befindliche Schrittbereich 42 ein Bereich, wo wiederholte Schübe an Flüssigkeit typischerweise in der Windel oder einem anderen absorbierenden Einwegartikel auftreten.
Die Rücklage 22 kann sich typischerweise entlang einer Außenseitenoberfläche der absorbierenden Zusammensetzung 26 befinden und aus einem flüssigkeitspermeablen Material aufgebaut sein, aber wünschenswerterweise ein Material aufweisen, welches konfiguriert ist, im wesentlichen für Flüssigkeiten undurchlässig zu sein. Zum Beispiel kann eine typische Rücklage aus einem dünnen Kunststofffilm oder einem anderen flexiblen, im wesentlichen flüssigkeitsundurchlässigen Material hergestellt werden. Wie in der vorliegenden Beschreibung verwendet, bezieht sich der Ausdruck „flexibel" auf Materialien, welche nachgiebig sind und welche sich sofort an die allgemeine Form und Konturen des Körpers des Trägers anpassen werden. Die Rücklage 22 verhindert, dass Exsudate, die in dem absorbierenden Verbundstoff 26 enthalten sind, Artikel, wie zum Beispiel Betttüchern und Oberbekleidung, welche in Kontakt mit der Windel 20 sind, benässen. In speziellen Ausführungsformen der Erfindung kann die Rücklage 22 einen Film, wie zum Beispiel einen Polyethylenfilm, umfassen, der eine Dicke von etwa 0,012 mm (0,5 mit) bis etwa 0,051 mm (2,0 mil) hat. Zum Beispiel kann der Rücklagenfilm eine Dicke von etwa 1,25 mit haben.
Alternative Konstruktionen der Rücklage können eine gewebte oder nicht gewebte fasrige Stoffschicht aufweisen, welche im Ganzen oder partiell aufgebaut oder behandelt ist, um den ausgewählten Bereichen, die benachbart oder in der Nähe des absorbierenden Verbundstoffes sind, gewünschte Niveaus an Flüssigkeitsundurchlässigkeit zu verleihen. Zum Beispiel kann die Rücklage eine gasdurchlässige, nicht gewebte Stoffschicht umfassen, die auf eine Polymerfilmschicht geschichtet ist, welche gasdurchlässig sein oder nicht sein kann. Andere Beispiele von fasrigen, gewebeähnlichen Rücklagenmaterialien können ein durch Streckung abgedünntes oder ein gestrecktes thermisches Schichtmaterial, das aus einer 0,6 mil (0,015 mm) dicken Polypropylenblasfolie und einem 0,7 Unzen pro Quadratyard (23,8 gfm) Polypropylen-Spinnvlies-Material (2 denier-Fasern) aufgebaut ist, aufweisen. Ein Material dieses Typs bildet die Außenhülle einer HUGGIES-SUPREME-Windel, welche kommerziell von der Kimberly Clark Corporation erhältlich ist. Die Rücklage 22 stellt typischerweise die Außenhülle des Artikels zur Verfügung. Optional kann jedoch der Artikel ein separates Außenhüllenteilelement aufweisen, was zusätzlich zu der Rücklage vorgesehen ist.
Die Rücklage 22 kann alternativ ein mikrodurchlässiges, „atmungsaktives" Material aufweisen, welches es Gasen, wie zum Beispiel Wasserdampf, erlaubt, aus dem absorbierenden Verbundstoff 26 zu entweichen, während im wesentlichen verhindert wird, dass Flüssigkeitsexsudate durch die Rücklage hindurchgehen. Zum Beispiel kann die atmungsaktive Rücklage aus einem mikrodurchlässigen Polymerfilm oder einem Vliesstoff ausgebildet sein, welcher beschichtet oder auf andere Weise modifiziert ist, um ein gewünschtes Niveau an Flüssigkeitsundurchlässigkeit zur Verfügung zu stellen. Zum Beispiel kann ein geeigneter mikrodurchlässiger Film ein PMP-1-Material sein, welches von Mitsui Toatsu Chemicals Inc., einer Gesellschaft mit Geschäftsstellen in Tokio, Japan, verfügbar ist; oder ein XKO-8044-Polyolefinfilm sein, der von der 3M-Company in Minneapolis, Minnesota erhältlich ist. Die Rücklage kann auch geprägt oder auf andere Weise mit einem Muster oder einer Oberflächenbehandlung vorgesehen sein, um eine ästhetisch ansprechendere Erscheinung aufzuweisen.
In den verschiedenen Konfigurationen der Erfindung, wobei eine Komponente, wie zum Beispiel die Rücklage 22 oder die Einschlussplatten 82 konfiguriert sind, um für Gas durchlässig zu sein, während sie einen Widerstand und eine begrenzte Durchlässigkeit für wässrige Flüssigkeit haben, kann das flüssigkeitsresistente Material einen Aufbau haben, der in der Lage ist, einen Hydrokopf von wenigstens etwa 45 cm im wesentlichen ohne ein Aus laufen da hindurch zu halten. Eine geeignete Technik zum Bestimmen des Widerstandes eines Materials gegen ein Durchdringen von Flüssigkeit ist der Bundestestverfahrensstandard FTMS 191 Verfahren 5514 vom 31. Dezember 1968 oder ein im wesentlichen äquivalentes Verfahren.
Die Größe der Rücklage 23 wird typischerweise durch die Größe des absorbierenden Verbundstoffes 26 und durch die ausgewählte spezielle Windelform bestimmt. Die Rücklage 22 kann zum Beispiel eine allgemeine T-Form, eine allgemeine I-Form oder eine modifizierte Sanduhrform haben, oder kann sich über die Randgrenzen des absorbierenden Verbundstoffes 26 durch einen ausgewählten Abstand, wie zum Beispiel eines Abstands im Bereich von etwa 1,3 cm bis 2,5 cm (etwa 0,5 bis 1,0 Zoll) erstrecken, um wenigstens einen Bereich der Seiten- und Endränder zur Verfügung zu stellen.
Die Decklage 24 bildet eine dem Körper gegenüberliegende Oberfläche, welche nachgiebig, weich und für die Trägerhaut nicht irritierend ist. Weiterhin kann die Decklage 24 weniger hydrophil als der absorbierende Verbundstoff 26 sein, und ist ausreichend porös, um flüssigkeitsdurchlässig zu sein, was es einer Flüssigkeit erlaubt, einfach durch ihre Dicke hindurchzugehen, um den absorbierenden Verbundstoffkörper zu erreichen. Eine geeignete Decklagenschicht 24 kann aus einer breiten Auswahl von Gewebematerialien, wie zum Beispiel porösen Schäumen, netzartigen Schäumen, offenen Kunststoff-Filmen, natürlichen Fasern (zum Beispiel Holz- oder Leinenfasern), synthetischen Fasern (zum Beispiel Polyester- oder Polypropylenfasern) oder einer Kombination von natürlichen und synthetischen Fasern hergestellt werden. Die Decklagenschicht 24 wird typischerweise angewendet, um der Trägerhaut zu helfen, sie von Flüssigkeiten zu isolieren, die in dem absorbierenden Verbundstoff 26 gehalten werden.
Verschiedene Gewebe- und Vliesstoffe können für die Decklage 24 verwendet werden. Zum Beispiel kann die Decklage aus einem schmelzgeblasenen oder Spinnvliesstoff der gewünschten Fasern ausgebildet sein, und kann auch ein verbundkardierter Stoff, ein hydroverwickelter Stoff, ein genadelter Stoff oder dergleichen sowie Kombinationen davon sein. Die verschiedenen Stoffe können aus Naturfasern, synthetischen Fasern oder deren Kombinationen zusammengesetzt sein. Optional kann die Decklage ein Netzmaterial oder einen Film mit Öffnungen umfassen.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck "Vliesstoff" einen Stoff aus einem fasrigen Material, welcher mit Hilfe eines Textilweb- oder Wirkverfahrens ausgebildet wird. Der Ausdruck "Stoffe" wird verwendet, um sich auf alle gewebten, gewirkten und Vliesfaserstoffe sowie auf Kombinationen davon zu beziehen.
Die Decklagenstoffe können aus einem im wesentlichen hydrophoben Material zusammengesetzt sein, und das hydrophobe Material kann optional mit einem oberflächenaktiven Stoff oder auf andere Weise behandelt werden, um ein gewünschtes Niveau an Benetzbarkeit und Hydrophilie zur Verfügung zu stellen. In einer speziellen Ausführungsform der Erfindung ist die Decklage 24 ein Spinnvlies-Polypropylen-Stoff, der aus etwa 2,8 bis 3,2 denier-Fasern zusammengesetzt ist, die in einem Stoff mit einem Basisgewicht von etwa 22 gsm und einer Dichte von etwa 0,06 gm/cc ausgebildet sind. Der Stoff ist mit einem 0,28% Triton X-102 oberflächenaktiven Stoff oberflächenbehandelt. Der oberflächenaktive Stoff kann durch jedes herkömmliche Mittel, wie zum Beispiel Sprühen, Drucken, Bürstenstreichen oder dergleichen aufgebracht werden.
Die Decklage 24 und die Rücklage 22 sind verbunden oder auf andere Weise verknüpft. wie verwendet, umfasst der Ausdruck „verknüpft" Konfigurationen, in welchen die Decklage 24 direkt mit der Rücklage 22 durch Befestigen der Decklage 24 direkt an der Rücklage 22 verbunden ist, und Konfigurationen, wo die Decklage 24 indirekt an der Rücklage 22 durch Befestigen der Decklage 24 an Zwischenelementen befestigt ist, welche wiederum an der Rücklage 22 befestigt sind. Die Decklage 24 und die Rücklage 22 können zum Beispiel direkt aneinander in dem Windelrand durch Befestigungsmittel (nicht gezeigt) wie zum Beispiel Klebebindungen, akustische Bindungen, thermische Bindungen, Steckverbindungen, Nähen oder andere Verbindungsmittel, die im Stand der Technik bekannt sind, sowie durch Kombinationen davon befestigt werden. Zum Beispiel können eine gleichmäßige kontinuierliche Klebstoffschicht, eine strukturierte Klebstoffschicht, eine gesprühte Klebstoffstruktur oder ein Array von separaten Linien, Wirbeln oder Flecken von Konstruktionsklebstoff verwendet werden, um die Decklage 24 an der Rücklage 22 zu befestigen. Es sollte auch eingesehen werden, dass die oben beschriebenen Befestigungsmittel auch verwendet werden können, um die verschiedenen anderen Komponententeile des Artikels, welche hier beschrieben sind, auf geeignete Weise miteinander zu verbinden, anzuordnen und/oder aneinander zu befestigen.
Der beispielhaft gezeigte Artikel hat ein absorbierendes System, welches die Schubschicht 84 und den Rückhaltebereich zum Haften und Speichern absorbierter Flüssigkeiten und anderer Verschmutzungsmaterialien umfasst. In speziellen Aspekten der Erfindung wird der Rückhalte- oder Speicherbereich durch die gezeigte absorbierende Kernstruktur 26 zur Verfügung gestellt, welche aus mehreren Schichten von ausgewählten Fasern und hochabsorbierenden Partikeln zusammengesetzt ist. Die gezeigte Konfiguration des absorbierenden Verbundstoffes ist zwischen der Decklage 24 und der Rücklage 22 positioniert und sandwichartig eingebettet, um die Windel 20 auszubilden. Der absorbierende Verbundstoff hat einen Aufbau, welcher allgemein zusammendrückbar, konform, für die Trägerhaut nicht irritierend und in der Lage ist, Körperexsudate zu absorbieren und festzuhalten.
In den verschiedenen Konfigurationen der Erfindung können viele geeignete Typen von benetzbaren hydrophilen fasrigen Materialien verwendet werden, um jedes der verschiedenen Komponententeile des absorbierenden Artikels auszubilden. Beispiele von geeigneten Fasern umfassen natürlich auftretende organische Fasern, die aus einem an sich benetzbaren Material zusammengesetzt sind, wie zum Beispiel Zellulosefasern; synthetische Fasern, die aus Zellulose oder Zellulosederivaten zusammengesetzt sind, wie zum Beispiel Viskosefasern; anorganische Fasern, die aus inhärent benetzbarem Material zusammengesetzt sind, wie zum Beispiel Glasfasern; synthetische Fasern, welche aus inhärent benetzbaren thermoplastischen Polymeren hergestellt sind, wie zum Beispiel spezielle Polyester- oder Polyamidfasern; und synthetische Fasern, die aus einem nicht benetzbaren thermoplastischen Polymer zusammengesetzt sind, wie zum Beispiel Polypropylenfasern. Die Fasern können hydrophilisiert werden, zum Beispiel durch Behandlung mit Quarz, Behandlung mit einem Material, welches einen geeigneten hydrophilen Rest hat und nicht sofort von der Faser entfernbar ist, oder durch Umhüllen der nicht benetzbaren, hydrophoben Faser mit einem hydrophilen Polymer während oder nach der Bildung der Faser. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird erwägt, dass ausgewählte Gemische der verschiedenen Typen von Fasern, die oben erwähnt sind, auch verwendet werden können.
Wein der vorliegenden Beschreibung verwendet, beschreibt der Ausdruck „hydrophil^„ Fasern oder die Oberflächen von Fasern, welche durch die wässrigen Flüssigkeiten in Kontakt mit den Fasern benetzt werden. Der Grad des Benetzens der Materialien kann umgekehrt mittels der Kontaktwinkel und der Oberflächenspannungen der Flüssigkeiten und involvierten Materialien beschrieben werden. Die Ausstattung und die Techniken, die für ein Messen der Benetzbarkeit von speziellen Fasermaterialien oder Gemischen von Fasermaterialien geeignet sind, können durch ein Cahn SFA-222 Oberflächenkraftanalysiersystem oder ein im wesentlichen äquivalentes System zur Verfügung gestellt werden. Wenn mit einem solchen System gemessen wird, werden Fasern, die Kontaktwinkel von weniger als 90° haben, als „benetzbar" gekennzeichnet, während Fasern mit Kontaktwinkeln, die gleich oder größer als 90° sind, als "nicht benetzbar" gekennzeichnet werden.
Speziell kann die absorbierende Kernstruktur 30 eine oder mehr Matrizen von Fasern, wie zum Beispiel einen Stoff aus Naturfasern, synthetischen Fasern und dergleichen sowie Kombinationen davon aufweisen. Wünschenswerterweise sind die Fasern hydrophil, entweder natürlich oder durch die Effekte einer herkömmlichen hydrophilen Behandlung. Spezielle Anordnungen können eine fasrige Matrix aufweisen, die aus einem holzhaltigen Zellulosefluffzellstoff zusammengesetzt ist. Es sollte sofort eingesehen werden, dass jeder der primären Schichtbereiche 48 und 50 die gleichen Typen an fasrigen Matrizen aufweisen kann oder verschiedene Typen von fasrigen Matrizen umfassen kann.
In der vorliegenden Erfindung sind die Fasern in einer oder mehreren der primären Schichten 48 und 50 vermischt oder auf andere Weise mit Partikeln eines hochabsorbierenden Materials eingebaut. Die Fasern in der ausgewählten Schicht oder den Schichten sind in einer absorbierenden Matrix angeordnet, und jede der Schichten 48 und 50 umfasst Fasern, die mit Partikeln des hochabsorbierenden Materials kombiniert sind. In speziellen Anordnungen kann zum Beispiel die bestimmte Schicht des absorbierenden Kerns 30 eine Mischung von superabsorbierenden Hydrogel-bildenden Partikeln und natürlichen Fasern, synthetischen polymerschmelzgeblasenen Fasern, einem fasrigen konformen Material, das eine Mischung aus natürlichen Fasern und/oder synthetischen Polymerfasern aufweist, aufweisen. Die superabsorbierenden Partikel können im wesentlichen homogen mit den hydrophilen Fasern gemischt sein oder können ungleichmäßig gemischt sein. Zum Beispiel können die Konzentrationen von superabsorbierenden Partikeln in einem nicht schrittweisen Gradienten durch einen wesentlichen Bereich der Dicke (Z-Richtung) jeder Schicht der absorbierenden Struktur angeordnet sein, wobei die niedrigeren Konzentrationen zu der Körperseite des absorbierenden Verbundstoffes und die relativ höheren Konzentrationen zu der Außenseite der absorbierenden Struktur sind. Geeignete Z-Gradienten-Konfigurationen sind in dem US-Patent 4,699,823 beschrieben.
Alternativ können die Konzentrationen von superabsorbierenden Partikeln in einem nicht schrittweisen Gradienten durch einen wesentlichen Bereich der Dicke (Z-Richtung) jeder Schicht der absorbierenden Struktur, mit höheren Konzentrationen zu der Körperseite des absorbierenden Verbundstoffes und relativ niedrigeren Konzentrationen zur der Außenseite der absorbierenden Struktur angeordnet sein. Die superabsorbierenden Partikel können auch in einer allgemein diskreten Schicht in der Matrix von hydrophilen Fasern angeordnet sein. Zusätzlich können zwei oder mehrere verschiedene Typen von Superabsorbern selektiv an verschiedenen Stellen in oder entlang der Fasermatrix positioniert sein.
Das hochabsorbierende Material kann absorbierende Geliermaterialien, wie zum Beispiel Superabsorber aufweisen. Absorbierende Geliermaterialien können natürliche, synthetische und modifizierte natürliche Polymere und Materialien sein. Zusätzlich können die absorbierenden Geliermaterialien anorganische Materialien, wie zum Beispiel Kieselgele, oder organische Verbindungen, wie zum Beispiel vernetzte Polymere sein. Der Ausdruck „vernetzt" bezieht sich auf jegliche Mittel, um effektiv normalerweise wasserlösliche Materialien zu im wesentlichen wasserunlöslichen aber quellfähigen Materialien zu machen. Solche Mittel können zum Beispiel physikalische Verfilzungen, kristalline Bereiche, kovalente Bindungen, ionische Komplexe und Verbindungen, hydrophile Verbindungen, wie zum Beispiel Wasserstoffbindungen und hydrophobe Verbindungen oder Van-der-Waals-Kräfte umfassen.
Beispiele von synthetischen absorbierenden Geliermaterialpolymeren umfassen die Alkalimetall- und Ammoniumsalze von Poly (Acrylsäure) und Poly (Methacrylsäure), Poly (Acrylamid), Poly (Vinyläther), Maleinsäureanhydridcopolymeren mit Vinyläthern und Alphaolefinen, Poly (Venylpyrrolidon), Poly (Vinylmorpholinon), Poly (Vinylalkohol) und Gemischen und Copolymeren davon. Weitere Polymere, die für eine Verwendung bei einem absorbierenden Verbundstoff geeignet sind, umfassen natürliche und modifizierte natürliche Polymere, wie zum Beispiel hydrolisierte Acrylonitril-gepfropfte Stärke, Acrylsäure-gepfropfte Stärke, Methylzellulose, Chitosan, Carboxymethylzellulose, Hydroxypropylzellulose und natürliche Gummis, wie zum Beispiel Alginate, Xanthan-Gummi, Johannesbrotkernmehl und dergleichen. Gemische von natürlichen und ganz oder teilweise synthetischen absorbierenden Polymeren können auch in der vorliegenden Erfindung nützlich sein. Andere geeignete absorbierende Geliermaterialien sind durch Assarsson u. a. in dem US-Patent Nr. 3,901,236 offenbart, das am 26. August 1975 erteilt wurde. Verfahren zum Herstellen synthetischer absorbierender Gelierpolymere sind in dem US-Patent Nr. 4,076,663, erteilt am 28. Februar 1978, von Masuda u. a. und in dem US-Patent Nr. 4,286,082, erteilt am 25. August 1981, von Tsubakimoto u. a. offenbart.
Synthetische absorbierende Geliermnaterialien sind typischerweise Xerogele, welche Hydrogele ausbilden, wenn sie benetzt werden. Der Ausdruck „Hydrogel" wird jedoch gewöhnlich verwendet, um sich sowohl auf benetzte als auch auf nicht benetzte Materialarten zu beziehen.
Wie bereits erwähnt, kann das hochabsorbierende Material, das in dem absorbierenden Kern 30 verwendet wird, ein superabsorbierendes Geliermaterial sein, und der Superabsorber kann allgemein in Form von diskreten Partikeln sein. Die Partikel können von jeder gewünschten Form sein, zum Beispiel spiral- oder halbspiralförmig, kubisch, stabähnlich, vielflächig und so weiter. Formen, die ein großes größte Dimension/kleinste Dimension-Verhältnis haben, wie Nadeln, Flocken und Fasern, werden auch für eine Verwendung hierbei betrachtet. Optional können Konglomerate von Partikeln aus absorbierendem Geliermaterial auch in dem absorbierenden Verbundstoff 26 verwendet werden. Wünschenswert für eine Verwendung sind Partikel mit einer Durchschnittsgröße von etwa 5 μm bis etwa 1 mm. Die „Partikelgröße", wie sie hier verwendet wird, bedeutet den gewichteten Durchschnitt der kleinsten Ausdehnung der einzelnen Partikel.
In der vorliegenden Erfindung haben die absorbierenden Geliermaterialpartikel eine modifizierten Absorptionsfähigkeit unter Belastung (MAUL) von wenigstens etwa 20 Gramm absorbierter Flüssigkeit pro Gramm absorbiertem Material (g/g). Wünschenswerterweise kann das superabsorbierende Material eine MAUL von wenigstens etwa 24 g/g haben, und kann noch wünschenswerter eine MAUL von wenigstens etwa 27 g/g haben. In weiteren Ausführungsformen kann das absorbierende Material eine MAUL von bis zu etwa 30 g/g oder mehr haben. Der MAUL-Wert kann unter Verwendung des MAUL-Testverfahrens gemessen werden, das im Testverfahrensabschnitt der vorliegenden Beschreibung beschrieben ist.
Die hydrophilen Fasern und Hochabsorptionspartikel in dem gesamten Verbundstoffkern 30 können konfiguriert sein, um ein Durchschnittsverbundstoffbasisgewicht auszubilden, welches in einem Bereich von etwa 400 bis 900 gsm (g/m²) liegt. In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung liegt das Durchschnittsverbundstoffbasisgewicht innerhalb eines Bereiches von etwa 500 bis 800 gsm, und vorzugsweise liegt es innerhalb eines Bereiches von etwa 550 bis 750 gsm, um die gewünschte Leistungsfähigkeit zur Verfügung zu stellen.
In speziellen Ausführungsformen der Erfindung kann das Hochabsorptionsmaterial ein superabsorbierendes Vliesmaterial umfassen. Das superabsorbierende Vlies ist ein Vliesmaterial, welches aus superabsorbierenden Fasern allein zusammengesetzt ist oder aus einem Verbundstoff von superabsorbierenden Fasern und anderen Materialien zusammengesetzt ist. Das superabsorbierende Vliesmaterial hat eine hochultimative Flüssigkeitsspeicherkapazität, wenn es in eine Flüssigkeit, speziell in eine 0,9 %ige Salzlösung, eingetaucht wird, mit einer Flüssigkeitshaltekapazität von wenigstens etwa 10 Gramm absorbierter Flüssigkeit pro Gramm absorbiertem Material (g/g). Alternativ ist die Flüssigkeitshaltekapazität wenigstens etwa 20 g/g, und optional ist sie wenigstens etwa 30 g/g, um verbesserte Leistungsfähigkeits-Charakteristiken zur Verfügung zu stellen. Das superabsorbierende Vlies ist selektiv konfiguriert, um die Flüssigkeitsaufnahme, Flüssigkeitsspeicherung, Flüssigkeitsverteilung oder eine Kombination dieser Funktionen zu unterstützen. Speziell kann das superabsorbierende Vlies hergestellt sein, um eine spezifische Funktion oder eine Anzahl von Funktionen auszuführen, wenn das superabsorbierende Vlies als eine Schicht oder Komponente in einem Produkt mit einer mehrschichtigen absorbierenden Struktur eingebaut ist.
Um irgendeine unerwünschte Bewegung des hochabsorbierenden Materials einzuschränken, kann der Artikel einen absorbierenden Verbundstoff 26 mit einer Hülle, wie zum Beispiel einer Hüllenlage 28 umfassen, welche unmittelbar benachbart und um den ganzen absorbierenden Kern 30, um einen einzelnen Schichtbereich des Kerns, oder um eine oder mehrere ausgewählte Komponenten des absorbierenden Verbundstoffes, wie gewünscht, platziert ist. Zusätzlich kann die Hüllenlage mit der absorbierenden Verbundstoffstruktur oder mit verschiedenen anderen Komponenten des Artikels verbunden sein. Die Hüllenlage ist vorzugsweise eine Schicht aus absorbierendem Material, welche die Hauptkörperseite und Außenseitenoberflächen des absorbierenden Verbundstoffes abdeckt, und vorzugsweise im wesentlichen alle der Randgrenzen des absorbierenden Verbundstoffes umfasst, um eine im wesentlichen vollständige Umhüllung darum auszubilden. Alternativ kann die Hüllenlage eine absorbierende Umhüllung zur Verfügung stellen, welche die Hauptkörperseite und Außenseitenoberflächen des absorbierenden Verbundstoffes abdeckt, und im wesentlichen nur die Längsseitengrenzen des absorbierenden Verbundstoffes einschließt. Entsprechend werden sowohl die linearen und die nach innen gekrümmten Bereiche der Längsseitengrenzen der Hülllage um den absorbierenden Verbundstoff geschlossen. In einer solchen Anordnung können jedoch die Endgrenzen der Hüllenlage nicht vollständig um die Endgrenzen des absorbierenden Verbundstoffes an den Bundbereichen des Artikels geschlossen werden.
Zum Beispiel kann die vollständige Hüllenlage 28 oder wenigstens die körperseitige Schicht der Hüllenlage ein schmelzgeblasenes Gewebe aufweisen, das sich aus schmelzgeblasenen Fasern, wie zum Beispiel schmelzgeblasenen Polypropylenfasern, zusammensetzt. Ein anderes Beispiel einer absorbierenden Hülle 28 kann einen Zellulosestoff mit einer niedrigen Porosität, wie zum Beispiel ein Gewebe aufweisen, das aus einer etwa 50/50-Mischung von Hartholz/Weichholz-Fasern zusammengesetzt ist.
Die absorbierende Hülle 28 kann eine Multi-Element-Hüllenlage aufweisen, welche eine separate körperseitige Hüllenschicht und eine separate Außenseitenhüllenschicht umfasst, wovon sich jede über alle oder einige der Randgrenzen des absorbierenden Kerns 30 erstreckt. Solch eine Konfiguration der Hüllenlage kann zum Beispiel die Ausbildung einer im wesentlichen vollständigen Dichtung und eines Verschlusses um die Randgrenzen des absorbierenden Kerns 30 erleichtern. In dem hinteren Bundbereich der gezeigten Windel kann die absorbierende Hülle auch konfiguriert sein, um sich einen erhöhten Abstand weg von dem Rand des absorbierenden Kerns zu erstrecken, um dem hinteren Seitenabschnitt der Windel Undurchsichtigkeit und Festigkeit hinzuzufügen. In der gezeigten Ausführungsform können sich die körperseitigen und Außenseitenschichten der absorbierenden Hülle 28 wenigstens um ein halbes Zoll über die Randgrenzen des absorbierenden Kerns hinauserstrecken, um einen nach außen auskragenden, flanschähnlichen Verbindungsbereich zur Verfügung zu stellen, über welchen der Rand des körperseitigen Bereiches der absorbierenden Hülle vollständig oder teilweise mit dem Rand des Außenseitenbereiches der absorbierenden Hülle verbunden werden kann.
Die körperseitigen und Außenseitenschichten der Hüllenlage 28 können aus im wesentlichen dem gleichen Material zusammengesetzt sein oder können aus verschiedenen Materialien zusammengesetzt sein. Zum Beispiel kann die Außenseitenschicht der Hüllenlage aus einem Material mit einem relativ niedrigerem Basisgewicht mit einer relativ hohen Porosität, wie zum Beispiel einem nassfesten Zellulosegewebe, das aus Weichholzfaserstoff zusammengesetzt ist, zusammengesetzt sein. Die körperseitige Schicht der Hüllenlage kann eines der vorher beschriebenen Hüllenlagenmaterialien aufweisen, welches eine relativ niedrige Porosität hat. Die körperseitige Schicht mit der niedrigen Porosität kann die Migration von superabsorbierenden Partikeln zu der Trägerhaut besser verhindern, und die Außenseitenschicht mit der hohen Porosität und dem geringen Basisgewicht kann helfen, Kosten zu reduzieren.
Im Hinblick auf die 7, 8 und 9 kann ein anderer absorbierender Kern der Erfindung eine Komponente mit Partikeln eines superabsorbierenden Materials 102 umfassen, das im Betrieb zwischen Schichten eines flüssigkeitspermeablen Materials 100, wie zum Beispiel Schichten eines Fasertuchs, eines Schaums mit offenen Zellen, porösen Schichten, gewebtem Stoff, Vliesstoff oder dergleichen sowie Kombinationen davon, gehalten wird. In speziellen Aspekten der Erfindung kann die Bodenschicht 50 aus einem Laminat mit superabsorbierenden Partikeln zusammengesetzt sein, die sandwichartig oder auf andere Weise zwischen Schichten eines Trägergewebes gehalten werden, das mit wassersensitiven Befestigungen gehalten wird. Beispiele solcher Konfigurationen sind in dem US-Patent Nr. 5,593,399, erteilt am 14. Januar 1997, von R. Tanzer und anderen mit dem Titel "Absorbierender Artikel, welcher ein superabsorbierendes Material umfasst, das sich in diskreten länglichen Taschen befindet, die in ausgewählten Strukturen platziert sind" (Anwaltsakte Nr. 10,902.1) beschrieben.
Wieder im Hinblick auf die 1 und 2 kann die Windel 20 eine Schubführungsschicht 84 umfassen, welche hilft, die Flüssigkeitsschübe, die in den Rückhalte- und Speicherbereich des absorbierenden Artikels gerichtet werden können, zu verzögern und zu verteilen. Die Schubschicht 84 kann sich zum Beispiel an einer nach innen zeigenden körperseitigen Oberfläche der Decklagenschicht 24 befinden. In der beispielhaft gezeigten Konfiguration befindet sich die Schubschicht 84 benachbart zu einer äußeren Seitenoberfläche der Decklagenschicht. Entsprechend ist die Schubschicht zwischen der Decklage 24 und dem absorbierenden Kern 30 angeordnet. Beispiele von geeigneten Schubführungsschichten 84 sind in dem US-Patent Nr. 5,486,166 und dem US-Patent Nr. 5,490,846 beschrieben.
Im Hinblick auf die 1 und 2 umfasst die vorliegende Erfindung einen absorbierenden Verbundstoff, welcher eine ausgewählte Vielzahl von zwei oder mehreren primären Schichtbereichskomponenten umfasst. Die Konfiguration des gezeigten mehrschichtigen absorbierenden Kerns 30 umfasst zum Beispiel einen ersten Schichtbereich 48 und wenigstens einen zweiten Schichtbereich 50.
Der beispielhaft gezeigte erste Schichtbereich 48 stellt einen relativ oberen Schichtbereich zur Verfügung, welcher sich an dem körperseitigen Bereich des absorbierenden Kerns 30 befindet und relativ näher benachbart zu der Decklagenschicht 24 ist. Der gezeigte zweite Schichtbereich 50 stellt einen relativ niedrigeren Schichtbereich zur Verfügung, welcher sich an dem Außenseitenbereich des absorbierenden Kerns befindet und relativ näher an der Rücklagenschicht 22 ist.
In einer gewünschten Ausführungsform der Erfindung können die Komponenten der verschiedenen Schichtbereiche, wie zum Beispiel die Schichtbereiche 48 und/oder 50, eine Mischung oder eine andere Matrix von Fasern hoher Größe aufweisen. Die Fasern hoher Größe sind solche, welche eine verbesserte Volumenzurückhaltung und/oder Deformationserholung aufweisen. Fasern hoher Größe können speziell eine Nassvolumenzurückhaltung und/oder eine Nasserholung von einer Defomtation zur Verfügung stellen, wenn die Fasern in Materialien eingebaut sind, welche benässt werden. Beispiele von geeigneten Fasern hoher Größe umfassen synthetische, thermoplastische Fasern, synthetische Fasern, die aus natürlichen Polymeren, wie zum Beispiel Zellulose, zusammengesetzt sind, und natürliche Fasern sowie Kombinationen davon. Die Elastizität von Fasern, die aus natürlichen Polymeren zusammengesetzt sind, kann durch chemisches Vernetzen und/oder durch Schleifen- und/oder Wirbelerzeugung an der Faser erhöht werden.
Die Fasermaterialien hoher Größe sind in der Lage, eine geringe Dichte sowohl in ihrem nassen Zustand als im trockenen Zustand zu zeigen und erhöhen dadurch die Permeabilität und Dicke, was den Flussleitwert erhöht. Zum Beispiel können Holzfaserstofffasern hoher Größe durch verschiedene Techniken, wie zum Beispiel durch chemische und/oder mechanische Modifikationen von Faserstofffasern, erhalten werden. Beispiele von geeigneten Fasern hoher Größe umfassen merzerisierte Fasern, vernetzte Zellulosefluffzellstoff-Fasern und dergleichen sowie Kombinationen davon.
In der vorliegenden Erfindung können die Komponenten in den verschiedenen Schichtbereichen, nämlich die Schichtbereiche 48 und 50, aus einem Gemisch oder einer anderen Matrix der Fasern hoher Größe und einem Superabsorber mit gesteuerter Rate zusammengesetzt sein. Der Superabsorber mit gesteuerter Rate ist ein Material, wie zum Beispiel ein superabsorbierendes Polymermaterial, welches einen Modifizierte-Absorptionsfähigkeitunter-Last (MAUL)-Wert von wenigstens einem Minimum von etwa 20 g/g zeigt.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt der gewünschte Superabsorber mit gesteuerter Rate eine spezielle Absorptionsrate, den Tau (τ)-Wert, welcher wenigstens ein Minimalwert von etwa 0,4 min ist. Wünschenswerterweise ist der Tau-Wert des Superabsorbers wenigstens etwa 1 min und kann wenigstens etwa 2 min sein, um eine verbes serte Leistungsfähigkeit zur Verfügung zu stellen. In noch anderen Ausführungsformen kann der Tau-Wert bis zu etwa 40 Minuten oder mehr sein. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung beinhalten die verschiedenen Schichtbereiche des absorbierenden Kerns vorzugsweise eine ausgewählte Kombination von superabsorbierenden Materialien, wobei wenigstens ein ausgewähltes Paar von verschiedenen superabsorbierenden Materialien konfiguriert ist, um ein Tau-Wert-Verhältnis zur Verfügung zu stellen, welches gleich oder größer als etwa 5 : 1 oder größer ist, um weitere Vorteile zur Verfügung zu stellen. Das superabsorbierende Material mit dem relativ größeren Tau-Wert befindet sich relativ näher an der körperseitigen Oberfläche des absorbierenden Kerns. Eine geeignete Technik zum Bestimmen des Tau-Wertes von jedem Superabsorber ist in dem Geflutete-Absorptionsfähigkeit-unter-Nulllast-Verfahren beschrieben, das in der vorliegenden Beschreibung ausgeführt ist.
Ein spezieller Superabsorber mit gesteuerter Rate kann ein Superabsorber sein, wobei die einzelnen superabsorbierenden Partikel mit einer hydrophoben Beschichtung behandelt werden, um eine ausgewählte Verzögerung in der Absorption von wässrigen Flüssigkeiten in den Partikeln zur Verfügung zu stellen. Zum Beispiel kann der Superabsorber ein beschichteter partikulärer Superabsorber sein. Die Partikel haben absorbierende Zentren, die aus einem partiellen Natriumsalz einer vernetzten Polyproponsäure (hergestellt durch das Verfahren, das in dem US-Patent Nr. 5,629,377 beschrieben ist) zusammengesetzt ist, und die Partikelzentren sind mit einer hydrophoben Silikonelastomerbeschichtung beschichtet. Der beispielhafte Superabsorber mit gesteuerter Rate dieses Typs ist von DOW Chemical Company, einem Unternehmen mit Geschäftsstellen in Midland, Michigan, USA erhältlich.
Ein alternativer Superabsorber mit gesteuerter Rate kann mit relativ großen Partikelgrößen konfiguriert sein, um Partikel mit einem geringen Oberflächenbereich-zu-Volumen-Verhältnis, welcher hierdurch die gewünschte Absorptionsrate erzeugt. Die Partikel des Superabsorbers mit gesteuerter Rate können auch eine im wesentlichen kugelförmige oder andere dreidimensionale Form haben, welche im Betrieb das gewünschte niedrige Verhältnis vom Oberflächenbereich zum Volumen und eine verzögerte Absorptionsrate erzeugt.
Zusätzlich kann die Volumenchemie des superabsorbierenden Polymers modifiziert werden, um die gewünschte verzögerte Absorptionsrate zur Verfügung zu stellen. Zum Beispiel kann der Superabsorber mit gesteuerter Rate einen anionischen Polyelektrolyten beinhal ten, welcher reversibel mit einem polyvalenten Metall-Kation vernetzt ist. Ein wasserlösliches Komplexmittel kann konfiguriert werden, um die Vernetzung umzukehren.
Alternative Superabsorber mit gesteuerter Rate können durch eine Beschichtung oder eine andere Behandlung umhüllt werden, welche im Betrieb die Diffusion von Flüssigkeit in die superabsorbierenden Partikel verlangsamt oder eine Flüssigkeit in einer Weise zurückweist, welche die gewünschte verzögerte Absorptionsrate zur Verfügung stellt. Die Beschichtungen oder Behandlungen können elastisch oder nicht elastisch sein, und die Beschichtung oder Behandlung kann hydrophob oder hydrophil sein. Die Beschichtungen können erodieren, lösen oder in einer gesteuerten Weise aufbrechen, um die gewünschten Absorptionscharakteristiken zur Verfügung zu stellen. Optional kann die Absorptionsrate beschränkt und/oder durch Modifizieren der Neutralisationsrate des ausgewählten superabsorbierenden Materials gesteuert werden, oder durch Modifizieren oder auf andere Weise der chemische Mechanismus gesteuert werden, der angewendet wird, um die Neutralisation des ausgewählten Superabsorbers herzustellen.
Zusätzliche Aspekte des Bestimmens der Absorptionsfähigkeit-unter-Last (AUL) eines Superabsorbers sind in dem US-Patent Nr. 5,550,189 und in dem US-Patent Nr. 5,601,542 beschrieben.
Im Hinblick auf die 2 und 2A kann der beispielhaft gezeigte erste Schichtbereich 48 einen Superabsorber mit gesteuerter Rate umfassen, und eine Holzfaserstofffaser hoher Größe oder ein anderes gewebtes oder Vliesfasermaterial mit Porengrößeverteilungen, welche eine rasche Aufnahme von Flüssigkeit erlauben, während die Flüssigkeit in der Struktur aufrechterhalten wird, bis sie durch den relativ äußeren Schichtbereich oder Schichtbereiche des Absorbers absorbiert wird. Die Komponenten in dem ersten Schichtbereichsabschnitt 48 können positioniert werden, um im wesentlichen den bestimmten Zielbereich 52 des Produktes abzudecken, den Bereich, wo Flüssigkeiten, wie zum Beispiel Urin, in die absorbierende Struktur eingeführt werden. Entsprechend kann der erste Schichtbereich 48 im Betrieb ein bestimmter Aufnahmeschichtbereich des absorbierenden Kerns sein. Die Form des Schichtbereiches 48 kann rechteckig, nicht rechteckig oder unregelmäßig in der Form sein, aber wird wünschenswerterweise nicht größer sein, als der darunter liegende Schichtbereich, wie zum Beispiel der zweite Schichtbereich 50. In gewünschten Aspekten der Erfindung wird der erste Schichtbereich kleiner als der darunter liegende zweite Schichtbereich sein. Zum Beispiel kann im wesentlichen der gesamte erste primäre Schichtbereich in einer Zone enthalten sein, welche an einer sich längs erstreckenden Linie beginnt, die etwa 7 % der Kernlänge innerhalb von der vordersten Grenze des absorbierenden Kerns positioniert ist und zu einer sich lateral erstreckenden Linie erstreckt, die um 26 % der Kernlänge von der vordersten Grenze des absorbierenden Kerns nach innen positioniert ist. Zusätzlich können die sich längs erstreckenden Seitengrenzen des ersten primären Schichtbereiches im wesentlichen an die zugehörigen Seitengrenzen des zweiten primären Schichtbereiches angrenzen.
Weitere Beispiele von alternativen absorbierenden Konfigurationen sind beispielhaft in den 3 bis 6 gezeigt. In speziellen Aspekten der Erfindung kann der erste Schichtbereich 48 eine Verbundstoffstruktur mit einer Mehrzahl von Komponententeilschichtbereichen umfassen.
Die 3 und 3A zeigen beispielhaft eine Draufsicht einer absorbierenden Kernstruktur mit einem ersten oberen Schichtbereich 48, welcher sich über einen mittleren Bereich des Gesamtbereiches des absorbierenden Kerns 30 erstreckt, und einen zweiten, unteren Schichtbereich 50, welcher sich im wesentlichen über den gesamten Bereich des absorbierenden Kerns erstreckt. Der zweite Schichtbereich 50 hat eine ungleichmäßige, abgegrenzte Basisgewichtsverteilung mit einem relativ größeren Basisgewicht an seinen sich längs gegenüberliegenden Endbereichen, um eine umgekehrte Abgrenzung in Längsrichtung des unteren, zweiten Schichtbereiches, speziell in dem Zielbereich, zur Verfügung zu stellen. Der ausgewählte mittlere Bereich des zweiten Schichtbereiches 50 kann auch ein Basisgewicht haben, welches niedriger als das des benachbarten, darüber liegenden ersten Schichtbereiches 50 ist, um eine umgekehrte abgegrenzte Dicke in dem Zielbereich zur Verfügung zu stellen. Wenigstens in dem Schrittbereich des absorbierenden Kerns 30 sind die Längsseitengrenzen des oberen Schichtbereiches 48 im wesentlichen angrenzend an die Seitengrenzen des zweiten Schichtbereiches 50. Jede der Längsseitengrenzen des ersten Schichtbereiches 48 ist nach innen von den zugehörigen Endgrenzen des zweiten Schichtbereiches 50 beabstandet.
Die 4 und 4A zeigen beispielhaft eine absorbierende Kernstruktur mit einem oberen Schichtbereich 48, welcher eine gesamte Front oder einen ersten Bereich des unteren Schichtbereiches 50 abdeckt, aber weniger als den gesamten hinteren oder zweiten Bereich des unteren Schichtbereiches abdeckt. Die Längsseitengrenzen und wenigstens eine Längsendgrenze der ersten Schicht 48 grenzen im wesentlichen an die Längsseitengren zen und wenigstens eine Längsendgrenze des zweiten Schichtbereiches 50 an. In der gezeigten Konfiguration ist wenigstens eine Längsendgrenze des ersten Schichtbereiches 48 nach innen von der zugehörigen Endgrenze des zweiten Schichtbereiches 50 beabstandet.
Die 5 und 5A zeigen beispielhaft eine absorbierende Kernstruktur mit einem oberen Schichtbereich, welcher im Ganzen einen unteren Schichtbereich abdeckt. Während die gezeigte Konfiguration einen ersten Schichtbereich 48 und einen zweiten Schichtbereich 50 mit im wesentlichen den gleichen Dicken und Basisgewichten hat, können die ersten und zweiten Schichtbereiche alternativ verschiedene Dicken und Basisgewichte sowie andere Strukturdifferenzen haben.
6 zeigt beispielhaft eine Draufsicht eines anderen absorbierenden Kerns mit einem oberen Schichtbereich, welcher sowohl eine geringere engere laterale Ausdehnung als auch eine geringere kürzere Längsausdehnung als der untere Schichtbereich hat. In der gezeigten Konfiguration ist zum Beispiel im wesentlichen der gesamte äußere Grenzrand des ersten Schichtbereiches 48 nach innen von im wesentlichen dem ganzen äußeren Grenzrand des zweiten Schichtbereiches 50 beabstandet.
In den verschiedenen Konfigurationen der Erfindung kann der Superabsorber mit gesteuerter Rate konfiguriert sein, um zu helfen, die Flüssigkeitsspeicherrate in den verschiedenen Schichtbereichen des absorbierenden Systems zu regulieren.
Der Superabsorber mit gesteuerter Rate kann eine Ratesteuerung der Flüssigkeitsspeicherung in einem Absorber lediglich als ein Ergebnis des Vorhandenseins des superabsorbierenden Materials mit gesteuerter Rate (SAM) oder in Kombination des Superabsorbers mit anderen Materialien zur Verfügung stellen, um einen superabsorbierenden Verbundstoff mit gesteuerter Rate zur Verfügung zu stellen. Ein Superabsorber mit gesteuerter Rate oder ein superabsorbierendes Verbundstoffmaterial, das den Superabsorber mit gesteuerter Rate verwendet, kann als ein absorbierender Schichtbereich in einem Multischichtbereichabsorber verwendet werden, speziell wenn der Superabsorber mit gesteuerter Rate oder das superabsorbierende Verbundstoffmaterial mit gesteuerter Rate wahlweise konfiguriert ist, um eine vorzugsweise Sättigung von einer oder mehreren der anderen Schichtbereiche in dem mehrschichtigen absorbierenden Kern während der Verwendung zu unterstützen. Durch Verwenden einer Kombination von Fasern hoher Größe und dem Superabsorber mit gesteuerter Rate kann die Sättigung in dem ersten Schichtbereich 48 an einem Sättigungs niveau aufrechterhalten werden, welches niedriger als das der anderen absorbierenden Schichtbereiche ist, was in einem höheren Hohlraumvolumen und einer Durchlässigkeit in dem ersten Schichtbereich 48 resultiert und was die gewünschten Niveaus des Flussleitwertes zur Verfügung stellt.
Der Verbundstoff, der aus Fasern hoher Größe, speziell Faserstofffasern, und einem Superabsorber zusammengesetzt ist, kann auch durch Einführen eines stabilisierenden Mittels in das Verbundmaterial modifiziert werden. Die Strukturstabilisierung kann angewendet werden, um Änderungen der Struktur eines speziellen Materials oder der Struktur der Materialzusammensetzung aufrechtzuerhalten oder zu minimieren, wenn sie externen oder internen Kräften ausgesetzt sind. Der Strukturstabilisierungsmechanismus kann sich positiv auf jeden Schichtbereich in dem Mehrfachschichtbereichabsorber auswirken, indem geholfen wird, die Struktur der Schichtbereiche aufrechtzuerhalten, wenn sie Kräften ausgesetzt werden, die während der Verwendungsbedingungen für die Produkte angewendet werden, welche den Mehrfachschichtabsorberkern beinhalten. Dies hilft dem Schichtbereich, seine beabsichtigte Funktion aufrechtzuerhalten, ob das die Flüssigkeitsaufnahme (die Hohltaumvolumenerzeugung), die Flüssigkeitsspeicherung, die Flüssigkeitsverteilung oder eine Kombination dieser drei Funktionen ist. Verschiedene Typen von geeigneten Materialtechnologien können verwendet werden, um die Absorberstrukturen zu stabilisieren. Zum Beispiel kann die Stabilisierung entweder in Form einer chemischen Stabilisierung, wie zum Beispiel mit Kymene oder einem anderen vernetzenden Mittel, oder durch die Einführung von thermoplastischen Verbindungsfasern oder dergleichen erfolgen.
In den verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung kann der obere Schichtbereich 48 aus einem fasrigen Material basierend auf einer Gewebe- oder Vliestechnologie zusammengesetzt sein. Wie in den vorhergehenden Ausführungsformen der Erfindung werden diese Materialien konfiguriert, um ein maximales Hohlraumvolumen und eine Durchlässigkeit zur Verfügung zu stellen, während eine ausreichende Kapillarspannung aufrechterhalten wird, um die Bewegung der Flüssigkeit zu steuern und es nicht zu erlauben, dass ein Auslaufen erfolgt. Zum Beispiel könnten die absorbierenden Kerne der vorliegenden Erfindung Vliesmaterialien als funktionale Komponenten für den oberen Schichtbereich 48 einbauen. Kardierte Schichtstoffe sind Beispiele von speziellen fasrigen Materialien, die konfiguriert sein könnten, um ein hinreichendes Gleichgewicht von Permeabilität und Kapilarwirkung zur Verfügung zu stellen. Durch die Auswahl der Spinnfaseroptionen kann man eine Verbundstruktur erzeugen, die vorzugsweise die untere absorbierende Schicht 50 sättigen wird. Dies kann entweder durch physikalisches Strukturieren der Deckschicht, gesteuerte Oberflächenchemie oder beides erfolgen. Die Porosität der fasrigen Strukturen kann durch die spezifischen Fasern und ausgewählten Fasergrößen bestimmt werden. Die Faserauswahl kann auch die Kapillarwirkung des Materials beeinflussen.
Geeignete kardierte Strukturen wurden aus einer Vielzahl von Fasertypen und einer Auswahl von Fasergrößen hergestellt. Fasern können sowohl aus synthetischen als auch natürlich auftretenden Materialien hergestellt werden. Wünschenswerterweise würden die Fasern für die erste Schicht 48 sehr benetzbar sein, und natürliche Zellulosematerialien, wie zum Beispiel Viskose oder Baumwolle können angewendet werden. Synthetische Fasern wie zum Beispiel Polyester und Polyamid zeigen eine begrenzte Benetzbarkeit, welche mit hydrophilen Appreturen oder Behandlungen erhöht werden könnte. Während Faserdurchmesser eines ziemlich breiten Bereiches in kardierten Vliesstoffen auftreten, würde die gewünschte Struktur Fasern mit gleichen Durchmessern von weniger als 20 μm enthalten.
Die Dichte des fasrigen Materials wird letztlich von dem Verfahren abhängen, das verwendet wird, um den Stoff zu verbinden oder zu stabilisieren.
Kardierte Stoffe können durch verschiedene Verfahren stabilisiert werden. Ein Einbau von thermoplastischen Spinnfasern wird in einigen Fällen verwendet, so dass die Struktur unter Verwendung von Wärme und Druck verbunden werden könnte. Eine geeignete Anwendung von Wärme und Druck beim thermischen Verbinden kann in einer Struktur resultieren, die mit einer sehr spezifischen Permeabilität und Kapillarwirkung stabilisiert ist. Kardierte Strukturen können auch unter Verwendung von chemischen Harzen oder Klebstoffen stabilisiert werden. Wiederum wird die Auswahl des spezifischen Harzes oder Klebstoffes, die Zusatzmengen und das Aushärten die Steuerung der Stoffendeigenschaften, welche Permeabilität und Kapillarwirkung beeinflussen, erleichtern. Die Benetzbarkeit kann durch die Auswahl des chemischen Harzssystems für das Verbinden beeinflusst werden. Kardierte Strukturen können mechanisch unter Verwendung von Wasser, Nadelung, Luft und anderen Mit teln zum Verwirren von Fasern stabilisiert werden. Wiederum können diese Verfahren in einer solchen Weise gesteuert werden, das physikalische Eigenschaften des Materials wunschgemäß sind.
Spezielle Ausführungsformen können einen Spinnvliesstoff mit ähnlichen Eigenschaften, wie den oben beschriebenen, umfassen. Andere Ausführungsformen der Erfindung können auch eine ausgewählte Zoneneinteilung der Fasergröße, des Basisgewichtes oder anderer Eigenschaften des Materials aufweisen, um gewünschte Leistungsfähigkeitsattribute zur Verfügung zu stellen. Zusätzlich zu kardierten fasrigen Stoffen und schmelzgesponnenen fasrigen Stoffen, können im Luftstrom aufgebrachte fasrige Materialien auch verwendet werden.
Die Verbundstoffmaterialien in dem ersten Schichtbereich 48 können in den unten beschriebenen Mengen, Basisgewichten, Dichten usw. vorgesehen sein. Typische Basisgewichte des Bereichs der absorbierenden Kernstruktur, welche sich in einem Bereich der vorderen Hälfte des Artikels befindet, können von etwa 750 gsm bis etwa 950 gsm sein. Der erste Schichtbereich kann wie oben beschrieben irgendeines von etwa 25 % bis etwa 75 % des gesamten Verbundstoffbasisgewichts in den Bereichen zur Verfügung stellen, wo die erste Schicht vorliegt. Dieses Verhältnis ist hochgradig von den Materialien abhängig, die verwendet werden, und ihren relativen Effektivitäten. Die Materialien, in welchen superabsorbierende Materialien in Kombination mit Flusen und/oder einigen Spinnfasern verwendet werden, haben gewöhnlich eine Anfangsdichte von 0,1 g/cc bis 0,3 g/cc. Die Materialien, welche kardierte Stoffe und schmelzgesponnene Stoffe auf synthetischer Basis sind, werden typischerweise eine Dichte von etwa 0,015 g/cc bis 0,3 g/cc haben und werden wünschenswerterweise eine Dichte von 0,2 g/cc haben. Stoffe aus synthetischen Fasern werden Fasergrößen von typischerweise weniger als 3 denier und vorzugsweise von 1 bis 2 denier haben und werden behandelt werden, um einen geringen Kontaktwinkel zu Wasser während verschiedener Benetzungen zu zeigen. Die Behandlung wird wünschenswerterweise die Oberflächenspannung der Flüssigkeit, welche durch den fasrigen Stoff hindurchgeht, nicht reduzieren.
Andere Vliesstrukturen können auch für eine Verwendung als oberer Schichtbereich 48 in dem absorbierenden System der Erfindung geeignet sein. Ein geeignetes Gleichgewicht der Kapazität und Kapillarwirkung des unteren Schichtbereichs kann eine bevorzugte Sättigung des unteren Schichtbereiches bei mehrfachen Insulten absichern. Man kann sich bei Verwendung eines unterschiedlichen unteren Schichtbereiches vorstellen, welcher eine bessere Verteilungsfähigkeit hat. Dies würde bei der Desorption des oberen Vliesschichtbereiches helfen und sollte die Leistungsfähigkeit nach dem zweiten Insult verbessern.
Erwünschte Ausführungsformen der Erfindung können einen Flüssigkeitsdochtwirkungswert (oder einen Dochtwirkungspotentialwert), welcher wenigstens den Wert von etwa 38 % hat, zur Verfügung stellen. Andere erwünschte Ausführungsformen können einen Flüssigkeitsdochtwirkungswert von wenigstens etwa 24 % und einen Flussleitwert von wenigstens etwa 4·10^–6 cm³ zur Verfügung stellen. In noch anderen Ausführungsformen kann die Erfindung einen kombinierten Leitfähigkeits-Dochtwirkungswert (C) haben, welcher wenigstens etwa 14·10^–8 cm³ ist.
Die erwünschten Kombinationen von Flussleitwert und Dochtwirkungswerten können ein vorteilhaftes Gleichgewicht von Flüssigkeitsbehandlungscharakteristiken zur Verfügung stellen. Speziell können die Kombinationen ein gewünschtes Gleichgewicht aus einer schnellen Aufnahme bei einem schnellen Transport der absorbierten Flüssigkeit weg von dem Aufnahmezielbereich zu weiter entfernten Bereich der absorbierten Struktur zur Verfügung stellen. Herkömmliche Strukturen stellten die gewünschte Kombination an Eigenschaften nicht zur Verfügung. Entsprechend haben Strukturen, welche eine gewünschte schnelle Aufnahme zur Verfügung stellten, keinen ausreichend schnellen Transport der absorbierten Flüssigkeit weg von dem Aufnahmebereich zur Verfügung gestellt, und Strukturen, welche einen gewünschten schnellen Transport der absorbierenden Flüssigkeit weg von dem Aufnahmebereich zur Verfügung stellten, stellten keine ausreichend schnelle Aufnahme der Flüssigkeit zur Verfügung. Im Ergebnis kann eine vorzeitige, übermäßige Sättigung des absorbierenden Zielbereichs oder eine übermäßige Poolbildung einer Flüssigkeit gegenüber der Trägerhaut vorliegen.
In speziellen Ausführungsformen der Erfindung kann der erste Schichtbereich 48 eine obere, körperseitige Schicht sein, welche sich typischerweise über einen länglichen mittleren Abschnitt des gesamten Kernbereichs erstrecken kann, aber sich optional über den gesamten Kernbereich, wenn gewünscht, erstrecken kann. Die Deckschicht ist typischerweise die Schicht, welche für eine Aufnahmeleistungsfähigkeit optimiert ist und die gewünschten Niveaus der Flüssigkeitsdochtwirkung oder der Verteilungsleistungsfähigkeit zur Verfügung stellen oder nicht zur Verfügung stellen kann. Der erste Schichtbereich hat ein minimales Basisgewicht von nicht weniger als etwa 100 gsm und kann wünschenswerterweise ein Basisgewicht von nicht weniger als etwa 200 gsm haben. Der erste Schichtbereich hat ein maximales Basisgewicht von nicht mehr als etwa 500 gsm und hat wünschenswerterweise ein Basisgewicht von nicht mehr als etwa 450 gsm.
Im Hinblick auf die 7 weist zum Beispiel der erste Schichtbereich ein Minimum von nicht weniger als etwa 24 % fasrigem Material pro Gewicht (Gew.-%) auf, und weist wün schenswerterweise nicht weniger als etwa 30 % fasriges Material auf. Der erste Schichtbereich weist ein Maximum von nicht mehr als etwa 80 % fasrigen Materials auf und kann wünschenswerterweise nicht mehr als etwa 60 % fasriges Material aufweisen. Das fasrige Material kann natürlich oder synthetisch sein. Das fasrige Material hat eine minimale Fasergröße, speziell einen Faserdurchmesser, von wenigstens etwa 4 Mikrometer (μm) und hat wünschenswerterweise eine Fasergröße von etwa 10 Mikrometer. Das fasrige Material hat eine maximale Fasergröße von nicht mehr als etwa 20 Mikrometer und hat wünschenswert erweise eine Fasergröße von nicht mehr als etwa 15 Mikrometer.
Der erste Schichtbereich enthält ein Minimum von nicht weniger als etwa 20 % eines superabsorbierenden Materials pro Gewicht, und enthält wünschenswerterweise nicht weniger als etwa 30 % Superabsorber. Der erste Schichtbereich weist ein Maximum von nicht mehr als etwa 75 % superabsorbierendem Material auf und kann wünschenswerterweise nicht mehr als etwa 50 % Superabsorber aufweisen. Das superabsorbierende Material hat eine minimale, trockene Partikelgröße von nicht weniger als etwa 140 Mikrometer und hat wünschenswerterweise eine trockene Partikelgröße von nicht weniger als etwa 300 Mikrometer. Das superabsorbierende Material hat eine maximale trockene Partikelgröße von nicht mehr als etwa 1.000 Mikrometer und kann wünschenswerterweise eine trockene Partikelgröße von nicht mehr als etwa 700 Mikrometer haben. Das superabsorbierende Material hat einen MAUL-Wert von nicht weniger als etwa 20 g/g und kann wünschenswerterweise einen MAUL-Wert von nicht weniger als etwa 25 g/g haben. Zusätzlich kann der MAUL-Wert bis zu etwa 30 g/g sein, oder größer sein, um die verbesserten Vorteile zur Verfügung zu stellen. Das superabsorbierende Material hat einen Tau-Wert von wenigstens etwa 0,8 Minuten, und kann einen Tau-Wert von bis zu etwa 40 Minuten haben.
Der erste Schichtbereich 48 hat eine minimale Durchschnittsdichte von wenigstens etwa 0,03 g/cc, und nicht mehr als etwa 0,4 g/cc, und kann wünschenswerterweise eine Dichte von nicht mehr als etwa 0,2 g/cc haben. Der erste Schichtbereich weist irgendwelche Gewebeschichten auf, welche verwendet werden, um zusammen die Materialien zu halten, die sich in dem ersten Schichtbereich befinden, oder welche als ein Trägermechanismus wirken. Zum Beispiel können verschiedene Schichten von Gewebe angewendet werden, um superabsorbierendes Material zu halten, welches zwischen die gewebten Schichten geschichtet ist.
Die verschiedenen Konfigurationen der Erfindung können jedes funktionsfähige Aufnahrnematerial in den ausgewählten Schichten der absorbierenden Struktur aufweisen. Beispiele von geeigneten Aufnahmematerialien können die Materialien umfassen, die in dem US-Patent Nr. 5,843,003 beschrieben sind.
Im Hinblick auf die 2 und 2A kann der zweite Schichtbereichsabschnitt 50 eine Menge oder Matrix an hydrophilen Fasern, wie zum Beispiel Zellstofffasern, und eine ausgewählte Menge an einem superabsorbierenden Geliermaterial, wie zum Beispiel Coosa1654-Zellstoff und Stockhausen Favor 880 Superabsorber aufweisen.
Modifikationen dieses Materials können auch gemacht werden, um eine verbesserte Produktleistungsfähigkeit zur Verfügung zu stellen. Diese Modifikationen können die Verwendung von modifizierten Zellstofffasern umfassen, um Verbesserungen der Flüssigkeitsverteilung hervorzurufen, oder die Verwendung einer Stabilisierungstechnik, um die Struktur zu steuern und eine verbesserte Dochtwirkungsleistungsfähigkeit zu erzeugen. Potentielle Stabilisationsverfahren umfassen, aber sind nicht beschränkt auf, die Verwendung eines Verbindungsmaterials, zum Beispiel Kymene oder einigen anderen Vernetzungsmitteln, oder die Einführung von wärmeaktivierten Verbindungsfasern. Die Strukturstabilisierung ist eine Technologie, die verwendet wird, um die Struktur aufrechtzuerhalten oder um Änderungen der Struktur eines Materials oder einer Zusammensetzung von Materialien zu minimieren, wenn die Materialien externen oder internen Kräften ausgesetzt werden. Verschiedene Techniken, wie zum Beispiel der Einbau von thermoplastischen Verbindungsfasern, chemischen Vernetzungsmitteln (wie zum Beispiel Kymene) und dergleichen sowie Kombinationen davon, können verwendet werden, um die absorbierenden Strukturen zu stabilisieren.
Jedes Material, das im Betrieb mit der Fähigkeit konfiguriert wird, eine verbesserte Flüssigkeitsverteilung weg von dem Zielbereich zur Verfügung zu stellen, kann die gewünschten Funktionsergebnisse zur Verfügung stellen. Diese Materialien können aus einem Laminat zusammengesetzt sein, welches superabsorbierende Partikel und wenigstens ein fasriges Gewebe aufweist, welches speziell konfiguriert ist, um eine verbesserte Dochtwirkungsflussleistungsfähigkeit zu zeigen. Geeignete Anordnungen des zweiten Schichtbereiches 50 können umfassen, aber sind nicht beschränkt auf, Laminierungen von speziellen oder fasrigen superabsorbierenden Stoffen mit Zellulosegewebematerialien, oder anders stabilisierte, fasrige Stoffe. Andere geeignete fasrige Stoffe können nass aufgebrachte Gewebe, im Luft strom aufgebrachte Materialien, wie synthetische Fasern und natürliche Fasern, umfassen, oder behandelte schmelzgeblasene Gewebe sowie die Typen von fasrigen Geweben aufweisen, die angewendet werden, um den ersten Schichtbereich 48 auszubilden. Eine andere Klasse von Materialien, die verwendet werden können, um eine verbesserte Funktionalität zur Verfügung zu stellen, sind Laminate aus superabsorbierenden Partikeln oder fasrigen Stoffen und benetzbaren Schäumen mit offenen Zellen.
Der zweite Schichtbereich 50 kann in verschiedenen geeigneten Konfigurationen positioniert werden. Zum Beispiel kann der zweite Schichtbereich in Form eines separat vorgesehenen absorbierenden Belags vorgesehen sein, welcher zu dem ersten Schichtbereich 48 unmittelbar benachbart ist. Der zweite Schichtbereich 50 ist wünschenswerterweise in einem im wesentlichen direkten Kontakt mit dem ersten Schichtbereich 48, kann aber alternativ von dem oberen Schichtbereich beabstandet sein, wobei einer oder mehrere Schichtbereiche an ausgewähltem Material zwischen dem ersten Schichtbereich 48 und dem zweiten Schichtbereich 50 vorgesehen sind.
In speziellen Ausführungsformen der Erfindung ist der zweite Schichtbereich 50 konfiguriert, um eine maximale Verwendung des Absorbers für die ankommende Flüssigkeit zu erlauben, während die Produkteigenschaften für den Verwender angenehm bleiben. In anderen Ausführungsformen kann der zweite primäre Schichtbereich eine Längsausdehnung haben, welche größer als eine Längsausdehnung des ersten primären Schichtbereiches ist. Zusätzlich kann der zweite primäre Schichtbereich eine laterale Ausdehnung haben, welche im wesentlichen angrenzend zu dem ersten primären Schichtbereich ist. Alternative Konfigurationen können einen zweiten primären Schichtbereich aufweisen, welcher eine laterale Ausdehnung hat, welche geringer als eine laterale Ausdehnung des ersten primären Schichtbereiches ist. Zum Beispiel kann die laterale Ausdehnung von wenigstens einem Abschnitt des zweiten primären Schichtbereiches nicht geringer als etwa 30 % der lateralen Ausdehnung eines entsprechend benachbarten Abschnittes des ersten primären Schichtbereiches sein. Andere Konfigurationen können einen zweiten primären Schichtbereich aufweisen, welcher eine laterale Ausdehnung hat, welche größer als eine laterale Ausdehnung des ersten primären Schichtbereiches ist. Zum Beispiel kann die laterale Ausdehnung von wenigstens einem Abschnitt des ersten primären Schichtbereiches nicht geringer als etwa 30 % der lateralen Ausdehnung eines entsprechend benachbarten Abschnittes des zweiten primären Schichtbereiches sein.
Die Verbundstoffmaterialien in dem zweiten Schichtbereich 50 können in verschiedenen Betriebsmengen, Basisgewichten, Dichten usw. zur Verfügung gestellt werden. Zum Beispiel kann der zweite primäre Schichtbereich ein im wesentlichen gleichmäßiges Basisgewicht, oder wünschenswerterweise, ein ausgewähltes ungleichmäßiges Basisgewicht haben. Zusätzlich kann der zweite Schichtbereich 50 etwa 25 % bis 100 % des gesamten Verbundstoffbasisgewichtes der absorbierenden Kernstruktur an jeder Stelle ausbilden und hat eine Dichte im Bereich von etwa 0,1 g/cc bis 0,3 g/cc. In einigen Ausführungsformen kann der zweite Schichtbereichsabschnitt 50 eine Mehrzahl von drei oder mehreren Verbundstoffteilschichtbereichen aufweisen, wobei jeder der Verbundstoffteilschichtbereiche eine ausgewählte Kombination von physikalischen und funktionellen Eigenschaften hat.
In speziellen Aspekten der Erfindung ist wenigstens einer der Schichtbereiche des absorbierenden Kerns 30 eine verteilende Schicht, welche einen Flüssigkeitsdochtwirkungswert von nicht weniger als etwa 16 % zur Verfügung stellen kann. Zusätzlich hat die verteilende Schicht eine Randgrenze und einen Bereich, welcher sich über und nach dem bestimmten Zielbereich 52 des absorbierenden Verbundstoffes erstreckt.
Die verteilende Schicht kann vorteilhafterweise spezielle wichtige Funktionen zur Verfügung stellen. Eine erste Funktion umfasst das Zurückhalten und die Bewegung von Flüssigkeit weg von dem Zielbereich, und eine zweite Funktion ist das Bereitstellen einer ausreichenden Kurzzeitsuperabsorptionskapazität (während eines Flüssigkeitsinsults), um das Defizit im Hohlraumvolumen auszugleichen, das mit dünnen Produktausführungen verbunden ist. Strukturelemente dieses Schichtbereiches umfassen den SAP-Inhalt, die Komponentenbasisgewichte und die Komponentendichten. Beispiele von Materialien mit einer hohen Flüssigkeitsdochtwirkungsleistungsfähigkeit sind in dem US-Patent Nr. 5,350,370 beschrieben.
Der zweite Schichtbereich 50 kann eine untere Schicht zur Verfügung stellen und kann sich typischerweise über den gesamten Bereich des gesamten absorbierenden Kerns 30 erstrecken. Der zweite Schichtbereich 50 ist typischerweise aufgebaut, um den Großteil der Verteilungs- und Dochtwirkungsfähigkeit des absorbierenden Kerns zur Verfügung zu stellen, und wird sich daher typischerweise über und nach den Endgrenzen des Bereiches erstrecken, der durch den ersten Schichtbereich 48 abgedeckt ist. Der zweite Schichtbereich hat ein Basisgewicht von nicht weniger als etwa 300 gsm und kann wünschenswerterweise ein Basisgewicht von nicht weniger als etwa 350 gsm haben. In weiteren Aspekten kann der zweite Schichtbereich typischerweise ein Basisgewicht von nicht mehr als etwa 700 gsm haben und hat wünschenswerterweise ein Basisgewicht von nicht mehr als etwa 450 gsm.
Der zweite Schichtbereich weist nicht weniger als etwa 50 % fasriges Material pro Gewicht auf und weist wünschenswerterweise nicht weniger als etwa 60 % fasriges Material auf. Der zweite Schichtbereich weist nicht mehr als etwa 80 % fasriges Material auf und kann wünschenswerterweise nicht mehr als etwa 70 % fasriges Material aufweisen. Das fasrige Material kann natürlich oder synthetischer Natur sein. Das fasrige Material hat eine Fasergröße, speziell einen Faserdurchmesser, von wenigstens etwa 4 Mikrometer und hat wünschenswerterweise eine Fasergröße von wenigstens etwa 10 Mikrometer. Das fasrige Material hat eine Fasergröße von nicht mehr als etwa 20 Mikrometer und hat wünschenswerterweise eine Fasergröße von nicht mehr als etwa 15 Mikrometer. Zusätzlich hat das fasrige Material einen Kontaktwinkel mit Wasser von nicht mehr als etwa 65 Grad und hat wünschenswerterweise einen Kontaktwinkel mit Wasser von nicht mehr als etwa 50 Grad.
Der zweite Schichtbereich enthält nicht weniger als etwa 20 % von superabsorbierendem Material pro Gewicht und enthält wünschenswerterweise nicht weniger als etwa 30 % Superabsorber. Der zweite Schichtbereich weist nicht mehr als etwa 50 % superabsorbierendes Material auf und kann wünschenswerterweise nicht mehr als etwa 40 % Superabsorber aufweisen. Das superabsorbierende Material hat eine trockene Partikelgröße von nicht weniger als etwa 140 Mikrometer und hat wünschenswerterweise eine trockene Partikelgröße von nicht weniger als etwa 300 Mikrometer. Das superabsorbierende Material hat eine trockene Partikelgröße von nicht mehr als etwa 1.000 Mikrometer und kann wünschenswerterweise eine trockene Partikelgröße von nicht mehr als etwa 700 Mikrometer haben. Das superabsorbierende Material hat einen MAUL-Wert von nicht weniger als etwa 20 g/g und kann wünschenswerterweise einen MAUL-Wert von nicht weniger als etwa 25 g/g haben. Zusätzlich kann der MAUL-Wert bis zu etwa 30 g/g oder größer sein, um verbesserte Vorteile zur Verfügung zu stellen. Das superabsorbierende Material hat einen Tau-Wert von wenigstens 0,4 min und kann wünschenswerterweise einen Tau-Wert von wenigstens etwa 2 min haben.
Vorteilhafte Konfigurationen der Erfindung können einen zweiten Schichtbereich 50 aufweisen, welcher einen Flüssigkeitsdochtwirkungswert von wenigstens etwa 36 % hat. Andere vorteilhafte Anordnungen können einen zweiten Schichtbereich aufweisen, welcher einen Flüssigkeitsdochtwirkungswert von wenigstens etwa 16 % hat und einen Superabsorber mit einem Tau-Wert von nicht weniger als etwa 0,67 min enthält.
Das superabsorbierende Material in dem ersten Schichtbereich 48 ist konfiguriert, einen Tau-Wert zu haben, welcher etwa 5 mal dem Tau-Wert des Superabsorbers entspricht, der sich in dem zweiten Schichtbereich 50 befindet (Tau-Wertverhältnis von etwa 5 : 1).
In zusätzlichen Ausführungsformen kann die Kombination von superabsorbierenden Materialien in den ersten und zweiten Schichtbereichen konfiguriert sein, um ein Tau-Wertverhältnis von bis zu etwa 10 : 1 zur Verfügung zu stellen, und alternativ kann die Kombination von superabsorbierendem Material konfiguriert sein, um ein Tau-Wertverhältnis von bis zu etwa 40 : 1 oder mehr zur Verfügung zu stellen.
Der zweite Schichtbereich 50 hat eine Durchschnittsdichte von wenigstens etwa 0,1 g/cc und hat wünschenswerterweise eine Dichte von wenigstens etwa 0,15 g/cc. Der zweite Schichtbereich hat eine Durchschnittsdichte von nicht weniger als etwa 0,3 g/cc und kann wünschenswerterweise eine Dichte von nicht mehr als etwa 0,25 g/cc haben. In speziellen Ausführungsformen kann die Durchschnittsdichte etwa 0,2 g/cc sein. Der zweite Schichtbereich weist irgendwelche Gewebeschichten auf, welche verwendet werden, um gemeinsam die Materialien zu halten, die sich in dem zweiten Schichtbereich befinden, oder welche als ein Trägermechanismus wirken. Zum Beispiel können verschiedene Gewebeschichten angewendet werden, um eine Schicht aus superabsorbierendem Material zu halten, welche zwischen die Gewebeschichten geschichtet ist.
In speziellen Ausführungsformen der Erfindung weist wenigstens einer der primären Schichtbereiche ein Laminat mit ein oder mehreren Schichten eines flüssigkeitsdurchlässigen Materials 100 auf, welches als ein Verteilungsmaterial wirkt, wie zum Beispiel Schichten eines nicht gekreppten-durchluftgetrockneten (UCTAD) Schichtmaterials. Zum Beispiel kann im Hinblick auf 7 das Schichtmaterial ein fasriges Gewebe sein, und gewünschte Konfigurationen können das ausgewählte UCTAD-Material in den zweiten primären Schichtbereich des absorbierenden Kerns einbauen.
Allgemein festgestellt ist das UCTAD-Material ein Zellulosegewebematerial, das in Übereinstimmung mit den Verfahren hergestellt wird, das in dem US-Patent Nr. 6,436,234 beschrieben ist.
Geeignete UCTAD-Materialien können eine Dochtwirkungseigenschaft zur Verfügung stellen, die durch einen Flüssigkeitsfluss bei einer Höhe von 15 cm gekennzeichnet ist, welche wenigstens 0,002 Gramm Flüssigkeit pro Minute pro Basisgewicht von 1 g/m², pro 1 Zoll Materialbreite ist. Das UCTAD-Material hat ein Basisgewicht von wenigstens etwa 50 g/m² und hat eine Dichte in dem Bereich von etwa 0,08 bis 0,5 g/cc. Wünschenswerterweise liegt die Dichte innerhalb des Bereiches von etwa 0,1 bis 0,3 g/cc. Die Permeabilität des UCTAD ist innerhalb eines Bereichs von etwa 50 bis 1.000 Darcys. Das UCTAD-Material hat eine trockene Zugfestigkeit von wenigstens 50.000 Gramm an Kraft pro 1 Zoll Material geschichtet auf ein Gesamtbasisgewicht von 200 g/m². Geeignete UCTAD-Materialien sind in dem US-Patent Nr. 5,843,852 beschrieben.
Weitere Beschreibungen der verschiedenen Konfigurationen der Erfindung sind in dem US-Patent Nr. 6,383,960 zur Verfügung gestellt.
Weder im Hinblick auf 1 befinden sich die elastischen Beinelemente 34 in den lateralen Seitenrändern 110 der Windel und sind angeordnet, um die Windel 20 gegen die Beine des Trägers zu ziehen und zu halten. Die elastischen Elemente sind an der Windel 20 in einem elastisch zusammenziehbaren Zustand befestigt, so dass bei einer normalen Konfiguration unter Spannung sich die elastischen Elemente effektiv gegen die Windel 20 zusammenziehen. Die elastischen Elemente können in einem elastisch zusammenziehbaren Zustand auf wenigstens zwei Arten befestigt werden, zum Beispiel können die elastischen Elemente gedehnt und befestigt sein, während die Windel 20 in einem nicht zusammengezogenen Zustand ist. Alternativ kann die Windel 20 zum Beispiel durch Fälteln zusammengezogen sein, und die elastischen Elemente sind an der Windel 20 befestigt und mit dieser verbunden, während die elastischen Elemente in ihrem relaxierten oder nicht gedehnten Zustand sind. Noch andere Mechanismen, wie zum Beispiel ein elastisches Wärmeschrumpfmaterial, kann verwendet werden, um die Bekleidung zu raffen.
In der Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist, erstrecken sich die elastischen Beinelemente 34 im wesentlichen entlang der vollständigen Länge des Zwischenschrittbereiches 42 der Windel 20. Alternativ können sich die elastischen Elemente 34 über die gesamte Länge der Windel 20 oder irgendeine andere Länge erstrecken, die geeignet ist, die Anordnung von elastisch zusammenziehbaren Linien zur Verfügung zu stellen, die für das spezielle Windelaussehen erwünscht ist.
Elastische Elemente 34 können jede einer Vielzahl von Konfigurationen haben. Zum Beispiel kann die Breite der einzelnen elastischen Elemente 34 von etwa 0,25 mm (etwa 0,01 Zoll) bis etwa 25 mm (etwa 1,0 Zoll) oder mehr variiert werden. Die elastischen Elemente können eine einzelne Faser aus elastischem Material oder verschiedene parallele oder nicht parallele Fasern aus elastischem Material haben oder können in einer geradlinigen oder gekrümmten Anordnung angewendet werden. Wo die Fasern nicht parallel sind, können zwei oder mehrere der Fasern sich neben dem elastischen Element kreuzen oder auf andere Art und Weise untereinander verbinden. Die elastischen Elemente können an der Windel auf jede von verschiedenen Arten befestigt sein, welche im Stand der Technik bekannt sind. Zum Beispiel können die elastischen Elemente ultraschallverbunden sein, mit Wärme und Druck unter Verwendung einer Vielzahl von Verbindungsstrukturen versiegelt sein oder adhäsiv mit der Windel 20 mit gesprühten oder verwirbelten Strukturen eines Klebstoffs, wie zum Beispiel eines hochschmelzenden, drucksensitiven Klebstoffes, verbunden sein.
In speziellen Ausführungsformen der Erfindung können die elastischen Beinelemente 34 eine Trägerlage aufweisen, an welcher eine gruppierte Zusammenstellung von elastischen Stoffen angebracht ist, die aus einer Mehrzahl von einzelnen elastischen Fasern aufgebaut sind.
Die elastischen Fasern können sich kreuzen oder untereinander verbunden sein oder im Ganzen voneinander getrennt sein. Die Trägerlage kann zum Beispiel eine 0,002 cm dicke Polymerschicht, wie zum Beispiel eine Schicht aus nicht geprägtem Polypropylenmaterial aufweisen. Die elastischen Fasern können zum Beispiel aus einem Lycra-Elastomer aufgebaut sein, das von DuPont, einem Unternehmen mit Geschäftsstellen in Wilmington, Dellaware verfügbar sein. Jede elastische Faser liegt typischerweise in einem Bereich von etwa 470 bis 1.500 Dezitex (dtx), und kann etwa 940 bis 1.050 dtx sein. In speziellen Ausführungsformen der Erfindung können zum Beispiel 3 oder 4 Fasern für jeden elastisch gemachten Beinbund verwendet werden.
Zusätzlich können die Beingummibänder 34 allgemein gerade oder optional gekrümmt sein. Zum Beispiel können die gekrümmten Gummibänder nach innen zu der Längsmittellinie der Windel gebogen sein. In speziellen Anordnungen kann die Krümmung der Gummibänder nicht konfiguriert sein oder relativ zu der lateralen Mittellinie der Windel symmetrisch positioniert sein. Die gekrümmten Gummibänder können einen nach innen gebogenen und nach außen gebogenen Reflextyp einer Krümmung haben, und das Längszentrum der Gummibänder kann optional um einen gewählten Abstand zu entweder dem vorderen oder hinteren Bund versetzt sein, um eine gewünschte Anpassung und Erscheinung zur Verfügung zu stellen. In speziellen Ausführungsformen der Erfindung kann der innerste Punkt (apex) der Zusammenstellung der gekrümmten Gummibänder zu dem vorderen oder hinteren Bund der Windel versetzt sein, und der nach außen gebogene Reflexabschnitt kann zu dem vorderen Windelbund positioniert sein.
Wie es beispielhaft gezeigt ist, kann die Windel 20 ein Bundgummiband 32 aufweisen, das in den Längsrändern von dem vorderen Bund 38 und/dem hinteren Bund 40 positioniert ist. Die Bundgummibänder können aus jedem geeigneten elastomeren Material, wie zum Beispiel einer Elastomerschicht, einem elastischen Schaum, mehreren elastischen Fasern, einem elastischen Stoff oder dergleichen zusammengesetzt sein. Zum Beispiel sind geeignete elastische Bundkonstruktionen in dem US-Patent Nr. 4,916,005 beschrieben.
Die Windel 20 kann auch ein Paar von elastisch gemachten Einschlussklappen 82 aufweisen, welche sich allgemein längs entlang der Längsrichtung 86 der Windel erstrecken. Die Einschlussklappen sind typischerweise lateral nach innen von den Beingummibändern 34 positioniert und im wesentlichen symmetrisch an jeder Seite der Längsmittellinie der Windel platziert. In den gezeigten Anordnungen hat jede Einschlussklappe 82 einen im wesentlichen festen Grenzabschnitt 81 und einen im wesentlichen beweglichen Grenzabschnitt 83 und ist im Betrieb elastisch gemacht, um jeder Einschlussklappe zu helfen, in engem Kontakt und konform zu den Konturen des Trägerkörpers zu sein. Beispiele von geeigneten Einschlussklappenkonstruktionen sind in dem US-Patent Nr. 4,704,116 beschrieben.
Die Einschlussklappen können aus einem benetzbaren oder nicht benetzbaren Material, wie gewünscht, aufgebaut sein. Zusätzlich kann das Einschlussklappenmaterial im wesentlichen flüssigkeitsundurchlässig sein, kann nur für Gas durchlässig sein oder kann für Gas und Flüssigkeit durchlässig sein. Andere geeignete Einschlussklappenkonfigurationen sind in dem US-Patent 5,562,650 beschrieben.
In optionalen alternativen Konfigurationen der Erfindung kann die Windel 20 elastisch gemachte Bundklappen wie diejenigen aufweisen, die in dem US-Patent Nr. 4,753,646 und in dem US-Patent Nr. 5,904,675 beschrieben sind.
Ähnlich der Konstruktion der Einschlussklappen können die Bundklappen aus einem benetzbaren oder nicht benetzbaren Material, wie gewünscht aufgebaut sein. Das Bundklappenmaterial kann im wesentlichen flüssigkeitsundurchlässig, für nur Gas durchlässig oder sowohl für Gas als auch für Flüssigkeit durchlässig sein.
Um ein wiederbefestigbares Befestigungssystem zur Verfügung zu stellen, kann die Windel 20 eine bestimmte Anlegezone 78 (zum Beispiel 1A) aufweisen, welche einen Betriebszielbereich zum Aufnehmen einer lösbaren Befestigung von Befestigungsstreifen 44 daran zur Verfügung stellen kann. In speziellen Ausführungsformen der Erfindung kann das Anlegezonenpflaster an der Außenoberfläche der Rücklagenschicht 22 positioniert sein und befindet sich an dem vorderen Bundbereich 38 der Windel. Der Befestigungsmechanismus zwischen der Anlegezone und dem Befestigungsstreifen 44 kann adhäsiv, kohäsiv, mechanisch oder durch Kombinationen davon sein. Eine Konfiguration, welche ein lösbares, ineinander eingreifendes mechanisches Befestigungssystem anwendet, kann zum Beispiel einen ersten Bereich der mechanischen Befestigung an der Anlegezone 78 und einen zweiten, zusammenwirkenden Bereich der mechanischen Befestigung an dem Befestigungsstreifen 44 vorsehen. Zum Beispiel kann bei einer Haken-und-Ösen-Befestigung das Hakenmaterial 46 im Betrieb an den Befestigungsstreifen 44 befestigt werden, und das Ösenmaterial kann im Betrieb an der Anlegezone 48 befestigt werden. Alternativ kann das Ösenmaterial im Betrieb an dem Befestigungsstreifen 44 befestigt werden, und das Hakenmaterial kann im Betrieb an der Anlegezone befestigt werden.
In den verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung kann sich eine Streifenbandbefestigung 44 an entweder einer oder beiden der lateralen Endbereiche 116 und 118 von einem oder beiden der Bundbänder 38 und 40 befinden. Die beispielhaft gezeigte Ausführungsform hat zum Beispiel die Befestigungsstreifen 44 an den distalen Seitengrenzen des hinteren Bundes 40. Zusätzlich kann die Rücklagenschicht 22 eine bestimmte Befestigungsanlegezone 78 haben, die an der Außenoberfläche der Rücklagenschicht vorgesehen ist.
Im Hinblick auf 1 kann der Artikel zum Beispiel ein System von Seitenplattenelementen 90 aufweisen. In speziellen Anordnungen erstreckt sich jedes Seitenplattenelement 90 lateral von den gegenüberliegenden lateralen Enden von wenigstens einem Bundabschnitt der Rücklage 22, zum Beispiel dem beispielhaft gezeigten hinteren Bundabschnitt 40, um Endseitenabschnitte des Artikels zur Verfügung zu stellen. Zusätzlich kann sich jede Seitenplatte im wesentlichen von einer sich lateral erstreckenden Endbundgrenze 106 zu etwa der Stelle ihres verbundenen und zugehörigen Beinöffnungsabschnittes der Windel erstrecken. Die Windel 20 hat zum Beispiel ein sich lateral gegenüberliegendes Paar von Beinöffnungen, die durch bestimmte mittlere Abschnitte des gezeigten Paars der sich längs erstreckenden Seitengrenzenbereiche 110 (1) ausgebildet sind. Jede Seitenplatte kann einen Längsabstand von etwa 4 cm überspannen, kann optional einen Längsabstand von wenigstens etwa 5 cm überspannen, und kann alternativ einen Abstand von wenigstens etwa 6 cm überspannen, um eine verbesserte Passform zur Verfügung zu stellen.
In den verschiedenen Konfigurationen der Erfindung können die Seitenplatten einstückig mit einer ausgewählten Windelkomponente ausgebildet sein. Zum Beispiel können die Seitenplatten 90 einstückig von der Materialschicht ausgebildet werden, welche die Rücklagenschicht 22 zur Verfügung stellt, oder können einstückig aus dem Material ausgebildet werden, das verwendet wird, um die Decklage 24 zur Verfügung zu stellen. In alternativen Konfigurationen können die Seitenplatten 90 durch ein oder mehrere separate Elemente zur Verfügung gestellt werden, die an der Rücklage 22, der Decklage 24, zwischen der Rücklage und der Decklage und in verschiedenen fest angebrachten Kombinationen dieser Anordnungen vorgesehen sein.
In speziellen Ausführungsformen der Erfindung kann jede der Seitenplatten 90 aus einem separat bereitgestellten Materialstück ausgebildet werden, welches dann auf geeignete Weise zusammengebaut ist und an den ausgewählten vorderen und/oder hinteren Bundbereich des Windelartikels angebracht ist. In den gezeigten Ausführungsformen der Erfindung ist zum Beispiel jede Seitenplatte 90 an dem hinteren Bundbereich der Rücklage 22 entlang einer Seitenplattenanbringzone 94 angebracht, und kann im Betrieb an entweder eine oder beide der Rücklagen- und Decklagenkomponenten des Artikels angebracht werden. Die gezeigten Konfigurationen haben den Innenanbringzonenbereich jeder Seitenplatte überlappend und laminiert mit seinem entsprechenden lateralen Endgrenzenbereich des Bundabschnittes des Artikels. Die Seitenplatten erstrecken sich lateral, um ein Paar von gegenüberliegenden Bundklappenabschnitten der Windel auszubilden, und sind mit geeigneten Verbindungsmitteln, wie zum Beispiel einem adhäsiven Verbinden, einem thermischen Verbinden, einem Ultraschallverbinden, Klemmen, Klammem, Nähen oder dergleichen angebracht. Wünschenswerterweise erstrecken sich die Seitenplatten lateral über die Endseitengrenzen der Rücklagenschicht und der Decklagenschicht an dem angebrachten Bundabschnitt des Artikels.
Die Seitenplatten 90 können aus im wesentlichen nichtelastomerem Material, wie zum Beispiel Polymerschichten, gewebten Stoffen, nichtgewebten Stoffen oder dergleichen sowie Kombinationen davon aufgebaut sein. In speziellen Aspekten der Erfindung sind die Seitenplatten 90 aus einem im wesentlichen elastomeren Material, wie zum Beispiel einem streckverbundenen Laminat (STL)-Material, einem heißverbundenen Laminat (NBL)-Material, einem Elastomerfilm, einem elastomeren Schaummaterial oder dergleichen, welches elastomer wenigstens entlang der lateralen Richtung 88 dehnbar ist, aufgebaut sein. Zum Beispiel sind geeignete schmelzgeblasene elastomere fasrige Stoffe zum Ausbilden von Seitenplatten 90 in dem US-Patent 4,663,220 beschrieben.
Beispiele von Verbundstoffen, die wenigstens eine textile Vliesstoffschicht aufweisen, die an einer fasrigen elastischen Schicht befestigt ist, sind in der europäischen Patentanmeldung EP 0 217 032 A2 beschrieben.
Beispiele von NBL-Materialien sind in dem US-Patent Nr. 5,226,992 beschrieben.
Wie vorher erwähnt, können verschiedene geeignete Konstruktionen angewendet werden, um die Seitenplatten 90 an ausgewählten Bundabschnitten des Artikels anzubringen. Spezielle Beispiele von geeigneten Konstruktionen zum Befestigen eines Paares von elastisch dehnbaren Elementen an den lateralen Seitenbereichen eines Artikels, die sich lateral nach außen über die lateral gegenüberliegenden Seitenbereiche der äußeren Deck- und Mantelkomponenten eines Artikels erstrecken, können in dem US-Patent Nr. 4,938,753 gefunden werden.
Wo die Seitenplatten auf einem Material aufgebaut sind, welches elastisch gemacht wurde oder auf andere Weise aufgebaut ist, um elastomer dehnbar zu sein, können die elastomeren Seitenplatten wünschenswerterweise eine Spitzenbelastungsdehnung von wenigstens etwa 30 % zur Verfügung stellen, wenn sie einer Zugkraftbelastung von 0,33 Pfund pro laufendern Zoll der Probenausdehnung ausgesetzt werden, das heißt, gemessen senkrecht zu der Richtung der angewendeten Last (etwa 0,58 N/cm). Alternativ können die elastomeren Seitenplatten eine Dehnung von wenigstens etwa 100 % zur Verfügung stellen, und optional kann eine Dehnung von wenigstens etwa 300 % zur Verfügung gestellt werden, um eine verbesserte Leistungsfähigkeit zur Verfügung zu stellen.
Jede der Seitenplatten 90 erstreckt sich lateral von gegenüberliegenden lateralen Enden von wenigstens einem Bundabschnitt der Windel 20. In der gezeigten Ausführungsform erstreckt sich jede Seitenplatte lateral von gegenüberliegenden lateralen Enden des hinteren Bundabschnittes der Rücklage 22. Jede der Seitenplatten weist einen relativ nach außen zeigenden, freien Endbereich 92 auf, welcher eine sich längs erstreckende Längenausdehnung hat. Jede Seitenplatte hat auch eine sich lateral erstreckende Breitenausdehnung und eine Basisbereichsanbringzone 94, welche eine überdeckende Konstruktionsverbindungsanbringung an entweder eine oder beide der Decklagen- und Rücklagenschichten hat. Die Seitenplatten können eine zugespitzte oder auf andere Weise konfigurierte Form haben, in welcher die Basislänge der Seitenplattenanbringzone 94 größer als die Länge des relativ nach außen weisenden distalen Endbereiches 92 ist. Alternativ kann die Länge der Anbringzone 94 geringer als die Länge des relativ nach außen weisenden distalen Endbereiches 92 sein. Optional können die Seitenplatten eine im wesentlichen rechteckige Form oder eine im wesentlichen trapezförmige Form haben.
Ein Druckbalkenabschnitt 98 kann an jeder der Seitenplatten 90 entlang ihres nach außen weisenden freien Endbereiches 92 aufgebaut sein, um gleichmäßiger Zugspannung über den Seitenplattenbereich zu verteilen. Der Druckbalkenabschnitt ist mit einem relativ hohen Steifigkeitswert konfiguriert und in gewünschten Konfigurationen erstreckt sich der Druck balkenabschnitt im wesentlichen entlang der gesamten Längslänge des Seitenplattenaußenbereiches 92. Ein Befestigungsstreifen 44 kann verbunden werden, um sich lateral von den Druckbalkenabschnitt jeder der Seitenplatten 90 für ein Befestigen der Bundabschnitte des Artikels an einem Träger während der Verwendung des Artikels zu erstrecken.
Jeder Befestigungsstreifen 44 kann eine Trägerschicht 56 aufweisen, welche einen Innengrenzenbereich der ausgewählten Befestigungskomponente, wie zum Beispiel das gezeigte Hakenelement 46, mit dem Außengrenzenbereich seiner zugehörigen und entsprechenden Seitenplatte 90 verbindet. Die Trägerschicht hat einen lateral nach innen zeigenden ersten Seitenbereich und einen lateral nach außen zeigenden zweiten Seitenbereich. Der erste Seitenbereich ist laminiert oder auf andere Art und Weise mit der Seitenplatte mit einer Betriebskonstruktionsverbindung verbunden und befestigt. Das Seitenplattenmaterial, das Trägerschichtmaterial und die Konfiguration der Konstruktionsverbindung sind aufgebaut und angeordnet, um den Betriebsdruckbalkenabschnitt 98 auszubilden. Optional kann eine zusätzliche Schicht eines Verstärkungsmaterials entlang des Druckbalkenabschnittes eingebaut werden, um die Steifigkeit des Balkens zu erhöhen und um weiter seine Fähigkeit zu verbessern, Spannungen entlang der Längsausdehnung der Seitenplatte zu verteilen. Der Innenbereich der Trägerschicht 56 kann eine Längsausdehnung haben, welche geringer als die Längsausdehnung des nach außen weisenden freien Grenzbereiches 92 der Seitenplatte 90 ist. Alternativ kann die Trägerschicht 56 eine Längsausdehnung haben, welche im wesentlichen gleich (zum Beispiel 1) oder größer als die Längsausdehnung des Außenbereiches der Seitenplatte ist.
Das Hakenmaterialelement 46 ist laminiert oder auf andere Weise an dem Außenbereich der Trägerschicht mit einer Betriebskonstruktionsanbringung verbunden und befestigt. Speziell ist das gezeigte Hakenelement 46 an einer nach innen weisenden, körperseitigen Oberfläche der Trägerschicht mit den Hakenelementen laminiert, die sich allgemein von dem Artikel nach innen erstrecken. Bei der gezeigten Anordnung ist die nach außen weisende, lateral distale Grenze des zweiten Trägerkantenbereichs angrenzend an die nach außen weisende, lateral distale Grenze des Hakenelementes 46. Alternativ kann die nach außen weisende, lateral distale Grenze des zweiten Trägergrenzbereiches lateral nach innen von der lateral distalen Endgrenze des Hakenelementes 46 beabstandet sein. In jeder Konfiguration stellt die lateral distale Grenze des Hakenelementes 46 die laterale Endgrenze des Artikels zur Verfügung.
Die sich lateral erstreckende relativ nach außen weisende Grenze des Seitenplattenelementes 90 kann von der sich lateral erstreckenden relativ nach innen weisenden Grenze des ausgewählten Befestigungsbereiches durch einen Trägerzwischenraumabstand beabstandet sein. Im speziellen kann die Außengrenze des Seitenplattenelementes 90 auch von der relativ nach innen weisenden Grenze des Hakenelementes 46 durch den Trägerzwischenraumabstand beabstandet sein. Der Zwischenraumabstand hat optional eine laterale Ausdehnung, welche gleich oder größer als die laterale Ausdehnung des Befestigungsbereiches ist. Zusätzlich ist die nach innen zeigende, körperseitige Oberfläche der Trägerschicht 56 aufgebaut, um eine begrenzte mechanische Eingriffsfähigkeit mit den Hakenelementen zu haben. Als ein Ergebnis kann der Befestigungsstreifen 44 entlang einer sich längs erstreckenden Falzlinie gefaltet werden, um selektiv den Befestigungsbereich in einer Speicherposition anzuordnen und zu konfigurieren, wobei die Hakenelemente gegen die körperseitige Oberfläche der Trägerschicht 56 platziert und gehalten werden. Das Eingriffsniveau zwischen dem Hakenmaterial und der Trägerschicht muss nur groß genug sein, um die Speicherposition aufrechtzuerhalten. Zum Beispiel kann der Eingriff einen Einzel spitzen-Haftkraftwert in einem Bereich von etwa 1 bis 50 Gramm an Kraft zur Verfügung stellen.
In speziellen Konfigurationen der Erfindung kann das Material der Trägerschicht 56 aus einem im wesentlichen nichtelastomeren Material, wie zum Beispiel Polymerschichten, gewebten Stoffen, Vliesstoffen oder dergleichen sowie aus Kombinationen davon aufgebaut sein. Alternativ kann das Trägerstoffmaterial aus einem im wesentlichen elastomeren Material, wie zum Beispiel einem streckverbundenen Laminat (SBL)-Material, einem halsverbundenen Laminat (NBL)-Material, einem Elastomefilm, einem elastomeren Schaummaterial oder dergleichen sowie aus Kombinationen davon aufgebaut sein. Das Elastomermaterial ist wenigstens entlang der Lateralrichtung 88 elastomer dehnbar. Zum Beispiel kann das Trägerstoffmateral aus einem Spinnvlies-schmelzgeblasenen-Spinnvlies (SNS)-Stoff mit einem Kern aus schmelzgeblasenen Fasern, die sandwichartig zwischen zwei gegenüberliegenden Schichten von Spinnvliesfasern angeordnet sind, aufgebaut sein, um ein Gesamtverbundstoffbasisgewicht in einem Bereich von etwa 50 bis 67 g/m² (etwa 1,5 bis 2 oz/yd²) zur Verfügung zu stellen. Als ein anderes Beispiel kann das Trägerstoffmaterial im Ganzen aus einem Spinnvliesstoff mit einem Basisgewicht in einem Bereich von etwa 50 bis 67 g/m² (etwa 1,5 bis 2 oz/yd²) aufgebaut sein.
Die mechanischen Befestigungen, die zusammenwirkend mit den verschiedenen Konfigurationen der Erfindung angewendet werden, können durch Befestigungen mechanischen Typs, wie zum Beispiel Haken, Schnallen, Schnappverbindungen, Knöpfe und dergleichen zur Verfügung gestellt werden, welche zusammenwirkende und sich gegenseitig ergänzende, mechanisch ineinandergreifende Komponenten aufweisen. In speziellen Aspekten der Erfindung können die Befestigungsmittel durch ein Haken-und-Ösen-Befestigungssystem, ein Halbrundkopf-und-Schlaufe-Befestigungssystem oder dergleichen (gemeinsam als Haken-und-Ösen-Befestigungen bezeichnet) zur Verfügung gestellt werden. Solche Befestigungssysteme weisen allgemein einen „Haken" oder eine hakenähnliche, männliche Komponente, und eine zusammenwirkende "Öse" oder eine ösenähnliche, weibliche Komponente auf, welche in die Hakenkomponente eingreift und sich mit dieser lösbar verbindet. Wünschenswerterweise ist die Verbindung wahlweise lösbar. Herkömmliche Systeme sind zum Beispiel unter der Marke VELCRO verfügbar.
Beispiele von geeigneten Haken-und-Ösen-Befestigungssystemen sind in dem US-Patent Nr. 5,019,073 beschrieben. Andere Beispiele von Haken-und-Ösen-Befestigungssystemen sind in dem US-Patent Nr. 5,605,735; und dem US-Patent Nr. 6,030,373 beschrieben. Beispiele von Befestigungsstreifen, die mit einer Trägerschicht 56 aufgebaut sind, sind in dem US-Patent Nr. 5,624,429 beschrieben.
In einer typischen Konfiguration eines Haken-und-Ösen-Befestigungssystems ist das Hakenmaterialelement 46 im Betrieb mit dem Befestigungsstreifen 44 verbunden, und das Ösenmaterial 80 wird verwendet, um wenigstens eine zusammenwirkende Anlegezone 78 aufzubauen. Die Anlegezone kann zum Beispiel geeignet an der offenen, zur Außenseite zeigenden Oberfläche der Rücklage 22 positioniert sein. Wie vorher erwähnt kann eine alternative Konfiguration des Haken-und-Ösen-Befestigungssystems das Ösenmaterial aufweisen, das an dem Befestigungsstreifen 44 befestigt ist, und kann das Hakenmaterial aufweisen, das angewendet wird, um die Anlegezone 78 auszubilden.
In speziellen Ausführungsformen der Erfindung kann das Hakenmaterialelement 46 von dem Typ sein, der als Mikrohakenmaterial bezeichnet wird. Ein geeignetes Mikrohakenmaterial wird unter der Bezeichnung CS200 vertrieben und ist von 3M Company, einem Unternehmen mit Geschäftsstellen in St. Paul, Minnesota, verfügbar. Das Mikrohakenmaterial kann Haken in Form von Halbrundkopf-„Kappen" haben, und kann mit einer Hakendichte von etwa 248 Haken pro Quadratzentimeter (1.600 Haken pro Quadratzoll), einer Hakenhöhe, welche in einem Bereich von etwa 0,033 bis 0,097 cm (etwa 0,013 bis 0,038 Zoll) ist; und einer Kappenbreite, welche in einem Bereich von etwa 0,025 bis 0,033 cm (etwa 0,01 bis 0,013 Zoll) ist, konfiguriert sein. Die Haken sind an einem Basisschichtsubstrat mit einer Dicke von etwa 0,0076 bis 0,01 cm (etwa 0,003 bis 0,004 Zoll) und einer Gurley-Steifigkeit von etwa 15 mfg (Milligramm-Kraft) angebracht.
Ein anderes geeignetes Mikrohakenmaterial wird unter der Bezeichnung VELCRO CFM-29 1058 vertrieben und ist von VELCRO USA, Inc., einem Unternehmen mit Geschäftsstellen in Manchester, New Hampshire, verfügbar. Das Mikrohakenmaterial kann Haken in Form von winkligen Hakenelementen haben und kann mit einer Hakendichte von etwa 264 pro Quadratrentimetern (etwa 1.700 Haken pro Quadratzoll) konfiguriert sein. Eine Hakenhöhe ist in einem Bereich von etwa 0,03 bis 0,063 cm (etwa 0,012 bis 0,025 Zoll); und eine Hakenbreite ist in einem Bereich von etwa 0,007 bis 0,022 cm (etwa 0,003 bis 0,009 Zoll). Die Hakenelemente sind in einem Basisschichtsubstrat mit einer Dicke von etwa 0,0076 bis 0,008 cm (etwa 0,003 bis 0,0035 Zoll) zusammenextrudiert, und das Hakenmaterialelement hat eine Gurley-Steifigkeit von etwa 12 mgf (12 Gurley-Einheiten).
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung werden verschiedene Steifigkeitswerte im Hinblick auf ein Biegemoment bestimmt, das durch eine Kraft erzeugt wird, welche senkrecht zu der Ebene gerichtet ist, die im wesentlichen durch die Länge und Breite der Komponente, die getestet wird, definiert ist. Eine geeignete Technik zum Bestimmen der Steifigkeitswerte, die hier beschrieben sind, ist ein Gurley-Steifigkeitstest, wovon eine Beschreibung in dem TAPPI-Standardtest T 543 om-94 (Biegefestigkeit von Papier (Gurley-Typ-Tester)) ausgeführt ist. Eine geeignete Testvorrichtung ist ein Gurley-Digitalsteifigkeitstester, Modell 4171-D, hergestellt durch Teledyne Gurley, einem Unternehmen mit Geschäftsstellen in Troy, New York.
In den verschiedenen Konfigurationen der Erfindung kann das Ösenmaterial durch einen Vlies-, Web- oder Wirkstoff zur Verfügung gestellt werden. Zum Beispiel kann ein geeigneter Ösenmaterialstoff aus einem 2 bar Kettenwirkstoff des Typs ausgebildet sein, der von Guilford Mills, Inc., Greensborough, North Carolina unter der Markennummer #34285 verfügbar ist, als auch aus anderen Wirkstoffen. Geeignete Ösenmaterialien sind auch von der 3M Company verfügbar; welche eine Nylongewebeöse unter ihrem Markenzeichen SCOTCHMATE vertreibt. Die 3M Company hat auch einen mantellosen Ösenstoff mit einem Klebstoff an der Rückseite des Gewebes und ein 3M-gewirktes Ösenband vertrieben.
In speziellen Ausführungsformen der Erfindung muss das Ösenmaterial nicht auf ein einzelnes Anlegezonenpflaster beschränkt sein. Stattdessen kann das Ösenmaterial zum Beispiel durch eine im wesentlichen kontinuierliche, äußere fasrige Schicht vorgesehen werden, welche eingebaut ist, um sich im wesentlichen über den gesamten offenen Oberflächenbereich einer bekleidungsähnlichen äußeren Abdeckung zu erstrecken, die bei der Windel 20 angewendet wird. Die resultierende bekleidungsähnliche Rücklage 23 kann daher das Ösenmaterial für ein funktionsfähiges "überall befestigbares" mechanisches Befestigungssystem zur Verfügung steilen. In der Praxis wird die Bereichsausdehnung des Ösenmaterials von den Kosten des Materials abhängen.
Die Befestigungselemente in den verschiedenen Konstruktionen der Erfindung können im Betrieb an seine Basisschicht durch Anwenden irgendeines oder mehrerer Anbringmechanismen, die angewendet werden, um die verschiedenen anderen Komponenten eines Artikels der Erfindung aufzubauen und zu halten, angebracht werden. Wünschenswerterweise können die Befestigungselemente in den verschiedenen Befestigungsbereichen einstückig, zum Beispiel durch Formpressen, gemeinsames Extrudieren oder dergleichen, zusammen mit der zugehörigen Basisschicht ausgebildet werden. Die Basisschicht und die mechanischen Befestigungselemente können aus im wesentlichen dem gleichen Polymermaterial ausgebildet werden, und es muss kein separater Schritt eines Anbringens der Befestigungselemente an der ursprünglich separaten Hakenbasisschicht vorgesehen werden. In den beispielhaft gezeigten Konfigurationen des primären Befestigungsbereiches können zum Beispiel die Hakenelemente einstückig gleichzeitig mit der Hakenbasisschicht durch Ko-extrudieren der Basisschicht und der Hakenelemente aus im wesentlichen dem gleichen Polymermaterial ausgebildet werden.
Es sollte sofort eingesehen werden, dass die Festigkeit der Anbringung oder einer anderen Verbindung zwischen der Basisschicht und der angebrachten Befestigungskomponente größer als die Kraftspitze sein sollte, die erforderlich ist, um den Befestigungsstreifen 44 von seiner lösbaren Befestigung zu der bestimmten Anlegezone des Artikels zu entfernen.
BERECHNUNGS- UND TESTVERFAHREN
PARTIALSÄTTIGUNGSDICKENVERFAHREN
Die Dickenhöhe (h) jeder Schicht in ihrem partiell gesättigten Zustand kann durch wiederholtes Verwenden der Eingaben, die wie oben bestimmt werden, in dem folgenden Verfahren bestimmt werden:
Anwendungsbereich:
Die Dicke (h) jedes Schichtbereiches in einem partiell gesättigten Zustand wird bestimmt.
Ausstattung und Materialien:

Glaspetrischale (100 × 15 mm – Comingnummer 3160-101 – Fisher Wissenschaftlicher Katalog Nr. 08-747C).
Blutbanksalzlösung, zum Beispiel Katalognummer 8504 Blutbanksalzlösung, erhalten von Stevens Scientific, einem Geschäftsbereich der Cornwell Corporation, einem Unternehmen mit Geschäftsstellen in Riverdale, New Jersey; oder ein stoffliches Äquivalent.
Dickentester mit 0,05 psi (0,345 KPa)-Tiegel von 3 Zoll (7,62 cm) Durchmesser.
Stanze – 3 Zoll (7,62 cm) Durchmesser.
Waagschale.
Laborstoppuhr.

Testverfahren
Stanzen einer 3 Zoll (7,62 cm) Durchmesserprobe des Materials, das zu testen ist.
Berechnen der Sättigung (Gramm Flüssigkeit/Gramm Probe) der Schicht basierend auf einer 0,6 g/cm²-Sättigung der absorbierenden und superabsorbierenden Masse, und Anwenden der Technik, die in der Flussleitwertberechnung diskutiert ist.
Berechnen der Menge an flüssiger Salzlösung, die zu der Probe durch Vervielfachen des Gewichts der trockenen Probe durch das gewünschte Sättigungsniveau hinzuzufügen ist.
Geben der berechneten Flüssigkeitsmenge in eine Petrischale auf einer flachen Oberfläche, um eine gleichmäßige Flüssigkeitsverteilung für die Probe zur Verfügung zu stellen.
Platzieren der Probe in der Petrischale, so dass die Probe flach bleibt. Starten der Stoppuhr.
Entfernen der Probe aus der Petrischale, nachdem die 30 Minuten abgelaufen sind.
Messen der Dicke der Probe (in mm) unter einem Haltedruck von 0,05 psi (0,34 KPa), und Aufnehmen der Dicke.
Die Werte der Partialsättigungsdickenhöhe (h) können dann in den Gleichungen angewendet werden, die zum Berechnen des Flussleitwertes für das absorbierende Verbundstoffsystem angewendet werden.
FLUSSLEITWERTBERECHNUNG
Der Flussleitwert des absorbierenden Kerns bei einer Flüssigkeitsbelastung von 0,6 g/cm² des Absorbers wird verwendet, um die Aufnahmefähigkeit einer absorbierenden Kernstruktur wiederzuspiegeln, wenn der Kern in seinem partiell gesättigten Zustand ist. Der Flussleitwert kann durch die folgende Gleichung beschrieben werden: Flussleitwert = K1h1 + K2h2 + K3h3 + ... wobei

K: = die Permeabilität jeder Schicht bei einer gegebenen Sättigung
H: = die Dicke jeder Schicht bei einer gegebenen Sättigung.

Die Permeabilität (K) jeder Schicht in dem Kern kann wie folgt berechnet werden: Jede Schicht in dem absorbierenden Kern ist eine Kombination von im wesentlichen nichtquellenden Fasern und superabsorbierenden Partikeln, Fasern oder Flocken.
Ausdrücke für die Permeabilität einer Ansammlung von Zylindern, die zufällig orientiert sind, und für eine Ansammlung von Kugeln sind:
Für zylindrische und andere reguläre oder irreguläre, längliche Faserformen:
Für allgemein kugelförmige und andere reguläre oder irreguläre Partikelformen:
wobei ^SA/_V das Oberflächenbereich-zu-Volumen-Verhältnis des festen Bereichs in cm^–1 und die Porosität, ε, das Verhältnis des Porenvolumens zu dem Gesamtvolumen des gesamten Mediums ist. Die Grundlage für die obigen Permeabilitätsausdrücke kommt von Happel und Brenner, Niedrige Reynolds-Zahl-Hydrodynamiken, Noordhoff International Publishing (1973). Ausdrücke der Permeabilität für die Zylinder und Kugeln, die in dieser Arbeit abgeleitet werden, wurden an einfachere Formen, wie oben gezeigt, angepasst, um den Wert des Exponenten und des Faktors zu erhalten.
Es wurde beobachtet, dass im wesentlichen die gesamte Flüssigkeit, die während des ersten Insultes eingebracht wurde, durch den Superabsorber aufgenommen wurde, bevor der zweite Insult eingebracht wurde. Entsprechend wird für den Zweck des Berechnens des Permeabilitätswertes, der in den Flussleitberechnungen verwendet wird, die gesamte oben spezifizierte Flüssigkeit (0,6 g/cm²) als in dem Superabsorber befindlich betrachtet. Daher wird beim Berechnen der Werte für die Porosität, ε, und des Oberflächenbereich-pro-Volumen-Verhältnisses für die Superabsorber das Flüssigkeitsvolumen als Teil des festen Volumens eingeschlossen. Damit ergibt sich die Porosität, ε, des Materials durch: ε = 1 – [(festes Volumen + flüssiges Volumen)/(Gesamtvolumen, das durch die benetzte Probe eingenommen wird)];wobei das Gesamtvolumen, das durch die benetzte Probe eingenommen wird, durch den Bereich der Probe multipliziert mit der Dicke der Probe bestimmt wird. Die Dicke der Probe kann durch das Partialsättigungsdickenverfahren bestimmt werden, das in der vorliegenden Beschreibung ausgeführt ist.
Die Oberflächenbereich-pro-Volumen (SA/V-Ausdrücke, die in den Permeabilitätsgleichungen für die verschiedenen Komponenten verwendet werden, werden unter Verwendung der Oberflächenbereich-pro-Volumen-Ausdrücke für entweder Fasern oder Partikel, entsprechend der Morphologie der einzelnen Komponente, berechnet. Für Fasern ist das Oberflächenbereich-zu-Volumen-Verhältnis gleich dem Umfang-zu-Bereich-Verhältnis, ^p/_a, eines Querschnittes, der senkrecht zu der Längsachse des Zylinders ermittelt wird. Für einen Zylinder mit einem runden Querschnitt ist zum Beispiel: SA/V = p/a = 2/r; wobei r der Radius des Zylinderquerschnittes in cm ist.
Bei bandförmigen Formen; das heißt, solchen mit etwa rechteckigem Querschnitt, ist: SA/V = p/a = 2·(Breite + Dicke)/(Breite + Dicke)
Für Fasern mit komplexeren Querschnittsformen können die Umfang-zu-Fläche-Verhältnisse durch mikroskopische Techniken bestimmt werden, die im Stand der Technik bekannt sind. Zum Beispiel siehe E.E. Underwood, Quantitative Stereologie, Edison Wesley Publishing Co. (1970).
In diesen Berechnungen kann das Oberflächenbereich-zu-Volumen-Verhältnis von im wesentlichen nichquellenden Fasern durch Verwendung eines „SA/V"-Wertes (für das Oberflächenbereich-zu-Volumen-Veehältnis der Faser) bestimmt werden, welches für die Querschnittsform der Faser geeignet ist. Zum Beispiel sind Flusenfasem allgemein bandähnlich mit einer recheckigen Querschnittsform. Für eine Flusenfaser mit einer Dicke von 8 Mikrometern (0,0008 cm) und einer Breite von 40 Mikrometer (0,0040 cm) ist zum Beispiel das Oberflächenbereich-pro-Volumen-Verhältnis

SA/V: = 3.000 cm^–1

Die superabsorbierende Morphologie kann aus einzelnen Partikeln bestehen, fasrig, flockenähnlich oder aus Kombinationen davon sein. Weiterhin können die superabsorbierenden Quelleigenschaften isotrop oder anisotrop sein. Die Mehrzahl der kommerziell verfügbaren Superabsorber sind in der Form von Partikeln, welche im wesentlichen isotrop quellen. Solche superabsorbierenden Partikel können als Kugeln in den vorliegenden Berechnungen behandelt werden. Wenn die Partikelgrößen alle im wesentlichen identisch sind, kann das Oberflächenbereich-zu-Volumen-Verhältnis für eine Kugel verwendet werden, um das Oberflächenbereich-zu-Volumen-Verhältnis der Superabsorber abzuschätzen. Das Oberflächenbereich-zu-Volumen-Verhältnis für eine Kugel ist gegeben durch SA/V = 3/r wobei r der Radius der Kugel in cm ist.
Jedoch können superabsorbierende Materialien aus einer Verteilung von Partikelgrößen aufgebaut sein. Wenn diese Verteilung im wesentlichen monomodal ist, kann das rechnerisch gewichtete Oberflächenbereich-zu-Volumen-Verhältnis verwendet werden. Für eine gegebene Verteilung kann dieser Wert wie folgt berechnet werden:
wobei

r_i: = Mittelpunkt des Partikelradiusbereichs des i-ten Bereiches, in cm.
n_i: = die Anzahl von Partikeln in dem i-ten Bereich

m_i: = Massefraktion des Partikels in dem i-ten Bereich in Gramm.
ρ_SAP: = Dichte des trockenen superabsorbierenden Feststoffes in g/cc.

Wenn die Partikelgrößenverteilung multimodal, zum Beispiel bimodal ist, sollte eine separate Permeabilität für jede modale Gruppe in der selbst-konsistenten Berechnung der Permeabilität des Verbundstoffmaterials verwendet werden, die detailliert unten beschrieben ist. In diesem Fall sollte ein rechnerisch gewichtetes Oberflächenbereich-zu-Volumen-Verhältnis für jede modale Gruppe, wie oben beschrieben, berechnet werden. Typischerweise sollten wenigstens 6 bis 8 verschiedene Partikelgrößenfraktionen verwendet werden, um die Partikelgrößenverteilung des Superabsorbers abzuschätzen.
Das Quellen des Superabsorbers mit der Flüssigkeitsabsorption verkompliziert weiterhin das Verfahren des Einbringens der Beiträge des Superabsorbers in die Bestimmung der Verbundstoffpermeabilität. Speziell die Größe und damit das Oberflächenbereich-zu-Volumen-Verhältnis des Superabsorbers wird von dem Sättigungsniveau des Superabsorbers abhängen. Die Beziehung für das Oberflächenbereich-zu-Volumen-Verhältnis eines isotrop quellenden superabsorbenden Partikels ist als eine Funktion seines Flüssigkeitsgehaltes
wobei

(SA/V)_nass: = Oberflächenbereich-pro-Volumen-Verhältnis des nassen Superabsorbers in cm^–1
S: = Sättigung des Superabsorbers, ausgedrückt in Gramm Flüssigkeit pro Gramm Superabsorber
ρ_SAP: = Dichte des trockenen SAP in g/cc
ρ_l: = Dichte der Flüssigkeit in g/cc
(SA/V)_trocken: = Oberflächenbereich-pro-Volumen-Verhältnis des trockenen SAP in cm^–1

Superabsorbierende Materialien können auch in fasriger Form vorliegen. Es wurde beobachtet, dass allgemein die fasrigen Superabsorber anisotrop quellen werden. Speziell der Anstieg des Faservolumens bei steigendem Flüssigkeitsgehalt ist primär radial, wobei die Faserlänge relativ konstant bleibt. In solchen Fällen ist das Oberflächenbereich-zu-Volumen-Verhätnis der gequellten Superabsorberfaser gegeben durch
Mit den obigen Beziehungen für das Oberflächenbereich-zu-Volumen-Verhältnis als einer Funktion des Flüssigkeitsgehalts in dem Superabsorber kann das Oberflächenbereich-zu-Volumen-Verhältnis für einen Superabsorber mit einem speziellen Flüssigkeitsgehalt berechnet werden. Bevor das Oberflächenbereich-zu-Volumen-Verhältnis für jeden Superabsorber für eine Verwendung in den oben gegebenen Permeabilitätsgleichungen berechnet werden kann, sollte das Sättigungsniveau jedes Superabsorbers in jeder Schicht bestimmt werden. Die folgende Diskussion beschreibt das Verfahren, das verwendet wird, um das Sättigungsniveau jedes der Superabsorber, die in dem absorbierenden Kern vorliegen, abzuschätzen.
Es wurde beobachtet, dass in dem Zeitintervall zwischen der Abgabe der ersten und zweiten Flüssigkeitsinsulte an das Produkt, die Flüssigkeit im wesentlichen vollständig durch die Superabsorber in dem System aufgenommen wird. Weiterhin wurde beobachtet, dass die Flüssigkeit, die während des ersten Insultes eingebracht wurde, sich zwischen den superabsorbierenden Materialien in Übereinstimmung mit deren relativen Mengen und Flüssigkeitsaufnahmeraten verteilt. Für die Flüssigkeitsbelastung, die oben spezifiziert ist (0,6 g/cm²), kann die Sättigung, S_j, ausgedrückt in Gramm Flüssigkeitsmenge pro Gramm Superabsorber in jedem Superabsorber, wie folgt berechnet werden:

= Basisgewicht des j-ten Superabsorbers in Gramm/Quadratmeter
= Flüssigkeitsverteilungsfaktor für den j-ten Superabsorber
Flüssigkeitsverteilungsfaktoren,
werden für jede Superabsorberkomponente basierend auf den relativen Raten und Mengen der verschiedenen Mengen Superabsorberkomponenten berechnet.
wobei

bw_j: = Basisgewicht des j-ten Superabsorbers in Gramm/Quadratmeter
: = der relative Ratefaktor des j-ten Superabsorbers

Der relative Ratefaktor,
für jeden Superabsorber ist gegeben durch
wobei

τ_j: = die Zeit, die für den j-ten Superabsorber erforderlich ist, um 60 % seiner Gleichgewichtskapazität bei dem Absorptionsfähigkeit-unter-Null-Last (FAUZL)-Test, der hier beschrieben ist, zu absorbieren.

Für Illustrationszwecke des Verfahrens wird ein Beispiel mit einem Zweischichtabsorber mit den folgenden Zusammensetzungen betrachtet:

Schichtbereich 1: Superabsorber Typ 1 mit einer rechnerisch gewichteten Partikelgröße von 400 Mikrometer bei 120 gsm (Gramm pro Quadratmeter), τ1 = 5 min, Zellstoffflusen bei 120 gsm mit 8 Mikrometer bis 40 Mikrometer Faserquerschnitt, gemessene Dicke bei dem unten spezifizierten Sättigungsniveau = 0,55 cm.
Schichtbereich 2: Superabsorber Typ 2 einer rechnerisch gewichteten Partikelgröße von 400 Mikrometer bei 150 gsm, τ2 = 10 min, Zellstoffflusen bei 300 gsm mit 8 Mikrometer bis 40 Mikrometer Faserquerschnitt, gemessene Dicke bei dem unten spezifizierten Sättigungsniveau = 0,51 cm.

Für die Superabsorber, die in diesen Schichten verwendet werden, ist
Die obigen Berechnungen sind geeignet, wenn die Gesamtgleichgewichts-FAUZL-Superabsorberkapazitäten bei der spezifizierten Belastung von 0,6 g/cm² nicht überschritten werden. Wenn die Kapazität eines speziellen superabsorbierenden Materials unter diesen Umständen überschritten wird, wird seine Sättigung bei dem Gleichgewichtswert festgesetzt und es wird angenommen, dass die überschüssige Flüssigkeit in den anderen Superabsorbern in einer Weise bleibt, die mit den hier angegebenen Beschreibungen in Übereinstimmung ist.
Basierend auf den Flüssigkeitsmengen, die sich in den superabsorbierenden Partikeln befinden, kann das Oberflächenbereich-zu-Volumen-Verhältnis der gequellten Partikel und Fasern in jeder Schicht unter Verwendung der geeigneten Oberflächenbereich-zu-Volumen-Verhältnis-Gleichungen, die oben für die gequellten Partikel und/oder Fasern angegeben sind, berechnet werden. Die Permeabilitätsgleichung, die für Kugeln angegeben ist, sollte für die Partikelsuperabsorber verwendet werden, und die Permeabilitätsgleichung, die für Zylinder angegeben ist, sollte für fasrige Superabsorber verwendet werden. In diesem speziellen Beispiel sind die Superabsorber in Partikelform, so dass ihre Oberflächenbereich-zu-Volumen-Verhältnisse, wenn der Kern 0,6 g/cm² Flüssigkeit enthält, wie folgt sind. Bereich 1 Superabsorber:
Schichtbereich 2 Superabsorber:
Fasrige Zellstoffflusenkomponente, die in beiden Schichten verwendet wird:

SA/V: = 3.000 cm^–1

Man kann nun geeignete Gleichungen zum Bestimmen der Permeabilität jeder der Komponenten in jedem Verbundstoffschichtbereich, der verwendet wird, um den absorbierenden Kern auszubilden, unter Verwendung der obigen Ausdrücke für die Permeabilitäten von Ansammlungen von Fasern oder Ansammlungen von Partikeln aufstellen. Jedoch sind die oben genannten Ausdrücke für die Permeabilitäten der Ansammlungen von Fasern und/oder Partikeln nur gültig, wenn das gesamte poröse Medium einzig aus monodispersen Fasern oder Partikeln besteht. Wenn sowohl Fasern und Partikel in einem Medium mit spezifizierter Porosität vorliegen, werden die obigen Ausdrücke kombiniert. Das Verfahren, das verwendet wird, um diese zwei zu kombinieren, ist in Übereinstimmung mit dem selbstkonsistenten Verfahren, das in A.L. Berdichevsky und Z. Cai, „Vorform-Permeabilität- Vorhersagen durch ein selbst-konsistentes Verfahren und Finite Elementesimulation", Polymer Composites, 14(2), (1993) ausgeführt ist.
Bei der vorliegenden Erfindung ist die Grundvoraussetzung für das selbst-konsistente Verfahren, dass die Permeabilität im wesentlichen homogen in dem gesamten porösen Medium ist. Daher werden die lokalen Porositätswerte, die den Fasern und den Partikeln entsprechen, bestimmt, so dass ihre lokalen Perrneabilitäten gleich sind. Die obige Berechnung ist Gegenstand der Bedingung, dass die Gesamtporosität (ε_comp) der Struktur an dem spezifizierten Wert, welcher von dem gemessenen Probenbereich und der Dicke, wie oben beschrieben, bestimmt wird, aufrechterhalten wird. Die einfachste Verbundstoffzusammensetzung besteht aus zwei Komponenten. In diesem Fall werden zwei Permeabilitätsgleichungen für die selbst-konsistente Berechnung der Verbundstoffpermeabilität erforderlich sein. Für das vorliegende Zweischichtenbeispiel, das oben beschrieben ist, sind die zu verwendenden Permeabilitätsgleichungen in der selbst-konsistenten Verbundstoffpermeabilitätsberechnung die folgenden:
Die Permeabilitätsgleichungen für Schicht 1 und Schicht 2 sind: Schichtbereich 1:
Schichtbereich 2:
wobei ε_Faser1, ε_SAP1, ε_Faser2 und ε_SAP2 den lokalen Porositätswerten der Faser und Superabsorber in den Schichten 1 bzw. 2 entsprechen. Die Kombination der lokalen Porositäten muss die richtige Gesamtporosität ergeben, die von Dickenmessungen erhalten wird, die vorher beschrieben wurden, nämlich
wobei:

bwt_comp: = Basisgewicht des Verbundstoffes in Gramm pro Quadratmeter
f_k: = Massenfraktion des Verbundstoffes, der durch die k-te Faser zur Verfügung gestellt wird
f_j: = Massenfraktion des Verbundstoffes, der durch den j-ten Superabsorber zur Verfügung gestellt wird

ρ_k: = Dichte der k-ten Faser,
ρ_j: = Dichte des j-ten Superabsorbers,
ρ_l: = Dichte der Flüssigkeit,
S_j: = Sättigungsniveau des j-ten Superabsorbers in Gramm Flüssigkeit pro Gramm des Superabsorbers,
h_comp: = Dicke (cm) des Verbundstoffes an dem Niveau in dem die Flüssigkeitsbelastung gleich der Gesamtflüssigkeitsbelastung in dem Verbundstoff ist, wobei die Gesamtflüssigkeitsbelastung in dem Verbundstoff gegeben ist durch:

Für das Zweischichtenbeispiel, das oben angegeben ist, wobei nur ein Fasertyp und ein Superabsorbertyp in jeder Schicht vorhanden ist, ist die Dichte der Faserkomponente in beiden Schichten 1,5 g/cc, die Dichte der Superabsorberkomponente in beiden Schichten ist 1,48 g/cc und die Superabsorbermassenfraktionen, Flüssigkeitsbelastungen und Verbundstoffhöhen jeder Schicht sind wie oben spezifiziert. Die Gesamtporositätswerte sind wie folgt: Schichtbereich 1:
Schichtbereich 2:
Die Permeabilitätswerte der zwei Schichten nach Durchführen der selbst-konsistenten Berechnung sind:
Schichtbereich 1:

K = 1,6·10–6 cm2

Schichtbereich 2:

K = 1,1·10–6 cm2

Dieser einfache Zweischichtenfall dient zum Illustrieren des Prinzips der Verbundstoffpermeabilitätsberechnung. Jedoch können die Verbundstoffe, die zum Aufbauen des absorbierenden Kerns dieser Erfindung verwendet werden, mehr als zwei Komponenten umfassen. In solchen Fällen ist es notwendig, eine Penneabilitätsgleichung für jede Komponente in einem gegebenen Verbundstoffschichtbereich einzuschließen, wenn die selbst-konsistente Verbundstoffpermeabilitätsberechnung für den Schichtbereich durchgeführt wird. Zum Beispiel, wenn ein Verbundstoffschichtbereich zwei Fasertypen und zwei Superabsorber enthält, sind vier Permeabilitätsgleichungen bei der Berechnung der Verbundstoffpermeabilität erforderlich, wenn das selbst-konsistente Verfahren verwendet wird.
Mit den Verbundstoffpermeabilitäten und Dicken (Höhe, h), die für jeden Schichtbereich des absorbierenden Kerns in seinem partiell gesättigten Zustand, wie oben beschrieben, bestimmt werden, ist es nun möglich, den Flussleitwert für das System zu berechnen. Wie vorher beschrieben, ist der Flussleitwert = K1h1 + K2h2 + K3h3 + ...
Somit gilt für das oben angegebene Zweischichtenbeispiel: Flussleitwert = (1,6·10–6·0,55) + (1,1·10–6·0,51) = 1,4·10–6 cm3
Während die obigen Berechnungen der Permeabilität und des Flussleitwertes für eine Zweischichtstruktur gezeigt wurden, deren Schichten jeweils einen isotrop quellenden Partikelsuperabsorber und einen vom Fasertyp enthalten, kann die Berechnung des Flussleitwertes auf Fälle ausgeweitet werden, die mehr als zwei Schichten umfassen, und die Berechnung der Permeabilität, K, kann sofort für komplexere Materialien, in Übereinstimmung mit der hier erfolgten Beschreibung, angepasst werden.
FLÜSSIGKEITSDOCHTWIRKUNGSPOTENTIRLWERT (Flüssigkeitsdochtwirkungswert) Anwendungsbereich
Dieser Test wird verwendet, um die Fähigkeit eines absorbierenden Materials zu bestimmen, Flüssigkeit aus dem Zielbereich zu entfernen.
Zusammenfassung
Bestimmen der Flüssigkeitsmenge, die auf eine Probe zu geben ist, basierend auf den Flüssigkeitsverteilungsberechnungen. Erlauben der Probe, die Flüssigkeit von einem Reservoir zu absorbieren und Bestimmen der Flüssigkeitsmenge, die von dem Zielbereich entfernt wurde.
Ausstattung und Materialien

Ein 21 cm-mal-21 cm-Stück Plexiglas oder ein ähnliches Material von 5 mm Dicke oder geringer.
Ein geeignetes Flüssigkeitsreservoir.
Eine Laborwaage.
Eine Probenunterlage zum Halten der absorbierenden Probe vertikal während der Zugabe von Flüssigkeit zu der Probe.
Verbindungsklammem zum Halten der Probe an dem Plexiglas, zum Beispiel Mediumverbindungsklammer Nr. 10050 von IDL Corporation, Caristadt, NJ.
Laborofen bei 150 °C

Testmaterialien
Testflüssigkeit, Salzlösung; empfohlene Salzlösung, Blutbanksalzlösung, zum Beispiel Katalog-Nr. 8504 Blutbanksalzlösung, erhalten von Stephen Scientific, einem Geschäftsbereich der Cornwell Corporation, einem Unternehmen mit Geschäftsstellen in Riverdale, New Jersey; oder ein stoffliches Äquivalent.
Probenvorbereitung
Entfernen des Probenschichtbereiches von dem Produkt, oder Präparieren einer Probe mit der gleichen Farm, wie sie in dem Produkt vorliegt, auf andere Weise. Jede Schicht sollte vereinzelt und separat getestet werden.
Markieren der Zielstelle mit einem dauerhaften Tintenmarkierer. Die Zielstelle der Schicht, die getestet wird, wird bestimmt, wenn die Schicht an ihrer vorgesehenen Position in dem absorbierenden Kern ist. Die Zielstelle ist an einem lateral mittigen Bereich, welcher sich von der vorderen Endkante der sich am weitesten nach vom erstreckenden absorbierenden Schicht des absorbierenden Kerns um einen Abstand gleich 36 % der Gesamtlänge des absorbierenden Kerns nach innen befindet. Entsprechend ist die sich am weitesten nach vom erstreckende absorbierende Schicht des absorbierenden Kerns nicht notwendigerweise die Schicht, die getestet wird.
Markieren des Zielbereiches auf der Probe mit einem dauerhaften Tintenmarkierer. Der Zielbereich der Probenschicht, die getestet wird, wird bestimmt, wenn die Schicht an ihrer vorgesehenen Position in dem absorbierenden Kern ist. Der Zielbereich der Testprobenschicht ist der Bereich der Probenschicht, welche zwischen zwei sich lateral erstreckenden Linien liegt. Die erste Linie befindet sich innen von der vorderen Endkante der sich am weitesten nach vom erstreckenden absorbierenden Schicht des absorbierenden Kerns um einen Abstand gleich 24 % der Gesamtlänge des absorbierenden Kerns. Die zweite Linie befindet sich innen von einer vorderen Endkante der sich am weitesten nach vom erstreckenden absorbierenden Schicht des absorbierenden Kerns um einen Abstand gleich 59 % der Gesamtlänge des absorbierenden Kerns. Beide Linien sind im wesentlichen senkrecht zu der sich längs erstreckenden Mittellinie des absorbierenden Kerns. Wenn beide dieser zwei Zielbereichslinien aus den Grenzkanten der absorbierenden Probe, die getestet wird, fallen, dann wird der Flüssigkeitsdochtwirkungswert der Probe, die getestet wird, per Definition Null sein.
Berechnen der Flüssigkeitsmenge, die durch die Probe zu absorbieren ist, durch Verwenden der Flüssigkeitsverteilungsberechnungen, wie sie in der Beschreibung zum Berechnen des Flussleitwertes ausgeführt sind. Jedoch statt die SAP-Sättigung für jede Schicht zu berechnen, ist nur die Flüssigkeitsmenge zu bestimmen, die für jede Schicht vorausberechnet worden ist. Dies kann durch Verwendung der folgenden Gleichung erfolgen:
(zum Beispiel für das bei der Beschreibung der Bestimmung des Flussleitwertes angegebene Beispiel; 61,6 Gramm Flüssigkeit in Schichtbereich 1, und 38,4 Gramm Flüssigkeit in Schichtbereich 2, wenn ein 100 cm² Zielbereichsoberflächenbereich angewendet wird).
Aufbau
Platzieren der Probe auf der Plexiglasprobenhalterung, so dass die Zielstelle direkt an dem Boden der Vorrichtung ist.
Füllen des Flüssigkeitsreservoirs zu einem Punkt etwa 1 cm von der Spitze.
Platzieren des Reservoirs auf der Laborwaage.
Testverfahren
Tarieren der Waage
Aussetzen der Probe in dem Reservoir, so dass die Flüssigkeit das absorbierende System berührt. Der Flüssigkeitskontakt muss während des gesamten Verfahrens aufrecht erhalten werden.
Verwenden der Laborwaage als Referenz, Erlauben des absorbierenden Verbundstoffes, die Flüssigkeitsmenge, die in den vorhergehenden Berechnungen bestimmt wurde, zu absorbieren. Entfernen der Probe aus dem Reservoir, wenn die Probe eine Menge absorbiert hat, die gleich der basierend auf den Flüssigkeitsverteilungsberechnungen ± 5 gms ist.
Erlauben der Probe, für 5 Minuten ungestört in der vertikalen Position zu bleiben. Schneiden der Probe an den Zielbereichsmarkierung und Entfernen des zentralen Bereichs. Wiegen der verbleibenden Abschnitte.
Trocknen der verbleibenden Abschnitte in einem Ofen über Nacht.
Wiegen der trockenen Proben und Subtrahieren dieses Gewichts von dem nassen Gewicht, um die Flüssigkeitsmenge zu bestimmen, welche aus dem Zielbereich bewegt wurde. Dividieren der Flüssigkeitsmenge, die aus dem Zielbereich entfernt wurde (das heißt, der Menge, die durch den vorhergehenden Schritt gemessen wurde) durch die Gesamtmenge an Flüssigkeit, die auf die Schicht in dem Dochtwirkungstest gebracht wurde; und Multiplizieren dieses Ergebnisses mit 100. Dies ist der Dochtwirkungspotentialwert des Schichtbereichs.
KOMBINIERTER LEITWERT-DOCHTWIRKUNGSWERT (C)
Der kombinierte Leitwert-Dochtwirkungswert kann in Übereinstimmung mit der folgenden Formel bestimmt werden:
wobei:

FCV: = Flussleitwert in Einheiten von cm³;
LWV: = Flüssigkeitsdochtwirkungswert in %; und
(3·10⁶): hat die Einheit von cm^–3.

MODIFIZIERTE ABSORPTIONSFÄHIGKEIT UNTER BELASTUNG (MAUL)
Anwendungsbereich
Dieser Test dient dem Messen der Fähigkeit eines Partikel-Superabsorberpolymers (SAP), eine Salzlösung zu absorbieren, während es unter konstanter Belastung von 0,3 psi (2,07 KPa) ist. Im Spezieilen misst der Test die Salzlösungsmenge, die durch 0,160 Gramm de_r superabsorbierenden Polymers absorbiert wird, welches vorher durch eine US std.#30-Netz gesiebt wurde und auf einem US std.#50-Netz festgehalten wurde, wenn es in einem 5,07 cm²-Bereich unter einem Druck von 0,3 psi (2,07 KPa) abgegrenzt wurde. Eine geeignete Testvorrichtung ist beispielsweise in den 10 bis 14 gezeigt.
Ausstattung und Materialien

Elektronische Waage, genau bis 0,001 Gramm (200 Gramm Minimale Kapazität).

Zylindergruppe: 1 Zoll (25,4 mm) innerer Durchmesser, Plastikzylinder (120) mit einem 100 Netz Edelstahlsieb, das an dem Zylinderboden befestigt ist; 4,4 Gramm Kunststoffkolbenscheibe (122) mit einem 0,995 Zoll (25,27 mm) Durchmesser. Der Kolbenscheibendurchmesser ist 0,005 Zoll (0,13 mm) kleiner als der Innendurchmesser des Zylinders. Siehe 11.
100 Gramm Gewicht (124) mit 0,984 Zoll (25 mm) Durchmesser.
0,9 % (wt/wt) NaCl-Lösung (Blutbanksalzlösung).
Salzlösungsbecken (126).
Stoppuhr (140), die in der Lage ist, 200 Minuten in 1-Sekunden-Intervallen zu messen.
Wiegepapier
US-Standard-Testsieb (A.S.T.M. E-11 Spezifikation) Gruppierung einschließlich einem Empfänger, ein US std. # 30-Netz, ein US std. #50-Netz, und ein Deckel. Ein Klopfvorrichtung ist über der Probe positioniert, um ein gleichmäßiges Klopfen auf die stützende Kolbenscheibe zur Verfügung zu stellen, wie es in den 10 und 12 gezeigt ist. Dieses Klopfen entfernt jegliche aufgenommene Luft, die das SAP umgibt und sichert ab, dass die Flüssigkeit die SAP-Oberfläche benetzt. In diesem Aufbau rotiert ein Motor (128) eine Welle, welche eine Stange (130) entlang eines Auf- und Ab-Hubes antreibt. An dem unteren Ende der Stange ist ein Gummifuß (132), welcher einen Durchmesser von 13 mm hat, wie in 12 gezeigt. Der Wellenhub beträgt 3 cm und er vollführt einen vollen Auf- und Ab-Hubzyklus alle 0,7 Sekunden. Der maximale Druck, den die Kolbenscheibe auf das SAP ausübt, beträgt 0,16 psi (0,11 KPa).
Im Hinblick auf die 10 hat eine Befestigung (134) einen Vakuumanschluss (136), der eine Evakuierung der interstitiellen Flüssigkeit aus der Probe erlaubt. Der Eingang beherbergt die Basis der Zylindergruppe. Wenn die Zylindergruppe, die die Probe enthält, auf der Befestigung platziert wird, wird die freie Flüssigkeit aus dem Raum zwischen den Probenpartikeln entfernt. Eine geeignete Pumpe (138) legt einen Vakuumdruck an, der auf die Probe 100 Ton (13,3 KPa) oder weniger ausübt.
10 zeigt den gesamten Testaufbau. Es sollte beachtet werden, dass elektronische Stoppuhren (140) wünschenswerterweise verwendet werden, um die Laufzeit der Klopf- und Vakuumvorrichtungen zu steuern. In diesem Aufbau ruht auch die Klopfvorrichtung auf einem Schlitten (142), welcher eine Bewegung zwischen mehreren Proben erlauben würde.
Verfahren

1. Verwenden der USA-Standard-Testsiebgruppierung, Sieben von genügend Super absorber, um ein Minimum von 0,160 Gramm zur Verfügung zu stellen, das durch das #30-Netzsieb hindurchgeht und auf dem #50-Netzsieb gehalten wird.
2. Auswiegen von 0,160 Gramm (± 0,001 Gramm) von gesiebtem Superabsorber von Schritt 1 auf vortariertem Wiegepapier.
3. Langsames Eingießen des Superabsorbers in den Zylinder mit dem 100-Netzboden. Vermeiden, dass das SAP die Seiten des Zylinders kontaktiert, da das Granulat anhaften kann. Vorsichtiges Klopfen des Zylinders, bis die Körnchen gleichmäßig auf dem Sieb verteilt sind.
4. Platzieren des Kunststoffkolbens in dem Zylinder. Wegen dieser Zylindergruppe und Aufnehmen des Gewichtes als der „Zylindergruppensuperabsorbermenge".
5. Füllen des Salzlösungsgefäßes bis zu 1 cm Höhe mit der Blutbanksalzlösung.
6. Platzieren der Zylindergruppe in dem Salzlösungsgefäß, direkt unter der Weile der Klopfvorrichtung und Starten der Stoppuhr. Starten der Klopfvorrichtung, um für eine Dauer von 8 Sekunden zu klopfen.
7. In 5 Sekunden nach dem Ende des 8-Sekunden-Klopfzeitraumes, Platzieren des 100-Gramm-Gewichtes auf dem Zylindergruppenkolben, wie in 11 gezeigt.
8. 200 Minuten, nachdem der Zylinder in dem Gefäß platziert ist, Entfernen der Zylindergruppe und des Gewichtes, Platzieren der Zylindergruppe und des 100 Gramm Gewichtes auf der Vakuumplattform, wie in 13 gezeigt. Anlegen des Vakuums für einen Zeitraum von 6 Sekunden.
9. Entfernen des 100-Gramm-Gewichtes von der Zylindergruppe, Wegen der Zylindergruppe, und Aufnehmen des Gewichtes.

Ergebnisse und Analyse
Für jeden Test Kalkulieren der Gramm an Salzlösung, die pro Gramm SAP absorbiert wurde. Dies ist der MAUL-Wert für den Superabsorber.
GEFLUTETE ABSORPTIONSFÄHIGKEIT UNTER NULL-LAST (FAUZL)
Anwendungsbereich
Dieser Test ist aufgebaut, um die Salzlösungsabsorptionsrate eines Partikelabsorberpolymers (SAP) zu messen. Der Test misst als eine Funktion der Zeit die Menge an Salzlösung, die durch 0,160 Gramm superabsorbierendes Polymer absorbiert wird (entweder trocken oder vorgesättigt beginnend), wenn es auf einen 5,07 cm²-Bereich bei einem bestimmten Nominaldruck von 0,01 psi (0,069 KPa) beschränkt ist. Aus den resultierenden Daten der Absorption in Abhängigkeit von der Zeit wird die charakteristische Zeit (Tau) zum Bestimmen von 60 % der Gleichgewichtsabsorptionskapazität bestimmt.
Ausstattung und Materialien

Elektronische Waage, genau bis 0,001 Gramm (200 Gramm minimale Kapazität).

Zylindergruppe: 1 Zoll (25,4 mm) innerer Durchmesser, Kunststoffzylinder (120) mit einem Edelstahldrahtsieb der Maschenweite 100, das an dem Zylinderboden befestigt ist; 4,4 Gramm Kunststoffkolbenscheibe (122) mit 0,995 Zoll (25,27 mm) Durchmesser. Der Kolbenscheibendurchmesser ist 0,005 Zoll (0,13 mm) geringer als der Innendurchmesser des Zylinders. Siehe 11.
0,9 % (wt/wt) NaCl-Lösung (Blutbanksalzlösung).
Salzlösungsbecken.
Stoppuhr (140), die in der Lage ist, 120 Minuten in 1-Sekunden-Intervallen aufzunehmen.
Wiegepapier.
Ein Klopfvorrichtung ist über der Probe positioniert, um ein gleichmäßiges Klopfen auf die tragende Kolbenscheibe zur Verfügung zu stellen, wie es in den 10 und 12 gezeigt ist. Dieses Klopfen vertreibt jegliche festgehaltene Luft, die das SAP umgibt, und sichert ab, dass Flüssigkeit die SAP-Oberfläche benetzt. In diesem Aufbau rotiert ein Motor (128) eine Welle, welche eine Stange (130) entlang eines Auf- und Ab-Hubes antreibt. An dem unteren Ende der Stange ist ein Gummifuß (132), welcher einen Durchmesser von 13 mm hat, wie es in 13 gezeigt ist. Der Wellenhub beträgt 3 cm und er führt einen vollen Auf- und Ab-Hub-Zyklus alle 0,7 Sekunden aus. Der maximale Druck, den die Kolbenscheibe auf das SAP bei Belastung ausübt, ist 0,16 psi (0,11 KPa).
Im Hinblick auf 10 hat eine Befestigung (134) einen Vakuumanschluss (136), der die Evakuierung von der interstitieller Flüssigkeit von der Probe erlaubt. Der Anschluss beinhaltet die Basis der Zylindergruppe. Wenn die Zylindergruppe, die die Probe enthält, an der Fixierung platziert wird, wird die freie Flüssigkeit vom Raum zwischen den Probenpartikeln entfernt. Eine geeignete Pumpe (138) legt einen Vakuumdruck an, der auf die Probe 100 Torr (13,3 KPa) oder weniger ausübt.
10 zeigt den gesamten Testaufbau. Es sollte beachtet werden, dass elektronische Stoppuhren (140) wünschenswerterweise angewendet werden, um die Laufzeit der Klopf- und Vakuumvorrichtung zu steuern. In diesem Aufbau ruht die Klopfvorrichtung auch auf einem Schlitten (142), welcher eine Bewegung zwischen mehreren Proben erlauben würde.
Verfahren

1. Aussieben von 0,160 Gramm (± 0,001 Gramm) von Superabsorber auf dem vortarierten Wiegepapier. Die Partikelgrößenverteilung ist die "wie erhaltene" Partikelgrößenverteilung.
2. Langsames Schütten des Superabsorbers in den Zylinder mit dem Maschenweite 100-Boden. Vermeiden, dass das SAP die Zylinderseiten kontaktiert, die Körnchen hier anhaften können. Vorsichtiges Klopfen des Zylinders, bis die Körnchen gleichmäßig auf dem Sieb verteilt sind.
3. Platzieren des Kunststoffkolbens in dem Zylinder. Wiegen dieser Zylindergruppe und Aufnehmen des Gewichtes als der „Zylindergruppensuperabsorbermenge".
4. Füllen des Salzlösungsbeckens bis zu 1 cm Höhe mit der Blutbanksalzlösung.
5. Platzieren der Zylindergruppe in dem Salzlösungsbecken direkt unter der Welle der Klopfvorrichtung und Starten der Stoppuhr. Starten und Betreiben der Klopfvorrichtung, um in einem 8-Sekunden-Zyklus zu klopfen.
6. Nach 5 Minuten, nachdem der Zylinder in dem Becken platziert wurde, Entfernen des Zylinders, Stoppen der Stoppuhr und Platzieren des Zylinders auf der Vakuumplattform, wie es in 14 gezeigt ist. Anlegen des Vakuums für eine Zeit von 6 Sekunden.
7. Wiegen der Zylindergruppe und Aufnehmen des Gewichtes.
8. Zurückbringen der Zylindergruppe zu dem Becken und der Klopfvorrichtung und wieder Starten der Stoppuhr. Beachten, dass die Zeit zwischen dem Entfernen der Zylindergruppe aus der Salzlösung in Schritt 6 bis zum Wiedereindringen der Zylindergruppe in die Salzlösung in Schritt 8 nicht 30 Sekunden übersteigen sollte. Wiederholen der Anfangsfolge des Tränkens, Entfernen, Unter-Vakuum-Setzens und Wiegens, um Daten bei zunehmenden Einweichzeiten von 1, 5, 10, 15, 30, 45, 60, 75, 90 und 120 Minuten zu erfassen und aufzunehmen.
9. Durchführen des Verfahrens, das in den Schritten 1 bis 8 beschrieben ist, im ganzen 3 mal.

Ergebnisse und Analyse
Berechnen der Gramm an Salzlösung, die pro Gramm superabsorbierenden Polymers absorbiert wird, und Darstellen als eine Funktion der zunehmenden Einweichzeit.
Bestimmen der Endgleichgewichtsabsorptionskapazität des SAP. Wenn hier weniger als eine 5 %-Änderung der Durchschnittskapazität (Durchschnitt von 3 Tests) des SAP bei 90 und 120 Minuten erhalten wird, dann Verwenden der Kapazität bei 120 Minuten als der Gleichgewichtskapazität, FAUZL. Wenn hier eine größere als eine 5 %-Änderung der Durchschnittskapazität vorliegt, dann muss der Probentest wiederholt werden und eine zusätzliche Messung einer zunehmenden Einweichzeit von 200 Minuten aufgenommen werden. Verwenden der Kapazität bei 200 Minuten als der Gleichgewichtskapazität, FAUZL, in diesem letzteren Fall.
Bestimmen der interpolierten Zeit (Tau), um 30 % der Gleichgewichtsabsorptionskapaziät zu erreichen. Dies wird durch Berechnen der Kapazität bei 60 % des Gleichgewichtswertes getan, dann Berechnen der entsprechenden Zeit, um diese Kapazität zu erreichen, aus der Kurve. Die interpolierte Zeit, um 60 % Kapazität (durch dieses Verfahren) zu erreichen, wird durch Ausführen einer linearen Interpolation mit den Datenpunkten erhalten, die zu beiden Seiten der berechneten Zeit liegen.
Berechnen des arithmetischen Durchschnittswertes der interpolierten Zeit, um 60 % der Gleichgewichtskapazität (Durchschnitt von 3 Tests) zu erreichen. Der Durchschnittszeitwert wird als „Tau" (τ) bezeichnet.
FLÜSSIGKEITSKONTAKTWINKEL MIT FASERN
Eine geeignete Technik zum Messen des Flüssigkeitskontaktwinkels mit einer Faser ist in dem US-Patent Nr. 5,364,382 beschrieben. Speziell kann die Benetzbarkeit von Fasern unter Verwendung von Kontaktwinkelmessungen an Fasern bestimmt werden. Wederholungszyklus-Einzelfaserkontaktwinkelmessungen unter Verwendung von destilliertem Wasser können mit einem Cahn-Oberflächenkraftanalysiergerät (SFA222) und einer WET-TEK-Datenanalysesoftware durchgeführt werden. Das SFA222 ist von Cahn Instruments, Inc., aus Cerritos, Kalifornien, erhältlich, und die WET-TEK-Software ist von Biomaterials International, Inc. aus Salt Lake City, Utah, erhältlich. Fasern werden in drei Messzyklen getestet, und das Bad aus destilliertem Wasser wird zwischen Zyklen 1 und 2 gewechselt. Der Flüssigkeitskontaktwinkel für das Fasermaterial wird durch Ermitteln des arithmetischen Mittelwertes der drei Messungen bestimmt. Das Testinstrument wird in Übereinstimmung mit den Standardbetriebstechniken betrieben, die in dem Cahn SFA-222-Systeminstruktionshandbuch beschrieben sind, das durch den Hersteller mitgeliefert wird.
BEISPIELE
Die folgenden Beispiele werden gezeigt, um ein detaillierteres Verständnis der Erfindung zur Verfügung zu stellen, und sind nicht dazu gedacht, den Schutzbereich der Erfindung einzuschränken. In den verschiedenen Beispielen sollte es beachtet werden, dass der erste primäre Schichtbereich 48 alternativ als die Deckschicht oder obere Schicht bezeichnet werden kann, und dass der zweite primäre Schichtbereich 50 alternativ als die Bodenschicht oder untere Schicht bezeichnet werden kann.
Beispiel 1:
Die körperseitige Schicht hat ein Basisgewicht von 400 gsm und ist aus 20 % 53C-Superabsorber, einem Superabsorber, der von Dow Chemical erhältlich ist, und 80 % HPF2 mercerisiertem Faserstoff, einem Material, das von Buckeye Corporation erhältlich ist, aufgebaut. Der Dow 53C-Superabsorber hat ein Tau von 8,5 Minuten; eine FAULZ-Kapazität von 33 g/g; und einen 0,3 psi MAUL-Wert von 26,2 g/g. Die körperseitige Schicht erstreckt sich über einen Bereich des Schichtbereiches 48, der in 2 gezeigt ist, und ist auf 0,2 g/cc verdichtet.
Die Außenseitenschicht hat ein Basisgewicht von 432 gsm und ist aus 37 % SXM 880 Superabsorber, einem superabsorbierenden Material, das von Stockhausen erhältlich ist, und 4 Schichten von 68 gsm nichtgekrepptern, durchluftgetrocknetem Zellstoff aufgebaut, das aus 50 % HPZ-Faser von Buckeye Zellulose und 50 % LL19 Faser, erhältlich von der Kimberly-Clark-Company, zusammengesetzt ist. Der SXM 880 Superabsorber hat ein Tau von 4 Minuten; eine FAULZ-Kapazität von 38 g/g; und eine 0,3 psi MAUL-Wert von 29,8 g/g. Der Superabsorber ist gleichmäßig in einer Schicht zwischen den zweiten und dritten Lagen des Zellstoffs verteilt. Diese Schicht erstreckt sich über den gesamten Bereich des absorbierenden Systems (des Bereichs von Schicht 50), wie es in 7 gezeigt ist.
Dieses Beispiel hat einen Flussleitwert von 2,81·10^–6 cm³ und einen Flüssigkeitsdochtwirkungswert von 52,9 %.
Beispiel 2:
Die körperseitige Schicht hat ein Basisgewicht von 400 gsm und ist aus 20 % 53C Superabsorber, einem Superabsorber, der von Dow Chemical erhältlich ist, 5 % Typ 255 Verbindungsfaser, erhältlich von Hoechst Celanese Corporation, und 25 % HPF2 Faserstoff, erhältlich von Buckeye Cellulose Company, aufgebaut. Der Dow 53C Superabsorber hat ein Tau von 8,5 Minuten; eine FAULZ-Kapazität von 33 g/g; und einen 0,3 psi MAUL-Wert von 26,2 g/g. Das Material wurde bei einer Dichte von 0,05 g/cc erzeugt und für eine Verwendung in dem Produkt auf 0,2 g/cc unter Bedingungen verdichtet, welche bei dem Einschmelzen und Verbinden der Verbindungsfaser nicht resultieren würden. Dieses Material wurde, wie in 2 gezeigt, geformt.
Die Außenseitenschicht hat ein Basisgewicht von 432 gsm und ist aus 37 % SXM 880 Superabsorber, einem superabsorbierenden Material, das von Stockhausen erhältlich ist, und 4 Schichten von 68 gsm nichtgekreppten, durchluftgetrocknetem Zellstoff aufgebaut, der aus 50 % HPZ-Faser von Buckeye Zellulose und 50 % LL19-Faser, erhältlich von der Kimberly-Clark Company, aufgebaut ist. Der SXM 880 Superabsorber hat ein Tau von 4 Minuten; eine FAULZ-Kapazität von 38 g/g; und einen 0,3 psi MAUL-Wert von 29,8 g/g. Der Superabsorber ist gleichmäßig in einer Schicht zwischen den zweiten und dritten Lagen des Zellstoffs verteilt. Diese Schicht erstreckt sich über den gesamten Bereich des absorbierenden Systems (dem Bereich von Schicht 50), wie es in 7 gezeigt ist.
Dieses Beispiel hat einen Flussleitwert von 2,72·10^–6 cm³ und einen Flüssigkeitsdochtwirkungswert von 52,9 %.
Beispiel 3:
Die körperseitige Schicht hat ein Basisgewicht von 250 gsm und ist aus 67 %, 1dpf PE/PP in einer Seite-an-Seite-Konfiguration mit einer Polymeraufteilung von 50 : 50 und 33 % 53C Superabsorber, erhältlich von Dow Chemical Corporation, aufgebaut. Der Dow 53C Superabsorber hat ein Tau von 8,5 Minuten; ein FAULZ-Kapazität von 33 g/g, und einen 0,3 psi MAUL-Wert von 26,2 g/g. Das Material wird in der Form von Schicht 48, wie in 2 gezeigt, angewendet und hat eine Dichte von 0,060 g/cc.
Die Außenseitenschicht hat ein Basisgewicht von 432 gsm und ist aus 38 % SXM 880 Superabsorber, einem superabsorbierenden Material, das von Stockhausen erhältlich ist, und 4 Schichten von 68 gsm nichtgekreppten, durchluftgetrocknetem Zellstoff aufgebaut, das aus 50 % HPZ-Faser von Buckeye Cellulose und 50 % LL19-Faser erhältlich von Kimberly-Clark Company, aufgebaut ist. Der SXM 880 Superabsorber hat ein Tau von 4 Minuten; eine FAULZ-Kapazität von 38 g/g; und eine 0,3 psi MAUL-Wert von 29,8 g/g. Der Superabsorber ist gleichmäßig in einer Schicht zwischen den zweiten und dritten Lagen des Zellstoffs verteilt. Diese Schicht erstreckt sich über den gesamten Bereich des absorbierenden Systems (dem Bereich von Schicht 50), wie es in 7 gezeigt ist.
Dieses Beispiel hat einen Flussleitwert von 4,62·10^–6 cm³ und einen Flüssigkeitsdochtwirkungswert von 53,0 %.
Die obigen Daten können wie folgt zusammengefasst werden:
Einige herkömmliche absorbierende Strukturen zeigten den Bedarf an einer verbesserten Verteilung, und andere herkömmliche Strukturen zeigten den Bedarf an einer verbesserten Aufnahme. Solche herkömmlichen Strukturen waren jedoch nicht konfiguriert, um die besondere Kombination von Flüssigkeitsaufnahme und -verteilung zur Verfügung zu stellen, die durch die verschiedenen Anordnungen und Aspekte der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird. Die folgenden Vergleichsbeispiele 4 bis 8 wurden präpariert.

^A Es wird angenommen, dass Beispiel 4 repräsentativ für die Struktur ist, die durch das US-Patent 5,356,403 von Faulks u. a. gelehrt wird. In Beispiel 4 hatte die obere Schicht eine Dichte von 0,2 g/cc, und die untere Schicht hat eine Dichte von 0,3 g/cc.
^B Es wird angenommen, dass die Beispiele 5 bis 7 repräsentativ für die Strukturen sind, die durch die EP 0 631 768 A1 von Plischke u. a. gelehrt werden. In diesen Beispielen hatten beide Schichten eine Dichte von 0,2 g/cc, und beide Schichten erstreckten sich über den gesamten Bereich der Verbundstoffpolsterform, die in der EP 0 631 768 A1 beschrieben ist.
^C Es wird angenommen, dass Beispiel 8 repräsentativ für die Struktur ist, die durch das US-Patent 5,360,420 von Cook u. a. gelehrt wurde. Die obere Schicht hatte ein Dichte von 0,07 g/cc, und die untere Schicht hatte eine Dichte von 0,25 g/cc. Beide Schichten hatten die Form, die in dem US-Patent 5,360,420 beschrieben ist.
CCLC ist chemisch vernetzte Zellulose, die in dem US-Patent 4,898,642 zum Beispiel beschrieben ist.
SXM 870 und SXM 880 sind Superabsorber, die durch Stockhausen unter dem Markennamen FAVOUR SX hergestellt werden. Wo es angezeigt ist, wird der Superabsorber auf die aufgelistete Partikelgröße in einem Netz gesiebt; zum Beispiel einem 20/30-Netz (600 bis 850 μm), einem 60/100-Netz (150 bis 250 μm).
Der SXM 880-Superabsorber hat ein Tau von 4 Minuten; eine FAULZ-Kapazität von 38 g/g; und einen 0,3 psi MAUL-Wert von 29,8 g/g.
Der SXM 870-Superabsorber hat ein Tau von 4 Minuten; eine FAULZ-Kapazität von 32,5 g/g; und einen 0,3 psi MAUL-Wert von 27 g/g.
Der „20/30 SXM 870"-Superabsorber hat ein Tau von 6,4 Minuten; eine FAULZ-Kapazität von 34 g/g; und einen 0,3 psi MAUL-Wert von 28,8 g/g.
Der „60/100 SXM 870"-Superabsorber hat ein Tau von 3,3 Minuten; eine FAULZ-Kapazität von 27,5 g/g; und einen 0,3 psi MAUL-Wert von 25,3 g/g.
Die Beispiele 4 bis 8 zeigten die Eigenschaften, die in der folgenden Tabelle aufgeführt sind.

Wie zu sehen ist, stellen die Strukturen dieser Beispiele nicht die Kombination an Eigenschaften zur Verfügung, die durch die Strukturen der vorliegenden Erfindung hervorgebracht werden.
Indem die Erfindung eher in vollem Detail beschrieben wurde, ist es sofort ersichtlich, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen gemacht werden können, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.

Claims

Ein absorbierender Artikel (20), welcher einen absorbierenden Kern (30) umfasst, der einen ersten primären Schichtbereich (48) und wenigstens einen zweiten primären Schichtbereich (50) hat; wobei wenigstens einer der ersten (48) und zweiten (50) primären Schichtbereiche eine Mehrzahl von Teilschichten aufweist; der absorbierende Kern (30) eine Längslänge, eine laterale Breite und eine bestimmte vorderste Grenze hat; der erste primäre Schichtbereich (48) ein Basisgewicht von nicht weniger als etwa 100 g/m² und nicht mehr als etwa 500 g/m² hat, der erste primäre Schichtbereich (48) eine erste Schichtbereichsdichte von nicht weniger als etwa 0,03 g/cm³ und nicht mehr als etwa 0,4 g/cm³ hat; der erste primäre Schichtbereich (48) ein fasriges Material in einer Menge aufweist, welche nicht geringer als etwa 25 Gew.-% ist und nicht größer als etwa 80 Gew.-% ist und das fasrige Material Fasern aufweist, welche einen Wasserkontaktwinkel von nicht größer als 65 Grad aufweisen; der erste primäre Schichtbereich (48) ein superabsorbierendes Material in einer Menge aufweist, welche nicht geringer als etwa 20 Gew.-% ist und nicht großer als etwa 75 Gew.-% ist; der zweite primäre Schichtbereich (50) eine zweite Schichtbereichsdichte von nicht weniger als etwa 0,1 g/cm³ und nicht größer als etwa 0,3 g/cm³ hat; der zweite primäre Schichtbereich (50) ein fasriges Material in einer Menge aufweist, welche nicht geringer als etwa 50 Gew.-% ist und nicht größer als etwa Gew.-% ist und das fasrige Material Fasern aufweist, welche einen Wasserkontaktwinkel von nicht größer als 65 Grad aufweisen; und der zweite primäre Schichtbereich (50) ein superabsorbierendes Material in einer Menge aufweist, welche nicht geringer als etwa 20 Gew.-% ist und nicht größer als etwa 50 Gew.-% ist; dadurch gekennzeichnet ist, dass: in dem ersten primären Schichtbereich (48) das fasrige Material Fasern aufweist, die Fasergrößen haben, welche nicht geringer als etwa 4 μm sind und nicht größer als etwa 20 μm sind, wobei das superabsorbierende Material superabsorbierende Partikel aufweist, die Partikelgrößen haben, welche nicht geringer als etwa 140 μm sind und das superabsorbierende Material einen MAUL-Wert von nicht weniger als etwa 20 g/g und einen Tau-Wert von wenigstens etwa 0,8 Minuten hat; in dem zweiten primären Schichtbereich (50) der zweite primäre Schichtbereich ein Basisgewicht hat, welches nicht geringer als etwa 200 g/m² ist und nicht größer als etwa 700 g/m² ist, das fasrige Material Fasern aufweist, die Fasergrößen haben, welche nicht geringer als etwa 4 μm und nicht größer als etwa 20 μm sind, wobei das superabsorbierende Material superabsorbierende Partikel aufweist, die trockene Partikelgrößen haben, welche nicht geringer als etwa 140 μm und nicht größer als etwa 1.000 μm sind und das superabsorbierende Material einen MAUL-Wert von nicht weniger als etwa 20 g/g hat und einen Tau-Wert von wenigstens 0,4 Minuten hat; und das Verhältnis des Tau-Wertes des superabsorbierenden Materials in der ersten primären Schicht (48) zu dem Tau-Wert des superabsorbierenden Materials in der zweiten primären Schicht (50) etwa 5 : 1 oder großer ist.
Ein absorbierender Artikel nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis des Tau-Wertes des superabsorbierenden Materials in der ersten primären Schicht zu dem Tau-Wert des superabsorbierenden Materials in der zweiten primären Schicht bis zu etwa 10 : 1 ist.
Ein absorbierender Artikel nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis des Tau-Wertes des superabsorbierenden Materials in der ersten primären Schicht zu dem Tau-Wert des superabsorbierenden Materials in der zweiten primären Schicht bis zu etwa 40 : 1 ist.
Ein Artikel (20) nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste primäre Schichtbereich (48) im wesentlichen angrenzend zu Seitengrenzen des zweiten primären Schichtbereiches (50) ist; und der erste primäre Schichtbereich in einer Zone enthalten ist, welche an einer sich lateral erstreckenden Linie beginnt, die sich etwa 7 % der Kernlänge nach innen von der vordersten Grenze des absorbierenden Kerns befindet und sich bis zu einer sich lateral erstreckenden Linie erstreckt, die sich etwa 62 % der Kernlänge nach innen von der vordersten Grenze des absorbierenden Kerns befindet.
Ein Artikel nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste primäre Schichtbereich (48) ein Verbindungsmaterial aufweist.
Ein Artikel (20) nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite primäre Schichtbereich (50) eine Mehrzahl von Teilschichten mit einem nichtgekreppten, durchluftgetrockneten Material aufweist.
Ein Artikel (20) nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite primäre Schichtbereich (50) eine Längsausdehnung hat, welche größer als eine Längsausdehnung des ersten primären Schichtbereiches (48) ist; der zweite primäre Schichtbereich (50) eine laterale Ausdehnung hat, welche im wesentlichen angrenzend zu dem ersten primären Schichtbereich (48) ist.
Ein Artikel (20) nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der zweite primäre Schichtbereich (50) eine Längsausdehnung hat, welche größer als eine Längsausdehnung des ersten primären Schichtbereiches (48) ist; der zweite primäre Schichtbereich (50) eine laterale Ausdehnung hat, welche geringer als eine laterale Ausdehnung des ersten primären Schichtbereiches (48) ist; und eine laterale Ausdehnung von wenigstens einem Bereich des zweiten primären Schichtbereiches (50) nicht geringer als etwa 30 % einer lateralen Ausdehnung eines entsprechend benachbarten Bereiches des ersten primären Schichtbereiches (48) ist.
Ein Artikel (20) nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der zweite primäre Schichtbereich (50) eine Längsausdehnung hat, welcher größer als eine Längsausdehnung des ersten primären Schichtbereiches (48) ist; der zweite primäre Schichtbereich (50) eine laterale Ausdehnung hat, welche größer als eine laterale Ausdehnung des ersten primären Schichtbereiches ist (48); und eine laterale Ausdehnung wenigstens eines Bereiches des ersten primären Schichtbereiches (48) nicht geringer als etwa 30 % einer lateralen Ausdehnung eines entsprechend benachbarten Bereiches des zweiten primären Schichtbereiches (50) ist.
Ein Artikel (20) nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite primäre Schichtbereich (50) ein im wesentlichen gleichmäßiges Basisgewicht hat.
Ein Artikel (20) nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das superabsorbierende Material in dem zweiten primären Schichtbereich (50) als eine superabsorbierende Schicht konfiguriert ist, die zwischen Schichten des nichtgekreppten durchluftgetrockneten Materials geschichtet ist.
Ein Artikel (20) nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Artikel weiter eine Rücklagenschicht (22) und eine im wesentlichen flüssigkeitsdurchlässige Decklagenschicht (24) aufweist, welche mit dem absorbierenden Kern (30) konfiguriert sind, der dazwischen sandwichartig eingebettet ist.
Ein Artikel (20) nach Anspruch 12, wobei der absorbierende Kern (30) einen Flussleitwert von wenigstens etwa 4·10^–6 cm³ hat; und wenigstens eine der ersten und zweiten primären Schichtbereiche einen Flüssigkeitsdochtwirkungswert von wenigstens etwa 24 % hat.
Ein Artikel (20) nach Anspruch 12, wobei wenigstens einer der ersten und zweiten primären Schichtbereiche einen Flüssigkeitsdochtwirkungswert von wenigstens etwa 38 % hat.
Ein Artikel nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der absorbierende Kern einen kombinierten Leitwert-Dochtwirkungswert von wenigstens etwa 14·10^–6 cm³ hat.
Ein Artikel nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste primäre Schichtbereich sich an einer Körperseite des absorbierenden Kerns befindet, und sich der zweite primäre Schichtbereich relativ nach außen von dem ersten Schichtbereich befindet.